analisis neraca air das mentaya kabupaten kotawaringin timur dan pengaruh enso terhadap ketersediaan...

ANALISIS NERACA AIR DAS MENTAYA KABUPATEN

KOTAWARINGIN TIMUR DAN PENGARUH ENSO

TERHADAP KETERSEDIAAN AIR WILAYAH

FRIMADI CHANDRA

DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi dengan Judul:Analisis Neraca Air DAS Mentaya Kabupaten Kotawaringin Timur dan Pengaruh ENSOTerhadap

Ketesediaan Air Wilayahadalah benar karya saya dengan arahan dari Komisi Pembimbing dan belum pernah diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan

tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang

diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks

dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.

Bogor, Juni2014

Frimadi Chandra

NIM G24100049

ABSTRAK

FRIMADI CHANDRA. Analisis Neraca AirDAS Mentaya Kabupaten Kotawaringin Timur dan Pengaruh ENSO Terhadap Ketesediaan Air Wilayah. Dibimbing oleh HIDAYAT PAWITAN.

DAS Mentaya merupakan daerah tangkapan air di Kabupaten Kotawaringin Timur Provinsi Kalimantan Tengah yang berperan sebagai sumber air dan jalur transportasi. Pada tahun El Nino Southern Oscilliation (ENSO) curah hujan akan mengalami perubahandan akan mempengaruhi jumlah air di DAS. Tujuan dari penelitian ini ialah menduga jumlah air dan distribusinya di DAS Mentaya pada tahun normal dan ENSO dengan metodeneraca air lahan. Untuk menganalisis komponen neraca air telah digunakan metode neraca air lahan Mock yang telah dimodifikasi untuk mendugakelengasan tanah(SM) dan evapotranspirasi aktual (ETa). DAS Mentaya yang diteliti ialah daerah hulu dengan luas 5459,2 km

2 yang

memiliki jenis tanah podsolik merah kuning dengan tekstur lempung berpasir halus dan tutupan vegetasi hutan. Tahun El Nino (1997), normal (2006), dan La Nina (2000) memilikicurah hujan tahunan masing-masing sebesar 1664.5 mm, 2941.2 mm, dan 3494.4 mm. Air yang dievapotranspirasikan (ETa) pada tahun El Nino, normal dan La Nina,masing-masingsebesar 67% , 53% dan 54% dari curah hujan tahunannya. Limpasan total (RO) pada tahun El Nino, La Nina, dan normal sebesar 35%, 50%, dan 47% dari curah hujan tahunannya. Nilai presipitasi, RO neraca air dan pengukuran lebih rendah ditahun El Nino (1997) dan lebih tinggi ditahun La Nina (2000) daripada tahun normal (2006).

Kata kunci:curah hujan, evapotranspirasi aktual, limpasan, kelengasan tanah, Metode Mock

ABSTRACT

FRIMADI CHANDRA. Water Balance Analysisof Mentaya Watershed at Kabupaten Kotawaringin Timur and Effect of ENSO to Regional Water Availability. Supervised by HIDAYAT PAWITAN.

Mentaya watershed is a catchment area in Kotawaringin Timur regency, Central Kalimantan Province as a source of water supply and transport pathways. DuringEl Nino Southern Oscilliation (ENSO) years rainfall will changeand affect the availabilityof water in the watershed. The purpose of this study is to estimate the amount of water available in Mentaya watershed at normal and ENSO years through landwater balance model. Method to analyze water balance components isMockwater accountingmethod that was modified for soil moisture (SM) and actual evapotranspiration (ETa). The study area is upstream part of Mentaya watershed with total area 5459.2 km

2that has red-yellow podzolic soil with a

sandy loam texture and forest cover. Annual rainfalls of El Nino (1997), Normal (2006) and La Nina (2000) years were1664.5 mm, 2941.2 mm and 3494.4 mm, respectively. Evapotranspirated water (ETa) in El Nino, La Nina, and normal years were 67%, 53% and 54 % of the annual rainfalls, respectively. Total runoff ( RO ) in the year of El Nino, La Nina, and the normal rate of 35%, 50%, and 47% of the annual rainfall. Precipitation, RO water balance and measurement were lower in El Nino (1997) year and higher in La Nina (2000) year than in normal year (2006).

Keywords:precipitation, actual evapotranspiration, runoff, soil moisture, Mock method

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Sains

pada

Departemen Geofisika dan Meteorologi

ANALISIS NERACA AIR DAS MENTAYA KABUPATEN

KOTAWARINGIN TIMUR DAN PENGARUH ENSO

TERHADAP KETERSEDIAAN AIR WILAYAH

FRIMADI CHANDRA

DEPARTEMEN GEOFISIKA DAN METEOROLOGI

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2014

Judul Skripsi :Analisis Neraca Air DAS Mentaya Kabupaten Kotawaringin Timur

dan Pengaruh ENSO Terhadap Ketesediaan Air Wilayah

Nama : Frimadi Chandra

NIM : G24100049

Disetujui oleh

Prof Dr Ir Hidayat Pawitan, M.Sc.E.

Pembimbing

Diketahui oleh

Dr Tanie June, M.Sc.

Ketua Departemen

Tanggal Lulus: ( _______________________________________ )

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa taala atas segala karunia-Nya sehingga Karya Ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang

dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Januari hingga Mei 2014

ini ialah neraca air lahan dengan judul Analisis Neraca Air DAS Mentaya Kabupaten Kotawaringin Timur dan Pengaruh ENSO Terhadap Ketesediaan Air

Wilayah. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Prof Hidayat Pawitan selaku

pembimbing.Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada kedua orang tua

penulis yaitu Bapak M. Iskandar dan Ibu Srie Hayani, serta seluruh keluarga

penulis atas segala dukungan moril, materil serta doa dan kasih sayang yang luar

biasa kepada penulis. Tak lupa pula saya ucapkan terima kasih kepada teman-

teman satu bimbingan atas segala bantuan, dukungan, dan kebersamaan selama

penelitian, kepada teman-teman GFM 47 atas segala kebersamaannya selama

empat tahun ini, kepada teman-teman KSR PMI Unit I IPB yang telah membantu

dan memberikan semangat dalam penelitian ini. Penulis menyadari bahwa masih

terdapat banyak kekurangan dalam penulisan ini sehingga penulis mengharapkan

segala masukan, kritikan, dan saran yang bersifat membangun bagi penulis.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi penulis, pembaca, dan semua

pihak yang berkepentingan.

Bogor, Juni2014

Frimadi Chandra

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN i

PRAKATA ii

DAFTAR TABEL iv

DAFTAR GAMBAR iv

DAFTAR LAMPIRAN iv

PENDAHULUAN 1

Perumusan Masalah 1

Tujuan Penelitian 1

Manfaat Penelitian 1

Ruang Lingkup Penelitian 2

TINJAUAN PUSTAKA 2

Daerah Aliran Sungai 2

Neraca Air 2

Presipitasi 3

Evapotranspirasi potensial 3

El Nino Southern Oscilliation (ENSO) 4

METODE 5

Tempat dan Waktu Penelitian 5

Bahan 5

Alat 5

Prosedur Analisis Data 5

Analisis Pengaruh ENSO 7

Prosedur Perhitungan Neraca Air Lahan 8

HASIL DAN PEMBAHASAN 10

Deskripsi DAS Mentaya 10

Neraca Air Tahun El Nino 12

Neraca Air Tahun Normal 14

Neraca Air Tahun La Nina 15

Analisis Pengaruh ENSO 17

SIMPULAN DAN SARAN 18

Simpulan 18

Saran 18

DAFTAR PUSTAKA 19

LAMPIRAN 20

RIWAYAT HIDUP 21

DAFTAR TABEL

Tabel 1 Komponen neraca air ............................................................................. 2

Tabel 2 Oceanic Nino Index (ONI) tahun 1997 2006 ...................................... 4 Tabel 3 Neraca air DAS Mentaya tahun El Nino (1997) .................................. 12 Tabel 4 Neraca air DAS Mentaya tahun normal (2006) ................................... 14 Tabel 5 Neraca air DAS Mentaya tahun La Nina (2000) ................................. 15 Tabel 6 Perbandingan komponen neraca air tahun El Nino, normal dan

La Nina ....................................................................................................... 17

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1 Grafik persentase kesalahan pada pendugaan rataan

evapotranspirasi ............................................................................................ 4 Gambar 2 Bentuk poligon metode Thiessen ....................................................... 6

Gambar 3 Diagram alir perhitungan neraca air .................................................. 8 Gambar 4 Diagram alir perhitungan kelengasan tanah (SM) ............................. 8 Gambar 5 Diagram perhitungan nilai Water Surplus (WS) ................................ 9 Gambar 6 Daerah aliran sungai Mentaya ......................................................... 11 Gambar 7 Grafik neraca air DAS Mentaya tahun El Nino 1997 ...................... 13 Gambar 8 Grafik perbandingan RunOff tahun El Nino (1997) ........................ 13 Gambar 9 Grafik neraca air DAS Mentaya tahun normal 2006 ....................... 14 Gambar 10 Grafik perbandingan RunOff tahun normal (2006) ....................... 15

Gambar 11 Grafik neraca air DAS Mentaya tahun La Nina (2000) ................. 16 Gambar 12 Grafik perbandingan RunOff tahun La Nina (2000) ..................... 16

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Grafik debit air sungai Mentaya .................................................... 20

PENDAHULUAN

Ketersediaan air dan distribusinya di suatu tempat perlu diketahui agar

manusia dapat mengelola sumber daya air yang ada untuk memenuhi kebutuhan

airnya. Oleh karena itu perlu analisis neraca air yang ada pada suatu tempat atau

daerah. Metode Mock digunakan pada penelitian ini karena metode ini dapat

menganalisis dan menduga ketersediaan air dalam bentuk debit air dan metode ini

juga pernah digunakan di pulau yang sama yaitu pulau Kalimantan untuk

menduga ketersediaan air aktual di Provinsi Kalimantan Selatan pada penelitian

Haryanto et al. 2013. Ketersediaan air dalam bentuk curah hujan pada tahun

ENSO dapat mengalami penurunan ataupun peningkatan dibandingkan dengan

sebelum ataupun sesudah tahun ENSO. Keadaan iklim ekstrim ini tentunya dapat

mempengaruhi masukan neraca air yaitu curah hujan.Di daerah Indonesia pada

umumnya saat terjadi El Nino maka akan mengalami kekeringan dan saat La Nina

akan mengalami curah hujan yang lebih banyak dari normal.

Daerah aliran sungai (DAS) Mentaya merupakan salah satu DAS di

Provinsi Kalimantan Tengah. DAS Mentaya memiliki sungai utama yaitu Sungai

Mentaya sebagai jalur transportasi air dan sumber air Perusahaan Daerah Air

Minum (PDAM) di Kabupaten Kotawaringin Timur (Kab. Kotim). DAS Mentaya

sangatlah penting bagi masyarakat Kab. Kotimsehingga perlu dilakukan

eksplorasi lebih mendalam untuk mengenal potensinya dan dapat memanfaatkan

sesuai daya dukungnya. Selain itu DAS Mentaya juga merupakan daerah asal

tempat tinggal penulis.

Perumusan Masalah

Jumlah air yang tersedia dan distribusinya di DAS serta air yang mengalir

sebagai debit di Sungai Mentaya belum diketahui seluruhnya dan hanya dibagian

hulu yang telah terukur. Keadaan iklim ekstrim di tahun ENSO dapat

meningkatkan ataupun menurunkan curah hujan yang ada di DAS Mentaya.

Metode neraca air lahan Mock yang telah dimodifikasi digunakan untuk

menghitung jumlah air dan distribusinya dalam komponen neraca air pada tahun

ENSO dan membandingkannya dengan hasil pengukuran debit.

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah menduga jumlah air dan distribusinya

dalam komponen neraca air yang ada di DAS Mentaya pada saat keadaan normal,

El Nino, dan La Nina dengan model neraca air lahan.

Manfaat Penelitian

Jumlah air yang diperoleh dapat digunakan sebagai informasi untuk

mengetahui musim tanam yang baik untuk suatu tanaman, perencanaan

pembangunan waduk, penentuan waktu pelayaran ataupun pengiriman barang,

serta jumlah air yang dapat digunakan Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM)

setempat.

2

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini meliputi analisis neraca air pada tahun normal dan tahun

ENSO. Pengaruh ENSO dilihat dari jumlah curah hujan, evapotranspirasi aktual,

kelengasan tanah, dan limpasan atau debit airpada tahun El Nino, normal, dan La

Nina yang telah ditentukan dari Oceanic Nino Index (ONI). Jumlah air yang

mengalir di sungai Mentaya sebagai limpasan (RO) yang dihitung dengan analisis

neraca air dan dibandingkan dengan debit hasil pengukuran. Perbandingan antara

limpasan hasil analisis neraca air dan pengukuran ialah dengan melakukan plot

pada grafik garis dan membandingkan jumlah total air selama satu tahun.

TINJAUAN PUSTAKA

Daerah Aliran Sungai

Daerah aliran sungai (DAS) merupakan ukuran standar spasial dalam sains

hidrologi dan didefinisikan sebagai area drainase suatu danau ataupun sungai dan

komponennya yang terpisah dari DAS lainnya. Drainase sebuah DAS akan terbagi

sesuai dengan topografinya. DAS diawali oleh sebuah sungai dari hulu dan air

yang jatuh akan mengalir ke sungai tersebut. Sungai tersebut akan mengalirkan air

yang tertampung di DAS tersebut hingga ke laut dalam satu saluran keluar akhir.

Menurut UU RI No. 7 tahun 2004 DAS ialah

... suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan, dan

mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara

alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut

sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan

.... Neraca Air

Pada keadaan alami sistem hidrologi berada pada keseimbangan jangka

panjang.Persamaan neraca air menyatakan hubungan antara komponen-komponen

penyusunnya. Menurut Arsyad (2006) persamaan neraca air dapat ditulis sebagai

berikut :

(Air yang diterima) (Air hilang) = (Air tersimpan) Komponen neraca air dari air yang diterima, hilang, dan tersimpan ada pada

tabel 1.

Tabel 1 Komponen neraca air

(Air diterima) (Air hilang) (Air tersimpan)

- Presipitasi : Hujan, salju, hujan es

- Kondensasi : embun (pada tumbuhan)

- Adsorpsi

- Aliran permukaan - Perkolasi - Evaporasi - Transpirasi

- Simpanan intersepsi - Perubahan kandungan air

tanah - Simpanan permukaan

(simpanan depresi)

3

Semua komponen neraca air tersebut dihitung dengan istilah jeluk dalam

satuan milimeter. Jeluk dalam bentuk milimeter didapatkan dengan konversi per

unit area. Sedangkan persamaan neraca air pada Viessman (1997) ialah sebagai

berikut : (1) P = presipitasi R = limpasan permukaan G = aliran air tanah E = evaporasi T = transpirasi S = Simpanan

Presipitasi

Presipitasi (P) ialah air meteorik (air langsung dari atmosfer) yang jatuh ke

permukaan bumi dalam bentuk cair (hujan atau gerimis), padat (salju, butiran es,

hujan es), atau bentuk kasat mata (es, embun, embun beku). Seluruh bentuk air

meteorik tersebut dipicu oleh perubahan suhu ataupun tekanan (Musy dan Higy

2011). Presipitasi merupakan masukan utama dan sangat bervariasi pada sebuah

DAS ataupun area tangkapan air. Jumlah presipitasi yang turun ke suatu DAS

bervariasi secara ruang dan waktu (Davie 2008).

Nilai presipitasi pada umumnya menggunakan jeluk yang menyatakan

tinggi kolom vertikal dari air dalam bentuk cair. Curah hujan yang merupakan

presipitasi diukur dalam milimeter atau inci (Davie 2008). Pengukuran curah

hujan diperlukan pada titik tertentu dan terdistribusi pada berbagai titik di sebuah

DAS. Pengukuran jumlah presipitasi dalam bentuk curah hujan pada skala suatu

daerah sangatlah sulit dan oleh karena itu digunakan beberapa metode untuk

mengestimasi presipitasi suatu daerah.

Metode yang sering digunakan untuk mengestimasi nilai presipitasi suatu

daerah diantaranya ialah metode rataan aritmatika, Thiessen, dan isohyet

(Viessman 1997). Metode pendekatan nilai curah hujan wilayah lainnya yang

menggunakan informasi spasial geografis selain poligon Thiessen dan isohyet

ialah hipsometrik (Davie 2008).

Evapotranspirasipotensial

Evapotranspirasi (ET) merupakan gabungan antara evaporasi dan

transpirasi.Nilai evapotranspirasi suatu area dapat diduga dengan konsep

evapotranspitasi potensial(ETp).Evapotranspirasi potensial tidak bergantung pada

faktor tanah ataupun tanaman namun bergantung pada faktor iklim. ETp

didefenisikan sebagai evapotranspirasi yang terjadi ketika tanah tertutup oleh

vegetasi yang tumbuh pada kondisi air yang selalu tersedia. ETp dapat diduga

dengan pengukuran langsung dengan lisimeter dan panci evaporasi. Selain itu ETp

juga dapat diduga dengan formula empiris.

ETp diduga dengan beberapa metode dengan formula empiris yang

menggunakan data iklim. Atroosh et al. (2013) menggunakan lima metode untuk

menduga ETp pada tanaman anggur. Kelima metode itu diantaranya ialah metode

FAO Penman-Monteinth, Hargreaves, Blaney-Criddle, Thornthwaite, dan Ivanov.

Metode tersebut memiliki kebutuhan data yang berbeda-beda sehingga peneliti

dapat menggunakan metode yang sesuai dengan ketersediaan data. Berbagai

4

metode tersebut digunakan sehingga dapat dibandingkan persentase kesalahannya

dengan metode FAO. Perbandingan beberapa metode tersebut ada pada gambar 1.

Gambar 1 Grafik persentase kesalahan pada pendugaan rataan evapotranspirasi

(THO=Thornthwaite, BL/CR = Blaney-Criddle, HRGR = Hargreaves)

Atroosh et al. 2013

Metode yang memiliki kesalahan kecil danmembutuhkan data suhu ialah metode Hargreaves dan Blaney-Criddle. Sedangkan metode Ivanov dan Thornwaite cukup besar kesalahan dalam mengestimasi evapotranspirasi.

El Nino Southern Oscilliation (ENSO)

El Nino merupakan fenomena skala global yang terkait dengan kejadian

suhu permukaan air lautyang meningkat di daerah tropis pasifik timur dan tengah

dan kejadiannya tidak teratur namun cenderung berulang 3 7 tahunan sekali. La Nina merupakan kebalikan dari El Nino,yaitu kejadian suhu permukaan air laut

yang menurun daripada suhu permukaan laut pada keadaan normal.Saat El Nino

dan La Nina terjadi, kejadian ini berlangsung sekitar satutahun hingga 18 bulan.

El nino southern oscilliation (ENSO) ialah bagian dari variabilitas iklim yang

memiliki interaksi kuat antara laut dan atmosfer di ekuatorial dingin pasifik

(Meyers et al.2007).

Pada saat terjadi El Nino, Indonesia biasanya mengalami kondisi

kekeringan. Sebaliknya, pada saat La Nina Indonesia memiliki curah hujan yang

lebih tinggi dari biasanya. ENSO mendatangkan bencana iklim seperti kekeringan

di Indonesia. Beberapa tempat di Indonesia mengalami pengaruh dari ENSO yaitu

jumlah curah hujan yang kecil dalam tahun ENSO daripada dalam tahun pra dan

pasca ENSO. Tahun kejadian El Nino, La Nina, dan normal dapat dilihat dari

Tabel 2 Oceanic Nino Index (ONI) oleh NOAA.

Tabel 2Oceanic Nino Index (ONI) tahun 1997 2006

Tahun DJF JFM FMA MAM AMJ MJJ JJA JAS ASO SON OND NDJ

1997 -0.5 -0.4 -0.1 0.2 0.7 1.2 1.5 1.8 2.1 2.3 2.4 2.3

1998 2.2 1.8 1.4 0.9 0.4 -0.2 -0.7 -1 -1.2 -1.3 -1.4 -1.5

1999 -1.5 -1.3 -1 -0.9 -0.9 -1 -1 -1.1 -1.1 -1.3 -1.5 -1.7

2000 -1.7 -1.5 -1.2 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.6 -0.6 -0.8 -0.8

2001 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.2 -0.1 0 0 -0.1 -0.2 -0.3 -0.3

2002 -0.2 0 0.1 0.3 0.5 0.7 0.8 0.8 0.9 1.2 1.3 1.3

2003 1.1 0.8 0.4 0 -0.2 -0.1 0.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.3

2004 0.3 0.2 0.1 0.1 0.2 0.3 0.5 0.7 0.8 0.7 0.7 0.7

2005 0.6 0.4 0.3 0.3 0.3 0.3 0.2 0.1 0 -0.2 -0.5 -0.8

2006 -0.9 -0.7 -0.5 -0.3 0 0.1 0.2 0.3 0.5 0.8 1 1

Sumber : NOAA 2014

5

ONI tersebut dihitung dari anomali suhu permukaan laut rata rata selama tiga bulan. Warna biru menunjukkan keadaan permukaan laut yang dingin dan

warna merah menunjukkan keadaan permukaan laut yang hangat. Nilai ambang

batas dingin dan hangat ialah + 0.5C. Keadaan El Nino (hangat) ataupun La Nina

(dingin) didefenisikan jika ONI melewati ambang batas selama lima kali berturut-

turut.

METODE

Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Hidrometeorologi Departemen

Geofisika dan Meteorologi IPB. Waktu penelitian dilaksanakan pada bulan

Januari hingga Mei 2014.

Bahan

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah data curah hujan harian

DAS Mentaya stasiun Tumbang Sangai pada posisi 1 28.2 LS dan 112 31.09 BT, data suhu udara maksimum dan minimum harian stasiun BMKG Bandara

Haji Asan Sampit, data debit air harian DAS Mentaya di Kuala Kuayan tahun

1997, 2000, 2006, dan data spasial (wilayah dan sungai) Kabupaten Kotawaringin

Timur.

Alat

Alat yang digunakan untuk penelitian ini diantaranya ialah laptop dan

perangkat lunak MS Excel untuk pengolahan data (iklim dan debit air) serta

ArcGIS 9.3 untuk pengolahan data spasial (titik stasiun dan DAS).

Prosedur Analisis Data

Delineasi Daerah Aliran Sungai

Data debit yang didapatkan merupakan hasil pengukuran di tengah DAS

Mentaya, bukan di outletatau saluran keluar DAS. Oleh sebab itu perlu dilakukan

delineasi DAS agar sesuai dengan pengukuran debit. Delineasi DAS dilakukan

dengan melakukan pembatasan berdasarkan kontur daerah tersebut. Garis

delineasi dimulai dengan titik pengukuran debit kemudian ke setiap titik daerah

yang tinggi hingga membatasi garis DAS disekitarnya dan tidak memotong sungai

di jaringan lainnya.

Analisis Curah Hujan Wilayah

Curah hujan wilayah dihitung dengan metode poligon Thiessen. Data

curah hujan yang digunakan ialah data tahun 1997, 2000, dan 2006. Data yang

digunakan ialah data curah hujan di stasiun Tumbang Sangai karena stasiun

tersebut masuk dalam area yang telah delineasi dan dilakukan metode poligon

Thiessen seperti pada gambar 2.

6

Gambar 2Bentuk poligon metode Thiessen

(Davie 2008) (2)

= nilai kedalaman / jeluk rata-rata curah hujan (mm)

R1, R2, R3 dan Rn = nilai jeluk curah hujan stasiun 1,2,3 hingga ke n (mm)

Ri = nilai jeluk curah hujan stasiun ke- i (mm) i = 1,2, 3,.... n A1, A2, A3 dan An = luas area poligon 1, 2, 3 hingga ke n A = total luas area tangkapan air

Perhitungan Evapotranspirasi Potensial

Evapotranspirasi potensial diduga dengan perhitungan metode Hargreaves.

Metode Hargreaves menggunakan data suhu maksimum dan minimum. Data suhu

yang digunakan ialah data suhu tahun 1997, 2000, dan 2006 di stasiun BMKG

Bandara Haji Asan Sampit.

ETp = 0.0023 (Tmax Tmin)0.5

(Tmean+17.8) Ra (Atroosh et al. 2013) (3)

ETp = Evapotranspirasi potensial (mm/hari)

Tmax = Suhu maksimum harian (C)

Tmin = Suhu minimum harian (C)

Tmean = Suhu rataan harian (C), (Tmax + Tmin)/2

Ra = Radiasi ekstraterestrial (MJ/m2 hari)

Untuk mencari nilai radiasi ekstraterestrial digunakan formula sebagai

berikut :

(4)

Ra = Radiasi ekstraterestrial ( MJ/m2 hari)

Gsc = konstanta solar, 0.0820 MJ/m2menit

dr = jarak bolak-balik bumi-matahari (rumus 1)

7

= lintang (rad, rumus 2)

= deklinasi solar (rad, rumus 3) s = sudut jam datang matahari (rad, rumus 4)

rumus 1 : (5)

J = urutan tanggal pada penanggalan julian

rumus 2 : (6)

L = desimal derajat lintang

rumus 3 : (7)

rumus 4 : (8)

( FAO No. 56 1998)

Pemisahan Aliran Dasar dan Limpasan Permukaan

Data debit air yang digunakan ialah data debit tahun 1997, 2000, dan 2006.

Data debit yang diukur langsung ialah data debit tahun 2006 dan data debit tahun

lainnya dihitung dengan metode rating curve yaitu melakukan regresi linear

antara tinggi muka air yang terukur dengan debit yang terukur. Pemisahan aliran

dasar dan limpasan permukaan dilakukan dengan metode N & M (Nathan &

McMahon dalam Welderufael dan Woyessa 2010).

(9)

(10)

DRO(i) = aliran permukaan langsung (m3/s), DRO(i)> 0 untuk i dalam hari

QT = debit terukur (m3/s)

BFO = aliran dasar (m3/s)

= koefisien dengan nilai 0.925 = koefisien dengan nilai 0.5

Analisis Pengaruh ENSO

Pengaruh ENSO dianalisis dengan membandingkan jumlah air setiap unsur

neraca air pada tahun El Nino, normal, dan La Nina. Berikut beberapa tahun El

Nino, normal, dan La Nina dari tahun 1997 hingga 2007 yang dapat ditentukan

dari Oceanic Nino Index :

El Nino : 1997, 2002, 2004

Normal : 2001, 2003, 2005, 2006

La Nina : 1998, 1999, 2000, 2007

Dalam penelitian ini hanya digunakan tiga tahun dengan data debit dan

curah hujan serta suhu yang lengkap yaitu tahun 1997 sebagai tahun El Nino,

tahun 2000 sebagai tahun La Nina, dan 2006 sebagai tahun normal.

8

Prosedur Perhitungan Neraca Air Lahan

Perhitungan neraca air lahan menggunakan metode Mock yang telah

dimodifikasi pada nilai soil moisture atau kelengasan tanah (SM) dan

evapotranspirasi aktual (ETa). Perubahan ini dilakukan dengan pertimbangan

besarnya ETa akan bergantung pada keadaan SM dan keadaan SM memiliki

beberapa kondisi seperti pada gambar 3.

Gambar 3Diagram alir perhitungan neraca air

Interval waktu perhitungan neraca air lahan yang dilakukan ialah bulanan

karena metode neraca air Mock pada umumnya digunakan dengan interval waktu

bulanan dan hasilnya dapat digunakan dalam waktu musiman.

Nilai Soil Moisture (SM)

Nilai awal kelengasan tanah (Initial Soil Moisture =ISM) diawali dengan

nilai yang sama dengan WHC(Water Holding Capacity) atau kapasitas lapang

tanah dalam menahan air, dan selanjutnya nilai ISM sama dengan nilai SM

sebelumnya.Perhitungan kelengasan tanah mengikuti diagram alir gambar 4.

Gambar 4Diagram alir perhitungan kelengasan tanah (SM)

9

Nilai ISM ialah sebesar 300 mm. Nilai ISM ini sama dengan WHC karena

menurut Dourado-Neto et al.(2010) pada umumnya nilai ISM diasumsikan pada

kapasitas lapang atau WHC pada bulan terakhir musim hujan kecuali iklimnya

ialah semi arid.

Evapotranspirasi Aktual (ETa)

Nilai ETa bergantung pada keadaan SM, apabila nilai SM=WHC, maka

ETa = ETp, namun apabila nilai SM berada diantara nilai WHC dan

PWP(Permanent Wilting Point) atau titik layu permanen maka Nilai ETa ialah :

ETa = ((SM-PWP)/ ( WHC PWP )).ETp (11)

Nilai WHC yang digunakan ialah 300 mm sesuai dengan teksturlempung berpasir

halus dan tutupan vegetasi hutan DAS dan nilai PWP sebesar 10% dari WHC

yaitu 30 mm didapat dari Duryea dan Dougherty (1991).

Nilai Water Surplus (WS)

Nilai Water Surplus bergantung pada nilai SM dan ETa. Ketentuan nilai SM

dan ETa untuk menentukan WS ada pada gambar 5.

Gambar 5Diagram perhitungan nilai Water Surplus (WS)

Nilai Infiltrasi(I)

Nilai infiltrasi bergantung pada nilai WS dan koefisien infiltrasi(if).

Persamaan infiltrasi (I) :

I = WS. If (12)

Nilai koefisien infiltrasi antara 0.2 0.5 menurut Haryanto et al. 2013. Nilai koefisien yang digunakan ialah 0.5 karena nilai koefisien tersebut telah

diparamterisasi sehingga hasil perhitungan nilai akhir runoff mendekati hasil

pengukuran.

Nilai Groundwater(G)

Nilai groundwater bergantung pada nilai infiltrasi, koefisien resesi(k), dan

groundwater sebelumnya. Persamaan groundwater (G) :

G = k.Gi-1 + 0.5 I (1+k) (13)

G = Gi Gi-1 (14)

10

Nilai koefisien resesi antara 0.4 0.7 menurut Haryanto et al. 2013.Nilai koefisien yang digunakan 0.4 karena nilai koefisien tersebut telah diparameterisasi

sehingga hasil perhitungan nilai akhir runoff mendekati hasil pengukuran. Nilai

inisial groundwaterberkisar antara 3 109 mm (Bappenas dalam Wirasembada 2012) dan nilai yang digunakan setelah dilakukan parematerisasi ialah 109mm.

Nilai Baseflow (BFO), Direct Runoff (DRO), dan Runoff (RO)

Persamaan nilai BFO, DRO, dan RO :

BFO = I G (perubahan groundwater) jika BFO > 0 (15) DRO = WS I (16) RO = BFO + DRO (17)

Nilai RO hasil perhitungan neraca air akan dibandingkan dengan hasil

pengukuran di stasiun Kuala Kuayan. Perbandingan ini dilakukan untuk

mengevaluasi hasil perhitungan dengan model neraca air dengan hasil pengukuran.

Hasil perhitungan RO dengan model neraca air dievaluasi dengan metode Nash-

Sutcliffe efficiency(NSE). Nilai NSE berkisar (- ) hingga 1. Semakin nilai NSE mendekati angka 1 maka semakin baik. Nilai antara 0 1 pada umumnya merupakan level yang dapat diterima, namun jika NSE < 0.0 maka hal tersebut

mengindikasikan bahwa nilai rata-rata hasil perhitungan lebih baik dalam

pendugaan yang berarti hasil model tidak dapat diterima.

(Moriasi et al. 2010) (18)

Yiobs

= nilai hasil pengukuran

Yisim

= nilai hasil simulasi model

Ymean

= nilai rata-rata hasil pengukuran

HASIL DAN PEMBAHASAN

Deskripsi DAS Mentaya

DAS Mentaya terletak di Provinsi Kalimantan Tengah (gambar 6). Sebagian

besar daerah hulu DAS Mentaya memiliki jenis tanah podsolik merah kuning

yang memiliki tekstur lempung berpasir halus dan bervegetasi hutan dan daerah

hilir DAS memiliki jenis tanah aluvial marine dan gleihumus. Tekstur tanah

podsolik dengan vegetasi hutan di hulu DAS memiliki nilai WHC 300 mm

menurut Thornthwaite dan Mather (1957). DAS Mentaya memiliki iklim tropika

basah(lembab) termasuk tipe B pada klasifikasi Schmidt dan Ferguson.

Kelembaban nisbi di DAS Mentaya berkisar antara 82 -89 % dan suhu bulanan

berkisar antara 27 36 C. Tipe curah hujan DAS Mentaya ialah tipe ekuatorial yaitu terjadi dua kali puncak curah hujan. Debit air harian di DAS Mentaya hasil

pengukuran di stasiun Kuala Kuayan berkisar antara 28 m3/s hingga 600 m

3/s.

11

Gambar 6 Daerah aliran sungai Mentaya

DAS Mentaya terdiri dari tiga jenis tanah yang terbagi dalam tiga bagian

geografis. Di pesisir atau di bagian selatan terdiri dari alluvial marine yang

memiliki kandungan hara rendah. Di bagian tengah daerah aliran sungai Mentaya

sebagian besar jenis tanahnya adalah podsol air tanah, podsol kuning dan alluvial

gleihumus yang berada di sepanjang sungai. Wilayah tersebut memiliki kendala

pada drainase yang terhambat. Di bagian utara Kabupaten Kotawaringin Timur

sebagian besar jenis tanahnya adalah podsolik merah kuning, regosol dan litosol.

Wilayah tersebut terdiri dari batuan, sebagian bersifat masam dan memiliki

kandungan hara yang rendah serta berbukit-bukit (Dinas Pekerjaan Umum

Provinsi Kalimantan Tengah 2010).

12

Delineasi DAS Mentaya dilakukan agar sesuai dengan titik pengukuran

debit di stasiun Kuala Kuayanyang menghasilkan luas tangkapan 5459.2 Km2.

Curah hujan DAS Mentaya diolah dengan metode poligon Thiessen untuk

menetapkan area cakupan dari empat stasiun penakar curah hujan yaitu stasiun

Tumbang Sangai, Kota Besi, BMKG Bandara H. Asan dan Sampit. Perhitungan

neraca air yang dilakukan ialah pada daerah yang didelineasi tersebut yaitu pada

daerahhulu DAS.

Neraca Air Tahun El Nino

Pada tahun 1997 terjadi El Nino dan curah hujan tidak terjadi selama dua

bulan yaitu bulan Agustus dan September seperti pada tabel 3.

Tabel 3Neraca air DAS Mentaya tahun El Nino (1997)

Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agust Sept Okt Nov Des Tahunan

P 240.9 222.4 107.5 321.8 232.4 52.0 52.9 0.0 0.0 39.0 276.3 119.3 1664.5

ETp 214.6 183.3 171.3 134.0 118.9 104.3 105.8 131.7 145.9 179.6 190.8 211.1

ETa 214.6 183.3 130.8 134.0 118.9 84.1 64.5 41.1 20.9 17.3 62.7 35.5 1107.7

P-ETa 26.3 39.1 -23.3 187.8 113.5 -32.1 -11.6 -41.1 -20.9 21.7 213.6 83.8

SM 300.0 300.0 236.2 300.0 300.0 247.7 194.6 114.3 68.8 56.0 118.7 75.4

SM 0.0 0.0 -63.8 63.8 0.0 -52.3 -53.1 -80.3 -45.6 -12.7 62.7 -43.3

WS 26.3 39.1 0.0 187.8 113.5 0.0 0.0 0.0 0.0 21.7 94.9 8.4

I 13.1 19.6 0.0 93.9 56.8 0.0 0.0 0.0 0.0 10.8 47.4 4.2 245.8

G 52.8 34.8 13.9 71.3 68.2 27.3 10.9 4.4 1.7 8.3 36.5 17.5 347.8

G -56.2 -18.0 -20.9 57.4 -3.1 -40.9 -16.4 -6.6 -2.6 6.5 28.2 -19.0

BFO 69.3 37.6 20.9 36.5 59.8 40.9 16.4 6.6 2.6 4.3 19.2 23.2 337.3

DRO 13.1 19.6 0.0 93.9 56.8 0.0 0.0 0.0 0.0 10.8 47.4 4.2 245.8

RO 82.5 57.1 20.9 130.4 116.6 40.9 16.4 6.6 2.6 15.1 66.6 27.4 583.1

BFO* 36.5 59.6 74.5 67.9 159.8 43.3 36.9 35.3 35.4 35.9 25.5 21.1

DRO* 17.0 16.9 10.4 27.5 40.2 0.0 11.9 0.1 0.4 0.1 3.3 0.0

RO(obs) 53.4 76.5 84.9 95.5 199.9 43.3 48.8 35.4 35.8 36.0 28.8 21.1 759.4

*Hasil pemisahan dari pengukuran debit sungai Mentaya

Pada tahun El Nino (1997) DAS Mentaya memiliki curah hujan sebesar

1664.5 mm. Air tersebut digunakan untuk mengisi kelengasan tanah hingga

mencapai kapasitas lapang (WHC) dan kemudian dievapotranspirasikan (ETa)

sebesar 1107.7 mm. Air yang berlebih mengalami infiltrasi sebesar 245.8 mm dan

terlimpas menjadi DRO sebesar 245.8 mm selama satu tahun. Nilai infiltrasi dan

DRO sama karena koefisien infiltrasi ialah 0.5 sehingga nilai WS terbagi dua

sama besar untuk infiltrasi dan DRO. Sebagian dari air yang diinfiltrasikan

menjadi air yang tersimpan di tanah (G) dan terus tersimpan hingga terisi kembali.

Sebagian dari air yang diinfiltrasikan menjadi BFO sebesar 337.3 mm selama satu

tahun.

Hampir seluruh nilai BFO kurang dari DRO pada hasil neraca air dan BFO*

lebih dari DRO* pada hasil pemisahan pengukuran debit sungai Mentaya. Nilai

RO dari neraca air selama satu tahun berbeda dengan hasil pengukuran. Hasil

perhitungan neraca air pada tahun El Nino menunjukkan bahwa RO kurang dari

RO(obs) hasil pengukuran.

13

Pada tahun 1997 keadaan SM dan ETa mengalami penurunan dan tidak

dapat mencapat keadaan maksimumnya seperti pada gambar 7.

Gambar 7Grafik neraca air DAS Mentaya tahun El Nino 1997

Nilai SM menurun ketika curah hujan menurun hingga bulan Oktober. Nilai

ETa kurang dari ETp ketika SM tidak pada kondisi jenuh (WHC). Pada tahun El

Nino (1997), nilai SM dan ETa sedikit berkurang dibulan Maret namun dapat

jenuh kembali kemudian berkurang dibulan Juni - November tetapi diakhir tahun

mengalami sedikit peningkatan.

Pada gambar 8 nilai RO hasil perhitungan neraca air hampir selalu lebih

rendah daripada hasil pengukuran, namun pola naik dan turunnya RO hampir

mirip dengan RO(obs) dibulan Maret hingga Juni meskipun pada bulan April hasil

perhitungan lebih tinggi. Debit air bulanan dalam m3/s hasil perhitungan (RO)

maksimum sebesar 8240.8 m3/s dibulan April dan minimum 165.6 m

3/s dibulan

September, sedangkan hasil pengukuran (RO(obs)) maksimum sebesar 12633

m3/s dibulan Mei dan minimum sebesar 1330.5 m

3/s dibulan Desember.

Gambar 8 Grafik perbandingan RunOff tahun El Nino (1997)

Nilai RO hasil perhitungan neraca air hampir selalu lebih rendah daripada

hasil pengukuran, namun pola naik dan turunnya RO hampir mirip dengan

RO(obs) dibulan Maret hingga Juni meskipun pada bulan April hasil perhitungan

lebih tinggi. Debit air bulanan dalam m3/s hasil perhitungan (RO) maksimum

sebesar 8240.8 m3/s dibulan April dan minimum 165.6 m

3/s dibulan September,

sedangkan hasil pengukuran (RO(obs)) maksimum sebesar 12633 m3/s dibulan

Mei dan minimum sebesar 1330.5 m3/s dibulan Desember.

Nilai NSE hasil perhitungan neraca air pada tahun El Nino 1997 ialah

sebesar 0.30. Nilai tersebut menunjukkan bahwa hasil perhitungan atau model

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0

Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agust Sept Okt Nov Des

mil

imet

er P

ETp

ETa

SM

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0


mil

imet

er

RO

RO(obs)

14

neraca air masih dapat diterima. Salah satu yang mempengaruhi nilai NSE ialah

adanya nilai yang meningkat pada bulan Maret dan April namun RO(obs)

meningkat pada bulan April dan Mei. Selain hal tersebut pada bulan Januari Maret RO menunjukkan penurunan namun RO(obs) menunjukkan peningkatan

meski tidak begitu tinggi.

Neraca Air Tahun Normal

Pada tahun 2006 termasuk tahun normal. Curah hujan di tahun tersebut

terjadi dua kali penurunan yaitu bulan Februari dan Juli Oktober seperti pada tabel 4.

Tabel 4Neraca air DAS Mentaya tahun normal (2006)


P 246.2 164.9 327.6 254.6 370.6 442.1 112.5 35.2 106.1 11.5 473.6 396.3 2941.2

ETp 190.5 182.0 174.9 131.4 114.8 86.0 101.7 122.5 145.8 186.4 189.9 200.7

ETa 190.5 170.5 174.9 131.4 114.8 86.0 101.7 82.9 71.7 30.9 189.9 200.7 1546.0

P-ETa 55.7 -5.6 152.7 123.2 255.8 356.1 10.8 -47.7 34.4 -19.4 283.7 195.6

SM 300.0 282.9 300.0 300.0 300.0 300.0 300.0 212.7 162.9 74.7 300.0 300.0

SM 0.0 -17.1 17.1 0.0 0.0 0.0 0.0 -87.3 -49.9 -88.2 225.3 0.0

WS 55.7 0.0 152.7 123.2 255.8 356.1 10.8 0.0 34.4 0.0 283.7 195.6

I 27.8 0.0 76.3 61.6 127.9 178.0 5.4 0.0 17.2 0.0 141.9 97.8 733.9

G 63.1 25.2 63.5 68.5 116.9 171.4 72.3 28.9 23.6 9.4 103.1 109.7 855.8

G -45.9 -37.9 38.3 5.0 48.4 54.5 -99.1 -43.4 -5.3 -14.2 93.6 6.6

BFO 73.8 37.9 38.0 56.6 79.5 123.6 104.5 43.4 22.5 14.2 48.2 91.2 733.2

DRO 27.8 0.0 76.3 61.6 127.9 178.0 5.4 0.0 17.2 0.0 141.9 97.8 733.9

RO 101.6 37.9 114.4 118.2 207.4 301.6 109.8 43.4 39.7 14.2 190.1 189.0 1467.2

BFO* 114.8 99.0 92.9 137.5 148.7 198.6 87.1 71.6 54.2 84.2 99.1 147.5

DRO* 16.1 11.5 10.3 34.4 22.1 21.4 0.1 2.0 5.3 17.3 25.5 26.0

RO(obs) 131.0 110.5 103.2 171.8 170.9 220.0 87.2 73.6 59.5 101.5 124.6 173.4 1527.3


Pada tahun normal (2006), curah hujan mencapai 2941.2 mm dan

dievapotranspirasikan (ETa) sebesar 1546 mm selama setahun. Air yang

diinfiltrasikan sebesar 733.9 mm dan menjadi DRO sebesar 733.9 mm selama

setahun. Pada bulan Maret, Mei, Juni, dan November nilai RO hasil perhitungan

neraca air melebihi pengukuran debit sungai Mentaya (RO(obs)), namun selama

setahun nilai RO masih kurang dari nilai debit pengukuran.

Pada tahun normal (2006) nilai SM mengalami penurunan mengikuti pola

curah hujan seperti pada gambar 9.

Gambar 9Grafik neraca air DAS Mentaya tahun normal 2006

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0


mil

imet

er P

ETp

ETa

SM

15

Pada tahun normal (2006) nilai SM sedikit berkurang dibulan Februari.

Nilai SM mulai berkurangkembali dibulan Agustus Oktober dan jenuh kembali dibulan November. Penurunan Nilai SM dikarenakan nilai curah hujan atau

presipitasi yang juga berkurang. Nilai ETa mengalami pola penurunan yang sama

dengan SM.

Hasil perhitungan RO dengan metode neraca air ditahun normal memiliki

nilai yang lebih rendah pada saat menurun dan nilai yang lebih tinggi pada saat

terjadi peningkatan jika dibandingkan dengan nilai RO(obs), namun pola naik dan

turun RO mengikuti pola RO(obs) seperti pada gambar 10. Debit air bulanan

dalam m3/s hasil perhitungan (RO) maksimum sebesar 19057.7 m

3/s dibulan Juni

dan minimum 894.7 m3/s dibulan Oktober, sedangkan hasil pengukuran

(RO(obs)) maksimum sebesar 13903.5 m3/s dibulan Juni dan minimum sebesar

3761.6 m3/s dibulan September.

Gambar 10Grafik perbandingan RunOff tahun normal (2006)

Nilai NSE hasil perhitungan neraca air pada tahun normal 2006 ialah

sebesar -0.23 . Nilai tersebut menunjukkan bahwa hasil perhitungan atau model

neraca air tidak dapat diterima dan nilai rata-rata hasil pengukuran lebih baik

dalam memprediksi daripada hasil perhitungan. Salah satu yang mempengaruhi

nilai NSE yang rendah ialah nilai RO yang terlalu tinggi (over estimate) dibulan

Juni dan November dan terlalu rendah (under estimate) dibulan Februari dan

Oktober.

Neraca Air Tahun La Nina

Pada tahun 2000 merupakan tahun La Nina. Pada tahun tersebut curah hujan

lebih tinggi daripada tahun normal 2006 dan El Nino 1997 meskipun pada tahun

200 juga mengalami penurunan pada bulan Maret dan Agustus (tabel 5).

Tabel 5Neraca air DAS Mentaya tahun La Nina (2000)


P 399.3 290.9 251.9 385.9 301.6 325.8 208.2 171.4 175.4 383.6 330.2 270.2 3494.4

ETp 206.2 190.9 183.9 144.9 121.9 95.2 101.6 122.0 151.9 180.1 187.1 202.3

ETa 206.2 190.9 183.9 144.9 121.9 95.2 101.6 122.0 151.9 180.1 187.1 202.3 1887.9

P-ETa 193.1 100.0 68.0 241.0 179.7 230.6 106.6 49.4 23.5 203.5 143.1 67.9

SM 300.0 300.0 300.0 300.0 300.0 300.0 300.0 300.0 300.0 300.0 300.0 300.0

SM 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

WS 193.1 100.0 68.0 241.0 179.7 230.6 106.6 49.4 23.5 203.5 143.1 67.9

I 96.6 50.0 34.0 120.5 89.8 115.3 53.3 24.7 11.8 101.8 71.6 34.0 803.3

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0


mil

imet

er

RO

RO(obs)

16


G 111.2 79.5 55.6 106.6 105.5 122.9 86.5 51.9 29.0 82.8 83.2 57.1 971.8

G 2.2 -31.7 -23.9 51.0 -1.1 17.4 -36.5 -34.6 -22.9 53.8 0.4 -26.2

BFO 94.4 81.7 57.9 69.5 90.9 97.9 89.7 59.3 34.7 47.9 71.2 60.1 855.2

DRO 96.6 50.0 34.0 120.5 89.8 115.3 53.3 24.7 11.8 101.8 71.6 34.0 803.3

RO 190.9 131.7 91.9 190.0 180.7 213.2 143.0 84.0 46.4 149.7 142.7 94.1 1658.5

BFO* 178.5 154.6 82.9 131.9 131.0 119.2 102.8 110.9 74.1 147.3 135.9 102.4

DRO* 34.2 11.7 19.2 20.2 2.5 13.1 4.8 17.7 22.4 28.2 8.5 0.4

RO(obs) 212.7 166.4 102.1 152.1 133.5 132.3 107.6 128.6 96.5 175.5 144.4 102.7 1654.4


Pada tahun La Nina (2000) curah hujan mencapai 3494.4 mm. Kelengasan

tanah selalu dalam keadaan jenuh karena curah hujan (P) setiap bulannya dapat

memenuhi nilai ETa sebesar 1887.9 mm selama setahun. Air yang masuk kedalam

tanah terinfiltrasi sebesar 803.3 mm dan melimpas menjadi DRO sebesar 803.3

mm selama setahun. Air yang masuk kedalam tanah menjadi simpanan air tanah

dan mengalir menjadi BFO sebesar 855.2 mm selama setahun. Nilai total RO hasil

perhitungan neraca air mendekati nilai RO(obs).

Pada gambar 11 terlihat bahwa nilai SM tidak mengalami penurunan selama

tahun 2000. Nilai ETa selalu sama dengan ETp karena nilai SM selalu jenuh dan

jenuhnya kelengasan tanah dikarenakan jumlah curah hujan yang selalu

mencukupi untuk menjenuhkan tanah meskipun SM berkurang karena

evapotranspirasi.

Gambar 11Grafik neraca air DAS Mentaya tahun La Nina (2000)

Pada gambar 12 terlihat pola RO mengikuti RO(obs) meskipun tidak terlalu

tepat nilainya.

Gambar 12Grafik perbandingan RunOff tahun La Nina (2000)

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0


mil

imet

er P

ETp

ETa

SM

0.0

100.0

200.0

300.0

400.0

500.0


mil

imet

er

RO

RO(obs)

17

Pada tahun La Nina nilai RO memiliki nilai yang lebih rendah saat

mengalami penurunan dan lebih tinggi saat mengalami peningkatan terhadap hasil

pengukuran,namun pola naik dan turunnya nilai RO hasil perhitungan mengikuti

nilai RO(obs). Debit air bulanan dalam m3/s RO maksimum sebesar 13473.1 m

3/s

dibulan Juni dan minimum 2933.1 m3/s dibulan September, sedangkan RO(obs)

maksimum sebesar 13442.2 m3/s dibulan Januari dan minimum sebesar 6096.8

m3/s dibulan September.

Nilai NSE hasil perhitungan neraca air pada tahun La Nina 2000 ialah

sebesar -0.38. Nilai tersebut menunjukkan bahwa hasil perhitungan atau model

neraca air tidak dapat diterima dan nilai rata-rata hasil pengukuran lebih baik

dalam memprediksi daripada hasil perhitungan. Salah satu yang mempengaruhi

nilai NSE yang rendah ialah nilai RO yang terlalu tinggi (over estimate) dibulan

April - Juni dan terlalu rendah (under estimate) dibulan September.

Analisis PengaruhENSO

Perbandingan antara tahun El Nino, normal, dan La Nina dapat dilihat pada

tabel 6. Nilai perbedaan RO hasil perhitungan neraca air terhadap pengukuran jika

dirata-ratakan antara tahun El Nino, normal, dan La Nina memiliki nilai

persentase perbedaan sebesar -9%.

Tabel 6 Perbandingan komponen neraca air tahun El Nino, normal dan La Nina

Komponen El Nino (1997) Normal (2006) La Nina (2000)

*Presipitasi

-43% 0% 19%

*ETa

-28% 0% 22%

SM (Kelengasan

tanah)

Menurun dari bulan

Mei hingga Oktober

dan sedikit

meningkat lagi

namun tak

mencapai jenuh

Menurun dari bulan

Juli hingga Oktober

dan meningkat

kembali hingga

jenuh

Selalu jenuh setiap

bulannya

*RO (neraca air)

-60% 0% 13%

*RO (pengukuran)

-50% 0% 8%

**Perbedaan

ROneraca air

terhadap RO(obs)

hasil pengukuran

-23% -4% 0.2%

*Persentase menandakan perbandingan jumlah pada tahun tersebut dengan tahun normal.

**Persentase nilai RO yang minus menandakan hasil perhitungan lebih rendah daripada hasil

pengukuran

RO dan RO(obs) pada tahun El Nino (1997) lebih rendah daripada tahun

normal dan pada tahun La Nina (2000) lebih tinggi dari tahun normal. Nilai RO

dan RO(obs) yang lebih rendah disebabkan CH pada tahun tersebut lebih rendah

daripada tahun normal kemudian nilai RO dan RO(obs) yang lebih tinggi

disebabkan CH yang lebih tinggi daripada tahun normal.

18

Hasil perhitungan neraca air menunjukkan pada tahun El Nino, normal, dan

La Nina air yang dievapotranspirasikan (ETa) ialah 67% , 53% dan 54% dari

curah hujan tahunan. Air yang melimpas (RO) pada tahun El Nino, normal, dan

La Nina ialah sebesar 35%, 50%, dan 47% dari curah hujan tahunannya.

Nilai Presipitasi, RO dan RO(obs) pada tahun El Nino memiliki penurunan

yang lebih tinggi dan peningkatan yang lebih tidak terlalu tinggi pada tahun La

Nina. Hal ini dapat disebabkan karena pada tahun El Nino (1997) diikut oleh IOD

( Indian Ocean Dipole) yaitu anomali suhu permukaan di Samudra Hindia yang

bernilai positif. Gabungan El Nino dan IOD positif ditahun 1997 menguatkan efek

penurunan presipitasi (Meyers et al 2007), sedangkan ditahun 2000 IOD dalam

keadaan normal.

Perbedaan hasil perhitungan dan pengukuran RO dapat disebabkan oleh data

curah hujan yang digunakan hanya ada di daerah barat hulu DAS Mentaya

sedangkan debit air yang terukur berasal dari daerah timur dan barat hulu DAS.

Curah hujan di daerah timur hulu DAS tidak terukur padahal daerah tersebut

cukup berpengaruh karena memiliki topografi bukit yang dapat memiliki curah

hujan yang lebih tinggi daripada di barat hulu DAS.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Jumlah air yang ada di DAS Mentaya dapat diduga dengan model neraca air

lahan metode Mock yangdimodifikasi pada nilai ETa,dengan memperhitungkan

keadaan kelengasan tanah (SM). Didapatkan bahwa jumlah curah hujan dan air

yang menjadi BFO dan DRO ditahun El Nino (1997) lebih rendah 60% daripada

tahun normal dan ditahun La Nina (2000) lebih tinggi 13% daripada tahun normal

(2006). Jumlah perhitungan ROselama satu tahun dengan metode neraca air lebih

rendah daripada debit hasil pengukuran di tahun El Nino (1997) dan normal

(2006).

Saran

Pengukuran curah hujan perlu dilakukan pada daerah hulu di bagian barat

yang memiliki topografi berbukit agar perhitungan RO neraca air lebih mendekati

nilai RO hasil pengukuran. Penggunaan data curah hujan selain hasil pengukuran

dapat menggunakan data satelit TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission)

agar lebih akurat dalam memodelkan RO.

19

DAFTAR PUSTAKA

Arsyad S. 2006. Konservasi Tanah dan Air. Bogor : IPB Press

Atroosh KB, Mukred AWO, Moustafa AT. 2013. Water requierement of grape

(Vitis vinifera) in Northern Highlands of Yemen. Journal of Agricultural

Science; Vol. 5, No. 4; 2013

Davie T. 2008. Fundamentals of Hydrology. USA: Routledge Taylor & Francis

Group

Dinas Pekerjaan Umum Provinsi Kalimantan Tengah. 2010. Kabupaten

Kotawaringin Timur [internet]. [diunduh 2014 Januari 03]. Tersedia pada:

http://www.tarukalteng.net/wp-content/uploads/CETAK-10-KOTIM.pdf

Duryea ML, Dougherty PM. 1991. Forest Regeneration Manual. Kluwer

Academic Publishers: USA

Dourado-Neto D, Jong van Lier Q, Metselaar K, Reichardt K, Nielsen DR. 2010.

General procedure to initialize the cyclic soil water balance by the

Thornthwaite and Mather method. Journal of Science Agriculture, v.67, n.1,

p.87-95

[FAO] Food and Agrriculture Organization. 1998. Crop Evapotranspiration:

Guidelines For Computing Crop Water Requirements. FAO irrigation and

drainage paper No 56

Haryanto TE, Shadiq HF, Sulistyono R, Kusuma Z. 2013. Actual water

availability and water needs in irrigation area of Riam Kanan in South

Kalimantan Province. Academic Research International Vol 4 No. 6 Nov 2013.

ISSN 2223 9944 Meyers G, McIntosh, Pigot L, Pook M. 2007. The years of el nino, la nina, and

interactions with the tropical indian ocean. Journal of climate American

Meteorological Society : Vol 20, 2872 2880. DOI: 10.1175/JCLI4152.1 Musy A, Higy C. 2011. Hydrology : A Science of Nature. USA : Science

Publishers

[NOAA] National Oceanic and Atmospheric Administration. 2014. Cold and

Warm Episodes by Season [internet]. [diunduh 2014 Juni 17]. Tersedia pada :

http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ensoyea

rs.shtml

Thornthwaite CW, Mather JR. 1957. Instructions and tables for computing

potential evapotranspiration and the water balance. Publications in

Climatology. 10:185-311

Viessman WJr, Lewis GL. 1997. Introduction to Hydrology Fourth Edition. New

Jersey: Prentice Hall Professional Technical Reference

Welderufael WA, Woyessa YE. 2010. Stream flow analysis and comparison of

baseflow separation methods case study of Modder River Basin in Central

South Africa. European Water 31 : 3-12

Wirasembada, Yanuar Chandra. 2012. Pendugaan Reliability Waduk Nadrab

Krenceng PT. Krakatau Tirta Industri. [skripsi]. Bogor : Departemen Teknik

Sipil dan LingkunganFakultas Teknologi PertanianInstitut Pertanian Bogor

20

LAMPIRAN

Lampiran 1Grafik debit air hasil pengukuran sungai Mentaya

Tahun El Nino (1997)

Tahun La Nina (2000)

Tahun Normal (2006)

-100

0

100

200

300

400

500

600

1

19

37

55

73

91

10

9

12

7

14

5

16

3

18

1

19

9

21

7

23

5

25

3

27

1

28

9

30

7

32

5

34

3

36

1

Debit air

Baseflow

Direct RunOff

0

100

200

300

400

500

600

700

1

18

35

52

69

86

10

3

12

0

13

7

15

4

17

1

18

8

20

5

22

2

23

9

25

6

27

3

29

0

30

7

32

4

34

1

35

8

Debit air

Baseflow

Direct RunOff

0

100

200

300

400

500

600

700

1

18

35

52

69

86

10

3

12

0

13

7

15

4

17

1

18

8

20

5

22

2

23

9

25

6

27

3

29

0

30

7

32

4

34

1

35

8

Debit air

Baseflow

Direct RunOff

21

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Sampit pada tanggal 24Oktober 1992 dari ayahM.

Iskandar dan ibu Srie Hayani. Penulis adalah putrapertama dari dua bersaudara.

Penulis menyelesaikan sekolah dasar di SDN 6 Mentawa Baru Hulu Kabupaten

Kotawaringin Timur dan lulus pada tahun 2004. Penulis meneruskan pendidikan

di SMPN 1 Sampit Kabupaten Kotawaringin Timur dan lulus pada tahun 2007.

Tahun 2010 penulis lulus dari SMA Negeri 1 Sampit dan pada tahun yang

samapenulis diterimamasuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur

Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan menjadi mahasiswa di Program Studi

Meteorologi Terapan, Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas

Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Selama di IPB penulis mendapatkan

beasiswa unggulan Kementrian Pendidikan dan Kebudayaan dan CIMB Niaga.

Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif menjadi anggota relawan Palang

Merah Indonesia. Pada tahun 2012 penulis menjadi Komandan KSR PMI Unit I

IPB. Penulis juga pernah menjadi relawan PMI dalam penanganan kecelakaan

pesawat Sukhoi S-100 di Gunung Salak Bogor. Pada tahun 2012 penulis di

delegasikan oleh PMI menjadi peserta dalam summer camp di Pfalzgrafenweiler,

Jerman dengan tema Climate Change. Adapun pencapaian berharga selama masa

kuliah ialah lolos Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) dibiayai DIKTI, Pekan

Ilmiah Mahasiswa Nasional (PIMNAS) XXVdi UMY 2012, penghargaan 104

Inovasi Indonesia Prospektif - 2012, dan menjadi mahasiswa berprestasi unit

kegiatan khusus tahun 2013 serta mahasiswa berprestasi tingkat departemen di

Departemen Geofisika Meteorologi tahun 2013.

analisis neraca air das mentaya kabupaten kotawaringin timur dan pengaruh enso terhadap ketersediaan...

Documents