SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman Lampiran 1. Teknik penghitungan kelimpahan bakteri (MPN) ... 112 Lampiran 2. Volume (m3) masing-masing zona Waduk Ir. H. Juanda
dari Juni 2003 − Mei 2004 ... 113
Lampiran 3. Luas strata (m2) masing-masing zona Waduk
Ir. H. Juanda dari Juni 2003 − Mei 2004 ... 114
Lampiran 4. Data curah hujan dan tinggi muka air dari Juni 2003 − Mei 2004 di Waduk Ir. H. Juanda ...
115
Lampiran 5. Beban Hidrolik (HL) dan laju pembilasan (FR) di Waduk Ir. H. Juanda dari Juni 2003 − Mei 2004 ...
116
Lampiran 6. Profil vertikal suhu dari Juni 2003 − Mei 2004 di stasiun tetap Waduk Ir. H. Juanda ...
117
Lampiran 7. Konsentrasi oksigen terlarut dari Juni 2003 − Mei 2004 di zona lakustrin dan transisi Waduk Ir. H. Juanda ...
118
Lampiran 8. Uji lanjut konsentrasi DO antar kedalaman pada musim kemarau di stasiun L1 ...
119
Lampiran 9. Uji lanjut konsentrasi DO antar kedalaman pada musim antara kemarau − hujan di stasiun L1 ...
120
Lampiran 10. Uji lanjut konsentrasi DO antar kedalaman pada musim hujan di stasiun L1 ...
121
Lampiran 11. Profil vertikal DO (mg/L) dari Juni 2003 − Mei 2004 di stasiun tetap zona lakustrin dan transisi Waduk Ir. H. Juanda ...
122
Lampiran 12. Persamaan profil vertikal DO selama pengamatan di zona lakustrin dan transisi Waduk Ir. H. Juanda ...
123
Lampiran 13. Dugaan kedalaman lapisan oksik (m) selama pengamatan di zona lakustrin dan transisi Waduk Ir. H. Juanda ...
124
Lampiran 14. Kecerahan stasiun pengamatan dari Juni 2003 − Mei 2004 di waduk Ir. H. Juanda ...
125
Lampiran 15. Tabel konsentrasi BOT dari Juni 2003 − Mei 2004 di zona lakustrin dan transisi Waduk Ir. H. Juanda ...
126
Lampiran 16. Profil vertikal BOT dari Juni 2003 − Mei 2004 di zona lakustrin Waduk Ir. H. Juanda...
xx
Halaman
Lampiran 17. Profil vertikal BOT dari Juni 2003 − Mei 2004 di zona transisi Waduk Ir. H. Juanda...
128
Lampiran 18. Gambar hubungan massa DO dan BOT dari Juni 2003 − Mei 2004 di zona lakustrin Waduk Ir. H. Juanda ...
129
Lampiran 19. Gambar hubungan massa DO dan BOT dari Juni 2003 − Mei 2004 di zona transisi Waduk Ir. H. Juanda ...
130
Lampiran 20. Gambar hubungan massa DO dan BOT dari Juni 2003 − Mei 2004 di zona riverin Waduk
Ir. H. Juanda ... 131
Lampiran 21. Konsentrasi H2S (mg/L) selama pengamatan di zona
riverin Waduk Ir. H. Juanda ... 132
Lampiran 22. Tabel Konsentrasi nitrogen (mg/L) di zona lakustrin dan transisi Waduk Ir. H. Juanda dari Juni 2003 − Mei 2004 ...
133
Lampiran 23 Tabel kualitas air dan kelimpahan bakteri nitrifikasi di zona lakustrin Waduk Ir. Juanda ...
134
Lampiran 24. Tabel kualitas kualitas air dan kelimpahan bakteri nitrifikasi di zona transisi Waduk Ir. Juanda ...
135
Lampiran 25. Tabel kualitas kualitas air dan kelimpahan bakteri nitrifikasi di zona riverin Waduk Ir. Juanda ...
136
Lampiran 26. Tabel Suhu stasiun pengamatan di Waduk
Ir. H. Juanda dari Juni 2003 − Mei 2004 ... 137
Lampiran 27. Konsentrasi BOT rata-rata di zona lakustrin dan transisi pada bulan tertentu ...
140
Lampiran 28. Tabel nilai koefisien peluruhan selama pengamatan .... 141 Lampiran 29. Penghitungan defisit aktual oksigen di hipolimnion ... 142
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Danau atau waduk di Indonesia luasnya kurang lebih 2.1 juta ha, merupakan lahan potensial untuk pengembangan budidaya ikan dalam karamba jaring apung (Kartamihardja, 1998). Waduk Ir. H. Juanda adalah salah satu waduk terbesar di Indonesia dan memiliki fungsi sebagai waduk serbaguna.
Sejak tahun 1976 telah dilaksanakan kegiatan penelitian dan uji coba budidaya ikan di Waduk Ir. H. Juanda. Kegiatan budidaya ikan ini mengalami perkembangan setiap tahunnya. Pada tahun 1999 jumlah karamba jaring apung (KJA) di Waduk Ir. H. Juanda 2357 unit (2260 yang operasional) dan pada tahun 2003 jumlah KJA telah mencapai 3216 unit (645 unit yang operasional).
Budidaya ikan dalam KJA merupakan usaha perikanan yang dapat dikembangkan secara intensif, dengan pemberian pakan tambahan (umumnya pakan buatan). Pemberian pakan tambahan dalam budidaya KJA menyebabkan akumulasi limbah organik yang berasal dari pakan yang tidak termakan dan sisa ekskresi. Di Waduk Ir. H. Juanda, pemberian pakan adalah dengan sistem pompa; yaitu pemberian pakan sebanyak-banyaknya (Kartamihardja, 1995 dalam Nastiti et al., 2001). Akibatnya terjadi pemberian pakan berlebih (over feeding). Sisa pakan yang tidak termakan dan ekskresi yang terbuang ke badan air memberi sumbangan bahan organik, yang mempengaruhi tingkat kesuburan (eutrofikasi) dan kelayakan kualitas air bagi kehidupan ikan budidaya. Beberapa hasil penelitian melaporkan bahwa perikanan budidaya intensif dan pengkayaan nutrien berdampak potensial pada perubahan kualitas air (Philips et al., 1993; Boyd, 1999). Mc Donad et al., (1996) menyatakan bahwa 30% dari jumlah pakan yang diberikan tertinggal sebagai pakan yang tidak dikonsumsi dan 25-30% dari pakan yang dikonsumsi akan diekskresikan. Ini berarti jumlah yang cukup besar masuk ke badan air. Selanjutnya Barg (1992) menyatakan partikel bahan organik akan mengendap disekitar lokasi KJA jika kecepatan pengendapan partikel jauh lebih besar dari pada kecepatan arus.
Ketersediaan oksigen terlarut merupakan informasi penting dalam reaksi secara biologi dan biokimia di perairan. Konsentrasi oksigen yang tersedia berpengaruh secara langsung pada kehidupan akuatik khususnya respirasi aerobik, pertumbuhan dan reproduksi. Konsentrasi oksigen terlarut di perairan juga menentukan kapasitas perairan untuk menerima beban bahan organik tanpa
2
menyebabkan gangguan atau mematikan organisme hidup (Umaly and Cuvin, 1988). Sumber oksigen di perairan berasal dari: difusi atmosfir, fotosintesis,angin, dan susupan oksigen terlarut. Sedangkan penggunaan oksigen terlarut di perairan mencakup respirasi, dan dekomposisi aerobik bahan organik yang berasal dari luar maupun dari dalam perairan. Dari uraian diatas, bahan organik dan nutrien yang berasal dari luar dan dari kegiatan budidaya KJA akan mempengaruhi ketersediaan oksigen di perairan dan akhirnya akan mempengaruhi daya dukung perairan.
Daya dukung perairan adalah kemampuan perairan dalam menerima, mengencerkan dan mengasimilasi beban tanpa menyebabkan perubahan kualitas air atau pencemaran. Di lingkungan waduk, daya dukung ditentukan oleh keberadaan oksigen terlarut (DO) di epilimnion dan hipolimnion. Oksigen di lapisan epilimnion sangat dinamik, ditentukan oleh aerasi dan fotosintesis; sedangkan di hipolimnion oksigen merupakan cadangan yang tersedia saat terjadi umbalan, dan dimanfaatkan pada waktu periode stagnasi. Karena cadangan oksigen yang terbatas, maka beban bahan organik yang masuk harus dibatasi sesuai dengan ketersediaan oksigen di perairan. Apabila beban melampaui ketersediaan cadangan oksigen, akan terjadi deplesi, lalu defisit dan menyebabkan pencemaran. Hal ini dapat dilihat dari adanya gas-gas toksik. Defisit oksigen di hipolimnion diduga adalah penyebab kematian ikan saat terjadi umbalan di waduk Ir. H. Juanda. Sehubungan dengan hal itu, perlu dikaji pola distribusi keberadaan oksigen terlarut dan bahan organik, serta keterkaitan antara beban bahan organik dan cadangan oksigen, untuk dijadikan dasar penentuan tingkat beban yang masih aman di perairan.
Perumusan Masalah
Budidaya ikan dalam KJA akan memberikan buangan berupa pakan yang tidak termakan dan feses ke badan air. Semakin banyak KJA yang beroperasi akan semakin banyak limbah yang masuk ke perairan. Pertumbuhan ikan ditentukan oleh proses metabolisme bioenergi dalam memanfaatkan pakan. Efisiensi pemanfaatan pakan di KJA ditentukan oleh ikan dan tingkat pemberian pakan. Pemberian pakan yg berlebih akan menimbulkan dampak lanjut ke perairan berupa kotoran dan sisa pakan. Resiko terjadinya dampak tersebut ditentukan oleh: pola distribusi spasial dan temporal oksigen dan tingkat beban bahan organik serta cadangan oksigen yang tersedia.
3
Pada lapisan permukaan perairan terdapat (a) proses pembentukan biomassa dalam karamba, dan kotoran (ekskresi & feses) serta sisa pakan; (b) proses pembentukan, melalui fotosintesa, memanfaatkan unsur hara menjadi biomassa fitopankton+oksigen. Oksigen yang dihasilkan merambah ke lapisan lebih dalam secara difusi dan adveksi menjadi cadangan oksigen.
Di lapisan tengah terjadi proses mineralisasi sisa pakan/ kotoran ; membebaskan unsur hara. N, P, K, Si dengan memanfaatkan oksigen (DO), akibatnya cadangan DO berkurang, diindikasikan dengan adanya ODR (Oxygen Depletion Rate) atau HODR (Hypolimnion Oxygen Depletion Rate). ODR semakin tajam, perairan menjadi anaerob akibatnya keseimbangan DO menjadi defisit.
Di lapisan bawah atau dasar perairan, menampung akumulasi sisa pakan/kotoran ikan serta produk dekomposisi sisa pakan seperti : CO2, H2S, NH3, CH4 pada kondisi anaerob. Konsekuensi dari dekomposisi ini peningkatan unsur hara khususnya fosfat (apabila kondisi sedimen atau dasar reduktif akan menyebabkan pelepasan P ke kolom air). Peningkatan unsur hara (N, P, Si) tersebut potensial menunjang perkembangan fitoplankton (bloom), yang di dominasi oleh kelompok cyanophyceae Mycrocytis sp. Perkembangan fitoplankton tersebut akhirnya mengganggu keseimbangan DO di perairan.
Pengkayaan bahan organik di sedimen akan menstimulasi aktivitas mikroba yang memerlukan oksigen sehingga menimbulkan deoksigenasi pada subtrat dan kolom air diatasnya. Akibatnya akan menambah kedalaman lapisan reduktif atau mengurangi lapisan oksik di perairan, yang pada akhirnya akan mempengaruhi kehidupan biota di KJA karena oksigen merupakan faktor kritis dalam budidaya ikan. Stadia kritis terjadi jika jumlah oksigen di hipolimnion tidak cukup untuk proses degradasi bahan organik, baik allochtonous atau autochtonous. Berdasarkan latar belakang penelitian ini dapat dirumuskan permasalahan yang dikaji (Gambar 1.).
Tujuan dan Manfaat
Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji/menentukan kemampuan perairan menerima beban bahan organik. Hasil penelitian ini diharapkan dapat digunakan sebagai dasar dalam pengelolaan waduk Ir. H. Juanda. Manfaatnya dapat
4
ditentukan manajemen yang tepat dalam pengelolaan waduk yang berkelanjutan.
Hipotesa
Apabila beban bahan organik total semakin meningkat maka ketersediaan cadangan oksigen akan mengalami deplesi tajam, sehingga kemungkinan defisit oksigen terlarut (DO) semakin besar , yang menyebabkan perairan menjadi anaerob.
TINJAUAN PUSTAKA
Tipologi Waduk Ir. H. Juanda
Waduk biasanya dibentuk dengan membangun dam melintasi sungai sehingga air bendungan berada dibelakang dam (Ryding dan Rast, 1989). Biasanya waduk memiliki drainase basin, kedalaman rata-rata, kedalaman maksimum, luas beban perairan yang lebih besar dibanding danau, tetapi dengan waktu tinggal yang lebih pendek dibanding danau.
Waduk Ir. H. Juanda merupakan waduk terbesar dari deretan waduk di DAS Citarum. Secara topografi, waduk ini terletak pada suatu cekungan pada ketinggian 111 m diatas permukaan laut. Luas permukaan air waduk 83 km2 dengan kedalaman maksimum 105 m dan daya tampung air 2.97 km3 (Lehmusluoto dan Machbub, 1995).
Berdasarkan ciri morfometrik, waduk Ir H. Juanda termasuk perairan terbuka yang cukup dalam, tepian perairan dan daerah derodon sedang, jumlah teluk banyak, garis pantai yang panjang, daerah tangkap hujan luas dan produktifitas perairan umumya didominasi oleh fitoplankton (Suwignyo, 1996). Sumber air waduk ini dari aliran S. Cilalawi, S. Cisomang dan buangan dari waduk Cirata. Dari sumber ini allochtonous serta hara lainnya masuk ke waduk Ir. H. Juanda.
Berdasarkan sifat fisik, kimia dan biologinya waduk dibagi menjadi tiga zona yaitu zona mengalir (riverin), transisi dan tergenang (lakustrin) (Thornton et al., 1981 dalam Thornton et al.,1990). Bentuk gradien longitudinal perairan waduk Ir. H. Juanda secara umum dibagi dalam zona mengalir (riverin), zona transisi, dan zona tergenang (lakustrin). Zona mengalir di sumber air utama (sumber air yang berasal dari out let Waduk Cirata dan S. Cisomang) dan S. Cilalawi cenderung bervariasi tergantung dari tinggi rendahnya elevasi air (tergantung musim). Menurut Sukimin (1999). pada saat elevasi air rendah, zona mengalir di sumber air utama dapat mencapai sekitar kawasan Jamaras, sedangkan kawasan Pagadungan merupakan zona transisi. Pada saat elevasi air tinggi kawasan Jamaras dan Krenceng berubah menjadi zona transisi. Selanjutnya di kawasan S. Cilalawi merupakan zona mengalir, sedangkan kawasan jaring apung merupakan zona transisi. Zona lakustrin terletak di kawasan waduk. Pada umumnya zona mengalir cenderung mempunyai arus yang cukup deras,
7
waktu tinggal (residence time) pendek, ketersediaan hara tinggi (allochtonous), serta penetrasi cahaya minimal dan umumnya membatasi produktivitas primer. Lingkungan aerobik karena zona ini umumnya dangkal dan teraduk dengan baik, meskipun degradasi bahan organik membutuhkan oksigen yang signifikan.
Sedimentasi yang nyata terjadi di zona transisi dan intensitas cahaya meningkat (Kennedy et al., 1982 dalam Thornton et al., 1990). Pada beberapa titik dalam lapisan mixed (epilimnion) di zona ini, titik kompensasi antara produksi dan dekomposisi bahan organik tercapai. Setelah titik ini, produksi autochtonous
dari bahan organik di lapisan epilimnion mulai mendominasi. Sedimentasi partikulat inorganik rendah, penetrasi cahaya cukup mendukung produksi primer dengan nutrien terbatas, dan produksi bahan organik melebihi dekomposisi.
Sukimin (1999) menyatakan pola arus perairan waduk Ir. H. Juanda sangat dipengaruhi oleh gerakan angin. Pada musim yang berbeda terdapat kecenderungan pola sebaran arus yang berbeda baik pada lapisan permukaan (1.0 m), tengah (10.0 m) dan dekat dasar (30.0 m). Pada musim kemarau, arus permukaan bergerak dari zona mengalir (Warung Jeruk/in let dan S. Cilalawi) ke arah zona lakustrin menuju Dam dengan kecepatan arus berkisar 0.07 − 0.17 m/detik. Pada musim peralihan (September − November) arah arus di permukaan cenderung bergerak ke arah Dam dengan kecepatan arus yang lebih tinggi (0.12 − 1.36 m/detik). Sedangkan pada musim hujan (Desember) pola arus di permukaan cenderung berbalik arah. Arus bergerak berlawanan arah dengan jarum jam, yaitu dari daerah lakustrin cenderung menuju zona transisi dan mengalir, sedangkan di bagian barat waduk (kawasan jaring apung ) arah arus menuju ke zona mengalir.
Pengaruh pola arus (kecepatan dan arah) yang terjadi di waduk Ir. H. Juanda sangat nyata terhadap beberapa hal seperti faktor fisika (sedimentasi), kimia (kandungan bahan organik) dan biologi (fitoplankton). Laju sedimentasi di daerah KJA berkisar antara 35.04 − 155.84 cm3/m2/hari sedangkan di luar lokasi KJA laju sedimentasi berkisar antara 3.28 − 47.19 cm3/m2/hari (Kartamihardja dan Supriyadi, 1999). Selanjutnya juga disebutkan bahwa terdapat perbedaan antara daerah KJA dengan daerah bebas KJA. Daerah KJA memiliki endapan yang lebih tebal dibanding daerah bebas KJA. Sementara pengaruh arus terhadap faktor biologi misalnya dapat dilihat bahwa semakin jauh dari sungai, kelimpahan dan biomassa fitoplankton semakin tinggi Noryadi (1998).
8
Keberadaan Oksigen Terlarut Sumber Oksigen Terlarut
Fotosintesis dan Respirasi Fitoplankton
Oksigen terlarut adalah salah satu parameter paling mendasar di perairan karena mempengaruhi kehidupan organisme akuatik (Alabaster dan Llyod. 1980
dalam Hamilton dan Schladow, 1994) dan perubahan kimia di sedimen-interfase (Mortimer,1971, Bostrim et al., 1982 dalam Hamilton dan Schladow, 1994).
Fotosintesis menghasilkan oksigen, yang merupakan input utama di perairan yang subur (Seller dan Markland, 1987; Thornton et al., 1990). Fotosintesis bertanggungjawab terhadap pulse oksigen di epilimnion waduk. Umumnya konsentrasi oksigen saat permulaan fajar rendah, lalu tinggi pada siang hari kemudian secara kontinu berkurang sepanjang malam karena kebutuhan respirasi komunitas. Perubahan oksigen terlarut lebih umum dekat zona riverine dibanding lakustrin, kecuali di teluk yang besar, dimana tanaman litoral dan blooming fitoplankton sering terjadi (Thornton et al., 1990).
Populasi hewan dan tanaman di badan air akan mengkonsumsi oksigen selama proses respirasi. Hal ini menghasilkan CO2, yang akan digunakan untuk
fotosintesis. Fotosintesis terjadi di zona fotik, tetapi respirasi terjadi dimana saja di dalam perairan (diseluruh kolom air bahkan sampai ke dasar perairan), sehingga hasil bersihnya adalah permukaan air cenderung kaya akan oksigen terlarut, dan berkurang dengan bertambahnya kedalaman (Seller dan Markland, 1990).
Difusi
Sumber oksigen terlarut di perairan yang utama adalah difusi udara. Laju transfer oksigen tergantung pada konsentrasi oksigen terlarut di lapisan permukaan, konsentrasi saturasi oksigen, dan bervariasi sesuai kecepatan angin (Seller dan Markland, 1987). Adsorpsi oksigen dari udara ke air melalui dua cara yaitu : difusi langsung ke permukaan air atau melalui berbagai bentuk agitasi air permukaan, seperti gelombang, air terjun, turbulensi (Welch, 1952).
Sumber oksigen terlarut sebahagian adalah reaerasi permukaan (Seller dan Markland, 1987). Reaerasi permukaan di danau atau waduk dapat terjadi oleh oleh angin topan yang sangat kuat, menghasilkan gelombang permukaan dan gelombang internal serta arus horizontal yang kuat. Gelombang permukaan terlihat jelas, sedangkan gelombang internal terjadi di termoklin (Gambar 2).
9
Gelombang gravitasi internal dengan panjang gelombang yang pendek menjadi tidak stabil dan pecah di tengah danau, dan menyebabkan pengadukan turbulen lokal, terjadi transfer massa air dari hipolimnion ke epilimnion. Pembentukan gelombang turbulen ini terutama terjadi di dekat dasar termoklin.
Pengadukan vertikal seperti halnya aliran horizontal disebabkan oleh angin dipermukaan. Spiral ekman dapat dianggap sebagai bagian dari gerakan air dengan berbagai kecepatan dan arah yang berbeda. Kontak diantara bagian- bagian tersebut menyebabkan perpindahan vertikal massa air dan menghasilkan pengadukan diantara masing-masing bagian tersebut. Spiral Langmuir menyebabkan energi untuk pengadukan menjadi lebih terkendali dengan panjang gelombang kira-kira sama dengan kedalaman termoklin. Pada waktu tertentu evaporative cooling merupakan tenaga utama penyebab pengadukan vertikal. Gambar 2 menunjukkan pergerakan air di danau baik vertikal maupun horizontal yang mempengaruhi konsentrasi oksigen terlarut di danau. (Goldman dan Horne, 1983; Wetzel, 2001).
Gambar 2. Gabungan diagram gaya (angin, gravitasi, evaporasi dan rotasi bumi) bumi) dan resultante arus air dan gelombang. Angin memindahkan air, gravitasi membuat aliran horizontal lebih mudah daripada vertikal, evaporasi mendinginkan permukaan air yang kemudian tenggelam, dan rotasi bumi memindahkan aliran permukaan ke kiri (di belahan bumi utara) dan ke kanan di belahan bumi selatan (Goldman dan Horne, 1983).
10
Di waduk Ir. H. Juanda, difusi atau reaerasi oksigen juga terjadi. Reaerasi oksigen terjadi oleh angin yang kuat sehingga terbentuk gelombang permukaan dan arus horizonatal kuat. Hal ini terlihat pagi hari pada pertengahan musim kemarau.
Susupan Oksigen Terlarut (Interflow)
Susupan oksigen terlarut ke badan air dapat terjadi karena inflow. Di waduk inflow yang utama masuk di bagian atas. Residence time tahunan rata- rata tidak dapat digunakan sebagai alat ukur yang tepat mengenai pengaruh
inflow pada pengadukan waduk. Jika densitas inflow berbeda dengan densitas air permukaan, maka inflow masuk dan bergerak di waduk sebagai arus densitas. Bell (1942) dalam Thornton et al., (1990) mendefinisikan arus densitas sebagai aliran gravitasi dari cairan atau gas, dibawah atau diatas aliran fluida yang densitasnya hampir sama.
Perbedaan densitas dapat disebabkan oleh suhu, total dissolved solid dan
suspended solid. Di waduk perbedaan densitas terutama disebabkan oleh suhu. Arus densitas masuk ke epilimnion, metalimnion atau hipolimnion tergantung pada perbedaan densitas antara inflow dan waduk (Gambar 3). Jika densitas
inflow lebih kecil dari pada permukaan maka inflow akan berada diatas (overflow). Kondisi ini terjadi selama musim semi ketika inflow dari sungai lebih hangat dibanding air waduk. Di waduk Ir. H. Juanda overflow ditemukan pada musim panas, ketika suhu air dari sungai lebih besar daripada suhu waduk.
Gambar 3. Inflow densitas ke waduk (Ford and Johnson dalam
11
Beberapa faktor menyulitkan analisis overflow. Pertama karena gaya penggerak melebihi tekanan hidrostatik, arus akan menyebar di segala arah tanpa halangan. Kedua perbedaan suhu (densitas) dengan cepat hilang karena panas memindahkan pada udara-air interfase. Ketiga wind shear langsung mengalir ke teluk atau mencegah mixing down reservoir. Dispersi horizontal juga akan ditingkatkan dari wind shear. Keempat, hasil mixing vertikal dari wind shear atau pendinginan konvektif mendistribusi arus densitas sepanjang kolom air. Jika densitas inflow lebih besar dari pada densitas air permukaan, inflow
akan jatuh kebawah permukaan menjadi underflow (Gambar 4). Titik jatuh kadang-kadang dapat terlihat karena turbiditas atau debris yang mengapung, mengindikasikan titik stagnasi atau titik konvergens. Titik jatuh ditentukan oleh keseimbangan gaya adveksi, gradien tekanan yang melintasi interfase yang memisahkan sungai dan air waduk dan gaya resisten (wind bed friction). Posisi titik jatuh sangat dinamis dan berubah sesuai aliran dan densitas (Thornton et al., 1990).
Gambar 4. Pooling (genangan) di titik jatuh
(Knapp, 1942 dalam Thornton et al., 1990)
Selanjutnya Thornton et al. (1980) dalam Thornton et al., (1990) menyatakan titik jatuh terjadi di zona transisi. Setelah inflow jatuh, mengikuti saluran sungai yang lama sebagai underflow. Underflow dapat mencapai dam jika inflow membawa sedimen (Grover dan Howard, 1938 dalam Thornton et al., 1990). Kecepatan dan ketebalan underflow dapat ditentukan dengan asumsi dua sistem lapisan dan keseimbangan aliran antara shear force dan percepatan yang disebabkan gravitasi (Ford dan Johnson dalam Thornton et al., 1990). Entrainmen permukaan air kedalam underflow hasil dari generasi turbulensi oleh kekesatan dasar. Material ini mungkin ditemukan di underflow karena pengaruh
12
angin. Densitas interflow atau intrusi terjadi jika arus densitas yang meninggalkan dasar sungai, menyebar secara horizontal kedalam badan air yang terstratifikasi. Interflow biasa di waduk dan terjadi pada pertengahan musim panas, ketika suhu inflow lebih kecil dari air permukaan dan lebih besar dari pada suhu air hipolimnetik.
Intrusi berbeda dengan overflow dan underflow karena gerakan intrusi sepanjang waduk pada level di mana intrusi dan densitas waduk mirip. Intrusi membutuhkan inflow yang kontinu dan atau outflow untuk pergerakkan. Interflow
akan memberi sumbangan oksigen terlarut ke badan air karena interflow
membawa air yang sangat tinggi oksigennya (Hrbacek dan Starskraba, 1966
dalam Thornton et al., 1990). Atau jika zona eufotik meluas sampai ke metalimnion, komunitas fitoplankton akan bertambah banyak sehingga konsentrasi oksigen maksimum di hipolimnion; disebut juga metalimnetik oksigen maksima. Metalimnetik oksigen maksima sering terjadi awal musim panas, sebelum metalimnetik oksigen minima yang terjadi di akhir musim panas (Hutchinson, 1957 dalam Thornton et al., 1990). Karena densitas inflow secara kontinu berubah, level dimana intrusi bergerak sepanjang reservoir juga berubah. Khususnya selama badai, ketika densitas inflow berubah dengan cepat karena aliran yang meningkat, perubahan suhu, dan beban padatan.
Interflow telah diobservasi mengikuti thalweg saluran sungai tua dan tidak bercampur secara lateral (Ford dan Johnson, 1981 dalam Thornton et al., 1990). Gerakan ini sebagian disebabkan morfometri waduk, bentuk dendritik, perubahan kekasaran dasar, dan atau pembersihan kayu. Hal ini menyangkut variasi lateral kualitas air di waduk.
Sering diasumsikan bahwa sekali inflow jatuh dan membentuk underflow
atau interflow, unsur pokok beban diisolasi dari permukaan air. Meskipun asumsi ini benar pada beberapa situasi, studi baru-baru ini menunjukkan bahwa mixing secara meteorologi dapat membawa inflow ke permukaan air. Entrainmen ini dapat terjadi karena mixing konveksi pada malam hari dan angin seperti gelombang internal (Carmack dan Gray , 1982 dalam Thornton et al., 1990).
Cadangan Oksigen Terlarut Hipolimnion
Sumber oksigen terlarut di hipolimnion hampir tidak ada. Setelah stratifikasi suhu yang permanen pada musim panas, danau akan mengalami periode