CATCHMENT AREA

CATCHMENT AREA

1.1  Dasar Teori

            Catchment area (daerah tangkapan air) merupakan 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 yang dapat berupa punggung-punggung bukit atau  gunung dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. Catchment area dapat dikatakan menjadi suatu ekosistem dimana terdapat banyak aliran sungai, daerah hutan dan komponen penyusun ekosistem lainnya termasuk sumber daya alam.Namun,komponen yang terpenting adalah air, yang merupakan zat cair yang  terdapat di atas, ataupun di bawah permukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini air permukaan, air tanah, air hujan, dan air laut yang berada di darat. Catchment area erat kaitannya dengan Daerah Aliran Sungai (DAS).

            DAS merupakan ekosistem, dimana unsur organisme dan lingkungan biofisik serta unsur kimia berinteraksi secara dinamis dan di dalamnya terdapat keseimbangan inflow dan outflow dari material dan energi. Selain itu pengelolaan DAS dapat disebutkan merupakan suatu bentuk pengembangan wilayah yang menempatkan DAS sebagai suatu unit pengelolaan sumber daya alam (SDA) yang secara umum untuk mencapai tujuan peningkatan produksi pertanian dan kehutanan yang optimum dan berkelanjutan (lestari) dengan upaya menekan kerusakan seminimum mungkin agar distribusi aliran air sungai yang berasal dari DAS dapat merata sepanjang tahun.

Dalam mempelajari ekosistem DAS, dapat diklasifikasikan menjadi daerah hulu, tengah dan hilir. DAS bagian hulu dicirikan sebagai daerah konservasi, DAS bagian hilir merupakan daerah pemanfaatan. DAS bagian hulu mempunyai arti penting terutama dari segi perlindungan fungsi tata air, karena itu setiap terjadinya kegiatan di daerah hulu akan menimbulkan dampak di daerah hilir dalam bentuk perubahan fluktuasi debit dan transport sedimen serta material terlarut dalam sistem aliran airnya. Dengan perkataan lain ekosistem DAS, bagian hulu mempunyai fungsi perlindungan terhadap keseluruhan DAS. Perlindungan ini antara lain dari segi fungsi tata air, dan oleh karenanya pengelolaan DAS hulu seringkali menjadi fokus perhatian mengingat dalam suatu DAS, bagian hulu dan hilir mempunyai keterkaitan biofisik melalui daur hidrologi. Kandungan air tanah yang ada berasal dari imbuhan, baik secara langsung dari curahan hujan maupun dari aliran tanah yang terkumpul menuju daerah lepasan (Dinas Pertambangan dan Energi, 2003). Kuantitas air tanah dapat diketahui dengan mengetahui seberapa besar jumlah air hujan yang menyerap kedalam tanah. Jumlah resapan air tanah dihitung berdasarkan besarnya curah hujan dan besarnya derajat infiltrasi yang terjadi pada suatu wilayah, yang kemudian meresap masuk ke dalam tanah sebagai imbuhan air tanah. Penyebaran vertikal air bawah permukaan dapat dibagi menjadi zona tak jenuh (zone of aeration) dan zona jenuh (zone of saturation). Zona tak jenuh terdiri dari ruang antara sebagian terisi oleh air dan sebagian terisi oleh udara, sementara ruang antara zona jenuh seluruhnya terisi oleh air. Air yang berada pada zona tak jenuh disebut air gantung (vodose water), sedangkan yang tersimpan dalam ruang merambat (capillary zone) disebut air merambat (capillary water) (Linsley dkk., 1986). 

            Fungsi hidrologis DAS sangat dipengaruhi jumlah curah hujan yang diterima, geologi yang mendasari dan bentuk lahan. Fungsi hidrologis yang dimaksud termasuk kapasitas DAS untuk:

1. mengalirkan air;

2. menyangga kejadian puncak hujan;

3. melepas air secara bertahap;

4. memelihara kualitas air dan

5. mengurangi pembuangan massa (seperti tanah longsor dan erosi)

            DAS berdasarkan fungsi, yaitu pertama DAS bagian hulu didasarkan pada fungsi konservasi yang dikelola untuk mempertahankan kondisi lingkungan DAS agar tidak terdegradasi, yang antara lain dapat diindikasikan dari kondisi tutupan vegetasi lahan DAS, kualitas air, kemampuan menyimpan air (debit), dan curah hujan. Kedua DAS bagian tengah didasarkan pada fungsi pemanfaatan air sungai yang dikelola untuk dapat memberikan manfaat bagi kepentingan sosial dan ekonomi, yang antara lain dapat diindikasikan dari kuantitas air, kualitas air, kemampuan menyalurkan air, dan ketinggian muka air tanah, serta terkait pada prasarana pengairan seperti pengelolaan sungai, waduk, dan danau.Ketiga DAS bagian hilir didasarkan pada fungsi pemanfaatan air sungai yang dikelola untuk dapat memberikan manfaat bagi kepentingan sosial dan ekonomi, yang diindikasikan melalui kuantitas dan kualitas air, kemampuan menyalurkan air, ketinggian curah hujan, dan terkait untuk kebutuhan pertanian, air bersih, serta pengelolaan air limbah

 

 GAMBAR 1.1

       Hubungan Biofisik antara DAS bagian hulu dan hilir

Keberadaan sektor kehutanan di daerah hulu yang terkelola dengan baik dan terjaga keberlanjutannya dengan didukung oleh prasarana dan sarana di bagian tengah akan dapat mempengaruhi fungsi dan manfaat DAS tersebut di bagian hilir, baik untuk pertanian, kehutanan maupun untuk kebutuhan air bersih bagi masyarakat secara keseluruhan. Dengan adanya rentang panjang DAS yang begitu luas, baik secara administrasi maupun tata ruang, dalam pengelolaan DAS diperlukan adanya koordinasi berbagai pihak terkait baik lintas sektoral maupun lintas daerah secara baik.Dimana, Kondisi DAS dikatakan baik jika memenuhi beberapa kriteria yang juga mempengaruhi catchment area :

a. Debit sungai konstan dari tahun ke tahun.

b. Kualitas air baik dari tahun ke tahun.

c. Fluktuasi debit antara debit maksimum dan minimum kecil.

d. Ketinggian muka air tanah konstan dari tahun ke tahun.

Perkembangan pembangunan di bidang permukiman, pertanian, perkebunan, industri, eksploitasi sumber daya alam berupa penambangan, dan ekploitasi hutan menyebabkan penurunan kondisi hidrologis suatu daerah aliran sungai (DAS). Gejala penurunan fungsi hidrologis DAS ini dapat dijumpai di beberapa wilayah Indonesia, seperti di Pulau Jawa, Pulau Sumatera, dan Pulau Kalimantan, terutama sejak tahun dimulainya Pelita I yaitu pada tahun 1972. Penurunan fungsi hidrologis tersebut menyebabkan kemampuan DAS untuk berfungsi sebagai penyimpan air pada musim kemarau dan kemudian dipergunakan melepas air sebagai “base flow” pada musim kemarau, telah menurun. Ketika air hujan turun pada musim penghujan air akan langsung mengalir menjadi aliran permukaan yang kadang-kadang

menyebabkan banjir dan sebaliknya pada musim kemarau aliran “base flow” sangat kecil bahkan pada beberapa sungai tidak ada aliran sehingga ribuan hektar sawah dan tambak ikan tidak mendapat suplai air tawar.Salah satu contoh catchment area yaitu waduk Cacaban dimana  secara geografis terletak antara 109º 11’ 28 ” BT sampai dengan 109º 14’ 58” BT dan 7º 1’ 31” LS sampai dengan 7º 2’ 18 LS. Waduk Cacaban memiliki daerah tangkapan air (catchment area) seluas 6.792,71 hektar. Adapun luas genangan waduk pada kondisi maksimal seluas 928,70 hektar. Pada kondisi tersebut waduk Cacaban mampu mengaliri lahan sawah irigisi teknis seluas kurang lebih 17.500 hektar. Rata-rata curah hujan dengan kisaran 1.912 mm/ tahun sampai dengan 2.942 mm/tahun. Jenis tanah di Kawasan Waduk Cacaban didominasi oleh komplek Latosol merah kekuningan, Latosol coklat tua, berikutnya adalah komplek Podsolik merah kekuningan, Podsolik kuning dan Regosol. Kawasan Waduk Cacaban bertopografi berombak sampai berbukit dengan ketinggian bervariasi antara 85 sampai 600 meter di atas permukaan laut (dpl). Sedangkan sebagian besar daerah tangkapan air (catchment area) merupakan daerah dengan kelas lereng IV - V, dengan interval 25 – 40 % sampai dengan > 40 % tergolong daerah curam sampai dengan sangat curam. Jumlah penduduk di catchment area Waduk Cacaban sekitar 29.859 jiwa yang tersebar di 9 (sembilan) desa. Berdasarkan jumlah penduduk usia produktif (>15 tahun) sebesar 14.399 jiwa lapangan usaha penduduk di kawasan waduk sebagian besar bergantung pada sektor pertanian, lainnya tersebar pada berbagai sektor. Sektor non pertanian yang mempunyai potensi cukup besar sektor perdagangan.

2.Hubungan curah hujan terhadap catchment area dengan aquifer

            Hubungan curah hujan terhadap catchment area dapat di lihat dari kuantitas air tanah yang terdapat pada catchment area dimana curah hujan dapat mempengaruhi volume jumlahair di cathment area yang berasal dari sungai-sungai.Sedangkan terhadap aquifer mempengaruhi geologi yang mendasari bentuk dari catchment area.

Faktor yang Mempengaruhi Curah hujan :

1.      Letak daerah konvergensi antartropis

2.      Bentuk medan

3.      Arah lereng medan

4.      Arah angin yang sejajar dengan pantai

5.      Jarak perjalanan angin di atas medan datar

6.      Pusat geografis daerahnya

Faktor yang mempengaruhi banyak sedikitnya curah hujan di suatu daerah :

1. Factor Garis Lintang menyebabkan perbedaan kuantitas curah hujan, semakin rendah garis lintang semakin tinggi potensi curah hujan yang diterima, karena di daerah lintang rendah suhunya lebih besar daripada suhu di daerah lintang tinggi, suhu yang tinggi inilah yang akan menyebabkan penguapan juga tinggi, penguapan inilah yang kemudian akan menjadi hujan dengan melalui kondensasi terlebih dahulu.
2. Faktor Ketinggian Tempat, Semakin rendah ketinggian tempat potensi curah hujan yang diterima akan lebih banyak, karena pada umumnya semakin rendah suatu daerah suhunya akan semakin tinggi.
3. Jarak dari sumber air (penguapan), semakin dekat potensi hujanya semakin tinggi.
4. Arah angin, angin yang melewati sumber penguapan akan membawa uap air, semakin jauh daerah dari sumber air potensi terjadinya hujan semakin sedikit.
5. Hubungan dengan deretan pegunungan, banyak yang bertanya, “kenapa di daerah pegunungan sering terjadi hujan?” hal itu disebabkan uap air yang dibawa angin menabrak deretan pegunungan, sehingga uap tersebut dibawa keatas sampai ketinggian tertentu akan mengalami kondensasi, ketika uap ini jenuh dia akan jatuh diatas pegunungan sedangkan dibalik pegunungan yang menjadi arah dari angin tadi tidak hujan (daerah bayangan hujan), hujan ini disebut hujan orografik contohnya di Indonesia adalah angin Brubu.
6. Faktor perbedaan suhu tanah (daratan) dan lautan, semakin tinggi perbedaan suhu antara keduanya potensi penguapanya juga akan semakin tinggi.
7. Faktor luas daratan, semakin luas daratan potensi terjadinya hujan akan semakin kecil, karena perjalanan uap air juga akan panjang.

CURAH HUJAN

I.2. Dasar Teori

Curah hujan (mm) merupakan ketinggian air hujan yang terkumpul dalam tempat yang datar, tidak menguap, tidak meresap, dan tidak mengalir. Curah hujan 1 (satu) millimeter, artinya dalam luasan satu meter persegi pada tempat yang datar tertampung air setinggi satu millimeter atau tertampung air sebanyak satu liter.

Presipitasi (hujan) merupakan salah satu komponen hidrologi yang paling penting. Hujan adalah peristiwa jatuhnya cairan (air) dari atmosfer ke permukaan bumi. Hujan merupakan salah satu komponen input dalam suatu proses dan menjadi faktor pengontrol yang mudah diamati dalam siklus hidrologi pada suatu kawasan (DAS). Peran hujan sangat menentukan proses yang akan terjadi dalam suatu kawasan dalam kerangka satu sistem hidrologi dan mempengaruhi proses yang terjadi didalamnya. Mahasiswa akan belajar tentang bagaimana proses terjadinya hujan, faktor-faktor apa saja yang mempengaruhinya, bagaimana karakteristik hujannya dan mempelajari cara menghitung rata-rata hujan pada sutau kawasan dengan berbagai model penghitungan rata-rata hujan.

Presipitasi cair dapat berupa hujan dan embun dan presipitasi beku dapat berupa salju dan hujan es. Dalam uraian selanjutnya yang dimaksud dengan presipitasi adalah hanya yang berupa hujan.

Dengan segala kekurangan dan kelebihannya, alat pengukur hujan ada 2 macam yaitu alat pengukur hujan manual dan alat pengukur hujan otomatik.

II.2 Metode

1.      Metode rata-rata aritmatik

·         Plot semua lokasi stasiun pengukuran dan tingi hujan yang ada di sekitar daerah aliran sungai yang akan ditentukan curah hujan wilayahnya.

·         Tentukan berapa banyaknya stasiun pengukuran hujan yang terletak di dalam batas daerah aliran sungai tersebut.

·         Jumlahkan tinggi hujan dari sejumlah stasiun pengukuran hujan yang telah ditentukan.

·         Curah hujan wilayah diperoleh dengan cara membagi jumlah tinggi hujan hasil tahap kerja c dengan banyaknya stasiun pengukuran hujan hasil tahap kerja b.

2.      Metode Poligon Thiessen

·         Plot semua lokasi stasiun pengukuran dan tinggi hujan yang ada di sekitar daerah aliran sungai yang akan ditentukan curah hujan wilayahnya.

·         Sambungkan setiap stasiun pengukuran hujan dengan stasiun pengukuran terdekatnya terutama untuk stasiun-stasiun pengukuran hujan yang berada dalam dan paling dekat dengan batas daerah aliran sungai. Sambungkan antara stasiun akan membentuk deret segitiga yang tidak boleh saling memotong satu sama lain.

·         Tentukan titik tengah dari setiap sisi segitiga kemudian buatlah sebuah garis tegak lurus terhadap masing-masig sisi segiiga tersebut tepat di titik tengahnya.

·         Hubungkan setiap garis tegak lurus tersebut satu sama lain sehingga membentuk poligon-poligon dimana setiap poligon hanya diwakili oleh satu stasiun pengukuran hujan yang berada di dalam atau paling dekat dengan batas daerah aliran sungai.

·         Tentukan luas daerah masing-masing poligon dengan mengunakan planimeter atau kertas milimeter blok. Jumlah dari luas daerah masing-masing poligon akan sama dengan total luas daerah aliran sungai.

·         Tentukan presentase luas dari setiap poligon terhaap luas totaldaerah aliran sungai.

·         Kalikan presentase luas setiap poligon (hasil tahap kerja f) dengan tinggi hujan yang jatuh di dalam poligon-poligon tersebut.

·         Curah hujan wilayah diperoleh dengan cara menjumlahkan perkalian persentase luas poligon dengan tinggi hujan yang jatuh di dalam poligon tersebut (penjumlahan setiap perkalian pada tahap kerja g).

3.      Metode Isohyet

·         Plot semua lokasi stasiun pengukuran dan tinggi hujan yang ada di sekitar darah aliran sungai yang akan ditentukan curah hujan wilayahnya.

·         Tentukan interval curah hujan yang akan digunakan.

·         Gambar isohyet (garis yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai curah hujan yang sama) berdasarkan interval yang telah ditentukan, berturut-turut mulai dari interval yang paling besar samapai inteval yang palinh kecil. Dalam beberapa hal isohyet merupakan hasil interpolasi linier antara curah hujan pada pada dua stasiun pengukuran yang berdekatan.

·         Tentukan curah hujan rata-rata diantara setiap isohyet (isohyet rata-rata) dengan metode rata-rata hitung.

·         Tentukan total luas daerah yang dicakp oleh setiap isohyet dengan menggunakan planimeter atau kertas milimeter blok.

·         Tentukan luas neto dari masing-masing daerah

·         Kalikan masing-masing isohyet rata-rata

·         Akumulasikan hasil dari masing-masing perkalian antara isohyet rata-ratadengan luas netto daerahnya berturut-turut dari interval isohyet tinggi ke isohyet terendah.

·         Tentukan hujan ekivalen yang jatuh di setiap luasan netto isohyet dengan cara membagi akumulasi nilai pada masing-masing interval isohyet.dengan total luas daerah yang dicakup oleh masing-masing interval isohyet.

·         Curah hujan wilyah diperoleh dari hujan ekivalen yang jatuh pada luasan netto yang paling kecil.

BAB III

HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN

III.1. Hasil Pengamatan

1.    Metode rata-rata aritmatik

Stasiun pengukuran	Curah hujan
1	172
2	158
3	130
4	118
5	96
6	80
7	78
8	76
9	70
10	62
11	55
Total	1095
Rata-rata	99.54

1.    Metode poligon Thiessen

Stasiun pengukuran	CH (mm)	Luas Poligon	% Luas Poligon	2x4
1	2	3	4	5
1	160	491	0.05	8.57
2	155	194	0.02	3.28
3	136	198	0.02	2.94
4	118	1634	0.18	21.04
5	90	501	0.05	4.92
6	80	693	0.08	6.25
7	77	1685	0.18	14.16
8	79	902	0.10	7.78
9	62	1146	0.13	7.75
10	55	1395	0.15	8.37
11	52	323	0.04	1.83
Total		9165	5.00	91.69

1.    Metode Isohyet

Interval isohyet	Isohyet rata-rata	Luas	Luas neto	2x4	5	CH ekuivalen (6:3)
1	2	3	4	5	6	7
>150	162.5	129	129	20962.5	20962.5	162.5
125-150	137.5	519	390	53625	74587.5	143.71
100-125	112.5	1470	1018	121500	227225	133.39
75-100	87.5	2805	1725	150937.5	469337.5	123.71
50-75	62.5	5250	3525	220312.5	788837.5	108.06

III.2. Pembahasan

Presipitasi adalah peristiwa jatuhnya cairan (dapat berbentuk cair atau beku) dari atmosphere ke permukaan bumi. Presipitasi cair dapat berupa hujan dan embun dan presipitasi beku dapat berupa salju dan hujan es. Dalam uraian selanjutnya yang dimaksud dengan presipitasi adalah hanya yang berupa hujan. Curah hujan wilayah disebut juga dengan curah hujan terpusat dimana curah hujan yang didapat dari hasil pencatatan alat pengukur hujan atau data curah hujan yang akan diolah berupa data kasar atau data mentah yang tidak dapat langsung dipakai. Dalam suatu daerah terdapat stasiun pencatat curah hujan.

Curah hujan wilayah diperkirakan dari beberapa titik pengamatan curah hujan. Cara menghitung curah hujan wilayah dapat ditentukan dari pengamatan curah hujan di beberapa titik. Hasil pengukuran data hujan dari masing-masing alat pengukuran hujan adalah merupakan data hujan suatu titik (point rainfall). Padahal untuk kepentingan analisis yang diperlukan adalah data hujan suatu wilayah (areal rainfall). Ada beberapa cara untuk mendapatkan data hujan wilayah yaitu :

1. Cara Rata-rata Aljabar

Cara ini merupakan cara yang paling sederhana yaitu hanya dengan membagi rata pengukuran pada semua stasiun hujan dengan jumlah stasiun dalam wilayah tersebut. Sesuai dengan kesederhanaannya maka cara ini hanya disarankan digunakan untuk wilayah yang relatif mendatar dan memiliki sifat hujan yang relatif homogen dan tidak terlalu kasar.

2.Cara Poligon Thiessen

Cara ini selain memperhatikan tebal hujan dan jumlah stasiun, juga memperkirakan luas wilayah yang diwakili oleh masing-masing stasiun untuk digunakan sebagai salah satu faktor dalam menghitung hujan rata-rata daerah yang bersangkutan. Poligon dibuat dengan cara menghubungkan garis-garis berat diagonal terpendek dari para stasiun hujan yang ada.

3. Cara Isohiet

Isohiet adalah garis yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai tinggi hujan yang sama. Metode ini menggunakan isohiet sebagai garis-garis yang membagi daerah aliran sungai menjadi daerah-daerah yang diwakili oleh stasiun-stasiun yang bersangkutan, yang luasnya dipakai sebagai faktor koreksi dalam perhitungan hujan rata-rata.

Stasiun pencatat curah hujan maka untuk mendapatkan curah hujan wilayah dapat dilakukan dengan mengambil nilai rata-rata dengan menggunakan cara-cara yang ditentukan.

Dari data yang diperoleh dihasilkan banyak poligon yang didapat dalam suatu aliran sungai. Setiap poligon memiliki luas yang berbeda-beda. Dalam 3 cara yang dilakukan untuk menentukan curah hujan wilayah memiliki nilai yang berbeda-beda. Curah hujan wilayah dalam menggunakan cara aritmatik mendapat nilai sebesar 92.67 mm, nilai curah hujan wilayah dengan menggunakan cara poligon thiessen sebesar 81.01, dan curah hujan wilayah dengan menggunakan cara isohyet menghasilkan nilai sebesar 1.83.

Data hujan yang tidak konsisten biasanya disebabkan karena perubahab atau gangguan lingkungan di sekitar tempat penakar hujan. Curah hujan tidak bersifat universal sehingga daerah yang mengalami curah hujan maksimum pada saat aktivitas matahari maksimum mengalami kekeringan dan curah hujannya cenderung maksimum. Data curah hujan dapat diperoleh pada stasiun klimatologi.

BAB IV

PENUTUP

IV.1 Kesimpulan

1. Dari data yang dihasilkan terdapat poligon yang didapat dalam suatu aliran sungai. Setiap poligon memiliki luas yang berbeda-beda. Dalam tiga cara yang telah dilakukan untuk menentukan curah hujan wilayah memiliki nilai yang berbeda-beda. Dari hasil yang diperoleh ternyata dari tiga cara yang digunakan dalam menentukan rata-rata curah hujan wilayah metode poligon thiessen adalah yang paling akurat.

2. Catchment area (daerah tangkapan air) merupakan 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 yang dapat berupa punggung-punggung bukit atau  gunung dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan

3. DAS, dapat diklasifikasikan menjadi daerah hulu, tengah dan hilir.

IV.2 Saran

Dari hasil analisa diharapkan pengukuran data curah hujan harus di uji konsistensinya terlebih dahulu dengan menggunakan tiga cara yaitu cara aritmatik, cara poligon thiessen, dan cara isohyet. Selain itu juga pengukuran curah hujan harus menggunakan banyak stasiun sehingga curah hujan yang diperoleh tidak menimbulkan dampak negatif terhadap manusia. Jika menginginkan data curah hujan yang akurat sebaiknya di stasiun penakar hujan harus terbebas dari gangguan lingkungan, seperti penakar hujan letaknya tidak boleh berdekatan dengan gedung tinggi dan lain sebagainya.

DAFTAR PUSTAKA

Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

Sudjarwadi. 1987. Teknik Sumber Daya Air. Yogyakarta : PAU Ilmu Teknik    

UGM.

Sosrodarsono, S., dan Takeda. 1999. HidrologiUntuk Pengairan. Jakarta : P.T. Pradny Paramita.