SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS UNTUK EVALUASI DEBIT MATA AIR SUNGAI SUB DAS SERAYU
Arief Kelik Nugroho *1) , Nofiyati *2), Nur Chasanah *3)
ariefkeliknugroho@gmail.com nofikbm@gmail.com nurchasanah.ftunsoed@gmail.com
Program Studi Teknik Informatika Universitas Jenderal Soedirman
Abstrak : Sungai adalah aliran air yang besar dan memanjang yang mengalir secara
terus-menerus dari hulu (sumber) menuju hilir (muara). Sungai merupakan salah satu bagian dari siklus hidrologi. Air dalam sungai umumnya terkumpul dari presipitasi, seperti hujan, embun, mata air, limpasan bawah tanah, dan di beberapa negara tertentu juga berasal dari lelehan es/salju. Selain air, sungai juga mengalirkan sedimen dan polutan air merupakan sumberdaya alam yang mempunyai sifat dapat diperbaharui (renewable), karena air selalu mengalir dalam satu siklus yang disebut siklus hidrologi. Sistem Informasi Geografis (SIG) merupakan teknologi yang pada saat ini menjadi alat bantu yang sangat esensial dalam menyimpan, memanipulasi , menganalisis dan menampilkan kembali kondisi-kondisi alam dengan bantuan data atribut dan data spasial. Sistem Informasi Geografis dapat mempresentasikan real word diatas monitor komputer sebagaimana lembaran peta dapat mempresentasikan dunia nyata di atas kertas.
Kata kunci : Sungai, air, volume, geografis
Abstact: A river is a large water flow and extends that flows continuously from the upstream (source) to downstream (estuary). A river is one part of the hydrologic cycle. A water in the river is generally collected from precipitation, such as rain, dew, springs, underground runoff, and in certain countries also comes from melting ice / snow. Besides water, river sediments and pollutants also drain water is a natural resource that has the properties can be updated (renewable), because the water is always flowing in one cycle is called the hydrologic cycle. Geographic Information Systems (GIS) is a technology that at this time into a tool that is essential to store, manipulate, analyze and display back natural conditions with the help of attribute data and spatial data. Geographic Information System can present the real word on the computer monitor as the sheets can present real-world map on paper.
Keyword : river, water, volume, geography PENDAHULUAN
Sungai adalah aliran air yang besar dan memanjang yang mengalir secara terus-menerus dari hulu (sumber) menuju hilir (muara). Sungai merupakan salah satu bagian dari siklus hidrologi. Air dalam sungai umumnya terkumpul dari presipitasi, seperti hujan, embun, mata air, limpasan bawah tanah, dan di beberapa negara tertentu juga berasal dari lelehan es/salju. Selain air, sungai juga mengalirkan sedimen dan polutan.
Kemanfaatan terbesar sebuah sungai adalah untuk irigasi pertanian, bahan baku air minum, sebagai saluran pembuangan air hujan dan air limbah, bahkan sebenarnya potensial untuk dijadikan objek wisata sungai. Salah satu untuk mengetahui potensi potensi yang terkandung dalam aliran sungai adalah dengan mengukur volume atau debit air yang ada dalam sungai dan kondisi geografi.
Air merupakan sumberdaya alam yang mempunyai sifat dapat diperbaharui (renewable), karena air selalu mengalir dalam satu siklus yang disebut siklus hidrologi. Meskipun air dapat diperbaharui bukan berarti bahwa manusia dapat sesuka hati untuk menggunakan air, karena air tergolong sumberdaya alam yang dengan mudah dapat mengalami perubahan, baik dari segi jumlahnya maupun kualitasnya. Potensi penggunaan air di area sungai dapat dipengaruhi informsi mengenai keadaan air, volume dan limpasan air yang, dengan ketidaktahuan akan informasi tersebut akan menjadikan wilayah sungai menjadi tidk maksimal dalam mengembangkan potensi alam.
Sistem Informasi Geografis (SIG) merupakan teknologi yang pada saat ini menjadi alat bantu yang sangat esensial dalam menyimpan, memanipulasi , menganalisis dan menampilkan kembali kondisi-kondisi alam dengan bantuan data atribut dan data spasial. Sistem Informasi Geografis dapat mempresentasikan real word diatas monitor komputer sebagaimana lembaran peta dapat mempresentasikan dunia nyata di atas kertas.
RUMUSAN MASALAH
Rumuskan masalah yaitu bagaimana membuat data informasi daerah aliran sungai dengan menggunakan peta serta memberikan informasi debit mata air pada daerah aliran sungai di Sub DAS Serayu
TUJUAN
Tujuan penelitian ini adalah pembuatan pembuatan sistem informasi geografi untuk mengetahui volume debit air berdasarkan kondisi debit aliran sungai Sub DAS Serayu.
HASIL DAN PEMBAHASAN
SIG dapat mengumpulkan dan menyimpan data dan informasi yang diperlukan baik secara tidak langsung dengan cara meng-import-nya dari perangkat lunak SIG yang lain maupun secara langsung dengan cara mendigitasi data
spasialnya dari peta dan memasukkan data atributnya dari tabel-tabel dan laporan dengan keyboard.
Sumber-sumber data geospasial adalah peta digital, foto udara, citra satelit, tabel statistik dan dokumen lain yang berhubungan.
Data geospatial dibedakan menjadi data grafis (data geometris) dan data atribut (data tematik). Data grafis mempunyai tiga elemen yaitu: titik (node), garis (arc) dan luasan (poligon) dalam bentuk vector ataupun raster yang mewakili geometri topologi, ukuran, bentuk, posisi dan arah.
Pra Proses Kondisi Geografis
Pra pemrosesan dilakukan untuk menyiapkan data citra satelit sebagai pemrosesan awal sebelum dilakukan pengolahan citra lebih . Prosedur ini bertujuan untuk memperbaiki data citra yang mengalami distorsi atau kesalahan kedalam bentuk aslinya. Ada dua pekerjaan yang dilakukan pada tahap pra pengolahan citra yaitu : koreksi geometrik dan koreksi radiometrik.
Pada pra pemrosesan sering menemui tahapan mosaik citra dikarenakan daerah penelitian berada di dua lembar perekaman yang berbeda, sebagai mana kabupaten banyumas yang berada di path 120 raw 65 dan path 121 raw 65. Kondisi ini mengharuskan interpreter
menggabungkan kedua lembar ini kendani setelah disatukan akan kembali dipotong sesuai daerah penelitian.
Gambar 1 di bawah merupakan dua lembar citra landsat yang berbeda, sedangkan wilayah penelitian berada dikedua lembar citra sehingga perlu dimozaik.
Gambar 1. Path 120 raw 65 dan path 121 raw 65(citra Landsat 8)
Gambar 2 dibawah ini merupakan hasil mozaik terhadap dua lembar citra landsat sehingga mendapatkan liputan wilayah (Kabupaten Banyumas) penelitian yang utuh.
Memperhatikan citra yang digunakan adalah citra landsat 8, dengan 11 band yang dimiliki sehingga memudahkan dalam melakukan komposit warna. Identifikasi menekankan pada bagaimana membedakan objek-objek dasar seperti air, tanah dan vegetasi. Ketiga objek dasar ini masing-masing memiliki kepekaan pada setiap band maka demikian perlu menghindari band 1, 2 dan 3 karena band tersebut akan dapat mengaburkan informasi dasar pada citra landsat 8 yang tergolong skala menengah
Perkiraan Debit Banjir
Cara untuk memperkirakan debit banjir yang berdasarkan curah hujan lebat, yaitu: - Dengan rumus empiris
- Pengolahan Statistik atau kemungkinan - Menggunakan unit hidrograf.
Penggunaan statistik dan unit hidrograf merupakan cara yang rumit dan membutuhkan data yang banyak. Sedangkan jika tidak terdapat data hidrologi yang cukup, maka perkiraan debit banjir dihitung dengan rumus-rumus empiris.
Hidrograf aliran suatu DAS merupakan bagian penting yang diperlukan dalam berbagai perecanaan bidang Sumber Daya Air. Terdapat hubungan erat antara hidrograf dengan karak-teristik suatu DAS, dimana hidrograf banjir dapat menunjukkan respon DAS terhadap masukan hujan tersebut. Menurut definisi hidrograf satuan sintetis adalah hidrograf limpasan langsung (tanpa aliran dasar) yangtercatat di ujung hilir DAS yang ditimbulkan oleh hujan efektif sebesar satu satuan (1 mm, 1 cm, atau 1 inchi) yang terjadi secara merata di seluruh DAS dengan intensitas tetap dalam suatu satuan waktu (misal 1 jam)tertentu.
Beberapa asumsi dalam penggunaan hidrograf satuan adalah sebagai berikut :
Hujan efektif mempunyai intensitas konstan selama durasi hujan efektif. Untuk memenuhi anggapan ini maka hujan deras untuk analisis adalah hujan dengan durasi singkat.
Hujan efektif terdistribusi secara merata pada seluruh DAS. Dengan anggapan ini maka hidrograf satuan tidak berlaku untuk DAS yang sangat luas, karena sulit untuk mendapatkan hujan merata di seluruh DAS.
Prinsip penting dalam penggunaan hidrograf satuan dapat sebagai berikut :
a) Lumped response: Hidrograf menggambarkan semua kombinasi dari karakteristik fisik DAS yang meliputi (bentuk, ukuran, kemiringan, sifat tanah) dan karakteristik hujan. b) Time Invariant: Hidrograf yang dihasilkan oleh hujan dengan durasi dan pola yang
serupa memberikan bentuk dan waktu dasar yang serupa pula.
c) Linear Response: Repons limpasan langsung dipermukaan (direct runoff) terhadap hujan effektif bersifat linear, sehingga dapat dilakukan superposisi hidrograf.
Daerah Aliran Sungai (DAS) merupakan suatu megasistem kompleks yang dibangun atas sistem fisik (physical systems), sistem biologis (biological systems) dan sistem manusia (human systems). Setiap sistem dan sub-sub sistem di dalamnya saling berinteraksi. Dalam proses ini peranan tiap-tiap komponen dan hubungan antar komponen sangat menentukan kualitas ekosistem DAS. Tiap-tiap komponen tersebut memiliki sifat yang khas dan keberadaannya tidak berdiri sendiri, melainkan berhubungan dengan komponen lainnya membentuk kesatuan sistem ekologis (ekosistem). Gangguan terhadap salah satu komponen ekosistem akan dirasakan oleh komponen lainnya dengan sifat dampak yang berantai.
Keseimbangan ekosistem akan terjamin apabila kondisi hubungan timbal balik antar komponen berjalan dengan baik dan optimal.
Interpretasi, Plotting Chanel dan Kalkulasi Debit
Identifikasi dilakukan secara visual dengan memperhatikan aspek unsur interpretasi diantaranya rona, tekstur, pola maupun bentuk. Sebagaimana interpretasi dengan menggunakan komposit warna unutk menonjolkan objek, dalam interpretasi geomorfologi juga menggunakan komposit warna sehingga pola geomorfologi dapat ditampilkan secara tegas.
Gambar 3 Citra landsat komposit 432
Data hasil survei dari titik amatan kemudian dimasukkan ke dalam proses perhitungan sehingga diperoleh evaluasi mingguan untuk kondisi debit. Data sampel dapat berubah-ubah sesuai dengan kondisi iklim (musim hujan,musim kemarau).
Survei debit dilakukan untuk melihat kecocokan/kebenaran citra sesuai dengan hasil pra proses. Survei dilakukan dengan mengestimasi debit dengan mempertimbangkan luas sub das dan arus air.
Berikut distribusi sampel untuk hasil survey yang dilkukan di titik yang sudah ditentukan.
Instalasi Alat
Instalasi alat flowmeter adalah sebagai berikut : 1. Pengaturan Tanggal, Waktu
Untuk mendapatkan tanggal dan waktu yang sesuai dengan kondisi sekarang, maka perlu di atur tanggal dan waktu pada tombol menu pada tombol flow.
Gambar 5 Tombol menu atur tanggal dan waktu 2. Pemasangan stik flowmeter
Tongkat yang dipasang pada alat akan dimasukkan ke dalam air dengan posisi baling-baling berada di dasar air gunanya untuk mendapatkan informasi arus dalam m/s pada layar flow.
3. Pengaturan Logging
Logging digunakan sebagai proses pengolahan data yang ditampilkan pada layar dengan berbagai cara antara lain Manual log dan Auto Log.
Gambar 7 Layar alat 4. Proses Ambil data
Pengambilan data dilakukan dengan memasukkan tongkat ke dalam air kemudian hasilnya akan ditampilkan dalam layar sesuai dengan gambar di bawah ini
Gambar 8.Ambil Data
Data hasil pengambilan sampel yang dilakukan diperoleh bahwa data arus pada rentang 0 – 30 m/s dapat disimpulkan bahwa arus tidak terlalu deras. Hasil dapat dilihat pada tabel 1 di bawah ini .
Tabel 1. Data Sampel penelitian
Tanggal Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des
1 0,18 0,31 0,17 2 0,18 0,18 0,18 3 0,18 0,18 0,18 4 0,19 0,21 0,31 5 0,18 0,21 0,18 6 0,17 0,18 0,18 7 0,18 0,18 8 0,18 0,31 9 0,31 0,18 10 0,18 0,18 11 0,18 0,21 12 0,21 0,21 13 0,21 0,18 14 0,18 0,18 15 0,18 0,17 16 0,17 0,19 17 0,19 0,18 18 0,18 0,15 19 0,15 0,18 20 0,18 0,31 21 0,18 0,18 22 0,19 0,18 23 0,17 0,21 24 0,17 0,21 25 0,18 0,18 26 0,31 0,18 27 0,18 0,17 28 0,17 0,19 29 0,18 0,18 30 0,19 0,18 31 0,18
Data diambil pada bulan Agustus sampai dengan bulan Oktober 2016 denganmenggunakan flowmeter.
Gambar 9. Grafik aliran per hari
Grafikdi atas menunjukkan aliran air untuk setiap hari dari daerah lokasi yang ditentukan. Dengan melihat grafik tersebut dapat dikategorikan bahwa air padawaktu pengambilan sampel tidak terlalu deras
0 0,1 0,2 0,3 0,4 Jan Feb 01-Mar
01-Apr01-Mei 01-Jun 01-Jul 01-Agu 01-Sep 01-Okt 01-Nov01-Des
KESIMPULAN
Dari hasil penelitian dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut : 1. Data debit pada sampel diperoleh kisaran antara 0-0.35 m/s
2. Dengan melihat arus tersebut bahwa kuat arus air tergolong tidakterlalu deras 3. Daerah amatan mempengaruhi kondisi air.
Daftar Pustaka
Andiek,M.,Anwar,N,2009, hujan debit daerah aliran sungai deluwang dengan pembagian sub catchment area berdasarkan sungai, Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Prasarana Wilayah ISBN 978-979-18342-1-6,Surabaya
Asdak, C. 2001. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta: Gadjah Mada University Press
Budianto, Eko. 2010. Sistem Informasi Geografis dengan Arc View GIS. Yogyakarta:
Andi Offset.
K.Mangunsukardjo, Inventarisasi Sumberdaya Lahan di Daerah Aliran Sungai Serayu dengan Tinjauan Secara Geomorfologi., 1984
Muntreja, K.N. (1982), “Applied Hydrology” Mc Graw-Hill Book Co. Inc, New Delhi, P.650-654.
Murai, Shunji. 2006. GIS Workbook Vol I, University of Tokyo. Diterjemahkan oleh Prayitno
Nugroho,A,K, 2009, Sistem Informasi geografis peta pemilih pada pemilu 2009 Di Kabupaten Bantul Berbasis Web,Skripsi,Universitas Ahmad Dahlan Yogyakarta.
Saptaningtyas YF,2010, Penerapan Estimasi Kalman Filter Untuk Mengetahui Pencemaran Air Sungai Di Kali Gajah Wong,Universitas Negeri Yogyakarta.
