Dr. Eng. Donny Harisuseno, ST., MT. (2023) Prediction of Changes in Land Use/Land Cover (LULC) and Hydrological Response in the Upper Ciliwung Watershed. Magister thesis, Universitas Brawijaya.
Abstract
Daerah Aliran Sungai (DAS) Ciliwung merupakan salah satu DAS prioritas yang ditetapkan oleh pemerintah Republik Indonesia. Hingga tahun 2021, sekitar 4.000 hektar kawasan hutan tersisa di kawasan hulu DAS Ciliwung. Luasan tersebut hanya seperempat dari luas DAS Ciliwung Hulu yang terus terkena dampak urbanisasi. Areal tersebut tidak sesuai dengan ketentuan Pasal 18 (2), Undang-Undang Nomor 41 Tahun 1999 tentang Kehutanan yang menyatakan bahwa luas hutan yang harus dipertahankan paling sedikit 30% dari luas DAS. Meski menimbulkan banyak kontroversi, pasal ini kemudian dihapus dan diganti dengan kebijakan yang menyatakan bahwa Menteri Lingkungan Hidup dan Kehutanan akan menetapkan lebih lanjut kawasan hutan masing-masing DAS. Dengan luasan yang demikian, diperkirakan kawasan hutan tidak lagi dapat mendukung secara optimal salah satu peran DAS Ciliwung Hulu dalam menjalankan fungsi hidrologinya yang terus menurun. Salah satu tujuan pendugaan perubahan penggunaan lahan dalam kajian ini adalah untuk memberikan pertimbangan dalam menghitung kecukupan luas dan tutupan hutan di DAS Ciliwung Hulu. Selain itu, penelitian ini juga berusaha menyediakan informasi mengenai hubungan faktual antara perubahan penggunaan lahan dengan volume dan debit air, serta memproyeksi laju perubahan penggunaan lahan di masa mendatang dan bagaimana respon hidrologinya. Dengan demikian, penelitian ini diharapkan dapat memberikan perspektif yang berbeda dalam pengelolaan pembangunan di DAS Ciliwung Hulu, memberikan pertimbangan kecukupan luasan dan tutupan hutan di DAS Ciliwung Hulu, berkontribusi dalam upaya mitigasi bencana, membantu mewujudkan kelestarian ekosistem, serta bermanfaat dalam pengelolaan sumber daya alam secara berkelanjutan. Guna mencapai tujuan di atas, maka studi ini dilakukan dengan mengkombinasikan teknologi penginderaan jauh dengan pemodelan hidrologi. Metode-metode ini digabungkan untuk memahami perubahan karakteristik hidrologi ketika penggunaan/ tutupan lahan (land use/land cover, disingkat LULC) bertransformasi dari tahun 2001 hingga 2051. Prediksi perubahan penggunaan lahan dianalisis melalui pemodelan berbasis spasial, Land Change Modeler (LCM), yang terintegrasi di dalam TerrSet Geospatial Modeling and Monitoring System versi 2020. Dalam metode ini, dinamika spasial-temporal LULC diperkirakan menggunakan pendekatan terintegrasi yang menggabungkan penginderaan jauh, Cellular Automata-Markov Chain dan Multi-Layer Perceptron (MLC). Sementara itu, model hidrologi HEC-HMS digunakan untuk mensimulasikan hujan-limpasan yang dikorelasikan dengan peta LULC yang dihasilkan dari metode pertama. Citra satelit multitemporal telah digunakan untuk memahami perubahan dan proyeksi LULC pada periode 2031-2051 di DAS Ciliwung Hulu. Secara keseluruhan, terdapat peningkatan yang sangat signifikan untuk daerah terbangun (developed area) selama bertahun-tahun. Sebaliknya, luas tipe LULC lainnya memiliki tren yang menurun. Dalam kurun waktu 2001- 2051, luas hutan (forest) mengalami penurunan yang paling parah, yaitu seluas 22.423.493 m2. Sementara itu, luas daerah terbangun pada periode yang sama mengalami peningkatan yang cukup signifikan, sebesar 49.771.952 m2. Perubahan LULC yang cepat dan masif di DAS Ciliwung Hulu berdampak negatif terhadap karakteristik hidrologi. Pemodelan hidrologi menunjukkan bahwa volume dan debit air diproyeksikan akan terus meningkat secara drastis hingga masing-masing mencapai 258,61 x 106 m3 dan 26,3 m3/s pada tahun 2051. Debit dan volume tersebut, sebagai keluaran DAS, menyimpan informasi dan karakteristik DAS. Oleh karena itu, peningkatan debit dan volume yang diperkirakan menggambarkan bahwa proses hidrologi di DAS ini bergerak ke arah yang negatif. Hal ini juga menunjukkan bahwa luasan kawasan hutan dan kawasan konservasi sudah tidak mampu lagi mengurangi dampak hidrologis yang terjadi akibat pertumbuhan penduduk dan pembangunan yang pesat.
English Abstract
The Ciliwung watershed is one of the priority watersheds established by the government of the Republic of Indonesia. By 2021, around 4,000 hectares of forest area remained in the upstream Ciliwung watershed area. The forest area is only a quarter of the area of the Upper Ciliwung watershed, which continues to be affected by urbanization. The area is not in accordance with the provisions of Article 18 (2) of Law Number 41 of 1999 on Forestry, which states that the area of forest that must be maintained is at least 30% of the area of the watershed. Despite causing a lot of controversies, this article was later deleted and replaced with a policy stating that the Minister of Environment and Forestry would further determine the forest area of each watershed. With such an area, it is predicted that the forest area will no longer be able to optimally support one of the roles of the Upper Ciliwung Watershed in carrying out its hydrological function, which continues to decline. One of the aims of estimating land use change in this study is to provide consideration in calculating the adequacy of the area and forest cover of the Upper Ciliwung Watershed. Besides that, this study also seeks to provide information regarding the factual relationship between land use change and discharge-water volume, as well as projected rates of land use change in the future and its hydrological response. Thus, this study is expected to provide a different perspective on the management of development in the Upper Ciliwung Watershed, provide consideration for calculating the adequacy of forest area and cover in the Upper Ciliwung Watershed, contribute to disaster mitigation, assist in realizing ecosystem sustainability and harmony, and be useful in sustainably managing natural resources. This study was carried out to achieve the above objectives by combining remote sensing technology and hydrological modelling. These methods were combined to understand changes in hydrological characteristics when the LULC transformed from 2001 to 2051. Land use change predictions were analyzed through spatial-based modelling, the Land Change Modeler (LCM), which was integrated into the TerrSet Geospatial Modeling and Monitoring System version 2020. In this method, the spatial-temporal dynamics of LULC were estimated using an integrated approach that combines remote sensing, Cellular Automata-Markov Chain and Multi-Layer Perceptron (MLC). Meanwhile, the HECHMS hydrologic model was used to simulate rainfall-runoff correlated with the LULC maps produced by the first method. Multitemporal satellite imagery was used to understand LULC changes and projections for 2031 and 2051 in the Upper Ciliwung watershed. Overall, there has been a very significant increase in the area developed over the years. In contrast, the area of the other LULC types decreased. In the period 2001-2051, the forest area experienced the most severe decline, namely 22,423,493 m2. Meanwhile, the developed area during this period experienced a significant increase of 49,771,952 m2. Rapid and massive LULC changes in the Upper Ciliwung watershed have a negative impact on hydrological characteristics. Hydrological modelling shows that the volume and discharge of water are projected to continue to increase drastically to reach 258.61 x 106 m3 and 26.3 m3/s, respectively, in 2051. The discharge, as the output of the watershed, stores information and characteristics of the watershed. Therefore, the predicted increase in discharge and volume illustrates that the hydrological processes in this watershed are moving in a negative direction. This also shows that the area of forest areas and conservation areas is no longer able to reduce the hydrological impacts that occur due to population growth and rapid development.
| Item Type: | Thesis (Magister) |
|---|---|
| Identification Number: | 042307 |
| Uncontrolled Keywords: | Predictive modelling, Change detection, Land use/ land cover (LULC), Land Change Modeler (LCM), TerrSet, HEC-HMS, Predictive modelling, Change detection, Land use/ land cover (LULC), Land Change Modeler (LCM), TerrSet, HEC-HMS. |
| Divisions: | S2/S3 > Magister Teknik Pengairan, Fakultas Teknik |
| Depositing User: | Zainul Mustofa |
| Date Deposited: | 17 Jan 2024 03:56 |
| Last Modified: | 17 Jan 2024 03:56 |
| URI: | http://repository.ub.ac.id/id/eprint/211370 |
![[thumbnail of DALAM MASA EMBARGO]](http://repository.ub.ac.id/style/images/fileicons/text.png) |
Text (DALAM MASA EMBARGO)
Panji A. Nuariman.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (17MB) |
Actions (login required)
 |
View Item |