II.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian dan Batasan Longsor Longsor adalah gerakan tanah atau batuan ke bawah lereng karena pengaruh gravitasi tanpa bantuan langsung dari media lain seperti air , angin atau es (Selby,1993 ; Gerrard, 1981). Secara teoritis tanah longsor juga dikenal sebagai gerakan massa (mass movements) yang secara umum diartikan sebagai suatu gerakan tanah dan atau batuan secara besar-besaran menuruni lereng, baik dalam tempo cepat atau lambat dari tempat asalnya oleh pengaruh gaya berat (gravitasi). Besarnya pengaruh gaya gravitasi terhadap massa tersebut ditentukan terutama oleh besarnya sudut kemiringan lereng (slope), dimana semakin besar kemiringan lereng, akan semakin besar kemungkinan terjadi gerakan massa, begitu juga sebaliknya (Alhasanah, 2006). Longsor sebenarnya merupakan fenomena alam, yang mencari keseimbangan baru akibat adanya gangguan ketidakstabilan lereng. Daerah di permukaan bumi yang mengalami proses longsor ataupun erosi lanjut dapat dinamakan sebagai permukaan bumi yang terdenudasi (Priyono et al 2006). 2.2 Jenis Longsor Longsor merupakan salah satu jenis gerakan massa tanah yang mempunyai kecepatan bervariasi dari lambat sampai sangat cepat. Ada 6 jenis tanah longsor yaitu : longsoran translasi, longsoran rotasi, pergerakan blok, runtuhan batu, rayapan tanah, dan aliran bahan rombakan (Subowo, 2003). Jenis longsoran translasi dan rotasi adalah yang paling banyak terjadi di Indonesia. Sedangkan longsoran yang paling banyak menimbulkan korban jiwa manusia adalah aliran bahan rombakan. Longsor gerakan lambat tidak diuraikan karena sulit diamati. Berikut disajikan beberapa ilustrasi dari Subowo (2003) untuk jenis-jenis longsor tersebut Gambar 1 sampai dengan Gambar 6.
5
Gambar 1. Longsoran Translasi, adalah bergeraknya massa tanah dan batuan pada bidang gelincir berbentuk rata atau menggelombang landai.
Gambar 2. Longsoran Rotasi, adalah bergeraknya massa tanah dan batuan pada bidang gelincir berbentuk cekung.
Gambar 3. Pergerakan Blok, adalah perpindahan batuan yang bergerak pada bidang gelincir berbentuk rata. Longsoran ini disebut juga longsoran translasi blok batu.
Gambar 4. Runtuhan Batu, terjadi ketika sejumlah besar batuan atau material lain bergerak ke bawah dengan cara jatuh bebas. Umumnya terjadi pada lereng yang terjal hingga menggantung terutama di daerah pantai. Batu-batu besar yang jatuh dapat menyebabkan kerusakan yang parah.
6
Gambar 5. Rayapan Tanah, adalah jenis tanah longsor yang bergerak lambat. Jenis tanahnya berupa butiran kasar dan halus. Jenis tanah longsor ini hampir tidak dapat dikenali. Setelah waktu yang cukup lama longsor jenis rayapan ini bisa menyebabkan tiang-tiang telepon, pohon, dan rumah miring ke bawah.
Gambar 6. Jenis tanah longsor ini terjadi ketika massa tanah bergerak didorong oleh air. Kecepatan aliran tergantung pada kemiringan lereng, volume dan tekanan air, dan jenis materialnya. Gerakan terjadi di sepanjang lembah dan mampu mencapai ratusan meter jauhnya. Di beberapa tempat bisa sampai ribuan meter seperti di daerah aliran sungai di sekitar gunung api. Aliran tanah ini dapat menelan korban cukup banyak (Subowo, 2003). 2.3 Faktor Penyebab Tanah Longsor Menurut Alhasanah (2006), faktor penyebab tanah longsor secara alamiah meliputi morfologi permukaan bumi, penggunaan lahan, litologi, struktur geologi, curah hujan, dan kegempaan. Selain faktor alamiah longsor dapat disebabkan oleh faktor manusia yang mempengaruhi bentang alam seperti kegiatan pertanian, pemotongan lereng, maupun penambangan. Berikut ini akan diulas lebih lanjut beberapa faktor penyebab longsor tersebut. 2.3.1 Topografi Beberapa penyebab longsor yang paling utama adalah topografi seperti ketinggian dan kecuraman lereng (Gerrard,1981). Topografi suatu daerah dapat berpengaruh banyak terhadap kondisi iklim setempat, terutama karena dipengaruhi oleh elevasi. Menurut Handoko (1995) curah hujan tahunan di daerah
7
pegunungan pada umumnya lebih tinggi daripada daerah dataran rendah di sekitarnya. Tingginya curah hujan dapat meningkatkan tekanan pori tanah sehingga dapat mengurangi kestabilan lereng, hal ini disebabkan infiltrasi air akan mengurangi kekuatan geser lereng dan menjadi penyebab terjadinya longsor (Gerrard,1981). Dalam hal ini elevasi disamping digunakan sebagai acuan untuk melihat sebaran intensitas curah hujan yang erat kaitannya dengan longsor, dapat juga digunakan untuk memprediksi daerah berpotensi longsor karena pada elevasi tinggi secara umum mempunyai banyak lereng curam, meskipun pada beberapa tempat di dataran tinggi terdapat lereng landai (Gerrard,1981). Pada daerah elevasi tinggi umumnya mempunyai drainase tanah yang lebih baik, sehingga curah hujan lebih mudah untuk masuk air ke dalam tanah dan hasilnya prosesproses pelapukan serta pencucian berjalan lebih cepat. Pelapukan batuan ini selanjutnya menghasilkan proses tanah longsor ( Thornbury,1969). Faktor penting yang lain dari topografi adalah lereng. Lereng merupakan salah satu kenampakan penting di dalam bentang alam, karena lereng dalam waktu yang panjang mengalami revolusi, dimana material permukaan pada lereng dapat bergerak turun oleh gaya gravitasi (Pramumijoyo dan Karnawati, 2001). Tanah longsor terjadi pada lereng bagian atas yang tidak stabil atau lereng dasar yang lemah, yang terkait dengan sudut kecuraman lereng yang besar (Selby,1993). Menurut Tondobala (2011) dan Sadisun (2006) kemiringan lereng merupakan salah satu parameter pemicu terjadinya gerakan tanah, hal ini dikarenakan semakin terjal suatu lereng maka material yang ada di atas permukaan tersebut akan semakin mudah untuk jatuh/tergelincir ke bawah oleh adanya gaya gravitasi. Kemiringan lereng lebih dari 20° (atau sekitar 40%) memiliki potensi untuk bergerak atau longsor, meskipun lereng atau lahan yang miring tidak selalu mempunyai potensi untuk longsor karena tergantung juga oleh formasi geologi yang menyusun lereng tersebut (Suranto,2006). Menurut Karnawati (2001) dalam Priyono et al (2006), ada 3 tipologi lereng yang rentan terhadap longsor, yaitu: lereng yang tersusun oleh tumpukan tanah gembur dialasi oleh batuan atau tanah yang lebih kompak, lereng yang tersusun oleh perlapisan batuan yang miring searah kemiringan lereng, dan lereng yang tersusun oleh blok-blok batuan.
8
Lebih lanjut Karnawati (2001) mengatakan bahwa lereng yang tersusun oleh perlapisan batuan yang miring searah kemiringan lereng sering terjadi luncuran batuan atau luncuran bahan rombakan dengan kecepatan tinggi. Luncuran tersebut terjadi di sepanjang bidang-bidang perlapisan batuan yang merupakan bidang yang lemah sehingga sangat rentan terhadap pergerakan. Meresapnya air hujan melalui bidang-bidang retakan batuan pada lereng di daerah tersebut merupakan pemicu terjadinya gerakan. Air yang mengisi retakan-retakan batuan bersifat menekan dan semakin melemahkan kekuatan batuan untuk tetap stabil, sehingga blok-blok batuan bergerak meluncur ke bawah lereng. Longsor terjadi apabila ada gangguan keseimbangan lereng, dimana gaya pendorong menjadi lebih besar daripada gaya penahan. Gaya pendorong dapat disebabkan oleh faktor-faktor luar, seperti pengaruh air (air hujan, kolam ikan, bak mandi atau selang pipa air yang bocor), kemiringan lereng yang besar, atau adanya pengupasan lereng oleh manusia (perubahan tata guna lahan), dan pendirian bangunan pada puncak bukit, karena gaya penahan akan sangat tergantung pada jenis tanahnya (Parlindungan et al, 2008). Sejalan dengan hal tersebut kenaikan beban di puncak lereng akan mengurangi keamanan lereng, sedangkan pengurangan beban di daerah kaki lereng berdampak menurunkan faktor keamanan. Semakin besar pengurangan beban di kaki lereng, maka semakin besar pula penurunan faktor keamanan lerengnya, sehingga hasilnya lereng menjadi semakin labil atau rawan longsor (Zakaria, 2011). 2.3.2 Keadaan Geologi Faktor Geologi yang mempengaruhi terjadinya gerakan tanah adalah struktur geologi, jenis batuan, umur geologi, dan gempa (Tejakusuma, 2007). Struktur geologi yang mempengaruhi terjadinya gerakan tanah adalah kontak batuan dasar dengan pelapukan batuan, retakan/rekahan, perlapisan batuan, dan patahan. Zona patahan merupakan zona lemah yang mengakibatkan kekuatan batuan berkurang sehingga menimbulkan banyak retakan yang memudahkan air meresap. Disamping struktur geologi material pembentuk lereng sangat menentukan stabilitasnya. Dalam memprediksi stabilitas lereng secara akurat, sangat perlu untuk memperhatikan urutan bidang lemah dan kuat, permukaan runtuhan yang
9
telah lalu, dan zona patahan ( Hardiyatmo, 2006). Menurut Barus (1999), bahan sedimen tersier dari kombinasi pasir dan liat memberikan intensitas longsoran paling tinggi, diikuti oleh bahan piroklastik lepas. Hal itu disebabkan batuan tersebut umumnya kurang kuat dan mudah menjadi tanah bila mengalami proses pelapukan sehingga rentan terhadap tanah longsor bila terdapat pada lereng yang terjal (Hardiyatmo, 2006). Surono (2012) berpendapat bahwa batuan dasar clay stone atau batuan lempung bersifat keras apabila kering tapi begitu terkena air cepat menjadi licin sehingga memudahkan tanah yang ada atasnya untuk bergerak, Umur geologi menurut Sampurno (1976) dalam Suranto (2008), juga dapat menentukan proses longsor karena daerah gerakan tanah sering terjadi pada daerah longsoran karena adanya perbedaan permeabilitas dan konsistensi antara tanah penutup dengan batuan dasarnya; umumnya terdapat pada batas antara batuan tufa gunung api “muda” dengan batuan sedimen “tersier”, atau pada daerah yang mempunyai endapan sedimen tersier yang kurang konsisten, dan terlipat kuat. Dengan demikian dapat diketahui bahwa umur geologi berpengaruh terhadap bahaya longsor, karena proses pelapukan batuan yang sudah lama dan sangat intensif terutama di negara-negara yang memiliki iklim tropis basah seperti Indonesia. 2.3.3 Karakteristik Tanah Faktor tipe tanah mempunyai kepekaan terhadap longsor yang berbedabeda. Kepekaan tanah terhadap longsor menggambarkan mudah atau tidaknya tanah bergerak atau longsor, sehingga kepekaan tanah terhadap longsor adalah fungsi dari berbagai interaksi sifat-sifat fisik atau kimia tanah. Adapun sifat-sifat tanah yang mempengaruhi kepekaan longsor adalah (a) tekstur, (b) struktur, (c) bahan organik, (d) kedalaman, (e), dan sifat lapisan (Arifin et al 2006). Hasil penelitian Barus (1999) menunjukan bahwa tingkat perkembangan tanah juga berpengaruh nyata terhadap longsoran. Tanah yang sudah berkembang atau sedang berkembang seperti typic hapludults dan typic hapludalfs memberikan longsoran yang tinggi, sedangkan pada tanah yang muda sedikit dijumpai terjadinya longsoran. Terkait dengan tekstur tanah lapisan yang terdiri dari tanah liat atau mengandung kadar tanah liat tinggi setelah tanah jenuh air akan bertindak sebagai
10
peluncuran (Arsyad, 1989). Hal tersebut diperlihatkan juga oleh Subowo (2003) bahwa jenis tanah dengan tektur lempung atau liat dengan ketebalan lebih dari 2,5m dan mempunyai sudut lereng lebih dari 22º maka berpotensi untuk longsor terutama bila terjadi hujan karena tanah menjadi lembek. 2.3.4 Curah Hujan Ancaman tanah longsor biasanya dimulai pada musim hujan karena terjadi peningkatan intensitas curah hujan. Musim kering yang panjang akan menyebabkan terjadinya penguapan air di permukaan tanah dalam jumlah besar. Hal itu mengakibatkan munculnya pori-pori atau rongga tanah hingga terjadi retakan-retakan dan merekahnya tanah di permukaan. Ketika hujan maka air akan menyusup ke bagian yang retak sehingga tanah dengan cepat mengembang kembali. Pada awal musim hujan, biasanya intensitas hujan yang tinggi sering terjadi sehingga kandungan air pada tanah menjadi jenuh dalam waktu singkat. Hujan lebat pada awal musim dapat menimbulkan longsor, karena melalui tanah yang merekah air akan masuk dan terakumulasi di bagian dasar lereng, sehingga menimbulkan gerakan lateral (Subowo, 2003). Daerah beriklim basah, seperti Indonesia, faktor iklim yang mempengaruhi longsor adalah hujan. Besarnya curah hujan, intensitas dan distribusi hujan menentukan kekuatan dispersi hujan terhadap tanah, jumlah dan kecepatan aliran permukaan dan besarnya longsoran (Barus, 1999). Disamping itu akibat hujan dengan intensitas yang tinggi dan hujan deras dalam waktu yang lama terjadi peningkatan kadar air tanah, akibatnya menurunkan ketahanan material tanah/batuan dan peningkatan intensitas hujan menyebabkan terbentuknya bidang gelincir sebagai pemicu tanah longsor (Suryaatmojo dan Seodjoko, 2008). 2.3.5 Penggunaan Lahan dan Vegetasi Pengaruh vegetasi terhadap penambahan beban lereng adalah karena menambah tegangan geser, gaya mendorong atau gaya menahan. Beban tanaman/vegetasi tersebut akan dapat mengganggu kestabilan lereng pada kemiringan lereng besar. (Selby, 1993). Efek vegetasi terhadap kestabilan lereng adalah kompleks, tergantung pada kondisi lokal tanah, kedalaman, kemiringan, lereng dan tipe vegetasi. Tutupan vegetasi dapat mengganggu kestabilan lereng,
11
disamping oleh penambahan beban yang besar pada lereng akibat pertumbuhan vegetasi atau disebabkan oleh gerakan angin yang mengenai vegetasi, dan kerja akar tanaman yang membantu membesarkan rekahan tanah (Tejakusuma, 2007). Pramumijoyo dan Karnawati (2001) menyatakan bahwa pembukaan hutan, penanaman jenis pohon yang tahunan dengan jarak tanam terlalu rapat, pemotongan tebing/lereng untuk jalan dan pemukiman merupakan pola aktivitas manusia yang dijumpai di daerah terjadinya longsor. Penanaman pohon dengan jenis tanaman tahunan, misalnya pohon durian, manggis dan bambu, serta penanaman dengan jarak tanam terlalu rapat mengakibatkan penambahan beban terhadap massa tanah. Hal ini berarti akan menyebabkan tanah menjadi rentan untuk longsor. Lebih lanjut diuraikan oleh Yunarto (2010) bahwa jenis penggunaan lahan pemukiman yang mempunyai kepekaan tinggi terhadap longsor pada lahan berlereng bagian atas. Hal tersebut dikarenakan mempunyai gaya beban yang berat, tidak adanya pengelolaan (vegetasi) yang efektif, serta mempunyai tingkat porositas air ke dalam tanah rendah. Pola penggunaan lahan kebun campuran yang berada di lereng bagian atas dengan lereng curam dengan kondisi tanah yang gembur menyebabkan air mudah meresap ke dalam tanah, bobot tanah bertambah sehingga tanah menjadi labil dan mudah bergerak mengakibatkan terjadinya longsor. 2.4 Sistem Informasi Geografis (SIG) Sistem Informasi Geografis (SIG) adalah teknologi informasi spasial atau geografi yang berorientasi pada penggunaan teknologi komputer yang berkaitan dengan operasi pengumpulan, penyimpanan, dan manipulasi data. Komponen utama SIG dapat dibagi ke dalam tiga komponen menurut Barus dan Wiradisastra (2000) yaitu: (1) komponen keras, meliputi peralatan pemasukan data, peralatan untuk menyimpan dan pengolahan, dan peralatan mencetak hasil, (2) komponen perangkat
lunak, meliputi persiapan dan pemasukan data, manajemen,
penyimpanan, dan pemanggilan data, manipulasi data dan analisis, dan pembuatan produk SIG, dan (3) komponen organisasi. Lebih lanjut Barus dan Wiradisastra (2000) menyatakan bahwa keuntungan memakai SIG adalah kemampuannya dalam memelihara data dalam
12
bentuk digital. Data ini lebih mudah dalam menyimpan informasi dibanding dalam bentuk peta, cetak, tabel atau bentuk konvensional lainnya. Dengan dipakainya sistem komputer, maka bila diperlukan data dalam jumlah besar dapat dipanggil dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi dan biaya per unit yang lebih rendah dari pada dengan cara manual. Demikian pula dalam hal kemampuan memanipulasi data spasial dan mengkaitkannya dengan informasi atribut dan mengintegrasikannya dengan berbagai tipe data dalam suatu analisis. Disamping hal tersebut, pemanfaatan SIG bertujuan untuk memecahkan persoalan yang dibutuhkan dalam pengelolalan data yang berferensi geografi. Pada akhirnya SIG dipergunakan untuk membantu pemakai untuk mencapai tujuannya yaitu pengambilan keputusan (Barus dan Wiradisastra, 2000). Aplikasi sistem informasi geografis banyak dilakukan dalam berbagai bidang, salah satunya adalah Wuryanta (2003) yang memanfaatkan SIG untuk mengindetifikasi wilayah berpotensi longsor dengan Citra Landsat ETM+. Penulis lain seperti Jaya (2005) menggunakan SIG untuk mendeteksi lahan longsor menggunakan citra SPOT multiwaktu. Dari Penelitian tersebut didapatkan bahwa SIG sangat membatu dalam kajian penanganan longsor lebih efisien dan bisa memprediksi terjadinya longsor untuk masa mendatang. 2.5 Interpretasi Citra Interpretasi citra merupakan perbuatan mengkaji foto udara dan atau citra dengan maksud untuk mengidentifikasi obyek dan menilai arti penting objek terkait (Estes dan Simonett, 1975 dalam Sutanto, 1986). Dalam pengenalan objek yang tergambar pada citra diperlukan tiga rangkaian kegiatan yaitu deteksi, identifikasi, dan analisis. Deteksi adalah pengamatan atas ada atau tidaknya suatu objek pada citra. Identifikasi adalah upaya untuk mencirikan objek yang dideteksi dengan menggunakan keterangan yang cukup yaitu menggunakan unsur interpretasi citra pada tahap analisis dikumpulkan keterangan lebih lanjut untuk membuat kesimpulan (Lint dan Simonett,1975 dalam Sutanto, 1986). Secara umum interpretasi citra secara visual dilakukan pada data penginderaan jauh dalam bentuk peta analog seperti foto udara. Namun interpretasi visual juga dapat dilaksanakan pada data format digital yang tersedia langsung pada komputer. Kelebihan dari interpretasi visual secara langsung di
13
komputer ini lebih mudah dan dapat mendeteksi obyek melalui pengaturan komposisi band citra. Menurut Lillesand dan Kiefer (1997), Citra Landsat merupakan salah satu jenis citra multispektral yang banyak digunakan untuk berbagi studi. Citra ini mempunyai 7 saluran yang terdiri dari spektrum tampak pada saluran 1, 2, dan 3, spektrum inframerah dekat pada saluran 4, 5, dan 7 serta spektrum inframerah termal pada saluran 6. Terdapat banyak aplikasi dari data Landsat TM seperti pemetaan penutupan lahan, pemetaan penggunaan lahan, pemetaan tanah, pemetaan geologi, pemetaan suhu permukaan laut, dan lain-lain. Untuk pemetaan penutupan dan penggunaan lahan data Landsat TM lebih dipilih daripada data SPOT multispektral karena terdapat band infra merah dekat yaitu band 4, 5, dan 7. Landsat TM adalah satu-satunya satelit non-meteorologi yang mempunyai band inframerah termal. Data termal diperlukan untuk studi prosesproses energi pada permukaan bumi seperti variabilitas suhu tanaman dalam areal yang beririgasi. Menurut Sutanto (1987) Landsat banyak digunakan untuk identifikasi jenis tanaman. Identifikasi mencapai 95% keakuratan untuk daerah yang luas dan seragam dan hingga 75 % atau 85% bagi daerah yang rumit. Interpretasi digital dapat dilakukan dengan cepat, efisien dan sistematis, sehingga hasil interpretasi mendekati kebenaran, nilai spektral pixel dapat dibedakan dengan tepat 0-255. Analisis dengan cara sistematik dan statistik dapat memperagakan hasil manipulasi data dengan cepat dan menghasilkan gambar dengan cepat pula. Frekuensi perekaman ulang memungkinkan penyediaan Citra Landsat di dalam berbagai musim. Beberapa aplikasi Citra Landsat telah banyak digunakan dalam studi longsor, salah satunya oleh Sulistiarto dan Cahyono (2007) tentang identifikasi longsor dengan menggunakan Citra Landsat dan ASTER, serta oleh Wuryanta (2003) tentang identifikasi dan pemetaan lahan berpotensi longsor dengan menggunakan Citra Landsat 7 ETM+.
