ANALISIS MORFOMETRI DAS WIDORO MENGGUNAKAN SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS Adzicky Samaawa1), Mega Dharma Putra2), Sukma Impian Riverningtyas3) 1)
Jurusan Geografi Lingkungan Fakultas Geografi Universitas Gadjah Mada
Email :
[email protected] INTISARI Karakter Daerah Aliran Sungai (DAS) terbentuk dari faktor alami (geologi, geomorfologi, tanah dll) dan faktor non alami seperti penutupan/penggunaan lahan yang membentuk suatu ekosistem sehingga perlu dilakukan suatu kegiatan monitoring dan evaluation (monev) pengelolaan DAS. Salah satu Karakter DAS yang terbentuk dari faktor alami adalah morfometri. Tujuan penelitian ini yaitu bertujuan untuk memahami karakteristik hidrologi DAS Widoro menggunakan Sistem Informasi Geografis (SIG) berdasarkan parameter morfometri DAS yang dimiliki. Data yang digunakan dalam penelitian ini meliputi data vektor jaringan sungai dan peta Rupa Bumi Indonesia Jabung (Lembar 1408-313) dan Wonosari (Lembar 1408-311) skala 1:25.000 skala 1 : 25.000 terbitan Bakosurtanal. Metode yang digunakan adalah analisis morfometri DAS yang terdiri dari Bifurcation Ratio (Rb), Drainage density (Dd), Stream Frequency (Fs), Texture Ratio (T), Basin Relief (Bh), Relief Ratio (Rh), Ruggedness Number (Rn), Form Factor (Rf), Length of Overland Flow (Lof), dan Constant Channel Maintenance (C) menggunakan sistem informasi geografis (SIG). Melalui analisa hasil data perolehan berbagai parameter morfometri DAS Widoro menunjukkan bahwa kondisi alur Sungai Widoro yang ada memiliki kenaikan muka air dengan cepat, tanpa diikuti dengan kapasitas infiltrasi yang memadai sehingga memiliki kerentanan terhadap bencana banjir. Kondisi material bawah permukaan yang kedap air dengan permeabilitas yang rendah, kapasitas infiltrasi rendah , vegetasi yang jarang dan relief bergunung-gunung sehingga aliran permukaan yang dihasilkan tinggi. Kata Kunci : Karakteristik DAS, Morfometri, Sistem Informasi Geografis (SIG), bencana banjir.
I. PENDAHULUAN DAS merupakan suatu unit hidrologi yang dapat digunakan sebagai unit fisikbiologi dan sebagai unit sosial ekonomi dan sosial politik untuk perencanaan dan aktivitas pengelolaan sumber daya alam. DAS diyakini merupakan satu kesatuan ekosistem, oleh karena itu dalam kegiatan monitoring dan evaluation (monev) pengelolaan DAS sebaiknya dilakukan secara terpadu dan menyeluruh. DAS dikelola secara terpadu (Integrated Watershed Management) adalah suatu proses formulasi dan implementasi suatu kegiatan yang menyangkut pengelolaan Sumber Daya Alam (SDA) dan manusia dalam suatu DAS dengan mempertimbangkan aspek sosial, politik, ekonomi dan institusi di dalam DAS dan di sekitar DAS untuk mencapai tujuan sosial tertentu (Dixon dan Easter,1986.). Salah satu langkah awal di dalam pengelolaan DAS secara terpadu yaitu dengan melakukan identifikasi karakteristik DAS. Karakteristik DAS terbentuk dari faktor alami (geologi, geomorfologi, morfometri, tanah dll) dan faktor pengolahan manusia (management) seperti penutupan/penggunaan lahan. Salah satu Karakter DAS yang terbentuk dari faktor alami adalah morfometri. Morfometri DAS merupakan ukuran kuantitatif karakteristik DAS yang terkait dengan aspek geomorfologi (Widodo Harto R, et al., 2009). Sedangkan menurut Verstappen (1985) morfometri merupakan aspek kuantitatif dari suatu aspek bentuk lahan, antar lain kelerengan, bentuk lereng, panjang lereng, ketinggian, beda tinggi, bentuk lembah dan pola pengaliran.Morfometri DAS memiliki peranan terhadap proses pengatusan (drainase) air hujan yang jatuh di dalam wilayah DAS. Beberapa parameter morfometri DAS antaralain luas, bentuk DAS, kelerengan (slope), kerapatan aliran, dan pola aliran.
Karakteristik dan variabel DAS meliputi beberapa variabel yang dapat diperoleh melalui pengukuran langsung, data sekunder, peta, dan dari data penginderaan jauh yang bersifat dinamik dan mutakhir. Ketersediaan data keruangan yang cukup kompleks dapat diolah menggunakan Sistem Informasi Geografis (SIG). Peta yang digunakan untuk analisis bentuk DAS, kerapatan drainase, dan pola aliran adalah peta Rupa Bumi Indonesia Jabung (Lembar 1408313) dan Wonosari (Lembar 1408-311) skala 1:25.000. Penggunaan teknologi tersebut sangat bermanfaat dalam menentukan beberapa parameter yang terdapat pada DAS Widoro. Kerja lapangan hanya untuk ground-check dan updating data pada beberapa titik lokasi yang representatif sehingga menghemat tenaga, waktu
dan biaya.Tujuan dari kegiatan ini adalah untuk memahami karakteristik hidrologi DAS
menggunakan Sistem Informasi Geografis (SIG) berdasarkan parameter
morfometri DAS.
II. DESKRIPSI DAERAH KAJIAN
Letak
daerah
kajian
secara
astronomis
dan
geografis.
Lokasi wilayah kajian dalam penelitian ini terletak pada DAS (Daerah Aliran Sungai) Widoro, Desa Bunder, Kecamatan Patuk, Kabupaten Gunungkidul, Provinsi DI Yogyakarta. Secara astronomis, wilayah kajian ini terletak pada 08o 07’ 22” LS 111o 43’ 8.4” BT. Koordinat wilayah ini berada di Zona 49M dengan koordinat X: 446500 – 453500 dan Y: 9126000 – 9129500.
Deskripsi umum fisiografi serta geologi dan geomorfologi regional
Wilayah ini mencakup dua satuan batuan, yaitu Satuan Breksi Nglanggaran dan Satuan Batupasir Sambipitu (Purbacaraka, 2011). Penamaan satuan batuan diatas, diambil berdasarkan dari kemiripan karakteristik litologi, termasuk tekstur batuan, struktur sedimen, komposisi mineral, dan kandungan fosil. Adapun hubungan stratigrafi antara satuan batuan yang satu dengan yang lain berdasarkan pada posisi stratigrafi, hasil analisa fosil dan bukti keadaan kontak satuan batuan di lapangan yang ditemukan yakni adalah selaras. Formasi ini berlokasi tipe di gunung Nglanggeran di pematang baturagung sebelah utara Wonosari. Satuan Breksi termasuk dalam Formasi Nglanggran. Berdasarkan ciri litologi yang dijumpai, breksi tersebut merupakan breksi monomik yang terdiri dari satu macam fragmen (andesit) dengan ukuran 2-50cm, terdapat juga terdapat juga tuff berlapis dan batupasir epiklastik yang hadir seempat sebagi sisipan. Satuan Breksi Nglanggeran ini menempati daerah utara dan melampar dari timur ke barat daerah telitian. Formasi ini terendapkan secara selaras di atas Satuan Batupasir Sambipitu dan hadir menjari di beberapa lokasi. Formasi ini tidak mengandung fosil sedangkan umurnya diperkirakan adalah Miosen awal-Miosen Tengah (Samosusastro,1956).
Formasi yang satu lagi adalah Satuan Batupasir Sambipitu. Satuan batuan yang satu ini tersusun oleh perselingan antara batupasir tufaan, serpih dan batulanau, yang memperlihatkan ciri endapan turbidit. Di bagian atas dijumpai adanya struktur slump skala besar. Satuan ini selaras di atas Formasi Nglanggeran, dan merupakan endapan lingkungan laut pada Miosen Awal bagian tengah – Miosen awal bagian akhir. Secara umum, Satuan Batupasir Sambipitu terdiri dari endapan tebal batupasir, dengan sisipan Batu lanau, dan Batulempung yang sangat mencerminkan karakteristik turbidit dengan hadirnya struktur-struktur sedimen penciri, seperti: slump, gradded bedding, ripple, convolute, current ripple, dan laminasi. Berbeda dari formasi sebelumnya dalam komposisi material vulkaniknya. Pada Satuan Batupasir Sambipitu material vulkanik cukup mendominasi. Pada Sungai Widoro, keterdapatan material vulkanik masih sering dijumpai pada bagian atas formasi, semakin mengarah ke bagian muda (yaitu pada bagian tengah atas formasi), material-material vulkanik ini mulai tergantikan oleh dominasi unsur-unsur karbonat. Terkadang dijumpai juga fragmen-fragmen koral dan foram besar. Hal ini mengindikasikan adanya proses pencampuran material karbonat dari laut dangkal pada saat formasi ini terendapkan. III. METODE PENELITIAN Morfometri merupakan ukuran dan analisis matematis konfigurasi permukaan bumi baik bentuk, dimensi maupun bentuklahannya (Thornbury, 1969). Metode yang digunakan dalam penelitian ini yaitu analisis morfometri DAS menggunakan Sistem Informasi Geografis (SIG). Data yang digunakan yaitu data jaringan sungai dan data topografi yang diperoleh dari peta Rupa Bumi Indonesia Jabung (Lembar 1408-313)
dan Wonosari (Lembar 1408-311) skala 1: 25.000 yang diterbitkan oleh Bakosurtanal. Parameter yang digunakan dalam menganalisis morfometri DAS antara lain :
Tabel 1. Metode untuk Menghitung Parameter Morfometri DAS Parameter Morfometri Orde Sungai Panjang Sungai (Lu)
LINEAR
Rata-rata panjang sungai (Lsm) Stream length ratio (RL) Bifurcation ratio (Rb)
RELIEF
Basin relief (Bh) Relief ratio (Rh) Ruggedness
Rumus
Referensi
Peringkat hierarki
Strahler(1964)
Panjang sungai
Horton(1945)
Lsm= Lu/Nu dimana, Lsm=rata-rata panjang sungai Lu=Jumlah panjang sungai orde; Nu=Jumlah segmen sungai orde u RL=Lu/Lu-1 dimana, Lu= Jumlah panjang sungai orde'u' ; Lu-1=Jumlah panjang sungai orde yang lebih rendah Rb=Nu/Nu+1 dimana, Nu= Jumlah segmen sungai orde ; Nu+1= Jumlah segmen sungai orde yang lebih tinggi Jarak vertikal antara titik tertinggi dengan titik terendah DAS Rh=Bh/Lb dimana, Bh =Basin relief; Lb=Basin length Rn= Bh x Dd dimana, Bh= Basin relief;
Strahler(1964)
Horton(1945) Schumn(1956) Schumn(1956) Schumn(1956) Schumn(1956)
number (Rn) Drainage density (Dd) Stream frequency (Fs)
Dd= Drainage Density Dd=Lu/A dimana, Lu= Jumlah panjang Horton(1932) semua sungai ; A=Luas DAS (km2) Fs=Nu/A dimana, Nu=Jumlah segmen Horton(1932) sungai orde u; A=Luas DAS (km2) T = N1/P dimana , N1= Jumlah sungai orde Horton(1945) Texture ratio (T) 1, P= Keliling DAS Rf=A/(Lb)2 dimana, A=Luas DAS (km2) ; Horton(1932) Form factor (Rf) Lb= Panjang DAS Rc= A/Adp dimana, A=Luas DAS (km2); Cooke dan Circularity ratio AERIAL Adp= Luas lingkaran dengan keliling Pb Dornkamp (1974) (Rc) (km) Rc= 2*(A/π)0,5/Lb A=Luas DAS Schumn(1956) Elongation ratio (Re) (km2); Lb= Basin length Length of Overland Horton(1945) Lof = 1/2 Dd dimana, Dd= Drainage density Flow (Lof) constant channel Horton(1945) C = 1/Dd dimana, Dd= Drainage density maintenance (C).
Orde sungai dibuat menggunakan hukum Strahler (1964). Sungai orde satu adalah sungai yang terkecil dan tidak memiliki cabang lagi. Sungai orde dua adalah sungai yang menjadi pertemuan dua alur sungai orde 1. Sungai orde 3 dibentuk dari pertemuan 2 alur sungai orde 2, dan selanjutnya untuk orde sungai yang lebih tinggi. Parameter yang digunakan dibagi menjadi 3 aspek yaitu linear, relief dan aerial (Tabel 1.) Parameter yang digunakan antara lain: Bifurcation Ratio (Rb), Drainage Density (Dd), Stream Frequency (Fs), Texture Ratio (T), Basin Relief (Bh), Relief Ratio (Rh), Ruggedness Number (Rn), Form Factor (Rf), Length of Overland Flow (Lof), dan Constant Channel Maintenance (C). Data yang digunakan dalam penelitian ini meliputi data peta topografi dan data vektor jaringan sungai. Analisis morfometri DAS dilakukan menggunakan software ArcGIS 9.3.
V. HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian ini dilakukan dalam tiga tahapan yaitu; (1) penentuan orde sungai dengan cara Horton; (2) perhitungan parameter morfometri; dan (3) menganalisis hasil perolehan parameter morfometri DAS Widoro dan keterkaitannya dengan kondisi geomorfologi maupun kondisi geologi di wilayah kajian.
1. Morfometri DAS a) Morfometri (linier) DAS Hasil analisa data mengenai morfometri (linier) DAS Widoro seperti yang ditampilkan dalam tabel 2 dapat diketahui bahwa DAS terdiri dari 3
orde sungai dengan panjang sungai seluruh ordo sebesar 35.359,81 m dan terdiri dari 50 sungai. Ordo yang memiliki total panjang sungai terpanjang adalah ordo 1 sebesar 18.488,15 m. Jumlah sungai terbanyak dalam ordo juga masih dimiliki oleh ordo 1 sebanyak 26 sungai. Namun rata-rata panjang sungai (Lsm) terbesar dimiliki oleh ordo 3 sebesar 939,99 m.
Tabel 2. Perhitungan Morfometri (linier) DAS Widoro Morfometri DAS SemuaOrde Orde 1 Orde 2 Orde 3 Sumber : Hasil Analisis
Panjang(meter) 35359,81 18488,15 4651,76 12219,90
JumlahOrde 50 26 11 13
Rata-rataPanjangSungai BifurcationRatio 707,20 -' 711,08 3,97 422,89 0,38 939,99 -'
Jumlah alur sungai pada masing-masing orde dapat ditetukan dari indeks percabangan sungai (Bifurcation Ratio) yang merupakan rasio antara nomor sungai orde ke i terhadap nomor sungai orde i+1 (Horton, 1945).Parameter ini kemudian dikembangkan oleh Strahler(1964) yaitu perbandingan panjang sungai orde ke i+1 terhadap panjang sungai orde i (length ratio,Li), juga Dchumm (1956) yaitu perbandingan antara luas pengaliran sungai orde i+1 terhadap luas pengaliran sungai orde i (area ratio,Ai). Indeks percabangan
sungai
yang
diperoleh adalah 2,36 (orde 1) dan 0,85 (orde 2). Nilai Rb ordo 1 dan 2 (Rb < 3) dapat mewakili keadaan bahwa alur sungai mempunyai kenaikan muka air banjir dengan cepat, sedangkan penurunannya berjalan lambat (Rahayu, S. et al, 2009). Sehingga dapat diketahui bahwa sungai-sungai yang berada di kedua orde tersebut memiliki kerentanan terhadap bencana banjir.
b) Morfometri (relief) DAS Hasil analisa data mengenai morfometri (relief) DAS Widoro seperti yang ditampilkan dalam tabel 3 dapat diketahui bahwa Basin Relief (Bh) yang diperoleh melalui jarak vertikal antara titik tertinggi dengan titik terendah DAS adalah sebesar 550 m. Rasio relief (Rh) yang diperoleh melalui perbandingan antara Basin Relief (Bh) dengan Basin length atau panjang DAS (Lb) adalah sebesar 0,1. Sedangkan Ruggedness number (Rn) yang diperoleh melalui besar Basin Relief (Bh) yang dikalikan dengan besar kerapatan drainase yang merupakan salah satu parameter morfometri (areal) DAS adalah sebesar 0,70.
c). Morfometri (areal) DAS Hasil analisis menunjukkan bahwa nilai dari drainage density yang rendah dan stream frequency yang rendah (tabel 3). Drainage density atau kerapatan aliran merupakan ekspresi kedekatan antar saluran. Nilai Dd yang rendah mengindikasikan daerah tersebut tersusun atas material bawah permukaan yang kedap (impermeabel), daerah bergunung dengan vegetasi yang jarang. rendahnya nilai drainage density di DAS Widoro berkaitan dengan kondisi material bawah permukaan yang kedap air, vegetasi yang jarang dan relief bergunung-gunung. Selain itu, nilai frekuensi sungai (Fs) di semua ordo sungai juga rendah. Hal ini erat kaitannya dengan permeabilitas yang rendah, kapasitas infiltrasi rendah dan bantuan yang kedap air pada masing-masing subDAS. Nilai Fs yang rendah akan menyebabkan aliran permukaan yang dihasilkan tinggi. Texture ratio (T) merupakan faktor penting dalam analisis morfometrik drainase yang tergantung pada litologi yang mendasarinya, kapasitas infiltrasi dan aspek relief medan. Texture ratio (T) tinggi mengindikasikan potensi erosi dan aliran permukaan yang tinggi pula. Nilai tekstur ratio di DAS Widoro rendah karena memiliki nilai kurang dari 1. Hal ini berarti bahwa berdasarkan faktor ini jumlah erosi dan aliran permukaan akan sedikit. Length of overland flow (Lof) merupakan panjang air dipermukaan tanah sebelum terkonsentasi pada saluran. Nilai Lof pada DAS sangat kecil. Hal ini berarti akan menyebabkan aliran akan semakin cepat menuju saluran dan potensi banjir bandang akan tinggi. Constant channel maintenance menunjukkan seberapa km2 dari luas DAS yang dibutuhkan untuk konservasi dan keberlanjutan sungai sepanjang 1 km. Nilai yang rendah pada constant channel maintenance (C) pada tiap subDAS mengindikasikan bahwa aliran permukaan (runoff) lebih besar dari permeabilitasnya. Hal ini berarti air hujan yang jatuh ke permukaan cenderung menjadi aliran permukaan daripada meresap ke dalam tanah. Hasil analisis menunjukkan bahwa nilai C di DAS rendah sehingga berdasarkan faktor ini air lebih banyak menjadi aliran permukaan.
VI. KESIMPULAN Berdasarkan analisis data morfometri DAS Widoro yang telah dilakukan dapat diketahui bahwa alur sungai mempunyai kenaikan muka air banjir dengan cepat, sedangkan penurunannya berjalan lambat sehingga memiliki kerentanan terhadap bencana banjir. DAS Widoro berkaitan dengan kondisi material bawah permukaan yang kedap air dengan permeabilitas yang rendah, kapasitas infiltrasi rendah , vegetasi yang jarang dan relief bergunung-gunung sehingga aliran permukaan yang dihasilkan tinggi.
DAFTAR PUSTAKA Dixon, J. A., K. W. Easter. 1986. Integrated Watershed Management: An Approach to Resource Management. In K.W. Easter, J.A.Dixon, and M.M. Hufschmid. Watershed Resources Management. An Integrated Framework with Studies from Asia and the Pacific. Studies in Water Policy and management, No.10. Westview Press and London.Honolulu. Horton, R.E. 1932. Drainage Basin Characteristics. Tansactions of American Geophysical Association, 13, pp. 350-36.1 Schumm, S.A. 1956. Evolution of Drainage Systems and Slopes in Badlands at Perth Amboy. Geological Society of America, New Jersey. Vol .67. Strahler, A.N. 1964. Quantitative Geomorphology of Drainage Basins and Channel Networks; Handbook of applied hydrology. McGraw- Hill Book Cooperation, New York Strahler (1987), Modern Physical Geography, New York : John Willey & Sons Thornbury, W.D.1969. Principles of Geomorphology. John Wiley and Sons, New York. Verstappen, H. Th., 1985. Applied Geomorphological Survey and Natural Hazard Zoning. Enschede: ITC.
