BAB IV
METODOLOGI PENELITIAN
4.1 Pengumpulan Data
Data merupakan bagian yang sangat penting dalam penelitian. Oleh karena itu kelengkapan data akan membantu pengerjaan penelitian. Data yang dikumpulkan dikelompokkan ke dalam data primer dan data sekunder. Data sekunder yang diperlukan untuk menunjang penelitian ini meliputi data curah hujan daerah tangkapan, tata guna lahan, dan sebagian karakteristik daerah tangkapan waduk.
Data primer yang diambil meliputi konsentrasi nitrat pada air waduk dan tanah di daerah tangkapan, serta konduktivitas hidrolik daerah tangkapan. Pemeriksaan konsentrasi nitrat dalam air adalah untuk mengetahui kondisi waduk Cisanti terkait dengan eutrofikasi.
Selain itu, peta juga merupakan data penting yang digunakan dalam penelitian ini. Peta yang digunakan adalah peta Lebaksari yang masuk wilayah kabupaten Bandung keluaran Bakosurtanal tahun 2001. Adapun peta ini bukan termasuk peta digital yang dapat langsung diolah menggunakan software pembantu. Proses pengolahan pada peta untuk mendapatkan lokasi waduk Cisanti dan daerah tangkapan beserta segmentasinya.
4.2 Tahapan Pengembangan Model
Penelitian mengenai model kualitas dan kuantitas air di danau tropis ini dilakukan untuk mendapatkan satu alat bantu pengolahan sumber daya air. Dalam rangka mengembangkan model kuantitas dan kualitas air tersebut dilakukan berbagai studi penunjang. Hal ini dilakukan untuk melengkapi model yang akan dikembangkan.
Studi pertama yang dilakukan adalah studi pemrograman FORTRAN. Studi berkaitan dengan program yang digunakan dalam pengembangan model komputer. Bahasa FORTRAN dikembangkan oleh para pembuatnya untuk menjawab tantangan terhadap permasalahan-permasalahan numerik yang berkaitan dengan perhitungan, foormula- formula dan angka-angka. Bahkan pada awal tahun 90-an bahasa ini dipakai secara luas tidak hanya di bidang matematika murni saja, namun juga hingga disiplin ilmu lain seperti teknik sipil.
Pelaksanaan penelitian tugas akhir ini diawali dengan model perkiraan limpasan
pada daerah tangkapan segmen untuk memprediksi masukan nitrat dari curah hujan yang
melimpas di daerah tangkapan lokasi studi waduk, yaitu ISTFM atau Integrated System
Tropical Flow Model (Sudjono, 1995). Selanjutnya digunakan model kuantitas air pada
waduk yang diharapkan mampu memberikan output sedekat mungkin dengan kondisi nyata dari lokasi studi. Selanjutnya dikembangkan model komputer kualitas air waduk.
Model kualitas air waduk ini dibangun dengan menggunakan persamaan-persamaan untuk nitrogen dan algae oleh Brown dan Barnwell (1987). Pada studi kali ini, nitrat nitrogen menjadi nutrien pembatas yang digunakan sebagai parameter untuk mengevaluasi status trofik waduk. Dengan integrasi keseluruhan model komputer tersebut diharapkan dapat diamati kecenderungan tingkat trofik pada waduk Cisanti.
4.3 Penerapan Model
4.3.1 Penentuan Lokasi Waduk Cisanti
Waduk cisanti sebenarnya merupakan sebuah telaga atau situ dengan keliling waduk 2 km. Pada peta Lebaksari keluaran Bakosurtanal tahun 2001 tidak terdapat lokasi waduk Cisanti, sehingga lokasi waduk Cisanti pada peta didapat dengan cara memetakan secara manual koordinat titik-titik waduk Cisanti menggunakan software GIS-Arcview. Koordinat titik-titik waduk Cisanti didapat dengan bantuan alat Global Positioning System (GPS).
Hasil dari penentuan koordinat titik-titik waduk Cisanti dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel IV-1 Koordinat titik-titik waduk Cisanti hasil pengukuran melalui GPS.
Titik
Koordinat
Titik
Koordinat Lintang
Selatan Bujur Timur
Lintang
Selatan Bujur Timur
1 107 71 107
2 107 72 107
3 107 73 107
4 107 74 107
5 107 75 107
6 107 76 107
7 107 77 107
8 107 78 107
9 107 79 107
10 107 80 107
11 107 81 107
12 107 82 107
13 107 83 107
14 107 84 107
15 107 85 107
16 107 86 107
17 107 87 107
18 107 88 107
19 107 89 107
20 107 90 107
Titik
Koordinat
Titik
Koordinat Lintang
Selatan Bujur Timur
Lintang
Selatan Bujur Timur
21 107 91 107
22 107 92 107
23 107 93 107
24 107 94 107
25 107 95 107
26 107 96 107
27 107 97 107
28 107 98 107
29 107 99 107
30 107 100 107
31 107 101 107
32 107 102 107
33 107 103 107
34 107 104 107
35 107 105 107
36 107 106 107
37 107 107 107
38 107 108 107
39 107 109 107
40 107 110 107
41 107 111 107
42 107 112 107
43 107 113 107
44 107 114 107
45 107 115 107
46 107 116 107
47 107 117 107
48 107 118 107
49 107 119 107
50 107 120 107
51 107 121 107
52 107 122 107
53 107 123 107
54 107 124 107
55 107 125 107
56 107 126 107
57 107 127 107
58 107 128 107
59 107 129 107
60 107 130 107
61 107 131 107
62 107 132 107
63 107 133 107
64 107 134 107
65 107 135 107
66 107 136 107
67 107 137 107
68 107 138 107
Titik
Koordinat
Titik
Koordinat Lintang
Selatan Bujur Timur
Lintang
Selatan Bujur Timur
69 107 139 107
70 107 140 107
4.3.2 Penentuan Luas Daerah Tangkapan
Sebelum menentukan luas daerah tangkapan waduk Cisanti, terlebih dahulu dipetakan daerah tangkapan waduk Cisanti tersebut. Jika memetakan lokasi waduk Cisanti dibutuhkan koordinat-koordinat waduknya yang didapat dengan menggunakan GPS, maka lain halnya dengan memetakan daerah tangkapan waduk. Daerah tangkapan waduk dipetakan berdasarkan profil kontur yang terdapat pada peta kemudian disesuaikan dengan lokasi waduk yang telah dimunculkan, semuanya dilaksanakan dengan menggunakan software GIS-ArcView. Luas daerah tangkapan didapat dengan membandingkan skala bar pada peta terhadap perhitungan yang dilakukan berdasarkan software GIS-ArcView.
Gambar 4.1. Daerah tangkapan waduk Cisanti.
U
Legenda:
4.3.3 Segmentasi Daerah Tangkapan
Pembagian daerah tangkapan menjadi array dan segmen dilakukan untuk memudahkan perhitungan pergerakan debit limpasan permukaan tiap satuan waktu. Data yang diukur untuk tiap segmen adalah rata-rata dari lebar, panjang, luas dan kemiringan tiap-tiap segmen. Pengukuran dilakukan dengan cara manual dengan membandingkan panjang pada peta yang diukur dengan panjang lintang selatan dan bujur timur sebenarnya.
Gambar 4.2 Array (angka Romawi warna biru) dan segmen (angka Latin warna merah) daerah tangkapan waduk Cisanti beserta titik lokasi pengambilan sample air: (1) inlet waduk, (2) tengah waduk dan (3) outlet
waduk.
4.3.4 Penentuan Karakteristik Daerah Tangkapan Tiap Segmen
Karakteristik daerah tangkapan bagi tiap segmen yang perlu diketahui antara lain luas area, kemiringan, tata guna lahan, serta jenis tanah. Luas tiap daerah tangkapan dihitung dengan software seperti halnya pada penentuan luas permukaan segmen waduk.
Kemiringan lahan dihitung dengan pengukuran pada peta topografi. Adapun karakteristik lain sepeti tata guna lahan dan sifat tanah dapat diperoleh dari data-data primer dan sekunder.
I
II
III 1
1 1 19
19
14
U
Legenda:
(2) (3) (1)
4.3.5 Penetapan Jumlah Input Data
Data sekunder yang diperlukan bagi input data antara lain data curah hujan harian di lokasi studi, data kuantitas atau debit harian sungai utama, serta data kualitas sungai dan waduk. Penentuan jumlah input data dilakukan berdasar kelengkapan data sekunder yang ada selama jangka waktu tertentu. Selanjutnya jumlah input data ditetapkan dengan membagi jangka waktu pada data sekunder tersebut dengan time step ( t) tertentu.
4.4 Simulasi Model
Data-data input yang berhasil diperoleh selanjutnya dimasukkan dalam formula ISTFM untuk mendapatkan aliran limpasan pada setiap segmen waduk. Data-data ini diharapkan akan menghasilkan output kuantitas yang sedekat mungkin dengan situasi yang sebenarnya di waduk Cisanti. Data input kualitas air pada waduk dan limpasan digunakan bagi simulasi kualitas air waduk yang dilakukan dengan menggunakan program hasil pengembangan berdasar pada persamaan-persamaan untuk nitrogen dan algae oleh Brown dan Barnwell (1987) dengan nitrat nitrogen sebagai nutrien pembatas yang digunakan sebagai parameter untuk mengevaluasi status trofik waduk.
4.5 Analisa Hasil Pengolahan
Dari hasil simulasi model komputer dapat diketahui konsentrasi nitrogen pada waduk dan kita analisa kualitas air waduk tersebut berdasarkan parameter utamanya yaitu nitrat nitrogen, dimana lebih jauh kita dapat menganalisa status trofik waduk Cisanti tersebut. Diharapkan hasil analisa ini dapat membantu usaha pengendalian atau pencegahan terjadinya eutrofikasi yang merugikan. Adapun batas kandungan nutrien nitrat pada suatu sumber air permukaan telah diatur oleh pemerintah dalam Peraturan Pemerintah no 82 tahun 2001, seperti tersaji pada tabel IV-2.
Tabel IV-2 Batas Kandungan Nitrat dalam Peraturan Pemerintah no. 82 tahun 2001.
Parameter Satuan Kelas
Ket.
I II III IV
Nitrat, sebagai N mg/l 10 10 20 20
