Proposal Hasil Penelitian
Transcript of Proposal Hasil Penelitian
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 1/55
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Air esensial bagi kehidupan. Kehidupan manusia, flora dan fauna, baik yang
terlihat (makroorganisme) maupun yang tidak terlihat (mikroorganisme) sangat
tergantung pada air. Sehingga, Secara alamiah, dapat dipahami bahwa tanpa air tidak
ada kehidupan, karena berbagai fungsi air bagi kehidupan tidak dapat digantikan oleh
benda lain.
Hal yang terpenting dalam pengelolaan sumber daya air pada Daerah Aliran
Sungai (DAS) adalah pemanfaatan air yang berkelanjutan, salah satu caranya adalah
mempertahankan kualitas air. Baik kuantitas maupun kualitas air harus dapat
memenuhi kebutuhan kita. Di sebahagian besar tanah air kita, curah hujan cukup
tinggi karena itu dari segi kuantitas di banyak tempat di negara kita, air tidak menjadi
masalah apalagi jika kita dapat mengelolanya dengan baik. Akan tetapi dari segi
kualitas, air kita makin memprihatinkan.
Menurut Nontji (1986) sungai merupakan perairan terbuka yang mengalir
(lotik ) yang mendapat masukan dari semua buangan berbagai kegiatan manusia di
daerah pemukiman, pertanian, dan industri di daerah sekitarnya. Masukan buangan ke
dalam sungai akan mengakibatkan terjadinya perubahan faktor fisika, kimia, dan
biologi di dalam perairan. Perubahan ini dapat menghabiskan bahan-bahan yang
essensial dalam perairan sehingga dapat mengganggu lingkungan perairan.
1
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 2/55
Linsey et al . (1958) menyatakan bahwa jarang sekali dapat catatan
pengukuran kualitas air yang cukup panjang yang sesuai untuk pembuatan suatu
kurva probabilitas, hal ini dikarenakan pengukuran kualitas air di lapangan
membutuhkan tenaga,biaya dan waktu yang banyak. Untuk itu perlu dikembangkan
suatu model-model matematis yang dapat menduga besarnya parameter-parameter
kualiats air baik parameter fisika, kimia dan biologi.
Dalam menyelesaikan model matematis untuk kualitas air akan sangat sulit
apabila dilakukan dengan cara manual serta membutuhkan waktu yang cukup lama
dan hasil yang didapat tidak cukup akurat. Seiring dengan perkembangan dunia
komputasi yang sangat pesat akan mempermudah dalam menyelesaikam
permasalahan-permasalahan yang kurang efesien apabila dikerjakan dengan cara
manual dan membutuhkan waktu yang lama.
Pemograman Delphi versi 8.0 merupakan salah satu bahasa pemograman
komputasi tingkat tinggi yang dikeluarkan oleh Borland International Incorporation.
Bahasa pemograman ini menggunakan pendekatan IDE ( Integrated Development
Enviromental ) atau lingkungan pengembangan terpadu yang berfungsi membuat
suatu program visualisasi yang terstruktur dan lebih terarah serta mudah untuk
digunakan.
Dengan menyusun suatu algoritma pemograman komputer, kita dapat
menganalisa dan menduga besarnya masing-masing parameter-parameter kualitas air.
Bahkan kita juga dapat menganalisa dan menduga untuk sistem yang sama dengan
lokasi pengamatan yang berbeda-beda.
2
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 3/55
1.2. Perumusan Masalah
Air merupakan salah satu sumber daya utama yang sangat penting bagi
kehidupan manusia, hewan maupun tumbuh-tumbuhan. Di dalam kehidupan manusia
air sungai dipakai dalam berbagai kegiatan. Selain dipakai sebagai air baku untuk air
domestik, air sungai juga banyak dimanfaatkan untuk berbagai keperluan seperti air
irigasi, air perikanan, sumber baku untuk air industri dan sebagainya. Hal terpenting
dalam pengelolaan sumber daya air adalah pemanfaatan air yang berkelanjutan, salah
satu caranya adalah mempertahankan kualitas air.
Dalam melakukan pengukuran atau pengamatan laboratorium terhadap
kualitas air memerlukan biaya yang besar selain itu membutuhkan waktu yang cukup
lama, sehingga berpengaruh terhadap efesiensi waktu. Salah satu cara untuk
menyelesaikan dengan biaya yang minim dan waktu yang relatif singkat adalah
dengan pendekatan pemodelan matematis. Seiring berkembangnya sistem komputasi
maka masalah-masalah yang berhubungan dengan analisis, pendugaan, pemodelan
sudah lebih mudah diselesaikan.
Salah satu bahasa pemograman tingkat tinggi adalah Delphi. Dalam penelitian
ini digunakan bahasa pemograman Delphi versi 8.0 untuk membuat visualisasi dari
pada perangkat lunak (Software) kualitas air.
1.3. Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan menduga besarnya kualitas air pada suatu kawasan.
3
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 4/55
1.4. Manfaat Penelitian
Pengembangan teknologi komputasi dalam bidang teknik pertanian
khususnya pada pengelolaan sumber daya air
4
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 5/55
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Kualitas Air
Menurut Direktorat Pengendalian Masalah Air (1975) dalam Wardhani
(2002), pencemaran air merupakan segala pengotoran atau penambahan organisme
atau zat-zat lain ke dalam air, sehingga mencapai tingkat yang mengganggu
penggunaan dan pemanfaatan serta kelestarian perairan tersebut. Masalah
pencemaran air berhubungan erat dengan kualitas air.
Sungai memiliki kualitas air yang selalu berubah dari waktu ke waktu
(dinamis). Perubahan ini dapat disebabkan oleh musim, jenis dan jumlah limbah yang
masuk serta debit air. Menurut Alaerts dan Santika (1984) dalam Wardhani (2002),
terdapat sumber pencemar yang diakibatkan oleh perubahan sesuatu faktor dalam
sungai. Misalnya pada musim hujan, air hujan mengadakan penggelontoran dan akan
terjadi pengenceran (konsentrasi pencemar yang mungkin ada dapat berkurang).
Tetapi ada faktor lain yang berubah yaitu akibat kecepatan aliran dalam sungai atau
saluran bertambah. Endapan pada dasar sungai dapat tergerus dan terbawa oleh aliran
sehingga kekeruhan naik secara drastis dan endapan sungai yang sudah membusuk
pada dasar sungai tersebut bercampur dengan air yang segar pada lapisan atas. Dalam
hal ini pencemaran akan terjadi tergantung dari mampu tidaknya efek penggelontoran
air mengimbangi efek bertambahnya kekeruhan dan endapan organis yang tergerus
tadi.
5
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 6/55
Menurut Wardoyo (1975) dalam Wardhani (2002), pengaruh pencemaran air
limbah terhadap kualitas air dapat dilihat dari sifat fisik, kimia dan biologi perairan.
Sifat fisik antara lain adalah peningkatan kekeruhan, padatan tersuspensi, air menjadi
berbau dan berwarna. Sedangkan sifat kimia dan biologi adalah meningkatnya
kandungan nutrien dan logam-logam serta bakteri.
Beberapa akibat pencemaran sungai, terutama oleh industri dan pemukiman menurut
Klein (1972) dalam Wardhani (2002) adalah sebagai berikut :
1. Bahan-bahan organik yang dapat
terfermentasi akan terurai. Karena
proses penguraiannya
membutuhkan oksigen, maka jika
bahan organik yang terdapat di
perairan jumlahnya berlebihan
akan terjadi deoksigenisasi yang
dapat menyebabkan kematian
ikan.
2. Padatan tersuspensi akan
mengendap di dasar sungai
sehingga menyebabkan
pendangkalan serta merusak
berbagai organisme akuatik.
6
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 7/55
3. Bahan-bahan korosif (asam dan
basa) dan bahan-bahan beracun
(sianida, fenol, Zn, Cu)
menyebabkan kematian ikan, bakteri
serta organisme akuatik lain.
4. Beberapa jenis pencemaran industri
mengakibatkan peningkatan
turbiditas, perubahan warna,
timbulnya busa, perubahan suhu dan
radio aktivitas.
5. Bahan-bahan yang menimbulkan
rasa dan bau, kesadahan yang tinggi,
bahan-bahan beracun serta berbagai
logam berat menyebabkan air sungai
tidak dapat digunakan sebagai air
baku untuk air minum.
Ketidakseimbangan ekologi mengakibatkan melimpahnya beberapa spesies
tertentu yang semakin menurunkan kualitas perairan. Semua cairan yang disebut
sebagai sampah-sampah industri yang dibuang dari instalasi-instalasi industri tidak
perlu bersifat mencemar, begitupun mereka tidak semuanya mempunyai akibat yang
secara positif merugikan terhadap perairan-perairan penampung. Misalnya air-air
pendingin biasanya mempunyai pengaruh kecil terhadap aliran air, kecuali dalam hal
menaikkan suhu perairan-perairan penampung itu. Beberapa sampah Cuma memberi
7
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 8/55
warna pada perairan-perairan penampung dan hanya bersifat mencemarkan ditinjau
dari sudut estetik. Namun demikian, kebanyakan sampah itu menimbulkan masalah-
masalah yang besar terhadap pencemaran air, beberapa diantaranya sampai sekarang
menimbulkan pemecahan yang sangat sulit (Mahida, 1993).
Sutrisno (1991), Air sangat dibutuhkan oleh semua mahluk hidup di dunia, khususnya
sebagai air minum. Namun air dapat juga menimbulkan berbagai akibat gangguan
kesehatan terhadap penggunanya, hal ini disebabkan karena:
Adanya kemampuan air untuk melarutkan bahan-bahan padat, mengabsorbsikan gas-
gas dan bahan cair lainnya, sehingga semua air alam mengandung mineral dan zat-
zat lain dalam larutan yang diperolehnya dari udara, tanah dan bukit-bukit yang
dilaluinya. Kandungan bahan atau zat-zat ini dalam air dengan konsentrasi tertentu
dapat menimbulkan efek gangguan kesehatan pada pemakainya.
Air sebagai faktor yang utama dalam penularan berbagai penyakit infeksi bakteri-
bakteri usus tertentu seperti typus, paratypus, dysentri, baccilair dan kolera. Dalam
hubungannya dengan kebutuhan manusia akan air minum, dan dengan
memperhatikan adanya efek gangguan kesehatan yang dapat ditimbulkan karena
pemakaian air tersebut, maka perlu ditetapkan standar kualitas air minum. Menurut
peraturan Menteri Kesehatan, tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air
minum dikatakan bahwa standar persyaratan kualitas air minum perlu ditetapkan
dengan pertimbangan:
Air minum yang memenuhi syarat kesehatan mempunyai peranan penting dalam
rangka pemeliharaan, perlindungan dan mempertinggi derajat kesehatan rakyat.
8
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 9/55
Perlu mencegah adanya penyediaan dan atau pembagian air minum untuk umum yang
tidak memenuhi syarat-syarat kesehatan.
Nilai standar kualitas air yang dapat digunakan berdasarkan persyaratan kualitas air
kelas-1 untuk beberapa parameter kualitas air ditunjukkan pada tabel 1.
Tabel 1. Standar kualitas air yang dapat digunakan berdasarkan persyaratan kualitas
air kelas-1.
No. Parameter Satuan Maksimum
dianjurkan
Maksim
diperbolehkan1. Turbiditas NTU 5 25
2. pH - 6 9
3. TDS mg/l - 1000
4. Klorida mg/l 200 600
5. Amonia mg/l - 0.5
6. Mangan mg/l - 0.1
7. Besi mg/l - 0.3
Sumber : PPRI No.82 Tahun 2001
Sesuai dengan dasar pertimbangan dari pada penetapan standar kualitas air
minum, usaha pengelolaan (treatment ) terhadap air yang akan digunakan oleh
manusia sebagai air minum harus berpedoman juga kepada standar kualitas tersebut,
terutama di dalam melakukan penilaian terhadap produk air minum yang
dihasilkannya, maupun dalam merencanakan sistem dan proses pengolahan yang
akan dilakukan (Sutrisno, 1991).
Dalam permasalahan kualitas air, perlu diperhatikan beberapa parameter
kualitas fisika dan kimia air, yaitu sebagai berikut :
i. Parameter Fisika
a. Turbiditas
9
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 10/55
Turbiditas (kekeruhan) biasanya menunjukkan tingkat kejernihan aliran air
atau kekeruhan aliran air yamg diakibatkan oleh unsur-unsur muatan sedimen, baik
yang bersifat mineral atau organik. Kekeruhan air dapat dianggap sebagai indikator
kemampuan air dalam meloloskan cahaya yang jatuh di atas badan air, apakah cahaya
tersebut kemudian disebarkan atau diserap oleh air tersebut. Semakin kecil atau
rendah tingkat kekeruhan suatu perairan, semakin dalam cahaya dapat masuk ke
dalam badan air dan, dengan demikian, semakin besar kesempatan bagi vegetasi
akuatis untuk melakukan proses fotosintesis (Asdak, 1995).
Menurut Sutrisno (1991), Di dalam melakukan pengukuran kekeruhan
(turbidity) menggunakan lilin turbidity meter dari Jackson dan cara Nephelometer.
Pengukuran dengan lilin turbidy meter menggunakan tabung gelas yang dikalibrasi
menurut tabel dan standar, lilin. Sampel dituangkan ke tabung sampai nyala lilin tidak
kelihatan. Tinggi tabung diukur dan dibandingkan dengan standar turbidity (1 unit
turbidity = mg/ 1 Si O2). Pengukuran turbidity berdasarkan atas penetrasi sinar lilin
melalui sampel air sehingga nyala lilin tidak dapat diamati melalui air. Pengukuran
ini hanya dapat menentukan turbdity terendah 25 unit. Cara Nephelometer merupakan
pengukuran turbidity tidak langsung, Cara ini membandingkan intensitas penyebaran
cahaya yang disebabkan oleh sampel air dengan intensitas yang disebabkan oleh
suspensi standar air pada kondisi yang sama. Semakin tinggi intensitas penyebaran
cahaya, semakin tinggi penyebaran sinar.
Wardoyo (1975) dan Canter & Hill (1979) dalam Wardhani (2002)
menyatakan bahwa turbiditas disebabkan oleh adanya partikel koloid dan suspensi
10
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 11/55
suatu polutan (anorganik lamban, buangan industri, sampah dan akibat aktivitas
manusia) yang terkandung dalam perairan. Turbiditas dihilangkan melalui
pembubuhan sejenis bahan kimia dengan sifat-sifat tertentu yang disebut flokulan
(Alaerts dan Santika, 1984 dalam Wardhani, 2002).
b. Total Padatan Terlarut (TDS)
Menurut Fardiaz (1992), Total padatan terlarut (TDS) menunjukkan
banyaknya partikel-partikel yang terdapat di dalam air. Padatan ini terdiri dari
senyawa anorganik dan organik yang larut dalam air, mineral dan garam-garamnya.
Tingginya nilai parameter TDS dapat mengindikasikan bahwa daerah aliran sungai
tersebut telah terjadi penggundulan hutan, dan akan mengakibatkan
pendangkalan/sedimentasi di dalam sungai.
Bahan padat keseluruhan ditetapkan dengan menguapkan contoh air dan
menimbang sisanya yang telah kering. Bahan padat terapung didapat dengan
menyaring contoh air. Perbedaan antara bahan padat keseluruhan dan bahan padat
terapung merupakan bahan pada terlarut. Tergantung pada besar lubang saringan
kertas yang dipergunakan, sebagian dari bahan koloidal akan juga dihitung sebagai
bahan padat terapung (Linsey, 1995).
Menurut Sutrisno (1991), Dalam portable water, kebanyakan bahan padat
terdapat dalam bentuk terlarut (dissolved) yang terdiri terutama dari garam anorganik,
selain gas-gas yang terlarut.
ii. Parameter Kimia
a. Kesadahan
11
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 12/55
Kesadahan adalah merupakan sifat air yang disebabkan oleh adanya ion-ion
(kation) logam valensi dua. Ion-ion semacam itu mampu bereaksi dengan sabun
membentuk kerak air. Kation-kation penyebab utama dari kesadahan adalah Mg2+ dan
Ca2+, Sr 2+, Fe2+ dan Mn2+ (Sutrisno, 1991).
Air sadah mengakibatkan konsumsi sabun lebih tinggi karena adanya
hubungan kimiawi antara ion kesadahan dengan molekul sabun menyebabkan sifat
deterjen sabun hilang. Kelebihan ion Ca2+ dan CO32- (salah satu ion alkaliniti)
mengakibatkan terbentuknya kerak pada dinding pipa yang disebabkan oleh endapan
kalsium karbonat (CaCO3). Kerak ini akan mengurangi penampang basah pipa dan
menyulitkan pemanasan air dalam ketel (Alaerts dan Santika, 1984 dalam Wardhani,
2002).
b. Derajat Keasaman (pH)
pH adalah merupakan istilah yang digunakan untuk menyatakan
intensitas keadaan asam atau basa sesuatu larutan. Ia merupakan juga
suatu cara untuk menyatakan konsentrasi ion H+. Yang sangat penting
untuk diketahui adalah bahwa konsentrasi OH- suatu larutan tak akan
dapat diturunkan sampai nol, bagaimanapun asamnya larutan, dan bahwa
konsentrasi H+ tak akan dapat diturunkan sampai nol, bagaimanapun
basanya larutan.
Pengukuran pH dapat menggunakan pH meter, kertas lakmus, dan
cara calorimeter. pH meter pada dasarnya menentukan kegiatan ion
hidrogen menggunakan elektroda yang sangat sensitif terhadap kegiatan
12
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 13/55
ion merubah signal arus listrik. Cara ini praktis, teliti serta dapat
digunakan untuk mengukur pH pada lokasi dan posisi sampel. Ada pula
cara lain, dengan menggunakan kertas lakmus dan calorimeter. Kedua
cara tersebut walaupun kurang teliti dibandingkan dengan cara pertama,
masih dapat digunakan dengan hasil yang memadai (Sutrisno, 1991).
Menurut Asdak (1995), Angka indeks yang umum digunakan untuk
pengukuran pH mempunyai kisaran antara 0 hingga 14 dan merupakan
angka logaritmik negatif dari konsentrasi ion hidrogen di dalam air.
Angka pH 7 adalah netral, sedangkan angka pH lebih besar daripada 7
menujukkan bahwa air bersifat basa dan terjadi ketika ion-ion karbon
dominan. Sedangkan angka pH lebih kecil daripada 7 menunjukkan
bahwa air di tempat tersebut bersifat asam.
Pengaruh yang menyangkut aspek kesehatan dari pada penyimpangan
standar kualitas air-minum dalam hal pH ini yaitu bahwa pH yang lebih
kecil dari 6,5 dan lebih besar dari 9,2 akan dapat menyebabkan korosi
pada pipa-pipa air, dan dapat menyebabkan beberapa senyawa kimia
berubah menjadi racun yang mengganggu kesehatan (Sutrisno, 1991).
c. Klorida
Kadar klorida di dalam air alami dihasilkan dari rembesan klorida
yang ada di dalam batuan dan tanah serta dari daerah pantai dan rembesan
air laut (Sugiharto, 1987). Kotoran manusia, khususnya urine,
mengandung sejumlah klorida oleh karena sebagian dari pada garam yang
13
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 14/55
terdapat di dalam makanan dan minuman turut dibuang dalam sampah
tubuh itu. Tubuh manusia mengeluarkan delapan sampai lima belas gram
sodium klorida seharinya. Air limbah, oleh sebab itu, mengandung kadar
klorida yang lebih tinggi dari pada di dalam persediaan air kota (Mahida.
1993). Konsentrasi klorida dalam air dapat meningkat dengan tiba-tiba
dengan adanya kontak dengan air bekas. Klorida dalam konsentrasi yang
layak adalah tidak berbahaya bagi manusia. Sebelum prosedur
pemeriksaan bakteriologis berkembang percobaan kimia untuk klorida
dan nitrogen, dalam berbagai bentuk, digunakan sebagai dasar dalam
pendeteksian kontaminasi air tanah oleh air bekas (Sutrisno, 1991).
d. Besi
Adanya unsur-unsur besi dalam air diperlukan untuk memenuhi kebutuhan
tubuh akan unsur tersebut. Untuk keperluan ini tubuh membutuhkan 7 – 35 mg
unsur tersebut perhari, yang tidak hanya diperolehnya dari air. Konsentrasi unsur
ini dalam air yang melebihi ± 2 mg/l akan menimbulkan noda-noda pada
peralatan dan bahan-bahan yang bewarna putih. Adanya unsur ini dapat pula
menimbulkan bau dan warna pada air minum, dan warna koloid pada air.
Selain itu, konsentrasi yang lebih besar dari 1 mg/l dapat menyebabkan
warna air menjadi kemerah-merahan, memberi rasa yang tidak enak pada
minuman, kecuali dapat membentuk endapan pada pipa-pipa logam dan bahan
cucian. Dalam jumlah kecil, unsur ini diperlukan tubuh untuk pembentukan sel-
sel darah merah (Sutrisno,1991).
e. Mangan
14
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 15/55
Endapan MnO2 akan memberikan noda-noda pada bahan/benda-benda
yang bewarna putih. Adanya unsur ini dapat menimbulkan rasa dan bau
pada minuman. Di samping itu, konsentrasi 0.05 mg/l unsur ini
merupakan akhir batas dari usaha penghilangan dari kebanyakan air yang
dapat dicapai. Kemungkinan unsur ini merupakan nutrient yang penting
dengan kebutuhan perhari 10 mg yang dapat diperoleh dari makanan.
Unsur ini bersifat toksis pada alat pernafasan.
Konsentrasi Mn yang lebih besar dari 0,5 mg/l, dapat menyebabkan rasa
yang aneh pada minuman dan meninggalkan warna kecoklat-coklatan
pada pakaian cucian, dan dapat juga menyebabkan kerusakan pada hati
(Sutrisno, 1991).
f. Amonia
Amonia dapat terbentuk dari: (a) dekomposisi bahan-bahan organik yang
mengandung N baik yang berasal dari hewan (misalnya faeses) oleh
bakteri; (b) Hydrolisa urea yang terdapat pada urine hewan; (c)
dekomposisi bahan-bahan organik dari tumbuh-tumbuhan yang mati oleh
bakteri; (d) dari N2 atmosfir melalui pengubahan menjadi HNO3 karena
persatuannya dengan air, dan selanjutnya jatuh di tanah oleh hujan.
Dengan melalui pembentukannya menjadi protein organik yang terjadi
selanjutnya, dan oleh dekomposisi bakteri akhirnya akan terbentuk
ammonia; (e) dari reduksi NO2- oleh bakteri.
15
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 16/55
Amonia merupakan suatu zat yang menimbulkan bau yang sangat tajam
dan menusuk hidung. Jadi kehadiran bahan ini dalam air minum adalah
menyangkut perubahan fisik dari air tersebut yang akan mempengaruhi
penerimaan masyarakat.
Amonia secara alamiah ada di air permukaan dan air limbah. Pada air
tanah konsentrasi sangat rendah karena terikat pada partikel tanah
sehingga tidak lepas dari tanah. Amonia dihasilkan dari deaminasi urea
dan nitrogen organik melalui proses hydrolisis. Pengukuran nitrogen
organik bersama dilakukan dengan cara kjeldahl nitrogen. Pada dasarnya
menggunakan asam sulfat (HgSO4), potasium sulfat (K 2SO4), dan mercury
sulfat (NH4)2SO4. Demikian juga dengan amonia bebas dan amonia
nitrogen diubah menjadi amonium sulfat (Sutrisno, 1991).
Klasifikasi kualitas air dibagi menjadi empat kelas. Kelas pertama untuk air
minum, kelas kedua untuk prasarana/sarana rekreasi, kelas ketiga untuk budidaya
ikan air tawar dan peternakan dan kelas yang keempat untuk mengairi pertanaman.
2.2. Model
Model adalah suatu gambaran abstrak dari sistem dunia nyata (real-world
system) yang mempunyai kelakuan seperti sistem dunia nyata dalam hal-hal tertentu.
Suatu model yang baik akan menggambarkan dengan baik semua segi-segi (aspects)
yang penting dari kelakuan dunia nyata dalam masalah-masalah tertentu (Manetsch
and Park, 1976 dalam Wardhani, 2002).
16
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 17/55
Menurut Suwardi (1978) dalam Wardhani (2002), penyusunan model
merupakan suatu usaha untuk meniru sistem dimana dicoba untuk menemukan
komponen-komponen utama suatu sistem dan interaksi di antara setiap komponen.
Selanjutnya dikemukakan bahwa validitas suatu model bukan merupakan suatu
konsep yang absolut. Suatu model dikatakan sahih atau tidak tergantung pada tujuan
membangun model tersebut.
Model diartikan sebagai gambaran tentang sistem yang sesungguhnya, yang
mempunyai kelakuan seperti sistem dalam hal-hal tertentu. Salah satu cara untuk
menganalisa sistem yang kompleks adalah dengan cara simulasi yang memiliki
ketangguhan dalam menelaah suatu sistem, karena cara ini memiliki fleksibilitas
dalam hal waktu dan dana serta konsekuensinya yang relatif kecil. Secara umum,
pengertian simulasi adalah sebuah teknik yang mengandung pembentukan sebuah
model dari situasi yang sesungguhnya yang kemudian membentuk eksperimen pada
model tersebut (Setiawan, 1991).
i. Model Hidrologi
Dalam pengertian umum, model hidrologi adalah sebuah sajian sederhana
(simple representation) dari sebuah sistem hidrologi yang kompleks (Harto, 1993).
Prinsip batu-bata (the block-building principle) membantu pengaturan untuk
menggambarkan sistem dengan memisahkan subsistem-subsistem serta menandai
masukan dan keluarannya. Setiap subsistem pada suatu tingkatan detil tertentu
17
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 18/55
digambarkan berupa sebuah blok yang memberikan hubungan antara masukan dan
keluaran. Hubungan tersebut harus sedemikian sehingga cukup untuk menentukan
keluaran dari suatu masukan bila subsistem ini berdiri sendiri, artinya tidak
dibutuhkan penggunaan variabel endogen di dalam blok. Istilah “kotak hitam”
(“black box”) sering dipakai untuk menggambarkan sebuah elemen dengan sifat
seperti diatas, yakni memberikan keluaran sebagai jawaban atas masukan tanpa
mengetahui bagaimana transformasi berlangsung (Setiawan, 1991).
Dalam hidrologi terdapat beberapa macam klasifikasi model yang digunakan
(Dooge, 1968; Clarke, 1973; Nemec, 1973 dalam Harto, 1993) antara lain yaitu : (1)
Model fisik (physical model) yaitu model dengan skala tertentu untuk menirukan
prototipenya, (2) Model analog (analog model) yaitu model yang disusun dengan
menggunakan rangkaian resistor-kapasitor untuk memecahkan persamaan-persamaan
diferensial yang mewakili proses hidrologi, dan (3) Model matematik (mathematical
model) yaitu model yang menyajikan sistem dalam rangkaian persamaan, dan
kadang-kadang dengan ungkapan-ungkapan yang menyajikan hubungan antar
variabel dan parameter. Menurut Harto (1993), dari sisi lain, model dapat pula
digolongkan menjadi (a) Model empirik. Model empirik merupakan model yang
dikembangkan berdasarkan pengamatan. Model ini sederhana, baik dalam struktur
maupun pemakaiannya. Model ini memanfaatkan persamaan-persamaan sederhana,
yang dengan masukan tertentu akan diperoleh keluaran yang bersangkutan. (b) Model
konseptual. Model konseptual sangat berbeda dibandingkan dengan model empirik
diatas. Model ini lebih menekankan pada identifikasi proses yang terjadi, dan
18
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 19/55
hubungan antarproses tersebut. (c) Model statistik. Dalam model ini terdapat tiga
pembagian yang dikenal, yaitu cara regresi, cara probabilistik dan cara stokastik. Cara
regresi dan korelasi, pada dasarnya menunjukkan hubungan fungsional antara data
terukur, baik data eksperimental maupun data alami (historical data). Data yang
digunakan tersebut pada umumnya merupakan data dalam interval waktu tertentu.
Secara statistik hubungan fungsional ini ditandai dengan besaran-besaran statistik,
seperti koefisien korelasi (correlation coefficient), koefisien determinasi
(determination coefficient).
Harto (1993) menyatakan bahwa tujuan penggunaan model dalam hidrologi
diantaranya adalah sebagai berikut :
1. Peramalan (forecasting), termasuk di dalamnya untuk sistem peringatan
dan manajemen. Pengertian peramalan disini menunjukkan baik besaran
maupun waktu kejadian yang dianalisis berdasar cara probabilistik.
2. Perkiraan (prediction), pengertian yang terkandung di dalamnya adalah
besaran kejadian dan waktu hipotetik (hypothetical future time).
3. Sebagai alat ‘deteksi’ dalam masalah pengendalian. Dengan sistem yang
telah pasti dan keluaran yang diketahui maka masukan dapat dikontrol
dan diatur.
4. Sebagai alat pengenal (identification tool) dalam masalah perencanaan
(planning), misalnya untuk melihat pengaruh urbanisasi, pengelolaan
tanah, dengan membandingkan masukan dan keluaran dalam sistem
tertentu.
19
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 20/55
5. Ekstrapolasi data / informasi.
6. Perkiraan lingkungan akibat tingkat perilaku manusia yang
berubah/meningkat.
7. Penelitian dasar dalam proses hidrologi.
ii. Model Kualitas Air
Model kualitas air adalah sebuah pernyataan matematis atau paket pernyataan
yang menyatakan kualitas air pada hubungan sebab akibat. Model kualitas air dapat
disusun dengan tangan, kalkulator meja atau komputer digital (Viessman et al ., 1977)
dalam Wardhani (2002).
Linsey et al . (1958) menyatakan bahwa jarang sekali dapat catatan
pengukuran kualitas air yang cukup panjang yang sesuai untuk pembuatan suatu
kurva probabilitas. Untuk itu maka model-model matematis yang didukung oleh
program pengumpulan data yang terkoordinasi dapat memberikan data yang
diperlukan bagi pembuatan kurva probabilitas. Dalam hal ini dikemukakan tiga jenis
model kualitas air :
1. Model kejadian (event model ) , yang memanfaatkan hidrograf terukur atau
hidrograf hipotesis (limpasan terhadap waktu) dan polutograf (beban massa
terhadap waktu) untuk mensimulasikan kualitas air bagi kejadian-kejadian
kritis tertentu. Model ini tidak memberikan informasi tentang probabilitas,
tetapi bisa dipakai untuk memperkirakan kondisi-kondisi yang “paling
buruk”.
20
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 21/55
2. Model keadaan-tunak ( steady-state model ), yang menggunakan asumsi
bahwa aliran yang terjadi adalah konstan dan menghitung perubahan-
perubahan kualitas air di sebelah hilir sumber pencemarannya. Keandalan
data yang dihasilkan model ini terbatas oleh adanya asumsi penyederhanaan
yang digunakan.
3. Model menerus (continuous model ), yang memperhitungkan proses
meteorologi, hidrologi, hidrolik dan biokimia yang berubah sepanjang
waktu. Bila data masukannya benar, model-model yang demikian dapat
mereproduksi catatan pengukuran yang menerus tentang karakteristik
kualitas air untuk suatu periode yang lamanya sampai tahunan. Data yang
lamanya 5 sampai 10 tahun dibutuhkan untuk menghasilkan suatu kurva
probabilitas yang cukup dapat diandalkan.
Model-model kualitas air banyak sekali, namun dapat dibedakan menurut
jumlah dan jenis parameter kualitas air yang ditinjau, teknik penyelesaian
matematisnya dan jumlah dimensi pemodelannya. Beberapa model hanya ditujukan
bagi salah satu fase daur hidrologi saja (misalnya limpasan permukaan, air kiriman
atau air tanah) dan model lainnya mensimulasikan kombinasi fase-fase tersebut.
Menurut Asdak (1995), analisis statistik sering dimanfaatkan untuk melihat
hubungan antara dua variabel yang saling berkorelasi dalam suatu DAS adalah
analisis regresi. Maksud dilakukannya analisis regresi adalah untuk mengkuantifikasi
bentuk hubungan antara dua variabel atau lebih yang menjadi kajian. Dengan
mengetahui bentuk persamaan regresi antara dua variabel maka besarnya variabel
21
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 22/55
tidak bebas (dependent variable) dapat diperkirakan dari angka pengukuran variabel
bebas (independent variable). Analisis regresi sederhana menunjukkan hubungan
antara variabel tidak bebas y dan satu variabel bebas x. Regresi linier sederhana
menunjukkan hubungan linier antara dua variabel tersebut diatas. Selain linier,
analisis regresi sederhana juga memungkinkan terbentuknya hubungan non-linier
(parabola, eksponensial, logaritma).
Persamaan regresi yang menunjukkan hubungan antara debit aliran dan
konsentrasi ion-ion di dalam debit aliran tersebut umumnya dalam bentuk persamaan
regresi linier. Tapi, pada keadaan tertentu bentuk hubungan antara kedua variabel
tersebut diatas tidak linier. Dengan kata lain, data lapangan yang diperoleh
penyebarannya tidak membentuk kurva yang simetris (bell-shape curve). Dengan
demikian, penyebaran data seperti ini tidak “normal”. Untuk menghindari
kemungkinan terjadinya kesalahan akibat penerapan teknik statistik pada struktur data
yang penyebarannya tidak normal tersebut, maka data tersebut perlu “dinormalkan”
dengan cara transformasi. Ada beberapa cara transformasi data yang dapat dilakukan,
cara yang sering kali dimanfaatkan adalah transformasi logaritmik.
Harto (1993) menyatakan penetapan parameter maupun variabel yang
digunakan dalam analisis regresi, baik sebagai parameter bebas (predictor,
independent variable) maupun parameter tak bebas (response, dependent variable)
perlu dilakukan dengan hati-hati, agar benar-benar masing-masing parameter tersebut
memang secara hidrologik dapat dijelaskan keterkaitannya.
22
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 23/55
2.3. Ekosistem Sungai
Perairan sungai adalah suatu perairan yang didalamnya dicirikan dengan
adanya aliran air yang cukup kuat, sehingga digolongkan ke dalam perairan mengalir
(perairan lotik). Perairan sungai biasanya keruh dan banyak yang dangkal, sehingga
penetrasi cahaya ke dasar sungai terhalang. Selain itu ada pula sungai yang berair
bersih, sehingga dapat memberikan kondisi yang lebih baik dan spesies ikannya juga
lebih beragam (Goldman dan Horne, 1983 dalam Wardhani, 2002).
Menurut Sosrodarsono dan Takeda (1983) aliran sungai tergantung dari
berbagai faktor secara bersamaan dan sangat kompleks. Adapun faktor tersebut
adalah :
a. Elemen meteorologi seperti jenis presifitasi, intensitas curah hujan, lama hujan,
distribusi hujan dalam daerah pengaliran, arah pergerakan hujan, curah hujan
sebelumnya dan kelembaban tanah.
b. Elemen daerah pengaliran yaitu kondisi penggunaan tanah, luas daerah pengaliran,
kondisi topografi, jenis tanah dan lain-lain.
Menurut Suwignyo (1993) dalam Wardhani (2002), klasifikasi sungai yang
lebih mengarah pada masalah lingkungan adalah klasifikasi yang didasarkan pada
topografi dan aktifitas usaha yang ada di daerah aliran sungainya. Disini arti topografi
adalah perbedaan elevasi (dataran tinggi dan dataran rendah), sedangkan aktifitas
usaha diartikan adanya kegiatan perhutanan, perkebunan, pertanian, pemukiman,
perindustrian dan sebagainya. Dengan penggabungan pengertian kedua faktor
23
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 24/55
lingkungan tersebut, maka klasifikasi sungai sebagai daerah hulu dan hilir sungai
akan terpadukan dengan kualitas air perairannya sesuai dengan beban masukannya.
Sungai bagian hulu adalah bagian sungai yang terletak di dataran tinggi dan
merupakan daerah terjadinya erosi. Sungai bagian hilir adalah bagian sungai yang
terletak di dataran rendah dan merupakan tempat terjadinya pengendapan. Daerah
yang terletak diantara hulu dan hilir disebut sebagai bagian tengah sungai, karena
tidak ada batas yang jelas antara kedua bagian tersebut.
Sehubungan dengan sifat perairan sungai yang merupakan sistem terbuka,
maka peristiwa lingkungan di sekitarnya akan mempengaruhi keadaan perairannya.
Di daerah hulu sungai, kegiatan usaha yang pengaruhnya paling dominan adalah
kegiatan perhutanan dan perkebunan. Di daerah tengah adalah kegiatan perkebunan
dan pertanian sedangkan di daerah hilir adalah kegiatan pemukiman dan industri.
III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di DAS Bah Bolan yang secara administratif
lokasinya terletak dikabupaten Asahan dan Kabupaten Simalungun Sumatera
Utara tepatnya disungai Sipare-pare Asahan Sumatera Utara. Penelitian ini
dimulai dari bulan juni 2006 sampai September 2006 (selama 6 bulan).
3.2. Bahan dan Alat
24
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 25/55
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah perangkat komputer serta
alat tulis dan kantor.
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Data debit sungai harian (2001-2003).
2. Data kualitas air bulanan (2001-2003), mencakup parameter fisika
(turbiditas dan total padatan terlarut) dan parameter kimia (pH, klorida,
besi, mangan dan amonia).
3. Peta topografi , tata guna lahan, geologi/hidrologi DAS
3.3. Metode Perolehan data
Data yang diperlukan dalam penelitian ini adalah data sekunder hasil
pengukuran (kualitas air dan debit sungai). Data hasil pengukuran diperoleh
dari Perusahaan Daerah Air Minum (PDAM) dan dinas terkait lainnya.
3.4. Penyusunan model
1. Volume Run-off
Pendekatan yang digunakan untuk menentukan volume run-off
didasarkan pada Technical Release 55 (U.S. Soil Conservation Service, 1986):
(Rt + Mt - 0.2 Wt)2
Qt = ----------------- (1)
Rt + Mt + 0.8 Wt
Dimana :
25
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 26/55
Qt = Run-off pada hari t (cm)
R t = Curah hujan pada hari t (cm)
Mt = Air salju pada hari t (cm)
Wt = Parameter tangkapan pada hari t (cm)
Untuk menentukan parameter tangkapan Wt digunakan persamaan berikut :
2540
Wt = ------- 25.4 (2)
CNt
Dimana : CNt = Curve Number pada hari t .
4. Jumlah Air yang terkontaminasi (Water Pollutants in Run-off )
Jumalah air yang terkontaminasi dapat ditentukan dengan persamaan
berikut ini :
Lt+1 = Lt e-0.12 + (m/0.12) (1 - e-0.12) (3)
Dimana :
Lt+1 = Jumlah air yang terkontaminasi pada hari t+1 (kg/ha)
Lt = Jumlah air yang terkontaminasi pada hari t (kg)
m = Angka konstanta massa terkontaminasi (kg/ha.hari)
Apabila terjadi pengaruh pencucian (pengurangan konsentrasi) pada
air maka persamaanya menjadi :
Lt+1 = Lt e-0.12 + (m/0.12)(1 - e-0.12) - Xt (4)
Dimana :
Xt = Jumlah air yang mengalami pencucian (kg/ha)
26
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 27/55
Untuk menentukan besar Xt digunakan persamaan berikut :
Xt = St [Lt e
-0.12
+ (m/0.12)(1 - e
-0.12
)] (5)
Dimana :
St = Fungsi pencucian pada tingkat pertama
Menurut Amy et al. (1974) fungsi St dapat ditentukan sebagai berikut:
St = 1 - e-1.81Qt (6)
Dengan asumsi bahwa debit sebesar 1,27 cm akan mengalami
pencucian sebesar 90% dari polutan.
3.5. Kalibrasi dan Uji Keabsahan Model
Kalibrasi model dilakukan dengan menggunakan data kualitas air.
Model dianggap layak digunakan jika nilai koefisien determinasi model (R 2)
lebih dari 0.6, yang berarti hasil keluaran model telah menggambarkan
kebenaran lebih dari 60% terhadap data nilai parameter kualtas air observasi.
Nilai R 2 yang lebih dari 0.6 ini karena pengamatan yang dilakukan adalah
pengamatan lapang, sehingga banyak faktor yang dapat mempengaruhi hasil
pemodelan (Yoshida, 2000 dalam Wardhani, 2002).
Uji keabsahan model adalah dengan melakukan pendugaan kualitas air
dengan menggunakan model tahun tertentu yang telah dikalibrasi. Tolak ukur
uji keabsahan model didasarkan pada :
1. Penampilan hubungan antara parameter kualitas air model dengan
parameter kualitas air aktual secara grafik sehingga dapat diketahui nilai
mutlak (maksimum – minimum) data yang diperoleh.
27
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 28/55
2. Nilai koefisien determinasi model (R 2) yang diperoleh dari persamaan
(Yoshida, 2000 dalam Wardhani, 2002) :
( )
−−=
∑∑
2
2
21
i
ii
Y
yY R (7)
dimana : Yi = besaran faktor penentu kualitas air observasi ke-i
yi = besaran faktor penentu kualitas air model ke-i
Besarnya nilai koefisien determinasi model (R 2) antara 0 sampai dengan
1. Hubungan yang paling baik adalah jika koefisien determinasi model
mendekati 1, yaitu jika nilai model (prediksi) tidak berbeda jauh dengan
nilai observasi.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Deskripsi Wilayah Penelitian
Secara Geografis DAS Bah Bolan terletak pada 5o 35’ 19” – 5o 50’ 27” Bujur
Timur dan 3o 45’ 07” – 3o 65’ 18” Lintang Utara. Secara administratif DAS Bah
Bolan mencakup Kabupaten Asahan dan Kabupaten Simalungun yang tersebar pada 5
kecamatan, yaitu Kecamatan Perdagangan, Bandar, Air Putih, Lima Puluh dan Tanah
Jawa. Luas Daerah Aliran Sungainya adalah 17.6 ha yang terdiri atas Sub DAS Sei
Bah Pangok, Sub DAS Sei Dalu-dalu dan Sub DAS Sipare-pare. Di bagian barat,
28
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 29/55
utara dan selatan DAS Bah Bolan terhampar sawah, perkebunan kelapa sawit dan
pemukiman sedangkan di bagian timur terdapat rawa, perkebunan kelapa sawit dan
pemukiman.
Jenis tanah yang terdapat di DAS Bah Bolan adalah alluvial, liat atau lempung
dan glei. Tekstur tanah umumnya lempung berpasir dengan kedalaman yang cukup
untuk mencegah perkolasi yang berlebihan.
4.2 Program Komputer Kualitas Air
Program komputer untuk simulasi dan pemodelan di desain menggunakan
program komputer Delphi 8.0 for NET. Program komputer ini sudah dikemas dalam
bentuk file EXE. Program komputer simulasi dan pemodelan ini terdiri dari 5 (lima)
form , yaitu :
1. Form Utama
Form utama meruapakan form (tampilan utama) yang terdiri atas beberapa
GroupBox, Komponen Grafik dan Papan Nama. Dimana groupbox yang terdapat
pada form utama adalah : GroupBox Input Data, GroupBox Parameter Kualitas Air,
GroupBox Volume Runoff, GroupBox Jumlah Runoff Terkontaminasi, GroupBox
Indikator Keandalan Model, GroupBox Menu Utama dan GroupBox Model
Matematis. Form utama dapat dilihat pada Gambar 1.
29
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 30/55
Gambar 1. Form Utama Program Komputer Kualitas air
2. Form Indikator Keandalan ModelForm Indikator Keandalan Model adalah form yang berisikan indikator
keandalan model, dimana form ini terdiri atas satu sub-form yang menjelaskan nilai-
nilai koefisien determinasi (R 2) dan koefisien korelaasi (R). Gambar 2. menunjukan
form indikator keandalan model.
30
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 31/55
Gambar 2. Form Indikator Keandalan Model
3. Form Model Matematis
Form Model Matematis ada 4 bagian, yaitu : Form Model Matematis
Logaritmik Musim Penghujan, Form Model Matematis Eksponensial Musim
Penghujan, Form Matematis Logaritmik Musim Kemarau, dan Form Matematis
Eksponensial Kemarau. Masing-masing form tersebut menjelaskan tentang nilai
parameter matematis untuk setiap kondisi musim. Gambar 3. menmperlihat bentuk
form matematis untuk musim tertentu.
31
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 32/55
Gambar 3. Form Model Matematis
4. Form About
Form About merupakan form yang menjelaskan tentang informasi
programmer dan jenis program apa yang dibuat. Form About dapat dilihat pada
Gambar 4.
32
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 33/55
Gambar 4. Form About
5. Splash Screen
Splash Screen adalah Tampilan pembuka sebelum program memasuki form
utama. Splash Screen dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Splash Screen Program Simulasi Kualitas Air
33
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 34/55
4.3 Kualitas Air
Sungai memiliki kualitas air yang selalu berubah dari waktu ke waktu
(dinamis). Perubahan ini dapat disebabkan oleh musim, jenis dan jumlah limbah yang
masuk serta debit air (Kuslan et al., 1993 dalam Wardhani, 2002). Menurut Atkin dan
Birch (1993) dalam Wardhani (2002), data kualitas air dibutuhkan dalam manajemen
sungai sebagai dasar untuk penetuan karakteristik fisika dan kimia sungai. Kondisi
kualitas air di outlet Sungai Sipare-pare dapat dilihat pada Gambar 6 sampai dengan
12.
0
100
200
300
Jan F eb Mar April Mei Juni Juli Agus S ep Ok t Nov Des
Bulan
T u r b i d i t a s ( N T U )
2001 2002 2003
Gambar 6. Kondisi turbiditas air tahun 2001 – 2003 di outlet Sungai Sipare-pare.
0
2
4
6
8
10
J an F eb M ar A pril M ei J uni J uli A gus Sep Okt Nov Des
Bulan
p H
2001 2002 2003
Gambar 7. Kondisi pH tahun 2001 – 2003 di outlet Sungai Sipare-pare.
34
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 35/55
0
100
200
300
J an F eb M ar A pril M ei J uni J uli A gus Sep Okt Nov Des
Bulan
T D S ( m g / l )
2001 2002 2003
Gambar8. Kondisi TDS tahun 2001 – 2003 di outlet Sungai Sipare-pare.
0
2
4
6
8
10
12
J an F eb M ar A pril M ei J uni J uli A gus Sep Okt Nov Des
Bulan
K l o r i d a ( m g / l )
2001 2002 2003
Gambar 9. Kondisi Klorida tahun 2001 – 2003 di outlet Sungai Sipare- pare.
35
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 36/55
0
0.5
1
1.5
2
J an F eb M ar A pril M ei J uni J uli A gus Sep Okt Nov Des
Bulan
A m o n i a k ( m g / l )
2001 2002 2003
Gambar 10. Kondisi Amonia tahun 2001 – 2003 di outlet Sungai Sipare- pare.
0
0.1
0.2
0.3
J an F eb M ar A pril M ei J uni J uli A gus Sep Okt Nov Des
Bulan
M a n g a n ( m g / l )
2001 2002 2003
Gambar 11. Kondisi Mangan tahun 2001 – 2003 di outlet Sungai Sipare- pare.
36
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 37/55
0
1
2
3
4
J an Feb M ar A pril M ei J uni J uli A gus Sep Okt Nov Des
Bulan
B e s i ( m g / l )
2001 2002 2003
Gambar12. Kondisi Besi tahun 2001 – 2003 di outlet Sungai Sipare- pare.
Dari gambar kondisi kualitas air diatas dapat dilihat, selama periode 2001 –
2003, konsentrasi terbesar untuk turbiditas 275 NTU terjadi pada bulan Desember
tahun 2003, pH 7.9 terjadi pada bulan Desember tahun 2003, TDS 273 mg/l terjadi
pada bulan Desember tahun 2003, klorida 10.5 mg/l terjadi pada bulan Oktober tahun
2002, amonia 1.6 mg/l terjadi pada bulan September tahun 2003, mangan 0.27 mg/l
terjadi pada bulan Oktober tahun 2002 dan besi 3.8 mg/l terjadi pada bulan Oktober
tahun 2003. Pada penelitian ini tidak ditampilkan kondisi BOD ( Biological Oxygen
Demand ) dan COD (Chemical Oxygen Demand ) Sungai Sipare-pare, karena PT.
Inalum tidak melakukan pemerikasaan untuk parameter tersebut walaupun kedua
parameter ini juga penting dalam menentukan kualitas air. Namun hal ini tidak
menjadi soal, karena air bersih yang didistribusikan masih perlu penanganan lagi.
Konsentrasi masing-masing parameter kualitas air di outlet Sungai Sipare-pare
menunjukkan fluktuasi yang sangat beragam.
37
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 38/55
Kondisi kualitas perairan dipengaruhi oleh penggunaan lahan, kegiatan
pertanian serta komponen iklim. Penggunaan lahan untuk pemukiman akan
menghasilkan limbah domestik yang menyebabkan penurunan kualitas air pada
sumber air penerimanya, umumnya terjadi pada daerah pemukiman padat penduduk
yang fasilitas sanitasinya kurang memadai. Saeni (1989) dalam Wardhani (2002)
mengemukakan bahwa di Indonesia telah banyak sungai yang mencapai taraf
pencemaran yang merugikan, khususnya sungai-sungai yang melalui perkotaan,
daerah padat penduduk dan wilayah perindustrian. Kegiatan pertanian secara
langsung ataupun tidak langsung dapat juga mempengaruhi kualitas perairan
(Sutamihardja, 1978 dalam Wardhani, 2002). Oszaer (1984) dalam Wardhani (2002)
menyatakan bahwa salah satu komponen iklim yang menonjol dan berpengaruh
terhadap kualitas air sungai adalah curah hujan. Debit air sungai yang tinggi karena
curah hujan akan memberikan suatu kemampuan bagi perairan untuk mengencerkan
zat pencemar yang terkandung di dalamnya terutama yang berasal dari buangan
industri.
4.4 Kalibrasi Model
Kalibrasi model yang menggambarkan hubungan antara konsentrasi parameter
kualitas air dengan debit sungai dilakukan untuk periode satu tahun yaitu tahun 2001.
Model matematis untuk satu tahun adalah gabungan dua model, yaitu model pada
musim penghujan dan model pada musim kemarau. Model hasil kalibrasi tersebut
kemudian diuji lebih lanjut dengan melakukan validasi menggunakan data tahun 2002
dan 2003. Tampilan secara grafis konsentrasi parameter kualitas air model dan
38
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 39/55
observasi serta debit sungai pada tahun 2001. dapat dilihat pada gambar 13 sampai
dengan 19.
0
50
100
150
200
250
300
J a n
F e b
M a r A p
r M e i
J u n J u
l
A g u s
t S e
p t O k t
N o v
D e s
T u r b i d i t a s ( N T U )
0
5
10
15
20
25
D e b i t ( m ^ 3 / d e t )
Observasi Model debit
Gambar 13. Grafik hasil kalibrasi data turbiditas tahun 2001
6.2
6.4
6.6
6.8
7
7.2
7.4
7.6
7.8
p H
0
5
10
15
20
25
D e b i t ( m ^ 3 / d e t )
Observasi Model debit
Gambar 14. Grafik hasil kalibrasi data pH tahun 2001
39
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 40/55
0
50
100
150
200250
300
J a n
F e b
M a r A p
r M e i
J u n J u
l
A g u s
t S e
p t O k t
N o v
D e s
T D S ( m g / l )
0
5
10
15
20
25
D e b i t ( m ^ 3 / d e t )
Observasi Model debit
Gambar 15. Grafik hasil kalibrasi data TDS tahun 2001
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
K l o r i d a ( m g / l )
0
5
10
15
20
25
D e b i t ( m ^ 3 / d e t )
Observasi Model debit
Gambar 16. Grafik hasil kalibrasi data klorida tahun 2001
40
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 41/55
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
A m o n i a k ( m g / l )
0
5
10
15
20
25
D e b i t ( m ^ 3 / d e t )
Observasi Model debit
Gambar 17. Grafik hasil kalibrasi data amonia tahun 2001
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
M a n g a n ( m g / l )
0
5
10
15
20
25
D e b i t ( m ^ 3 / d e t )
Observasi Model debit
Gambar 18. Grafik hasil kalibrasi data mangan tahun 2001
41
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 42/55
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
B e s i ( m g / l )
0
5
10
15
20
25
D e b i t ( m ^ 3 / d e t )
Observasi Model debit
Gambar 19. Grafik hasil kalibrasi data besi tahun 2001
Tabel 2. Nilai koefisien Korelasi (R) dan determinasi (R 2) hasil kalibrasi data tahun
2001 untuk masing-masing parameter kualitas air
No. Parameter Kualitas
Air
Koefisien Korelasi (R) dan Determinasi (R 2)
Penghujan Kemarau
1. Turbiditas R 0.500 0.779
R 2 0.25 0.606
2. PH R 0.707 0.828
R 2 0.499 0,685
3. TDS R 0.661 0.749
R 2 0.436 0,561
4. Klorida R 0.861 0.874
R 2 0.741 0,763
5. Amonia R 0.809 0.826
R 2 0.654 0,681
42
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 43/55
6. Mangan R 0.885 0.920
R 2 0.783 0,846
7. Besi R 0.887 0.885
R 2 0.769 0,783
Gambar grafik diatas menjelaskan trent atau kecendrungan dari hubungan
kualitas air observasi dan kualitas air hasil model terhadap debit. Dari gambar grafik
tersebut dapat dilihat kenaikan debit sungai dapat mengakibatkan kenaikan atau
sebaliknya terjadi penurunan terhadap konsentrasi parameter kualitas air. Hal ini
terjadi karena adanya kemampuan air sungai untuk melakukan pengenceran terhadap
limbah yang masuk sehingga pada waktu terjadi kenaikan debit, beberapa konsentrasi
parameter kualitas air mengalami penurunan. Sedangkan konsentrasi parameter
kualitas air yang mengalami kenaikan pada saat terjadi kenaikan debit misalnya pada
turbiditas dan TDS terjadi karena endapan yang ada di dasar sungai naik keatas atau
bercampur dengan air sungai dan adanya muatan sedimen yang terangkut oleh aliran
air. Namun pada waktu tertentu kenaikan dan penurunan debit sungai tidak dibarengi
dengan kenaikan ataupun penurunan konsentrasi kualitas air, hal ini kemungkinan
disebabkan oleh faktor lain yang lebih dominan dalam mempengaruhi konsentrasi
parameter kualitas air selain debit, misalnya faktor pencemaran lingkungan yaitu
adanya pembuangan limbah dalam jumlah besar kedalam aliran sungai, dan lain-lain.
43
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 44/55
Dari tabel diatas dapat diketahui bahwa nilai koefisien determinasi hasil
kalibrasi data tahun 2001 untuk masing-masing parameter kualitas air menunjukkan
hasil yang beragam. R 2 terbesar adalah 0,846 yaitu untuk Mangan dari model
matematis pada musim kemarau. Sedangkan R 2 terkecil adalah 0,25 yaitu untuk
turbiditas dari model matematis pada musim penghujan. Semua parameter kualitas air
mempunyai R 2 rata-rata lebih besar dari 0,6. Berarti model matematis yang dihasilkan
dapat menggambarkan fluktuasi parameter kualitas air, atau konsentrasi parameter
kualitas air observasi mendekati konsentrasi parameter kualitas air model.
Tabel 3. Nilai koefisien Korelasi (R) dan determinasi (R 2) hasil kalibrasi data
tahun 2002 untuk masing-masing parameter kualitas air
No. Parameter Kualitas
Air
Koefisien Korelasi (R) dan Determinasi (R 2)
Penghujan Kemarau
1. Turbiditas R 0.766 0.729
R 2 0.586 0.531
2. PH R 0.831 0.807
R 2 0.690 0.651
3. TDS
R 0.832 0.705
R 2 0.692 0.497
4. Klorida R 0.983 0.872
R 2 0.966 0.760
44
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 45/55
5. Amonia R 0.697 0.833
R 2 0.804 0.693
6. Mangan R 0.903 0.899
R 2 0.815 0.808
7. Besi R 0.946 0.810
R 2 0.894 0.828
Tabel 4. Nilai koefisien Korelasi (R) dan determinasi (R 2) hasil kalibrasi data
tahun 2003 untuk masing-masing parameter kualitas air
No. Parameter Kualitas
Air
Koefisien Korelasi (R) dan Determinasi (R 2)
Penghujan Kemarau
1. Turbiditas R 0.854 0.928
R 2 0.729 0.861
2. PH R 0.875 0.957
R 2 0.765 0.915
3. TDS
R 0.894 0.887
R 2 0.799 0.786
4. Klorida R 0.922 0.979
R 2 0.850 0.958
5. Amonia R 0.892 0.949
R 2 0.795 0.900
45
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 46/55
6. Mangan R 0.923 0.966
R 2 0.851 0.933
7. Besi R 0.893 0.965
R 2 0.797 0.931
Dari tabel diatas dapat dijelaskan bahwa proses validasi untuk data tahun
2002 tidak semua diperoleh hasil yang baik. Untuk turbiditas diperoleh nilai koefisien
determinasi model kurang dari 0.6 pada musim penghujan dan kemarau yaitu 0.586
dan 0.531, sedangkan nilai koefisien determinasi model yang kurang dari 0.6 pada
musim kemarau diperoleh untuk TDS yaitu sebesar 0.497. Nilai R 2 tertinggi adalah
0.966 yaitu untuk klorida pada musim penghujan. Jadi model matematis yang
digunakan kurang dapat menggambarkan fluktuasi kualitas air terutama untuk
turbiditas pada musim penghujan dan kemarau dan TDS pada musim kemarau
karena memiliki nilai R 2 kurang dari 0.6 sedangkan untuk parameter kualitas air yang
lain, model matematis yang digunakan dapat menggambarkan fluktuasi kualitas air
karena memiliki nilai R 2 yang lebih dari 0.6. Pada proses validasi data tahun 2003,
nilai R 2 kurang dari 0.6 tidak diperoleh untuk tiap-tiap parameter kualitas air baik
pada musim penghujan maupun kemarau . Nilai R 2
tertinggi adalah 0.958 yaitu untuk
klorida pada musim kemarau. Jadi model matematis yang digunakan dapat
menggambarkan fluktuasi kualitas air baik musim penghujan maupun kemarau.
46
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 47/55
Nilai koefisien determinasi kurang dari 0.6 kemungkinan terjadi karena
adanya perubahan lingkungan yang memberikan pengaruh yang lebih besar
dibandingkan dengan perubahan debit sungai. Perubahan lingkungan yang dimaksud
disini misalnya adanya pembuangan limbah-limbah industri yang dapat
mempengaruhi kualitas air sungai, mengingat disekitar daerah aliran Sungai Sipare-
pare terdapat industri besar seperti PT. Inalum (Indonesia Asahan Alumunium) yang
memproduksi alumunium untuk bahan industri-industri besar pesawat terbang dan
PT. Multi Mas Nabati Asahan yang memproduksi minyak goreng.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Dari seluruh penelitian yang telah dilakukan, maka dapat diambil
beberapa kesimpulan sebagai berikut:
47
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 48/55
1. Konsentrasi masing-masing parameter kualitas air di outlet Sungai Sipare-
pare menunjukkan fluktuasi yang sangat beragam. Selama periode 2001 –
2003, konsentrasi terbesar untuk turbiditas 275 NTU, pH 7.9, TDS 273 mg/l,
klorida 10.5 mg/l, amonia 1.6 mg/l, mangan 0.27 mg/l dan besi 3.8 mg/l.
Sedangkan konsentrasi terkecil untuk turbiditas 25 NTU, pH 6.3, TDS
117mg/l, klorida 1.1 mg/l, amoniak 0.01 mg/l, mangan 0.005 mg/l, besi 0.11
mg/l.
2. Kondisi kualitas air Sungai Sipare-pare dalam periode 2001-2003 untuk
Turbiditas, pH dan TDS masih berada dibawah batas maksimum yang
diperbolehkan. Sedangkan untuk klorida, ammonia, mangan dan besi sudah
melebihi batas maksimum diperbolehkan
3. Proses validasi dengan menggunakan data tahun 2002 – 2003 dihasilkan
koefisien determinasi yang lebih baik untuk sebahagian besar parameter
kualitas air, kecuali untuk turbiditas pada musim penghujan dan kemarau
serta untuk TDS pada musim kemarau.
4. Model kualitas air yang dihasilkan ada yang kurang dapat menggambarkan
fluktuasi nilai kualitas air aktual dikarenakan adanya kemungkinan perubahan
lingkungan yang berpengaruh lebih besar terhadap kualitas air Sungai Sipare-
pare dibandingkan dengan perubahan debit.
5. Model kualitas air berguna untuk menduga kondisi kualitas air di sungai, yang
kemudian dapat digunakan sebagai dasar untuk memperbaiki kondisi kualitas
48
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 49/55
air. Model kualitas air merupakan alat yang mempermudah dalam manajemen
tata guna lahan.
5.2 Saran
Agar dapat diperoleh model kualitas air yang lebih baik untuk
digunakan dalam pengelolaan DAS, maka saran yang dapat dikemukakan adalah
sebagai berikut:
1. Sangat perlu diperhatikan faktor-faktor lain selain debit sungai untuk
penyusunan model kualitas air, misalnya faktor pengelolaan, lingkungan dan
tata guna lahan.
2. Data konsentrasi parameter kualitas air perlu ditambah, data yang digunakan
sebagai masukan tidak hanya data dari satu titik pengukuran saja tetapi dari
beberapa titik pengukuran disepanjang sungai dengan jarak tertentu sehingga
data yang diperoleh dapat lebih akurat.
49
Debit Sungai (Q), Datakualitas air, Peta
Topografi, Tata Guna
Lahan, Geologi
/Hidrologi DAS
Volume Run off (Qt)
Jumlah air yang
terkontaminasi (Lt)
Jumlah air yang mengalami pencucian (Xt)
Start
Parameter Tangkapan Air (Wt)
Angka konstanta massa terkontaminasi (m)
Kalibrasi Model
Hasil pendugaan Hasil dan KesimpulanValidasi Model
NOYES
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 50/55
Gambar 20. FlowChart Pendugaan Kualitas Air
DAFTAR PUSTAKA
Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada
University Press, Yogyakarta.
50
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 51/55
Amy, G., Pitt, R., Singh, R., Bradford, W. L., LaGraffi, M. B. 1974. Water quality
management planning for urban runoff . EPA-440/9-75-004. U.S.
Environmental Protection Agency, Washington DC.
Fardiaz, S. 1992. Polusi Air dan Udara. Kanisius, Yogyakarta.
Harto, S. 1993. Analisis Hidrologi. PT. Gramedia Pustaka Tama, Jakarta.
Hermawan, Y. 1986. Hidrologi Untuk Insinyur, edisi ke-3. Terjemehan. Linsey,
R.K.Jr., M.A. Kohler dan J.L.H. Paulhuus. 1982. Hydrology For Engineers,3rd ed. McGraw-Hill, Inc., New York, N.Y., USA.
Linsley, R. K., M.A Kohler and J.J.H Paulus. 1986. Hydrology for Engineers.
McGraw Hill Inc. New York.
Mahida, U.N. 1993. Pencemaran Air. PT RajaGrafindo Persada, Jakarta.
Sastrawijaya, A.T. 1991. Pencemaran Lingkungan. Rineka Cipta, Jakarta.
Sugiharto. 1987. Dasar-dasar Pengelolaan Air Limbah. UI Press, Jakarta.
Sutrisno, C.T., E. Suciastuti. 1991. Teknologi Penyediaan Air Bersih. PT. Rineka
Cipta, Jakarta.
Setiawan, S. 1991. Simulasi Teknik Pemograman dan Metode Analisis. AndiOffset, Yogyakarta.
Soemarto, C.D. 1995. Hidrologi Teknik . Erlangga, Jakarta.
Sosrodarsono, S dan Takeda, K. 1976. Hidrologi Untuk Pengairan. PT Pradnya
Pratama, Jakarta.
Wardhani, A.N. 2002. Model Pendugaan Nilai Parameter Kualitas Air Sungai
Cidanau Banten. Skripsi. Fakultas Teknologi Pertanian, IPB, Bogor.
Lampiran 2. Program Simulasi Kualitas Air pada saat disimulasikan
51
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 52/55
Gambar 1. Form Utama Program Komputer Kualitas air
52
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 53/55
Gambar 2. Form Indikator Keandalan Model
Gambar 3. Form Model Matematis
53
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 54/55
Gambar 4. Form About
Gambar 5. Splash Screen Program Simulasi Kualitas Air
54
5/7/2018 Proposal Hasil Penelitian - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/proposal-hasil-penelitian 55/55
55