STUDI AIR TANAH BERBASIS
GEOGRAPHICS INFORMATION SYSTEM (GIS) DI KOTA BANDAR LAMPUNG
( Skripsi )
oleh
DHENI SAPUTRA JP
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS LAMPUNG
ABSTRACT
STUDY OF SOIL WATER BASED
GEOGRAPHICAL INFORMATION SYSTEM (GIS) IN BANDAR LAMPUNG
by
DHENI SAPUTRA JP
This study was conducted to provide information and an overview of the general public about the groundwater by means of an inventory, exploiting, exploring and conservation of ground water in the city of Bandar Lampung. The study used a program Geographic Information System (GIS) which is supported by secondary data in Bandar Lampung maps, ground water data and rainfall data from four stations of the year 1995-2014. In this research, digitization of the map consists of a map of the existing condition Bandar Lampung here in after overlay with location points wellbore using a GIS program. In addition to the digitization process was also conducted analysis of the soil water balance between the high-water collection wells drilled with high rainfall which infiltrated. Results of the research showed the equilibrium value of water in each zone of infiltration in the year 2006, that for the infiltration zone <1.10-2 cm/sec difference of 7.909 m/year, infiltration zone between 1.10-2 - 2.10-2 cm/sec difference of 7,896 m/year and infiltration zone >2.10-2 cm/sec 7.881 m/year. If we assume that each year has increased the number of wells by 10%, then in 2016, for the zone of infiltration <1.10-2 cm/sec difference of 7,896 m/year, infiltration zone between 1.10-2 - 2.10-2 cm/sec difference of 7.863 m / year and infiltration zone >2.10-2 cm/sec 7.823 m/year. From this analysis it can be concluded in 2016 groundwater is still insufficient for the needs of Bandar Lampung, but if it was continued until the year 2079 is likely to experience a crisis groundwater.
ABSTRAK
STUDI AIR TANAH BERBASIS
GEOGRAPHICS INFORMATION SYSTEM (GIS) DI KOTA BANDAR LAMPUNG
Oleh
DHENI SAPUTRA JP
Penelitian ini dilakukan untuk memberikan informasi dan gambaran umum kepada masyarakat tentang air tanah yang ada dengan cara menginventarisasi, mengeksploitasi, mengeksplorasi dan konservasi air tanah di Kota Bandar Lampung. Studi ini menggunakan program Geographics Information System (GIS) yang didukung dengan data sekunder berupa peta Bandar Lampung, data air tanah serta data curah hujan dari 4 stasiun dari tahun 1995-2014. Dalam penelitian ini dilakukan digitasi terhadap peta yang terdiri dari peta kondisi eksisting Bandar Lampung yang selanjutnya dioverlay dengan titik lokasi sumur bor menggunakan program GIS. Selain proses digitasi, dilakukan pula analisa neraca air tanah yakni antara tinggi air pengambilan sumur bor dengan tinggi hujan yang terinfiltrasi. Hasil dari penelitian didapatkan nilai keseimbangan air di tiap zona infiltrasi pada tahun 2006 yakni untuk zona infiltrasi <1.10-2 cm/detik selisihnya sebesar 7,909 m/tahun, zona infiltrasi antara 1.10-2 - 2.10-2 cm/detik selisih 7,896 m/tahun dan zona infiltrasi > 2.10-2 cm/detik 7,881 m/tahun. Jika diasumsikan setiap tahun mengalami peningkatan jumlah sumur sebesar 10% maka pada tahun 2016, untuk zona infiltrasi <1.10-2 cm/detik selisihnya sebesar 7,896 m/tahun, zona infiltrasi antara 1.10-2 - 2.10-2 cm/detik selisih 7,863 m/tahun dan zona infiltrasi >2.10-2
m/detik 7,823 m/tahun. Dari hasil analisa tersebut bisa disimpulkan pada tahun 2016 air tanah masih mencukupi untuk kebutuhan Kota Bandar Lampung, namun jika di lanjutkan sampai tahun 2079 kemungkinan akan mengalami krisis air tanah.
STUDI AIR TANAH BERBASIS
GEOGRAPHICS INFORMATION SYSTEM (GIS) DI KOTA BANDAR LAMPUNG
Oleh
DHENI SAPUTRA JP
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Pada
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG 2015
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Sidodadi pada tanggal 5 September 1993. Penulis merupakan putra dari pasangan Bapak Jakpar HR dan Ibu Sarnawati, anak bungsu dari dua bersaudara.
Dengan rahmat Allah SWT penulis telah menyelesaikan pendidikannya mulai Sekolah Dasar Negeri 1 Sidodadi pada tahun 2005, Sekolah Menengah Pertama Negeri 1 Sidomulyo pada tahun 2008, dan Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Sidomulyo tahun 2011. Terakhir Penulis tercatat sebagai mahasiswa Fakultas Teknik, Jurusan Teknik Sipil Universitas Lampung melalui Seleksi Nasional Masuk Perguruan Tinggi Negeri (SNMPTN) Jalur Tertulis pada tahun 2011.
Pada tahun 2014, penulis melakukan Kerja Praktek di Proyek Hotel Mercure Bandar Lampung selama 3 bulan. Penulis juga telah melaksanakan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di Desa Tiuh Baru, Kecamatan Negeri Besar, Kabupaten Way Kanan selama 40 hari pada periode Januari-Maret 2015. Penulis mengambil tugas akhir dengan judul Studi Air Tanah Berbasis Geographic Information System (GIS) di Kota Bandar Lampung.
Selama menjalani perkuliahan penulis pernah menjadi Asisten Mekanika Bahan, Hidrologi Terapan, Asisten Praktikum Hidrolika I, Asisten Irigasi serta aktif sebagai Tutor Bimbingan Baca Qur’an (BBQ). Selama menjadi mahasiswa penulis aktif dalam beberapa organisasi yaitu Unit Kegiatan Mahasiswa Fakultas Forum Silahturahmi dan Studi Islami Fakultas Teknik (UKMF FOSSI FT) periode tahun 2013-2014 sebagai Sekretaris Umum, Dewan Perwakilan Mahasiswa Fakultas Teknik (DPM-FT) periode 2014-2015 sebagai Ketua Umum dan Dewan Perwakilan Mahasiswa Universitas (DPM U) periode 2015-2016 sebagai Ketua Komisi I serta sebagai anggota Himpunan Mahasiswa Teknik Sipil (HIMATEKS). Selain aktif dalam organisasi penulis juga pernah menjadi perwakilan Jurusan Teknik Sipil sebagai Mahasiswa Berprestasi di tingkat Fakultas dan mendapatkan peringkat ke-III pada tahun 2014.
MOTTO
“Sungguh... atas kehendak Allah semua ini terwujud, tiada
kekuatan kecuali dengan pertolongan Allah”
-QS. Al-Kahfi :
39-“Maka nikmat Tuhan kamu yang manakah yang kamu
dustakan?”.
PERSEMBAHAN
Untuk mendapatkan hasil yang istimewa butuh perjuangan
yang luar biasa. Pada hakikatnya hidup adalah sebuah perjuangan
di mana setiap makhluk mengalami berbagai fase dalam
kehidupannya. Inilah hidup, begitu banyak peristiwa yang terjadi
di luar dugaan. Banyak rencana yang berjalan tidak sesuai
dengan yang diharapkan. Walaupun beberapa hal dari rencana itu
telah jatuh bangun aku perjuangkan. Tapi aku tetap yakin bahwa
proses tidak akan mengkhianati hasil. Berusaha dan terus berdoa
demi mereka yang selalu menyebut namaku dalam doanya. Terus
berjuang hingga aku sampai pada titik akhir ini, di mana aku
harus mensyukuri hasil dari perjuanganku selama ini. Karya ini
kupersembahkan kepada mereka yang tersayang, semoga mampu
memberikan kebahagiaan.
Untuk Mama dan Papa
yang telah menjadi sumber motivasi dalam hidup. Yang telah berjuang dengan penuh keikhlasan, mendidik, membesarkanku penuh kelembutan dan kasih sayang.
Terima kasih ma, hal yang harus aku syukuri adalah terlahir dari rahim mama. Terima kasih pa, telah menjadi sumber semangatku. Terima kasih untuk nasihat
dan doanya yang tiada henti. Untuk kakakku Ahmad Harjian Tori
yang tak lelah memberi inspirasi, motivasi, doa, dan telah banyak memberikan pelajaran berharga.
Untuk dosen pembimbing ku Bapak Ofik Taufik dan Ibu Sumiharni yang telah membimbing dengan penuh sabar. Terima kasih atas kesediaan, waktu, nasihat, dan
ilmunya.
Untuk teman-teman seperjuangan yang telah banyak memberikan bantuan, doa, dan dukungan. Terima kasih selalu setia mendampingi.
Untuk Almamater kebanggaanku. Suatu kebanggaan menjadi bagian dari Teknik Sipil UNILA 2011.
Dan teruntuk kamu, yang hingga saat ini masih jadi rahasia-Nya. Semoga Allah segera mempertemukan kita.
SANWACANA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat dan karuniaNya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini sesuai dengan yang diharapkan.
Melalui kesempatan ini, Penulis hendak mengucapkan terima kasih yang tak terhingga kepada semua pihak yang telah memberikan dukungan moril, maupun spiritual. Banyak pengalaman dan masukan yang didapat Penulis dalam menyelesaikan penelitian ini, baik hal-hal yang bersifat mendidik dan kritikan yang membangun bagi Penulis.
Dengan teriring salam dan doa serta ucapan terima kasih yang tak terhingga Penulis sampaikan kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Suharno, M.sc., selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Lampung.
2. Bapak Dr. Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., selaku ketua jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung.
3. Bapak Ofik Taufik P, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing 1 atas pemberian judul, masukan, nasihat, bantuan dan bimbingan yang diberikan selama penyusunan skripsi ini.
4. Ibu Dra. Sumiharni, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing 2 atas masukan dan bimbingan yang diberikan selama penyusunan skripsi ini.
5. Ibu Dr. Dyah Indriana K, S.T., M.Sc., atas kesempatannya untuk menguji sekaligus membimbing Penulis dalam seminar skripsi.
6. Bapak Ir. Nur Arifaini, M.S., selaku pembimbing akademis yang telah banyak membantu Penulis selama ini.
7. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Lampung atas ilmu bidang sipil yang telah diberikan selama perkuliahan.
8. Keluargaku terutama orangtuaku tercinta, Papa Jakpar HR dan Mama Sarnawati, serta Kakakku Ahmad Harjian Tori JP, beserta keluarga atas doanya untuk Penulis.
9. Rekan – rekan Kerja Praktek dan rekan – rekan Kuliah Kerja Nyata (KKN). 10. Rekan skripsi Firdaus yang selalu berjuang bersama-sama.
11. Serta teman – teman dan rekan – rekan sipil, kakak – kakak, adik – adik yang telah banyak membantu dan mendukung dalam pengerjaan skripsi ini serta yang paling utama angkatan 2011, saudara-saudara di FOSSI FT, rekan-rekan DPM FT serta DPM U yang tidak bisa saya sebutkan satu persatu, untuk bantuan moril, tempat, waktu, doa dan dukungannya selama ini. Saya ucapkan terima kasih banyak semoga sukses selalu mengiringi kita semua. Amin
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan, oleh karena itu saran dan kritik yang bersifat membangun sangat diharapkan. Akhir kata semoga ALLAH SWT membalas semua kebaikan semua pihak yang telah membantu dalam penyelesaian tugas akhir ini dan semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca serta dapat menjadikan referensi untuk kita semua.
Bandar Lampung, Juni 2016 Penulis,
ii DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL ... i DAFTAR ISI ... ii DAFTAR GAMBAR ... v DAFTAR TABEL... vi I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Rumusan Masalah ... 2 1.3. Batasan Masalah ... 3 1.4. Tujuan Penelitian ... 3 1.5. Manfaat Penelitian ... 3
II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Hidrologi ... 4
2.1.1. Daur Hidrologi ... 4
2.1.2. Infiltrasi ... 5
2.1.3. Neraca Air ... 6
2.2. Daerah Aliran Sungai ... 6
2.2.1. Pengertian Daerah Aliran Sungai ... 6
2.2.2. Koefisien Pengaliran DAS ... 7
2.3. Perhitungan Curah Hujan Rata-rata ... 8
2.3.1. Metode Aritmatik ... 9
2.3.2. Metode Polygon Thiessen ... 10
2.3.3. Metode Ishoyet ... 11
2.4. Analisis Frekuensi ... 12
2.4.1. Distribusi Normal ... 12
2.4.2. Distribusi Log Normal ... 13
2.4.3. Distribusi Log Pearson III ... 14
2.4.4. Distribusi Gumbel ... 15
2.5. Uji Kesesuaian ... 16
2.5.1. Uji Chi Kuadrat ... 16
2.5.2. Uji Smirnov Kolmogrov ... 18
iii
2.6.1. Metode Rational ... 19
2.6.2. Metode Hespers ... 20
2.7. Neraca Air ... 22
2.8. Sumber Daya Air ... 23
2.8.1. Definisi Sumber Daya Air ... 23
2.8.2. Air Tanah ... 24
2.8.3. Jenis Air Tanah ... 24
2.8.4. Akuifer ... 26
2.9. Geographic Information system (GIS) ... 27
2.9.1. Pengertian Sistem Informasi Geografis ... 27
2.9.2. Data Spasial... 28
2.9.3. Komponen Sistem Informasi Geografis ... 29
2.9.4. Model Data dalam SIG ... 30
III. METODOLOGI PENELITIAN 3.1. Lokasi Penelitian ... 32
3.2. Alat dan Bahan ... 33
3.2.1. Alat ... 34
3.2.2. Bahan ... 34
3.3. Metode Penelitian ... 34
3.3.1. Metode Studi Pustaka ... 34
3.3.2. Metode Pembuatan Sistem Informasi ... 35
3.4. Diagram Alir Penelitian ... 36
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Eksisting Kota Bandar Lampung ... 38
4.1.1. Curah Hujan ... 38 4.1.2. Topografi ... 41 4.1.3. Penggunaan Lahan ... 43 4.1.4. Air Tanah ... 44 4.1.5. DAS ... 47 4.1.6. Zona Infiltrasi ... 48 4.1.7. Sumur Dangkal ... 50 4.1.8. Sumur Bor ... 52
4.2 Analisia Data Hujan ... 57
4.2.1. Penentuan Luas Pengarus Stasiun Hujan dengan Metode Polygon Thiessen ... 57
4.2.2. Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan ... 59
4.2.3. Pengukuran Dispersi ... 60
4.2.4. Pemilihan Jenis Distribusi (Penyebaran) ... 63
4.2.5. Pengujian Kecocokan Distribusi ... 64
4.2.6. Pengukuran Hujan Rancangan dengan Metode Log Person III... 68
4.2.7. Pola Distribusi Hujan ... 70
iv
4.2.9. Perhitungan Koefisien Limpasan dan Koefisien
Infiltrasi ... 71
4.2.10. Perhitungan Debit Rancangan pada Kala Ulang 5 tahun ... 71
4.3 Analisa Neraca Air ... 75
4.3.1. Pengambilan Dari Sumur Bor ... 75
4.3.2. Pengisian Oleh Air Hujan ... 76
4.3.3. Perhitungan Neraca Air ... 77
V. PENUTUP 5.1. Kesimpulan ... 79
5.2. Saran ... 80 DAFTAR PUSTAKA
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Siklus Hidrologi ... 5
Gambar 2.2. Jenis-jenis Akuifer ... 27
Gambar 3.3. Peta Wilayah Bandar Lampung ... 33
Gambar 3.4. Diagram Alir Penelitian ... 37
Gambar 4.5. Peta Lokasi Curah Hujan ... 40
Gambar 4.6. Grafik Curah Hujan Per Tahun Rata-rata dari 4 Sta ... 40
Gambar 4.7. Peta Topografi Kota Bandar Lampung ... 42
Gambar 4.8. Peta Kemiringan Lahan Kota Bandar Lampung ... 42
Gambar 4.9. Peta Tutupan Lahan Kota Bandar Lampung ... 44
Gambar 4.10. Peta Air Tanah Kota Bandar Lampung ... 46
Gambar 4.11. Peta Air Tanah Dangkal Kota Bandar Lampung ... 47
Gambar 4.12. Peta DAS di Kota Bandar Lampung ... 48
Gambar 4.13. Peta Zona Infiltrasi Kota Bandar Lampung ... 50
Gambar 4.14. Peta Sumur Dangkal Kota Bandar Lampung ... 51
Gambar 4.15. Peta Sumur Dangkal dan Air Tanah Dangkal di Kota Bandar Lampung ... 52
Gambar 4.16. Peta Sumur Bor Kota Bandar Lampung ... 53
Gambar 4.17. Peta Sumur Bor dan Air Tanah Kota Bandar Lampung ... 54
Gambar 4.18. Peta Sumur Bor dan Air Tanah Kota Bandar Lampung ... 55
Gambar 4.19. Peta Sumur Bor dan Zona Infiltrasi Kota Bandar Lampung .. 56
Gambar 4.20. Poligon Thiessen ... 58
vi
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Koefisien Pengaliran DAS ... 8
Tabel 2.2. Nilai K untuk Distribusi Log Pearson III ... 15
Tabel 2.3. Nilai Kritis untuk Uji Chi Kuadrat ... 18
Tabel 4.4. Koordinat Stasiun Curah Hujan ... 39
Tabel 4.5. Penggunaan Lahan Kota Bandar Lampung ... 43
Tabel 4.6. Luasan Zona Infiltrasi ... 49
Tabel 4.7. Jumlah Sumur Dangkal ... 51
Tabel 4.8. Jumlah Penyebaran Sumur Bor pada Daerah Akuifer ... 55
Tabel 4.9. Jumlah Sumur Bor di Tiap Zona Infiltrasi ... 56
Tabel 4.10. Jumlah Sumur Bor Tiap Zona Infiltrasi Berdasarkan Jenis Penggunaannya ... 57
Tabel 4.11. Luas Pengaruh Stasiun Hujan Terhadap DAS ... 59
Tabel 4.12. Curah Hujan Harian Maksimum Tahunan ... 60
Tabel 4.13. Parameter Statistik Curah Hujan Metode Non Logaritmik... 62
Tabel 4.14. Parameter Statistik Curah Hujan Metode Logaritmik ... 63
Tabel 4.15. Analisis Jenis Distribusi ... 64
Tabel 4.16. Uji Smirnov Kolmogorov ... 66
Tabel 4.17. Uji Chi-Kuadrat ... 67
Tabel 4.18. Perhitungan Metode Log Person III ... 69
Tabel 4.19. Perhitungan Hujan Rancangan ... 70
Tabel 4.20. Intensitas Hujan Tiap Periode Kala Ulang ... 71
Tabel 4.21. Nilai Koefisien Limpasan dan Koefisien Infiltrasi pada Setiap Area ... 72
Tabel 4.22. Perhitungan Debit Per Kawasan Penggunaan Lahan dan Tinggi Hujan yang Terinfiltrasi ... 74
Tabel 4.23. Perhitungan Pengambilan Air Tanah ... 76
Tabel 4.24. Perhitungan Neraca Air pada Tahun 2006, 2016, 2063, 2069 dan 2079 ... 77
1
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perkembangan teknologi informasi yang cepat di Indonesia bahkan di Dunia membawa perubahan baru terhadap masyarakat dalam aktivitas kesehariannya baik aktivitas individual maupun aktivitas sebuah kelompok/instansi/lembaga. Adanya perkembangan teknologi tersebut mengakibatkan masyarakat memiliki kecenderungan terhadap sesuatu yang berbau digital, yang serba cepat, tepat, dan akurat baik dalam masalah waktu, lokasi dan informasi yang terkandung dalam sistem digital tersebut.
Selain sistem digital yang saat ini mengalami perkembangan, jumlah penduduk pun mengalami peningkatan sehingga menuntut sumber daya air dalam jumlah yang banyak, baik rumah tangga, industri, irigasi dan lain – lain, sedangkan persediaan air yang ada belum bisa mencukupi kebutuhan penggunanya. Hal ini mendorong adanya konservasi terhadap sumber daya air yang memiliki kualitas dan kuantitas yang baik, sehingga pemanfaatan air secara efektif dan efisien sangatlah diperlukan. Konservasi yang dapat dilakukan saat ini adalah perbaikan sistem penyediaan air di lapangan, dan memberikan informasi sumber daya air. Sehingga dapat mempermudah para stakeholder ataupun pemerintah dalam memperbaiki pelayanan sumber daya air yang ada.
2 Bandar Lampung adalah salah satu kota yang memiliki kebutuhan air baku yang cukup besar. Mulai dari pertumbuhan pemukiman yang semakin pesat, dan pembangunan perhotelan yang sangat membutuhkan air baku yang banyak, sehingga sumber air baik air permukaan maupun air tanah yang ada haruslah memadai untuk memenuhi kebutuhan sehari-hari. Selain memperbaiki pengelolaan sumber air di lapangan, cara lain yang tepat untuk meningkatkan pengelolaan tentang air tanah tersebut salah satunya dengan memberikan informasi tentang sumber daya air yakni air tanah berbasis digital berupa Sistem Informasi Geografi (SIG) atau Geographics Information System (GIS) di wilayah Kota Bandar Lampung.
1.2 Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah yang dapat diambil adalah sebagai berikut:
a. Bagaimana strategi untuk meningkatkan pengelolaan air tanah di Bandar Lampung?
b. Bagaimana membuat informasi tentang sumber daya air tanah berbasis digital dengan Sistem Informasi Geografi (SIG) atau Geographics Information System (GIS)?
c. Bagaimana strategi supaya informasi sumber daya air berbasis digital sampai kepada para stakeholder ataupun pemerintah?
3 1.3 Batasan Masalah
Beberapa hal yang membatasi masalah dalam pembahasan skripsi ini adalah sebagai berikut:
a. Penelitian ini dilakukan hanya untuk memberikan informasi tentang sumber daya air tanah.
b. Cakupan penelitian ini hanya di Kota Bandar Lampung. c. Analisis yang dilakukan yakni dengan perhitungan neraca air.
d. Analisis yang dilakukan hanya untuk mengetahui kuantitas serta penyebaran air tanah di Kota Bandar Lampung.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah:
a. Untuk memberikan informasi dan gambaran umum secara tepat dan akurat kepada masyarakat tentang air tanah yang ada di Kota Bandar Lampung.
b. Untuk memberikan acuan ke depan kepada stakeholder ataupun pemerintah untuk menginventarisasi, mengeksplorasi, mengeksploitasi, dan konservasi air tanah di Bandar Lampung.
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini untuk memperkaya studi tentang sumber daya air terutama air tanah. Dari segi praktis, penelitian ini bermanfaat sebagai masukan kepada stakeholder ataupun pemerintah untuk meningkatkan pengelolaan air tanah di Bandar Lampung.
4
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Hidrologi
2.1.1. Daur Hidrologi
Konsep daur hidrologi merupakan sesuatu yang dimulai dengan penguapan air dari laut dan permukaan bumi, uap yang dihasilkan dibawa oleh udara bergerak dan terjadi proses kondensasi membentuk awan yang pada akhirnya dapat menghasilkan presipitasi (hujan atau salju). Presipitasi yang jatuh ke bumi menyebar dengan arah yang berbeda-beda dalam beberapa cara. Sebagian besar presipitasi tersebut untuk sementara tertahan pada tanah di dekat tempat jatuh, dan akhirnya kembali lagi ke atmosfer oleh penguapan (evaporasi) dan pemeluhan (transpirasi) oleh tanam. Sebagian air mencari jalannya sendiri melalui permukaan dan bagian atas tanah menuju sungai, sementara lainnya menembus masuk lebih jauh ke dalam tanah menjadi bagian dari air tanah (Ground Water). Karena adanya pengaruh gravitasi, baik aliran permukaan (Surface steamflow) maupun air dalam tanah bergerak menuju tempat yang lebih rendah yang akhirnya dapat mengalir ke laut. Dalam hal ini dapat dijelaskan juga melalui Gambar 2.1. di bawah ini.
5
Sumber : http://zainalrendra.blogspot.com/2014/06/siklus-hidrologi.html Gambar 2.1. Siklus Hidrologi
2.1.2. Infiltrasi
Pergerakan air ke dalam tanah yang memiliki permukaan tidak kedap air dengan gaya gerak gravitasi dan kapiler dalam suatu aliran disebut infiltrasi. Di dalam infiltrasi dikenal dengan 2 istilah yaitu kapasitas infiltrasi dan laju infiltrasi yang dinyatakan dalam mm/jam. Kapasitas infiltrasi adalah laju infiltrasi maksimum yang ditentukan oleh jenis tanah di mana terjadinya infiltrasi. Sedangkan laju infiltrasi adalah kecepatan infiltrasi yang nilainya tergantung pada kondisi tanah dan kapasitas hujan. Suatu tanah dalam kondisi kering memiliki daya serap yang tinggi sehingga laju infiltrasi semakin besar, dan akan berkurang perlahan-lahan apabila tanah tersebut jenuh terhadap air.
6 Adapun beberapa faktor yang mempengaruhi laju infiltrasi yaitu kedalaman genangan dan tebal lapisan jenuh, kelembaban tanah, pemampatan oleh hujan, penyumbatan oleh butir halus, tanaman penutup, topografi dan intensitas hujan.
2.2. Daerah Aliran Sungai
2.2.1. Pengertian Daerah Aliran Sungai
Daerah Aliran Sungai yang selanjutnya disebut DAS adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau ke laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. (PP no 37 Tahun 2012 tentang Peng elolaan DAS) Komponen-komponen dari suatu DAS adalah: batas-batas DAS, sungai utama beserta badan air yang lainnya, outlet, dan daerah DAS itu sendiri. Bentuk dan luas DAS berbeda satu dengan yang lainnya. Luas DAS biasanya dikategorikan menjadi DAS kecil, DAS sedang, dan DAS besar. Tetapi batasan-batasan mengenai hal tersebut tidaklah begitu jelas sehingga orang biasanya menilai besar kecilnya DAS dari jumlah sub-DAS nya. DAS-DAS kecil biasanya ditemukan di daerah pantai yang berbukit. DAS-DAS ini biasanya hanya terdiri dari satu sungai utama dengan beberapa anak sungai kecil. Luas dari DAS kecil
7 biasanya berkisar belasan atau puluhan hektar tetapi di bawah seratus hektar.
2.2.2. Koefisien Pengaliran DAS
Hubungan antara aliran permukaan dan hujan yang jatuh pada suatu DAS dinyatakan dengan istilah koefisien pengaliran, di mana koefisien pengaliran adalah perbandingan antara tinggi aliran permukaan dengan curah hujan yang jatuh. Hubungan ini dirumuskan sebagai:
c = SR/R
Keterangan : c = koefisien pengaliran
SR = Tinggi Aliran Permukaan (mm)
R = Curah Hujan (mm)
Nilai c identik dengan daya serap permukaan tanah. Nilai c yang besar menggambarkan permukaan tanah yang sulit menyerap air. Sebaliknya nilai c yang kecil menggambarkan permukaan tanah yang dapat menyerap air dengan baik.
Suatu DAS biasanya terdiri dari areal yang mempunyai tataguna lahan bervariasi seperti hutan, tanah pertanian, dan pemukiman. Setiap tipe tataguna lahan ini mempunyai nilai koefisien pengaliran yang berbeda-beda. Ini berarti apabila terjadi hujan di suatu DAS maka respon permukaan tanah terhadap hujan akan menghasilkan aliran permukaan yang berbeda-beda pula. Sebagai contoh hujan yang jatuh di daerah pemukiman yang mempunyai koefisien pengaliran yang
8 lebih besar daripada hutan akan menghasilkan aliran permukaan yang lebih besar daripada aliran permukaan yang dihasilkan oleh hujan yang jatuh di hutan. Variasi koefisien pengaliran yang ada di DAS akibat keragaman tataguna lahan kadang menimbulkan kesulitan dalam perhitungan debit di DAS. Pada tabel 1. dibawah ini adalah contoh nilai Koefisien Pengaliran DAS:
Tabel 2.1. Koefisien Pengaliran DAS
Sumber: Suripin (2004)
2.3. Perhitungan Curah Hujan Rata-rata
Di dalam suatu DAS biasanya terdapat satu atau beberapa stasiun curah hujan untuk mencatat curah hujan yang jatuh. Suatu DAS yang ideal akan mempunyai beberapa stasiun pencatat curah hujan untuk mengantisipasi keragaman curah hujan yang jatuh. Dalam perhitungan debit di DAS, curah
9 hujan yang jatuh dalam suatu DAS biasanya rata-rata dengan tujuan mempermudah proses perhitungan.
Ada 3 metode yang biasanya dipakai dalam perhitungan hujan rata-rata di daerah aliran sungai, yaitu : metode Aritmatik, metode Polygon, metode Isohyet.
2.3.1. Metode Aritmatik
Metode Aritmatik adalah metode yang paling sederhana dari ketiga metode di atas. Metode Aritmatik dilakukan dengan menjumlahkan seluruh data hujan harian di masing-masing stasiun dan membaginya dengan jumlah stasiun.
Rumus umum metode Aritmatik adalah :
n
R
R
R
1
...
nKeterangan :
R = hujan rata-rata DAS pada suatu hari (mm)
R1…Rn = hujan yang tercatat di stasiun 1 sampai stasiunn pada hari
yang sama(mm) n = jumlah stasiun hujan
Metode Aritmatik ini mempunyai kelebihan yaitu mudah untuk dilaksanakan. Artinya perhitungannya sederhana dan tidak perlu mengacu pada luas DAS atau hal-hal lain yang berhubungan dengan karakteristik DAS.
10 Kelemahan metode ini adalah apabila DAS yang diamati berukuran besar dan curah hujan yang tercatat sangat berbeda antar stasiun. Hal ini akan menyebabkan tidak akuratnya hasil perhitungan.
2.3.2. Metode Polygon Thiessen
Dalam menghitung curah hujan harian dengan metode Polygon Thiessen, stasiun-stasiun hujan yang ada di dalam DAS dihubungkan satu sama lain sehingga membentuk polygon. Dari polygon-polygon tersebut akan membentuk daerah-daerah hujan yang diwakili oleh satu stasiun.
Prosedur perhitungan curah hujan rata-rata DAS dengan metode polygon Thiessen adalah sebagai berikut :
a. Hubungkan setiap stasiun hujan dengan garis lurus sehingga membentuk polygon segitiga
b. Tarik garis tegak lurus di tengah-tengah polygon-polygon segitiga
c. Hitung luas masing-masing daerah hujan d. Hitung hujan rata-rata DAS dengan rumus :
Keterangan :
R
= hujan rata-rata DAS pada suatu hari (mm)R1…Rn = hujan yang tercatat distasiun 1 sampai stasiun n
pada hari yang sama (mm) N = jumlah stasiun
A
A
R
A
R
R
1.
1
...
n.
n11 A1…An = luas daerah hujan 1 sampai n (km2)
A = luas total DAS (km2)
Metode Thiessen ini dapat dikatakan lebih akurat daripada metode Aritmatik, sebab curah hujan rata-rata DAS dihitung berdasarkan pembagian daerah hujan. Walaupun begitu metode ini masih bergantung dari subjektifitas si pembuat polygon. Oleh karena itu perhitungan yang dilakukan oleh seseorang cenderung akan berbeda dengan perhitungan orang lain, walaupun pada DAS yang sama.
2.3.3. Metode Isohyet
Dalam perhitungan hujan rata-rata DAS dengan metode Isohyet, DAS dibagi menjadi daerah-daerah hujan yang dibatasi oleh garis kontur yang menggambarkan variasi curah hujan di DAS. Prosedur perhitungan curah hujan rata-rata DAS dengan metode Isohyet, adalah sebagai berikut :
a. Buatlah garis kontur hujan dengan merujuk pada curah hujan di masing-masing stasiun
b. Hitung luas masing-masing daerah hujan c. Hitung hujan rata-rata DAS dengan rumus :
Keterangan :
R
= hujan rata-rata DAS pada suatu hari (mm)A
A
R
A
R
R
1.
1
...
n.
n12 R1…Rn = hujan yang tercatat di stasiun 1 sampai stasiun n pada hari
yang sama (mm) n = jumlah stasiun
A1…An = luas daerah hujan 1 sampai n (km2)
A = luas total DAS (km2)
2.4. Analisis Frekuensi
Sistem hidrologi kadang-kadang dipengaruhi oleh peristiwa-peristiwa yang ekstrim, seperti hujan lebat, banjir, dan kekeringan. Besaran peristiwa ekstrim berbanding terbalik dengan frekuensi kejadiannya. Peristiwa yang ekstrim kejadiannya sangat langka. Tujuan analisis frekuensi data hidrologi adalah berkaitan dengan besaran peristiwa-peristiwa ekstrim yang berkaitan dengan frekuensi kejadiannya melalui penerapan distribusi kemungkinan. Data hidrologi yang dianalisis diasumsikan tidak bergantung, terdistribusi secara acak, dan bersifat stokastik (Suripin, 2004).
Analisis frekuensi yang sering digunakan dalam bidang hidrologi adalah sebagai berikut.
2.4.1. Distribusi Normal
Distribusi normal atau kurva normal disebut juga distribusi Gauss. Perhitungan curah hujan rencana menurut metode distribusi normal, mempunyai persamaan sebagai berikut.
13 Keterangan :
XT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode
ulang
X = Nilai rata-rata hitung variat S = Deviasi standar nilai variat
KT = Faktor Frekuensi, merupakan fungsi dari peluang atau
periode ulang dan tipe model matematik disrtibusi peluang
2.4.2. Distribusi Log Normal
Dalam distribusi l og normal data X diubah ke dalam bentuk logaritmik Y = log X. Jika variabel acak Y = log X terdistribusi secara normal, maka X dikatakan mengikuti distribusi log normal. Perhitungan curah hujan rencana menggunakan persamaan berikut ini.
Keterangan :
YT = Perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode
ulang T-tahunan
Y = Nilai rata-rata hitung varian S = Deviasi standar nilai varian
KT = Faktor Frekuensi, merupakan fungsi dari periode ulang dan
14 2.4.3. Distribusi Log Pearson III
Perhitungan curah hujan rencana menurut metode Log Pearson III, mempunyai langkah-langkah perumusan sebagai berikut.
a. Mengubah data dalam bentuk logaritma
b. Menghitung harga rata-rata
c. Menghitung harga simpangan baku
d. Menghitung koefisien skewness
e. Menghitung logaritma hujan atau banjir dengan periode ulang T
Nilai K adalah variabel standar untuk X yang besarnya tergantung koefisien kemencengan G. Tabel 2 menunjukkan harga k untuk koefisien kemencengan.
15 Tabel 2.2. Nilai K untuk Distribusi Log Pearson III
Sumber : Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, Suripin, 2004
2.4.4. Distribusi Gumbel
Perhitungan curah hujan rencana menurut Metode Gumbel, mempunyai perumusan sebagai berikut.
Keterangan :
X = Harga rata-rata sampel
16 Nilai K (faktor probabilitas) untuk harga-harga ekstrim Gumbel dapat dinyatakan dalam persamaan berikut.
Keterangan :
Yn = Reduced mean yang tergantung jumlah sample/data n
Sn = Reduced standard deviation yang juga tergantung pada
jumlah sample/data n
YTr = Reduced variate, yang dapat dihitung dengan persamaan :
2.5. Uji Kesesuaian
Pemeriksaan uji kesesuaian ini bertujuan untuk mengetahui apakah distribusi frekuensi yang telah dipilih bisa digunakan atau tidak untuk serangkaian data yang tersedia. Uji kesesuaian ini ada dua macam yaitu chi kuadrat dan smirnov kolmogorov.
2.5.1. Uji Chi Kuadrat
Uji chi-kuadrat dimaksudkan untuk menentukan apakah persamaan distribusi yang telah dipilih dapat mewakili distribusi statistik sampel data yang dianalisis. Pengambilan keputusan uji ini menggunakan parameter xh2 yang dapat dihitung dengan rumus berikut.
𝑋
ℎ2= ∑
(𝑂𝑖−𝐸𝑖)2
𝐸𝑖 𝐺
17 Keterangan :
xh2 = Parameter chi-kuadrat terhitung
G = Jumlah sub kelompok
Oi = Jumlah nilai pengamatan pada sub kelompok i
Ei = Jumlah nilai teoritis pada sub kelompok i
Prosedur uji chi-kuadrat adalah sebagai berikut.
a. Mengurutkan data pengamatan (dari besar ke kecil atau sebaliknya).
b. Mengelompokkan data menjadi G sub grup yang masing-masing beranggotakan minimal 4 data pengamatan.
c. Menjumlahkan data pengamatan sebesar Oi tiap-tiap sub grup.
d. Menjumlahkan data dari persamaan distribusi yang digunakan sebesar Ei.
e. Pada tiap-tiap sub grup dihitung nilai dan (𝑂𝑖−𝐸𝑖)
2
𝐸𝑖
f. Menjumlahkan seluruh G sub grup nilai (𝑂𝑖−𝐸𝑖)
2
𝐸𝑖 untuk
menentukan nilai chi-kuadrat terhitung.
g. Menentukan derajat kebebasan (nilai R = 2 untuk distribusi normal dan binomial)
18 Tabel 2.3. Nilai Kritis untuk Uji Chi Kuadrat
DK Α 0,995 0,9 9 0,975 0,95 0,05 0,025 0,01 0,005 1 0,000039 3 0,000157 0,000928 0,00393 3,841 5,024 6,635 7,879 2 0,1000 0,021 0,05806 0,103 5,991 7,378 9,210 10,579 3 0,0717 0,115 0,216 0,352 7,815 9,348 11,345 12,838 4 0,207 0,297 0,4848 0,711 9,488 11,143 13,277 14,860 5 0,412 0,554 0,831 1,145 11,070 12,832 15,086 16,750 6 0,676 0,872 1,237 1,635 12,592 14,449 16,812 18,548 7 0,989 1,239 1,690 2,167 14,067 16,013 18,475 20,278 8 1,344 1,646 2,180 2,733 15,507 17,535 20,090 21,955 9 1,735 2,088 2,700 3,325 16,919 19,023 21,666 23,589 10 2,156 0,558 3,247 3,940 18,307 20,483 23,209 25,188
Sumber : Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan, Suripin, 2004 Interpretasi hasil uji chi-kuadrat adalah sebagai berikut :
a. Apabila peluang lebih dari 5%, maka persamaan distribusi yang digunakan dapat diterima.
b. Apabila peluang kurang dari 1%, maka persamaan distribusi yang digunakan tidak dapat diterima.
c. Apabila peluang berada di antara 1-5%, maka tidak mungkin mengambil keputusan, misal perlu data tambahan.
2.5.2. Uji Smirnov Kolmogrov
Pengujian ini dilakukan dengan menggambarkan probabilitas untuk tiap data, yaitu dari perbedaan distribusi empiris dan distribusi teoritis yang disebut dengan Δ. Dalam bentuk persamaan ditulis sebagai berikut:
Δ = maksimum [P(Xm) – P’(Xm)] < Δcr Keterangan :
19 Δcr = simpangan kritis
P(Xm) = peluang teoritis P’(Xm) = peluang empiris
Perhitungan peluang empiris dan teoritis dengan persamaan Weibull (Soemarto, 1986) :
P = m/(n + 1) P’ = m/(n – 1) Keterangan :
m = nomor urut data n = jumlah data
2.6. Perhitungan Debit
Beberapa metode yang biasa dipakai untuk menghitung debit aliran permukaan pada umumnya metode perhitungan aliran permukaan yang disajikan adalah metode empirik yang merupakan hasil penelitian lapangan dari para ahli hidrologi.
2.6.1. Metode Rational
Perhitungan debit banjir dengan metode rational diberikan sebagai persamaan yang merupakan fungsi dari koefisien pengaliran, intensitas hujan, dan luas daerah pengaliran yang dirumuskan sebagai:
6 3, A . I . C Q Keterangan:
20 C = koefisien pengaliran
A = luas daerah pengaliran (km2)
I = intensitas hujan (mm/jam) yang dapat dicari dengan rumus: 3 2 24 24 / T t R I Keterangan :
RT = hujan harian dengan kala ulang tertentu (mm)
t = waktu puncak banjir (jam) yang dapat dicari dengan rumus:
V L t Keterangan :
L = panjang sungai di daerah pengaliran (km)
V = kecepatan rambat banjir (km/jam) yang dapat dicari dengan rumus: 6 0 9 0 72 , L , H V Keterangan :
H = beda elevasi titik terjauh pada daerah pengaliran dengan elevasi titik kontrol (km)
Beberapa asumsi dasar untuk menggunakan metode rasional adalah : 1. Curah hujan terjadi dengan intensitas yang tetap dalam jangka
waktu tertentu, setidaknya sama dengan waktu konsentrasi. 2. Limpasan langsung mencapai maksimum ketika durasi hujan
21 3. Koefisien rum for dianggap tetap selama durasi hujan.
4. Luas DAS tidak berubah selama durasi hujan. (Wanielista, 1990)
2.6.2. Metode Haspers
Perhitungan debit banjir dengan metode rational diberikan sebagai persamaan yang merupakan fungsi dari koefisien pengaliran, distribusi hujan, intensitas curah hujan, dan luas daerah pengaliran yang dirumuskan sebagai:
q . A . . Q Keterangan :
Q = debit puncak banjir (m3/dt)
t
= koefesien pengaliran yang dapat dicari dengan rumus :7 0 7 0 075 0 1 012 0 1 . , A . A , Keterangan :
A = luas daerah pengaliran (km2)
= koefisien distribusi curah hujan yang dapat dicari dengan rumus: 12 15 10 7 3 1 1 075 2 4 0, t , A t , t Keterangan :
t
= waktu puncak banjir (jam) yang dapat dicari dengan rumus: 3 0 8 01
0
,
L
,i
,t
22 Keterangan :
L = panjang sungai (km)
i = kemiringan rata-rata daerah pengaliran
q = intensitas curah hujan (mm/jam) yang dapat dicari dengan rumus: t , r q 6 3 Keterangan :
2 2 260 008 0 1 , R t t R . t r T T untuk t 2 jam 1 t R . tr T untuk 2 jam < t 19 jam
1 708 0 , .R .t r T untuk t > 19 jam 2.7. Neraca Air
Dalam siklus hidrologi bahwa jumlah air dari suatu luasan tertentu di permukaan bumi dipengaruhi bersarnya air yang masuk (inflow) dan keluar (outflow) pada jangka waktu tertentu. Neraca masukan dan keluaran air di suatu tempat dikenal sebagai neraca air (Water Balance). Karena air bersifat dinamis maka nilai dari neraca air selalu berubah sesuai dengan waktu sehingga pada suatu tempat berkemungkinan terjadi kelebihan air (surplus) ataupun kekurangan (defisit).
Menurut Widianto (2012) umumnya terdapat hubungan dari neraca air secara umum yakni sebagai berikiut :
23
a. Penambahan Air ke dalam Tanah
Air biasanya masuk kedalam tanah melalui tiga cara yang bisa diukur, yaitu hujan atau presipitasi (P), irigasi (I) dan sumbangan dari air tanah (K). Air tanah menyumbangkan air ke zona perakaran melalui proses kenaikan air secara kapiler dan jumlahnya cukup memadai apabila permukaan air tanah dangkal (dekat dengan permukaan tanah).
Jadi, masukan air ke dalam tanah dapat dinyatakan dengan :
Pemasukan Air = P + I + K
b. Pengambilan Air dari Dalam Tanah
Air meninggalkan lapisan tanah melalui proses evaporasi atau penguapan dari permulaan tanah dan/atau transpirasi oleh tanaman yang dikenal dengan istilah evapotranspirasi (ET), dan drainasi dalam (D). Sebagian air hujan tidak sempat masuk ke dalam tanah (infiltrasi) karena mengalir di permukaan sebagai limpasan permukaan atau runoff (LP). Ketiga variabel kehilangan air dari lapisan tanah ini merupakan faktor negatif dalam persamaan neraca air, yang dinyatakan sebagai berikut :
Kehilangan Air = ET + D + LP
Jadi perubahan air dalam tanah merupakan perbedaan antara jumlah air yang masuk dan air yang keluar, dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut:
24 2.8. Sumber Daya Air
2.8.1. Definisi Sumber Daya Air
Sumber daya air adalah air, sumber air, dan daya air yang terkandung di dalamnya. Air adalah semua air yang terdapat pada, di atas, ataupun di bawah permukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini air permukaan, air tanah, air hujan dan air laut.
2.8.2. Air Tanah
Air tanah adalah air yang bergerak dalam tanah yang terdapat di dalam ruang – ruang antara butir – butir tanah yang meresap ke dalam tanah dan membentuk lapisan air tanah yang disebut akuifer. Yang dulunya sering disebut air lapisan atau air celah (fissure water) (Mori dkk, 1999). Keberadaan air tanah sangat tergantung besarnya curah hujan dan besarnya air yang dapat meresap ke dalam tanah. Faktor lain yang mempengaruhi adalah kondisi litologi (batuan) dan geologi setempat. Dalam Peraturan Pemerintah Republik Indonesia nomor 43 tahun 2008 tentang air tanah, air tanah adalah air yang terdapat dalam lapisan atau batuan di bawah permukaan tanah.
2.8.3. Jenis Air Tanah
Menurut Bambang (2012), air tanah dapat dikelompokkan berdasarkan kedalaman dan jenis air tanah tersebut. Pengelompokan air tanah berdasarkan letak kedalaman :
25 a. Air Tanah Dalam
Air tanah dalam adalah air tanah yang berada di bawah lapisan air tanah dangkal dan di antara dua lapisan impermeable. Air tanah dalam merupakan akuifer bawah yang dimanfaatkan sebagai sumber air minum penduduk kota, perhotelan, perkantoran dan industri.
Air tanah dalam yang bertekanan besar dapat memancar ke permukaan tanah melalui patahan atau retakan batuan secara alami, sumber air ini disebut air artesis. Apabila tanah digali atau dibor ke dalam mencapai akuifer bertekanan, maka air memancar melalui lubang sumur yang disebut sumur artesis.
b. Air Tanah Dangkal
Air tanah dangkal adalah air tanah yang berada di bawah permukaan tanah dan di atas batuan impermeable. Air tanah dangkal merupakan akuifer atas yang disebut pula air freatis. Air tanah dangkal dimanfaatkan sebagai air untuk memenuhi kebutuhan sehari – hari dengan membuat sumur rumahan.
Pengelompokan air tanah berdasarkan jenisnya :
a. Meteoric Water (Vadose Water), yaitu air tanah yang berasal dari air hujan dan terdapat pada lapisan tanah yang tak jenuh.
b. Air tanah tubir (Connate Water), yaitu air tanah yang tertangkap dalam rongga – rongga batuan endapan sejak pengendapan itu terjadi, termasuk juga air yang terperangkap pada rongga – rongga
26 batuan beku leleran sewaktu magma tersembur keluar ke permukaan.
c. Air Fosil (Fossil Water), yaitu air yang terperangkap dalam rongga – rongga batuan dan tetap tinggal dalam batuan tersebut sejak penimbunan itu terjadi.
d. Air Magma (Juvenile Water), yaitu air yang berasal dari dalam bumi (dapur magma). Air ini bukan dari atmosfer atau dari permukaan air.
e. Air Pelikular/Ari (Pellicullar Water), yaitu air yang tersimpan di dalam tanah karena tarikan molekul – molekul tanah.
f. Air Freatis (Phreatic Water), yaitu air yang berada pada lapisan kulit bumi yang poros (sarang). Air tanah ini berada di atas lapisan kedap air.
g. Air Artesis (Artesian Water), yaitu air yang berada di antara dua lapisan kedap air (impermeable), sehingga air tersebut dalam keadaan tertekan.
2.8.4. Akuifer
Akuifer adalah lapisan batuan jenuh ari tanah yang dapat menyimpan dan meneruskan air tanah dalam jumlah cukup dan ekonomis. Akuifer adalah lapisan bawah tanah yang mengandung air dan dapat mengalirkan air.
Menurut Krussman dan Ridder (1970) bahwa macam-macam akuifer sebagai berikut :
27 a. Akuifer Bebas (Unconfined Aquifer), yaitu lapisan lolos air yang hanya sebagian terisi oleh air dan berada di atas lapisan kedap air. b. Akuifer Tertekan (Confined Aquifer),yaitu akuifer yang seluruh
jumlahnya air yang dibatasi oleh lapisan kedap air, baik yang di atas maupun di bawah, serta mempunyai tekanan jenuh lebih besar daripada tekanan atmosfer.
c. Akuifer Semi Tertekan (Semi Confined Aquifer), yaitu akuifer yang seluruhnya jenuh air, di mana bagian atasnya dibatasi oleh lapisan semi lolos air dan di bagian bawahnya merupakan lapisan kedap air.
d. Akuifer Semi Bebas (Semi Unconfined Aquifer), yaitu akuifer yang bagian bawahnya yang merupakan lapisan kedap air sedangkan bagian atasnya merupakan material berbutir halus, sehingga pada lapisan penutupnya masih memungkinkan adanya gerakan air.
Sumber : Todd, 1959 dalam Santi dan Savitri, 2009. Gambar 2.2. Jenis-jenis Akuifer
28 2.9. Geographic Information system (GIS)
2.9.1. Pengertian Sistem Informasi Geografis
Sistem Informasi geografis (Geographiic Information System/GIS) yang selanjutnya akan disebut SIG merupakan paket software terintegrasi yang dibuat secara khusus untuk mengolah data geografis dengan berbagai keperluan. GIS dapat melakukan pemrosesan mulai dari pemasukan data, penyimpanan, menampilkan kembali informasi kepada pengguna, serta mempunyai kemampuan untuk melakukan analisis terhadap data yang dimilikinya (Weng, 2010).
Secara umum pengertian SIG adalah satu komponen yang terdiri dari perangkat keras, perangkat lunak, data geografis dan sumber daya manusia yang bekerja secara efektif untuk memasukan, menyimpan, memperbaiki, memperbaharui, mengelola, memanipulasi, mengintegrasikan, menganalisa dan menampilkan data dalam satu informasi berbasis geografis.
SIG mempunyai kemampuan untuk menghubungkan berbagai data pada satu titik tertentu di bumi, menggabungkannya, menganalisa dan akhirnya memetakan hasilnya. Data yang diolah pada SIG merupakan data spasial, sehingga aplikasi SIG dapat menjawab beberapa pertanyaan seperti; lokasi, kondisi, tren, pola dan pemodelan. Kemampuan inilah yang membedakan SIG dari sistem informasi lainnya.
29 2.9.2. Data Spasial
Data spasial yaitu sebuah data yang berorientasi geografis, memiliki sistem koordinat tertentu sebagai dasar referensinya dan mempunyai dua bagian penting yang membuatnya berbeda dari data lain, yaitu informasi lokasi (spasial) dan informasi deskriptif (attribute) yang dijelaskan sebagai berikut :
a. Informasi lokasi (spasial), berkaitan dengan satu koordinat baik koordinat geografi (lintang dan bujur) dan koordinat XYZ, termasuk di antaranya informasi datum dan proyeksi.
b. Informasi deskriptif (attribute) atau informasi nun spasial, suatu lokasi yang memiliki beberapa keterangan yang berkaitan dengannya, contoh : jenis vegetasi, populasi, luasan, kode pos, dan sebagainya.
2.9.3. Komponen Sistem Informasi Geografis
Menurut Riyanto dan Indelarko (2009), komponen sistem pada Sistem Informasi Geografis antara lain :
a. Input
Pemasukan data yaitu mengumpulkan data dan mempersiapkan data spasial dan atau atribut dari berbagai sumber data sesuai format data yang sesuai.
b. Manipulasi
30 dilakukan untuk menyesuaikan tipe dan jenis data agar sesuai dengan sistem yang akan dibuat.
c. Manajemen data
Tahap ini meliputi seluruh aktivitas yang berhubungan dengan pengolahan data (menyimpan, mengorganisasi, mengelola, dan menganalisis data) ke dalam penyimpanan permanen.
d. Query
Suatu metode pencarian informasi untuk menjawab pertanyaan yang diajukan oleh pengguna SIG.
e. Analisis
SIG mempunyai dua jenis fungsi analisis, yaitu fungsi analisis spasial dan analisis atribut. Fungsi analisis spasial adalah operasi yang dilakukan pada data spasial. Sedangkan fungsi analisis atribut adalah fungsi pengolahan data atribut, yaitu data yang tidak berhubungan dengan ruang.
f. Visualisasi (Data Output)
Penyajian hasil berupa informasi baru atau dari database yang ada baik dalam bentuk softcopy maupun dalam bentuk hardcopy seperti dalam bentuk peta (atribut peta dan atribut data), tabel, dan grafik.
2.9.4. Model Data dalam SIG
Menurut Riyanto dan Indelarko (2009) sumber-sumber data geografis (disebut juga data geospasial) dapat diperoleh dengan cara foto udara, peta yang sudah tersedia, survei terestrial, GPS, Remote Sensing.
31 Data digital geografis diorganisir menjadi dua bagian, yaitu Data Spasial dan Data Atribut/Tabular.
Dalam Sistem Informasi Geografis, data spasial dapat dibedakan menjadi dua format.
a. Vektor
Model data vektor diwakili oleh simbol-simbol atau selanjutnya dalam SIG dikenal dengan feature, seperti feature titik (point), feature garis (line), dan future area (surface). Data tersebut tersimpan dalam komputer sebagai koordinat kartesius.
b. Raster
Model data raster merupakan data yang sangat sederhana, di mana setiap informasi disimpan dalam petak-petak bujur sangkar (grid), yang membentuk sebuah bidang. Petak-petak bujur sangkar itu disebut dengan pixel (picture element). Posisi sebuah pixel dinyatakan dengan baris ke-m dan kolom ke-n. Data yang tersimpan ini dalam format ini data hasil scanning, seperti gambar digital (citra dengan format BMP dan JPG).
Dalam sistem informasi geografis data non-spasial menyimpan kenampakan-kenampakan permukaan bumi. Misalnya, tanah yang memiliki atribut tekstur, kedalaman, struktur, pH, dan lain-lain. Model data tabular tersimpan ke dalam baris atau (record) dan kolom (field).
32
III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Lokasi Penelitian
Daerah studi mencakup seluruh daerah Kota Bandar Lampung yang memiliki luasan area sebesar 192,96 km2. Kota Bandar Lampung pada tahun 2016 terdiri dari 20 kecamatan yakni kecamatan Bumi Waras, kecamatan Enggal, kecamatan Kedamaian, kecamatan Kemiling, kecamatan Kedaton, kecamatan Labuhan Ratu, kecamatan Rajabasa, kecamatan Sukabumi, kecamatan Sukarame, kecamatan Panjang, kecamatan Langkapura, kecamatan Tanjung Karang Pusat, kecamatan Tanjung Karang Barat, kecamatan Tanjung Karang Timur, kecamatan Tanjung Senang, kecamatan Way Halim, kecamatan Teluk Betung Barat, kecamatan Teluk Betung Selatan, kecamatan Teluk Betung Timur, kecamatan Teluk Betung Utara. Berdasarkan Badan Pusat Statistik, jumlah penduduk pada tahun 2014 mencapai 1.167.101 jiwa yang termasuk ke dalam kategori Kota Besar. Kota Bandar Lampung adalah ibukota dari provinsi Lampung dengan batas administrasi kotanya yaitu :
Sebelah Utara berbatasan dengan Kabupaten Lampung Selatan
Sebelah Timur berbatasan dengan Kabupaten Lampung Selatan
Sebelah Selatan berbatasan dengan Kabupaten Lampung Selatan dan Teluk Lampung
33
Sumber : Bappeda kota Bandar Lampung, RTRW tahun 2011-2030 Gambar 3.3. Peta Wilayah Bandar Lampung
3.2. Alat dan Bahan
3.2.1. Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Laptop / PC
Sebagai perangkat keras yang digunakan dalam melakukan penelitian ini saya menggunakan laptop yang berspesifikasi sebagai berikut :
- Processor Inter Core i3 - RAM 2 GB
34 b. Keyboard dan Mouse
c. Perangkat Lunak
Dalam penelitian ini perangkat lunak yang dipakai adalah software GIS, Excel, Global Mapper dan Google Earth.
3.2.2. Bahan
Bahan yang diperlukan dalam penelitian ini adalah data sekunder berupa :
a. Peta Bandar Lampung meliputi Peta air tanah dangkal, air tanah dalam, peta tutupan lahan, peta kemiringan lahan, peta DAS, peta tanah, peta penggunaan lahan.
b. Data air tanah di Kota Bandar Lampung didapat dari debit pengambilan air sumur bor.
c. Data iklim yang meliputi curah hujan.
3.3. Metode Penelitian
Dalam pelaksanaan penelitian ini menggunakan dua metode yaitu metode studi pustaka dan metode pembuatan sistem informasi.
3.3.1. Metode Studi Pustaka
Melakukan kajian teori yang mendukung dalam penelitian ini, yaitu membaca buku serta tulisan yang berkaitan dengan sumber daya air, air tanah serta yang berkaitan dengan GIS.
35 3.3.2. Metode Pembuatan Sistem Informasi
Dalam metode pembuatan sistem informasi ini memiliki beberapa proses, yaitu pengumpulan data, digitasi peta, analisis neraca air, penambahan informasi air tanah, penentuan metode konservasi.
Proses yang dilakukan dalam pembuatan sistem informasi ini adalah sebagai berikut :
a. Pengumpulan Data
Merupakan proses untuk mendapatkan data yang diperlukan dalam penelitian, yakni berupa peta Bandar Lampung, data air tanah kondisi eksisting dan rencana tata ruang wilayah Bandar Lampung serta data atribut lainnya (seperti foto lokasi dll).
b. Digitasi Peta
Merupakan tahapan awal yang harus dilakukan, dalam penggunaan GIS, yakni mengolah peta dengan cara membaginya menjadi daerah-daerah penyerapan air.
c. Analisis Neraca Air
Merupakan tahap yang dilakukan untuk menganalisis data air tanah, data hujan serta data tutupan lahan sehingga didapat data inventarisasi, konservasi, dan eksploitasi air tanah.
d. Penambahan Informasi Air Tanah
Tahapan ini dilakukan setelah proses digitasi dan analisis neraca air selesai, sehingga peta yang dihasilkan dari digitasi memiliki informasi yang sesuai dengan hasil analisis tersebut yang telah dilakukan.
36 e. Visualisasi
Tahap ini adalah tahap untuk menampilkan hasil dari pembuatan informasi yang telah dilakukan.
3.4. Diagram Alir Penelitian
Di bawah ini menjelaskan tentang diagram alir untuk proses pelaksanaan penelitian yang dapat dilihat pada Gambar 3.4.
37
79
V. PENUTUP
5.1. Kesimpulan
Berdasarkan uraian dan hasil pembahasan pada penelitian ini dapat disimpulkan bahwa :
a. Berdasarkan laju infiltrasinya maka Kota Bandar Lampung dibagi menjadi 3 zona yakni zona infiltrasi <1.10-2 cm/detik (Zona I), zona infiltrasi antara 1.10-2 - 2.10-2 cm/detik (Zona II) dan zona infiltrasi > 2.10-2 cm/detik. (Zona III) yang termasuk pada zona medium permeabilitas.
b. Dalam ketiga zona tersebut masing-masing zona secara berurut memiliki jumlah sumur bor sebanyak 22 buah, 123 buah dan 19 buah sumur bor yang didapat dari penelitian oleh CV Kani Mitra Mandiri tahun 2006. Dan setiap zona memiliki debit pengambilan sebesar 207,9 m3/jam untuk zona I, 1141,9 m3/jam untuk zona II dan zona III memiliki pengambilan rata-rata 129 m3/jam.
c. Dari perbandingan neraca air antara debit pengambilan dengan infiltrasi dari curah hujan yang ada didapatkan selisihnya yakni hujan yang terinfiltrasi masih dapat mencukupi pengambilan air tanah dalam satu tahun pada tahun 2006 untuk zona I selisihnya sebesar 7,909 m/tahun, zona II 7,896 m/tahun dan zona III 7,881 m/tahun.
80
d. Jika diasumsikan setiap tahun mengalami peningkatan jumlah sumur sebesar 10% , maka kemungkinan pada tahun 2079 akan memasuki masa krisis dimana akan kekurangan air tanah di Kota Bandar Lampung.
5.2. Saran
a. Untuk pemerintah atau stakeholder yang ada seharusnya dapat menanggulanginya supaya tidak terjadi kekurangan air tanah di Kota Bandar Lampung.
b. Pengoptimalan kembali kawasan konservasi atau area pengisian air (recharge area) sesuai dengan RTRW Kota Bandar Lampung supaya di tahun yang akan datang tidak terjadinya krisis air tanah.
c. Pembuatan sumur resapan, biopori ataupun tempat penampungan air sementara lainnya yang berskala kecil dapat dilakukan oleh masyarakat.
DAFTAR PUSTAKA
Bappeda Kota Bandar Lampung. 2011. RTRW Kota Bandar Lampung tahun 2011-2030.
Hermanto, Bambang. 2012. Super Trik Geografi SMA. Pustaka Widyatama. Yogyakarta.
Mori, Kiyotoka. 1999. Hidrologi untuk Pengairan. PT. Pradnya Paramita. Jakarta. Penerjemah : L. Taulu. Editor : Ir. Suyono Sosrodarsono dan Kensaku Takeda.
Presiden Republik Indonesia. 2004. Undang-Undang Republik Indonesia Nomor 7
Tahun 2004 tentang Sumber Daya Air.
Presiden Republik Indonesia. 2008. Peraturan Pemerintah Nomor 43 Tahun 2008
tentang Air Tanah.
Presiden Republik Indonesia. 2012. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia
Nomor 37 tahun 2012 tentang Pengelolaan Daerah Aliran Sungai.
Rafi’i, Van. 2013. Analisis Geospasial Perubahan Tata Guna Lahan Terhadap
Daerah Aliran Sungai Way Kuripan Lampung. Universitas Lampung.
Bandar Lampung.
Riyanto.,Putra,E.,P., dan Indelarko, A.2009. Pengembangan Aplikasi Sistem
Informasi Geografis Berbasis Desktop dan web. Gaya Media. Yogyakarta
Suripin. 2004. Sistem Drainase Perkotaan yang Berkelanjutan. Edisi I. Yogyakarta : Andi
Susikoputri, Santi., dan Savitri Nur Farida Q. 2009. Pemanfaatan Air Tanah Untuk
Memenuhi Air Irigasi di Kabupaten Kudus Jawa Tengah. Universitas
Diponegoro. Jawa Tengah.
Tim Teknis Nasional. 2007. Modul Pelatihan ArcGIS Dasar. UNDP. Triadmodjo, Bambang. 2008. Hidrologi Terapan. Beta Offset. Yogyakarta.
Universitas Lampung. 2011. Pedoman Penulisan Karya Ilmiah Universitas
Lampung. Unila Offset. Bandar Lampung.
Wanielista, M.P., 1990. Hydrology and Water Quality Control. John Wiley & Sons. Florida-USA.
Weng, Qihao. 2010. Remote Sensing and GIS Integration: Theories, Methods,and
Applications. The McGraw-Hill Companies, Inc. ISBN:
978-0-07-160654-7.
Widianto. 2012. Pengantar Neraca Air Tanah.
________. Air Tanah. http://rinessa.blogspot.com/feeds/posts/default.html. Jumat, 05 Juli 2015 pukul 14.08
________. Akuifer. https://id.wikipedia.org/wiki/Akuifer. Sabtu, 29 Agustus 2015 pukul 20.58
________. Bandar Lampung. https://id.wikipedia.org/wiki/Kota Bandar Lampung. Jumat, 29 Mei 2015 pukul 16.24
