Permodelan Daerah
Aliran Sungai
Model
permukaan digital dengan format grid
yang dikenal dengan bentuk sel yang beraturan (bujur sangkar),
memungkinkan untuk dianalisa lebih lanjut diantaranya untuk mendapatkan skema dan
parameter topografi suatu Daerah Aliran Sungai (DAS). Permodelan DAS dari suatu
grid adalah dengan memanfaatkan kemampuan analisa dan manipulasi dalam Sistem
Informasi Geografis (SIG) yaitu melalui penerapan algoritma tertentu untuk
memanipulasi hubungan suatu cell dengan
cell yang lain.
- Penentuan Arah Aliran (Flow Direction)
Zat cair
secara alami akan mengalir dari elevasi yang lebih tinggi ke daerah yang elevasinya
lebih rendah. Untuk menentukan arah aliran suatu sel dari DEM ditentukan
dengan membandingkan elevasi sel tersebut dengan elevasi 8 (delapan) tetangganya
yang bersebelahan. Maka aliran dari sel ini akan mengalir ke arah
sel yang memiliki kemiringan relatif
paling curam terhadap sel yang akan ditentukan arah alirannya. Dalam SIG, 8
(delapan) arah aliran yang mungkin akan dilewati oleh suatu sel dikodekan dengan
angka-angka. Timur (E) = 1, Tenggara (SE) = 2, Selatan (S) = 4, Barat daya (SW)
= 8, Barat (W) = 16, Barat laut (NW) = 32, Utara (N) = 64, dan Timur it (NE) =128. Sebagai contoh, jika arah
aliran dari dari suatu sel setelah kemiringan relatif dari 8 sel sebelahnya
dibandingkan adalah ke arah kiri (barat), maka arah aliran pada sel tersebut dikodekan
dengan angka 16.
Namun pada
kenyataannya terdapat beberapa sel yang tidak dapat didefinisikan arahh
alirannya karena elevasi delapan sel tetangganya lebih tinggi. Walupun hal ini
bisa saja terjadi secara alami pada permukaan bumi, namun dalam pengolahan DEM dapat
dianggap sebagai suatu kesalahan yang disebut sink atau daerah yang mengalami depresi aliran. Air yang mengalir
ke arah sel yang mengalami depresi aliran tidak akan bias mengalir ke sel
berikutnya sehingga menyebabkan jaringan aliran akan terputus dan menyebabkan
genangan. Untuk mendapatkan suatu perhitungan yang akurat mengenai arah aliran dan
akumulasi aliran, maka terlebih dahulu harus memperbaiki sel-sel yang mengalami
depresi aliran dengan menaikan elevasi sel tersebut sehingga terjadi kemiringan
ke arah sel tetangganya. Besarnya kenaikan elevasi ini tergantung dari
karakteristik permukaan yang terjadi. Untuk daerah yang bergelombang dengan
resolusi 1 meter dapat dinaikan setinggi 0,1 m.
Gambar Penentuan arah aliran pada grid DEM (Sumber : Tarboton, 2000)
- Penentuan Akumulasi Aliran (Flow Accumulation)
Akumulasi aliran didefinisikan sebagai banyaknya sel yang memberikan kontribusi aliran pada suatu sel berdasarkan grid arah aliran yang telah ditentukan sebelumnya. Penjumlahan akumulasi aliran ini dimulai dari daerah hulu, lalu menelusuri tiap sel satu per satu kearah hilir berdasarkan grid arah aliran. Sel dengan akumulasi aliran 0 (tidak ada sel lain yang memberikan konstribusi aliran) merupakan daerah yang topografinya tinggi. Biasanya berupa punggung-punggung bukit yang selanjutnya diidentifikasikan sebagai batas DAS Sedangkan sel-sel dengan jumlah akumulasi aliran tinggi, biasanya mengidentifikasikan saluran sungai.
Sumber
: Tarboton, 2000
- Pembangkitan Jaringan Sungai Sintetik
Jaringan
sungai sungai sintetik diperoleh dengan menentukan batas minimum jumlah
konstribusi aliran yang diterima oleh suatu sel yang bisa dianggap sebagai awal
dari aliran sungai. Selanjutnya jaringan sungai sintetik ini ditentukan dengan
mengikuti grid arah
aliran menuju sel
yang memiliki akumulasi
aliran yang paling
tinggi, dengan memberikan memberikan value
= 1 (true) unutk sel-sel dengan nilai
akumulasi aliran lebih dari batas minimum dan value NODATA (false),
untuk sel-sel yang nilai akumulasi alirannya kurang dari batas minimum. Sel-sel
yang yang memiliki value =1 akan
diekstrak dan dikonvert ke model data vektor berupa garis yang merepresentasikan
sungai sintetik. Penentuan batas minimum akumulasi aliran akan mempengaruhi
jaringan sungai sintentik yang dihasilkan, jika batas minimumnya kecil maka
akan terdapat banyak sungai-sungai kecil. Sebaliknya jika batas minimumnya
besar, sungai-sungai kecil akan tereliminasi dan menjadi satu dengan sungai
yang lebih besar daerah tangkapan airnya.
Gambar
Penentuan jaringan sungai
(Sumber
: Tarboton, 2000)
- Parameter Daerah Aliran Sungai
Daerah
pengaliran sungai atau juga dikenal sebagai daerah tangkapan air merupakan
daerah mana saja yang apabila terjadi hujan, akan memberikan konstribusi aliran
pada titik outlet yang sama. Pada suatu DEM daerah tangkapan air dengan
menentukan sel-sel mana saja yang memberikan konstribusi aliran pada suatu sel
outlet yang ditentukan sebelumnya berdasarkan grid arah aliran. Sel-sel ini
akan diidentifikasi dengan value yang
sama, kemudian dipisahkan dan dikonvert dalam data vektor sebagaipoligon
luasan. Sel outlet ditentukan tergantung daerah mana yang menjadi objek studi
atau juga dengan menambahkan outlet pada
anak sungai berdasarkan jaringan sungai yang selanjutnya akan menjadi sub DAS
dari DAS utama. Setelah mendapatkan skema DAS/Sub-DAS, maka parameter tiap Sub
DAS bisa dikalkulasi menggunakan GIS interface. Adapun parameter-parameter
yang bisa diperoleh dalam pemodelan ini adalah luasan DAS/Sub DAS, aliran
terpanjang, panjang sungai, kemiringan rata-rata sungai, kemiringan lereng, dan
koordinat pusat DAS
){kind=link}