TINJAUAN PUSTAKA Daerah Aliran Sungai Daerah Aliran Sungai adalah suatu daerah atau wilayah dengan kemiringan lereng yang bervariasi yang dibatasi oleh punggung-punggung bukit atau yang dapat menampung seluruh curah hujan sepanjang tahun, menuju sungai utama yang kemudian dialirkan terus sampai ke laut sehingga merupakan kesatuan ekosistem wilayah tata air Sarief (1986).Serupa dengan apa yang dikemukakan Manan (1978), DAS adalah suatu wilayah penerima air hujan yang dibatasi oleh punggung bukit atau gunung, dimana semua curah hujan yang jatuh diatasnya akan mengalir di sungai utama dan akhirnya bermuara kelaut. Begitu pula menurut Asdak (2002), bahwa DAS adalah suatu wilayah daratan yang secara topografi dibatasi oleh punggung-punggung gunung yang menampung air hujan kemudian mengalirkan ke laut melalui sungai utama. Daerah aliran sungai (DAS) biasanya dibagi menjadi daerah hulu, tengah dan hilir berdasarkan ekosistemnya. Daerah hulu merupakan daerah konservasi yang mempunyai kerapatan drainase labih tinggi dan memiliki kemiringan lahan yang besar. Sementara daerah hilir merupakan daerah pemanfaatan, kerapatan drainase lebih kecil dan memiliki kemiringan lahan yang kecil sampai dengan sangat kecil. DAS bagian tengah merupakan daerah transisi dari kedua bagian DAS yang berbeda tersebut. Ekosistem DAS hulu merupakan bagian yang penting, karena mempunyai fungsi perlindungan terhadap seluruh bagian DAS.
Perlindungan ini antara lain dari segi fungsi tata air. Perencanaan DAS hulu sering kali menjadi fokus perencanaan mengingat bahwa dalam suatu DAS, daerah hulu dan hilir mempunyai keterkaitan biofisik melalui daur hidrologi (Asdak, 2002). Komponen-komponen ekosistem DAS khususnya ekosistem DAS bagian hulu umumnya dapat dipandang sebagai suatu ekosistem pedesaan. Ekosistem ini terdiri atas empat komponen utama yaitu desa, sawah/ ladang, sungai dan hutan. Komponen-komponen tersebut dapat berbeda dari satu DAS ke DAS lainnya, tergantung kepada keadaan daerah hulu DAS tersebut. Keempat komponen tersebut berinteraksi timbal-balik sangat erat, sehingga apabila terjadi perubahan pada salah satu komponennya, ia akan mempengaruhi komponen lainnya dan seterusnya. Sebagai contoh, masalah degradasi lingkungan yang sering terjadi akhir-akhir ini berpangkal pada komponen desa. Pertambahan jumlah penduduk yang cepat menyebabkan perbandingan antara jumlah penduduk dengan lahan pertanian tidak berimbang. Hal ini telah menyebabkan pemilikan lahan pertanian semakin sempit. Keterbatasan lapangan kerja dan kendala ketrampilan menyebabkan kecilnya pendapatan petani. Keadaan ini mendorong kebanyakan petani untuk merambah hutan dan lahan tidak produktif sebagai lahan pertanian. Lahan yang kebanyakan marginal apabila diusahakan dengan cara-cara yang mengabaikan kaidah-kaidah konservasi tanah rentan terhadap erosi dan tanah longsor ( Departemen kehutanan, 2006). Erosi Erosi adalah hilangnya atau terkikisnya tanah atau bagian-bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain. Erosi menyebabkan hilangnya lapisan tanah yang subur dan baik untuk pertumbuhan tanaman serta berkurangnya kemampuan
tanah untuk menyerap dan menahan air. Erosi dapat terjadi apabila curah hujan yang besar diiringi dengan vegetasi yang terganggu. Pengangkutan erosi yang terjadi di iklim basah pada umumnya adalah pengangkutan erosi oleh air. Proses pengangkutan terjadi saat hujan mengikis tanah dan membawanya lewat aliran permukaan ( Arsyad, 2010). Erosi merupakan proses alamiah yang tidak bisa atau sulit dihilangkan sama sekali atau tingkat erosinya nol, khususnya untuk lahan-lahan yang diusahakan untuk pertanian. Tindakan yang dapat dilakukan adalah mengusahakan supaya erosi yang terjadi masih dibawah ambang batas yang maksimum (soil loss tolerance), yaitu besarnya erosi tidak melebihi laju pembentukan tanah (Suripin,2001). Erosi tanah (soil erosion) terjadi melalui dua proses, yakni proses penghancuran partikel-partikel tanah (detachment) dan proses pengangkutan (transport) partikel-partikel tanah yang sudah dihancurkan. Kedua proses ini terjadi akibat hujan (rain) dan aliran permukaan (run off) yang dipengaruhi oleh berbagai faktor antara lain curah hujan (intensitas, diameter, lama, dan jumlah hujan), karakteristik tanah (sifat fisik), penutupan lahan(land cover), kemiringan lereng, panjang lereng dan sebagainya (Wischmeier dan Smith,1978). Faktorfaktor tersebut satu sama lain bekerja secara simultan dalam memengaruhi erosi. Erosi merupakan salah satu penyebab utama degradasi lahan. Beberapa faktor yang mempengaruhi besarnya erosi yang terpenting adalah curah hujan, tanah, lereng, vegetasi, dan manusia (Hardjowigeno, 1995). a. Curah Hujan
Sifat hujan yang terpenting yang mempengaruhi besarnya erosi adalah curah hujan. Intensitas hujan menunujukan banyaknya curah hujan per satuan waktu (mm/jam atau cm/jam). Kekuatan menghancurkan tanah dari curah hujan jauh lebih besar dibandingkan dengan kekuatan pengangkut dari aliran permukaan (Hardjowigeno, 1995). Hujan yang turun sampai ke permukaan tanah memiliki energi kinetik yang dapat menghancurkan tanah (butir-butir tanah), sehingga bagian-bagian tanah terhempas, hilang, dan hanyut oleh aliran permukaan. Hilang atau terkikisnya lapisan tanah inilah yang disebut erosi. b. Tanah Sifat fisik tanah sangat berpengaruh terhadap besarnya erosi. Kepekaan tanah terhadap erosi disebut erodibilitas. Semakin besar nilai erodibilitas suatu tanah maka semakin peka tanah tersebut terhadap erosi (Hardjoamidjojo dan Sukartaatmadja, 1992). Hardjowigeno (1995) menyebutkan sifat-sifat tanah yang berpengaruh terhadap erosi adalah tekstur tanah, bentuk dan kemantapan struktur tanah, daya infiltrasi atau permeabilitas tanah, dan kandungan bahan organik. Nilwan (1987) menyebutkan sifat fisik tanah yang mudah mengalami erosi adalah tanah dengan tekstur kasar (pasir kasar), bentuk struktur tanah yang membulat, kapasitas infiltrasi yang rendah, dan kandungan bahan organik kurang dari 2%. Sedangkan sifat fisik tanah yang dapat menahan erosi adalah tanah dengan tekstur halus (liat, debu, pasir, pasir halus, kapasitas infiltrasinya besar, dan kandungan bahan organik yang besar untuk menambah kemantapan struktur tanah). c. Lereng
Arsyad (2000) dan Hardjowigeno (1995) mengemukakan unsur topografi yang paling berpengaruh terhadap erosi adalah panjang dan kemiringan lereng. Erosi akan meningkat apabila lereng semakin curam atau semakin panjang. Apabila lereng semakin curam maka kecepatan aliran permukaan meningkat sehingga kekuatan mengangkut semakin meningkat pula. Lereng yang semakin panjang menyebabkan volume air yang mengalir menjadi semakin besar. d. Vegetasi Menurut Hardjowigeno (1995) Pengaruh vegetasi terhadap erosi adalah : 1. Menghalangi air hujan agar tidak jatuh langsung di permukaan tanah, sehingga kekuatan tanah untuk menghancurkan dapat dikurangi ; 2. Menghambat aliran permukaan dan memperbanyak air infiltrasi ; 3. Penyerapan air ke dalam tanah diperkuat oleh tranpirasi (penguapan air) melalui vegetasi. e. Manusia Kepekaan tanah terhadap erosi dapat diubah oleh manusia menjadi lebih baik atau lebih buruk. Pembuatan teras-teras pada tanah yang berlereng curam merupakan pengaruh baik dari manusia karena dapat mengurangi erosi. Sebaliknya penggundulan hutan di daerahdaerah pegunungan merupakan pengaruh manusia yang buruk karena dapat menyebabkan erosi (Hardjowigeno,1995). Menurut Arsyad (2010) bentuk erosi dapat dibagi menjadi beberapa macam yaitu : a. Erosi lembar
Erosi lembar (sheeet erosion) adalah pengangkutan lapisan tanah yang merata tebalnya dari suatu permukaan tanah. Erosi ini disebabkan akibat kekuatan butir hujan sehingga mengakibatkan aliran permukaan yang merata di atas tanah. Bentuk erosi lembar tidak nampak secara kasat mata. Erosi lembar baru akan segera disadari bila tanaman mulai ditanam di lapisan bawah tanah. Erosi tersebut menyebabkan tanaman tidak dapat tumbuh dengan baik. b. Erosi alur Erosi alur (rill erosion) adalah erosi yang terjadi sehingga mengakibatkan alur-alur tertentu di permukaan tanah. Erosi ini terjadi karena air mengalir di permukaan tanah tidak merata tapi terkonsentrasi di alur tertentu. Biasanya alur ini terjadi di tanah-tanah yang ditanami dengan tanaman yang ditanam berbaris menurut lereng, atau akibat pengelolaan tanah menurut lereng. c. Erosi parit Erosi parit (gully erosion) mirip dengan erosi alur, tetapi alur yang terbentuk lebih besar dibandingkan erosi alur. Erosi ini tidak dapat dihilangkan dengan pengolahan tanah biasa. Erosi ini dapat mencapai 30 meter dalamnya. Tanah yang telah terjadi erosi parit akan sangat sulit dijadikan lahan pertanian. d. Erosi tebing sungai Erosi tebing (river bank erosion) sungai terjadi akibat pengikisan tebing sungai oleh air yang mengalir drai bagian atas tebing. Selain akibat tebing sungai, erosi ini dapat terjadi juga di terjangan aliran sungai yang kuat di belokan sungai. Erosi ini akan terjadi lebih hebat apabila tidak ada vegetasi penutup tebing. e. Longsor
Longsor (landslide) juga termasuk ke dalam erosi, hanya saja di tanah longsor pengangkutan yang terjadi tidak seperti erosi. Longsor dapat terjadi apabila tanah yang terangkut berpindah dalam volume yang besar. Longsor terjadi akibat meluncurnya suatu volume tanah di atas suatu lapisan agak kedap air yang jenuh air. Lapisan kedap air tersebut terdiri atas liat atau mengandung liat tinggi atau batuan lain seperti napal liat (clay shale) yang setelah jenuh air berlaku sebagai tempat meluncur. f. Erosi internal Erosi internal adalah terangkutnya butir-butir tanah ke bawah kedalam celahcelah atau pori-pori tanah, sehingga tanah menajdi ekdap air dan udara. Erosi internal menyebabkan kapasitas infiltrasi tanah dengan cepat. Erosi internal juga dapat meningkatkan aliran permukaan sehingga menyebabkan terjadinya erosi lembar atau erosi alur. Erosi lembar, alur, parit, dan tebing sungai pada umumnya menyebabkan kerusakan tanah dan mengakibatkan produktivitas tanah menurun. Selain itu tanah hasil erosi lembar, alur, parit, dan tebing erossi tersebut dapat diangkut oleh air permukaan yang akan diendapkan di tempat-tempat yang alirannya melambat atau berhenti di dalam berbagai badan air seperti sungai, saluran irigasi, waduk, danau, atau muara sungai. Erosi berat seperti longsor dapat mengakibatkan bencana alam apabila tanah yang berada di atasnya digunakan secara intensif untuk kehidupan manusia seperti permukiman, jaringan jalan, dan sebagainya. Prediksi erosi dapat dilakukan secara langsung maupun tidak langsung yaitu melalui model prediksi erosi. Prediksi erosi yang dilakukan secara langsung menemui banyak kendala, salah satunya adalah waktu yang dibutuhkan untuk
mengerjakan cukup lama. Sehingga digunakan sebuah model prediksi erosi, model prediksi erosi itu sendiri cukup beragam, seperti halnya USLE (Universal Soil Loss Equation), RUSLE, MUSLE, ANSWER (areal nonpoint source watershed environment respon simulation), GUEST (griffith university erosion system template) dan AGNPS (Agricultural Non-point Source Pollution). Salah satu metode prediksi erosi yang hingga kini masih digunakan yaitu metode Universal Soil Lost Equation (USLE). Metode USLE adalah suatu model erosi yang dirancang untuk memprediksi erosi rata-rata jangka panjang dari erosi lembar atau alur di bawah keadaan tertentu. Metode ini pertama kali dilaporkan oleh Wishmeier dan Smith dan dikembangkan di National Runoff and Soil Loss data Centre yang didirikan tahun 1954 oleh The Science and Education Administration Amerika Serikat. Metode ini bermanfaat untuk tanah tempat bangunan dan penggunaan non-pertanian, tetapi tidak dapat memprediksi pengendapan dan tidak memperhitungkan hasil sedimen dari erosi parit, tebing sungai, dan dasar sungai. Alasan utama penggunaan model USLE untuk memprediksi erosi DAS karena model tersebut relatif sederhana dan input parameter model yang diperlukan mudah diperoleh (biasanya tersedia dan dapat dengan mudah diamati di lapangan) (Hidayat, 2003). Metode prediksi USLE, hingga saat ini masih merupakan satu-satunya metode yang lebih memenuhi syarat-syarat yang dibutuhkan dalam metode prediksi. Namun demikian Wishmeier (1976) menyatakan, bahwa metode ini memiliki kelemahan yang dapat diperinci sebagai berikut:
1. Tidak dapat melakukan prediksi pengendapan dan tidak memperhitungkan hasil sedimen dari erosi parit, tebing sungai, dan dasar sungai. 2. Akurasi terbatas pada: panjang lereng <400 feet, kemiringan lereng 3-18%, tekstur tanah medium, pada pertanaman dan manajemen yang konsisten, tergantung dari akurasi nilai-nilai parameter yang digunakan, apabila terdapat kesalahan dalam menghitung atau menilai parameter (RKLSCP) maka prediksi erosi akan bias dan menyimpang. 3. Tidak dapat mengukur pencucian unsur hara dan pestisida. 4. Pada skala luas nilai rata-rata parameter pada daerah yang beragam drainase-nya maka akan mengurangi akurasi 5. Pada kondisi curah hujan spesifik dalam waktu tertentu maka prediksi dapat menjadi bias. 6. Tidak dapat mengukur penurunan kualitas air. Sedimentasi Sedimen adalah tanah dan bagian-bagian tanah yang terangkut oleh air dari suatu tempat yang mengalami erosi pada suatu daerah aliran sungai (DAS) dan masuk ke dalam suatu badan air, dan sedimen yang terbawa masuk ke dalam sungai hanya sebagian saja dari tanah yang tererosi dari tempatnya. Sebagian lagi dari tanah yang terbawa erosi akan mengendap pada suatu tempat di lahan di bagian bawah tempat erosi pada DAS tersebut. Sedimen yang dihasilkan oleh proses erosi dan terbawa oleh aliran air akan diendapkan pada suatu tempat yang kecepatan airnya melambat atau terhenti. Peristiwa pengendapan ini dikenal dengan proses sedimentasi, yaitu proses yang bertanggungjawab atas
terbentuknya dataran-dataran alluvial yang luas dan banyak terdapat di dunia, merupakan suatu keuntungan oleh karena dapat memberikan lahan untuk perluasan pertanian atau permukiman (Sitanala, 2010). Proses sedimentasi dapat dibedakan menjadi dua bagian yaitu : a. Proses sedimentasi secara geologis Sedimentasi secara geologis merupakan proses erosi tanah yang berjalan secara normal, artinya proses pengendapan yang berlangsung masih dalam batasbatas yang diperkenankan atau dalam keseimbangan alam dari proses degradasi dan agradasi pada perataan kulit bumi akibat pelapukan. b. Proses sedimentasi yang dipercepat Sedimentasi yang dipercepat merupakan proses terjadinya sedimentasi yang menyimpang dari proses secara geologi dan berlangsung dalam waktu yang cepat, bersifat merusak atau merugikan dan dapat mengganggu keseimbangan alam atau kelestarian lingkungan hidup. Kejadian tersebut biasanya disebabkan oleh kegiatan manusia dalam mengolah tanah. Cara mengolah tanah yang salah dapat menyebabkan erosi tanah dan sedimentasi yang tinggi. Proses pengangkutan sedimen (sediment transport) dapat diuraikan meliputi tiga proses sebagai berikut : a. Pukulan air hujan (rainfall detachment) terhadap bahan sedimen yang terdapat diatas tanah sebagai hasil dari erosi percikan (splash erosion) dapat menggerakkan partikelpartikel tanah tersebut dan akan terangkut bersama-sama limpasan permukaan (overland flow).
b. Limpasan permukaan (overland flow) juga mengangkat bahan sedimen yang terdapat di permukaan tanah, selanjutnya dihanyutkan masuk kedalam alur-alur (rills), dan seterusnya masuk kedalam selokan dan akhirnya ke sungai. c. Pengendapan sedimen, terjadi pada saat kecepatan aliran yang dapat mengangkat (pick up velocity) dan mengangkut bahan sedimen mencapai kecepatan pengendapan (settling velocity) yang dipengaruhi oleh besarnya partikel-partikel sedimen dan kecepatan aliran. Dampak lainnya dari proses sedimentasi di sungai adalah terjadinya pengendapan sedimen di dasar sungai yang menyebabkan naiknya dasar sungai, kemudian menyebab-kan tingginya muka air sehingga berakibat sering terjadi banjir yang menimpa lahan-lahan yang tidak dilindungi. Erosi tanah tidak hanya berpengaruh negatif pada lahan dimana terjadi erosi, tetapi juga di daerah hilirnya dimana material sedimen diendap-kan. Banyak bangunan-bangunan sipil di daerah hilir akan terganggu, saluran-saluran, jalur navigasi air, waduk-waduk akan mengalami pengendapan sedimen. Disamping itu kandungan sedimen yang tinggi pada air sungai juga akan merugikan pada penyediaan air bersih yang bersumber dari air permukaan, biaya pengelolaan akan menjadi lebih mahal (Suripin, 2001). Sistem Informasi Geografis (SIG) Sistem Informasi Geografis (SIG) / Geographic Information System (GIS) adalah suatu sistem informasi berbasis komputer, yang digunakan untuk memproses data spasial yang ber-georeferensi (berupa detail, fakta, kondisi, dsb) yang disimpan dalam suatu basis data dan berhubungan dengan persoalan serta keadaan dunia nyata (real world). Manfaat SIG secara umum memberikan
informasi yang mendekati kondisi dunia nyata, memprediksi suatu hasil dan perencanaan strategis. SIG yang merupakan salah satu sistem yang kompleks dan pada umumnya juga (selain yang stand-alone) terintegrasi dengan lingkungan sistem komputer lainnya di tingkat fungsional dan jaringan (network). Jika diuraikan, SIG sebagai sistem terdiri dari beberapa komponen (sebagai berikut) : a) Perangkat keras b) Perangkat lunak c) Data dan Informasi Geografis d) Manajemen Arc View adalah salah satu software Sistem Informasi Geografis (SIG). Softwere SIG mempunyai kemampuan untuk menampilkan, memanipulasi dan merubah data SIG. Arc View merupakan salah satu perangkat lunak SIG dan pemetaan Generasi ke-2 setelah Arcinfo yang dikembangkan oleh Environmental Systems Research Institute (ESRI). Dengan ArcView kita dapat melakukan visualisasi data spasial dan data tabular, menganalisis data secara geografis, melakukan perhitungan statistik dan sebagainya.