## MODEL KONSERVASI SUMBERDAYA AIR DANAU TOBA

## Model for Water Conservation of Lake Toba
Hotland Sihotang a , M. Yanuar J. Purwanto b , Widiatmaka c , Sambas Basuni d
a Program Studi Pengelolaan Sumberdaya Alam dan Lingkungan, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680  hotl4ands@yahoo.com b Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan, Fakultas Teknik Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680
c Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680
d Departemen Konservasi Sumberdaya Hayati dan Ekowisata, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Darmaga, Bogor 16680
Abstract. This  study  aims  to  design  and  build  water  resource  conservation  model  with  emphasis  on  technical,  socio- economical,and  ecological  aspects  involving  extensive  changes  in  land  use,  population  growth,  continuity  of  operation  of  the hydropower of Asahan and some other aspects of the catchment. Illustration of the water balance was made under the influence of  land  use  and  other  economic  activities.  Modelling  of  water  balance  was  constructed  by  the  method  of  dynamic  modeling systems  using  Powersim  software.The  water  availability  was  analyzed  using  FJ.Mock  method  with  variables  derived  from  the analysis of the ecological condition of the catchment area of Lake Toba. The simulations ofwater balance and water level  was performed  for  the  condition  without  intervention  variables  and  with  intervention  variables.  The  intervention  variables  was performed in pessimistic, moderat and optimistic scenario to provide an overview of conservation policy.  The simulation of the water  balance  and  lake  water  level  indicate  that  either  in  the  year  of  2017-2057,  the  best  scenario  is  between  moderate  and optimistic  scenarios  in  the  condition  of  the  population  growth  between  0.8%  -  1.0%  per  year,  infiltration  coefficient  values between 0.40 to 0.45, the value of land cover factor between 0.25 to 0.3, while the flow ofwater released into the Asahan River of 91.69 m3/sec in average.
Keywords: FJ. Mock, water balance, land cover factor value, Lake Toba
(Diterima: 21-12-2011; Disetujui: 01-02-2012)

## 1. Pendahuluan
Air  merupakan  sumber  daya  alam  yang  mutlak  di- perlukan bagi  hidup dan kehidupan  manusia sehingga sangat  penting  dikelola  dengan  baik.  Pendayagunaan sumber  daya  air  semakin  meningkat  seiring  dengan pertumbuhan  penduduk,  sementara  ketersediaan  air secara  kumulatif  tetap  dalam  suatu  daerah  tangkapan air, bahkan diperkirakan semakin berkurang jika terja- di  degradasi  lingkungan.  Tantangan  dalam  pengelo- laan  sumber  daya  air  adalah,  bagaimana  melestarikan ketersediaan sumber daya air pada  suatu daerah tang- kapan  air  agar  tetap  dapat  memenuhi  kebutuhan  air secara  berkelanjutan.  Hal  tersebut  perlu  mendapat perhatian khusus dari pemerintah, termasuk pada salah satu sumber daya air di Indonesia yakni Danau Toba.
Danau  Toba  merupakan  danau  terbesar  di  Asia Tenggara,  merupakan  danau  terdalam  kesembilan  di dunia serta merupakan danau tipe vulkanik kalderater- besar  di  dunia.  Danau  ini  berada  905  meter  diatas permukaan laut dengan panjang 275 km, lebar 150 km dan  luas  1130  km 2 .  Kedalaman  sebelah  utara  adalah 529  m  sedangkan  kedalaman  sebelah  selatan  adalah 429  m.  Fungsi  utama  Danau  Toba  saat  ini  adalah membangkitkan  tenaga  listrik  lebih  dari  1000  MW. Pembangkitan  ini  diantaranya  menggunakan  PLTA Sigura-gura  dan  PLTATangga  dengan  total  kapasitas terpasang 604 MW (PLTA Asahan II, PLTA Asahan I (2  X  90  MW)  dan  PLTA  Asahan  di  Simorea  dan
PLTA  Asahan  di  Traktak  yang  mampu  membang- kitkan  total  daya  listrik  hingga  400  MW.  Dari  hasil penelitian,  masih  dapat  dikembangkan  PLTA  Asahan IV (80 MW) dan PLTA Asahan V (85 MW).
Permasalahan yang terjadi adalah potensi jumlah air tersebut diperkirakan terancam dengan adanya indika- si  penurunan  muka  air  dari  tahun  ke  tahun.  Diduga wilayah hulu Daerah Tangkapan Air Danau Toba telah mengalami degradasi kualitas lingkungan yang sangat berat  berupa  perubahan  tataguna  lahan  dan  konversi hutan. Kerusakan hutan di sekitar Danau Toba sudah- sedemikian  parah  dimana  luasan  hutan  hanya  tersisa 15.8 % dari luasan catchment area Danau Toba. Didu- ga  hal  ini  mengakibatkan  tinggi  permukaan  air  danau tidak stabil dan mengganggu pemanfaatan danau teru- tama  stabilitas  pasokan  air  ke  PLTA  Asahan.  Berku- rangnya  ketersediaan  air  akan  mengganggu  kelang- sungan  operasional  PLTA  dan  terganggunya  ekosis- tem  danau.  Sebaliknya  jika  terlalu  banyak  keterse- diaan air  maka  muka air danau akan  naik  bahkan ter- jadi banjir yang berakibat terhadap terganggunya eko- sistem di pinggiran danau.
Untuk  itu  perlu  dilakukan  upaya  perlindungan,  pe- lestarian  dan  pemanfaatan  danau  secara  lestari  dan serius  dengan  melakukan  penelitian  tentang  sumber daya  air  yang  berkelanjutan.  Penelitian  tersebut  dila- kukan  dengan  judul  Model  Konservasi  Sumber  Daya Air  Danau  Toba  Secara  Berkelanjutan.  Penelitian  ini dimaksudkan  untuk  mendapatkan  model  kebijakan
konservasi  sumber  daya  air  yang  berkelanjutan  untuk diterapkan  oleh  para  pengambil  kebijakan  keterse- diaan sumber daya air.
Tujuan khusus penelitian ini adalah untuk mengkaji kondisi  ekologis  perairan,  mengkaji  neraca  keseim- bangan  air  Danau  Toba,  merumuskan  persepsi  pakar tentang  konservasi  sumberdaya  air  danau  dan  meru- muskan model konservasi sumber daya air danau yang berkelanjutan.  Kajian  ini  dilakukan  dengan  mengkaji perubahan  penggunaan  lahan,  perubahan  tata  ruang, kependudukan  dan  kondisi  sumber  daya  fisik  selama beberapa tahun pada daerah tangkapan air, menganali- sa  neraca  air  dengan  menghitung  ketersediaan  air, pemanfaatan  air  dan  cadangan  air  Danau  Toba  setiap tahunnya.  Kajian  pengaruh  curah  hujan,  iklim,  karak- teristik topografi. tutupan lahan selama beberapa tahun sebelumnya  dilakukan  dengan  memakai  metode F.J.Mock..  Kajian  dan  data  tersebut  di  atas  dijadikan acuan dalam penyusunan model dengan menggunakan model  dinamis  untuk  melihat  saling  keterkaitan  antar faktor  dan  untuk  mendapatkan  skenario  konservasi danau melalui Sistem Dinamis.
Penelitian ini bertujuan untuk menghitung masukan dan keluaran air Danau Toba dan  membangun  neraca air Danau Toba yang berkelanjutan.

## 2. Metodologi
Penelitian  sebagian  berupa  kajian  pustaka  dengan data yang digunakan adalah data sekunder berupa peta digital Rupa Bumi Indonesia skala 1:50000, peta digi- tal  topografi  skala  1:50000,  data  pengelolaan  lahan, peta  bentuk  lahan.  peta  digital  geologi  1:50000,  peta digital  tanah  skala  1:50000,  peta  rencana  tata  ruang wilayah  periode  1997-2007.  kondisi  iklim  dan  curah hujan dari tahun 1997-2007. Peta Citra Landsat tahun perekaman 2001 dan 2005.

## 2.1. Perhitungan Masukan Air
Dalam penelitian ini perhitungan masukan air meli- puti  seluruh  jumlah  air  yang  masuk  ke  danau  yang terdiri dari curah hujan yang langsung masuk ke danau, curah  hujan  yang  jatuh  ke  daratan  daerah  tangkapan air  danau  yang  mengalir  masuk  ke  danau  melalui  ali- ran  limpasan  permukaan  ( direct  run  off )  dan  aliran bawah  permukaan  ( base  flow ),  aliran  sungai  dari  luar daerah tangkapan danau serta perkiraan aliran air dari sumber yang lain di luar yang telah disebutkan di atas.
Aliran limpasan permukaan ( direct run off ) dan ali- ran  bawah  permukaan  ( base  flow )  dihitung  dengan metode Mock (1973) sehingga setiap bulan dapat dili- hat pola sebaran aliran yang masuk ke danau.

## 2.2. Perhitungan Keluaran Air
Keluaran  air  dihitung  meliputi  kebutuhan  debit  air untuk  menggerakkan  turbin  PLTA  di  sungai  Asahan, kebutuhan air untuk keperluan rumah tangga, kebutu- han air perkotaan dan kebutuhan air industri, evapora-
si  danau  serta  perkiraan  aliran  lainnya  di  luar  yang telah disebutkan di atas.
Kebutuhan  debit  air  untuk  menggerakkan  turbin PLTA di sungai Asahan didapat dari data pengukuran di stasiun pencatat debit di Bendung Siruar merupakan data  sekunder  yang  berasal  dari  PT.Otorita  Asahan, Jakarta.
Kebutuhan air bersih rumah tangga, dinyatakan da- lam satuan Liter/Orang/Hari (L/O/H), besar kebutuhan tergantung dari kategori kota berdasarkan jumlah pen- duduk.  Berdasarkan  data  jumlah  penduduk  setiap  ke- camatan yang berada di DTA Danau Toba mempunyai jumlah  penduduk  kurang  dari  20000  jiwa  sehingga dikategorikan sebagai kota kecil dengan nilai Kebutu- han  Air  Bersih  adalah  berkisar  antara  maksimum  90 L/O/H (Cipta Karya 2006).
Kebutuhan  Air  Perkotaan  yaitu  untuk  memenuhi kebutuhan  air  komersial  dan  sosial  yang  diasumsikan sebesar  35%  dari  kebutuhan  air  bersih  rumah  tangga. Kebutuhan  Air  Bersih  Rumah  Tangga  dan  Perkotaan adalah 121.5 L/O/H ditambah adanya kehilangan  aki- bat  dari  (1)Kehilangan  dalam  proses  sebesar  6% (2)Kehilangan  air  tidak  terhitung  yaitu  sebesar  25%, sehingga total menjadi 172L/O/H.
Kebutuhan Air Industri diperhitungkan berdasarkan jumlah penduduk terhadap kebutuhan per pekerja dan rata rata pelayanan,  yaitu :  KAI= % P x AP  x RL di- mana  KAI  =  Kebutuhan  Air  Industri,  L/O/H  ;  %  P  = Persentase  asumsi  penduduk  :  AP  =  Kebutuhan  air industri  per  tenaga  kerja,  pada  tahap  awal  diperhi- tungkan sebesar 500 L/O/H, terjadi peningkatan sebe- sar  1%  setiap  tahun.  RL  =  Rerata  Layanan,  diperhi- tungkan  konstan  sebesar  70%  serta  kehilangan  dalam proses  sebesar  6%  dan  kehilangan  air  tidak  terhitung yaitu  sebesar  25%.  Sehingga  total  Kebutuhan  Air  In- dustri  adalah  30  L/O/H.  Aliran  air  yang  lain  adalah perkiraan  aliran  air  yang  keluar  dari  Danau  Toba  di luar yang telah disebutkan di atas .
Secara  umum  persamaan  neraca  air  danau  diru- muskan sebagai berikut :
I = O±AS     atau I - O = ± AS
Gambar 1. Ilustrasi Siklus Hidtologi di daerah sekitar da- nau.
Masukan Air ( Inflow Water ) adalah : I = I 1 +I 2 +I 3 +I 4 dimana:
I1 = P x Aw ; I2= hujan netto x Ad = (P- ET) x Ad = (Qro  +  Qbf)  x  Ad  ;  I3=  Qs  ;  I4=  Q1.  I  =  jumlah  air yang  masuk  ke  danau  (inflow);  O=jumlah  air  yang keluar dari danau (outflow); ΔS=perubahan jumlah air
di danau; I1 =  jumlah  hujan  yang  langsung  masuk ke danau;  I2=jumlah  hujan  yang  jatuh  ke  -daratan; I3=debit  sungai  dari  luar  DTA;  P=Curah  hujan  rata- rata;  E=  Evaporasi  danau;  Aw=  luas  danau;  Qro  = debit run off; Qbf= debit base flow; Ad= luas daratan; , Qs = debit sungai dari luar ; ET =evapotranspirasi; Qi = debit yang lainnya.
Keluaran Air (Outflow Water) adalah : O = O 1 +O 2 + Ed + O 3 dimana :
O1=debit Air Sungai yang keluar di Siruar, O2= kebu- tuhan Air minum, Ed = Evaporasi danau , ΔS = peru- bahan  tinggi  permukaan  danau=  (t1  -  t2)  x  Aw,  t1= elevasi  awal  permukaan  danau  ,  t1=  Elevasi  akhir permukaan  danau,  Aw=  luas  danau;  O3  =  debit  yang lainnya yang ke luar danau.

## 2.3. Rancang Bangun Model
a) Analisis  kebutuhan diarahkan  kepada  pihak  yang berkepentingan
b) Identifikasi  dan  formulasi  masalah. Berpedoman kepada perhitungan Masukan Air dan Keluaran Air dengan  mempertimbangkan  aspek  ekologi,  eko- nomi dan sosial.
c) Identifikasi  sistem dilakukan  dengan  membuat diagram input output, diagram sebab akibat dan di- agram alir untuk melihat variabel.
d) Pemodelan dilakukan  dengan  membangun  model dinamik  dengan  menggunakan  perangkat  lunak powersim  versi  2.11,  dimana  model  terdiri  dari sub-model  sosial  ekonomi,  sub-model  ekologi, submodel  neraca  air  dan  tinggi  permukaan  air  da- nau.
e) Validasi  struktur model dilakukan  terhadap 3 sub- model yaitu sub-model sosial ekonomi, sub-model ekologis dan sub-model neraca air. Validasi kiner- ja  model  dilakukan  dengan  cara  membandingkan data output  model  dengan  data real  yang  telah  di- peroleh.
f) Implementasi ,  dengan  menyiapkan  beberapa  ske- nario untuk arahan kebijakan.

## 2.4. Struktur Model Hasil Rancang Bangun
Model  Ketersediaan  dan  Keluaran  Air  dilakukan dengan  sistem  dinamis  memakai  software  Powersim versi  2.11  dan  simulasi  tinggi  permukaan  air  danau untuk  menghitung  nilai  ketersediaan  air  yang  terdiri dari :
1.    Model Masukan Air
2.    Model Keluaran Air
3.    Model Neraca Air

## 2.5. Model Masukan Air
Data  yang  dimasukkan  ke  dalam  model  adalah curah  hujan,  pengukuran  evapotransipirasi  potensial, karakteristik  daerah  tangkapan  air,  kondisi  iklim  dan aliran  air  dari  luar  daerah  tangkapan  air.  Keluaran
adalah  total  air  limpasan  permukaan  ( direct  run  off ), aliran  bawah  tanah  ( base  flow )  menjadi  total  air limpasan  yang  masuk  ke  danau  atau Run  Off seperti dijelaskan pada Gambar 2.

## 2.6. Model Keluaran Air
Keluaran  air  dihitung  dengan  masukan  jumlah pertumbuhan  penduduk,  kebutuhan  air  penduduk, kebutuhan  air  industri,  kebutuhan  debit  air  Sungai Asahan  untuk  kebutuhan  PLTA  dan  perkiraan  debit yang  lain  yang  ke  luar  dari  Danau  Toba  seperti dijelaskan pada Gambar 2.

## 2.7. Model Neraca Air
Simulasi  neraca  air  dilakukan  dengan  menghitung selisih  masukan  air  dengan    keluaran  air  setiap  bulan dan setiap tahunnya.
Gambar 2. Struktur model hasil rancang bangun

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1. Deskripsi Kondisi Ekologis
a. Letak dan Luas
Model keluaran air
Sub-model neraca air
Sub-model masukan air
Siklus  DTA  Danau  Toba terletak  antara  2 0 10’ LU- 3 0 0’ LU dan 98 0 20’ BT- 99 0 50’ BT. Total luas Daerah Tangkapan  Air  Danau  Toba  adalah  379940.35  ha, yang  terdiri  dari  luas  perairan  Danau  Toba  sebesar 104528.25  ha  (27.51%)  dan  luas  daratan  sebesar 275412.10 ha ( 72.49%).

## b. Iklim
Suhu  rata-rata  bulanan  terendah  adalah  19.7ºC  (Ja- nuari-Februari), suhu rata-rata bulanan tertinggi 21.40 ºC  (Agustus).  Kelembaban  rata-rata  tahunan  adalah 83%.  Penyinaran  Matahari  rata-rata  adalah  48  (%). Kecepatan angin rata-rata adalah  2.66 m/det.

## c. Tanah
Suhu  rata-rata  bulanan  terendah  adalah  19.7ºC  (Ja- nuari-Februari), suhu rata-rata bulanan tertinggi 21.40 ºC  (Agustus).  Kelembaban  rata-rata  tahunan  adalah 83%.  Penyinaran  Matahari  rata-rata  adalah  48  (%). Kecepatan angin rata-rata adalah  2.66 m/det.

## d. Geologi
DTA Danau Toba didominasi oleh  formasi geologi Tufa  Toba  seluas  123988  ha  (46.07  %)  dan  formasi geologi Samosir luas 72923.50 ha (27.33%).

## e. Topografi
Permukaan  Danau  Toba  berada  pada  ketinggian 905 m dpl, 77.72 % berada diatas ketinggian 1000 dpl, Kemiringan  lahan  15-40  %  adalah  21.71  %,  kemirin- gan lebih 40 % adalah 12.45 % dari luas DTA.

## f. Perubahan Penggunaan Lahan
Hasil  interpretasi  citra  landsat  menunjukkan  telah terjadi perubahan penggunaan lahan sebagaimana dis- ajikan pada Gambar 3 dan 4.
Gambar 3. Citra Landsat DTA Danau Toba tahun 2001

## Gambar 4. Citra Landsat DTA Danau Toba tahun 2007
Tabel 1. Perubahan penggunaan lahan DTA Danau Toba
Gambar 5. Grafik perubahan lahan DTA Danau Toba
Analisis perubahan penggunaan lahan menunjukkan bahwa luas lahan bervegetasi (hutan, kebun campuran, sawah dan semak belukar) cenderung  menurun secara fluktuatif.  Luas  hutan  berkurang  dari  181490.14  ha (2001)  menjadi  168085.87  ha  (2007)  dan  108672.20 ha  (2009).  Sebaliknya,  terjadi  peningkatan  luas  lahan yang  tidak  bervegetasi  (lahan  terbuka,  tegalan  dan pemukiman)  dari  82923.35  ha  (2001)  menjadi 95483.29  ha  (2007)  dan  153668.35  ha  (2009). Penggunaan  lahan  yang  bervegetasi  pada  tahun  2001 adalah  68.64%  dan  yang  tidak  bervegetasi  adalah 31.36% dan tahun 2007 berubah  menjadi penggunaan lahan  yang  bervegetasi  63.77%  (berkurang)  dan  yang tidak  bervegetasi  adalah  36.23%  dari  luas  daratan DTA Danau Toba (bertambah).
Dinamika  perubahan  penggunaan  lahan  di  DTA Danau Toba  umumnya adalah perubahan penggunaan lahan  dari  satu  jenis  tutupan  lahan  ke  penggunaan
0 50000 100000 150000 Hutan Kebun Campuran Sawah Semak Belukar Lahan Terbuka Tegalan/Ladang Pemukiman 2009 2007 2009
setiap  tutupan  lahan  lainnya.  Tabel  dinamika perubahan  penggunaan  lahan  tersebut  disajikan  pada
Tabel  2.
Tabel 2. Dinamika perubahan penggunaan lahan

## 3.2. Kemampuan Lahan
Dari  hasil  perhitungan  luasan  antara  penggunaan lahan  eksisting  di  daerah  tangkapan  air  Danau  Toba berdasarkan    hasil  rekaman  Citra  Landsat tahun  2007 ditemukan  22.22%    dari  luas  daratan  yang  digunakan tidak  sesuai  dengan  kemampuan  lahan  DTA  Danau Toba.  Penggunaan  lahan  yang  tidak  sesuai  ini  harus diupayakan  untuk  dikembalikan  kepada  penggunaan yang  sesuai  dengan  kemampuan  lahannya  untuk mendapatkan kondisi yang ideal.
Penggunaan  lahan  yang  tidak  sesuai  dengan kemampuan  lahan  khususnya  pada  kawasan  lindung mencapai  21.29  %  pada  tahun  2001  dan  bertambah menjadi 30.01 % pada tahun 2007. Penggunaan  lahan pada  seluruh  DTA  Danau  Toba  yang  tidak  sesuai dengan  kemampuan  lahan  adalah  39.76%  pada  tahun 2001 dan berubah menjadi 39.97% pada tahun 2007.

## 3.3. Tata Ruang Danau Toba
Berdasarkan  data  RTRW  Propinsi  Sumatera  Utara didapat bahwa luas kawasan lindung pada DTA Danau Toba  adalah  121397.41  ha  atau  46.04%  dari  luas daratan  dan  kawasan  budidaya  adalah  sebesar 142254.23  ha  atau  53.96%  dari  luas  daratan.  Data hasil  rekaman  Citralandsat  pada  tahun  2007, ditemukan  jumlah  luas  pengunaan  lahan  yang  sesuai dengan  fungsi  kawasan  lindung  yaitu  hutan  adalah 33720.69  ha  atau  12.79  %  dari  luas  daratan  dan jumlah  luas  penggunaan  lahan  yang  tidak  sesuai dengan  fungsi  kawasan  lindung  adalah  seluas 87676.72 ha atau 33.25% dari luas daratan. Sementara itu,  pada  kawasan  budidaya  ditemukan  penggunaan lahan  yang  tidak  sesuai  dengan  fungsi  kawasan budidaya  yaitu  hutan seluas 26266.58 ha atau 9.97 % dari  luas  daratan.  Dengan  demikian,  luas  penggunaan lahan  yang  tidak  sesuai  dengan  fungsi  kawasan  pada DTA Danau Toba menurut RTRW Propinsi Sumatera Utara  ditemukan  seluas  113943.30  ha  atau  43.22% dari luas daratan.

## 3.4. Kawasan Hutan
Data hasil rekaman Citra Landsat pada tahun 2007, ditemukan  jumlah  luas  pengunaan  lahan  yang  sesuai dengan  fungsi  kawasan  lindung  yaitu  hutan  adalah 33720.69  ha  atau  12.79  %  dari  luas  daratan  dan  jum- lah  luas  penggunaan  lahan  yang  tidak  sesuai  dengan fungsi  kawasan  lindung  adalah  seluas  93368.39  ha atau  35.39%  dariluas  daratan.  Sementara  itu,  pada kawasan  budidaya ditemukan penggunaan  lahan  yang tidak  sesuai  dengan  fungsi  kawasan  budidaya  yaitu hutan seluas 26266.58 ha atau 9,97 % dari luas daratan. Dengan  demikian,  luas  penggunaan  lahan  yang  tidak sesuai  dengan  fungsi  kawasan  menurut  SK  201 Men- hut/2006 ditemukan seluas 119634,97 ha atau 45.35 % dari  luas  daratan.  Hasil  analisis  penggunaan  lahan pada  daerah  tangkapan  air  Danau  Toba  yang  tidak sesuai  dengan  kemampuan  lahan,  rencana  tata  ruang dan  rencana  kawasan  hutan  menunjukkan  bahwa daerah tangkapan air Danau Toba harus segera dilaku- kan  upaya  konservasi.  Ketidaksesuaian  penggunaan lahan  tersebut  menjadi  berpengaruh  besar  terhadap kelestarian kuantitas air danau.

## 3.5. Masukan dan Keluaran Air
Hasil  analisis  Ketersediaan  Air  dan  Keluaran  Air pada  tahun  2007  disajikan  pada  Gambar  5  yang menunjukkan bahwa ketersediaan air selalu lebih kecil dari keluaran air kecuali pada pertengahan  bulan  Juni sampai  pertengahan  bulan  Agustus.  Diperkirakan  ada debit  yang  berasal  dari  luar  DTA  yang  masuk  ke Danau  Toba  dan  ada  debit  yang  keluar  dari  Danau Toba  yang  diperkirakan  merupakan  aliran  air  melalui lapisan  tanah  di  dasar  danau.  Perhitungan  neraca  air pada  tahun  1997  sampai  dengan  tahun  2007  pada daerah  tangkapan  air  Danau  Toba  disajikan  pada Tabel 3.
Tabel 3. Neraca air Danau Toba tahun 1997-2007 (x 10 6 m 3 )
Gambar 6. Ketersediaan air dan keluaran air Danau Toba tahun 2007
Pada tahun 1997-1998; tahun 2000- 2001 dan tahun 2004-2006 jumlah keluaran air dari Danau Toba lebih besar  dari  jumlah  air  yang  masuk  ke  Danau  Toba. Namun  pada  tahun  dari  tahun  1998    sampai  akhir ta- hun  1999  dan  tahun  2001  sampai  dengan  tahun  2004 jumlah air yang masuk ke Danau Toba lebih besar dari air  yang  ke  luar  dari  Danau  Toba.dari  perhitungan ditemukan  bahwa  volume  air  Danau  Toba  semakin lama semakin berkurang.

## 3.6. Prediksi Kondisi Masa Depan
Ada  dua  kondisi  yang  dilakukan  yakni  prediksi tanpa  input  perubahan  serta  prediksi  masa  depan dengan  input  perubahan  (intervensi  terhadap  input dengan beberapa skenario).
Gambar 7. Grafik neraca air kondisi ekisting tahun 2017
Gambar 8. Grafik neraca air kondisi ekisting tahun 2057
Tabel 4. Neraca air DTA Danau Toba tanpa intervensi (x 10 6 m 3 )
Hasil  simulasi  prediksi  masa  depan  pada  kondisi tanpa  perubahan    input  menunjukkan  bahwa ketersediaan  air  pada  tahun  2017  defisit  461.70  x 10 6 m 3 dan pada tahun 2057 defisit bertambah menjadi sebesar  492.84  x10 6 m 3 seperti  dijelaskan  pada  Tabel 4.
Neraca air kondisi negatip terjadi mulai bulan Janu- ari  sampai  dengan  bulan  Oktober  dan  neraca  air  kon- disi positip terjadi pada bulan Oktober sampai dengan Desember.
Prediksi  masa  depan  pada  kondisi  dengan  peruba- han  input  (intervensi  terhadap  input  dengan  beberapa skenario) dengan  menghitung  neraca air dan  mengen- dalikan tinggi permukaan air danau pada kondisi pada tahun  2017  dan  tahun  2057  dengan  skenario  pesimis, moderat  dan  optimis  seperti  dijelaskan  sebagai  beri- kut :
1. Pertumbuhan penduduk dilakukan dengan skena- rio kebijakan optimis, moderat dan pesimis seca- ra berurutan adalah 0.8%; 1.0% dan 1.2%.
2. Pengurangan jumlah air limpasan dan menambah daya  serap  air  oleh  tanah,  dengan  memper- gunakan koefisisen  infiltrasi pada  skenario kebi- jakan  optimis,  moderat  dan  pesimis  secara  beru- rutan adalah 0.45; 0.43 dan 0.41.
3. Pengendalian  penggunaan  lahan  dari  lahan  non bervegetasi  ke  lahan  bervegetasi  untuk  menam- bah  nilai  singkapan  lahan  (m)  dengan  skenario optimis,  moderat  dan  pesimis  secara  berurutan sebesar 0.25; 0.30 dan 0.32.
Bulan : Jan - Des 2017 J u m la h a ir (x 1 .0 0 0 .0 0 0 m 3 ) MASUKAN 1 KELUARAN 2 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 200 400 600 800 1,000 1,200 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Bulan Tahun 2017
Tahun 2057 Masukan Keluaran   Masukan Keluaran Jan 741,08                  707,56           741,08           710,14 Peb 799,35                  970,05           799,35           972,63 Mar 535,96                  716,73           535,96           719,31 Apr 927,23                  961,43           927,23           964,02 Mei 695,55                  639,10           695,55           641,69 Jun 336,79                  363,18           336,79           365,78 Jul 144,06                  367,19           144,06           369,79 Aug 439,83                  718,72           439,83           721,32 Sep 541,70                  559,69           541,70           562,29 Okt 920,86                  946,40           920,86           949,01 Nop 849,93                  701,96           849,93           704,56 Des 777,73                  519,76           777,73           522,37 Total 7.710,07               8.171,77        7.710,07        8.202,91 Defisit (461,70) (492,84)
4. Pengaturan  debit  air  ke  sungai  Asahan  dengan besaran  untuk  seluruh  skenario  sebesar  91.69 m3/det.
5. Mengganti  tanaman  penutup  lahan  dengan  jenis tutupan lahan yang memberikan koefisien evapo- transpirasi  untuk  skenario  optimis,  moderat  dan pesimis  masing-masing  adalah  0.75;  0.82  dan 0.88.
Hasil  simulasi  neraca  air  untuk  skenario  optimis, moderat dan pesimis tahun 2017 disajikan pada Tabel 55 dan tahun 2057 disajikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Skenario neraca air Danau Toba tahun 2017
Penyebaran  air  dalam  tahun  2017  disajikan  pada Gambar 9.
Gambar 9. Grafik neraca air kondisi tahun 2017
Gambar 10. Grafik neraca air kondisi tahun 2057
Dugaan  tinggi  permukaan  air  Danau  Toba  untuk skenario  optimis,  moderat  dan  pesimis  pada  tahun 2017 disajikan pada Gambar 11.
Gambar 11. Skenario tinggi permukaan air Danau Toba 2017
Bulan Neraca Air   2017 (x1.000.000 m 3 ) Optimis Moderat Pesimis Masukan Keluar  Masukan Keluar  Masukan Keluar Jan 784,09 707,43 768,38 707,50 764,28 707,58 Feb 835,43 969,91 822,80 969,99 820,14 970,07 Mar 585,32 716,59 567,11 716,67 562,09 716,75 Apr 951,90 961,29 942,93 961,37 943,29 961,45 Mei 743,34 638,96 725,72 639,04 720,85 639,13 Jun 382,46 363,04 366,84 363,12 362,91 363,21 Jul 144,06 367,05 144,06 367,13 144,06 367,21 Aug 476,80 718,58 463,92 718,66 461,88 718,75 Sep 586,83 559,54 570,12 559,63 566,69 559,71 Okt 959,35 946,26 944,55 946,34 943,97 946,43 Nop 901,41 701,81 881,38 701,90 875,81 701,98 Des 828,14 519,61 808,71 519,70 803,08 519,79 Jumlah 8.179,13  8.170,07 8.006,52  8.171,05 7.969,05  8.172,06 Neraca Air 9,06 -164,53 -203,01 Penyebaran air dalam tahun 2057 disajikan pada Gambar 61 Gambar 61.  Grafik Komparasi Skenario Neraca Air,Tahun 2057 Skenario Optimis : Jan - Des  2057 J u m la h a ir ( x 1 .0 0 0 .0 0 0 m 3 ) MASUKAN 1 KELUARAN 2 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 200 400 600 800 1,000 1,200 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Skenario Moderat : Jan - Des  2057 J u m la h a ir ( x 1 .0 0 0.0 00 m 3 ) MASUKAN 1 KELUARAN 2 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 200 400 600 800 1,000 1,200 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Skenario Pes imis,: Jan - Des  2057 J u m la h a ir ( x 1 .0 0 0 .0 0 0 m 3 ) MASUKAN 1 KELUARAN 2 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 200 400 600 800 1,000 1,200 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Penyebaran air dalam tahun 2057 disajikan pada Gambar 61 Gambar 61.  Grafik Komparasi Skenario Neraca Air,Tahun 2057 Skenario Optimis : Jan - Des  2057 J u m la h a ir ( x 1 .0 0 0 .0 0 0 m 3 ) MASUKAN 1 KELUARAN 2 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 200 400 600 800 1,000 1,200 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Skenario Moderat : Jan - Des  2057 J u m la h a ir ( x 1 .0 0 0.0 00 m 3 ) MASUKAN 1 KELUARAN 2 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 200 400 600 800 1,000 1,200 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 Skenario Pesimis,: Jan - Des 2057 J u m la h a ir ( x 1 .0 0 0 .0 0 0 m 3 ) MASUKAN 1 KELUARAN 2 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 200 400 600 800 1,000 1,200 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Dugaan  tinggi  permukaan  air  Danau  Toba  untuk skenario  optimis,  moderat  dan  pesimis  pada  tahun 2057 disajikan pada Gambar 12.
Gambar 12. Skenario tinggi permukaan air Danau Toba 2057
Dari  hasil  simulasi  tersebut  di  atas  yang  terbaik adalah pada skenario optimis. Pada tahun 2017 neraca air  menunjukkan bahwa jumlah air yang masuk lebih besar  dari  yang  keluar.  Pasokan  air  ke  PLTA  Asahan dapat  diberikan  rata-rata  100%  sesuai  dengan  yang diinginkan.  Tinggi  muka  air  berada  dalam  batas yang diinginkan yakni 905.30-905.50 m dpl serta perbedaan antara elevasi tertinggi dengan elevasi terendah hanya 0.60 m  ini  menunjukkan  bahwa skenario berhasil dan cukup baik.

## 4. Kesimpulan dan Saran

## 4.1. Kesimpulan
1. Model dapat digunakan untuk menemukan strategi konservasi yang optimal.
2. Hasil  simulasi  pada  kondisi  prediksi  masa  yang akan  datang  menunjukkan  bahwa  diperlukan  kon- servasi sumber daya air untuk memperbaiki neraca air danau.
3. Model  ini  dapat  mengatur  dengan  debit  optimal operasional ke PLTA  Asahan

## 4.2. Saran
Dari  hasil  simulasi  dapat  disarankan,  agar  konser- vasi  berorientasi  kepada  perbaikan  kemampuan  lahan menyerap  air  dengan  teknologi  peningkatan  kemam- puan  penyerapan  tanah,  menjaga  nilai  faktor  tutupan lahan  dengan  membatasi  lahan  pada  nilai  maksimum 0.2-0.3  dengan  meningkatkan  luas  hutan,  membatasi pemukiman  dan  mengupayakan  perbaikan  terhadap lahan kritis serta membuat peraturan operasional  ben- dung pengendali dengan membatasi debit yang keluar.

## Daftar Pustaka
[1] Barus,  B.,Wiradisastra,  2000.  Sistem  Informasi  Geografi (Sarana  Manajemen  dan  Sumberdaya).  Lab.  Penginderaan Jauh dan Kartografi, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
[2] Ditjen RLPS, 2009.  Pedoman Monitoring dan Evaluasi Dae- rah Aliran Sungai, Lampiran Peraturan Direktur Jenderal Re- habilitasi Lahan dan Perhutanan Sosial, No.P.04/V-SET/2009,
Tanggal 5 Maret 2009. [3] Limantara  L.  M.,  Janu  Ismoyo  M.,  Andy  S.,  2008.  Water Balance  in  the  Teritip  DAM,  Balikpapan,  East  Kalimantan. AGRITEK 16(12).
[4] Juwono P. T., 2009. Sebuah Kajian Kebijakan Bidang Sumb- er Daya Air dari Sudut Pandang Hidrologi. Teknik Pengairan Universitas Brawijaya, Malang.
[5] Mock,  F.  J.,  1973.  Water  availability  appraisal.  Basic  study prepared  for FAO/UNDP  Land Capability Appraisal Project, Bogor.
[6] Nurwijayanto, E., 2008. Analisis Kawasan Hutan dan Kawa- san  Lindung  Dalam  Rangka  Arahan  Penataan  Ruang  di  Ka- bupaten  Deli  Serdang  [Tesis].  Institut  Pertanian  Bogor,  Bo- gor.
[7] Parhusip,  H.,  2005  Penelitian  Air  Tanah  Untuk  Pengemban- gan Daerah Irigasi di Nainggolan Pulau Samosir,  Teknik  Si- pil, Institut Teknologi Bandung, Bandung.
[8] Soeriagara, I., 1977. Pengelolaan Sumber Daya Alam. Bagian I. Jurusan Pengelolaan Sumber Daya Alam dan  Lingkungan. Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor, Bogor.
[9] Sitorus,  S.,  2004.  Evaluasi  Sumber  Daya  Lahan  Cetakan  Ke III. Penerbit Tarsito, Bandung.
[10] Sriharto, B. R., 2000. Hidrologi Teori Masalah Penyelesaian. Nafiri, Jakarta.
[11] Sosrodarsono, S., Takeda K., 1978. Hidrologi Untuk Pengai- ran. Cetakan ke II. PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
[12] Suroso,  H. A, Susanto., 2006. Pengaruh perubahan tata guna lahan  terhadap  debit  banjir  daerah  aliran  sungai  banjaran. Jurnal T. Sipil 3(2).
[13] Siti,  Z.  Y.,  2008.  Rencana  Penataan  Kawasan  Wisata  yang Berkelanjutan  di  Danau  Toba  Sumatera  Utara  (Kasus:  Sub DAS Naborsahon). Program Studi Arsitektur Lanskap, Seko- lah Pascasarjana IPB, Bogor.