ANALISIS PENGARUH PERUBAHAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP PENINGKATAN JUMLAH ALIRAN PERMUKAAN ( Studi Kasus pada DAS Kali Gatak di Surakarta, Jawa Tengah ) TESIS Untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan Mencapai Derajat Magister Program Studi Ilmu Lingkungan Oleh : SUDARTO A 130906012 MINAT STUDI PENGELOLAAN SUMBER DAYA AIR PROGRAM STUDI ILMU LINGKUNGAN PROGRAM PASCA SARJANA UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2009 i ANALISIS PENGARUH PERUBAHAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP PENINGKATAN JUMLAH ALIRAN PERMUKAAN ( Studi Kasus pada DAS Kali Gatak di Surakarta, Jawa Tengah ) Analysis of Landuse Change Impact on Enhancement of Surface Runoff (A Case Study of Gatak Catchment Area in Surakarta, Central java) OLEH : SUDARTO NIM : A 130906012 Disetujui oleh Tim Pembimbing pada tanggal : 14 April 2009 Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Dr. Ir. M Mukhlisin MT Prof. Drs. Indrowuryatno M.Si NIP. 132 056 426 NIP. 130 340 866 Mengetahui Ketua Program Studi Ilmu Lingkungan Dr. Prabang Setiyono, S.Si, M.Si NIP. 132 240 171 ii ANALISIS PENGARUH PERUBAHAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP PENINGKATAN JUMLAH ALIRAN PERMUKAAN ( Studi Kasus pada DAS Kali Gatak di Surakarta, Jawa Tengah ) Analysis of Landuse Change Impact on Enhancement of Surface Runoff (A Case Study of Gatak Catchment Area in Surakarta, Central java) OLEH : SUDARTO NIM : A 130906012 Telah disetujui dan disahkan oleh Tim Penguji Pada tanggal : 11 Mei 2009 Jabatan Nama Tanda tangan Ketua : Dr. Ir. Prabang Setiyono, S.Si., M.Sc .......................... Sekretaris : Ir. Ari Handono Ramelan Msc.,Ph.D. ......................... Penguji : 1. Dr. Ir. M Mukhlisin MT ......................... 2. Prof. Drs. Indrowuryatno M.Si ......................... 3. Ir. Ari Handono Ramelan Msc.,Ph.D. ......................... 4. Dr. Prabang Setiono S.Si., MSi. .......................... Surakarta, Mei 2009 Mengetahui Menyetujui Direktur Program Pascasarjana Ketua Program Studi Ilmu Lingkungan Prof. Drs. Suranto, M.Sc., Ph.D Dr. Ir. Prabang Setiono S.Si., MSi NIP. 131 472 192 NIP. 132 240 171 iii PERNYATAAN Yang bertanda tangan dibawah ini, saya : N a m a : S u d a r t o NIM : A. 130906012 Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa tesis berjudul : ANALISIS PENGARUH PERUBAHAN TATA GUNA LAHAN TERHADAP PENINGKATAN JUMLAH ALIRAN PERMUKAAN ( Studi Kasus pada DAS Kali Gatak di Surakarta, Jawa Tengah ) adalah betul-betul karya saya sendiri. Hal-hal yang bukan karya saya dalam tesis ini diberi tanda citasi dan ditunjukkan dalam daftar pustaka. Apabila dikemudian hari terbukti pernyataan saya tidak benar, maka saya bersedia menerima sanksi akademik berupa pencabutan tesis dan gelar yang saya peroleh dari tesis tersebut. Surakarta, Mei 2009 Yang membuat pernyataan S u d a r t o iv MOTTO Sak begja-begjaning wong kang lali, luwih begja wong kang “Wamal Hayaatud Dunya illaa mataa’ul ghurur“ (Kehidupan duniawi itu tidak lain hanyalah kesenangan yang memperdayakan) (A. Mustofa Bisri) PENGETAHUAN SEDIKIT, ASAL DIPRAKTEKKAN, DITERJEMAHKAN DALAM HIDUP SEHARI-HARI LEWAT KARYA NYATA AKAN JAUH LEBIH BERHARGA DARI PADA BANYAK PENGETAHUAN YANG “NGANGGUR”, YANG TIDAK DIPRAKTEKKAN, TIDAK DI TERJEMAHKAN DALAM HIDUP SEHARI-HARI. (KAHLIL GIBRAN) v PERSEMBAHAN AKU PERSEMBAHKAN KARYA TULISANKU INI KEPADA MASYARAKART SOLO DAN PEMKOT KOTA SURAKARTA YANG AKU HORMATI KEDUA ORANG TUAKU, BAPAK/IBU SUKARDI KARDIRAHARJO SATU ISTRIKU TERCINTA RENNY ISTIATI KEDUA BUAH HATIKU, RISSA DAN RAMA vi KATA PENGANTAR Puji syukur selalu penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, taufik dan hidayah-Nya kepada kita semua, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tesis dengan judul “Analisis Pengaruh Perubahan Tata Guna Lahan terhadap Peninkatan Jumlah Aliran Permukaan ( Studi Kasus pada DAS Kali Gatak )”, sebagai salah satu persyaratan untuk mencapai derajat Magister pada Program Studi Ilmu Lingkungan, Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa berkat dorongan, bantuan dan do’a dari semua pihak, penyusunan tesis ini dapat selesai, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada Bapak Dr. Ir. M Mukhlisin MT., dan Bapak Prof. Drs. Indrowuryanto M.Si., selaku dosen pembimbing yang telah memberikan arahan serta saran dalam penyelesaian tesis ini. Ucapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada: 1. Prof. Drs. Suranto, M.Sc., Ph.D., selaku Direktur Program Pascasarjana Universitas Sebelas Maret. 2. Dr. Prabang Setiyono, S.Si., M.Si, selaku ketua Program Studi Ilmu Lingkungan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Dr. I Gusti Ayu KRH., SH., MM, selaku sekretaris Program Studi Ilmu Lingkungan Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Seluruh Dosen Program Studi Ilmu Lingkungan Pascasarjana Universitas Sebelas Maret yang telah memberikan bimbingan dan pengajaran. 5. Rekan-rekan mahasiswa Program Studi Ilmu lingkungan Universitas Sebelas Maret Angkatan 2006, dalam kebersamaannya melaksanakan studi. 6. Istri dan anak-anak tercinta yang telah memberikan dukungan dan motivasi 7. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dan dorongan kepada penulis. Penulis menyadari bahwa tulisan ini masih banyak kekurangan, karena itu kritik dan saran sangat diharapkan. Semoga tesis ini bermanfaat bagi yang berkepentingan. Surakarta, Mei 2009 Penulis vii HALAMAN JUDUL................................................................................................ i PERSETUJUAN PEMBIMBING........................................................................... ii HALAMAN PENGESAHAN................................................................................. iii PERNYATAAN ..................................................................................................... iv MOTTO .................................................................................................................. v PERSEMBAHAN................................................................................................... vi KATA PENGANTAR.............................................................................................. vii DAFTAR ISI............................................................................................................ viii DAFTAR GAMBAR............................................................................................... xi DAFTARTABEL.................................................................................................... xii DAFTARLAMPIRAN............................................................................................ xiv ABSTRAK............................................................................................................... xv BAB I. PENDAHULUAN .................................................................................... 1 1.1. Latar belakang.................................................................................................... 1 1.2. Permasalahan ..................................................................................................... 4 1.3. Rumusan masalah.............................D...A...F..T...A...R... .I.S...I............................................ 4 1.4. Batasan masalah ................................................................................................ 5 1.5. Maksud dan tujuan penelitian ............................................................................ 6 1.5. Manfaat Penelitian ............................................................................................. 6 BAB II LANDASAN TEORI................................................................................. 7 2.1. Tinjauan Pustaka............................................................................................... 7 2.2. Landasan Teori................................................................................................. 13 2.2.1. Perubahan Tata Guna Lahan (Land Use change)................................... 13 2.2.2.Sistem Drainase ....................................................................................... 15 2.2.3. Siklus hidrologi ....................................................................................... 16 2.2.3.1. Curah Hujan ............................................................................. 17 2.2.3.2. Resapan air tanah (Infiltration) ............................................... 18 2.2.3.3. Aliran Permukaan (surface runoff)............................................. 18 vii i 2.2.4. Banjir dan Genangan .............................................................................. 19 2.2.5.Daerha Aliran Sungai (DAS)................................................................... 20 2.2.6. Karakteristik Daerah Aliran Sungai (DAS) ............................................ 22 2.2.6.1. Hujan Kawasan (DAS) .............................................................. 25 2.2.6.2. Karakteristik Hujan dalam (DAS)............................................... 27 2.2.7. Analisa Aliran Permukaan (Q )............................................................... 28 p 2.2.7.1. Metode Rasional.......................................................................... 28 2.2.7.2. Koefisien aliran permukaan (runoff coefficient =C).................. 31 2.2.7.3. Analisa frekuensi curah hujan maksimum.................................. 33 2.2.7.4. Intensitas curah hujan (I) ........................................................... 33 2.2.7.5. Waktu Konsentrasi (t )............................................................... 35 c 2.2.7.6. Luas DAS (A)............................................................................... 36 2.2.8. Sistem Informasi Geografi ..................................................................... 36 2.3. Kerangka pikir.................................................................................................... 37 BAB III METODOLOGI PENELITIAN................................................................. 39 3.1. Lokasi dan waktu Penelitian.............................................................................. 39 3.2. Metodologi Penelitian........................................................................................ 41 3.3. Data Curah Hujan.............................................................................................. 44 3.4. Analisa Peta Daerah Penelitian.......................................................................... 44 3.4.1. Analisa peta Tata Guna Lahan................................................................. 45 3.4.2. Analisa Ketinggian (DPL) dan Kemiringan (Slope) Daerah Penelitian... 45 3.4.3. Analisa Batas DAS dan Sub serta Luas DASDaerah Penelitian............. 46 3.4.4. Perhitungan Koeffisien Limpasan (C) dengan ArcGIS 9.0. dan MS excel......................................................................................................... 47 3.5. Metode Analisa Hidrologi................................................................................. 47 BAB IV PEMBAHASAN DAN HASIL PENELITIAN......................................... 48 4.1. Kondisi exsisting Daerah Penelitian.................................................................. 48 4.1.1. Ronalingkungan Fisik (abiotic environment) ......................................... 48 4.1.1.1. Kondisi Geografi......................................................................... 48 4.1.1.2. Kondisi fisiografi daerah penelitian............................................ 48 ix 4.1.1.3. Kondisi Iklim ............................................................................... 52 4.1.1.4. Kondisi Hidrologi....................................................................... 52 4.1.2. Rona Lingkungan Hayati (biotic environment)........................................ 54 4.1.3. Rona Lingkungan Sosial Ekonomi Budaya (culture environment).......... 54 4.1.4. Kondisi DAS Daerah Penelitian.............................................................. 55 4.1.5. Kejadian Banjir dan Genangan di Daerah Penelitian............................... 56 4.2. Analisa Luas DAS dan Sub DAS Daerah Penelitian......................................... 57 4.3. Analisa Tata Guna Lahan (Land Use) dari tahun 2001 – 2007......................... 59 4.4. Analisa Koefisien Aliran (C) ............................................................................. 62 4.5. Analisa Hidrologi............................................................................................... 65 4.6. Analisa Debit Banjir di DAS Kali Gatak pada tahun 2001 dan tahun 2007...... 69 4.6.1. Perhitungan Q berdasarkan hujan harian rata-rata maksimum dari mak kejadian hujan pada tahun 2001 dan 2007 (dengan metode aritmatik)... 70 4.6.2. Perhitungan Q berdasarkan h dengan mak maks rata2 metode poligon Thiessen ......................................................................... 73 4.6.3. Perhitungan Q berdasarkan Kejadian Banjir........................................ 77 mak 4.6.4. Hasil rekapitulasi Perhitungan Q ........................................................ 79 mak. 4.6.5. Kalibrasi analisa kejadian banjir dan genangan di wilayah Sumber......... 80 4.7. Perhitungan Periode Ulang Debit Maksimum dengan metode Gumbel............. 81 4.7.1. Analisis Hujan Rancangan (R) ............................................................... 83 4.7.2. Perhitungan Debit Puncak (Q ) dengan berbagai Periode Ulang......... 85 max BAB V KESIMPULAN DAN SARAN................................................................... 87 5.1. Kesimpulan....................................................................................................... 87 5.2. S a r a n............................................................................................................. 88 DAFTAR PUSTAKA x