Volume XX Nomor XX : XX-XX https://doi.org/10.21776/ub.jsal.202x.00x.0x.x
Pemodelan Sebaran BOD di Sungai Kalimas Menggunakan WASP (Modelling BOD Distribution in Kalimas River Using WASP)
Zuniarticha Nurmala Afidah1*, Ummul Khoir2 *, M Rasya Yusufa Zahran3 Universitas Islam Negeri Sunan Ampel Surabaya, Jl. Ir Soekarno No. 682
Gunung Anyar, Surabaya, Jawa Timur (60294), Indonesia
*Email korespondensi : [email protected]1,[email protected]2
ABSTRAK
Sungai kalimas merupakan salah satu aliran air utama yang mengalir melalui daerah perkotaan yang menjadi salah satu fokus perhatian masyarakat. Pada penelitian ini bertujuan untuk menyelidiki dan memahami kualitas air Sungai Kalimas dengan menggunakan parameter Biological Oxygen Demand (BOD), yang merupakan jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh mikroorganisme dalam proses dekomposisi bahan organik. Model Water Analysis Simulation Program (WASP) merupakan alat yang akan diterapkan pada penelitian kali ini, penelitian ini akan mengevaluasi sebaran BOD di sepanjang sungai, mengidentifikasi sumber pencemaran organik, dan menganalisis dampak perubahan penggunaan tanah. Selain itu penelitian ini mengeksplorasi variabel lingkungan serta merumuskan strategi mitigasi untuk meningkatkan kualitas air sungai.
Kata kunci: BOD, Sungai Kalimas, WASP
ABSTRACT
The Kalimas River is one of the main waterways that flows through urban areas and is one of the focuses of public attention. This research aims to investigate and understand the water quality of the Kalimas River using the Biological Oxygen Demand (BOD) parameter, which is the amount of oxygen consumed by microorganisms in the process of decomposition of organic matter. The Water Analysis Simulation Program (WASP) model is the tool that will be applied in this research. This research will evaluate the distribution of BOD along the river, identify sources of organic pollution, and analyze the impact of changes in land use. Apart from that, this research explores environmental variables and formulates mitigation strategies to improve river water quality.
Keywords: BOD, Kalimas River, WASP
PENDAHULUAN
Sungai menjadi salah satu sumber air baku yang digunakan dalam pengolahan air minum. Banyaknya sungai yang tersebar di seluruh Indonesia menjadi salah satu keuntungan bagi masyarakat untuk dapat dengan mudah mendapatkan akses terhadap air. Akan tetapi, pada perkembangannya sungai mengalami penurunan kualitas air dengan berbagai parameter yang melebihi baku mutu yang telah ditetapkan. Kualitas air sungai merupakan hal yang sangat menjadi perhatian karena sungai adalah sumber daya untuk pertanian, penggunaan rumah tangga, pembangkit listrik tenaga air, pariwisata, transportasi, dan lainnya. Akumulasi industri dan kegiatan pada wilayah perkotaan yang berada di dekat sungai menghasilkan sejumlah besar air limbah yang masuk ke sungai dan merusak kualitas air sungai dari tahun ke tahun (Sharma, et al., 2022).
Volume XX Nomor XX : XX-XX https://doi.org/10.21776/ub.jsal.202x.00x.0x.x Sungai Kalimas sebagai salah satu sungai yang terletak pada jalur air utama di wilayah inti Kota Surabaya, mengalami tantangan signifikan terkait kualitas airnya yang dipengaruhi oleh meningkatnya aktivitas industri, urbanisasi, dan pertumbuhan populasi. Kesadaran masyarakat terhadap kesehatan ekosistem sungai dan dampaknya pada kesejahteraan masyarakat semakin meningkat (Aidatul Fitriyah et al., 2022). Dalam menilai kesehatan ekosistem sungai, parameter Biochemical Oxygen Demand (BOD) menjadi kunci dalam mengukur jumlah oksigen yang dikonsumsi oleh mikroorganisme dalam dekomposisi bahan organik. Perubahan signifikan dalam kualitas air Sungai Kalimas menjadi pusat perhatian, selain itu, pemahaman yang mendalam tentang distribusi dan dinamika BOD menjadi penting (Bayu Andika et al., 2020). Perbedaan besar antara tingkat BOD di hulu dan hilir menandakan akumulasi polutan dalam sungai (Pathak & Mishra, 2020). Maka perlu dilakukan penelitian lebih mendalam mengenai penyebaran konsentrasi BOD di sungai Kalimas.
Untuk mengatasi kompleksitas ini, pendekatan ilmiah diperlukan dalam mengidentifikasinya. Water Quality Analysis Simulation Program (WASP) muncul sebagai alat pemodelan yang sangat bermanfaat. Melalui simulasi interaktif, WASP memungkinkan pengamatan berbagai parameter kualitas air, termasuk BOD (Randhy shally et al., 2019). Faktor-faktor seperti suhu air, aliran sungai, dan beban pencemaran diperhitungkan untuk memberikan pandangan yang berbeda terhadap kondisi sungai dan memungkinkan pengembangan strategi perlindungan lingkungan yang lebih efektif.
Penerapan WASP dalam pemodelan BOD di Sungai Kalimas diharapkan dapat memberikan detail lebih lanjut mengenai tingkat pencemaran organik serta memungkinkan identifikasi sumber pencemaran.Oleh karena itu, strategi mitigasi yang lebih efektif bisa dirancang dalam mendukung perencanaan wilayah berkelanjutan dan pencegahan degradasi lingkungan. Penelitian ini tidak hanya menyajikan gambaran menyeluruh tentang kualitas air Sungai Kalimas, tetapi juga menjadi dasar untuk pengembangan kebijakan berbasis bukti guna menjaga kelestarian ekosistem sungai sebagai objek vital bagi keseimbangan lingkungan.
BAHAN DAN METODE 2.1 Gambaran Wilayah Penelitian
Sungai Kalimas merupakan lokasi yang dimodelkan pada penelitian ini dengan total panjang sungai yang disimulasikan sepanjang 15 km dan dibagi menjadi 3 segmen. Panjang masing-masing segmen mempunyai rentang 5 km. Pembagian segmen ini bertujuan memudahkan peneliti dalam memahami kondisi di lapangan pada setiap segmen di wilayah penelitian. Pembagian ruas segmen dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1 Pembagian Ruas Segmen (Sumber: Hasil Analisa, 2023)
Volume XX Nomor XX : XX-XX https://doi.org/10.21776/ub.jsal.202x.00x.0x.x Pembagian segmen Sungai Kalimas beserta identifikasinya terdapat pada tabel di bawah.
Tabel 1 Pembagian Segmen Sungai Kalimas
No Segmen Elevasi Panjang Lebar
1 Segmen 1 (Hulu)
9 m
5 km
100 m
7 m 68 m
2 Segmen 2 (Tengah)
7 m
5 km
68 m
8 m 40 m
3 Segmen 3 (Hilir)
8 m
5 km
40 m
8 m 38 m
(Sumber: Data Hasil Analisa, 2023) 2.2 Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian menggunakan metode kualitatif dengan pendekatan software WASP. Model WASP digunakan untuk menentukan strategi pengendalian pencemaran dengan mensimulasikan debit sungai minimum dan maksimum serta berbagai reduksi beban pencemaran (Hindriani dkk, 2013).
2.3 Pengambilan Data dan Pengolahan Data
Penelitian ini melibatkan parameter hidrologi dan kualitas air. Parameter hidrologi yang digunakan adalah debit air, panjang, dan lebar sungai, serta kedalaman sungai. Sedangkan parameter kualitas air yang digunakan adalah parameter BOD. Sumber data yang digunakan pada penelitian ini merupakan data sekunder berupa riwayat parameter air sungai dan hidrologi, serta nilai parameter klimatologi.
Data riwayat parameter air sungai diambil dari hasil penelitian (Pambudi, 2022) . Data hidrologi air sungai diambil melalui Google Earth. Data terkait klimatologi (suhu udara, intensitas matahari, dan kecepatan angin) diperoleh dari BMKG Tanjung Perak melalui penelitian (Negoro, 2023).
HASIL DAN PEMBAHASAN 3.1 Hasil Analisa
Hasil analisa diambil dari penelitian (Pambudi, 2022) terbagi menjadi dua bagian, yairu data kualitas parameter air dan data kualitas parameter hidrolika. Data hasil analisa kualitas air Sungai Kalimas seperti pada Tabel 2 berikut:
Tabel 2 Data Kualitas Air Sungai Kalimas
Titik Sungai BOD
Segmen 1 (Hulu) 15 mg/L
Segmen 2 (Tengah) 7,01 mg/L
Segmen 3 (Hilir) 3 mg/L
(Sumber: Pambudi, 2022)
Volume XX Nomor XX : XX-XX https://doi.org/10.21776/ub.jsal.202x.00x.0x.x Hasil parameter hidrolika yang mencakup debit sungai, kecepatan dan kedalaman rata-rata sungai diambil dari penelitian (Pambudi, 2022) yang terdapat pada Tabel 3 berikut:
Tabel 3 Data Parameter Hidrolika
Titik Sungai Kecepatan Debit Kedalaman
Segmen 1 (Hulu) 0,62 47,18 2,93
Segmen 2 (Tengah) 0.52 39,45 2,87
Segmen 3 (Hilir) 0.58 29,86 3,6
(Sumber: Pambudi, 2022)
Pemilihan segmen didasarkan pada hilir yang langsung menuju laut Kenjeran sebagai muaranya.
Segmen hulu bermula dari pintu air Kali Jagir yang merupakan pertemuan antara cabang sungai Surabaya dan Sungai Brantas. Sehingga dimungkinkan banyaknya pencemar yang terbawa dari point source dan non point source menuju ke hilir. Simulasi sebaran BOD dilakukan untuk mengetahui luasan daerah aliran air sungai yang berpotensi tercemar.
3.2 Simulasi Pola Sebaran BOD
Periode waktu simulasi model sebaran BOD dilakukan selama 24 jam mulai pukul 00:00 hingga 23.00.
Kemudian menginput Time Function yang dibutuhkan selama waktu simulasi pada Tabel 4. berikut:
Tabel 4 Time Function BMKG Tanjung Perak
Solar (Watts/ms) Air Temperature (C) Wind Speed (m/s)
Time Result Time Result Time Result
00:00 0 00:00 25,40 00:00 1,505
01:00 0 01:00 24,60 01:00 1,505
02:00 0 02:00 24,80 02:00 0,000
03:00 0 03:00 24,60 03:00 1,003
04:00 0 04:00 24,60 04:00 1,003
05:00 0 05:00 0,00 05:00 0,000
06:00 20,24 06:00 0,00 06:00 0,000
07:00 159,44 07:00 28,60 07:00 2,006
08:00 330 08:00 30,00 08:00 0,000
09:00 533,48 09:00 31,40 09:00 2,508
10:00 611 10:00 3200 10:00 1,505
11:00 732,59 11:00 30,40 11:00 3,009
12:00 925,61 12:00 28,20 12:00 2,508
Volume XX Nomor XX : XX-XX https://doi.org/10.21776/ub.jsal.202x.00x.0x.x
13:00 980,76 13:00 29,20 13:00 1,505
14:00 300,13 14:00 28,40 14:00 3,009
15:00 721,09 15:00 28,40 15:00 2,508
16:00 617,2 16:00 27,40 16:00 1,505
17:00 432,21 17:00 26,40 17:00 3,511
18:00 150,56 18:00 26,40 18:00 4,012
19:00 39,2 19:00 26,40 19:00 2,006
20:00 0 20:00 26,00 20:00 0,000
21:00 0 21:00 26,00 21:00 0,000
22:00 0 22:00 26,00 22:00 0,000
23:00 0 23:00 25,80 23:00 0,000
(Sumber: Negoro, 2023)
Setelah itu, menghitung slope (kemiringan rata-rata) sungai dengan rumus sebagai berikut:
𝑆 = 𝐻
0,9 × 𝐿 Keterangan :
S = kemiringan rata-rata sungai
H = beda tinggi antara titik pengamatan dengan titik terjauh sungai L = panjang sungai
Sehingga didapatkan perhitungan sebagai berikut:
𝑆 = 0,9( × 9−158.)000 𝑆 = 7,4 × 10−5
Setelah menginput semua data, maka didapatkan grafik hasil sebaran BOD selama 24 jam sebagai berikut:
Gambar 2 Grafik Hasil Sebaran BOD (Sumber: Data Hasil Analisa, 2023)
Volume XX Nomor XX : XX-XX https://doi.org/10.21776/ub.jsal.202x.00x.0x.x Hasil simulasi parameter Biological Oxygen Demand (BOD) air Sungai Kalimas menunjukkan bahwa di lokasi titik segmen 1 (hulu) memiliki nilai maksimum sebesar 2,876 mg/L dengan nilai rata-rata 13,169 mg/L; titik segmen 2 (tengah) memiliki nilai maksimum sebesar 39,132 mg/L dengan nilai rata-rata 33,144 mg/L; dan titik segmen 3 (hilir) memiliki nilai maksimum sebesar 14,791 mg/L dengan rata- rata 2,264 mg/L. Berikut merupakan data hasil rekapitulasi time series parameter BOD dengan jangka waktu per jam, pada Gambar 3.
Gambar 3 Data Rekapitulasi Hasil Simulasi BOD (Sumber: Data Hasil Analisa, 2023)
Sebaran BOD yang terjadi pada segmen hulu, hilir, dan tengah mengalami perbedaan yang cukup signifikan dengan persebaran terjadi paling tinggi berada pada segmen tengah pada waktu setelah jam kerja berakhir. Hal tersebut dapat mengindikasikan adanya pencemaran dari point source dan non point source yang berada pada tepi sungai di segmentasi tengah. Segmentasi tengah yang terletak pada Kecamatan Genteng dimana terletak di pusat Kota Surabaya dinilai menjadi segmen dengan sebaran BOD paling tinggi.
UCAPAN TERIMA KASIH
Peneliti mengucapkan terima kasih serta ingin mempersembahkan hasil penelitian ini kepada:
1. Allah SWT pencipta alam semesta yang telah memberikan karunia sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas ini dengan tepat waktu.
2. Orang tua penulis yang telah memberikan semangat, do’a, dan dukungan dalam mengerjakan tugas ini.
3. Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Negeri Sunan Ampel Surabaya.
4. Dosen Pengampu, Ibu Dr. Dian Candra Rini Novitasari, M.Kom yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas ini.
5. Seluruh pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan tugas ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Volume XX Nomor XX : XX-XX https://doi.org/10.21776/ub.jsal.202x.00x.0x.x DAFTAR PUSTAKA
Jouanneau, S., Recoules, L., Durand, M. J., Boukabache, A., Picot, V., Primault, Y., ... & Thouand, G.
(2014). Methods for assessing biochemical oxygen demand (BOD): A review. Water research, 49, 62-82.
Pambudi, M. R., Purnomo, Y. S., JAR, N. R., & Cahyonugroho, O. H. (2022). Identifikasi Kualitas Air Sungai Kalimas Menggunakan Pemodelan QUAL2kw. INSOLOGI: Jurnal Sains dan Teknologi, 1(6), 870-879.
Pathak, S. S., & Mishra, P. (2020). A review of the Ganga river water pollution along major urban centres in the state of Uttar Pradesh, India. Int. Res. J. Eng. Technol, 7(3), 1202-1210.
Sharma, R., Kumar, R., Sharma, D. K., Sarkar, M., Mishra, B. K., Puri, V., ... & Nhu, V. H. (2022). Water pollution examination through quality analysis of different rivers: a case study in India.
Environment, Development and Sustainability, 24(6), 7471-7492.
Negoro, Y.T (2023). Analisis Model Kualitas Air Daerah Aliran Sungai Dengan Water Quality Analysis Simulation Program (WASP).
