11
3. METODE PENELITIAN
3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian Kegiatan penelitian dibagi dalam dua tahap, yaitu kegiatan penelitian pendahuluan dan penelitian utama. Masing-masing kegiatan tersebut dilakukan di lapang pada bulan Maret 2012. Penelitian dilaksanakan di Sungai Cicendo sampai Waduk Cirata, Jawa Barat. Peta lokasi penelitian tertera pada Gambar 3.
3.2 Alat dan Bahan Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian
mengacu pada standar
APHA (2005). Alat dan bahan tersebut tertera pada Tabel 2 dan Lampiran 1.
Tabel 2. Alat dan bahan untuk melakukan pengamatan (APHA 2005). Parameter Fisika Kecepatan aliran Suhu Kekeruhan Debit Kedalaman Kimia Oksigen terlarut (dissolved oxygen/DO)
Unit
Metode/Alat
Keterangan
m.detik-1 °C NTU L.detik-1 m
Flow meter Termometer Turbidity meter Cross section Tali berskala
In situ In situ Ex situ In situ In situ
mg.L-1
DO meter
In situ
3.3 Pelaksanaan Penelitian 3.3.1 Penelitian pendahuluan Penelitian pendahuluan dilakukan untuk mendapatkan lokasi penelitian yang tepat. Tahap ini meliputi survei terhadap beberapa sungai yang menjadi inlet Waduk Cirata. Adapun beberapa hal yang menjadi pertimbangan dalam kegiatan survei tersebut antara lain kegiatan di sekitar sungai, kondisi sungai, serta nilai DO sungai tersebut.
41'24"
12
PETA LOKASI PENELITIAN SUNGAI CICENDO-WADUK CIRATA JAWA BARAT
Outlet (DAM)
Inlet
42'36"
Legenda :
: Lokasi penelitian Sungai Cicendo : Jalan Raya : Waduk Cirata
43'48"
Inlet
: Sungai : Daratan
45'00"
5,96 Km
Inlet Inlet Inlet
Disiapkan Oleh : Wening Muriasih (C24080032) Sumber : - Google Earth, 2012 - Observasi Lapang, 2012
06°47'24" LS
46'12"
Inlet
Inlet Jawa Barat
Inlet
107°15'00" BT
17'24"
19'48"
Gambar 3. Peta lokasi penelitian
22'12"
24'36"
13 Berdasarkan hasil survei, dipilih Sungai Cicendo sebagai lokasi yang tepat untuk penelitian ini. Aliran Sungai Cicendo langsung masuk ke Waduk Cirata, tanpa terhalang oleh vegetasi maupun aktivitas pemancingan. Selain itu, wilayah pertemuan antara sungai dengan waduk dapat dibedakan dengan jelas, seperti yang tertera pada Gambar 4. Hal yang selanjutnya dilakukan untuk memastikan bahwa Sungai Cicendo merupakan sungai yang benar-benar cocok untuk dijadikan lokasi penelitian adalah dengan mengukur nilai DO dari sungai tersebut dan dibandingkan dengan DO ratarata di Waduk Cirata. Pengukuran DO dilakukan pada siang hari. Berdasarkan hasil pengukuran tersebut, diperoleh nilai DO Sungai Cicendo sebesar 8,5 mg.L-1 dan DO rata-rata Waduk Cirata yaitu 6 mg.L-1. Dengan demikian, Sungai Cicendo dipilih sebagai lokasi penelitian ini dengan kemungkinan sungai tersebut dapat berperan sebagai pemasok DO terhadap waduk. 3.3.2 Penentuan stasiun pengambilan contoh Penentuan stasiun pengambilan contoh dilakukan dengan metode pengambilan contoh acak berlapis (stratified random sampling). Stasiun pengambilan contoh ditentukan berdasarkan keterwakilan wilayah perairan Sungai Cicendo sampai Waduk Cirata. Secara garis besar, wilayah pengambilan contoh dibagi menjadi tiga bagian, yaitu bagian sungai, bagian pertemuan sungai dengan waduk (transisi), dan bagian waduk. Stasiun pengambilan contoh (Stasiun 1-9) ditentukan secara acak pada setiap bagian dan ditetapkan tiga substasiun (a, b, c) pada setiap stasiun tersebut, kecuali stasiun pada bagian sungai.
Stasiun pengambilan contoh
selanjutnya tertera pada Tabel 3 dan Gambar 4. 3.3.3 Penelitian utama Penelitian utama dilakukan untuk mengetahui penyebaran oksigen terlarut yang berasal dari Sungai Cicendo sampai di Waduk Cirata dengan pendekatan perubahan nilai DO beserta parameter fisika yang mendukung. Beberapa parameter fisika tersebut adalah kecepatan arus, suhu, dan kekeruhan. Setiap wilayah perairan, yaitu sungai dan waduk, memiliki karakteristik tersendiri, baik dari nilai DO maupun parameter fisikanya.
Selain nilai DO,
kecepatan arus pada sungai menjadi dasar pendugaan penyebaran DO dari sungai sampai waduk. Pertemuan antara sungai dengan waduk menyebabkan terjadinya
14 percampuran massa air sungai dengan massa air waduk. Massa air sungai yang memiliki kecepatan arus dan debit tertentu akan mengalami pergerakan aliran dan menggantikan massa air waduk sebelum akhirnya mengalami pencampuran.
Tabel 3. Stasiun pengambilan contoh Bagian Sungai Cicendo
Pertemuan sungai dengan waduk
Waduk Cirata
Stasiun 1 2 3 4 a 5 b c a 6 b c a 7 b c a 8 b c a 9 b c
Lintang Selatan 6° 45' 9,00" 6° 45 '8,92" 6° 45' 8,68" 6° 45' 8,40" 6° 45' 8,60" 6° 45' 8,80" 6° 45' 9,20" 6° 45' 12,56" 6° 45' 12,64" 6°45' 13,43" 6° 45' 15,93" 6° 45' 16,91" 6° 45' 17,60" 6° 45' 22,90" 6° 45' 24,70" 6° 45' 25,90" 6° 45' 19,22" 6° 45' 21,54" 6° 45' 23,30"
Bujur Timur 107° 21' 11,00" 107° 21' 10,52" 107° 21' 9,84" 107° 21' 8,80" 107° 21' 6,81" 107° 21' 7,21" 107° 21' 7,35" 107° 21' 4,86" 107° 21' 6,38" 107° 21' 7,66" 107° 21' 0.15" 107° 21' 0.50" 107° 21' 1.20" 107° 20' 50,50" 107° 20' 50,90" 107° 20' 49,50" 107° 20' 45,37" 107° 20' 43,85" 107° 20' 40,70"
Proses pencampuran air sungai dengan waduk terjadi secara bertahap. Melalui proses ini pula akan terjadi pencampuran DO yang terbawa aliran sungai dengan DO waduk. Nilai DO yang pada mulanya tinggi pada bagian sungai akan menurun sesuai dengan aliran menuju waduk. Nilai ini akan semakin menurun hingga massa air sungai bercampur dengan massa air waduk sehingga menghasilkan DO yang mendekati DO rata-rata waduk. Demikian pula halnya dengan yang terjadi pada parameter lain seperti suhu dan kekeruhan. Oleh karena itu, hal ini juga didukung oleh nilai suhu dan kekeruhan sehingga pendugaan penyebaran DO menjadi lebih kuat.
45'07.2"
15
5b 5a 5c
4
3 2 1
S. Cicendo
Kab. Bandung Barat
PETA LOKASI PENGAMBILAN CONTOH Legenda :
6b
45'14.4"
6a
: Lokasi pengambilan contoh : Sungai Cicendo
6c
: Waduk Cirata : Daratan
7a 7b 7c
314 m
9a 45'21.6"
Waduk Cirata Cipeundeuy
9b
Disiapkan Oleh : Wening Muriasih (C24080032) Sumber : - Google Earth, 2012 - Observasi Lapang, 2012
8a
9c
8b 8c 06°45'28.8" LS
Kab. Bandung Barat Waduk Cirata
107°20'38.4" BT
20'49.2"
21'00"
Gambar 4. Stasiun pengambilan contoh
21'10.8"
16 3.3.4 Pengumpulan data 3.3.4.1 Penentuan oksigen terlarut (dissolved oxygen/DO) Aliran masuk (inflow) berperan sebagai salah satu sumber DO dalam perairan (Wetzel 2001). Aliran tersebut dapat berperan sebagai pemasok DO jika DO yang dibawanya melebihi DO pada perairan yang dituju. DO selanjutnya digunakan untuk respirasi organisme dan dekomposisi bahan organik. Pada penelitian ini, penyebaran DO diduga dari perubahan nilai DO beserta parameter fisika sungai hingga menuju waduk.
Pengukuran DO pada sungai
dilakukan pada bagian tepi dan tengah sungai sehingga dianggap mewakili DO sungai, sedangkan debit hanya diukur pada satu titik di sungai.
Selanjutnya,
pengukuran tersebut dilakukan sepanjang aliran sungai hingga memasuki wilayah waduk. Pertemuan antara sungai dengan waduk menyebabkan massa air sungai akan teraduk. Hal ini berhubungan dengan nilai DO sungai yang juga akan bercampur dengan DO waduk. Massa air yang tercampur merata menyebabkan tidak adanya perbedaan yang signifikan pada setiap lapisan kedalaman.
Hal ini terjadi pada
bagian waduk yang sangat dekat dengan sungai atau yang merupakan muara bagi sungai pemasok air ke waduk. Oleh karena itu, pengukuran DO di waduk hanya dilakukan pada lapisan permukaan sehingga akan menghasilkan penyebaran DO dari sungai sampai permukaan waduk saja. 3.3.4.2 Parameter fisika Parameter fisika diukur sebagai pendukung pendugaan penyebaran DO. Parameter fisika yang diukur meliputi kedalaman, suhu, kecepatan aliran (arus), debit sungai, dan kekeruhan.
Seluruh parameter tersebut diukur secara in situ,
kecuali kekeruhan, dengan menggunakan alat sebagaimana yang tertera pada Tabel 2. Pengukuran parameter fisika perairan, kecuali debit, dilakukan pada setiap titik pengambilan contoh air untuk analisis DO. Pengukuran debit sungai hanya dilakukan pada Stasiun 1. Pengukuran debit tersebut mengacu pada Rahayu et al. (2009) yaitu dengan pembagian lebar dan badan sungai serta dilakukan pengukuran kecepatan arus pada setiap bagian.
Debit setiap bagian tersebut didapat dari
perkalian antara luas (lebar x kedalaman) dan kecepatan arus sungai. Kemudian,
17 debit sungai didapat dari penjumlahan setiap debit pada bagian sungai yang telah dihitung tersebut. 3.3.5 Analisis data 3.3.5.1 Analisis ragam satu arah (One-way Anova) Analisis ragam satu arah (One-way Anova/Anova satu arah) adalah uji beberapa rata-rata yang digunakan untuk menentukan perbedaan dan persamaan beberapa rata-rata. Analisis ragam satu arah atau anova satu jalur merupakan anova yang mempelajari perbedaan antara satu variabel bebas dengan satu variabel terikat. Variabel bebas dan variabel terikat pada penelitian ini adalah stasiun sebagai variabel bebas dan nilai DO sebagai variabel terikat (Usman dan Akbar 2006). Uji anova satu arah pada penelitian ini digunakan untuk menentukan stasiunstasiun yang memiliki nilai DO rata-rata berbeda atau sama dengan stasiun lainnya. Hiptosesis yang digunakan dalam analisis anova tersebut adalah sebagai berikut. H0 : tidak terdapat perbedaan yang signifikan antara nilai DO pada Stasiun 1-9 H1 : terdapat perbedaan yang signifikan antara nilai DO pada Stasiun 1-9 Keputusan tolak atau terima H0 ditentukan berdasarkan nilai signifikansi atau p-value yang dibandingkan dengan taraf nyata (α). Taraf nyata yang digunakan dalam penelitian ini yaitu sebesar 0.05 sehingga kriteria pengambilan keputusan tersebut adalah sebagai berikut. Jika p < α (0,05), maka tolak H0; Jika p > α (0,05), maka terima H0. Apabila hasil anova menunjukkan adanya perbedaan nilai DO yang signifikan (tolak H0), maka perlu dilakukan uji lanjut menggunakan uji Tukey (HSD). Uji Tukey digunakan untuk menentukan stasiun-stasiun yang memiliki nilai DO berbeda dan nilai DO sama (Usman dan Akbar 2006). 3.3.5.2 Regresi Berganda Regresi berganda digunakan untuk menentukan pola hubungan antara beberapa variabel bebas (independent) terhadap satu variabel terikat (dependent). Variabel bebas dalam penelitian ini adalah parameter fisika perairan yang meliputi suhu, kekeruhan, dan kecepatan arus, sedangkan variabel terikat yang dimaksud adalah nilai DO di perairan yang diteliti. Model regresi linier berganda untuk suatu populasi dengan jumlah variabel sebanyak n variabel ditunjukkan sebagai berikut.
18 =
+
+ …+
+
Penelitian ini dilakukan terhadap contoh yang diambil dari populasi dan variabel bebas yang terdapat pada penelitian yaitu tiga variabel (suhu, kekeruhan, dan kecepatan arus).
Oleh karena itu, model regresi yang digunakan dalam
penelitian ini adalah sebagai berikut (Irianto 2004).
=
+
+
+
Regresi berganda dilakukan pada setiap variabel yang bebas (independent) dan tidak saling berhubungan.
Apabila terdapat hubungan diantara variabel, maka
hubungan tersebut akan meniadakan pengaruh variabel bebas terhadap variabel terikat. Multikolinieritas merupakan suatu indikasi yang menunjukkan adanya suatu hubungan yang linier di antara variabel bebas, dalam hal ini di antara suhu, kekeruhan, dan kecepatan arus.
Multikolinieritas dapat dideteksi berdasarkan
matriks korelasi antara variabel bebas tersebut. Matriks korelasi diperoleh dengan menghitung koefisien korelasi antara satu variabel bebas dengan variabel bebas lainnya. Koefisien korelasi berkisar antara -1 sampai dengan 1.
Koefisien korelasi yang mendekati -1 atau 1 menunjukkan
terdapat hubungan antara variabel bebas yang diujikan (multikolinieritas). Koefisien korelasi dibandingkan dengan nilai p. Apabila variabel bebas berkorelasi dengan variabel lain dan memiliki nilai p kurang dari taraf nyata (α = 0,05), maka korelasi tersebut signifikan, tetapi apabila p lebih dari α, maka korelasi tersebut tidak signifikan. Uji signifikansi koefisien regresi dilakukan untuk menentukan variabel bebas berpengaruh signifikan atau tidak. Uji tersebut ditentukan berdasarkan nilai p untuk setiap variabel bebas. Hipotesis untuk uji koefisien regresi adalah sebagai berikut. H0 : variabel bebas tidak berpengaruh signifikan terhadap nilai DO H1 : variabel bebas yang berpengaruh signifikan terhadap nilai DO
19 Keputusan tolak atau terima H0 ditentukan berdasarkan nilai signifikansi atau p yang dibandingkan dengan taraf nyata (α). Taraf nyata yang digunakan dalam penelitian ini yaitu sebesar 0.05 sehingga kriteria pengambilan keputusan tersebut adalah sebagai berikut. Jika p < α (0,05), maka tolak H0; Jika p > α (0,05), maka terima H0. Koefisien determinasi digunakan untuk mengetahui besarnya kontribusi variabel bebas (suhu, kekeruhan, dan kecepatan arus) secara bersama-sama terhadap nilai DO.
Korelasi tersebut perlu diuji tingkat signifikansinya berdasarkan
perbandingan p dengan α (0,05). Prinsip pengambilan keputusan dari uji tersebut sama seperti pengambilan keputusan pada uji koefisien regresi. 3.3.5.3 Penyebaran DO dari Sungai Cicendo di Waduk Cirata Penyebaran oksigen terlarut dari Sungai Cicendo hingga Waduk Cirata dapat diduga dari perubahan nilai DO sungai hingga mendekati DO rata-rata waduk, yaitu melalui pengelompokan stasiun dengan nilai DO berbeda antar kelompok. Pengelompokan stasiun tersebut diperoleh dari hasil uji lanjut setelah analisis ragam satu arah.
Pendugaan tersebut didukung oleh parameter fisika, seperti suhu
kecepatan arus, dan kekeruhan.
Aliran sungai dengan kecepatan arus tertentu
membawa massa air beserta komponen di dalamnya, termasuk DO (Odum 1971). Penyebaran nilai suhu dan kekeruhan menjadi data pendukung untuk memastikan sejauh mana penyebaran DO dari sungai menuju waduk.
Keberadaan suhu,
kekeruhan, dan kecepatan arus tersebut diuji untuk menentukan parameter yang berpengaruh signifikan terhadap nilai DO.
Berdasarkan parameter yang
berpengaruh signifikan terhadap nilai DO tersebut dapat dilakukan terhadap keberadaan DO di perairan sehingga peranan sungai dalam memasok DO dapat diketahui. Penyebaran DO dan parameter lain ditampilkan secara deskriptif dalam bentuk tabel dan grafik yang diolah menggunakan Microsoft Excel 2007 dan Statistical Product and Service Solution (SPSS) 16.
