Views
1 week ago

BUKU_RPI_1

4. Model Hidrologi SWAT

4. Model Hidrologi SWAT (Soil and Water Assessment Tool) SWAT adalah model berskala DAS yang dikembangkan oleh Dr. Jeff Arnold pada awal tahun 90-an untuk Agricultural Research Service (ARS) dari USDA. Model tersebut dikembangkan untuk memprediksi dampak dari manajemen lahan terhadap air, sedimentasi serta jumlah bahan kimia yang berasal dari pertanian dan untuk area DAS yang kompleks dengan variasi jenis tanahnya, penggunaan lahan dan kondisi manajemen pengelolaan. SWAT merupakan hasil gabungan dari beberapa model yaitu Simulator for Water Resources in Rural Basin (SWWRRB), Chemical, Runoff and Erosion from Agricultural Management System (CREAMS), Groundwater Loading effect an Agricultural Management System (GREAMS), dan Erosion Productivity Impact Calculator (EPIC), (Neitsch et al., 2002a). Model SWAT dikembangkan untuk mengetahui pengaruh dari manajemen lahan terhadap siklus hidrologi serta sedimen yang ditimbulkan dan daur dari bahan kimia pertanian yang diperoleh berdasarkan data jangka waktu tertentu. Simulasi dari beberapa proses fisik yang berbeda pada DAS dapat dimungkinkan dengan menggunakan SWAT. Neraca air di dalam SWAT adalah fenomena paling utama yang dijadikan dasar dari setiap kejadian dari suatu DAS. Siklus hidrologi yang dijalankan oleh SWAT dibagi menjadi dua bagian, yaitu pertama adalah fase lahan yang mengatur jumlah air, sedimen, unsur hara serta pestisida untuk mengisi saluran utama pada masing-masing sub-basin dan kedua adalah fase air yang berupa pergerakan air, sedimen dan yang lainnya melalui jaringan-jaringan sungai pada DAS menuju outlet. a. Siklus Hidrologi Dalam proses simulasinya, MWSWAT membagi beberapa sub-DAS berdasarkan penggunaan lahan dan karakteristik lainnya yang memiliki kesamaan dalam mempengaruhi siklus hidrologi. Ada beberapa kategori pengelompokan informasi setiap sub-DAS, yaitu; (1) Hydrologic Response Unit (HRU) yang merupakan Unit Respon Hidrologi, (2) genangan, (3) iklim, (4) air bawah tanah, dan (5) reach (saluran utama). HRU merupakan kelompok lahan di suatu kawasan sub-DAS yang memiliki elemen kombinasi tanaman penutup, karakteristik tanah dan faktor pengelolaan yang khas. Skema siklus hidrologi di dalam MWSWAT dijelaskan pada Gambar 2 (direvisi dari Neitsch et al, 2002). Persamaan keseimbangan neraca air yang digunakan dalam SWAT adalah sebagai berikut: Dimana: SWt = kandungan akhir air tanah (mm H2O); SW0 = kandungan air tanah awal pada hari ke-I (mm H2O); Rday = jumlah presipitasi pada hari ke-i (mm H2O); Qsurf = 80 • Petunjuk Teknis Penentuan Luas Hutan Optimal Berbasis Respon Hidrologi

jumlah surface runoff pada hari ke-i (mm H2O); Ea = jumlah evapotranspirasi pada hari ke-i (mm H2O); Wseep = jumlah air yang memasuki vadose zone pada profil tanah hari ke-i (mm H2O); dan Qgw = jumlah air yang kembali pada hari ke-i (mm H2O). SWAT memberikan dua metode untuk menduga aliran permukaan (surface run off) yaitu dengan metoda SCS curve number (CN) dan metode infiltrasi Green and Ampt. SWAT mensimulasikan volume aliran permukaan dan puncaknya pada setiap HRU. Pada metoda SCS curve number aliran permukaan (Qsurf ) dihitung dengan : Dimana Rday = banyaknya hujan (mm/hari); dan S = parameter retensi (mm) Parameter retensi (S) dihitung berdasarkan nilai CN dengan persamaan : SCS curve number adalah fungsi dari permeabilitas tanah, penggunaan lahan dan kondisi bagian air tanah. b. Erosi dan Sedimentasi Erosi dan hasil sedimentasi dihitung untuk setiap HRU dengan menggunakan model MUSLE. Untuk tujuan membandingkan dugaan hasil perhitungan beban sedimentasi, di dalam model SWAT disertakan print-out hasil pendugaan dengan menggunakan persamaan USLE. Nilai-nilai yang terlibat dalam perhitungan menggunakan persamaan USLE tidak digunakan oleh model, hanya sebatas keperluan komparasi. Pemilihan model yang akan digunakan akan sangat bergantung pada berbagai persiapan dan sumberdaya yang dimiliki. Persiapan yang diperlukan meliputi ketersediaan data, peralatan yang diperlukan dan software yang tersedia sedangan sumberdaya meliputi sumberdaya manusia yang akan mengoperasikan dan menganalisis model yang digunakan, alat yang akan mengoperasikan model dan waktu. Model hidrologi memerlukan data yang reliable, akurat, umumnya bersifat kontinyu dan sesuai dengan metode yang digunakan. Semakin kompleks model yang digunakan maka data yang diperlukan akan semakin banyak dan hal ini berdampak pada kebutuhan dana dan waktu dalam mengumpulkannya. Sebagai contoh, dalam model SWAT, data yang digunakan cukup banyak dan beragam serta memerlukan data series yaitu: 1. Penutupan/Penggunaan Lahan 2. Diambil dari citra satelit (untuk interpretasi langsung) atau dari hasil yang sudah ada 3. Data tanah 4. Dari Pusat Penelitian Tanah, meliputi jenis dan parameter2 pendukungnya ( ex. grup hidrologi, jumlah lapisan, kedalaman tiap lapisan, fraksi, kapasitas air tersedia, dll) 5. DEM (Digital Elevation Model) 6. Didonlod dari usgs.gov.us, resolusi 90 m atau yang lebih detil 7. Data Iklim Dari BMKG dan meliputi data curah hujan, suhu, kelembaban, penyinaran matahari dan kecepatan angin. 1) Data debit sungai Sintesis Penelitian Integratif Manajemen Lanskap Hutan Berbasis DAS • 81