Tropikal Rainfall Measurement Mission (TRMM). Citra Landsat digunakan untuk menghasilkan penutup lahan

dengan klasifikasi secara dijital menggunakan metode maximum likelihood. DEM digunakan untuk memetakan

kemiringan lahan, ketinggian daerah dan menghitung luas penampang piksel secara 3 dimensi. Sedangkan

data TRMM digunakan untuk menentukan besarnya curah hujan di DTA. Koefisien run-off dihitung untuk

setiap parameter (penutup lahan, jenis tanah dan kemiringan lahan), selanjutnya di hitung rata-rata koefisien

run off dari ketiga parameter tersebut. Waktu konsentrasi dan intensitas hujan dihitung dengan menggunakan

persamaan Mononobe. Selanjutnya debit aliran permukaan dihitung dengan persamaan normal (Normal method)

menggunakan parameter-parameter yang dihitung pada tahap sebelumnya. Hasil memperlihatkan bahwa

metode yang digunakan dapat memetakan run-off pada setiap piksel sehingga bermanfaat untuk menganalisis

nilai dan sebaran spasial di seluruh bagian DTA. Dari tiga DTA (Sumpur, Sumani dan Paninggahan) diketahui

bahwa nilai run-off yang tertinggi terjadi di DAS Sumani karena pengaruh kondisi penutup lahannya yang

terdiri dari lahan pertanian, tetapi nilai total debit aliran permukaan tertinggi terjadi di DAS Sumpur karena

tingginya intensitas hujan.

Kata Kunci: Run-off, Debit aliran permukaan, Danau, Penutup lahan, persamaan normal

PEnDahuluan

Degradasi DAS telah banyak menimbulkan masalah terhadap kualitas danau-danau di wilayah Indonesia. Seperti pendangkalan dan penyusutan luas danau, penurunan kualitas air danau dan turunnya produktifitas perikanan yang berakibat terhadap turunnya pendapatan masyarakat di sekitar danau. Oleh karena itu perlu dilakukan usaha-usaha pencegahan agar proses degradasi DAS tidak berlanjut terus, dan upaya pemulihan kualitas danau sehingga danau-danau tersebut dapat tetap lestari dan dapat dimanfaatka oleh masyakat sekitar. Menurut keterangan BLHPP (Badan Lingkungan Hidup dan Penelitian Pengembangan, sumber : blhpp. wordpress.com).

Ada 15 danau yang menjadi prioritas dan membutuhkan tindak lanjut dari pemerintah untuk pemulihannya. Beberapa danau mempunyai masalah dalam tingkat kebersihan dan tingginya perkembang biakan eceng gondok yang menutupi perairan sehingga diperlukan langkah-langkah untuk memperbaiki kualitas airnya, beberapa lainnya mempunyai masalah dengan tingkat sedimentasi yang tinggi dari bagian hulu sungai sehingga mengakibatkan terjadinya pendangkalan danau. Ada pula danau yang memerlukan komitmen pemerintah dalam pengawasan dan penjagaan kelestariannya.

Salah satu danau yang saat ini kondisinya sangat memprihatinkan dan menjadi salah satu prioritas pemerintah adalah Danau Singkarak di Sumatera Barat.Secara umum masalah yang terjadi di Danau Singkarak bersumber kepada degradasidi wilayah DTA yang diakibatkan oleh perubahan lahan di bagian hulu DTA yang tidak memperhatikan kelestarian lingkungan (www.harianhaluan.com). Permasalahan degradasi di DTA ini mengakibatkan rendahnya kemampuan lahan menyimpan air sehingga aliran air permukaan (run off) menjadi lebih tinggi, yang mengakibatkan tingginya debit air dan tingkat erosi di DTA yang masuk ke Danau.

Kegiatan pemantauan yang berkaitan dengan pengelolaan DTA dan danau telah banyak dilakukan, seperti: pemetaan lahan kritis di DTA (Prawira et al. (2005)), perubahan luasan danau dan kualitas air (Li et al. (2004); Trisakti et al. (2012)), perhitungan run-off, debit air dan erosi (Suroso dan Susanto (2006), Pratisto dan Danoedoro (2008)). Tetapi sebagian besar dari kegiatan tersebut, khususnya mengenai estimasi debit membutuhkan data-data lapangan atau peta sebagai data utama, sementara itu ada permasalahan dengan cukup sulitnya mendapatkan data lapangan yang akurat dan kebutuhan pemantauan perubahan di wilayah DTA dan danau yang luas secara cepat dan berkala sehingga diperlukan alternatif metodeyang tepat.

Salah satu alternatif yang dapat digunakan adalah teknologi satelit penginderaan jauh. Saat ini teknologi satelit penginderaan jauh mampu menyediakan berbagai data penginderaan jauh optik dan SAR (Sinthetic Aparture Radar) dengan karakteristik resolusi spasial, temporal dan spektral yang berbeda-beda. Sehingga, data satelit penginderaan jauh merupakan salah satu sumber data yang paling penting dan efisien untuk pembuatan informasi spasial yang akurat, konsisten dan aktual mengenai sumber daya alam dan lingkungan.

Pada kegiatan ini bertujuan untuk melakukan pemetaan run-off dan perhitungan debit aliran permukaan di tiga DTA yang bermuara ke Danau Singkarak, berbasis data satelit penginderaan jauh Landsat ETM+, DiGital Elevation Model (DEM) SRTM dan Data satelit cuaca Tropikal Rainfall Measurement Mission (TRMM). Selanjutnya melakukan perbandingan dan analisis terkait hasil run off dan debit aliran pada ke tiga DTA kajian.

METoDologI

lokasi dan Data

Lokasi kajian adalah tiga DTA (Sumpur, Sumani, Paninggahan) di Danau Singkarak di Provinsi Sumatera Barat (Gambar 1). Danau ini merupakan danau terluas di Sumbar dan secara administrasi berada dalam 2 wilayah kabupaten, yaitu: Kabupaten Solok dan Kabupaten Tanah Datar. Danau Singkarak merupakan salah satu dari 15 danau yang termasuk dalam program pengelolaan danau prioritas tahun 2010-2014 (KLH, 2011). Ekosistem sekitar Danau Kerinci mempunyai permasalahan dengan terjadinya kerusakan DAS karena konversi lahan yang mengakibatkan tingginya laju erosi tanah di wilayah DTA.

Citra Landsat wilayah Danau Singkarak

DAS Sumani DAS Sumpur DAS Paninggahan _Danau Singkarak

DTA di Danau Singkarak Gambar 1. Citra Landsat Danau Singkarak (Kiri) dan 3 DTA utama di Danau Singkarak (Kanan)

Data yang digunakan pada penelitian ini adalah data Landsat ETM+ tanggal 15 Juli 2000, data Digital Elevation Model (DEM) SRTM, informasi jenis tanah dan data satelit Tropikal Rainfall Measurement Mission (TRMM). Data landsat ETM+ adalah data level 1T (Citra Ortho), sedangkan data TRMM sudah merupakan informasi curah hujan dengan satuan mm.

Metode Penelitian

Jenis tanah Landsat DEM TRMM

Penutup lahan Informasi lain

• Luas Piksel 3D • Beda tinggi • Panjang sungai

Slope _{Hujan harian}

Intensitas hujan Look up tabel

Run-off

Perhitungan debit dengan metode rasional

Debit aliran permukaan Rasterisasi

Kelas Slope

Gambar 2. Diagram alir perhitungan debit

Diagram alir penelitian diperlihatkan pada Gambar 2. Pengolahan citra dilakukan dengan melakukan koreksi radiometrik untuk menghilangkan pengaruh geometri matahari (nilai dijital ke nilai reklektansi) metode bisa merujuk ke Trisakti and Nugroho (2012), selanjutnya melakukan klasifikasi menggunakan maksimum likelihood. Hasil penutup lahan, data raster jenis tanah dan slope dirubah dengan menggunakan Tabel 1, Tabel 2 dan Tabel 3 menjadi nilai run-off, yang untuk selanjutnya dihitung run-off rata-rata dengan persamaan 1.

Tabel 1. Nilai C berdasarkan penutup lahan

no. Tutupan lahan nilai C

1 Hutan Primer 0,01

2

Hutan Sekunder 0,05

3

Kebun Campuran 0,5

4

Ladang-Tegalan 0,5

5

Perkebunan 0,5

6

Semak Belukar 0,3

7

Sawah 0,2

8

Jalan Aspalt 0,7

9

Lahan Terbuka 0,95

10

Pemukiman

0,9

Table 2. Nilai C berdasarkan Slope

no. Slope Class (%) nilai C

1 0 – 3 0,3

2

3- 8 0,4

3

8 - 15 0,5

4

15 - 25 0,6

5

> 25

0,7

Sumber : Dune & Leopold, 1978; Subarkah, 1980; Wahyuningrum dan Pramono, 2007 Tabel 3. Nilai C berdasarkan Laju Infiltrasi

no. laju Infiltrasi (cm/menit) Kelas nilai C

1. 0,1 – 0,29 Rendah 0,75

2.

0,3 – 049 Sedang 0,50

3.

>= 0,5 Tinggi

0,25

Sumber : Subarkah, 1980; Wahyuningrum dan Pramono, 2007 C _rata-rata = (C_{penutup lahan} +C _slope + C _{jenis tanah})/3 (1)

Data DEM digunakan untuk perhitungan slope, juga digunakan untuk menghitung luas penampang piksel secara 3 dimensi, beda tinggi di DTA dan panjang sungai. Luas penampang piksel 3 dimensi (A_3D) dihitung dengan membagi luas piksel (A) dengan sudut kemiringan piksel (α) seperti pada persamaan 2. Beda tinggi (H dengan satuan meter) dan panjang sungai (L dengan satuan km) digunakan untuk menghitung waktu konsentrasi (T_C dengan satuan jam). Selanjutnya waktu konsentrasi dan hujan harian (R dengan satuan mm) yang diperoleh dari data TRMM menjadi masukan untuk menghitung intensitas hujan (I dengan satuan mm/jam) dengan menggunakan metode Mononobe (Sosrodarsono dan Takeda, 1977) seperti terlihat pada persamaan 3 dan 4.

A_3D = A2/cosα (2)

T_C = (0.869 L3)0.385/H (3)

I = (R/24)(24/T_C)2/3 (4)

Pada tahap akhir dihitung debit aliran (Q dengan satuan m3/detik) dengan menggunakan metode rasional

(Subarkah, 1980) seperti pada persamaan 5 dengan input berupa run-off rata-rata (C_rata-rata), luas piksel 3 dimensi (A_3D) dan intensitas hujan (I). Debit aliran dihitung untuk tiga DTA utama di Danau Singkarak, yaitu DTA Sumani, Sumpur dan Paninggahan.