MITIGASI DANAU EUTROFIK : STUDI KASUS DANAU RAWAPENING
HASIL DAN PEMBAHASAN Karakteristik Danau Maninjau
Morfometri Danau Maninjau
Morfometri danau ini penting untuk diketahui karena memberikan pengaruh terhadap proses-proses fisik, kimia dan biologi di dalam perairan danau itu sendiri, seperti kedalaman relatif, pengembangan garis pantai, maupun pola dari cekungannya itu sendiri. Parameter morfologi ini mempunyai pengaruh baik langsung maupun tidak langsung terhadap kondisi perairan danau. Pada danau yang mempunyai panjang maksimum besar akan mempengaruhi potensi angin untuk mengaduk/menghantam permukaan air danau. Hal ini dari aspek ekologi akan meningkatkan kandungan oksigen dalam air dan sirkulasi air, tapi bila angin terlalu besar berpotensi mengerosi daerah pinggiran danau. Kedalaman danau yang besar menghambat dalam sirkulasi air, gerakan air sulit untuk mencapai dasar danau, sehingga dasar danau lebih statis.
Danau Maninjau yang mempunyai luas permukaan air 9.966 ha pada saat ketinggian muka air danau 463.1 m dpal dengan volume air 10,33 milyar m3 dan panjang garis pantai 52,7 km (Fakhrudin, dkk. 2010). Sedangkan permukaan Danau Maninjau mempunyai panjang maksimum 16,46 km, lebar maksimum 7,5 km, kedalaman maksimum 185 m, panjang garis pantai 52,7 km. Berdasarkan morfometri ini, angin mempunyai pengaruh terhadap pergerakan air terutama pada permukaan dan penetrasi oksigen dalam air. Tetapi pergerakan air ini sangat kecil peluangnya untuk sampai dasar danau, hal ini mengingat kedalaman danau sangat besar (185 meter), sehingga bahan pencemar yang sampai dasar danau sangat sulit untuk mengalir ke luar danau.
Parameter morfometrik Danau Maninjau berdasarkan kedalaman relative (Zr)
55
sekali mengalami pengadukan dengan adanya pengaruh dari luar, seperti adanya hembusan angin yang kuat. Menurut Wetzel (1983) sebagian besar danau memiliki nilai Zr kurang dari dua, menunjukkan tingkat stabilitas yang rendah dan Zr > 4 memiliki
stabilitas tinggi.
Pengembangan garis pantai merupakan suatu parameter perbandingan antara panjang garis pantai terhadap luasan permukaan air danau. Pengembangan garis pantai (DL) ini menunjukkan gambaran potensi dan peranan wilayah tepian dalam
hubungannya dengan produktivitas perairan danau, semakin panjang garis pantainya semakin besar nilai DL. Menurut Welch (1952) makin panjang garis pantai makin besar
produktivitas danau. Garis pantai diantaranya akan berkontribusi terhadap luasan kontak perairan dan daratan, memberikan daerah terlindung, serta luasan wilayah litoral danau. Nilai DL Danau Maninjau mencapai 1,51 yang menunjukkan bahwa peranan
wilayah tepian danau kurang mendukung produktivitas perairannya. Stratifikasi Suhu dan Kualitas Air Danau Mainjau
Pengukuran suhu air dilakukan pada bulan Oktober 2011 dilima lokasi yang diharapkan mewakili kondisi Danau Maninjau (Tabel 1). Hasil pengukuran profil suhu air Danau Maninjau disajikan pada Gambar 2.
Tabel 1. Lokasi Pengukuran Suhu Air di Danau Maninjau
Stasiun Koodinat Kedalaman Air
(meter) Jam Pengukuran Ponton 0 17' 37,0" LS; 100 13' 03,2" BT 76 11.38 Bayur 0 16' 43,6" LS; 100 12' 48,3" BT 49 13.00 DM 4 0 18' 16,1" LS; 100 11' 22,8" BT 133 14.05 DM 5 0 21' 17,6" LS; 100 12' 09,1" BT 150 15.09 DM 7 0 22' 20,3" LS; 100 11' 21,9" BT 160 15.50
56 0 10 20 30 40 50 60 70 80 26,50 27,00 27,50 28,00 28,50 K e da la m a n ( m ) Suhu (oC)
Profil Suhu Sta. DM7
0 10 20 30 40 50 60 70 80 26,50 27,00 27,50 28,00 Ke d a la m a n ( m ) Suhu (oC)
Profil Suhu Sta. DM5
0 10 20 30 40 50 60 70 80 26,00 27,00 28,00 29,00 30,00 Ke d ala m an ( m ) Suhu (oC)
Profil Suhu Sta. DM4
0 10 20 30 40 50 60 26,5 27 27,5 28 28,5 K e da la m a n (m e te r) Suhu (°C)
Profil Suhu Sta. Bayur
0 10 20 30 40 50 60 70 80 26,50 27,00 27,50 28,00 28,50 29,00 Ke da la m a n (m ) Suhu (oC)
Profil Suhu Sta. Ponton
A. B. C.
D. E.
Gambar 2. Hasil Pengukuran Suhu Air Danau Maninjau
Gambar 2 menunjukkan bahwa pada kelima lokasi pengukuran suhu air mempunyai pola stratifikasi suhu air yang sama, walaupun kedalaman air pada setiap stasiun berbeda. Pada lapisan bagian atas permukaan air sampai kedalaman sekitar 10 meter, suhu air hampir seragam berkisar antara 27,4 0 C – 28,8 0 C dan pada pada kedalaman 10 – 35 meter suhu air semakin turun tapi dengan penurunan yang kecil dan bahkan pada kedalaman air diatas 35 meter suhu air relatif konstan, yaitu berkisar
57
antara 26,69 0 C – 26,810 C. Berdasarkan pola suhu air ini dapat dikatakan bahwa pada saat ini Danau Maninjau mempunyai stratifikasi kurang begitu kontras, lapisan termoklin yang membatasi lapisan epilimnion dengan lapisan hipolimnion tidak terlihat secara jelas. Pola stratifikasi ini diperkirakan akan berubah sesuai dengan kondisi lingkungan perairan Danau Maninjau, khususnya suhu udara dan kecepatan angin.
Pada kelima stasiun pengamatan selain dilakukan profiling suhu air danau juga dilakukan pengukuran kualiatas air pada kedalaman 1 meter dengan menggunakan Water Quality Checker, yang hasilnya disajikan pada Tabel 2. Berdasarkan table ini menunjukkan secara umum kualitas air Danau Maninjau relative masih baik. Kandungan oksigen terlarut tergolong besar berkisar antara 8,33 – 10,37 mg/l dan air danau juga relative jernih, yang ditandai dengan kandungan sedimen terlarut juga relative kecil nilai kekeruhan 5 – 8 NTU. Keasaman air relative netral kearah basa dan daya hantar listriknya juga relative kecil.
Tabel 2. Hasil Pengukuran Kualitas Air Danau Maninjau Stasiun pH DO (mg/l) Turbiditas (NTU) Konduktivitas (mS/cm) Jam Pengukuran Ponton 8,55 8,33 5 0,623 8.30 Bayur 8,64 8,47 5 0,615 9.05 DM 4 8,81 9,64 8 0,644 9.40 DM 5 8,73 8,40 7 0,677 10.35 DM 7 9,01 10,37 8 0,586 11.10
Hidrometeorologi Danau Maninjau
Daerah tangkapan air (DTA) danau mempunyai peran yang sangat penting terhadap ketersediaan air dan kualitas air danau. Semakin besar perbandingan antara luas daerah tangkapan air danau dengan luas permukaan danau akan semakin besar peran DTA. Mengingat danau di Indonesia mempunyai perbandingan luasan danau dengan DTA yang bervariasi maka pendekatan dalam pengelolaan juga berbeda-beda. Oleh sebab itu, wilayah cakupan pengelolaan danau tidak dibatasi oleh batas administrasi pemerintahan tapi yang menjadi pembatas adalah sistem hidrologi, yaitu mencakup seluruh daerah dimana dihubungkan oleh sistem sungai, yang ketika hujan alirannya dapat mencapai danau. Pada kasus-kasus tertentu sistem hidrologi danau tidak
58
hanya terbatas pada DTA danau melainkan cakupannya lebih luas lagi, yaitu pada sistem air tanah secara regional, karena inflow danau berasal dari air tanah tersebut.
Danau Maninjau tidak mempunyai inflow dari sungai yang selalu mengalir sepanjang tahun, tetapi ketika terjadi hujan saluran-saluran kecil disekitar danau akan mengalir ke danau. Danau Maninjau mempunyai luas daerah tangkapan air sebesar 13. 260 ha, bila dibandingkan dengan luas permukaan airnya (9.737,50 ha) relatif kecil, padahal air danau mempunyai volume yang sangat besar, yaitu 10.226.001.629,2 m3 . Hal ini juga dicerminkan oleh apa yang disebut dengan volume quotient (ADAS/VW) dan
area quotient (ADAS/AW ) (Ryding and Rast, 1989) yang masing-masing sebesar 0,013
(km2/106m3) dan 1,38, yang mempunyai arti bahwa peranan aliran air tanah cukup besar dalam mensuplai air danau.
Menurut Fakhrudin, dkk (2002) berdasarkan analisa water balance Danau Maninjau menunjukkan bahwa rata-rata air yang masuk ke danau berupa air hujan (281 juta m3/th) dan surface run-off (250 juta m3/th), sedangkan air yang keluar danau terdiri dari evaporasi (97 juta m3/th) dan aliran yang keluar melalui Sungai Batang Antokan dan intake PLTA (4.600 juta m3/th), sehingga terjadi selisih volume air yang sangat besar yaitu 4.180 juta m3/th. Selisih air inilah yang merupakan discharge air tanah yang mencapai 89 % dari total inflow danau. Air tanah ini tidak hanya berasal dari daerah tangkapan air Danau Maninjau, tetapi berasal dari kawasan yang lebih luas lagi sehingga cakupan wilayah untuk konservasi air danau tidak hanya mencakup daerah tangkapan air danau seluas 13.260 ha, tetapi diperluas sampai mencakup wilayah recharge air tanah tersebut.
Unsur iklim yang dicatat pada Stasiun Tanjung Alai – Maninjau dengan periode pengamatan 1992 – 2001 menunjukkan rata-rata bulanan kecepatan angin di sekitar Danau Maninjau berkisar antara 20 - 160 km/hari. Selama setahun terjadi dua puncak yaitu pada bulan Februari sebesar 111,6 km/hari dan bulan Oktober sebesar 161,5 km/hari. Kecepatan angin merupakan faktor yang berpengaruh dalam pengadukan air danau dan proses aerasi terutama pada permukaan air danau.
Pada bulan Oktober, November dan Desember merupakan bulan yang mempunyai intensitas matahari yang tinggi, tetapi ketika bulan Januari dan Februari intensitas matahari tersebut menurun bahkan dapat dikatakan merupakan intensitas yang tergolong paling lemah selama setahun. Pada saat inilah diduga sering terjadi
59
pengadukan air danau, lapisan air bagian bawah bergerak ke bagian yang lebih atas, karena lapisan bagian atas relative dingin.
Sistem Monitoring Online dan Peringatan Dini Lingkungan Arsitektur Sistem
Sistem monitoring suhu air Danau Maninjau ini sudah direncanakan untuk dapat dikembangkan menjadi Sistem Peringatan Dini Lingkungan dengan menambah beberapa sensor kualitas air atau unsur-unsur cuaca. Sistem online monitoring suhu air ini terdiri dari stasiun pengukuran di Danau Maninjau – Sumatera Barat dan server database di Pusat Penelitian Limnologi - Bogor. Data yang berasal dari stasiun pengukuran dapat ditransfer secara otomatis ke server melalui layanan GPRS, selanjutnya PC server akan mempublikasikan data melalui Website (internet). Selain itu, data hasil pengukuran secara online dapat diminta melalui SMS dari telepon seluler (Hp). Sistem monitoring ini juga dilengkapi dengan sistem pengamanan yang akan mengirimkan tanda bahaya melalui SMS. Desain sistem dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Desain Sistem Monitoring Online Suhu Air Danau Maninjau
Stasiun pengukuran yang terdapat di Danau Maninjau merupakan unit dasar yang membentuk sistem pemantauan online (Gambar 4). Fungsi utama stasiun pengukuran adalah mengambil data suhu dan membuat koneksi dengan jaringan GPRS dan GSM menggunakan modem sehingga data suhu tersebut dapat dikirimkan ke server yang terdapat kantor Pusat Penelitian Limnologi Cibinong.
Stasiun Pengukuran GPRS Server SMS User via SMS User via WEBSITE Operator EWS via SMS
60
Gambar 4. Desain Sistem Stasiun Pengukuran Suhu Air di Lapangan
Gambar 4 merupakan desain stasiun pengukuran yang terdiri dari 6 bagian, yaitu: sensor suhu, transmitter sensor suhu, modul prosesor, modem GPRS, modem SMS, serta sistem pengaman peralatan. Semua bagian kecuali rantai sensor suhu diletakkan di dalam boks panel yang melindunginya dari panas dan air. Transmitter sensor suhu digunakan untuk mengambil data suhu dan mengirimkan ke modul