ANALISIS POTENSI AIR SUNGAI PADA EMBUNG 190 DI PG. BUNGAMAYANG PTPN VII, LAMPUNG
MELVIN CLASSY ALEXANDER TARIGAN
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Analisis Potensi Air Sungai pada Embung 190 di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juli 2014 Melvin Classy Alexander Tarigan NIM F44100063
ABSTRAK MELVIN CLASSY ALEXANDER TARIGAN. Analisis Potensi Air Sungai pada Embung 190 di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung. Dibimbing oleh Asep Sapei. Air merupakan elemen yang sangat penting bagi keberlanjutan hidup makhluk hidup setiap harinya. Air juga digunakan untuk irigasi pertanian. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis potensi air sungai di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung. Penelitian ini terbatas pada embung 190 PG. Bungamayang PTPN VII yang merupakan bagian dari DAS Tulang Bawang yang secara geografi terletak pada 104° 52' 07" BT dan 04° 35' 24" LS. Pada penelitian ini, analisis SWAT dilakukan menggunakan ArcSWAT 2012 sebagai plug-in pada ArcGIS 10. Pada simulasi ini, terdapat 4 tahapan proses, yaitu delineasi daerah DAS, pembentukan HRU, pengolahan data dan simulasi SWAT, serta proses visualisasi. Untuk proses validasi, digunakan perbandingan antara debit simulasi SWAT dengan debit observasi dari tanggal 20 Maret hingga 5 April 2014. Hasil simulasi SWAT menunjukan debit rata-rata sebesar 0.066 m3/s. Sedangkan untuk debit observasi, diperoleh debit rata-rata sebesar 0.043 m3/s dengan koefesien korelasi sebesar 0,897. Potensi air sungai dapat ditunjukan dengan debit rataan tahunan permodelan SWAT dengan debit rataan maksimum tahunan sebesar 0.143 m3/s pada bulan April and debit rataan minimum tahunan sebesar 0.018 m3/s yang terjadi pada bulan Septembar sehingga diperoleh total potensi air sungai pada Embung 190 di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung sebesar 2 373 950.55 m3 tiap tahunnya.
Kata kunci: DAS Tulang Bawang, HRU, potensi air sungai, SWAT
ABSTRACT MELVIN CLASSY ALEXANDER TARIGAN. The Analysis of River Water Potential on 190th Small Dam in PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung Supervised by Asep Sapei. Water is a very important element for sustainability of daily needs. Water also used as field irrigation. This research was serves to analyze the potential of river water in PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung. This research conducted at 190th small dam in Sugar Factory of Bungamayang which is part of Tulang Bawang watershed and geographically located at 104° 52' 07" SL and 04° 35' 24" EL. In this research, the SWAT analyze performed using ArcSWAT 2012 as a plug-in for ArcGIS 10. In these simulations, performed of 4 process, including the process of watershed delineation, establishment of hydrological response units (HRU), data processing and SWAT simulation, and visualization process. For validation process, observation discharge and simulation discharge of SWAT used for comparison from March 20th until April 5th 2014. Based on SWAT simulation, shown 0.066 m3/s average discharge and for observation discharge, shown 0.043 m3/s average discharge with 0.897 coeffesien correlation. The potential water shown by the annual average discharge which has been simulated by SWAT. The maximum average annual discharge is 0.143 m3/s on April and minimum average annual discharge is 0.018 m3/s on September. With the result, potential water river on 190th small dam in PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung is 2 373 950.55 m3 every years.
Keywords: Tulang Bawang watershed,HRU, potential water, SWAT.
ANALISIS POTENSI AIR SUNGAI PADA EMBUNG 190 DI PG. BUNGAMAYANG PTPN VII, LAMPUNG
MELVIN CLASSY ALEXANDER TARIGAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi : Analisis Potensi Air Sungai pada Embung 190 di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung Nama : Melvin Classy Alexander Tarigan NIM : F44100063
Disetujui oleh
Prof. Dr. Ir. Asep Sapei MS Pembimbing
Diketahui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena dengan segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Maret 2014 ini ialah potensi air sungai, dengan judul Analisis Potensi Air Sungai pada Embung 190 di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung.. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Asep Sapei MS selaku pembimbing yang telah banyak memberi saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Bapak Ali Badami selaku Kepala Pelayanan Teknik PG Bungamayang, Bapak Andri selaku Askep Litbang PG Bungamayang PTPN VII, Lampung, Bapak M. Ivan Allisan dan Bapak Ziyan Alhamdi , yang telah membantu selama pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Juli 2014
Melvin Classy Alexander Tarigan
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Potensi Air Sungai
2
Geographic Information System (GIS)
3
Soil and Water Assessment Tool (SWAT)
4
METODE
6
Waktu dan Tempat Penelitian
6
Alat dan Bahan
7
Prosedur Analisis Data
8
HASIL DAN PEMBAHASAN
9
Kondisi Lokasi Penelitian
9
Penggunaan Lahan
10
Analisis SWAT
11
SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
16
LAMPIRAN
18
RIWAYAT HIDUP
39
DAFTAR TABEL 1 Luasan jenis tanah daerah aliran sungai Embung 190 2 Sebaran penggunaan lahan daerah aliran sungai Embung 190
10 11
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Skema siklus hidrologi Lokasi PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung Lokasi penelitian Embung 190 PG. Bungamyang PTPN VII, Lampung Peta jenis tanah daerah aliran sungai Embung 190 Peta penggunaan lahan daerah aliran sungai Embung 190 Peta hasil delineasi daerah aliran sungai Embung 190 Peta sebaran kemiringan daerah aliran sungai Embung 190 Peta HRU daerah aliran sungai Embung 190 Fluktuasi debit harian simulasi SWAT dan debit harian observasi Fluktuasi debit rataan tahunan lokasi penelitian (dari tahun 2002 sampai 2013)
2 7 9 10 11 12 13 13 15 15
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
Parameter SWAT untuk file .gw, .bsn, .mgt, .hru, .sol, .sun, .rte File data input pada SWAT untuk analisis hidrologi Diagram alir pelaksanaan penelitian Lokasi Penelitian PG. Bungamayang PTPN VII Sebaran Penggunaan Lahan DAS Tulangbawang Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2002 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2003 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2004 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2005 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2006 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2007 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2008 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2009 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2010 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2011 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2012 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun 2013 Curah Hujan Harian Pos Bungamayang tahun Mei 2014
18 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Air merupakan elemen yang sangat penting bagi keberlangsungan kehidupan makhluk hidup. Selain untuk tubuh, manusia memerlukan air guna mendukung dan memanfaatkan sektor lain yang berguna sebagai lahan usaha. Manusia yang memanfaatkan lahan pertanian memanfaatkan air hujan sebagai alat utama dalam pertanian. Namun, seiring berkembangnya waktu, manusia melakukan berbagai pembangunan guna menampung air hujan serta memanfaatkannya sebagai cadangan saat terjadi musim kering. Gambaran umum mengenai potensi air suatu daerah tercermin dari daerah aliran sungai (DAS). DAS merupakan suatu kawasan tata air, dibatasi oleh pemisah topografi (pegunungan atau perbukitan) berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan curah hujan yang jatuh di kawasan tersebut ke sungai utama dan bermuara di laut atau danau. Informasi mengenai potensi ketersediaan air ini diperlukan pengembangan sektor pertanian di suatu kawasan. Untuk melaksanakan kegiatan ini maka diperlukan dukungan prasarana dan data pendukung yang berkelanjutan, dengan melakukan penetapan sistem irigasi dan tata kelola air irigasi berikut unit pengelolanya serta dan analisis keseimbangan air di unit Pg. Bungamayang PTPN VII, secara utuh. Selain itu untuk mendukung kegiatan tata kelola air irigasi yang efektif, diperlukan unit pengelola yang terpadu sesuai dengan kebutuhan sistem budidaya di lokasi perkebunan, sehingga kegiatan pembangunan sistem irigasi yang diinginkan dapat memenuhi tujuan yang diinginkan. Salah satu pengembangan sistem kelola air yang dilakukan adalah pembangunan embung. Embung yang berfungsi sebagai penampung air hujan maupun air sungai sehingga mampu dimanfaatkan saat musim kering. Hingga tahun 2012, total 273 embung yang telah dibangun di berbagai lokasi dengan total luasan mencapai 623 Ha dari total ± 10 000 Ha luas PG. Bungamayang yang tersebar dalam 4 rayon. Pada umumnya, embung yang dibangun merupakan embung tadah hujan sehingga hanya memanfaatkan curah hujan sebagai sumber air tampungan. Namun demikian, terdapat pula embung yang dibangun untuk memanfaatkan daerah aliran sungai. Embung 190 merupakan embung yang memanfaatkan aliran DAS Tulang Bawang yang mengaliri PG. Bungamayang sebagai cadangan air.
Perumusan Masalah Berkaitan dengan latar belakang permasalahan yang telah diuraikan sebelumnya, akan diteliti analisis potensi air sungai pada embung yang memanfaatkan aliran DAS. Maka karakteristik perumusan masalah dalam penelitian ini adalah 1. Analisis potensi air sungai pada embung 190 di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung menggunakan permodelan SWAT. 2. Debit rataan maksimum dan minimum tahunan pada embung 190 di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung.
2
Tujuan Penelitian Secara umum penelitian ini bertujuan untuk menganalisis potensi air sungai pada embung 190 di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung menggunakan permodelan SWAT serta memperoleh debit rataan maksimum dan minimum tahunan/ Manfaat Penelitian Adapun manfaat dari penelitian ini antara lain: 1. Sebagai bahan evaluasi dan rekomendasi bagi perusahaan perkebunan tebu untuk meningkatkan tata kelola air irigasi 2. Dengan adanya tata kelola air yang baik, perusahaan perkebunan tebu dapat mengoptimalkan potensi air yang ada.
Ruang Lingkup Penelitian Ruang lingkup penelitian ini terbatas pada analisis potensi air sungai pada embung 190 yang memanfaatkan aliran DAS Tulang Bawang dan terletak pada PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung dengan menggunakan permodelan SWAT.
TINJAUAN PUSTAKA Potensi Air Sungai Pergerakan air di permukaan bumi dapat ditelusuri melalui siklus hidrologi. Pada Gambar 1, energy panas matahari yang menyebabkan terjadinya proses evaporasi dan evapotranspirasi. Uap air akan terbawa oleh angina dan kemudian naik ke atmosfer serta mengalami kondensasi. Apabila keadaan atmosfer
Sumber: Arnold (2005)
Gambar 1 Skema siklus hidrologi
3 memungkinkan, maka air akan turun kembali ke bumi dalam bentuk hujan. Air yang turun sebagai hujan dapan tertahan oleh tajuk vegetasi maupun bangunan. Sebagian sisanya ada yang jatuh langsung ke permukaan tanah, danau, sungai dan lau, yang nantinya akan menguap kembali ke atmosfer dan mengalami siklus yang sama (Asdak 1995). Oleh karena adanya siklus hidrologi, maka terbentuklah Daerah Aliran Sungai (DAS) yang merupakan daerah resapan air yang dapat mengatur system tata air. Secara alami, kualitas DAS dipengaruhi oleh faktor biofisik pembentuk tanah yaitu relief, topografi, fisiografi, iklim, tanah, air dan vegetasi. (Tan, 1991). Sedangkan menurut Linsley (1980), DAS merupakan ekosistem, dimana unsur organisme dan lingkungan biofisik serta unsur kimia berinteraksi secara dinamis dan di dalamnya terdapat keseimbangan dari inflow dan outflow dari material dan energi.Pengeleloaan DAS dapat diartikan sebagai suatu bentuk pengembangan wilayah yang yang menempatkan DAS sebagai suatu unit pengelolaan sumber daya alam (SDA) yang secara umum untuk mencapai tujuan peningkatan produksi pertanian dan kehutanan yang optimum dan berkelanjutan. Potensi air sungai adalah ketersediaan air yang diperoleh dari badan sungai yang digunakan untuk kebutuhan sehari-hari makhluk hidup yang berada di ekosistemnya. Dengan adanya musim hujan dan musim kemarau di Indonesia, hal ini harus sangat diperhatikan, dimana kondisi badan aliran sungai harus tetap terjaga ketinggiannya pada saat musim hujan dan tetap tersedianya air pada musim kemarau. Dalam potensi air sungai, dibutuhkan data-data yang mencakup dan berkaitan dengan air yakni data-data hidrologis. Hal ini dapat diperoleh melalui data curah hujan stasiun iklim, debit aliran sungai, panjang sungai, lebar sungai dan elevasi serta topografi sungai. Sungai yang digunakan untuk mengairi lahan pertanian maupun perkebunan harus memiliki ketersediaan air yang memadai sehingga mampu membuat lahan pertanian maupun perkebunan terjaga kebutuhan airnya (Zhang, 2004). Analisis mengenai potensi air sungai telah dilakukan oleh Willy Candra Rompies (2013) pada jurnalnya yang berjudul “Analisis Potensi Sumber Daya Air Sungai Kayuwatu Wangko untuk Perencanaan Pembangkit Listrik di Desa Karor Kec. Lembean Timur, Kab. Minahasa.
Geographic Information System (GIS) Geographic Information System (GIS) atau Sistem Informasi Geogrefis (SIG) merupakan system yang memberikan banyak bantuan dan informasi terhadap keruangan. GIS merupakan suatu system yang dirancang untuk mengumpulkan, menyimpan, mengubah, memanipulasi, menganalisis, menampilkan , dan mengeluarkan data yang berhubungan dengan fitur-fitur geografis. Sistem ini tidak hanya meliputi penggunaan perangkat lunak dan keras, tetapi juga database yang diperlukan atau dikembangkan dan personal yang mengerjakan (Bettinger dan Wing 2004). Software Sistem Informasi Geografis (SIG) banyak digunakan karena penggunaannya lebih mudah dan akurat dibandingkan dengan penggunaan metode secara konvensional.
4 Aplikasi GIS digunakan dalam berbagai keperluan informasi keruangan, selama data yang digunakan memiliki referensi geografi. Pada pelaksanaannya, GIS digunakan untuk melakukan pengolahan data peta digital yang memiliki system koordinat sendiri. System Indonesia terdiri dari system koordinat geografis dan system koordinat Universal Transverse Mecator (UTM). Kedua system ini memiliki karakteristik yang berbeda satu sama lain. Pada koordinat geografis, bumi dibagi menurut garis khayal yang biasa disebut dengan garis lintang (latitude) dan garis bujur (longatitude). Pada system koordinat UTM, permukaan bumi dibagi ke dalam 60 bagian zona bujur dan setiap zona dibatasi oleh 2 meridian selebar 6° yang memiliki meridian tengah sendiri. Zona 1 sampai 60 dimulai dari 180° -174°, 174°-168° BT dan seterusnya sampai 174°-180° BB. Sedangkan pada wilayah Indonesia sendiri terdapat 9 zona yaitu 46-54 (Gandasasmita et al 2003) GIS sendiri memiliki 2 jenis data yang berbeda yaitu data vector dan data raster. Data vector merupakan data yang tidak memiliki bentuk dan ketentuan, dimana data ini terbagi menjadi 3 bagian, yaitu point, line, dan polygon. Data vector menggunakan koordinat x dan y dalam menampilkan data spasial (Chang 2004). Data raster merupakan informasi data yang terdiri dari satuan piksel yang memiliki kolom serta baris tertentu, seperti data hasil citra satelit maupun Digital Elevation Model (DEM). Data raster merupakan hal penting dalam penerapan GIS.
Soil And Water Assessment Tools (SWAT) Soil and Water Assesment Tools (SWAT) adalah model yang pertama kali dikembangkan oleh Dr. Jeff Arnold pada awal tahun 1990-an. Untuk pengembangan Agriculture Research Service (ARS) dari USDA. Model tersebut dikembangkan untuk melakukan prediksi dampak dari manajemen lahan pertanian terhadap air, sedimentasi, dan jumlah bahan kimia, pada suatu area DAS yang kompleks dengan mempertimbangkan variasi jenis tanahnya, tata guna lahan, serta kondisi manajemen suatu DAS setelah melalui periode yang lama. SWAT merupakan hasil gabungan dari beberapa model, diantaranya adalah Simulator for Water Resources in Rural Basin (SWWRRB), Chemical,Runoff and Erosion from Agricultural Management System (CREAMS), Groundwater Loading Effect an Agricultural Management System (GREAMS), dan Erosion Productivity Impact Calculator (EPIC) (Neitsch et al 2004) Model ini memungkinkan untuk diterapkan dalam berbagai analisis serta simulasi suatu DAS, sehingga agar menghasilkan output yang baik, model SWAT melakukan simulasi berdasarkan beberapa hal, diantaranya adalah : 1. Menjalankan proses secara fisik, yaitu menghasilkan output berdasarkan informasi yang spesifik mengenai iklim, karakteristik tanah, topografi, vegetasi, dan manajemen lahan pada suatu DAS. Hal ini memungkinkan model SWAT dalam memodelkan DAS walaupun tanpa data observasi, serta dapat menghitung pengaruh alternative data input, seperti perubahan penggunaan lahan, data iklim dan lainnya. 2. Menggunakan input yang telah tersedia, saat SWAT akan digunakan untuk melakukan proses analisa yang lebih spesifik maka diperlukan tambahan data yang diperoleh dari instansi pemerintah.
5 3. Menggunakan perhitungan dengan proses yang lebih efisien, sehingga dalam melakukan simulasi DAS yang luas serta dengan banyak strategi pengelolaan dapat menghemat waktu dan materi. 4. Memungkinkan untuk dapat melakukan penelitian untuk dampak dalam jangka waktu yang lama. Dalam menjalankan setiap siklus hidrologi, swat menggunakan neraca air sebagai dasar permodelan. Siklus hidrologi yang digunakan oleh SWAT dibagi menjadi dua yaitu: 1. Fase lahan yang mengatur jumlah air, sedimen, unsur hara, dan pestisida dalam pengisian saluran utama pada masing-masing sub basin. 2. Fase air yang berupa pergerakan air, sedimen, dan lainnya melalui jaringan sungai pada DAS menuju outlet. ∑
(1) Keterangan: SWt : kandungan air tanah pada hari ke-t (mm) SW0 : kandungan air tanah awal pada hari ke-i (mm) Rday : Jumlah presipitasi pada hari ke-i (mm) Qsurf : Jumlah surface runoff pada hari ke I (mm) Ea : Jumlah evapotranspirasi pada hari ke-i (mm) Wseep : Jumlah air yang memasuki vadose zone pada profil tanah hari ke-i (mm) Qgw : Jumlah air yang ke ground water pada hari ke-i (mm) Dalam mengestimasikan aliran permukaan (Qsurf), SWAT menggunakan 2 buah metode yaitu SCS curve number (CN) dan infiltrasi Green and Ampt. Berdasarkan volume aliran permukaan dan puncaknya, dilakukan simulasi pada setiap HRU (Hidrological Response Units). SCS curve number merupakan fungsi dari permeabilitas tanah, tata guna lahan, dan kondisi air tanah. Persamaan SCS curve number disajikan pada persamaan (2) berikut ……(2) Rday S
Keterangan: : curah hujan per hari (mm) : retention parameter (mm)
(
)…….(3)
Besarnya laju Wseep dan Qgw dihitung dengan persamaan (4) dan (5) ……(4) Keterangan: Wseep : Wpercy,ly Wcrk,btm:
: total air yang berada di bawah tanah pada hari ke-i (mm) : jumlah air perkolasi yang keluar dari lapisan terbawah (mm) : jumlah air yang mengalir melewati lapisan yang lebih bawah dari muka tanah untuk mengalirkan aliran (mm).
6
… (5) Keterangan: Qgw : jumlah air yang kembali pada hari ke-i (mm) µ : specific yield dari aquifer dangkal (m/m) αgw : konstanta resesi aliran mantap hwtbl : tinggi muka air pada watertable (mm). Pada penentuan nilai evapotranspirasi, model SWAT melakukan perhitungan berdasarkan tiga metode yaitu metode Penman-Monteith, metode Priestley and Taylor, serta metode Hargreaves. Metode Penman-Monteith merupakan salah satu metode perhitungan besar evapotranspirasi potensial dari permukaan air terbuka maupun permukaan vegetasi. Model ini membutuhkan lima parameter iklim yaitu suhu, kelembaban relative, kecepatan angina, tekanan uap jenuhm dan radiasi netto. Persamaan Penman Monteith disajikan dengan persamaan: [
E λE ∆ Hnet G Cp ρair ez0 ez rc gs Γ
]
(6)
Keterangan: : Laju evaporasi (m s -1) : Panas laten akibat densitas sinar matahari (MJ m-2d-1) : Kemiringan pada kurva tekanan uap air jenuh-temperatur, de/dt (kPa°C-1) : radiasi yang mengenai permukaan (W m-2) : Kerapatan fluks panas ke tanah (MJ m-2 d-1) : Kapasitas panas spesifik dari udara (J kg-1K-1) : Densitas udara (kg m-3) : tingkat tekanan uap air jenuh di udara pada ketinggian z (kPa) : tekanan uap air di udara pada ketinggian z (kPa) : resistensi dari kanopi tanaman (s m-1) : Difusi resistansi lapisan udara atau aerodynamic resistance (s m-1) : Konstanta Psychrometri (γ = 66 Pa K-1)
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian dilaksanakan dari bulan Maret sampai bulan April Tahun 2014 di PG. Bungamayang PTPN VII, Kecamatan Bungamayang, Lampung. PG. Bungamayang secara geografis terletak pada posisi 104°57’ BT dan 4°22’ LS dengan ketinggian 10 - 50 m dpl serta memiliki topografi bergelombang (0-8%) terletak di Desa Negara Tulang Bawang, Kecamatan Bungamayang, Kabupaten Lampung Utara, ± 157 km dari Bandar Lampung sebagai ibukota provinsi dan ± 45 km Kotabumi sebagai ibukota kabupaten yang ditunjukkan oleh Gambar 2.
7
Sumber: Google Earth
Gambar 2 Lokasi PG. Bungamayang
Alat dan Bahan Bahan yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah peta tanah dengan skala 1:250 000, peta DEM (Digital Elevation Model) dengan resolusi 30 meter, dan citra landsat TM. Data penunjang lainnya yaitu data pengukuran debit sungai, data aliran sungai, data curah hujan, serta data fisik tanah. Alat yang digunakan dalam pelaksanaan penelitian ini adalah seperangkat computer dengan kebutuhan minimum sebagai berikut: 1. Komputer desktop dengan prossesor Intel Pentium 1 dengan clock 166MHz. 2. RAM dengan kapasitas 64 MB. 3. Sistem Operasi Microsoft Windows 95,98, NT 4.0, XP, 7 atau Win2000 dengan kernel patch terbaru. 4. Adapter VGA dan monitor 5. Kapasitas harddisc minimum 300 MB. 6. Software yang terinstal, diantaranya adalah Microsoft Office 2013, ArcGIS 10, ArcSWAT 2012 dan SWAT Plot and Graph 7. Alat ukur debit : Pelampung, pita ukur, stopwatch. Analisis potensi air sungai pada embung 190 di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung dilakukan dengan menggunakan model SWAT yang akan dengan Arcgis 10.1 sebagai sotware tambahan dengan menggunakan bahan-bahan sebagai berikut: 1. Data Pengukuran Debit Sungai di PTPN VII PG. Bungamayang, Lampung 2. Peta Digital Elevation Model (DEM) untuk wilayah Bungamayang dengan resolusi 30 meter. 3. Data Klimatologi Provinsi Lampung untuk daerah Bungamayang dari tahun 2002-Mei 2014. 4. Data Landuse DAS di PG. Bungamayang, Lampung tahun 2011. 5. Peta tanah eksplorasi Provinsi Lampung.
8 Data input berupa karakteristik tanah, iklim, tata guna lahan, dan hidrologi yang telah disiapkan pada proses pengumpulan data dimasukkan ke dalam data input file.
Prosedur Analisis Data Tahapan kegiatan analisis yang dilakukan adalah 1. Delineasi Daerah Observasi Proses delineasi menggunakan data DEM SRTM yang diolah menggunakan perangkat lunak ArcGIS 10. Daerah observasi ini akan didelineasi berdasarkan batas topografi alami DAS. 2. Pembentukan HRU (Hydrological Response Unit) HRU adalah unit satuan lahan dengan unsur karakteristik sub DAS yang berpengaruh terhadap terjadinya erosi. Setiap HRU akan memiliki informasi sub DAS, nomor HRU, jenis penutupan lahan, jenis tanahm dan luas HRU. HRU didapatkan dari overlay peta tanah dan peta penggunaan lahan. Pembuatan HRU terdiri dari interval slope, peta raster landuse dan peta raster tanah format system koordinasi proyeksi UTM, dan threshold dari presentase total luasan landuse 10% jenis tanah sebesar 5% dan slope sebesar 5%. 3. Penggabungan HRU dengan data iklim Proses penggabungan HRU dan data iklim dilakukan setelah saruan analisis terbentuk. Pada tahap ini ditentukan periode simulasi terlebih dahulu untuk kemudian dilakukan pemasukan data iklim. 4. Simulasi Proses simulasi dilakukan setelah proses penggabungan HRU dengan data iklim. Persamaan yang digunakan di dalam simulasi SWAT untuk melakukan prediksi aliran permukaan adalah metode SCS Curve Number pada persamaan (2) dan (3). 5. Validasi Dalam proses validasi ini, dilakukan plot hasil debit simulasi yang dihasilkan oleh SWAT dan debit observasi hasil pengamatan selama penelitian dilakukan. Untuk melihat kevalidan data sehingga dapat dilihat apakah data tersebut layak (valid) maupun tidak untuk dilanjutkan ke proses selanjutnya. 6. Simulasi dengan SWAT. Setelah model SWAT sesuai dengan data aktual DAS, dilakukan analisis potensi debit air sungai rataan tahunan. Analisis yang dilakukan adalah dengan melakukan perbandingan antara debit hasil prediksi model SWAT terkalibrasi dengan kebutuhan air di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung.
9
HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Lokasi Penelitian Lokasi Penelitian yang secara geografis terletak pada 4o 35’ 24” LS dan 104 52’ 07” BT yang merupakan anak sungai dari Daerah Aliran Sungai (DAS) Tulang Bawang termasuk dalam zona 48 UTM. Lokasi penelitian memiliki luas sebesar 12.73 km2 atau 0.99 % dari DAS Tulang Bawang yang memiliki daerah tangkapan seluas 1 285 km2. Lokasi penelitian yang berada pada daerah Negara Ratu, Bungamayang yang berjarak ± 45 km dari Kotabumi sebagai ibukota kabupaten Lampung Utara dan ± 157 dari Bandarlampung sebagai ibukota Propinsi Lampung. Keadaan topografi wilayah ini merupakan dataran rendah yang dimanfaatkan sebagai areal perkebunan tebu. Wilayah Utara DAS Tulang Bawang berbatasan dengan Kabupaten Way Kanan, wilayah selatan berbatasan dengan Kabupaten Lampung Tengah, wilayah barat meliputi Kabupaten Lampung Barat, dan wilayah timur yang meliputi Kabupaten Tulang Bawang Barat. o
Gambar 3 Lokasi penelitian embung 190 PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung Pada penelitian ini, lokasi embung 190 yang terletak pada rayon I, PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung digunakan sebagai outlet yang berlokasi pada 04° 34’ 28” LS dan 104° 51’ 51” BT. Penempatan outlet pada lokasi embung menghasilkan luasan DAS yang lebih sempit yaitu sebesar 12.73 km2. Penempatan dilakukan karena debit sungai yang diukur dapat dibandingkan dengan informasi total potensi air sungai yang mengalir di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung
10 Penggunaan Lahan Berdasarkan peta jenis tanah eksplorasi DAS Tulangbawang dari Lembaga Penelitian Tanah berskala 1 : 250 000, jenis tanah yang terdapat pada lokasi penelitian didominasi oleh Grumusol yang ditujukan oleh Gambar 4 dengan luasan sebesar 7.08 km2 (ditunjukkan pada Tabel 1). Pada umumnya kriteria tanah adalah masam dengan pH < 4,5, kadar C organic rata-rata rendah < 2% dan tekstur lapisan atas berpasir sampai berlempung, dengan kadar makro N, P dan K juga rata-rata rendah. Sifat fisika tanah pada PG. Bungamayang memiliki tanah yang padat, dengan berat jenis antara 1,26 – 1,51 g/cc pada kedalaman 0-15 cm.
Gambar 4 Peta jenis tanah daerah aliran sungai Embung 190 Tabel 1 Sebaran jenis tanah daerah aliran sungai Embung 190 Jenis Tanah Grumosol Argosol Total
Luas 2
km 7.08 5.65 12.73
% 55.6 44.4 100
Pada penelitian ini digunakan citra landsat 7 ETM+ yang diperoleh dari Kementrian Kehutanan Republik Indonesia tahun 2011 sebagai informasi penggunaan lahan. Sebelum data citra dapat digunakan, dilakukan proses pengolahan terlebih dahulu menggunakan Arcgis 10.1. Pada tahap pertama, data citra diproyeksikan dengan WGS 1984 pada zona 48 S , kemudian dilakukan pemotongan wilayah DAS terhadap citra
11 Tabel 2 Sebaran penggunaan lahan daerah aliran sungai Embung 190 Jenis Penggunaan Lahan Perkebunan Pertanian Lahan Kering Pemukiman Total
Luas km2 3.22 9.45 0.06 12.73
% 25.28 74.26 0.46 100
Gambar 5 Peta penggunaan lahan daerah aliran sungai Embung 190 Pada Gambar 5 dan Tabel 2 menunjukkan bahwa wilayah daerah aliran sungai Embung 190 didominasi oleh Pertanian Lahan Kering seluas 9.45 km2 atau seluas 74.26%. Analisis SWAT Pada penelitian ini dilakukan analisis SWAT menggunakan ArcSWAT 2012. ArcSWAT merupakan sub-aplikasi dari ArcGIS 10, yaitu perangkat lunak berbasis open source yang berguna dalam distribusi data, mengembangkan tools yang berkaitan dengan analisis spasial, ilmu ketataruangan, dan melakukan proses sebagaimana dilakukan perangkat lunak GIS lainnya. Pada simulasi SWAT ini, dilakukan 4 proses, diantaranya adalah proses delineasi DAS, pembentukan hydrological response unit (HRU), pengolahan data SWAT, dan proses simulasi.
Proses Delineasi DAS Pada tahap pertama dilakukan, dilakukan delineasi daerah aliran sungai berdasarkan data digital elevation model (DEM) wilayah DAS yang akan diteliti. Data DEM yang digunakan pada penelitian ini adalah data ASTER Global DEM V2 dengan resolusi 30 meter. Pada tahap ini, data DEM dimasukkan terlebih dahulu, kemudian batas DAS ditentukan sehingga dapat diperoleh aliran sungai
12 serta sub DAS. Ketepatan pembentukan aliran sungai dan sub DAS ditentukan oleh ketelitian dalam melakukan delineasi. Semakin kecil nilai kolom cells yang digunakan, maka semakin banyak aliran sungai serta sub DAS yang terbentuk. Pada Gambar 6, digunakan ketelitian sebesear 50 ha, sehingga terbentuk DAS dengan total luasan 1 273 ha. Total luas DAS yang diperoleh lebih kecil dibandingkan total keseluruhan DAS, karena Embung PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung merupakan salah satu embung yang terhubung langsung oleh DAS Tulang Bawang. Hal ini menunjukkan outlet tersebut dapat dilakukan analisis debit sehingga dapat dibandingkan potensi air sungainya guna kebutuhan irigasi di PG. Bungamayang, PTPN VII, Lampung.
Gambar 6 Peta hasil delineasi daerah aliran sungai Embung 190
Pembentukan HRU Setelah dilakukan proses delineasi, dilakukan pembentukan HRU (hidrologycal response unit). Pada tahap ini dilakukan overlay antara hasil data DEM, data penggunaan lahan, serta data tanah. Selain dapat melakukan analisis hidrologi berdasarkan karakteristik tanah dan penggunaan lahan yang spesifik, proses ini berguna dalam pemasukan data slope (kemiringan). Pada Gambar 7, dilakukan pengelompokan kemiringan sebesar 0-5% (datar), 5-15% (bergelombang), 15-30% (agak curam) dan 30-45% ( curam)
13
Gambar 7 Peta sebaran kemiringan daerah aliran sungai Embung 190
Gambar 8 Peta HRU daerah aliran sungai Embung 190 Hasil pembentukan HRU memberikan informasi mengenai penggunaan lahan, tanah, kemiringan lahan, luas area, dan presentase luas HRU pada sub DAS. Pada Gambar 8, diperoleh 18 HRU, di mana titik Embung 190 PG. Bungamayang berada di bagian hilir..
Pengolahan Data dan Simulasi SWAT Pada tahap ini dilakukan pemasukan data iklim untuk mendapatkan keluaran berupa debit harian simulasi. Simulasi SWAT membutuhkan data iklim berupa curah hujan dan suhu pada stasiun yang mewakili daerah DAS, serta data weather
14 generator berupa radiasi matahari, kecepatan angin, suhu, curah hujan, dan titik embun. Data curah hujan pada daerah DAS Sungkai diperoleh dari Stasiun Bungamayang yang merupakan stasiun milik PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung yang terletak pada 5° 02’ 32” LS dan 105° 05’ 10” BT dengan elevasi 25 meter diatas permukaan laut. Data curah hujan yang digunakan serta data suhu yang digunakan diperoleh dari Badan Penelitian dan Pengembangan PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung dari tahun 2002 sampai tahun 2013.
Proses Visualisasi Pada tahap ini dilakukan proses visualisasi debit. Data debit yang divisualisasikan merupakan data debit harian serta debit bulanan. Hasil dari simulasi ditampilkan dengan menggunakan SWAT Plot and Graph. SWAT Plot and Graph juga dapat digunakan sebagai acuan validasi data. Berdasarkan Gambar 9, debit simulasi harian maksimum yang terjadi pada tanggal 20 Maret hingga 5 April 2014 adalah sebesar 0.463 m3/detik dengan debit minimum sebesar 0.024 m3/detik, serta debit rata-rata sebesar 0.066 m3/detik. Sedangkan untuk debit observasi, debit maksimum yang diperoleh sebesar 0.116 m3/detik, debit minimum sebesar 0.024 m3/detik, serta debit rata-rata sebesar 0.043 m3/detik. Dengan menggunakan SWAT Plot and Graph diperoleh koefesien korelasi sebesar 0.897. Pada Gambar 10, menunjukkan fluktuasi potensi debit rataan tahunan Embung 190 PG. Bungamyang, PTPN VII, Lampung dari tahun 2002-2013 yang telah disimulasi oleh model SWAT. Berdasarkan grafik tersebut, diperoleh debit rataan maksimum tahunan sebesar 0.143 m3/detik yang terjadi pada bulan April, debit rataan minimum tahunan sebesar 0.018 m3/detik yang terjadi pada bulan September 0.5
Debit Simulasi
Debit Observasi
0.45
DEBIT (M3/DETIK)
0.4 0.35 0.3 0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0
TANGGAL
Gambar 9 Fluktuasi debit harian dengan debit simulasi SWAT menggunakan SWAT Plot and Graph
15
0.16 0.14
Debit (m3/detik)
0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0
Bulan
Gambar 10 Fluktuasi debit rataan tahunan lokasi penelitian (dari tahun 2002 hingga 2013) Analisis Debit Sungai Setelah melalui tahap validasi model SWAT yang diperoleh dengan cara memplotkan hasil simulasi SWAT, dilakukan analisis terhadap simulasi SWAT dari tahun 2002 hingga 2013 guna memperoleh potensi debit rataan tahunan Embung PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung. Namun demikian, analisis rataan tahunan model SWAT tidak dapat dilakukan kalibrasi dikarenakan tidak tersedianya data debit pengukuran yang mencukupi dalam jangka waktu tertentu sehingga hanya dilakukan proses validasi menggunakan debit hasil simulasi dan debit hasil observasi dari tanggal 20 Maret hingga 05 Juli 2014. Berdasarkan hal itu, permodelan SWAT dalam penelitian ini menggunakan parameter default tanpa kalibrasi. Berdasarkan model SWAT untuk validasi, diperoleh debit simulasi harian maksimum yang terjadi pada tanggal 20 Maret hingga 5 April 2014 adalah sebesar 0.463 m3/detik dengan debit minimum sebesar 0.024 m3/detik, serta debit rata-rata sebesar 0.066 m3/detik. Sedangkan untuk debit observasi, debit maksimum yang diperoleh adalah sebesar 0.116 m3/detik yang terjadi pada tanggal 28 Maret 2014, debit minimum sebesar 0.024 m3/detik yang terjadi pada tanggal 20 Maret 2014, serta debit rata-rata sebesar 0.043 m3/detik. Dalam penelitian ini terdapat beberapa error yang terjadi antara debit observasi dengan dengan debit simulasi SWAT. Hal ini dapat terjadi akibat adanya kesalahan dalam pengulangan pengukuran debit dimana pengukuran debit yang dilakukan menggunakan peralatan manual (pelampung dan stopwatch). Untuk potensi debit rataan tahunan Embung 190 PG Bungamayang PTPN VII, Lampung dimana debit rataan maksimum tahunan diperoleh pada bulan April sebesar 0.143 m3/detik dan potensi debit rataan minimum tahunan sebesar 0.018
16 m3/detik yang terjadi pada bulan September. Dengan menggunakan debit rataan tahunan dari tahun 2002-2013, dapat diperoleh total volume potensi air sungai yang masuk ke Embung 190 PG Bungamayang PTPN VII sebesar 2 373 950.55 m3 tiap tahunnya. Volume debit ini yang masuk ke Embung 190 PG Bungamayang untuk digunakan sebagai pemenuhan kebutuhan irigasi perkebunan tebu.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan 1. Dengan melakukan analisis potensi debit rataan tahunan, diperoleh debit rataan maksimum tahunan sebesar 0.143 m3/detik yang terjadi pada bulan April dan rataan minimum tahunan sebesar 0.018 m3/detik yang terjadi pada bulan September. 2. Berdasarkan debit rataan tahunan, diperoleh volume total potensi air sungai di Embung 190 PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung sebesar 2 373 950.55 m3 tiap tahunnya. Saran 1. Diperlukan pos pengukuran curah hujan dan stasiun iklim yang berada dalam area DAS, sehingga data iklim yang diperoleh dapat lebih menggambarkan kondisi DAS. 2. Diperlukan pengukuran debit aktual sungai yang sesuai dengan lokasi tinjau penelitian, yaitu Embung 190 Rayon II PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung.
DAFTAR PUSTAKA Abbaspour, KC. 2008. SWAT-CUP2: SWAT Calibration and Uncertainty Programs. Duebendorf. Departement of System Analysis, Integrated Assessment and Modelling (SIAM), Eawag, Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology Ahl RS, Scott W. Woods dan Hans R. Zuurig. 2008. Hidrological Calibration and Validation of SWAT in A Snow-Dominated Rocky Mountain Watershed, Montana. USA. Journal of The American Water Resources Association. Anggana. 2013. Analisa Kebutuhan Air Irigasi pada Tanaman di Daerah Irigasi Poncowati dengan Menggunakan Software Cropwate 8. Jurusan Teknik Pengairan. Fakultas Teknik. Universitas Brawijaya Press Arnold, J.G., J.R. Kiniry, dan J.R. Williems. 2005. Soil and Water Assessment Tool Theoretical documentation (version 2005). Agriculture Research Sevice US. Retrieved October 31, 2008. http://swat.tamu.edu/media/1292/swat2005theory
17 Asdak C. 1995. Hidrologi dan Pengolahan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press Buku Standar Perencanaan Irigasi (Kriteria Perencanaan Bagian Bangunan Utama KP-02), CV Galang Persada 1986, Dirjen Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum Chang KT.2004. Introduction to Geographic Information Systems.2nd Edition. Iowa: McGraw-Hill Emiyati. 2012. Hydrological Response Unit (HRU) dan Debit Aliran Daerah Aliran Ci Rasea. Thesis. Jurusan Geografi. Universitas Indonesia Press Flugel, W. A. 1997. Combining GIS with regional hydrological modelling using hydrological response unit (HRUs). An application from Germany. Mathematics and Computers in Simulation 43 (297-304). Elsevier. Fitrian, Hani. 2002. Analisis Potensi dan Ketersediaan Air Berdasarkan Neraca Air di DAS Brantas Hulu, Jawa Timur. Jurusan Geofisika dan Meteorologi FMIPA IPB, Bogor Handoko. 1995. Klimatologi Dasar. Jakarta : Pustaka Jaya Gandasasmita K, Hadi SA, Saroinsonng FB. 2003. Data structure developing for land resources information storage and management (in Indonesian). The 10th National Seminat of Persada 3-4 July 2003. Nikko Hotel, Jakarta. Junaidy, Edy dan Surya Dharma Tarigan. 2010. Penggunaan Model Hidrologi SWAT (Soil and Water Assessment Tool) Dalam Pengelolaan DAS Cisadane. Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian. IPB : Press. Kodoatie dan Robert J. 2008. Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu. Yogyakarta: CV Andi Offset Matlock M, Greg Thoma, Eric Cummings, Jackson Cothren, Mansoor Leh dan John Wilson. 2013. Geospatial Analysis of Potential Water Use, Water Stress and eutrophication impacts from US dairy production. International Dairy Journal. Departement Of Agriculture and Biological Engineering. University of Arkansas. Elsevier. Tan, K. H. 1991. Dasar-Dasar Kimia Tanah. Terjemahan Goenadi, D.H. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. Soil Survey Staff. 1998. Key to Soil Taxonomy 8th edition. USDA-NRCS Washington DC. Srinivasan, R dan Chris George. 2011. Map Window Interface for Soil and Water Assessment Tool (SWAT). United Nations University International Institute for Software Technology. Macao. Zhang, X. 2006. Evaluations of Spatial Heterogenity of Watershed through HRU concept using SWAT. http://twri.tamu.edu/docs/funding/usgs/2005-06/zhang (3 Juni 2014) [terhubung berkala]
18 Lampiran 1 Parameter SWAT untuk file .gw, .bsn, .mgt, .hru, .sol, .sub, dan .rte. No 1 2 3
Parameter RCHRG_DP.gw ALPHA_BF.gw GW_DELAY.gw P
Definisi Satuan Fraksi perkolasi akuifer dalam Faktor alfa untuk aliran permukaan (hari) Perlambatan aliran bawah tanah (hari) Kedalaman ambang air pada akuifer dangkal yang dibutuhkan agar 4 GWQMN.gw terjadi arus balik (mm) 5 GW_REVAP.gw Koefisien "revap" air bawah tanah 6 GW_SPYLD.gw Kapasitas lapang akuifer dangkal (m3/m3) 7 7 SHALLST_N.gw Jumlah nitrat pada akuifer dangkal (Kg N/ha) 8 HLIFE_NGW.gw hal life of nitrate in the shallow aquifer (hari) 9 GWSOLP.gw Konsentrasi fosfor yang larut pada aliran bawah tanah (mg P/L) 10 SFTMP.bsn temperatur salju / uap air (˚C) 11 SNOCOVMX.bsn Kedalaman ambang salju 12 SNO50COV.bsn Fraksi dari SNOCOVMX yang mencakup 50% tutupannya 13 TIMP.bsn Faktor lag suhu salju 14 SMFMN.bsn Faktor leleh salju 15 SMFMN.bsn Temperatur ambang lelehan salju (˚C) 16 SMFMX.bsn Faktor leleh pada 21 Juni (mm/hari - ˚C) Nilai yang mengatur perhitungan curah hujan setengah jam harian 17 ISED_DET.bsn maksimum 18 ADJ_PKR.bsn Faktor kesesuaian rasio puncak 19 IPET.bsn Metode Evapotranspirasi potensial 20 IEVENT.bsn Pemilihan faktor curah hujan, aliran permukaan, dan ruting 21 ICN.bsn Metode perhitungan curve number harian Faktor pembobot yang digunakan dalam menghitung koefisien retensi untuk perhitungan curve number harian pada 22 CNCOEF.bsn evapotranspirasi tanaman 23 SURLAG.bsn Koefisien lag aliran limpasan permukaan 24 ICRK.bsn Kode bypass flow 25 DEPIMP_BSN.bsn Kedalaman lapisan kedap air (mm) Koefisien rasio untuk kandungan mineral pada nutrien humus 26 CMN.bsn organik aktif Koefisien rasio untuk kandungan mineral pada nutrien residu 27 RSDCO.bsn organik segar 28 CDN.bsn Koefisien rasio pada proses denitrifikasi Nilai ambang untuk faktor siklus air nutrien pada proses 29 SDNCO.bsn denitrifikasi yang berlangsung 30 RCN.bsn Konsentrasi nitrogen saat hujan (mg N/L) 31 PSP.bsn indeks ketersediaan fosfor 32 PPERCO.bsn Koefesien perkolasi fosfor (10 m3/Mg) 33 WOF_P.bsn Nilai fraksi pencucian untuk bakteri gigih
19 Lampiran 1 Lanjutan 34 35 36 37 38
WOF_LP.bsn WDPQ.bsn WGPQ WDLPQ.bsn WGLPQ.bsn
39 WDPS.bsn 40 WGPS.bsn 41
WDLPS.bsn
42 WGLPS.bsn 43 WDPF.bsn 44 WGPF.bsn 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60
WDLPF.bsn WGLPF.bsn THBACT.bsn BACTMINLP.bsn BACTMINP.bsn BACTMIX.bsn NPERCO.bsn PHOSKD.bsn PERCOP.bsn BACTKDQ.bsn N_UPDIS.bsn CN2.mgt CNOP.mgt LAT_TIME.mgt GDRAIN.mgt USLE_P.mgt
61 PHU.mgt 62 HEAT UNITS.mgt 63 64 65 66 67
HUSC.mgt BIO_TARG.mgt HI_TARG.mgt HI_OVR.mgt HARVEFF.mgt
Nilai fraksi pencucian untuk bakteri kurang gigih Faktor kematian untuk bakteri gigih pada tanah saat 20 C (l/hari) Faktor pertumbuhan untuk bakteri gigih pada tanah saat 20˚ Faktor kematian untuk bakteri kurang gigih pada tanah saat 20˚C Faktor kematian untuk bakteri kurang gigih pada tanah saat 20˚C Faktor pertumbuhan untuk bakteri kurang gigih pada tanah saat 20˚C Faktor kematian untuk bakteri gigih yang diserap partikel tanah saat Faktor kematian untuk bakteri kurang gigih yang diserap partikel tanah Faktor pertumbuhann untuk bakteri kurang gigih yang diserap partikel Faktor kematian untuk bakteri gigih pada dedaunan saat 20˚C (1/hari) Faktor pertumbuhan untuk bakteri gigih pada dedaunan saat 20˚C Faktor kematian untuk bakteri kurang gigih pada dedaunan saat 20˚C Faktor pertumbuhan untuk bakteri kurang gigih pada dedaunan saat Faktor kesesuaian suhu pada kematian/pertumbuhan bakteri Kehilangan bakteri kurang gigih minimum harian (cfu/m2) Kehilangan bakteri gigih minimum harian (cfu/m2) Koefisien perkolasi bakteri (10 m3/Mg) Koefisien perkolasi nitrat Koefisien keterpisahan kandungan fosfor tanah (m3/Mg) Koefisien perkolasi pestisida Koefisien keterpisahan bakteri tanah Parameter distribusi penyerapan nitrogen SCS curve number pada kondisi II SCS curve number pada kondisi kelembaban III Waktu pegaliran aliran lateral (hari) Waktu lag pengurasan atap/genting (jam) Faktor USLE Unit panas potensial pada tanaman yang tumbuh saat awal simulasi pada HRU Unit panas potensial pada tanaman yang tumbuh berdasarkan waktu pemanasan Nilai fraksi unit panas potensial saat operasi penanaman sedang dilakukan Target biomassa (metrik ton/ha) Target index pemanenan Target index pemanenan Efisiensi pemanenan
20 Lampiran 1 Lanjutan 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106
MGT_OP.mgt PLANT_ID.mgt LAI_INIT.mgt BIO_INIT.mgt IGRO.mgt GRZ_DAYS.mgt BIO_EAT.mgt MANURE_ID.mgt MANURE_KG.mgt BIO_TRMP.mgt BIO_MIN.mgt CANMX.hru EPCO.hru ESCO.hru SLSUBBSN.hru SLSOIL.hru HRU_FR.hru HRU_SLP.hru OV_N.hru IWATABLE.hru DEP_IMP.hru RSDIN.hru SLOPE.hru LAT_SED.hru ERORGN.hru ERORGP.hru IPOT.hru POT_FR.hru SOL_AWC.sol SOL_K.sol SOL_BD.sol SOL_ALB.sol SOL_Z.sol CLAY.sol SAND.sol SOL_CRK.hru SOL_CBN.sol USLE_K.sol ROCK.sol
Kode operasi Kode penutupan lahan/tanaman dari crop.dat Index luasan daun pada kanopi Total biomassa tanaman (kg/ha) Kode status penutupan lahan Jumlah hari pemanenan Berat kering biomassa tanaman yang dikonsumsi per hari (kg/ha) Kode pemupukan dari fert.dat Jumlah berat kering pupuk yang digunakan (kg/ha) Berat kering biomassa tanaman yang diinjak per hari (kg/ha) Biomassa tanaman minimum untuk proses pemanenan yang terjadi Tampungan maksimum kanopi (H2O) Faktor pergantian terusan tanaman Faktor pergantian evaporasi tanah Panjang kemiringan rata-rata (m) Panjang kemiringan aliran bawah permukaan lateral (m) Nilai fraksi pada sub basin di HRU kemiringan rata-rata (m/m) Nilai manning "n" untuk aliran overland Kode muka air tinggi Kedalaman lapisan kedap air (mm) Material genangan residu pada 10 mm di atas tanah (kg/ha) kemiringan rata-rata subbasin (% atau m/m) Konsentrasi sedimen pada aliran lateral dan aliran bawah tanah (mg/L) Rasio penyuburan nitrogen organik Rasio penyuburan fosfor Jumlah HRU yang menampung air Nilai fraksi pada luasan HRU yang terendam pada lubang Kapasitas air pada lapisan tanah (mm) Konduktivitas hidrolik saat jenuh (mm/hari) moist bulk density (Mg/m3 atau g/cm3) Nilai albedo tanah saat basah Kedalaman dari permukaan tanah hingga bawah lapisan (mm) Persentase kandungan lempung Persentase kandungan pasir Potensial volume retakan pada profil tanah Jumlah kandungan organik karbon pada lapisan (%) Faktor erodibilitas tanah USLE Persentase batuan pada lapisan pertama tanah (%)
21 Lampiran 1 Lanjutan 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140
ANION_EXCL.sol Fraksi porositas berdasarkan anion yang dikeluarkan SOL_ZMX.sol Kedalaman ruting maksimum pada tanah (mm) CH_N11.sub Nilai manning "n" untuk saluran cabang CH_L1.sub Saluran cabang terpanjang pada sub-basin (km) CH_K1.sub Konduktivitas hidrolik efektif pada saluran cabang (m/m) CO2.sub Konsentrasi karbon dioksida (ppmv) SUB_LAT.sub Derajat latitude dari subbasin ISGAGE.sub Jumlah radiasi solar terekam yang digunakan pada subbasin ITGAGE.sub Suhu terekam yang digunakan pada subbasin IWGAGE.sub Kecepatan angin terekam yang digunakan pada subbasin IRGAGE.sub Curah hujan terekam yang digunakan pada subbasin SUB_ELEV.sub Elevasi (m) IHGAGE.sub Kelembaban terekam yang digunakan pada subbasin SNO_HUB.sub Kandungan air salju pada subbasin (mm) SNOEB.sub Kandungan air salju pada bidang elevasi subbasin (mm) ELEVB.sub Elevasi pada pertengan bidang elevasi (m) ELEVB_FR.sub Nilai fraksi area subbasin pada bidang elevasi PLAPS.sub Nilai kehilangan curah hujan (mm) TLAPS.sub Nilai kehilangan suhu (˚C/km) RFINC.sub Persentase perubahan hujan dalam hitungan bulan TMPINC.sub Kenaikan atau penurunan suhu dalam hitungan bulan (˚C) Kenaikan atau penurunan radiasi matahari yang mencapai RADINC.sub permukaan bumi dalam hitungan bulan (MJ/m2) HUMINC.sub Kenaikan atau penurunan kelembaban dalam hitungan bulan SUB_KM.sub Luasan area subbasin (km2) CH_N2.rte Nilai manning "n" untuk saluran utama CH_K2.rte Konduktivitas hidrolik efektif pada saluran utama (mm/hari) CH_W.rte Lebar saluran pada bagian atas pesisir sungai CH_D.rte Kedalaman air di saluran saat sedang terisi (m) CH_L2.rte Panjang saluran utama (km) CH_S2.rte Rata-rata kemiringan sepanjang saluran (m/m) ALPHA_BNK.rte Aliran resesi konstan atau resesi proporsional pada tepi sungai CH_COV.rte Faktor penutupan pada saluran CH_EROD.rte Faktor erodibilitas saluran (cm/jam/Pa) CH_WDR.rte Rasio antara lebar saluran dengan kedalaman
Sumber: Neitsch et al 2004
22
Lampiran 2 File data input pada SWAT untuk analisis hidrologi Nama File CIO COD FIG BSN SUB HRU GW RTE CROP URBAN PCP TMP SLR HMD WGN SOL MGT
Fungsi File untuk mengontrol data input dan output Mengontrol file input dan output Mengidentifikasi jaringan hidrologi sungai Mengontrol keragaman parameter di tingkat DAS Mengontrol keragaman parameter di tingkat sub-DAS Mengontrol keragaman parameter di tingkat HRU File air bawah tanah File pergerakan air, sedimen, hara, dan pestisida File parameter tumbuh tanaman File data lahan terbangun atau urban area File data curah hujan harian File temperature udara maksimum dan minimum harian File radiasi matahari harian File kelembaban udara harian File data generator iklim File data tanah File pengelolaan dan penutupan lahan
23 Lampiran 3 Diagram alir pelaksanaan penelitian
Mulai
Analisis Spasial
Kondisi Penggunaan Lahan
Pengumpulan dan persiapan data (data karakteristik tanah, iklim, tata guna lahan, dan hidrologi DAS)
Analisis SWAT
tidak Validasi SWAT Plot and Graph
Ya
Analisis Debit Rataan Tahunan
Analisis Potensi Air
24
Lampiran 4 Lokasi Penelitian PG Bungamayang PTPN VII, Lampung
Sumber : Google Earth
25
26
Lampiran 5 Sebaran penggunaan lahan DAS Tulang Bawang
Sumber: Website Kementrian Kehutanan Republik Indonesia
27
Lampiran 6 Data curah hujan Stasiun Bungamayang Tahun 2002
70.00
60.00
Curah Hujan (mm/hari)
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
1-Jan-02
1-Feb-02 1-Mar-02
1-Apr-02
1-May-02
1-Jun-02
1-Jul-02
1-Aug-02
1-Sep-02
1-Oct-02
1-Nov-02
1-Dec-02
28
Lampiran 7 Data curah hujan Stasiun Bungamayang Tahun 2003 120.00
Curah Hujan (mm/hari)
100.00
80.00
60.00
40.00
20.00
1-Jan-03
1-Feb-03 1-Mar-03
1-Apr-03
1-May-03
1-Jun-03
1-Jul-03
Tanggal
1-Aug-03
1-Sep-03
1-Oct-03
1-Nov-03
1-Dec-03
29
Lampiran 8 Data curah hujan Stasiun Bungamayang tahun 2004 140.00
120.00
Curah Hujan (mm/hari)
100.00
80.00
60.00
40.00
20.00
1-Jan-04
1-Feb-04
1-Mar-04
1-Apr-04
1-May-04
1-Jun-04
1-Jul-04
Tanggal
1-Aug-04
1-Sep-04
1-Oct-04
1-Nov-04
1-Dec-04
30
Lampiran 9 Data curah hujan Stasiun Bungamayang tahun 2005 90.00 80.00
Curah Hujan (mm/hari)
70.00 60.00 50.00 40.00 30.00
20.00 10.00 1-Jan-05
1-Feb-05 1-Mar-05
1-Apr-05
1-May-05
1-Jun-05
1-Jul-05
Tanggal
1-Aug-05
1-Sep-05
1-Oct-05
1-Nov-05
1-Dec-05
31
Lampiran 10 Data curah hujan Stasiun Bungamayang Tahun 2006 70.00
60.00
Curah Hujan (mm/hari)
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
1-Jan-06
1-Feb-06 1-Mar-06
1-Apr-06
1-May-06
1-Jun-06
1-Jul-06
Tanggal
1-Aug-06
1-Sep-06
1-Oct-06
1-Nov-06
1-Dec-06
32
Lampiran 11 Data curah hujan Stasiun Bungamayang Tahun 2007 90.00
80.00
Curah Hujan (mm/hari)
70.00
60.00
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
1-Jan-07
1-Feb-07 1-Mar-07
1-Apr-07
1-May-07
1-Jun-07
1-Jul-07
Tanggal
1-Aug-07
1-Sep-07
1-Oct-07
1-Nov-07
1-Dec-07
33
Lampiran 12 Data curah hujan Stasiun Bungamayang Tahun 2008 90.00
80.00
Curah Hujan (mm/hari)
70.00
60.00
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
1-Jan-08
1-Feb-08
1-Mar-08
1-Apr-08
1-May-08
1-Jun-08
1-Jul-08
Tanggal
1-Aug-08
1-Sep-08
1-Oct-08
1-Nov-08
1-Dec-08
34
Lampiran 13 Data curah hujan Stasiun Bungamayang Tahun 2009 60.00
Curah Hujan (mm/hari)
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
1-Jan-09
1-Feb-09 1-Mar-09
1-Apr-09
1-May-09
1-Jun-09
1-Jul-09
Tanggal
1-Aug-09
1-Sep-09
1-Oct-09
1-Nov-09
1-Dec-09
35
Lampiran 14 Data curah hujan Stasiun Bungamayang Tahun 2010 60.00
Curah Hujan (mm/hari)
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
1-Jan-10
1-Feb-10 1-Mar-10
1-Apr-10
1-May-10
1-Jun-10
1-Jul-10
Tanggal
1-Aug-10
1-Sep-10
1-Oct-10
1-Nov-10
1-Dec-10
36
Lampiran 15 Data curah hujan Stasiun Bungamayang Tahun 2011 100.00 90.00 80.00
Curah hujan (mm/hari)
70.00 60.00 50.00
40.00 30.00 20.00 10.00 1-Jan-11
1-Feb-11 1-Mar-11
1-Apr-11
1-May-11
1-Jun-11
1-Jul-11
Axis Title
1-Aug-11
1-Sep-11
1-Oct-11
1-Nov-11
1-Dec-11
37
Lampiran 161 Data curah hujan Stasiun Bungamayang Tahun 2012 120.00
100.00
Curah Hujan (mm/hari)
80.00
60.00
40.00
20.00
1-Jan-12
1-Feb-12
1-Mar-12
1-Apr-12
1-May-12
1-Jun-12
1-Jul-12
1-Aug-12
1-Sep-12
1-Oct-12
1-Nov-12
1-Dec-12
38
Lampiran 17 Data curah hujan Stasiun Bungamayang Tahun 2013
70.00 DATA CURAH HUJAN TAHUN 2013 60.00
Curah Hujan (mm/hari)
50.00
40.00
30.00
20.00
10.00
1-Jan-13
1-Feb-13 1-Mar-13
1-Apr-13
1-May-13
1-Jun-13
1-Jul-13
1-Aug-13
1-Sep-13
1-Oct-13
1-Nov-13
1-Dec-13
39
Lampiran 28 Data curah hujan Stasiun Bungamayang s/d Mei 2014
250
Curah hujan (mm/hari)
200
150
100
50
0
Tanggal
40 RIWAYAT HIDUP Melvin Classy Alexander Tarigan lahir di Bandarlampung pada 28 Maret 1992 dari ayah Agusta Tarigan dan ibu Bangkuseh br Sembiring. Penulis merupakan putra pertama dari lima bersaudara. Penulis memulai pendidikan di TKKristen Dharmawiyata (1998-1999), lalu di SD-Kristen BPK Penabur (1999-2004) dan dilanjutkan di SMP Negeri 1 Bandarlampung (2004-2007) . Penulis lulus dari SMA Negeri 2 Bandarlampung pada tahun 2010. Penulis diterima di IPN melalui jalur tes SNMPTN di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknologi Pertanian. Penulis melaksanakan Praktik Lapangan pada tahun 2013 di PT. Krakatau Steel (persero) TBk dengan judul “Implementasi Sistem Manajemen Lingkungan (ISO 14001) Pada Industri Baja di PT. Krakatau Steel Tbk (persero) Cilegon, Banten. Untuk menyusun skripsi berjudul “Analisis Potensi Air Sungai pada Embung 190 di PG. Bungamayang PTPN VII, Lampung” yang dibimbing oleh Prof. Dr. Ir. Asep Sapei, MS.
