PENGARUH DEBIT DAN KEDALAMAN SUNGAI TERHADAP SEBARAN BAHAN PENCEMAR AIR BUANGAN PADA ALIRAN SUNGAI DELI (JALAN DELI GRAHA HINGGA JALAN BADUR)
TUGAS AKHIR
MARTHA ULINA HASIBUAN 140407052
Pembimbing
Ir. Kartini Noor Hafni, MT.
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2019
TA/TL-USU/2019/110
PENGARUH DEBIT DAN KEDALAMAN SUNGAI TERHADAP SEBARAN BAHAN PENCEMAR AIR BUANGAN PADA ALIRAN SUNGAI DELI (JALAN DELI GRAHA HINGGA JALAN BADUR)
TUGAS AKHIR
MARTHA ULINA HASIBUAN 140407052
Pembimbing
Ir. Kartini Noor Hafni, MT.
PROGRAM STUDI TEKNIK LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2019
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan petunjuknya sehingga penulis dapat menyelesaikan proposal tugas akhir dengan judul “Pengaruh Debit Dan Kedalaman Sungai Terhadap Sebaran Bahan Beban Pencemar dengan Metode HEC-RAS
Selesainya proposal tugas akhir ini tidak terlepas dari bantuan banyak pihak yang telah memberikan masukan serta dukungan kepada penulis. Untuk itu, penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada:
1. Orang tua berserta saudara-saudari penulis yang selalu memberikan semangat dan dorongan berupa moril dan materil
2. Ibu Ir. Kartini Noor Hafni, M.T. Selaku Dosen Pembimbing yang tak hentinya memberi bantuan, dorongan dan bimbingan dalam menyelesaikan proposal ini
3. Ibu Isra’ Suryati M.Si selaku Koordinator Tugas Akhir Program Studi Teknik Lingkungan Universitas Sumatera Utara
4. Ibu Ir. Netti Herlina, M.T. selaku Ketua Jurusan Program Studi Teknik Lingkungan Universitas Sumatera Utara
5. Bapak Ir. Faisal, M.T. yang telah membantu mengajarkan software HEC-RAS dengan ikhlas dan sepenuh hati.
6. Sepupu saya Galigo Budi Pratomo, terima kasih buat semua jasa-jasa nya yang mungkin belum dapat saya balas sekarang.
7. Rekan-rekan angkatan 2014 Teknik Lingkungan Universitas Sumatera Utara dan lainnya yang telah memberikan semangat, bantuan, perhatian dan keceriaan dalam pembuatan proposal ini, terutama Andre, Riyan, Rawi, Andro, Robby, Abraham, Panjes yang membantu kami dan menjaga kami ketika sampling dikarenakan kami 9 KS perempuan semua, terima kasih
8. Sahabat-sahabat Kartini Squad yaitu: Afifah Mahyuri, Fadhila, Inggrid, Lolyta, Nuzul, Regita dan Weni. Perjuangan kita yang begitu berat, tapi atas kerja keras dan kesabaran serta doa yang tiada hentinya kepada Allah SWT, maka semua dapat terlewati
9. Bapak Doddy Yudianto, Ph.D. beliau merupakan dosen UNPAR, tetapi beliau yang telah mengajari saya aplikasi Hec-Ras dengan sabar walau hanya lewat email dan chat serta telepon Facebook
10. Bapak Adhita Prasetya yang juga dosen UNPAR yang saya chat dan telpon juga mengajari saya Hec-Ras
11. Randy Rivaldy dan Dionisius Putra A. selaku Alumni UNPAR juga yang mengajari saya melalui chat Facebook dan Instagram, terima kasih
12. Sahabat saya yang saya sayangi sedari bangku SMA Miftahul Husna Siregar, S.Ip. dan Ayuningtyas Siregar, yang membantu saya keluar dari kegelapan dunia yang semoga Friends Till’ Jannah, amiin
13. Abang Andi Agusta Tarigan yang selalu support dan semangatin saya dalam keadaan apapun, terima kasih untuk kesabarannya.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dari penulisan proposal tugas akhir ini, baik dari segi materi maupun cara penyajiannya. Mengingat masih kurangnya pengetahuan dan pengalaman penulis, oleh karena itu kritik dan saran yang membangun sangat penulis harapkan untuk menjadi lebih baik di masa yang akan datang.
Medan, Maret 2018
Penulis
ABSTRAK
Daerah Aliran Sungai (DAS) Deli merupakan daerah aliran sungai yang mengalir dari Kabupaten Karo, Kabupaten Deli Serdang dan melintasi Kota Medan kemudian bermuara ke Selat Melaka. Sungai Deli juga merupakan salah satu sungai utama yang menjadi sumber perairan bagi pertanian dan perkebunan. Jumlah penduduk yang terus meningkat setiap tahun menyebabkan semakin tercemarnya Sungai Deli. Penelitian ini mencoba memodelkan kualitas air dan menggambarkan pengaruh debit dan kedalaman terhadap sebaran pencemar yang memasuki DAS Deli. Parameter yang ditinjau adalah DO dan BOD dengan jenis limbah domestik pada setiap stasiun pengamatan yaitu di titik DAS sepanjang kurang lebih 7 Km pada DAS Deli (dari Jl. Deli Graha Kelurahan Titi Kuning hingga ke Jl. Badur, Kelurahan Hamdan). Stasiun pengamatan ditentukan 7 (tujuh) stasiun yang masing-masing berjarak sekitar 500-1000 m antar stasiun.
Pemodelan kualitas air disimulasikan menggunakan perangkat lunak / “software” HEC- RAS 4.1. Hasil analisis menunjukkan bahwa kualitas air Sungai Deli tidak memenuhi baku mutu kelas I dan debit yang paling berpengaruh terhadap beban pencemaran Sungai Deli adalah debit pada saat musim kemarau.
Kata kunci : DAS-Deli, pencemaran air, debit, HEC-RAS
ABSTRACT
Deli Watershed (DAS) is a watershed that flows from Karo Regency, Deli Serdang Regency and crosses Medan City then empties into the Straits of Melaka. Deli River is also one of the main rivers which is a source of water for agriculture and plantations. The population that continues to increase every year causes more contamination of the Deli River. This study tries to model water quality and describes the effect of discharge and depth on the distribution of pollutants entering the Deli watershed. The parameters reviewed are DO and BOD with the type of domestic waste at each observation station, which is at the point of the watershed along approximately 7 km in the Deli watershed.
The observation station is determined to be 7 (seven) stations, each of which is about 500- 1000 m between stations. Water quality modeling is simulated using HEC-RAS software / "software" 4.1. The results of the analysis show that the quality of Sungai Deli water does not meet the water quality standard PP. 82 of 2001 and the most influential discharge on River Deli pollution is discharge during the dry season.
Keywords: Deli river, pollutant load, water quality modeling, discharge, depth, Race- Race 4.1
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
ABSTRAK ... ii
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR TABEL ... iv
DAFTAR GAMBAR ... v
DAFTAR LAMPIRAN ... vi
DAFTAR PUSTAKA ... vii BAB I PENDAHULUAN ... I-1 1.1Latar Belakang ... I-1 1.2 Rumusan Masalah ... I-5 1.3 Tujuan Penelitian ... I-5 1.4 Ruang Lingkup ... I-5 1.5 Manfaat Penelitian ... I-6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... II-1 2.1 Pendahuluan ... II-1 2.2 Daerah aliran sungai ... II-1 2.2.1 Tata Guna Lahan DAS Deli ... II-2 2.2.2 Status Sungai Deli ... II-3 2.3 Debit ... II-4 2.4 Debit ... II-4 2.5 Karakteristik Limbah Domestik ... II-4 2.5.1 BOD (Biological Oxygen Demand) ... II-4 2.5.2 DO ... II-5 2.6 Parameter Fisika ... II-5 2.6.1 pH ... II-5 2.6.2 Suhu ... II-5 2.7 Hec-Ras 4.1. ... II-5
2.8Daya Tampung Beban Pencemaran ... II-7 BAB III METODE PENELITIAN ... III-1 3.1 Umum ... III-1 3.2 Lokasi Penelitian ... III-1 3.3 Waktu Penelitian ... III-7 3.4 Desain Penelitian ... III-7 3.4.1 Road Map Penelitian ... III-7 3.4.2 Kerangka Penelitian ... III-9 3.4.3 Tahapan Penelitian ... III-10 3.5 Metode Penelitian ... III-13 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...IV-1 4.1 Segmentasi ...IV-1 4.2 Sumber Pencemar ...IV-3 4.3 Analisa Kualitas Air Sungai Deli ...IV-4 4.3.1 Analisa Kualitas Air Sungai Deli di Lapangan (In situ) ...IV-4 4.3.2 Analisa Kualitas Air Sungai Deli di Laboratorium ...IV-6 4.3.2.1 Biochemical Oxygen Demand (BOD) ...IV-6 4.3.2.2 Chemical Oxygen Demand (COD) ... IV-8 4.4 Pemodelan Kualitas Air Sungai Deli Menggunakan Hec-Ras 4.1 ...IV-10 4.4.1 Sumulasi Kualitas Air ...IV-14 4.5 Pengaruh Debit Terhadap Beban Pencemaran ...IV-21 4.5.1 Skenario 1 ...IV-21 4.5.2 Skenario 2 ...IV-22 4.5.3 Skenario 3 ...IV-22 4.6 Pengaruh Kedalaman Terhadap Beban Pencemar ...IV-21 BAB V PENUTUP ... V-1 5.1 Kesimpulan ... V-1
5.2 Saran ... V-1
DAFTAR GAMBAR
Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian ... III-3 Gambar 3.2 Fishbone Diagrams ... III-4 Gambar 3.3 Tahapan penelitian ... III-8 Gambar 3.4 Cara Pengambilan Sampel dan Titik Sampel Air ... III-26 Gambar 3.5 Flowchart metode penelitian ... III-15 Gambar 4.1 Lokasi Pengambilan air ... IV-2 Gambar 4.2 Grafik Data in situ ... IV-4 Gambar 4.3 Grafik Perbandingan DO Sungai Deli dengan Baku Mutu ... IV-5 Gambar 4.4 Grafik Perbandingan BOD Sungai Deli dengan Baku Mutu ... IV-7 Gambar 4.5 Grafik Perbandingan COD Sungai Deli dengan Baku Mutu ... IV-9 Gambar 4.6 Data Geometri ... IV-10 Gambar 4.7 Cross Section DS-0 ... IV-10 Gambar 4.8 Cross Section PS ... IV-11 Gambar 4.9 Cross Section DS-1 ... IV-11 Gambar 4.10 Cross Section DS-2 ... IV-12 Gambar 4.11 Cross Section DS-3 ... IV-12 Gambar 4.12 Cross Section DS-4 ... IV-13 Gambar 4.13 Cross Section DS-5 ... IV-13 Gambar 4.14 Profile Sungai Deli ... IV-14 Gambar 4.15 View 3D Multiple Cross Section Plot ... IV-18 Gambar 4.16 Kondisi Awal DO ... IV-15 Gambar 4.17 Kondisi DO pukul 08.00 ... IV-16 Gambar 4.18 Kondisi DO pukul 17.00 ... IV-17 Gambar 4.19 Kondisi Awal BOD ... IV-18 Gambar 4.20 Kondisi BOD pukul 08.00 ... IV-19 Gambar 4.21 Kondisi BOD pukul 17.00 ... IV-20 Gambar 4.22 Konsentrasi DO dan BOD Sungai Deli Musim Kemarau ... IV-21 Gambar 4.23 Konsentrasi DO dan BOD Sungai Deli Debit Rata-rata ... IV-22 Gambar 4.24 Konsentrasi DO dan BOD Sungai Deli Debit Musim Hujan ... IV-22 Gambar 4.25 Perbandingan Simulasi Ketiga Skenario ... IV-24
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Lokasi Pengambilan Sampel ... III-3 Tabel 3.2 Kerangka Penelitian ... III-5 Tabel 3.3 Pengenceran Sample Air ... III-13 Tabel 4.1 Pembagian Segmen ... IV-1 Tabel 4.2 Hasil Pengamatan Lapangan... IV-2 Tabel 4.3 Pembagian Stasiun Sungai ... IV-3 Tabel 4.4 Hasil Data Lapangan In Situ ... IV-4 Tabel 4.5 Hasil Analisa Kualitas Air BOD ... IV-6 Tabel 4.6 Hasil Analisa Kualitas Air COD ... IV-8 Tabel 4.7 Kondisi DO 08.00 ... IV-16 Tabel 4.8 Kondisi DO 17.00 ... IV-17 Tabel 4.9 Kondisi BOD 08.00 ... IV-19 Tabel 4.10 Kondisi BOD 17.00 ... IV-20
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1 Sertifikat Hasil Laboratorium BTKLPP KELAS I MEDAN Lampiran 2 Dokumentasi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Air beserta sumber-sumbernya, termasuk kekayaan alam yang terkandung di dalamnya, adalah karunia Tuhan Yang Maha Esa yang mempunyai manfaat serba guna dan dibutuhkan manusia sepanjang masa, baik di bidang ekonomi, sosial maupun budaya.
Menurut UU Nomor 11 Tahun 1974 pada pasal 1 ayat (3) air adalah semua air yang terdapat di dalam dan atau berasal dari sumber-sumber air, baik yang terdapat di atas maupun di bawah permukaan tanah.
Menurut UU Nomor 37 Tahun 2014 menyatakan bahwa tanah dan air merupakan sumber daya alam yang tak terbarukan dan mudah terdegradasi fungsinya karena posisi geografis dan akibat penggunaan yang tidak sesuai dengan fungsi, peruntukan, dan kemampuannya sehingga perlu dilindungi, dipulihkan, ditingkatkan, dan dipelihara melalui Konservasi Tanah dan Air.
Sungai adalah tempat-tempat dan wadah-wadah serta jaringan pengaliran air mulai dari mata air sampai muara dengan dibatasi kanan dan kirinya serta sepanjang pengalirannya oleh garis sempadan, menurut PP 35 Tahun 1991 tentang sungai pada pasal 1 ayat 1.
Sedangkan pada PP tersebut pasal 4 menyatakan wilayah sungai merupakan kesatuan wilayah tata pengairan sebagai hasil pengembangan satu atau lebih daerah pengaliran sungai. Dan berdasarkan pada pasal 7 ayat 1 menyatakan bahwa sungai juga sebagai sumber air merupakan salah satu sumber daya alam yang mempunyai fungsi serbaguna bagi kehidupan dan penghidupan manusia.
Sungai Deli merupakan salah satu induk sungai pada Satuan Wilayah Sungai (SWS) Belawan/Belumai Ular dengan 5 (lima) anak sungai. Panjang sungai sekitar 73 Km dengan luas basin 402 Km2. Sungai Deli beserta anak dan ranting sungainya mengalir dari Kabupaten Karo, Kabupaten Deli Serdang dan melintasi Kota Medan sebelum bermuara ke Selat Malaka. Bagian hulu sungai pada umumnya berada di Kabupaten
Bab I Pendahuluan I-2 Karo dan Kabupaten Deli Serdang, sedangkan bagian tengah dan hilir berada di Kota Medan (Bapedalda SUMUT).
Seiring berkembangnya industri serta pemukiman yang terdapat di sepanjang sungai Deli, menyebabkan perubahan terhadap kualitas air yang ditandai dengan perubahan warna dan bau yang mengindikasikan telah terjadinya pencemaran air. Dimana, Pencemaran air adalah masuknya atau dimasukkannya makhluk hidup, zat, energi dan atau komponen lain ke dalam air oleh kegiatan manusia, sehingga kualitas air turun sampai ke tingkat tertentu yang menyebabkan air tidak dapat berfungsi sesuai dengan peruntukannya sesuai PP 82 Tahun 2001 pada pasal 1 ayat 11, sehingga dibutuhkan pengelolaan.
Fungsi suatu DAS merupakan fungsi gabungan yang dilakukan oleh seluruh faktor yang ada pada DAS tersebut yaitu vegetasi, bentuk wilayah (topografi), tanah dan manusia.
Apabila fungsi dari suatu DAS terganggu, maka sistem hidrologi akan terganggu, peresapan curah hujan, resapan dan penyimpanan air menjadi sangat berkurang ataupun sistem penyaluran menjadi sangat boros. Kejadian tersebut akan menyebabkan melimpahnya air pada musim hujan dan sebaliknya sangat minimumnya air pada musim kemarau. Hal ini menyebabkan fluktuasi debit sungai antara musim kemarau dan musim hujan berbeda tajam. Jadi jika fluktuasi debit sungai sangat tajam, berarti fungsi DAS tidak bekerja dengan baik. Dengan demikian hal ini dapat mengakibatkan sebaran bahan pencemar air buangan akan terakumualasi pada aliran Sungai Deli (Suripin, 2002).
Oleh sebab itu studi ini ditujukan untuk melihat model kualitas air serta persebaran pencemar pada sungai Deli. Pada studi ini analisis akan dimodelkan dengan perangkat lunak HEC-RAS 4.1. Program ini digunakan karena mampu memodelkan kualitas air pada aliran sungai. Pemodelan dilakukan sesuai dengan kondisi lapangan sehingga model matematik dapat menirukan aliran di sepanjang saluran. Hasil dari permodelan akan digunakan untuk mensimulasikan pengaruh beban pencemar pada aliran sungai Deli.
Tabel 1.1 Penelitian terdahulu
No Nama Tahun Judul Penelitian Hasil Penelitian
1 Allbab, dkk 2015
Studi Analisis Nilai Sebaran Kadar Oksigen Terlarut Dalam Aliran (Do) Pada Hulu Dan Hilir
Bangunan Bendung Di Daerah Irigasi Tumpang Kabupaten
Malang
Pemodelan kadar DO menggunakan program HEC-RAS 4.1.0 dapat digunakan pada keempat lokasi penelitian serta keandalan program HEC- RAS 4.1.0. dapat digunakan sebagai aplikasi bantuan untuk mengetahui sebaran kadar DO pada setiap section bangunan bendung yang diteliti. Sedangkan perhitungan analitis Metode Streeter-Phelps hanya dapat digunakan untuk menghitung DO pemodelan pada hulu bendung saja, dikarenakan Metode Streeter-Phelps ini tidak sesuai untuk menghitung DO pemodelan apabila melewati suatu bangunan hidrolik.
2
Trisnojoyo, Randy Rivaldi
2017
Studi Estimasi
Beban Limbah Cair Pada Saluran Irigasi Sungai Cikapundung Kelurahan Ciumbuleuit
Bandung Menggunakan Aplikasi Hec-
Ras
Studi ini bertujuan untuk mengetahui jenis limbah, meramalkan besarnya beban limbah dan mensimulasikan pengaruh beban limbah terhadap kualitas air pada saluran irigasi.
Diketahui bahwa saluran ini tidak memenuhi baku mutu Kelas II. Pemodelan dilakukan pada kondisi aliran langgeng dan parameter kualitas air yang ditinjau adalah dissolved oxygen (DO) dan biological oxygen demand (BOD). Jenis limbah yang masuk pada saluran adalah limbah domestik. Hasil Analisis menunjukkan bahwa beban limbah yang masuk pada hilir saluran sebesar 14,82 mg/l akan tetapi untuk mengetahui secara pasti konsentrasi BOD limbah diperlukan konfirmasi hasil uji laboratorium. Untuk memperbaiki kualitas air pada saluran maka pintu air perlu dibuka hingga debit saluran mencapai minimal 268,8 l/s.
3
Meidiansyah, doddy 2014
Kajian Penyebaran Aliran Polutan Sungai
Code
1. Hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai konsentrasi rerata DO pada tanggal 14 Februari 2012 dengan kisaran 5,50-7,34 mg/l dan pada tanggal 10 Oktober 2012 dengan kisaran 9,41-34,94 mg/l tidak lebih rendah dari konsentrasi DO minimum yang diijinkan yaitu 4 dan 5 mg/l.
2. Konsentrasi rerata BOD5 pada tanggal 14 Februari 2012 dengan kisaran 3,97- 6,72 mg/l dan tanggal 10 Oktober 2012 dengan kisaran 6,80-16,07 mg/l telah melebihi batas nilai maksimum yang diijinkan yaitu sebesar 3 dan 6 mg/l.
3. Sumber polutan terbesar pada tanggal 14 Februari 2012 dan 10 Oktober 2012 hampir sama yaitu secara berturut-turut pada daerah pemukiman dan pariwisata sepanjang titik RS 53-45 atau pada jarak antara 5,16 km- 4,48 km dari hilir yakni polutan yang bersumber dari drainasi. Beban polutan tersebut berasal dari limbah domestik, rusunawa, hotel dan juga rumah makan.
Bab I Pendahuluan I-4
No Nama Tahun Judul Penelitian Hasil Penelitian
4. Beban BOD5 ke sungai pada tanggal 14 Februari 2012 yaitu sebesar 476,10- 1369,16 kg/hari hampir sama dengan nilai pada tanggal 10 Oktober 2012 sebesar 643,12- 1326,33 kg/hari. Namun demikian, debit sungai yang besar pada musim penghujan memungkinkan pengenceran yang lebih baik.
4
Ardianto, Dionisius
Putra 2017
Studi Pemodelan Kualitas Air Kali
Surabaya
1. Berdasarkan data kualitas air tahun 2003 – 2006 dan 2007, Kali Surabaya belum memenuhi baku mutu air kelas I (DO = 6 mg/l; BOD= 2 mg/l). Berdasarkan hasil simulasi, diketahui tingkat pencemaran pada tahun 2003 – 2006 lebih besar dibanding dengan tahun 2007.
2. Dengan data kualitas air tahun 2003 – 2006, dan dengan buangan limbah industri yang memenuhi baku mutu air limbah kelas I, kualitas air di Kali Surabaya juga belum memenuhi baku mutu air kelas I.
3. Berdasarkan hasil simulasi, solusi dengan membatasi volume dan/atau konsentrasi limbah yang masuk tidak bisa memperbaiki kualitas air di Kali Surabaya.
4. Berdasarkan hasil simulasi, diperlukan adanya perbaikan kualitas air dari bagian hulu Kali Surabaya. Dengan memperbaiki kondisi hulu sampai konsentrasi DO sebesar 7,2 mg/l dan BOD sebesar 3 mg/l.
5. Setiap industri diharuskan membangun / menyediakan Instalasi Pengolahan Air Limbah (IPAL) agar kualitas air limbah yang akan masuk ke Kali Surabaya memenuhi baku mutu air limbah kelas I.
5 Prasetya,
Adhita 2017 Pemodelan Kualitas Air Cisaranteun
Hasil pemodelan yang telah dikalibrasi dan diverifikasi, digunakan untuk melakukan simulasi kondisi DO. Limbah domestik BOD yang masuk di hulu sungai cinambo, diasumsikan pada kondisi maximum yaitu 30 mg/l. Dari hasil simulasi yang diperlihatkan pada gambar 5, terjadi penurunan konsentrasi DO semula 6,6 mg/L di hulu sungai Cisaranteun (point 6) menjadi 6.47 mg/L di titik pertemuan dua sungai dan pada titik 7 dan titik 8 kembali menigkat menjadi 6.60 mg/L dan 6.608 mg/L.
Pengaruh limbah domestic dari Sungai Cinambo tidak signifikan terhadap sungai Cisaranteun karena kualitas air telah diperbaiki oleh sungai cinambo. Kadar DO yang semula 2,24 mg/L di hulu sungai cinambo meningkat menjadi 5,29 mg/L di hilir sungai. Adanya terjunan di sungai Cinambo, menjadi hal yang positif dalam rangka peningkatan kualitas air, sehingga perubahan konsentrasi parameter DO menjadi sekitar 2 % (1.96 %) di pertemuan sungai Cinambo dan Cisaranteun.
Oleh karena itu, untuk mengetahui sebaran pencemar pada sungai Deli segmen hilir, maka perlu dilakukan pengkajian terhadap Pengaruh Debit dan Kedalaman sungai terhadap sebaran bahan beban pencemar pada sungai Deli segmen hilir.
1.2 Rumusan Masalah
Dengan mempelajari beberapa permasalahan yang terdapat di sungai Deli maka dapat dijabarkan sebagai rumusan masalah pada penelitian yang berjudul Pengaruh Debit dan Kedalaman Sungai Terhadap Sebaran Bahan Pencemar Air Buangan pada Aliran Sungai Deli dari Jl. Deli Graha Kelurahan Titi Kuning hingga ke Jl. Badur, Kelurahan Hamdan) dapat diuraikan sebagai berikut:
1. Darimanakah sumber pencemar terbesar yang masuk ke Sungai Deli 2. Berapa konsentrasi beban pencemar yang masuk ke Sungai Deli
3. Bagaimana sistem persebaran beban pencemar di Sungai Deli dari data yang di peroleh di lapangan dan dari piranti lunak HEC-RAS 4.1
4. Apakah metode yang digunakan untuk mengetahui persebaran beban pencemaran di Sungai Deli
1.3 Tujuan Penelitian
Dengan melihat rumusan masalah diatas maka tujuan dari penelitian dengan judul Pengaruh Debit dan Kedalaman Sungai Terhadap Sebaran Bahan Pencemar Air Buangan pada Aliran Sungai Deli (dari Jl. Deli Graha Kelurahan Titi Kuning hingga ke Jl. Badur, Kelurahan Hamdan) dapat diuraikan sebagai berikut:
1. Untuk mengetahui sumber pencemar terbesar yang masuk ke Sungai Deli
2. Untuk mengetahui berapa konsentrasi beban pencemar yang masuk ke Sungai Deli 3. Untuk mengetahui simulasi sistem persebaran beban pencemar di Sungai Deli dari
data yang di peroleh di lapangan dan dari aplikasi HEC-RAS 4.1
4. Untuk mengetahui metode yang digunakan untuk mengetahui persebaran beban pencemaran di Sungai Deli
1.4 Ruang Lingkup
Untuk mencapai tujuan yang diharapkan dari penelitian ini maka batasan masalah dari penelitian dengan judul Pengaruh Debit dan Kedalaman Sungai Terhadap Sebaran Bahan Pencemar Air Buangan pada Aliran Sungai Deli (dari Jl. Deli Graha Kelurahan
Bab I Pendahuluan I-6 Titi Kuning hingga ke Jl. Badur, Kelurahan Hamdan) dapat dibatasi dengan ruang lingkup permasalahan dibatasi sebagai berikut:
1. Menentukan titik pengambilan sampel pada segmen hilir 2. Menentukan sumber pencemar yang masuk ke Sungai Deli
3. Menghitung kedalaman sungai, lebar sungai, dan kecepatan aliran sungai Deli 4. Mensimulasikan sistem persebaran pencemar dengan menggunakan metode aplikasi
HEC-RAS 4.1 1.5 Manfaat Penelitian
Penelitian dengan judul Pengaruh Debit dan Kedalaman Sungai Terhadap Sebaran Bahan Pencemar Air Buangan pada Aliran Sungai diharapkan dapat mempunyai manfaat sebagai berikut:
1) Memberikan informasi tentang Pengaruh Debit dan Kedalaman sungai terhadap sebaran bahan pencemar air buangan di bagian Sungai Deli untuk kebutuhan masayarakat sekitar Sungai Deli.
2) Sebagai informasi bagi pemerintah bagaimana cara pengendalian dan pengelolaan Sungai
Deli yang telah tercemar.
3) Memberikan informasi kepada masyarakat agar tidak mencemari Sungai Deli sembarangan.
4) Sebagai informasi bagi aspek pengelolaan sumberdaya air yang mempunyai kepentingan untuk berbagai aspek pembangunan secara umum dan khususnya pengembangan pengelolaan DAS.
5) Sebagai salah satu sumbangan bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi bagi para praktisi, peneliti maupun pengguna lain.
6) Sebagai informasi bagi stakeholder akan gambaran tentang Pengaruh Debit dan Kedalaman sungai terhadap sebaran pencemar air buangan .
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pendahuluan
Sungai adalah salah satu sumber daya alam yang bersifat mengalir dari daerah atas (hulu) ke daerah rendah (hilir) sehingga apa yang terjadi di daerah hulu entah itu perbaikan atau pencemaran akan berdampak pula di daerah hilir.
Saat ini air menjadi masalah yang perlu mendapatkan perhatian khusus karena air telah tercemar oleh limbah yang berasal dari kegiatan manusia, sehingga untuk memperoleh air yang baik sesuai dengan standar tertentu diperlukan biaya yang cukup mahal. Secara kualitas, sumber daya air telah mengakalami penurunan. Begitu pula secara kuantitas yang sudah tidak dapat memenuhi kebutuhan manusia yang terus meningkat.
Air dikatakan tercemar jika adanya penambahan makhluk hidup, energi atau komponen lainnya baik sengaja maupun tidak, kedalam air baik oleh manusia ataupun proses alam yang menyebabkan kualitas air turun sampai tingkat yang menyebabkan air tidak sesuai dengan peruntukkannya (rahmi et al, 2010).
Limbah cair rumah tangga atau domestik adalah air buangan yang berasal dari penggunaan untuk kebersihan yaitu gabungan limbah dapur, kamar mandi, toilet, cucian, dan sebagainya. Komposisi limbah cair rata-rata mengandung bahan organtik dan senyawa mineral yang berasal dari sisa makanan, urine, dan sabun. Sebagian limbah rumah tangga berbentuk suspensi lainnya dalam bentuk bahan terlarut.
2.2 Daerah Aliran Sungai (DAS)
Berdasarkan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat Republik Indonesia Nomor 28 Tahun 2015 di dalam pasal 1 ayat (6) menyatakan bahwa daerah aliran sungai (DAS) adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan.
Bab II Tinjauan Pustaka II-2 2.2.1 Tata Guna Lahan DAS Deli
Daerah Aliran Sungai Deli terletak di kabupaten Karo, Deli Serdang dan Kota Medan Propinsi sumatera Utara, Disebalah kiri berbatasan DAS Percut, sedangkan disebelah barat dengan DAS Belawan. DAS tersebut terdari dari tujuh sub DAS yakni Sub DAS Petani, Sub DAS Simai-mai, Sub DAS Deli, Sub DAS Babura, Sub DAS Bekala, Sub DAS Sikambing dan Sub DAS Paluh Besar, pemberian nama – nama dari DAS tersebut memperhatikan nama anak-anak sungai yang mengalir didaerah tersebut. Untuk jelas nya rincian Luas DAS per Sub DAS dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1 Luas DAS per Sub DAS
Sub DAS Luas (Ha)
Sub DAS Petani 10.187
Sub DAS Simai-mai 30.43
Sub DAS Deli 8.469
Sub DAS Babura 5.911
Sub DAS Bekala 4.793
Sub DAS Sei Sikambing 4.415
Sub DAS Paluh Besar 11.344
DAS Deli 48.162
Sumber: Siregar, 2010
Sungai Deli dengan Panjang ± 82 km dan daerah tangkahan hujan seluas 48,162 Km2 alirannya berawal dari mata air di lereng bagian utara gunung pintau, gunung sibayak dan pegunungan disekitarnya yang berketinggian antara 1,400 m – 1.800 m mengalir melalui suangai Deli dengan kemiringan rara-rata dasar sungai 0,0061 melalui kota Medan dan bermuara di Belawan (JICA, 1996). Disekitar pusat kota Medan (belakang kantor walikota saat ini) Sungai Deli bertemu dengan anak sungainya yaitu Sungai Babura dan kemudian Sungai Sikambing. Sungai ini merupakan saluran utama yang mendukung drainase kota Medan dengan cakupan luas wilayah pelayanan sekitar 51%
dari luas kota Medan. Meluasnya lahan kritis pada wilayah Sungai Deli hulu , tengah dan pinggiran kota Medan akibat perambahan hutan, alih fungsi dan tekanan penduduk.
Hal ini menyebabkan bertambahnya aliran permukaan menyebabkan perubahan tata guna lahan sebagaimana ada pada tabel dibawah ini:
Tabel 2.2 Data Penggunaan Lahan Pada DAS Deli
Kelas Luas (Ha) Luas (%)
Hutan 3.655 7,59
Belukar 2.068 4,29
Kebun Rakyat 285 0,59
Kebun Coklat, kelapa sawit/kelapa 2.284 4,74
Sawah 8.143 16,91
Tanaman Campuran 16.154 33,54
Tegalan 1.836 3,81
Perkebunan Tembakau 5.628 11,69
Alang – alang 479 0,99
Rawa 69 0,14
Pemukiman 5.374 11,16
Lain-lain 2.187 4,54
Luas DAS Deli 48.162 100
Sumber: Siregar, 2010
Dari susunan pemanfaatan DAS Deli secara sekilas hutan yang seharusnya mempunyai luas ± 30 % sesuai dengan UU Kehutanan nomor 41 tahun 1999, pada kenyataannya hanya tersisa 7,59 % ( tabel 2 ) yang berarti Sungai Deli selalu membawa debit banjir ± 315 m3/det saat musim hujan dan 10-12 m3/det saat musim kemarau.
2.2.2 Status Sungai Deli
Berdasarkan hasil analisa data dan hasil pemantauan kualitsa air sungai Deli tahun 2016 menurut Dinas Lingkungan Hidup (DLH) Kota Medan, didapat bahwa Sungai Deli kondisi cemar berat pada titik lokasi Sibayakindo, cemar berat pada titik lokasi PT.
Tirta Sibayakindo, cemar sedang pada titik lokasi Simei mei, cemar berat pada titik lokasi Jembatan Namorambe, cemar berat pada titik lokasi Jembatan Simalingkar, cemar berat pada titik lokasi Jembatan mongonsidi, cemar berat pada titik lokasi Jembatan Ir. Juanda, cemar berat pada titik lokasi jembatan Guru patimpus, cemar berat pada titik lokasi Jembatan Pulo Brayan, cemar berat pada titik lokasi Industri Karet Deli, cemar berat pada titik lokasi Jembatan Labuhan Deli.
Bab II Tinjauan Pustaka II-4 2.3 Debit
Debit aliran adalah jumlah air yang mengalir dalam satuan volume per waktu. Debit adalah satuan besaran air yang keluar dari Daerah Aliran Sungai (DAS). Satuan debit yang digunakan adalah meter kubik per detik (m3 /s). Debit aliran adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu (Asdak, 2002).
Debit adalah suatu variabel yang menyatakan banyaknya air yang mengalir pada suatu sungai atau saluran dan biasanya diukur dalam satuan m 3 /detik.
Perhitungan debit dapat dilakukan melalui persamaan (1)
Q = v . A . k (2.1)
Dengan :
Q = Debit (m3/s) v = Kecepatan (m/s)
A = Luas Penampang Basah (m2) k = Koefisien pelampung
2.4 Karakteristik Limbah Domestrik 2.4.1 BOD (Biological Oxygen Demand)
BOD adalah suatu karakteristik yang menunjukkan jumlah oksigen terlarut yang diperlukan oleh mikroorganisme (biasanya bakteri) untuk mengurai atau mendekomposisi bahan organik dalam kondisi aerobik (Umaly dan Cuvin, 1988;
Metcalf & Eddy, 1991). Ditegaskan lagi oleh Boyd (1990), bahwa bahan organik yang terdekomposisi dalam BOD adalah bahan organik yang siap terdekomposisi (readily decomposable organicmatter). Mays (1996) mengartikan BOD sebagai suatu ukuran jumlah oksigen yang digunakan oleh populasi mikroba yang terkandung dalam perairan sebagairespon terhadap masuknya bahan organik yang dapat diurai. Dari pengertian- pengertian ini dapat dikatakan bahwa walaupun nilai BOD menyatakan jumlah oksigen, tetapi untuk mudahnya dapat juga diartikan sebagai gambaran jumlah bahan organik mudah urai (biodegradable organics) yang ada di perairan.
2.4.2 DO (Dissolved Oxygen)
Oksigen terlarut (dissolved oxygen, disingkat DO) atau sering juga disebut dengan kebutuhan oksigen (Oxygen demand) merupakan salah satu parameter penting dalam analisis kualitas air. Nilai DO yang biasanya diukur dalam bentuk konsentrasi ini menunjukan jumlah oksigen (O2) yang tersedia dalam suatu badan air. Semakin besar nilai DO pada air, mengindikasikan air tersebut memiliki kualitas yang bagus.
Sebaliknya jika nilai DO rendah, dapat diketahui bahwa air tersebut telah tercemar.
Pengukuran DO juga bertujuan melihat sejauh mana badan air mampu menampung biota air seperti ikan dan mikroorganisme. Selain itu kemampuan air untuk membersihkan pencemaran juga ditentukan oleh banyaknya oksigen dalam air. Oleh sebab pengukuran parameter ini sangat dianjurkan disamping paramter lain yang sering digunakan seperti BOD dan COD dalam suatu perairan (Hutabarat dan Evans, 2006:67).
2.5 Parameter Fisika 2.5.1 pH
pH adalah derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan. Ia didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut. Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga nilainya didasarkan pada perhitungan teoritis. Skala pH bukanlah skala absolut. Ia bersifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH- nya ditentukan berdasarkan persetujuan internasional.
Bila pH < 7 larutan bersifat asam, pH > 7 larutan bersifat basa. Dalam larutan neutral pH=7.
2.5.2 Suhu
Temperatur atau suhu adalah ukuran yang menunjukan intensitas panas suatu benda.
Suhu benda yang tinggi mengindikasikan bahwa benda tersebut mengandung panas yang cukup besar dan bisa dikatakan benda tersebut panas. Sebaliknya suhu benda yang rendah mengindikasikan bahwa benda tersebut mempunyai kandungan panas yang rendah dan benda tersebut dikatakan dingin (Esvandiari, 2006).
2.6 HEC-RAS 4.1
HEC-RAS merupakan program aplikasi untuk memodelkan aliran di sungai, River Analysis System (RAS), dibuat oleh Hydrologic Engineering Center (HEC) yang
Bab II Tinjauan Pustaka II-6 merupakan satuan kerja di bawah US Army Corps of Engineers (USACE). HEC-RAS merupakan model satu dimensi aliran permanen maupun tak-permanen (steady and unsteady one-dimensional flow model). HEC-RAS Versi 4.1, memiliki empat komponen model satu dimensi: (1) hitungan profil muka air aliran permanen, (2) simulasi aliran tak permanen, (3) hitungan transpor sedimen, dan (4) hitungan kualitas air. Satu elemen penting dalam HEC-RAS adalah keempat komponen tersebutmemakai data geometri yang sama, routine hitungan hidraulika yang sama, serta beberapa fitur desain hidraulik yang dapat diakses setelah hitungan profile mukaair dilakukan. HEC- RAS merupakan program aplikasi yang mengintegrasikan fitur graphic aluser interface, analisis hidraulik, manajemen dan penyimpanan data, grafik, serta pelaporan (Istiarto, 2011).
Program ini mampu memodelkan jaring sungai, sungai dendritik, maupun sungai tunggal. Regime aliran yang dapat dimodelkan adalah aliran sub-kritik, super-kritik, maupun campuran antara keduanya.
Salah satu fitur dari HEC-RAS ialah Water Quality Analysis. Modul ini dapat dipakai untuk melakukan analisis kualitas air di sungai. HEC-RAS versi 4.1 dapat dipakai untuk melakukan analisis temperatur air serta simulasi transpor beberapa konstituen kualitas air, seperti Algae, Dissolved Oxygen, Carbonaceuos Biological Oxygen Demand, Dissolved Orthophospate, Dissolved Organic Phosphorus, Dissolved Ammonium Nitrate, Dissolved Nitrite Nitrogen, Dissolved Nitrate Nitrogen, dan Dissolved Organic Nitrogen. Kemampuan untuk menyimulasikan transpor berbagai konstituen kualitas air lainnya akan ditambahkan pada HEC-RAS versi yang akan datang.
Ada tiga menu utama untuk menjalankan proses analisis kualitas air yaitu:
Data masukan kualitas air (Water Quality data Window), analisa kualitas air (Running Water Quality), dan hasil kualitas air. Untuk menjalankan analisa kualitas air pada Hec- Ras 4.1 dilakukan dengan tahapan sebagai berikut:
1. Memasukan Data Kualitas Air (Water Quality Data Entry) 2. Unsur Pokok Kualitas Air (Water Quality Constituents) 3. Memasukan Data Kondisi Batas
4. Memasukan Kondisi Awal (Entering Initial Conditions)
5. Memasukan Dispersi Koefisien (Entering Dispersion Coefficients)
6. Memasukan Data Meteorologi (Entering Meteorological Data) 7. Parameter Nutrien (Nutrient Parameters)
8. Data Yang Diamati (Entering Observed Data) 9. Analisis Kualitas Air (Water Quality Analysis) 2.7 Daya Tampung Beban Pencemaran
Daya tampung beban pencemaran adalah kemampuan air pada suatu sumber air, untuk menerima masukan beban pencemaran tanpa mengakibatkan air tersebut tercemar.
Beban Pencemar adalah jumlah suatu unsur pencemar yang terkandung dalam air atau air limbah.
Definisi daya tampung beban pencemaran mengacu pada klasifikasi mutu air menurut Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 ditetapkan menjadi 4 (empat) kelas : 1. Kelas Satu,
air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum, dan/atau peruntukan lain yang memper-syaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut;
2. Kelas Dua,
air yang peruntukannya dapat digunakan untuk prasarana/sarana rekreasi air, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut;
3. Kelas Tiga,
air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut;
4. Kelas Empat,
air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi pertanaman dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut
Bab III – Metode Penlitian III-1
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Umum
Penelitian ini bertujuan untuk memodelkan kualitas air dan menggambarkan pengaruh debit dan kedalaman sungai terhadap sebaran bahan pencemar dengan parameter DO dan BOD pada Sungai Deli. Untuk mensimulasikannya, penulis menggunakan perangkat lunak (software) HEC-RAS 4.1.
Jenis analisa yang akan dilakukan dalam penelitian ini adalah analisa kuantitatif.
Analisa dilakukan berupa meng-input data sungai. Data sungai ini berupa gambar lay out sungai dan potongan melintang sungai. Data hasil output software HEC-RAS Versi 4.1 digunakan untuk mendapatkan, 1. Hitungan profil muka air aliran permanen, 2.
Simulasi aliran permanen, 3. Hitungan kualitas air, dan 4. Simulasi kualitas air. Dari hasil yang didapatkan maka dapat dilihat gambaran sebaran pencemar yang dilakukan di sungai Deli. Hasil perhitungan menggunakan software HEC-RAS Versi 4.1 menunjukkan gambaran sebaran bahan pencemar di sungai Deli.
3.2. Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian ini adalah Sungai Deli, sedangkan subjek penelitian adalah sebaran beban pencemar pada Sungai Deli. Pemilihan lokasi ini atas dasar pertimbangan bahwa Sungai Deli merupakan badan penerima utama limbah domestik. Atas dasar pertimbangan tersebut maka dapat diketahui gambaran sebaran beban pencemar di sungai Deli.
Kriteria lokasi penelitian adalah medan yang aman untuk mengambil sampel, dengan jumlah 19 titik yang dibagi menjadi 7 segmen. Penelitian akan dilakukan mulai dari Jl.
Deli Graha No.5a, Kelurahan Titi Kuning, Kecamatan Medan Johor hingga Jl. Badur, Kelurahan Hamdan, Kecamatan Medan Maimun, Kota Medan, Sumatera Utara. Peta lokasi penelitian dapat dilihat pada gambar 3.1 sebagai berikut:
Gambar 3.1 Peta Lokasi Penelitian
Bab III Metode Penelitian III-3 Tabel 3.1 Lokasi Pengambilan Sampel
Titik
Sample Lokasi Koordinat
LOKASI
LS BT
DS-0
Jl. Deli Graha Kelurahan Titi Kuning, Kecamatan
Medan Johor, Kota Medan, Sumatera Utara 03º32’10.83” 098º40’50.04”
PS
Jl. Medan - Tebing Tinggi 12, Kecamatan Medan
Johor, Kota Medan, Sumatera Utara 03º32’16.54” 098º40’59.36”
Titik
Sample Lokasi Koordinat
LOKASI
LS BT
DS-1
Gang Sepakat, Kelurahan Titi Kuning, Kecamatan
Medan Johor, Kota Medan, Sumatera Utara 03º32’39.32" 098º40’58.48”
DS-2
Jembatan Sei Deli Medan Kampung Baru, Kp. Baru, Kecamatan Medan Maimun, Kota Medan, Sumatera Utara
03º33’11.67” 098º41’10.19”
Bab III Metode Penelitian III-5
Titik
Sample Lokasi Koordinat
LOKASI
LS BT
DS-3
Gg. Lampu I, Kelurahan Kp. Baru, Kecamatan Medan
Maimun, Kota Medan, Sumatera Utara 03º33’29.73” 098º41’2.16”
DS-4
Gg. Sederhana, Kelurahan Sukaraja, Kecamatan
Medan Maimun, Kota Medan, Sumatera Utara 03º34’24.36” 098º40’56.36”
Titik
Sample Lokasi Koordinat
LOKASI
LS BT
DS-5
Jl. Badur, Kelurahan Hamdan, Kecamatan Medan
Maimun, Kota Medan, Sumatera Utara 03º34’55.22” 098º42.40”
Sumber : Data Penulis, 2018
Bab III Metode Penelitian III-7 3.3 Waktu Penelitian
Penelitian dimulai dari pada oktober 2018. Pengambilan sampel dilakukan dari tanggal 30 Oktober 2018, pengujian sampel di lab dilakukan mulai dari awal pengambilan sampel sampai akhir pengambilan sampel dikarenakan sampel yang diambil langsung dimasukkan ke dalam lab. Kegiatan selanjutnya yaitu penulisan laporan hasil penelitian dengan pengolahan data primer dari hasil uji lab dengan data sekunder sebagai data pendukung penelitian ini.
3.4 Desain Penelitian
3.4.1 Road Map Penelitian
Untuk menggambarkan road map pada penelitian ini, peneliti menggunakan Fishbone Diagrams (diagram tulang ikan). Menurut WBI Evaluation Group (2007) Fishbone Diagrams adalah sebuah diagram sebab-akibat yang dapat digunakan untuk mengidentifikasi potensi apa (yang aktual) yang dapat menjadi penyebab lahirnya suatu kebutuhan (masalah). Fishbone Diagrams menyediakan sebuah struktur masalah potensial di penelitian yang akan dilakukan (aktual) penyebab lahirnya kebutuhan (masalah). Fishbone Diagrams penelitian dapat dilihat pada Gambar 3.2
Pengaruh hidrologi dan struktur sungai terhadap sebaran beban pencemar sungai Deli
Metode Manusia
Pengukuran
Lingkungan Peraturan Peralatan
Segmen air
Segmen udara
Effluent sumber pencemar Debit sungai
Tata guna lahan
UU No. 11 Tahun 1974 UU No.32 Tahun
2009
KEPMENLH No. 110 Tahun 2003
PERMEN PUPR No.28 Tahun 2015
GPS Google Earth
HEC-RAS
Peralatan pengambilan Sampel Wadah sampel
Alat pengukur data
Lembar data PP RI No.82
Tahun 2001 PP RI No. 35 Tahun 1991
KEPRES No.9 Tahu 1999
Peta DAS
Studi Literatur Wawancara Pengambilan data
sekunder (BMKG, Peta) Pembuatan peta
DAS Analisa data dan
Evaluasi data Kurangnya kerjasama antar
Masyarakat dan pemerintah Udara
Pengamatan Lapangan Penentuan titik sampling
Pengambilan sampel Pengambilan data
Primer (cuaca dan iklim) Pengambilan sampel
Air sungai
Analisa Lab dengan
Sofware HEC-RAS Kualitas Air
Sebaran Beban pencemar Analisa data Gaya hidup manusia
karena kurang edukasi tentang lingkungan
Kurang pemahaman Terhadap pelestarian
DAS iklim
Data Sekunder
BMKG
Lab (DO, COD, BOD)
Geomorfologi sungai
Morfologi sungai
Hidrologi
Laju alir sungai
Gambar 3.2 Fishbone Diagrams
Bab III Metode Penelitian III-9 3.4.2 Kerangka Penelitian
Kerangka penelitian adalah gambaran yang akan dilakukan dalam melakukan penelitian untuk memudahkan menyusun dalam melakukan penelitian. Kerangka penelitian dibutuhkan untuk menentukan kejelasan dan validitas proses penelitian secara keseluruhan. Kerangka penelitian dapat dilihat pada Tabel 3.2.
Tabel 3.2 Kerangka Penelitian
Pertanyaan Jawaban Awal Poin Penting Aktivitas Spesifik Dimana memulai
penelitian?
Studi Literatur Observasi lapangan, titik sampling, pengukuran debit dan kedalaman sungai, aktifitas sekitar lokasi penelitian.
1. Menentukan titik sampling
2. Melakukan sampling
Bagaimana cara mengamatinya?
Melakukan analisis secara in situ dan di laboratorium
Analisa laboratorium dan analisa in situ data primer serta data sekunder sebagai pendukung
1. Mengukur pH, suhu, dan DO secara in situ 2. Melakukan analisis
BOD5 dan COD di laboratorium 3. Analisa dengan
software HEC-RAS 4.
Apa yang ditemukan?
Hasil persebaran beban pencemar dalam bentuk hidograf
Mengetahui bagaimana persebaran sesuai aliran air
1. Hasil analisis diolah menggunakan software HEC-RAS 4.1.
2. Output yang dihasilkan dalam bentuk hidograf Apa makna dari
penelitian ini?
Penelitian ini sebagai masukan untuk BWS Sumatera II dan Dinas PU dalam melakukan perbaikan sungai
Hasil penelitian akan menjadi masukan bagi BWS Sumatera II dan Dinas PU dalam melihat sumber dan persebaran pencemar yang masuk ke badan air. Sehingga nantinya dapat dievaluasi sumber pencemar dan sungainya.
Menggambarkan kondisi Sungai Deli dalam menyebarkan beban pencemar
Kerangka awal dalam penelitian ini adalah tahap membahas mengenai badan air sungai Deli, bukan mengenai DAS Deli. Panjang badan air sungai Deli menurut Bappeda adalah ± 73 km, jadi badan air sungai Deli dibagi menjadi 3 segmen yaitu hulu, tengah, dan hilir dimana segmen hulu memiliki panjang ± 30 km, tengah dan hilir masing-masing 20 km.
Pada segmen ini ditentukan 7 titik pengambilan sampel, hal ini berdasarkan pembagian panjang badan air sungai yang telah ditentukan, dipilih dianggap sudah mewakili setiap kegiatan/aktivitas manusia.
Namun, terdapat penambahan pengambilan sampel sebelum titik pertama hal tersebut dilakukan untuk mendapatkan konsentrasi sebelum terjadinya pencemaran.
Kerangka penelitian kedua yaitu untuk mendapatkan data primer : 1. Pengambilan in situ (suhu, pH, dan DO)
2. Pengambilan sampel air (BOD dan COD)
Kerangka penelitian ketiga yaitu untuk mendapatkan data sekunder:
1. Data iklim (10 tahun terakhir) yang meliputi : a. Curah hujan
b. Intensitas hujan c. Suhu
d. Arah angin e. Kecepatan angin f. Kelembaban 2. Data BWS
a. Debit
b. Luas penampang c. Kemiringan d. Kecepatan aliran e. Kedalaman sungai dan f. Laju alir.
3. Kerangka keempat yaitu tahap untuk mendapatkan kelengkapan data pengukuran sungai jika data sekunder yang di inginkan tidak lengkap seperti tampang lintang sungai, debit, luas penampang, kemiringan, kecepatan aliran dan kedalaman sungai.
4. Kerangka penelitian terakhir yaitu cara pengambilan sampel air pada segmen hulu yang di perkirakan tidak sama untuk setiap titik, hal ini tergantung pada laju alir sungai.
3.4.3 Tahapan Penelitian
Tahapan yang dilakukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Tahap Persiapan
Tahap persiapan ini terdiri dari survey lokasi sampling. Pada saat melihat lokasi,
Bab III Metode Penelitian III-11 pengukuran morfologi sungai dan elevasi. Setelah itu disediakan alat dan bahan untuk sampling.
2. Tahap Pelaksanaan
Tahap pelaksaan ini merupakan proses sampling. Dimana dilakukannya pengambilan sampel, lalu pengecekan data primer (DO, pH, suhu) secara in situ dan debit kemudian sampel air sungai dibawa ke laboratorium.
3. Tahap Pengujian
Tahap pengujian ini adalah proses analisis di laboratorium.
4. Tahap Analisis Data
Tahapan analisis data ini merupakan pengolahan data menggunakan software HEC-RAS 4.1. Flowchart tahap-tahap penelitian dapat di lihat pada Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Tahapan Penelitian
MULAI
IDENTIFIKASI MASALAH KUALITAS AIR
PEMILIHAN TITIK SAMPLING MENCARI LITERATUR UNTUK
MEMODELKAN KUALITAS AIR
DATA LAPANGAN DAN DATA LABORATORIUM
STUDI LITERATUR PERANGKAT LUNAK
PEMILIHAN PERANGKAT LUNAK BERDASARKAN KEBUTUHAN
MEMODELKAN DISTRIBUSI PENCEMARAN
VERIFIKASI MODEL MODEL KALIBRASI PELENGKAPAN DATA UNTUK
PERANGKAT LUNAK RIVER CROSS SECTION
KUALITAS AIR DEBIT
EVALUASI DAN LAPORAN LAPORAN
SELESAI
Bab III Metode Penelitian III-13 3.5 Metode Penelitian
Metode penelitian ini dimulai dengan pengumpulan data kemudian menggunakan metode survei lapangan dengan pengambilan sampel dari titik yang telah ditentukan yang akan dianalisis serta menghitung data dengan software HEC-RAS Versi 4.1.
Metode penelitian pada tahap opersional yaitu meliputi pengumpulan data primer dan data sekunder. Pengambilan data primer di lapangan meliputi :
1. Pengukuran kedalaman dan lebar sungai 2. Pengukuran kemiringan tebing sungai 3. Pengukuran kecepatan aliran sungai 4. Analisa in situ, DO, pH, suhu
5. Pengambilan sampel air untuk analisa parameter COD dan BOD
Sedangkan pengambilan data sekunder dilakukan diluar lapangan, yaitu melalui instansi pemerintah. Adapun data sekunder yang di butuhkan dari peneltian ini adalah sebagau berikut :
1. Data klimatologi, yaitu curah hujan, kelembaban, suhu, arah angin.
2. Data tata guna lahan
3. Buku RTRW Kabupaten Deli Serdang.
Adapun alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Google earth
2. GPS
3. HEC-RAS Versi 4.1
4. Peralatan pengambilan sampel 5. Wadah sampel
6. DO meter 7. Termometer 8. pH meter 9. Kamera 10. Lembar Data
Bahan – bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut : A. BOD
1. Larutan baku sodium Thiosulfat, 0,1 N
2. Larutan Alkali Iodide (NaI) 3. Larutan indikator Amilum 4. Larutan Asam Sulfat pekat;
5. Larutan Mangan Sulfat (MnSO4) 6. Larutan Kalium Dikromat, 0,02N 7. Buffer Fosfat
8. Aquades B. COD
1. Larutan digesti K2Cr2O7 0,0167 N;
2. Reagen asam Sulfat-Perak Sulfat;
3. Indikator Ferroin;
4. Aquadest;
5. Larutan FAS 0,05 N;
6. Sampel.
Metode sampling untuk pengambilan air permukaan disesuaikan dengan SNI 06- 6989.57:2008 dengan judul Air dan air limbah – Bagian 57:Metoda pengambilan contoh air permukaan, dapat dilihat pada gambar berikut :
(a) cara pengambilan sampel (b) titik sampling
Gambar 3.4 Cara Pengambilan Sampel dan Titik Sampel Air
Bab III Metode Penelitian III-15
Adapun diagram metode penelitian dapat dilihat pada flowchart berikut :
Gambar 3.5 Flowchart metode penelitian Hasil dan Pembahasan
Kesimpulan dan Saran
Selesai Analisis Data Software HEC-RAS 4.1.
Data Sekunder 1. Data klimatologi 2. Data tata guna lahan 3. Data RT/RW Kota Medan Data Primer
1. Data COD, BOD, DO 2. Data pH, Suhu
3. Data kecepatan aliran sungai 4. Data kedalaman dan lebar sungai
Mulai
Studi Pendahuluan 1. Latar Belakang 2. Tujuan
3. Ruang Lingkup
Pengumpulan Data
Bab III Metode Penelitian III-16 Pengolahan data merupakan tahap utama dalam penelitian ini. Dari hasil pengukuran dilapangan peneliti selanjutkan melakukan uji sampel di laboratorium untuk mengetahui konsentrasi BOD dan COD sampel air setelah hasil uji lab keluar data kemudian diolah dengan menggunakan perangkat lunak HEC-RAS 4.1. Data hasil uji lab tersebut digunakan untuk mendapatkan hasil analisa kualitas air pada software tersebut. Hasil yang didapatkan untuk melihat bagaimana persebaran pencemarannya pada sungai.
A. Analisis Kualitas Air Sungai
Bahan – bahan yang akan digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut : (1) BOD
Metode: SNI 06-6989.14-2004 Peralatan
a. Botol winkler 250 mL atau 300 mL b. Aerator
c. Buret Bahan
a. Air Suling
b. Laruttan Buffer Fosfat
c. Larutan Magnesium Sulfat MgSO4
d. Larutan Kalsium Klorida CaCL2
e. Larutan Besi (III) Klorida FeCL3
f. Larutan H2SO4 1 N NaOH 1N
Bab III Metode Penelitian III-17 Prosedur Analisa
1. Berdasarkan hasil pengukuran DO segera (di lapangan), bisa kita ketahai kali pengenceran yang harus dilakukan terhadap sampel, sesuai tabel berikut:
Tabel 3.3 Pengenceran Sample Air
NO Harga DO segera. Mg/L Pengenceran
1 8 – 9 1 kali
2 6 – 8 1 – 2 kali
3 5 – 6 5 – 10 kali
4 3 – 5 10 – 15 kali
5 1 – 3 15 – 20 kali
6 0 – 1 20 – 25 kali
7 0 – 0,1 25 – 100 kali
2. Disiapkan air pengencer, dimana untuk setiap 1 L air suling ditambahkan I ml buffer fosfat, 1 ml. larutan CaCl2. 1 mL larutan MgSO4, 1 ml FeCl3. Campuran tersebut diaerasi dengan aerator selama 30 menit, tutup.
3. Sampel yang sudah diencerkan dipindahkan ke dalam 2 botol winkler 300 mL (hati- hati, jangan sampai terjadi acrasi). 1 botol untuk inkubasi selama 5 hari pada 20 C, 1 botol lagi untuk ditentukan DO 0 hari (segera).
4. Air pengencer yang digunakan juga dipindahkan ke dalam 2 botol winkler 300 ml, 1 botol untuk inkubasi selama 5 hari pada 20 C, 1 botol lagi untulk ditentukan DO 0 hari (segera).
5. Penentuan DO Perhitungan
1. Koreksi volume pengencer
( 3.1)
= 300 − banyak sample 300
2. BOD larutan pengencer(5) (3.2)
= (DO larutan pengencer(0) − DO larutan pengencer(5)) × koreksi volume pengencer
3. BOD sample(5) (3.3)
= (DO sample(0) − DO sample(5)) × BOD larutan pengencer(5) × faktor pengenceran
Bab IV – Hasil dan Pembahasan IV-1 BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Segmentasi
Untuk pemodelan kualitas air pada Sungai Deli, diperlukan pembagian segmen. Segmen merupakan salah satu cara yang dilakukan untuk pemodelan kualitas air. Hal ini dilakukan untuk mempermudah pemodelan kualitas air.
Dalam pembuatan model kualitas air, Sungai Deli dibagi menjadi 7 segmen, dari Jl. Deli Graha, Kelurahan Titi Kuning, Kecamatan Medan Johor hingga Jl. Badur, Kelurahan Hamdan, Kecamatan Medan Maimun. Pembagian segmen dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1 Pembagian Segmen
Segmen Nama Daerah Panjang (m)
DS 0 Jl. Deli Graha, Kelurahan Titi Kuning, Kecamatan Medan
Johor 0
PS Jl. Medan - Tebing Tinggi 12, Kecamatan Medan Johor 544 DS 1 Gang Sepakat, Kelurahan Titi Kuning, Kecamatan Medan
Johor 731
DS 2 Jembatan Sei Deli Medan Kampung Baru, Kp. Baru,
Kecamatan Medan Maimun 1154
DS 3 Gg. Lampu I, Kelurahan Kp. Baru, Kecamatan Medan
Maimun 937
DS 4 Gg. Sederhana, Kelurahan Sukaraja, Kecamatan Medan
Maimun 2214
DS 5 Jl. Badur, Kelurahan Hamdan, Kecamatan Medan Maimun 1538 Sumber:Hasil Pemantauan, 2018
Total jarak antar titik dari Titik 1 hingga Titik 7 adalah 7120 m. Secara garis besar, seluruh titik pengambilan contoh air ini dikelilingi oleh pemukiman warga dan kebun sebagai tata guna lahannya. Cuaca cerah saat pengambilan sampel. Secara lengkap, hasil pengamatan untuk setiap titik dirangkum dalam Tabel 4.2 berikut ini
Tabel 4.2 Hasil Pengamatan Lapangan
Titik
Koordinat
Jarak (m) V (m/s) Suhu (°C) pH
DATA SUNGAI
L (m)
H (m) Elevasi
LS BT kiri Tengah Kanan kiri tengah kanan
DS0 03º32’10” 098º40’50” 544 0.2 29 7.3 14.5 0.44 0.97 0.28 38 40 35
PS 03º32’16” 098º40’59” 0 0.12 30 7.6 17.71 0.03 1.73 0.02 52 49 51
DS1 03º32’39” 098º40’58” 731 0.32 30 7.2 13.58 0.33 0.61 0.46 31 27 34
DS2 03º33’11” 098º41’10” 1154 0.63 30 7.3 11.81 0.1 0.85 0.52 40 35 36
DS3 03º33’29” 098º41’02” 937 0.28 29 7.3 10.1 0.34 0.42 0.69 31 33 32
DS4 03º34’24” 098º40’56” 2214 0.28 29 7.4 10.21 0.61 0.53 0.64 29 26 35
DS5 03º34’55” 098º40’42 1538 0.45 29 7.5 10.4 0.06 1.1 0.79 28 24 31
Sumber : Data Penulis, 2018
