NERACA AIR METEOROLOGIS DI KAWASAN HUTAN TANAMAN JATI DI CEPU Oleh: Agung B. Supangat & Pamungkas B. Putra
Ekspose Hasil Penelitian dan Pengembangan Kehutanan BPTKPDAS 2012 – Solo, 5 September 2012
Pendahuluan
• Air sangat vital bagi hidup dan kehidupan • Keberadaan air sangat dinamis (flowing resource) Kuantitas
Kualitas
Kontinyuitas
• Keberadaan Air VS land use
• Penting: Informasi sebaran SD-Air (spasial & temporal) === Neraca Air ===
• Perlu pengembangan metode identifikasi Neraca Air secara tidak langsung
Tujuan Tulisan
Untuk mengetahui kondisi neraca air meteorologis wilayah di sekitar kawasan hutan tanaman jati
Metode Penelitian ke Blora (± 20 km)
Lokasi
Stasiun Klimatologi
ke Cepu (± 10 km)
Bahan & Alat • Data klimatologi (Th. 2004, 2007, 2011) • ATK, alat hitung
• Perangkat lunak model neraca air Thornthwaite-Mather (Water Balance Thornthwaite-Mather Versi 90,02) • Perangkat lunak model penggunaan air oleh tanaman (CropWat 4 Windows versi 4.2)
WTRBLN.EXE
Karakteristik Lokasi Penelitian Hidrologi Biofisik 300
Hujan; Limpasan (mm)
Curah Hujan • Jenis tanah: Vertisols, Alfisols dan Inseptisols, Kadar kali Modang 250 lengas 3,66 – 10,62 %; pH 7,4; C-org 1,74- 3,27%; BO Kali Cemoro 200 1,14-5,63%; N-tot 0,05–0,17%; P-tsd 3,25-15,22 ppm; K-tsd 0,23–0,55me/100g; BJ 1,92-2,39g/cm3; 150 BV1001,18–1,47g/cm3; permeabilitas 7,18cm/jam, porositas 33,4–48,6%,, kap. infiltrasi 50 5,9–36,8 cm/jam 0 • Hidrologi: KaliMarModang (luas DAS = 391,0 ha) dan Kali Jan Peb Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des Cemoro (luas DAS = 1.384,5 Bulan ha)
Jan Peb Mar Apr Mei Jun
Jul
Agt Sep Okt Nop Des
Jml
Hujan
231
44
17
14
35
91
K. Modang
39,2 40,6 33,8 16,8 18,3 10,7
8,2
6,7
4,6
6,5 20,2 27,6 233,2
K. Cemoro
68,6 95,1 89,7 57,6 36,2 20,5 10,0 10,0 10,5 18,9 44,8 97,6 559,5
208
Ket: Rata-rata (2002-2011)
231
169
106
191
259 1.597
Klimatologis Parameter Tebal (mm) Jml hari hjn Maks. (mm) Min. (mm)
Jan 231 16 58 1
Feb 208 17 56 1
Mar 231 17 57 1
Curah Hujan (Rata-2 periode 2002-2011) Apr Mei Jun Jul Agt Sept Okt Nop 169 106 44 17 14 35 91 191 13 9 5 3 2 5 8 14 59 37 25 9 8 16 32 51 1 1 1 2 0 7 1 1
Des 259 18 60 1
Rata-2: CH (1.597mm/th); HH (127/th); BK (5); BB (7) 90
Temperatur (°C); Kelembaban Udara (%)
80 70
Temp rata-2
60
Temp Maks.
50
Temp Min.
40
Kelemb. Rata-2 Kelemb. Maks.
30
Kelemb. Min.
20 10 0
Jan
Peb
Mar
Apr
Mei
Jun
Jul
Agt
Sep
Okt
Nop
Des
Bulan
Rata-2 : T (25 °C); RH (68 %)
Hasil Penelitian Neraca Air Meteorologis Tahun
Hujan (mm)
PE (mm) (%)
2004 2007 2011 Rata-2
1.589 1.896 1.527 1.670,7
1.586 99,8 1.388 73,2 1.617 105,9 1.530,3 93,0
Keterangan: (%) adalah nilai terhadap hujan
AE (mm) (%) 1.174 1.167 1.150 1.163,7
73,9 61,6 75,3 69,7
600 500
600
Tahun 2004
400
300 200 100 0 Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
Bulan
-300
Neraca Air (mm)
500
200 100 0 -100
Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
-300
Bulan
Potensi Kekeringan (EP > P)
Tahun 2011
P PE
400
AE
300
P-PE
200 100 0 -100
300
-200
-200
600
Neraca Air (mm)
Neraca Air (mm)
400
-100
Tahun 2007
500
Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
Keterangan: P = Curah hujan PE = Evapotranspirasi potensial AE = Evapotranspirasi aktual
-200 -300
Bulan
Distribusi Neraca Air Bulanan
Keterangan: 400
Tahun 2004
400 300
200 100 0 Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
Bulan
Tahun 2011
Neraca Air (mm)
200 100 0
-200
100 0 Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
-200
ST S-D RO
300
-100
200
-100
-200
400
Neraca Air (mm)
Neraca Air (mm)
300
-100
Tahun 2007
Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des
Bulan
Bulan
Keterangan: ST = Kelengasan tanah tersimpan S-D = Selisih antara Surplus dan Defisit RO = Runoff bulanan (24,8 %)
• Nilai [S-D] Th 2004 dan 2007 = 5 mm & 508 mm, Th. 2011 = -88 mm • Dari proporsi air lebih (surplus), menjadi RO (81,5%), sisanya 18,5% masuk ke tanah
Distribusi Neraca Air Bulanan
180
Th. 2004
Neraca Air (mm/periode)
Neraca Air (mm/periode)
Implikasi Hasil Studi 160 140 120 100 80 60 40 20
180
Th. 2007
160 140 120 100 80 60 40 20
0
0
-20
-20
Neraca Air (mm/periode)
Periode Waktu 180 160
Th. 2011
Periode Waktu Effect. Rain ETo CWR Irr. Req.
140 120 100 80 60 40 20 0 -20
Periode Waktu
Ket: ETo = Evapotranspirasi referensi CWR = Kebutuhan air tanaman Effect.Rain = Curah hujan efektif Irr.Req. = Kebutuhan air irigasi (Asumsi: Jenis vegetasi dalam analisis adalah tanaman jati dengan penutupan tajuk 60-70 %)
• Masa cukup air: Januari-April & NopemberDesember, masa kurang air: Mei - Oktober • Terjadi ketidakseimbangan SD-Air scr alami. Kebutuhan air tanaman (CWR) (rata-rata 984 mm/th) melebihi besarnya curah hujan efektif yang bisa dimanfaatkan oleh tanaman (rata-rata 667 mm/th) • Periode Kering (Perlu tambahan air) Tahun
Bulan
mm
lt/dt/ha
2004
Mei-Oktober (6 bln)
424,6
0,34
2007
Januari, Mei-Oktober (7 bln)
347,9
0,24
2011
Mei-Oktober (6 bln)
545,9
0,50
Rata-rata
Mei-Oktober (6 bln)
440,0
0,36
Fenomena Hutan Jati • Hutan jati memiliki karakteristik yang khas dalam merespon iklim yang panas (kekurangan air) • Fenomena fungsi hidrologis dari kawasan hutan (jati) 350
Hujan
Neraca Air (mm)
300
Evapotranspirasi
250
Limpasan (Sungai)
200
Irr.Req. (model)
150 100 50 0 -50
Jan
Peb
Mar
Ada baseflow 81 mm
Apr
Mei
Jun
Jul
Bulan
Agt
Sep
Okt
Nop
Des
Manfaat Hasil Studi • Perhutani: terkait informasi kapan sebaiknya melakukan penanaman serta kapan harus mengantisipasi bulan-bulan rawan kebakaran • Bagi masyarakat sekitar hutan dan pemerintah daerah: perencanaan pola tanam (penanaman, pemilihan jenis komoditas, masa krisis air/kelangkaan air/penambahan air; kebencanaan)
Kesimpulan dan Saran • Kawasan di sekitar hutan jati di Cepu termasuk daerah kering bertipe iklim D (Schmidt-Ferguson) dengan CH rata-2 tahunan yang rendah (1.597 mm) • Berdasarkan hasil simulasi model neraca air, terdapat rata-rata 5 bulan defisit air (JuniOktober), potensi pasokan air ke dalam tanah (dari surplus air di bulan-bulan basah) sangat kecil (rata-rata hanya 18,5% pertahun)
• Berdasarkan hasil simulasi model CropWat, diketahui terjadi ketidakseimbangan sumberdaya air secara alami. Tiap tahun terjadi bulan-bulan kering yang membutuhkan adanya tambahan air sebesar rata-rata 440 mm/tahun (0,36 lt/dt ) (selama periode Mei-Oktober) • Dari kawasan hutan jati masih terdapat potensi air permukaan/baseflow (sungai) sebesar rata-rata 81 mm untuk memasok kekurangan air yang terjadi • Hasil kajian bermanfaat baik bagi pengelola kaw. Hutan jati maupun pemda/masyarakat sekita hutan jati • Saran: Perlu analisis (model) dengan tutupan lahan pertanian per-komoditas yang dibudidayakan
