Abstrak— Bencana semburan lumpur panas di Sidoarjo pada tanggal 29 Mei 2006 telah mengakibatkan kerugian di berbagai bidang, baik sosial, ekonomi, maupun ekologi. Salah satu upaya pengendalian lumpur adalah sebagian dialirkan ke Sungai Porong menuju laut dalam di Selat Madura.
Muara sungai merupakan bagian daerah pesisir yang memainkan peranan penting secara ekonomi, ekologi dan juga merupakan kawasan dengan ekosistem komplek. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perubahan kualitas air akibat buangan lumpur Sidoarjo pada Muara Kali Porong sesuai tolak ukur dari baku mutu yang diperbolehkan. Metode penelitian menggunakanpemodelanhidrodinamika dan model ecolab untuk penyebaran dari beberapa parameter kualitas air, yaitu COD, TSS, posfat, dan nitrat.Pada saat pasang, arus di Muara Porong bergerak ke arah hulu, sehingga penyebaran parameter kualitas air akan kecil di sekitar muara. Pada kondisi surut arus bergerak ke arah yang berlawanan sehingga distribusi parameter kualitas air akan bertambah besar di muara dibanding saat kondisi pasang. Kondisi parameter kualitas air yang paling signifikan, yaitu bernilai 34 mg/L untuk COD, 14.46 mg/L untuk nitrat, 30 mg/L untuk TSS, dan untuk posfat senilai 0.43 mg/L.Untuk tahap akhir, distribusi yang telah di simulasi akan dianalisa baku mutunya berdasarkan PP No. 82 Tahun 2001.
Kata kunci: lumpur Sidoarjo, hidrodinamika, ecolab, muara Kali Porong, kualitas air
I. PENDAHULUAN
encana semburan lumpur panas lapindo yang terjadi di Sidoarjo pada tanggal 29 Mei 2006mengakibatkan kerugian di berbagai bidang, baik sosial, ekonomi, maupun ekologi. Bencana tersebut menutupi atau menenggelamkan tanah, sawah, perkebunan dan pemukiman penduduk.
Prakiraan volume semburan lumpur Sidoarjoantara 50.000 – 120.000 m3/hari. Sehingga airyang terpisah dari endapan lumpur berkisar antara 35.000 – 84.000 m3
Terkait dengan adanya pembuangan lumpur tersebut akan mengakibatkan perubahan kualitas air pada Muara
Kali Porong. Dimana penurunan kualitas air akan menurunkan daya guna, hasil guna, produktivitas, daya dukung dan daya tampung dari sumberdaya air yang pada akhirnya akan menurunkan kekayaan sumberdaya alam.
Adapun penelitian sebelumnya yang telah dilakukan mengenai kondisi muara Porong dikaitkan dengan indeks klorofil-a dan TSS (Andriyono, 2010). Sedangkan penelitian tentang studi tingkat kekeruhan air di muara Porong yang banyak beredar adalah dengan pemodelan citra satelit (Bidayah, 2012; Handayani, 2013).
Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui dan memastikan perubahan kualitas air akibat buangan lumpur Sidoarjo pada Muara Kali Porong aman atau justru melebihi tolak ukur dari baku mutu yang diperbolehkan. Penelitian ini juga ingin mengetahui simulasi pemodelan pola penyebaran dari beberapa parameter kualitas air. Dimana beberapa indikator parameter tersebut yaitu COD, TSS, posfat, dan nitrat.
/hari (Buku Putih LUSI, KLH, 2006). Sekitar November 2006 lumpur Sidoarjo mulai dibuang melalui Kali Porong melalui outlet sekitar 20 km dari hulu sungai, dengan harapan debit air Sungai Porong dapat mengalirkan buangan lumpur Sidoarjo ke laut dalam di Selat Madura (BAPEL-BPLS, 2011).Upaya tersebut pastinya akan mempengaruhi muara Kali Porong, karena untuk menuju laut lumpur Sidoarjo akan melewati muara. Muara sungai merupakan bagian daerah pesisir yang memainkan peranan penting secara ekonomi, ekologi dan juga merupakan kawasan dengan ekosistem komplek.
II. URAIANPENELITIAN
Berikut ini adalah alur dari kegiatan yang dilakukan untuk menyelesaikan permasalahan dalam penelitian ini:
A. Model Hidrodinamika
Simulasi model hidrodinamika dilakukan untuk mendapatkan gambaran pola arus dan elevasi muka air di Muara Kali Porong (kawasan selat madura) untuk kondisipasang tertinggidan surut terendah.Dengan simulasi hidrodinamika ini dapat diketahui arah arus serta kecepatan arus dengan pemberian warna yang berbeda tiap kedalaman. Selain arus, juga akan didapat informasi mengenai pasang surut yang terjadi di Muara Porong.
B. Model Ecolab
Simulasi model ecoLab adalah modul yang cocok untuk pemodelan ekologi. Dimana pada ecolab akan dimodelkan menegenai ekosistem dalam air yang juga menyangkut kualitas air. Penelitian ini akan melakukan simulasi untuk penyebaran beberapa parameter untuk melihat dan mengetahui pencemaran air yang terjadi pada muara Kali Porong. Pada pemodelan nantinya akan disimulasikan parameter-parameter kualitas air untuk melihat nilai maupun pola penyebarannya dalam waktu tertentu. Beberapa parameter yang akan dimasukkan pada modul ecolab yaitu nilai COD, TSS, nitrat dan posfat.
Analisa Perubahan Kualitas Air Akibat
Pembuangan Lumpur Sidoarjo Pada Muara Kali Porong
Gita Angraeni(1), Suntoyo(2), dan Muhammad Zikra(3)
(1)Mahasiswa Teknik Kelautan ITS, (2),(3)
B
Staf PengajarTeknik Kelautan ITS
Teknik Kelautan, Fakultas Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail: suntoyo@gmail.com
C. Desain Model
Data input untuk simulasi ini terdiri dari batimetri, debit, kecepatan angin dan arah angin, serta pasang surut di lima boundary (Gambar 1) dan data parameter kualitas air.Data batimetri merupakan data sekunder yang didapatkan dari BPLS (2009). Simulasi model dilakukan selama sepuluh hari (240 jam).
Untuk lebih jelasnya, batasan model dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 1. Batasan Model
Kondisi
Batas Tipe Input
2
Specified
level Data pasang surut 3
Specified
level Data pasang surut 4
Specified
level Data pasang surut
5 Land -
6
Specified discharge
Data debit aliran sungai
Gambar 1. Desain Model Dan Boundary
III. HASILDANPEMBAHASAN
Setelah melalui tahap pengolahan data, maka akan diperoleh hasil serta pembahasannya.
A. Pasang Surut
Hasil simulasi hidrodinamika menghasilkan gambaran mengenai pasang surut. Berikut digambarkan dalam gambar 2.
Gambar 2. Grafik Pasang Surut Muara Kali Porong
Pada gambar 2 dijelaskan bahwa saat pasang tertinggi, muka air mencapai 3.3 m yang terjadi time step ke 71 pada pemodelan. Sementara saat surut terendah, tinggi muka air adalah 0.27 m yang terjadi time step ke 54 dari pemodelan.
B. Pola Arus
Simulasi hidrodinamika menghasilkan gambaran yang cukup jelas mengenai pola arus dan juga kecepatan arus pada saat pasang dan juga surut. Arah arus dan kecepatan arus disajikan pada gambar 3 dan gambar 4 dibawah ini.
Gambar 3. Pola Arus Pada Kondisi Surut
Pada gambar 3 diatas menjelaskansaat kondisi surut terendah arus bergerak ke arah hilir atau menuju muara sungai.
Gambar 4. Pola Arus Pada Kondisi Pasang
Dari gambar 4 diatas dapat dilihat pada saat kondisi pasang tertinggi, arus di Muara Porong bergerak ke arah hulu atau badan sungai.
Dari dua gambar yang disajikan juga diperoleh informasi bahwa kecepatan arus di badan sungai berkisar antara 0- 0.5 m/s sedangkan disekitar muara bernilai lebih kecil sekitar 0-0.3 m/s.
C. Pola Penyebaran Parameter Kualitas Air
Gambar 5. Distribusi COD Pada Kondisi Pasang
Dari gambar 5 diperoleh informasi bahwa untuk sebaran COD akan besar di badan sungai dan akan mengecil di sekitar muara. Pada sekitar badan sungai nilai COD akan mencapai 28.5mg/L yang ditandai warna merah pada pemodelan. Pada muara nilai COD paling besar hanya 19.5 mg/L yang ditandai warna hijau terang.
Gambar 6.Distribusi Nitrat Pada Kondisi Pasang.
Dari gambar 6 diperoleh informasi bahwa untuk sebaran nitrat akan besar di badan sungai dan di sudut pertemuan cabang muara sungai dengan nilai berkisar 11.2mg/L. Sedangkan di muara akan mengecil dengan nilai paling tinggi sekitar 9.6mg/L.
Gambar 7. Distribusi TSSPada Kondisi Pasang
Pada gambar 7 sebaran TSS memiliki nilai paling tinggi pada ujung dari badan sungai sekitar 28mg/L. Lalu nilai tinggi juga ditemukan pada ujung akhir batimetri dengan nilai 26.4 mg/L.
Gambar 8. Distribusi Posfat Pada Kondisi pasang tertinggi
Untuk nilai posfat dijelaskan pada gambar 8, bahwa nilai posfat di badan sungai dan muara tidak banyak berbeda atau hampir menyebar rata yaitu bernilai 0 – 0.16mg/L.
Gambar 9. Distribusi COD Pada Kondisi Surut
Saat kondisi surut sebaran nilai COD tidak berbeda jauh saat kondisi pasang. Dilihat dari gambar 9 nilai COD pada badan sungai mengalami penurunan menjadi27mg/L.
Pada muara nilai COD hanya mengalami sedikit kenaikan pada muara menjadi 21mg/L.
Gambar 10. Distribusi Nitrat Pada Kondisi Surut
Untuk nilai nitrat yang dijelskan pada gambar 10 diatas, pada badan sungai dan muara memiliki nilai sebaran yang sama saat pasang. Namun, di kondisi surut ini daerah muara mengalami perluasan area dengan nilai nitrat sebesar 9.6 mg/L.
Gambar 11. Distribusi TSSPada Kondisi Surut Terendah
Distribusi nilai TSS pada badan sungai dan muara memiliki nilai sebaran yang sama saat pasang. Namun, di kondisi surut ini daerah badan sungaimengalami penurunan nilai menjadi 27.2 mg/L.
Gambar 12. Distribusi Posfat Pada Kondisi Surut.
Dari gambar 12 dijelaskan untuk nilai posfat baik di badan sungai maupun muara hampir sama seperti saat kondisi pasang, hampir menyebar rata dengan nilai 0- 0.16mg/L.
D. Perubahan Kualitas Air
Simulasi untuk penyebaran parameter kualitas air akan disimulasikan selama 10 hari menggunakan modul ecolab untuk empat titik (gambar 12) disajikan pada grafik-grafik berikut.. Dimana lokasi keempat titik diambil karena menyesuaikan dengan titik-titik dari data sekunder.
Gambar 13 Lokasi Titik Pada EcoLab
Setelah dilakukan simulasi penyebaran parameter- parameter kualitas air selama 10 hari (240 step).
Penyebaran yang dihasilkan adalah untuk 4 titik yang disamakan dengan titik pengukuranparameter untuk memudahkan proses validasi model nantinya.
Hasil analisa perubahan kualitas air pada muara Porong akan dianalisa berdasarkan PP No. 82 Tahun 2001 tentang tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air . Berikut adalah Perbandingan hasil simulasi untuk masing-masing nilai parameter yang paling signifikan dengan aucuan kriteria baku mutu Muara Kali Porong (Kelas Air III) berdasarkan PP No. 82 Tahun 2001 disajikan dalam tabel dibawah ini.
Tabel 2. Analisa Perubahan Kualitas Air Muara Porong
Parameter
Hasil Sebaran Paling Besar
(mg/L)
Kriteria Baku Mutu Muara Kali Porong
(mg/L)
COD 34,00 50
Nitrat 14,46 20
TSS 30,00 400
Posfat 0,43 1
Dari tabel diatas dapat diketahui informasi bahwa kualitas air pada Muara Kali Porong setelah pembuangan lumpur Sidoarjo masih dalam kriteria aman, dikarenakan hasil nilai sebaran parameter-parameter kualitas air tidak satupun yang melebihi standar baku mutu Muara Kali Porong (Kelas Air III) yang terdapat pada PP No. 82 Tahun 2001.
E. Perubahan Kualitas Air
Kalibrasi model hidrodinamika dilakukan menggunakan formula RMSE (root mean square error).
Didapatkan hasil yang ditampilkan pada tabel dibawah ini.
Tabel 3. Kalibrasi Model Hidrodinamika
Validasi model ecolab dilakukan dengan mengambil titik 4 sebagai hasiloutput pada simulasi dengan 3 titik
sebagai input simulasi dan akan dibandingkan dengan hasilpengukuran di titik 4 pada kondisi jam yang sama.
Berikut ditampilkan perbandingan hasil model dan data pengukuran di titik 4.
Tabel 4. Perbandingan Nilai Indikator Hasil Model Dengan Data Sekunder
Indikator Nilai Data Sekunder
(mg/L)
Nilai Hasil Model (mg/L)
COD 14 13.4092
Nitrat 3.87 3.45359
Posfat 0.26 0.0628224
TSS 26 25.5836
Dari kedua hasil validasi model memiliki nilai kesalahan yang kecil terhadap keadaan nyata di lapangan.
IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
Setelah melakukan analisis data dan pembahasan, maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut.
Dari analisis yang telah dilakukan, maka dapat diperoleh beberapa kesimpulan sebagai berikut:
1. Karakteristik pola sebaran aliran di Muara Porong dapat dijelaskan sebagai berikut:
a) Pada saat kondisi menuju pasang dan pasang tertinggi, arus di Muara Porong bergerak ke arah hulu dan pada kondisi menuju surut dan surut terendah arus bergerak ke arah yang berlawanan.
b) Besar kecepatan arus di badan sungai dari hasil simulasi adalah sekitar 0.0 – 0.5 m/s, sementara di daerah muara kecepatan arus sedikit lebih kecil, yaitu sekitar 0.0 – 0.3 m/s.
2. Pola penyebaran parameter kualitas air di daerah Muara Porong dapat dijelaskan sebagai berikut:
a). Pada kondisi pasang, nilai COD di badan sungai dari hasil simulasi adalah sekitar 19-28.5 mg/L, sementara di daerah muarasedikit lebih kecil, sekitar 10.5-19.5 mg/L. Untuk nilai nitrat di badan sungai adalah sekitar 5.6-11.2mg/L, sementara di daerah muara, sekitar 1.6-9.6mg/L. Besar nilai TSS di badan sungai adalah sekitar 20.8-28 mg/L, sementara di daerah muara, yaitu sekitar 18.4 -26.4mg/L.
Sedangkan nilai posfat di badan sungai dan daerah muara adalah sekitar 0 – 0.16mg/L.
b). Pada saat kondisi surut, nilai COD di badan sungai dari hasil simulasi adalah sekitar18-27mg/L, sementara di daerah muarayaitu sekitar 10.5–
21mg/L. Untuk nilai nitrat di badan sungai adalah sekitar 6.4 – 11.2mg/L, sementara di daerah muarasekitar 1.6– 9.6mg/L. Besar nilai TSS di badan sungai adalah sekitar 20.8 – 27.2mg/L, sementara di daerah muara, sekitar 17.6– 26.4mg/L. Sedangkan nilai posfat di badan sungai dan daerah muara adalah sekitar 0 – 0.16mg/L.
3. Kualitas air pada Muara Kali Porong setelah pembuangan lumpur Sidoarjo masih dalam kriteria aman, dikarenakan hasil nilai distribusi parameter-parameter kualitas air tidak satupun yang melebihi standar baku mutu Muara Kali Porong (Kelas Air III) yang terdapat pada PP No. 82 Tahun 2001, dengan hasil nilai sebaran paling signifikan, yaitu34 mg/L untuk COD, 14.46 mg/L untuk Letak RMSE Error (%)
Point 1 0,1515251 2,948244947 Point 2 0,1422913 2,712450542 Point 3 0,0766318 1,240078169 Point 4 0,042126 1,25663045
nitrat, 30 mg/L untuk TSS, dan untuk posfat senilai 0.43 mg/L.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada semua pihak yang telah membantu, memberikan motivasi, dan semangat. Untuk keluarga Jurusan Teknik Kelautan FTK - Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya, kepada dosen pembimbing yang telah memberi ilmu dan membantu penulis selama ini.
DAFTARPUSTAKA
[1] Bachtiar, Huda.,dkk. 2011. Model Sederhana 2- Dimensi Arah Pergerakan Sedimen Di Sungai Porong Jawa Timur.
[2] Badan Pelaksana-Badan Penanggulangan Lumpur Lapindo (BAPEL-BPLS). 2011. Peranan Kali Porong Dalam Mengalirkan Lumpur Sidoarjo ke Laut.
[3] DHI. 2012. MIKE ZERO Mesh Generator Step-By- Step Training Guide.
[4] DHI. 2013. Mike Zero Project Oriented Water Modelling Step By Step Training Guide.
[5] Hutamadi, R., dkk. 2008. “Penelitian Tindak Lanjut Endapan Lumpur di Daerah Porong Kabupaten Sidoarjo Jawa Timur. Proceeding Pemaparan Hasil- Hasil Kegiatan Lapangan dan Non Lapangan, Pusat Sumber Daya Geologi.
[6] Liyani. 2013. “Analisa Perubahan Morfologi Muara SungaiPorong Akibat Sedimentasi Lumpur Sidoarjo, Jawa Timur”. Thesis Program Magister Bidang Keahlian Teknik Dan Manajemen Pantai. Jurusan Teknik Kelautan Fakultas Teknologi Kelautan ITS.
Surabaya.
[7] Mukhtasor. 2007. Pencemaran Pesisir dan Laut.
Pradnya Paramita,Jakarta.
[8] Peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 61 Tahun 2010 Tentang Penetapan Kelas Air Pada Air Sungai.
[9] PP 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air.
[10] Orlando, Doni., Yuanita dan Wurjanto. 2011. Studi Pengamanan Dan Pemeliharaan Pangkalan Pendaratan Ikan (Ppi) Cikidang,Kabupaten Ciamis. Program Magister Manajemen Pengelolaan Sumber Daya Air.
Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung.
[11] Triatmodjo. 1999. Teknik Pantai. Beta Offset,
Yogyakarta.
[12] Azar, M. Rian., Wurjanto dan Nita. 2011. Studi
Pengamanan Pantai Tipe Pemecah Gelombang Tenggelam Di Pantai Tanjung Kait. Program Magister Manajemen Pengelolaan Sumber Daya Air. Fakultas Teknik Sipil dan Lingkungan Institut Teknologi Bandung.
[13] Suntoyo, dkk. 2013. Laporan AkhirPenelitian
Kerjasama Internasional.
