s k r i p s irepository.ub.ac.id/2967/1/baiah widia utaminingtyas.pdf · lembar pengesahan...
TRANSCRIPT
PENENTUAN TITIK RESAPAN DI DAERAH PADAT PENDUDUK
MENGGUNAKAN ANALISA CITRA SATELIT DAN SISTEM
INFORMASI GEOGRAFIS
S K R I P S I
TEKNIK PENGAIRAN
KONSENTRASI SISTEM INFORMASI SUMBER DAYA AIR
Ditujukan untuk memenuhi persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik
BAIAH WIDIA UTAMININGTYAS
NIM. 105060400111057
UNIVERSITAS BRAWIJAYA
FAKULTAS TEKNIK
MALANG
2017
LEMBAR PENGESAHAN
PENENTUAN TITIK RESAPAN DI DAERAH PADAT PENDUDUK
MENGGUNAKAN ANALISA CITRA SATELIT DAN SISTEM
INFORMASI GEOGRAFIS
SKRIPSI
TEKNIK PENGAIRAN
KONSENTRASI SISTEM INFORMASI SUMBER DAYA AIR
Ditujukan untuk memenuhi persyaratan
memperoleh gelar Sarjana Teknik
BAIAH WIDIA UTAMININGTYAS
NIM. 105060400111057
Skripsi ini telah direvisi dan disetujui oleh dosen pembimbing
Pada tanggal 10 Agustus 2017
Dosen Pembimbing I
Dr. Eng. Donny Harisuseno, ST. MT.
NIP. 19750227 199903 1 001
Dosen Pembimbing II
Dr. Ery Suhartanto, ST. MT.
NIP. 19730305 199903 1 002
Mengetahui
Ketua Jurusan Teknik Pengairan
Ir. Moh Sholichin, MT., Ph.D
NIP.19670602 199802 1 001
i
KATA PENGANTAR
Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Allah SWT atas berkat dan rahmatNya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Penentuan Titik Resapan
Di Daerah Padat Penduduk Menggunakan Analisa Citra Satelit Dan Sistem
Informasi Geografis” dengan baik dan lancar.
Laporan Skripsi ini disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh
gelar Sarjana Teknik (S.T.) di Jurusan Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas
Brawijaya.
Dengan kesungguhan dan rasa rendah hati, penyusun mengucapkan terima kasih
kepada:
1. Bapak Ir. Moh. Sholichin, MT, Ph.D., selaku Ketua Jurusan Teknik Pengairan
Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.
2. Bapak Dr. Very Dermawan, ST., MT., selaku Ketua Program S1 Jurusan Teknik
Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya yang telah memberikan kesempatan
dan dukungan dalam menyelesaikan laporan skripsi ini.
3. Bapak Dr. Eng Donny Harisuseno, ST. MT., dan Bapak Dr. Ery Suhartanto, ST. MT.,
selaku dosen pembimbing. Terimakasih atas ilmu, ide, bantuan, bimbingan, dukungan,
motivasi dan kesabaran yang telah diberikan kepada penyusun selama pengerjaan
skripsi ini.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. M. Bisri, MS., dan Ibu Prof. Dr. Ir. Lily Montarcih L., M.Sc.,
selaku dosen peguji.
5. Kedua orang tua tercinta, Udik Utomo dan Endah Karyaningsih, atas perhatian, kasih
sayang, doa serta motivasi yang tak henti-hentinya dalam mendukung penyusun
menyelesaikan kuliah.
6. Akbar Tanjung Utomo, Paramitha Wulansari Maharani, Tri Yoga Utomo, Arsenio
Rakadanish El Akbar, Amirul Bayu Ebtama, serta seluruh keluarga besar atas
perhatian, kasih sayang, doa dan motivasi yang tak henti-hentinya dalam memberikan
dukungan dalam studi ini.
ii
7. Hestina Eviyanti, Tri Utami H., Donna Dwi L, Okta Rahma P., serta semua teman-
teman jurusan Teknik Pengairan angkatan 2010, yang telah banyak membantu
penyusun dalam menyelesaikan skripsi ini.
Dalam penyusunan skripsi ini, penyusun menyadari akan segala kekurangan yang
ada dalam skripsi ini, mengingat keterbatasan pengetahuan serta literatur yang penyusun
miliki. Oleh karena itu penyusun mengharapkan sekali adanya masukanmasukan baik
berupa saran maupun kritik yang membangun.
Akhir kata penyusun berharap semoga laporan ini dapat bermanfaat dan dapat
dijadikan referensi bagi mahasiswa Teknik Pengairan pada khususnya dan masyarakat
pada umunmya.
Malang, Agustus 2017
Penulis
iii
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR ..................................................................................... i
DAFTAR ISI ................................................................................................... iii
DAFTAR TABEL ........................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... ix
BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ........................................................................................ 1
1.2. Identifikasi Maslah .................................................................................. 3
1.3. Batasan Makalah ..................................................................................... 4
1.4. Rumuan Masalah ..................................................................................... 4
1.5. Tujuan dan Manfaat ................................................................................ 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .................................................................... 7
2.1. Hidrologi dan Ekosistem Daerah Aliran Sungai ....................................... 7
2.2. Tata Guna Lahan ..................................................................................... 8
2.3. Koefisien Pengaliran ............................................................................... 10
2.4. Infiltrasi .................................................................................................. 12
2.5. Limpasan Permukaan .............................................................................. 17
2.6. Debit Limpasan Permukaan Metode Rasional .......................................... 19
2.6.1. Pengujian Konsistensi Data Metode RAPS (Rescale
Adjusted Partial Sums) ................................................................. 19
2.6.2. Pemeriksaan outlier (Data di Luar Ambang Batas) ....................... 21
2.6.3. Analisa Curah Hujan Rancangan .................................................. 21
2.6.4. Uji Kesesuaian Distribusi ............................................................. 25
2.6.4.1. Uji Smirnov – Kolmogorov (Simpangan Horisontal) ....... 25
2.6.4.2. Uji Chi-Square ............................................................... 26
2.6.5. Intensitas Hujan ........................................................................... 27
2.6.6. Debit Limpasan Metode Rasional ................................................ 29
2.7. Sistem Informasi Geografis (SIG) .......................................................... 29
2.7.1. Definisi Sistem Informasi Georafis (SIG) ..................................... 29
2.7.2. Subsistem Sistem Informasi Georafis (SIG) ................................. 30
2.7.3. Komponen Sistem Informasi Georafis (SIG) ................................ 31
2.7.4. Model Data Sistem Informasi Georafis (SIG) ............................... 32
iv
2.7.4.1. Data Spasial ................................................................. 33
2.7.4.2. Data Atribut ................................................................. 33
2.7.5. Cara Kerja Sistem Informasi Georafis (SIG) ................................ 34
2.7.6. Pengolahan Data .......................................................................... 34
2.7.6.1. Pemasukan Data ........................................................... 34
2.7.6.2 Manipulasi dan Analisis Data ....................................... 34
2.7.6.3. Keluaran Data (Output) ................................................ 36
2.7.7. Analisa Tumpang Susun (Overlay) ............................................ 36
2.8. Penginderaan Jauh ................................................................................... 36
2.8.1. Komponen Penginderaan Jauh ..................................................... 37
2.8.2. Citra Penginderaan Jauh ............................................................... 39
2.8.3. Pemrosesan Citra ......................................................................... 39
BAB III METODOLOGI STUDI .................................................................. 45
3.1. Lokasi Daerah Studi ............................................................................... 45
3.2. Kondisi Daerah Studi .............................................................................. 47
3.2.1. Iklim ............................................................................................ 47
3.2.2. Keadaan Topografi dan Bentuk Wilayah ...................................... 47
3.2.3. Kondisi Tanah dan Geologi .......................................................... 47
3.2.4. Kondisi Hidrologi ........................................................................ 48
3.2.5. Penggunaan Lahan ....................................................................... 48
3.3. Data-data yang Diperlukan ..................................................................... 49
3.4. Langkah Pengerjaan Penelitian ................................................................ 50
BAB IV ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN ........................................ 57
4.1. Umum ..................................................................................................... 57
4.2. Pengolahan Data Citra Satelit .................................................................. 57
4.2.1. Menampilkan Data Raster dan Vektor .......................................... 58
4.2.2. Pembuatan Komposit Citra dan Penajaman Citra .......................... 59
4.2.3. Koreksi Geometris ....................................................................... 62
4.2.4. Pemotongan Citra ......................................................................... 64
4.2.5. Interpretasi Citra (Penentuan Sampel Area) .................................. 66
4.2.6. Klasifikasi Terbimbing ................................................................. 71
4.2.7. Verivikasi Lapangan .................................................................... 73
4.2.8. Uji Ketelitian Hasl Klasifikasi ...................................................... 74
4.2.9. Vektorisasi hasil Klasifikasi dan Editing Vektorisai ..................... 76
v
4.3. Klasifikasi Tata Guna Lahan ................................................................... 77
4.4. Penentuan Besarnya Koefisien Pengaliran ............................................... 81
4.5. Pengolahan Data Hidrologi ...................................................................... 85
4.5.1. Pengujian Konsistensi ..................................................................... 85
4.5.1.1. Pengujian Konsistensi Data Metode RAPS (Rescale
Adjusted Partial Sums) .................................................... 85
4.5.1.2. Pemeriksaan outlier (Data di Luar Ambang
Batas) .............................................................................. 86
4.5.2. Perhitungan Curah Hujan Rancangan Log Perarson Type III ....... 88
4.5.3. Uji Distribusi Frekuensi ............................................................... 89
4.5.3.1. Uji Smirnov-Kolmogorof ............................................... 89
4.5.3.2. Uji Chi-Square ............................................................... 91
4.5.4. Intensitas Hujan Selama Durasi Waktu Konsentrasi Setiap
Kala Ulang ................................................................................... 92
4.6. Perhitungan Debit Limpasan ................................................................... 93
4.7. Laju Infiltrasi Pada Lahan ....................................................................... 96
4.6.1. Jenis Tanah .................................................................................. 96
4.6.2. Pengukuran Laju Infiltrasi Menggunakan Infiltrometer ................ 98
4.8. Data Geometrik Saluran .......................................................................... 101
4.9. Penentuan Titik Resapan ......................................................................... 103
BAB V PENUTUP ......................................................................................... 105
5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 105
5.2. Saran ....................................................................................................... 106
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... xi
LAMPIRAN
vi
Sengaja Dikosongkan
vii
DAFTAR TABEL
No Judul Halaman
Tabel 1.1. Laju Pertumbuhan dan Kepadatan Penduduk Hasil Sensus
Penduduk Tahun 2010 ................................................................... 1
Tabel 1.2. Data Jumlah Genangan dan Banjir Kota Malang 1990-2010 ........... 2
Tabel 2.1. Koefisien Limpasan/Pengaliran ...................................................... 11
Tabel 2.2. Laju Infiltrasi Menurut Jenis Tanah ................................................ 12
Tabel 2.3. Nilai Q/ n dan R/ n ..................................................................... 20
Tabel 2.4. Nilai Kn untuk uji inlier-outlier ..................................................... 21
Tabel 2.5. Nilai G untuk Distribusi Log Pearson Tipe III ................................ 23
Tabel 2.6. Nilai kritis (Δcr) untuk uji Smirnov-Kolmogorov ........................... 26
Tabel 2.7. Nilai Percentile Xp2 terhadap derajat bebas v untuk Uji Chi Square 27
Tabel 3.1. Neraca Penggunaan Lahan Kecamatan Klojen Tahun 2002 ............ 49
Tabel 4.1. Hasil Verifikasi Lapangan .............................................................. 73
Tabel 4.2. Uji Ketelitian Hasil Klasifikasi Citra Satelit Google Earth
Tahun 2010 .................................................................................... 74
Tabel 4.3. Klasifikasi Tata Guna Lahan Kelurahan Penanggungan Tahun 2004 77
Tabel 4.4. Klasifikasi Tata Guna Lahan Kelurahan Penanggungan Tahun 2010 77
Tabel 4.5. Perubahan Luas Tata Guna Lahan Kelurahan Penanggungan
Tahun 2004 dan 2010 ...................................................................... 78
Tabel 4.6. Sebaran Koefisien Pengaliran Pada Tiap Tata Guna Lahan ............ 81
Tabel 4.7. Koefisien Pengaliran Sub DAS Brantas Kelurahan Penanggungan
Tahun 2004 ..................................................................................... 81
Tabel 4.8. Koefisien Pengaliran Sub DAS Brantas Kelurahan Penanggungan
Tahun 2010 .................................................................................... 82
Tabel 4.10. Uji Konsistensi Curah Hujan Stasiun Pengairan ............................. 86
Tabel 4.11. Curah hujan maksimum harian Stasiun Pengairan .......................... 87
Tabel 4.12. Uji Outlier Pengairan ..................................................................... 87
Tabel 4.13. Curah Hujan Maksimal Tahunan Stasiun Hujan Pengairan .............. 88
Tabel 4.14. Simpangan Baku (Si) dan Koefisien Kepencengan (Cs) ................. 89
Tabel 4.15. Curah Hujan Rancangan Sub Das Brantas Kelurahan Penanggungan 89
Tabel 4.16. Uji Smirnov Kolmogorof ............................................................... 91
viii
Tabel 4.17. Rekapitulasi Uji Smirnov Kolmogorof ........................................... 91
Tabel 4.18. Uji Chi-Square ............................................................................... 92
Tabel 4.19. Besar Intensitas Hujan Untuk Masing-masing kala Ulang .............. 93
Tabel 4.20. Kadar Air Tanah Pada titik Uji di Kelurahan Penanggungan .......... 98
Tabel 4.21. Laju Infiltrasi Pada Titik 1 ............................................................. 99
Tabel 4.221. Laju Infiltrasi Pada Titik 2 ............................................................. 98
Tabel 4.23. Laju Infiltrasi Pada Titik 3 ............................................................. 99
Tabel 4.24. Laju Infiltrasi Pada Titik 4 ............................................................. 99
Tabel 4.25. Laju Infiltrasi Pada Titik 5 ............................................................. 99
Tabel 4.26. Laju Infiltrasi Pada Titik 6 ............................................................. 100
Tabel 4.27. Rekapitulasi Laju Infiltrasi dan Kadar Air Titik Uji ........................ 100
Tabel 4.28. Hubungan Nilai Laju Infiltrasi Dengan Kejenuhan Tanah .............. 100
Tabel 4.29. Data Geometrik Saluran Drainase .................................................. 101
Tabel 4.30. Hasil Klasifikasi Penentuan Area Resapan Kelurahan
Penanggungan ................................................................................ 103
ix
DAFTAR GAMBAR
No Judul Halaman
Gambar 2.1. Daur Hidrologi ............................................................................ 7
Gambar 2.2. Komponen-komponen Ekosistem DAS Hulu ............................... 8
Gambar 2.3. Perubahan penggunaan lahan akibat hasil aktivasi ....................... 9
Gambar 2.4. Rata-rata Laju Infiltrasi (f) dan Infiltrasi Kumulatif (F) ................ 14
Gambar 2.5. Intensitas hujan (i), Kapasitas infiltrasi (F), Kecepatan infiltrasi (f),
Kelengasan tanah (SMD) ............................................................. 15
Gambar 2.6. Hubungan curah hujan dengan aliran permukaan untuk durasi
hujan yg berbeda........................................................................... 28
Gambar 2.7. Subsistem-subsistem SIG ............................................................. 31
Gambar 2.8. Uraian subsistem-subsistem SIG .................................................. 31
Gambar 2.9. Bentuk Data Vektor dan Raster .................................................... 32
Gambar 2.10. Contoh Tampilan Skema Sistem Pemrosesan Citra Lainnya ......... 43
Gambar 3.1. Peta Orientasi Lokasi Studi .......................................................... 46
Gambar 3.2. Lokasi Studi Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen,
Kota Malang ................................................................................ 46
Gambar 3.3. Diagram Alir Pengerjaan Skripsi .................................................. 53
Gambar 3.4. Diagram Alir Pengubahan Citra Satelit Menjadi Peta Tata Guna
Lahan .......................................................................................... 54
Gambar 3.5. Diagram Alir Perhitungan Debit Limpasan ................................... 55
Gambar 4.1. Tampilan Awal Software ER Mapper 7.0 ..................................... 57
Gambar 4.2. Menu Utama Pada Software ER Mapper 7.0 ............................... 57
Gambar 4.3. Tampilan Data Citra Satelit IKONOS Tahun 2004 ....................... 58
Gambar 4.4. Tampilan Data Citra Satelit IKONOS tahun 2010 ........................ 58
Gambar 4.5. Tampilan Vektor Kontur, Jalan, dan Sungai ................................. 59
Gambar 4.6. Tampilan Komposit Citra IKONOS Tahun 2004 RGB 543 ......... 60
Gambar 4.7 Tampilan komposit Citra IKONOS Tahun 2004 RGB 543 Setelah
Dilakukan Penajaman Citra .......................................................... 60
Gambar 4.8. Tampilan Komposit Citra Google Earth Tahun 2010 RGB 543 .... 61
Gambar 4.9. Tampilan Komposit Citra Google Earth Tahun 2010 RGB 543
x
Setelah Dilakukan Penajaman Citra ............................................. 61
Gambar 4.10. Titik GCP (Ground Control Point) .............................................. 62
Gambar 4.11. Proses Koreksi Geometris ............................................................ 63
Gambar 4.12. Tampilan Cek Koordinat Setelah Rektifikasi Citra ....................... 64
Gambar 4.13. Tampilan Koordinat Pada Software ER Mapper 7.0 ...................... 64
Gambar 4.14. Overlay Data Batas Daerah Terhadap Citra Satelit ...................... 65
Gambar 4.15. Proses Pemotongan Citra Menggunakan Metode Masking .......... 65
Gambar 4.16. Hasil Pemotongan Citra Satelit .................................................... 66
Gambar 4.17. Peta Citra Satelit IKONOS Tahun 2004 Kelurahan Penanggungan 69
Gambar 4.18. Peta Citra Satelit Google Earth Tahun 2010 Kelurahan
Penanggungan .............................................................................. 70
Gambar 4.19. Proses Interpretasi dan Klasifikasi Terbimbing Menggunakan
Software Arc. GIS 10.1 ................................................................ 71
Gambar 4.20. Tampilan Hasil Interpretasi dan Klasifikasi Terbimbing Citra Satelit
IKONOS tahun 2004 Menggunakan Software Arc. GIS 10.1 ........ 72
Gambar 4.21. Tampilan Hasil Interpretasi dan Klasifikasi Terbimbing Citra Satelit
Google Earth tahun 2010 Menggunakan Software Arc. GIS 10.1 . 72
Gambar 4. 22. Titik-Titik Verifikasi Lapangan Pada Citra Satelit Google Earth
Tahun 2010 ................................................................................... 73
Gambar 4.23. Peta Titik Verivikasi di Lapangan ................................................ 75
Gambar 4.24. Tampilan Vektorisasi Hasil Klasifikasi ......................................... 76
Gambar 4.25. Peta Tata Guna Lahan Kelurahan Penanggungan Tahun 2004 ...... 79
Gambar 4.26. Peta Tata Guna Lahan Kelurahan Penanggungan Tahun 2010 ...... 80
Gambar 4.27. Peta Sebaran Koefisien Pengaliran Kelurahan Penanggungan
Tahun 2004 .................................................................................. 83
Gambar 4.28. Peta Sebaran Koefisien Pengaliran Kelurahan Penanggungan
Tahun 2010 .................................................................................. 84
Gambar 4.29. Peta Jenis Tanah Kelurahan Penanggungan ............................. 97
Gambar 4.30. Grafik Hubungan Laju Infiltrasi dan Kejenuhan Tanah ............ 101
Gambar 4.31. Peta Satuan Wilayah Penanggulangan Genangan (SWPG)
Kelurahan Penanggungan ............................................................. 102
Gambar 4.32. Weighted Overlay Pada Citra Kelurahan Penanggungan Berdasarkan
Data Infiltrasi,Jenis Tanah,dan Limpasan Permukaan .................... 103
Gambar 4.33. Peta Potensi Area Resapan Kelurahan Penanggungan .................. 104
RINGKASAN
Baiah Widia Utaminingtyas, Jurusan Teknik Pengairan, Fakultas Teknik Universitas
Brawijaya, Agustus 2017, Penentuan Titik Resapan Di Daerah Padat Penduduk
Menggunakan Analisa Citra Satelit Dan Sistem Informasi Geografis, Dosen Pembimbing:
Dr. Eng. Donny Harisuseno, ST.MT. dan Dr. Ery Suhartanto, ST. MT.
Kota Malang menghadapi permasalahan pembangunan yang sama yaitu pesatnya
perkembangan tidak diimbangi dengan perencanaan yang baik, akibatnya terjadi alih
fungsi lahan yang pada awalnya berupa lahan terbuka menjadi lahan terbangun.
Berubahnya fungsi lahan tersebut menyebabkan jumlah lahan resapan yang dimiliki oleh
Kota Malang semakin berkurang, akibatnya air yang berasal dari hujan tidak mampu
diserap oleh tanah dengan baik
Tujuan dari studi ini adalah untuk menganalisa perubahan penggunaan lahan yang
tampak melalui citra satelit pada Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen, Kota
Malang agar dapat digunakan menganalisa besarnya perubahan limpasan permukaan yang
terjadi akibat adanya alih guna lahan dan kapasitas laju infiltrasi lahan.
Hasil analisa dan perhitungan didapatkan peta area resapan pada Kelurahan
Penanggungan, Kecamatan Klojen, Kota Malang yang selanjutnya dapat digunakan
sebagai dasar perencanaan pengelolaan kawasan ruang berbasais ekologi dan konservasi
air.
Kata Kunci : citra satelit, tata guna lahan, limpasan permukaan, infiltrasi, area resapan
SUMMARY
Baiah Widia Utaminingtyas, Department of Water Resources Engineering, Faculty of
Engineering Brawijaya University, August 2017, Determine Infiltration Point in Highly
Pupulated Area Using Satellite Imagery And Geoggraphic Information System, Academic
Supervisor: Dr. Eng. Donny Harisuseno, ST.MT. dan Dr. Ery Suhartanto, ST. MT.
Malang city faced the same development problems that are rapidly growth with
unbalanced planning; consequently there is a lot of change of land function which initially
in the form for a green space turning into a building. The changes in land function causes
the amount of recharge area for water in Malang is decreasing, as a result the water
coming from the rain is not able to be absorbed by the soil well and turning into a big
amount of surface runoff.
The purpose of this study is to analyze the changing of land use changes which
apparent through satellite imagery in Penanggungan, Klojen, Malang City to be used to
calculate the amount of surface runoff changes that occur due to land use change and land
infiltration rate capacity.
The result of this analysis and calculation in a form of a distribution map of
recharge area at Penanggungan, Klojen, Malang City which can then be used as the basis
of spatial management based of ecologic and water conservation.
Keywords: satellite image, land use, surface runoff, infiltration, recharge area
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Kota Malang merupakan salah satu kota yang dilewati oleh aliran Sungai Brantas.
Sesuai dengan pembagian Daerah Aliran Sungai (DAS), Kota Malang merupakan bagian
hulu dari Daerah Aliran Sungai (DAS) Brantas. Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (DAS)
di bagian hulu sangat perlu memperhatikan aspek konservasi tanah dan air agar tidak
berdampak negatif pada bagian Daerah Aliran Sungai (DAS) tengah dan hilir. Pengelolaan
Daerah Perkotaan (Urban Area) yang terletak pada Daerah Aliran Sungai (DAS) bagian
hulu perlu mendapat perhatian lebih agar dapat menunjang fungsi konservasi untuk Daerah
Aliran Sungai (DAS) bagian hulu serta keberlanjutan pengembangan wilayah Daerah
Aliran Sungai (DAS) secara keseluruhan.
Kota Malang merupakan salah satu kota yang berkembang dengan pesat.
Berdasarkan Rencana Tata Ruang Wilayah (RTRW) Kota Malang 2010-2030, Kota
Malang memiliki tujuan untuk menjadi kota pendidikan yang berkualitas dengan
peningkatan pertumbuhan ekonomi yang didukung sektor penunjang pariwisata serta
sektor industri, perdagangan dan jasa. Berdasarkan tujuan pembangunan Kota Malang
tersebut, maka dapat dipastikan bahwa jumlah penduduk di Kota Malang akan terus
mengalami peningkatan dan kepadatan penduduk akan selalu bertambah. Berdasarkan data
Badan Pusat Statistik laju pertumbuhan dan kepadatan penduduk Kota Malang dapat
dilihat pada Tabel 1.1.
Tabel 1.1. Laju Pertumbuhan dan Kepadatan Penduduk Hasil Sensus Penduduk Tahun
2010
Kecamatan
Luas
Wilayah
(Km2)
Penduduk Laju
Pertumbuhan
(Pendd/Thn)
Kepadatan
Penduduk
(Pendd/Km2)
2010
Sensun
2000
Sensus
2010
Kedungkandang 39,89 150.262 174.477 2,72 4,374
Sukun 20,97 162.094 181.513 0,67 8,656
Klojen 8,83 117.500 105.907 -1,96 11,994
Blimbing 17,77 158.556 172.333 0,76 9,698
Lowokwaru 22.60 168.570 186.013 1,98 8,231
Jumlah 110,06 756.982 820.243 0,86 7,453
Sumber: Kota Malang Dalam Angka 2011, BPS
2
Terkait dengan permasalahan yang dihadapi oleh kota besar maka Kota Malang
juga menghadapi permasalahan yang sama, pembangunan yang berjalan dengan pesat tidak
diimbangi dengan perencanaan yang baik, akibatnya terjadi alih fungsi lahan yang pada
awalnya berupa lahan terbuka menjadi lahan terbangun. Berdasarkan ketentuan luas RTH
minimal adalah 20% dari total luas wilayah, Kota Malang hanya memiliki 14% saja. RTH
Kota Malang yang berbentuk taman hanya seluas 109.487 meter persegi yang tersebar di
31 titik. Berubahnya fungsi lahan tersebut menyebabkan jumlah lahan resapan yang
dimiliki oleh Kota Malang semakin berkurang, akibatnya air yang berasal dari hujan tidak
mampu diserap oleh tanah dengan baik. Daerah yang mempunyai kemampuan tinggi untuk
meresapkan air hujan disebut kawasan resapan air. Kondisi berkurangnya lahan resapan
memunculkan aliran di permukaan dan saluran tidak mampu menampung debit air
sehingga terjadi bencana banjir. Hujan yang mengguyur wilayah Malang Raya sejak
Minggu (7/11) siang hingga Senin (8/11) dini hari itu membuat Kota Malang banjir.
Hampir seluruh titik wilayah kota pendidikan itu terjadi genangan air hingga mencapai 50-
60 cm yang disebabkan saluran air tidak mampu menampung air hujan dan air juga tidak
bisa meresap dalam tanah dengan cepat (antaranews.com). Kota Malang yang merupakan
salah satu daerah hulu DAS Brantas mengalami perubahan guna lahan yang cukup
signifikan. Berdasarkan data time series Kota Malang mulai tahun 1990 hingga 2010
terjadi penurunan jumlah ruang terbuka hijau yang pada awalnya berjumlah 147,10 ha
atau 80 % menjadi 57,12 ha atau 31% dari luas Kota Malang.
Selain itu berdasarkan data bencana banjir Kota Malang tahun 1990-2010 terjadi
peningkatan jumlah lokasi genangan di Kota Malang, hal tersebut mengindikasikan adanya
pengaruh dari perubahan guna lahan yang terjadi dalam rentan waktu 20 tahun terakhir.
Data jumlah genangan dan banjir Kota Malang selama 20 tahun terakhir dapat dilihat
dalam Tabel 1.2.
Tabel 1.2. Data Jumlah Genangan dan Banjir Kota Malang 1990-2010
Tahun Jumlah Tinggi banjir Waktu (+jam) Luas genangan
1994 18 lokasi 100 cm - -
2000 49 lokasi 150 cm 72 jam 248,85 ha
2002 67 lokasi 300 cm 72 jam + 400,00 ha
2003 98 lokasi 100 cm 12 – 24 jam 127,80 ha
2007 63 lokasi 300 cm 48 jam-1 mgg 518.50 ha
Sumber: Laporan Kajian Bencana Banjir Kota Malang
3
Kecamatan Klojen merupakan salah satu kecamatan yang berada di Kota Malang
dengan kondisi topografi relatif datar. Wilayah Kecamatan Klojen sangat strategis untuk
dijadikan tempat bermukim bagi warga, karena letaknya yang dekat dengan pusat kota dan
berbagai fasilitas umum. Sehingga Kecamatan Klojen memiliki kepadatan penduduk yang
paling tinggi diantara semua kecamatan di Kota Malang. Bila diamati secara seksama,
banyak terjadi alih guna lahan di kawasan ini. Hampir semua lahan untuk ruang terbuka
hijau telah berganti dengan pemukiman maupun pusat kegiatan perekonomian.
Pengalihfungsian lahan untuk pembangunan Malang Town Square pada bekas kawasan
resapan air di jalan Veteran menjadi salah satu contoh pengalihfungsian lahan RTH untuk
kepentingan pemenuhan perkembangan kota (malangpost.com). Berdasarkan data time
series BPS tahun 2000-2010 diketahui bahwa terjadi perubahan tata guna lahan yang
cukup signifikan selama 10 tahun terakhir yang diperkirakan berdampak pada terjadinya
bencana banjir di wilayah tersebut.
1.2. Identifikasi Masalah
Permasalahan yang diangkat pada studi ini adalah pengalih fungsian ruang terbuka
hijau menjadi kawasan terbangun sehingga menimbulkan limpasan permukaan dan
genangan pada beberapa tempat pada saat musim hujan. Berikut adalah identifikasi secara
umum mengenai permasalahan yang di hadapi di kawasan Kelurahan Penanggungan,
Kecamatan Klojen :
1. Pertumbuhan dan kepadatan penduduk yang meningkat secara signifikan tiap
tahunnya mengakibatkan kebutuhan akan lahan untuk perumahan dan pertumbuhan
ekonomi bertambah
2. Terjadinya peralihan fungsi lahan dari daerah resapan menjadi kawasan terbangun
sebagai pemenuhan akan kebutuhan lahan untuk perumahan dan daerah pertumbuhan
ekonomi.
3. Semakin luasnya kawasan terbangun, mengakibatkan limpasan air semakin tinggi dan
semakin luas, sehingga diperlukan daerah resapan sebagai salah satu alternatif
penanggulangan limpasan permukaan yang terjadi.
Untuk mengatasi masalah tersebut, dalam pengelolaan tata ruang kota yang
berbasis ekologi diperlukan suatu teknik model matematik yang memiliki skala spasial
(ruang) dan waktu. Tujuan dari pengelolaan tata ruang perkotaan ini yang terutama adalah
penetapan daerah resapan yang berfungsi untuk memperbesar laju infiltrasi agar terjadi
pengisian kembali (recharge) air tanah dan mengurangi laju limpasan permukaan.
4
1.3. Batasan Masalah
Untuk memfokuskan pembahasan, maka perlu dilakukan pembatasan permasalahan
dalam studi ini. Batasan-batasan masalah yang digunakan adalah sebagai berikut:
1. Obyek studi adalah Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen, Kota Malang yang
termasuk ke dalam Sub DAS Brantas.
2. Respon hidrologi yang dikaji adalah limpasan permukaan dan infiltrasi.
3. Perhitungan besarnya limpasan permukaan menggunakan metode rasional.
4. Pengukuran laju infiltrasi di lapangan dilakukan dengan menggunakan Double Ring
Infiltrometer.
5. Analisa perubahan penggunaan lahan menggunakan perangkat lunak (software)
ArcView GIS.
6. Tidak membahas analisa hidrolika, ekonomi dan AMDAL
1.4. Rumusan Masalah
Berdasarkan identifikasi permasalahan di atas, maka pada studi ini dapat
dirumuskan sebagai berikut:
1. Bagaimana analisis perubahan penggunaan lahan pada area Kelurahan Penanggungan,
Kecamatan Klojen, Kota Malang pada tahun 2004 dan tahun 2010?
2. Bagaimanakah sebaran koefisien pengaliran pada area Kelurahan Penanggungan,
Kecamatan Klojen, Kota Malang?
3. Berapakah besarnya limpasan permukaan yang terjadi pada area Kelurahan
Penanggungan, Kecamatan Klojen, Kota Malang pada tahun 2004 dan tahun 2010?
4. Berapakah besarnya infiltrasi yang terjadi pada area Kelurahan Penanggungan,
Kecamatan Klojen, Kota Malang?
5. Bagaimanakah sebaran titik yang dapat digunakan sebagai resapan pada area
Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen, Kota Malang?
1.5. Tujuan dan Manfaat
Adapun tujuan dari studi ini adalah:
1. Menganalisa perubahan penggunaan lahan pada area Kelurahan Penanggungan,
Kecamatan Klojen, Kota Malang pada tahun 2004 dan tahun 2010.
2. Menganalisa sebaran koefisien pengaliran pada area Kelurahan Penanggungan,
Kecamatan Klojen, Kota Malang
5
3. Menganalisa besarnya limpasan permukaan yang terjadi pada area Kelurahan
Penanggungan, Kecamatan Klojen, Kota Malang pada tahun 2004 dan tahun 2010
4. Menganalisa besarnya nilai infiltrasi yang terjadi pada area Kelurahan Penanggungan,
Kecamatan Klojen, Kota Malang
5. Menganalisa persebaran titik yang dapat digunakan sebagai resapan pada area
Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen, Kota Malang
Adapun manfaat dari studi ini adalah:
1. Sebagai bahan masukan dan pertimbangan bagi instansi terkait dalam menentukan
kebijakan arahan lokasi pembangunan guna meminimalkan potensi terjadinya banjir
2. Sebagai bahan kajian guna mempelajari dan mengetahui faktor-faktor yang
menyebabkan terjadinya banjir pada suatu wilayah dan arahan penyelesaiannya.
3. Sebagai media informasi bagi masyarakat mengenai faktor penyebab terjadinya banjir
dan menjadi referensi dalam peningkatan peran masyarakat untuk mengurangi
terjadinya genangan dan banjir.
6
Sengaja Dikosongkan
7
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Hidrologi dan Ekosistem Daerah Aliran Sungai
Rangkaian kejadian pada saat air jatuh ke bumi hingga menguap hingga kemudian
jatuh kembali ke bumi disebut sebagai siklus hidrologi. Pada siklus hidrologi air bergerak
dari permukaan laut menuju permukaan tanah hingga kembali ke laut. Beberapa volume air
sempat tertahan dipermukaan tanah dan dimanfaatkan untuk kehidupan makhluk hidup.
Daur hidrologi secara alamiah dapat ditunjukkan pada gambar berikut:
Gambar 2.1. Daur Hidrologi
Sumber: Asdak ( 2004:9)
Suatu wilayah di darat yang dibatasi oleh punggung gunung berfungsi untuk
menyimpan air hujan kemudian mengalirkannya melalui sungai utama disebut sebagai
Daerah Aliran Sungai (DAS) (Asdak2004:4).
Daerah Aliran Sungai merupakan suatu ekosistem yang saling berintegrasi antara
komponen biotik dan abiotiknya. Ekosistem DAS dibagi menjadi daerah hulu, tengah dan
hilir. DAS hulu berfungsi sebagai perlindungan dari segi tata air sehingga memiliki
peranan penting dan menjadi perhatian dalam perencanaan pengelolaan DAS. Pada
Gambar 2.2., menunjukkan hubungan timbal balik yang saling mempengaruhi antara
komponen ekosistem DAS (Asdak, 2004:15).
8
Gambar 2.2. Komponen-komponen Ekosistem DAS Hulu
Sumber: Asdak ( 2004:16)
2.2. Tata Guna Lahan
Upaya perencanaan penggunaan suatu lahan dalam kawasan tertentu untuk
memberikan fungsi khusus seperti pemukiman, perkebunan, peindustrian, dan lain
sebagainya disebut sebagai Tata Guna Lahan (land use). Salah satu faktor penentu dalam
pengelolaan lingkungan adalah tata guna lahan. Keberhasilan pembangunan lingkungan
dan perkotaan yang berkelanjutan terletak pada keseimbangan kawasan budidaya dan
konservasi (Baja, 2012:6).
Pemanfaatan dan penataan lahan yang dilakukan sesuai dengan kodisi eksisting
alam disebut Tata guna lahan, yang dapat berupa:
Kawasan permukiman, ditandai dengan adanya perumahan yang disertai prasana dan
sarana serta infrastrukutur yang memadai. Kawasan permukiman ini secara sosial
mempunyai norma dalam bermasyarakat. Kawasan ini sesuai pada tingkat kelerengan
0-15% (datar hingga landai).
Kawasan perkebunan, ditandai dengan dibudidayakannya jenis tanaman yang bisa
menghasilkan materi dalam bentuk uang. Kawasan ini sesuai pada tingkat kelerengan
8-15% (landai).
Kawasan pertanian, ditandai oleh adanya jenis budidaya satu tanaman saja. Kawasan
ini sesuai pada tingkat kelerengan 8-15% (landai).
Kawasan terbuka hijau, dapat berupa taman yang hanya ditanami oleh tumbuhan yang
rendah dan jenisnya sedikit. Namun dapat juga berupa hutan yang didominasi oleh
9
berbagai jenis macam tumbuhan. Kawasan ini sesuai pada tingkat kelerengan 15-25%
(agak curam).
Kawasan perdagangan, biasanya ditandai dengan adanya bangunan pertokoan yang
menjual berbagai macam barang. Kawasan ini sesuai pada tingkat kelerengan 0-8%
(datar)
Kawasan industri ditandai dengan adanya proses produksi baik dalam jumlah kecil
maupun dalam jumlah besar. Kawasan ini sesuai pada tingkat kelerengan 8-15%
(hingga landai).
Kawasan perairan ini ditandai oleh adanya aktifitas perairan, seperti budidaya ikan,
pertambakan, irigasi, dan sumber air bagi wilayah dan sekitarnya.
Perubahan penggunaan lahan adalah berubahnya berubahnya fungsi suatu lahan
pada kurun waktu tententu. Perubahan penggunaan lahan dalam pelaksanaan
pembangunan tidak dapat dihindari. Perubahan tersebut terjadi karena dua hal,
pertama adanya keperluan untuk memenuhi kebutuhan penduduk yang makin
meningkat jumlahnya dan kedua berkaitan dengan meningkatnya tuntutan akan
mutu kehidupan yang lebih baik. Perubahan penggunaan lahan lebih disebabkan oleh adanya
kebutuhan dan keinginan manusia.
Gambar 2.3. Perubahan penggunaan lahan akibat hasil aktivasi
Sumber: Akbar,1997 dalam Setiawan 2007
10
2.3. Koefisien Pengaliran
Perbandingan antara jumlah air yang mengalir di suatu daerah akibat turunnya
hujan dengan jumlah hujan yang turun di daerah tersebut disebut koefisien pengaliran.
Besarnya koefisien pengaliran antara lain dipengaruhi oleh (Subarkah, 1980:51):
a. Kemiringan tanah
b. Jenis permukaan tanah yang dilalui air hujan
c. Iklim
d. Faktor-faktor meteorologi
Salah satu indikator penentu fisik suatu DAS adalah besaran koefisien pengaliran
(C) (Asdak, 2004:157). Jika nilai koefisien pengaliran (C) yang besar maka kondisi fisik
DAS mengalami kerusakan karena banyaknya limpasan permukaan yang terjadi.
Sedangkan jika nilai koefisien pengaliran yang kecil maka kondisi fisik DAS baik karena
jumlaih air yang meresap dan mengisi (recharge) air tanah besar.
Nilai koefisien pengaliran suatu daerah ditentukan dengan mengambil nilai rata-
rata koefisien pengaliran tiap tata guna lahan yang ada berdasarkan luasan wilayah yang
terwakilinya. Rumus yang digunakan dalam perhitungannya adalah sebagai berikut
(Suhardjono, 1984:23) :
Cm = n
nn
AAA
ACACAC
..........
............
21
2211 =
n
i
i
n
i
ii
A
AC
1
1
.
(2-1)
dengan :
Cm = Koefisien pengaliran rata-rata.
C1, C2,…, Cn = Koefisien pengaliran yang sesuai kondisi permukaan.
A1, A2,…, An = Luas daerah pengaliran yang disesuaikan kondisi permukaan.
Harga koefisien pengaliran (C) berdasarkan faktor fisik untuk berbagai kondisi
permukaan tanah dapat ditentukan sebagai berikut:
11
Tabel 2.1. Koefisien Limpasan/Pengaliran
Tata Guna Lahan C Tata Guna Lahan C
Perkantoran Tanah lapang
Daerah pusat kota 0,7-0,95 Berpasir, datar, 2% 0,05-0,10
Daerah sekitar kota 0,50-0,70 Berpasir, agak rata, 2-7% 0,10-0,15
Perumahan Berpasir, miring, 7% 0,15-0,20
Rumah tinggal 0,30-0,50 Tanah berat, datar, 2% 0,13-0,17
Rumah susun, terpisah 0,40-0,60 Tanah berat, agak datar, 2-7% 0,18-0,22
Rumah susun,
bersambung 0,60-0,75 Tanah berat, miring, 7% 0,25-0,35
Pinggiran kota 0,25-0,40 Tanah pertanian, 0-30%
Daerah industri Tanah kosong
Kurang padat industri 0,50-0,80 Rata 0,03-0,60
Padat industri 0,60-0,90 Kasar 0,20-0,50
Ladang Garapan
Taman,kuburan 0,10-0,25 Tanah berat, tanpa vegetasi 0,30-0,60
Tempat bermain 0,20-0,35 Tanah berat, dengan vegetasi 0,20-0,50
Daerah stasiun KA 0,20-0,40 Berpasir, tanpa vegetasi 0,20-0,25
Daerah tak berkembang 0,10-0,30 Berpasir, dengan vegetasi 0,10-0,25
Jalan Raya Padang Rumput
Beraspal 0,70-0,95 Tanah berat 0,15-0,45
Berbeton 0,80-0,95 Berpasir 0,05-0,25
Berbatu bata 0,70-0,85 Hutan/bervegetasi 0,05-0,25
Trotoar 0,75-0,85 Tanah Tidak Produktif, > 30%
Rata, kedap air 0,70-0,90
Daerah beratap 0,75-0,95 Kasar 0,50-0,70
Sumber: Asdak, 2004
12
2.4. Infiltrasi
Infiltrasi merupakan proses masuknya air dari permukaan tanah ke dalam lapisan
tanah. Proses ini merupakan bagian yang sangat penting dalam daur hidrologi maupun
dalam proses pengalihragaman hujan menjadi aliran (Sri Harto, 1993:96). Menurut Asdak
(1995), bahwa infiltrasi melibatkan tiga proses yang saling tidak tergantung, yaitu (1)
meresapnya air hujan melalui pori-pori permukaan tanah, (2) tertampungnya air hujan yang
meresap tersebut dalam tanah, dan (3) mengalirnya air tersebut ke tempat lain. Laju
infiltrasi ditentukan oleh (1) jumlah air yang tersedia di permukaan tanah, (2) sifat
permukaan tanah, dan (3) kemampuan tanah dalam mengosongkan air di atas permukaan
tanah. Terdapat dua pengertian tentang kuantitas infiltrasi, yaitu kapasitas infiltrasi
(infiltration capacity) dan laju infiltrasi (infiltration rate). Kapasitas infiltrasi adalah laju
infiltrasi maksimum untuk suatu jenis tanah tertentu, sedangkan laju infiltrasi adalah laju
infiltrasi nyata suatu jenis tanah tertentu.
Ada beberapa faktor yang diduga paling mempengaruhi infiltrasi pada suatu tanah,
yaitu (a) sifat tanah yang terdiri dari tekstur tanah, struktur tanah, kandungan air tanah (soil
water), profil lengas pada zona perakaran, alkalinitas tanah, suhu tanah dan adanya udara
yang terperangkap dalam tanah, (b) sifat air yang meliputi kekeruhan dan suhu air, dan (c)
sifat hujan yang meliputi lama dan intensitas hujan (Mather, 1984).
Jenis tanah yang berbeda memberikan nilai laju infiltrasi yang berbeda pula,
contohnya pada Tabel 2.2. berikut.
Tabel 2.2. Laju Infiltrasi Menurut Jenis Tanah
Sumber: Rawls, Brakensiek and Saxton, 1982
Proses infiltrasi tanah pada umumnya dapat digambarkan melalui persamaan
Richard (1931) yaitu:
13
[
]
(2-2)
dimana:
θ = kadar air volume
ψ = tekanan air tanah
z = kedalaman
t = waktu
K = konduktivitas hidrolik
Persamaan Richard dibuat berdasarkan pendekatan dasar fisika untuk pegukuran
infltrasi yang menggunakan persamaan aliran vertikal 1 (satu) dimensi dengan asumsi
bahwa kondisi tanah homogen, seragam dan merupakan tanah porous. Oleh karena
hubungan fungsional antara kandungan air (θ), tekanan air tanah (ψ) dan konduktivitas
hidrolik (K) dengan metode numerik pada persamaan Richard tersebut cukup rumit dan
hanya dapat diselesaikan dengan bantuan komputer, untuk itu diperlukan suatu pendekatan
model yang lebih sederhana tetapi dapat menggambarkan proses infiltrasi tersebut, yaitu
anatara lain digunakan infiltrasi model Horton (Hadisusanto, 2011:123)
Horton (1940), mendeskripsikan infiltrasi tanah dengan pendekatan empiris yang
merupakan fungsi dari waktu (Hadisusanto, 2011:123).
Ft = fc + (fo – fc) e –Kt
(2-3)
dimana:
ft = laju infiltrasi atau kapasitas infiltrasi pada waktu t
fc = laju infiltrasi konstan
fo = laju infiltrasi awal
e = 2,71828
K = konduktivitas hidraulik jenuh tanah
T = waktu
Pendekatan infiltrasi model Horton dapat digambarkan sebagai berikut:
14
Gambar 2.4. Rata-rata Laju Infiltrasi (f) dan Infiltrasi Kumulatif (F)
Sumber: Hadisusanto (2011:124)
Perbedaan tekstur tanah mempengaruhi infiltrasi konstan (fc), yang pada persamaan
model infiltrasi Horton direfleksikan nilai konduktivitas hidraulik jenuh tanah (K),
semakin tinggi porositas efektif tanah maka nilai K akan semakin meningkat. Dalam
persamaan model infiltrasi Horton, nilai K merupakan faktor pengontrol terhadap
penurunan laju infiltrasi.
Wilson (1974) menyatakan bahwa nilai K merupakan fungsi pengelolaan lahan.
Tanah yang bervegetasi nilai K nya kecil, sedangkan tanah terbuka nilai K akan semakin
besar. Sedangkan nilai infiltrasi konstan (fc) merupakan fungsi jenis tanah, vegetasi, kadar
air tanah, lereng dan intensitas hujan. Nilai infiltrasi konstan (fc) pada model infiltrasi
Horton dapat diperkirakan dari hasil penggambaran (plotting) hubungan antara laju
infiltrasi dan waktu (sebagai absis). Parameter fc dari hasil beberapa penelitian secara
empirik dapat didekati dari nilai konduktivitas hidraulik jenuh tanah, Ks (Hadisusanto,
2011:124).
Pengujuian model infiltrasi Horton ternyata mempunyai tingkat ketepatan model
terbaik bila dibandingkan dengan model infiltrasi lainnya, selain itu modifikasi infiltrasi
model Horton ini dapat dipergunakan untuk menggambarkan hubungan antara infiltrasi
dengan energi tetesan air hujan, yang selanjutnya bermanfaat untuk memprediksi limpasan
permukaan (Hadisusanto, 2011:125)
Horton (1935) telah mengaitkan proses infiltrasi dengan bentuk hidrograf aliran
sungai sebagai berikut:
15
Gambar 2.5. Intensitas hujan (i), Kapasitas infiltrasi (F), Kecepatan infiltrasi (f),
Kelengasan tanah (SMD)
Sumber: Hadisusanto (2011:125)
Berdasarkan Gambar 2.5. dapat diterangkan pengaruh intensitas hujan, kapasitas
infiltrasi, kecepatan infiltrasi, dan kelengasan tanah (soil moisture dificiency) terhadap
hidrograf sebagai berikut:
Gambar 2.5. A menunjukkan bahwa kurva resesi dimana intensitas hujan lebih kecil
dari kecepatan infiltrasi , sedangkan kapasitas infiltrasi lebih kecil dari soil moisture
dificiency (SMD), sehingga tidak ada pengaruhnya terhadap kurva resesi, dikarenakan
tidak ada pengisian (recharge) pada air tanah dan tidak terjadi limpasan permukaan.
Gambar 2.5. B menunjukkan kurva resesi dimana intensitas hujan lebih kecil dari
kecepatan infiltrasi, tetapi kapasitas infiltrasi lebih besar dari soil moisture dificiency
(SMD), sehingga terjadi perubahan pada kurva resesi naik, tetapi masih belum terjadi
limpasan permukaan (overland flow) maupun aliran antara (inter flow).
Gambar 2.5. C menunjukkan keadaan yang berbeda dimana intensitas hujan lebih
besar dari kecepatan infiltrasi, sehingga terjadi limpasan permukaan, di lain pihak
kapasitas infiltrasi masih lebih kecil dari soil moisture dificiency (SMD), maka tidak
terjadi pengisian (recharge), kecuali terjadi pengurangan pada soil moisture dificiency
(SMD).
16
Gambar 2.5. D menunjukkan bahwa karena intensitas hujan lebih besar dari kecepatan
infiltrasi dan di lain pihak kapasitas infiltrasi lebih besar dari soil moisture dificiency
(SMD), maka terjadi limpasan permukaan dan terjadi pengisian (recharge).
Menurut Soemarto (1987), Linsley (1986), Wilson (1993) dan Sharma (1987), ada
beberapa metode pengukuran secara langsung di lapangan dalam menentukan besar laju
infiltrasi yang terjadi, yaitu sebagai berikut:
1. Infiltrometer
Infiltrometer merupakan alat ukur infiltrasi di lapangan yang sering dipakai karena
selain mudah dalam pengoperasiannya juga sangat ekonomis dengan hasil yang cukup
baik. Infiltrometer adalah silinder pendek dengan garis tengah lebar atau sejenis dengan
silinder lain yang dindingnya kedap air dan ditancapkan di atas permukaan tanah.
Kemudian silinder tersebut diisolasi setebal 5 – 10 cm dari permukaan tanah dan terus
menerus diisi dengan air untuk mempertahankan genangan yang ada di dalam silinder.
Penurunan air dalam silinder dicatat sesuai perbedaan waktu yang telah ditentukan. Saat
ini yang seringkali dipakai dalam pengukuran infiltrasi di lapangan, adalah infiltrometer
silinder ganda (double ring infiltrometer) dengan metode infiltrasi genangan (ponded
infiltration). Alat ini terdiri dari dua silinder, silinder dalam berdiameter 40 cm dan
silinder luar berdiameter 60 cm. Maksud dari pemasangan silinder bagian luar adalah
untuk mengurangi beberapa efek tepi dari tanah kering di sekeliling silinder, dan mencegah
terjadinya aliran lateral di bawah silinder selama pengukuran dilakukan.
2. Testplot
Pengukuran daya infiltrasi dengan menggunakan infiltrometer hanya bisa dilakukan bila
wilayah pengukurannya relatif tidak luas, sehingga kadang-kadang untuk wilayah
pengukuran yang luas, maka infiltrometer kurang fleksibel untuk dipergunakan. Untuk
mengatasi masalah tersebut, maka digunakan cara testplot, yaitu lahan luas yang agak datar
yang dikelilingi oleh tanggul dan digenangi oleh air. Laju infiltrasi diperoleh dengan cara
mengukur banyaknya air yang ditambahkan ke dalam petak agar permukaan air selalu
konstan.
3. Lysimeter
Lysimeter merupakan alat berupa sebuah tangki beton yang ditanam dalam tanah,
kemudian diisi dengan tanah dan tanaman yang sama dengan keadaan di sekelilingnya,
serta dilengkapi dengan fasilitas drainasi dan penyuplai air. Dengan Lysimeter tersebut,
besarnya infiltrasi dengan kondisi curah hujan yang sebenarnya dapat diamati. Curah
17
hujan harus diukur dengan menggunakan alat pencatat hujan yang harus ditempatkan di
dekat Lysimeter.
4. Simulator Hujan (Test Penyiraman-Sprinkler)
Sebidang tanah dengan luas beberapa puluh meter persegi (m2) diberikan hujan buatan
dengan intensitas yang diketahui dan konstan (i > fp). Permukaan tanahnya dibuat agak
miring, sehingga limpasan permukaan sebesar i – fp dapat mengalir di atas permukaan
tanah dan diukur. Parameter i, q dan fp dinyatakan dalam mm jam-1
. Setelah berjalan
beberapa lama, selisih i dan q menjadi hampir konstan, ini berarti bahwa fc sudah hampir
tercapai. Setelah penyiraman dihentikan, limpasan masih terjadi beberapa saat meskipun
dengan intensitas yang semakin kecil. Hal ini disebabkan oleh semakin kecilnya ketebalan
air di atas permukaan tanah, yang berarti pelepasan tampungan air di atas permukaan
tanah. Selama pelepasan tampungan tersebut masih ada, dianggap bahwa infiltrasi
menurun dengan cara yang sama dengan debit. Ini berarti bahwa, pada permulaan test
terjadi tampungan sebesar volume total limpasan permukaan dan infiltrasi setelah hujan
buatan dihentikan. Dengan perkiraan yang tepat terhadap besarnya tampungan tersebut,
maka dapat ditentukan besar fp (laju infiltrasi).
2.5. Limpasan Permukaan
Limpasan permukaan terjadi ketika jumlah curah hujan melampaui laju infiltrasi.
Setelah laju infiltrasi terpenuhi, air mulai mengisi cekungan atau depresi pada permukaan
tanah. Setelah pengisian selesai maka air akan mengalir dengan bebas di permukaan tanah.
Faktor-faktor yang mempengaruhi limpasan permukaan dibagi menjadi dua kelompok,
yaitu elemen meteorologi dan elemen sifat fisik daerah pengaliran (Sosrodarsono &
Takeda, 1978:135).
Elemen meteorologi meliputi jenis presipitasi, intensitas hujan, durasi hujan, dan
distribusi hujan dalam daerah pengaliran, sedangkan elemen sifat fisik daerah pengaliran
meliputi tata guna lahan (land use), jenis tanah, dan kondisi topografi daerah pengaliran
(catchment). Elemen sifat fisik dapat dikategorikan sebagai aspek statis sedangkan elemen
meteorologi merupakan aspek dinamis yang dapat berubah terhadap waktu.
Faktor yang mempengaruhi limpasan permukaan antara lain:
1. Intensitas Hujan
Pengaruh intensitas hujan terhadap limpasan permukaan tergantung pada laju infiltrasi.
Jika intensitas hujan yang melebihi laju infiltrasi, maka terjadi lintasan permukaan
18
sejalan dengan peningkatan intensitas hujan. Intensitas hujan berpengaruh pada debit
maupun pada volume limpasan
2. Durasi hujan
Total limpasan dari suatu hujan berkaitan langsung dengan nilai durasi hujan dengan
durasi tertentu. Setiap Daerah Aliran Sungai (DAS) mempunyai satuan hujan atau
lama hujan kritis. Kejadian hujan yang lamanya krang dari lama hujan kritis, maka
lamanya limpasan akan sama dan tidak tergantung pada intensitas hujan.
3. Distribusi curah hujan
Laju dan volume limpasan dipengaruhi oleh distribusi dan intensitas hujan di seluruh
Daerah Aliran Sungai (DAS). Secara umum, laju dan volume limpasan maksimum
terjadi jika seluruh DAS telah memberi kontribusi aliran. Namun demikian, hujan
dengan intensitas tinggi pada sebagian DAS dapat menghasilkan limpasan yang lebih
besar dibandingkan dengan hujan biasa yang meliputi seluruh DAS.
4. Luas dan bentuk daerah aliran
Laju dan volume aliran permukaan bertambah besar dengan bertambahnya luas DAS.
Jumlah aliran permukaan yang tidak dinyatakan sebagai jumlah total dari DAS
sipandang sebagai laju dan volume per satuan luas, besarnya akan berkurang dengan
bertambah luasnya DAS. Luas DAS juga berkaitan dengan waktu yang diperlukan air
untuk mengalir dari titik terjauh sampai titik kontrol (waktu konsentrasi). Bentuk DAS
yang panjang dan sempit cenderung menghasilkan laju aliran permukaan yang kecil
dibandingkan dengan DAS yang berbentuk melebar atau melingkar.
5. Topografi
Topografi seperti kemiringan lahan, keadaan dan kerapatan saluran, dan bentuk-
bentuk cekungan lainnya berpengaruh terhadap laju dan volume aliran permukaan.
DAS dengan kemiringan curam dan saluran yang rapat akan menghasilkan laju dan
volume limpasan permukaan yang lebih tinggi dibandingkan dengan DAS yang landai
dengan saluran yang jarang dan adanya cekungan-cekungan. Pengaruh kerapatan
saluran, yaitu panjang saluran per satuan luas DAS, pada limpasan permukaan akan
memperpendek waktu konsentrasi, sehingga memperbesar laju limpasan permukaan.
6. Tata Guna Lahan
Pengaruh tata guna lahan pada limpasan permukaan dinyatakan dalam koefisien
limpasan permukaan (C) yaitu perbandingan antar jumlah air yang mengalir di suatu
daerah akibat terjadinya hujan dengan jumlah hujan yang turun di daerah tersebut.
Angka koefisien aliran permukaan merupakan salah satu indikator untuk menentukan
19
kondisi fisik suatu DAS. Nilai C berkisar antara 0 sampai 1. Nilai C = 0 menunjukkan
bahwa semua air hujan terintersepsi dan terinfiltrasi ke dalam tanah, sebaliknya untuk
nilai C = 1 menunjukkan bahwa semua air hujan mengalir menjadi aliran permukaan.
(Suripin, 2003:74)
2.6. Debit Limpasan Permukaan Metode Rasional
2.6.1. Pengujian Konsistensi Data Metode RAPS (Rescale Adjusted Partial Sums)
Suatu data hidrologi yang digunakan haruslah konsisten agar dapat
menggambarkan fenomena lapangan sebenarnya. Untuk itu diperlukan pengujian
konsistensi data agar tidak terdapat perbedaan nilai pengukuran dan nilai sebenarnya
(Soewarno, 1995:23).
Pengecekan kualitas data merupakan keharusan sebelum data hidrologi diproses.
Pengecekan dapat dilakukan dengan berbagai cara, misalnya dengan (Soewarno, 1995:24):
1. inspeksi ke lapangan,
2. perbandingan hidrograf,
3. analisis kurva masa ganda.
Umumnya dilakukan dengan analisis kurva masa ganda, yaitu menggambarkan
besaran hujan kumulatif dari suatu stasiun yang diuji dengan besaran hujan kumulatif dari
beberapa stasiun referensi disekitarnya. Ketidakpanggahan data ditunjukkan dengan
penyimpangan garisnya dari garis lurus. hal ini masih sering menimbulkan keraguan.
Kesulitan yang lain adalah ketidakyakinan akan prosedur itu sendiri, karena dalam satu
DAS, suatu stasiun akan berfungsi ganda, sebagai stasiun yang diuji dan stasiun referensi
pada pengujian lain. (Harto, 1993:266)
Alat penguji lain adalah menguji ketidakpanggahan data dari satu stasiun dengan
data dari stasiun itu sendiri, dengan mendeteksi penggeseran nilai rata-rata (mean). Cara ini
lebih dapat diterima, diantaranya adalah Von Neumann Test, Rescaled Adjusted Partial
Sum (RAPS), Weighted Adjusted Partial Sum, Worsley test dan Buishand test.
Salah satu cara klasik adalah Von Neumann Ratio dalam persamaan (Harto,
1993:59):
2
1
2
1
1
1
)(/)( YYYYN i
n
iii
n
i
(2-4)
Data dikatakan panggah apabila nilai E (N) = 2
Buishand (1982) memperkenalkan cara cumulative deviation, yaitu nilai kumulatif
penyimpangannya terhadap nilai rata-rata (mean) dengan :
20
nkYYSS i
k
iko ,...,1,)(,0 2
1
**
(2-5)
Nilai *
nS = 0. untuk data yang homogin, maka nilai *
kS berkisar nol. Karena tidak terdapat
kesalahan sistematik pada nilai iY terhadap nilaiY rata-rata. Oleh sebab itu, *
kS (harga
mutlak) dapat digunakan sebagai indikator terjadinya perubahan atau ketidakpanggahan.
Cara lain yang dapat digunakan adalah dengan RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums)
buishand 1982
DySS kk /***
,dengan k= 0,1,…,n (2-6)
nYYD i
n
iy /)( 2
1
2
(2-7)
Nilai statistic Q Q= maks **
0k
nkS
(2-8)
Nilai statistik R (Range)
R= maks **
0 knk S - min **
0 knk S (2-9)
Dengan :
S*o = simpangan awal
S*k = simpangan mutlak
S**k = nilai konsistensi data
n = jumlah data
Dy = simpangan rata-rata
Q = nilai statistik Q untuk 0≤ k≤ n
R = nilai statistik (range)
Tabel 2.3. Nilai Q/ n dan R/ n
n Q/√n R/√n
90% 95% 99% 90% 95% 99%
10 1,05 1,14 1,29 1,21 1,28 1,38
20 1,1 1,22 1,42 1,34 1,43 1,6
30 1,12 1,24 1,48 1,4 1,5 1,7
40 1,14 1,27 1,52 1,44 1,55 1,78
100 1,17 1,29 1,55 1,5 1,62 1,85
1,22 1,36 1,63 1,62 1,75 2
Sumber: Harto (1993:60)
21
2.6.2. Pemeriksaan Outlier (Data di Luar Ambang Batas)
Outlier adalah data yang menyimpang cukup jauh dari trend kelompoknya.
Keberadaan outlier biasanya dianggap mengganggu pemilihan jenis distribusi suatu sample
data, sehingga outlier ini perlu dibuang. Uji Grubbs dan Beck (Chow, 1987:403)
menetapkan dua batas ambang XL dan XH sebagai berikut :
SKnxX
SKnxX
L
H
(2-10)
Dengan :
XH = nilai ambang atas
XL = nilai ambang bawah
x = nilai rata-rata
S = simpangan baku dari logaritma terhadap sampel
Kn = besaran yang tergantung pada jumlah sampel data (pada lampiran tabel outlier)
n = jumlah sampel data
Data yang nilainya di luar XH dan XL diklasifikasikan sebagai outlier
Tabel 2.4. Nilai Kn untuk uji inlier-outlier
Sumber: Departemen Pekerjaaan Umum, Panduan Perencanaan Bendungan Urugan
Volume II, 1999
2.6.3. Analisa Curah Hujan Rancangan
Curah hujan rancangan adalah curah hujan terbesar yang mungkin terjadi pada
suatu daerah tertentu pada periode ulang tertentu, yang dipakai sebagai dasar perhitungan
Jumlah Jumlah Jumlah Jumlah
data data data data
10 2,036 24 2,467 38 2,661 60 2,837
11 2,088 25 2,468 39 2,671 65 2,866
12 2,134 26 2,502 40 2,682 70 2,893
13 2,175 27 2,519 41 2,692 75 2,917
14 2,213 28 2,534 42 2,700 80 2,940
15 2,247 29 2,549 43 2,710 85 2,961
16 2,279 30 2,563 44 2,719 90 2,981
17 2,309 31 2,577 45 2,727 95 3,000
18 2,335 32 2,591 46 2,736 100 3,017
19 2,361 33 2,604 47 2,744 110 3,049
20 2,385 34 2,616 48 2,753 120 3,078
21 2,408 35 2,628 49 2,760 130 3,104
22 2,429 36 2,639 50 2,768 140 3,129
23 2,448 37 2,650 55 2,804
Kn Kn Kn Kn
22
dalam perencanaan suatu dimensi bangunan air. Perhitungan curah hujan rancangan
didasarkan pada analisis frekuensi, dengan sasaran utama untuk menentukan kala ulang
peristiwa hidrologi yang berharga tertentu, yang mencakup juga peristiwa yang diharapkan
menyamai atau lebih besar dari reratanya (Subarkah, 1980:16).
Ada beberapa teknik analisis frekuensi yang digunakan dalam pengolahan data
hidrologi, namun yang banyak digunakan adalah Log Pearson tipe III. Tahapan
perhitungan untuk mencari curah hujan tersebut adalah sebagai berikut (Soewarno,
1995:142):
a
CXb
ea
CX
baXP
1
)()(
1)( (2–11)
Dengan:
)(XP = peluang dari variat X
X = nilai dari variat X
a,b,c = parameter
= fungsi gamma
Persamaan garis lurus akan terbentuk dari hasil penggambaran nilai variat X dari
distribusi Log-Pearson Tipe III pada kertas peluang logaritmik (logarithmic probability
paper). Model matematik persamaannya adalah:
SKYY . (2–12)
Dengan:
Y = nilai logarimik dari X
Y = nilai rata-rata dari Y
S = standart deviasi dari Y
K = karakteristik dari distribusi log-Pearson tipe III
Berikut cara perhitungan hujan rancangan maksimum dengan metode Log-Pearson
Type III (Soewarno, 1995:142):
1. Hujan bulanan maksimum diubah dalam bentuk logaritma.
2. Menghitung harga logaritma rata-rata dengan rumus :
n
xi
x
n
i
1
log
log (2–13)
3. Menghitung harga simpangan baku dengan rumus :
23
(2–14)
4. Menghitung harga koefisien kemencengan dengan rumus :
3
3
1
))(2)(1(
loglog
Sinn
xxin
Cs
n
i
(2–15)
5. Menghitung logaritma hujan rancangan dengan kala ulang tertentu dengan rumus :
SiGxxt loglog (2-16)
Dimana :
Log xt = Logaritma curah hujan rancangan (mm)
Logx = Logaritma rerata curah hujan.
G = Konstanta (dari tabel )
Si = Standar deviasi
6. Menghitung XT untuk mendapatkan curah hujan rancangan dengan kala ulang tertentu
atau dengan membaca grafik pengeplotan XT dengan peluang pada kertas logaritma.
Tabel 2.5. Nilai G untuk Distribusi Log Pearson Tipe III
Koefisien
Skewness
Kala Ulang
1,01 1,05 1,11 1,25 2 5 10 25 50 100 200
(Cs)
99 95 90 80 50 20 10 4 2 1 0,5
3,0 -0,667 -0,665 -0,660 -0,636 -0,396 0,420 1,180 2,278 3,152 4,051 4,970
2,9 -0,690 -0,688 -0,681 -0,656 -0,390 0,440 1,195 2,277 3,134 4,013 4,909
2,8 -0,714 -0,711 -0,702 -0,666 -0,840 0,460 1,210 2,275 3,114 3,973 4,847
2,7 -0,740 -0,736 -0,724 -0,681 -0,760 0,479 1,224 2,272 3,097 3,932 4,783
2,6 -0,769 0,762 -0,747 -0,696 -0,368 0,499 1,238 2,267 3,071 3,889 4,718
2,5 -0,799 -0,790 -0,771 -0,711 -0,360 0,518 1,250 2,262 3,048 3,845 4,652
2,4 -0,832 -0,819 -0,795 -0,725 -0,351 0,537 1,262 2,256 3,023 3,800 4,584
2,3 -0,867 -0,850 -0,819 -0,739 -0,341 0,555 1,274 2,248 2,997 3,753 4,515
2,2 -0,905 -0,882 -0,844 -0,752 -0,330 0,574 1,284 2,240 2,970 3,705 4,454
2,1 -0,946 -0,914 -0,869 -0,765 -0,319 0,592 1,294 2,230 2,942 3,656 4,372
2,0 -0,990 -0,949 -0,895 -0,777 -0,307 0,609 1,302 2,219 2,912 3,605 4,298
1,9 -1,037 -0,984 -0,920 -0,788 -0,294 0,627 1,310 2,207 2,881 3,553 4,223
1,8 -1,087 -1,020 -0,945 -0,799 -0,282 0,643 1,318 2,193 2,848 3,499 4,147
1,7 -1,140 -1,056 -0,970 -0,808 -0,268 0,660 1,324 2,179 2,815 3,444 4,069
1,6 -1,197 -1,093 -0,994 -0,817 -0,254 0,675 1,329 2,163 2,780 3,388 3,990
1,5 -1,256 -1,131 -1,018 -0,825 -0,240 0,690 1,333 2,146 2,743 3,330 3,910
1,4 -1,318 -1,163 -1,041 -0,832 -0,225 0,705 1,337 2,128 2,706 3,271 3,828
1,3 -1,388 -1,206 -1,064 -0,838 -0,210 0,719 1,339 2,108 2,666 3,211 3,745
24
Koefisien
Skewness
Kala Ulang
1,01 1,05 1,11 1,25 2 5 10 25 50 100 200
(Cs)
99 95 90 80 50 20 10 4 2 1 0,5
1,2 -1,449 -1,243 -1,086 -0,844 -0,195 0,732 1,340 2,087 2,626 3,149 3,661
1,1 -1,518 -1,280 -1,107 -0,848 -0,180 0,745 1,341 2,066 2,585 3,087 3,575
1,0 -1,588 -1,317 -1,128 -0,852 -0,164 0,758 1,340 2,043 2,542 3,022 3,489
0,9 -1,660 -1,353 -1,147 -0,854 -0,148 0,769 1,339 2,018 2,498 2,957 3,401
0,9782 -1,604 -1,325 -1,132 -0,852 -0,161 0,760 1,340 2,038 2,532 3,008 3,470
0,8 -1,733 -1,388 -1,166 -0,856 -0,123 0,780 1,336 1,993 2,453 2,891 3,312
0,7 -1,806 -1,423 -1,183 -0,857 -0,166 0,790 1,333 1,967 2,407 2,824 3,223
0,6 -1,880 -1,458 -1,200 -0,857 -0,099 0,800 1,328 1,939 2,359 2,755 3,132
0,5 -1,955 -1,491 -1,216 -0,856 -0,083 0,808 1,323 1,910 2,311 2,686 3,041
0,4 -2,029 -1,524 -1,231 -0,855 -0,066 0,816 1,317 1,880 2,261 2,615 2,949
0,3 -2,104 -1,555 -1,245 -0,853 -0,050 0,824 1,309 1,849 2,211 2,544 2,856
0,2 -2,175 -1,586 -1,258 -0,850 -0,033 0,830 1,301 1,818 2,159 2,472 2,763
0,1 -2,252 -1,616 -1,270 -0,846 -0,017 0,836 1,292 1,785 2,107 2,400 2,670
0,0 -2,326 -1,645 -1,282 -0,842 0,000 0,842 1,282 1,715 2,054 2,326 2,576
-0,1 -2,400 -1,673 -1,292 -0,842 0,017 0,846 1,270 1,716 2,000 2,252 2,484
-0,2 -2,472 -1,700 -1,301 -0,836 0,033 0,850 1,258 1,680 1,945 2,178 2,388
-0,3 -2,544 -1,726 -1,309 -0,830 0,050 0,853 1,245 1,643 1,890 2,104 2,294
-0,4 -2,615 -1,750 -1,317 -0,824 0,066 0,855 1,231 1,606 1,834 2,029 2,207
-0,5 -2,686 -1,774 -1,323 -0,816 0,083 0,856 1,216 1,567 1,777 1,955 2,108
-0,6 -2,755 -1,797 -1,328 -0,808 0,099 0,857 1,200 1,528 1,720 1,880 2,016
-0,7 -2,824 -1,819 -1,333 -0,800 0,116 0,857 1,183 1,488 1,663 1,806 1,926
-0,8 -2,891 -1,839 -1,336 -0,790 0,132 0,856 1,166 0,448 1,606 1,733 1,837
-0,9 -2,957 -1,858 -1,339 -0,780 0,148 0,854 1,147 1,407 1,549 1,660 1,749
-1,0 -3,022 -1,877 -1,340 -0,769 0,164 0,852 1,128 1,366 1,492 1,588 1,664
-1,1 -3,087 -1,894 -1,341 -0,758 0,180 0,848 1,107 1,324 1,435 1,518 1,581
-1,2 -3,149 -1,910 -1,340 -0,745 0,195 0,844 1,086 1,282 1,379 1,449 1,501
-1,3 -3,211 -1,925 -1,339 -0,732 0,210 0,838 1,064 1,240 1,340 1,383 1,424
-1,4 -3,271 -1,380 -1,337 -0,719 0,225 0,832 1,041 1,198 1,270 1,318 1,351
-1,5 -3,330 -1,951 -1,333 -0,705 0,240 0,823 1,018 1,157 1,217 1,256 1,282
-1,6 -3,388 -1,962 -1,329 -0,690 0,254 0,817 0,994 1,116 1,166 1,197 1,216
-1,7 -3,440 -1,972 -1,324 -0,675 0,268 0,808 0,980 1,072 1,116 1,140 1,155
-1,8 -3,499 -1,981 -1,318 -0,660 0,282 0,799 0,945 1,035 1,069 1,087 1,097
-1,9 -3,553 -1,989 -1,310 -0,643 0,294 0,788 0,920 0,993 1,023 1,037 1,044
-2,0 -3,605 -1,996 -1,302 -0,627 0,307 0,777 0,895 0,959 0,980 0,990 0,995
-2,1 -3,656 -2,001 -1,294 -0,609 0,319 0,765 0,869 0,923 0,939 0,946 0,949
-2,2 -3,705 -2,006 -1,284 -0,592 0,330 0,752 0,844 0,888 0,900 0,905 0,907
-2,3 -3,753 -2,009 -1,274 -0,574 0,341 0,739 0,819 0,855 0,864 0,867 0,869
-2,4 -3,800 -2,011 -1,262 -0,555 0,351 0,750 0,795 0,823 0,830 0,832 0,833
-2,5 -3,845 -2,012 -1,250 -0,537 0,360 0,711 0,771 0,793 0,798 0,799 0,800
-2,6 -3,889 -2,013 -1,238 -0,518 0,368 0,696 0,747 0,764 0,768 0,769 0,769
-2,7 -3,932 -2,012 -1,224 -0,499 0,760 0,681 0,724 0,738 0,740 0,740 0,741
-2,8 -3,973 -2,010 -1,210 -0,479 0,840 0,666 0,702 0,712 0,714 0,714 0,714
-2,9 -4,013 -2,007 -1,195 -0,460 0,330 0,651 0,681 0,683 0,689 0,690 0,690
-3,0 -4,051 -2,003 -1,180 -0,420 0,390 0,636 0,660 0,666 0,666 0,667 0,667
Sumber: Soemarto (1987:246)
25
2.6.4. Uji Kesesuaian Distribusi
Untuk menguji kecocokan (the googness of fittest test) distribusi frekuensi data
sampel dengan distribusi peluang diperlukan pengujian dengan parameter yang mewakili,
contohnya dengan metode Smirnov-Kolmogorof dan Chi-Square (Suripin, 2004:57).
2.6.4.1. Uji Smirnov – Kolmogorov (Simpangan Horisontal)
Uji Smirnov – kolmogorof adalah uji distribusi terhadap penyimpangan data ke
arah horisontal untuk mengetahui suatu data sesuai dengan jenis sebaran teoritis yang di
pilih atau tidak. Uji Smirnov–kolmogorof disebut juga sebagai uji kecocokan non
parametic, karena pengujian tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu (Limantara,
2008:97).
Hipotesa dapat diterima bila perhitungan Δmaks < Δcr yang didapat dari Tabel 2.6.
Adapun prosedurnya adalah sebagai berikut:
1. Data curah hujan diurutkan dari kecil ke besar.
2. Menghitung persamaan empiris dengan persamaan berikut (Sri Harto, 1981:179) :
P = %1001
xn
m
(2-17)
Dengan:
P = Peluang (%)
m = Nomor urut data
n = Jumlah data
3. Mencari nilai G
G =
S
LogXLogXi (2-18)
Dengan :
G = Koefisien Frekuensi
S = Simpangan Baku
4. Mencari harga Pr dengan melalui tabel distribusi Log Pearson type III.
5. Menghitung nilai P(x)
P(x) = 100 – Pr (2-19)
6. Menghitung Selisih Sn(x) dan P(x)
(2-20)
7. Bandingkan perbedaan dari perhitungan selisih terbesar (Δmaks) dengan Δcr dari tabel
Smirnov-Kolmogorf. Jika harga Δmaks < Δcr, maka penyimpangan masih dalam batas
ijin, yang berarti distribusi hujan pengamatan sesuai dengan model distribusi teoritis.
)x(P)x(Snmaks
26
Tabel 2.6. Nilai kritis (Δcr) untuk uji Smirnov-Kolmogorov
Sumber: Shahin (1976:188)
2.6.4.2. Uji Chi-Square
Agar persamaan distribusi peluang terpilih dapat mewakili distribusi data sampel,
dilakukan uji parameter X2 atau yang disebut sebagai Chi-Square.
Rumus yang digunakan dalam perhitungan Chi-Square (Soewarno, 1995:194):
G
i Ei
EiOiX
1
2
2 (2-21)
Dimana:
Ei = Nilai yang diharapkan (expected frequency)
Oi = Nilai yang diamati (observed frequency)
Prosedur uji ini adalah sebagai berikut :
a. Urutkan data pengamatan dari besar ke kecil atau sebaliknya.
b. Kelompokkan data menjadi G sub grup, tiap-tiap sub grup minimal 4 data pengamatan.
c. Jumlahkan data pengamatan sebesar Oi tiap-tiap sub grup
d. Jumlahkan data dari persamaan distribusi yang digunakan sebesar Ei
e. Untuk tiap-tiap sub grup hitung nilai : 2EiOi dan
Ei
EiOi2
f. Menjumlah nilai
Ei
EiOi2
pada seluruh G sub grup untuk menentukan nilai Chi
Square hitung (X2 hit).
g. Menentukan derajat kebebasan, dk = G – R – 1
h. Harga X2 hit dibandingkan dengan harga X
2 Cr dari table Chi Square dengan dk dan
jumlah data (n) tertentu. Apabila X2 hit < X
2 Cr maka hipotesa distribusi dapat diterima
27
0,995 0,99 0,975 0,95 0,9 0,75 50 0,25
1 7,9 6,6 5 3,9 2,7 1,3 0,455 0,102
2 10,6 9,2 7,4 6 4,6 2,8 1,39 0,58
3 12,8 11,3 9,4 7,8 6,3 4,1 2,37 1,21
4 14,9 13,3 11,1 9,5 7,8 5,4 3,36 1,92
5 16,7 15,1 12,8 11,1 9,2 6,6 4,35 2,67
6 18,5 16,8 14,4 12,6 10,6 7,8 5,35 3,45
7 20,3 18,5 16 14,1 12 9 6,35 4,25
8 22 20,1 17,5 15,5 13,4 10,2 7,34 5,07
9 23,6 21,7 19 16,9 14,7 11,4 8,34 5,9
10 25,2 23,2 20,5 18,3 16 12,5 9,34 6,74
11 26,8 24,7 21,9 19,7 17,3 10,7 10,3 7,58
12 28,3 26,2 23,3 21 18,5 14,8 11,3 8,44
13 29,8 27,7 24,7 22,4 19,8 16 12,3 9,3
14 31,3 29,1 26,1 23,7 21,1 17,1 13,3 10,2
15 32,8 30,6 27,5 25 22,3 18,2 14,2 11
16 34,3 32 28,8 26,3 23,5 19,4 15,3 11,9
17 35,7 33,4 30,2 27,6 24,8 20,5 16,3 12,8
18 37,2 34,8 31,5 28,9 26 21,6 17,3 13,7
19 38,6 36,2 32,9 30,1 27,2 22,7 18,3 14,6
20 40 37,6 34,2 31,4 28,4 23,8 19,3 15,5
21 41,4 38,9 35,5 32,7 29,6 24,9 20,3 16,3
22 42,8 40,3 36,8 33,9 30,8 26 21,3 17,2
23 44,2 41,6 38,1 35,2 32 27,1 22,3 18,1
24 45,6 43 39,4 36,4 33,2 28,2 23,3 19
25 46,9 44,3 40,6 37,7 34,4 29,3 24,3 15,5
26 48,3 45,6 41,9 38,9 35,6 30,4 25,3 16,3
27 49,6 47 43,2 40,1 36,7 31,5 26,3 17,2
28 51 48,3 44,5 41,3 37,8 32,6 27,3 18,1
29 52,3 49,6 45,7 42,6 39,1 33,7 28,3 19
30 53,7 50,9 47 43,8 40,3 34,8 29,3 24,5
40 66,8 63,7 59,3 55,8 51,8 45,6 39,3 33,7
50 79,5 76,2 71,4 67,5 63,2 56,3 49,3 42,9
60 92 88,4 83,3 79,1 74,4 67 59,3 52,3
70 104,2 100,4 95 90,5 85,5 77,6 69,3 61,7
80 116,3 112,3 106,6 101,9 96,6 88,1 79,3 71,1
90 128,3 124,1 118,1 113,1 107,6 98,6 89,3 80,6
100 140,2 135,8 129,6 124,3 118,5 109,1 99,3 90,1
V
Percentile P
Tabel 2.7. Nilai Percentile Xp2 terhadap derajat bebas v untuk Uji Chi Square
Sumber: Sutopo (1995:A-7)
2.6.5. Intensitas Hujan
Intensitas curah hujan (I) menyatakan besarnya tinggi hujan dalam periode tertentu
yang dinyatakan dalam satuan mm/jam.
28
Intensitas hujan dapat dihitung dengan rumus empiris. Pada studi ini rumus empiris
yang digunakan adalah rumus mononobe, karena dapat digunakan untuk waktu t
sembarang (Soemarto, 1995:14):
32
24 24
24
Tc
RI
(2-22)
11 TRTITrT (2-23)
Dengan :
I = Intensitas curah hujan rerata dalam T jam (mm/jam)
R24 = Curah hujan maksimum selama 24 jam (mm)
rT = curah hujan jam-jaman (mm)
t = lama hujan (jam)
Tc = Waktu konsentrasi curah hujan (jam), Untuk Indonesia 5~7 Jam
Asumsi bahwa curah hujan yang terjadi berintensitas merata dan seragam di
seluruh DAS selama waktu konsentrasi (Tc) DAS disebut sebagai metode rasional.
Hubungan curah hujan dan aliran permukaan DAS tersebut dapat digambarkan dalam
grafik pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6. Hubungan curah hujan dengan aliran permukaan untuk durasi hujan yg
berbeda
Sumber: Suripin (2004:79)
Waktu yang diperlukan oleh air hujan untuk mengalir sampai outlet DAS (titik
kontrol) setelah tanah menjadi jenuh disebut waktu konsentrasi. Waktu konsentrasi
dihitung dengan membedakannya menjadi dua, yaitu waktu yang diperlukan air larian
sampai ke sungai terdekat (To) dan waktu yang diperlukan aliran air sungai sampai ke
lokasi pengamatan (Td).
29
Maka, rumus yang digunakan untuk menentukan waktu konsentrasi:
Tc = To + Td (2-24)
Dengan:
Tc = Waktu konsentrasi (jam)
To = Overland flow time/Waktu aliran air permukaan (runoff) untuk mengalir melalui
permukaan tanah ke saluran/sungai terdekat.
Nilai dari To didapat dari rumus:
To =
S
nxLxx 28.3
3
2 (2-25)
Dimana L adalah panjang lintasan aliran diatas permukaan lahan, n adalah angka
kekasaran Manning dan S adalah kemiringan lahan.
2.6.6. Debit Limpasan Metode Rasional
Metode untuk memperkirakan keadaan laju aliran permukaan puncak yang umum
dipakai adalah Metode rasional USSCS (1973). Metode ini sangat simpel dan mudah
penggunaanya.
Rumus empiris yang digunakan adalah:
Q = C . I . A (2-26)
Apabila digunakan rumus matriks, maka rumus rasioanal menjadi :
Q =
C . I . A = 0,278.C.I.A (2–27)
Dimana :
Q = Debit limpasan yang terjadi (m3/detik)
I = Intensitas hujan yang merata didaerah yang dirinjau (mm/jam)
A = Luas daerah pengaliran yang ditinjau (km2)
C = Koefisien Pengaliran
2.7. Sistem Informasi Geografis (SIG)
2.7.1. Definisi Sistem Informasi Geografis (SIG)
Sistem informasi geografis merupakan suatu sistem yang mengintegrasikan data
yang bersifat keruangan (spasial/geografis) dengan data tekstual yang berisi deskripsi
menyeluruh tentang obyek dan keterkaitannya dengan obyek lain. Melalui sistem ini data
dapat diolah untuk keperluan analisis secara komprehensif dan dapat menampilkan
hasilnya dalam berbagai format baik dalam bentuk peta, tabel atau laporan (report).
Adapun kegunaan SIG adalah:
30
1. Untuk menggabungkan data-data keruangan lain dalam satu sistem sehingga ada
konsistensi data untuk melakukan analisa geografi.
2. Untuk peta dan informasi keruangan yang lain dalam bentuk digital sehingga dapat
dilakukan analisa maupun manipulasi tampilan yang baru.
3. Untuk menghubungkan antara aktivitas-aktivitas berdasarkan kedekatan geografi.
2.7.2. Subsistem Sistem Informasi Geografis (SIG)
Berdasarkan definisinya, SIG dapat dijelaskan dengan 4 sistem pendukung, yaitu
(Prahasta, 2001:58):
1. Data Pemasukan (Input Data)
Subsistem data input berfungsi untuk mengumpulkan dan mempersiapkan data spasial
dan atribut dari berbagai sumber yang relevan untuk kepentingan analisa. Subsistem
ini mengkonversi atau mentransformasikan dari format data aslinya kedalam format
digital yang sesuai dengan format SIG. Pemasukkan data dapat dilakukan dengan
digitasi, dimana digitasi adalah proses pengubahan data grafis analog menjadi data
grafis digital, dalam struktur vektor. Hasil suatu proses digitasi adalah himpunan
segmen maupun poligon.
2. Data Manajemen
Subsistem manajemen data berfungsi untuk mengorganisasikan data spasial maupun
atribut ke dalam basis data sedemikian rupa sehingga mudah dipanggil, di update, dan
di edit. Basis data adalah himpunan dari beberapa berkas data atau tabel yang
disimpan dengan suatu struktur tertentu, sehingga saling keterkaitan yang ada di antara
anggota-anggota himpunan tersebut dapat diketahui, dimunculkan dan dimanipulasi
oleh perangkat lunak manajemen basis data untuk keperluan tertentu. SIG adalah
manajemen basis data spasial yang mampu memadukan informasi dalam bentuk tabel
dengan informasi spasial berupa peta-peta dengan tingkat otomasi yang tinggi.
3. Manipulasi data dan analisis
Subsistem ini berfungsi untuk menentukan informasi-informasi yang dapat dihasilkan
oleh SIG, selain itu subsistem ini juga melakukan manipulasi dan pemodelan data
untuk keperluan informasi yang diharapkan.
4. Data Keluaran (Output Data)
Keluaran data dari SIG adalah seperangkat prosedur yang digunakan untuk
menampilkan informasi dari SIG dalam bentuk yang disesuaikan dengan keinginan
pengguna. Subsistem data output berfungsi untuk menampilkan atau menghasilkan
31
keluaran seluruh atau sebagian basis data baik dalam bentuk softcopy maupun dalam
bentuk hardcopy seperti tabel, grafik, peta, dan lain-lain.
Gambar 2.7. Subsistem-subsistem SIG
Sumber: Prahasta (2001:59)
Gambar 2.8. Uraian subsistem-subsistem SIG
Sumber: Prahasta (2001:59)
2.7.3. Komponen Sistem Informasi Georafis (SIG)
SIG merupakan sistem yang kompleks yang terdiri dari beberapa komponen seperti
di bawah ini (Prahasta, 2001:60) :
1. Perangkat Keras
SIG tersedia untuk beberapa platform perangkat keras mulai PC desktop, workstation,
hingga multiuser host. Adapun perangkat keras yang sering digunakan untuk SIG
adalah komputer (PC), mouse, digitizer, pointer, plotter dan scanner.
SIG
Manipulasi data
dan
Analisa
Data
Output
Manajemen
Data
Data
Input
32
2. Perangkat Lunak
SIG merupakan sistem perangkat lunak yang tersusun secara modular dimana basis
data memegang peranan kunci. Setiap subsistem (data input, data output, data
management, data manipulasi dan analisis) diimplementasikan dengan menggunakan
beberapa modul.
3. Basis Data (Informasi Geografi dan Data Keruangan)
SIG dapat mengumpulkan dan menyimpan data dan informasi yang diperlukan baik
secara langsung dengan cara mengimport-nya dari perangkat-perangkat lunak SIG
yang lain maupun secara langsung dengan cara mendigitasi data spasialnya dari peta
dan memasukkan data atributnya dari tabel-tabel dengan menggunakan keyboard.
4. Sumber Daya Manusia/Brainware (Manajemen)
Proyek SIG memerlukan pengelolaan dan pengerjaan yang baik oleh orang-orang yang
memiliki keahlian sesuai dengan tingkatannya agar dapat memperoleh hasil yang
terbaik.
2.7.4. Model Data Sistem Informasi Georafis (SIG)
Adadua jenis data dalam SIG, yaitu data spasial dan non-spasial. Data spasial
menyatakan aspek keruangan berupa posisi koordinat. Data non-spasial atau data atribut
menyatakan deskriptif dari objek tersebut berupa items atau properties.
Terdapat dua jenis data spasial yaitu data vektor dan data raster. Data vektor
menyajikan data geografi dalam tiga jenis topologi, yaitu garis (line), titik (point), dan
poligon (polygon). Data raster menyajikan data geografi dalam bentuk grid atau rangkaian
bujur sangkar.
Gambar 2.9. Bentuk Data Vektor dan Raster
Sumber: www.geotekno.blogspot.com diunduh tanggal 26 Oktober 2013
Data atribut merupakan keterangan dari data geografi baik disimpan secara vektor
(vector enconding) maupun raster (raster enconding). Deskripsi data-data atribut tersebut
berupa keterangan-keterangan pada bagian-bagian fenomena geografi dengan cara
pemberian kode.
33
2.7.4.1. Data Spasial
Data spasial diperoleh dari peta hard copy, foto udara, citra satelit, peta digital dan
lainnya. Data spasial disini adalah data berupa gambar yang berhubungan dengan lokasi
atau posisi, bentuk dan hubungan antar unsurnya. Pemasukan data spasial vektor dilakukan
dengan pendigitasian, sedangkan data raster dilakukan dengan scanning. Bentuk data
spasial:
a. Titik, berupa koordinat (x,y) yang tidak mempunyai dimensi baik panjang, lebar
maupun luas.
b. Garis, berupa kumpulan beberapa pasang koordinat dan memiliki titik awal serta titik
akhir sehingga membentuk dimensi panjang ataupun lebar tetapi tidak memiliki
luasan.
c. Poligon/Area, berupa kumpulan pasangan-pasangan koordinat dan memiliki titik awal
dan titik akhiryang saling berhimpit sehingga memiliki dimensi panjang, lebar dan
luas sekaligus.
2.7.4.2. Data Atribut
Suatu informasi dalam format data tabuler dari suatu data grafis (titik, garis,
ataupun area) disebut data atribut. Data atribut berupa karakter atau keterangan-keterangan
yang berhubungan dengan karakteristik dan unsurnya. Data atribut pada pekerjaan SIG
merupakan suatu database. Sedangkan pengertian database sendiri merupakan data yang
disusun atau diatur sedemikian rupa sehingga mempermudah kita dalam meperoleh suatu
informasi. Database harus terdiri dari field (kolom), record (baris), dan data item. Dimana
setiap field terdiri dari beberapa record yang masing-masing berisi data item.
Sebelum dilakukan pemasukan data atribut, terlebih dahulu harus dilakukan
pemilihan dan pengelompokkan data berdasarkan kesamaan (kesetaraan) supaya dapat
dijadikan suatu format data. Setelah data-data tersebut dikelompokkan berdasarkan
kesamaan, maka data tersebut dimasukkan sebagai data item dan dikelompokkan lagi
berdasarkan fieldnya, sehingga terbentuk beberapa record data. Record-record data inilah
yang akan diolah menjadi SIG. Data atribut terdiri dari:
a. Daftar dan formulir, dalam format: angka, kode alfabetik, dan kode alfa numerik.
b. Laporan, dalam format: kata, kalimat maupun keterangan lain.
c. Keterangan gambar (grafik chart), dalam format: kata, keterangan penunjuk, angka,
keterangan symbol maupun liputan area.
34
2.7.5. Cara Kerja Sistem Informasi Georafis (SIG)
Dalam SIG dunia nyata dipresentasikan dalam peta yang ada pada layar monitor.
Unsur-unsur dalam peta tersebut mempunyai koordinat dibumi sehingga dapat digunakan
sebagai data spasial. Sedangkan data atribut menyimpan semua informasi deskriptif dalam
unsur-unsur peta tersebut. Kedua data ini akan saling berhubungan dan saling melengkapi.
Untuk memudahkan pemahaman tentang tahapan-tahapan pengerjaan SIG, berikut
ini diberikan bagan pengerjaan SIG.
2.7.6. Pengolahan Data
2.7.6.1. Pemasukkan Data
Pemasukkan data dilakukan dengan cara proses digitasi. Digitasi dilakukan dengan
cara menelusuri delienasi yang dibuat pada peta analog sehingga seluruhnya dipindahkan
kedalam komputer dengan perantara meja digitizer. Proses digitasi dilakukan dengan
memanfaatkan fasilitas ADS (Arc Digitize System) dengan langkah-langkah sebagai
berikut :
1. Menentukan titik-titik kontrol dengan maksud agar koordinat pada peta dapat
dipindahkan pada sistem koordinat yang memiliki digitizer.
2. Digitasi dilakukan dengan menelusuri kenampakkan di peta yang berupa titik, garis dan
area dengan alat penelusur pada meja digitizer. Setiap kenampakkan diberikan kode/ID
yang berbeda. Perbedaan kode/ID ini diberikan untuk mempermudah pemanggilan
salah satu penampakkan atau obyek. Setelah proses ini selesai, setiap kenampakkan di
peta disimpan dalam bentuk segmen.
2.7.6.2. Manipulasi dan Analisis Data
Satuan pemetaan harus ditentukan nilainya (score) agar dapat dipadukan dengan
peta yang lain untuk tujuan analisis. Kemampuan SIG dapat juga dikenali dari fungsi-
fungsi analisis yang dapat dilakukannya. Secara umum terdapat dua jenis fungsi analisis
dalam SIG yang meliputi fungsi analisis spasial dan fungsi analisis atribut (basis data
atribut).
Fungsi analisis data atribut terdiri dari operasi dasar sistem pengelolaan basis
data/Database Management System (DBMS) dan perluasannya meliputi :
1. Operasi dasar basis data yang mencakup :
Membuat basis data baru (create database)
Menghapus basis data (drop database)
Membuat tabel basis data (create table)
35
Menghapus tabel basis data (drop table)
Mengisi dan menyisipkan data (record) kedalam tabel (insert)
Membaca dan mencari data (field atau record) dari tabel basis data (seek, find,
search, retrieve)
Mengubah atau mengedit data yang ada didalam tabel basis data (update edit)
Membuat indeks untuk setiap basis data.
2. Perluasan operasi basis data
Membaca dan menulis basis data kedalam basis data yang lain (export/import).
Dapat berkomunikasi dengan sistem basis data yang lain (misalnya dengan
menggunakan driver ODBO).
Dapat menggunakan bahasa basis data standar SQL (Structure Query Language).
Operasi-operasi atau fungsi analisis lain yang rutin digunakan dalam sistem basis
data.
Fungsi analisis spasial dari SIG terdiri dari :
1. Klasifikasi (reclassify)
Fungsi ini mengklasifikasikan atau mengklasifikasi kembali suatu data spasial atau
atribut menjadi data spasial yang baru dengan menggunakan kriteria tertentu.
2. Jaringan (network)
Fungsi ini menunjuk kepada data-data spasial yang berupa titik-titik atau garis-garis
sebagai suatu jaringan yang tidak terpisahkan.
3. Tumpang susun (overlay)
Fungsi ini menghasilkan data spasial baru dari minimal dua data spasial yang menjadi
masukkannya.
Union : Tumpang susun poligon dan menyimpan semua area dari kedua peta.
Identity : Tumpang susun titik, garis, atau poligon pada poligon dan menyimpan
semua jenis input.
Intersect ; Tumpang susun titik, garis, atau poligon pada poligon tetapi hanya
menyimpan bagian input yang berada dalam tumpang susun.
4. Buffering
Fungsi ini akan menghasilkan data spasial baru yang berbentuk poligon atau zone
dengan jarak tertentu dari data spasial yang menjadi masukkannya.
5. 3D analysis
36
Fungsi ini terdiri dari sub-sub fungsi yang berhubungan dengan presentasi data spasial
dalam ruang tiga dimensi.
6. Digital Image Processing
Fungsi ini dimiliki oleh SIG yang berbasiskan raster.
2.7.6.3. Data Keluaran (Output)
Data keluaran dari SIG berguna untuk menampilkan informasi hasil olahan SIG
sesuai kebutuhan pengguna. Data keluaran dapat berupa data digital, data cetak, maupun
data tayangan. Keluaran data pada studi ini berupa peta-peta tematik yang meliputi struktur
data dalam format vektor dan raster/grid. Peta-peta tematik tersebut dicetak dengan
menggunakan printer.
2.7.7. Analisa Tumpang Susun (Overlay)
Tumpang susun merupakan proses penggabungan dua buah peta untuk membentuk
peta baru. Operasi tumpang susun merupakan operasi menggabungkan dua peta berikut
jenis atributnya untuk menghasilkan peta yang ditumpang susun. Operasi yang sering
digunakan ada tiga macam, yaitu :
1. Intersect two themes.
Operasi ini memotong suatu theme input sesuai dengan bentuk dari theme overlay
untuk menghasilkan suatu theme output dengan bentuk tersebut yang mempunyai data
atribut dari theme kedua-duanya.
2. Union two themes
Operasi ini merupakan penggabungan anatara dua theme tersebut berikut dengan data
atribut dari kedua theme tersebut.
3. Clip one theme based on another
Operasi ini biasanya digunakan untuk memotong theme menjadi bagian atau daerah
yang lebih kecil sesuai dengan keperluan.
2.8. Penginderaan Jauh
Suatu ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu objek, daerah, atau
fenomena melalui analisis data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung
dengan objek, daerah, atau fenomena yang dikaji disebut Penginderaan jauh (remote
sensing) (Lillesand & Kiefer, 1997:1). Data penginderaan jauh didapat dari sensor-sensor
pengumpul data yang dipasang pada suatu wahana tetap. Data yang didapat berupa data
citra (imaginery), data numerik, data gelombang, maupun data grafik.
37
2.8.1. Komponen Penginderaan Jauh
Komponen-komponen yang diperlukan agar analisa penginderaan jauh menjadi
ideal meliputi (Lilesand & Kiefer, 1997:31-33) :
1. Sumber Energi
Seluruh sistem penginderaan jauh pasif menerima tenaga yang dipantulkan dan/atau
yang dipancarkan dari penampakan di permukaan bumi. Seperti yang telah kita
bicarakan, distribusi spektral tenaga pantulan sinar matahari dan tenaga pancaran dari
benda. Tingkat tenaga matahari jelas bervariasi menurut waktu dan tempat, dan
material yang berbeda tingkat efisiennya. Sementara kita dapat mengatur sumber
tenaga untuk sistem aktif, sumber tenaga yangdigunakan pada semua sistem nyata
pada umumnya tidak seragam dalam kaitannya dengan panjang gelombang dan
karakteristiknya bervariasi menurut waktu dan tempat. Sebagai akibatnya, biasanya
harus dilakukan kalibrasi bagi sumber tenaga pada setiap penginderaan, atau
menyesuaikan dengan satuan tenaga relatif yang diindera pada setiap waktu dan
tempat.
2. Perjalanan Energi Melalui Atmosfer
Atmosfer biasanya merumitkan masalah yang ditimbulkan oleh variasi sumber tenaga.
Hingga tingkattertentu, atmosfer selalu mengubah distribusi spektral dan besarnya
tenaga yang diterima oleh suatu sensor. Atmosfer membatasi “dimana kita dapat
mengamati” secara spektral dan pengaruhnya bervariasi menurut panjang gelombang,
waktu dan tempat. Pentingnya pengaruh ini, seperti halnya pengaruh adanya variasi
sumber tenaga merupakan fungsi panjang gelombang yang dipilih, sensor yang
digunakan dan terapan penginderaannya. Penghapusan atau kompensasi pengaruh
atmosfer melalui beberapa bentuk kalibrasi sangat penting pada berbagai terapan yang
melibatkan pengamatan berulang suatu wilayah geografi.
3. Interaksi Antara Energi dan Kenampakan di Muka Bumi
Penginderaan jauh, akan semakin sederhana, setiap benda bisa memantulkan dan/atau
memancarkan tenaga secara unik yang diketahui. Walaupun tanda tangan spektral
memerankan peranan penting dalam deteksi, identifikasi, dan analisa material di muka
bumi, dunia spektral penuh kedwiartian. Jenis benda yang sangat dapat memiliki
kesamaan spektral dan mempersulit pembedaan benda tersebut. Lagipula pemahaman
umum tentang interaksi tenaga dengan benda untuk kenampakan dimuka bumi masih
merupakan pengetahuan awal bagi beberapa jenis benda dan sama sekali belum ada
bagi benda-benda yang lain.
38
4. Wahana Sensor
Pada bagian ini perlu diketahui bahwa tidak sensor yang tidak sempurna. Tidak ada
satu sensorpun yang peka terhadap seluruh panjang gelombang. Semua sensor nyata
terbatas kepekaan spektralnya. Sensor nyata juga terbatas kemampuannya untuk
mengindera benda kecil di muka bumi yang dapat dan masih dapat diindera oleh
sensor dan dipisahkan terhadapa lingkungan sekitar. Batas tersebut dinamakan resolusi
spasial suatu sensor dan merupakan suatu indikasi tentang kemampuan (kualitas)
sensor untuk merekam rincian spasial.
5. Sistem Pengolahan Data
Kemampuan sensor yang dewasa ini beroperasi untuk memperoleh data jauh lebih
besar daripada kemapuan untuk menangani data tersebut. Hal ini pada umumnya
berlaku baik untuk sistem interpretasi “manual” maupun sistim interpretasi dengan
bantuan komputer. Pengolahan data sensor hingga menjadi bentuk yang dapat
diinterpretasi sering merupakan suatu usaha yang memerlukan banyak pemikiran,
instrumentasi, waktu, pengalaman, dan data rujukan. Sementara banyak penanganan
data dapat dilakukan dengan mesin (komputer dan alat mekanik atau elektronik yang
lain), peranan manusia didalam pengolahan data akan terus berlanjut sebagai hal yang
penting pada penerapan yang produktif data penginderaan jauh.
6. Berbagai Pengguna Data
Berbagai bidang penggunaan dalam pembangunan seperti kehutanan, pertanian,
pemetaan, inventarisasi sumber daya alam daratan dan lautan, hingga penanganan
bencana alam telah banyak dilakukan. Kunci keberhasilan suatu sistem penginderaan
jauh terletak pada manusia (kelompok manusia) yang menggunakan data sistem
penginderaan jauh tersebut. Data yang dihasilkannya hanya akan menjadi informasi
yang berdaya guna apabila pengguna memahami asal usul datanya, sehingga mengerti
bagaimana penginterpretasinya dan memahami bagaimana cara menggunakannya
secara tepat. Pemahaman menyeluruh terhadap masalah yang dihadapi penting sekali
untuk terapan data penginderaan jauh tersebut. Berbagai terapan baru terus
dikembangkan dan dimanfaatkan, sehingga semakin banyak pengguna yang
menyadari potensi dan keterbatasan teknik penginderaan jauh tersebut. Akibatnya,
penginderaan jauh saat ini menjadi alat penting pada berbagai program operasional
yang berkaitan dengan pengelolaan sumber daya alam, pemantauan daerah, keteknikan
dan eksploitasi.
39
2.8.2. Citra Penginderaan Jauh
Data penginderaan jauh dapat berupa citra dan non citra. Secara definitif citra
penginderaan jauh adalah gambaran suatu obyek dari pantulan atau pancaran radiasi
elektromagnetik obyek yang direkam dengan cara opyik, elektro optik, optik mekanik, atau
elektronik. Data non citra dapat berupa grafik, diagram, dan numerik.
1. Citra bersifat optik
Citra bersifat optik biasanya disebut citra fotografik yang berupa foto. Citra fotografik
adalah gambaran obyek yang direkam menggunakan kamera sebagai sensornya, film
sebagai detektornya, sedangkan tenaga elektromagnetik yang digunakan pada
spektrum tampak dan perluasannya (spektrum tampak 0,4 mm – 0,7 mm, ultraviolet
dekat 0,3 mm – 0,4 mm, dan inframerah dekat 0,7 mm – 1,2 mm).
2. Citra bersifat analog
Citra memiliki sifat analog yaitu berwujud sinyal-sinyal video seperti gambar pada
monitor televisi. Sistem perekaman citra analog menggunakan sistem optical
scanning. Citra analog merupakan gambaran obyek yang direkan menggunakan sensor
kamera video, detektornya opto elektronik naupun tenaga elektromagnetik. Perekaman
menggunakan spektrum tampak dan perluasannya (0,4 – 03 µm).
3. Citra bersifat digital
Citra yang memiliki sifat digital dapat disimpan secara langsung pada suatu pita
magnetik. Citra digital direkam dengan menggunakan sensor non kamera (scanner,
radiometer, spektrometer), detektornya adalah elektronik, dan tenaga elektromagnetik
yang digunakan lebih luas dibandingkan dengan citra fotografik.
2.8.3. Pemrosesan Citra
Dalam kaitan pemrosesan citra-citra digital hasil penginderaan jauh pada bidang
ilmu-ilmu kebumian, terdapat beberapa tugas rutin umum yang dikenal luasn. Tipikal
tugas-tugas ini dapat dituliskan sebagai berikut:
1. Pembacaan file data raster eksternal.
Langkah pertama di dalam pemrosesan citra digital adalah pembacaan file data raster
eksternal. Biasanya data ini disimpan dalam magnetic-tape, CD, DVD, atau bahkan
media penyimpanan lainnya. Jika format file data rasternya tidak sama dengan format
native (default) sistem pengolahan citarnya, maka terlebih dahulu diperlukan proses
import atau konversi format data. Kemudian, hasilnya disimpan di dalam media
penyimpanan lokal (harddisk atau fixed-disk) untuk memudahkan prose-proses
selanjutnya.
40
2. Menampilkan citra.
Setelah file data rasternya dapat didimpan di media penyimpanan lokal dan dapat
dibaca, langkah yang paling sering dilakukan adalah menampilkan (display) di layar
monitor. Dari langkah ini akan nampak kualitas data dan cakupan wilayah
geogrfisnya. Jika kualitas datanya sangat buruk (misalnya sebagian besar area tertutup
awan) dan tidak mencakup area yang diperlukan maka pengguna dapat segera
memutuskan untuk tidak memproses lebih lanjut file citra yang bersangkutan.
Sebaliknya jika kualitas dan area resternya sesuai dengan keperluan, maka proses-
proses selanjutnya segera menunggu.
Dalam menampilkan citra, pengguna dapat memakai beberapa “Color Mode” yang
tersedia: hitam-putih (greyscale) atau pseudocolor, dan komposit berwarna RGB (Red-
Green-Blue) atau HSI (Hue-saturation-intensity). Setelah menampilkan unsur-unsur
spasialnya, pengguna juga melihat informasi statistinya (baik dalam bentuk numerik
maupun grafis).
3. Geocoding citra
Sering kali, data raster yang didapat merupakan data mentah (raw) dan masih
memiliki kesalahan geometris. Maka jika diperlukan hasil pengamatan jarak, arah, dan
luas yang akurat, data (koordinat) citra yang masih mentah ini perlu dikoreksikan atau
ditransformasikan sedemikian rupa hingga akhirnya memiliki sistem koordinat bumi
(proyeksi). Dalam konteks ini sering dikenal beberapa jenis prosedur geocoding: (1)
registrasi citra – proses transformasi koordinat (atau geometry aligning) suatu citra
digital ke dalam sistem koordinat citra digital lainnya yang dianngap telah memiliki
sistem koordinat bumi; (2) rektifikasi citra – proses transformasi koordinat citra digital
ke dalam sistem koordinat bumi dengan menggunakan koordinat-koordinat unsur
terkait di dalam peta dasar, hasil pengukuran lapangan (misalkan pengamatan GPS) ,
atau koordinat referensi sebagai titik-titik kontrol tanah (ground control); dan (3)
Orto-rektifikasi – rektifikasi seperti di atas ditambah dengan tambahan perhitungan
koreksi terrain.
4. Pembuatan mosaik citra
Jumlah dan susunan scene atau potongan citra digital tentu saja tidak selalu sesuai
dengan cakupan wilayah studi yang diminati oleh setiap pengguna. Oleh karena itu,
jika wilayah studinya lebih luas dari pada ukuran potongan citranya, maka perlu
dibuatkan gabungan (tempelan) dari beberapa potongan citra sedemikian rupa hingga
membentuk sebuah area studi yang utuh – mosaik citra.
41
5. Perbaikan (kualitas) citra
Perbaikan (enhancement) citra merujuk pada beberapa tipe operasi pengolahan citra
yang biasanya dilakukan dalam rangka menghasilkan citra digital yang mudah untuk
diinterpretasikan secara visual sementara informasi kuantitatifnya dapat diekstrak
hingga bermanfaat bagi setiap penggunanya. Tipikal operasi-operasi perbaikan citra
ini bisa mencakup:
a. Image merging atau data fusion – mengkombinasikan data dengan kualitas-
kualitas yang berbeda untuk mencapai interpretasi terbaik. Sebagai contoh, untuk
mendapatkan citra digital berwarna dengan resolusi spasial yang lebih tinggi (pan-
sharpened), pengguna dapat menggabungkan bands multispektral dengan band
pankromatiknya (yang beresolusi spasial lebih tinggi dari multispektralnya).
b. Color drapping – meng-overlay-kan suatu tipe data lain sehingga membentuk
kombinasi tampilan yang memungkinkan analisis terhadap dua atau tiga variabel.
Sebagai contoh, pengguna dapat menumpangkan tampilan citra raster unsur-unsur
vegetasi (hasil ekstraksi citra satelit) di atas citra radiomatrik atau bahkan citra
magnetik.
c. Contrast enhancements – meningkatkan kualitas presentasi citra dengan
mengoptimalkan variabel contrast di antara terang (light/high) dan gelap
(dark/low).
d. Filtering – untuk mempertajam sisi, menghaluskan noise, atau memperjelas
kenampakan unsur-unsur spasial linier tertentu yang terdapat dalam citra. Sebagai
contoh, pengguna dapat mengaplikasikan suatu filter untuk memperjelas
kenampakan unsur-unsur linier yang memiliki kecenderungan arah utara-selatan di
dalam citra.
e. Formula processing – menggunakan operasi-operasi matematis untuk
mengkombinasikan data multi-band atau untuk menurunkan informasi tematik
tertentu. Pemrosesan citra digital dengan formula ini bisa mencakup thresholding,
differencing, ratio, PCA (Principal Component Analysis), dan permodelan spasial.
f. Classifiction – pengklasifikasian (secara statistik) kelompok-kelompom (cluster
atau group) nilai-nilai data citra (DNs) ke dalam beberapa kelas unsur atau
kategori tematik tertentu. Sebagai contoh, pengguna dapat melakukan klasifikasi
terhadap suatu citra untuk menghasilkan peta-peta tematik tipe penutup lahan
(landcover) yang sangat bermanfaat untuk proses analisis lanjut di dalam sistem
informasi geografis.
42
g. Color balancing – menyeimbangkan warna-warna yang terdapat pada citra digital
hasil proses mosaik.
6. Dinamic link overlay
Untuk melengkapi tampilan unsur-unsur geografis yang terdapat di dalam wilayah
studinya hingga nampak komperehensif, pengguna dapat menambahkan (link) layer
lainnya (eksternal) secara dinamis dan kemudian menampilkan semuanya.
7. Anotasi dan komposisi peta
Setelah dinamic link overlay dilakukan, pada umumnya pengguna dapat segera
melanjutkan ke tahap selanjutnya dengan pemberian anotasi (pemberian objek-objek
teks, grafis, dan warna secara dinamis [on-screen]). Setelah itu, dilakukan proses
penyusunan komposisi (layout) peta dan skala yang bersangkutan untuk menghasilkan
peta-peta berkualitas tinggi yang melibatkan data raster, vektor, dan tabel.
8. Penyimpanan dan pencetakan hardcopy
Setelah tahap pemberian anotasi dan penyusunan komposisi peta, pengguna daoat
menyimpan layout peta yang telah lengkap tersebut secara permanen ke dalam format
file standar (softcopy berformat BMP, TIFF/GeoTiff, JPEG, dll.) atau bahkan
mencetakna (menghasilkan hardcopy).
Selain dengan tugas-tugas seperti di atas, sering kali, aktivitas yang terdapat di
dalam pemrosesan citra digital juga dikelompokkan ke dalam tiga langka umum (pre-
processing, display and enhancement, dan information extraction) yang dapat didetilkan
dalam bentuk diagram alir seperti berikut:
43
Gambar 2.10. Contoh Tampilan Skema Sistem Pemrosesan Citra Lainnya
Sumber: Prahasta (2008:62)
Langkah (prosedur) pre-processing terdiri dari operasi-operasi persiapan datanya
sedemikian rupa – mengkoreksi atau mengkompensasikan kesalahan-kesalahan sistematik
– hingga dapat dianalisis pada langkah-langkah berikutnya. Tipikal koreksi yang pada
umumnya dikenakan pada tahap ini adalah geometrik, radiometrik, dan atmosfir.
Walaupun demikian, koreksi-koreksi ini tidak perlu selalu dikenakan pada citra dalam
semua kondisi. Kesalahan-kesalahan ini bersifat sistematik dan dapat dihilangkan sebelum
sampai kepada para penggunanya. Oleh karena itu, pengguna perlu memeriksa dan
kemudian memutuskan teknik pre-processing mana yang relevan. Setelah langkah pre-
processing selesei, pengguna juga dapat menempuh prosedur ekstraksi unsur untuk
mereduksi ukuran (file) data (yang besar-besar). Dengan prosedur ini komponen-
komponen yang paling penting (milik data rasternya) akan tetap tersimpan (terpisahkan)
untuk proses-proses berikutnya, sementara yang dianggap tidak berarti (yang mengandung
kesalahan atau noise, dll.) akan terabaikan – jumlah variabel berkurang dan waktu proses
lebih cepat.
44
Langkah image enhancement sering dilakukan untuk meningkatkan kualitas citra
digital sedemikian rupa hingga sangat mudah untuk diinterpretasikan (secara manual-
viual). Proses ini dilakukan dengan cara meningkatkan kontras (tampilan) citra. Teknik
enhancement dilakukan berdasarkan pertimbangan terhadap dua faktor utama: data
digitalnya (resolusi dan spektral bands terkait) dan tujuan interpretasi itu sendiri. Teknik
image enhancement sering menyebabkan perubahan pada nilai-nilai data aslinya (DNs)
secara drastis. Oleh karena itu, pada umumnya, hasil teknik ini (citra digital turunan) hanya
digunakan untuk memenuhi kebutuhan-kebutuhan interpretasi (manual-visual) dan tidak
untuk dianalisis (secara numerik) lebih lanjut.
Langkah information extraction dilakukan untuk mendapatkan hasil akhir dari
suatu proses analisis citra. Setelah dilakukan pre-processing, citra digital dapat secara
langsung menjalani proses analisis kuantitatif yang menempatkan setiap pikselnya pada
kelas-kelas tertentu. Klasifikasi (piksel-piksel) citra ini dilakukan berdasarkan identitas
baik yang diketahui maupun yang tidak diketahui untuk mengklasifikasikan citra lain yang
berisi piksel-piksel yang identitasnya tidak diketahui. Setelah proses klasifikasi selesai,
pengguna juga perlu mengevaluasi akurasinya dengan cara membandingkan citra hasil
klasifikasinya (terdiri dari beberapa kelas penutup lahan) dengan area-area yang
identitasnys (sebagai contoh adalah sawah, sungai, air, hutan, lahan terbuka, dll.) telah
diketahui (hasil survei langsung di lapangan).
45
BAB III
METODOLOGI STUDI
3.1. Lokasi Daerah Studi
Daerah Aliran Sungai (DAS) Brantas bagian hulu dimulai dari sebelah timur kaki
Gunung Anjasmoro atau lebih tepatnya berada di Desa Sumber Brantas (Kota Batu),
kemudian melalui 8 Kabupaten (Malang, Blitar, Tulunggung, Kediri, Nganjuk, Jombang,
Mojokerto, Sidoarjo) dan 6 Kota (Batu, Malang, Blitar, Kediri, Mojokerto, dan Surabaya).
Kota Malang merupakan bagian dari Daerah Aliran Sungai (DAS) Brantas hulu.
Secara geografis Kota Malang terletak pada 112,06° - 112,07° Bujur Timur dan 7,06° -
8,02° Lintang Selatan. Sedangkan batas-batas wilayah Kota Malang adalah sebagai berikut :
Sebelah Utara berbatasan dengan Kecamatan Singosari dan Kecamatan Karangploso
Kabupaten Malang.
Sebelah Timur berbatasan dengan Kecamatan Pakis dan Kecamatan Tumpang Kabupaten
Malang.
Sebelah Barat berbatasan dengan Kecamatan Wagir dan Kecamatan Dau Kabupaten
Malang.
Sebelah Selatan berbatasan dengan Kecamatan Tajinan dan Kecamatan Pakisaji
Kabupaten Malang.
Daerah studi adalah di Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen, Kota Malang.
Luas wilayah Kelurahan Penanggungan adalah 78,250 ha.
Sedangkan batas-batas wilayah Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen, Kota
Malang adalah :
Sebelah Utara berbatasan dengan Kelurahan Jatimulyo.
Sebelah Timur berbatasan dengan Kelurahan Samaan.
Sebelah Barat berbatasan dengan Kelurahan Ketawanggede dan Kelurahan Sumber Sari.
Sebelah Selatan berbatasan dengan Kelurahan Oro-oro Dowo.
46
Gambar 3.1. Peta Orientasi Lokasi Studi
Sumber: www.dasarilmutanah.blogspot.com diunduh tanggal 01 November 2013
Gambar 3.2. Lokasi Studi Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen, Kota Malang
Sumber: www.wikipedia.org diunduh tanggal 01 November 2013
47
3.2. Kondisi Daerah Studi
3.2.1. Iklim
Kondisi klimatologi Kecamatan Klojen menunjukkan bahwa temperatur rata-
rata 24,4 0C dengan curah hujan pertahun 1.998 mm dan curah hujan rata-rata 82 mm.
Pada bulan Desember sampai dengan Mei suhu udara siang hari berkisar antara 20 – 25
0C. Bulan Juni sampai dengan Agustus suhu udara pada siang hari 20 – 28
0C,
sedangkan bulan September sampai dengan November pada siang hari suhu berkisar
antara 20 – 25 0C.
3.2.2. Keadaan Topografi dan Bentuk Wilayah
Kecamatan Klojen merupakan daerah dataran dengan kemiringan 0 – 15 % dan
terletak pada ketinggian antara 398 – 662,5 meter dari permukaan laut. Secara fisiologi
Kecamatan Klojen merupakan daerah yang relatif datar dengan kemiringan antara 0 -
15% pada bagian barat, dan di bagian barat kemiringannya agak besar yaitu sekitar 15
– 40 % dimana wilayahnya dilewati jalan yang menuju ke daerah rekreasi Batu dan
Kediri.
Untuk kawasan Kecamatan Klojen dengan klasifikasi datar (0-15%), banyak
berkembang permukiman dan fasilitasnya karena cukup ekonomis dalam pembangunan
fisiknya serta wilayah ini mempunyai aksesbilitas tinggi karena dilalui oleh jalan arteri
dan jalan kereta api yang menghubungkan Kota Surabaya-Malang-Blitar serta daerah-
daerah yang ada di sekitarnya.
Sedangkan kawasan yang memiliki kemiringan besar 15 - 40 % ini digunakan
untuk menunjang transportasi dari Kota Malang ke Kota Batu dan Ke Kota Kediri
dengan ditunjang dengan sarana dan prasarana transportasi yang cukup baik.
3.2.3. Kondisi Tanah dan Geologi
Jenis tanah di Kecamatan Klojen adalah jenis alluvial kelabu dan latosol coklat
kemerah-merahan. Keadaan memungkinkan untuk didirikan bangunan di atasnya. Hal
ini didukung dari hasil survei yang membuktikan bahwa rata-rata daya dukung tanah
sebesar 0,7 Kg/cm2.
Secara umum keadaan geologi di Kecamatan Klojen yang identik dengan
wilayah Kota Malang, adalah terdiri dari batuan beku muda, mengandung mineral Au
(emas), Ag (perak), Zn (seng), Pb (timbal), Cu (tembaga), Fe (besi) dengan jenis tekstur
alluvial kelabu tua dan asosiaso latosol coklat kemerahan-merahan dengan sifat fisik
cukup baik dan tahan terhadap erosi (Revisi RTRW Kota Malang Tahun 2001).
48
3.2.4. Kondisi Hidrologi
Dilihat dari kondisi hidrologi, Kecamatan Klojen dilalui oleh 4 sungai yaitu:
Sungai Brantas yang mengalir dari barat laut menuju ke timur, terus ke arah selatan;
Sungai Metro mengalir dari arah utara ke selatan melalui bagian barat Kota Malang;
Sungai Kasin dan Sukun mengalir dari arah utara ke selatan, dimana sungai ini
berfungsi sebagai saluran pembuangan yang mengalir di tengah kota.
3.2.5. Penggunaan Lahan
Penggunaan tanah di Kecamatan Klojen tahun 2002 didominasi oleh
permukiman/pekarangan dengan luas 574.5594 Ha dari total luas wilayah Kecmatan
Klojen. Sedangkan penggunaan tanah paling sedikit berupa industri dengan luas 0.1625
Ha. Secara umum pola permukiman di Kecamatan Klojen adalah linear (mengikuti
jalan) dan grid (pada perumahan baru). Dalam bentuk guna lahan permukiman yang
memusat pada kawasan pusat kota Kecamatan tingkat kepadatan yang meninggi.
Padatnya lahan terbangun pada Kecamatan Klojen menjadikan guna lahan tumbuh
dengan kecenderungan pola pengembangan lahan secara vertikal dan intertsial (mengisi
lahan-lahan kosong diantara bangunan). Lebih jelasnya lihat tabel 3.1.
49
Tabel 3.1. Neraca Penggunaan Lahan Kecamatan Klojen Tahun 2002
No. Penggunaan Tanah Tahun 2002 (Ha)
A. Terbangun
1. Perumahan 5.745.594
2. Perkantoran Pem.-Swasta 31.1097
3. Sarana pendidikan 39.3112
4. Sarana kesehatan 13.7663
5. Sarana ibadah /sosial 3.6675
6. Pasar 5.1567
7. Pertokoan 35.2055
8. Pergudangan 0.0000
9. Hotel/losmen 5.9647
10. Industri 0.1625
11. Sarana perhubungan 90.2276
B. Terbangun Fungsi RTH
1. Lap. OR dan taman 24.8384
2. Kuburan 10.1410
3. Tempat hiburan/rekreasi 4.4585
C. Belum Terbangun Fungsi RTH
1. Tanah pertanian
a. sawah 0.0000
b. tegalan 0.0000
c. kebun 0.0000
2. Tanah kehutanan 0.0000
3. Tanah perikanan 0.0000
4. Tanah peternakan 0.0000
5. Tanah kosong diperuntukan 43.9310
6. Tanah kosong tdk diperuntukan 0.0000
JUMLAH A 7.989.686
JUMLAH B 394.379
JUMLAH C 43.9310
JUMLAH A+B (Kawasan Terbangun) 8.384.065
JUMLAH B+C (saat ini berfungsi RTH) 833.689
Sumber: BPN Kota Malang Tahun 2002
3.3. Data-Data yang Diperlukan
Data primer dan data sekunder diperlukan dalam pengerjaan studi ini. Data
sekunder bersumber dari instansi di Kota Malang yang terkait dan pernah dilakukan
pengukuran, sedangkan data primer diperoleh berdasarkan pengukuran langsung di
lapangan. Data-data yang diperlukan untuk menyelesaikan studi ini adalah:
1. Data curah hujan tahun 2001 s.d. 2012 yang bersumber dari Laboratorium
Hidrologi Jurusan Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya.
2. Peta Rupa Bumi Indonesia skala 1 : 25.000 berbentuk digital yang mencakup
seluruh areal Kecamatan Klojen, Kota Malang yang bersumber dari
50
BAKOSURTANAL.
3. Peta jenis tanah untuk areal Kelurahan Penangungan, Kecamatan Klojen, Kota
Malang yang bersumber dari Fakultas Pertanian Universitas Brawijaya.
4. Data digital citra satelit IKONOS tahun 2004 dan tahun 2010 yang bersumber dari
LAPAN.
5. Data pengukuran kapasitas infiltrasi dengan Double Ring Infiltrometer di beberapa
titik lokasi di Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen, Kota Malang.
3.4. Langkah Pengerjaan Penelitian
Untuk menyelesaikan studi ini, langkah pengerjaan yang dilakukan adalah
sebagai berikut :
a. Pengumpulan data-data yang diperlukan.
b. Tahap analisa dan perhitungan data.
Pada tahap ini semua data yang didapat akan dilakukan analisa dan perhitungan
guna mencari pemecahan terhadap masalah-masalah yang telah diduga sebelumnya.
Adapun langkah-langkah dalam tahapan ini yaitu:
1. Penggambaran batas Kecamatan Klojen, Kota Malang. Penggambaran batas
kecamatan membutuhkan peta digital yang dilakukan dengan cara digitasi melalui
software ArcView GIS 10.1.
2. Penggambaran peta tata guna lahan. Penggambaran peta tata guna lahan dilakukan
dengan mengubah data citra landsat menjadi peta penutupan lahan dengan
menggunakan software ArcView GIS. Data citra satelit menggunakan data tahun 2004
dan tahun 2010 untuk daerah Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen, peta pola
aliran sungai dan jaringan jalan yang berasal dari peta rupa bumi Indonesia yang
merupakan data vektor, dan peta batas Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen.
Adapun langkah-langkahnya yaitu;
Menampilkan data raster citra landsat daerah Kelurahan Penanggungan,
Kecamatan Klojen.
Import data vektor. Data vektor disini adalah peta batas administrasi Kota Malang,
Kecamatan Klojen, dan Kelurahan Penanggungan
Menampilkan data vektor.
Pembuatan composit citra dengan cara membuat kombinasi dari band image yang
ada pada citra IKONOS daerah Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen
51
untuk membantu mengidentifikasi dan Interpretasi tutupan lahan dipermukaan
bumi.
Penajaman Citra. Penajaman citra bertujuan untuk memberikan ketampakkan
warna composit citra yang lebih jelas.
Koreksi Geometris dengan memberikan titik koordinat geo referensi pada tiap-tiap
pixel yang ada pada data citra. Data tambahan yang digunakan dalam koreksi ini
adalah data spasial jalan dan sungai dari peta rupa bumi Indonesia.
Pemotongan citra (cropping citra). Pemotongan citra satelit Kecamatan Klojen
disesuaikan dengan batas Kecamatan Klojen berdasarkan peta yang telah dibuat.
Interpretasi Citra (penentuan sampel area). Interpretasi citra dilakukan dengan
membuat kunci interpretasi yang dibagi menjadi beberapa kelas berdasarkan
kenampakkan warna dan rona pada citra.
Klasifikasi Terbimbing. Klasifikasi ini bertujuan untuk membuat kelas-kelas pada
citra satelit berdasarkan nilai spectral tiap pixel yang ada (kunci interpretasi).
Verifikasi Lapangan. Pengecekan lapangan bertujuan untuk memberikan informasi
kebenaran dari hasil klasifikasi penggunaan lahan pada citra. Pengecekan lapangan
ini menggunakan alat GPS navigasi dan kamera digital.
Uji ketelitian hasil klasifikasi. Uji ketelitian hasil dilakukan dengan dua tahap yaitu
menggunakan ArcView GIS dan uji ketelitian hasil klasifikasi citra dengan
keadaan lapangan.
Vektorisasi hasil klasifikasi dan editing hasil vektorisasi. Vektorisasi hasil
klasifikasi dengan cara memilih menu Process-Raster cells to vector polygons
pada software ArcView GIS 10.1. Untuk editing hasil vektorisasi dengan
mengaktifkan extension image analysis yang merupakan syarat untuk
menampilkan data citra berformat .ers pada software ArcView GIS.
3. Penentuan besar koefisien pengaliran berdasarkan penggunaan lahan yang ada di
Kelurahan Penanggungan, Kecamatan Klojen.
4. Penggambaran peta jenis tanah dengan cara digitasi peta jenis tanah melalui
perangkat lunak ArcView GIS 10.1 dipresentasikan dengan model data vektor berupa
polygon untuk mengidentifikasi besarnya laju infiltrasi berdasarkan jenis tanah yang
ada.
5. Melakukan tumpang susun (overlay) pada peta penggunaan lahan (koefisien
pengaliran) dengan peta sebaran laju infiltrasi untuk memperoleh peta hubungan
52
antara penggunaan lahan (koefisien pengaliran) dengan laju infiltrasi.
6. Analisa limpasan permukaan pada lahan dan saluran dengan model rasional.
7. Analisa adanya perubahan pada penggunaan lahan dengan cara meng-overlay-kan
peta penggunaan lahan tahun 2004 dengan peta penggunaan lahan tahun 2010 hasil
interpretasi citra pada software ArcView GIS.
8. Menentukan daerah Kawasan Resapan Air Hujan berdasarkan hasil analisa Limpasan
Permukaan.
9. Kesimpulan.
53
Gambar 3.3. Diagram Alir Pengerjaan Skripsi
54
Gambar 3.4. Diagram Alir Pengubahan Citra Satelit Menjadi Peta Tata Guna Lahan
55
Gambar 3.5. Diagram Alir Perhitungan Debit Limpasan
56
Sengaja Dikosongkan
105
BAB V
PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil evaluasi dan perhitungan pada bab-bab sebelumnya, maka dapat
disimpulkan beberapa hal sebagai berikut:
1. Berdasarkan analisa perubahan penggunaan lahan di Kelurahan Penanggungan pada
tahun 2004 sampai dengan 2010, terdapat beberapa lahan yang telah beralih fungsi.
Sebesar 17,47% Ruang Terbuka Hijau dan tanah lapang berubah fungsi menjadi
perumahan, gedung jasa/perdagangan, dan sarana pendidikan. Pada tata guna lahan
jasa/perdagangan mengalami pertambahan sebesar 6,821%, perumahan 6,104%,
pendidikan 0,143% dan ruang terbuka non hijau 4,401%.
2. Berdasarkan analisa dan perhitungan koefisien pengaliran dan luasan tata guna lahan
pada Kelurahan Penanggungan, maka didapatkan koefisien pengaliran (C) rerata
sebesar 0,406 pada tahun 2004 dan 0,498 pada tahun 2010.
3. Berdasarkan analisa dan perhitungan besarnya limpasan permukaan di Kelurahan
Penanggungan pada tahun 2004 adalah 19,691 m3/dt dengan luas daerah
impermeable sebesar 50,932 Ha atau 67,546%. Sedangkan pada tahun 2010 limpasan
permukaan mengalami kenaikan sebesar 24,102 m3/dt akibat adanya pertambahan
daerah impermeable menjadi 63,752 Ha atau 84,55% dari keseluruhan luas
Kelurahan Penanggungan.
4. Berdasarkan pengambilan sampel pengukuran dengan alat infiltrometer di beberapa
titik pada Kelurahan Penanggungan, maka didapatkan nilai infiltrasi rata-rata sebesar
230 mm/jam dengan angka kejenuhan tanah sebesar 23,71%.
5. Berdasarkan analisa citra satelit, perhitungan infiltrasi, dan limpasan pada Kelurahan
Penanggungan, maka didapat peta sebaran area resapan yang di klasifikasikan
dengan kriteria tinggi, sedang dan rendah. Area yang memiliki potensi resapan tinggi
sebesar 39,210 Ha dengan laju infiltrasi lebih besar dari 20 mm/jam. Area dengan
kriteia sedang seluas 6,031 Ha dengan laju infiltrasi antara 100-200 mm/jam. Kriteria
rendah memiliki luas sebesar 30,161 Ha dengan laju infiltrasi kurang dari 100
mm/jam. Sebagian besar area resapan telah menjadi area terbangun, akan tetapi
alternatif sumur resapan ataupun lubang biopori dapat digunakan untuk
mengkonservasi air tanah dan mengurangi limpasan padan saat musim penghujan.
106
5.2. Saran
Beberapa hal yang harus diperhatikan dalam penanganan perubahan tata guna lahan
dan limpasan berlebih pada daerah studi:
1. Adanya perencanaan yang baik dan peraturan tentang pemanfaatan lahan kosong di
sekitar perumahan sebagai daerah resapan, baik menggunakan sumur resapan
maupun biopori.
2. Perlunya penghijauan pada ruang terbuka hijau dengan tanaman-tanaman besar yang
dapat meresapkan air.
3. Adanya penyuluhan kepada masyarakat tentang pentingnya konservasi air untuk
menghindari genangan berlebih maupun banjir pada saat musim penghujan.
107
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2011. Malang Dalam Angka. Malang: Badan Pusat Statistik Kota Malang.
Anonim. 2001. Rencana Tata Ruang Wilayah Kota Malang. Malang: Pemerintah Kota
Malang.
Anonim. 2013. http://geotekno.blogspot.com/data_raster_dan_data_vektor.htm (diakses
pada 10 Oktober 2013).
Anonim. 2013. http://dasarilmutanah.blogspot.com/peta_jawatimur.jpg (diakses pada 1
November 2013).
Anonim. 2013. http://id.wikipedia.org/wiki/Penanggungan,_Klojen,_Malang. (diakses
pada 1 November 2013)
Arsyad, Sintala. 2000. Konservasi Air dan Tanah. Bogor: IPB Press.
Asdak, Chay. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta:
Gajah Mada University Press.
Bedient, Philip B. and Huber, Wayne C. 1992. Hidrology and Floodplain Analysis.
New Jersey: Prentice Hall PTR.
Baja, Sumbangan. 2012. Perencanaan Tata Guna Lahan Dalam Pengembangan
Wilayah Pendekatan Spasial dan Aplikasinya. Yogyakarta: ANDI.
Hadisusanto, Nugroho. 2011. Aplikasi Hidrologi. Malang: Jogja Media Utama.
Harto, Sri. 1993. Analisis Hidrologi. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama.
Holden A.P. and Stephenson D. 1995. Finite Difference Formulation Of Kinematic
Equation. http://www.webpages.uidaho.edu/ch/papers/kin_FD_Holden.pdf
(diakses pada 29 Oktober 2013).
Lee, K. and Yen, B. 1997. Geomorphology and Kinematic-Wave–Based Hydrograph
Derivation. Journal of Hydralic. Engineering, 123(1), 73–80 Technical Papers.
http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9429(1997)123:1(73) (diakses pada 1
Oktober 2013).
Prahasta, Eddy. 2001. Konsep-Konsep Dasar Sistem Informasi Geografis. Bandung:
Informatika.
Prahasta, Eddy. 2008. Remote Sensing: Praktis Penginderaan Jauh dan Pengolahan
Citra Dijital Dengan Perangkat Lunak ER Mapper. Bandung: Informatika.
108
Rawls W.J., Brakensiek D.L. and Saxton K.E. 1982. Estimation of Soil Water
Properties.
http://www.envsci.rutgers.edu/~gimenez/SoilPhysics/HomeworkCommonFiles/
Rawls%20et%20al%201982.pdf (diakses pada 29 Oktober 2013).
Singh V.P. 1996. Kinematic Wave Modeling In Water Resources: Surface-Water
Hydrology. New York: John Wiley & Sons, Inc.
Soemarto, C.D. 1987. Hidrologi Teknik. Jakarta: Erlangga.
Sosrodarsono, Suyono dan Takeda, Kensaku. 1993. Hidrologi untuk Pengairan.
Jakarta: Pradnya Paramita.
Setiawan, Suryana Adi. 2007. Kajian Perubahan Penggunaan Lahan Di Kelurahan
Cipageran Kecamatan Cimahi Utara Kota Cimahi Tahun 1993-2002. Thesis
tidak diterbitkan. Bandung: ITB.
Suripin. 2003. Pelestarian Sumber Daya Tanah dan Air. Yogyakarta: ANDI
Suripin. 2004. Sistem Drainase Kota yang Berlanjutan. Yogyakarta: ANDI
Wahyunto et al. 2001. Enviromental Consequences of Land Use Change In
Indonesia. http://www.tucson.ars.ag.gov/isco/isco13/PAPERS%20A-
E/AGUS.pdf (diakses tanggal 29 Oktober 2013).