Kajian Respon Perubahan Penggunaan Lahan terhadap Karakteristik Hidrologi pada DAS Cirasea Menggunakan Model MWSWAT

Abstract

Peningkatan kebutuhan manusia akan lahan menyebabkan terbatasnya ketersediaan lahan. Keadaan tersebut menyebabkan terjadinya perubahan penggunaan lahan dengan intensitas yang semakin tinggi, yang tanpa sadar sering tidak mengikuti konsep pengelolaan/penggunaan lahan berdasarkan konservasi tanah dan air. Perubahan penggunaan lahan yang terjadi di suatu Daerah Aliran Sungai (DAS) mengakibatkan terjadinya perubahan karakteristik hidrologi seperti meningkatnya aliran permukaan karena menurunnya kapasitas infiltrasi, pengurangan aliran dasar dan sedimentasi (Harto 2000). Penelitian ini bertujuan untuk (1) menganalisis perubahan penggunaan lahan dan pengaruhnya terhadap karakteristik hidrologi DAS Cirasea dengan model MWSWAT dan (2) menyusun skenario perubahan penggunaan lahan untuk memperbaiki karakteristik hidrologi. Penelitian dilakukan di DAS Cirasea, Kabupaten Bandung, Jawa Barat dengan luas 6.832 ha. Peta penggunaan lahan diperoleh dari hasil interpretasi citra tahun 1998, 2004 dan 2007 dengan metode klasifikasi terbimbing dengan tahap klasifikasi kemiripan maksimum yaitu memilih training area untuk setiap kategori penutup lahan yang mewakili sebagai kunci interpretasi. Analisis hidrologi dilakukan dengan menggunakan model MWSWAT. Tahap pertama dari model MWSWAT yaitu deliniasi daerah penelitian. Metode yang digunakan dalam proses deliniasi adalah metode treshold dimana besar kecilnya treshold yang digunakan akan menentukan jumlah jaringan sungai yang terbentuk. Kemudian, jaringan sungai tersebut akan menentukan banyaknya sub DAS yang terbentuk dalam DAS. Tahap kedua adalah pembentukan HRU. Metode yang digunakan adalah treshold by percentage yaitu penentuan seberapa besar treshold untuk jenis tanah, penggunaan lahan dan lereng yang akan diabaikan oleh model dalam pembentukan HRU. Tahap ketiga adalah penggabungan HRU dengan data iklim daerah penelitian dan perhitungan. Pada tahap terakhir dilakukan kalibrasi model dengan metode Nash-Sutcliffe dan uji statistik t-student. Periode yang digunakan pada tahap kalibrasi adalah kejadian hujan tanggal 1 Januari hingga 23 April 2007. Analisis perubahan penggunaan lahan dan pengaruhnya terhadap karakteristik hidrologi dilakukan terhadap penggunaan lahan tahun 1998, 2004 dan 2007. Pada penelitian ini disusun lima skenario perubahan penggunaan lahan yaitu prediksi perubahan penggunaan lahan tahun 2013 (skenario 1), penyesuaian penggunaan lahan eksisting dengan RTRW Kabupaten Bandung (skenario 2), peningkatan luas hutan sesuai dengan peta kawasan hutan negara (skenario 3), penerapan agroteknologi di luar kawasan hutan pada penggunaan lahan eksisting (skenario 4) dan kombinasi skenario 3 dan 4 (skenario 5). Hasil analisis terhadap peta penggunaan lahan tahun 1998 menunjukkan bahwa penggunaan lahan yang dominan di DAS Cirasea adalah sawah, sedangkan tahun 2004 dan 2007 didominasi oleh penggunaan lahan tegalan. Penggunaan lahan sawah semakin menurun dari tahun 1998 hingga 2007, begitu juga dengan penggunaan lahan semak dan hutan. Disisi lain, penggunaan lahan tegalan dan pemukiman terus mengalami peningkatan. Perubahan penggunaan lahan yang terjadi di DAS Cirasea selama periode tahun 1998 hingga 2007 didominasi oleh peningkatan luas lahan tegalan sebesar 82,92% dan pemukiman sebesar 44,92%. Sedangkan penggunaan lahan semak, sawah dan hutan mengalami penurunan luas masing-masing sebesar 47,00%, 41,87% dan 13,60%. Berdasarkan hasil analisis spasial, diketahui bahwa sebagian besar peningkatan luas lahan tegalan berasal dari konversi lahan sawah dan sebagian kecil dari semak dan hutan. Selain itu, lahan sawah juga terkonversi menjadi pemukiman. Sedangkan lahan hutan mengalami penurunan luas karena terkonversi menjadi semak dan tegalan. Apabila luas lahan hutan terus mengalami penurunan, maka hal ini akan mempengaruhi kondisi hidrologi DAS. Hasil deliniasi DAS menunjukkan bahwa DAS Cirasea terbagi menjadi 9 sub DAS. Sedangkan tahap pembentukan HRU menghasilkan sebanyak 206 HRU di 9 sub DAS yang ada pada DAS Cirasea. Model MWSWAT digunakan untuk memprediksi besarnya aliran permukaan, aliran lateral, aliran dasar dan storage pada DAS Cirasea. Hasil kalibrasi menunjukkan bahwa nilai efisiensi Nash-Sutcliffe sebesar 0,737 dan R2 sebesar 0,7527. Hasil uji t-student menunjukkan t hitung = 1,54 dan t tabel = 1,98 sehingga hipotesis 0 (Ho) diterima. Berdasarkan nilai tersebut, maka model MWSWAT cukup akurat untuk memprediksi aliran permukaan pada DAS Cirasea. Adapun parameter yang sangat sensitif selama proses kalibrasi dilakukan yaitu surlag, MSK_Col1, MSK_Col2, αBF, CH_K2, CH_N1 dan ESCO. Hasil prediksi model terhadap karakteristik hidrologi DAS Cirasea untuk penggunaan lahan tahun 1998, 2004 dan 2007 menunjukkan bahwa terjadi peningkatan aliran permukaan dan penurunan aliran karena proses konversi lahan yang terjadi di DAS tersebut. Aliran permukaan terbesar dihasilkan oleh penggunaan lahan tahun 2007. Berdasarkan hasil analisis terhadap koefisien runoff untuk penggunaan lahan dan data hujan tahun 2007 menunjukkan bahwa koefisien runoff DAS Cirasea sebesar 0,77. Hal ini berarti bahwa DAS Cirasea termasuk dalam keadaan buruk. Oleh karena itu, perlu penanganan yang serius untuk memperbaiki keadaan DAS Cirasea. Simulasi yang dilakukan terhadap skenario perubahan penggunaan lahan memberikan pengaruh terhadap karakteristik hidrologi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa semakin tinggi aliran permukaan maka semakin rendah aliran dasar. Aliran permukaan dan aliran dasar penggunaan lahan 2007 (keadaan eksisting) masing-masing sebesar 267,34 mm dan 367,27 mm. Skenario kelima menghasilkan aliran permukaan terkecil dan aliran dasar terbesar masing-masing sebesar 216,87 mm (18,88% lebih rendah dari keadaan eksisting) dan 406,16 mm (meningkat 10,59% dari keadaan eksisting). Skenario kelima juga menghasilkan storage tertinggi diantara skenario lainnya yaitu sebesar 199,23%. Sedangkan aliran permukaan tertinggi dan aliran dasar terendah dihasilkan skenario kedua masing-masing sebesar 279,51 mm (meningkat 4,55% dari keadaan eksisting) dan 352,64 mm (turun 3,98 % dari keadaan eksisting).