BAB I PENDAHULUAN 1.1. URAIAN UMUM Danau Toba adalah sebuah danau vulkanik dengan ukuran luas 100 km x 31 km di atas area seluas 1145 km² di Sumatera Utara, Sumatera, Indonesia. Di tengah danau terdapat sebuah pulau vulkanik bernama Pulau Samosir. Danau Toba sebagai salah satu danau alami terbesar di Indonesia memiliki potensi alam yang cukup besar untuk meningkatkan perekonomian daerah. Disamping sebagai salah satu andalan objek pariwisata di Sumatera Utara, juga berfungsi sebagai prasarana transportasi air yang menghubungkan beberapa kota yang terletak di pinggiran Danau Toba dengan Pulau Samosir. Selain itu fungsi yang tak kalah penting adalah sebagai sumber air masyarakat serta pembangkit listrik tenaga air untuk mensuplai kebutuhan energi listrik Industri Alumunium Asahan. Dibalik terkenalnya Danau Toba tersebut di Pulau Samosir terdapat juga beberapa danau kecil pada ketinggian antara 1.200 m dpl hingga 1.500 m dpl. Sama seperti Danau Toba, permukaan air danau menurun dari waktu ke waktu. Penduduk Pulau Samosir mulai merasakan kekurangan air, terutama yang tinggal di dataran tinggi pulau tersebut yang tidak terlayani perusahaan air minum. Mereka harus mengandalkan air danau-danau kecil tersebut, untuk berbagai keperluan sekaligus seperti: minum, cuci, ternak, bertani. Kerbau juga berkubang di tepian danau-danau ini. Karena danau makin dangkal, maka makin keruh pula airnya.
Mengingat keberadaannya di suatu tempat dan waktu tertentu tidak tetap, artinya bisa berlebih atau kurang maka air harus dikelola dengan bijak melalui pendekatan menyeluruh. Dalam hal memenuhi kebutuhan air berkaitan dengan kemampuan Daerah Tangkapan Air (catchment area) menyimpan air tanah yang berperan dalam proses siklus hidrologi dan untuk mensuplai kebutuhan terhadap air. 1.2. LATAR BELAKANG Air memiliki karakteristik unik dibandingkan dengan sumber daya alam lainnya. Air bersifat sumber daya yang terbarukan dan dinamis. Artinya sumber utama air yakni hujan akan selalu datang sesuai dengan waktu atau musimnya sepanjang tahun yang mengikuti siklus keseimbangan dan dikenal dengan siklus hidrologi. Pada prinsipnya, jumlah air di alam ini tetap dan mengikuti suatu aliran yang dinamakan siklus hidrologi. Siklus Hidrologi (hydrological cycle) adalah suatu proses yang berkaitan, dimana air diangkut dari lautan ke atmosfer (udara), ke darat dan kembali lagi ke laut. Di bumi tedapat kira-kira sejumlah 1,3-1,4 milyard km³ air: 97% adalah air laut, 1,75% berbentuk es dan 0,73% berada di daratan sebagai air sungai, air danau, air tanah dan sebagainya. Hanya 0,001% berbentuk uap di udara. Air di bumi ini mengulangi terus menerus siklus penguapan, presipitasi dan pengaliran keluar (outflow). Air menguap dari permukaan tanah dan laut, berubah menjadi awan melalui beberapa proses dan kemudian jatuh sebagai hujan atau salju kepermukaan laut atau daratan. Sebelum jatuh kepermukaan bumi sebagian menguap. Tidak semua hujan yang jatuh ke permukaan bumi mencapai di permukaan tanah sebagian akan
tertahan oleh tumbuh-tumbuhan dimana sebagian akan menguap dan sebagian lagi akan jatuh atau mengalir melalui dahan kepermukaan tanah. Sebagian air hujan yang tiba di permukaan tanah akan masuk ke dalam tanah (infiltrasi). Bagian lain yang merupakan kelebihan akan mengisi lekuk-lekuk permukaan tanah, kemudian mengalir ke daerah-daerah rendah, masuk ke sungaisungai dan akhirnya ke laut. Air yang mengalir ke laut, dalam perjalanannya sebagian akan menguap dan kembali ke udara. Sebagian air yang masuk ke dalam tanah keluar kembali ke sungai-sungai (disebut aliran intra = interflow). Tetapi sebagian besar akan tersimpan sebagai air tanah (groundwater) yang akan keluar sedikit demi sedikit dalam waktu jangka yang lama kepermukaan tanah di daerahdaerah yang rendah (disebut groundwater runoff = limpasan air tanah). Jadi sungai mengumpulkan tiga jenis limpasan, yakni limpasan permukaan (surface runoff), aliran intra (interflow) dan limpasan air tanah (groundwater runoff) yang akhirnya mengalir kelaut. Dalam proses sirkulasi air, air yang tersimpan sebagai air tanah (groundwater) dan air permukaaan tanah (groundwater runoff) adalah air yang dibutuhkan dalam kehidupan dan produksi. Jika sirkulasi ini terganggu maka akan berpotensi menimbulkan masalah. Kondisi lahan, permukaan tanah dan tumbuhan yang tumbuh di atasnya berpengaruh terhadap proses infiltrasi. Dalam rangka pemanfaatan air yang efisien untuk memenuhi berbagai kebutuhan untuk itu siklus hidrologi perlu dijaga keseimbangannya, maka dilakukan analisa kapasitas penyimpanan catchment area di Danau Toba.
1.3. MAKSUD DAN TUJUAN PENELITIAN Maksud dari penulisan ini adalah menganalisa kapasitas atau daya tampung penyimpanan air di catchment area (daerah tangkapan air) khususnya di Danau Toba menyangkut keseimbangan muka air normal yg menurun. Pengaruh dari perubahan land use dan iklim. Tujuan penulisan ini yaitu mengetahui debit air Danau Toba sebagai sumber air dalam memenuhi kebutuhan sehari-hari masyarakat dan ketersediaan air untuk pembangkit listrik. 1.4. PERMASALAHAN Kondisi lahan (Catchment Area) merupakan salah satu penyebab turunnya permukaan air danau yang menyebabkan terjadinya krisis ketersediaan air. Ruang lingkup pembahasan dan analisa dilakukan pada daerah Catchment Area Danau Toba dengan luas area lebih kurang 356.288 Ha, yang terdiri dari 245.047 Ha daratan di Pulau Sumatera ( keliling luar danau ) ditambah daratan Pulau Samosir ( di tengah danau ) dan 111.241 Ha berupa perairan Danau Toba nya sendiri ( luas permukaan ). Faktor pengaruh utama penyebab kekeringan antara lain : 1. Perubahan tata guna lahan ( land use ) 2. Kondisi hutan 3. Iklim dan kondisi hidrologi 4. Pemanfaatan sumber daya air
Pada penelitian ini pembahasan mencakup analisa kapasitas kemampuan penyimpanan air di catchment area Danau Toba. Aspek aspek yang perlu dipertimbangkan yaitu : 1. Koefisien Infiltrasi 2. Faktor Resesi Aliran Tanah 3. Initial storage. 4. Penyimpanan Air Tanah 1.5. BATASAN MASALAH Agar masalah yang dibahas dalam studi ini lebih terarah dan mencapai sasaran dengan tepat, maka pembahasan pada tugas akhir ini dibatasi pada: 1. Secara umum penelitian ini merupakan studi kasus dengan penghitungan metode rasional menggunakan rumus yang diuraikan pada Bab II: Tinjauan pustaka dan Bab III: Metodelogi Penelitian. 2. Luas Catchment Area yang di gunakan adalah Catchment Area atau DPS/DTA Danau Toba yang dihitung dengan cara Polygon Thiessen. Luas DAS tidak berubah selama durasi hujan. 3. Faktor pengaruh seperti; perubahan tata guna lahan (land use), kondisi hutan, iklim dan kondisi hidrologi, serta pemanfaatan sumber daya air yang ditinjau hanya pada daerah studi saja yaitu kawasan Catchment Area Danau Toba. 4. Penakaran atau pencatatan curah hujan daerah (area rainfall) dengan mengambil curah hujan rata-rata dari tujuh stasiun pencatat yang terdapat di Parapat,
Sidamanik, Situnggaling, Balige, Siborong-borong, Dolok Sanggul, dan Pangururan. 5. Koefisien Infiltrasi diperkirakan berdasarkan porositas tanah dan kemiringan DPS (Daerah Pengaliran Sungai) Danau Toba dimana besarnya jumlah infiltrasi juga bergantung pada tata guna lahan. 6. Memperkirakan faktor resesi tanah berdasarkan proporsi dari air tanah berdasarkan pengamatan sebelumnya disesuaikan dengan kondisi expose surface dipengaruhi oleh sifat geologi DTA Danau Toba. 7. Penyimpanan air tanah (Ground Water Storage) besarnya tergantung pada kondisi geologi setempat dan waktu. 1.6. SISTEMATIKA PENULISAN Sistematika penulisan secara keseluruhan pada tugas akhir ini terdiri dari 5 (lima) bab, uraian masing-masing bab adalah sebagai berikut : Bab I Pendahuluan. Bab ini berisi tentang uraian umum, latar belakang, maksud tujuan, permasalahan, batasan masalah, serta sistematika penulisan. Bab II Tinjauan Pustaka. Bab ini mencakup segala hal yang dapat dijadikan sebagai dasar bagi pengambilan tema penelitian, penentuan langkah pelaksanaan dan metode penganalisaan yang diambil dari beberapa pustaka yang ada yang memiliki tema yang sesuai dengan tugas akhir ini. Bab III Gambaran Kondisi Danau Toba. Mencakup seluruh penjelasan tentang kondisi lokasi penelitian yang menyangkut dengan studi ini.
Bab IV Metodologi Penelitian. Bab ini akan memaparkan rangkaian pengerjaan studi, dari proses pengumpulan literatur dan data hingga kepengolahannya serta penjelasan terkait komponen data yang digunakan. Bab V Analisa Kapasitas Tampungan Catchment Area. Bab ini akan menganalisa ketersediaan air danau toba yang tertampung dari seluruh catchment area studi dengan menghitung debit air yang ke danau dan keluar dari danau bersumberkan data kondisi lokasi studi yaitu: geografi, iklim, hidrologi, dan land use (lahan). Bab VI Kesimpulan dan Saran. Bab ini menyampaikan evaluasi hasil studi penganalisaan pada bab-bab sebelumnya. Kemudian dilakukan penyusunan rekomendasi atau saran yang berupa langkah-langkah untuk perencanaan lebih lanjut.