Mata Kuliah / Materi Kuliah · 2017. 9. 13. · stasiun pencatatan hujan. Erosivitas hujan sebagian terjadi karena pengaruh jatuhan butir-butir hujan langsung di atas tanah dan sebagian

Aplikasi GIS : ANALISA EROSI TANAH DAN SEDIMENTASI

Ir . Mohammad Sholichin, MT., P.hD Jurusan Teknik Pengairan, Universitas Brawijaya

email : [email protected] & [email protected]

I. Landasan Teori 1.1 Pengertian Erosi 1.2 Proses Erosi 1.3 Faktor – faktor yang Mempengaruhi Terjadinya Erosi 1.4 Pendugaan Laju Erosi Metode USLE 1.5 Indeks Erosivitas Hujan (R) Metode Bols 1.6 Faktor Erodibilitas Tanah 1.7 Faktor Panjang Lereng (L) dan Kemiringan Lereng (S) 1.8 Faktor Pengelolaan Tanaman (C) dan Faktor Pengelolaan dan Konservasi Tanah (P) 1.9 Erosi yang Diperbolehkan 1.10 Indeks Bahaya Erosi (IBE)

II. Alur Penyelesaian III. Penggunaan Software ArcView GIS 3.3

3.1 Menampilkan ArcView GIS 3.3 3.2 Membuka Project yang telah Ada 3.3 Membuat Project Baru 3.4 Mengubah Map Units 3.5 Mengubah Legenda dalam View 3.6 Tabel/Atributes 3.7 Pemodelan Daerah Aliran Sungai 3.8 Menggunakan Fasilitas Geoprocessing 3.9 Proses SIG: Overlay (Membuat Peta Sebaran Laju Erosi dan IBE) 3.10 Membuat Layout

I. LANDASAN TEORI

1.1 Pengertian Erosi

Erosi adalah suatu peristiwa hilang atau terkikisnya

tanah atau bagian tanah dari suatu tempat yang terangkut ke

tempat lain, baik disebabkan oleh pergerakan air atau angin

(Arsyad, 1983). Proses hidrologi secara langsung dan tidak

langsung akan berhubungan dengan terjadinya erosi, transpor

sedimen, deposisi sedimen di daerah hilir, serta mempengaruhi karakteristik fisik, biologi, dan kimia. Terjadinya erosi

ditentukan oleh faktor-faktor iklim (intensitas hujan),

topografi, karakteristik tanah, vegetasi penutup tanah, dan

tata guna lahan.

1.2 Proses Erosi Dua penyebab utama terjadinya erosi adalah erosi

karena sebab alamiah dan erosi karena aktivitas manusia.

Erosi alamiah dapat terjadi karena proses pembentukan tanah

dan proses erosi yang terjadi untuk mempertahankan

keseimbangan tanah secara alami. Erosi karena faktor alamiah

umumnya masih memberikan media yang memadai untuk berlangsungnya pertumbuhan kebanyakan tanaman. Erosi

karena kegiatan manusia kebanyakan disebabkan oleh

terkelupasnya lapisan tanah bagian atas akibat cara bercocok

tanam yang tidak mengindahkan kaidah-kaidah konservasi

tanah atau kegiatan pembangunan yang bersifat merusak

keadaan fisik tanah, antara lain pembuatan jalan di daerah

dengan kemiringan lereng besar.

4 MODUL

mailto:[email protected]

66

Mata Kuliah / MateriKuliah 2012 Brawijaya University

Proses erosi bermula dengan terjadinya penghancuran agregat tanah sebagai akibat

pukulan air hujan yang mempunyai energi lebih besar daripada daya tahan tanah. Pada

saat hujan mengenai kulit bumi, maka secara langsung akan menyebabkan hancurnya

agregat tanah. Penghancuran dari agregat tanah dipercepat dengan adanya daya penghancuran dan daya urai dari air itu sendiri. Hancuran agregat tanah ini akan

menyumbat pori-pori tanah, kemudian kapasitas infiltrasi tanah akan menurun dan

mengakibatkan air mengalir dipermukaan dan disebut sebagai limpasan permukaan.

Limpasan permukaan mempunyai energi untuk mengikis dan mengangkut partikel tanah

yang telah hancur. Selanjutnya jika tenaga limpasan permukaan sudah tidak mampu lagi

mengangkut bahan-bahan hancuran tersebut, maka bahan-bahan ini akan diendapkan. Dengan demikian 3 bagian yang berurutan, yaitu :

1. Pengelupasan (detachment);

2. Pengangkutan (transportation);

3. Pengendapan (sedimentation)

1.3 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Terjadinya Erosi Iklim dan geologi merupakan faktor utama yang mempengaruhi proses erosi.

Disamping karakteristik tanah dan vegetasi, dimana keduanya bergantung pada dua

faktor terdahulu dan saling mempengaruhi. Diluar faktor tersebut, kegiatan manusia

dimuka bumi juga memberi andil yang cukup besar pada perubahan laju erosi. Untuk

memahami kapan dan bagaimana erosi dapat terjadi, masing-masing faktor tersebut

harus diuji secara detail dan aspek-aspek yang relevan diidentifikasi secara tepat.

Faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya erosi yaitu (Suripin 2004 : 41) : 1. Iklim

Faktor iklim yang besar pengaruhnya terhadap erosi adalah hujan, temperatur

dan suhu. Hujan mempunyai peranan dalam erosi melalui tenaga penglepasan

dari pukulan butir-butir hujan pada permukaan tanah dan sebagian melalui

konstribusinya terhadap aliran. Karakteristik hujan yang mempunyai pengaruh

terhadap erosi meliputi jumlah atau kedalaman hujan, intensitas dan lamanya hujan.

2. Tanah

Dalam kaitannya dengan mudah atau tidaknya tanah mengalami erosi, sifat-sifat

fisik tanah yang berpengaruh meliputi : tekstur, srtuktur, infiltrasi dan kandungan

bahan organik.

3. Topografi Faktor topografi pada umumnya dinyatakan kedalam kemiringan dan panjang

lereng. Secara umum erosi akan meningkat dengan meningkatnya kemiringan dan

panjang lereng.

4. Vegetasi

Pengaruh vegetasi penutup tanah terhadap erosi adalah melindungi permukaan

tanah dari tumbukan air hujan, menurunkan kecepatan dan volume aliran

permukaan/limpasan, menahan partikel-partikel tanah pada tempatnya melalui sistem perakaran, mempertahankan kemantapan kapasitas tanah dalam

menyerap air.

5. Tindakan campur tangan manusia

Kegiatan manusia dikenal sebagai salah satu faktor penting terhadap terjadinya

erosi yang cepat dan intensif. Kegiatan-kegiatan yang berpengaruh terhadap erosi

misalnya perubahan penutup tanah akibat penggundulan/pembabatan hutan untuk pemukiman, lahan pertanian.

67


1.4 Pendugaan Laju Erosi Metode USLE

Dari beberapa metode untuk memprakirakan besarnya erosi permukaan, metode

Universal Soil Loss Equation (USLE) yang dikembangkan oleh Wischmeir dan Smith

(1978) adalah metode yang paling umum digunakan untuk memprakirakan besarnya erosi. USLE memungkinkan prediksi laju erosi rata-rata lahan tertentu pada suatu

kemiringan dengan pola hujan tertentu untuk setiap macam jenis tanah dan penerapan

pengelolaan lahan. USLE dirancang untuk memprediksi erosi jangka panjang dari erosi

lembar (sheet erosion) dan erosi alur di bawah kondisi tertentu. Persamaan tersebut

dapat juga untuk memprediksi erosi pada lahan-lahan non pertanian tetapi tidak dapat

untuk memprediksi pengendapan dan tidak memperhitungkan hasil sedimen dari erosi parit, tebing sungai, dan dasar sungai (Suripin, 2002 : 69).

Weschmeir dan Smith (1978) mengembangkan cara untuk menentukan besarnya

laju erosi yang dikenal sebagai persamaan USLE (Asdak, 2002 : 355) :

A = R.K.LS.C.P

dengan : A = Besarnya kehilangan tanah per satuan luas lahan (ton/ha/th)

R = Faktor indeks erosivitas curah hujan dan air larian tertentu

K = Faktor indeks erodibilitas tanah, yaitu angka yang menunjukkan mudah

tidaknya partkel-partikel tanah terkelupas dari agregat tanah oleh gempuran air

hujan atau air larian.

L = Faktor panjang kemiringan lereng dan merupakan bilangan perbandingan

antara besarnya kehilangan tanah untuk panjang lereng tertentu dengan besarnya kehilangan tanah untuk panjang lereng 72,6 ft (petak percobaan).

S = Faktor gradien (beda) kemiringan yang tidak mempunyai satuan dan

merupakan bilangan perbandingan antara besarnya kehilangan tanah untuk

tingkat kemiringan lereng tertentu dengan besarnya kehilangan tanah untuk

kemiringan lereng 9%.

C = Faktor (pengelolaan) cara bercocok tanam yang tidak mempunyai satuan dan merupakan bilangan perbandingan antara besarnya kehilangan tanah pada

kondisi cara bercocok tanam yang diinginkan dengan besarnya kehilangan

tanah pada keadaan tilled continuous fallow

P = Faktor praktek konservasi tanah (cara mekanik) yang tidak mempunyai satuan

dan merupakan bilangan perbandingan antara besarnya kehilangan tanah pada

kondisi usaha konservasi tanah ideal dengan besarnya kehilangan tanah pada kondisi penanaman tegak lurus terhadap garis kontur.

1.5 Indeks Erosivitas Hujan (R) Metode Bols

Erosivitas merupakan kemampuan hujan untuk menyebabkan terjadinya erosi.

Untuk menghitung indeks erosivitas membutuhkan data curah hujan yang diperoleh dari

stasiun pencatatan hujan. Erosivitas hujan sebagian terjadi karena pengaruh jatuhan

butir-butir hujan langsung di atas tanah dan sebagian lagi karena aliran air di atas permukaan tanah.

Bols (1978) dalam Asdak (2004 : 358) dengan menggunakan data curah hujan

bulanan di 47 stasiun penakar hujan di pulau Jawa yang dikumpulkan selama 38 tahun

menentukan bahwa besarnya erosivitas hujan tahunan rata-rata adalah sebagai berikut :

R = 6,12 (RAIN)1,21 (DAYS)-0,47 (MAXP)0,53

dengan : R = indeks erosivitas hujan rata-rata tahunan

RAIN = curah hujan rata-rata tahunan (cm)

DAYS = jumlah hari hujan rata-rata pertahun (hari)

MAXP = curah hujan maksimum rata-rata harian (24 jam) perbulan untuk

kurun waktu satu tahun (cm)

68


1.6 Faktor Erodibilitas Tanah (K)

Erodibilitas adalah kepekaan suatu tanah untuk mengalami peristiwa erosi. Suatu

hujan dengan intensitas tertentu terjadi pada beberapa jenis tanah akan mendapatkan

indeks erodibilitas tanah yang tertentu pula. Apabila suatu jenis tanah mempunyai nilai K (indeks erodibilitas) yang tinggi maka semakin tinggi pula kemungkinan untuk

tererosi.

Penentuan nilai indeks erodibilitas dilakukan berdasarkan jenis yang telah

ditentukan oleh Balai Rehabilitasi Lahan dan Konservasi Tanah (BRLKT), Departemen

Kehutanan.

Tabel 1.1 Nilai K Hasil Penelitian Beberapa jenis Tanah

No. Jenis Tanah Nilai K

1 Latosol Dermaga (Haplartnox) 0,03

2 Latosol Citayam (Haplortnox) 0,09

3 Regosol Tanjungharjo (Tropothens) 0,14

4 Grumosol Jegu (Caromuderts) 0,27

5 Podsolik Jonggol (Tropudults) 0,16

6 Citaman (Troponumults) 0,1

7 Mediteran Putat (Tropudalis) 0,23

8 Mediteran Punung (Tropuqualis) 0,22

9 Latosol Merah (Humox) 0,12

10 Regosol (Oxiedystropept) 0,12

11 latosol Merah Kuning (Typic Naplortnox) 0,26

12 Latosol Coklat (Typic Tropudulut) 0,23

13

Lithosol pada lereng tajam (Lytic

Tropotlnert/Dystropept) 0,27

14 Regosol di atas Kolovium (Oxic Dystropept) 0,16

15 Regosol pada puncak bukit (Typic Entropept) 0,29

16 Gley Humic (Typic Tropuguep/Aquic Entropept) 0,13 (Clay)

0,26 (Silty Clay)

17 Litosol (Litnic Eutropept/Orthen) 0,16 (Clay) 0,29 (Silty Clay)

18 Grumosol (Caromuderts) 0,21

19 Regosol (typic Dytropept) 0,31

20 Latosol Coklat (Epyquic Tropodults) 0,31

21 Gley Numic di atas teras (Tropaguept) 0,2

22 Hydromorf abu-abu (Tropolluent) 0,2

23 Andosol Batu 0,08-0,10

24 Andosol Pujon 0,04-0,10

25 Cambisol Pujon 0,12-0,16

26 Mediteran Ngantang 0,20-0,30

27 Litosol Blitar Selatan 0,26-0,30

28 Regosol Blitar Selatan 0,16-0,28

29 Cambisol Blitar Selatan 0,17-0,30

30 Maditeran Dampit 0,21-0,30

31 Latosol Blitar Selatan 0,14-0,20

Sumber : Anonim (BRLKT Brantas)

1.7 Faktor Panjang Lereng (L) dan Kemiringan Lereng (S)

Faktor indeks topografi L dan S, masing-masing mewakili pengaruh panjang dan

kemiringan lereng terhadap besarnya erosi. Panjang lereng mengacu pada aliran

69


permukaan, yaitu lokasi berlangsungnya erosi dan deposisi sedimen. Pada umumnya,

kemiringan lereng diperlakukan sebagai faktor yang seragam. Penentuan besarnya

faktor panjang lereng menggunakan persamaan sebagai berikut (Rencana Teknik

Lapangan Rehabilitasi Lahan dan Konservasi Tanah Daerah Aliran Sungai, Departemen

Kehutanan 1998 : 49) :

L = 22

Lo

dengan :

L = Nilai faktor panjang lereng (m)

Lo = Panjang lereng (diperoleh dari pengukuran panjang lereng pada software

ArcView GIS 3.3, dengan meninjau beberapa titik lalu direrata).

Cara lain untuk menentukan faktor panjang lereng dengan menggunakan bantuan tabel berikut :

Tabel 1.2 Nilai Faktor Panjang Lereng (L)

Rata-rata Panjang Lereng (m) Nilai L

50 1,5

75 1,8

150 2,7

300 3,7

Sumber : Dirjen Reboisasi dan Rehabilitasi Lahan, 1998

Nilai faktor kemiringan lereng (S) dapat dihitung dengan cara empiris dan

estimasi, yang dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut (Rencana Teknik Lapangan

Rehabilitasi Lahan dan Konservasi Tanah Daerah Aliran Sungai, Departemen Kehutanan, 1998 : 50) :

S = (s/9)1,4

dengan :

S = kemiringan lereng (%)

Sedangkan untuk penentuan besarnya nilai faktor kemiringan lereng (S),

berdasarkan kelas kemiringan lereng dapat dilihat pada tabel berikut.

Tabel 1.3 Nilai Faktor Kemirigan Lereng (S)

Kelas Lereng Kemiringan (%) Rata-rata nilai S

I

II

III IV

V

VI

0 - 3

3 - 8

8 - 15 15 - 25

25 - 40

> 40

0.1

0.5

1.4 3.1

6.1

11.9

Sumber : RTL Dephut, 1998

1.8 Faktor Pengelolaan Tanaman (C) dan Faktor Pengelolaan dan Konservasi

Tanah (P)

Faktor C menggambarkan nisbah antara besarnya laju erosi dari lahan yang

bertanaman tertentu dan dengan manajemen (pengelolaan) tertentu terhadap besarnya erosi tanah yang tidak ditanami dan diolah bersih. Faktor ini mengukur kombinasi

pengaruh tanaman dan pengelolaannya. Nilai C merupakan faktor yang sangat rumit dan

dipengaruhi oleh banyak variabel. Variabel yang berpengaruh dapat dikelompokkan

menjadi dua grup yaitu variabel alami dan variabel yang dipengaruhi oleh sistem

pengelolaan. Variabel alami tertutama adalah iklim dan fase pertumbuhan tanaman

70


sedangkan kelompok variabel yang dipengaruhi oleh sistem pengelolaan adalah tajuk

tanaman, mulsa sisa-sisa tanaman, sisa-sisa tanaman yang dibenamkan kedalam tanah,

pengolahan tanah, pengaruh residual pengelolaan tanah, dan interaksi antara variabel-

variabel tersebut (Suripin, 2004 : 78).

Tabel 1.4 Nilai faktor C (Pengelolaan Tanaman)

No. Macam Penggunaan Lahan Nilai faktor C

1 Tanah terbuka tanpa tanaman 1.0

2 Hutan atau semak belukar 0.001

3 Savannah dan praire dalam kondisi baik 0.01

4 Savannah dan praire yang rusak untuk gembalaan 0.1

5 Sawah 0.01

6 Tegalan tidak dispesifikasi 0.7

7 Ubi kayu 0.8

8 Jagung 0.7

9 Kedelai 0.399

10 Kentang 0.4

11 Kacang tanah 0.2

12 Padi Gogo 0.561

13 Tebu 0.2

14 Pisang 0.6

15 Akar wangi (sereh wangi) 0.4

16 Rumput bede (tahun pertama) 0.287

17 Rumput bede (tahun kedua) 0.002

18 Kopi dengan penutup tanah buruk 0.2

19 Talas 0.85

20 Kebun campuran Kerapatan tinggi 0.1

Kerapatan sedang 0.2

Kerapatan rendah 0.5

21 Perladangan 0.4

22 Hutan alam Serasah banyak 0.001

Serasah sedikit 0.005

23 Hutan produksi Tebang habis 0.5

Tebang pilih 0.2

24 Semak belukar, padang rumput 0.3

25 Semak tak terganggu 0.01

26 Ubi kayu + kedelai 0.181

27 Ubi kayu + kacang tanah 0.195

28 Padi - sorgum 0.345

29 Padi - kedelai 0.417

30 alang-alang murni subur 0.001

31 Padang rumput (stepa) dan savana 0.001

Sumber : Suripin, 2004

Nilai faktor tindakan manusia dalam konservasi tanah (P) adalah nisbah antara

besarnya erosi dari lahan dengan suatu tindakan konservasi tertentu terhadap besarnya

erosi pada lahan tanpa tindakan konservasi. Termasuk dalam tindakan konservasi tanah

adalah penanaman dalam strip, pengolahan tanah menurut kontur, guludan dan terras.

Nilai dasar P adalah satu yang diberikan untuk lahan tanpa tindakan konservasi (Suripin,

2004 : 80).

71


Tabel 1.5 Nilai faktor P untuk berbagai tindakan konservasi tanah

No. Macam Penggunaan Lahan Nilai P

1 Tanpa tindakan pengendalian erosi 1.00

2 Terras Bangku Konstruksi sedang 0.04

Konstruksi baik 0.15

Konstruksi kurang

baik 0.35

Terras tradisional 0.40

3 Strip tanaman Rumput Bahia 0.40

Clotararia 0.64

dengan kontur 0.20

4 Pengolahan tanah dan Kemiringan 0 - 8 % 0.50

penanaman menurut Kemiringan 8 - 20 % 0.75

garis kontur Kemiringan > 20 % 0.90

Sumber : Suripin, 2004

Tabel 1.6 Nilai Faktor CP Berbagai Jenis Penggunaan Lahan

No Jenis Tanaman Nilai CP

1 2

3

4

5

6

7

8

Lahan Tanpa Tanaman Hutan

- Tak terganggu

- Tanpa tanaman bawah

- Tanpa tanaman bawah dan serasah Semak

- Tak terganggu

- Sebagian rumput

Kebun

- campuran asli - kebun

- pekarangan

Perkebunan

- penutupan tanah sempurna - ditumbuhi alang-alang

- Perkarangan alang-alang setahun sekali

- Jenis serai (Citronella grass)

- Savana dan padang rumput - Rumput Brochioria

Tanaman Pertanian

- Umbaian akar

- Biji-bijian

- Kacang-kacangan - Tembakau

- Kapas, tembakau

- Campuran

- Padi irigasi Peladangan

- satu tahun tanam, satu tahun bera

- satu tahun tanam, dua tahun bera

Pertanian dengan pencagatan alam - Mulsa jerami

- Mulsa kacang tanah

- Strip

- Strip Cotalaria - Teras

- Teras Guludan

1.00

0.001

0.030

0.500

0.01

0.100

0.020 0.070

0.200

0.100 0.020

0.060

0.650

0.010 0.002

0.630

0.510

0.360 0.580

0.500

0.430

0.20

0.280

0.190

0.06 – 0.20

0.20 – 0.40

0.10 – 0.30

0.640 0.040

0.140

Sumber : Utomo, 1994

72


1.9 Erosi Yang Diperbolehkan

Pencegahan erosi secara total adalah tidak mungkin atau sulit dihilangkan sama

sekali. Hal ini dikarenakan adanya proses pengikisan kulit bumi secara alamiah (erosi

geologi). Tindakan yang dapat dilakukan adalah mengusahakan supaya erosi yang

terjadi masih dibawah ambang batas maksimum (soil loss tolerance), yaitu besarnya erosi yang tidak melebihi laju pembentukan tanah (Suripin, 2004 : 61).

Menurut Arsyad, dengan menggunakan nisbah nilai untuk berbagai sifat dan

stratum tanah, maka untuk tanah di Indonesia disarankan nilai erosi yang diperbolehkan

(T), disajikan dalam tabel berikut :

Tabel 1.7 Pedoman Penetapan Nilai T untuk Tanah-tanah di Indonesia

No Sifat Tanah dan Substratum Nilai T

(mm/tahun)

1 Tanah sangat dangkal di atas batuan 0.0

2 Tanah sangat dangkal di atas bahan telah melapuk

(tidak terkonsolidasi) 0.4

3 Tanah dangkal diatas bahan telah melapuk 0.8

4 Tanah dengan kedalaman sedang di atas bahan telah melapuk 1.2

5 Tanah yang dalam dengan lapisan bawah yang kedap

air di atas substrata yang telah melapuk 1.4

6 Tanah yang dalam dengan lapisan bawah berpermea-

bilitas lambat, di atas substrata telah melapuk 1.6

7 Tanah yang dalam dengan lapisan bawah berpermea-

bilitas sedang, di atas substrata telah melapuk 2.0

8 Tanah yang dalam dengan lapisan bawah yang

permeabel, di atas substrata telah melapuk 2.5

Sumber : Arsyad, 2000

Keterangan :

*) mm x berat volume tanah x 10 = ton/ha/tahun **) Berat volume tanah berkisar antara 0.8 sampai 1.6 gr/cm3 akan tetapi pada

umumnya tanah-tanah berkadar liat tinggi mempunyai berat volume antara 1.0 sampai

1.2 gr/cm3.

Hasil penelitian Hardjowigeno (1987) dapat ditetapkan besarnya T maksimum

untuk tanah-tanah di Indonesia adalah 2,5 mm per tahun, yaitu untuk tanah dalam dengan lapisan bawah (subsoil) yang permeabel dengan substratum yang tidak

terkonsolidasi (telah mengalami pelapukan). Tanah-tanah yang kedalamannya kurang

atau sifat-sifat lapisan bawah yang lebih kedap air atau terletak di atas substratum yang

belum melapuk, nilai T harus lebih kecil dari 2,5 mm per tahun (Arsyad, 2000).

1.10 Indeks Bahaya Erosi (IBE) Besarnya nilai bahaya erosi dinyatakan dalam Indeks Bahaya Erosi, yang

didefinisikan sebagai berikut (Hammer 1981 dalam Arsyad 2000 : 274) :

Indeks Bahaya Erosi = )//(

)//(

tahunhatonT

tahunhatonsialErosiPoten

Dengan T adalah besarnya erosi yang masih dapat dibiarkan. Harkat Indeks

bahaya erosi dapat ditentukan sebagaimana tertera pada tabel berikut.

Tabel 1.8 Klasifikasi Indeks Bahaya Erosi (Hammer, 1981)

Nilai Indeks Bahaya Erosi Harkat

< 1,0 1,01 – 4,0

4,01 – 10,0

> 10,01

Rendah Sedang

Tinggi

Sangat Tinggi

Sumber : Arsyad, 2000

73


II. ALUR PENYELESAIAN

Gambar 2.1 Diagram Alir Penentuan Laju Erosi dan Indeks Bahaya Erosi

Mulai

Data

Hujan

Peta

Topografi

Peta Tataguna

Lahan

Peta Jenis

Tanah

Indeks Erosivitas (R) Digitasi Peta

Topografi

DEM (Model Grid)

Pemodelan DAS

Faktor LS

Batas DAS

Join Item

Digitasi Peta

Tataguna Lahan

Digitasi Peta

Jenis Tanah

Membuat

Data

Spasial

(Coverage)

Memberikan

Data Atribut

Faktor CP Faktor K

Analisa SIG

Laju Erosi USLE

Join Item

Membuat

Data

Spasial

(Coverage)

Memberikan

Data Atribut

Selesai

Peta Faktor CP Peta Faktor KPeta Faktor LSPeta Indeks R

Indeks Bahaya Erosi

74


Gambar 2.2 Diagram Alir Proses SIG

Mulai

Data

SpasialData Atribut

Digitasi Data Spasial

(Autodesk Map 2004)

Editing Hasil Digitasi

Data Spasial

(Autodesk Map 2004)

Pembuatan Coverage

(Autodesk Map 2004)

Pemilihan dan

Pengelompokan Data

(Ms Ecxel )

Penyusunan Data Base

(ArcView GIS 3.3)

Penggabungan Data Atirbut

dan Spasial (Joint Item )

(ArcView GIS 3.3)

Analisa Data SIG

(ArcView GIS 3.3)

Selesai

Membangun Topologi

(Autodesk Map 2004)

Produk SIG

(Lay out /Peta-Peta)

DEM model grid

(Arc View GIS 3.3)

Pemodelan DAS

(Arc View GIS 3.3)

Batas DAS

(Arc View GIS 3.3)

Pemberian ID pada Data

Spasial (ArcView GIS 3.3)

75


Gambar 2.3 Diagram Alir Proses Pembuatan Batas DAS

Mulai

Peta Jaringan

Sungai Digital

Peta topografi digital

Ekspor polyline

sungai ke

format *.shp

Eksport polyline kontur

(vektor) ke format *.shp

Membangkitkan DEM dalam

format TIN (raster)

DEM dalam model GRID dengan

ukuran cell menyesuaikan peta

Jaringan Sungai Sintetik

Definisi Outlet DAS

Konversi DEM dari format

TIN ke GRID (raster)

Identifikasi

Sink

Arah aliran

(flow direction )

Akumulasi aliran

(Flow accumulation )

Fill SinkTidak

Ya

Model DAS

Selesai

76


III. PENGGUNAAN SOFTWARE ARCVIEW GIS 3.3

3.1 Menampilkan ArcView GIS 3.3

Untuk membuka ArcView GIS 3.3 bisa melalui icon ArcView GIS 3.3 yang

terdapat pada Dekstop atau melalui Start - All program - ESRI - ArcView GIS 3.3 - icon

ArcView GIS 3.3. Tampilan awal dari ArcView GIS 3.3 yaitu :

Gambar 3.1 Tampilan Awal dari Software ArcView GIS 3.3

3.2 Membuka Project Yang Telah Ada Untuk membuka project yang sudah ada atau telah dikerjakan sebelumnya dapat

dilakukan dengan cara File - Open Project :

Gambar 3.2 Tampilan Project yang Akan Dibuka

View, untuk menampilkan/mengerjakan peta

Tables, untuk menampilkan/mengerjakan tabel

Charts, untuk menampilkan/mengerjakan grafik

Lay Out, untuk menampilkan peta siap print

Script, untuk mengembangkan fungsi dasar

ArcView GIS 3.3

77


Setelah tampilan project yang akan dibuka terlihat maka tinggal memilih project yang

akan dikehendaki yaitu dengan cara double click pada project yang akan dikehendaki.

Project yang dikehendaki akan muncul seperti terlihat pada Gambar 6.

Gambar 3.3 Tampilan Project yang Dikehendaki

Gambar 3.4 Tampilan Salah Satu View Dalam Project

Nama

View

Legenda

Windows

ID/data

Double klik

78


3.3 Membuat Project Baru

Untuk membuat project baru pada ArcView GIS 3.3 pada menu File pilih New

Project. Secara otomatis akan muncul project baru dengan nama Untitled.apr. Pilih icon

View dan clik New atau double click pada icon View. Untuk memunculkan View yang

diinginkan dengan memilih data yang telah tersedia klik tombol add theme.

Gambar 3.5 Tampilan Untuk Memunculkan View Baru

Gambar 3.6 Tampilan Pemilihan Theme

Add Theme

ID/Data

Memperbesar

dengan Window

Memperkecil

dengan Window

Pan

Attribute

Menghitung

Jarak

Tampilan

Keseluruhan

Tampilan

Tema Aktif

Tampilan

Obyek Terpilih Perkecil

1 kali

Perbesar

1 kali

Zoom

Previous

Clear

Selection

Skala Koordinat

Memunculkan

View baru

Blank

Project

Letak File

Pilihan File

Jenis Data

79


3.4 Mengubah Map Units

Gambar 3.7 Tampilan View Properties

Map unit adalah satuan koordinat ketika peta dibuat, apabila tidak diisi maka skala peta

tidak dapat diketahui. Distance unit adalah satuan yang ditampilkan saat dilakukan

pengukuran.

Untuk menyimpan project dilakukan langkah-langkah yaitu dari menu sub file - Save As,

setelah itu ketikkan nama file yang dikehendaki.

3.5 Mengubah Legenda Dalam View

Doble klik pada legenda sehingga didapatkan menu/gambar sebagai berikut

Gambar 3.8 Tampilan Legend Editor

Memberi

nama

baru Memberi

nama

creator

Mengambil legenda

yang telah disimpan

Menyimpan data

legenda

Nama Theme

Ditampilkan dalam

bentuk satu symbol

Satu Simbol, warna

gradasi

Simbol Gradasi

Simbol untuk

masing-masing Dalam bentuk chart

80


3.6 Tabel/Atributes

Attribute adalah data tabular yang menyertai data spasial. Attribute disimpan

dalam format Dbase. Untuk menampilkan attribute yang dimiliki oleh View dapat

dilakukan dengan menekan tombol sehingga didapat tampilan sebagai berikut.

Gambar 3.9 Tampilan Data Attributes

Untuk menambah Kolom/Filed dilakukan dengan cara mengklik menu Table - Start

Editing, Edit - Add Field. Jika ingin menambah baris dengan cara Klik menu Edit - Add

Record.

Gambar 3.10 Tampilan Penambahan Kolom

Gambar 3.11 Tampilan Sub Menu File Attribute

Mengisi Informasi Dasar

Data attribute tiap .shp haruslah memiliki informasi dasar agar menjadi data GIS yang

lengkap. Informasi dasar ini antara lain :

Point : Informasi Keterangan

Line : Informasi Panjang, Keterangan Polygon : Informasi Luas, Keliling, Keterangan

Nama Kolom

Jumlah karakter

huruf atau angka Jumlah angka

dibelakang koma

Jenis data :

Number = angka

String = huruf

Boolean = pengandaian,

ekspresi

Date = tanggal Select All

Switch Selection

Clear Selection

Buat Chart

Find

Query Builder

Disusun keatas Joint Table Menjumlah Calculate

Identify Edit Data

Pilih

81


3.7 Pemodelan Daerah Aliran Sungai

Pemodelan Daerah Aliran Sungai (DAS) dilakukan dengan cara yaitu

membangkitkan DEM terlebih dahulu, menentukan arah aliran (flow direction),

akumulasi aliran (flow accumulation), pembangkitan jaringan sungai sintetik, dan kalkulasi parameter daerah aliran sungai. Pemodelan DAS dari suatu grid adalah dengan

memanfaatkan kemampuan analisa dan manipulasi dalam Sistem Informasi Geografi

(SIG), yaitu melalui penerapan algoritma tertentu untuk memanipulasi hubungan suatu

cell dengan cell-cell tetangganya.

Digital Terrain Model (DTM) atau juga biasa disebut (Digital Elevation Model)

adalah salah satu metode pendekatan yang bisa dipakai untuk memodelkan relief permukaan bumi dalam bentuk 3 dimensi. Metode DEM tersebut dapat dipakai sebagai

model, analisa dan representasi fenomena yang berhubungan dengan topografi atau

permukaan lain. Penggunaan model permukaan digital dalam proses analisis limpasan

permukaan mempresentasikan permukaan relief bumi akan membantu ketelitian dalam

mengidentifikasikan kemiringan lahan, arah aliran, akumulasi aliran, panjang lintasan

aliran dan penentuan daerah pengaliran. Terdapat beberapa metode untuk menggambarkan bentuk permukaan bumi

dalam model permukaan digital, antara lain model grid dalam bentuk bujursangkar,

model TIN (Triangulated Irregular Network) dalam bentuk segitiga, segiempat atau

segienam beraturan. Dari berbagai metode yang ada dalam menggambarkan relief bumi,

maka metode bujursangkar merupakan metode yang paling banyak digunakan. Model

permukaan digital dengan format grid yang dikenal dengan bentuk sel yang beraturan

(bujur sangkar), memungkinkan untuk dianalisa lebih lanjut diantaranya untuk mendapatkan skema dan parameter topografi suatu Daerah Aliran Sungai.

Untuk dapat memodelkan DAS, terlebih dahulu software ArcView GIS 3.3

diberikan extension (plug-ins) 3D Analyst, Spatial Analyst, Hydrologic Modeling V 1.1,

dan AVSWAT 2000. Extension adalah modul tambahan/perangkat tambahan untuk

meningkatkan fungsionalitas ArcView di bidang-bidang aplikasi tertentu. Untuk

menambahkan extension tersebut kedalam ArcView dilakukan dengan cara menginstall extension tersebut secara benar. Hasil dari proses instalasi ini adalah sejumlah file yang

masuk kedalam direktori dimana ArcView di Install. Setelah extension ter-install maka

langkah selanjutnya adalah mengaktifkan extension 3D Analyst, Spatial Analyst,

Hydrologic Modeling V 1.1, dan AVSWAT 2000 serta meng-add peta kontur yang terlebih

dahulu sudah di eksport kedalam format *.shp. Tampilan pada ArcView setelah 3D

Analyst, Spatial Analyst, Hydrologic Modeling V 1.1, dan AVSWAT 2000 diaktifkan adalah akan mencul tampilan awal dari AVSWAT dan terdapat submenu file Analysis, Surface,

Hydro, dan Avswat pada view Watershed serta jendela Watershed Deliniation. Untuk

membangkitkan DEM klik sub menu Surface lalu pilih Create TIN from Features. Setelah

proses selesai untuk mengubah kebentuk Grid maka pilih sub menu Theme lalu Convert

to Grid.

Gambar 3.12 Tampilan Awal Extension AVSWAT 2000

82


Gambar 3.13 Tampilan Watershed Deliniation

Gambar 3.14 Tampilan Sub Menu pada View Watershed Setelah Extension

3D Analyst, Spatial Analyst, Hydrologic Modeling V 1.1, dan AVSWAT 2000 Diaktifkan

Sub Menu

Analysis, Surface

dan Hydro

Sub Menu

Avswat

83


Gambar 3.15 Tampilan DEM dalam bentuk Grid

Setelah dilakukan pembangkitan DEM maka langkah selanjutnya adalah menentukan arah aliran (flow direction), akumulasi aliran (flow accumulation), dan

pembangkitan jaringan sungai sintetik. Untuk menentukan arah aliran suatu sel dari

DEM ditentukan dengan membandingkan elevasi sel tersebut dengan elevasi 8 (delapan)

tetangganya yang bersebelahan. Maka aliran dari sel ini akan mengalir ke arah sel yang

memiliki kemiringan relatif paling curam terhadap sel yang akan ditentukan arah

alirannya. Akumulasi aliran didefinisikan sebagai banyaknya sel yang memberikan kontribusi

aliran pada suatu sel berdasarkan grid arah aliran yang telah ditentukan sebelumnya.

Penjumlahan akumulasi aliran ini dimulai dari daerah hulu, lalu menelusuri tiap sel satu

per satu kearah hilir berdasarkan grid arah aliran. Sel-sel dengan akumulasi aliran lebih

besar Sel dengan akumulasi aliran 0 (tidak ada sel lain yang memberikan konstribusi

aliran) merupakan daerah yang topografinya tinggi. Biasanya berupa punggung-punggung bukit yang selanjutnya diidentifikasikan sebagai batas DPS. Sedangkan sel-sel

dengan jumlah akumulasi aliran tinggi, biasanya mengidentifikasikan saluran sungai.

Jaringan sungai sungai sintetik diperoleh dengan menentukan batas minimum

jumlah konstribusi aliran yang diterima oleh suatu sel yang bisa dianggap sebagai awal

dari saluran sungai. Sel-sel yang yang memiliki value = 1 akan diekstrak dan dikonvert

ke model data vektor berupa garis yang merepresentasikan sungai sintetik. Penentuan

batas minimum akumulasi aliran akan mempengaruhi jaringan sungai sintentik yang dihasilkan, jika batas minimumnya kecil maka akan terdapat banyak sungai-sungai kecil.

Sebaliknya jika batas minimumnya besar, sungai-sungai kecil akan tereliminasi dan

menjadi satu dengan sungai yang lebih besar daerah tangkapan airnya.

Parameter Daerah Aliran Sungai

Pada suatu DEM daerah tangkapan air dengan menentukan sel-sel mana saja

yang memberikan konstribusi aliran pada suatu sel outlet yang ditentukan sebelumnya berdasarkan gid arah aliran. Setelah mendapatkan skema DAS/Sub-DAS, maka

parameter tiap Sub DAS bisa dikalkulasi menggunakan GIS interface. Adapun

parameter-parameter yang bisa diperoleh dalam pemodelan ini adalah luasan DAS/Sub

DAS, aliran terpanjang, panjang sungai, kemiringan rata-rata sungai, kemiringan lereng,

dan kordinat pusat DAS.

84


Gambar 3.16 Tampilan Jaringan Sungai Sintetik dan DAS Hasil Pembangkitan DEM

Gambar 3.17 Tampilan Jaringan Sungai Sintetik dan DAS Hasil Pembangkitan DEM

Setelah Proses Calculation

Setelah proses kalkulasi parameter DAS selesai maka hasil kalkulasi diubah kebentuk shapefile, dengan cara klik sub menu Theme lalu Convert to Shapefile.

85


Gambar 3.18 Batas DAS, Sub-sub DAS, Sungai, dan Outlet Berformat *.shp

Gambar 3.19 Atribut Sub-sub DAS (Subbasins)

86


Gambar 3.20 Atribut Sungai (Streams)

3.8 Menggunakan Fasilitas Geoprocessing

Untuk menampilkan fasilitas geoprocessing dalam view dengan cara mengaktifkan

Extension Geoprocessing sehingga muncul tampilan sebagai berikut :

Gambar 3.21 Tampilan Pemilihan Extensions Geoprocessing

Syarat untuk menggunakan fasilitas Geoprocessing adalah harus ada satu atau lebih

shape polygon dalam view. Cara untuk menampilkan fasilitas ini yaitu dengan mengklik

menu View - Geoprocessing Wizard sehingga muncul tampilan Geoprocessing dengan 6 operasi.

87


Gambar 3.22 Tampilan GeoProcessing

Dissolve, (penggabungan klas/ID - attribute yang sama) pilih operasi Dissolve - Next, setelah itu isi masing-masing item kemudian next. Jika perlu dapat ditambahkan filed

(kolom) keterangan theme hasil Dissolve kemudian Finish.

Gambar 3.23 Tampilan GeoProcessing Dissolve 1

Gambar 3.24 Tampilan GeoProcessing Dissolve 2

Merge - Next, isi/pilih item-item yang ada pada tampilan berikutnya kemudian Finish.

Theme yg akan di

Dissolve

Attribute dari theme yg

akan di Dissolve

Lokasi hasil file

theme Dissolve

Field (kolom) keterangan

yang dapat ditambahkan

pada theme hasil Dissolve

88


Gambar 3.25 Tampilan GeoProcessing Merge 1

Gambar 3.26 Tampilan GeoProcessing Merge 2

Clip - Next, Isi/pilih item-item yang ada pada tampilan berikutnya kemudian Finish.

Gambar 3.27 Tampilan GeoProcessing Clip 1

Pilihan theme yg akan

dimerger, minimal 2

Field theme yg akan dijadikan

dasar hasil merger

Nama file theme

hasil merger

89


Gambar 3.28 Tampilan GeoProcessing Clip 2

Intersect - next, Isi/pilih yang ada pada tampilan berikutnya kemudian Finish.

Gambar 3.29 Tampilan GeoProcessing Intersect 1

Gambar 3.30 Tampilan GeoProcessing Intersect 2

Theme yg akan di-Clip

Theme yg akan dipakai

untuk Clip (memotong)

Nama Theme hasil proses

Clip (memotong)

Theme input untuk Intersect

Theme overlay yg

dipakai untuk Intersect

Nama File Theme hasil

proses Intersect

90


Union - next, isi/pilih item-item yang ada pada tampilan berikutnya kemudian Finish.

Gambar 3.31 Tampilan GeoProcessing Union 1

Gambar 3.32 Tampilan GeoProcessing Union 2

Spatial Join - Next, isi/pilih item-item yang ada pada tampilan berikutnya kemudian

Finish.

Gambar 3.33 Tampilan GeoProcessing Spatial Join 1

Theme input untuk Union

Theme overlay yg

dipakai untuk Union

Nama File Theme hasil

proses Union

91


Gambar 3.34 Tampilan GeoProcessing Spatial Join 2

3.9 Proses SIG : Overlay (Membuat Peta Sebaran Laju Erosi dan IBE)

Untuk membuat peta sebaran laju erosi dibutuhkan peta indeks erosivitas hujan (R), peta jenis tanah (Faktor K), peta Faktor LS, dan peta tatagunalahan (Faktor CP).

Peta indeks erosivitas hujan (R) dibuat dengan cara memasukkan hasil perghitungan

indeks erosivitas (metode bols) kedalam atribut peta DAS. Untuk peta jenis tanah (K)

dan tatagunalahan (CP) diperoleh dengan cara digitasi. Peta jenis tanah dapat diperoleh

dari instansi pemerintah terkait yang menangani pengelolaan DAS tertentu sedangkan

peta tatagunalahan dapat diperoleh dari peta digital rupa bumi Indonesia, Citra satelit,

dan foto udara. Pembuatan peta faktor panjang lereng dan kemiringan lereng (LS) dibuat

berdasarkan data atribut yang diperoleh dari hasil pembuatan batas DAS yang berupa

slope lahan, slope sungai, dan panjang sungai. Sedangkan data panjang lereng diperoleh

dari pengukuran lereng dengan menggunakan fasilitas measure pada ArcView.

Perhitungan indeks erosivitas hujan (R), penentuan harga K, perhitungan Faktor LS, dan

penentuan harga CP berdasarkan landasan teori pada bagian I. Proses pembuatan peta sebaran laju erosi menggunakan analisa overlay. Analisa

overlay didapat dengan mengaktifkan extension geoprocessing pada software ArcView

GIS 3.3. Dari sub menu GeoProcessing yang dipilh untuk proses overlay adalah

Intersect. Untuk melakukan overlay terlebih dahulu keempat peta tersebut diatas

ditampilkan pada satu view. Setelah proses pembuatan peta sebaran laju erosi selesai

untuk menentukan IBE dilakukan pada data atribut peta laju erosi dengan menggunakan fasilitas Calculate.

Gambar 3.35 Tampilan GeoProcessing Intersect & Peta yang Akan DiOverlay

Theme yg dijadikan

tempat bergabung

Theme yg akan digabung

92


Gambar 3.36 Tampilan Peta Sebaran Laju Erosi

Gambar 3.37 Tampilan Peta Indeks Bahaya Erosi

3.10 Membuat Layout

Aktifkan tombol Layout (pada project) dan tekan new sehingga muncul dokumen baru dengan nama Layout 1.

ArcView akan memberikan pilihan untuk menyusun layout dengan pilihan :

Untuk menampilkan view, tekan tombol menampilkan view dan buatlah frame pada

dokumen layout sehingga didapat menu sebagai berikut :

Menampilkan View

Menampilkan Legenda

Menampilkan Skala

Menampilkan Arah Mata Angin

Menampilkan Chart

Menampilkan Tables

Menampilkan Gambar

93


Gambar 3.38 Tampilan View Frame Properties

Untuk menampilkan legenda, tekan tombol untuk menampilkan legenda dan buatlah

frame untuk tampilan legenda pad lembar layout, maka akan didapat menu sebagai

berikut :

Gambar 3.39 Tampilan Legend Frame Properties

Untuk menampilkan skala, tekan tombol untuk menampilkan skala dan buatlah frame

untuk tampilan skala pada lembar layout, maka akan didapat tampilan menu sebagai

berikut :

Pilih view yg akan ditampilkan misal : jayapura

Apabila diaktifkan, pada setiap view berubah

maka tampilan akan berubah.

Pilihan Skala yaitu :

Automatic, tampilan berubah sesuai frame

Preserve View Scale, sesuai tampilan view

User Specified Scale, sesuai definisi pengguna Pilihan extent yaitu :

Fill view frame, seluruh frame dipenuhi

Clip to view, ditampilkan sesuai view Pilihan Display yaitu :

When active, tampil apabila view aktif

Always, selalu tampil meski view tidak aktif Pilihan Quality yaitu :

Presentation, untuk hasil akhir

Draft, untuk uji coba

94


Gambar 3.40 Tampilan Scale Bar Properties

Untuk menampilkan mata angin, tekan tombol untuk menampilkan mata angin dan

buatlah frame untuk tampilan mata angin pada lembar layout, maka akan didapat

menu sebagai berikut :

Gambar 3.41 Tampilan North Arrow Manager

Untuk menampilkan grafik, tekan tombol untuk menampilkan grafik dan buatlah

frame untuk tampilan grafik pada lembar layout. Untuk menampilkan tables/attributes, tekan tombol untuk menampilkan

tables/attributes dan buatlah frame untuk tampilan tables/attributes pada lembar

layout.

Untuk menampilkan gambar, tekan tombol untuk menampilkan gambar dan buatlah

frame untuk tampilan gambar pada lembar layout.

Membuat Graticules and Grids Mengaktifkan exstensions Graticules and Measure Grids.

Mengaktifkan Button Graticules and Grids dengan cara clik view yang sudah

tampil pada lembar layout.

Clik button Graticules and Grids hingga muncul tampilan seperti di bawah ini

kemudian next.

Pilihan style

Satuan

Interval Jarak

Jumlah Interval

Pembagian sisi Kiri

95


Gambar 3.42 Tampilan Graticule and Grid Wizard 1

Isi item-item untuk pilihan grid kemudian next

Isi item-item untuk pilihan border kemudian next

Clik preview untuk mengetahui bentuk graticules and grid, jika sudah selesai clik

Finish.


Membuat grid

dengan satuan

ukuran tertentu

Interval Grid

Grid yg ditampilkan;

tanda, garis

Tebal Garis grid

Warna label dan grid

Jenis huruf label

Ukuran label

Bentuk teks tabel

96



Gambar 3.45 Tampilan Contoh Layout Sebaran Laju Erosi

Border di sekitar

frame view

Border di sekitar

graticule/grid

Label sejajar

dengan border

Warna garis border

frame view

Bentuk garis border

frame view

Warna garis border

graticule/grid

Bentuk garis border

graticule/grid

Documents

Mata Kuliah / Materi Kuliah · 2017. 9. 13. · stasiun pencatatan hujan. Erosivitas hujan sebagian terjadi karena pengaruh jatuhan butir-butir hujan langsung di atas tanah dan sebagian