PENDAHULUAN Latar Belakang Kawasan Danau Singkarak terletak di dua kabupaten yaitu KabupatenSolok dan Tanah Datar. Kedua kabupaten ini adalah daerah penghasil berasdan menjadi lumbung beras bagi Provinsi Sumatera Barat. Danau Singkarak merupakan sumber pemasok kebutuhan air, terutama bagi Pembangkit Listrik Tenaga Air (PLTA) dalam memenuhi kebutuhan listrik Sumatera Barat, Riau dan Jambi. Danau menyediakan kebutuhan air untuk daerah KabupatenTanah Datar, Kabupaten/Kota 50 Kota, dan Riau yang merupakan bagian dari Daerah Aliran Sungai (DAS) Inderagiri. Danau Singkarak merupakan danau terbesar kedua di Pulau Sumatera dengan kekayaan berbagai jenis ikan endemik, serta pemandangan alam yang indah dan dapat dikembangkan untuk kegiatan wisata alam. Secara garis besar Daerah Tangkapan Air (DTA) danau dibagi atas tiga DAS yang airnya mengalir ke Danau Singkarak. Ketiga DAS tersebut adalah DAS Sumani, Singkarak, dan DAS Sumpur Kudus. Para stakeholders termasuk lembaga pemerintah dan swasta (BAPEDA, PU, Kehutanan, Pertanian, PDAM, Pengamat Lingkungan dan Perkebunan), menyarankan ketiga DAS tersebut diatas dilihat secara menyeluruh dalam pengelolaannya. DAS Sumanimerupakan daerah yang kondisinya paling buruk. Sungai Lembang dan Sumani yang melintasi DAS Sumani menghadapi permasalahan kekurangan persediaan air dan rendahnya kualitas air karena tingginya sedimen,sedangkan daerah tangkapan danau yang terletak di daerah Tanah Datar memiliki kemiringan yang sangat terjal karena terletak di daerah Gunung (G) Merapi. Farida et al. (2005) menyatakan bahwa permasalahan ini terjaditerutama karena pembukaan hutan, dan pembalakan secara ilegal oleh masyarakat. Hutan komunal hilang sekitar 70% - 80%, terutama untuk perluasan areal pertanian. Penurunan muka air Danau Singkarak sangat berdampak pada aliran Sungai Ombilin yang merupakan muara DTA. ini sangat merugikan sebagian masyarakat Sumatera Barat. Fluktuasi muka air danau berkisar 3.5 m. Elevasi maksimum mencapai 363.59 m dan minimum 360.1 m dari permukaan laut (dpl)berdasarkan
2 pencatatan elevasi danau tahun 1999-2009(PSDA Sumatera Barat dan pengamatan).Meningkatnya penggunaan air oleh masyarakat untuk mengairi sawah di DTA dan penggunaan air danau untuk PLTA telah menyebabkan berkurangnya air ke Sungai Ombilin. Helmi (2003) menyatakan bahwa rata-rata outflow ke Sungai Ombilin adalah 49,6m3dtk-1 dan sekitar 15 m3dtk-1 pada musim kemarau.Setelah beroperasinya PLTA outflow dari Danau Singkarak ke Sungai Ombilin diatur dengan kisaran 2m3dtk-1 pada musim hujan dan 6 m3dtk-1 pada musim kemarau. Hal ini telah menyebabkan penurunan jumlah kincir air yang beroperasi sebesar 50 % yaitu 184 dari 366 buah. Penurunan areal sawah sebesar 40 % yaitu dari 549 Ha menjadi 333 Ha. Saat ini masyarakat dan petani mengeluh kekurangan air. Pada musim kering irigasi tidak dapat memenuhi kebutuhan air sawah di Kabupaten Solok, Tanah Datar dan Sawahlunto Sinjunjung. Faridaet al. (2005) menyatakan, persepsi
tentang masalah kekurangan air untuk kebutuhan irigasi tersebut
disebabkan oleh penebangan hutan.Hal tersebut cukup mengkhawatirkan keberadaan danau meskipun di sekitar Danau Singkarak telah ada berbagai usaha untuk menghutankan kembali lahan yang kritis. Untuk memenuhi kebutuhan irigasi, PLTA dan kepentingan lainnya, diperlukan pengelolaan lahan tanah dan air yang sesuai, sehingga pengelolaan sumber air untuk DTA Singkarak yang berbasis danau sebagai reservoar merupakan hal yang penting dan harus di jaga, sehingga dampak negatif terhadap penurunan kuantitas dan kualitas aliran sungai pensuplai danau dapat dihindari. Terjadinya lahan kritis karena berkurangnya tutupan hutan dan berubahnya penggunaan lahan karena perluasan areal pertanian dan perkebunan. Kurangnya persediaan air, kekeringan, banjir, erosi dan sedimentasi serta longsor disebabkan salah satunya karena ketiadaan implementasi teknik konservasi tanah dan air, terutama pada daerah hulu dan tengah DAS. Konservasi tanah erat hubungannya dengan konservasi air. Konservasi tanah adalah semua perlakuan fisik/mekanis terhadap tanah serta pembuatan bangunan untuk mengurangi aliran permukaan dan erosi. Konservasi air pada prinsipnya adalah penggunaan air hujan yang jatuh ke tanah untuk pertanian
3 seefisien mungkin, dan mengatur waktu aliran agar tidak terjadi banjir yang merusak dan terdapatnya cukup air pada waktu musim kemarau. Selain itu konservasi air diharapkan dapat menahan dan meningkatkan tinggi muka air di daerah hulu, dan sebagai upaya pengamanan bangunan-bagunan air di bagian hilir. Bangunan konservasi air yang juga berfungsi untuk panen hujan adalah seperti dam pengendali (Check Dam), sumur resapan (Infiltration Well), dam parit, embung, dan lain lain.Pada prinsipnya konservasi air merupakan tindakan yang diperlukan untuk melestarikan sumberdaya air. Namun dalam konteks pemanfaatan, Agus et al. (2002) mengemukakan bahwa penggunaan air hujan secara efisien merupakan tindakan konservasi. Strategi konservasi air diarahkan untuk mengupayakan peningkatan cadangan melalui pengendalian aliran permukaan, pemanenan air aliran permukaan, dan peningkatan infiltrasi.Intinya adalah bagaimana agar air hujan dapat diresapkan ke dalam tanah sebanyak mungkin, ditahan didaerah cekungan dan dimanfaatkan untuk pengairan di musim kemarau maupun pada periode pendek saat dibutuhkan oleh tanaman pada musim hujan. Indikator keberhasilan teknik konservasi tanah dan air adalah meningkatnya tutupan vegetasi, menurunnya debit puncak yang menyebabkan banjir serta terjaminnya suplai air secara kontinyu. Oleh sebab itu penelitian tentang upayaupaya konservasi tanah dan air menjadi hal yang sangat penting untuk dilakukan.
Permasalahan Berdasarkan uraian di atas dapat diidentifikasi beberapa masalah pada DTA Singkarak. 1.
Daerah terjal, alur sungai pendek, dan banyaknya lahan terbuka yang menyebabkan tingginya aliran permukaan, erosi dan sedimentasi.
2.
Penurunan
persediaan
air
DTA
Singkarak
sebesar
69.8%
yang
menyebabkan berkurangnya suplai air untuk irigasi sehingga menurunkan produksi pertanian.Kurangnya persediaan air secara umum sangat berpengaruh pada kehidupan masyarakat sekitar DTA. 3.
Fluktuasi muka air danau berkisar 3.5 m, elevasi maksimum mencapai
4 363.59 m dan elevasi minimum 360.1 m dpl (dari permukaan laut) .
Kerangka Pemikiran DTA Singkarak yang dibagi atas 3 DAS, namun secara geografiske tiga DAS tersebut adalah sama. DAS mengalir ke satu outlet yaitu Danau Singkarak yang merupakan reservoar air alami. Kondisi daerah mempunyai kemiringan lereng yang terjal dan alur sungai yang pendek, sehingga pada saat hujan air akan mengalir dengan cepat dan volume air danau akan maksimum. Tapi pada saat kemarau aliran air akankecil sehingga volume air danau minimum. Perubahan tutupan lahan akan besar pengaruhnya terhadap DTA yang berbasis danau. Terutama pada kecepatan aliran permukaan
dan infiltrasi.
Tingginya aliran permukaan menyebabkan mudahnya terjadi erosi dan longsor, Infiltrasi akan kecil karena air langsung mengalir menuju danau sehingga menimbulkan banjir di hilir, sedangkan di hulu akan terjadi kekeringan karena kecilnya resapan. Untuk mengatasi persoalan diatas pada DTA Singkarak perlu dilakukan kegiatan reboisasi dan implementasi teknologi konservasi tanah dan air melalui penerapan sistem panen hujan dan aliran permukaan (water harvesting).Sistem panen hujan dan aliran permukaan dapat berupa kontruksi sipil untuk menampung air seperti bendung, dam parit dan embung. Agar upaya perbaikan kondisi hidrologis DAS menjadi efektif dan efisien, maka diperlukan pengembangan metodologi penentuan dimensi, jumlah dan sebaran bangunan konservasi tanahdan air yang mempertimbangkankarakteristik hidrometeorologis DAS bersangkutan. Aplikasi model aliran permukaan berbasis data sesaat memungkinkan simulasi aliran permukaan pada berbagai skenario curah hujan lebih (excess rainfall), serta menentukan dimensi dan jumlah bangunan sistem panen hujan dan aliran permukaan yang diperlukan untuk memperbaiki kondisi hidrologis DAS. Pada penelitian ini, model hidrologi berbasis interval waktu sesaat yang digunakan dalam menentukan volume curah hujan dan aliran permukaan yang harus dipanen adalah model MAPDAS.
5 Effektifitas upaya konservasi tanah dan air dalam menurunkan debit puncak sangat tergantung lokasi dimana implementasi sistem panen hujan dan aliran permukaan tersebut dilaksanakan.
Berdasarkan hipotesa bahwa kontribusi
pasokan curah hujan yang jatuh pada pada titik berat DAS sangat menentukan karakteristik debit puncak, maka diperlukan analisis zona prioritas implementasi sistem panen hujan dan aliran permukaan yang secara effektif akan berdampak pada penurunan debit puncak secara signifikan.Perumusanmasalah yang digambarkan dalam kerangka berfikir dapat dilihat pada Gambar 1.
KAWASAN DTA BERBASIS DANAU HUBUNGANNYA DENGAN KONDISI BIOFISIK: HIDROLOGI, IKLIM, TUTUPAN LAHAN, TANAH dan GEOLOGI
LAHAN KRITIS PERSEDIAAN AIR BAKU MENURUN FLUKTUASI VOLUME AIR DANAU
Lereng terjal, aliran sungai pendek, kecepatan aliran tinggi, lahan terbuka.
1.ANALISA TUTUPAN LAHAN 2. ANALISA HIDROLOGI TERGANGGU 3. PENGAMATAN DAN TIDAK TERGANGGU PENGUKURAN
KONDISI DTA BAIK
IDENTIFIKASI TINGKAT PENGELOLAAN DAS BUTUH BIAYA BESAR
metode untuk menentukan lokasi yang efektif
REHABILITASI LAHAN 1. AGROTEKNOLOGI 2. TEKNIK KONSERVASI AIR
Penyebaran dan kapasitas/jumlah Bagunan konservasi tanah dan air
Gambar 1 Kerangka berfikir.
6 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah: 1.
Mengkaji karakteristikkondisi biofisik DTA Singkarak.
2.
Menentukan desainsistem panen hujan dan aliran permukaan berdasarkan aplikasi model hidrologi.
3.
Mengembangkan model aliran permukaan DAS untuk menahan resiko banjir dan kekeringan pada DTA Singkarak.
4.
Mengkaji dampak implementasi sistem panen hujan dan aliran permukaan serta reboisasi terhadap fluktuasi tinggi muka air Danau Singkarak.
Manfaat 1.
Hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai alat bantu rekomendasi pengelolaan DTA Singkarak menghadapai resiko banjir dan kekeringan serta sedimentasi dengan murah, cepat dan akurat.
2.
Bagi pemerintah Provinsi Sumatera Barat hasil penelitian ini diharapkan dapat menjadi bahan masukan dalam perencanaan dan evaluasi kegiatan konservasi dan rehabilitasi lahan DTA Singkarak.
Kebaruan Pengembangan metode penentuan jumlah, dimensi dan sebaran bagunan sistem panen hujan dan aliran permukaan pada skala DAS berdasarkan aplikasi model hidrologi dan sistem imformasi geografi (SIG).
Ruang Lingkup Penelitian Penelitian dilakukan pada DTA Singkarak tepatnya pada DAS Sumani, dan Singkarak. Data penelitian merupakan data primer yang dapat langsung diamati dilapangan pada alat-alat yang sudah terpasang. Untuk lokasi yang tidak mempunyai alat ukur dilakukan pengukuran dan pengamatan di lapangan. Sedangkan data sekunder diperoleh dari instansi-instansi terkait. Cakupan penelitian ini yaitu; menentukan karakteristik kondisi biofisik DTA, dan pemodelan hidrologi. Aplikasi model debit sesaat dengan model
7 MAPDAS, dipakai untuk penentuan desain sistem panen hujan dan aliran permukaan. Alur penelitian dapat dilihat pada Gambar 2. Penelitian lapangan terdiri dari pengukuran tinggi muka air, debit sedimen, pengambilan sampel air dan melihat keberadaan teknik konservasi tanah dan air pada DTA Singkarak. Teknik konservasi tanah dan air yaitu berupa reboisasi, penghijauan dan terdapatnya bagunan air seperti: embung, cek dam, dan bendung.Bangunan konservasi air pada daerah ini adalah sebagai alat pengembangan sumber air dalam memenuhi kebutuhan airpertanian oleh petani dan kebutuhan air sehari-hari bagi makhluk hidup yang terdapat pada DAS. Analisa yang dilakukan adalah; menentukan karakteristik DTA secara spasial, aplikasi model hidrologi untuk menentukan zona pengembangan sistem panen hujan dan aliran permukaan, menentukan jumlah dan posisi bangunan panen hujan dan aliran permukaan, pembahasan secara umum dampak implementasi sistem panen hujan terhadap tinggi muka air danau. Bangunan panen hujan dan aliran permukaan yang dikemukakan adalah berupa embung (waduk kecil). Pada penelitian ini juga dilakukan kajian dampak reboisasi sebagai teknik agroteknologi terhadap tinggi muka air danau. Dampak implementasi sistem panen hujan dan aliran permukaan serta reboisasi terhadap tinggi muka air danau diperlihatkan dengan membuat simulasi dinamik dengan memakai program Stella, yang berbasis flow-chart dan grafis. Model dinamik dapat mensimulasikan perubahan yang terjadi yaitu berupa tinggi muka air danau, volume danau, sedimentasi pada saat ini dan prediksi kedepannya. Prediksi yang dilakukan yaitu dengan merancang skenario-skenario embung dan reboisasi untuk berbagai kondisi.
8
START
DATA TUTUPAN LAHAN
DATA HIDROLOGI, IKLIM DAN DEBIT
DATA BIOFISIK DAS
ANALISA TUTUPAN LAHAN
ANALISA IKLIM DAN HIDROLOGI
KARAKTERISTIK BIOFISIK DAS
KECENDERUNG AN PERUBAHAN LAHAN
TINGKAT KRITIS DAS
KARAKTERISTIK GEOMETRI< MARFOMETRI DAN PEDOLOGI DAS
PENENTUAN POSISI BANGUNAN PANEN HUJAN
MODEL DEBIT SESAAT MAPDAS DELINASI ZONE PENGEMBANGAN SISTEM PANEN HUJAN DAN ALIRAN PERMUKAAN
KALIBRASI MODEL
VOLUME EXCEES RAINFALL DEBIT BANJIR SIMULASI
STOP
AMBANG DEBIT MAX PENYEBAB BANJIR
Gambar 2 Diagram alir penelitian.
