PEMBUATAN MODEL HP2S UNTUK MENGETAHUI POLA

PENYEBARAN POLUTAN DI SUNGAI BENGAWAN SOLO

NAMA : DIMAS WAHYU ANGGARA

NIM : 26020210130111

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Pembuangan air limbah industri atau non industri, baik yang telah diolah

maupun yang belum diolah, ke sungai mempunyai potensi sebagai penyebab

pencemaran bagi sungai tersebut. Hal ini karena setiap beban air limbah yang

dibuang ke sungai mengandung parameter-parameter yang bersifat fisik,

kimiawi dan biologis yang dapat merubah kualitas air sungai atau

mempengaruhi besar nilai oksigen terlarut dalam sungai tersebut.

Sungai yang merupakan salah satu sumber daya air alami harus dijaga dari

pengaruh air limbah atau polutan, yang berarti kualitas air sungai harus

diamankan dari pencemar yang berasal dari limpasan limbah industri, limbah

domestik, limbah pertanian dan lainnya. Dan dengan meningkatnya beban air

limbah yang dibuang ke sungai yang semakin lama semakin meningkat, upaya

pengawasan dan monitoring kualitas air sungai juga perlu semakin

ditingkatkan. Walaupun dalam pelaksanaan pengawasan dan monitoring

masih dijumpai nilai konsentrasi parameter polutan hasil monitoring kualitas

air, seperti nilai parameter BOD, masih di bawah batas minimal yang

diperbolehkan.

Model-model mengenai kualitas air yang telah dilakukan dan berkembang

di indonesia hingga saat ini juga masih berkisar dalam kondisi steady, satu

dimensi, dan atau masih bersifat parsial dengan unsur hidrodinamika. Akan

tetapi di sisi lain, terkait dengan pengembangan di bidang matematika dan

pemodelan telah banyak dikembangkan baik model satu dimensi (1-D), 2

dimensi (2-D) dan bahkan dalam 3 dimensi (3-D), pemodelan penyebaran

yang berkembang di Indonesia sampai saat ini masih berkisar dalam kondisi

steady dan satu dimensi dengan penerapan model yang masih parsial (tanpa

unsur hidrodinamika). Pemodelan satu dimensi untuk tujuan pengawasan dan

monitoring, hanya dimodelkan dalam arah memanjang sungai (sumbu x

sungai) dengan kecepatan terbesar sungai tanpa memperhatikan bahwa sungai

sesungguhnya mempunyai variasi kecepatan pada setiap titiknya yang dapat

mempengaruhi penyebaran parameter polutan di sungai.

1.2 PERMASALAHAN

1. Pemodelan kualitas air di indonesia sampai saat ini masih berdasar pada

kondisi steady, satu dimensi, dan masih bersifat parsial dengan unsur

hidrodinamika

2. Untuk meningkatkan kualitas monitoring dan pengawasan kualitas air

sungai bengawan solo diperlukan pembuatan model hidrodinamika

penyebaran polutan di sungai bengawan solo (HP2S) dua dimensi tidak

parsial, yang dapat mengidentifikasi arah penyebaran atau dispersi polutan

pada setiap titik dan waktu di sungai dengan kecepatan yang bervariasi

1.3 TUJUAN

1. Menganalisis dan membuktikan pengaruh unsur hidrodinamika aliran

sungai terhadap penyebaran polutan di sungai bengawan solo dan tingkat

korelasi antara kecepatan aliran air sungai bengawan solo dan perubahan

konsentrasi COD dan CI.

2. Menciptakan model HP2S yang telah mengkaitkan unsur hidrodinamika

(tidak parsial) yang dapat mengidentifikasikan arah penyebaran atau

dispersi polutan pada setiap titik dan waktu di sungai dengan kecepatan

yang bervariasi.

BAB II

KAJIAN MATERI

Badan sungai yang telah dimasuki oleh polutan cair akan membentuk

suatu pola penyebaran. untuk keperluan monitoring dan pengawasan kualitas

air sungai, diperlukan pembuatan model hidrodinamika penyebaran polutan di

sungai dengan dua dimensi tidak parsial, yang memperlihatkan arah

penyebaran atau dispersi polutan dan variasi debit serta kecepatan di setiap

titik dan waktu di sungai atau mengidentifikasikan pola penyebaran polutan di

sungai yang diakibatkan oleh masuknya polutan, dan model yang dapat

menyatakan hubungan serta korelasi antara unsur hidrodinamika dengan

penyebaran polutan di sungai, guna membantu monitoring dan pengawasan

kualitas air sungai. Pola penyebaran tersebut dapat diketahui dengan

menggunakan Model Hidrodinamika Penyebaran Polutan di Sungai (HP2S).

Model HP2S diperoleh dengan mengembangkan suatu persamaan yang

diperoleh dari persamaan kontinuitas dan persamaan momentum. Kemudian

persamaan yang diperoleh diselesaikan dengan menggunakan metode

numerik, yaitu metode Leap Frog, karena metode ini mudah dan

perumusannya exsplisit. Oleh karena exsplisit ini maka perlu dicari stabilitas,

konsistensi & konvergensi dari metode ini. Metode ini dikatakan stabil jika

bilangan courant-nya kurang dari satu, yaitu dapat dipenuhi apabila

perbandingan antara piasan waktu dan jarak adalah kurang dari satu

perkecepatan. Demikian juga dengan konsistensi dan konvergensinya bahwa

model tersebut terbukti konsisten dan memiliki penyelesaian yang selalu

konvergen. Kemudian penyelesaian dan persamaan diatas diselesaikan dengan

perhitungan menggunakan Matlab. Hasil yang diperoleh bahwa terjadi

perubahan penyebaran polutan pada nilai kecepatan dan konsentrasi karena

adanya perbedaan lokasi. Kecepatan dan konsentrasi polutan akan semakin

kecil nilainya ketika titik(lokasi) menjauhi sumber polutan (point source),

begitu pula sebaliknya.

BAB III

MATERI DAN METODE

3.1 MATERI

Parameter COD dan Cl sebagai parameter utama yang diamati dan

sebagai unsur hidrodinamika adalah debit dan kecepatan aliran air

sungai

3.2 METODE

Untuk menghasilkan model HP2S tersebut diperlukan pembuatan

struktur model matematika (differensial parsial) dengan menggunakan

model matematika numerik beda hingga eksplisit dengan model beda

hingga yang sesuai untuk satu medium seperti fluida atau padatan

homogen, yang dapat diaplikasikan dalam model matematis dengan

pengujian eksplisit konsistensi dan konvergensi serta stabilitas, dan

pembaganan leap frog. Selanjutnya untuk menghasilkan gambar visual

model yang dibuat berdasarkan pada metode beda hingga eksplisit Leap-

Frog tersebut diperlukan alat bantu program komputer matlab.

Penggunaan parameter cl (klorida) dipilih karena di air sungai

dapat mewakili parameter polutan air sungai yang bersifat konservatif

yamg tidak dipengaruhi oleh pH air sungai, sedangkan COD dan DO

dipilih karena dianggap dapat mewakili polutan air limbah utama akibat

kegiatan industri. Berikut beberapa metode pembuatan HP2S :

1. Identifikasi pola penyebaran polutan di sungai

2. Pembuktian pengaruh unsur hidrodinamika aliran air sungai

terhadap penyebaran polutan di sungai

3. Pembuktian korelasi unsur hidrodinamika aliran air sungai dengan

penyebaran polutan di sungai

4. Pembuatan struktur model matematika dan pembaganan leap frog

dari metode beda hingga eksplisit

5. Running model HP2S dan pengujian serta aplikasi model HP2S

DAFTAR PUSTAKA

Koesmanto, H. 2002. Strategi Pemenuhi Baku Mutu Badan Air Lokasi

Intake PDAM Karang Pilang Surabaya. Thesis S2 Jurusan Teknik

Lingkungan ITS : Surabaya

Anonim, 2012.http://digilib.its.ac.id/ITS-Master-3100010039978/12519

diakses pada hari minggu tanggal 30 september 2012 pukul 19.32 WIB

Anonim, 2012. http://km.ristek.go.id/assets/files/279.pdfdiakses pada hari

minggu tanggal 30 september 2012 pukul 19.38WIB

Anonim,2012.http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-12519

Abstract_id.pdf diakses pada hari minggu tanggal 30 september 2012

pukul 19.51WIB