## Penentuan Zona Dan Karakteristik Daerah Aliran Sungai Dengan Analisa Spasial Sistem Informasi Geografis

## Determination of Zone and Characteristics Watershed with Spatial Analysis of Geographical Information System
Era Alfansyuri 1) & Indra Farni 2)
1) Jurusan Teknik Sipil Politeknik Negeri Padang Kampus Limau Manis Padang Telp. 0751-72590 Fax. 0751-72576 Email: eraalfansyuri@yahoo.com
2) Jurusan Teknik Sipil Universitas Bung Hatta Padang

## Abstract
Watershed  Management  comprehensively  considers  the  boundaries  and  characteristics  of  physical  watersheds that  have  precision  and  detail  of  data  sources.  Determination  of  the  Watershed  zone  in  a  digital  process  is supported  by  the  development  of  satellite-based  remote  sensing  surface  data  and  supported  by  spatial  data analysis  management  technology  with  Geographic  Information  System.  Provincial  spatial  boundaries  and watershed  characteristics  include  the  area,  slope  and  land  use  in  the  area  so  as  to  support  the  watershed management.

## Keywords: Watershed, Spatial Analyst, Geographic Information System

## PENDAHULUAN
Salah  satu  komponen  penting  dalam pengelolaan  DAS  adalah  menentukan secara fisik batas DAS  beserta karakteristik dari  masing-masing  DAS  atau  subDAS penyusun  dari  DAS  itu  sendiri,  yang meliputi  luas,  kemiringan  dan  arah  aliran. Luasan DAS dibentuk oleh adanya perbedaan
ketinggian permukaan (topografi)  dan  arah  aliran  permukaan. Untuk menentukan batasan DAS diperlukan data  masukan  berupa  ketinggian  titik-titik permukaan  yang  diperoleh  baik  dari  data primer berupa pengukuran langsung dilapangan secara terestris  dan  perekaman dan  pengolahan  data  secara  penginderaan jauh  ( remote  sensing )  dalam  bentuk  data garis ( vector ) maupun data raster ( image ).
Sesuai  dengan  perkembangan  teknologi pengelolaan  data  maka  penentuan  bentuk permukaan  DAS  dapat  dilakukan  secara digital  dengan  memanfaatkan  kemampuan analisa  spasial  dengan  Sistem  Informasi Geografis.  SIG  memiliki  perangkat  analisa spasial  seperti  pembuatan  garis  kontur,  ( create contour ) penentuan DAS ( watershed
&  stream ),  serta  penentuan  kemiringan ( slope )
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk mendapatkan  batas  Daerah  Aliran  Sungai (DAS)  beserta  karakteristik  secara  fisik berupa  kemiringan  dan  penggunaan  lahan DAS  dengan  memanfaatkan  kemampuan analisa spasial Sistem informasi Geografis DAS  menurut  Dictionary  of  Scienctific and Technical Term (Lapedes et al., 1974), DAS  (watershed)  diartikan  sebagai  suatu kawasan  yang  mengalirkan  air  kesatu sungai  utama.  Dikemukakan  oleh  Manan (1978)  bahwa  DAS  adalah  suatu  wilayah penerima  air  hujan  yang  dibatasi  oleh punggung  bukit  atau  gunung,  dimana semua  curah  hujan  yang  jatuh  diatasnya akan mengalir disungai utama dan akhirnya bermuara ke laut.
DAS  dalam  bahasa  Inggris  disebut Watershed  atau  dalam  skala  luasan  kecil disebut  dengan  Catchment  Area  adalah suatu  wilayah  daratan  yang  dibatasi  oleh punggung  bukit  atau  batas-batas  pemisah topografi, yang berfungsi menerima, menyimpan  dan  mengalirkan  curah  hujan yang  jatuh  di  atasnya  ke  alur-alur  sungai dan  terus  mengalir  ke  anak  sungai  dan
kesungai  utama,  akhirnya  bermuara  ke danau/waduk atau ke laut.
Beberapa  istilah  yang  perlu  dipahami dan  disepakati  bersama  dalam  pengelolaan DAS adalah sebagai berikut:
a) Daerah  Aliran  Sungai  (DAS)  adalah suatu  wilayah  daratan  yang  merupakan kesatuan  dengan  sungai  dan  anak-anak sungainya  yang  dibatasi  oleh  pemisah topografis  yang  berfungsi  menampung air  yang  berasal  dari  curah  hujan,
menyimpan dan mengalirkannya
melalui  ke  danau  atau  ke  laut  secara alami.
b) Sub  DAS  adalah  bagian  DAS  yang menerima air hujan dan mengalirkannya melalui  anak  sungai  ke  sungai  utama. Setiap DAS terbagi habis ke dalam Sub DAS – Sub DAS.
c) Satuan  Wilayah  Sungai  (SWS)  adalah kesatuan wilayah pengelolaan sumberdaya  air  dalam  satu  atau  lebih DAS  dan  atau  satu  atau  lebih  pulau- pulau  kecil  ,  termasuk  cekungan  air bawah tanah yang berada dibawahnya.
d) Pengelolaan DAS adalah upaya
manusia di dalam mengendalikan hubungan timbal balik antara sumberdaya  alam  dengan  manusia  di dalam  DAS  dan  segala  aktifitasnya, dengan tujuan membina kelestarian dan keserasian
ekosistem serta
meningkatkan manfaat sumberdaya
alam bagi manusia secara berkelanjutan.
e) Pengelolaan  DAS  Secara  Terpadu adalah  suatu  proses  formulasi  dan implementasi  kebijakan  dan  kegiatan yang menyangkut pengelolaan
sumberdaya  alam,  sumberdaya  buatan dan  manusia  dalam  suatu  DAS  secara utuh dengan mempertimbangkan aspek- aspek  fisik,  sosial,  ekonomi  dan kelembagaan di dalam dan sekitar DAS untuk mencapai tujuan yang diinginkan.
f) Rencana  Pengelolaan  DAS  merupakan konsep pembangunan
yang mengakomodasikan  berbagai  peraturan perundang-undangan  yang  berlaku  dan dijabarkan  secara  menyeluruh  dan terpadu  dalam  suatu  rencana  berjangka
pendek,  menengah  maupun  panjang yang  memuat  perumusan  masalah spesifik  di  dalam  DAS,  sasaran  dan tujuan  pengelolaan,  arahan  kegiatan dalam  pemanfaatan,  peningkatan  dan pelestarian  sumberdaya  alam  air,  tanah dan vegetasi, pengembangan
sumberdaya  manusia,  arahan  model pengelolaan DAS, serta sistem monitoring dan evaluasi kegiatan pengelolaan DAS. Perencanaan  pengelolaan  DAS  terpadu mempersyaratkan adanya beberapa langkah-langkah
penting meliputi pengumpulan data yang ekstensif, didukung oleh strategi pengelolaan data yang terpadu. Pengumpulan  data  ini  terutama  identifikasi karakteristik  DAS  yang,  antara  lain, mencakup  batas  dan  luas  wilayah  DAS, topografi,  geologi,  tanah,  iklim,  hidrologi, vegetasi,  penggunaan  lahan,  sumberdaya air,  kerapatan  drainase,  dan  karakteristik sosial, ekonomi dan budaya.
Sesuai  dengan  peraturan  pemerintah  no 37  tahun  2012  tentang  DAS,  perencanaan DAS dilakukan dengan melakukan inventarisasi  DAS  meliputi  penetapan  dan kualifikasi  DAS.  Proses  dan  penetapan batas  DAS  dilakukan  melalui  tahapan kegiatan penyiapan bahan, penentuan bataas  DAS,  verifikasi  batas  DAS  dan penetapan batas.
Penentuan  klasifikasi  DAS  dilakukan berdasarkan  beberapa  kriteria  diantaranya kondisi  lahan  itu  sendiri  dan  pemanfaatan ruang wilayahnya.
SIG merupakan teknik berbasis computer  untuk  memasukkan,  mengolah, dan  menganalisis  data  objek  permukaan bumi  dalam  bentuk  grafis,  koordinat,  dan data base, dimana hasilnya bisa menggambarkan  sebuah  fenomena  spasial. Sesuai  dengan  fungsinya  SIG  dapat menggambarkan bentuk DAS sesuai dengan  data  yang  di  input  (Mawardah, 2013)
Dalam  penelitian  ini  menggunakan  citra SRTM  sebagai  sumber  data,  dimana  bisa
diperoleh  gambaran  bentuk  dan  ketinggian permukaan  bumi  dalam  bentuk  data  digital dengan tingkat resolusi tinggi
Perolehan  data  SRTM  ini  didapatkan dengan  menngunakan  instrument  radar dimana  untuk    memperoleh  topografi (elevasi)  data,  payload  SRTM  dilengkapi dengan  dua  aperture  sintetis  radar  antena. Satu  antena  terletak  di  Shuttle  payload, yang  lain  di  ujung  tiang  dengan  jarak  60 meter dari Shuttle payload pertama. SRTM memanfaatkan teknik yang disebut interferometri  radar  untuk  memperoleh informasi topografi. Dalam radar interferometri,  dua  gambar  radar  yang diambil  dari  lokasi  yang  sedikit  berbeda. Perbedaan antara gambar ini memungkinkan  untuk  perhitungan  elevasi permukaan,  atau  perubahan.  Pada  SRTM, dua  gambar  radar  yang  diperlukan  untuk melakukan  interferometri  yang  diperoleh secara bersamaan oleh dua antena.
Ada dua jenis panel antena: C-Band dan X-Band.  Data  radar  C-band  diproses  di  Jet Propulsion  Laboratory  (JPL)  menyediakan Digital  Elevation  Model  (DEM)  global. DEM  resolusi  lebih  tinggi  yang  dihasilkan dari  data  radar  X-Band,  diolah  dan didistribusikan  oleh  German  Aerospace Center, DLR.

## Sistem Informasi Geografis (SIG)
Pada  dasarnya,  istilah  Sistem  Informasi Geografis  (SIG)  merupakan  gabungan  dari tiga  unsur  pokok  yaitu  :  sistem,  informasi, dan geografis. Istilah sistem dapat didefinisikan  sebagai  sekumpulan  objek, ide berikut saling keterhubungannya (inter- relasi) dalam mencapai  tujuan atau sasaran bersama.  Dan  istilah  geografis  merupakan bagian  dari  spasial  (keruangan)  atau mengandung  pengertian  suatu  persoalan mengenai  bumi  :  permukaan  dua  atau  tiga dimensi.  Sedangkan  informasi  geografis mengandung pengertian informasi mengenai  tempat-tempat  yang  terletak  di permukaan  bumi,  pengetahuan  mengenai posisi  dimana  suatu  objek  terletak  di permukaan  bumi,  dan  informasi  mengenai keterangan-keterangan (atribut) yang
terdapat di permukaan bumi yang posisinya diberikan  atau  diketahui.  Jadi  Sistem Informasi Geografis (SIG) merupakan suatu kesatuan  formal  yang  terdiri  dari  berbagai sumber  daya  fisik  dan  logika  yang berkenaan dengan objek-objek yang terdapat di permukaan bumi.
Teknik pemrosesan data image, data vektor, poligon,  dan  titik  akan  menggunakan layanan teknik analisa spasial dari perangkat lunak sistem informasi geografis.
Kemampuan SIG juga dikenali dari fungsi- fungsi  analisis  yang  dapat  dilakukannya. Secara  umum,  terdapat  dua  jenis  fungsi analisis  yaitu  fungsi  analisis  spasial  dan fungsi analisis atribut (basisdata atribut). Fungsi analisis spasial ini terdiri dari : 1. Klasifikasi (reclassify) , fungsi ini mengklasifikasikan atau
mengklasifikasikan  kembali  suatu  data spasial  atau  data  atribut  menjadi  data spasial  yang  baru  dengan  menggunakan kriteria tertentu.
2. Overlay ,  fungsi  ini  mengasilkan  data spasial  baru  minimal  dari  dua  data spasial  yang  menjadi  masukkannya. fungsi  analisis  spasial  overlay  akan dikenakan  terhadap  ketiga  data  atribut tersebut.
3. Buffering ,  fungsi  ini  akan  menghasilkan data spasial baru yang berbentuk poligon atau zone dengan jarak tertentu dari data spasial  yang  menjadi  masukannya.  Data spasial  tidak  akan  menghasilkan  data spasial  baru  yang  berupa  lingkaran- lingkaran  yang  mengelilingi  titik-titik pusatnya.  Untuk  data  spasial  garis  akan menghasilkan  data  spasial  baru  yang berupa poligon-poligon yang melingkupi garis-garis.  Demikian  pula  untuk  data spasial  poligon,  akan  menghasilkan  data spasial  baru  yang  berupa  poligon- poligon yang lebih besar dan kosentris.
4. Digital  Image  Processing (pengolahan citra  dijital),  fungsi  ini  dimiliki  oleh perangkat  SIG  yang  berbasis  raster. Karena  data  spasial  permukaan  bumi (citra  dijital)  banyak  didapat  dari perekaman  data  satelit  yang  berformat
raster, maka banyak SIG raster yang juga dilengkapi dengan fungsi analisis ini.

## METODOLOGI
Penentuan  DAS  dan  karakteristik  DAS berlokasi pada kawasan perkotaan Batusangkar  Kabupaten  Tanah  Datar  yang dibatasi  oleh  koordinat  0 o 30’  54.75”  S, 100 o 30’ 25.33” E dan 0 o 22’ 31.82” S, 100 o
38’  50.97”  E  yang  mempunyai  kondisi topografi  bervariasi  mulai  dari  datar, bergelombang  hingga  berbukit  dengan elevasi berkisan antara 450 – 800 m di atas permukaan laut serta mempunyai kemiringan  yang  beragam.  Dengan  kondisi topografi yang beragam ini akan menghasilkan  subdas-subdas  dalam  jumlah yang besar.
Penentuan  watershed  dan  stream  secara interpretasi manual sangat tergantung kepada penafsiran secara subjectif selain itu juga  akan  membutuhkan  ketelitian  dan waktu yang cukup lama.
Untuk  penentuan  kawasan  DAS  beserta karaktersitiknya  secara  analisa  spasial  GIS maka  dilakukan  beberapa  tahap  pekerjaan meliputi :
- penyiapan  data  masukan  berupa  data image  citra  serta  pengaturan  sistem koordinat citra.
- Melakukan  analisis  image  berupa pembuatan watershed dan stream
- Pengelolaan data GIS dan geoprocessing    serta  analisis  spasial GIS  untuk  mendapatkan  karakteristik fisik watershed
- Membuat rancangan layout dan tabel
Penyiapan data Untuk  mendapatkan  bentuk  permukaan
DAS  diperoleh  dengan  memanfaatkan  citra
(image)  yang  diperoleh  dari    citra  SRTM dengan  mengatur  sistem  proyeksi  dan sistem koordinat yang digunakan.
Gambar 1. Tampilan citra kawasan
Proyeksi sistem koordinat :
 WGS_1984_UTM_Zone_47S
 Projection: Transverse_Mercator
 False_Easting: 500000.00
 False_Northing: 10000000.00
 Central_Meridian: 99.00
 Scale_Factor: 0.999600
 Latitude_Of_Origin: 0.00
 Linear Unit: Meter (1.000000)
Sistem Koordinat Geografik :
 GCS_WGS_1984
 Angular Unit: Degree (0.017453292519943299)
 Prime Meridian: Greenwich (0.0000)
 Datum: D_WGS_1984
 Spheroid: WGS_1984
 Semimajor Axis: 6378137.000
 Semiminor Axis: 6356752.31424517930
 Inverse Flattening: 298.25722356300003

## 
Sehingga  diperoleh  tampilan  citra  SRTM seperti berikut
Dari  peta  SRTM  selanjutnya  dilakukan analisis berupa pembuatan garis kontur dari grid  terrain  dengan  interval  kontur  yang disesuaikan dengan kebutuhan.
Tahapan tersebut dapat dilihat pada diagram berikut :
Gambar 3. Diagram Alir

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan watershed dan stream dilakakukan dengan menggunakan perangkat  lunak  Globat  Mapper  dimana algoritma  yang  umum  digunakan  adalah menggunakan metode D8 methode (Tarboton, 1989 ; Traboton and Bras, 1991) dimana hasil analisis dengan membandingkan  ketinggian  relatif  satu piksel terhadap 8 (delapan) piksel disekelilingnya.  Selanjutnya  arah  aliran ditentukan dari kemiringan tercuram terhadap piksel sekelilingnya
Pembuatan peta kontur Pembuatan peta kontur dengan menggunakan  data  citra  SRTM  dengan mengatur interval ketinggian.
Input Image/ Citra Garis kontur Watershed/ stream Zonasi DAS Arah aliran Slope Karakteristik DAS Land Use
Sehingga diperoleh gambaran garis ketinggian  (kontur)  permukaan  kawasan sebagai berikut :
Gambar 5. Hasil pembuatan garis kontur

## Analisa watershed
Dari  analisa  spasial  GIS  diperoleh  51 subwatershed yang tersebar di kawasan Hasil penentuan subwatershed dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 6. hasil pembagian sub watershed

## Zonasi kawasan DAS
Dengan  mempertimbangkan  arah  aliran permukaan  dan  aliran  sungai  yang  ada maka
dilakukan
pengelompokkan subwatershed menjadi zonasi kawasan DAS yang  dikelompokkan  menjadi  7  (tujuh) zona watershed
Gambar 7. Pembagian Zona DAS
Tabel 1. Luas Watershed
Zona Sub watershed Luas (Ha) 1 6 682.076 2 3 1358.499 3 7 2051.699 4 5 1972.296 5 6 1972.296 6 10 2937.966 7 14 1275.356 Jumlah 51 12250.188

## Analisa kemiringan kawasan
Peta  kemiringan  kawasan  diperoleh  dari analisa spasial dari data kontur menjadi data DEM  ( Digital  Elevation  Model )    dengan melakukan pengaturan terhadap nilai piksel. Dengan  analisa  3D  analiyst  dimana  data permukaan  dalam  bentuk  raster  diolah menjadi  data  kemiringan  ( slope )  yang diklasifikasikan dengan satuan persen.
Gambar 8. Pengaturan pembuatan kemiringan
( slope ) Untuk  membuat  klasifikasi  lereng  maka perlu dilakukan pengaturan kelas ( reclassify ) secara natural breaks menjadi 5
slope,  0  -  5  %,  5  -  10%,  10  -  20%,    20  - 32% dan 32 - 57%
Gambar 9. peta kemiringan kawasan
Secara grafik penyebaran kemiringan disetiap  zona  dapat  dilihat  pada  gambar berikut :

## Gambar 10. grafik kemiringan zona
Untuk  kebutuhan  geoprocessing  analyst maka  dilakukan  perubahan  bentuk  format dari data raster manjadi data vektor

## Analisa Penggunaan lahan kawasan
Analisa Penggunaan lahan kawasan diperoleh  dari  tahapan  overlay  data penggunaan lahan RTRW Kabupaten
dengan  zona  DAS  yang  meliputi  hutan rakyat,  pemukiman,  lapangan  diperkeras, sawah,  semak  belukar,  tanah  kosong, tegalan dan kebun
Gambar 11. Peta penggunaan lahan kawasan
Tabel 2. Luas kemiringan DAS setiap Zona
Zona Luas (Ha) 0 - 5 % 5 - 10% 10 - 20% 20 - 32% 32 - 57% Zona 1 319.88 282.68 42.93 31.70 4.89 Zona 2 335.08 802.42 52.15 145.22 23.64 Zona 3 741.03 858.96 251.37 110.93 89.41 Zona 4 636.69 535.70 55.40 78.03 94.97 Zona 5 771.08 1162.43 38.79 0 0 Zona 6 1323.75 1052.83 451.39 110.00 0 Zona 7 446.59 519.02 206.65 95.89 6.09 Jumlah 4574.08 5214.03 1098.68 571.76 219.01

## Penyajian DAS
Penyajian  data  dilakukan  dalam  bentuk format  data  spasial  dalam  sebuah  peta dengan sistem koordinat dan skala tertentu dan menggunakan kaidah-kaidah kartografi. Selain  itu  juga  dilengkapi  dengan  data atribut  yang  tersusun  dalam  sebuah  basis data
Gambar 12. Grafik penggunaan lahan zona
Gambar 13. Tampilan Zona DAS kawasan
Tabel 3. Data penggunaan lahan setiap zona Watershed

## SIMPULAN
Diperoleh  tujuh  zona  daerah  aliran  sungai pada  kawasan  secara  spasial  dalam  sistem informasi  geografis  dengan  dilengkapi  data atribut  DAS  meliputi  kemiringan  dan penggunaan lahan kawasan.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Bagusrama.  2011.  Definisi-definisi Daerah Aliran Sungai (DAS). Wordpress.com [2]    Mawardah  Nur  Hanifiyani,  Dkk  , Analisis Karakteristik DAS Menggunakan Perangkat Lunak Sistem  Informasi  Geografis,  2013, Zona (Ha) Hutan rakyat Pemukiman Lapangan diperkeras Sawah Semak Belukar Tanah Kosong Tegalan Kebun Zona 1 42.73 95.29 0.00 183.12 245.90 1.74 93.90 5.27 Zona 2 223.40 98.81 0.84 380.24 210.41 1.55 420.24 5.42 Zona 3 431.04 115.12 0.00 965.88 255.94 2.35 260.85 0.00 Zona 4 217.40 160.75 2.79 445.10 163.92 13.18 366.47 0.00 Zona 5 17.31 206.00 0.00 985.41 592.19 22.17 123.65 0.00 Zona 6 48.06 245.91 6.16 1032.57 742.25 26.35 784.44 5.52 Zona 7 171.67 108.54 0.00 357.84 403.66 5.85 122.47 23.07 Jumlah 1151.62 1030.43 9.79 4350.17 2614.28 73.18  2172.03 39.29
Laboratorium  Hidrologi  Hutan  dan Pengelolaan DAS. IPB
[3]  Pembuatan Arah Aliran dan Akumulasi
Aliaran  Air  (Watershed)  Dengan
Arcgis  10,  Juni  2014,  Air  Itu Mengalir. Yoghagen.Blogspot.Com [4]    Peraturan  Pemerintah  No  37  Tahun 2012  Tentang  Pengelolaan  Daerah Aliran  Sungai  SRTM-Shutle  Radar Tophographic Mission, Terra- image.com