Penginderaan Jauh dan Sistem Informasi Geografis untuk Penilaian Kerentanan dan Risiko Pencemaran Air Tanah Karst Gunungsewu di Kabupaten Gunungkidul

EKO BUDIYANTO, Prof. Dr. Totok Gunawan, M.S.

2018 | Disertasi | S3 Ilmu Geografi

Penelitian ini dilakukan di wilayah karst Gunungsewu yang secara administratif terletak di Kabupaten Gunungkidul, Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Tujuan dari penelitian ini adalah : (1) mengkaji karakteristik spektral dan kerentanan karst di area amatan penelitian, (2) merumuskan parameter turunan data penginderaan jauh dan model yang dapat digunakan untuk penilaian kerentanan dan risiko air tanah karst terhadap pencemaran, (3) menyusun zonasi tingkat kerentanan dan risiko air tanah karst terhadap pencemaran dan arahan pemanfaatan lahan di wilayah penelitian. Karakteristik spektral diturunkan dari data citra Landsat 8 OLI dan citra GDEM ASTER diolah melalui metode statistik citra dan diskribsikan menggunakan grafik histogram saluran tunggal, perbandingan nilai indeks, dan visualisasi tiga dimensional. Tingkat kerentanan area amatan dilakukan dengan menghubungkan kejadian hujan yang turun di area tangkapan mata air amatan dengan fluktuasi kualitas airnya melalui analisis statistik. Parameter turunan data pengideraan jauh untuk penilaian kerentanan dan risiko diperoleh melalui analisis faktor. Model dihasilkan melalui analisis regresi logistik dari nilai-nilai spektral saluran tunggal dan indeks spektral dari citra Landsat 8 OLI dan GDEM ASTER terhadap tingkat kerentanan sampel area amatan. Zonasi tingkat kerentanan dan risiko air tanah karst terhadap pencemaran dilakukan dengan mengaplikasikan model penilaian kerentanan dan risiko yang dihasilkan dalam penelitian ini menggunakan perangkat sistem informasi geografis. Hasil penelitian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan karakteristik spektral dan tingkat kerentanan dari masing masing area amatan. Bagian tengah wilayah penelitian memiliki nilai mean indeks spektral yang lebih rendah dibandingkan dengan bagian barat dan timur. Area tangkapan mata air Sanglor 2, Puring, Selonjono, Kalicacahan dan Mudal memiliki tingkat kerentanan tinggi, area tangkapan mata air Pok Tunggal memiliki tingkat kerentanan sedang, dan area tangkapan mata air Cerme, Ngobaran dan Slulu memiliki tingkat kerentanan rendah. Data band 2, band 5, indeks batuan, dan indeks kekasaran permukaan dapat digunakan sebagai parameter penilaian kerentanan air tanah karst terhadap pencemaran. Model penilaian kerentanan dinyatakan dengan persamaan menggunakan rumus logit regresi multinomial. Model penilaian risiko dinyatakan dengan persamaan : Indeks Risiko = Ymax.b.H. Area dengan indeks risiko tinggi memiliki luas 695,00 km2 atau seluas 94,67%, risiko sedang adalah seluas 36,32 km2atau seluas 4,95%, dan risiko rendah adalah seluas 2,78 km2 atau seluas 0,38 % dari seluruh wilayah penelitian ini. Berdasar perhitungan nilai kerentanan dan indeks risiko, pemanfaatan lahan di area karst Gunungsewu diarahkan sebagai kawasan perlindungan fungsi lahan, kawasan peningkatan fungsi lahan, kawasan pemulihan fungsi lahan, dan kawasan pemeliharaan fungsi lahan. Kata kunci : kerentanan dan risiko, model, zonasi, penginderaan jauh dan sig

The research was held in Gunungsewu karst area which administratively is includes in Gunungkidul Regency, Daerah Istimewa Yogyakarta Province. The aim of the research are : (1) to study the spectral characteristic and karst vulnerability of the observation area of the research; (2) to formulates some parameters of remote sensing data and the model to assess the karst groundwater vulnerability and risk to pollution; (3) to build the karst groundwater vulnerability and risk to pollution zoning and landuse referrals in the research area. Spectral characteristics was produced from Landsat 8 OLI and GDEM ASTER data, processed by imagery statistical method and deskribed by histogram chart of the single spectral, indeks values comparison, and 3D visualization. Vulnerability rate of the observation area was done by correlates the rain event falling in the observed groundwater spring catchment area to the groundwater quality fluctuation by statistical analysis. The parameters derived from remotely sensed data to asses the vulnerability and risk was produced by factorial analysis method. The model was produced by logistic regression analysis between single band and indexes spectral data of Landsat 8 OLI and GDEM ASTER to the vulnerability level of the observed sample area. The karst groundwater vulnerability and risk to pollution level zone obtained by applies the model was produced in the research by using geographic information system. The result of the research shows that there are some differences of the spectral characteristics and the vulnerability level in each of the observation area. The middle part of the research area has lower spectral mean index than the western and eastern part. The catchment area of Sanglor 2, Puring, Selonjono, Kalicacahan and Mudal have a high vulnerability level, the catchment area of Pok Tunggal has a middle vulnerability level, and the catchment area of Cerme, Ngobaran, and Slulu have a low vulnerability level. The data of band 2, band 5, rock index, and surface roughness index can be used as parameters to assess the karst groundwater vulnerability to pollution. The vulnerability assessment model expressed by equation with logit regresi multinomial. The risk assessment model expressed by equation Risk Index = Ymax.bH. Wide of the high risk area are 695,00 km2 or 94,67%, the middle risk are 36,32 km2 or 4,95%, and the low risk are 2,78 km2 of 0,38% of the research area.Based on evaluation of vulnerability and risk indeks of the Gunungsewu karst area, the land utilization was directed as protection areas, land improvement areas, land restoration areas, and maintenance area of the land functions.

Kata Kunci : vulnerability and risk, model, zone, remote sensing and GIS