PEMETAAN TINGKAT BAHAYA EROSI

DENGAN METODE RUSLE DI SUB DAS GARANG HULU

TUGAS AKHIR

Untuk memperoleh gelar Ahli Madya (A.Md)

Oleh :

Danny Pamungkas

NIM 3212316014

JURUSAN GEOGRAFI

FAKULTAS ILMU SOSIAL

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2020

ii

iii

iv

v

MOTTO DAN PERSEMBAHAN

Pray, patient, passion and vision. Vision berarti pandangan atau impian yang

ingin dicapai, tentu saja setiap orang memiliki impian masing-masing, maka

dari itu penting bahwa seseorang perlu memiliki impian dalam hidup. Impian

tentunya sebisa mungkin diwujudkan dengan penuh semangat (passion). Ketika

dalam perjalanan untuk mewujudkan impian hidup terkadang ada kendala atau

masalah yang menimpa, maka dari itu perlu bersikap sabar (patient). Selain

membutuhkan semangat dan kesabaran, beribadah dan berdoa kepada Allah

SWT juga penting agar dimudahkan segala urusan. (Penulis)

Ojo adigang, adigung, adiguna. Jika diberi amanah kekuasaan janganlah

bertindak semena-mena terhadap orang lain. Jika memiliki sesuatu janganlah

bertindak sombong. Ketika ilmu yang dimiliki melebihi dari teman ataupun

orang lain, berbagilah ilmu yang dimiliki jangan justru menghina dan

merendahkan orang lain. (Anonim)

Percaya pada diri sendiri. Ketika suatu tantangan datang, terkadang kita merasa

berkecil hati untuk menghadapi tantangan tersebut. Tetapi hal tersebut tidaklah

baik, percaya akan kemampuan diri harus dimiliki. Percaya akan diri sendiri

dapat meningkatkan kapasitas diri kita, dengan menghadapi tantangan yang ada

maka diri kita akan dapat berkembang / improve. (Penulis)

Persembahan:

Karya ini dipersembahkan untuk :

Bapak Riyoto dan Ibu Sri Sulastri, S.Pd.I, selaku orang tua saya yang selalu

memberikan semangat saat menemui kendala serta selalu mendukung segala

usaha dan pilihan saya.

Adinda Febriana yang selalu memberikan semangat dan mengingatkan untuk

segera menyelesaikan Tugas Akhir ini. Juga telah menemani ketika melakukan

survei lapangan dan mengerjakan Tugas Akhir saya.

vi

SARI

Pamungkas, Danny. 2020, Pemetaan Tingkat Bahaya Erosi Dengan Metode

RUSLE Di Sub DAS Garang Hulu. Jurusan Geografi FIS UNNES. Pembimbing

Fahrudin Hanafi, S.Si., M.Sc. 150 Halaman.

Kata Kunci : Erosi, Tingkat Bahaya Erosi, Indeks Bahaya Erosi, RUSLE

(Revised Universal Soil Loss Equation).

Erosi adalah peristiwa pindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian-bagian tanah

dari suatu tempat ke tempat lain oleh media alami (Arsyad 2010). Erosi yang terjadi

di sub DAS Garang Hulu diakibatkan oleh adanya perubahan penggunaan lahan,

kegiatan pertanian dan perkebunan sehingga tampak jelas pada saat turunnya hujan

sungai menjadi berwarna keruh. Kegiatan pertanian dan perkebunan pada lahan

yang miring banyak ditemukan tidak mengindahkan tindakan konservasi tanah,

seperti di Desa Lempuyang, Kecamatan Bergas. Hal ini perlu diadakannya

penelitian dan pemetaan untuk mengetahui daerah yang memiliki tingkat erosi

tinggi untuk selanjutnya dapat dilakukan evaluasi oleh pemerintah.

Metode pemetaan tingkat bahaya erosi pada penelitian ini menggunakan metode

RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation), RUSLE memiliki lima faktor yang

digunakan sebagai parameter yaitu, erosivitas hujan, erodibilitas tanah, panjang dan

kemiringan lereng, pengelolaan tanaman, serta tindakan konservasi. Erosivitas

hujan dipetakan dari hasil pengolahan data curah hujan, erodibilitas tanah dipetakan

dari data jenis tanah yang kembali di survei secara kualitatif, panjang dan

kemiringan lereng dipetakan dari data SRTM V3, faktor pengelolaan tanaman

menggunakan data citra landsat 8 yang diolah menjadi peta tutupan lahan, serta

faktor tindakan konservasi menggunakan data DEMNAS dengan membaginya

menjadi beberapa kelas lereng.

Hasil yang diperoleh dalam penelitian ini berupa peta indeks bahaya erosi diketahui

seluas 1191,56 hektar (14,14%) erosi yang terjadi masih dibawah batas erosi yang

diperbolehkan, sedangkan area seluas 7232,67 hektar (85,86%) erosi yang terjadi

diatas batas nilai erosi yang diperbolehkan. Laju erosi di Sub DAS Garang Hulu

berkisar antara 5,4 - 751,29 ton/ha/tahun. Kelas TBE dari sangat ringan hingga

sedang, seluas 5381,49 Ha. Pada kelas berat hingga sangat berat seluas 3042,72 Ha.

Berdasarkan hasil pemetaan tingkat bahaya erosi menggunakan metode RUSLE,

dapat disimpulkan bahwa wilayah sub DAS Garang Hulu memiliki tingkat erosi

yang berat dibuktikan dengan wilayah seluas 7232,67 hektar diatas ambang erosi

yang diperbolehkan. Hal ini juga menandakan bahwa kegiatan pertanian dan

perkebunan pada lahan miring serta perubahan penggunaan lahan di lereng Gunung

Ungaran menyebabkan erosi yang terjadi sangat tinggi.

vii

PRAKATA

Segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, rezeki

dan hidayah-Nya. Sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan Tugas Akhir

dengan judul “Pemetaan Tingkat Bahaya Erosi Dengan Metode RUSLE di Sub

DAS Garang Hulu”. Tugas akhir ini disusun berdasarkan hasil penelitian

dilapangan dan pengolahan data spasial, bukan hasil menjiplak dari karya manapun.

Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu pemenuhan syarat untuk menyelesaikan

pendidikan D3 Program Studi Survei dan Pemetaan Wilayah Universitas Negeri

Semarang. Melalui tugas akhir ini penulis dianggap telah selesai dalam menempuh

pendidikan dan mendapatkan gelar Ahli Madya (A.Md).

Dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini, penulis mendapatkan banyak bantuan dari

berbagai pihak. Baik secara moril maupun materil. Penulis mengucapkan banyak

terimakasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Fathur Rokhman, M.Hum. Selaku Rektor Universitas Negeri

Semarang.

2. Bapak Dr. Moh Solehatul Mustofa, M.A. Selaku Dekan Fakultas Ilmu Sosial

Universitas Negeri Semarang.

3. Bapak Dr. Tjaturahono Budi Sanjoto, M.Si. Selaku Ketua Jurusan Geografi

Fakultas Ilmu Sosial Universitas Negeri Semarang.

4. Bapak Dr. Ir. Ananto Aji, M.S. Selaku Ketua Program Studi Survei dan

Pemetaan Wilayah Jurusan Geografi FIS Universitas Negeri Semarang.

5. Bapak Fahrudin Hanafi, S.Si., M.Sc. Selaku dosen pembimbing yang telah

membimbing dan memberikan masukan kepada penulis dalam menyelesaikan

Tugas Akhir.

6. Segenap Dosen Jurusan Geografi FIS UNNES yang telah memberikan ilmu

dalam bidang pemetaan.

7. Bapak Ir. Suratman, M.Si. Selaku Kepala Balai Pengelolaan DAS dan Hutan

Lindung (BPDASHL) Pemali Jratun dan Bapak Ir. H. Ruhban Ruzziyatno, MT.

Selaku Kepala Balai Besar Wilayah Sungai Pemali Juana, yang telah

viii

ix

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ............................................................................... i

PERSETUJUAN PEMBIMBING ........................................................... ii

PENGESAHAN KELULUSAN ............................................................. iii

PERNYATAAN ...................................................................................... iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN .......................................................... v

SARI ........................................................................................................ vi

PRAKATA .............................................................................................. vii

DAFTAR ISI ........................................................................................... ix

DAFTAR TABEL ................................................................................... xi

DAFTAR GAMBAR .............................................................................. xiii

DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................... xvii

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ..................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................ 3

1.3 Tujuan................................................................................... 3

1.4 Manfaat................................................................................. 3

1.5 Batasan Istilah ...................................................................... 3

BAB II LANDASAN TEORI ............................................................... 5

2.1 Pemetaan .............................................................................. 5

2.2 Tingkat Bahaya Erosi ........................................................... 6

2.3 Metode RUSLE .................................................................... 11

2.4 Daerah Aliran Sungai ........................................................... 22

x

BAB III METODE PENELITIAN ...................................................... 28

3.1 Lokasi Penelitian .................................................................. 28

3.2 Alat dan Bahan ..................................................................... 28

3.3 Fokus Penelitian ................................................................... 28

3.4 Variabel ................................................................................ 28

3.5 Sumber Data ......................................................................... 29

3.6 Metode Pengumpulan Data .................................................. 30

3.7 Analisis Data ........................................................................ 31

3.8 Diagram Alir ........................................................................ 37

BAB IV HASIL PEMETAAN DAN PEMBAHASAN ....................... 38

4.1 Kondisi Umum Daerah Penelitian........................................ 38

4.2 Model dan Perhitungan Faktor-faktor Erosi......................... 40

4.3 Erosi Menurut Satuan Medan ............................................... 61

4.4 Pembuatan Peta .................................................................... 66

BAB V PENUTUP ................................................................................. 100

5.1 Kesimpulan........................................................................... 100

5.2 Saran ..................................................................................... 100

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................ 102

LAMPIRAN ........................................................................................... 107

xi

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

Tabel 1. Erosi yang diperbolehkan ............................................................. 10

Tabel 2. Nomograf erodibilitas tanah.......................................................... 15

Tabel 3. Tipe struktur tanah ........................................................................ 16

Tabel 4. Proporsi fraksi menurut kelas tekstur tanah .................................. 17

Tabel 5. Kelas faktor pengelolaan tanaman ................................................ 21

Tabel 6. Nilai faktor konservasi lahan ........................................................ 22

Tabel 7. Contoh producer’s dan user’s accuracy ....................................... 34

Tabel 8. Tingkat bahaya erosi ..................................................................... 35

Tabel 9. Jumlah penduduk .......................................................................... 39

Tabel 10. Data curah hujan ......................................................................... 42

Tabel 11. Data curah hujan yang hilang...................................................... 43

Tabel 12. Melengkapi data curah hujan yang hilang .................................. 43

Tabel 13. Uji konsistensi ............................................................................. 45

Tabel 14. Mencari nilai K ........................................................................... 46

Tabel 15. Curah hujan telah di uji konsistensi ............................................ 48

Tabel 16. Perhitungan nilai erosivitas hujan ............................................... 50

Tabel 17. Nomograf jenis tanah .................................................................. 52

Tabel 18. Ciri-ciri tanah kualitatif ............................................................... 53

Tabel 19. Kriteria Indeks Keterpisahan ...................................................... 56

Tabel 20. Indeks keterpisahan antar piksel ................................................. 56

Tabel 21. Contoh pengisian confusion matrix............................................. 57

Tabel 22. Contoh producer’s dan user’s accuracy ..................................... 58

Tabel 23. Confusion matrix hasil survei tutupan lahan ............................... 59

Tabel 24. Producer’s dan user’s accuracy hasil survei .............................. 59

Tabel 25. Nilai koefisien kappa .................................................................. 60

Tabel 26. Nilai faktor P ............................................................................... 61

Tabel 27. Kelas lereng satuan medan .......................................................... 62

Tabel 28. Nilai indeks bahaya erosi ............................................................ 63

xii

Tabel 29. Tingkat bahaya erosi ................................................................... 64

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 1. Diagram segitiga kelas tekstur tanah (USDA 1997) ................. 18

Gambar 2. Siklus hidrologi (Asdak, 2010) ................................................. 23

Gambar 3. Kurva massa ganda.................................................................... 47

Gambar 4. Data curah hujan setiap stasiun hujan ....................................... 66

Gambar 5. Data curah hujan yang hilang .................................................... 66

Gambar 6. Uji konsistensi data curah hujan ............................................... 66

Gambar 7. Kurva massa ganda.................................................................... 67

Gambar 8. Rumus Lenvain ......................................................................... 67

Gambar 9. Hasil perhitungan erosivitas hujan ............................................ 67

Gambar 10. Nilai erosivitas hujan ............................................................... 67

Gambar 11. Input data erosivitas ................................................................ 67

Gambar 12. Display koordinat x dan y ....................................................... 68

Gambar 13. Pilih data x dan y ..................................................................... 68

Gambar 14. Tampilan data x dan y ............................................................. 68

Gambar 15. Pengisian data pada tool IDW ................................................. 69

Gambar 16. Hasil metode IDW ................................................................... 69

Gambar 17. Erosivitas hujan dan fungsi int, times ..................................... 70

Gambar 18. Data jenis tanah ....................................................................... 70

Gambar 19. Persebaran titik survei tanah ................................................... 71

Gambar 20. Nilai nomograf tanah pada attribute table .............................. 71

Gambar 21. Peta erodibilitas tanah ............................................................. 71

Gambar 22. SRTM V3 ................................................................................ 72

Gambar 23. Raster calculator untuk mengubah derajat ke radian.............. 72

Gambar 24. Peta kemiringan dan aspect ..................................................... 73

Gambar 25. Rumus Moore dan Wilson pada raster calculator .................. 73

Gambar 26. Hasil raster calculator rumus Moore dan Wilson .................. 73

Gambar 27. Reclassify data faktor LS ......................................................... 74

Gambar 28. Peta faktor LS .......................................................................... 74

xiv

Gambar 29. Input citra landsat 8 ................................................................. 75

Gambar 30. Pilih saluran yang akan dimasukkan ....................................... 75

Gambar 31. Tampilan citra komposit 4,3,2................................................. 75

Gambar 32. Menyimpan citra komposit 4,3,2............................................. 76

Gambar 33. Tampilan citra di Envi 5.1 ....................................................... 76

Gambar 34. Proses koreksi geometrik 1 ..................................................... 77

Gambar 35. Proses koreksi geometrik 2 ..................................................... 77

Gambar 36. Membuat GCP (Ground Control Point) ................................. 78

Gambar 37. Tingkat RMS Error ................................................................. 78

Gambar 38. Warp file untuk menyesuaikan citra dengan koordinat GCP .. 78

Gambar 39. Pilih citra landsat 8 untuk di warp file .................................... 79

Gambar 40. Simpan citra landsat 8 terkoreksi geometrik ........................... 79

Gambar 41. Masukkan file MTL ................................................................. 79

Gambar 42. Membuat file reflectance ......................................................... 80

Gambar 43. Setting untuk FLAASH reflectance (1) ................................... 80

Gambar 44. Masukkan file radiance ........................................................... 80

Gambar 45. Setting untuk FLAASH reflectance (2) ................................... 81

Gambar 46. Hasil reflectance ...................................................................... 81

Gambar 47. Compute statistic ..................................................................... 81

Gambar 48. Histogram nilai sebelum dimasukkan rumus .......................... 82

Gambar 49. Rumus untuk koreksi radiometrik dengan band math ............ 82

Gambar 50. Pilih file reflectance ................................................................ 82

Gambar 51. Pilih saluran pada file reflectance ........................................... 83

Gambar 52. Compute statistic hasil FLAASH ............................................ 83

Gambar 53. Histogram citra terkoreksi radiometrik FLAASH ................... 83

Gambar 54. Input data shapefile batas DAS (1) ......................................... 84

Gambar 55. Input data shapefile batas DAS (2) ......................................... 84

Gambar 56. Tampilan shapefile batas DAS ................................................ 84

Gambar 57. Subset data via ROI ................................................................. 85

Gambar 58. Hasil crop citra landsat sesuai batas DAS ............................... 85

Gambar 59. Buka data citra sesuai batas DAS ............................................ 85

xv

Gambar 60. Klik supervised maximum likelihood ...................................... 86

Gambar 61. Pilih citra hasil terkoreksi geometrik dan radiometrik ............ 86

Gambar 62. Pilih seluruh kelas titik sampel................................................. 86

Gambar 63. Hasil klasifikasi ....................................................................... 87

Gambar 64. Peta faktor C hasil penyesuaian luas ....................................... 87

Gambar 65. Titik sampel faktor C............................................................... 88

Gambar 66. Input data DEMNAS ............................................................... 88

Gambar 67. Tool slope untuk pembuatan peta kemiringan lereng ............. 89

Gambar 68. Peta kemiringan lereng untuk faktor P .................................... 89

Gambar 69. Reclassify data raster kemiringan lereng ................................ 89

Gambar 70. Raster to polygon .................................................................... 90

Gambar 71. Peta faktor P hasil penyesuaian luas ....................................... 90

Gambar 72. Tool intersect ........................................................................... 90

Gambar 73. Attribute table satuan medan ................................................... 91

Gambar 74. Peta satuan medan ................................................................... 91

Gambar 75. Attribute table dan bulk density, kedalaman tanah, dan faktor

kedalaman tanah ...................................................................... 92

Gambar 76. Perhitungan EDP menggunakan raster calculator.................. 92

Gambar 77. Attribute table hasil perhitungan EDP .................................... 92

Gambar 78. Perhitungan nilai erosi menggunakan raster calculator ......... 93

Gambar 79. Hasil perhitungan erosi............................................................ 93

Gambar 80. Attribute table poligon erosi .................................................... 94

Gambar 81. Peta erosi ................................................................................. 94

Gambar 82. Print and page setup ............................................................... 95

Gambar 83. Rectangle dan ruler ................................................................. 95

Gambar 84. Tool text ................................................................................... 95

Gambar 85. Add data .................................................................................. 96

Gambar 86. Legenda ................................................................................... 96

Gambar 87. Arah/orientasi peta .................................................................. 97

Gambar 88. Skala garis dan angka .............................................................. 97

Gambar 89. Tool inset dan peta inset .......................................................... 98

xvi

Gambar 90. Sumber dan pembuat peta ....................................................... 98

Gambar 91. Koordinat pada peta ................................................................ 98

Gambar 92. Tata letak peta ......................................................................... 99

xvii

LAMPIRAN

Lampiran Halaman

1. Peta Erosivitas Hujan ........................................................................ 107

2. Peta Erodibilitas Tanah ..................................................................... 108

3. Peta Panjang dan Kemiringan Lereng ............................................... 109

4. Peta Pengelolaan Tanaman ............................................................... 110

5. Peta Praktek Konservasi Lahan ......................................................... 111

6. Peta Satuan Medan ............................................................................ 112

7. Peta Indeks Bahaya Erosi .................................................................. 113

8. Peta Tingkat Bahaya Erosi ................................................................ 114

9. Tabel Hasil Survei Jenis Tanah ......................................................... 115

10. Tabel Hasil Survei Tutupan Lahan ................................................... 119

11. Tabel Satuan dan Kode Medan ......................................................... 121

12. Tabel Nilai Erosi Berdasarkan Satuan Medan .................................. 123

13. Tabel Erosi, EDP, IBE Berdasarkan Satuan Medan Sub DAS

Garang Hulu ...................................................................................... 125

14. Form Uji Akurasi Peta Tutupan Lahan ............................................. 135

15. Form Survei Jenis Tanah ................................................................... 137

16. Form Survei Geomorfologi ............................................................... 140

17. Surat Perijinan Permintaan Data BPDASHL .................................... 143

18. Surat Perijinan Permintaan Data Dinas PSDA Jateng ...................... 144

19. Surat Perijinan Kesbangpol ............................................................... 145

20. Surat Perijinan Alat Laboratorium .................................................... 146

21. Peta Survei Lapangan ........................................................................ 148

22. Foto Survei Lapangan ....................................................................... 149

23. Gambar Diagram Alir Pemetaan Faktor-faktor RUSLE ................... 150

24. Gambar Diagram Alir Pemetaan Erosi yang Diperbolehkan ............ 151

25. Gambar Diagram Alir Pemetaan Indeks dan Tingkat Bahaya Erosi. 152

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Daerah aliran sungai (DAS) merupakan suatu wilayah yang dibatasi oleh

batas alam, seperti punggung bukit atau gunung, maupun batas buatan manusia,

seperti jalan atau tanggul, dimana air hujan yang turun pada wilayah tersebut

memberi kontribusi aliran ke outlet (Suripin 2001). Lahan adalah suatu lingkungan

fisik yang meliputi tanah, iklim, relief, hidrologi, dan vegetasi, faktor-faktor

tersebut saling mempengaruhi potensi pengunaannya, termasuk faktor akibat

kegiatan manusia, baik pada masa lalu maupun sekarang (Hardjowigeno dkk.,

2001). Perubahan penggunaan lahan menjadi faktor serius yang berkaitan dengan

masalah erosi tanah. Perubahan tata guna lahan pada subDAS Garang Hulu yang

semestinya menjadi kawasan lindung berubah menjadi kawasan budidaya tanaman

semusim dan permukiman, menyebabkan terjadinya erosi tanah.

RUSLE adalah model erosi yang dirancang untuk memprediksi kehilangan

tanah tahunan rata-rata dalam kurun waktu yang lama terbawa oleh air limpasan

dari kemiringan lereng lahan tertentu dalam sistem penanaman dan pengelolaan

tertentu dan juga dari luas area. Metode RUSLE adalah model revisi atau

penyempurnaan dari model sebelumnya yaitu USLE (Renard et al., 1997). RUSLE

menggabungkan beberapa faktor penyebab erosi untuk memprediksi kehilangan

tanah dari erosi lembar dan alur yang disebabkan oleh aliran permukaan dan hujan,

hasil prediksi erosi dapat membantu perencanaan teknik konservasi (Sinukaban,

1980).

DAS Garang adalah daerah aliran sungai yang berada di tiga wilayah

administrasi yaitu Kabupaten Semarang, Kota Semarang dan Kabupaten Kendal.

DAS Garang terdiri dari empat bagian daerah aliran sungai, yaitu sub DAS Garang

Hulu, Kreo, Kripik, dan Hilir. DAS Garang Hulu secara administrasi berada di

sepuluh kecamatan yaitu Kecamatan Ungaran Timur, Kecamatan Gunungpati,

Kecamatan Limbangan, Kecamatan Bandungan, Kecamatan Banyumanik,

2

Kecamatan Bergas, Kecamatan Boja, Kecamatan Gajahmungkur, Kecamatan

Sumowono dan Kecamatan Ungaran Barat (Rosyada dkk., 2015).

Dari tahun 1995-2010 terjadi perubahan penggunaan lahan yang cukup

signifikan. Luasan hutan yang sebelumnya 23,28 km2 menjadi 18,38 km2, serta

permukiman dari 1,69 km2 menjadi 7,41 km2 (Setyowati, dkk., 2011). Sedangkan

menurut Sucipto (2008) selama kurun waktu 8 tahun (1998-2006) terjadi penurunan

fungsi lahan pada area perkebunan sebesar 117 hektar dari 1.511 hektar (1998)

menjadi 1.394 hektar (2006), dan setiap tahun nya ada peningkatan alih fungsi lahan

untuk permukiman mencapai 8,50 hektar. Pada lahan perkebunan, terutama

perkebunan pada lahan miring dan daerah yang tinggi persentase terjadinya erosi

sangat tinggi, cara pengolahan lahan yang tidak sesuai seperti menggunakan sistem

terasering tanpa adanya pembatas/tanggul yang menahan tanah, menyebabkan

tanah dapat tererosi dengan mudah.

Perkebunan dan pertanian di lereng Gunung Ungaran banyak ditemukan

terasering tanpa menggunakan tanggul batu tambahan dan bahkan tanpa tanggul,

hal tersebut jelas mempengaruhi laju erosi yang terjadi. Menurut Dinas

Permukiman dan Tata Ruang Provinsi Jawa Tengah (2005), permasalahan

sedimentasi di Sungai kaligarang telah mencapai 20 ton/ha/tahun, tanah yang

dominan di Sub DAS Garang Hulu adalah tanah latosol coklat tua dan latosol coklat

tua kemerahan yang memiliki kepekaan yang tinggi terhadap erosi (BPDAS Pemali

Jratun, 2005)

Metode RUSLE mampu menghitung kehilangan tanah pada daerah dengan

aliran permukaan yang signifikan, dan tidak dirancang untuk daerah yang tidak

terjadi aliran permukaan (Jones et al., 1996). Berdasarkan hasil penelitian

Nugraheni dkk., (2013). Berisi tentang perbandingan prediksi laju erosi

menggunakan model USLE, MUSLE dan RUSLE, diketahui bahwa model RUSLE

lah yang mendekati nilai hampir sama dengan hasil penelitian sebelumnya. Belum

adanya pemetaan erosi menggunakan metode RUSLE serta belum adanya

pembaruan mengenai pemetaan erosi yang terjadi di subDAS Garang Hulu,

mengingat penggunaan lahan setiap tahunnya berpotensi mengalami perubahan.

3

Maka dari itu perlunya saya memetakan ulang erosi yang terjadi melalui penelitian

menggunakan model RUSLE.

1.2 Rumusan Masalah

1.2.1 Seberapa besar total erosi yang terjadi pada sub das garang hulu?

1.2.2 Pada satuan lahan manakah tingkat bahaya erosi yang paling berat?

1.3 Tujuan Penelitian

1.3.1 Mengetahui total erosi yang terjadi pada sub das garang hulu dengan metode

RUSLE.

1.3.2 Memetakan tingkat bahaya erosi dengan metode RUSLE.

1.4 Manfaat Penelitian

1.4.1 Dapat memperkaya ilmu bagi dunia pendidikan, khususnya mahasiswa

untuk mempelajari model laju erosi dengan metode RUSLE.

1.4.2 Dapat dijadikan sebagai dasar pengambilan keputusan untuk dinas terkait

mengenai konservasi di bagian hulu das garang.

1.4.3 Dapat menjadi pengetahuan bagi masyarakat yang bermukim di sub das

garang hulu mengenai daerah mana saja yang rawan erosi.

1.5 Batasan Istilah

Adapun penjelasan sekaligus pembatasan istilah terkait judul yaitu :

1.5.1 Pemetaan

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), pemetaan adalah proses,

cara, perbuatan membuat peta. Pengertian lain tentang pemetaan yaitu sebuah

tahapan yang harus dilakukan dalam pembuatan peta. Langkah awal yang dilakukan

dalam pembuatan data, dilanjutkan dengan pengolahan data, dan penyajian dalam

bentuk peta (Juhadi dan Setyowati, 2001).

4

1.5.2 Tingkat Bahaya Erosi

Menurut Kemenhut (2013), tingkat bahaya erosi adalah perhitungan

dengan cara membandingkan tingkat erosi di suatu lahan (land unit) dan kedalaman

tanah efektif pada satuan lahan tersebut. Erosi adalah peristiwa pindahnya atau

terangkutnya tanah atau bagian-bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh

media alami (Arsyad 2010).

1.5.3 Metode

Menurut Rosady Ruslan (2003:24) metode adalah aktivitas ilmiah yang

masih berkenaan pada suatu cara kerja yang tersusun (sistematis) di tujukan agar

dapat memahami suatu subjek atau objek pada sebuah penelitian, sebagai salah satu

cara untuk menemukan jawaban yang bisa di pertanggung jawabkan ilmiah serta

keabsahannya.

1.5.4 Rusle

RUSLE (Revised Universal Soil Loss Equation) adalah model erosi yang

dirancang untuk memprediksi erosi tahunan rata-rata dalam kurun waktu yang

panjang terbawa oleh air limpasan dari kemiringan lereng lahan tertentu dalam

sistem penanaman dan pengelolaan tertentu dan juga dari luas area. RUSLE

merupakan revisi atau penyempurnaan dari metode sebelumnya yaitu USLE.

RUSLE telah digunakan dalam memprediksi besarnya erosi di padang rumput

(rangelands) dan lahan non pertanian seperti lahan untuk bangunan (Renard et al.,

1997). Sebelum RUSLE, Wischmeier dan Smith (1978) merumuskan suatu model

yang bernama USLE (Universal Soil Loss Equation), USLE merupakan model erosi

yang dirancang untuk memprediksi rata-rata erosi tanah dalam jangka waktu

panjang dari suatu area pertanian dengan sistem penanaman dan pengelolaan

tertentu.

5

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1 Pemetaan

2.1.1 Pengertian Peta dan Pemetaan

Peta adalah penyajian grafis dari seluruh atau sebagian muka bumi pada

suatu skala dan sistem proyeksi tertentu. Peta menampilkan unsur-unsur di muka

bumi dengan cara memilih, menseleksi atau generalisasi sesuai dengan maksud dan

tujuan dari pembuatan peta. Pemetaan adalah suatu proses yang melalui beberapa

tahapan kerja (pengumpulan data, pengolahan data, dan penyajian data) untuk

menghasilkan produk akhir peta (Soendjojo dkk., 2012).

2.1.2 Proses Pemetaan

Proses pemetaan adalah langkah-langkah yang harus dilakukan untuk

mendapatkan suatu produk peta. Menurut Permanasari (2007) mengemukakan tiga

tahapan, yaitu:

2.1.2.1 Tahap Pengumpulan data

Langkah awal dimulai dari pengumpulan data. Data merupakan suatu

bahan yang diperlukan dalam proses pemetaan. Keberadaan data sangat penting,

dengan adanya data seseorang dapat melakukan analisis dan evaluasi tentang data

wilayah tertentu. Data yang dipetakan dapat berasal dari data primer maupun

sekunder. Data yang dipetakan adalah data yang bersifat spasial, yaitu data tersebut

terdistribusi atau tersebar secara keruangan pada wilayah tertentu. Data yang telah

dikumpulkan kemudian dikelompokkan menurut jenisya seperti kelompok data

kualitatif atau kuantitatif. Pemahaman akan sifat data penting untuk menentukan

simbolisasi atau penentuan bentuk simbol, sehingga simbol tersebut akan mudah

dibaca dan dipahami.

2.1.2.2 Tahap Penyajian Data

Tahap ini merupakan upaya menggambarkan data dalam bentuk simbol,

agar data tersebut menjadi menarik, mudah dibaca dan dipahami oleh pengguna.

Penyajian data pada sebuah peta harus dirancang secara baik dan benar agar tujuan

6

pemetaan tercapai. Penyajian data meliputi tata letak peta, sistem koordinat, serta

informasi tepi peta.

2.1.2.3 Tahap Penggunaan Peta

Tahap penggunaan peta merupakan tahap penting karena menentukan

keberhasilan pembuatan peta. Peta yang dirancang dengan baik akan dapat dibaca

dengan mudah. Peta merupakan alat untuk melakukan komunikasi, sehingga pada

peta harus terjalin interaksi antar pembuat peta (map maker) dengan pengguna peta

(map users). Pembuat peta harus dapat merancang peta sedemikian rupa sehingga

peta mudah dibaca, diinterpretasi dan dianalisis oleh pengguna peta. Pengguna

harus mampu membaca peta dan memperoleh gambaran informasi sebenarnya

dilapangan.

2.1.3 Peta Digital

Peta digital merupakan bentuk peta dalam format digital atau softcopy.

Peta digital merupakan hasil suatu proses digitasi dari peta kertas (hardcopy) atau

proses pemetaan digital. Pemetaan digital merupakan proses akuisisi data dengan

menggunakan perangkat pengukuran dan perekaman digital yang mengubah objek

nyata ke dalam format gambar virtual. Fungsi utama nya adalah memproduksi peta

yang menggambarkan kondisi dan lokasi suatu wilayah dengan akurasi yang tinggi

dengan waktu yang relatif singkat (Soendjojo dkk., 2012).

2.2 Tingkat Bahaya Erosi

2.2.1 Pengertian Tingkat Bahaya Erosi

Menurut Kemenhut (2013), tingkat bahaya erosi adalah perhitungan

dengan cara membandingkan tingkat erosi di suatu lahan (land unit) dan kedalaman

tanah efektif pada satuan lahan tersebut. Analisis tingkat bahaya erosi digunakan

untuk mengetahui besarnya laju erosi pada suatu kawasan atau DAS. Perhitungan

tingkat bahaya erosi dapat menggunakan beberapa model yang telah ada, contohnya

seperti USLE. Faktor-faktor penyebab erosi akan mempengaruhi besarnya erosi

yang terjadi.

7

Erosi adalah peristiwa pindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian-

bagian tanah dari suatu tempat ke tempat lain oleh media alami (Arsyad 2010).

Perkembangan model perhitungan untuk prediksi erosi telah dimulai sekitar 76

tahun yang lalu ketika Austin Zingg mempublikasikan sebuah hubungan antara

erosi tanah (yang disebabkan air) dengan panjang dan kemiringan lereng, tidak

lama kemudian diikuti oleh persamaan/rumus yang dirumuskan oleh Dwight Smith

yang memperluas persamaan tersebut dengan memasukkan praktik konservasi

(Laflen et al., 2013).

Pengukuran erosi pertama kali dilakukan di Amerika Serikat pada tahun

1915 oleh Dinas Kehutanan AS di Utah (Forsling, 1931) dan oleh Ray W. McClure,

seorang mahasiswa sarjana jurusan tanah di Universitas Missouri (Miller, 1946).

Ilmu empiris pertama yang dikembangkan untuk prediksi erosi adalah USLE. Zingg

pada tahun 1940 mengemukakan rumus untuk perhitungan erosi, diikuti selanjutnya

oleh Smith (1941), Browning (1947), Musgrave (1947), Wischmeier and Smith

(1965), Wischmeier and Smith (1978). Rumus USLE banyak dipakai dalam

pengembangan perhitungan model erosi seperti RUSLE, EPIC, AGNPS, SLEMSA,

MUSLE, SOILOSS (Laflen et al., 2013).

2.2.2 Jenis-jenis Erosi

Erosi tanah dapat terjadi melalui tiga tahap, yaitu tahap pelepasan partikel

tunggal dari massa tanah dan tahap pengangkutan oleh media yang erosif seperti

aliran air dan angin. Pada kondisi dimana energi yang tersedia tidak lagi cukup

untuk mengangkut partikel, maka akan terjadi tahap yang ketiga yaitu pengendapan

(Suripin 2001:30).

Pelepasan partikel dapat terjadi akibat percikan air hujan dimana percikan

air hujan jatuh mengenai tanah menyebabkan tanah berpindah dari tempatnya, tanah

yang terus berpindah karena percikan air hujan terbawa oleh aliran air diatas

permukaan tanah menuju sungai. Sungai akan membawa partikel-partikel tanah

yang hanyut dan terendapkan pada sungai yang relatif datar dan berlanjut hingga

ujung daerah aliran sungai. Hardiyatmo (2012:369-376) mengungkapkan bentuk-

bentuk erosi akibat air hujan sebagai berikut.

8

2.2.2.1 Erosi Percikan

Erosi percikan adalah erosi hasil dari percikan atau benturan air hujan

secara langsung pada partikel tanah dalam keadaan basah. Besarnya curah hujan,

intensitas, dan distribusi hujan menentukan kekuatan penyebaran hujan ke

permukaan tanah, kecepatan aliran permukaan serta kerusakan erosi yang

ditimbulkannya. Tidak semua air hujan mengakibatkan erosi, tapi bergantung pada

intensitasnya. Jika intensitas hujan lebih besar dari 100 (seratus) mm/jam, maka

umumnya akan menimbulkan erosi.

Walaupun intensitas hujan besar, namun jika berlangsungnya tidak terlalu

lama, sehingga tidak mengakibatkan aliran permukaan, maka hujan tidak berakibat

erosi. Kecepatan jatuh butiran hujan ditentukan oleh gravitasi, tahanan udara dan

angin. Kekuatan tumbukan tetes hujan, mengakibatkan pecahnya tanah menjadi

butiran-butiran lebih kecil. Butiran tanah yang lebih kecil ini akan terangkat dan

hanyut oleh run-off (aliran limpasan), sedangkan sebagian mengikuti infiltrasi air

yang cenderung akan menutup pori-pori tanah, sehingga infiltrasi air ke tanah lebih

dalam menjadi terhambat.

2.2.2.2 Erosi Lembar

Erosi lembaran (sheet erosion) adalah erosi akibat terlepasnya tanah dari

lereng dengan tebal lapisan yang tipis. Erosi tidak tampak oleh mata, karena secara

umum hanya kecil saja terjadi perubahan bentuk permukaan tanah. Pengangkutan

atau pemindahan tanah terjadi merata pada seluruh permukaan tanah. Awal

kejadian erosi dapat diamati bila terjadi penurunan produksi tanaman. Selain itu,

daun-daunan mengalami perubahan warna. Pada bagian puncak dan tengah lereng

daun-daunan agak pucat dibandingkan dengan daun-daunan yang di kaki lereng.

Hal ini karena bahan-bahan organik dan unsur hara di bagian atas dan

tengah lereng telah banyak hanyut atau hilang dibandingkan dengan kaki lereng

yang relatif masih utuh. Pencucian lereng adalah bentuk dari erosi lembaran.

Pencucian lereng terjadi ketika lapisan permukaan tanah yang bertekstur kasar

mengering dan kehilangan kohesi nampaknya (apparent cohesion), yaitu saat hujan

9

mengerosi tanah tanpa menyebabkan terbentuknya parit-parit atau selokan akibat

erosi.

2.2.2.3 Erosi Alur

Erosi alur (rills erosion) adalah erosi akibat pengikisan tanah oleh aliran

air yang membentuk parit atau saluran kecil, di mana pada bagian tersebut telah

terjadi konsentrasi aliran air hujan di permukaan tanah. Aliran air menyebabkan

pengikisan tanah, lama-kelamaan membentuk alur-alur dangkal pada permukaan

tanah yang arahnya dari atas memanjang ke bawah. Erosi alur ini banyak terjadi

bila manusia melakukan pengolahan tanah dan melakukan penanaman yang searah

dengan kemiringan lahan. Untuk mengurangi erosi alur, maka dapat dilakukan

dengan mengolah tanah dan cara penanaman yang sejajar garis kontur atau

menyilang arah kemiringan lahan.

2.2.2.4 Erosi Parit

Erosi parit (gully erosion) adalah kelanjutan dari erosi alur yaitu terjadi

bila alur-alur menjadi semakin lebar dan dalam yang membentuk parit dengan

kedalaman yang dapat mencapai 1 sampai 2,5 meter atau lebih. Parit-parit

cenderung berbentuk menyerupai huruf V dan U, di mana aliran limpasan dengan

volume besar terkonsentrasi dan mengalir ke bawah lereng terjal pada tanah yang

mudah tererosi. Bila tanah tahan terhadap erosi, maka alurnya berbentuk V, bila

tidak tahan erosi (tanah-tanah tak berkohesi) berbentuk U. Erosi parit tidak selalu

terbentuk dari erosi alur, contohnya pada bagian outlet drainase (box culvert) yang

tidak dilindungi pasangan batu/beton sering terbentuk erosi-erosi parit.

2.2.2.5 Erosi Sungai

Erosi sungai/saluran (stream/channel erosion) adalah erosi yang terjadi

akibat dari terkikisnya permukaan tanggul sungai dan gerusan sedimen di sepanjang

dasar saluran. Erosi ini dipengaruhi oleh variabel hidrologi/hidrolik yang

mempengaruhi sistem sungai. Menurut Supirin (2001:38) menyimpulkan erosi

tebing sungai adalah erosi yang terjadi akibat pengikisan tebing oleh air yang

mengalir dari bagian atas tebing atau oleh terjangan arus air sungai yang kuat

10

terutama pada tikungan-tinkungan. Erosi tebing akan lebih hebat jika tumbuhan

penutup tebing telah rusak atau pengolahan lahan terlalu dekat dengan tebing.

2.2.3 Erosi yang Diperbolehkan

Erosi adalah hal yang tidak dapat dihindari karena merupakan proses

alamiah yang terjadi, tetapi erosi dapat diperlambat dengan pengolahan tanah yang

baik dengan begitu erosi dapat diusahakan dibawah atau tidak melebihi batas

toleransi maksimum kehilangan tanah atau (soil loss tolerance). Soil loss tolerance

yaitu besarnya erosi yang terjadi tidak melebihi laju pembentukan tanah (Suripin

2001). Besarnya erosi tanah yang masih dapat dibiarkan atau ditoleransi

berdasarkan kondisi tanah menurut (SCS-USDA) sebagai berikut.

Tabel 1. Erosi yang diperbolehkan

Kondisi Tanah

Laju

Erosi

(kg/m2/th)

Sumber

Skala makro (misal DAS) 0,2 Morgan (1980)

Skala meso (misal lahan pertanian):

Tanah berlempung tebal dan subur (Mid-

West, USA) 0,6-1,1

Wischmeier &

Smith (1978)

Tanah dangkal yang mudah tererosi

0,2-0,5

Hudson (1971)

Smith &

Stamey (1965)

Tanah yang mempunyai kedalaman:

0-25 cm 0,2

Arnoldus

(1977)

25-50 cm 0,2-0,5

50-100 cm 0,5-0,7

100-150 cm 0,7-0,9

>150 cm 1,1

Morgan (1980) Tanah tropika yang sangat mudah tererosi 2,5

Skala mikro (misal daerah terbangun) 2,5

Tanah dangkal diatas batuan 0,112

Thomson,

1957;

Suwardjo, dkk

1975

Tanah dalam diatas batuan 0,224

Tanah lapisan dalam padat diatas batuan

lunak 0,448

Tanah dengan permeabilitas lambat diatas

batuan lunak 1,121

Tanah yang permeabel diatas batuan lunak 1,341

Sumber: Suripin 2001

11

2.3 Metode RUSLE

2.3.1 Pengertian RUSLE

Secara keseluruhan USLE merupakan model yang sangat luas dipakai oleh

departemen kehutanan AS dan banyak negara lainnya, penelitian yang dimulai dari

sekitar tahun 1970 telah menghasilkan sebuah pengembangan teknologi dari USLE,

yaitu RUSLE. USLE dikembangkan oleh W. H. Wischmeier, D. D. Smith, dan

beberapa orang lainnya yaitu Departemen Pertanian AS (USDA), Agricultural

Research Service (ARS), Soil Conservation Service (SCS), dan Universitas Purdue

di akhir tahun 1950. Penelitian ini dimulai di Midwest pada tahun 1960.

Pada tahun 1965, Agriculture Handbook 282 telah diterbitkan, yang mana

menjadi bahan acuan untuk penelitian menggunakan metode USLE, sampai

akhirnya direvisi pada tahun 1978 dengan judul Agriculture Handbook 537. Pada

satu dekade setelah publikasi dari Handbook 537, para peneliti telah

mengembangkan USLE secara signifikan. Tahun 1987 ARS, SCS dan beberapa

peneliti lainnya memulai sebuah penelitian dari pengembangan USLE yaitu

RUSLE. RUSLE mengalami penyempurnaan faktor, akan tetapi masih berdasar

dari metode USLE (Renard et al., 1991).

RUSLE adalah model erosi yang dirancang untuk memprediksi kehilangan

tanah tahunan rata-rata dalam kurun waktu yang lama terbawa oleh air limpasan

dari kemiringan lereng lahan tertentu dalam sistem penanaman dan pengelolaan

tertentu dan juga dari luas area. Penggunaan yang tersebar luas telah membuktikan

kegunaan dan validitas rusle untuk tujuan erosi. Ini juga berlaku untuk kondisi

nonpertanian seperti situs konstruksi/bangunan (USDA 1997).

Rumus metode rusle adalah sebagai berikut.

A = R x K x LS x C x P

R = Erosivitas Hujan

K = Erodibilitas Tanah

LS = Kemiringan dan Panjang Lereng

12

C = Pengelolaan Tanaman

P = Tindakan Konservasi

2.3.2 Faktor Erosivitas Hujan

Presipitasi adalah peristiwa klimatik yang bersifat alamiah yaitu

perubahan bentuk dari uap air di atmosfer menjadi curah hujan sebagai akibat

proses kondensasi. Presipitasi merupakan faktor utama yang mengatur proses siklus

hidrologi di suatu DAS (Asdak, 2010). Faktor erosi hujan menggabungkan

komponen energi dan intensitas hujan ke dalam satu angka. Faktor R menyatakan

faktor fisik hujan yang dapat menyebabkan timbulnya proses erosi (disebut

erosivitas hujan). Erosivitas hujan tahunan yang dapat dihitung dari data curah

hujan yang diperoleh dari pengukur hujan (Hardiyatmo, 2012:382). Erosivitas

hujan merupakan fungsi dari energi kinetik total hujan, dengan intensitas hujan

maksimum selama 30 menit. Erosivitas hujan yang dirumuskan oleh Lenvain

(1989) sebagai berikut.

R = 2,21 (Rt)1,36

Keterangan:

R = Indeks erosivitas hujan

Rt = Curah hujan tahunan (cm)

Data presipitasi seringkali ditemukan data yang tidak tercacat atau kosong.

Data yang kosong dapat disebabkan oleh alat penakar hujan tidak berfungsi pada

periode waktu tertentu atau karena satu dan lain hal pos pengamat hujan ditutup

untuk sementara waktu. Data yang kosong dapat dilengkapi dengan memanfaatkan

data hujan dari stasiun lain yang berdekatan (Asdak, 2010). Beberapa metode yang

dapat digunakan untuk mengisi data hujan yang kosong yaitu Normal Ratio

Method, “Inversed Square Distance” dan rata – rata aljabar (Martha, 1983). Dalam

penelitian ini pencarian data curah hujan yang kosong menggunakan Normal Ratio

Method. Rumus metode Normal Ratio untuk mencari data curah hujan yang hilang

sebagai berikut (Wei and McGuiness, 1973):

13

𝑝𝑥𝑁𝑥

=1

𝑛{

𝑝1𝑁1

+𝑝2𝑁2

+𝑝3𝑁3

… +𝑝𝑛𝑁𝑛

}

Keterangan:

Px = Hujan yang hilang di stasiun x

P1+P2…Pn = Data hujan di stasiun sekitarnya pada periode yang sama

Nx = Hujan tahunan di stasiun x

N1+N2+…Nn = Hujan tahunan di stasiun sekitar x

N = jumlah stasiun hujan disekitar x

Data hujan yang akan digunakan perlu di uji konsistensi datanya terlebih

dahulu. Agar data hujan yang kita gunakan konsisten, perlu disesuaikan untuk

menghilangkan perngaruh perubahan tempat alat ukur atau gangguan lainnya

terhadap konsistensi data yang dihasilkan (Asdak, 2010). Dalam penelitian ini uji

konsistensi data yang dipilih menggunakan analisis kurva massa ganda. Analisis

kurva massa ganda dikembangkan oleh beberapa ahli, yaitu C. F. Merriam yang

merupakan penyumbang pemikiran terbanyak dalam penyusunan kurva massa

ganda, beliau merupakan pensiunan dari Pennsylvania Water & Power Co. W. B.

Langbein dan beberapa peneliti lainnya mendeskripsikan secara jelas tentang

analisis kurva massa ganda dengan beberapa revisi. Hasil karya tersebut telah

digunakan oleh USGS (U.S. Geological Survey) sejak tahun 1948.

Teori kurva massa ganda didasarkan pada fakta bahwa grafik akumulasi

satu kuantitas terhadap akumulasi kuantitas lain selama periode yang sama akan

ter-plot sebagai garis lurus selama data proporsional; kemiringan garis akan

mewakili konstanta proporsionalitas antar jumlah (USGS, 1984). Analisis kurva

massa ganda menguji konsistensi hasil-hasil pengukuran pada suatu stasiun dan

membandingkan akumulasi hujan tahunan atau musimannya dengan nilai

akumulasi rata - rata yang bersamaan untuk suatu kumpulan stasiun di sekitarnya.

Konsistensi catatan bagi masing-masing stasiun dasar harus diuji, dan yang tak

konsisten harus disesuaikan (Linsley et al., 1986). Uji konsistensi data dimaksudkan

14

untuk mengetahui kebenaran data lapangan yang dapat dipengaruhi oleh faktor-

faktor berikut ini (Kamiana, 2011):

1) Spesifikasi alat penakar berganti

2) Tempat alat ukur berpindah posisi

3) Perubahan lingkungan disekitar alat penakar hujan

Koefisien deterministik dapat menunjukkan seberapa jauh kesalahan

dalam memperkirakan besarnya variabel terikat y yang dapat direduksi

menggunakan informasi yang dimiliki variabel bebas x. Model regresi dikatakan

sempurna apabila r2 = 1 (Asdak, 1995). Adapun koefisien deterministik antara

variabel x dan y dapat dicari dengan persamaan :

𝑟2 =[∑(𝑥𝑖𝑦𝑖) − {∑(𝑥𝑖) ∑(𝑦𝑖)}/𝑛]

2

[∑(𝑥𝑖)2 − {(∑ 𝑥𝑖)2/𝑛}][∑(𝑦𝑖)2

− {(∑ 𝑦𝑖)2/𝑛}]

Keterangan:

i = data keberapa

n = jumlah data

Dalam penelitian ini yang dimaksud dengan variabel x adalah jumlah

kumulatif data hujan satu stasiun, sedangkan variabel y adalah jumlah kumulatif

rata-rata data hujan semua stasiun. Data hujan stasiun dapat dikatakan konsisten

apabila r2~1.

2.3.3 Faktor Erodibilitas Tanah

Kemudahan tererosi dinyatakan dalam istilah erodibilitas (erodibility).

Beberapa tanah seperti lanau/lumpur lebih mudah tererosi dari yang lain.

Umumnya, bertambahnya kandungan organik dan fraksi ukuran lempung dari

tanah, maka erodibilitas akan berkurang. Erodibilitas juga bergantung pada: tekstur

tanah, kadar air, angka pori, pertukaran ion-ion, pH, dan kekuatan komposisi atau

ionik dari air yang menyebabkan erosi (Hardiyatmo, 2012).

15

Faktor erodibilitas tanah adalah indeks kuantitatif kerentanan tanah

terhadap erosi air. Indeks erodibilitas tanah ini ditentukan untuk tiap satuan lahan.

Indeks ini memerlukan data ukuran partikel tanah, persen bahan organik, struktur

tanah, dan permeabilitas tanah. Data tersebut didapat dari hasil analisis

laboratorium contoh-contoh tanah yang diambil di lapangan, atau dari data dalam

laporan survei tanah yang dilampirkan pada peta tanah. Selain data yang diperoleh

dari hasil kegiatan lapangan, nilai erodibilitas juga dapat didapatkan dari nomograf

yang telah tersedia (Peraturan Menteri Kehutanan, 2009). Pada penelitian ini, saya

menggunakan nomograf K dari (Lembaga Ekologi, 1979; Hardjiowigeno, 1987 dan

Kironoto, 2000) sebagai berikut.

Tabel 2. Nomograf erodibilitas tanah

Jenis Tanah Nilai K

Latosol merah 0,12

Latosol merah kuning 0,26

Latosol coklat 0,23

Latosol 0,31

Grumusol 0,21

Aluvial * 0,47

Regosol 0,16

Hydromorf abu-abu 0,20

Mediteran ** 0,21

Sumber: Lembaga Ekologi (1979); Kironoto (2000)* dan Hardjiowigeno (1987)**

2.3.3.1 Struktur Tanah

Struktur merupakan kenampakan bentuk atau susunan partikel-partikel

primer tanah (pasir, debu dan liat) hingga gabungan partikel-partikel primer yang

disebut ped atau gumpalan yang membentuk agregat (bongkah). Struktur tanah

16

memiliki fungsi memodifikasi pengaruh tekstur terhadap kondisi drainase atau

aerasi tanah, karena susunan antar agregat tanah menghasilkan ruang yang lebih

besar ketimbang susunan antarpartikel primer (Hanafiah, 2005). Foth (1988)

mengemukakan mengenai deskripsi tipe-tipe struktur tanah sebagai berikut.

Tabel 3. Tipe struktur tanah

Tipe Struktur Deskripsi Lokasi Horizon

Granular Ped yang relatif tidak porous, kecil dan agak

bulat: tidak untuk menggabungkan ped

Horison A

Remah Ped yang relatif porous, kecil dan agak bulat:

tidak sesuai untuk menggabungkan ped.

Horison A

Lempeng

Ped seperti piringan. Piringan-piringan saling

tumpang tindih dan melelahkan.

Horizon F, di

hutan dan tanah

liat padat

horison Bt

Balok

Ped seperti balok yang diikat oleh ped

lainnya yang sisi-sisi nya bersudut tajam dan

membentuk tolakan ped. Ped sering patah

menjadi ped berbentuk balok dengan ukuran

lebih kecil.

Horison Bt

Balok agak

persegi

Ped seperti balok diikat oleh ped lainnya

yang sisi-sisinya bulat agak persegi yang

membentuk tolakan ped.

Horison Bt

Prisma

Ped seperti pilar tanpa tutup yang melingkar.

Ped prisma lainnya membentuk tolakan ped.

Beberapa ped prisma pecah membentuk ped

balok yang lebih kecil.

Horison Bt

17

Columnar

Ped seperti pilar dengan tutup yang

melingkar diikat secara lateral oleh ped pilar

lainnya yang membentuk tolakan ped.

Horison Bt

Sumber: Foth (1988)

2.3.3.2 Tekstur Tanah

Tekstur tanah menunjukkan komposisi partikel penyusun tanah (separat)

yang dinyatakan sebagai perbandingan proporsi (%) relatif antara fraksi pasir

(sand) berdiameter 2,00 – 0,20 mm, debu (silt) berdiameter 0,20 – 0,002 mm dan

liat (clay) kurang dari 2 µm (Hanafiah, 2005).

Tabel 4. Proporsi fraksi menurut kelas tekstur tanah.

Kelas tekstur tanah

Proporsi (%) fraksi tanah

Pasir Debu Liat

Pasir (sandy) >85

18

Liat berdebu (silty-clay)

19

2.3.4 Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng

Erosi secara normal akan meningkat jika kecuraman kemiringan dan

panjang kemiringan juga meningkat, ini sebagai hasil dari peningkatan kecepatan

dan volume air aliran permukaan (surface runoff). Lebih lanjut, suatu tetesan air

hujan di permukaan datar akan memercik secara acak ke segala jurusan, di

permukaan yang lebih miring tetes hujan akan memercik lebih ke arah bawah

(downslope) dibanding ke arah atas (upslope), hal itu lebih meningkatkan seperti

tingkat erosi. (Morgan,2005:57)

Awal mulanya perhitungan panjang dan kemiringan lereng dirumuskan

oleh Wischmeier dan Smith (1978), kemudian Renard, et,al., (1997) melakukan

pembaharuan mengenai nilai faktor LS untuk model rusle berdasarkan usle. Rumus

LS disini diartikan sebagai fungsi antara nilai faktor panjang (L) dengan kemiringan

lereng (S). Kemiringan lereng dibagi menjadi 2 (dua) kelas, yaitu < 9% dan ≥ 9%.

Perhitungan faktor panjang dan kemiringan lereng adalah sebagai berikut.

LS = L x S

L = (l/22,1)m

S = 10,8 sin α + 0,03 (untuk kemiringan lereng < 9%)

S = 16,8 sin α – 0,5 (untuk kemiringan lereng ≥ 9%)

Keterangan:

LS = faktor panjang dan kemiringan lereng

L = faktor panjang lereng

l = panjang lereng (m)

m = variabel panjang lereng

S = faktor kemiringan lereng

α = kemiringan lereng ( ° )

20

Kemajuan dunia pemetaan melahirkan teknologi baru dalam interpretasi

panjang dan kemiringan lereng melalui data penginderaan jauh. Melalui citra

tersebut peneliti mendapat kemudahan pada perolehan data topografi. Pengolahan

data topografi untuk RUSLE didapatkan dari data DEM (Digital Evelation Model)

menjadi nilai panjang dan kemiringan lereng. Erdogan (2006) telah mengembang

suatu persamaan untuk mencari nilai LS dengan memanfaatkan data DEM pada

SIG. Adapun persamaan itu adalah:

𝐿𝑆 = (𝑋 ∗ 𝐶𝑍 22,13⁄ )0,4 ∗ (𝑠𝑖𝑛𝜃 0,0896⁄ )1,3

Keterangan:

LS = Faktor Lereng

X = Akumulasi Aliran

CZ = Ukuran pixel

θ = Kemiringan lereng (%)

Selain itu adapun rumus perhitungan untuk kemiringan dan panjang lereng

yang dirumuskan oleh Moore dan Wilson (1992) sebagai berikut.

𝐿𝑆 = (𝐴𝑠 22,13⁄ )𝑚 × (sin 𝛽 0,0896⁄ )𝑛

As = Peta Aspect

Sin β = Kemiringan Lereng (Degree)

m = 0,4

n = 1,3

21

2.3.5 Faktor Pengelolaan Tanaman

Faktor C digunakan dalam Universal Soil Loss Equation (USLE) dan

Revised USLE (RUSLE) untuk membandingkan pengaruh penanaman dan praktik

pengelolaan terhadap laju erosi, dan merupakan faktor yang paling sering

digunakan untuk membandingkan dampak relatif dari opsi-opsi pengelolaan

tentang rencana konservasi. Faktor C menunjukkan bagaimana rencana konservasi

akan mempengaruhi kehilangan tanah tahunan rata-rata dan bagaimana potensi

kehilangan tanah akan didistribusikan dalam waktu selama kegiatan konstruksi,

rotasi tanaman, atau skema pengelolaan lainnya (Renard et al., 1997).

Faktor pengelolaan tanaman pada penelitian ini ditentukan berdasarkan

peta penggunaan lahan. Peta penggunaan lahan dibuat dengan data citra landsat,

menggunakan metode supervised classification (klasifikasi terbimbing). Klasifikasi

terbimbing yang dipilih dengan cara Maximum Likehood (Sharma et al., 2010).

Tabel 5. Kelas Faktor Pengelolaan Tanaman

Kelas Nilai C

Badan Air 1,000

Permukiman 0,002

Pertanian 0,320

Hutan 0,004

Tanah Kosong 0,100

Sumber: Sharma et al., (2010)

2.3.6 Faktor Praktek Konservasi Lahan

Praktek konservasi lahan juga dipertimbangkan dalam metode RUSLE

dimana peran manusia dalam mencegah besarnya nilai erosi memiliki nilai. Nilai

faktor tindakan manusia dalam konservasi tanah adalah nisbah antara besarnya

erosi dari lahan dengan suatu tindakan konservasi tertentu terhadap besarnya erosi

pada lahan tanpa tindakan konservasi. Termasuk dalam tindakan konservasi tanah

22

adalah penanaman dalam strip, pengolahan tanah menurut kontur, guludan dan

teras. Nilai dasar P adalah satu yang diberikan untuk lahan tanpa tindakan

konservasi (Suripin, 2001). Faktor konservasi lahan dapat ditentukan nilainya

dengan nilai slope atau kemiringan lereng (Sharma et al., 2010).

Tabel 6. Nilai faktor konservasi lahan.

Kemiringan Lereng (%) Nilai P

0-2 0,5

2-12 0,6

12-16 0,7

16-20 0,8

20-25 0,9

>25* 0,95

Sumber: Sharma et al., (2010) ; Panagos et al., (2015)*

2.4 Daerah Aliran Sungai (DAS)

2.4.1 Pengertian Daerah Aliran Sungai

Secara umum DAS dapat didefinisikan sebagai suatu wilayah, yang

dibatasi oleh batas alam, seperti punggung bukit-bukit atau gunung, maupun batas

buatan, seperti jalan atau tanggul, dimana air hujan yang turun di wilayah tersebut

memberi kontribusi aliran ke titik kontrol/outlet (Suripin, 2001). Menurut Asdak

(2010), DAS memiliki suatu ekosistem yang terbagi menjadi tiga daerah, yaitu

hulu, tengah dan hilir. Daerah hulu dicirikan oleh beberapa hal: merupakan daerah

konservasi, memiliki kerapatan drainase yang tinggi, daerah yang memiliki

kemiringan lereng curam (lebih dari 15%), bukan daerah banjir, pengaturan

pemakaian air ditentukan oleh pola drainase, dan jenis vegetasi umumnya

merupakan hutan.

23

Sedangkan daerah hilir dapat dicirikan sebagai berikut: merupakan daerah

budidaya, kerapatan drainase lebih kecil, daerah yang memiliki kemiringan lereng

kecil sampai dengan dibawah 8%, beberapa wilayah merupakan daerah banjir,

pengaturan pemakaian air ditentukan oleh bangunan irigasi, dan jenis vegetasi

didominasi tanaman pertanian kecuali daerah estuaria yang didominasi hutan

bakau/gambut. Pada bagian tengah merupakan daerah transisi dari kedua

karakteristik bagian DAS diatas.

2.4.2 Siklus Hidrologi

Siklus hidrologi adalah perjalanan air dari permukaan laut ke atmosfer

kemudian ke permukaan tanah dan kembali lagi ke laut yang tidak pernah berhenti,

dalam perjalanannya kembali ke laut, air tersebut akan tertahan sementara di sungai,

danau/waduk, dan di dalam tanah, sehingga dapat dimanfaatkan oleh manusia dan

makhluk hidup lainnya (Asdak, 2010).

Gambar 2. Siklus Hidrologi (Asdak, 2010)

Dalam daur hidrologi, energi panas matahari dan faktor-faktor iklim

lainnya menyebabkan terjadinya proses evaporasi pada permukaan vegetasi dan

tanah, di laut atau badan-badan air lainnya. Uap air sebagai hasil proses evaporasi

akan terbawa oleh angin melintasi dataran yang bergunung maupun datar, dan

24

apabila keadaan atmosfer memungkinkan, sebagian dari uap air tersebut akan

terkondensasi dan turun sebagai air hujan. Sebelum mencapai permukaan tanah, air

hujan tersebut akan tertahan oleh tajuk vegetasi. Sebagian dari air hujan tersebut

akan tersimpan di permukaan tajuk/daun selama proses pembasahan tajuk, dan

sebagian lainnya akan jatuh ke atas permukaan tanah melalui sela-sela daun

(throughfall) atau mengalir ke bawah melalui permukaan batang pohon (stemflow).

Sebagian air hujan tidak akan pernah sampai di permukaan tanah,

melainkan terevaporasi kembali ke atmosfer (dari tajuk dan batang) selama dan

setelah berlangsungnya hujan (interception loss). Air hujan yang dapat mencapai

permukaan tanah, sebagian akan masuk (terserap) ke dalam tanah (infiltration).

Sedangkan air hujan yang tidak terserap ke dalam tanah akan tertampung sementara

dalam cekungan-cekungan permukaan tanah (surface detention) untuk kemudian

mengalir di atas permukaan tanah ke tempat yang lebih rendah (runoff), untuk

selanjutnya masuk ke sungai. Air infiltrasi akan tertahan di dalam tanah oleh gaya

kapiler yang selanjutnya akan membentuk kelembaban tanah.

Apabila tingkat kelembaban air tanah telah cukup jenuh maka air hujan

yang baru masuk ke dalam tanah akan bergerak secara lateral (horizontal) untuk

selanjutnya pada tempat tertentu akan keluar lagi ke permukaan tanah (subsurface

flow) dan akhirnya mengalir ke sungai. Alternatif lainnya, air hujan yang masuk ke

dalam tanah tersebut akan bergerak vertikal ke tanah yang lebih dalam dan menjadi

bagian dari air tanah (groundwater). Air tanah tersebut, terutama pada musim

kemarau, akan mengalir pelan-pelan ke sungai, danau atau tempat penampungan

air alamiah lainnya (baseflow).

Tidak semua air infiltrasi (air tanah) mengalir ke sungai atau tampungan

air lainnya, melainkan ada sebagian air infiltrasi yang tetap tinggal dalam lapisan

tanah bagian atas (top soil) untuk kemudian diuapkan kembali ke atmosfer melalui

permukaan tanah (soil evaporation) dan melalui permukaan tajuk vegetasi

(transpiration). Untuk membedakan proses intersepsi hujan dari proses transpirasi,

dapat dilihat dari asal air yang diuapkan ke atmosfer. Apabila air yang diuapkan

25

oleh tajuk berasal dari hujan yang jatuh di atas tajuk tersebut, maka proses

penguapannya disebut intersepsi.

Apabila air yang diuapkan oleh tajuk berasal dari dalam tanah melalui

mekanisme fisiologi tanaman, maka proses penguapannya disebut transpirasi.

Dengan kata lain, intersepsi terjadi selama dan segera setelah berlangsungnya

hujan. Sementara proses transpirasi berlangsung ketika tidak ada hujan. Gabungan

kedua proses penguapan tersebut disebut evapotranspirasi. Besarnya angka

evapotranspirasi umumnya ditentukan selama satu tahun, yaitu gabungan antara

besarnya evaporasi musim hujan (intersepsi) dan musim kemarau (transpirasi).

2.4.3 Karakteristik Pola Aliran Sungai

Daerah Aliran Sungai (DAS) tentunya memiliki karakteristik pola aliran

yang bermacam-macam. Mengetahui karakteristik pola aliran sebuah DAS sangat

bermanfaat terkait dengan langkah konservasi, menghitung laju erosi, hidrologi,

dan lain sebagainya. Sungai pada DAS selalu bercabang-cabang membenuk suatu

pola aliran tertentu, Djauhari Noor (2010:31-33) menyatakan beberapa pola aliran

sungai sebagai berikut:

2.4.3.1 Pola Aliran Dendritik

Pola aliran dendritik adalah pola aliran yang cabang-cabang sungainya

menyerupai struktur pohon. Pada umumnya pola aliran sungai dendritik dikontrol

oleh litologi batuan yang homogen. Pola aliran dendritik dapat memiliki

tekstur/kerapatan sungai yang dikontrol oleh jenis batuannya. Sebagai contoh

sungai yang mengalir diatas batuan yang tidak/kurang resisten terhadap erosi akan

membentuk tesktur sungai yang halus (rapat) sedangkan pada batuan yang resisten

(seperti granit) akan membentuk tekstur kasar (renggang).

2.4.3.2 Pola Aliran Radial

Pola aliran radial adalah pola aliran sungai yang arah alirannya menyebar

secara radial dari suatu titik ketinggian tertentu, seperti puncak gunung api atau

bukit intrusi. Pola aliran radial juga dijumpai pada bentuk-bentuk bentang alam

26

kubah (domes) dan lakolit. Pada bentang alam ini pola aliran sungainya

kemungkinan akan merupakan kombinasi dari pola radial dan annular.

2.4.3.3 Pola Aliran Rectangular

Pola rectangular umumnya berkembang pada batuan yang resistensi

terhadap erosinya mendekati seragam, namun dikontrol oleh kekar yang

mempunyai dua arah denngan sudut saling tegak lurus. Kekar pada umumnya

kurang resisten terhadap erosi sehingga memungkinkan air mengalir dan

berkembang melalui kekar-kekar membentuk suatu pola pengaliran dengan

saluran-salurannya lurus-lurus mengikuti sistem kekar. Pola aliran rectangular

dijumpai di daerah yang wilayahnya terpatahkan.

Sungai-sungainya mengikuti jalur yang kurang resisten dan terkonsentrasi

di tempat-tempat dimana singkapan batuannya lunak. Cabang-cabang sungainya

membentuk sudut tumpul dengan sungai utamanya. Dengan demikian dapat

disimpulkan bahwa pola aliran rectangular adalah pola aliran sungai yang

dikendalikan oleh struktur geologi, seperti struktur kekar (rekahan) dan sesar

(patahan). Sungai rectangular dicirikan oleh saluran-saluran air yang mengikuti

pola dari struktur kekar dan patahan.

2.4.3.4 Pola Aliran Trellis

Geometri dari pola aliran trellis adalah pola aliran yang menyerupai bentuk

pagar yang umum dijumpai di perkebunan anggur. Pola aliran trellius dicirikan oleh

sungai yang mengalir lurus disepanjang lembah dengan cabang-cabangnya berasal

dari lereng yang curam dari kedua sisinya. Sungai utama dengan cabang-cabangnya

membentuk sudut tegak lurus sehingga menyerupai bentuk pagar. Pola aliran trellis

adalah pola aliran sungai yang berbentuk pagar (trellis) dan dikontrol oleh struktur

geologi berupa perlipatan sinklin dan antiklin. Sungai trellis dicirikan oleh saluran-

saluran air yang berpola sejajar, mengalir searah kemiringan lereng dan tegak lurus

dengan saluran utamanya. Saluran utama berarah searah dengan sumbu lipatan.

27

2.4.3.5 Pola Aliran Sentripetal

Pola aliran sentripetal merupakan pola aliran yang berlawanan dengan pola

radial, dimana aliran sungainya mengalir ke suatu tempat yang berupa cekungan

(depresi). Pola aliran sentripetal merupakan pola aliran yang umum dijumpai di

bagian barat dan barat laut Amerika, mengingat sungai-sungai yang ada mengalir

ke suatu cekungan, dimana pada musim basah cekungan menjadi danau dan

mengering ketika musim kering. Dataran garam terbentuk ketika air danau

mengering.

2.4.3.6 Pola Aliran Annular

Pola aliran annular adalah pola aliran sungai yang arah alirannya menyebar

secara radial dari suatu titik ketinggian tertentu dan ke arah hilir aliran kembali

bersatu. Pola aliran annular biasanya dijumpai pada morfologi kubah atau intrusi

lakolit.

2.4.3.7 Pola Aliran Paralel (Pola Aliran Sejajar)

Sistem pengaliran paralel adalah suatu sistem aliran yang terbentuk oleh

lereng yang curam/terjal. Dikarenakan morfologi lereng yang terjal maka bentuk

aliran-aliran sungainya akan berbentuk lurus-lurus mengikuti arah lereng dengan

cabang-cabang sungainya yang sangat sedikit. Pola aliran paralel terbentuk pada

morfologi lereng dengan kemiringan lereng yang seragam. Pola aliran paralel

kadangkala mengindikasikan adanya suatu patahan besar yang memotong daerah

yang batuan dasarnya terlipat dan kemiringan yang curam. Semua bentuk dari

transisi dapat terjadi antara pola aliran trellis, dendritik, dan paralel.

28

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Lokasi Penelitian

DAS Garang adalah daerah aliran sungai yang berada di tiga wilayah

administrasi yaitu Kabupaten Semarang, Kota Semarang dan Kabupaten Kendal.

DAS Garang terdiri dari empat bagian daerah aliran sungai, yaitu sub daerah aliran

sungai Garang Hulu, Kreo, Kripik dan Hilir. DAS Garang Hulu secara administrasi

berada di sepuluh kecamatan yang terdiri atas Kecamatan Ungaran Timur,

Gunungpati, Limbangan, Bandungan, Banyumanik, Bergas, Boja, Gajahmungkur,

Sumowono dan Ungaran Barat (Rosyada dkk., 2015).

Berdasarkan peta topografi Jawa dan Madura skala 1:50.000, berupa

lembar Semarang No.5021-1 dan lembar Ambarawa No.5021-1 AMS tahun 1964,

sub daerah aliran sungai Garang Hulu secara astronomis terletak antara 110°22ʹ -

110°28ʹ BT dan 07°00ʹ - 07°12ʹ LS serta ketinggian sub daerah aliran sungai Garang

Hulu antara 342 meter hingga 2.050 meter di atas permukaan air laut, sub daerah

aliran sungai Garang Hulu memiliki luasan mencapai 6.157,29 hektar atau 61,57

km2 (Setyowati dkk., 2014).

3.2 Alat dan Bahan

Alat dan bahan yang dibutuhkan yang dibutuhkan:

1. GPS Handheld

2. Laptop

3. Handphone / Kamera

4. Program Arcgis 10.4

5. Sekop

3.3 Fokus Penelitian

Fokus penelitian ini bertujuan untuk mengetahui erosi yang terjadi di sub

daerah aliran sungai garang hulu dengan menerapkan metode RUSLE.

3.4 Variabel

Variabel dalam penelitian ini yaitu, erosivitas tanah, erodibilitas tanah,

panjang dan kemiringan lereng, pengelolaan vegetasi dan tindakan konservasi.

29

3.5 Sumber Data

3.5.1 Sumber Data Primer

Peta Jenis Tanah

Data jenis tanah di uji kebenarannya secara kualitatif dengan survei

lapangan.

Peta Tutupan Lahan

Peta tutupan lahan hasil klasifikasi di uji kebenarannya dengan

pengecekan langsung dilapangan.

Data Curah Hujan

Data curah hujan kurun waktu minimal 10 tahun diperoleh dari

permohonan izin permintaan data ke instansi Balai Besar Wilayah Sungai

Pemali Juana dan Open Data Jateng. Data hujan yang diminta yaitu data

hujan tahunan yang tercatat pada stasiun hujan pada lingkup wilayah DAS

garang.

Citra Landsat 8

Data citra satelit Landsat 8 diperoleh melalui website USGS (Badan

Geologi Amerika Serikat).

DEMNAS (DEM Nasional)

Data DEM (Digital Elevation Model) diperoleh dari website Badan

Informasi Geospasial (BIG). Data ini memiliki resolusi spasial sebesar 0,27

arcsecond atau setara dengan 8,16 meter.

SRTM (Shuttle Radar Topography Mission)

Citra SRTM diperoleh dari website USGS, SRTM yang dipilih yaitu

versi ketiga nya atau sering disebut SRTM V3, SRTM tersebut memiliki

resolusi spasial 30 meter yang jauh lebih unggul dari citra SRTM

sebelumnya yakni hanya 90 meter.

3.5.2 Sumber Data Sekunder

Peta Batas DAS

Peta batas DAS diperoleh melalui permohonan izin permintaan data

ke instansi Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai (BPDAS) Pemali

30

Jratun. Peta batas DAS yang diminta yaitu mengenai infografis batas DAS

garang.

3.6 Metode Pengumpulan Data

3.6.1 Observasi

Observasi merupakan cara dan teknik pengumpulan data dengan

melakukan pengamatan dan pencatatan secara sistematis terhadap gejala atau

fenomena yang ada pada objek penelitian (Tika, 2005). Data yang diperoleh melalui

metode observasi yaitu jenis tanah dan tutupan lahan. Data jenis tanah diteliti secara

kualitatif menggunakan pedoman buku munsell dengan mencocokan karakteristik

warna dan tekstur tanah. Penentuan titik sampel menggunakan teknik stratified

random sampling berdasarkan peta satuan medan.

Peta pengelolaan tanaman yang telah dibuat menggunakan klasifikasi

terbimbing/terselia (supervised classification) perlu di cek tingkat akurasinya.

Pengecekan pertama menggunakan ROI Separability atau indeks keterpisahan

piksel, hal ini ditujukan untuk mengetahui seberapa baik sampel yang kita ambil.

Pengecekan kedua dilakukan dengan pengambilan titik-titik yang disebar pada

setiap jenis penggunaan lahan dengan metode stratified random sampling,

kemudian titik-titik yang memiliki koordinat geografis tersebut di catat dan di cek

kesesuaian lahannya di lapangan menggunakan alat GPS Hand Held. Hasil dari

survei lapangan untuk menentukan nilai omisi dan komisi peta penggunaan lahan.

3.6.2 Pengumpulan Data Sekunder

Data sekunder adalah data yang diperoleh seorang peneliti tidak secara

langsung dari subjek atau objek yang diteliti, tetapi melalui pihak lain seperti

instansi-instansi atau lembaga-lembaga yang terkait, perpustakaan, arsip

perorangan, dan sebagainya (Tika, 2005). Pengumpulan data sekunder dalam

penelitian ini yaitu terkait data curah hujan pada stasiun di wilayah DAS garang,

peta batas DAS garang.

31

3.6.3 Pengumpulan Data dengan Penginderaan Jauh

Data yang dapat diperoleh melalui penginderaan jauh yaitu data citra foto

dan data digital atau numerik. Pengumpulan data secara manual dilakukan melalui

foto udara, yakni dengan melakukan interpretasi secara visual. Sedangkan secara

elektronik dapat dilakukan secara manual maupun numerik (Tika, 2005).

Pengumpulan data dengan penginderaan jauh pada penelitian ini yaitu secara

elektronik, yang berupa data citra landsat 8, SRTM dan DEMNAS. Data tersebut

dapat diakses melalui lembaga geologi Amerika Serikat (USGS) untuk landsat 8

dan SRTM, serta Badan Informasi Geospasial (BIG) untuk DEMNAS.

3.7 Analisis Data

3.7.1 Faktor Erosivitas Hujan

Data curah hujan yang telah disajikan dalam bentuk data tabel perlu

dilakukan pengecekan tingkat akurasi data serta pengisian data curah hujan yang

mungkin tidak tercatat. Data yang kosong dapat disebabkan oleh alat penakar hujan

tidak berfungsi pada periode waktu tertentu atau karena satu dan lain hal pos

pengamat hujan ditutup untuk sementara waktu. Data yang kosong dapat dilengkapi

dengan memanfaatkan data hujan dari stasiun lain yang berdekatan (Asdak, 2010).

Perbaikan data atau melengkapi data yang kosong dalam penelitian ini

menggunakan Normal Ratio Method yang dirumuskan oleh Wei dan McGuiness

pada tahun 1973. Selain itu, uji konsistensi data perlu dilakukan setelah data curah

hujan keseluruhan telah diperbaiki jika terdapat data yang kosong. Penelitian ini

menggunakan metode analisis kurva massa ganda untuk mengetahui tingkat

keakuratan suatu data curah hujan.

Analisis kurva massa ganda menguji konsistensi hasil-hasil pengukuran

pada suatu stasiun dan membandingkan akumulasi hujan tahunan atau musimannya

dengan nilai akumulasi rata - rata yang bersamaan untuk suatu kumpulan stasiun di

sekitarnya. Konsistensi catatan bagi masing-masing stasiun dasar harus diuji, dan

yang tak konsisten harus disesuaikan (Linsley et al., 1986). Pengolahan data curah

hujan dilakukan dengan bantuan software Microsoft Excel dan hasilnya di export

ke dalam format .csv.

32

Pembuatan peta rerata hujan kawasan pada penelitian ini menggunakan

metode IDW (Inverse Distance Weighted). Metode IDW merupakan metode

sederhana yang mempertimbangkan titik disekitarnya (NCGIA, 1997). Metode

IDW dapat menginterpolasi data sesuai dengan jarak titik lokasi stasiun hujan,

dimana jarak terdekat akan memiliki bobot yang lebih besar. Pemetaan data hujan

menggunakan metode IDW dirasa sangat cocok, mengingat intensitas turunnya

hujan pada suatu wilayah tidak selalu sama. Interpolasi IDW memanfaatkan data

olahan yang telah berbentuk excel. Data tersebut dimasukkan kedalam software

Arcgis 10.4 yang selanjutnya diolah menjadi peta curah hujan.

3.7.2 Faktor Erodibilitas Tanah

Peta erodibilitas tanah dihasilkan dari peta jenis tanah dan nomograf nilai

erodibilitas tanah untuk beberapa jenis tanah. Nomograf memudahkan peneliti

dalam mengolah data erodibilitas tanpa harus melakukan survei dan perhitungan

rumit. Nomograf tidak selalu dalam angka yang tetap, ada yang memiliki rentang

nilai misalnya dari 0 sampai 1, maka dari itu nomograf dapat ditentukan dari nilai

rata-rata dari rentang atau interval nilai yang tersaji dalam bentuk tabel. Tetapi jika

hanya ingin mengambil suatu nilai saja entah nilai minimum atau yang maksimum

juga tidak disalahkan.

3.7.3 Faktor Panjang dan Kemiringan Lereng

Penentuan panjang dan kemiringan lereng pada penelitian ini berbasis

pada digital elevation model yang memungkinkan untuk mendapatkan informasi

panjang dan kemiringan lereng melalui pemrosesan data citra untuk memudahkan

penelitian. DEM yang digunakan berupa data SRTM V3 (Shuttle Radar

Topography Mission) dengan resolusi atau tingkat kedetailan mencapai 30 meter.

Data SRTM tersebut diolah menjadi peta kemiringan lereng (radian) dan arah

lereng (aspect) menggunakan Acrgis 10.4. Pengolahan data SRTM perlu dilakukan

proses filling, yaitu untuk membuat aliran air secara kontinyu bermuara ke sungai,

tidak terjebak di cekungan atau sumur.

33

3.7.4 Faktor Pengelolaan Tanaman

Faktor pengelolaan tanaman pada penelitian ini ditentukan berdasarkan

peta penggunaan lahan. Peta penggunaan lahan dibuat dengan data citra landsat,

menggunakan metode supervised classification (klasifikasi terbimbing). Klasifikasi

terbimbing yang dipilih dengan cara maximum likehood (Sharma et al., 2010).

Sebelum data digunakan, terlebih dahulu harus dikoreksi geometrik dan

radiometrik. Koreksi geometrik berfungsi untuk memperbaiki kesalahan lokasi

geografis, sedangkan radiometrik untuk memperbaiki kesalahan warna pantulan

permukaan bumi. Koreksi data citra tersebut menggunakan software ENVI.

Penentuan kelas faktor pengelolaan tanaman yang terdiri atas, badan air,

permukiman/lahan terbangun, pertanian, hutan dan tanah kosong menggunakan

metode klasifikasi terbimbing (supervised classification) dengan algoritma

maximum likehood. Klasifikasi terbimbing dilakukan dengan pengambilan sampel

pada piksel yang dianggap mewakili suatu objek, semakin akurat sampel yang

dipilih maka akan semakin mendekati benar.

Metode uji akurasi perlu diterapkan untuk mengetahui seberapa akurat

peta yang dihasilkan, dalam penelitian ini untuk uji akurasi menggunakan metode

yang disampaikan oleh Liliesand et al. (2008), dengan mempertimbangkan akurasi

dari kedua sisi, yaitu dari sisi pembuat peta (producer’s accuracy) dan sisi

pengguna peta (user’s accuracy).

Akurasi penghasil atau pembuat diperoleh dari hasil bagi jumlah piksel

yang terklasifikasi secara benar untuk setiap kategori dengan jumlah piksel pada

tiap training set. Akurasi menurut pengguna dihitung dengan cara membagi jumlah

piksel yang terklasifikasi secara benar di tiap kategori dengan jumlah keseluruhan

piksel yang diklasifikasi pada kategori tersebut. Perbedaan pada kedua sisi tersebut

disebut omisi (untuk pembuat peta) dan komisi (untuk pengguna peta). Pengecekan

titik piksel yang ada pada penelitian ini dengan cara survei lapangan.

34

Tabel 7. Contoh producer’s accuracy dan user’s accuracy

Kelas

Producer’s Accuracy User’s Accuracy

Akurasi Omisi

Kesalahan Akurasi Komisi Kesalahan

A 70/73 =

96% 4%

70/88 =

80%

20%

B 55/60 =

92% 8%

55/58 =

95%

5%

C 99/103 =

96% 4%

99/117 =

85%

15%

D 37/59 =

63% 37%

37/41 =

90%

10%

E 121/130 =

93% 7%

121/121 =

100%

0%

Sumber: Liliesand et al., 2008

3.7.5 Faktor Praktek Konservasi Lahan

Metode penentuan konservasi lahan pada penelitian ini berbasis dari data

kemiringan lereng (slope). Peta kemiringan lereng dibuat dengan sumber data

DEMNAS dengan dilakukan pengelompokan menjadi beberapa kelas, yaitu 0-2 %,

2-12 %, 12-16%, 16-20%, dan 20-25% (Sharma et al., 2010).

3.7.6 Indeks Bahaya Erosi

Erosi tidak bisa dihilangkan sama sekali atau tingkat erosinya nol,

khususnya untuk lahan-lahan pertanian. Tindakan yang dilakukan adalah dengan

mengusahakan supaya erosi yang terjadi masih dibawah ambang batas yang

maksimum (soil loss tolerance), yaitu besarnya erosi yang tidak melebihi laju

pembentukan tanah (Suripin, 2001). Perkiraan erosi tahunan rata-rata dan

kedalaman tanah dipertimbangkan untuk menentukan tingkat bahaya erosi untuk

setiap satuan lahan. Dari data hasil perkiraan erosi tahunan RUSLE dan kedalaman

tanah maka dapat diperoleh tingkat bahaya erosi (Peraturan Menteri Kehutanan

35

2009). Klasifikasi tingkat bahaya erosi yang digunakan dalam penelitian ini sebagai

berikut.

Tabel 8. Tingkat bahaya erosi

Tebal Solum Tanah

(CM)

Erosi (Ton/Ha/Tahun)

< 15 15 – 60 60 – 180 180 – 480 >480

Dalam (>90) SR R S B SB

Sedang (60-90) R S B SB SB

Dangkal (30-60) S B SB SB SB

Sangat Dangkal (

36

𝑇 =𝐷𝐸

𝐺𝑇× 𝐵𝐷 × 10

Keterangan :

T = Erosi yang diperbolehkan (EDP) (ton/ha/tahun)

DE = Kedalaman ekivalen (kedalaman efektif x faktor kedalaman tanah) (mm)

BD = Bulk Density (gr/cm3)

GT = Umur Guna Tanah (300 Tahun)

𝐼𝐵𝐸 =𝐴

𝑇

Keterangan :

IBE = Indeks bahaya erosi

A = Nilai erosi pada satuan medan

T = Erosi yang diperbolehkan

37

3.8 Diagram Alir

HIDROLOGI TOPOGRAFI TUTUPAN

VEGETASI TANAH AKTIVITAS

MANUSIA

EROSI

PEMETAAN METODE

RUSLE

PENGAMBIL

AN DAN

PENGOLAH

AN DATA

UJI

KUALITAS

DATA

PETA INDEKS

BAHAYA EROSI

PETA LAJU EROSI

38

BAB IV

HASIL PEMETAAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Kondisi Umum Daerah Penelitian

4.1.1 Letak dan Luas Wilayah

DAS Garang Hulu terletak di tiga kabupaten/kota yaitu Kota Semarang,

Kabupaten Semarang, dan Kabupaten Kendal. Daerah tertinggi pada sub DAS

Garang Hulu yaitu puncak Gunung Ungaran yang memiliki ketinggian 2050 mdpl,

termasuk ke dalam Kecamatan Limbangan, Kabupaten Kendal dan Desa

Lempuyang, Kecamatan Bergas, Kabupaten Semarang. Sub DAS Garang Hulu

berbatasan dengan sub DAS Kreyo, Kripik, dan Kanal Barat yang masih berada

dalam satu kelompok DAS. Secara astronomis sub DAS Garang Hulu berada pada

110°22ʹ - 110°28ʹ BT dan 07°00ʹ - 07°12ʹ LS.

Luas wilayah sub DAS Garang Hulu seluas 8.424,23 hektar yang terbagi

kedalam beberapa kecamatan yaitu, Kecamatan Ungaran Timur, Gunungpati,

Limbangan, Bandungan, Banyumanik, Bergas, Boja, Gajahmungkur, Sumowono

dan Ungaran Barat.