DAS Sampean di Kabupaten Bondowoso memiliki luas 1.248 km2. Selama 20 tahun terakhir, perkembangan ekonomi yang pesat telah menyebabkan konversi lahan dari area hijau ke lahan pengembangan yang menyebabkan kemampuan infiltrasi tanah menurun. Data yang tercatat periode waktu tahun 2002-2017 terjadi kenaikan debit harian sebesar 4 m3/s dan debit maksimum tahunan harian sebesar 42 m3/s, sedangkan kondisi curah hujan yang tercatat pada wilayah DAS Sampean mengalami tren penurunan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dampak yang ditimbulkan dari perubahan tutupan lahan terhadap debit aliran sungai, disimulasikan menggunakan model SWAT (Soil and Water Assesment Tools). Perubahan tutupan lahan juga mengakibatkan penurunan aliran dasar sebesar 104,99 mm. Data debit pengamatan, curah hujan, dan tutupan lahan dari Tahun 2003 hingga 2016 digunakan untuk kalibrasi model dan verifikasi. Hasilnya menunjukkan perubahan tutupan lahan yang terjadi selama tiga belas tahun terakhir di DAS Sampean mengakibatkan peningkatan aliran permukaan (SUR_Q) 35.81 mm, total air sungai (WYLD) meningkat 114 mm, debit maksimum per bulan meningkat 15,93 m3/s. Studi ini menggarisbawahi pentingnya faktor tutupan lahan sebagai Daerah Resapan Air (DRA) dalam perencanaan dan pengelolaan infrastruktur kawasan di masa depan pada DAS Sampean, Kabupaten Bondowoso.