BAB VI. POLA KECENDERUNGAN DAN WATAK DEBIT SUNGAI
Metode Mann-Kendall merupakan salah satu model statistik yang banyak digunakan dalam analisis perhitungan pola kecenderungan (trend) dari parameter alam seperti debit dan iklim. Tingkat signifikasi dari kecenderungan penurunan debit tersebut diindikasikan dari nilai Z dan nilai α. Makin besar nilai Z negatif maka semakin kuat bukti adanya penurunan. Sebaliknya jika nilai Z positif maka menunjukkan adanya kenaikan debit. 6.1. Kecenderungan Debit Sungai di Hulu 6.1.1. Kecenderungan Debit Tahunan Dalam analisis kecenderungan dengan metode Mann-Kendall ini, untuk hulu DAS Bengawan Solo dilakukan di dua stasiun untuk mewakili dua sub DAS yang luas yaitu Stasiun Padas untuk sub DAS hulu Bengawan Solo (SOL-1A) dan Stasiun Nambangan untuk DAS Bengawan Madiun (SOL-1B). Pada Stasiun Gadang mewakili hulu DAS Brantas (BRA-1), meskipun data yang tersedia cukup panjang yaitu 1974-2005, pada perhitungannya dilakukan pemisahan waktu yaitu periode tahun 1974-1987 dan 1991-2001. Hal ini disebabkan pada tahun 1990 peralatan pengukur debit di stasiun Gadang diganti dengan peralatan otomatis dan hasil pencatatan debit yang dihasilkan lebih besar
jika dibandingkan dengan
periode sebelumnya. Pencatatan data tersebut berlangsung hingga tahun 2003, sehingga dalam perhitungan kecenderungan periode waktu tersebut dipisahkan. Berdasarkan hasil perhitungan kecenderungan debit sungai dengan menggunakan metode Mann-Kendall dari data debit sungai rata-rata tahunan untuk daerah hulu, menunjukkan bahwa semua sungai di daerah penelitian mempunyai kecenderungan menurun dengan nilai signifikasi yang cukup tinggi. Tiga stasiun di bagian hulu yang memiliki nilai signifikan yang tinggi dengan α = 0,01 atau tingkat kepercayaan 99,99% yaitu di stasiun CIU-1, CIM-1, SER-1, SOL-1A, dan BRA-1A (Tabel 24).
108
Tabel 24. Pola kecenderungan debit sungai tahunan di bagian hulu DAS No
Stasiun Sungai
Mann-Kendall Regresi Linier Kekritisan Nilai a b (a/b) Signifikasi (m3/detik/thn) (m3/detik/thn) 1 CIU-1 - 2,82 ** - 11,72 417,17 -0,028 2 CIS-1 - 2,23 * - 1,51 185,75 -0,008 3 CIT-1 - 0,13 - 0,03 39,45 -0,001 4 CIM-1 - 2,91 ** - 2,95 162,62 -0,018 5 CID-1 - 1,14 - 1,49 120,87 -0,012 6 SER-1 - 2,76 ** - 7,68 748,03 -0,010 7 SOL-1A - 2,91 ** -0,37 16,20 -0,023 8 SOL-1B - 2,43 * - 10,56 511,24 -0,021 9 BRA-1A - 2,78 ** - 16,89 330,88 -0,051 10 BRA-1B - 1,79 * - 8,13 554,31 -0,015 Keterangan: Z = tingkat signifikasi trend; a = nilai slope/kemiringan garis regresi; b = nilai intersep atau nilai debit saat t = 0; dan a/b = tingkat kekritisan, dimana makin kecil nilai rasionya maka makin kecil tingkat kekritisannya Z
Besarnya penurunan debit dari kecenderungan yang ditunjukkan oleh nilai a dalam metode Mann-Kendall pada masing-masing sungai bervariasi -0,03 m3/detik/tahun hingga -16,36 m3/detik/tahun, yaitu terendah terjadi di Citarum hulu sebesar -0,03 m3/detik/tahun dan terbesar di Brantas hulu sebesar -16,89 m3/detik/tahun. Berturut-turut penurunan debit terjadi di stasiun CIU-1 sebesar 11,72 m3/detik/tahun, CIS-1 -1,51 m3/detik/tahun, CIM-1 -2,95 m3/detik/tahun, CID-1 -1,49 m3/detik/tahun, SER-1 -7,68 m3/detik/tahun, SOL-1A 3
3
-10,56
3
m /detik/tahun, SOL-1B 10,56 m /detik/tahun, dan BRA-1B -8,13 m /detik/tahun (Tabel 24). Nilai b yang menyatakan intersep dalam regresi linier atau kapasitas debit awal berkisar antara 16,2 m3/detik/tahun di SOL-1A hingga 748,03 m3/detik/tahun di SER-1. Tingkat kekritisan yang dinyatakan dalam rasio antara nilai a dan b berkisar antara -0,001 hingga -0,051. Semakin kecil nilai rasionya maka semakin kecil tingkat kekritisan yang ada karena laju penurunan terhadap kapasitas awal semakin kecil yang berarti trend penurunan debit tidak terlalu besar dibandingkan dengan kapasitas awal debit. Dari indikator ini, BRA-1A memiliki tingkat kekritisan tertinggi, sedangkan terendah terjadi di CIT-1. Meskipun sungai Brantas memiliki pengelolaan sumberdaya air yang lebih baik dibandingkan dengan sungai-sungai lainnya di Jawa, namun ternyata wilayah hulu memiliki tingkat kekritisan yang lebih buruk. Hal ini sangat dipengaruhi oleh kecilnya prosentase luas hutan yang hanya kurang lebih 8% dari luas keseluruhan DAS
109
Brantas. Pola kecenderungan debit di bagian hulu dari 8 sungai di daerah penelitian disajikan pada Gambar 39.
6.2.2. Kecenderungan Debit Bulanan Metode Mann-Kendall digunakan untuk melihat perubahan pola kecenderungan debit secara bulanan dari masing-masing stasiun dapat diamati dari nilai Z bulanan. Pada Tabel 25 dan Gambar 6.2 disajikan nilai Z pada masing-masing stasiun per bulan. Berdasarkan nilai Z dengan tingkat signifikasi yang cukup tinggi yang digunakan untuk analisis yaitu pada α = 0,1 hingga α = 0,001, maka terlihat bahwa semua stasiun pengamatan debit memiliki penurunan kecenderungan pada bulan-bulan tertentu. Secara umum dapat dikatakan bahwa kecenderungan bulanan debit sungai di bagian hulu mempunyai kecenderungan turun dengan tingkat signifikasi yang bervariasi. Kecenderungan penurunan debit secara signifikan terjadi selama musim penghujan hingga musim transisi dari hujan ke kemarau yaitu dari Desember hingga Mei. Pada musim kemarau yaitu dari Juni hingga November juga terjadi penurunan debit namun tingkat signifikasinya cukup kecil, kecuali di CIT-1, CIM-1 dan BRA(Tabel 25 dan Gambar 40).
110
500
300
Z = -2,82
450
Debit (m3/det)
350 300 250 200 150 100
Z = -0,13
50
Debit (m3/det)
400 Debit (m3/det)
60
Z = -2,23
250 200 150 100
40 30 20 10
50
50 0 1975
1980
1985
1990
1995
2000
0 1975
2005
1980
1985
CIU-1
1990
1995
2000
0 1975
2005
1985
CIS-1 300
250
Z = -2,91
1990
1995
2000
2005
CIT-1 1000
Z = -1,14
Z = -2,76
900
250
800
150
100
200
Debit (m3/det)
Debit (m3/det)
200 Debit (m3/det)
1980
150 100
700 600 500 400 300
50
200
50
100 0 1975
1980
1985
1990
1995
2000
0 1975
2005
1980
1985
CIM-1 700
Z = -2,91
35
2000
0 1975
2005
15
300
1990
1995
SOL-1A
2000
2005
0 1975
2000
2005
Z = -2,78
200 150 100
100
5
1995
250
400
200
10
1990
300
Debit (m3/det)
Debit (m3/det)
20
1985
1985
350
500
25
1980
1980
SER-1
Z = -2,43
600
30 Debit (m3/det)
1995
CID-1
40
0 1975
1990
50
1980
1985
1990
1995
2000
2005
0 1975
SOL-1B
1980
1985
1990
1995
2000
2005
BRA-1A
Gambar 39. Kecenderungan debit sungai di bagian hulu DAS
111
Tabel 25. Nilai Z hasil perhitungan metode Mann-Kendall yang menunjukkan kecenderungan naik (+) dan turun (-) dari debit bulanan di bagian hulu DAS No Stasiun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep 1 CIU-1 -1,13 -0,14 -1,76 -2,30 -1,08 -0,23 -1,13 -0,59 -0,77 2 CIS-1 -1,30 -1,19 -1,57 -1,92 -2,70 -1,58 -0,86 -1,10 -1,73 3 CIT-1 -0,94 -1,30 -1,43 -1,78 -1,54 -1,62 -2,35 -2,68 -2,06 4 CIM-1 -0,75 -1,76 -1,78 -2,37 -2,91 -2,04 -2,06 -1,60 -1,96 5 CID-1 -1,31 -2,62 0,86 0,37 -0,70 -0,28 0,00 -0,49 -1,45 6 SER-1 -2,88 -1,27 -1,06 0,05 -0,62 -1,52 -1,92 -0,55 -1,55 7 SOL-1A -4,00 -4,48 -2,75 -3,71 -3,78 -4,34 -3,30 -3,42 -2,91 8 SOL-1B -2,24 -2,14 -3,60 -2,20 -2,17 -0,68 -0,91 -1,40 -2,17 9 BRA-1A -1,26 -2,25 -1,71 -1,51 -1,22 -0,92 -0,92 -2,08 -1,87 10 BRA-1B -1,85 -3,22 -1,71 -2,26 0,00 -1,58 -0,69 0,07 -0,21 Keterangan: 1,645 ≤ Z < 1,96 ditandai arsir; 1,96 ≤ Z < 2,576 ditandai dengan cetak ditandai dengan cetak tebal garis bawah; Z ≥ 3,292 ditandai dengan cetak tebal arsir
Okt Nov Des -0,41 -0,86 -1,80 -1,11 -1,97 -1,48 -1,31 -1,99 -1,55 -1,40 -2,10 -2,71 -1,10 -0,54 -0,63 0,00 0,00 -1,75 -2,43 -2,77 -2,98 -1,19 -1,18 -2,87 -1,47 -2,32 -1,10 0,34 0,75 -0,75 tebal; 2,576 ≤ Z < 3,292
Pada stasiun SOL-1A, tingkat signifikasi kecenderungan penurunan debit sangat tinggi di sepanjang tahun. Terdeteksinya nilai Z yang demikian besar disebabkan oleh ukuran DAS dari stasiun SOL-1A yang lebih kecil dibandingkan dengan stasiun-stasiun lainnya. Luas DAS dari stasiun SOL-1A hanya 35 km2 sehingga respon perubahan aliran dari faktor-faktor yang mempengaruhinya, seperti curah hujan dan penggunaan lahan secara langsung memberikan perubahan pada debit sungai. Stasiun SOL-1A merupakan salah satu stasiun pengamatan mikro DAS yang dikelola oleh Balitbang Departemen Kehutanan sehingga data debit yang terekam cukup panjang dari tahun
Nilai Z
1974 hingga sekarang. 1.5 1.0 0.5 0.0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5 -3.0 -3.5 -4.0 -4.5 -5.0
Okt
Nov
Des
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Agt
Sep
CIU-1
CIS-1
CIT-1
CIM-1
CID-1
SER-1
SOL-1A
SOL-1B
BRA-1A
BRA-1B
Gambar 40. Pola nilai Z dari debit bulanan di bagian hulu DAS
112
Kecenderungan penurunan debit sungai yang telah terjadi tersebut memiliki nilai yang sangat kecil dibandingkan dengan stasiun-stasiun lain yang mewakili DAS dengan luas lebih besar. Kecilnya luas DAS dari stasiun SOL-1A menyebabkan debit sungai yang ada juga kecil. Besarnya penurunan debit sungai di bagian hulu dari 8 DAS utama di Jawa, ratarata -0,46 m3/detik (Tabel 26). Penurunan debit yang tertinggi terjadi di SOL-1B. Penurunan rata-rata debit kurang lebih 1,1 m3/detik yang terbesar terjadi selama bulan Desember hingga Mei dengan nilai penurunan berkisar antara 1,24 m3/detik hingga 2,43 m3/detik. Secara musiman, puncak penurunan debit terjadi masa transisi dari penghujan ke kemarau yaitu pada bulan Juni-Juli. Tabel 26. Besarnya kenaikan (+) atau penurunan (-) debit bulanan dari nilai kemiringan garis regresi hasil perhitungan metode Mann-Kendall di bagian hulu DAS (m3/detik) No
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Stasiun CIU-1 CIS-1 CIT-1 CIM-1 CID-1 SER-1 SOL-1A SOL-1B BRA-1A BRA-1B Rerata
Jan -0,28 -0,18 -0,02 -0,13 -0,18 -1,47 -0,13 -2,23 -1,02 -2,05 -0,07
Feb -0,20 -0,17 -0,05 -0,20 -0,31 -0,60 -0,18 -2,24 -1,88 -2,37 -0,37
Mar -1,67 -0,19 -0,04 -0,23 0,13 -0,58 -0,08 -2,43 -1,75 -1,94 -1,07
Apr -1,79 -0,17 -0,05 -0,38 0,03 0,04 -0,06 -1,64 -1,40 -1,45 -1,43
Mei -0,78 -0,17 -0,04 -0,29 -0,09 -0,25 -0,03 -1,86 -1,21 0,02 -1,32
Jun -0,09 -0,07 -0,04 -0,22 -0,06 -0,97 -0,03 -0,32 -0,43 -0,53 -1,68
Jul -0,58 -0,06 -0,04 -0,13 0,00 -1,08 -0,01 -0,05 -0,07 -0,19 -1,48
Agt -0,26 -0,10 -0,03 -0,08 -0,03 -0,12 -0,01 -0,05 -0,61 0,06 -0,89
Sep -0,98 -0,10 -0,02 -0,08 -0,18 -0,74 -0,01 -0,25 -0,45 -0,10 -0,28
Okt -0,21 -0,11 -0,02 -0,14 -0,19 -0,08 -0,01 -0,10 -0,31 0,11 -0,23
Nov -0,73 -0,13 -0,06 -0,35 -0,07 -0,02 -0,03 -0,78 -1,63 0,57 -0,12
Des -1,35 -0,12 -0,04 -0,38 -0,08 -0,92 -0,07 -1,24 -1,09 -0,68 -0,31
Qr -0,74 -0,13 -0,04 -0,22 -0,09 -0,56 -0,05 -1,10 -0,99 -0,71 -0,46
Terjadinya pola kecenderungan penurunan debit di bagian hulu dari sungaisungai di daerah penelitian mengindikasikan bahwa tingkat kerusakan lahan sudah sangat mengkhawatirkan. Debit sungai semakin mengecil yang berlangsung sepanjang tahun. Terlebih pada musim kemarau di saat curah hujan jarang dan aliran air tanah (base flow) sudah sangat kecil. Implikasi dari penurunan kecenderungan debit sungai tersebut adalah berkurangnya pasokan air sungai sehingga timbul kekeringan, meningkatnya pencemaran air sungai, dan kerusakan lingkungan. Dbit sungai sangat bermanfaat bagi penyediaan air irigasi, kebutuhan air domestik, sanitasi lingkungan, dan penyokong kehidupan biota perairan dan serta lingkungan, namun debit tersebut secara langsung akan dipengaruhi oleh makin berkurang debit sungai.
113
1.0
Debit (m3/detik)
0.5 0.0 -0.5
Okt
Nov
Des
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Agt
Sep
-1.0 -1.5 -2.0 -2.5
Gambar 41.
CIU-1
CIS-1
CIT-1
CIM-1
CID-1
SER-1
SOL-1A
SOL-1B
BRA-1A
BRA-1B
Pola perubahan debit per bulan dari masing-masing sungai di bagian hulu DAS
6.2. Kecenderungan Debit Sungai di Tengah 6.2.1. Kecenderungan Debit Tahunan Debit tahunan aliran sungai-sungai di bagian tengah daerah penelitian menunjukkan terjadi penurunan dengan tingkat signifikan yang lebih rendah dibandingkan dengan bagian di hulunya (Tabel 27). Besarnya penurunan debit yang ditunjukkan oleh kemiringan garis regresi berkisar antara -0,66 m3/detik/tahun (CIT-2) hingga -36,63 m3/detik/tahun (SOL-2). Berturut-turut penurunan debit di masingmasing stasiun adalah sebagai berikut: CIU-2 -14,11 m3/detik/tahun, CIS-2 11,49 m3/detik/tahun, CIM-2 -13,01 m3/detik/tahun, CID-2 -10,9 m3/detik/tahun, SER-2 31,23 m3/detik/tahun, dan BRA-2 -18,56 m3/detik/tahun. Nilai b yang menyatakan intersep dalam regresi linier atau kapasitas debit awal berkisar antara 857,67 m3/detik di CIT-2 hingga 4062,4 m3/detik/tahun di SOL-2. Jika dibandingkan dengan bagian hulu, nilai b di bagian tengah DAS mempunyai nilai yang lebih besar. Tingkat kekritisan yang dinyatakan dalam rasio antara nilai a dan b berkisar antara -0,001 hingga -0,013. Semakin kecil nilai rasionya maka semakin kecil tingkat kekritisan yang ada karena laju penurunan terhadap kapasitas awal semakin juga kecil. Dari indikator ini, CIS-2 memiliki tingkat kekritisan terbesar, sedangkan terendah
114
terjadi di CID-2. Pola kecenderungan debit dari sungai-sungai di bagian tengah DAS di daerah penelitian disajikan pada Gambar 42. Tabel 27. Pola kecenderungan debit sungai tahunan di bagian tengah DAS No
Stasiun
Mann-Kendall Regresi Linier Kekritisan Nilai a b (a/b) Signifikasi (m3/detik/thn) (m3/detik/thn) 1 CIU-2 -2,23 * -14,11 1.310,50 -0,010 2 CIS-2 -2,33 * -11,49 898,75 -0,013 3 CIT-2 -0,28 -0,66 857,67 -0,001 4 CIM-2 -1,54 -9,94 1.097,20 -0,001 5 CID-2 -1,80 * -10,90 1.537,70 -0,001 6 SER-2 -2,01 * -31,23 3.282,20 -0,010 7 SOL-2 -1,90 + -36,63 4.062,40 -0,009 8 BRA-2 -0,99 -10,22 1.888,00 -0,001 Keterangan: Z = tingkat signifikasi trend; a = nilai slope/kemiringan garis regresi; b = nilai intersep atau nilai debit saat t = 0; dan a/b = tingkat kekritisan, dimana makin kecil nilai rasionya maka makin kecil tingkat kekritisannya Z
6.2.2. Kecenderungan Debit Bulanan Sebagian besar pola kenderungan debit bulanan juga mengalami penurunan. Berbeda dengan di bagian hulu yang polanya hampir seragam, pola di bagian tengah cukup bervariasi. Berdasarkan Tabel 28 dan Gambar 43 penurunan debit aliran secara signifikan umumnya terjadi pada bulan Maret - Mei dan Oktober – November.
Pada
bulan Mei seluruh stasiun debit menunjukkan adanya penurunan dengan tingkat signifikan yang tinggi, kecuali di stasiun CIT-2 dan CID-2. Pola yang ditunjukkan sama yaitu dari April ke Mei terjadi penurunan kemudian Mei ke Juni mengalami kenaikan.
115
1800
1200
Z = -2,23
1600
1400
Z = -2,33
Z = -0,28
1200
1000 1400
1000 1000 800 600
800
Debit (m3/det)
Debit (m3/det)
Debit (m3/det)
1200
600 400
800 600 400
400
200
200
200 0 1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
0 1970
2005
1975
1980
1985
1990
1995
2000
0 1970
2005
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
Year
CIU-2 1800
CIS-2 2500.00
Z = -1,54
1600
1000 800 600 400
Z = -2,01
4000 3500 Debit (m3/det)
Debit (m3/det)
1200
1500.00
1000.00
3000 2500 2000 1500 1000
500.00
500
200 0 1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
0.00 1970
2005
1975
1980
CIM-2
1985
1990
1995
2000
2005
0 1970
CID-2
8000
4000
Z = -1,9
7000
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
SER-2
Z = -0,99
3500
6000
3000
5000
Debit (m3/det)
Debit (m3/det)
4500
Z = -1,8
2000.00
1400 Debit (m3/det)
CIT-2
4000 3000
2500 2000 1500
2000 1000
1000 0 1970
500
1975
1980
1985
1990
SOL-2
1995
2000
2005
0 1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
BRA-2
Gambar 42. Kecenderungan debit sungai di bagian tengah DAS
116
Tabel 28.
Stasiun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des CIU-2 -1,82 -0,81 -2,50 -2,27 -1,82 -0,97 -0,81 -1,04 -1,10 -0,45 -1,23 -1,39 CIS-2 -1,61 -2,11 -0,63 -1,43 -2,43 -1,56 -0,23 -0,53 -0,03 -1,14 0,11 -0,71 CIT-2 0,96 0,17 0,32 -1,24 0,00 0,63 0,10 -0,39 -1,06 0,00 -0,50 -1,16 CIM-2 0,67 0,18 0,47 -0,87 -2,63 -1,56 -0,79 -1,61 -0,92 -1,60 -1,71 -0,55 CID-2 -0,03 -0,59 -1,61 -0,85 -0,65 0,71 -0,06 0,00 -1,61 -2,65 -2,37 0,45 SER-2 -1,03 -0,90 -2,31 -1,91 -1,91 -0,74 -0,23 -0,42 -1,35 -1,92 -1,81 -1,29 SOL-2 -1,26 -0,32 -1,70 -0,92 -2,16 -0,82 0,00 0,27 -0,20 0,46 -0,36 -1,53 BRA-2 -2,21 -0,31 0,20 -0,86 -2,46 -1,38 -1,70 -2,63 -3,20 -2,85 -1,91 -1,73 Keterangan: 1,645 ≤ Z < 1,96 ditandai arsir; 1,96 ≤ Z < 2,576 ditandai dengan cetak tebal; 2,576 ≤ Z < 3,292 ditandai dengan cetak tebal garis bawah; Z ≥ 3,292 ditandai dengan cetak tebal arsir
1.50 1.00 0.50
Nilai Z
No 1 2 3 4 5 6 7 8
Nilai Z hasil perhitungan metode Mann-Kendall yang menunjukkan kecenderungan naik (+) dan turun (-) dari debit bulanan di bagian tengah DAS
0.00 -0.50
Des
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Agt
Sep
Okt
Nov
-1.00 -1.50 -2.00 -2.50 -3.00 -3.50 CIU-2
CIS-2
CIT-2
SER-2
SOL-2
BRA-2
CIM-2
CID-2
Gambar 43. Pola nilai Z dari debit bulanan di bagian tengah DAS Besarnya penurunan debit rata-rata sebesar 1,66 m3/detik/tahun di seluruh stasiun. Penurunan debit rata-rata terbesar terjadi di SER-2 2,96 m3/detik/tahun sedangkan terkecil rata-rata penurunan debit di CIT-2 yaitu 0,2 m3/detik. Sepanjang tahun, semua stasiun sungai mengalami penurunan, dimana secara musiman, rata-rata penurunan terbesar terjadi antara bulan April hingga Juni yaitu berkisar antara 2,13 m3/detik hingga 2,97 m3/detik dan antara bulan November – Desember sebesar 2,16 – 2,39 m3/detik. Berdasarkan hal tersebut dapat disimpulkan bahwa penurunan debit rata-rata terjadi selama masa peralihan musim, baik dari penghujan ke kemarau dan sebaliknya dari kemarau ke penghujan (Tabel 29 dan Gambar 44).
117
Tabel 29.
Stasiun CIU-2 CIS-2 CIT-2 CIM-2 CID-2 SER-2 SOL-2 BRA-2 Rerata
Jan -2,58 -1,34 0,67 0,82 0,00 -3,00 -6,08 -2,46 -1,91
Feb -0,77 -1,49 0,18 0,12 -1,15 -2,35 -1,14 -0,37 -1,58
Mar -2,44 -0,50 0,17 0,56 -1,13 -4,30 -7,00 0,04 -0,63
Apr -1,83 -1,10 -1,24 -1,13 -0,73 -3,27 -2,90 -1,92 -2,37
Mei -1,33 -1,59 -0,01 -1,56 -0,62 -4,16 -7,44 -2,98 -2,13
Jun -0,46 -1,03 0,52 -0,94 0,80 -1,58 -1,15 -1,66 -2,97
Jul -0,45 -0,14 0,06 -0,27 -0,05 -0,31 0,01 -1,49 -1,15
Agt -0,62 -0,35 -0,12 -0,43 0,05 -0,64 0,15 -1,50 -0,80
Apr
Mei
Jun
Jul
Sep -0,84 -0,09 -0,50 -0,24 -1,72 -3,19 -0,12 -1,79 -0,57
Okt -0,29 -0,60 -0,13 -0,83 -3,60 -4,75 0,44 -2,66 -1,28
Nov -0,65 0,28 -0,68 -0,90 -3,00 -4,67 -0,94 -2,65 -2,39
Des -1,44 -0,60 -1,31 -0,59 0,44 -3,29 -5,78 -3,26 -2,16
2.00 1.00
Debit (m3/det)
No 1 2 3 4 5 6 7 8
Besarnya kenaikan (+) atau penurunan (-) debit bulanan dari nilai Q hasil perhitungan metode Mann-Kendall di bagian tengah DAS (m3/detik)
0.00 -1.00
Des
Jan
Feb
Mar
Agt
Sep
Okt
Nov
-2.00 -3.00 -4.00 -5.00 -6.00 -7.00 -8.00 CIU-2
CIS-2
CIT-2
SER-2
SOL-2
BRA-2
CIM-2
CID-2
Gambar 44. Pola perubahan debit per bulan dari masing-masing sungai di bagian tengah DAS 6.3. Kecenderungan Debit Sungai di Hilir 6.3.1. Kecenderungan Debit Tahunan Tingkat signifikasi dari data debit tahunan di bagian hilir yang ditunjukkan oleh nilai Z terlihat bahwa semua stasiun memiliki nilai negatif, kecuali di CIT-3 dengan tingkat signifikansinya lebih rendah dibandingkan dengan di bagian hulu dan tengah. Kondisi ini memperlihatkan bahwa sebagian besar debit tahunan di bagian hilir memiliki kecenderungan menurun. Nilai Z dengan tingkat signifikasi terbesar terdapat di stasiun CIU-3 bernilai -2,96 (Tabel 30 dan Gambar 45). Nilai Z di CIT-3 bernilai positif yaitu 0,35. Artinya, kecenderungan debit di sungai Citarum di bagian hilir justru mengalami peningkatan debit selama periode tahun 1971 - 2001 sebesar 1,66 m3/detik/tahun. Hal ini tentunya sangat dipengaruhi oleh
118
Qr -1,14 -0,71 -0,20 -0,45 -0,89 -2,96 -2,66 -1,89 -1,66
adanya pengaturan tata air dari waduk-waduk besar yang terdapat di DAS Citarum yaitu Saguling, Cirata dan Jatiluhur. Dibandingkan dengan stasiun lainnya, fenomena ini hanya terjadi di stasiun CIT-3, sedangkan stasiun lain yang juga memiliki waduk besar seperti di DAS Brantas, kecenderungan debit tetap menunjukkan penurunan tetapi dengan tingkat signifikasi yang cukup rendah dibandingkan dengan stasiun-stasiun lainnya. Besarnya kenaikan dan penurunan debit tahunan bervariasi antara 1,66 m3/detik/tahun (CIT-3) hingga -45,76 m3/detik/tahun (SER-3), seperti yang disajikan pada Tabel 30. Pada stasiun-stasiun lain yang mengalami penurunan kecenderungan debit adalah CIU-3 -14,03 m3/detik/tahun, CIS-3 -2,94 m3/detik/tahun, CIM-3 -8,74 m3/detik/tahun, CID-3 -19,44 m3/detik/det, SOL-3 44,18 m3/detik/tahun, BRA-3A
-17,82 m3/detik/det dan BRA-3B -15,92
m3/detik/tahun. Tabel 30. Pola kecenderungan debit sungai tahunan di bagian hilir DAS No
Stasiun
Mann-Kendall Regresi Linier Kekritisan Nilai a b (a/b) Signifikansi (m3/detik/thn) (m3/detik/thn) 1 CIU-3 -2,96 ** -15,24 1.311,60 -0,012 2 CIS-3 -2,53 * -11,88 1.320,00 -0,001 3 CIT-3 0,35 1,66 2.032,00 0,001 4 CIM-3 -0,40 -5,56 1.588,70 -0,001 5 CID-3 -1,75 + -19,44 1.894,60 -0,010 6 SER-3 -2,42 * -56,11 4.129,30 -0,014 7 SOL-3 -1,92 + -44,18 5.681,40 -0,008 8 BRA-3A -1,16 -17,82 734,13 -0,024 9 BRA-3B -0,16 -15,92 1.769,90 -0,009 Keterangan: Z = tingkat signifikasi trend; a = nilai slope/kemiringan garis regresi; b = nilai intersep atau nilai debit saat t = 0; dan a/b = tingkat kekritisan, dimana makin kecil nilai rasionya maka makin kecil tingkat kekritisannya Z
119
2000
1600
Z = -2,96
1800
3000
1000 800 600
2500 Debit (m3/det)
1200
1000 800 600
1500
400
1000
200
200
500
1975
1980
1985
1990
1995
2000
0 1970
2005
1975
1980
CIU-3
1985
1990
1995
2000
0 1970
2005
1975
1980
CIS-3
2500
1995
2000
2005
Z = -2,42
4500 4000 Debit (m3/det)
Debit (m3/det)
1000
1990
5000
2000
1500
1985
CIT-3
Z = -1,75
2500
Z = -0,4
2000 Debit (m3/det)
2000
400
0 1970
Z = 0,35
3500
1200
1400 Debit (m3/det)
Debit (m3/det)
Z = -2,53
1400
1600
1500
1000
3500 3000 2500 2000 1500
500
500
1000 500
0 1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
0 1970
2005
1975
1980
CIM-3
2000
0 1970
2005
1975
1980
Debit (m3/det)
6000 5000 4000 3000
1985
1990
1995
2000
2005
SER-3
1000
2500
800
2000
600 400
Z = -0,16
3000
Z = -1,16
1200
7000 Debit (m3/det)
1995
CID-3
Z = -1,92
8000
1990
Debit (m3/det)
9000
1985
1500 1000
2000
0 1970
500
200
1000
1975
1980
1985
1990
SOL-3
1995
2000
2005
0 1970
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
0 1970
BRA-3A
1975
1980
1985
1990
1995
2000
2005
BRA-3B
Gambar 45. Kecenderungan debit sungai di bagian hilir DAS
120
6.3.2. Kecenderungan Debit Bulanan Berdasarkan Tabel 31 dan Gambar 46 terlihat bahwa pola kecenderungan debit bulanan memiliki pola yang berbeda dengan bagian hulu dan tengah. Tingkat signifikasi dari nilai Z bulanan juga lebih rendah daripada di bagian hulu dan tengah. Pada bulan Januari dan Februari sebagian besar nilai Z positif. Artinya kecenderungan debit semakin meningkat. Puncak kenaikan tersebut terjadi pada puncak musim penghujan yaitu bulan Januari. Hal ini merupakan salah satu indikasi penjelasan mengapa pada bulan Januari di bagian hilir daerah penelitian sering mengalami banjir. Pada bulan Maret, pola debit menurun kecuali di stasiun BRA-3B yang justru naik. Selanjutnya pada bulan April terjadi kenaikan nilai Z daripada bulan sebelumnya, namun masih mempunyai nilai negatif. Pada bulan Mei seluruh stasiun memiliki pola turun dengan nilai signifikasi yang cukup besar. Pada musim kemarau pola debit terus menurun, kecuali di stasiun CIT-3 yang debit sungainya dipengaruhi oleh pasokan dari waduk-waduk besar di DAS Citarum. Tabel 31.
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Nilai Z hasil perhitungan metode Mann-Kendall yang menunjukkan kecenderungan naik (+) dan turun (-) dari debit bulanan di bagian hilir DAS
Stasiun Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des CIU-3 -2,09 0,20 -2,22 -2,61 -2,57 -0,96 -1,10 -1,40 -1,86 -0,42 -0,43 -1,49 CIS-3 0,28 -0,39 -1,94 -1,00 -0,09 -0,84 -1,03 -1,24 -0,88 -2,94 -0,95 0,46 CIT-3 -0,17 0,61 0,53 -0,08 -0,04 0,45 1,12 0,22 0,01 -0,02 0,10 -0,65 CIM-3 0,46 -1,75 -2,36 -1,05 -1,05 -0,12 -0,68 -1,36 -1,78 0,00 1,22 -0,98 CID-3 -0,16 -0,74 -0,26 -2,11 -2,01 -0,40 -0,34 -0,97 -0,84 -1,64 -2,14 -0,93 SER-3 0,49 0,00 -1,40 -1,11 -2,13 -1,24 -0,95 -0,06 -1,34 -1,60 -2,86 -2,69 SOL-3 -0,34 1,18 -1,00 -0,39 -2,71 -1,14 -1,50 -2,03 -1,53 -0,46 0,00 -1,21 BRA-3A -1,28 -1,04 -0,31 -0,92 -0,55 -1,04 -2,38 -1,77 -1,89 -1,04 -0,92 -0,31 BRA-3B 0,00 0,00 1,40 -0,93 0,00 -1,40 -1,87 -2,80 -1,56 -2,18 0,00 -0,31 Keterangan: 1,645 ≤ Z < 1,96 ditandai arsir; 1,96 ≤ Z < 2,576 ditandai dengan cetak tebal; 2,576 ≤ Z < 3,292 ditandai dengan cetak tebal garis bawah; Z ≥ 3,292 ditandai dengan cetak tebal arsir
121
Nilai Z
2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 -0.50 -1.00 -1.50 -2.00 -2.50 -3.00 -3.50
Des
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Agt
Sep
CIU-3
CIS-3
CIT-3
CIM-3
SER-3
SOL-3
BRA-3A
BRA-3B
Okt
Nov
CID-3
Gambar 46. Pola nilai Z dari debit bulanan di bagian hilir DAS Ditinjau dari besarnya debit yang mengalami perubahan kecenderungan, secara umum dapat dikatakan perubahan debit yang terjadi tidak terlalu ekstrem antar musimnya, kecuali untuk stasiun Porong (Tabel 32 dan Gambar 47). Meningkatnya debit Sungai Porong selama bulan Januari hingga Maret yaitu antara 4,99 m3/detik hingga 15,64 m3/detik sangat berkaitan dengan sistem pengaturan debit Sungai Brantas, dalam hal ini debit Sungai Porong dikendalikan di Mojokerto sebelum Sungai Brantas bercabang dua menuju ke laut. Kurang lebih 80% debit Sungai Brantas selama musim penghujan dialirkan ke Sungai Porong sedangkan 20% ke Sungai Surabaya (Hoekstra, 1989). Pada bulan April terjadi penurunan debit secara drastis mencapai -14,16 m3/detik. Pada bulan selanjutnya terjadi perubahan yakni debit naik pada bulan Mei dan selanjutnya mengalami penurunan debit hingga -8,72 m3/detik selama musim kemarau. Hal ini diduga karena debit Sungai Brantas tidak dialirkan ke Sungai Porong.
122
Tabel 32.
Stasiun CIU-3 CIS-3 CIT-3 CIM-3 CID-3 SER-3 SOL-3 BRA-3A BRA-3B Rerata
Jan -4,18 0,08 -0,13 1,33 -0,25 1,86 -1,58 -2,61 4,89 -0,07
Feb 0,20 -0,11 0,70 -3,43 -1,60 0,04 5,13 -2,62 6,75 0,56
Mar -2,26 -0,54 0,69 -3,62 -0,61 -2,60 -6,06 -0,51 15,64 0,02
Apr -1,86 -0,34 -0,13 -1,33 -3,61 -3,78 -2,19 -1,43
Mei -2,16 -0,01 -0,03 -0,96 -3,15 -5,25 -8,85 -0,42 1,24 -2,18
-14,16
-3,20
Jun -0,30 -0,16 0,23 -0,05 -0,47 -2,54 -2,66 -1,10 -4,61 -1,30
Jul -0,37 -0,20 0,59 -0,11 -0,06 -1,41 -1,13 -1,80 -5,30 -1,09
Agt -0,58 -0,22 0,09 -0,17 -0,34 -0,05 -0,95 -1,18 -5,81 -1,02
Jun
Jul
Sep -1,20 -0,26 0,00 -0,34 -0,38 -2,27 -1,00 -1,26 -4,97 -1,30
Okt -0,29 -0,81 0,00 0,00 -4,49 -6,32 -0,88 -0,75 -8,72 -2,47
Nov -0,20 -0,22 0,15 1,69 -5,97 -11,36 -0,17 -1,02 0,61 -1,83
Des -1,90 0,08 -0,56 -1,14 -1,43 -6,19 -5,54 -0,38 -3,64 -2,30
16 12
Debit (m3/detik)
No 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Besarnya kenaikan (+) atau penurunan (-) debit bulanan dari nilai Q hasil perhitungan metode Mann-Kendall di bagian hilir DAS (m3/detik)
8 4 0 -4
Des
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Agt
Sep
Okt
Nov
-8 -12 -16
Gambar 47.
CIU-3
CIS-3
CIT-3
CIM-3
SER-3
SOL-3
BRA-3A
BRA-3B
CID-3
Pola perubahan debit per bulan dari masing-masing sungai di bagian hilir DAS
6.4. Karakteristik Hidrologi Perubahan trend debit sungai, baik di hulu, tengah dan di hilir dari 8 sungai-sungai utama di Jawa merupakan salah satu indikator dari kenyataan bahwa hidrologi sungai telah mengalami perubahan, namun demikian sungaisungai di Indonesia umumnya telah mengalami perubahan watak hidrologi. Perkembangan penggunaan lahan di sejumlah daerah aliran sungai-sungai di Indonesia dalam tiga dasawarsa terakhir ini telah memberi dampak berupa peningkatan frekuensi, debit, dan volume banjir dari sungai-sungai yang ada (Pawitan, 2004). Selain itu, perubahan iklim global juga sangat mempengaruhi perubahan pola aliran yang ada, seperti terjadinya penurunan kecenderungan (trend) curah hujan tahunan (Aldrian, 2007b). Proses perubahan yang terjadi
123
Qr -1,26 -0,23 0,13 -0,68 -1,86 -3,32 -2,16 -1,12 -1,51 -1,33
secara terus menerus tersebut jelas berimplikasi terhadap perubahan aliran sungaisungai di Jawa. Koefisien rejim sungai (KRS) yang merepresentasikan rasio antara debit maksimum dan minimum dalam periode waktu merupakan salah satu indikator watak hidrologi sungai yang sering digunakan. Idealnya KRS tersebut dihitung setiap tahun selama periode pengamatan yang panjang sehingga diketahui perubahan KRS. Namun keterbatasan data debit harian menyebabkan perhitungan KRS tersebut tidak dapat dihitung secara menyeluruh untuk tiap stasiun debit. Berdasarkan beberapa studi pustaka yang ada, maka KRS untuk delapan sungai utama di Jawa berturut-turut adalah Sungai Ciujung (189,5), Cisadane (143), Citarum (92), Cimanuk (713), Citanduy (111,2), Serayu (165), Bengawan Solo (541), dan Brantas (205). Stasiun debit sungai yang digunakan untuk menghitung KRS tersebut sebagian besar berada di hilir. Berdasarkan KRS tersebut, maka seluruh sungai di daerah penelitian tergolong kritis karena nilainya lebih dari 80 sesuai klasifikasi yang ditetapkan Beccera (1995). Trend debit tahunan sungai-sungai di Jawa menunjukkan penurunan, namun trend KRS menunjukkan adanya kenaikan. Berdasarkan data debit harian dari tahun 1974-2003 di stasiun Padas (SOL-1A) di hulu Bengawan Solo dengan luas DAS kurang lebih 35 km2, maka trend KRS terjadi kenaikan yang cukup besar (Gambar 48). Implikasi dari perubahan debit tahunan dan KRS tersebut memperlihatkan bahwa telah terjadi penurunan debit tahunan dengan distribusi debit secara musim yang makin besar disparitasnya. Debit musim penghujan meningkat namun debit musim kemarau berkurang. Kejadian-kejadian debit ekstrim pada saat musim hujan menghasilkan banjir sedangkan debit ekstrim kemarau mengindikasikan menurunnya debit sungai yang berasal dari mata air atau seepage air tanah. Kejadian di stasiun Padas ini menunjukkan bahwa kinerja dari debit sungai tersebut semakin buruk kondisinya.
124
16,000 14,000 12,000
KRS
10,000 8,000 6,000 4,000 2,000 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004
Gambar 48. Trend KRS di stasiun Padas dari tahun 1974-2003 Indikator lain yang sering digunakan untuk mengkaji karakteristik hidrologi sungai adalah koefisien variasi limpasan (CV = coefficent of variation) yang menunjukkan perbandingan varians dari beberapa harga rata-rata yang berbeda (Asdak, 1995). Berturut-turut CV sungai-sungai di daerah penelitian adalah sungai Ciujung (28,2), Cisadane (20,6), Citarum (9,6), Cimanuk (27,2), Citanduy (15,8), Serayu (13), Bengawan Solo (18,7), dan Brantas (14,4). Dengan menggunakan klasifikasi dari Walker and Reuter (1996), maka sungai Citarum tergolong baik; sungai Ciujung, Cisadane, Cimanuk, Citanduy, Serayu, Bengawan Solo dan Brantas tergolong sedang. Jika disandingkan dengan KRS ada indikasi bertolak belakang, karena dengan indikator KRS seluruhnya kritis namun dengan CV ada sungai yang tergolong baik hingga sedang. Oleh karena itu maka penggunaan metode kesehatan DAS yang mampu menggabungkan berbagai indikator yang dapat digunakan untuk penentuan klasifikasi baik-buruknya kondisi sungai yang ada menjadi sangat penting.
125
