MENUJU KETERSEDIAAN AIR YANG BERKELANJUTAN DI DAS CIKAPUNDUNG HULU : SUATU PENDEKATAN SYSTEM DYNAMICS

MENUJU KETERSEDIAAN AIR YANG BERKELANJUTAN DI DAS CIKAPUNDUNG HULU : SUATU PENDEKATAN SYSTEM DYNAMICS TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh : M. Salahudin Rasyidi NIM : 24006091 Program Studi Pembangunan INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009

MENUJU KETERSEDIAAN AIR YANG BERKELANJUTAN DI DAS CIKAPUNDUNG HULU : SUATU PENDEKATAN SYSTEM DYNAMICS Oleh : M. Salahudin Rasyidi NIM : 24006091 Program Studi Pembangunan Institut Teknologi Bandung Menyetujui Tanggal Februari 2009 Pembimbing (Dr. Ir. Muhammad Tasrif, M.Eng)

ABSTRAK MENUJU KETERSEDIAAN AIR YANG BERKELANJUTAN DI DAS CIKAPUNDUNG HULU : SUATU PENDEKATAN SYSTEM DYNAMICS Perkembangan pemanfaatan lahan di DAS Cikapundung Hulu saat ini telah memperlihatkan kondisi yang mengkhawatirkan. Hal tersebut dapat dilihat dari semakin meningkatnya laju koefisien limpasan (runoff) dan menurunnya aliran infiltrasi serta baseflow di DAS. Fenomena tersebut mengindikasikan telah berubahnya kondisi tata air di DAS yang selain akan menimbulkan permasalahan semakin berkurangnya ketersediaan air Sungai Cikapundung yang selama ini dimanfaatkan untuk pasokan air baku PDAM, PLTA maupun irigasi, juga akan menimbulkan potensi bencana, baik banjir, kekeringan maupun tanah longsor. Kondisi tersebut tidak terlepas dari letak geografis DAS Cikapundung Hulu yang berada di dalam Kawasan Cekungan Bandung yang merupakan salah satu dari pusat kegiatan nasional (PKN) yang perekonomiannya berkembang sangat pesat sehingga memerlukan peningkatan dukungan sumber daya yang besar pula baik berupa sumber daya manusia maupun sumber daya alam. Menggunakan suatu model simulasi yang dibangun dengan metodologi system dynamics (dinamika sistem), beberapa alternatif kebijakan telah dirumuskan guna menjaga kontiyuitas keandalan ketersediaan air baik air tanah maupun air permukaan serta memulihkan kondisi keseimbangan pemanfaatan lahan guna mendukung seluruh aktivitas dan kehidupan masyarakat. Alternatif kebijakan tersebut adalah : (a) pembangunan rusunami (apartemen sederhana) untuk memenuhi kebutuhan pertumbuhan penduduk yang pesat di DAS Cikapundung Hulu, (b) pengembalian fungsi hutan, (c) pembuatan lubang resapan biopori di kawasan permukiman, dan (d) membangun bendung di Sunagi Cikapundung yang terletak di daerah Bantar Awi untuk menjamin tersedianya pasokan air untuk berbagai kebutuhan di setiap saat. Pengujian adopsi kebijakan untuk menjaga kontinyuitas keandalan ketersediaan air dengan model system dynamics memperlihatkan berbagai perubahan perilaku. Hasil pengujian terhadap skenario kebijakan yang dikembangkan memperlihatkan bahwa kombinasi dari keempat kebijakan tersebut akan memberikan efek pemulihan lahan hutan dan terkendalinya tekanan kebutuhan lahan permukiman sehingga terjadi peningkatan laju aliran infiltrasi dan baseflow serta penurunan koefisien runoff. Selain itu kebutuhan pasokan air dari Sungai Cikapundung akan selalu terpenuhi setiap saat dengan adanya bangunan bendung yang mampu menampung kelebihan debit air pada musim hujan untuk didistribusikan pada musim kemarau. Daftar kata kunci : DAS Cikapundung Hulu, ketersediaan air, system dynamics, pemanfaatan lahan, biopori, rusunami. i

ABSTRACT TOWARDS SUSTAINABLE WATER AVAILIBILTY IN UPSTREAM CIKAPUNDUNG WATERSHEED : SYSTEM DYNAMICS APPROACH ii

PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedian di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti HAKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi kutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana Institut Teknologi Bandung. iii

Kata Pengantar Puji syukur penulis ucapkan kehadlirat Allah swt yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyusun dan menyelesaikan tesis sesuai dengan waktu yang diberikan. Model yang dikembangkan dalam tesis Analisis Implementasi Kebijakan Pemulihan Ketersediaan Air di DAS Cikapundung Hulu ini mengkaji pengaruh intervensi suatu kebijakan terhadap dinamika ketersediaan air tanah dan air permukaan dalam jangka panjang. Pengembangan model mengakomodasikan aspek dinamika kependudukan, ekonomi serta aspek hidrologi serta neraca air sebagai bagian yang tidak terpisahkan di dalam pengelolaan sistem DAS. Berbagai pihak ikut memberikan kontribusi di dalam penyusunan dan penyempurnaan tesis. Ucapkan terima kasih setulus-tulusnya penulis sampaikan kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Muhammad Tasrif M. Eng., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan dorongan semangat sehingga penulis terpacu untuk belajar dan menyelesaikan tesis. 2. Bapak Dr. Ir. Sonny Yuliar dan Bapak Dr. Ir. Indra Budiman Syamwil yang telah meluangkan waktunya dalam ujian (siding) pasca sarjana serta memberikan masukan yang sangat berharga dalam tesis ini. 3. Ibu Dr. Ir. Arwin Sabar, MSi yang telah memberikan masukan guna penyempurnaan tulisan ini. 4. Departemen Pekerjaan Umum yang telah memberi fasilitas dan kesempatan kepada penulis untuk mengikuti program pendidikan Pasca Sarjana di Program Studi Pembangunan Institut Teknologi Bandung. 5. Semua staf pengajar Program Studi Pembangunan yang telah banyak memberikan ilmu pengetahuan dan wawasan, serta inspirasi kepada penulis. 6. Koos Diana Nawasari isteriku dan kedua putra putriku tercinta Envira Nadyarosa dan Adelio Cordova yang senantiasa memberikan dukungan dan semangat kepada penulis untuk selalu belajar dan berkarya. iv

7. Rekan-rekan angkatan 2006 Program Studi Pembangunan, tanpa dukungan dan motivasi mereka tentunya sangat sulit bagi penulis untuk mengikuti aktivitas studi. 8. Berbagai pihak lainnya yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas bantuan moril maupun spirituil yang diberikan kepada penulis. Semoga tesis ini bisa memenuhi rasa keingintahuan dan memberikan manfaat bagi siapa saja yang membaca. Bandung, Februari 2009 Penulis. v

DAFTAR ISI ABSTRAK..... i ABSTRACT....... ii PEDOMAN MENGGUNAKAN TESIS..... iii KATA PENGANTAR... Iv DAFTAR ISI..... vi DAFTAR GAMBAR........ viii DAFTAR TABEL........ xi DAFTAR LAMPIRAN.... xii BAB I : PENDAHULUAN...... 1 I.1 Latar Belakang Penelitian... 1 I.2 Perumusan Masalah... 3 I.3 Tujuan Penelitian... 6 I.4 Ruang Lingkup Penelitian... 6 I.5 Kerangka Pemikiran... 9 I.6 Sistematika Penulisan... 12 BAB II : TINJAUAN PUSTAKA KONDISI HIDROLOGI DAS...... 13 II.1. Siklus Hidrologi... 13 II.2. Komponen-Komponen Hidrologi... 15 II.2.1. Curah Hujan... 15 II.2.2. Evaporasi dan Transpirasi... 18 II.2.3. Limpasan...... 20 II.2.4. Daerah Aliran Sungai (DAS)... 21 II.3. Ketersediaan Air... 22 II.3.1. Metoda Mock... 24 II.3.1. 1. Water Balance... 26 II.3.1. 2. Data Iklim... 27 II.3.1. 3. Evapotranspirasi... 27 II.3.1. 4. Water Surplus... 32 II.3.1. 5. Limpasan Total... 35 II.3.1. 6. Data Kalibrasi... 38 II.3.2. Analisis Neraca Air... 38 II.4. Konsep Dinamika Pertumbuhan Penduduk... 40 II.5. Teori Akumulasi Kapital Produksi... 40 II.6. Tekanan Penduduk Terhadap tata Guna Lahan... 42 II.7. Lubang Resapan Biopori... 42 II.8. Waduk (Bendung)... 46 BAB III : METODOLOGI SYSTEM DYNAMICS... 50 III.1. Pemodelan System Dynamics... 52 III.2. Langkah-langkah Pemodelan System Dynamics... 54 vi

III.2. 1. Mengartikulasikan masalah... 54 III.2. 2. Merumuskan hipotesis dinamis... 54 III.2. 3. Perumusan Model Simulasi... 56 III.2. 4. Pengujian... 56 III.2. 5. Merancang dan mengevaluasi kebijakan... 62 III.3. Penggunaan Metode Kualitatif dalam Pemodelan System Dynamics... 64 BAB IV DINAMIKA DAS CIKAPUNDUNG HULU DAN HUBUNGANNYA DENGAN KAWASAN CEKUNGAN BANDUNG... 65 IV.1. Kondisi Fisik DAS Cikapundung Hulu... 65 IV.1. 1. Kondisi Geografi dan Cakupan Wilayah... 65 IV.1. 2. Kondisi Geologi... 66 IV.1.2.1. Geomorfologi dan Fisiografi... 66 IV.1.2. 2. Sejarah dan Stratigrafi... 67 IV.1.2. 3. Struktur Geologi... 68 IV.1. 3. Topografi... 68 IV.1. 4. Tata Guna Lahan... 68 IV.1. 5. Kondisi Hidroklimatologi... 70 IV.1. 6. Sistem Sungai Cikapundung... 71 IV.2. Kondisi kependudukan DAS Cikapundung Hulu... 75 IV.3. Perkembangan Output Produksi Regional... 78 BAB V : STRUKTUR DAN PERILAKU MODEL PENGELOLAAN. DAS CIKPANDUNG HULU... 80 V.1. Gambaran Umum Model... 81 V.2. Pembatasan Model... 85 V.3. Struktur Model... 89 V.3.1. Submodel Ekonomi Cekungan Bandung... 89 V.3.2. Submodel Penduduk... 91 IV.3.2.1. Penduduk di Cekungan Bandung... 91 IV.3.2.2. Penduduk DAS Cikapundung Hulu... 93 V.3.3. Submodel Pemanfaatan Lahan DAS Cikapundung Hulu... 94 V.3.2. Submodel Submodel Hidrologi DAS Cikapundung Hulu... 97 V.3.2. Submodel Ketersediaan Air... 99 V.4. Uji Perilaku Model... 101 BAB VI : ANALISIS IMPLEMENTASI KEBIJAKAN PEMULIHAN KETERSEDIAAN AIR DI DAS CIKPANDUNG HULU... 112 VI.1. Perilaku Model Dengan Skenario Dasar Dalam Jangka Panjang...113 VI.2. Skenario Kebijakan Pemulihan Ketersediaan Air Di DAS Cikapundung Hulu... 123 VI.3. Simulasi dan Analisis Implementasi Kebijakan Pemulihan Ketersediaan Air Di DAS Cikapundung Hulu... 129 VI.4. Pemilihan Skenario Kebijakan Pemulihan Ketersediaan Air Di DAS Cikapundung Hulu... 171 vii

BAB VII : KESIMPULAN DAN SARAN... 192 VII.1. Kesimpulan... 192 VII.1. Saran Untuk Penelitian Selanjutnya... 195 DAFTAR PUSTAKA... 196 viii

DAFTAR GAMBAR Gambar I.1. Grafik hujan wilayah tahunan DAS Cikapundung... 4 Gambar I.2. Grafik aliran maksimum Sungai Cikapundung... 5 Gambar I.3. Daerah Aliran Sungai (DAS) Cikapundung... 8 Gambar I.4. Peta lokasi DAS Cikapundung... 9 Gambar II.1. Siklus Hidrologi... 14 Gambar II.2. Ilustrasi proses terbentunya air permukaan... 23 Gambar II.3. Bagan alir rainfall-runoff... 25 Gambar II.4. Bagan alir perhitungan debit dalam metoda Mock... 26 Gambar II.5. Sirkulasi air... 27 Gambar II.6. Water surplus... 33 Gambar II.7. Perjalanan air hujan sampai terbentuk debit... 36 Gambar II.8. Analisis neraca air... 39 Gambar II.9. Lubang resapan biopori... 46 Gambar II.10. Bagian tampungan waduk... 48 Gambar III.1. Prosedur pemodelan system dynamics... 57 Gambar III.2. Prosedur pemodelan system dynamics menurut Saeed... 63 Gambar IV.1. Posisi DAS Cikapundung Hulu... 65 Gambar IV.2. Pola pemanfaatan lahan di DAS Cikapundung Hulu pada tahun 1990, 1995, 2000 dan 2005... 70 Gambar IV.3. Neraca pemanfaatan aliran Sungai Cikapundung... 72 Gambar IV.4. Grafik penurunan aliran rata-rata tahunan Sungai Cikapundung... 73 Gambar IV.5. Grafik penurunan aliran minimum tahunan Sungai Cikapundung... 73 Gambar IV.6. Grafik hujan wilayah tahunan DAS Cikapundung... 74 Gambar IV.7. Grafik aliran maksimum Sungai Cikapundung... 75 Gambar IV.8. Pertumbuhan penduduk Kawasan Cekungan Bandung tahun 1990-2005...77 Gambar IV.8. Pertumbuhan penduduk DAS Cikapundung Hulu tahun 1990-2005...78 Gambar V.1. Diagram hubungan sebab akibat (causal loop diagram)... 81 Gambar V.2. Struktur Umpan Balik Submodel ekonomi... 89 Gambar V.3. Diagram alir submodel ekonomi Cekungan Bandung... 90 ix

Gambar V.4. Struktur Umpan Balik Submodel Penduduk... 91 Gambar V.5. Diagram alir submodel penduduk Cekungan Bandung... 92 Gambar V.6. Struktur Umpan Balik Submodel Penduduk DAS Cikapundung Hulu... 93 Gambar V.7. Diagram alir submodel penduduk DAS Cikapundung Hulu... 93 Gambar V.8. Model pemanfaatan lahan DAS Cikapundung Hulu... 95 Gambar V.9. Diagram alir submodel pemanfaatan lahan DAS Cikapundung Hulu... 96 Gambar V.10. Struktur Umpan Balik Submodel Hidrologi DAS Cikapundung Hulu... 97 Gambar V.11. Diagram Alir Submodel hidrologi DAS Cikapundung Hulu... 98 Gambar V.12. Struktur umpan balik submodel ketersediaan air di DAS Cikapundung Hulu... 100 Gambar V.13. Diagram alir submodel ketersediaan air di DAS Cikapundung Hulu... 101 Gambar V.14. Uji perilaku PDRB sektor industri... 105 Gambar V.15. Uji perilaku PDRB sektor jasa dan perdagangan... 106 Gambar V.16. Uji perilaku PDRB total... 106 Gambar V.17. Uji perilaku model penduduk Cekungan Bandung... 107 Gambar V.18. Uji perilaku model penduduk DAS Cikapundung Hulu... 107 Gambar V.19. Uji perilaku model pemanfaatan lahan (pada Lahan Hutan) di DAS Cikapundung Hulu... 108 Gambar V.20. Uji perilaku model pemanfaatan lahan (pada Lahan Perkebunan) di DAS Cikapundung Hulu... 108 Gambar V.21. Uji perilaku model pemanfaatan lahan (pada Lahan Ladang dan Sawah) di DAS Cikapundung Hulu... 109 Gambar V.22. Uji perilaku model pemanfaatan lahan (pada Lahan Permukiman) di DAS Cikapundung Hulu... 109 Gambar VI.1. Perilaku pertumbuhan PDRB Kawasan Cekungan Bandung dalam jangka panjang... 114 Gambar VI.2. Perilaku pertumbuhan kapitalisasi industri serta jasa dan Perdagangan Kawasan Cekungan Bandung dalam jangka panjang di DAS Cikapundung Hulu... 115 Gambar VI.3. Perilaku pertumbuhan PDRB Kawasan Cekungan Bandung dalam jangka panjang... 116 x

Gambar VI.4. Perilaku pertumbuhan jumlah penduduk di DAS Cikapundung Hulu dalam jangka panjang... 117 Gambar VI.5. Perilaku pemanfaatan lahan di DAS Cikapundung Hulu dalam jangka panjang... 118 Gambar VI.6. Perilaku perubahan aliran runoff, infiltrasi dan debit Sungai di DAS Cikapundung Hulu dalam jangka panjang... 119 Gambar VI.7. Perilaku penurunan indikasi ketersediaan air untuk Kawasan Cekungan Bandung dari DAS Cikapundung Hulu dalam jangka panjang... 120 Gambar VI.8. Perilaku penurunan debit sungai Cikapundung yang dapat dimanfaatkan... 121 Gambar VI.9. Perilaku tidak tercukupinya kebutuhan air untuk keperluan air minum, PLTA dan irigasi di Sungai Cikapundung... 122 Gambar VI.10. Indikasi kecukupan debit air Sungai Cikapundung untuk kebutuhan PLTA, PDAM dan irigasi... 123 Gambar VI.11. Intervensi kebijakan pembangunan rusunami dan pengembalian fungsi hutan... 126 Gambar VI.12. Intervensi kebijakan pembuatan lubang resaban biopori... 127 Gambar VI.13. Lokasi rencana pembangunan waduk rencana di Bantar Awi... 129 Gambar VI.14. Pengaruh implementasi kebijakan pembangunan rusunami... 131 Gambar VI.15. Pengaruh implementasi kebijakan pengembalian fungsi lahan hutan... 146 Gambar VI.16. Pengaruh implementasi kebijakan pembuatan lubang resapan biopori... 156 Gambar VI.17. Pengaruh implementasi kebijakan pembangunan bendung... 166 Gambar VI.18. Pengaruh implementasi kebijakan pembangunan rusunami dan bendung, pembuatan lubang resapan biopori serta pengembalian fungsi hutan... 182 xi

DAFTAR TABEL Tabel II.1. Notasi dan satuan parameter iklim... 28 Tabel II.2 Exposed Surface... 31 Tabel II.3. Soil Moisture Capacity untuk Berbagai Tipe Tanaman dan Tipe Tanah... 34 Tabel III.1. Pengujian-pengujian model dynamics... 58 Tabel IV.1. Kondisi hidroklimatologi DAS Cikapundung Hulu... 71 Tabel IV.2. Perkembangan penduduk di Cekungan Bandung... 76 Tabel IV.3. Perkembangan penduduk di DAS Cikapundung Hulu... 77 Tabel V.1. Variabel-variabel model ketersediaan air di DAS Cikapundung Hulu... 87 Tabel V.2 Kecenderungan pergeseran lahan di DAS Cikapundung Hulu... 94 Tabel V.3. Variabel, parameter dan nilai awal yang dipakai di dalam model...102 Tabel VI.1. Analisisi simulasi model sebagai efek kebijakan pembangunan rumah susun sederhana milik (rusunami)... 131 Tabel VI.2. Analisisi simulasi model sebagai efek kebijakan pengembalian fungsi hutan... 147 Tabel VI.3. Analisisi simulasi model sebagai efek kebijakan pembuatan lubang resapan biopori... 157 Tabel VI.4. Analisisi simulasi model sebagai efek kebijakan pembangunan bendung... 167 Tabel VI.5. Analisis simulasi model sebagai efek kebijakan terpilih... 183 xii

DAFTAR LAMPIRAN Lampiran A : DIAGRAM ALIR SYSTEM DYNAMICS DENGAN MENGGUNAKAN POWERSIM... 198 Lampiran B : PERSAMAAN DIAGRAM ALIR MODEL... 201 xiii