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, foormulaformula 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
IV - 1
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. Koordinat Titik 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
Lintang Selatan
Bujur Timur 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107
Koordinat Titik 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90
IV - 2
Lintang Selatan
Bujur Timur 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107
Koordinat Titik 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68
Lintang Selatan
Bujur Timur 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107
Koordinat Titik 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138
IV - 3
Lintang Selatan
Bujur Timur 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107 107
Koordinat Titik 69 70
4.3.2
Lintang Selatan
Koordinat
Bujur Timur 107 107
Titik 139 140
Lintang Selatan
Bujur Timur 107 107
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.
U Legenda:
Gambar 4.1. Daerah tangkapan waduk Cisanti.
IV - 4
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.
U Legenda:
1 (1) (2)
I 19
(3)
1
19
II
1
III 14
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.
IV - 5
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
Nitrat, sebagai N
mg/l
Kelas I 10
II 10
III 20
IV 20
Ket.
Batas kandungan nitrat berbeda-beda tergantung pada peruntukan sumber air permukaan. Peruntukan suatu sumber air permukaan dibagi menjadi empat kelas, yaitu:
IV - 6
Kelas I, adalah air yang peruntukannya dapat digunakan untuk air baku air minum, dan atau peruntukan lainnya yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut. Kelas
II,
adalah
air
yang
peruntukannya
dapat
digunakan
untuk
prasarana/sarana,rekreasi, pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lainnya yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tsb. Kelas III, adalah air yang peruntukannya dapat digunakan untuk pembudidayaan ikan air tawar, peternakan, air untuk mengairi pertanaman, dan atau peruntukan lainnya yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut. Kelas IV, adalah air yang peruntukannya dapat digunakan untuk mengairi tanaman dan atau peruntukan lainnya yang mempersyaratkan mutu air yang sama dengan kegunaan tersebut.
IV - 7
