PENGEMBANGAN DAERAH ALIRAN SUNGAI MULTIPLE GOALS PROGRAMMING Bahan kajian MK Metode Penelitian PMPSLP PPSUB Oktober 2011

SISTEM PERTANIAN BERWAWASAN LINGKUNGAN Pembangunan pertanian, menimbulkan dampak lingkungan (DAL): 1. Kebutuhan manusia atas barang dan jasa: Beragam sumberdaya input Gangguan lingkungan 2. Pertumbuhan penduduk: Kegiatan ekonomi pd kondisi lingkungan rawan 3. Pengembangan teknologi DAL 4. Mekanisme pasar Mengabaikan biaya sosial 5. Peningkatan produksi LIMBAH Kualitas Lingkungan 6. DAS Ekosistem Pertanian yang Tipikal

KONFIGURASI DAS Sub DAS I II III IV V VI VII X VIII x4 x6 X2 X1 x5 IX X3 Ecological yield: Debit air, sedimenEconomic yield: Bio-economic yield, ton/haCash income, rp/ha Employment, HOK/th/ha

MGP: Multiple Goal Programming Teknik pemrograman matematika untuk menyelesaikan maslaah pengambilan keputusan yang mempunyai beberapa tujuan yang tidak dapat dipenuhi secara serempak Tahapan: Problem identification Tahapan: Problem solving Identifikasi Masalah: 1. Diagram lingkar sebab-akibat (causal loop diagram) 1.1. Semua peubah yang berperan 1.2. Pengaruh peubah terhadap yang lain …………… tanda panah 1.3. Sifat pengaruh/ akibat ……………. tanda + atau – 2. Diagram Kotak Hitam: Input SISTEM Output

DAS Aktivitas manusia: 1. Konstruksi fisik (X1) 2. Pertambangan (X2) 3. Pertanian (X3) 4. Perikanan (X4) 5. Peternakan (X5) 6. Perkebunan (X6) 7. Kehutanan (X7) 8. Lainnya (Xi) Dampak Negatif Model Perencanaan 1. Model Optimasi untuk mencapai tujuan yg ditetapkan: 2. Model Non-Optimasi1. Tunggal (single) 2. Ganda (Multiple)

CAUSAL LOOP: Model Perencanaan DAS Biomasa Vegetasi Intersepsi Transpirasi Evapo- Transpirasi + + Penutupan Vegetasi Bahan Organik Retensi Air Lahan pertania n Produktivitas lahan Intensifikasi Usahatani Fisika Tanah Dispersi agregat Infiltrasi KAT Perkolasi Fluktuasi debit sungai EROSI Run-off Konservas i DEBIT + +

Diagram Kotak Hitam Model DAS Sistem DAS Hidrologi ErosiHidrologi Sedimentasi ProduksiProd. Lahan Output Landuse optimum Parameter DAS Pengelolaan: Konservasi & Intensifikasi Input terkontrol landuse Input tak terkontrol Iklim Geomorfologi

Pemecahan masalah: 1. Analisis Optimasi Landuse: Model MGP Landuse optimal: Kombinasi optimum dari berbagai jenis landuse Variabel: Luasan sutu jenis landuse Ciri utama MGP: 1.Sasaran yg ingin dicapai diberi urutan prioritas, setidaknya dalam sekala ORDINAL 2. Pemenuhan sasaran dilakukan berdasarkan prioritas. Sasaran dengan prioritas lebih rendah baru diperhatikan bila sasaran dg prioritas lebih tinggi telah terpenuhi 3. Sasaran tidak perlu harus terpenuhi, tetapi diusahakan sedekat mungkin.

Model Umum MGP: a. Fungsi Tujuan Minimumkan Fungsi Tujuan: Z = Σ P k Σ ( w - ki.di - + w + ki.di + ) b. Fungsi Kendala: Kendala Riil: Σ Σ a kj X j ≤ atau ≥ C k Kendala Sasaran: Σ Σ e ij X j + di - - di + = bi X j, di -, di + ≥ 0 Dimana: i = 1 …………..m j = 1 ………….. n k = 1………….. p

Keterangan: Xj: Peubah keputusan ke-j atau kegiatan sub-tujuan e ij : Koefisien X j pada kendala sasaran ke-i a kj : Koefisien Xj pada kendala sasaran ke-k Ck: Nilai kendala riil ke-k, Jumlah sumberdaya ke-k yang tersedia bi: Target sasaran ke-i (RHS) di-: Kekurangan dari sasaran ke i (simpangan negatif) Pk: Faktor prioritas ordinal ke k di+: Kelebihan dari sasaran ke i Wki-: bobot bagi di - pada prioritas Pk Wki+: Bobot bagi di+ pada prioritas Pk

Peubah dan Parameter: Peubah (Xi): X1: Luas hutan (ha) X2: Luas tanaman tahunan lahan kering (ha) X3: Luas tanaman pangan lahan kering (ha) X4: Luas padi sawah (ha) X5: Luas alang-alang (ha) X6: Luas pemukiman (ha). Parameter (Sasaran = RHS) a1 s/d a10 : Debit atau limpasan permukaan bulanan pada sub DAS ke 1 s/d 10 (m 3 ) a11 s/d a20: Kehilangan tanah tolerable pd sub DAS ke 1 s/d 10 (mm/th) a 21 s/d a 30 : Sediment Delivery Ratio (SDR) pada sub DAS ke 1 s/d 10 a 31 s/d a 40 : Trapping efficiency (TE) pada sub DAS ke-1 s/d 10

Parameter: a 41 : Produktivitas hutan a 42 : Produktivitas kebun tanaman tahunan, kw/ha a 43 : Produktivitas tegal tranaman pangan, kw/ha a 44 : Produktivitas padi sawah, kw/ha a 45 – a 54 : Pendapatan petani si sub DAS ke 1 s/d ke 10, rp/ha/th a 55 : Rasio minimum luas hutan dengan luas DAS yang diinginkan a 56 : Rasio minimum luas kebun dengan luas DAS a57: Rasio minimum luas tegalan dengan luas DAS a58: Rasio minimum luas sawah dengan luas DAS a59: Rasio minimum luas alang-alang dengan luas DAS a60: Rasio minimum luas pemukiman dengan luas DAS

Fungsi Kendala Model: Urutan Prioritas 1. Kendala luas landuse 2. p1: Kendala sasaran debit atau runoff 3. p2: Kendala sasaran toleransi erosi 4. p3: Kendala sasaran sedimentasi minimum 5.p3: Kendala sasaran produksi usahatani 6.p4 : Kendala sasaran total income petani (p1 : prioritas tinggi, p4: prioritas rendah) Fungsi Tujuan Model: Z = p1 Σ dk - + p2 Σ dk + + p3 Σ dk + + p4 Σ dk -

Fungsi Kendala: Kendala riil luas lahan: DAS = 10 Sub DAS 1. Luas Hutan (X1) e 1 X e 2 X …………..+ e 10 X d1 - = X1 2. Luas Kebun (X2) e1X e2 X …………..+ e 10 X d2 - = X2 3. Luas Tegalan (X3) e1X3.1 + e2 X3.2 + …………..+ e10X d3- = X3 ………. Dst…… 6. Luas Permukiman (X6) e1X6.1 + e2 X6.2 + …………..+ e10 X d6- = X6 7. Kendala sasaran Debit:

Kendala sasaran Debit atau run off: 7. Sub DAS 1 e17 X17 + ………………… + e67 X67 + d7 - = a1 8. Sub DAS 2 : e18 X18 + ………………… + e68 X68 + d 8 - = a2 ………dst…… Sub DAS 10: e 1.16 X ………………… + e 6.16 X d 16 - = a10 X1.7 = luas lahan pada sub DAS 1 X1.16= luas lahan pada sub DAS 10 X6.7= luas permukiman pada sub DAS 1 Dst….

Fungsi kendala riil / sasaran 1. X1.1 + X2.1 + X3.1 + X4.1 + X5.1 + X6.1 = C k1

ANALISIS HIDROLOGIS A. HIDROLOGI Model: Q = a. Q maks (1-e kt )Peubah yg ditetapkan / dipilih : 1. Laju transpirasi Dimana: 2. Besaran intersepsi Q= Peubah yang ditetapkan (1-4)3. Laju evaporasi dari tanah Qmaks= NIlai maksimum dari Q4. Laju evaporasi permukaan air bebas a= Faktor koreksi bagi Q t= Peubah bebas k= Konstante e= Bilangan alam

b. EROSI Model:A = R.K.L.S.C.P. A: Kehilangan tanah, ton/ha/th R: Faktor erosivitas hujan K: Faktor reodibilitas tanah Dst……… Toleransi erosi tanah: Tolerable Soil Loss TSL = (SDE x SDF) / T SDE : Kedalaman efektif tanah, mm SDF : Faktor kedalaman tanah.

c. TINGKAT SEDIMENTASI Sedimen Potensial = (Erosi aktual) x SDR Sedimen Erosi Aktual yang masuk ke sungai SDR = Volume sedimen di lahan d. PRODUKTIVITAS LAHAN 1. Usahatani Sawah 2. Usahatani Tegalan 3. Usahatani Kebun 4. Produksi Hutan e. INCOME PETANI ∏ = TP - TC ∏: Income usahatani TP: Total produksi TC: Total biaya produksi

Problematik multi dimensional …………..

PENGEMBANGAN WILAYAH ALIRAN SUNGAI MULTIPLE GOALS PROGRAMMING Oktober 2004