PENYUSUNAN

MATERI APLIKASI PEMODELAN HIDROLOGI GIS AVSWAT 2000

UNTUK BIDANG SIPIL PENGAIRAN DAN PERTANIAN

Oleh :

Bambang Pari Purwanto ST.MT

TAHUN 2012

PENYUSUNAN MATERI APLIKASI PEMODELAN HIDROLOGI GIS AVSWAT 2000

BIDANG SIPIL PENGAIRAN DAN PERTANIANBambang Pari Purwanto, 083834676462, goparipung@yahoo.com

Pengantar

Puji dan syukur saya panjatkan hanya kepada Allah SWT, dan terimakasih saya ucapkan kepada kedua orang tua tercinta, Universitas Brawijaya sebagai tempat mengenyam pendidikan dan ilmu pengetahuan yang sudah saya dapatkan, dan guru guru semua yang mendidik saya mulai kanak kanak hingga mendapat kesempatan mengenyam dunia pendidikan hingga jenjang S2.

Berdasar pengalaman yang saya dapatkan dalam menempuh proses pendidikan selama ini, saya merasa begitu cepat dan hebat perkembangan teknologi di seluruh dunia, demikian juga perkembangan di dunia pendidikan khususnya perkuliahan. Salah satu pengalaman yang pernah saya geluti dimasa kuliah S1 dan S2, adalah mengenyam bidang Pemodelan Hidrologi berbasis GIS yaitu AVSWAT 2000.

Sejalan perkembangan tersebut, sangat disadari untuk mengikutinya dibutuhkan sarana dan media seperti media internet, Pustaka Buku, Perpustakaan, dan lain-lain. Dimana berdasarkan pengalaman saya bahwa untuk mengikuti perkembangan teknologi dan perkembangan penelitian penelitian yang ada pada seluruh institusi pendidikan di seluruh dunia ini, dibutuhkan ketelitian dan kesabaran untuk menelusurinya, khususnya pemakaian layanan media internet. Pada kesempatan penyusunan penulisan ini adalah mewujudkan keinginan saya untuk ikut berperan dalam berbagi pengetahuan kepada seluruh masyarakat Indonesia khususnya mahasiswa Indonesia. Ide dan materi penulisan ini memang diperuntukkan secara khusus bagi saudara-saudara mahasiswa sarjana muda.

Secara diskriptif penulisan ini memberikan gambaran tentang berbagai terapan studi yang dapat dilakukan dengan menggunakan Aplikasi Pemodelan Hidrologi berbasis ilmu Sistem Informasi Geografis (GIS). Sehingga secara diskriptif penulisan ini memiliki ide tujuan untuk memberikan wacana kepada mahasiswa tentang keragaman judul studi yang dapat digunakan untuk penelitian dan penulisan Studi Akhir. Disamping memuat uraian secara diskriptif, penulisan ini juga dimasudkan sebagai pedoman rangkaian penggunaan Aplikasi dasar Pemodelan Hidrologi AVSWAT 2000, dimana dalam penulisan ini hanya memaparkan tentang penerapan hasil AVSWAT 2000 terhadap berbagai macam judul dan tujuan jenis studi, dan juga memaparkan data-data input yang dibutuhkan AVSWAT 2000 untuk analisa pemodelannya, dengan harapan lain bahwa dikemudian hari terwujud penyediaan data data yang lebih bagus dan akurat yang dikembangkan oleh civita akademis Indonesia yang berkembang lebih lanjut kepada Intitusi Pemerintah dan Swasta di Indonesia.

Semoga penyusunan penulisan ini bermanfaat bagi semua akademisi khususnya sadara-saudara mahasiswa sarjana muda, terimakasih atas saran saran yang saya terima dan mohon maaf atas kekurangan yang saya sadari dalam penyusunanan tulisan ini.

Penyusun

BAMBANG PARI PURWANTO ST,MT

Malang, 2012

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 UmumPenulisan ini ditujukan khususnya kepada saudara-saudara mahasiswa sarjana muda, yakni mewujudkan keinginan untuk ikut berpartisipasi dalam pengembangan informasi teknologi di bidang studi perkuliahan. Salah satu pengalaman yang pernah saya geluti dimasa kuliah S1 dan S2, adalah mengenyam bidang Pemodelan Hidrologi berbasis GIS yaitu AVSWAT 2000. Saya merasa begitu berharga pengalaman tersebut, dikarenakan selama belajar saya mendapatkan banyak sahabat-sahabat yang membantu saya termasuk juga guru guru yang mensuport saya untuk belajar lebih dalam.Kesulitan kendala yang saya hadapi itulah yang menjadi ide berfikir saya untuk memulai menyusun penulisan ini. Kesulitan, kendala yang sering adalah mahasiswa saat ini sangat mampu untuk mengoperasikan program pemodelan, namun yang banyak menjadi kendala dan kebingungannya adalah untuk apa dan dibawa kemana hasil dari menjalankan simulasi pemodelan tersebut, tentunya yang saya kutip disini adalah tentang simulasi pemodelan GIS Hidrologi salah satunya AVSWAT 2000. Berikut ini sebagai pembuka tulisan ini adalah pengenalan tentang AVSWAT 20000.Paket pemodelan sofware AVSWAT 2000 adalah merupakan pengembangan ekstensi model program Arcview yang digabungkan dengan model program SWAT (Soil And Water Assessment Tool) sebagai model simulasinya (Arnold et all.,1998). SWAT dibuat untuk tujuan mensimulasikan / memprediksi keterkaitan proses hidrologi dan dampak manajemen penggunaan lahan yang diantaranya Air, Sedimen, Unsur Kimia Lahan Pertanian dalam jumlah besar, permasalahan yang terdapat dalam manajemen DPS (Daerah Pengaliran Sungai) dengan adanya bermacam-macam jenis tanah, tataguna lahan, dan kondisi-kondisi lainnya selama periode waktu yang cukup lama.Model AVSWAT 2000 ini, telah benyak digunakan untuk berbagai studi pengelolaan DPS yaitu diantaranya :a) TMDL Sungai Bosque Propinsi Erath Texas, yaitu analisa tentang prediksi jumlah

sedimen, nitrogen, dan unsur phospor yang akan tertampung di Waduk Waco dari berbagai sumber : pembuangan limbah dari perusahaan industri susu, limbah hasil pengolahan pertanian, daerah pemukiman/perkotaan, dengan metode perhitungannya menggunakan metode simulasi dan analisa.

b) TMDL Sungai Poteau Oklahoma Arkansas. Studi ini berisikan pekerjaan meliputi menentukan jumlah sedimen, nitrogen, phospor yang akan tertampung di Waduk Wister dan kandungan oksigen, temperatur, alga, dan CBOD pada aliran sungai. Dalam skenario perhitungannya juga meliputi besarnya hasil limbah peternakan unggas.

c) Nilai DDT di wilayah DPS Sungai Yakima, Whosington. SWAT digunakan untuk mensimulasikan kondisi eksisting dan kedepan tentang besar konsentrasi sedimen yang terkontaminasi oleh DDT di Sungai Yakima tersebut.

d) Kantor EPA urusan pestisida telah mengevaluasi dengan menggunakan model AVSWAT untuk menganalisa tingkat pemakaian Peptisida.

Model program SWAT ini dalam simulasi perhitungan tentang kejadian hidrologi maupun hidrolik pada suatu daerah atau sering disebut dengan Dearah Pengaliran Sungai (DPS),

menggunakan konsep dasar kesetimbangan / Water ballance. Untuk tingkat keakuratan hasil : penyebaran pestisida, sedimen atau nutrient, siklus hidrologi, simulasi dari model haruslah memiliki kesesuaian dengan kondisi yang terjadi dilapangan.Simulasi hidrologi pada suatau areal Daerah Pengaliran Sungai, secara umum dapat dibagi menjadi 2 pokok bahasan, yaitu :a) Siklus hidrologi pada fase/tahap terjadi di satu luasan lahan, sebagai kontrol jumlah

air, sedimen, nutrisi dan pestisida yang akan masuk ke sistim jaringan sungai.b) Siklus hidrologi pada fase/tahap pada Aliran Sungai yang dapat didefinisikan sebagai

pergerakan air, sedimen, nutrisi dan pestisida melalui aliran sungai menuju ke outlet masing-masing Sub DPS.

c) Siklus hidrologi pada fase/tahap pada waduk, danau, tampungan, situ dan lain-lain, yang dapat didefinisikan sebagai proses pergerakan air, sedimen, nutrisi dan pestisida di waduk atau bentuk tampungan yang lain.

1.2 Penjelasan Singkat Model Hidrologi berbasis GISSeperti telah disebutkan diatas bahwa : Model program SWAT ini dalam simulasi perhitungan tentang kejadian hidrologi maupun hidrolik pada suatu daerah atau sering disebut dengan Dearah Pengaliran Sungai (DPS), menggunakan konsep dasar kesetimbangan / Water balance. Sehingga basik ilmu pemrograman pemodelan AVSWAT 2000 ini adalah bidang Ilmu Hidrologi khusunya tidak terlepas dari siklus hidrologi. Sebelum melangkah lebih dalam tentang program model hidrologi AVSWAT maka berikut kilas balik materi hidrologi yang menjadi salah satu dasar pemrograman.

HidrologiHidrologi adalah ilmu bumi yang mebicarakan tentang air yang ada di bumi ini, yaitu tmengenai tentang kajadian, perputaran, dan pembagiannya, sifat-saifat fisik dan kimianya, serta reaksi terhadap lingkungannya termasuk hubungannya dengan kehidupan. Hidrologi teknik adalah mencangkup bagia-bagian dari bidang tersebut yang berhubungan langsung dengan perencanaan dan peaksanaan proyek-proyek teknik bagi pengaturan dan pemanfaatan air (Ir.Yandi Hermawan; Hidrologi Untuk Insinyur, 1986). Ilmu hidrologi sangat erat hubungannya dengan bidang-bidang lain seperti geologi, klimatologi, meteorology, dan oceanografi. Sedangkan isi dari buku ini adalah membahas tentang aplikasi pemodelan ilmu hidrologi.

Sejarah HidrologiPara ahli filosofi kuno telah memusatkan perhatiannya terhadap kasus kasus yang ada pada proses alam, yang meliputi produksi limpasan permukaan dan fenomena yang berkaitan dengan asal usul dan kejadian air dalam berbagai variasi ukurannya pada siklus air yang terjadi secara terus menerus yang di mulai dari laut bergerak ke atsmosfer menuju permukaan bumi dan kembali lagi ke laut. Pada awalnya terdapat pemikiran yang salah tentang ini, seperti Hommer, yakni ia percaya bahwa terdapat tampungan air yang sangat besar di bawah tanah yang mensuplai sungai, laut, mata air, sumur sumur dalam. Hal ini sangat menarik untuk di catat bahwa Hommer pada saat itu memahami tentang aliran air pada pipa atau saluran air tergantung oleh cross section dan kecepatan. Ilmu pengetahuan ini hilang pada jaman paulus mengirim surat pada orang rum dan ketepatan hubungan

antara luas, kecepatan, dan besarnya aliran tidak diketahui hingga munculnya penemuan tentang ini kembali oleh Leonardo dan da Vinci selama kebangkitan bangsa Itali. Selama abad pertama sebelum masehi Marcus Vitruvius, dalam volume 8 di risalatnya De Architectura L’ibri Decem (Buku Pegangan Ahli Teknik semasa Pertengahan Abad) untuk selanjutnya teori ini dipertimbangkan menjadi teori pendahulu dari gagasan moderen tentang siklus hidrologi. Dia telah menduga bahwa hujan dan salju jatuh di permukaan dan terinfiltrasi ke permukaan bumi dan muncul di daerah rendah sebagai sungai dan mata air. Meskipun usulan teori ini dianggap tidak akurat pada jaman itu, teori ini satu satunya yang cocok untuk ditetapkan karena penerapan praktisnya untuk berbagai macam prinsip hidrologi telah membawa keberhasilan. Contohnya : sekitar 4000 sebelum masehi pembangunan bendungan di sungai Nile untuk tujuan reklamasi yang sebelumnya daerah tersebut merupkan daerah tandus untuk kegiatan produksi pertanian. Beberapa ribu tahun kemudian canal dibangun untuk menyalurkan air bersih dari Cairo menuju Suez. Di Negara cina irigasi dan pekerjaan pengendalian banjir menjadi begitu penting.Pada akhir abad ke 15 telah diterapkan pendekatan ilmiah hidrologi melalui kegiatan observasi fenomena hidrologi. Leonardo da vinci dan Bernad Palissy memberi pendekatan yang akurat tentang pengertian dari siklus air. Mereka menjelaskan tentang dasar teorinya yakni lebih memperbanyak observasi kemudian pemahaman filosofi sesungguhnya. Namun demikian sejak abad ke tujuh belas hal ini kelihatan lebih jelas bahwa sedikit usaha diarahkan untuk mendapatkan variable hidrologi secara quantitas. Kejelasan dari itu semua dapat di istilahkan saat itu sebagai ilmu pengetahuan moderen hidrologi yang biasanya di pertimbangkan untuk memulainya penyelidikan atau sebagai pioneers study, seperti yang di lakukan oleh Perrault, Mariotte dan Halley pada abad ke tujuh belas. Perrault melakukan pengukuran hujan di daerah aliran Sungai Seine yang berakhir selama tiga tahun. Dengan hasil pengukuran itu dan mengukur besar limpasan , dan mengetahui luasan drainage area nya, Perrault menunjukkan bahwa hujan dalam jumlah yang cukup dapat untuk menghitung besar aliran sungai. Kemudian dia mengadakan pengukuran evaporasi dan capillarity. Alat ukur yang dipakai Mariote untuk mengukur kecepatan aliran di Sungai Seine, mencatat kecepatan yang di konversikan dalam satuan debit dengan memasukkan pengukuran cross section sungai. Halley Astronom English mengukur nilai evaporasi laut mediterania dan menyimpulkan bahwa jumlah air yang terevaporasi cukup untuk menghitung keluaran debit anak anak sungai menuju laut. Pengukuran semacam ini, meskipun di nilai sangat kasar, tapi masih dapat di percaya untuk penyimpulan penggambaran berkenaan dengan penggambaran fenomena hidrologi menjadi suatu studi.Abad ke delapan belas dan selanjutnya telah dimulainya teori hidrologi dan instrumennya. Bernoulli pisometer, pipa pitot, teori Bernoulli dan beberapa contoh-contoh dari formula Chezy. Kemajuan yang sangat penting dimana Selama abad ke sembilan belas eksperimen hidrologi berlanjut dengan baik. Kemajuan siknifikan dilakaukan dengan membuat groundwater hidrologi dan pengukuran air permukaan. Seperti yang telah dilakukan oleh Hagen Poiseuille dengan persamaan aliaran capilernya, Hukum Darcy tentang aliran porous, dan Dupuit Thiem forlmula telah dikembangkan dengan baik, kemudian hingga menjadi awal mula penyelidikan tentang persungaian. Meskipun dasar untuk moderen hidrologi ini telah terbukti dengan baik di abad sembilan belas tersebut, banyak usaha-usaha penggalian data empiris tentang alam. Fundamental fisik hidrologi belum dapat dikatakan bagus untuk dibuktikan secara luas. Pada tahun tahun awal di abad ke dua puluh ketidak cukupan dari berbagai formula

empiris alam yang untuk diketahui. Sebagai hasil, ketertarikan dari agensi pemerintahan membentuk lembaga penelitian hidrologi. Sekitar tahun 1930 sampai 1950, analisa dilakukan untuk memperbaiki formula empiris yang telah ada. Unit hidrograf Sherman, Teori infiltrasi Horton, dan pendekatan ketidakseimbangan hidroulik, menjadi terkemuka.Sejak tahun 1950 pendekatan teori problem hidrologi telah memperbaruhi teori teori lama. Kemajuan keilmuan tentang hubungan fisik hidrologi telah dipahami, kemunculan dan perkembangan digital computer menjadikan mungkin dalam pengembangan pengembangan keilmuan.

Siklus HidrologiSiklus hidrologi adalah proses kesinambungan dimana transport air dari laut menuju atsmosfer jatuh kepermukaan lahan dan kembali lagi menuju laut. Sehingga proses ini dimualai dari penguapan air dari lautan. Uap yang di hasilkan diangkut oleh udara yang bergerak. Dalam kondisi yang memungkinan, uap tersebut dipadatkan membentuk awan awan yang pada gilirannya kembali sebagai presipitasi (hujan). Air hujan yang jatuh ke bumi menyebar dengan arah yang berbeda beda dalam beberapa cara. Sebagian besar dari air tersebut untuk sementara tertahan pada tanah di dekat tempat ia jatuh, dan akhirnya dikembalikan lagi ke atsmosfir oleh penguapan (evaporation) dan transpirasi ( Transpiration ) oleh tanaman. Dan sebagian air mencari jalannya sendiri melalui permukaan dan bagian atas tanah menuju aliran sungai, dan sementara lainnya mendesak masuk kedalam tanah dan menjadi bagian dari air tanah (Groundwater). Di pengaruhi oleh gaya grafitasi, maka aliran air permukaan (surface stream flow) dan Air tanah (Groundwater) menuju daerah yang lebih rendah yang pada akhirnya mengalir menuju laut. Namun ke dua model aliran air tersebut tidak seluruhnya masuk kelautan sebagian juga telah terangkut ke atsmosfir oleh proses evaporasi dan transpirasi.Uraian tersebut merupakan uraian yang telah disederhanakan. Sebagai contoh : air dari beberapa aliran permukaan mungkin merembes ke dalam tanah, sedang dalam kejadian yang lain air tanah merupakan sumber pengaliran (discharge). Air hujan (prestipitasi) yang jatuh dapat tinggal di atas tanah sebagai salju untuk beberapa bulan, sebelum mencair dan lepas menuju saluran atau meresap ke tanah, atu tinggal di daerah cekungan cekungan tampungan air seperti danau, rawa.Siklus hidrologi menjadi satu satunya peraga terbaik untuk menggambarkan lingkup hidrologi, yang dapat memisahkan antara bagian hujan pada daratan dan kembalinya air ke atsmosfir atau lautan. Sehingga kita dapat membagi fase fase yang terjadi yaitu hujan, penguapan, transpirasi, pengaliran air permukaan dan air tanah. Pokok pokok inilah yang nantinya di pakai dalam pemodelan yang ada pada SWAT 2000 nantinya.SWAT 2000 mencoba melakukan pendekatan pendekatan empiris numeric untuk menghasilkan pengertian kualitatif dan jumlah air dalam perjalanan air dan kuantitatif hubungan timbal balik antara faktor faktor hidrologi yang ada pada alam ini termasuk pengaruh dari kegiatan kegiatan manusia.

Kesetimbangan/ Neraca HidrologiDalam kejadian di alam ini tidak ada yang hilang seperti telah di nyatakan dalam hukum kekekalan masa, maka jumlah air yang ada di alam ini adalah seimbang (segi jumlahnya). Seperti pada ilusrtrasi berikut ini :

I – Q =

dsdt yang artinya adalah I = inflow per

satuan waktu, Q = outflow persatuan waktu

dan

dsdt adalah segala kejadian yang ada

pada tampungan per satuan waktu.Jika wahana wadah tersebut kita gantikan dengan alam maka rumasan keseimbangan tersebut dapat kita rumuskan menjadi :

P – R – G – E – T = ∆s atau Hujan – Run off – air tanah – evaporasi – transpirasi = simpanan air. Ke lima factor tersebut oleh SWAT 2000 di modelkan melalui rumusan formula masing masingnya.

Berikut dipaparkan suatu korelasi hubungan bidang Ilmu Hidrologi terhadap Model AVSWAT 2000 pada sub bab berikut di bawah ini :Avswat 2000 Dan Pemodelan Hidrologi

AVSWAT 2000 merupakan program pemodelan yang dirancang untuk melakukan simulasi pemodelan hidrologi, dengan pendekatan pendekatan data-data empiris stokastik dan data-data nilai konstanta. Untuk memudahkan memahami pola kerja AVSWAT 2000 ini yakni dengan cara membandingkan dan memahami antara pola data yang di butuhkan oleh SWAT dengan siklus hidrologi di alam ini.

I

ds/dt

QWadah

Gambar 1.1 Ilustrasi

SIKLUS HIDROLOGI POLA DATA SWAT1. Kejadian Hujan 1. Data Hujan dan Lokasi Stasiun Hujan

2. Hujan jatuh Kepermukaan Bumi, sebagai aliran permukaan yang mengalir di atas permukaan dengan jenis lahan yang berbeda-beda yaitu tataguna lahannya/land cover/land use, dan jenis tanahnya. Dimana pergerakan tersebut mengalir dan menggerus material material yang dilewatinya.

2. Peta Topografi : Olahan data peta ini akan menghasilkan nilai nilai slope lahan/kelerengan. Dengan nilai tersebut maka dapat ditentukan arah dan besar aliran yang akan mengalir di atasnya. (ingat : besaran aliran air dipengaruhi oleh kemiringan/slope)

3. Pada proses aliran permukaan juga terdapat proses lainnya yang terjadi secara bersamaan yaitu sering disebut dengan proses infiltrasi yaitu meresapnya air kedalam tanah, dan mengisi kapasitas tampung tanah hingga akhirnya kapasitas tanah tersebut mencapai tingkat jenuh, sehingga terjadi limpasan di permukaan (run off), pergerakan air tersebut juga akan mengisi cekungan cekungan permukaan alam yang di lewatinya.

3. Peta Tataguna Lahan : Olahan data peta ini akan menghasilkan nilai nilai konstanta penutup lahan, dimana nilai tersebut menjadi factor parameter hambatan aliran atau sering disebut sebagai angka kekasaran dapat berupa nilai n manning atau koefisien lahan lainnya seperti CN/Curve Number pada methode SCS. (ingat formula manning V= 1/n R2/3S1/2

dimana kecepatan aliran di pengaruhi angka n manning)4. Peta Jenis Tanah : Olahan data peta ini akan menghasilkan nilai nilai konstanta untuk perhitungan kemampuan resapan/infiltarsi dan nilai nilai konstanta erodibilitas tanah/ kemampuan tahan terhadap erosi nilai K, nilai nilai kandungan tanahnya seperti sifat kimia tanah dan tekstur fisik tanah.

4. Pergerakan air tersebut akan berakhir pada suatu tampungan yaitu laut dengan diawali mengalir pada jaringan jaringan sungai.

5. Peta Jaringan Sungai dan Dimensi Sungai

6. Data Ground Water/Air Tanah

5. Sumber inflow daripada aliran yang ada di sungai adalah hujan, limpasan permukaan dan simpanan air tanah.

6. Semua proses pergerakan air baik itu di permukaan maupun di dalam tanah akan mengalami proses yang di namakan evapotranspirasi / penguapan yaitu proses terangkatnya air dari daratan maupun tampungan ke udara. Dan pada akhirnya kembali proses hujan akibat proses kondensasi

7. Data Klimatologi (suhu, penyinaran matahari, angin) dan Lokasi Stasiun Klimatologi

Data Tambahana. Data Manajemen Lahan/PPTb. Data Statistik Pembangkitan Data

Hidroklimatologi

Gambar 1.2 Siklus Hidrologi, Data Dan Hasil Pemodelan Swat

BAB II

AVSWAT 2000 TERAPAN

2.1. UmumPenulisan pada Bab ini adalah memaparkan tentang aplikasi hasil dan analisa yang dapat diterapkan untuk berbagai macam judul studi dengan menggunakan simulasi pemodelan hidrologi AVSWAT 2000. Kekhususan bidang yang akan dibahas dalam penyusunan penulisan ini adalah untuk Bidang Sipil Pengairan dan Pertanian.Berbagai keahlian yang dapat diterapkan untuk masing-masing bidang tersebut diatas adalah seperti berikut :Bidang Sipil Pengairan1. Keahlian Hidrologi2. Keahlian Kualitas Air3. Keahlian Managemen Pengelolaan DAS4. Keahlian Perencanaan IrigasiBidang Pertanian1. Tanah2. Air dan Tanaman3. Konservasi LahanBerikut dibawah ini pemaparan tentang potensi terapan Studi yang dapat dilakukan dengan menggunakan AVSWAT 2000.

2.2. Bidang Sipil PengairanDi Bidang Sipil Pengairan, banyak keahlian yang dapat diterapkan menjadi studi penelitian dengan menggunakan AVSWAT, diantaranya adalah :1. Mata Keahlian Hidrologi2. Mata Keahlian Kualitas Air3. Mata Keahlian Managemen Pengelolaan DAS4. Mata Keahlian Managemen Penataan Kawasan

A. Keahlian HidrologiBerikut ini tentang pemaparan ide dan materi tentang studi Hidrologi yang dapat dikembangkan menggunakan Pemodelan AVSWAT 20001. Judul Studi : Evaluasi dan Koreksi Kebenaran methode sebaran hujan pada

AVSWAT 2000Latar Belakang Studi: Seperti telah kita pelajari bersama, bahwa sebaran hujan adalah jatuh tidak merata di wilayah permukaan lahan. Terdapat banyak methode untuk mengetahui sebaran hujan rerata daerah, seperti : Polygon Thiesson, Isohayet, Reduksi jarak, dan rerata aljabar.Dimana pada pengaplikasian AVSWAT 2000 dirasa perlu untuk dievaluasi tentang methode perhitungan nilai hujan wilayah DAS-sub DAS, dikarenakan beberapa faktor yaitu :a. Jumlah Stasiun Hujan di beberapa wilayah Indonesia, belum dapat dikatakan

memenuhi standard jumlah stasiun pengukuran data hujan. Sehingga

dengan metode yang saat ini digunakan AVSWAT 2000 perlu diadakan penyesuaian

b. Penentuan nilai hujan yang jatuh di tiap wilayah DAS-Sub Das dalam simulasinya menggunakan nilai yang sama untuk setiap sebaran pembagian luasan pengaruh stasiun hujan, tanpa memperhitungkan jarak/luas wilayah yang dihitung terhadap lokasi stasiun hujan yang berpengaruh.

c. Dengan pertimbangan tersebut, maka berdasarkan pengalaman ditemukan ketidak logisan nilai hujan yang jatuh pada wilayah pemodelan dengan karakter kondisi wilayah pemodelan : cakupan wilayah besar namun jumlah stasiun sedikit dan tersebar tidak merata.

Tujuan Penelitian : Evaluasi kebenaran method perhitungan hujan pada AVSWAT 2000

2. Judul Studi : Evaluasi potensi limpasan permukaan lahan wilayah studi terpilihLatar belakang Studi : bahwa seiring dengan perkembangan wilayah, diperlukan untuk dilakukan evaluasi beban banjir yang diterima oleh lahan, untuk menjadi masukan informasi teknis desain struktur selanjutnya.Tujuan Penelitian : Mengetahui besar beban banjir limpasan permukaan lahan di wilayah studi yang dipilih.

3. Judul Studi : Evaluasi beban banjir sungai wilayah studi terpilihLatar Belakang Studi : Dirasa seiring perkembangan jaman, kondisi persungaian di Indonesia mulai mengalami penurunan kelestarian. Salah stunya adalah beban banjir sungai semakin besar, menyebabkan kerusakan sungai di berbagai wilayah tersebar di Indonesia, merusak sarana prasarana masyarakat. Hal ini selai disebabkan oleh factor lingkungan dan manusia juga disebabkan memang kondisi hidrologi dan lahan yang berubah.Tujuan Penelitian : Mengevaluasi tingkat bahaya beban banjir sungai wilayah studi yang dipilih.

4. Judul Studi : Evaluasi Sebaran Lahan Kritis KeringLatar Belakang Studi : Pembangunan wilayah menyebabkan adanya perubahan tutupan lahan, sehingga menyebabkan perubahan kondisi lahan yang dulunya permeable menjadi impermeable. Hal tersebut memberikan dampak daya resapan air lahan menjadi berkurang sehingga dimungkinkan untuk menjadikan potensi lahan mengalami kekeringan air.Tujuan Studi : Dapat memetakan sebaran potensi lahan yang mengalami kekeringan.

5. Judul Studi : Studi analisa potensi kekritisan erosi lahan wilayah studi yang dipilihLatar Belakag Studi : Perkembangan wilayah, pertumbuhan penduduk, memnyebabkan adanya perubahan fungsi lahan,seperti pembukaan areal hijau dan tanaman keras untuk kepentingan penambahan wilayah area produksi pertanian. Hal tersebut menyebabkan daya tahan tanah terhadap erosi menjadi berkurang, sehingga kekritisan lahan terhadap erosi akan meningkat.

Tujuan Studi : Mematakan dan menghitung besar kekritisan lahan terhadap erosi pada wilayah studi yang dipilih.

6. Judul Studi : Evaluasi hilangnya sarana prasarana Drainasi KotaLatar Belakang Studi : Pembangunan dan perkembangan wilayah, terkadang diikuti oleh dampak hilangnya fungsi sarana dan prasarana kota. Contoh yang ada yakni di Kota Malang: pembelian area untuk kepentingan perumahan besar, mengorbankan penutupan Busem area museum ijen, dan juga terjadi pada daerah taman makan pahlawan sriwedari penutupan busem untuk pengembangan perkampungan, tertutupnya lubang lubang intake drainase jalan akibat perkembangan wilayah untuk barang dagang dan jasa, dan lain sebagainya.Tujuan Studi : Megetahui dampak yang terjadi akibat hilangnya atau ganguan sarana dan prasarana drainase.

7. Judul Studi : Studi Neraca Air Akibat Resiko Perubahan KlimatologiLatar Belakang Studi : Perubahan Klimatologi di Bumi ini sangat terasa nyata, sehingga diperlukan sudi Neraca Air antara ketersediaan SDA dan Kebutuhan Air untuk pencegahan kekrisisan SDA dan pengelolaan SDA di masa mendatang. Bukti nyata yang terjadi saat ini adalah : adanya penurunan debit sungai di beberapa wilayah Indonesia, degradasi besar perbedaan debit musim basah, normal, dan kering.Tujuan : Mengetahui tingkat ketersediaan dan beban penggunaan SDA, serta merancang pola pengelolaan di masa mendatang.

B. Keahlian Kualitas Air1. Judul Studi : Evaluasi beban polutan Organik di wilayah DAS lokasi Studi terpilih

Latar Belakang Studi : Ekonomi pasar, sarana transportasi, produktivitas pertanian, wilayah urban, jumlah prnduduk yang semakin hari semakin meningkat, membawa dampak terhadap peningkatan sumber pencemaran air seperti : kandungan aspal dan kotoran kendaraan bermotor, sampah padat dan cair, pemakaian pupuk yang berlebih, limbah industry dan rumah tangga. Tujuan Studi : mengevaluasi tingkat pencemaran kualitas air di persungaian wilayah DAS dan sebaran polutan di lahan DAS.

2. Judul Studi : Studi dampak perubahan klimatologi pemanasan global terhadap penurunan kualitas airLatar Belakang Studi : Perubahan Suhu atsmosfer mempengaruhi laju perubahan kimia dan biologis unsur parameter sumber pencemar seperi Nitogen, Phospour, DO dan BOD. Tujuan : Mengetahui dampak perubahan Klimatologi terhadap peningkatan pencemaran kualitas air

3. Judul Studi : Evaluasi kekritisan Waduk terhadap bahaya eutrophicationLatar Belakang Studi : Penumpukan bahan pencemar pada tampungan waduk atau danau menyebabkan adanya resiko eutrophicationTujuan Studi : Mengetahui resiko eutrophication di waduk atau Danau

4. Judul Studi : Evaluasi Laju Pertumbuhan dan Kepadatan Penduduk Terhadap Kerusakan Kualitas SDALatar Belakang Studi : Pertumbuhan Penduduk di suatu wilayah menjadi salah satu faktor utama pemicu perubahan lingkungan, seperti pemekaran wilayah urban hinga slump area dan berdampak nyata meluasanya kawasan padat, penambahan beban sampah, bertambahnya fungsi kawasan barang dangang dan jasa, bertambahnya kawasan industri, pengambilan air semakin besar. Hal tersebut berakibat dampak terhadap peningkaan sumber pencemar dan penurunan kemampuan alam untuk menetralisir pencemar itu sendiri.Tujuan Studi : Mengetahui dampak laju pertumbuhan dan kepadatan penduduk terhadap kerusakan lingkungan kualitas SDA.

C. Keahlian Managemen Pengelolaan DAS1. Judul Studi : Perencanaan Konservasi Lahan DAS

Latar Belakang Studi : Perubahan fungsi kawasan yang tidak terkontrol, memberikan dampak pada siklus Sumber Daya Air (SDA) menjadi terganggu. Terjadinya peningkatan Erosi lahan akibat perubahan kawasan tanaman keras menjadi lahan produksi pangan yang mengakibatkan beban sedimen sungai dan waduk semakin tinggi. Perubahan fungsi kawasan pertanian, pemukiman, dan industry mengakibatkan tingkat pemenuhan Air juga meningkat, sehingga diutuhkan manajemen pengelolaan air bersih dan evaluasi neraca air di wilayah DAS.Tujuan Studi : Merencanakan penataan lahan DAS dengan basis Konservasi Lahan dan SDA

2. Judul Studi : Perencanaan Konservasi Kualitas Air Latar Belakang Studi : Berbagai faktor pemicu peningkatan beban pencemar kualitas air di Sungai dan Waduk, membutuhkan penanganan pengelolaan DAS berbasis Konservasi berupa struktur imbuhan buatan dan penataan kawasan, juga perencanaan pengelolaan Kelembagaan.Tujuan Studi : Merencanakan usaha konservasi DAS untuk menangani masalah Kualitas Air

3. Judul Studi : Perencanaan Penataan Wilayah Kota dalam mengatasi Kerusakan SDALatar Belakang : Perencanaan Tata Ruang Kota adalah suatu perencanaan yang tidak hanya dipertimbangkan oleh pemenuhan permintaan perkembangan kota namun juga harus diperhatikan dampak terhadap kelestarian lingkungan, khususnya Kelestarian Sumber Daya Air nya.Tujuan : Mewujukan perencanaan Kota yang berbasis Konservasi Sumberdaya Air

4. Judul Studi : Perencanaan Sarana Prasarana Drainase Kota Berbasis Konservasi Resapan LahanLatar Belakang : Beban debit drainase adalah semakin besar, akibat perkembangan fungsi kawasan memberi dampak meningkatnya laju limpasan permukaan lahan. Keberlanjutan kondisi tersebut membutuhkan evaluasi kapasitas saluran drainase namun juga mengingat bahwa beban debit banjir di sungai mengalami peningkatan besar maka dibutuhkan ide baru tentang konsep drainase yakni

berbasis Konservasi Resapan Air Drainase, tidak seluruhnya dibuang bermuara di Sungai.Tujuan Studi : Mengetahui beban debit banjir saluran Drainase dan merencanakan alternative desain system drainase berbasis konservasi resapan.

D. Keahlian Perencanaan Irigasi1. Judul Studi : Modifikasi Methode Pola Tata Tanam Water Balance PU Terhadap

Parameter Perubah Ketersediaan Air di LahanLatar Belakang : Methode perhitungan Pola Tata Tanam Water Balance PU menggunakan salah satu parameter untuk Perkolasi berdasarkan Tabel jenis tanah, sedangkan dengan menggunakan simulasi AVSWAT 2000 dapat diketahui nilai perkolasi dan kandungan air dalam tanah secara teoritis perhitungan pemodelan AVSWAT 2000, dengan pilihan hasil simulasi dalam periode waktu simulasi harian,bulanan,atau tahunan.Dimana telah diketahui bersama bahwa nilai parameter ketersediaan air di lahan yaitu salah satunya perkolasi menjadi parameter tingkat kebutuhan air irigasi di intake. Sehingga jika methode perhitungan PTT Water Balance PU ini dihitung berdasarkan simulasi model hidrologi dengan waktu periode simulasi harian, untuk ketersediaan air di lahan, maka dimungkinkan hasil perencanaan kebutuhan supply air bersih irigasi menjadi lebih effisien.Tujuan Studi : Studi Modifikasi Methode Perhitungan PTT water balance PU, dan melakukan perhitungan perbedaan efisiensi kebutuhan air irigasi menggunakan method water Balance PU dan Modifikasi Water Balance PU AVSWAT 2000.

2. Judul Studi : Evaluasi efisiensi Air Irigasi menggunakan method perhitungan Water Balance PU Modifikasi menggunakan AVSWAT 2000Latar Belakang : Berdasarkan hasil evaluasi dinas pertanian Kabupaten Malang terdapat keborosan penggunaan supply air irigasi, contoh nya irigasi Molek kab Malang. Hal tersebut perlu untuk dilakukan evaluasi penyebab keborosannya salah satunya adalah dengan melakukan evaluasi Pola Tata Tanam dimana method yang digunakan adalah Water Balance PU Modifikasi menggunakan AVSWAT 2000 yang dibandingkan dengan method Water Balance PU.Tujuan : Evaluasi Efisiensi Air Irigasi, dan Pola Tata Tanam. Tujuan lainnya adalah sebagai model test methode modifikasi Water Balance PU AVSWAT 2000.

2.3. Bidang PertanianDi Bidang Pertanian, banyak keahlian yang dapat diterapkan menjadi studi penelitian dengan menggunakan AVSWAT, diantaranya adalah :A. Tanah

1. Judul Studi : Evaluasi Kandungan Air Tanah Hasil Pemodelan AVSWAT 2000 Wilayah Pertanian Lokasi StudiLatar Belakang Studi : Seperti diketahui bahwa pemodelan AVSWAT 2000 adalah menggunakan data default value hasil penelitian USDA amerika serikat, maka di butuhkan penyesuaian data –data yang dipakai salah satunya karakteristik tanah untuk Indonesia. Sehingga hasil pemodelan Nilai Kandungan Air Tanah Di Permukaan Lahan sesuai dengan nilai dilapangan dan mewakili.

Tujuan Studi : Meneliti nilai-nilai karakteristik Tanah lokasi Studi, untuk tujuan simulasi pemodelan yang menghasilkan besaran hasil perhitungan Kandungan Air Tanah di Permukaan Lahan Sesuai dengan besaran di lapangan.

2. Judul Studi : Identifikasi Kandungan Kimia Tanah Lokasi Studi dan anlisa perubahan kandungan kimia tanah akibat perbedaan fungsi lahan dan klimatologi.Latar Belakang : Kondisi kandungan kimia tanah tiap wilayah adalah berbeda, dimana program AVSWAT membutuhkan isian data kandungan kimia tanah dalam analisa pemodelannya. Hal lainnya adalah kandungan kimia tanah juga dipengaruhi oleh mekanisme yang terjadi pada lahan termasuk managemen fungsi lahan dan perubahan klimatologi dan besaran siklus hidrologi.Tujuan Studi : Mencari karakteristik kandungan kimia tanah dari lokasi studi dan menganalisa perubahan kandungan kimia tanah yang diakibatkan oleh perubahan fungsi kawasn dan perbedaan klimatologi dan besaran siklus hidrologi.

3. Judul Studi : Analisa Tekstur tanah dan nilai daya tahan terhadap erosi pengaruh terhadap laju erosi lahanLatar Belakang : Susunan Tekstur tanah akan mempengaruhi tingkat daya tahan terhadap erosi, dimana sebaran jenis tanah dan teksturnya berbeda beda untuk masing-masing wilayah. Untuk kebutuhan pengembagan wilayah produksi pertanian sangat diperlukan analisa tekstur tanah dan daya tahan terhadap laju erosi yang akan terjadi, sehingga desain perencanaan pengembangan pertanian tersebut dapat didesain agar tetap terjaga kelestarian lingkungan dan Sumber Daya Airnya.Tujuan studi : peneliataian susunan tekstur tanah dan pengaruhnya teradap daya tahan terhadap erosi.

B. Air dan Tanaman 1. Judul Studi : Evaluasi kebutuhan Air Tanaman untuk produksi pertanian di

wilayah StudiLatar Belakang : Perencanaan pengembangan produksi tanaman dan pertanian dibutuhkan desain pemberian air tanaman. Sedangkan secara alami permukaan lahan telah mengalami pengisian air dan tersimpan didalam pori pori tanah. Maka dengan menggunakan simulasi AVSWAT 2000 ini dapat diketahui berapa ketersediaan air yang tersimpan di permukaan lahan, sehingga dapat diketahui berapa desain volume air ynag dibutuhkan untuk menambah kebutuhan air tanaman.Tujuan Studi : Menghitung besar suply air yang dibutuhkan untuk tanaman produksi yang direncanakan, di wilayah studi.

2. Judul Studi : Evaluasi dampak perubahan klimatologi terhadap hasil produksi pertanianLatar Belakang Sutdi : Isu pemanasan global sudah terbukti yaitu seperti kondisi saat ini, seperti : pergeseran bulan bulan basah dan kering, durasi hujan yang tidak menentu, penurunan volume debit air di beberapa sungai di Indonesia. Hal ini sangat mempengaruhi terhadap hasil produksi pertanian yang ada.

Tujuan : Mengevaluasi resiko penurunan produksi pertanian akibat dampak adanya perubahan klimatologi

3. Judul Studi : Pemanfaatan kesuburan perairan akibat pencemaran polutan organik untuk kebutuhan supply air irigasi dalam rangka mengurangi pemakaian pupuk untuk kegiatan pertanian.Latar Belakang Studi : Beberapa Perairan di Indonesia telah tercemar oleh polutan Organik NPK akibat adanya kegiatan pemupukan pertanian, peternakan, limbah cair rumah tangga dan limah industry. Untuk beberapa wilayah yang diidentifikasi telah banyak tercemar oleh limbah organik maka sumber daya air tersebut dapat dimanfaatkan untuk kegiatan pertanian, sedangkan dengan memanfaatkan tingkat kesuburan perairan tersebut dapat dimanfaatkan untuk mengurangi pemakaian pupuk.

4. Judul Studi : Perencanaan Tata Ruang Kawasan Pertanian Berdasarkan Ketersediaan Air Di Permukaan LahanLatar Belakang Studi : Di Indonesia kegiatan pertanian belum tertata dengan baik, secara keruangan fungsi kawasan pertanian masih tersebar tidak merata. Sehingga pengelolaan pertanian mengalami banyak kesulitan salah satunya adalah tentang pengelolaan penyediaan air bersih untuk pertanian. Jika pada perencanaan wilayah di lakukan perencanaan awal tentang tata ruang kota, demikian juga akan lebih baik jika kawasan pertanian juga memiliki perencanaan tata ruang dan tanam kawasan pertanian.Tujuan : Melakukan perencanaan tata ruang dan tata tanam kawasan pertanian

C. Konservasi Lahan

1. Judul Studi : Studi Pemetaan Daerah Lahan KritisLatar Belakang : Untuk kebutuhan evaluasi dan perencanaan penanganan kekritisan lahan dibutuhkan identifikasi analisa awal tentang besar kekritisan erosi lahan yang terjadi, salah satu teknologi analisa dan informasi yang tepat adalah dilakukan studi pemetaan kawasan Daerah lahan kritis.Tujuan : Melakukan identifikasi dan pemetaan daerah lahan kritis

2. Judul Studi : Perencanaan Konservasi Lahan Mengatasi Tingkat Keritisan Erosi LahanLatar Belakang : Pengelolaan kawasan pertanian dapat menyebabkan dampak peningkatan laju erosi lahan, dikarenakan berbagai faktor mulai dari jenis tanaman hingga teknik terasering yang digunakan. Analisa laju erosi lahan menggunakan paket pemodelan AVSWAT 2000.Tujuan Studi : Mengevaluasi tingkat laju erosi lahan menggunakan method pemodelan AVSWAT 2000 dan merencanakan tindakan konservasi yang dibutuhkan.

3. Judul Studi : Penentuan Lokasi penempatan bak bak penampung untuk menanggulangi inflow Sedimen di Sungai Akibat Erosi lahan.

Latar Belakang : Salah satu penanganan tingkat sedimen di sungai adalah menghambat laju transport material erosi lahan, yaitu salah satunya dengan memasang bak bak penampung sedimen hasil erosi. Dengan menggunakan AVSWAT 2000 maka dapat diketahui kebutuhan lokasi penempatan dan dimensi bak yang harus dibutuhkan untuk melaksanakan tujuan dari pemasangan bak bak penampung.Tujuan Studi : Mengetahu kebutuhan lokasi dan dimensi bak penampung sedimen hasil erosi lahan.

BAB III

APLIKASI AVSWAT 2000 dan STUDI YANG INGIN DI CAPAI

3.1. UmumPenyusunan bab ini adalah memaparkan tentang sedikit gambaran yang menjadi pokok kegiatan simulasi program AVSWAT 2000 yang dilakukan. Pemaparan tidak dijelaskan secara keseluruhan utuh simulasi pemodelan AVSWAT 2000, melainkan penjelasannya hanya pada pokok inti kegiatan yang harus dilakukan sesuai dengan macam studi yang ingin dicapai.

3.2. Koreksi Input Data Hujan

3.3. Input Data Klimatologi Temperatur3.4. Input Data Jenis Tanah3.5. Input Data Tutupan Lahan3.6. Input Data Managemen Pengolahan lahan3.7. Input Data Sumber Pencemar3.8. Input Data Reservoar3.9. Hasil Analisa AVSWAT 2000 Sering Digunakan3.91. Penerapan Hasil Analisa Run Off3.92. Penerapan Hasil Analisa Perkolasi-Infiltrasi3.93. Penerapan Hasil Analisa Erosi Lahan3.94. Penerapan Hasil Analisa Polutan Lahan3.95. Penerapan Hasil Analisa Debit Sungai3.96. Penerapan Hasil Analisa Sedimen Sungai3.97. Penerapan Hasil Analisa Polutan Sungai

BAB IV

PENUTUP