III METODOLOGI 3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian dilakukan pada Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung bagian hulu yang meliputi wilayah administrasi Kabupaten Bogor dan Kota Bogor (Gambar 5). Penelitian akan dilaksanakan selama enam bulan efektif dimulai dari bulan Juni 2010 sampai dengan Desember 2010. Gambar 5 Lokasi Penelitian (Kawasan Hulu DAS Ciliwung) 3.2 Bahan dan Alat Bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu berupa data sekunder yang berasal dari instansi-instansi terkait. Jenis data fisik yang diambil berupa data wilayah administrasi, hidrologi, topografi dan data penutupan lahan. Sedangkan data sosial yang digunakan berupa data kependudukan. Alat yang digunakan berupa kamera digital dan Global Positioning System (GPS) sebagai alat ukur untuk meninjau ulang data sekunder dengan keadaan
19 eksisting di lapang, kalkulator scientific untuk mengolah data serta seperangkat komputer dengan perangkat lunak Microsoft Office 2007, ArcView 3.2, ERDAS IMAGE 9.1, dan STELLA 9.0.2 untuk mengolah data. 3.3 Tahapan Penelitian Metode yang digunakan pada penelitian ini adalah metode dangan pendekatan sistem dinamik (Listyanti, 2009). Tahapan penelitian dapat dilihat pada gambar 6. Persiapan Pengumpulan Data Analisis Data Pemodelan Gambar 6 Alur Tahapan Penelitian 3.3.1 Persiapan Tahap persiapan merupakan tahapan awal dari penelitian, meliputi penetapan latar belakang, tujuan dan kegunaan penelitian, rencana kerja, persiapan alat dan bahan, perijinan pengambilan data serta menentukan konsep model dalam penelitian ini, yaitu hubungan antara pertumbuhan penduduk terhadap perubahan pemanfaatan ruang dan jumlah aliran permukaan di kawasan hulu DAS Ciliwung. 3.3.2 Pengumpulan Data Pada tahap ini kegiatan meliputi pengumpulan data dan informasi pembentuk tapak, serta data dan informasi lain yang mempengaruhi tapak. Pengumpulan data dan informasi dilakukan secara langsung melalui survey lapang (ground check) penutupan lahan di kawasan hulu DAS Ciliwung (data primer) dan pengumpulan data dan informasi dari instansi-instansi tekait (data sekunder) berupa data fisik dan sosial. Data sekunder yang digunakan adalah data jumlah penduduk, data hidrologi berupa curah hujan dan debit air, peta administrasi wilayah studi, peta penutupan lahan, dan peta topografi. Tabel 1 menunjukkan jenis data yang dikumpulkan termasuk cara pengumpulan dan sumber data.
20 Tabel 1 Jenis, Cara Pengumpulan, dan Sumber Data. Jenis Data Pengumpulan data Sumber Data Data wilayah administrasi Studi pustaka Bappeda Kabupaten Bogor dan literatur Data hidrologi (curah hujan Studi pustaka BPSDA Ciliwung-Cisadane dan debit air) Data penutupan lahan Studi pustaka dan survei lapang BPDAS Citarum-Ciliwung, BIOTROP dan literatur Data topografi Studi pustaka dan Literatur survei lapang Data kependudukan Studi pustaka BPS Kabupatan Bogor dan BPS Kota Bogor 3.3.3 Analisis Data Data yang diperoleh kemudian dianalisis sesuai tujuan yang diinginkan. Analisis dilakukan pada data kependudukan, data penutupan lahan, dan data hidrologi. 1. Jumlah penduduk Data kependudukan dianalisis dengan metode ekstrapolasi. Metode ekstrapolasi adalah melihat kecenderungan pertumbuhan penduduk di masa lalu dan melanjutkan kecenderungan tersebut untuk masa yang akan datang sebagai proyeksi. Metode ekstrapolasi mengansumsikan laju pertumbuhan penduduk di masa lalu akan berlanjut di masa yang akan datang (Tarigan, 2006). Metode ini dapat dibagi dua, yaitu teknik grafis dan metode trend. Pada penelitian ini metode ekstrapolasi yang digunakan adalah metode trend. Rumus dari metode trend adalah Log Pt = Log α + T.Log β dengan : Pt = jumlah penduduk pada tahun proyeksi t α = intercept (penduduk pada tahun dasar) β = koefisien laju pertumbuhan penduduk T = periode waktu proyeksi Hasil analisis data kependudukan ditabulasi untuk memperlihatkan laju pertumbuhan penduduk di wilayah Sub DAS Hulu Ciliwung.
21 2. Penutupan lahan Data penutupan lahan ditabulasi berdasarkan klasifikasi penutupan lahan agar dapat diketahui perubahan penutupan lahannya. Data penutupan lahan yang dianalisis adalah data penutupan lahan dari tahun 1994-2010, hasil analisis ditabulasi untuk melihat perubahannya dari tahun ke tahun. Data penutupan lahan didapat dengan cara mengolah citra Landsat kawasan hulu DAS Ciliwung (Landsat 7 EMT +, Patch/Row : 122/065) tahun 2005, foto udara tahun 2010 yang diunduh dari http:\\www.wikimapia.org dan peta penutupan lahan kawasan hulu DAS Ciliwung tahun 1994 dan 2001 hasil penelitian Janudianto (2004). Citra Landsat merupakan data digital dengan format raster dengan ketelitian satu piksel mewakili 30m² pada luas sebenarnya. Proses pengolahan citra Landsat dimulai dengan menyatukan saluran warna (band) dan selanjutnya dilakukan koreksi geometri. Tahap tersebut dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak ERDAS IMAGINE 9.1. Selanjutnya dilakukan interpretasi dan digitasi tiap jenis penutupan lahan dengan menggunakan perangkat lunak ArcView 3.2. proses digitasi dilakukan secara onscreen. Pengolahan foto udara tahun 2010 juga dilakukan dengan cara koreksi geometri, interpretasi dan digitasi. Seluruh tahap tersebut dilakukan dengan bantuan perangkat lunak ArcView 3.2. 3. Komponen hidrologi Data curah hujan dan debit sungai Ciliwung diperoleh dari Balai Pendayagunaan Sumber Daya Air (BPSDA) wilayah sungai Ciliwung-Cisadane. Komponen hidrologi berupa data curah hujan dan debit aliran digunakan untuk menentukan nilai koefisien aliran permukaan (C). Koefisien aliran permukaan menunjukkan kemampuan lahan dalam menginfiltrasi curah hujan yang jatuh untuk mempertahankan kualitas lingkungannya. Selanjutnya data tersebut ditabulasi dan dibuat grafik untuk melihat perubahannya dari tahun ke tahun.
22 3.3.4 Pemodelan Pemodelan dilakukan untuk mengetahui pengaruh hubungan antara perubahan penggunaan ruang terhadap koefisien aliran permukaan menggunakan sistem dinamik. Menurut Hartrisari (2007), metodologi dalam sistem dinamik yaitu: 1. Analisis kebutuhan Kebutuhan dari penduduk adalah ruang kehidupan, seperti tempat tinggal, sarana sosial, ekonomi dan lain-lain. Sedangkan pemerintah harus menjaga ketersediaan ruang terbuka hijau sebagai daerah resapan air di kawasan hulu DAS Ciliwung. 2. Formulasi masalah Pengalihfungsian RTH berhubungan dengan pertambahan penduduk dari tahun ke tahun. Perubahan luas RTH akan mempengaruhi kemampuan infiltrasi di kawasan hulu DAS Ciliwung. Kemampuan infiltrasi lahan dapat dilihat dari koefisien aliran permukaan yang merupakan perbandingan debit aliran terhadap curah hujan 3. Identifikasi sistem Berdasarkan mekanisme sistem yang diketahui, maka ruang lingkup model hanya dibatasi terkait dengan hubungan antara jumlah penduduk, luas RTH dan nilai koefisien aliran permukaan. Pendekatan yang digunakan adalah dengan menyusun diagram lingkar sebab-akibat (causal loop diagram). Gambar 7 merupakan gambar struktur model causal loop berdasar hubungan antara jumlah penduduk, luas RTH dan nilai koefisien aliran permukaan. 4. Pemodelan sistem Berdasarkan causal loop tersebut, diketahui bahwa jumlah penduduk mempengaruhi tiap jenis RTH. Sementara luas RTH mempengaruhi nilai koefisien aliran permukaan. Dari hubungan tersebut akan dibuat suatu persamaan fungsi. Persamaan matematik yang memungkinkan kita meramal nilai-nilai satu atau variabel tak bebas dari nilai-nilai satu atau lebih variabel bebas disebut persamaan regresi (Walpole, 1995).
23 Laju Pertumbuhan Penduduk Hutan (+) Kebun Campuran Jumlah Penduduk RTH Kebun Teh (+) Lahan Terbuka Koefisien Aliran Permukaan Sawah/ Tegalan Gambar 7 Struktur Model Causal Loop Sebelum membuat persamaan, perlu dibuat diagram pencar untuk melihat derajat korelasi antara variabel bebas (X) dan variabel terkait (Y). Berdasarkan Walpole (1995), analisis korelasi mecoba mengukur kekuatan hubungan antara dua variabel melalui sebuah bilangan yang disebut koefisien korelasi. Koefisien korelasi linear merupakan ukuran hubungan linear antara dua variabel acak X dan Y, dan dilambangkan dengan r. Jadi, r mengukur sejauh mana titik-titik menggerombol sekitar sebuah garis lurus. Selanjutnya menurut Walpole, jika titik-titik memggerombol mengikuti sebuah garis lurus dengan kemiringan positif, maka ada korelasi positif yang tinggi antara kedua variabel. Namun, jika titik-titik menggerombol megikuti sebuah garis dengan kemiringan negatif, maka antara kedua variabel itu terdapat korelasi negatif yang tinggi. Korelasi antara variabel semakin menurun secara numerik dengan semakin memencarnya dan menjauhnya titik-titik dari suatu garis lurus. Hubungan linear sempuna antara nilai X dan Y dalam contoh, apabila r = +1 atau r = -1. Rumus koefisien korelasi linear (r) yaitu
24 r = n xy ( x)( y) ( x)²][ n ² - ( [ n x² y Kemudian berdasarkan Walpole, hubungan X dan Y tersebut dinyatakan secara matematik dengan sebuah persamaan garis lurus yang disebut garis regresi linear. Persamaan garis lurus tersebut adalah ŷ = a + bx pada rumus di atas, a dan b dapat dihitung sebagai berikut a = y bx dan n b = xy n x² ( x)( y) - ( x) ² berdasarkan causal loop tersebut, diketahui bahwa hubungan antar jumlah penduduk dengan tiap jenis RTH, jumlah penduduk dengan luas RTH secara keseluruhan serta luas RTH dengan koefisien aliran permukaan. Dari hubungan tersebut akan dibuat suatu persamaan fungsi. 5. Validasi dan uji model Berdasarkan data jumlah penduduk dan luas tiap jenis RTH tahun 1994 hingga tahun 2010 diperoleh laju pertumbuhan penduduk per tahun dan koefisien laju desakan luas tiap jenis RTH akibat penambahan jumlah penduduk. Nilai-nilai laju tersebut digunakan dalam simulasi model. Selanjutnya, nilai-nilai laju tersebut serta persamaan regresi linear luas RTH dengan nilai koefisien aliran permukaan diaplikasikan ke dalam model simulasi dengan bantuan STELLA 9.0.2. tahapan simulasi model yang dilakukan yaitu a. membuat model simulasi; b. memasukkan nilai koefisien dari fungsi persamaan pada model simulasi tersebut dengan lima skenario; c. membuat simulasi model untuk 25 tahun ke depan; d. memilih skenario terbaik atau paling ideal. Terdapat enam skenario untuk memprediksi keadaan pada 25 tahun mendatang. Dari keenam skenario tersebut akan dianalisis secara deskriptif untuk menentukan skenario terbaik sebagai dasar pertimbangan rekomendasi kebijakan. Keenam skenario tersebut adalah y)²
25 a. Skenario 1, merupakan skenario agresif. Pada skenario 1, diasumsikan bahwa penambahan jumlah penduduk di kawasan hulu DAS Ciliwung dengan laju pertumbuhan penduduk 2,91 %, akan mendesak semua jenis RTH. Jadi, setiap jenis RTH akan mengalami konversi penutupan lahan akibat desakan dari penambahan ruang terbangun. b. Skenario 2, merupakan skenario semi-agresif. Pada Skenario 2, laju pertumbuhan penduduk di kawasan hulu DAS Ciliwung diasumsikan diturunkan menjadi 2,5% dan luas hutan diproteksi sesuai dengan RTRW Kabupaten Bogor 2005-2025, sehingga luas hutan tetap dari tahun ke tahun sebesar 3.042,17 Ha. Penambahan ruang terbangun hanya akan mendesak kebun campuran, kebun teh, lahan terbuka dan sawah/tegalan. c. Skenario 3, merupakan bentuk skenario dengan konsep konservasi. Pada skenario 3, diasumsikan bahwa laju pertumbuhan penduduk diturunkan secara drastis hingga hanya 1% dan luas RTH jenis hutan, kebun campuran, kebun teh dan sawah/tegalan diproteksi, sehingga penambahan luas ruang terbangun hanya akan mendesak lahan terbuka atau dengan kata lain, pengurangan luas RTH seluruhnya dibebankan pada lahan terbuka. d. Skenario 4, merupakan pengembangan dari skenario 2. Pada skenario ini diasumsikan laju pertumbuhan penduduk diturunkan lagi menjadi 2%. Luas hutan tetap diproteksi sesuai dengan RTRW Kabupaten Bogor 2005-2025, sehingga penambahan ruang terbangun hanya akan mendesak kebun campuran, kebun teh, lahan terbuka dan sawah/tegalan. e. Skenario 5, merupakan bentuk pengembangan dari skenario 4. Pada skenario ini diasumsikan laju pertumbuhan penduduk sama dengan skenario 4 yaitu sebesar 2%. Selain hutan, luas kebun teh dan sawah/tegalan juga diproteksi dengan pertimbangan pertanian merupakan salah satu mata pencaharian utama bagi penduduk di kawasan hulu DAS Ciliwung ini. Sehingga, luas hutan, kebun teh dan sawah/tegalan tetap dari tahun ke tahun dan penambahan luas ruang terbangun hanya akan mendesak luas kebun campuran dan lahan terbuka. f. Skenario 6, merupakan bentuk pengembangan dari skenario 5. Pada skenario ini diasumsikan hutan, kebun teh dan sawah/tegalan tetap
26 diproteksi. Laju pertumbuhan penduduk diturunkan lagi menjadi 1,5% dengan harapan penambahan luas ruang terbangun tidak terlalu besar sehingga luas kebun campuran dan lahan terbuka dapat dipertahankan hingga tahun akhir skenario. 6. Rencana alternatif kebijakan Berdasarkan hasil pada tahapan sebelumnya, rencana alternatif kebijakan dibuat berdasarkan skenario terbaik, guna meringankan masalah yang terkait dengan jumlah penduduk, luas RTH serta kualitas lingkungan sebagai daerah konservasi air. 3.3.5 Penyusunan Rekomendasi Berdasarkan hasil pada tahapan sebelumnya, rencana alternatif kebijakan dibuat berdasarkan skenario terbaik guna meringankan masalah yang terkait dengan jumlah penduduk, luas RTH serta kualitas lingkungan. 3.4 Batasan Studi Penelitian ini difokuskan pada kawasan hulu DAS Ciliwung. Penekanan pengkajian permasalahan penelitian pada aspek kependudukan, aspek penutupan lahan dan aspek kualitas hidrologi dengan asumsi adanya variabel waktu sehingga dipergunakan sistem dinamik. Aspek kualitas hidrologi yang digunakan adalah nilai koefisien aliran permukaan yaitu perbandingan debit aliran yang dihasilkan dan curah hujan yang diterima sebagai parameter kemampuan lahan dalam meresapkan air. Pada dasarnya, masing-masing tipe penutupan lahan memiliki kemampuan meresapkan air yang berbeda-beda. Namun pada penelitian ini, perubahan nilai koefisien aliran permukaan hanya dihitung berdasarkan perubahan luas ruang terbuka hijau secara keseluruhan.