UJIAN TENGAH SEMESTER

INFRASTRUKTUR LINGKUNGAN BERBASIS DATA SPASIAL

“Penentuan Kerawanan Air Permukaan dengan Aplikasi SIG untuk Mengatasi

Masalah Pencemaran Air”

Disusun Oleh :

Nama : Mawan Eko Defriatno

NIM : 25714013

Jurusan : PIAS

PROGRAM STUDI PIAS

FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2015

I. Latar belakang

Kebutuhan air semakin lama semakin meningkat sejalan dengan meningkatnya

kebutuhan hidup manusia, baik di daerah perkotaan maupun daerah perdesaan.

Peningkatantersebut dilihat dari dua hal yang saling tergantung satu sama lain yaitu sisi kualitas

dan kuantitas. Di sisi lain, jumlah air relatif tidak berubah dari waktu ke waktu. Pertambahan

penduduk yang cepat banyak membawa dampak negatif terhadap sumberdaya air, baik

kuantitas maupun kualitasnya.

Sementara itu, ada sebagian penduduk kurang mendapatkan pelayanan air,tetapi di sisi

lain terdapat aktivitas dan kegiatan penduduk yang menggunakan air secara berlebihan dan

cenderung memerlukan pemborosan air. Sumber air yang digunakan untuk memenuhi

kebutuhan hidup temasuk air tanah.

Air merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi kehidupan makhluk hidup.

Fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh senyawa lain. Penggunaan air yang

utama adalah sebagai air minum. Kebutuhan sehari-hari terhadap air berbeda-beda untuk tiap

tempat dan tingkatan kehidupan. Semakin tinggi taraf kehidupan, semakin meningkat jumlah

kebutuhan akan air bersih. Pemenuhan kebutuhan akan air tersebut salah satunya diambil dari

air tanah yang berupa sumur gali maupun sumur bor. Pemakaian yang meningkat juga

berpengaruh terhadap kualitas air tersebut, karena tingkat ketersediaan air tidak seimbang

dengan tingkat pemakaian air.

Air bersih dibutuhkan dalam pemenuhan kebutuhan manusia untuk melakukan segala

kegiatan. Sehingga perlu diketahui bagaimana air dikatakan bersih dari segi kualitas dan bisa

digunakan dalam jumlah yang memadai dalam kegiatan sehari-hari manusia. Ditinjau dari segi

kualitas, ada bebarapa persyaratan yang harus dipenuhi, diantaranya kualitas fisik yang terdiri

atas bau, warna dan rasa, kualitas kimia yang terdiri atas pH, kesadahan dan sebagainya serta

kualitas biologi dimana air terbebas dari mikroorganisme penyebab penyakit. Agar

kelangsungan hidup manusia dapat berjalan lancar, air bersih juga harus tersedia dalam jumlah

yang memadai sesuai dengan aktifitas manusia pada tempat tertentu dan kurun waktu tertentu

(Gunawan, 2012).

Upaya untuk menjaga kelestarian (sustainability) air tanah adalah dengan melakukan

pengelolaan secara seksama mempertimbangkan berbagai komponen wilayah termasuk

komponen fisik maupun komponen masyarakat. Komponen fisik terkait dengan daya dukung

lingkungan terhadap keberadaan air tanah (eksistensi), sedangkan komponen masyarakat

terkait dengan pola, intensitas, metode, dan jumlah pengambilan air tanah serta upaya

konservasi maupun tindakan yang merugikan terhadap upaya konservasinya.

Komponen fisik yang terkait dengan keberadaan air tanah antara lain: curah hujan,

kondisi geologi, kondisi geo-morfologi, kondisi geohidrologi, keberadaan cekungan air tanah

dan penggunaan lahan di suatu wilayah. Secara umum komponen-komponen tersebut relatif

tetap kondisinya dalam mempengaruhi eksistensi air tanah. Adapun faktor masyarakat adalah

faktor yang banyak mempengaruhi berkurangnya daya dukung lingkungan terhadap

keberadaan air tanah. Misalnya eksplorasi yang berlebihan, pengrusakan lingkungan di wilayah

imbuhan (recharge area), pencemaran lingkungan maupun pengambilan air tanah yang tidak

sesuai prosedur. Dengan demikian perlu adanya kontrol yang memadai terhadap perilaku

masyarakat dalam melakukan eksplorasi air tanah (Jumadi dan Widiadi, 2013).

Kondisi pencemaran air di suatu perairan dapat diindikasikan dengan mengetahui

keberadaan atau besar kecilnya muatan oksigen di dalam air. Untuk menentukan status

muatan oksigen di dalam air perlu dilakukan pengukuran besarnya BOD (Biological

Oxygen Demand) atau kebutuhan oksigen biologis untuk memecah bahan buangan di dalam

air oleh mikroorganisme, dan atau COD (Chemical Oxygen Demand) atau kebutuhan

oksigen kimia untuk reaksi oksidasi terhadap bahan buangan di dalam air. BOD adalah angka

indeks oksigen yang diperlukan oleh bahan pencemar yang dapat teruraikan (biodegradable

pollutant) di dalam suatu sistem perairan selama berlangsungnya proses dekomposisi aerobic.

BOD juga dapat diartikan sebagai angka indeks untuk tolok ukur tingkat pencemar dari

limbah yang berada dalam suatu sistem perairan (Asdak, 1995).

Untuk melestarikan fungsi air perlu dilakukan pengelolaan kualitas air dan

pengendalian pencemaran air secara bijaksana dengan memperlihatkan kepentingan generasi

sekarang dan mendatang serta keseimbangan ekologis (PP No.82 tahun 2001). Pengelolaan air

yang terbatas merupakan isu penting dalam membangun masa depan yang berkelanjutan. Salah

satu caranya adalah dengan mengurangi atau mencegah pencemaran air. Pencemaran air

diindikasikan dengan menurunnya kualitas air tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak

dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya. Hal ini dapat terjadi disebabkan oleh beberapa

faktor, yaitu kemiringan lereng, curah hujan tahunan dan faktor kegiatan manusia dalam

pemanfaatan suatu lahan. Langkah yang dapat dilakukan dalam upaya pencegahan pencemaran

air adalah melalui zonasi atau pemetaan kerentanan suatu daerah terhadap pencemaran, yang

selanjutnya dapat menjadi pertimbangan dalam pengambilan keputusan dalam pengendalian

kualitas air secara keseluruhan.

II. Rumusan Masalah

Permasalahan yang ditinjau pada tugas ini adalah pemetaan kerentanan suatu daerah

terhadap pencemaran, yang selanjutnya dapat menjadi pertimbangan dalam pengambilan

keputusan dalam pengendalian kualitas air secara keseluruhan.

III. Tujuan

Berdasarkan penjelasan diatas, penelitian ini bertujuan untuk:

a. Mengetahui distribusi parameter DAS, yaitu curah hujan rata-rata tahunan, penggunaan

lahan dan kemiringan lereng,

b. Mengetahui distribusi spasial tingkat kerentanan air permukaan terhadap pencemaran di

daerah penelitian.

IV. Metodologi

Metode penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode PCSM (Point

Count System Model) . Metode ini menekankan pada pembobotan tiap parameter dan skor dari

tiap variabel yang digunakan (Widyastuti, 2012). Setiap parameter yang digunakan akan diberi

bobot dengan rentang 1-3 (tabel 1), sedangkan variabel dari parameter yang digunakan diberi

skor 1-10. Semakin tinggi skor dari suatu variabel, menggambarkan semakin rentan variabel

tersebut terhadap pencemaran, dan sebaliknya. Penentuan indeks kerentanan air tanah dalam

penelitian ini menggunakan tiga parameter, yaitu kemiringan lereng, penggunaan lahan, dan

curah hujan.

Tabel 1. Klasifikasi dan bobot parameter terhadap

Parameter Bobot

Penggunaan lahan 3

Kemiringan lereng 2

Curah hujan 3

Sumber: modifikasi dari Eimers, et al., 2000

Aplikasi SIG telah banyak merambah pada sektor-sektor yang bersentuhan langsung

dengan dinamika dan problematika kehidupan seperti masalah pengelolaan lingkungan,

kependudukan, perencanaan wilayah, pertanahan, utility, pariwisata dan ekonomi, bisnis,

marketing, perpajakan, telekomunikasi, biologi, hidrologi, pendidikan, pertambangan,

transportasi, navigasi, kesehatan, militer dan sebagainya. Perangkat lunak yang mempunyai

kemampuan untuk mendukung SIG banyak sekali, misalnya MapInfo, ArcInfo, ArcView,

ArcCAD, ArcGIS, ArcMap, Ilwis, Erdas, Immager, ERMapper, ENVI, R2V, Sufer Idrisi,

SPAN, River Tools AutoCAD dan lain-lain.

SIG dapat diuraikan menjadi beberapa subsistem sebagai berikut :

a. Data Input

Subsistem ini bertugas untuk mengumpulkan, mempersiapkan, dan menyimpan data spasial

dan atributnya dari berbagai sumber. Sub-sistem ini pula yang bertanggung jawab dalam

mengonversikan atau mentransformasikan format-format data aslinya ke dalam format yang

dapat digunakan oeh perangkat SIG yang bersangkutan.

b. Data Output

Sub-sistem ini bertugas untuk menampilkan atau menghasilkan keluaran (termasuk

mengekspornya ke format yang dikehendaki) seluruh atau sebagian basis data (spasial) baik

dalam bentuk softcopy maupun hardcopy seperti halnya tabel, grafik, report, peta, dan lain

sebagainya.

c. Data Management

Sub-sistem ini mengorganisasikan baik data spasial maupun tabel-tabel atribut terkait ke

dalam sebuah sistem basis data sedemikian rupa hingga mudah dipanggil kembali atau di-

retrieve, diupdate, dan diedit.

d. Data Manipulation & Analysis

Sub-sistem ini menentukan informasi-informasi yang dapat dihasilkan oleh SIG. Selain itu

sub-sistem ini juga melakukan manipulasi (evaluasi dan penggunaan fungsifungsi dan

operator matematis & logika) dan pemodelan data untuk menghasilkan informasi yang

diharapkan.

Gambar 1. Sistem aplikasi GIS (Prahasta, 2009)

V. Desain Konseptual

Gambar 2. Peta Kemiringan Lereng

Gambar 3. Peta Penggunaan Lahan

Gambar 4. Peta Isohyet

Sebagai contoh desain konseptual SIG tentang kerentanan air tanah, berikut adalah hasil

penelitian dari Andi, Sisinggih, Dermawan (2012), dalam Studi Kerentanan Airtanah Terhadap

Kontaminan Di Cekungan Airtanah Negara Kabupaten Jembrana Provinsi Bali.

Gambar 5. Penyebaran Kedalaman Air Tanah

Gambar 6. Penyebaran Zona Tak Jenuh

Gambar 7. Indikasi Kualitas Kerentanan

Gambar 8. Peta Indikasi Kerentanan Air Tanah

Gambar 9. Overlay Rencana Pengembangan dengan Indikasi Kerentanan

VI. Pengumpulan Data

Data yang diperlukan untuk penelitian ini adalah berupa data sekunder. Data sekunder

merupakan data-data yang diperoleh dari berbagai pihak atau instansi yang terkait yang

digunakan untuk menunjang kelancaran dan keakuratan penelitian (Prahasta, 2003). Jenis data

dan sumber data adalah sebagai berikut:

No Parameter Jenis data Bentuk data Sumber data

1 Penggunaan

lahan

Interpretasi visual foto udara dengan

skala output 1: 25.000

Peta Dinas

pertanahan /

Bappeda

2 Kemiringan

lereng

Garis kontur dalam peta Rupa Bumi

Indonesia

Peta Dinas

pertanahan /

Bappeda

3 Curah hujan Interpolasi curah hujan di 10 stasiun

hujan di sekitar daerah penelitian.

Peta BMKG

VII. Alur Proses Data

Dalam penelitian masalah kerentanan air permukaan dengan menggunakan aplikasi

GIS dapat dijabarkan seperti pada skema berikut ini:

Gambar 10. Flowchart metodologi penelitian

Pengumpulan Data

Data Primer

Data Sekunder

Analisis data menggunakan GIS

Pemetaan pola kerentanan air permukaan

Kesimpulan

Selesai

Curah hujan:

Interpolasi curah hujan di 10

stasiun hujan di sekitar daerah

penelitian.

Penggunaan lahan:

Interpretasi visual foto udara

dengan skala output 1:

25.000

Pembahasan

Mulai

Kemiringan lereng:

Garis kontur dalam peta

Rupa Bumi Indonesia

Ketiga parameter direpresentasikan dalam bentuk peta, sehingga dapat diketahui

distribusi spasialnya. Peta kemiringan lereng diperoleh dari analisis melalui interpolasi garis

kontur. Garis kontur didapatkan dari peta Rupa Bumi Indonesia (RBI) skala 1: 25.000 . Peta

penggunaan lahan didapatkan melalui interpretasi visual foto udara pasca erupsi Merapi 2010

dengan skala output 1: 25.000. Sedangkan peta curah hujan tahunan didapatkan dari interpolasi

curah hujan di 10 stasiun hujan di sekitar daerah penelitian.

Ketiga peta tersebut kemudian di tumpang susun (overlay) dengan menggunakan sistem

informasi geografis (SIG). Indeks kerentanan didapatkan dari jumlah pengkalian tiap skor

variabel dengan tiap bobot parameter masing-masing, dengan menggunakan rumus:

VI = RwRt + TwTr + LwLr

Dimana:

VI = indeks kerentanan

Rw = bobot curah hujan

Rt = skor curah hujan

Tw = bobot kemiringan lereng

Tr = skor kemiringan lereng

Lw = bobot penggunaan lahan

Lt = skor penggunaan lahan

Tabel 2. Klasifikasi dan skoring variabel kemiringan lereng

Kemiringan lereng (%) Skor

0-2 1

3-7 3

8-13 5

14-20 7

21-55 9

>55 10

Sumber: modifikasi dari Eimers, et al., 2000

Tabel 3. Klasifikasi dan skoring variabel curah hujan

Curah hujan (mm/tahun) Skor

1500-2000 5

2000-2500 7

2500-3000 9

>3000 10

Sumber: modifikasi dari Eimers, et al., 2000

Tabel 4. Klasifikasi dan skoring variabel penggunaan lahan

Penggunaan Lahan Skor

Tubuh air 1

Lahan kosong 2

Hutan 3

Semak Belukar 4

Kebun 5

Tegalan 7

Sawah 7

Pemukiman 8

Sumber: modifikasi dari Eimers, et al., 2000

Pemrosesan dan analisis data dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak GRASS

dan Quantum GIS. Hasil tumpang susun (overlay), kemudian diklasifikasikan menurut

klasifikasi equal interval. Adapun klasifikasi tersebut menghasilkan zonasi daerah dengan

tingkat kerentanan air permukaan rendah, sedang dan tinggi.

DAFTAR PUSTAKA

Andi, Wayan. Sisinggih, Dian. Dermawan Very. 2012. Studi Kerentanan Airtanah Terhadap

Kontaminan Di Cekungan Airtanah Negara Kabupaten Jembrana Provinsi Bali.

Malang: Universitas Brawijaya

Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada

University Press. Yogyakarta.

Eimers, J.L., Weaver, J.C., Terziotti, S. and Midgette, R.W. 2000. Method of Rating

Unsaturated Zone and Watershed Characteristic of Public Water Supplies in North

Carolina. USGS, Raleigh, North Carolina

Gunawan. 2012. Penentuan Kualitas Air Minum Yang Baik Dalam

repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/33658/5/Chapter%20I.pdf [Diakses pada 24

Oktober 2015]

Jumadi dan Widiadi, Sigit. 2013. Pengembangan Aplikasi Sistem Informasi Geografis (Sig)

Berbasis Web Untuk Manajemen Pemanfaatan Air Tanah Menggunakan Php, Java

Dan Mysql Spatial (Studi Kasus Di Kabupaten Banyumas). Surakarta: Universitas

Muhammadiyah Surakarta

Prahasta, Eddy, 2003. Sistem Informasi Geografis : Konsep – Konsep Sistem Informasi

Geografis. CV.Informatika, Bandung.

Widyastuti. 2012. Kerentanan Air Tanah Terhadap Pencemaran dalam

https://wayanwisnuyoga.files.wordpress.com/2012/03/ii-kerentanan-intrinsik.pdf

[Diakses pada 24 Oktober 2015]