BAB III METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian lapang dilakukan di Hutan Pendidikan Gunung Walat HPGW, Kecamatan Cibadak, Kabupaten Sukabumi, Jawa Barat Gambar 3.1.
Pengumpulan data dilakukan selama Bulan Maret 2011 – Juli 2011.
Gambar 3.1 Peta lokasi penelitian.
3.2 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian, yaitu Global Positioning System GPS Garmin 60 CSX, ring sampel tanah, kamera digital 10 mega pixel,
kamera Digital Single-Lens Reflex DSLR Canon EOS dengan lensa Fish-eye Sigma 4.5 mm, tripod, perangkat komputer dengan software Microsoft Excel,
ArcView 3.2, ArcGiS 9.3 dan Hemiview, serta peta-peta digital yang terdiri dari peta digital batas HPGW skala 1:25.000 tahun 1983, peta digital jenis tanah
HPGW skala 1: 25000 tahun 1983, peta digital topografi HPGW skala 1:25.000 tahun 1983, citra GeoEye HPGW skala 1:2.000 Google Earth 2010.
3.3 Pengumpulan Data 3.3.1 Jenis Data
Data yang dikumpulkan meliputi data curah hujan harian, sifat fisik tanah, panjang dan kemiringan lereng, jenis penutup tanah, kerapatan tajuk, dan tindakan
konservasi tanah.
3.3.2 Metode Pengumpulan Data
1. Data curah hujan
Data curah hujan yang digunakan diperoleh dari stasiun penakar curah hujan 12A Sekarwangi, Kecamatan Cibadak, Kabupaten Sukabumi yang berjarak dua
kilometer dari base camp HPGW. Data curah hujan yang digunakan adalah data selama lima tahun yaitu tahun 2006-2010.
2. Data jenis dan sifat fisik tanah
Data jenis tanah diperoleh dari analisis peta digital jenis tanah HPGW skala 1: 25000 1983. Sifat fisik tanah diperoleh dengan menganalisis sifat fisik contoh
tanah. Contoh tanah diambil dari setiap jenis tanah di lima kelas kemiringan lereng menurut Surat Keputusan Menteri Pertanian No. 837KptsUm111980 ,
yaitu 0-8 , 8-15 , 15-25 , 25-40 , dan lebih dari 40 . Penentuan titik pengambilan contoh tanah dilakukan dengan tahapan
berikut: a.
Menggabungkan peta kelas kemiringan lereng dengan peta jenis tanah melalui operasi spasial intersect.
b. Menentukan titik contoh tanah yang mewakili setiap kelas lereng di masing-
masing jenis tanah. c.
Menentukan koordinat titik contoh tanah di peta dan menemukan koordinatnya di lapangan menggunakan GPS.
Tahapan pengambilan contoh tanah di lapangan, sebagai berikut: a.
Membersihkan permukaan tanah. b.
Meletakkan ring yang akan digunakan tegak lurus permukaan tanah, kemudian meletakkan balok kayu di atas ring, lalu dipukul menggunakan
palu secara hati-hati, hingga seluruh bagian ring masuk ke dalam tanah.
c. Menggali tanah di sekitar ring tanpa merusak tanah yang berada di atas dan
bagian bawah ring. d.
Meratakan tanah di bagian atas dan bawah ring dengan mengiris tanah yang berlebih, lalu metutup ring tersebut.
Setiap contoh tanah dianalisis untuk memperoleh sifat fisik yang mencakup struktur, tekstur tanah, permeabilitas dan bahan organik tanah. Jumlah contoh
tanah yang diambil sebanyak 20 contoh. Sejumlah 16 contoh tanah diambil di lapangan, sedangkan 4 sampel tanah menggunakan data dari hasil penelitian
Hutapea 2011. Contoh tanah diambil di permukaan tanah di kedalaman 0-10 cm. Analisis sifat fisik tanah dilakukan di Laboratorium Fisika Tanah, Balai Penelitian
Tanah, Bogor. 3.
Data panjang dan kemiringan lereng Data panjang dan kemiringan lereng HPGW diperoleh dari hasil analisis
peta topografi digital HPGW skala 1:25000 1983 dengan menggunakan software ArcGIS 9.3. Tahapan analisis data panjang dan kemiringan lereng adalah sebagai
berikut: a.
Mengaktifkan program ArcGIS 9.3. b.
Mengaktifkan extension Spatial Analyst dan 3D Analyst. c.
Menampilkan data kontur yang akan dianalisis. d.
Membuat Digital Elevation Model DEM dengan menggunakan Sub Menu Create TIN From Features dalam Menu 3D Analyst.
e. Mengolah data DEM menjadi bentuk gridraster dengan menggunakan Sub
Menu Convert|TIN to Raster dalam Menu 3D Analyst. f.
Menentukan spesifikasi output dalam bentuk grid, yaitu dengan memilih Attribute Elevation dan ukuran grid 50 meter.
g. Mengaktifkan output DEM grid.
h. Membuat kelas lereng dengan menggunakan Sub Menu Slope dalam Menu
Spatial Analyst. i.
Menentukan spesifikasi output grid kelas lereng, yaitu dengan memilih Input Surface: output DEM grid, satuan output: Percent, dan ukuran grid:
50 meter.
4. Data penutupan lahan
Data penutupan lahan diperoleh dari data kerapatan tajuk, persentase tajuk, serta persentase serasah dan tumbuhan bawah. Kerapatan tajuk dianalisis secara
visual dari Citra GeoEye Google Earth skala 1:20000. Nilai tutupan tajuk merupakan nilai penutupan tajuk yang diperoleh dari hasil analisis hemispherical
image, yaitu image hasil pemotretan tajuk menggunakan kamera digital dengan lensa Fisheye 4.5 mm. Pemotretan dilakukan di lima kelas kerapatan tajuk yang
dibedakan berdasarkan hasil analisis visual terhadap citra HPGW. Analisis hemispherical image dilakukan menggunakan software HemiView. Persentase
serasah dan tumbuhan bawah diperoleh dari hasil pengamatan di lapangan. Penentuan titik pengambilan hemispherical image dilakukan dengan
tahapan berikut: a.
Membagi penutupan lahan berdasarkan citra HPGW ke dalam lima kelas kerapatan, yaitu kelas kerapatan agak jarang tutupan tajuk 20 , jarang
tutupan tajuk 40 , sedang tutupan tajuk 60 , rapat tutupan tajuk 80 , dan sangat rapat tutupan tajuk 100 .
b. Menentukan titik yang mewakili setiap kelas kerapatan.
c. Menentukan koordinat titik pemotretan di peta dan menemukan
koordinatnya di lapangan menggunakan GPS. Tahapan pengambilan hemispherical image di lapangan, sebagai berikut:
a. Memasang kamera diatas tripod dengan ketinggian tripod ± 0,5 meter di atas
tanah yang datar. b.
Memposisikan kamera dengan bagian depan lensa mengarah ke selatan. c.
Memutar posisi lensa kamera ke arah atas, sehingga body kamera tegak lurus tripod.
d. Memotret tajuk dengan posisi pemotret tepat di bawah kamera.
e. Melakukan pemotretan tajuk sebanyak 3 kali ulangan pada kelas kerapatan
yang sama, dengan jarak setiap pemotretan 3-5 meter. Tahapan analisis hemispherical image menggunakan program Hemiview.
a. Menampilkan hemispherical image yang diperoleh dari hasil pemotretan di
lapangan. b.
Melakukan fitting area kerja dengan hemispherical image.
c. Mengganti properties image menggunakan Sub Menu Site dalam Menu
Setting. d.
Menentukan nama Site, ketinggian, serta koodinat image yang dianalisis. e.
Memilih Menu Calculate untuk menjalankan program analisis image. f.
Membuka Sheet Values pada Workbook Microsoft Excel hasil analisis image.
g. Menggunakan nilai Ground Cover sebagai persentase penutupan tajuk.
5. Data tindakan konservasi tanah
Data tindakan konservasi tanah diperoleh dari hasil pengamatan terhadap usaha-usaha pencegahan erosi yang dilakukan di HPGW.
3.4 Pengolahan Data 3.4.1 Penentuan Erosi Aktual dan Potensial
Jumlah tanah yang tererosi di HPGW dihitung menggunakan persamaan USLE Universal Soil Loss Equation. Erosi aktual dihitung dengan persamaan
1, sedangkan erosi potensial dihitung dengan persamaan 2 Indeks Erosivitas hujan bulanan dihitung menggunakan persamaan 3 dan persamaan 4 sebagai
perbandingan, sedangkan untuk menghitung erosivitas hujan tahunan menggunakan persamaan 5.
Indeks erodibilitas tanah dihitung dengan persamaan 10. Indeks panjang dan kemiringan lereng dihitung menggunakan dengan persamaan 11. Indeks
penggunaan lahan C ditentukan berdasarkan persentase penutupan tajuk yang diperoleh dengan melakukan analisis menggunakan software HemiView. Hasil
analisis kemudian dibandingkan dengan kriteria nilai C USDA 1978 dalam Tabel 2.5. Indeks tindakan konservasi tanah P ditentukan berdasarkan tindakan-
tindakan yang dilakukan di HPGW sebagai upaya pencegahan erosi, kemudian dibandingkan dengan deskripsi tindakan konservasi tanah dalam Tabel 2.6.
3.4.2 Penentuan Tingkat Bahaya Erosi
Tingkat atau kelas bahaya erosi aktual ditentukan berdasarkan laju erosi aktual tahunan dan solum tanah sebagaimana disajikan dalam Tabel 2.8.
3.4.3 Penentuan Indeks Bahaya Erosi
Indeks bahaya erosi dihitung dengan persamaan 14, dengan memperhitungkan nilai erosi yang diperbolehkan dalam Tabel 2.10. Kelas indeks
bahaya erosi menggunakan klasifikasi dalam Tabel 2.11.
3.4.4 Perhitungan Sediment Delivery Ratio
Besarnya nisbah pelepasan sedimen atau Sediment Delivery Ratio SDR dihitung menggunakan persamaan 15.
3.5 Pembatasan Sub DAS
Di Kawasan HPGW terdapat beberapa sub DAS yang merupakan bagian dari DAS Cimandiri. Pembatasan sub DAS perlu dilakukan untuk mengetahui
luasan sub DAS tersebut yang akan digunakan dalam Sediment Delivery Ratio SDR. Batas sub DAS dapat dibangun dari peta digital topografi HPGW dengan
tahapan sebagai berikut: a.
Mengaktifkan program ArcView 3.2. b.
Mengaktifkan extension Spatial Analyst dan 3D Analyst. c.
Menampilkan data kontur yang akan dianalisis. d.
Membuat Digital Elevation Model DEM dengan menggunakan Sub Menu Create TIN From Features dalam Menu Surface.
e. Menentukan spesifikasi output dengan memilih Height Source Elevasi.
f. Mengolah data DEM menjadi bentuk grid menggunakan Sub Menu Convert
to Grid dalam Menu Theme. g.
Menentukan spesifikasi output dalam bentuk grid, yaitu dengan menentukan nama DEM dan ukuran grid 6 meter.
h. Mengaktifkan output DEM.
j. Membuat arah aliran menggunakan Sub Menu Map Calculator dalam Menu
Analysis, kemudian mengisi Map Calculator dengan syntax berikut: [DEM].FlowDirectionFALSE
k. Mengolah hasil operasi tersebut menjadi bentuk grid menggunakan Sub
Menu Convert to Grid dalam Menu Theme dengan nama output FlowDir dan spesifikasi yang sama dengan input.
l. Membuat akumulasi aliran menggunakan Sub Menu Map Calculator dalam
Menu Analysis, kemudian mengisi Map Calculator dengan syntax berikut: [FlowDir].FlowAccumulationNIL
m. Mengolah hasil operasi tersebut menjadi bentuk grid menggunakan Sub
Menu Convert to Grid dalam Menu Theme dengan nama output FlowAcc dan spesifikasi yang sama dengan input.
n. Membuat jaringan sungai streams menggunakan Sub Menu Map
Calculator dalam Menu Analysis, kemudian mengisi Map Calculator dengan syntax berikut:
[FlowAcc] 300.AsGrid.SetNull1.AsGrid o.
Mengolah hasil operasi tersebut menjadi bentuk grid menggunakan Sub Menu Convert to Grid dalam Menu Theme dengan nama output Streams dan
spesifikasi yang sama dengan input. p.
Melakukan deliniasi jaringan sungai streams link menggunakan Sub Menu Map Calculator dalam Menu Analysis, kemudian mengisi Map Calculator
dengan syntax berikut: [Streams].StreamLink[FlowDir]
q. Mengolah hasil operasi tersebut menjadi bentuk grid menggunakan Sub
Menu Convert to Grid dalam Menu Theme dengan nama output StreamsLink dan spesifikasi yang sama dengan input.
r. Membatasi sub DAS dari hasil deliniasi jaringan sungai menggunakan Sub
Menu Map Calculator dalam Menu Analysis, kemudian mengisi Map Calculator dengan syntax berikut:
[FlowDir].watershed[Streamlink] s.
Mengolah hasil operasi tersebut menjadi bentuk shapefile menggunakan Sub Menu Convert to Shapefile dalam Menu Theme.
t. Melakukan penggabungan beberapa sub DAS kecil sesuai dengan outlet
yang telah ditentukan.
3.6 Pemetaan Erosi
Kategori