Prosiding Seminar Nasional Multifungsi Lahan Sawah

PENGARUH LAHAN SAWAH TERHADAP KARAKTERISTIK HIDROLOGI DAERAH ALIRAN SUNGAI (Studi Kasus DAS

konmakuauntpemterrespermehujkarkemdiblinsenmetermaaga

padstrconchaappmedisvolbefcalfiel20 aboarg

ISB

5

Kaligarang)

Influence of Paddy Field on Watershed Hydrological Characteristic (Case Study in Kaligarang Watershed)

Gatot Irianto, Budi Kartiwa, Elza Surmaini, dan Woro Estiningtyas (Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanah dan Agroklimat, Bogor)

ABSTRAK

Laju alih fungsi lahan sawah menjadi lahan pemukiman (impermeable) sebagai sekuensi logis dari tekanan laju pertumbuhan penduduk yang relatif tinggi merupakan

salah klasik yang mendesak untuk dicarikan pemecahannya. Argumen yang kuat dengan ntifikasi matematik dan fisika sangat diperlukan dalam melakukan advokasi paling tidak uk mempertahankan keberadaan lahan sawah. Untuk keperluan tersebut, maka diperlukan isahan tipe penggunaan lahan agar kontribusi lahan bukan sawah dan lahan sawah

hadap karakteristik hidrologi dapat ditampilkan. Koefisien aliran permukaan dan model ervoir linier dapat digunakan untuk merepresentasi mekanisme transfer hujan-aliran mukaan pada lahan bukan sawah dan lahan sawah. Pada lahan bukan sawah, hujan terurai njadi debit melalui proses infiltrasi dan intersepsi, sedangkan pada lahan sawah, curah an akan mengalami pengurangan volume dan penurunan kecepatan aliran permukaan ena air hujan harus mengisi sawah terlebih dahulu sebelum mengalir ke jaringan hidrologi udian menuju outlet. Akibatnya debit mengalami perlambatan pada lahan sawah

andingkan lahan bukan sawah. Debit total simulasi dihitung berdasarkan kombinasi aditif ier antara debit dari lahan bukan sawah ditambah debit lahan sawah. Hasil analisis sitivitas menunjukkan bahwa peningkatan luas lahan sawah dari 20% menjadi 25% dapat nekan debit puncak antara 5-11% dengan perpanjangan waktu respon antara 18-42 menit, gantung kondisi lengas tanah sebelumnya. Berdasarkan peranan lahan sawah tersebut, ka ada justifikasi yang kuat untuk advokasi (mempertahankan membela keberadaannya r tidak dialihfungsikan) dari lahan sawah menjadi lahan bukan sawah.

ABSTRACT

The increasing population that causes the conversion of agricultural land such as dy field into residential area is a classical problem that needs immediate attention. A

ong argument with mathematical and physical quantification is needed to advocate the servation of paddy field. Judiceous land use plan is needed such that the hydrological racteristics of agricultural land can be maintained. Results show that runoff coefficient roach and linear reservoir model can be used to represent rainfall-runoff transfer

chanism in paddy and non-paddy fields. In non-paddy field, transfer of rainfall into charge is influenced by infiltration and interception processes. Whereas in paddy field, ume and velocity of runoff will decrease because rainfall should first fill paddy field ore it flows to the drainage network and finally to the outlet. Total discharge simulation is culated based on linear additive combination between the discharges from non-paddy d and paddy fields. Sensitivity analysis show that had the paddy field area increased from to 25% the peak discharge decreased by about 5-11% and response time delayed for ut 18-42 minutes, depending on initial soil moisture content. This result gives a strong ument for maintaining the paddy field areas.

N 979-9474-06-X 65

Irianto et al.

PENDAHULUAN

Modifikasi karakteristik hidrologi daerah aliran sungai (DAS) utamanya penurunan debit puncak (Q max) dan perpanjangan waktu respon (tr), selama ini lebih banyak dilakukan dengan membangun waduk (reservoir). Hal itu dilakukan karena selain dampaknya cepat dan mudah dilihat, volume air yang ditampung dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan seperti: irigasi, penyediaan air baku untuk minum, pembangkit tenaga listrik, perikanan darat, dan obyek wisata. Meskipun tujuan yang ingin dicapai sangat ideal, namun pada pelaksanaannya banyak sekali kendala yang dihadapi seperti laju sedimentasi waduk yang tinggi, sehingga seringkali tujuannya tidak tercapai dengan baik.

Lahan sawah dengan proporsi sekitar 20% dari total DAS (Irianto et al., 1999a). merupakan salah satu tipe penggunaan lahan yang penting, karena selain merupakan media produksi (penghasil padi) juga dapat berfungsi sebagai media pengatur lingkungan (menekan laju sedimentasi) sekaligus dapat berperan dalam mengatur tata air untuk memodifikasi karakteristik hidrologi DAS (Wu et al., 1997). Sementara itu fungsi lahan sawah yang paling dominan sampai saat ini adalah sebagai media produksi padi, sedangkan fungsi lainnya terutama dalam modifikasi karakteristik hidrologi DAS belum secara optimal dipahami. Ada dua hipotesis yang menyebabkan fungsi lahan sawah sebagai media pengatur tata air belum dimanfaatkan yaitu (1) belum dapat dikuantifikasinya fungsi hidrologi lahan sawah, sehingga belum dapat diketahui secara pasti peranannya dan (2) kompleksitas dan ketidakteraturan hubungan antar petakan, sehingga untuk pemanfaatan lahan sawah sebagai media pengatur hidrologi memerlukan regulasi dan komitmen bersama dalam membuka dan menutup saluran pembuangan air.

Kompleksitas mekanisme transfer hujan-aliran permukaan–debit dan rumitnya pengaturan air dalam teras menyebabkan penelitian aspek hidrologi sangat tertinggal dibandingkan aspek lainnya. Hal ini terlihat dari kajian peranan lahan sawah yang lebih banyak difokuskan pada aspek rancang bangun teras (Pruski et al., 1997), aspek agronomi dan erosinya (Neibling and Thomson, 1992).

Upaya kuantifikasi peran hidrologi lahan sawah dirintis oleh Wu et al. (1997) dengan mengasumsikan bahwa hamparan lahan sawah merupakan suatu reservoir besar yang mempunyai sifat menyimpan sebagian volume air hujan dan aliran permukaan sebelum mendistribusikannya ke outlet. Selanjutnya Irianto et al. (1999b) mencoba mengelompokkan komponen penyusunan DAS ke dalam dua kelompok yaitu lahan bukan sawah dan lahan sawah. Selanjutnya Irianto et al. (2001) berhasil memodel mekanisme transfer hujan-aliran permukaan antar petakan sawah, sehingga karakteristik hidrologi lahan sawah dapat dikuantifikasi. Masalahnya adalah bagaimana, kapan, dan berapa besar kontribusi debit lahan sawah terhadap karakteristik debit total? Pertanyaan selanjutnya adalah bagaimana dampak perubahan luas lahan sawah (penurunan, peningkatan) sebagai akibat alih fungsi lahan sawah ke lahan nonpertanian (pemukiman, industri dll) terhadap karakteristik debit total DAS atau akibat pencetakan sawah baru? Hipotesisnya adalah peningkatan luas lahan sawah akan menurunkan debit puncak dan memperpanjang waktu respon DAS, karena lahan sawah akan menampung sebagian volume aliran permukaan sekaligus menurunkan kecepatan aliran permukaan.

66

Pengaruh Lahan Sawah terhadap Karakteristik Hidrologi DAS

BAHAN DAN METODE

Tempat dan waktu penelitian Penelitian dilakukan di DAS Kaligarang di Jawa Tengah dari bulan Desember 2000

sampai dengan Maret 2001. Kegiatan yang dilakukan meliputi pengumpulan data iklim dan hidrologi serta pengamatan karakteristik lahan sawah yang meliputi : jumlah teras dalam satu seri, dimensi teras (tinggi, lebar, dan luas teras), tinggi genangan serta transfer air pada lahan sawah. Jumlah teras dalam satu seri merupakan gambaran umum/rata-rata jumlah teras sawah yang berhubungan satu dengan yang lain sebelum menuju jaringan hidrologi (hydrological network). Transfer air dalam teras menjelaskan mekanisme gerakan air dari sumbernya (hujan) masuk teras dan bergerak menuju outlet. Karakteristiknya menurut Irianto et al. (2001) dapat dijelaskan dengan persamaan debit dari teras :

Q = k A h e –kt atau Q = Qoe –kt

Q=debit pada saat t, Qo=k A h=debit teras pada saat t=o, k=konstanta reservoir/teras yang sangat tergantung kondisi permukaan (roughness) dan kemiringan teras, A=luas teras, h=tinggi air dalam teras, dan t=waktu. Jadi dapat dikatakan bahwa transfer air sangat tergantung k, A, dan h.

Metodologi Menurut Dune (1978) ada dua mekanisme transfer air hujan menjadi aliran

permukaan di DAS yaitu (1) fungsi produksi yang menjelaskan mekanisme perubahan curah hujan bruto menjadi curah hujan efektif, dan (2) fungsi transfer yang menggambarkan gerakan hujan efektif dari sumbernya menuju outlet melalui jaringan hidrologi (drainage network) (Gambar 1). Selanjutnya untuk mengkaji pengaruh lahan sawah terhadap karakteristik hidrologi DAS perlu dilakukan tahapan sebagai berikut : (1) perhitungan hujan efektif pada lahan sawah dan bukan sawah yang kemudian digunakan untuk perhitungan debit totalnya ; dan (2) analisis sensitivitas perubahan luas sawah berdasarkan data historik yang tersedia terhadap karakteristik hidrologi DAS.

Perhitungan hujan efektif pada lahan sawah dan bukan sawah untuk perhitungan debit Untuk mengkaji pengaruh lahan sawah terhadap karakteristik hidrologi DAS, maka

wilayah DAS terlebih dahulu dibagi menjadi dua bagian yaitu: areal sawah dan areal bukan sawah. Peta jaringan hidrologi DAS Kaligarang disajikan pada Gambar 1.

Berdasarkan definisi tersebut, maka yang membedakan mekanisme transfer air hujan menjadi aliran permukaan pada lahan sawah dan bukan sawah adalah fungsi produksinya. Perhitungan hujan efektif dan debitnya disajikan pada Tabel 1.

Ada tiga stasiun hujan yang digunakan pada penelitian ini yaitu : Banyumanik, Nyatnyono, dan Pagersari. Perhitungan hujan wilayah pada penelitian ini menggunakan metode Thiessen.

67

Irianto et al.

Lahan bukan sawah

Lahan sawah

Gambar 1. Jaringan hidrologi DAS Kaligarang hulu dengan lahan sawah dan bukan sawah

68

Pengaruh Lahan Sawah terhadap Karakteristik Hidrologi DAS

Tabel 1. Perhitungan hujan efektif dan simulasi debit pada lahan sawah dan lahan bukan sawah

No Lahan bukan sawah Lahan sawah 1 Curah hujan efektif

Chef=Chbruto*Kr dengan: Chef = curah hujan efektif (mm)=volume

runoff yang diekspresikan dengan satuan tinggi (mm) ;

Chbruto = curah hujan hasil pengukuran ; Kr = koefisien aliran permukaan yang

ditetapkan berdasarkan nisbah aliran permukaan langsung dengan volume hujan totalnya

Curah hujan efektif Chef=Qn (n jumlah teras dalam satu seri) dengan: Qn = hujan neto dari teras = f(curah hujan,

jumlah teras dalam satu serie, dan tinggi pematang dan luas teras) = volume tampungan seri sawah

Menurut Irianto et al. (2001) Qn dapat ditulis dalam bentuk persamaan :

( ) ( )

( ) ⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−

++++=−−

−

!1...

!2!11

1122

0 ntKtKKteQQ

nnKt

n

2 Unit hidrograf (fungsi impuls):

Lahanakan lebih jaringlahan hidrolopuncak1 inci menjadmelalu

Unit hidrograf (fungsi impuls):

3 Perhit

QdenganA Pn(t) Pdf

hh

Keterangan: PpdD

bukan sawah utamanya pmempunyai kapasitas tamrendah dan kecepatan tran hidrologi lebih tinggi di

sawah, sehingga waktginya (t) lebih cepat de yang tinggi, h=respon hidrair ke unit/satuan hidrograf.i dasar dalam perhitungani teknik konvolusi.

ungan debit :

*)(.)( PdftPnAt =: : luas lahan non sawah (m2

: hujan efektif (m/detik) : fungsi kerapatan jaringan lahan bukan sawah

tt

engukuran debit dilakukan ipa pada masing-masing terengan gelas ukur. Prosedur emikian seterusnya hingga

emukiman pung air ansfer ke

bandingkan u respon ngan debit ologi untuk Satuan ini debit (Q)

Labekedibwadeb

)(t

)

drainase

Pe

denA PnPd

Pn

menggunakan emas ditampung dalaini dilakukan beruair di setiap teras m

han sawah akan menyerap ssar volume air hujan dan men jaringan hidrologi lebih andingkan lahan bukan sawah, sktu respon hidrologinya (t) lait puncaknya rendah

rhitungan debit : *)(.)( PdftPnAtQ =

gan: : luas lahan sawah (m2)

(t) : hujan efektif (m/detik) f : fungsi kerapatan jaringa

drainase lahan sawah : intensitas hujan

ber dan gelas ukur. Air yang km ember selama 5 detik kemudilang-ulang dengan interval waktulai kering (pengatusan).

ebagian transfer lambat ehingga ma dan

)(t

n

eluar dari an diukur u 5 menit.

69

Irianto et al.

Debit total DAS merupakan penjumlahan linier debit dari lahan sawah dan lahan bukan sawah. Sehubungan dengan letak lahan sawah berada di tengah lahan bukan sawah, maka penjumlahan/integrasi debit lahan sawah ke debit total perlu memperhitungkan waktu tempuh dari outlet lahan sawah ke outlet DAS.

Analisis sensitivitas pengaruh perubahan luas lahan sawah terhadap karakteristik hidrologi DAS

Berdasarkan hasil pemodelan debit dari lahan sawah dan bukan sawah dalam suatu DAS, maka dapat dilakukan analisis sensitivitas perubahan penggunaan lahan sawah dan bukan sawah terhadap karakteristik hidrologi DAS Kaligarang seperti terlihat pada Tabel 2, kemudian dibandingkan dengan debit pengukurannya.

Tabel 2. Perubahan luas sawah di DAS Kaligarang hulu, Jawa Tengah

Tahun Luas sawah

ha % 1939 4.932,64 24,65 1988 4.448,79 22,15 1999 4.315,13 21,19

Pengamatan pengaruh perubahan luas lahan sawah dan lahan bukan sawah terutama ditujukan untuk memprediksi pengaruh perubahan penggunaan lahan terhadap karakteristik debit puncak dan waktu respon DAS. Pada analisis sensitivitas ini, diperkirakan bahwa peningkatan/penurunan luas lahan sawah akan menyebabkan peningkatan/penurunan luas lahan bukan sawah sekaligus perubahan koefisien aliran permukaan secara proporsional. Artinya peningkatan luas lahan sawah (skenario Tahun 1988 dan 1939) akan diikuti dengan penurunan koefisien aliran permukaan atau sebaliknya.

Koefisien aliran permukaan lahan nonpertanian merupakan nilai rata-rata, sehingga sudah mengintegrasikan pengaruh lahan pertanian, hutan, serta lahan pemukiman dan industri.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pengaruh lahan sawah terhadap karakteristik hidrologi DAS

Gambar 2 dan 3 menyajikan hasil pemodelan debit total yang berasal dari debit lahan sawah dan lahan bukan sawah DAS Kaligarang hulu dibandingkan dengan debit hasil pengukurannya. Sedangkan data hasil pengukuran lapang disajikan dalam Lampiran 1.

70

Pengaruh Lahan Sawah terhadap Karakteristik Hidrologi DAS

Gambar 2. DEBIT SIMULASI LAHAN SAWAH DAN BUKAN SAWAH SUB DAS KALI GARANG EPISODE 8 OKTOBER 1999

0

5

10

15

20

25

30

35

40

00:00 02:24 04:48 07:12 09:36 12:00 14:24 16:48 19:12

WAKTU

DEB

IT (m

3/s)

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

CU

RA

H H

UJA

N (m

m)

Q Total Koreksi

Q LK Koreksi

Q Sawah

Debit Pengukuran

Curah Hujan

.

Gambar 2. Debit simulasi lahan sawah dan bukan sawah DAS Kaligarang episode 8 Oktober 1999

Gambar 3. Debit simulasi lahan sawah dan bukan sawah DAS Kaligarang episode 16 November 1999

71

Irianto et al.

Debit simulasi total merupakan kombinasi aditif linier antara debit yang berasal dari lahan sawah dan lahan bukan sawah. Dengan demikian hasil pemodelan debit dari lahan sawah dan bukan sawah akan menentukan karakteristik debit simulasi totalnya. Pada Gambar 2, terlihat bahwa debit total simulasi dan debit pengukuran untuk episode banjir 8 Oktober 1999 mempunyai bentuk/pola hidrograf yang sebangun dengan besaran debit puncak yang hampir sama. Hanya ada sedikit perbedaan akibat adanya senjang waktu (delay) antara debit simulasi yang lebih cepat dan debit pengukuran yang lebih lambat. Penyebabnya diperkirakan oleh kontribusi debit lahan sawah dan lahan bukan sawah yang lebih lambat pada kenyataannya. Sementara itu debit simulasi dihitung dengan asumsi bahwa begitu hujan efektif masuk ke jaringan hidrologi, maka setelah mencapai outlet langsung menjadi debit. Sedangkan faktanya di lapangan transfer hujan efektif menjadi debit di outlet untuk DAS besar memerlukan waktu tertentu. Selain itu masalah keragaman spasial hujan seringkali menyulitkan dalam perhitungan hujan efektif dan aliran permukaan (Singh, 1997 ; Sivapalan et al., 1987)

Untuk episode banjir 16 Nopember 1999 (Gambar 3), perbandingan antara hidrograf simulasi dan hidrograf pengukuran menunjukkan bentuk yang serupa, sedangkan debit puncak dan waktu responnya identik. Hal ini dapat disebabkan oleh homogenitas data hujan pada episode tersebut yang relatif seragam, sehingga respon hidrologis DAS hasil simulasi dan pengukuran relatif sama.

Hasil pemodelan debit pada dua episode hujan tersebut membuktikan bahwa hipotesis tentang waktu tempuh aliran permukaan pada lahan bukan sawah lebih cepat daripada lahan sawah. Bentuk hidrograf total dari lahan bukan sawah (pada awal episode) dan lahan sawah (akhir episode) yang identik dengan bentuk hidrograf hasil pengukuran mengindikasikan bahwa penggunaan kaidah/hukum fisika dalam pemodelan debit dapat diterima. Lebih jauh berdasarkan hasil simulasi tersebut, maka rekonstruksi debit total melalui kombinasi aditif linier antara debit dari lahan bukan sawah dan lahan sawah dapat diterima. Dengan penjelasan bahwa debit sungai pada awalnya berasal dari lahan bukan sawah akibat kecepatan aliran permukaan yang lebih tinggi dibandingkan lahan sawah, kemudian ditambah debit dari lahan sawah yang pola/bentuknya sama seperti pola debit dari jumlah teras suksesif yang ada di DAS tersebut. Keterlambatan debit dari lahan sawah mencapai outlet dikarenakan sebagian volume air hujan ditampung terlebih dahulu sampai ketinggian tertentu sebelum dialirkan melalui saluran pembuang. Jumlah teras suksesif dan tinggi pematang akan menentukan besarnya volume air hujan yang ditampung oleh sawah dan waktu tempuh air menuju outlet serta bentuk hidrograf dari lahan sawah.

Analisis sensitivitas perubahan luas lahan sawah

Gambar 4 dan 5 menyajikan hasil analisis sensitivitas perubahan luas lahan sawah di sub DAS Kaligarang berdasarkan skenario penggunaan lahan tahun 1999, 1988, dan 1939.

72

Pengaruh Lahan Sawah terhadap Karakteristik Hidrologi DAS

Gambar 4. Debit simulasi DAS Kaligarang pada tiga skenario luas lahan kering dan lahan sawah yang berbeda berdasarkan input data pengukuran tanggal 8 Oktober 1999

Gambar 5. Debit simulasi DAS Kaligarang pada tiga skenario perubahan luas lahan bukan sawah dan lahan sawah berdasarkan input data pengukuran tanggal 16 November 1999

73

Irianto et al.

Gambar 4 dan 5 merupakan contoh hasil skenario pengaruh perubahan luas lahan sawah dan lahan bukan sawah terhadap karakteristik debit puncak dan waktu respon DAS, masing-masing untuk episode banjir 8 Oktober 1999 dan 16 Nopember 1999. Oleh karena ketersediaan data debit hanya tahun 1999, sementara untuk data debit tahun 1989 dan 1939 tidak tersedia, maka skenario dilakukan berdasarkan data debit 1999 tersebut.

Hasil skenario pengaruh perubahan luas lahan sawah terhadap karakteristik hidrologi DAS Kaligarang hulu (debit puncak dan waktu respon DAS) untuk episode banjir 8 Oktober 1999 (Gambar 4) adalah sebagai berikut : Skenario I : peningkatan luas lahan sawah dari 1.418 ha (19,92%) menjadi 1.774 ha

(24,92%) dari luas DAS 7.118 ha, dapat menurunkan debit puncak 4,95% dan memperpanjang waktu respon DAS 18 menit.

Skenario II : peningkatan luas lahan sawah dari 1.418 ha menjadi 2.094 ha, akan menurunkan debit puncak 4,65%, dengan perpanjangan waktu respon DAS sangat besar yaitu 54 menit.

Sedangkan pada episode banjir 16 Nopember 1999 (Gambar 5) perubahan

karakteristik hidrologi untuk skenario yang sama adalah sebagai berikut : Skenario I : peningkatan luas lahan sawah dari 1.418 ha (19,92%) menjadi 1.774 ha

(24,92%) dari luas DAS 7.118 ha, dapat menurunkan debit puncak 10,59% dan memperpanjang waktu respon DAS 42 menit.

Skenario II : peningkatan luas lahan sawah dari 1.418 ha menjadi 2.094 ha, akan menurunkan debit puncak 11, 99%, dengan perpanjangan waktu respon DAS sangat besar yaitu 90 menit.

Berdasarkan informasi dua episode banjir tersebut maka dapat dikatakan bahwa

untuk menurunkan debit puncak, cukup dengan skenario I saja, karena peningkatan luas lahan sawah yang lebih besar lagi tidak dapat menurunkan debit puncak secara signifikan seperti pada skenario I. Namun demikian apabila modifikasi karakteristik hidrologi dimaksudkan untuk memperpanjang waktu respon DAS, maka peningkatan luas lahan sawah sampai dengan 24,92% masih relevan dilakukan. Jika dihubungkan dengan masalah banjir bandang di DAS Kaligarang yang sering menelan korban jiwa, maka upaya peningkatan waktu respon untuk memberikan waktu evakuasi korban yang cukup menjadi sangat penting artinya.

Aspek lain yang sangat menarik untuk dikaji dari hasil analisis sensitivitas ini adalah modifikasi debit puncak DAS. Peningkatan luas lahan sawah ternyata akan mempengaruhi proporsi/imbangan kontribusi debit dari lahan sawah dan lahan bukan sawah. Ternyata debit puncak yang semula kontribusinya didominasi lahan bukan sawah bergesar proporsinya ke lahan sawah. Debit puncaknya dihasilkan dari kombinasi linier debit lahan bukan sawah (bukan debit maksimumnya) dan debit lahan sawah (bukan debit maksimum pula). Ini berarti peningkatan luas lahan sawah selain dapat menurunkan debit puncak dan waktu respon juga akan menghindari akumulasi debit tertinggi dari lahan sawah dan lahan bukan sawah. Dengan mengetahui pengaruh kombinasi optimum luas lahan sawah dan bukan sawah terhadap debit puncak, maka upaya waktu respon mempertahankan proporsi luas

74

Pengaruh Lahan Sawah terhadap Karakteristik Hidrologi DAS

lahan sawah yang optimum dapat diketahui dengan pasti. Interpretasi lebih jauh dari skenario I dan II menunjukkan bahwa peningkatan luas lahan sawah akan meningkatkan aliran dasar. Apabila hal itu dapat dilakukan untuk suatu periode yang lama, maka upaya penyediaan air melalui aliran dasar (base flow) yang kontinyu dapat dilakukan dengan peningkatan luas lahan sawah.

Berdasarkan hasil analisis sensitivitas, maka ada argumen dan justifikasi yang kuat untuk mempertahankan fungsi lahan sawah agar tidak beralih menjadi lahan bukan sawah, karena dampaknya terhadap penurunan kualitas hidrologi sangat signifikan. Lebih jauh, peningkatan luas lahan bukan sawah (wilayah urban) yang tidak terkendali akan memacu peningkatan zone pensuplai debit puncak/zone kontributif (dicirikan oleh laju infiltrasi dan konduktivitas hidrolik yang rendah), sehingga risiko terjadi banjir semakin besar (Robinson and Sivapalan, 1995 ; Kang et al., 1998).

KESIMPULAN

1. Karakteristik hidrologi DAS (debit puncak dan waktu respon) sangat dipengaruhi oleh proporsi kontribusi debit dari lahan bukan sawah dan lahan sawah. Pada DAS dengan areal lahan bukan sawah yang lebih luas, debit puncak ditentukan oleh kontribusi lahan bukan sawah yang mempunyai kecepatan aliran permukaan lebih tinggi dibandingkan lahan sawah yang mengalami pengurangan volume dan perlambatan akibat ditampung oleh sawah dan harus melalui rangkaian teras suksesif ;

2. Berdasarkan hasil analisis sensitivitas, terlihat bahwa peningkatan luas lahan sawah di DAS Kaligarang Hulu dari 19,92 menjadi 24,92% dapat menekan debit puncak antara 4,95 sampai 10,59% tergantung kondisi lengas tanah sawah sebelumnya. Sedangkan apabila waktu respon akan diperpanjang antara 54-90 menit, maka penambahan luas lahan sawah dapat dilakukan sampai dengan 24,65% dari total luas DAS ;

3. Peningkatan proporsi luas lahan sawah sampai dengan 24,65% lebih jauh dapat memecah akumulasi debit maksimum lahan bukan sawah dan lahan sawah yang apabila terjadi pada saat bersamaan akan menghasilkan debit puncak yang sangat tinggi dan risiko yang ditimbulkan semakin besar;

4. Ada argumen kuantitatif yang kuat untuk paling tidak mempertahan luas lahan sawah, karena apabila tidak, maka akan terjadi peningkatan luas zone pensuplai debit puncak, karena peningkatan debit puncak dan waktu respon DAS yang singkat akan meningkatkan risiko kebanjiran;

DAFTAR PUSTAKA

Chow, V.T. 1964. Runoff. In Chow (Ed.). Handbook of applied hydrology: a compendium of water resources technology. McGraw-Hill book company.

Dune, T. 1978. ’Field studies of hillslope processes’. p.145-175 in Kirby, M. J (Ed.). Hillslope Hydrology. McGraw-Hill, New York,.

75

Irianto et al.

Irianto, G., P. Perez, and J. Duchesne. 2001. Modelling the influence of irrigated terraces on the hydrological response of a small basin. J. Environmental Modelling & Sofware 16 (2001): 31-36.

Irianto, G., P. Perez, and J. Duchesne. 1999a. Influence of Irrigated Terraces on the Hydrological Response of Small Basin I: Calibration of the Hydraulic Model. p.189-193 in Les Oxley (Eds.). Part I, Proceeding of International Congress on Modelling and Simulation; Modelling the Dynamics of Natural Agriculture, Tourism and Socio-economic Systems. Hamilton, New Zaeland, 6th-9th December 1999.

Irianto, G., P. Perez, and J. Duchesne. 1999b. Influence of Irrigated Terraces on the Hydrological Response of Small Basin II: Calibration of the Hydrological Model. p.194-199 in Les Oxley (Eds.). Part I, Proceeding of International Congress on Modelling and Simulation; Modelling the Dynamics of Natural Agriculture, Tourism and Socio-economic Systems. Hamilton, New Zaeland, 6th-9th December 1999.

Irianto, G., J. Duchesne and P. Perez. 1997. H2U : A transfer function model using fractal characteristics of the hydrographic network. Vol. I: 470-478. In Mc Donald, A.D and Mc Aleer, M (Eds.). Proceedings of MODSIM 97 (Hobart, 8-11 December 1997). MSSA Canberra, Australia, vol 1, ISBN. 0.86422-825 2.pp 470-478.

Kang, I.S., J.L. Park, and V.P. Singh. 1998. Effect of urbanisation on runoff characteristics of the On-Cheon stream watershed in Pusan, Korea. Hydrological Processes 12: 351-363.

Neibling, W.H. and A.L. Thompson. 1992. Terrace design effects inter-terrace sheet and rill erosion. American Society of Agriculture Engineers. p1473-1481.

Pruski, F.F., P.A. Ferreira., M.M. Ramos and P.R. Cecon. 1997. Model to design level terraces. Journal of Irrigation and Drainage Engineering 123(1):8-12.

Robinson, J.S. and M. Sivapalan. 1995. Catchment-scale runoff generation model by aggregation and similarity analyses. Hydrological Processes 9:555-574

Singh, V.P. 1997. Effect of spatial and temporal variability in rainfall and watershed characteristics on stream flow hydrograph. Hydrological Processes 11:1649-1669.

Sivapalan, M., K. Baven, and E.F. Wood. 1987. On hydrologic similarity. 2. A Scaled model of storm runoff production. Water Resources Research 23 (12): 2266-2278.

Wu, R.S., W.R. Suc, and J.S. Chang. 1997. A simulation model for investigating the effects of rice paddy fields on runoff system. p.422-427 In: Mc Donald, A.D and Mc Aleer, M (Eds.), Proceedings of MODSIM 97. Hobart, 8-11 December 1997. MSSA Canberra, Australia. Vol.1.

76

Pengaruh Lahan Sawah terhadap Karakteristik Hidrologi DAS

Lampiran 1. Hasil Pengamatan Lapang

Tinggi muka air, teras ke Debit, teras ke Ke Jam I II III I II III

Catatan

1 8,25 74 118 30 2.397 3.442 2.377 2 8,3 74 118,4 30,3 2.413 3.593 2.467 3 8,4 74,5 118,8 30,8 2.187 3.447 2.500 4 8,45 75 119,5 31 2.033 3.527 2.401 5 8,5 75 120 31,1 1.933 3.653 2.430 6 8,55 75,1 120,2 31,2 1.800 3.073 2.300 7 9 75,1 120,3 31,3 1.660 3.220 2.237 8 9,05 75,4 120,4 31,4 1.613 3.140 2.107 Cuaca cerah 9 9,1 75,5 120,4 31,5 1.500 3.147 1.751 10 9,15 75,7 120,4 31,5 1.407 2.500 1.814 11 9,2 75,8 120,7 31,6 1.593 2.840 1.763 12 9,25 75,9 120,8 31,7 1.467 2.633 1.644 13 9,3 76 121 31,8 1.340 2.487 1.770

14 9,35 76,2 121,2 31,9 1.393 2.300 1.707 15 9,4 76,3 121,3 32 1.180 2.373 1.773 16 9,45 76,5 121,4 32,2 1.127 2.507 1.767 17 9,5 76,6 121,6 32,4 1.040 2.500 1.653 18 9,55 76,6 121,7 32,6 1.007 2.053 1.750 19 10,07 76,8 122 32,7 900 1.870 1.633 20 10,1 76,8 122 32,8 833 1.660 1.617 21 10,15 76,9 122,2 32,9 727 1.880 1.462 22 10,2 76,9 122,3 33,1 740 1.960 1.430 23 10,25 77 122,4 33,3 700 1.707 1.437 24 10,3 77,1 122,7 33,5 647 1.760 1.497 25 10,35 77,2 122,7 33,7 593 1.733 1.513 26 10,4 77,3 122,8 33,8 547 1.573 1.427 27 10,5 77,3 122,9 34 600 1.473 1.493 28 10,55 77,3 123 34,3 573 1.247 1.322 29 11 77,4 123,1 34,4 533 1.300 1.253 Agak mendung 30 11,05 77,5 123,3 34,5 500 1.247 1.467 Panas lagi 31 11,1 77,5 123,3 34,7 480 1.167 1.025 Panas, mendung panas32 11,15 77,6 123,3 34,9 480 1.160 1.017 Panas 33 11,2 77,6 123,4 35,1 453 1.087 964 34 11,25 77,6 123,5 35,4 393 820 833 35 11,3 77,6 123,6 35,6 693 993 727 36 11,35 77,6 123,6 35,8 687 973 630 37 11,4 77,7 123,7 35,9 627 927 430 Mendung 38 11,45 77,7 123,7 36 607 913 411 39 11,5 77,8 123,7 36,1 600 940 235 40 11,55 77,9 123,8 36,1 580 880 263 Titik hujan turun 41 12 77,9 123,8 36,1 567 913 307 42 12,05 77,9 123,8 36,1 533 793 154 43 Hujan deras (AWLR=23,6 mm/hari), Ungaran Atas=18,8 mm, Desa Keji=17,8 mm

Keterangan: Data debit merupakan hasil rata-rata dari tiga kali ulangan, luas teras I=217,55 m2, teras II=200,15 m2, dan teras III=281,925 m2.

77