TINJAUAN PUSTAKA
Danau
Danau adalah cekungan di permukaan bumi yang digenangi oleh air. Tipologi danau di Indonesia bervariasi tergantung dari faktor klasifikasinya. Menurut asal usul terbentuknya ada tiga tipe danau utama di Indonesia, yaitu danau tektonik, danau vulkanik, dan danau paparan banjir. Disamping ketiga tipe utama tersebut terdapat juga beberapa tipe danau karst serta danau-danau buatan atau bendungan. Danau juga dapat diklasifikasikan dari tingkat kesuburan airnya, yaitu mulai dari danau dengan tingkat kesuburan rendah (oligotrofik), danau dengan tingkat kesuburan sedang (mesotrofik), danau yang subur (eutrofik) dan danau yang sangat subur (hipertrofik) (Chrismadha, dkk., 2011).
Berdasarkan perbedaan temperatur, suatu ekosistem danau dapat dibagi menjadi 3 lapisan yaitu lapisan permukaan yang disebut sebagai lapisan
epilimnion, lapisan dibawah epilimnion yang disebut sebagai metalimnion serta
lapisan pada bagian dasar yang disebut sebagai lapisan hypolimnion. Lapisan
epilimnion mempunyai temperatur yang paling tinggi dibandingkan dengan
lapisan yang lainnya, kecuali pada saat musim dingin di danau-danau yang terdapat di wilayah yang beriklim sedang (Barus, 2004).
Pada dasarnya danau memiliki dua fungsi utama, yaitu fungsi ekologi dan fungsi sosial-ekonomi-budaya. Fungsi ekologi danau adalah sebagai pengatur tata air, pengendali banjir, habitat hidupan liar atau spesies yang dilindungi atau endemik serta penambat sedimen, unsur hara dan bahan pencemar. Fungsisosial-ekonomi-budaya danau adalah memenuhi keperluan hidup manusia, antara lain
untuk air minum dan kebutuhan sehari-hari, sarana transportasi, keperluan pertanian, tempat sumber protein, industri, pembangkit tenaga listrik, estetika, olahraga, rekreasi, industri pariwisata (Fauzi, dkk., 2014).
Kedalaman rata-rata merupakan faktor penting untuk melihat produktivitas suatu danau, sedangkan ukuran kedalaman berhubungan dengan terjadinya penurunan suhu. Selain itu bentuk danau dapat terkait dengan kondisi dinamis bawah. Kemiringan zona litoral memiliki pengaruh yang besar pada biomassa dan distribusi macrophyta terendam (Stefanidis dan Papastergiadou, 2012).
Fahmudin dan Widianto (2004) menjelaskan beberapa akibat dari degradasi danau adalah: pendangkalan dan penyempitan danau, penurunan volume air, penurunan kualitas air, dan penurunan produktivitas perikanan. Hal-hal tersebut dapat mengakibatkan terjadinya peningkatan ancaman bahaya dan penurunan pendapatan masyarakat di sekitar danau.
Beberapa fakta menunjukkan bahwa danau mempunyai potensi untuk digunakan untuk berbagai keperluan untuk memenuhi kebutuhan manusia. Di satu sisi kegiatan ini dapat meningkatkan ekonomi masyarakat sekitar, tetapi di sisi lain kegiatan ini apabila tidak terkontrol dapat menyebabkan penurunan kualitas air danau (Aisyah dan Subehi, 2012).
Batimetri
Danau merupakan cekungan pada permukaan bumi yang berisi air. Kedalaman bawah air dan studi tiga dimensi danau dikenal sebagai batimetri. Peta batimetri menunjukkan relief dasar atau dataran danau dengan garis-garis kontur kedalaman, sehingga memberikan informasi tambahan untuk navigasi permukaan
Peta topografi merupakan peta yang memuat informasi umum tentang keadaan permukaan tanah beserta informasi ketinggiannya menggunakan garis kontur. Garis ini menunjukkan garis pembatas bidang yang merupakan tempat kedudukan titik-titik dengan ketinggian sama terhadap bidang referensi (pedoman/acuan) tertentu (Rostianingsih, dkk., 2004).
Soeprobowati (2012) menyebutkan bahwa peta batimetri menunjukkan relief dasar danau dengan garis-garis kontur kedalaman, sehingga memberikan informasi tambahan untuk navigasi permukaan. Selain itu, data batimetri juga sangat penting untuk pengelolaan dan pemanfaatan berkelanjutan suatu perairan. Peta batimetri diperoleh dengan teknik interpolasi untuk pendugaan data kedalaman untuk daerah-daerah yang tidak terdeteksi merupakan hal mutlak yang harus diperhatikan.
Morfometri
Mengetahui bentuk morfometri dan batimetri danau sangat penting untuk pengelolaan fungsi danau yang berkelanjutan karena kondisi topografi dan relief danau yang memiliki perbedaan kedalaman ekstrim. Penelitian morfometri danau dilakukan terkait dengan pentingnya peran dari ciri fisik tersebut terhadap sifat perairan danau.(Indrayani, dkk., 2015)
Morfometri danau memainkan peran kunci atas peubah-peubah yang mengendap atau cara lain di dalam proses biologis dan kimia danau. Dikemukakan pula bahwa morfometri danau mengatur muatan hara, selanjutnya produksi primer dan produksi sekunder dari zooplankton, zoobentos dan ikan. Dengan demikian morfometri dapat menggambarkan berbagai potensi produksi
hayati, serta menentukan tingkat kepekaan terhadap pengaruh beban material dari daerah tangkapannya (Lukman dan Ridwansyah, 2010).
Morfometri danau mengacu pada bentuk cekungan bawah air. Struktur fisik danau ditentukan oleh distribusi cahaya, panas, gelombang, arus dan variasi musiman. Struktur kimia merupakan hasil dari penyebaran senyawa seperti nutrisi dan oksigen terlarut. Sementara interaksi biologis berhubungan erat dengan interaksi organisme didalam perairan, baik dengan faktor kimia atau diantara organisme (Indrayani, dkk., 2015).
Variasi dalam distribusi dan morfometri sangat mempengaruhi produktivitas dan eutrofik keadaan danau. Variabilitas ini, akibat dari tindakan antropogenik dan di zona beriklim sedang, peristiwa iklim musiman, memiliki pengaruh juga. Pentingnya ekologi morfometri ditunjukkan pengaruh morfometri badan air pada distribusi beberapa speies zooplankton. Karena morfometri dan
distribusi danau dangkal mempengaruhi banyak aspek yang beragam (Bohn, dkk., 2011).
Morfometri danau diukur berdasarkan strukturnya, seperti kedalaman dan elevasi. Dengan kata lain, morfometri danau merupakan bentuk badan air danau yang meliputi luas permukaan (A), volume (V), kedalaman rata-rata (Z). Topografi wilayah sekitar danau juga mempengaruhi morfometrinya. Struktur dasar danau dapat disusun membentuk relief dasar perairan, disebut batimetri (Indrayani, dkk., 2015).
Dimensi Permukaan (Surface Dimension)
adanya kehidupan disuatu tempat dijagad raya. Air merupakan sumberdaya alam yang diperlukan untuk hajat hidup orang banyak, bahkan oleh semua makhluk hidup. Oleh karena itu, sumber daya air harus dilindungi agar dapat dimanfaatkan dengan baik oleh manusia dan makhluk hidup yang lainnya (Nasution, 2008).
Menurut Hakanson (1981), aspek dimensi permukaan terdiri dari:
1. Panjang maksimum (Lmax dinyatakan dalam meter) merupakan jarak antara dua titik terjauh pada permukaan tepi danau.
2. Panjang maksimum efektif (Le dinyatakan dalam meter) merupakan panjang permukaan danau maksimum tanpa melintasi danau atau daratan yang mungkin terdapat di danau.
3. Lebar maksimum (Wmax dinyatakan dalam meter) merupakan jarak maksimum dua titik terjauh pada permukaan tepi danau yang ditarik secara tegak lurus terhadap panjang maksimum. Penentuan lebar maksimum bisa saja melintasi pulau-pulau di danau jika ada.
4. Lebar maksimum efektif (We dinyatakan dalam meter) merupakan lebar maksimum danau tanpa melintasi pulau atau daratan yang mungkin terdapat di danau.
5. Luas permukaan (Ao dinyatakan dalam Ha, Km2 atau m2) merupakan luas wilayah permukaan danau, nilainya akan bervariasi tergantung pada musim. Pengukuran luas permukaan dari peta bathymetric dengan skala yang telah diketahui, dapat dilakukan dengan kertas grafik atau penimbang.
6. Lebar rata-rata (W dinyatakan dalam meter) merupakan rasio antara luas permukaan danau (Ao dalam m2) dengan panjang maksimum (Lmax dalam meter).
7. Indeks perkembangan garis tepi (SDI, tanpa satuan) menggunakan hubungan antara SL dengan luas permukaan.
8. Panjang garis keliling danau (dinyatakan dalam meter)dapat di ukur dari peta batimetri dengan memperhatikan skalanya, dengan alat curvimeter atau cara sederhana dengan seutas benang yang diplotkan pada garis tepi danau.
Dimensi Bawah Permukaan (Subsurface Dimension)
Peran tidak langsung danau terutama dalam hal menyediakan jasa-jasa ekologis, meliputi fungsi habitat yang mendukung keragaman hayati dan produktivitas perairan, fungsi retensi air yang mengendalikan kontinuitas ketersediaan air serta penyeimbang kondisi iklim mikro di kawasan sekitarnya, meskipun tidak secara langsung memberikan manfaat kepada manusia, namun sangat menentukan keberlanjutan fungsi danau (Chrismadha, dkk., 2011).
Aturan-aturan kebijkan air eropa saat ini mendefinisikan kualitas air sebagai tingkat penyimpangan dari kondisi referensi jenis tertentu. Antara deskripsi tipologi wajib adalah (Ecoregion atau lintang dan bujur) dan ukuran (area dan kedalaman) dari danau. Beberapa parameter dapat dijadikan gambaran danau-danau. Data kedalaman (Z) dan volume (V) adalah data yang sangat sederhana. Data yang lebih kompleks adalah dengan menghitung kedalaman relative (Zr), dihitung dengan hasil rasio persen dari kedalaman danau dengan diameter rata-rata (Noges, 2009).
Menurut Hakanson (1981), aspek dimensi bawah permukaan danau terdiri dari:
2. Kedalaman maksimum (Zm dinyatakan dalam meter) merupakan kedalaman suatu danau pada titik terdalam. Pengukuran secara langsung dapat dilakukan dengan menggunakan tali berskala dengan diberikan pemberat dibawahnya dan secara tidak langsung dapat dibaca pada kontur kedalaman peta batimetri. 3. Kedalaman relative (Zr dinyatakan dalam meter) adalah rasio antara Zm
dengan diameter rata-rata permukaan danau.
4. Perkembanagan volume danau (tanpa satuan) merupakan ukuran yang menggambarkan bentuk dasar danau secara umum.
5. Volume total air danau (V dinyatakan dalam m3) merupakan perkalian antara luas permukaan (m2) dengan kedalaman rata-rata (m).
6. Debit (Discharge) dinyatakan sebagi volume yang mengalir pada selang waktu tertentu.
7. Redidence time adalah lamanya waktu yang dibutuhkan badan air untuk terbilas secara keseluruhan, sejak mulai masuk kedalam suatu perairan sampai keseluruhan air tersebut.
8. Kemiringan rata-rata (Mean slope), dapat menggambarkan luas tidaknya perairan yang dangkal, pada akhirnya mempengaruhi nilai kekeruhan, aktivitas biologi, kedalaman penetrasi cahaya, kelimpahan biota dan produktivitas biologi.
9. Morpho Edaphic Index (MEI) merupakan hasil bagi antara nilai daya hantar listrik perairan dengan kedalaman rata-rata.
Kecerahan, Kekeruhan dan TSS
Kecerahan merupakan ukuran transparansi suatu perairan, yang ditentukan secara visual dengan menggunakan sechi disk. Kecerahan menggambarkan sifat
optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat dalam badan air (Santoso, 2008).
Kecerahan air dapat di pantau dengan menggunakan piringan Secci pada kedalaman antara 20 samapai 40 cm. Kekeruhan air dapat disebabkan oleh plankton yang berlebihan seperti fitoplankton. Sebagai ganti piringan Secci dapat menggunakan CD bekas dengan bagian kilap atau cermin ke atas. Jika dalam kedalaman 20 sampai 40 cm kita masih dapat melihat CD tersebut, maka kekeruhan ini masih dalam batas yang baik (Nasution, 2008).
Kekeruhan terjadi karena adanya bahan tersuspensi seperti tanah liat, pasir, bahan organik termasuk bakteri, plankton dan jasad-jasad renik lainnya. Kekeruhan yang tinggi akan memperkecil penetrasi cahaya matahari kedalam air yang berarti memperkecil produktivitas perairan karena fotosintesis terhambat. Selain itu kekeruhan dapat pula merusak alat pernafasan atau alat penyaringan makanan dari jasad-jasad air, daerah pemijahan dan pembesaran dari berbagai spesies ikan, telur telur ikan dan hewan hewan dasar (Sumule, 1996).
Bahan organik juga berpotensi dapat meningkatkan laju sedimentasi, hipoksida, perubahan kondisi trofik, perubahan pruduktivitas serta struktur komunitas bentik. Bahan organik umumnya tersusun oleh karbon, hidrokarbon, nitrogen, fosfor, sulfur dan mineral lainnya, sebagian akan mengendap dan terakumulasi di dasar perairan dan sebagian lainnya terlarut di air. Bahan organik tersebut akan didekomposisi oleh mikroba aerobik maupun anaerobik baik di kolom maupun di sedimen dasar danau (Sitorus, 2005).
Padatan tersuspensi berkorelasi positif dengan kekeruhan. Semakin tinggi nilai padatan tersuspensi suatu perairan akan menaikkan kekeruhan perairan
tersebut, akan tetapi tidak selalu berkorelasi dengan padatan terlarut total. Padatan total (residu) adalah bahan yang tersisa setelah air sampel mengalami evaporasi dan pengeringan pada suhu tertentu tanpa memperhitungkan karbonat-karbonat yang mengalami transformasi menjadi gas karbondioksida dan gas-gas lain (Santoso, 2008).
TSS adalah bahan-bahan tersuspensi (diameter > 1 µm) yang tertahan pada saringan miliopore dengan diameter pori 0,45 µm. TSS terdiri dari lumpur dan pasir halus serta jasad-jasad renik. Penyebab TSS di perairan yang utama adalah kikisan tanah atau erosi tanah yang terbawa ke badan air. Konsentrasi TSS apabila terlalu tinggi akan menghambat penetrasi cahaya ke dalam air dan mengakibatkan terganggunya proses fotosintesis (Effendi, 2003).
Daya Hantar Listrik (DHL)
Daya hantar listrik erat kaitannya dengan kandungan unsur terionisasi dalam air. Nilai DHL pada perairan yang turbiditasnya rendah, dapat digunakan untuk menduga nilai padatan terlarut dan padatan tersuspensi (Sumule, 1996).
DHL merupakan daya hantar listrik dari suatu benda atau suatu zat dan kemampuan benda itu sendiri untuk menghantarkan listrik. Hantaran listrik adalah merupakan kebalikan dari tahanan, tetapi karena besarnya DHL ini sangat kecil maka biasanya dinyatakan dalam µmhos yang besarnya sama dengan 10-6 mhos (Alik 1989 diacu oleh Latifah dkk., 2014).
Kedalaman Kompensasi
Berdasarkan pada daya tembus cahaya matahari kedalam lapisan air, dapat dibedakan antara zona fotik (photic zone) di bagian atas, yaitu zona yang ditembus
cahaya matahari dan zona afotik (aphotic zone) di bagian bawah, yaitu zona yang tidak dapat ditembus oleh cahaya matahari (Barus, 2004).
Umumnya fotosintesis bertambah sejalan dengan bertambahnya intensitas cahaya sampai pada suatu nilai optimum tertentu (cahaya saturasi), diatas nilai tersebut cahaya merupakan penghambat bagi fotosintesis (cahaya inhibisi). Semakin ke dalam perairan intensitas cahaya akan semakin berkurang dan merupakan faktor pembatas sampai pada suatu kedalaman dimana fotosintesis sama dengan respirasi. Kedalaman perairan dimana proses fotosintesis sama dengan proses respirasi disebut kedalaman kompensasi (Effendi, 2003).
