Analisis Karakteristik DAS Menggunakan citra

Analisis Karakteristik DAS Menggunakan Perangkat Lunak
Sistem Informasi Geografis

Kelompok 5
Mawardah Nur Hanifiyani

E14100039

Marni Sumarningtyas

E14100112

Halim Amran Mutasodirin

E14100075

Dito Septiadi Maroni Sitepu

E14100115

Chika Annisa Yonanda K.

E14100048

Mentari Purwakasiwi

E14100120

Asisten
Diah Rany P. S., S. Hut
Endrawati

E14080018

Sandy Lesmana

E14080103

M. Nizar Zulkarnaen

E14080115

Agung Kriswiyanto

E14090027

Laboratorium Hidrologi Hutan dan Pengelolaan DAS
Departemen Manajemen Hutan
Fakultas Kehutanan
Institut Pertanian Bogor
2013

Bab I
Pendahuluan

1.1 Latar Belakang
DAS (Daerah Aliran Sungai) merupakan satu kesatuan ekosistem yang
unsur –unsur utamanya terdiri atas sumber daya alam tanah, dan air. Hampir
semua wilayah Indonesia terbagi habis dalam DAS. Oleh karena itu, perlu lah
dilakukan suatu upaya pengelolaan DAS – DAS yang terdapat di Indonesia.
Untuk melakukan pengelolaan DAS berdasarkan Peraturan Pemerintah

Republik Indonesia Nomor 37 Tahun 2012 tentang Pengelolaan Daerah
Aliran Sungai perlu dilakukan kegiatan perencanaan, pelaksanaan, monitoring
dan evaluasi (monev), serta pembinaan dan pengawasan.
Tahapan pertama yang dilakukan dalam pengelolaan DAS adalah
tahap perencanaan. Pada tahapan ini pelaksanaan pernacanaan dapat
dilakukan

dengan menggunakan

perangkat lunak

SIG (Geographic

Information System) Geographic Information System. (SIG) merupakan
teknik berbasis computer untuk memasukan, mengolah, dan menganalisis
data objek permukaan bumi dalam bentuk grafis, koordinat, dan data base,
dimana hasilnya bias menggambarkan sebuah fenomena spasial. Sesuai
dengan fungsinya SIG dapat menggambarkan bentuk DAS sesuai dengan data
yang di Input.
Salah satu DAS terbesar di Indonesia adalah Bengawan Solo dengan

luas 1.594.716,22 Ha. DAS ini termasuk ke dalam SWP DAS Bengawan Solo
dengan 102 sub DAS. Salah satu sub DAS terbesar yang masih memiliki 20
sub – sub DAS adalah sub DAS Kali Madiun. Pada praktikum ini, akan
dibahas mengenai tahapan awal pengelolaan DAS yaitu tahap perencanaan
pada sub DAS Kali Madiun. Salah satu kegiatan awal dari perencanaan
pengelolaan DAS adalah penyiapan batas. Penyiapan batas dapat dilakukan
dengan menggunakan perangkat lunak SIG.
Penggunakan

Aplikasi

SIG

ini

bertujuan

untuk

mengenali

karakteristik DAS dengan menampilkan penampang DAS, membatasi DAS,
dan menghitung luas DAS secara lebih cepat dan praktis. Mengingat

perntingnya pemahaman mengenai pengaplikasian perangkat lunak SIG bagi
mahasiswa kehutanan untuk melakukan analisa guna pengelolaan DAS, perlu
adanya praktikum untuk mengetahui bagaimana cara membatasi DAS,
menghitung luas DAS, dan karakteristik lainnya dari DAS.

1.2 Tujuan
Adapun

tujuan

dari

praktikum

Analisis

Karakteristik

DAS

Menggunakan Perangkat Lunak Sistem Informasi Geografis yaitu,
1.

Mengetahui cara penggunaan SIG dalam aplikasi pengelolaan DAS.

2.

Mengetahui karakteristik biofisik DAS, yaitu jaringan alur sungai, batas,
dan luas DAS.

Bab II
Tinjauan Pustaka

Daerah Aliran Sungai (DAS) merupakan satu kesatuan ekosistem yang
unsur-unsur utamanya terdiri atas sumber daya alam tanah, air dan vegetasi serta
sumberdaya manusia sebagai pelaku pemanfaat sumberdaya alam tersebut. DAS

di beberapa tempat di Indonesia memikul beban amat berat sehubungan dengan
tingkat kepadatan penduduknya yang sangat tinggi dan pemanfaatan sumberdaya
alamnya yang intensif sehingga terdapat indikasi belakangan ini bahwa kondisi
DAS semakin menurun dengan indikasi meningkatnya kejadian tanah longsor,
erosi dan sedimentasi, banjir, dan kekeringan (Caesari, 2006).
Daerah aliran sungai (DAS) merupakan suatu wilayah yang dibatasi oleh
pemisah topografi yang menerima hujan, menampung, meyimpan dan
mengalirkan ke sungai dan seterusnya ke danau atau ke laut. Selain itu DAS juga
merupakan suatu ekosistem dimana di dalamnya terjadi suatu proses interaksi
antara faktor-faktor biotik, nonabiotik, dan manusia. Sebagai suatu ekosistem,
maka setiap ada masukan ke dalamnya, proses yang terjadi dapat dievaluasi
berdasarkan keluaran dari sistem tersebut (Suripin, 2002).
Berdasarkan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 37 Tahun
2012 tentang Pengelolaan Daerah Aliran Sungai alat yang digunakan dalam
proses penetapan DAS terutama poin penyiapan bahan, baham minimal yang
digunakan adalah piranti keras, piranti lunak, citra satelit, citra radar, peta dasar,
dan peta tematik. Sesuai dengan judul praktikum ini, Analisis Karakteristik DAS
Menggunakan Perangkat Lunak Sistem Informasi Geografis maka pembatasan
DAS dilakukan dengan melakukan piranti lunak SIG.
Pengertian Sistem Informasi Geografis (SIG) sangat bervariasi dan

berbeda-beda mengikuti perkembangan teknologi. Salah satu definisi yang
dikemukakan adalah suatu sistem informasi yang dapat menyusun, menyimpan,
mendapatkan kembali, meneliti/menganalisa, dan memetakan data (Falbo et al.
2002 dalam Segel dan Putuhena, 2005). Selain itu, Nuarsa (2005) juga
menyatakan SIG merupakan suatu alat yang dapat digunakan untuk mengelola

(masukan, manajemen, proses, dan keluaran) data spasial atau data yang
bereferensi geografis.
Perangkat lunak SIG (Sistem Informasi Geografik) merupakan program
pengelola data berformat vektor. Bila fasilitas untuk data raster tersedia, biasanya
digunakan hanya untuk menampilkan data tersebut bukan untuk keperluan analisis
data. Oleh karena itu, diperlukan metode tambahan bila akan menggunakan SIG
untuk analisis geo-spasial yang melibatkan banyak variabel. Penggunaan metode
grid sederhana dengan perhitungan informasi bersifat numerik dapat diterapkan
untuk berbagai tujuan analisa geo-spasial. Metode tersebut dilakukan dengan
pembuatan grid pada peta daerah yang akan dianalisa, pembuatan struktur data
sesuai dengan jumlah dan karakteristik variabel yang ditetapkan, pemasukan data,
dan perhitungan data menggunakan pendekatan statistik dan matematika (Simon
1987). Beberapa variabel yang digunakan dalam penerapan metode SIG,
diantaranya adalah tipe batuan, struktur geologi, kemiringan lereng, tingkat

pelapukan, penggunaan lahan, dan intensitas curah hujan serta deliniasi kawasan
hutan. (Sagala 2004)
Setiap data yang merujuk lokasi di permukaan bumi dapat disebut sebagai
data spasial bereferensi geografis. Misalnya data

kepadatan penduduk suatu

daerah, data jaringan jalan suatu kota, data distribusi lokasi pengambilan sampel,
dan sebagainya. Data GIS dapat dibagi menjadi dua macam, yaitu data grafis dan
data atribut atau tabular. Data grafis adalah data yang menggambarkan bentuk
atau kenampakan objek di permukaan bumi. Sedangkan data tabular adalah data
deskriptif yang menyatakan nilai dari data grafis tersebut (Nuarsa, 2005).
Kelebihan dari Sistem Informasi Geografis (SIG) adalah mampu mengolah
informasi spasial secara bersamaan dengan cepat dan tepat, walaupun input peta
analog yang digunakan mempunyai timgkat ketelitian/skala yang berbeda (Miller
et al. 2003). Hal ini dimungkinkan karena SIG mampu memproyeksikan data
spasial tersebut menjadi satu sistem proyeksi yang sama. Selain itu SIG dapat
menggabungkan data dengan format yang berbeda, misalnya format raster dari
klasifikasi data satelit dengan vektor dari proses digitasi.
Deliniasi hutan atau kawasan lindung merupakan salah satu usaha untuk

mengetahui seberapa besar proporsi kawasan hutan lindung dari luas seluruhnya

kawasan hutan ini sehingga didapatakan luas yang efektif untuk digunakan dan
memanajemenkan pengelolaan hutan yang dimiliki fungsi pengaturan tata air,
pencegahan erosi dan perlindungan dan daerah aliran sungai . Dan pengelolaan
hutannya untuk kebutuhan menjadi lebih efisien dan produktif (Arief 2001).
Tahapan yang serupa dapat digunakan untuk deliniasi zona banjir. Pada
umumnya, kawasan rawan banjir menempati bentangalam berupa depresi. Di
daerah tersebut air permukaan terkonsentrasi lebih dalam dibandingkan daerah
sekitarnya.

Penerapan SIG tidak terbatas hanya pada deliniasi zona banjir

namur,buffer zone,kawasan rawan dan lainnya(Jaya 2002)
Menurut Jaya (2002), pada bidang kehutanan SIG sangat diperlukan guna
mendukung pengambilan keputusan untuk memecahkan masalah keruangan
(spatial) mulai dari tahap perencanaan, pengelolaan sampai dengan pengawasan.
SIG sangat membantu memecahkan permasalahan yang menyangkut luasan

Bab III

Metode Praktikum

3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum Pengelolaan Ekosistem dan DAS ini, dilaksanakan pada
hari Senin, tanggal 25 Februari 2013 pukul 13.00-16.00 WIB yang bertempat
di RK. Audit-1 (Auditorium 1), Departemen Manajemen Hutan, Fakultas
Kehutanan, Institut Pertanian Bogor.

3.2 Alat dan Bahan
Alat yang digunakan adalah software ArcGIS-ArcMap, Laptop dan
alat tulis. Sedangkan bahan yang digunakan adalah data dasar Digital
Elevation Model (DEM) yang dituangkan dalam Shuttle Radar Topography
Modelling (SRTM), batas Sub-DAS Kali Madiun, DAS Solo, dan BPDAS
Solo.

3.3 Langkah Kerja
Adapun langkah kerja yang dilakukan adalah sebagai berikut,
1. Buka dokumen hasil praktikum minggu kedua tentang Pengukuran
Morfometri DAS;
2. Langkah selanjutnya menentukan “Flow Accumulation” pada menu
arctoolbox spatial analyst tool, lalu input flow direction Kali Madiun.
3. Kemudian menentukan jaringan sungai (Stream Network), ordo sungai,
dan link sungai menggunakan arctoolbar spatial analyst tool;
4. Konversi data raster ke dalam vektor (Stream to Feature) dengan
arctoolbox spatial analyst tool, hydology lalu stream to feature.
5. Menghitung jumlah sungai ordo 1,2,...dst.
6. Mengukur panjang sungai ordo 1,2,...dst.
7. Menentukan “Stream Link”
8. Membatasi DAS dan sub-DAS dengan arctoolbox spatial analyst tool,
hydrology lalu watershed.

Bab IV
Hasil dan Pembahasan

4.1 Hasil

Gambar1. Ordo sungai berdasarkan strahler yang
sudah dikonversi ke feature

Gambar2. Ordo sungai dengan
batas

Gambar3. Ordo sungai utama

Gambar5. sub DAS kali Madiun UTM

Gambar4. Watershed sub DAS kali
Madiun

Ordo
Sungai
1
2
3
4
5
6
7
Total

Jumlah
Ordo
1075
549
289
147
35
25
13
2133

Panjang ordo
1854268,83
1059538,97
510128,65
239737,17
36603,79
41434,74
12215,71

Tingkat percabangan
Sungai
0,50
0,67
0,75
0,80
0,83
0,86
0,87

3.753.927,86

Tabel1. Jumlah ordo, panjang ordo, dan tingkat percabangan
Luas DAS
Keliling DAS
Kerapatan Sungai
Bentuk DAS

3699,19 km2
14494,30 km
1,01 km/km2
0,00022

Tabel2. Luas, kelililing, kerapatan sungai, bentuk DAS, dan tingkat percabangan
sungai

4.2 Pembahasan
Sub DAS Kali Madiun termasuk ke dalam DAS Bengawan Solo. DAS
ini terbagi ke dalam dua povinsi yaitu provinsi Jawa Tengah dan Jawa Timur.
Aliran air mengalir dari Sub DAS Bengawan Solo Hulu dan dari Sub DAS
Kali Madiun yang kemudian keduanya bertemu di Ngawi dan mengalir ke
hilir hingga Lamongan. Strategi pengembangan Sub-DAS Kali Madiun yang
merupakan bagian wilayah Sungai Bengawan Solo diatur dalam beberapa
peraturan daerah, diantaranya dalam Peraturan Daerah Kabupaten Madiun
Nomor 9 Tahun 2011 Tentang Rencana Tata Ruang Wilayah Kabupaten
Madiun Tahun 2009-2029 dan Peraturan Daerah Kabupaten Ponorogo Nomor
1 Tahun 2012 Tentang Rencana Tata Ruang Wilayah Kabupaten Ponorogo
Tahun 2012-2032.
Dalam rangka mewujudkan pelaksanaan DAS terpadu antara kota –
kota yang dilalui oleh sub DAS kali madiun perlu dilakukan upaya untuk
mengkoordinasikan,

mengintegrasikan,

mensinkronisasikan,

dan

mensinergikan Pengelolaan DAS dalam rangka meningkatkan Daya Dukung
DAS sebagaimana yang tercantum dalam Peraturan Pemerintah Republik
Indonesia Nomor 37 Tahun 2012 Tentang Pengelolaan Daerah Aliran Sungai.
Pengelolaan DAS sendiri adalah upaya manusia dalam mengatur
hubungan timbal balik antara sumberdaya alam dengan manusia di dalam
DAS dan segala aktivitasnya, agar terwujud kelestarian dan keserasian
ekosistem serta meningkatnya kemanfaatan sumberdaya alam bagi manusia
secara berkelanjutan. Dalam perencanaannya pengelolaan DAS dilakukan
dalam satu unit kelola DAS. Salah satu dari upaya pengelolaan DAS terpadu
adalah dengan menetapkan batas dari DAS tersebut. Pentapan batas ini dapat
dilakukan dengan menggunakan aplikasi SIG. Dengan membatasi DAS dapat
dianalisa jaringan alur sungai secara kuantitatif, misalnya luas, panjang dan
lebar, kemiringan, orde & tingkat percabangan sungai, dan kerapatan sungai.

Untuk luas dan keliling dari sungai dapat dihitung dengan
menggunakan tools yang terdapat pada perangkat lunak Arc Map. Untuk
dapat mengetahui luas dan keliling dari DAS maka data sub DAS kali madiun
yang masih berbentuk data raster dirubah ke data feature. Setelah itu, data
feature yang masih menggunakan koordinat derajat dirubah pula ke dalam
data UTM. Data ini dirubah melalui tools projection and transformation,
sehingga koordinat dinyatakan dalam meter dengan zona 49 S WGS 1984.

Gambar6. Zona UTM

Hasil analisa data mengenai panjang sungai (Length) ditampilkan
dalam tabel 1 dengan panjang sebesar 3.753.927,86 m (tabel 2). Panjang ordo
terpanjang adalah ordo 1 sebesar 1.854.268,83 m. Ordo terbanyak juga masih
dimiliki oleh ordo 1 dengan jumlah ordo 1.075. Luas sub DAS Kali Madiun
berdasarkan hasil perangkat lunak SIG adalah 369.919,36 Ha. Sementara itu,
berdasarkan Instruksi Menhut No : INS.3/Menhut-II/2009 dengan Lampiran
Surat Edaran No : SE.02/V-SET/2009, Tentang Penetapan Wilayah Kerja
BPDAS luas sub DAS kali madiun adalah 371.591,58 Ha. Luasan ini berbeda
dengan hasil yang telah didapatkan berdasarkan hasil perhitungan perangkat
lunak Arc GIS. Perbedaan ini mungkin diakibatkan perbedaan waktu ataupun
pengolahan data yang dilakukan. Pengukuran luas secara manual dapat
dilakukan dengan menggunakan metode dot grid ataupun pengukuran di
lapangan.

Selanjutnya karakteristik yang diamati adalah keliling/ perimeter dari
sub DAS kali madiun. Berdasarkan perhitungan perangkat lunak Arc GIS
didapatkan hasil 14.494.303,57 m (tabel 2). Hasil perhitungan secara manual
dapat dilakukan dengan menetukan batas DAS atau sub DAS pada peta
kemudian

mengukurnya

dengan

menggunakan

curvimeter.

Terdapat

karakteristik lain yang dapat diamati dari data yang telah didapatkan
berdasarkan pengolahan data oleh perangkat lunak Arc GIS, misalnya tingkat
percabangan sungai (Rb), kerapatan sungai (D), dan bentuk DAS (Rc).
Tingkat percabangan sungai atau bifurcation ratio berdasarkan hukum
horton adalah rasion geometri antara jumlah aliran dalam suatu ordo ke ordo
berikutnya. Percabangan sungai dianalisa menggunakan metode Strahler.
Berdasarkan teori nya

dengan tingkat percabangan seperti ini maka air

sungai sulit meluap dan jarang terjadi banjir, karena air terkumpul secara
pelan-pelan. Nilai Rb yang tinggi mengindikasikan bahwa daerah tersebut
memiliki pelapisan batuan dengan lereng yang terjal dan jarak antara lembah
yang sempit dibatasi oleh dinding yang terjal pula. Di lain pihak, nilai Rb
yang kecil mengindikasikan bahwa kontrol geologi yang tidak dominan.
Selain itu, pada Rb < 3, maka alur sungai mempunyai kenaikan muka air
banjir dengan cepat dan penurunannya lambat. Dari data yang di dapat pada
tabel 1, dapat dilihat bahwa nilai tingkat percabangan sungai sangat rendah
dan berada dibawah satu. Hal ini menunjukkan bahwa pada sub DAS kali
madiun pengaruh kontrol geologi termasuk kecil.
Kerapatan sungai adalah suatu angka indeks yang menunjukkan
banyaknya anak sungai di dalam suatu DAS. Dari hasil perhitungan di
dapatkan bahwa nilai dari kerapatan sub DAS kali madiun adalah 1,01
km/km2. Artinya adalah pada setiap luasan 1 km2 terdapat sungai dengan
panjang sungai 1,01 km. Kerapatan sungai ini dipengaruhi oleh formasi
geologi dan mencirikan karakteristik sungai,yang meliputi profil, pola aliran,
dan genetis sungainya.
Bentuk DAS atau basin circularity mempengaruhi waktu konsentrasi
air hujan yang mengalir menuju outlet. Semakin bulat bentuk DAS berarti
semakin singkat waktu konsentrasi yang diperlukan, sehingga semakin tinggi

fluktuasi banjir yang terjadi. Sebaliknya semakin lonjong bentuk DAS, waktu
konsentrasi yang diperlukan semakin lama sehingga fluktuasi banjir semakin
rendah. Bentuk – bentuk dari DAS pada umumnnya adalah bulu burung,
radial, dan paralel. Semakin mendekati satu maka bentuk DAS akan semakin
menyerupai lingkaran. Salah satu cara untuk menentukan bentuk DAS dapat
diketahui dngan terlebih dahulu menentukan nilai Rc nya. Pada sub DAS kali
madiun nilai dari bentuk DAS adalah 0,00022. Hal ini menunjukkan bahwa
nilai bentuk DAS yang dimiliki oleh kali madiun mendekati nilai satu,
sehingga dapat disimpulkan bahwa bentuk dari kali madiun adalah
memanjang. Bentuk memanjang ini menyebabkan air dari sungai atau hulu
butuh waktu yang lama untuk sampai ke hilir, sehingga potensi banjir
menjadi lebih rendah.

Gambar7. Bentuk – bentuk DAS

Bab V
Kesimpulan

Pengelolaan DAS dapat dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak
SIG. Penggunaan perangkat lunak SIG, yaitu Arc map dapat mempermudah
dalam melakukan analisis DAS guna mendukung pengelolaan DAS terpadu
seperti yang dimaksudkan ke dalam PP No 37 tahun 2012 tentang Pengelolaan
Daerah Aliran Sungai. Salah satu data yang dapat dianalisa melalui perangkat
lunak SIG adalah data karakteristik biofisik DAS. Karakteristik biofisik DAS ini
meliputi yaitu jaringan alur sungai, batas, dan luas DAS. Dari aplikasi ini dapat
diketahui luas dan keliling sub DAS kali madiun, yaitu 369.919,36 Ha dan
14.494.303,57 m. Selain itu, di dapatpula informasi mengenai Rb dimana nilai Rb
berada di bawah 3 sehingga sub DAS kali madiun memiliki karakteristik
mempunyai kenaikan muka air banjir dengan cepat dengan penurunan yang
lambat. Berdasarkan SIG ini pula dapat diketahui nilai kerapatan sungai sebesar
1,01 dan bentuk sungai (Rc) yang memanjang.

Daftar Pustaka

Anonim.

2011.

Basin

Networks

[terhubung

berkala].

http://www.pupilvision.com/uppersixth/rivers1.htm. (27 Februari 2013)
Caesari, A. 2006. Survai Tutupan Lahan di DAS Deli Kabupaten Karo dan Deli
Serdang, Kota Medan, Propinsi Sumatera Utara. Environmental Services
Program

USAID

[terhubung

berkala].

http://www.esp.or.id/category/pengelolaan-das/r-0189.pdf. (28 Februari
2013).
Elias. 1997. Buku Saku Pembukaan Wilayah Hutan. Jakarta: Penebar Swadaya.
Instruksi Menhut No : INS.3/Menhut-II/2009 dengan Lampiran Surat Edaran No :
SE.02/V-SET/2009, Tentang Penetapan Wilayah Kerja BPDAS.
Nuarsa, I Wayan. 2005. Belajar sendiri: menganalisis data spasial dengan arcview
GIS 3.3 untuk pemula. Jakarta: Elex Media Computindo.
Peraturan Daerah Kabupaten Madiun Nomor 9 Tahun 2011 Tentang Rencana Tata
Ruang Wilayah Kabupaten Madiun Tahun 2009-2029.
Peraturan Daerah Kabupaten Ponorogo Nomor 1 Tahun 2012 Tentang Rencana
Tata Ruang Wilayah Kabupaten Ponorogo Tahun 2012-2032.
Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 37 Tahun 2012 Tentang
Pengelolaan Daerah Aliran Sungai
Purwowidodo. 1999. Konservasi Tanah di Kawasan Hutan. Bogor: IPB Press.
Sagala, P. 1994. Mengelola Lahan Kehutanan Indonesia. Jakarta: Yayasan Obor
Indonesia.
Segel, H. G. dan Putuhena, W.M. 2005. Estimasi Erosi Lahan di Daerah Aliran
Danau Tondano Menggunakan Geographic Information System (GIS).
Jurnal Sumber Daya Alam Vol. 1, No. 1: hal. 65-69.
Simon, H. 1987. Manual Inventore Forest. Jakarta: UI Press.
Suripin. 2002. Pengelolaan Sumber Daya Tanah dan Air. Yogyakarta: Andi.