aplikasi teknologi konservasi tanah dan air dalam upaya pengelolaan sumberdaya air das

153 Pages·2016·45.05 MB·Indonesian

APLIKASI TEKNOLOGI KONSERVASI TANAH DAN AIR
DALAM UPAYA PENGELOLAAN SUMBERDAYA AIR
DAS KALIGARANG, PROVINSI JAWA TENGAH

SUSILO BUDIYANTO

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul Aplikasi Teknologi
Konservasi Tanah dan Air dalam Upaya Pengelolaan Sumberdaya Air DAS
Kaligarang, Provinsi Jawa Tengah adalah benar karya saya dengan arahan dari
komisi pembimbing dan belum 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 disertasi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015

Susilo Budiyanto
NIM 165090031
SUMMARY

SUSILO BUDIYANTO. Application of Soil and Water Conservation Technology
in Water Resource Management of Kaligarang Watershed, Central Java. Supervised
by SURIA DARMA TARIGAN, NAIK SINUKABAN and KUKUH
MURTILAKSONO.

Kaligarang watershed had a significant role as a major supplier of drinking
water for Semarang city. Land use of Kaligarang watershed wich was dominantly
used for dry land and mixed crops dry land farming (59.71%), and only a small part
for forest (11.92%), without adequate soil and water conservation techniques had
significanly decreased the watershed hydrological functions. This conditions were
indicated by the increasing of direct runoff, fluctuations of rivers discharge (floods
in rainy and drought in dry season) and in turn decreasing of water availability. On
the other hand, the increasing of population and economic development in
Semarang city had caused a significant increase of needed potable water. The
decreasing of water availability and the increasing of water demand had significanly
increased water deficit, especially in the dry season. The application of adequate
soil and water conservation technologies were badly needed to solve the problem
sustainably. Sustainable water resource management was considered achievable
when the participation of commonly increased through practicing adequate soil and
water conservation technique and/or paying the cost of the technologies. The aims
of this study were (a) to predict the effect of land use on hydrological function of
Kaligarang watershed; (b) to predict the demand and availability of water for
Semarang city, as well as water stakeholders WTP for Kaligarang watershed
management; (c) to analyze the effect of soil and water conservation practices on
hydrological characteristics of Kaligarang watershed; and (d) to formulate
alternatives recommendations of soil and water conservation technologies far in the
development of water resources of Kaligarang watershed. The prediction of land
use effect on hydrological condition were carried out using linier regression
analysis, and prediction of willingness to pay for Kaligarang watershed
management were conducted using WTP method. The erosion prediction value of
each development scenario predicted using USLE method (Weischmeier and
Smith, 1978) and the volume of daily surface runoff were predicted using SCS
method (US-SCS 1973 in Arsyad 2006). Calculation of surface runoff and erosion
predictions were carried out using Soil and Water Assessment Tool (SWAT)
hydrological model. The development plan of sustainable water resources of
Kaligarang watershed was arranged in four scenarios. The best scenario of water
resource managements were determined based on ecological, social, and
economical considerations. The ecological indicators were base on predicted
erosion value, river regime coefficient and direct surface runoff coefficient. Sosial
indicator were based on community acceptability and economical indicator were
determined based on the percentage of water user respondents WTP and the amount
WTP for improvement cost. In addition to ecological, social and economical
considerations, the alternative development scenario determined based on the most
rational implementation time. Sustainable water resource management plan
formulated by applying soil and water conservation practices on dry land farming,
mixed dry land farming and resettlement. The result showed that the land use
change of Kaligarang watershed (2000 – 2013) resulted in the increasing direct
runoff coefficient, maximum daily discharge and the decreasing of the daily
minimum discharge, as well as the increasing of the river discharge fluctuation. The
total willingness to pay value for the rehabilitation of Kaligarang watershed was Rp
6.09 billion/year, which were derived from domestic activities (56.7%), industrial
activities (33.5%), commercial activities (5.7%) and public fasilities (4.1%). Soil
and water conservation practice could reduce the river regime coefficient value
from 20.2 (the existing condition or 1st scenario) to 17.4 (2nd scenario), 16.2 (3rd
scenario) and 16.5 (4th scenario), lower the direct surface runoff coefficient from
the 1st scenario (40.5%) to 35.0% (2nd scenario), 33.8% (3rd scenario) and 33.4%
(4th scenario). Application of soil and water conservation techniques had been able
to reduce erosion prediction to less than tolerable soil loss (62.4 tons/ha/year),
which was from 324.25 tons/ha/year of 1st scenario to 31.53 tons/ha/year of 2nd
scenario, 32.69 tons/ha/year of 3rd scenario, 31.67 tons/ha/year of 4th scenario,
increase the baseflow from from 218.7 mm (1st scenario) to 325 mm (2nd scenario),
445.0 mm (3rd scenario) and 557.4 mm (4th scenario). Monthly water yields showed
the increasing during dry season and decline during wet season, which can use an
indication of the increasing of water resource availability. The best scenario of
technology soil and water conservation to improve water availability DAS
Kaligarang was 4th scenario (planting strip croping combined with retention pond
on <8% slope, gulud terracing combined with contour planting and mulching crop
residues 6 tons/ha/year on 8 – 25% slope, application of agrosilvopastural or
agrosilvicultural agrotechnology models on > 25% slope in PLK and PLKC land
use and construction of retention ponds in settlements on <15% slope). Scenario-4
was able to hold the erosion prediction down to 31.67 tons/ha/year (E = 62.4
tol
tons/ha/year), the river regime coefficient down to 16.5, the direct surface runoff
coefficient down to 33.4%, increase the baseflow up to 557.4 mm/year and land
improvement time was 23 years.

Keywords: erosion prediction, land use, soil and water conservation practice,
surface runoff, willingness to pay, water resources.
RINGKASAN

SUSILO BUDIYANTO. Aplikasi Teknologi Konservasi Tanah dan Air dalam
Upaya Pengelolaan Sumberdaya Air DAS Kaligarang Provinsi Jawa Tengah.
Dibimbing oleh SURIA DARMA TARIGAN, NAIK SINUKABAN dan KUKUH
MURTILAKSONO.

DAS Kaligarang memiliki peran penting sebagai pemasok utama air minum
bagi kota Semarang. Penggunaan lahan DAS Kaligarang dominan untuk pertanian
lahan kering dan lahan kering campuran (59,71%), dan hanya sebagian kecil hutan
(11,92%), tanpa teknik konservasi tanah dan air yang memadai telah secara
signifikan menurunkan fungsi hidrologis DAS. Kondisi ini diindikasikan oleh
meningkatnya aliran permukaan langsung, fluktuasi debit sungai (banjir di musim
hujan dan kekeringan di musim kemarau) dan pada gilirannya menurunnya
ketersediaan air. Di sisi lain, meningkatnya populasi dan pembangunan ekonomi di
kota Semarang telah menyebabkan peningkatan signifikan permintaan air minum.
Penurunan ketersediaan air dan meningkatnya permintaan air secara signifikan
meningkatkan defisit air, terutama di musim kemarau.
Penerapan teknologi konservasi tanah dan air yang memadai sangat
dibutuhkan untuk memecahkan masalah secara berkelanjutan. Pengelolaan sumber
daya air berkelanjutan tercapai jika partisipasi masyarakat melalui praktek
konservasi tanah dan air meningkat dan / atau keinginan membayar biaya teknologi
memadai.
Tujuan dari penelitian adalah (a) untuk memprediksi dampak penggunaan
lahan terhadap fungsi hidrologi DAS Kaligarang; (b) untuk memprediksi kebutuhan
dan ketersediaan air Kota Semarang, serta kesediaan membayar pengguna air untuk
pengelolaan DAS Kaligarang; (c) menganalisis pengaruh praktik konservasi tanah
dan air terhadap karakteristik hidrologi DAS Kaligarang; dan (d) merumuskan
alternatif rekomendasi teknologi konservasi tanah dan air dalam upaya pengelolaan
sumberdaya air DAS Kaligarang.
Prediksi pengaruh penggunaan lahan terhadap kondisi hidrologi dilakukan
dengan analisis regresi linier, dan prediksi kesediaan membayar untuk pengelolaan
DAS Kaligarang menggunakan metode Willingness to Pay (WTP). Nilai prediksi
erosi setiap skenario diprediksi dengan metode USLE (Weischmeier dan Smith,
1978) dan besarnya volume aliran permukaan harian diduga dengan metode SCS
(US-SCS 1973 dalam Arsyad, 2006). Perhitungan aliran permukaan dan prediksi
erosi menggunakan bantuan model hidrologi Soil and Water Assessment Tool
(SWAT). Rencana pengelolaan sumber daya air yang berkelanjutan dari DAS
Kaligarang diatur dalam empat skenario. Penentuan skenario terbaik pengelolaan
sumberdaya air didasarkan atas pertimbangan ekologis, sosial dan ekonomi.
Indikator ekologi yang digunakan adalah nilai prediksi erosi, koefisien regim sungai
dan koefisien aliran permukaan langsung. Indikator sosial didasarkan pada
penerimaan masyarakat dan indikator ekonomi ditentukan berdasarkan persentase
responden pengguna air yang bersedia membayar dan besarnya nilai kesediaan
membayar biaya perbaikan. Selain pertimbangan ekologis, sosial dan ekonomi,
alternatif skenario pengelolaan ditentukan berdasarkan waktu implementasi yang
paling rasional. Skenario perencanaan pengelolaan sumberdaya air berkelanjutan
disusun dengan mengaplikasikan praktek konservasi tanah dan air pada pertanian
lahan kering (PLK), pertanian lahan kering campuran (PLKC) dan permukiman.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa perubahan penggunaan lahan DAS
Kaligarang (2000 - 2013) mengakibatkan peningkatan koefisien aliran permukaan
langsung, debit harian maksimum dan penurunan debit harian minimum, serta
meningkatnya fluktuasi debit sungai. Total kesediaan membayar untuk rehabilitasi
DAS Kaligarang adalah Rp 6,09 miliar / tahun, yang berasal dari kegiatan domestik
(56,7%), kegiatan industri (33,5%), kegiatan perniagaan (5,7%) dan fasilitas umum
(4.1%). Teknologi konservasi tanah dan air dapat mengurangi nilai koefisien rezim
sungai dari 20,2 (kondisi eksisting atau skenario 1) menjadi 17,4 (skenario 2), 16,2
(skenario 3) dan 16,5 (skenario 4), menurunkan koefisien aliran permukaan
langsung dari 40,5% (skenario 1) menjadi 35,0% (skenario 2), 33,8% (skenario 3)
dan 33,4% (skenario 4). Penerapan teknik konservasi tanah dan air telah mampu
mengurangi prediksi erosi kurang dari erosi yang ditoleransi (62,4 ton / ha / tahun),
yaitu dari 324,25 ton/ha/tahun (skenario 1) menjadi 31,53 ton/ha/tahun (skenario
2), 32,69 ton/ha/tahun (skenario 3), dan 31,67 ton/ha/tahun (skenario 4),
meningkatkan baseflow dari 218,7 mm (skenario 1) menjadi 325.0 mm (skenario
2), 445,0 mm (skenario 3) dan 557,4 mm (skenario 4). Hasil air bulanan
menunjukkan peningkatan selama musim kering dan penurunan selama musim
hujan, yang dapat digunakan sebagai indikasi meningkatnya ketersediaan sumber
daya air. Skenario terbaik teknologi konservasi tanah dan air untuk meningkatkan
ketersediaan sumberdaya air DAS Kaligarang adalah scenario 4, yaitu penanaman
tanaman strip dikombinasikan kolam retensi pada kemiringan lereng < 8%,
pembuatan teras gulud dikombinasikan dengan penanaman menurut kontur dan
pemberian mulsa sisa tanaman 6 ton/ha/tahun) pada kemiringan lereng 8 – 25%,
aplikasi agroteknologi dengan model agrosilvopastural atau agrosilvicultural pada
kemiringan > 25% pada penggunaan lahan PLK dan PLKC, serta pembuatan kolam
retensi di permukiman pada kemiringan < 15%. Skenario-4 mampu menurunkan
prediksi erosi menjadi 31.67 ton/ha/tahun (E = 62.4 ton/ha/tahun), koefisien regim
tol
sungai (KRS) menjadi 16.5, koefisien aliran permukaan langsung menjadi 33.4%,
meningkatkan baseflow menjadi 557.4 mm/tahun dan waktu perbaikan lahan adalah
23 tahun.

Kata kunci: aliran permukaan, kemauan untuk membayar, penggunaan lahan,
prediksi erosi, praktek konservasi tanah dan air, sumberdaya air
© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau
menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB

Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB
APLIKASI TEKNOLOGI KONSERVASI TANAH DAN AIR
DALAM UPAYA PENGELOLAAN SUMBERDAYA AIR
DAS KALIGARANG, PROVINSI JAWA TENGAH

SUSILO BUDIYANTO

Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor
pada
Program Studi Ilmu Pengelolaan Daerah Aliran Sungai

SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015
Penguji Luar Komisi pada Ujian:

Tertutup : 1. Dr. Ir. Enni Dwi Wahyunie, MS
(Staf Pengajar Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Mineral,
Fakultas Pertanian, IPB)
2. Dr. Ir. Ai Dariah
(Staf Peneliti Balai Penelitian Tanah, Badan Penelitian dan
Pengembangan Pertanian, Kementrian Pertanian)

Promosi : 1. Dr. Ir. Enni Dwi Wahyunie, MS
(Staf Pengajar Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Mineral,
Fakultas Pertanian, IPB)
2. Dr. Ir. Budi Kartiwa, CESA
(Staf Peneliti Balai Penelitian Agroklimat dan Hidrologi, Badan Litbang
Pertanian, Kementrian Pertanian)
Judul Disertasi : Aplikasi Teknologi Konservasi Tanah dan Air dalam Upaya
Pengelolaan Sumberdaya Air di DAS Kaligarang, Provinsi
Jawa Tengah.
Nama Mahasiswa : Susilo Budiyanto
NIM : A165090031

Disetujui oleh

Komisi Pembimbing

Dr. Ir. Suria Darma Tarigan, M.Sc.
Ketua

Prof. Dr. Ir. Naik Sinukaban, M.Sc. Prof. Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, M.S.
Anggota Anggota

Diketahui oleh

Ketua Program Studi PDAS Dekan Sekolah Pascasarjana
Pengelolaan Daerah Aliran Sungai

Dr. Ir. Suria Darma Tarigan, M.Sc. Dr. Ir. Dahrul Syah, M.Sc.Agr

Tanggal Ujian Tertutup : 13 Agustus 2015 Tanggal Lulus:
Tanggal Ujian Promosi : 28 Agustus 2015