Mk. Metil tanah prinsip-prinsip pemodelan sistem

5. Pemodelan Sistem Daerah Aliran Sungai
5.1. Pendahuluan

Daerah aliran sungai merupakan suatu wilayah yang dibatasi oleh batas-batas topografis yang menyalurkan air hujan melalui suatu sistem sungai. DAS ini merupakan unit hidrologis yang telah diguna­kan sebagai unit biofisik dan sebagai unit sosial-ekonomi serta seba­gai unit sosial politik dalam perencanaan dan implementasi aktivitas-aktivitas pengelolaan sumberdaya (Easter dan Hufschmidt, 1985). Selanjutnya dikemukakan bahwa pengelolaan DAS merupakan suatu proses memformulasikan dan megimplementasikan aktivitas-aktivitas yang melibatkan sumberdaya alam dan manusia dalam suatu DAS, dengan mempertimbangkan faktor-faktor sosial, politik, ekonomi dan institusional yang ada, dengan maksud untuk mencapai tujuan dan sasaran yang telah ditentukan .

5.2. Identifikasi Sistem DAS

Teknik diagramatis sangat membantu dalam identifikasi sistem DAS yang kompleks. Beberapa macam diagram dapat dikemukakan berikut ini:

(1). Diagram Lingkar Sebab-Akibat (causal-loop)

Pengabstraksian beberapa fenomena pokok yang terjadi dalam sistem DAS dapat dilukiskan seperti Gambar 2.

Gambar 2. Diagram lingkar sebab-akibat sistem DAS.

(2). Diagram kotak-hitam I/O Sistem DAS

Berdasarkan informasi yang diperoleh dari diagram lingkar dapat disusun diagram input/output sistem DAS (Gambar 3).

Input Lingkungan

Input tidak Output yg

terkendali diinginkan



SISTEM DAS

Input yang Output yg

terkendali parameter diinginkan



Umpan

balik
Gambar 3. Diagram kotak-hitam I/O sistem DAS

Keterangan:

(1). Output yang diinginkan: Tersedianya air sepanjang tahun; Swa-sem­bada pangan; Tersedianya kesempatan kerja; Terkendalinya degra­dasi lingkungan

(2). Output yang tidak diinginkan : Kerusakan hutan, Banjir dan kekeringan; Erosi dan sedimentasi berlebihan; Kemiskinan/pe-n­gangguran

(3). Input terkendali: Investasi, alokasi lahan, teknologi

(4). Input tak terkendali: harga komoditi,informasi pasar

(5). Input lingkungan : fisik, perundangan, sistem budaya

(6). Umpan balik: Bappeda, Pemda

(7). Parameter DAS: luas, ukuran, lokasi DAS.
(3). Diagram Umpan Balik Pengendalian

Secara umum diagram umpan balik pengendalian dapat dilukis­kan seperti Gambar 4. Diagram ini menggambarkan suatu sistem yang tertutup dimana mekanisme umpan balik dapat bekerja dengan lancar. Gangguan atau disturbansi (D(t)) dalam bebera­pa subsistem cukup besar sehingga kalau ini terjadi maka fungsi pengendali tidak dapat bekerja secara efektif.

5.3. Pemodelan Sistem DAS

Lima tahapan yang lazim ditempuh dalam pemodelan sistem adalah: (i) mengisolasi komponen-komponen atau subsistem-subsistem yang pokok, (ii) definisi peubah-peubah input ("causal variable"), (iii) defi­nisi peubah-peubah respons atau status ("response variables"), (iv) definisi peubah-peubah output ("output variables"), lazimnya ini berkai­tan langsung dengan peubah status, dan (v) menentukan struktur sistem, bagaimana peubah-peubah berinteraksi menghasilkan proses.

Gambar 4. Diagram Umpan Balik Pengendalian Sistem DAS (Soemarno, 1991).

I(t): Control-index, merupakan input sistem berupa kondisi yang menjadi sasaran pengelolaan DAS:misalnya laju erosi tanah dan kandungan sedimen air sungai.

FP: Fungsi pengendali, mengendalikan bekerjanya fungsi transfer (FT). Fungsi pengendali ini menguasai teknologi, dana, dan otorita: misalnya petani.

FT: Fungsi transfer, tugasnya mengubah input sistem menjadi output sistem. Fungsi ini mempunyai struktur dan mekanisme spesifik yang bisa mendukung fungsinya, misalnya lahan tegalan dengan tanaman jagung.

U(t):Input sistem DAS: material, kapital, teknologi; misalnya hujan, pupuk, benih, tenakerja.

D(t):Gangguan terhadap sistem, biasanya tidak dapat dikendalikan oleh FP dan FT: misalnya gunung meletus

O(t):Output sistem aktual: hasil sedimen

MI : Menejemen informasi: Dinas Pengairan, Pengelola Waduk, BRLKT.
Sebagian dari informasi tentang komponen sistem, peubah-peubah sistem dan dtruktur sistem telah diuraikan dalam bagian identifikasi sistem. Oleh karena itu tahap pemodelan ini biasanya diawali dengan menyusun diagram alir yang menya takan rangkaian antara input sistem, komponen sistem dan output.

Berdasarkan diagram alir tersebut kemudian dilakukan penja­baran masing-masing komponen secara lebih mendetail. Misalnya model usahatani yang dikhususkan untuk menentukan alternatif pola pergili­ran tanaman yang aman erosi dan layak ekonomi. Diagram alir desk­riptif model ini dapat dilukiskan seperti Gambar 5. Untuk mencapai tujuan seperti yang dilukiskan dalam Gambar 6, maka dapat disusun strategi bertahap sbb: (1). Penetapan batas toleransi erosi, (2). Eva­luasi jenis-jenis tanaman yang sesuai, (3). Analisis usahatani tanaman yang sesuai, (4). Pendugaan kehilangan tanah potensial dan aktual , (5). Evaluasi alternatif pola pergiliran tanaman (B/C-ratio dan faktor C), (6). Menemukan alternatif pola pergiliran tanaman yang aman, (7). Menemukan alternatif pola pergiliran tanaman yang layak.

4. Implementasi Komputer

Untuk menjabarkan model-model matematik tersebut di atas menjadi model komputer maka diperlukan dua macam alat bantu, yaitu block-diagram untuk mengarahkan algoritme perhitungan dan bahasa pemrograman yang bersifat umum, seperti BASIC, FORTRAN, atau PASCAL. Sebagai teladan ilustratif adalah perhitungan dugaan kehilan­gan tanah di suatu lokasi lahan tertentu dengan menggunakan model Wischmeier dan Smith (1978). Block diagramnya dapat disajikan dalam Gambar 8.

Mulai

Komponen Bio-ekonomi:

Persiapan dan input data: Model-model usahatani

Biofisik, sosek, sosbud, Model-model usahata-ternak

demografis, dan lainnya

Model Alokasi/Optimasi

Sumberdaya air :

Model-model hidrologi

Model-model hujan Output sistem DAS

Sumberdaya lahan: Selesai

Model-model kualitas lahan

Model-model produktivitas

Model-model degradasi

Sumberdaya Manusia:

Model-model demografi

Model-model kependudukan

Model-model dinamika sosial

Gambar 5. Diagram alir deskriptif sistem DAS

Tujuan: Pola tanam aman erosi

dan layak ekonomi

Jenis tanaman yang sesuai

secara agroekologi dan

sosial-budaya

Pola pergiliran tanaman di

lahan tegalan

B/C ratio Faktor Pengelo-

laan tanaman

(Faktor C)



Evaluasi kelayakan Evaluasi keamanan

ekonomi erosi

Pola pergiliran tanaman

yang aman erosi dan layak Toleransi erosi

ekonomi
Gambar 6. Diagram alir deskriptif penentuan pola pergiliran tanaman yang aman erosi dan layak ekonomi .

Gambar 7. Diagram alir formulatif untuk menemukan agro teknologi yang aman erosi dan layak ekonomi (Soemarno, 1991).

Gambar 8. Diagram kotak perhitungan dugaan kehilangan tanah di suatu bidang lahan (Soemarno, 1991).