Optimalisasi penggunaan lahan menggunakan Sistem Informasi Geografis (SIG) dan model answers di Daerah Tangkapan Air (DTA) Ciseel, Sub Das Ciseel, Das Cttanduy, Kabupaten Ciamis - Kota Banjar Jawa Barat

OPTIMALISASI PENGGUNAAN

LAHAN MENGGUNAKAN

Sistem Informasi Geografis

(SIG)

dan

MODEL

ANSWERS

di

Daerah

Tangkapan

Air

(DTA)

CISEEL, Sub

DAS

CISEEL,

DAS CTTANDUY,

KABUPATEN

CIAMIS -

KOTA

BANJAR

JAWA

BARAT

Oleh

:

Ghaniyy

Fahmi Basyah

DEPARTEMEN KONSERVASI SUMBERDAYA HUTAN DAN

EKOWISATA

PAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT

PERTANIAN

BOGOR

OPTIMALISAS1 PENGGUNAAN LAHAN MENGGUNAKAN

Sistem Informasi Geografis (SIG) dan MODEL ANSWERS

di

Daerah Tangkapan Air @TA) CISEEL, Sub DAS CISEEL,

DAS

CITANDUY, KABUPATEN CIAMIS

-

KOTA BANJAR

JAWA BARAT

Karya Ilmiah Sebagai salah

satu

syarat untuk memperoleh gelar sarjana

Kehutanan pada Fakultas Rehutanan Institut Pel-tanian Bogor

Oleh

:

Ghaniyy Fahmi Basyah

DEPARTEMEN KONSERVASI SUMBERDAYA HUTAN DAN

EKOWISATA

FAKULTAS KEHUTANAN

INSTITUT PERTANIAN

BOGOR

Ghaniyy

Fahmi

Basyah. Optimalisasi Penggunaan

Lahan

Menggunakan

Sistem

Informasi Geografis (SIG) dan Model ANSWERS di Daerah Tangkapan

Air

(DTA) Ciseel,

Sub

DAS Ciseel,

DAS

Citanduy, Kabupaten Ciamis

-

Kota Banjar

Jawa Barat.

Dibimbing oleh Dr. Ir. Lilik

B

Prasetyo,

MSc

dm

Dr. Ir.

1-Iendrayanto,

MAD.

DTA Ciseel merupakan salah satu DTA Sub DAS Ciseel, DAS Citanduy dengan luas 6.868,s ha. Sungai Ciseel sering mengalami banjir di bagian hilirnya dan teiah mengalami pendangkalan akibat sedi~nentasi dari erosi DTA Ciseel. Model ANSWERS (Areal Nunpoint Source Watershed Environment Respon Simulatio?r) merupakan salah satu model yang sering digunakan dalam pendugaan erosi dan respon hidrologi. Model

ANSWERS merupakan model terdistribusi sehingga dapat rnenggalnbarkan variabilitas keruangan dan waktu. Sistern Informasi Geografis (SIG) merupakan suatu sistem informasi yang mampu menangani data keruangan secara cepat dan dapat diintegrasikan dengan model-model hirologi terdistribusi.

Penelitian dilakukan di DTA Ciseel pada bulan Juni-Oktober 2006. Penelitian ini menggunakan SIG, Remote Sensing dan model ANSWERS untuk melakukan siinulasi penggunaan lahan di DTA Ciseel sehingga mendapatkan bentuk penggunaan lahan yang optimum untuk menurunkan laju erosi dan sedimentasi di DTA Ciseel. Pengumpulan data terdiri atas data spasial dan data atribut. Data spasial diperoleh dafi pengolahan sumber data, diantaranya peta topografi, peta jenis tanah, peta batas DTA Ciseel, dan citra landsat. Data atribut mencakup data curah hujan, data pararneter penutupan lahan, data parameter jenis tanah, dan parameter karakteristik saluran atau sungai. Data fisik berupa kemiringan Iereng, curah hujan, sifat fisik tanah dan penggunaan tanah, dibuat dalam tabel berupa baris dan kolom menggunakan exel dan kemudian dicopykan ke notepad disesuaikan baris dan kolomnya berdasarkan aturan baris kolom dalam model. Tabel data ini merupakan masukan bagi model ANSWERS.

Selma kurun waktu 199 1-2003 terjadi konversi lahan hutan menjadi peruntukan lahan lain, terutama menjadi pemukiman. Pertambahan penduduk yang semakin pesat meningkatkan kebutuhan rumah sehingga tekanan terl~adap hutan untuk pemukiinan meningkat. Hutan berkurang 35,4 % (2.362,5 ha) dan pemukiman meningkat 34,2% (2350 ha).

Luaran model ANSWERS berupa data statistik yaitu ketebalan aliran pennukaan, rata-rata kehilangan tanah, laju erosi dan perubahan jumlah sedimen.

Erosi dan sedimentasi dalam kurun waktu 199 1-2003 meningkat masing-masing 16.33 7 kgtha (128,11%) dan 408 kgha (1.569,23%). Konversi hutan menjadi pemukiman dan penggunaan lain serta Iahan pertanian menjadi pemukiman rneningkatkan nilai koefisien penutupan lahan (C). Laju erosi pada tahun 2003 sebesar 71,6 mm/ha/th, 29 kali Iebih besar dari laju erosi yang diperbolehkan (2,s mm/ha/th).

:

OPTIMALISASI

PENGGWAAN

LAHAN

MENGGUNAKAN Sistem

Informasi

Geografis

(SIG)

dm

MODEL

ANSWERS

di

Daerah

Taxlgkapan

Air

(DTA)

CISEEL,

Sub

DAS

CISEEL,

DAS

CITANDUY,

KABUPATEN

CIAMIS

-

KOTA

BANJAR

JAWA

BARAT

Nama

rnahasiswa

:

Ghaniyy Fahmi

Basyah

NRP

:

E34102051

Menyetujui

KATA PENGANTAR

AlhamduIillah, berkat rahmat dan hidayah Allah SWT, penulis dapat

rnenyelesaikan skripsi yang berjudul "Optimalisasi

f

enggunaan

Lahan

Menggunakan

Sistem Informasi Geografis

(SIG)

dan Model ANSWERS dl Daerah Tangkapan Air

(DTA) Ciseel, Sub DAS Ciseel, DAS Citanduy, Kabupaten Ciamis

-

Kota Banjar

Jawa Barat

".

Penulis sadar bat~wa keberlangsungan penelitian ini tidak lepas dari dukungan

dan bantuan dari berbagai pihak, terutarna :

1. Dr. Ir. Lilik Budi Prasetyo, MSc dan Dr. Ir. Mendrayanto, M . A g selaku dosen

pembimbing.

2. Pihak Induk Pelaksana Kegiatan Pengembangan Wilayah Sungai Citanduy-

Ciwulan.

3 . Pemerintah Daerah (Pemda) Kabupaten Ciamis dan Pemerintah Kota (Pemkot)

Banjar.

4. Keluarga besar Bapak Asep Supriatna, S.Pd dan Ibu Iis Yeni Iriani, S.Pd atas

kepercayaan dan dukungan moril serta materil yang telah di berikan.

5. Sri Purwaningsih, S. Hut sebagai istri tercinta.

6. Teman-teman KSH 39 dan Wisma Kiansantang atas kebersamaan sainpai saat ini.

Penulis menyampaikan terima kasih kepada dosen pernbimbing yang telah

rnemberikan tuntunan dan bimbingan dalam penyusunan skripsi ini. Penulis berllarap

bahwa karya ini dapat memberikan masukan dan paradigama inovatif yang berkaitan

dengan pengelolaan suatu Daerah Tangkapan Air Ciseel, Sub DAS Ciseel. Akhir kata

penulis mengucapkan terima kasih.

Bogor, Mei 2007

Penulis dilahirkan di Banjarsari, Ciarnis Jawa Barat pada tanggal 4 Mei 1984. Penulis menrpakan anak pertama dari

4

bersaudara pasangan

Asep Supriatna, S.Pd dan Iis Yeni, S.Pd. Tahun 2002 penulis luius dari

SMU Negeri 1 Banjar. Pendidikan perguiuan tinggi ditempuh penulis di

Institut Pertanian Bogor

melalui

jaIur Undangan Seleksi Masuk IPB

(USMI) t&un 2002, dengan rnemilih Departemen Konsewasi Sumberdaya Hutan dan

Ekowisata, Fakuftas Keliutanan.

Selama mengikuti perkuliahan di FakuItas Kehutanan, penulis pernah melnkukan

prdctek lapang yaitu Praktek Umum Pengenalan Hutan

(P3H)

di Baturraden dm

Cilacap,

Jawa Tengah; Praktek Umum Pengenalan Hutan di BKPH Purbalingga, KPH Banyumas

Timur, Jawa Tengah dan terakhir penulis menyelesaikan Praktek Kerja Lapang Profesi

(PKLP) di Tarnan Nasional Bukit Barisan Selatan, Lampung pada tahun 2006.

Organisasi yang pemah diikuti penulis antara lain Himpunan Mahasiswa

Konservasi Sumberdaya Hutan (HIRIAKOVA) dan Kelompok Pemerhati Kupu-kupu

2003-2005. SeIain itu, penulis pernd~ menjadi Asisten Tnventarisasi Sumberdaya Hutan

tahun 2005 dan Asisten Ilmu Ukur Tanah d m Pernetaan Wilayah (Geodesi-IUT PW)

hhun 2003-2005. Prestasi yang pernah diraih penulis yaitu Finalis Program Kreatifltas

Halaman

DAFTAR ISI

...

i

...

DAFTAR TABEL

...

I 11 DAFTAR GAMBAR

...

iv

DAFTAR LAMPIRAN

...

v

I

.

PENDAWLUAN A

.

Latar Belakang

...

...

...

1

3

.

Tujuan

...

1

C

.

Luaran

...

2

I1

.

TWJAUAN PUSTAKA A . Daerah AIiran Sungai

...

-3

I3

.

Erosi dan Sedimentasi

...

.

.

...

3

C

.

Model HidroIogi ANSWERS 1

.

Model Hidrologi

...

5

2

.

Struktur Model

...

5

3

.

_{Kapasitas Model}

...

_-7

D

.

Penginderaaan Jauh (Remote Sensing) dan S istem Informasi Geografis

...

7

E

.

Sistem Satelit Landsat

...

8

F

.

Sistem Klasifikasi Penggunaan Lahan

...

10

I11

.

KONDISI UMUM LOKASI PENELITIAN A

.

Letak dan Luas

...

11

B

.

Topografi

...

11

C

.

Tanall

...

11

D

.

lklirn ... 11

E . Geologi Regianal

...

11 F

.

Bentuk Penggunaan Lahan

...

1 1

IV

.

METODE PENELITIAN

...

B

.

Alat dan Bahan

...

13

C

.

Metode Penelitian

...

14

...

I

.

Tahap Pengumpulan Data dan Su~nberdata 14

...

2

.

PengoIahan Data dengan Software Model ANSWERS 17

...

3

.

Aplikasi ANSWERS dengan SIG dan Remote sensing 18

4

.

Analisis Sensitivitas Model ANSWERS

...

20 5

.

Simulasi Penggunaan Lahan

...

20

V

.

HASIL DAN PEMBAHASAN

A

.

Penutupan Lahan Tahun 1991-2003

...

.

.

...

21

...

B

.

Parameter Masukan Model ANSWERS 25

C

.

Hasil Keluaran Model ANSWERS

...

27 D

.

Analisis Sensitivitas Model ANSWERS

...

29

E

.

Aplikasi Model ANSWERS dalam Simulasi Tata Guna Lahan

...

30

...

.

VI KESIMPULAN -33

...

...

VII

.

DAFTAR PUSTAKA

.

.

.

.

34

DAFTAR

TABEL

Halaman

...

1

.

Rincian Pengunpulan Data dan Sumber Data

14

...

2

.

Klasifikasi Penutupan Lahan Berdasarkan Interpretasi Citra 15

...

3

.

Perubahan

f

enutupan Lahan tahun 199 1-2003 22

...

4

.

Perubahan Peruntukan Penutupan Lahan tahun 199 1-2003 24

5

.

Luas Kelas Ketinggian DTA Ciseel

...

25

...

6

.

Luas Kelas Kemiringat~ DTA Ciseel 26

...

7

.

Pembagian Luas DTA Ciseel berdasarkan Arah Aliran 27 8

.

Hasil Prediksi Erosi dan Sedimentasi Model ANSWERS tahun 1991 dan 2003

...

28

9

.

Perubahan Penutupan Lahan pada setiap kelas kemiringan lahan

...

28

10

.

Hasil Uji Sensitivitas Model Hidrologi ANSWERS

...

29

1 1

.

Proporsi Penggunaan Lahan pada Simulasi Model ANSWERS

...

30

12

.

Perubahan Parameter Penggunaan Lahan akibat Tindakan Pengelolaan

...

31

DAFTAR

GAMBAR

1

.

Hutan Alam di DTA Ciseel

...

12

2

.

Sawah di DTA Ciseel

...

12

3

.

Lokasi Penelitian

...

.

.

.

.

...

1 3

...

4

.

Arah Mata Angin 1 6 5

.

Aplikasi

SIG,

Remote

sensing

dan ANSWERS

...

... ...

18

6

.

Diagram Alur Penelitian

...

19

7

.

Citra Landsat TM Tahun 199 1 DTA Ciseel

...

21

8

.

Citra Landsat TM Tahun 2003 DTA Ciseel

...

22

9

.

Penutupan Lahan DTA Ciseel (Accuracy 92%)

...

23

10

.

Peta Sebaran Kelas Ketinggian DTA Ciseel

...

25

1 I

.

Peta Sebaran Kelas Kemiringan DTA Ciseel

...

26

DAFTAR

LAMPIRAN

Halaman

...

1

.

Proses Mentah Pernbuatan Peta Arah 37

2

.

Parameter Masukan Model ANSWERS

...

38

3

.

Nilai

Persentase Penutupan Tajuk Tanaman (PER) dan Kekasarail

Manning's (N)

...

38

4

.

Nilai Faktor C dari berbagai Tanarnan

...

...

...

39 5

.

Nilai Kekasaran Manning's (N) untuk Saluran

...

39

...

6

.

Perhitungan Frekuensi Hujan Setahun 40

A. Latar BeIakang

Daerah Tangkapan Air (DTA) Ciseel seluas 6.868,s ha merupakan salah satu DTA Sub DAS Ciseel, DAS Citanduy. Potensi sumber air DTA Ciseel selalu ada dm

tidak pernah kering walaupun pada saat musim kemmu panjang. DTA Ciseel secara administratif mencakup Kabupaten Ciamis dan Kota Banjar.

Sungai Ciseel sering mengalami banjir di bagian hilirnya dan telah mengalami pendangkafan akibat sedimentasi dari erosi DTA Ciseel. Perubahan penggunaan Iahan di DTA Ciseel terutama hutan rnenjadi pemukiman merupakan salah satu faktor yang

memacu terjadinya peningkatan erosi dan sedimentasi.

Simulasi penggunaan lahan merupakan upaya mengetahui penggunaan lahan optimal di suatu DAS, yaitu untuk mendapatkan komposisi penggunaan lahan di suatu DAS yang dapat mengendafikan afiran penukaan, erosi, dan sedimentasi. Terdapat

banyak model yang dapat digunakan untuk melakukan simulasi penggunaan lahan dan pengmhnya terhadap erosi, sedimentasi d m respon hidrologi. Sdah satu model yang

sering digunakan da!arn pendugaan erosi d m respon hidrologi adaIah model ANSWERS (Areal Nonpoint Sorrvce Environment Watershed Response), yang diperkenalkan oleh Beasley dan Huggins pada tahun 1981. Model hidrologi h i merupakan model terdistribusi sehingga dapat menggambarkan variabilitas keruangan dan waktu (space and tinze).

Sistem Infomasi GeograFIs (SIG)/ Geographic hfor?nation Sysfe??z (GIs) merupakan suatu sistem informasi yang berbasiskan komputer yang digunakan untuk rnenyimpan, memanipulasi d m menganalisis informasi geografis (Prahasta, 2002). SIG mampu rnenangani data keruangan secara cepat d m dapat diintegmikan dengan rnodel- model hidrologi terdistribusi. Penginderaan Jauh (Remote Sensing) berperan sebagai penghasil inforrnasi berupa citra yang menggambarkan bentuk penggunaan l&an sebagai sumber data untuk SIG.

B. Tujuarr

C.

Lunran

1. Perubahan bentuk penutupan lahan di DTA Ciseel tahun 1991-2003

2. Perubahan laju erosi dm sedimentasi sebagai akibat perubahan khan di DTA

Ciseel.

D.

Manfaat

Nasil penelitian ini diharapkan menjadi salah satu pertimbangan teknis dalam

A, Daerah Aliran Sungai

Daerah Aliran Sungai (DAS) didefinisikan sebagai bentmg lahan yang dibatasi oleh topografi pemisah aliran, yaitu punggung-punggung bukit gunung yang menangkap curah fiujan kemudian menyimpan dan mengalirkannya melalui sduran-saluran pengaliran ke satu titik patusan (outlet) (Manan,1976). Mman juga rnenyatakaan bahwa sebuah DAS rnerupakan kumpulan dari banyak DTA yang lebih k e d sehingga sebuah sistem sungai dengan anak-anak sungainya dapat dianggap sebagai suatu kesatuan ekosistern yaitu DAS. DTA merupakan suatu bentang lahan yang dibatasi oleh punggung- punggung bukit, yang apabila presipitasi ( i n ~ o w ) masuk di lahan tersebut

&an

mengalif

ke suatu Mik yang sama (Lee, 2004).

DAS merupakan suatu wilayah daratan yang secara topografik dibataisi oleh

punggung-punggung gunung yang menampung dan menyimpan air hujm untuk kemudian menyalurkannya ke laut melalui sungai utama Wilayah daratan tersebut dinamakan Daerah Tangkapan Air (DTA) atau Water Catchment Area yang merupakan suatu ekosistern dengan unsur utamanya terdiri atas sumberdaya alam (tanah, air, dan

vegetasi) dan surnberdaya manusia sebagai petnanfmt sumberdaya dam (Asdak, 2002).

Pengelolaan DAS merupakan suatu proses formulasi dm irnplementasi kegiatan atau p r o m yang bersifat rnanipulasi sumberdaya dam dan rnanusia yang terdapat di daerah

aliran sungai untuk memperoleh manfaat produksi jasa tanpa menyebabkan terjadinya kerusakan sumberdaya air dm tauah (Asdak, 2002).

Pengelolaan dan pengembangan DAS rnerupakan upaya manusia mengendalikan hubungan timbal bdik antam sumberdaya alam dengan rnanusia sejalilan dengan akh4asnya. Dalam rmgka penyelamatan DAS, pemerintah telah rnengarnbil langkah-langkah yang diperlukan antara lain dengan dikeluarkannya surat keputusan bersarna tiga menteri yaitu Menteri Dalam Negeri, Menteri Kehutanan, Menteri Peke jaan

Umum nomor : 19 t d ~ u n 1974, No. 0591 KPTS-2/ 84, No. 24/ KPTS/ 84 tanggal 4 April 1984, tentang penanganan konservasi tanah daIam rangka penyelamatan DAS prioritas (Najib, 1999).

B. Erosi dan Sedimenbsi

Erosi didefinisikan sebagai suatu peristiwa hilang atau terkikisnya tanah atau bagian tanah dari _{suatu tempat yang termgkut dari suatu tempat ke ternpat lain, baik}

1976). Ada dua macam erosi yang disebabkan oleh air. Erosi permukaan : (szirface erosion), ialah pelepasan dan pemindahan bahan-bahan melalui permukaan tanah. Erosi dibawah Pemukaan (sub-su&ce erosion), ialah eluitrasi lapisan penutup bumi (earth n~antle) oleh air di bawah permukaan. Biasanya dalam bentuk mineral yang dilarutkan, terrnasuk bafian-bahan koloidal (Manan, 1976).

Erosi merupakan salah satu penyebab utama terjadinya kerusakan fingkungan. Secara garis besar, menurut Wudianto (2000) kerusakan yang timbuI akibat erosi adalah menurunnya kesuburan fanah dm menimbulkan pendangkalan.

Sedimen adafah tanah dan bagian-bagian tanah yang terangkut dari suatu tempat yang tererosi, sedangkan sedimentasi (pengendapan) adalah sedimen yang dihasilkan oleh proses erosi dan terbawa oleh suatu diran yang diendapkan pada suatu tempat yang kecepatan alirannya melambat atau terhenti (Arsyad, 2000). Faktor penentu erosi dm sedimentasi diantaranya adalah iklim, topografi d m sifat tanah serta kondisi vegetasi.

Metode prakiraan erosi tmah menurut Purwowidodo (1999) dilakukan dengan

menggunakan tiga rnetode, yaitu :

1. Metode USLE (Universal Soil Loss Equation) yang dikembangkan oleh Wiscmeier dm Mannering (1961) dengan bentuk persamaan :

A = RK.L.S.C.P

Keterangan :

A = Laju erosi tanah (tonlhalth)

R = Indeks daya erosi curah hujan

K

= Indeks kepekm tanah terhadap erosi (erodibilitas tanah)

L = Faktor panjang lereng tanah

S = Falctor kemiringan f ahan

C = Faktor penutupan lahan

P = Faktor tindakan konservasi

2. Metode SLEMSA (Soil Loss Estimation Model for Soztth Africa) yang

dikembangkan oleh Elwell (1977) sebagai upaya menyederhanakan model USLE berdasarh perbedaan batasan kuantitatif erodibilitas tmah.

Z = KCX Keterangan :

Z = Nilai tengah prakiraan laju erosi tanah tafrunan (t/ha/th)

K

= Nilai tengah laju erosi tanah tahunan (t/ha/th) dari suatu pet& contoh b&u pada lapangan yang telah diketahui nilai erodibiiitasnya.

C = Nisbah laju erosi tanah antara petak ukur bertanaman dan petak ukur diberokan dalam keadaan tanpa penutup

3. Metode FISHER membantu rnemprakirakan laju erosi tanah berdasarkan penampilan keterkaitan antar peubah hujan (F) suatu kejadian hujan masa kini dengan laju erosi tanah yang ditimbulkan.

C.

Model Widrologi ANSWERS (Area Nonpoini Source Waferslzed E~tviro~ment Response Sirtrulafion).

1. Model Widrologi

Model rnerupakan representasi atau gambaran tentang sistem, obyeW benda (objects) dan kejadian (events), representasi dalam bentuk sederhana ymg dapat dipergunakan untuk berbagai macam tujuan penelitian d m bentuk sederhana tersebut dapat dilkukan secara representatif (Surianegara, 1978). Sri Harto (1993) menyatakan bahwa model hidrologi addah sebuah sajian sederhana (sir?q.de representatiorz) di seluruh sistem hidrologi yang kompIek.

Rauf (1994) menjelaskan bahwa model hidroiogi adalah sebuah g a m b m sederhana dari suatu sistem hidrologi ymg aktual. Hidrologi DAS yaitu ilmu hidrologi

yang mempelajari pengrrruh pengelolaan vegetasi d m lahm di daerah tangkapan air

bagian hufu (upper catclzrnent) terhadap daur air, termasuk pengaruhnya terhadap erosi, kuafitas air, banjir dan iklirn di daearah hulu d m hitir (Asdak, 2002).

Dari beberapa model hujan d m limpasannya yang telah dikembangkan saat ini, sepei-ti model SHE (Systenze Hidrolique Europeen), model ANSWERS (Area Nonpoint Source Watershed Environment Response Si~nzrlation), model AGNPS (Agriculttiral Nonpoint Pollutio~z Siinzilation), model CREAMS (Chemical, Run 0fi and Erosr'onfion~ Agricztltural Management Systems), model SEM (Structural Eqziation Modellitlg), model

WATBAL (a Semi-Distribtdted Hydrological Modelling Systent), model TOPMODEL dan model

TOPOG

(Topographically-based Model), maka model

ANSWERS

yang dianggap sudah maju dan akurat untuk memprediksi slim permukm (run om dan sedimen dalam suatrr DAS di Indonesia (Aswandi, 1996).

2. Struktur Model

Model ANSWERS (Area Nonpoint Sozrrce Wbtershed Environment Response Simulatio?1) dikembangkan dari EPA (Enviroizt?zental Protection Agency) oleh Purdue Agricultural Bperiment Station (Beasley dan Huggins, 198 1 dalam Rauf 1994). Secara

aliran dapat digun&an untuk mengkaji hubungan antara komponen hidrologi yang menjadi dasar dalam pernodelan fenornena transport seperti erosi tanah dan pengangkutan d m pergerakan bahan kimia tanah.

Struktw model ANSWERS didasarkan pada hipotesis bahwa laju aiiran di setjap titik di dalam DAS memiliki hubungan fungsional dengan parameter-parameter hidroiogi yang mengendalikannya seperti intensitas hujan, topod, jenis tanah dm penggunaan lahan. Oleh sebab itu, di dalam permodelan ANSWERS, suatu DAS diekspresikan sebagai kumpulan dari setiap elemen bujur smgkar yang disebut grid yang diasumsikan homogen yang memiliki parameter hidrologi dan erosi yang sama, sehingga variabilitas ruang di dalam DAS dapat diperhitrtngkan (Beasley dan Huggins, 1991). Namun demikian, model ANSWERS ini masih mempunyai keterbatasan untuk diterapkan pada

DAS yang berukuran lebih besar dari 10.000 ha (Beasley dan Huggins, 1991).

DAS dimodelkan dengan membangun strukturnya secam konseptual oleh kumpulan elemen bujur sangkar, sehingga derajat vaiabilitas spasial ddarn DAS dapat terakomodasi, di mana variasi tersebut diberikan oleh nilaf parameter setiap elemen DAS. Elernen diartikan sebagai suatu areal yang memiliki parameter hidrologi yang sama.

Setiap elemen akan memberikan kontribusi sesuai dengan karakteristik yang dirnililci.

Dengan demikian, model ANSWERS ini melakukan analisis pada setiap satuan elemen. Keluaran model hail prediksi ANSWERS meliputi : ketebalan aliran permukaan, rata-

rata kehilangan tanah, laju erosi maksimum tiap elemen, laju deposisi maksimum tiap elernen dm perubahan jumlah sedimen &bat perubahan konservasi tanah dan air yang

dilakukan. Data keluaran tersebut dapat dinyatakan dalam bentuk peta dengan kelas sedimen dan erosi.

ANSWERS rnenunjukan bahwa curah hujan yang jatuh pada suatu daerdi tmgkapan yang tertutup dengan vegetasi akan mengalami proses intersepsi sampai mencapai nil$ intersepsi potensial &lam (Rauf, 1994). Bila laju curah hujan kurang dari laju intersepsi maka curah hujan tidak mencapai permukaan tanah. Sebdiknya bila curah hujan melebihi kapasitas intersepsi maka cur& hujan akan sampai dipermukaan tanah dan selanjutnya akan mengalami proses infiftrasi. Laju infilwi akan menurun secara ehponensial dengan bertambabnya lengas tanah. Curah hujan yang melebihi laju infiltrasi dan intersepsi &an menyebabkan teijadinya akumulasi air pada permuban depresi dan bila akumulasi air melebihi kapasitas simpan permukaan depresi maka &an

3. &pasibs Model

Karakteristik model ANSWERS adalah penyusunan model lebih banyak mempergunakan parameter itr~nped. Model ANSWERS memiliki beberapa kelebihan yaitu :

a. Analisis parameter distribusi yang dipergunakan dapat memberikan hasil

simuiasi yang akurat terhadap sifat daerah tmgkapan.

b. Model ini dapat mensimufasi secam bersamaan dari berbagai kondisi DAS c. Dapat memberikan hasil berupa limpasan

d m

_sedimen.

ANSWERS maupakan model simufasi karakteristik DAS, diiana biasanya digunakan untuk mengevduasi kondisi DAS yang didominasi oleh 1&an pertanian pada saat kejadian hujan tertentu. Aplikasi utama dari model ANSWERS adalah simulasi perencanaan dan evaluasi strrttegi untuk mengendalikan erosi. Satu dari karakteristik modef hidrologi ini adalah pendekatan distribusi parameter yang menggunakan variabei spasial yaitu topografi, tanah, tataguna lahan d m parameter lainnya yang mempengasuhi distribusi parameter DAS daIam suatu fogaritma komputasi.

Erosi dm aliran pemukaan hasil dugaan model ANSWERS cukup baik pada jumlah dan intensitas hujan yang relatif tinggi, dan mengalami deviasi yang cukup besar pada cur& hujan rendah (Hidayat, 2001).

Model ANSWERS ini telah diaplikasikan penggunaannya di Indonesia melalui beberapa riset, seperti Rauf (1994) yang melakukan penetitian di DTA PaIu Tirnur, Tikno

($996) dl DAS Citanduy. Dari hasif uji model ANSWERS pada lokasi yang bertainan

tersebut, diperoleh h a i l bahwa model ANSWERS rnemiliki tingkat akurasi yang baik dalam memodelkan suatu daerah aliran sungai.

Rancangan yang diujikan oleh model ANSWERS dalam simulasi penggunaan lahan ditujukan untuk menentukan alternatif pengefolaan

fahan

yang efektif untuk mengendalikan erosi dan sedimentasi sehingga erosi di daIam DAS Ciseel menjadi lebih kecil atau sama dengan nilai erosi yang dapat ditoleransikan (Hidayat,2002).

D. Penginderaao Jauh (Remote Seesing) dan Sistern Informasi Geografis

Penginderam jauh adalah ilmu dan seni untuk memperoleh informasi tentang suatu objek, daerah atau fenomena melalui analisa data yang diperoleh dengan suatu alat tanpa kontak langsung dengan objek, daerah atau fenomena yang dikaji (Lillesand dan

Kiefer, 1994). Sistern Xnformasi Geografis (SIG) addah kumpulan yang terorganisir dari perangkat keras, pemgkat lunak, data geografi d m personil yang dirancang secara

menampilkan semua bentuk infomasi yang bereferensi geogtafi (Prahasta, 2001). Penginderaan jauh dan SIG mampu menggabungkan pola kenrangan dengan basis data yang rnanlpu menginterpretasikan untuk menjadi masukan model ANSWERS.

E.

Sistem Satelit Landsat

Sistem satelit Landsat milik Amerika Serikat ini dikenal mempunyai tiga instrumen pencitraan (imaging insm~?tje?zt), yakni Return Beam Vidicon (RBV),

multispectral Sca~nzer (MSS), dm Thematic Mapper (TM). Orbit satelit dipilih dekat dengan kutub (near polar orbital), berbentuk lingkaran dan berulang serta selaras matahari (stcn synchronozis) pada ketinggian nominal 913

km

( Liflesand dan Kiffer,

1990)

Landsat-1 adalah satelit observasi burni pertama di dunia yang diluncurkan oleh badan antariksa Amerika Serikat (NASA) pada tahun 1972, pertama kali bernama ERTS-

1 (Earth Resources Technology Satellite-I) dan merupakan hasij modifikasi satelit nimbus yang dilengkapi dengan sensor (MSS) dan Sistern pencitraan pada landsat 1,2, 3 adalah (RBV) (Avery dan Berlin 1985 dalam Sanyoto, 2004 ).

MSS pertama mampu rnencitra permukaan bumi dengan ernpat saluran spektral

secara simultan rnelalui siste~n optik tunggd. Pada Iandsat 3, MSS memiliki tambahan saluran 8 atau saluran infi-amerah thermal (10,4-12,6 pm). Thernzal Zr~fiared (TIR) memiliki resoIusi spasial 90 meter dm 5 band pada s p e h m infi-amerah thermal. TIR diharapkan dapat rnenghasilkan data temperatur d m emisi permukaan dengan presisi untuk keperluan di bidmg thermal dan ekologi. Pada landsat 4 dipasang satu generasi sistem sensor baru, yang bertujuan

untuk

perbaikan resolusi spasial, pemisahan spektral, kecermatan data radiometrik dm ketelitian geoznetrik maka ditambah Thenzatic Mapper pada empat s a l m Multispectral Mapper ( Lo, 1995)

Sensor RBV ini mempunyai resolusi spasiai sebesar 80 m dan resotusi spektral sebanyak 3 saluran. Sensor MSS memiliki resofusi spasial sebasar 79 m dm resolusi spektral sebanyak 4 saluran Tabel di bawah rnernperlihatkan perbandingan dari sensor di

atas (NASA, 2003 dalam Sanyoto 2004). Berikut Tabel 1 merupakan spesifikasi kana1 landsat TM.

*

Band saw (0,45 ym - 0,52 pm), dirancang untuk menghilkan peningkat'an penetrasi

ke dalan tubuh air, dm juga unbk rnendukung analisis sifat khas penggunaan lahan,

= Band dua (0,52 pm

-

0,60 pm), terutama dirancang untuk rnengindera pantulan

vegetasi maksimum pada spectrum hijau yang terietak di antara dua salwan spectral penyerap klorofil yang gunanya mendetaksi pertumbufian tanaman.

= Band tiga (0,63 pm - 0,69 pm) rnerupakan saluran terpenting Peka terhadap absorp

kloxofil sehingga rnemperkuat kontras antara vegetasi dengan bukan vegetasi

Band ernpat (0,76 pm -0,90 pm) Mernbedakan tipe vegetasi, pertumbuhan da j d a h biomassa, juga untuk m e m u d a h k ~ delianiasi tubuh air d m mernperkuat kontras antara

tanaman, tanah dan lahan air

Band Iima (1,S pm-1,75 pm), merupakm suatu saluran yang dikenal penting untuk penentuan jenis tanaman, kandungan air dan kondisi kelembaban tanall

Band enam (2,08 pm-2,35 pm), addah suatu saluran yang penting untuk pemisah fomasi batuan.

Band tujuh (10,4O pm-12,50 pm), suatu saluran infi-amerah. tennal yang dikenal bermanfaat untuk klasifkasi vegetasi, analisis gangguan vegetasi, pemisahan kelembaban tanah, dm sejumiah gejala lain yang berhubungan dengan panas.

Menurut Littesand and Kiefer (1 993) bahwa analisis data Landsat memugkinkan penggunaan sepenuhnya data citra. Analisis data landsat dengm komputer dapat

dikelompokan sebagai berikut :

1. Pemulihan Citra (Image restoration)

Pengandman ini bertindak

untuk

"memulihkanY' data citra yang mengalami distorsi ke arah gambaran yang lebih sesuai dengan adegan aslinya. Langkahnya meliputi koreksi berbagai distorsi radiometrik dan geometrik yang mungkin ada pada data citra

s I i .

2. Penajaman Citra (Image Enchancernent)

Data citra dengan analisis visual teknik penajaman dapat diterapkan u-k menguatkan tampak kontras di antara kenampakan di dalam adegan. Baik pernuliban maupun penajarnan citra keduanya temasuk di dalam tahap pengandaran pengolahan awal (preprocessing operation). Artinya langkah tersebut dilakukan sebelum interpretasi data secara aktual.

3. Klasifikasi Citra (Image Clasi$cation)

Teknik pengandaran penajaman bizanya dilakukan pada suatu data citra sebelum usaha interpretasi visual. Pengandaran ini dimaksudkan untuk meningkatkan kemungkiinan interpretasi citra dengan mempertajam kontras tampak antam wujud dalam suatu adegm. Teknik penajaman dan teknik klasifikasi memiliki perbedaan yaitu upaya klasifikasi terdiri dari serangkaian keputusm untulc rnengubah data citra menjadi kefas

tertentu yang khas dm memberikan infomasi, sedangkan penajaman secara sederhana mengdih ragamkan data ke bentuk ynng lebih ekspresif

.

F.

Sistem Masifikasi Penggunaan Lahan

Penggunaan Iahan merupakan setiap bentuk intewensi (carnpur tangan) rnanusia terhadap lahan daIam rangka memenuhi kebutuhan hidupnya baik materiil maupun spiritual. Penggunaan Iahan dapat dikelompokan ke dalam dua golongan besar, yaitu penggunaan lahan pertanian dan penggunaan lahan bukan pertanian. Penggunaan Iahan pertanian di bedakan atas tegalan, sawah, kebun, padang rumput, hutan produksi, hutan findung, dm sebagainya. Sedangkan lahan bukan pertanian dibedakan ke dalam penggunaan kota atau desa (pemukiman), industri, rekreasi, pertambangan, d m sebagainya (Arsyad, 1989).

Sistem klasifikasi penutup lahad penggunaan lahan menurut Badan Pertanahan NasionaI (1977), membagi wilayah pedesaan dan perkotaan sebagai dasar klasifikasi penggunaan

Iahan.

Klasifikasi penutup lahan'penggunaan lahan pedesaan disajikan dalam berbagai skala yakni skala I : 200 000 sld 1:250 000 ; skala 1: 25 000 sld 1 : 100 000; d m skala 1: 5 000 sld 1:12 500. Masing

-

masing klasifikasi disajikan secara terpisah, yakni bukan merupakan klasifikasi penggunaan Iahan yang berjenjang.

Sistem klasifikasi penutup lahan dan penggunaan Iahan menurut United States Geologi Szclvey

(USGS),

dikembangkan berdasar penggunaan citra penginderaan jauh sebagai sumber data dalarn pemetaannya. Sistem kfasifikasinya rnerupakansistem klasifikasi berjenjang, yaitu dari tingkat I (umum) hingga tingkat IV ( rinci).

111.

KONDISI UMUM LOKASX PENELITXAN

A. Letak dan Luas

Secara geografis DTA Ciseel berada pada posisi 7" 06' 27"- 7' 36' 38" LS dan

106" 44' 30"

-

107" 14' 00" BT. Luas DTA Ciseel adalah 6.8683 lla yang mencakup

wilayah Kabupaten Ciarnis dan Kata Banjar. DTA Ciseel berada pada Sub-DAS Ciseel

yang merupakan bagian dari DAS Citanduy.

B.

Topogl-afi

DTA Ciseel didominasi daerah berbukit/ pegunungan. Daerah berbukitf

pegunungan mencakup 65% DTA Ciseel. DTA Ciseel berada pada ketinggian 20

-

255

rndpl.

C. Tanah

Berdasarkan Peta Tanah Explorasi Jawa Madura skala 1 : 1.000.000 (1986). Sub

DAS Ciseel mempunyai jenis tanah Latosol C dengan bahan induk Tuf Volkan yang

sangat peka erosi. Jenis tanah latosol C meliputi

2

70% dari Sub DAS Ciseel sedangkan

30% merupakan jenis tanah endapan (Engineering Consultant, 1975). Jenis tanah latosol

memiliki kepekaan yang tinggi terhadap erosi parit maupun pemukaan terutama pada

tanah yang mengalami pengelolaan (Rahim, 2002).

D. Iklim

Pada dasarnya iklim yang mernpengaruhi Sub DAS Ciseel dan sekitarnya adalah

ikliln tropis yang ditandai dengan musim hujan (Oktober

-

Maret) dan musim kemarau

(April

-

September). Berdasarkan klasifikasi iklim KOPPEN termasuk ikli~n A. Curah

hujan rata-rata tahunan meIebihi 2500 mm, menunjukan wilayah DTA Ciseel khususnya

dan DAS Citanduy pada umumnya beriklim basah.

E. Geologi Regianal

Secara umum formasi batuan yang berada di DTA Ciseel berupa jenis batuan

aluvium yang terdiri dari lempung dan lanau. Lapisan batuan aluvium di sepanjang alur

sungai ini tidak terlalu tebal. Lapisan batuan aluvium yang berada di sepanjang alur

sungai ini ditimbulkan oleh mengendapnya sedimen yang terbawa arus air setelah terjadi

banjir. Formasi batuan ini menyebar di daerah hilir atau daerah lembah yang memiliki

elevasi yang lebih rendah da~i kemiringan dasar sungai yang relatif kecil.

F. Bentuk Penggunaan Lahan

1. Hutan (93 1,25 ha)

Hutan adalah suatu kesatuan ekosistem berupa hamparan f&an berisi sumberdaya darn hayati yang didominasi pepohonaan dalam persekutuan darn lingkungannya

yang satu dengan lainnya tidak dapat dipisahkan (UU No.41 Tentang

Kehutanan). Hutan di DTA Ciseef merupakan jenis hutan alam campuran.

2. Perkebunan Karet (868,80 ha)

Perkebunaan

karet

adalah

lahan

yang diusahakan khusus untuk tanaman karet. Sebagian besar perkebunaan karet di

DTA

Ciseel adalah milik

PT.

Perkebunm Nusantara, sismya adatah milik m a t .

3. Kebun Campuran (1287,s ha)

Kebun campuran adalah tanaman tahunan mitik m a t . Tanaman yang ada

di

areal kebun campuran diantaranya albizia, jati, mahoni, tisuk,

dan

kelapa Sdain itu, masyarakat menanam tanaman palawija seperti kacang tanah, jagung, kacang panjang, dan tebu.

4. Sawah (656,25 ha)

Sawah addah lahan basah yang ditanami padi baik menggunakan pengairan

irigasi atau tadah hujan.

5. Pemukiman (3.1 25 ha)

Pemukiman di DTA Ciseet umumnya berada di piaggiran sungai. Namun, terjadinya banjir mendorong masyarakat untuk berada di dataran yang lebih

A. Lokasi dan Waktu

Penelitian dilaksanakan di DTA Ciseef Kabupaten Ciamis

-

Kota Banjar, Jawa Barat (Gambar 3). Pengolahan data dilakukan di Laboratorium Pernodelan Spasial Analisis Lingkungan, Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata. Waktu [image:24.595.74.473.224.606.2]

pefaksanaan penditian yaitu selama 6 bulan dari bulan Juli -Desember 2006.

Gambar 3. Lokasi Penelitian

B.

AIat dan Bahan

Alat yang digunakan yaitu seperangkat kornp~zter, GPS (Global Positioning System), kamera digital, Scanner, dm alat tufis. Bahan yang digunakan d a l m penelitian

ini adalah peta Sub DAS Ciseel skata 1 : 50.000, peta jenis tanah skaia 1 : 50.000, peta topografi 1 : 25.000, citra satelit (citra landsat TM) tahun 1991 d m 2003, serta data fisik

C. Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan beberapa tahap, yaitu: pengumpulan data dm sumber data, pengofahm data, masukan model ANSWERS d m analisis model ANSWERS. Tahap Pengumpulan Data dan Sumber data

Pengumpulan data terdiri atas data spasial dan data atribut. Data spasial rnerupakan data yang bersifat keruangan yang diperofeh dari pengolahan surnber data, d i a n t m y a peta topografi, peta jenis tanah, peta batas DTA Ciseel, dan citra landsat. Data atribut mencakup data curah hujan, data parameter penutupan lahan, data parameter jenis tanah, dan parameter k d e r i s t i k s a l m atau sungai. Adapun cara memperoleh

kedua jenis data tersebut (data spasial dm data atribut) ditunjukan Tabel 1. Tabel 1 Iiincian data d m sumber data

Pengolahan Data

a, Analisis Citril

Analisis citra dilakukan dengan menggunakan sofivare Erdas Imagine 8.5. Citra yang digunakan adaIah citra Iandsat tahun 1991 dan 2003. Analisis ini dilakukan dengan langkah-Iangkah sebagai berikut:

1. Kareksi Geometrik

Koreksi geometrik citra dilakukan dengan rnernodifikasi citra ke peta rupa bumi (image to map rectification) berdasarkan titik-titik kontrol tanah (GCP/

Ground Control Point) yang mudah diidentifikasi pada peta maupun citra yang akan dikoreksi, seperti perpotongan sungai. Akurasi GCP diperlihatkan dengan perhitungan Root Mean Square error (RMS-ewor) kurang dari satu, dengan distribusi GCP merata. Sistem datum yang digunakan yaitu

WGS

84 dengan proyeksi UTM (Universal Tyanverse Mercator) pada zone 49 S (Sozrth).

RMSE

( Root Mean Squared Error) rnerupakan kesalahan antara titik referensi (tic) dengan titik input pada waktu digitasi.

di rnana :

x dany : koordinat rnasukan (input) yang diperoleh dari citra asli (baris dan kolom).

2. Pemotongan Citra

Pernotongan citra dilakukan setelah citra terkoreksi. Pemotongan citra bertujuan untuk rnemudahkan analisis citra ymg akan diklasifikasi. Prosesnya dilakukan dengan rnernbatasi citra pada luasan wilayah penelitian yaitu DTA Ciseel.

3. Pemiltihan Kombinasi Band

Untuk mengetahui secara kuantitatif kombinasi band mana yang menghasilkan komposisi warna yang optimum, dengan menyertakan faktor koefrsien korelasi dan jurnlah total ragam diantara berbagai kombinasi band yang ada di dalam perhitungan. Perhitungan yang dilakukan misatnya 20 kombinasi band dari 6 band yang ada pada landsat (tidak termasuk band 61 inhmerah termal). 4. Klssidkasi Penutupan Lahan

Metode yang digunakan adalah klasifikosi terbimbing yaitu interpretasi

pera secara digital dan visual di lapangan. Klasifikasi terbimbing terhadap citra tahun 2003 menggunakan ground thruth tahun 2006. Hasil interpretasi ini akan menentukan bentuk penggunaan lahan berdaswkan perbedam warna pada citm

sehingga akan dihasilkan peta bentuk penggunaan Iahan (Tabel 2).

Tabel 2 Klasifikasi penutupan Iahan berdasarkan interpretasi citra DTA Ciseel

KeIas

I

Deskripsi

I

Warna

I

Kebun

I

Tanaman tahunan miIik rakyat IHijau

I

Penutupan Wutan

5. Akurasi

Akurasi dinilai dengan menghitung nilai kappa yaitu dengan menghitung jumlah piksel yang diklasifikasikan, ymg didalamnya dikoreksi dengan jum1ah piksel yang terklasifikasikan menjadi kelas lain (o~nission) dan yang m a s k dari kelas lain ke kelas tersebut (comissio~t) (Sanyoto, 2004). Mengacu pada Sanyoto (2004) bahwa nilai akurasi untuk kategori inidvidu terbagi ke dalm dua bagian yaitu poducer's acc14racy yang merupakan jumlah elemen kelas yang diklasifikasikan secara benar dibagi dengan elemen referensi untuk kategori tersebut sedangkan user's accuracy didefinisikan sebagai elemen yang

Rutan alam campuran, dengan tujuan utama sebagai penyanggn

campuran

I

Sawah

1

Tanaman padi baik irigasi rnaupun tadah hujan Pemukimon

1

Areal yang berpcnduduk biasanyn berupa bangunan

Hijau

Kebun karet Lahan yang diusahakan untuk tanaman perkebunan khususnya karet

muda

dikfasifikasikan secara benar uuntuk setiap kategori dibagi dengan total elemen yang dikiasifikasi ke daIam kategori tersebut.

b. Proyeksi Peta

Proyeksi peta yang seragam diperfukan agar data geografis yang berasal dari berbagai sumber dapat ditumpangtindih (overlay) dm dianalisis. Pada umumnya peta- peta yang tersedia dibuat dengan sistem proyeksi yang berbeda. Sistem Informasi Geografis ArcView dengan extention Projection Utility Wizard dapat rnengkonversi dari satu proyeksi peta ke proyeksi peta yang lain dengan menggunakan proyeksi

UTM

(Universal Tranverse Mereator) zone 49, patch 1 f 2 row 56, dan datum

WGS

84

c. Analisis Spasisl dam Atribut

Analisis spasial d m atribut menggunakan software sistem inforrnasi geografis

berupa Arc view dan Erdas Imagine yang berhubungan dengan pengolahan basis data. Analisis spasial berupa operasi hunpang tindih yaitu :

I ) Pembuatan DEM (Digital Ekvation Model) dari peta topografi menjadi peta

kerniringan (dalarn persen) dan peta ketinggian berdasarkan kelas yang disesuaikan dengan nilai (perbedaan) ketinggian objek iht sendiri. Pembuatan

peta ketinggian dengan peta kemiringan diubah ukurannya menjadi 250 x 250 meter.

2) Pembuatan

DEM

dari peta tofografi (kontur) menjadi peta arah dengan rnenggunakan Hidrologic Analysis dengan membuat

TIN

(Triangulated Irregular Network). TIN merupakan model data topologi berbasis vektor yang digunakan untuk mempresentasikan rupa bumi (terrain). Peta tersebut kemudian diubah dalam bentuk grid dengan menentukan ukuran pixel yaitu 250 x 250 m.

Pembuatan peta arah (lampiran 1) memperhatikan arah mata mgin sebagai acuan untuk menentukan arah aliran air. Nilai pada peta arah disesuaikan dengan arah mata angin berdasarkan manual model ANSWERS yaitu f (Timur), 2 (Tenggara), 4 (Seiatan), 8

(Barat daya), 16 (Barat), 32 (Barat Laut), 64 (Utara), 128 (Timur Laut). Utara

Selatan

Analisis atribut yaitu data curah hujan, data parameter penufupan lahan, data parameter jenis tanah, data sedirnentasi, dan data parameter atau karakteristik saluran atau sungai memiliki skor masing-masing.

Pengolaham Data Dengan Software Model ANSWEFS

Aplikasi model ANSWERS (Areal Nunpoint Sozcrce Watershed E?zviro?inzenr Response Simzilafion) di DTA Ciseel difakukan untuk mempredikasi atau menduga erosi tahunan dan sedimentasi yang terjadi di DTA Ciseef sexta menentukan dternatif pengelolaan lahan dan teknik konservasi tanah dan air yang efektif untuk rnengendalikan erosi yang terjadi akibat adanya penutupan lahan. Aplikasi model ANSWERS di DTA Ciseel dilakukan dengan menggunakan ukuran sel. Ukuran sef ini dianalisis responnya berupa satuan efemen yang berukuran bujur sangkar dan setiap elemen tersebut merniliki parameter hidrologi yang sama dengan asumsi sebagai gabungan banyak elemen.

Pendugaan erosi tahunan hasil model ANSWERS dihitung berdasarkan hasil

analisis erosi rata-rata keluaran model pada suatu kejadian hujan yang dikorelasikan/ dikafikan dengan fkekuensi kejadian hujan dalam satu tahun atau fiekuensi kejadian hujan tahunan.

Masukan untuk data ANSWERS (lampiran 2), yaitu : a. Data hujm rneliputi lama dan intensitas hujan

Pengukuran data curah hujan dilakukan dengan sistem komputerisasi yaitu pencatatan secara otomatis di Proyek hduk Pengembangan Wilayah Sungai Citanduy - Ciwulan.

b. Andisis karakteristik sifat fisik tanah didasarkan pada sebaran jenis tanah. Parameter sifat fisik tanah dilakukan dengan pengukuran langsung di

Laboratorium Departemen Tanah dan Surnberdaya Ldlan Data tanah yang mencakup : porositas total (TP), kadar air kapasitas lapang (FP), parameter infiltrasi (FC, A dan P): Infiltrasi konstan (FC), selisih laju infiltrasi rnaksirnum dengan laju infiltrasi konstan, P = eksponen infiltrasi, keddmm zone pengamatan infillrasi tanah di horizon A (DF) serta kelembaban tanah

sebelumya (ASM)

c. Penggunaan lahan d m kondisi permukaan rneliputi : jenis penggunaan lahan dan pengelolaannya, volume intersepsi potensid d m persentase penutupan permukaan pada setiap jenis penggunaan lahan.

e. Data individu elemen meiiputi : data individu elemen ditentukan rnelalui

interpretasi peta dengan ukuran tiap elemen atau grid yaitu 250 m x 250 m,

kemiringan dan arah lereng, tipe sungai, jenis tanah dan penggunaannya,

liputan penakar hujan pewakil, kemiringan sungai/saluran, pengelolaan tanah

(tindakan konservasi) dan elevasi rata-rata.

Adapun keluaran (output) dari model ANSWERS berupa limpasan (total m o r n

dan sedimen. Asumsi yang digunakan untuk memprediksi erosi dengan model ini adalah

(Beasley dan Huggins, 1981):

a. Erosi tidak terjadi di lapisan permukaan.

b. Sedimen dari suatu elemen lain akan meningkatkan lapisan permukaan

elemen ternpat pengendapan. Hancurnya tanah dianggap tidak ada

c. Pada segmen saluran tidak terjadi erosi akibat hempasan butir hujan.

Aplikasi ANSWERS dengan SIG dan Remote sensing

Model-model prediksi erosi berupa ANSWERS yang berintegrasi dengan SIG

dan Penginderaan jauh (Remote sensing) dalam ha1 pengrrrnpulan dan pengolahan data

sel-ta penggunaan informasi-informasi, untuk pembangunan data bagi pengambilan

keputusan penggunaan Lahan secara lebih akurat dibanding bila dilakukan secara manual.

Secara sistematis hubungan SIG, Remote sensi~tg dan model ANSWERS disajikan pada

Gambar 5.

SIG dan Rentate

Sensing

Kemiringan lereng Sifat fisik tanah

Curah Hujan

Data Penggunaan

tanah

Gambar

5.

Aplikasi SIG, Remote Sensing dan ANSWERS.

Data fisik berupa kemiringan lereng, curah hujan, sifat fisik tanah dan

penggunaan tanah, dibuat dalam tabel berupa baris dan kolorn menggunakan exel dan

kemudian dicopykan ke notepad disesuaikan baris dan kolomnya berdasarkan aturan baris

kolom daIam model. Tabel data ini merupakan masukan bagi model ANSWERS. Luaran

model ANSWERS berupa data statistik yaitu ketebalan aliran permukaan, rata-rata

kehilangan tanah, laju erosi dan perubahan jumlah sedimen. Data tersebut disajikan dalam

bentuk grafik tabulasi data.

Baris

dan

koIom

ANSWERS

Pelaksanaan Penelitian r _ _ _ _ _ _ _ _ _ - - - l _ l " - - - * - * - - - * - -

0

- - - " - - - " - - " - - - . - - " " - - - " - " " c

Nilai Erasi dm

,

[image:30.842.22.719.67.439.2]

,

Analisis Sensitivitas Model ANSWERS

Analisis sensitivitas digunakan untuk rnengdahui pengaruh masukan model dan nilai parameter karakteristik model dm keluarannya. Prosedur yang digunakan adafah dengan menjalankan simulasi dengan mengganti nilai setiap parameter sebesar 10 % lebih kecil d m 10 % lebih besar. Pengaruh perubahan keluaran model disebabkan oleh adanya penambahan atau pengurangan sebanyak 10 % dari setiap parameternya. Indeks yang rnenggambarkan sensitivitas dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut

Di mana, S = Indeks sensitivitas

P10 = Hasif sirnuhi dengan nilai parameter > 10 MI0 = Hasif, sirnulasi dengan nilai parameter < 10 BASELINE = Hasil sirnulasi awal

SimuIasi Penggunaan Lafian

Sirnulasi penggunaan iahan merupakan bentuk dari aplikasi model ANSWERS. Simulasi model ASNWERS ditujukan untuk menentukan alternatif pengelolaan lahan yang efektif untuk mengendalikan erosi dan sedimentasi melalui simulasi alternatif penggunaan lahan dm teknik konservasi tanah dan air yang akan diterapkan di lokasi penelitian.

Rancangan simulasi penggunaan lahan yang diujikan ditujukan untuk rnenentukan alternatif pengelolaan lahan yang efektif mengendalikan erosi d m aliran permukaan sehingga erosi yang terjadi di dafm DTA menjadi lebih kecil atau sama dengan nilai erosi yang ditoleransikan. Ukuran penggunaan lahan optimal adalah penggunaan lahan yang dapat mengendalikan erosi < 2.5 mm/ha/th (Rahim, 2003; Arsyad, 2000; Purwowidodo, 2000).

Dalam simulasi digunakan masukan kejadian hujan maksimum tahun 2003. Alternatif penggunaan lahan dan tindalcan pengelolaan yang disirnulasikan adalah simulasi 1 : mengubah penggunaan lahan kebun campuran menjadi hutan; Sirnulasi 2 :

A. Penutupan Lahan tahun

1991-2003

Basil klasifikasi terbimbing terhadap citra satelit Landsat (land Resources

SatfeEite)

TM

(Tematic Mapper) tahun 1991 dm 2003, dan ground truth dengan bantuan

alat navigasi GPS menunjukan adanya perubahan jenis penutupan iahan dalam skaIa yang

cukup luas. Sebagian besar penutupan Iahan di DTA Ciseel

tahun

2003 didominasi oleh kebun campuran, pemukiman, hutan, kebun karet dm sawah.

Perubahan penutupan lahan dari tahun 1991 sampai dengan

2003

dapat dilihat

pada kenampakan citra antara tahun 1991 (Gambar 7) dan 2003 (Garnbar 8). Masing-

masing

kelas

penutupan lahan memiliki penampakan yang khas yang membedakan

dengan kelas penutupan laban lain. Kenampakan citra Landsat tahun 1991 berdasarkan

kenampakan warna, yaitu menunjukan bahwa pixel yang benvana hijau tua menunjukan

kenampakan hutan, hijau muda menunjukan kebun campuran, warna kuning menunjukan perkebunan karet,

warna

ungu menunjukan area saw& sedangkan w m a

merah

menunjukan pemukiman. Kenampakan

citra

landsat tahun 1991 didominasi warna hijau, sedangkan kenampakan citra landsat tahun 2003 didominasi warna merah, Perubahan [image:32.595.72.491.351.771.2]

tersebut konversi l h n n hutan menjadi pemukiman.

[image:33.595.69.466.69.816.2]

Gambar 8. Citra Landsat TM Tahun 2003 DTA Ciseel

Selarna kurun waktu 1991-2003 terjadi konversi lahan llutan menjadi peruntukan

Iahan lain, terutama menjadi peruntukan pemukiman. Peta penutupan lahan pada tahun

1991 didominasi oleh wama hijau (Gambar 9). Dominasi wama ini menunjukan masill

luasnya penutupan

lahan

untuk hutan. Sedangkan peta penutupan lahan tahun 2003

didominasi oleh warna merah (Gambar 9). Dominasi warna pada peta penutupan tahun

2003 ini menunjukan banyaknya penutupan lahan pemukiman. Perubahan luasan

penutupan lahan selama tahun 199 X -2003 ditunjukm Tabel 3.

Penutupan Lnkan

Hutan Perkebunan

karct

tahun 1991 sampai tnhun 2003 adalah penurunan penutupan inahan hutan dan kenaikan

penutupan Iahan pemukiman. Pada tahun 1991, hutan mencakup 49,3 % areal DTA

Ciseel yang mengalami penurunan sebesar 34,4 % sehingga pada tahun 2003 hanya

mencakup 14,9 % dari Iuas DTA Ciseel. Pertamballan penduduk ymg semakin pesat pada

rentang tahun 199 1-2003 menyebabkan meningkatnya kebutuhan akan rumdl sehingga

tekanan terhadap hutan untuk menjadi pemukiman meningkat. campuran

Sawah Pemukiman

a

Perubahan Lahan

Rebun

1

1

Tabel 3 menunjukan bahwa perubahan penutupan lahan yang signifikan antara

1.150 1.137,5

756,25

1 9 1

Luas (ha)

+

I37,50

16,7 15,6

11,O

Lues (ha)

2003

prsentase (Yo)

i- 2,OO

Persentase

(%)

3.387,5 43735

Luas (ha)

-

2.456,25 f

-

34,40 +431,25 I + 5,70

2.287,5 656,2f 3.125 Persentase (Yo) 49,J 6 4 18,7 g,o

4 5 , ~

-481,25

1

-

7,60

+

2.368,75

1

+

34,20

931,25

868,80

[image:33.595.73.459.77.351.2]

--I

/

- - /."'Om PET*

PENUTUPAN LAHAN

DTA ClSEf L

(Interpretasl Landsat)

(Tahun 1991)

:,

I

Kehun Karel

Kebun Campuran

..__

@!# Sawah

I I

_Pemuklman

A

"WJX

1

PETA

PENUTUPAN UHAN

1

i $ : ~ ~ L ~ ~ d ~ ~ t ]

, {Tahun 2003)

I

KBC Pamarican [image:34.842.104.779.89.360.2]

M

Gambar

9.

Penutupan Lahan DTA Ciseel (Accuracy

82%)

Pemukiman mengalami peningkatan yang signifikan yaitu sebesar 34,20% dalam

kurun waktu 12 tahun. Selain perubahan penutupan lahan hutan, hampir seluruh kelas

penutupan lahan lainnya mengalami perubahan menjadi pemukiman (Tabel 4). Masing-

masing perubahan tersebut yaitu kebun karet sebesar

8

1,25 ha, kebun campuran 48,75

ha, dan sawah 556,25 ha. Pertambahan pemukiman rnendorong bertambahnya

penggunaan lahan untuk rnemenuhi kebutuhan hidup sehari-hari. Keadaan ini mendorong

konversi hutan untuk sawah (181,25 ha) dan kebun campuran (700,OO ha). Sedangkan

perubahan penutupan lahan dari kebun campuran menjadi sawah sebesar 118,75 ha dan

sawah menjadi kebun campuran sebesar 181,25 ha merupakan salah satu strategi

masyarakat dalam menyesuaikan kondisi lahan sesuai dengan kecocokan penggunaan

lahan. Penggunaan iahan untuk sawah umumnya terdapat di dekat Sungai Ciseel yang

sistem pengairannya diatur oleh irigasi.

Tabel 4 Perubafian Penutupan Lahan tahun 1991-2003

Keterangan : 1 = Hutan, 2 = Perkebunan Kxet, 3 = Kebun Campurm, 4 = Sawah, 5 = Pemukiman

Pada awalnya seluruh areal perkebunan karet dimiliki oleh

PT

Perkebunan Nusantara (PTPN). PTPN menerapkan Program Ekstensifikasi untuk meningkatkan hasil

produksinya. Program ini melibatkan mitra kerja yaitu masyarakat sekitar perkebunan

sehingga dalam kurun waktu 12 tahun perkebunan karet mengalalni peningkatan luasan.

Tetapi penerapan program mitra kerja

ini

tidak mengubah kepemilikan Iahan, sehingga

Iahan rakyat yang ditanami karet tetap menjadi milik rakyat. Pada tahun 1991 perkebunan

karet mencakup 6,4 % dari areal DTA Ciseel, mengalami peningkatan 5,7 % sehingga

pada tahun 2003 menjadi 12,2 %. Konversi lahan milik masyarakat yaitu kebun campuran

(193,75 ha) dan sawah (93,75 ha) menjadi kebun karet merupakan salah satu bentuk

ketertarikan masyarakat terhadap program yang diterapkan ole11 PTPN. Masyarakat

merasakan keuntungan seperti pemenuhan sarana dan prasarana pengelofaan kebun,

peroiehan hasil produksi yang lebih besar dibandingkan dengan pendapatan sebelumnya,

dan kemudahan pemasaran hasil produksi karet. Sistem yang dilakukan ole11 PTPN

sendiri yaitu dengan sistem mitra kerja. Petani yang mempunyai lahan diberi sarana

produksi seperti pupuk, biaya pemeliharaan dan biaya upah sebagai tenaga kerja lainnya

sekaligus petani sebagai tenaga kerja PTPN. Pada saat panen, petani juga diberi fasilitas

untuk pemasaran hasil produksi dari karet, tapi yang disayangkan yaitu harga ditentukan

B.

Parameter MasukrPn

Model

ANSWERS

1.

Ketinggian

Area DTA

Ciseel

DTA Ciseel rnempunyai ketinggian yang bervariasi yaitu antara 0 - 255 m dpl.

Kelas

ketinggian 50-150 m dpI mencakup

37,48

% dari luas DTA Ciseel

(Tabel

5).

Sebaran ketinggian lahan di DTA Ciseel disajikan ddarn Gambar

10.

Tabel 5 Luas Kelas Ketinggian DTA Ciseel

: l ~ m 2 m ~ ~ 2293fi3 T W ~ O

i i

i

... _{j ..} ,

I

j J'1mo

/LEGENDA

,

i

Ketinggian

!

!

i

DTA Ciseel

Hasil overlay peta ketinggian

DTA

Ciseei dengan penutupan lahan

tahun

1991

dan

2003,

menunjukan bahwa pada ketinggian 50

-

150

m dpl, pada

tahun

1991

didominasi lahan hutan, sedangkan shun 2003 didominasi

areal

pemukiman.

2.

Kemiringan Lereng

DTA

Ciseel

Kemiringan yang mendorninasi

DTA

Ciseel. adalah

kemiringan

>

40 % yaitu [image:36.595.40.467.36.643.2]

Tabel

6 Luas

Kelas Kerniringan DTA CiseeI

I

I

Luas

I

- - , - , -,--

MO(%)' 4.793,80

1

69,79

Jumlah 6.868,80

1

100

lereng akan mempengaruhi kecepatan aliran pemukaan

(surface

flow)

dan erosi permukaan. Perubahan penutupan

lahan

di daerah dengan

kemiringan > 40 % sangat rentan untuk erosi, sedimentasi d m banjir di bagian

hilir.

7 0 7 Kilometers

Gambar

1 1. Peta Sebaran

Keias

Kemiringan DTA Ciseet

3.

Arab

Aliran DTA

Ciseel

Arah atiran sangat bergantung dari topografi permukaan lahan.

Arah

aliran ditentukan

pada

setiap elemen berdasarkm garis tegak

lums kontur

dengan ketentuan

b d ~ w a titik

timur

adaid1 0' berputar

berlawman

arah j a m jam, sehingga titik utaranya

adalah

go0, titik barat 180' dan titik selatan

270'.

Gambar

12

menunjukan sebaran a r d ~ [image:37.595.39.493.48.702.2]

[image:38.595.25.489.96.628.2]

Gambar

12. P e h Arah

Alirrtn DTA

Ciseel

Arah

aliran dan luas rnasing - masing kelompok

arah

aliran ditunjukan

pada

Tabel

7

Pembagian luas

DTA

Ciseel berdasarkan arah aliran

C. Hasil Keluaran Model Hidrologi

ANSWERS

Hasil k e l u m model

ANSWERS

berupa pendugaan nilai

aliran

permukaan (run ofJ), rah-rata kehilangan tanah (average

soil

loss),

laju erosi maksimum

(ma.

erosion

rate) dan sedimentnsi maksimum (mux.deposition rate). Tabel 8 menunjukan

hasil

predjksi erosi, sedimentasi, dan aliran permukaan akibat penutupan lahan tabun 1991 dan

Tabel 8 Hasil prediksi erosi, sedimentasi, dan aliran permukaan akibat penutupan lahan iahun 199 1 dan 2003 menggunakan model ANSWERS

Hasil prediksi menunjukan peningkatan sedimentasi maksimum yaitu sebesar

1.569,23% atau 408 kg'ha, laju erosi maksimurn sebesar 128,11% dan rata-rata No

I

2

3

4

kehilangan tanah sebesar 222,44 %. Konversi hutan menjadi pemukiman dan penggunaan

lain serta fahan pertanian menjadi pemukiman meningkatkan niIai koefisien penutupan Parameter

Laju erosi maksimum

(kidha)

fahan (C). Pengolahan lahan kebun baik kebun karet atau kebun campuran menyebabkan

tanah mengalami erosi. Erosi disebabkan oleh tidak adanya sengkedan, penyiangan

1991

12.752

bersih, dan pembersihan serasah. Pembersihan gulma dan serasah, menghilangkan

perlindungan permukaan tanah dari erosi percikan oleh tetesan air hujan yang 1010s

2003

29.089

Sedimentasi

maksimum(kg/ha)

Rata-rata kehilangan tanah

(kg/ha)

Aliran permukartn (mm)

melalui tajuk pohon dan erosi permukaan oleh air inengalir di atas permukaan tanah. Perubahan 434 1164 38,603 26 361 30,928

Lahan yang berada pada kemiringan > 40 % mempunyai potensi yang tinggi

16.337,OO

untuk terjadinya erosi. Oleh karena itu, pada kemiringan ini penggunaan lahan hendaknya

128,11(%) 408,OO

rnempunyai fungsi untuk mereduksi terjadinya erosi seperti Iahan hutan. Terjadinya

1.569,23 (%)

konversi Iahan hutan terutama untuk pemukiman di wilayah kemiringan > 40 % pada

tahun 2003 memacu terjadinya peningkatan laju erosi dan sedimentasi. Berubahnya hutan

803,OO

rnenjadi pemukiman menyebabkan makin bertambahnya peimukaan tanah yang kedap

222,44 (%)

terhadap air sehingga makin sedikit air yang meresap ke daiam tanah. Tabel 9

7,68 f 24,82 (%)

rnenunjukan hasil overlay berdasarkan peta kemiringan.

Tabel 9 Perubahan penutupan lahan pada setiap kelas kemiringan lahan

% + < " , ; < " + . * '

-

' PBru.u6atianPenutupan.LahsnTahun

.

%.-

-

199?,sa1~ipai 2003 , (ha) .. +

* " *

; ~ i ~ i n ~ , ,

"".

. ~ .

1 1 1 1 2 2

2

2 2 3 3 3 3 3

-

(%j“%

ke Ke Ke Ke Ke ke Ke Ke Ke Ke Ke Ke Ke Ke Ke

,

.

,<"%

,..- I 2 3 4 5 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5

, %

0 - 8 _{0.00 0.00 6 2 5 6.25 87.50 0 0.W OW 0.00 0.W 0.00 0.00 0.00 0.00 25 W}

D. Analisis Sensitivitas Model ANSWERS

Analisis sensitivitas dilakukan dengan terhadap 14 parameter masukan model

ANSWERS yaitu TP, FP, FC, A, P, DF, ASM, GWF, PIT, PER, RC, HU, N dan C.

Parameter terpilih dengan nilai indeks sensitivitas terbesar merupakan salah

satu

parameter yang mempunyai pengaruh langsung pada keluaran model.

TabeI 10 Hasil irji sensitivitas model hidrologi ANSWERS

Keterangan : TP=toraI porositas. FP=kapasitas lapang, FC=infitrasi konstan, A=selisih l a j i infiltrasi, DF=

kedalaman zone kontrol infiltrasi, K=erodibilitas tanah metode USLE, GWF = Ground Water Fraction, PIT

= Volrokrme Infersepsi Potensial, PER=Penuttipan Lahan, RC=KoeJsien kakasaran, HU= Tinggi kekasa~.an niaksitnutn. N=Koefisien manning's, C= Faldor tananlan dun pengelolaan

Berdasarkan hasil uji coba parameter masukan model (TabeI 9) diketahui bahwa

faktor erodibilitas tanah

(K)

dan faktor tanaman dan pengelolaannya (C) paling berpengaruh terhadap erosi dan sedimentasi. Kepekaan tanah di DTA Ciseel tergofong

jenis bnah yang peka erosi yaitu jenis Latosol. Erodibilitas atau kepekaan tanah

merupakan unsur penting dalam pendugaan erosi bahwa impfikasinya pengendalian erosi

dapat dilakukan melalui pengendalian C (tanaman dan pengefolaannya), L (faktor

panjang) dan kemiringan lereng pada suatu fahan dengan bertambahnya nilai K pada

model maka erosi akan bel-tambah. Peta erosi menggambarkan perkiraan jumlah tanah

hilang maksium yang terjadi bila teknik pengelolaan tanaman dan konservasi tanah tidak

mengalami perubahan pada setiap unit iahan

(RLKT

Citanduy - CiseeI 1970).

Kondisi tanarnan yang dibudidayakan dan praktek optimalisasi Iahan yang

mengafami degradasi sangat mempengaruhi terhadap maksimumnya aliran permukaan.

E. Aplikasi Model ANSWERS dalam Simulasi Tata Guna Lahan

Hasil uji sensitivitas menunjukan bahwa model ANSWERS layak digunakan

untuk memprediksi besarnya aliran permukaaan dan tingkat erosi serta sedimen

khususnya di DTA Ciseel. Kepekaan parameter-parameter dari uji sensitivitas dapat

dijadikan acuan untuk melakukan simulasi model ANSWERS.

Laju erosi maksimum pada tahun 2003 mencapai 71,6 mm/ha/taliun (lampiran 6).

Nilai ini melebihi batas toleransi Iaju erosi sebesar 2,5 mrnthdth (Rahirn, 2003; Arsyad,

2000; Punvowidodo, 2000). Oleh karena itu, perlu adanya perencanaan pengelolaan lahan

di DTA Ciseei untuk optimalisasi penggunaan lahan. Rancangan simulasi masukan model

ditujukan untuk menentukan alternatif pengelolaan lahan, khususnya teknik konservasi

dalarn upaya menurunkan erosi aktual menjadi febih kecil atau sama dengan erosi yang

dapat ditoleransikan. Untuk mendapatkan alternatif pengelolaan lahan dan tindakan

pengelolaan yang efektif rnengendatikan erosi dan sedirnentasi, maka sirnulasi dilakukan

pada curah hujan Eertinggi yang terjadi pada wifayah DTA Ciseef.

Eksperimentasi menggunakan tiga macam sirnulasi; simulasi I : Kebutl

campuran diubah menjadi hutan tanpa adanya perbaikan pengelolaan tanah simulasi I1 :

rnelakukan tindakan pengelolaan terhadap penutupan lahan diantaranya berupa

memperbaiki dan menyempurnakan teras untuk lahan sawah, penanaman pohon yang

lebih rapat pada hutan, kebun karet, kebun campuran termasuk pada pekarangan

pemukiman, serta merencanakan bangunan pengendali sedimen di daerah liulu sungai,

agar laju sedimen dapat terkendali. Simulasi III : seperti pada simulasi I1 tetapi lahan

kebun campuran dii~bah menjadi hutan. Tabel 11 menunjukan proporsi luasan penutupan

laban yang digunakan dalam simulasi.

Tabel 11 Proporsi penggunaan lahan pada simulasi model

ANSWERS

Perubahan lahan non hutan menjadi hutan dilakukan karena hutan dapat

melindungi tanah dengan baik. Hutan biasanya menjaga laju evapotranspirasi tetap tinggi.

Dernikian pula halnya dengan intersepsinya terhadap air hujan dan kapasitas infiltrasinya

tanah di bawah hutan biasanya Eetap tinggi. Dengan demikian, maka jumlah air limpasan

yang