analisis bahaya erosi permukaan menggunakan … · yang bervariasi dan curah hujan tahunan hingga...
TRANSCRIPT
i
ANALISIS BAHAYA EROSI PERMUKAAN MENGGUNAKAN
METODE USLE DENGAN PEMANFAATAN PENGINDERAAN
JAUH DAN SIG DI SUB DAS SAMIN, KABUPATEN
KARANGANYAR DAN SUKOHARJO
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan
Mencapai derajat Sarjana S-1
Fakultas Geografi
Oleh:
Azza Nurfadhila Firdaus
E100160157
FAKULTAS GEOGRAFI
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017
ii
HALAMAN PENGESAHAN
ANALISIS BAHAYA EROSI PERMUKAAN MENGGUNAKAN METODE
USLE DENGAN PEMANFAATAN PENGINDERAAN JAUH DAN SIG DI
SUB DAS SAMIN, KABUPATEN KARANGANYAR DAN SUKOHARJO
AZZA NURFADHILA FIRDAUS
NIM : E100160157
Telah dipertahankan di depan Tim Penguji
Fakultas Geografi
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Pada hari Sabtu, 4 November 2017
Dan dinyatakan telah memenuhi syarat
Tim Penguji: Tanda Tangan
Ketua : Dr. Kuswaji Dwi Priyono, M.Si. (........................)
Anggota I : Ir. Taryono, M.Si. (........................)
Anggota II : Drs. Suharjo, M.S. (........................)
Pembimbing : Dr. Kuswaji Dwi Priyono, M.Si. (........................)
Dekan,
Drs. Yuli Priyana, M.Si.
NIK. 573
iii
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam Skripsi ini tidak terdapat karya yang
pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi dan
sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis
atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan
disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, 1 September 2017
Azza Nurfadhila Firdaus
iv
HALAMAN PERSEMBAHAN
Untuk bumiku,
dan untukmu yang membaca ini..
v
INTISARI
Oleh:
Azza Nurfadhila Firdaus
E100160157
Sub DAS Samin terletak di Kabupaten Karanganyar dan Kabupaten Sukoharjo Jawa
Tengah, yang memiliki topografi datar hingga bergunung dengan kemiringan lereng
yang bervariasi dan curah hujan tahunan hingga 3.879,95 mm/tahun yang
memungkinkan terjadinya bahaya erosi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan
memetakan sebaran erosi di Sub DAS Samin berdasarkan USLE menggunakan data
penginderaan jauh berupa citra Landsat 8 OLI dan analisis SIG, serta menganalisis
faktor yang dominan terhadap bahaya erosi tanah di Sub DAS Samin menggunakan
analisis statistik. Metode USLE menggunakan lima parameter, yaitu indeks panjang dan
kemiringan lereng (LS) diperoleh dari peta kemiringan lereng, indeks erosivitas hujan
(R) diperoleh dari perhitungan erosivitas hujan, pengelolaan tanaman (C) dan indeks
konservasi lahan (P) yang diperoleh dari interpretasi citra dan survei lapangan, serta
indeks erodibilitas tanah (K) yang diperoleh dari peta jenis tanah. Pengolahan data dan
analisis overlay parameter erosi dan perhitungan erosi menggunakan metode USLE
dilakukan untuk mendapatkan hasil akhir berupa besar erosi yang dikategorikan menjadi
lima kelas yaitu sangat ringan, ringan, sedang, berat, dan sangat berat. Hasil penelitian
menunjukkan bahwa bahaya erosi di Sub DAS Samin terdiri dari lima kelas, yaitu sangat
ringan seluas 20.427,84 ha (59,81%), ringan seluas 7.700,06 ha (22,55%), sedang seluas
3.546,56 ha (10,38%), berat seluas 1.738,42 ha (5,09%), dan sangat berat seluas 737,37
ha (2,16%). Kecamatan yang memiliki tingkat bahaya erosi sedang hingga sangat berat
adalah Polokarto, Jatiyoso, Jumapolo, Jumantono, Matesih dan Tawangmangu.
Berdasarkan hasil analisis statistik, faktor yang dominan memengaruhi erosi adalah
pengelolaan tanaman (C) dengan nilai koefisien regresi sebesar 882,892 dan tingkat
signifikansi < 0,05 yang berarti bahwa variabel pengelolaan tanaman memiliki pengaruh
yang kuat terhadap besar erosi di Sub DAS Samin. Pemetaan tingkat bahaya erosi ini
akan sangat membantu dalam menentukan tindakan pengelolaan dan konservasi lahan
yang baik dan sesuai di daerah penelitian.
vi
ABSTRACT
By:
Azza Nurfadhila Firdaus
E100160157
Samin Sub-Watershed Area is located in Karanganyar District and Sukoharjo District
Central Java, that has flat until montainous topography with various slope and annual
rainfall up to 3879,95 mm/year which possible causes erosion. This research was aimed
to analyze and mapping the soil erosion at Samin Sub-Watershed Area based on the
Universal Soil Loss Equation (USLE) formula, using remote sensing imagery data,
Landsat 8 and by applying Geographical Information System (GIS) analysis, also to
analyze dominant factor of the soil erosion at Samin Sub-Watershed Area using
stastistic analysis. USLE method were uses five parameters, those were length and slope
index from slope maps, rainfall erosivity index from the calculation of erosivity index
value, crop management index and land conservation index from image interpretation
and field checks, and soil erodibility index from soil maps. An overlay process was done
to obtain the final result, the erosion potential rate maps which categorized in five
classes: very light, light, medium, heavy, and very heavy. The results showed that the
erosion potential rate at Samin sub-watershed area consist five classes, those are very
light 20.427,84 hectares wide (59,81%), light 7.700,06 hectares wide (22,55%),
moderate 3.546,56 hectares wide (10,38%), heavy 1.738,42 hectares wide (5,09%), and
very heavy 737,37 hectares wide (2,16%). Polokarto, Jatiyoso, Jumapolo, Jumantono,
Matesih and Tawangmangu Sub-district were sub-district which has medium to very
heavy erosion potential rate. Based on statistics analysis, the dominant factor that affect
erosion is variable of crop management with regression coefficient value of 882,892
and significance level less than 0,05 which means that variable of crop management
has a strong influence on the magnitude of erosion at Samin Sub-Watershed Area.
Erosion potential rate mapping will be very helpful in determining good and
appropirate land management and conservation in the study area.
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL .................................................................................................. i
HALAMAN PERSETUJUAN SKRIPSI ................................................................ ii
PERNYATAAN ........................................................................................................ iii
HALAMAN PERSEMBAHAN .............................................................................. iv
INTISARI .................................................................................................................. v
ABSTRACT ............................................................................................................... vi
DAFTAR ISI ............................................................................................................ vii
DAFTAR TABEL ..................................................................................................... x
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ xi
KATA PENGANTAR ............................................................................................. xii
BAB I PENDAHULUAN .......................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .......................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................................... 4
1.3 Tujuan Penelitian ........................................................................................ 4
1.4 Kegunaan Penelitian.................................................................................... 5
1.5 Telaah Pustaka dan Penelitian Sebelumnya .............................................. 5
1.5.1 Telaah Pustaka ................................................................................. 5
1.5.1.1. Erosi dan Faktor yang Berpengaruh ................................. 5
1.5.1.2. Daerah Aliran Sungai (DAS) ........................................... 9
1.5.1.3. Penginderaan Jauh .......................................................... 10
1.5.1.4. Landsat 8 OLI ................................................................. 14
1.5.1.5. Sistem Informasi Geografi ............................................. 16
1.5.1.6. Metode USLE ................................................................. 18
1.5.1.7. Komponen USLE ........................................................... 19
1.5.2 Penelitian Sebelumnya ................................................................... 22
1.6 Kerangka Penelitian .................................................................................. 26
1.8 Batasan Operasional .................................................................................. 27
BAB II METODE PENELITIAN .......................................................................... 29
2.1. Populasi/Obyek Penelitian ........................................................................ 29
2.2. Metode Pengambilan Sampel .................................................................... 29
viii
2.3. Metode Pengumpulan Data ....................................................................... 30
2.4. Instrumen dan Bahan Penelitian................................................................ 30
2.5. Teknik Pengolahan Data ........................................................................... 31
2.6. Metode Analisis Data ................................................................................ 33
2.7. Analisis Statistik ..................................................................................... 40
2.8. Diagram Alir Penelitian ............................................................................ 42
BAB III DISKRIPSI GEOGRAFIS DAERAH PENELITIAN .......................... 43
3.1. Letak, Luas, dan Batas .............................................................................. 43
3.2. Geologi dan Geomorfologi ...................................................................... 46
3.2.1. Geologi ......................................................................................... 46
3.2.2. Geomorfologi ............................................................................... 47
3.3. Tanah ......................................................................................................... 49
3.4. Iklim .......................................................................................................... 52
3.5. Penggunaan Lahan ................................................................................... 52
3.6. Struktur Penduduk .................................................................................... 53
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................ 57
4.1. Penggunaan Lahan .................................................................................. 57
4.2. Analisis Hasil Pengumpulan Data ........................................................... 65
4.2.1. Faktor Erosivitas (R) ..................................................................... 65
4.2.2. Faktor Erodibilitas (K) .................................................................. 67
4.2.3. Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng (LS) .............................. 69
4.2.4. Faktor Pengelolaan Tanaman (C) dan Konservasi Lahan (P) ...... 71
4.2.5. Perhitungan Besar Erosi ............................................................... 73
4.3. Faktor yang Berpengaruh terhadap Laju Erosi ....................................... 78
BAB V PENUTUP ................................................................................................... 81
5.1. Kesimpulan ............................................................................................. 81
5.2. Saran ........................................................................................................ 81
ix
DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. 82
DAFTAR SINGKATAN ......................................................................................... 85
Lampiran A. Tabel Titik Sampel dan Foto Lapangan ........................................ 86
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Luas lahan hutan Kabupaten Karanganyar dan Sukoharjo tahun 2007 -
2015 ............................................................................................................ 2
Tabel 1.2. Pertambahan Jumlah Penduduk Tahun 2011-2016 .................................... 2
Tabel 1.3. Perbandingan Saluran Citra Landsat 7 dan 8 .......................................... 15
Tabel 1.4. Spesifikasi Citra Landsat 8 ...................................................................... 15
Tabel 1.5. Parameter Pemrosesan Produk Data Standar Citra Landsat 8 ................. 16
Tabel 1.6. Penelitian Sebelumnya ............................................................................. 24
Tabel 2.1. Nilai Erodibilitas Tanah (K) .................................................................... 35
Tabel 2.2. Nilai Indeks Panjang dan Kemiringan Lereng (LS)................................. 36
Tabel 2.3. Nilai Indeks Pengelolaan Tanaman (C) ................................................... 37
Tabel 2.4. Nilai Indeks Konservasi Lahan (P) ......................................................... 39
Tabel 2.5. Kelas Bahaya Erosi .................................................................................. 40
Tabel 3.1. Luas Kecamatan di Sub DAS Samin ...................................................... 43
Tabel 3.2. Luas dan Persentase Luas Sub DAS Samin berdasarkan Curah Hujan ... 52
Tabel 3.3. Jenis dan Luas Penggunaan Lahan di Sub DAS Samin ........................... 53
Tabel 3.4. Jumlah Penduduk Kabupaten Karanganyar Tahun 2016 ......................... 53
Tabel 3.5. Jumlah Penduduk Kabupaten Sukoharjo Tahun 2016 ............................. 54
Tabel 4.1. Matriks Kesalahan Uji Akurasi Penggunaan Lahan Sub DAS Samin ..... 58
Tabel 4.2. Luas Penggunaan Lahan Sub DAS Samin Tahun 2017 ........................... 59
Tabel 4.3. Perbandingan Kenampakan Penggunaan Lahan di Citra Satelit dan di
Lapangan .................................................................................................. 61
Tabel 4.4. Luas dan Persentase Luas Indeks Erosivitas ............................................ 65
Tabel 4.5. Luas dan Persentase Luas Nilai Erodibilitas Tanah ................................. 67
Tabel 4.6. Luas dan Persentase Luas Nilai Panjang Kemiringan Lereng ................. 69
Tabel 4.7. Tabel Nilai Indeks C dan P ...................................................................... 71
Tabel 4.8. Luas dan Persentase Luas Bahaya Erosi Sub DAS Samin....................... 74
Tabel 4.9. Uji Analisis Regrasi Berganda Variabel Pembentukan Erosi .................. 79
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Sistem Penginderaan Jauh .................................................................... 11
Gambar 1.2. Kerangka Pemikiran Penelitian ............................................................ 26
Gambar 2.1. Diagram Alir Penelitian ....................................................................... 42
Gambar 3.1. Peta Sub DAS Samin............................................................................ 45
Gambar 3.2. Peta Kemiringan Lereng Sub DAS Samin ........................................... 48
Gambar 3.3. Peta Jenis Tanah Sub DAS Samin........................................................ 51
Gambar 3.4. Peta Curah Hujan Sub DAS Samin ...................................................... 56
Gambar 4.1. Peta Penggunaan Lahan Sub DAS Samin ............................................ 63
Gambar 4.2. Peta Titik Sampel Survei Lapangan ..................................................... 64
Gambar 4.3. Peta Erosivitas Sub DAS Samin........................................................... 66
Gambar 4.4. Peta Erodibilitas Tanah Sub DAS Samin ............................................. 68
Gambar 4.5. Peta Indeks Panjang dan Kemiringan Lereng Sub DAS Samin ........... 70
Gambar 4.6. Peta Bahaya Erosi Sub DAS Samin ..................................................... 77
xii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT., atas segala karunia rahmat
dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi dengan
judul Analisis Bahaya Erosi Permukaan Menggunakan Metode USLE dengan
Pemanfaatan Data Penginderaan Jauh dan SIG di Sub DAS Samin, Kabupaten
Karanganyar dan Sukoharjo ini disusun sebagai salah satu persyaratan memperoleh
gelar Sarjana dalam program studi Geografi, Fakultas Geografi, Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Selesainya tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai
pihak. Karena itu, dalam kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih
kepada:
1. Drs. Yuli Priyana, M.Si. selaku Dekan Fakultas Geografi Universitas
Muhammadiyah Surakarta yang telah mendukung proses perkuliahan penulis
selama di Fakultas Geografi;
2. Dr. Kuswaji Dwi Priyono, M.Si. selaku Pembimbing Akademik serta selaku
pemimbing utama yang telah meluangkan waktu, pikiran, dan tenaga dalam
membimbing penulis, sehingga tugas akhir ini dapat selesai tepat waktu;
3. Ir. Taryono M.Si. dan Drs. Suharjo, M.S. selaku dosen penguji yang telah
memberikan arahan, masukan dan koreksi kepada penulis;
4. Seluruh staff pengajar serta karyawan Fakultas Geografi UMS yang telah
memberikan fasilitas dan bekal selama proses perkuliahan;
5. Orang tua tercinta, Ibu Erni Triani dan Bapak Aris Haryanto atas motivasi dan
doa-doanya kepada penulis;
6. Athaya Nasywa dan Tabina Iftina Sahira, adik tersayang serta seluruh keluarga
besar penulis yang selalu memberikan doa dan semangat kepada penulis selama
ini baik materiil maupun non materiil;
7. Arief Syaifuddin selaku rekan yang telah memberi dukungan kepada penulis
serta membantu baik secara langsung maupun tidak langsung dalam
penyelesaian skripsi ini;
xiii
8. Teman – teman transfer UGM 2016 atas berbagai motivasi dan pengalaman
selama masa perkuliahan;
9. Geng prameks yang selalu menemani perjalanan Jogja – Solo; dan
10. Semua pihak yang ikut serta baik secara langsung maupun tidak langsung dalam
mendukung penulisan laporan ini, sehingga dapat diselesaikan dengan baik.
Harapan penulis, semoga karya ini bermanfaat bagi pembaca.
Surakarta, 1 September 2017
Penulis,
Azza Nurfadhila Firdaus