Parameter Fisika, Kimia Dan Mikrobiologi Perairan Danau

7/31/2019 Parameter Fisika, Kimia Dan Mikrobiologi Perairan Danau

1/60

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1. Kondisi Eksisting Perairan Danau

5.1.1. Parameter Fisika, Kimia dan Mikrobiologi Perairan Danau

Pengetahuan mengenai kondisi kualitas perairan danau yang dicerminkan

oleh nilai konsentrasi beberapa parameter kualitas air, baik secara fisika, kimia

maupun secara biologi sangat diperlukan dalam merancang pengelolaan dan

pengendalian pencemaran perairan tersebut. Penilaian ini pada dasarnya dilakukan

dengan membandingkan nilai parameter kualitas air dari hasil pengukuran di

lapangan dengan baku mutu perairan sesuai peruntukannya yang berlaku di

Indonesia yakni mengacu pada PP RI No. 82 tahun 2001 tentang Pengelolaan

Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air. Salah satu pemanfaatan perairan

Danau Maninjau adalah digunakan sebagai sumber air baku air minum, maka

berdasarkan peraturan tersebut dalam penelitian ini sebagai pembanding

digunakan baku mutu air kelas 1, yaitu air yang peruntukannya digunakan sebagai

air baku air minum, dan atau peruntukan lain yang mempersyaratkan mutu air

yang sama dengan kegunaan tersebut. Hasil analisis parameter fisika, kimia dan

mikrobiologi perairan danau secara lengkap disajikan pada Lampiran 2.

Suhu PerairanSuhu merupakan salah satu faktor yang sangat penting dalam proses

metabolisme organisme di perairan. Perubahan suhu yang mendadak atau kejadian

suhu yang ekstrim akan mengganggu kehidupan organisme bahkan dapat

menyebabkan kematian. Suhu perairan dapat mengalami perubahan sesuai dengan

musim, letak lintang suatu wilayah, ketinggian dari permukaan laut, letak tempat

terhadap garis edar matahari, waktu pengukuran dan kedalaman air.

Suhu air mempunyai peranan dalam mengatur kehidupan biota perairan,

terutama dalam proses metabolisme. Kenaikan suhu menyebabkan terjadinya

peningkatan konsumsi oksigen, namun di lain pihak juga mengakibatkan turunnya

kelarutan oksigen dalam air. Oleh karena itu, maka pada kondisi tersebut

organisme akuatik seringkali tidak mampu memenuhi kadar oksigen terlarut untuk


2/60


3/60

76

Hasil pengukuran total padatan tersuspensi di perairan Danau Maninjau

berkisar antara 46,4756,7 mg/l dengan rata-rata 51,59 mg/l (Gambar 11).

Tingginya kadar padatan tersuspensi di perairan Danau Maninjau disebabkan oleh

tinggingya pemanfaatan lahan, baik untuk pertanian maupun permukiman.

Menurut Sastrawijaya (1991), nilai TSS antara 50100 mg/l merupakan perairan

dalam kondisi mesotrof atau perairan danau dengan tingkat kesuburan sedang.

57,63

50,86

59,72

51,2 51,4652,74 53,2253,23

50,556,7

46,4752,44

0

15

30

45

60

75

Lm.Sundai Bt.Maransi Bd.Ligin Jb.Ampang Bt.Kalarian Tb.Asam

TSS(mg/L)

Sungai Danau

Gambar 11. Sebaran nilai rat-rata TSS di perairan Danau Maninjau.

Nilai TSS apabila diperbandingkan dengan baku mutu air kelas 1 yang

mempersyaratkan konsentrasi total padatan tersuspensi maksimum 50 mg/l, maka

perairan Danau Maninjau sudah melampaui baku mutu yang diperbolehkan,

kecuali stasiun Muara Batang Maransi. Dengan demikian, perairan danau secara

umum tidak layak lagi untuk dimanfaatkan sebagai sumber baku air minum,

namun masih layak dimanfaatkan untuk kegiatan perikanan.

Nilai kecerahan suatu perairan berhubungan erat dengan penetrasi cahaya

matahari ke dalam badan air. Cahaya matahari akan membantu proses terjadinya

fotosintesis yang akan menghasilkan oksigen terlarut yang merupakan faktor

penting dalam kehidupan akuatik. Nilai kecerahan di perairan Danau Maninjau

berkisar antara 7683 cm dengan nilai rata-rata 78,6 cm (Gambar 12).Nilai kecerahan antar stasiun penelitian mempunyai variasi yang relatif

kecil dan hampir menyebar merata pada setiap stasiun. Adanya perbedaan nilai

kecerahan ini diduga karena pengaruh dari kuantitas maupun kualitas air dari

daerah aliran sungai yang membawa partikel-partikel bahan organik ke perairan

danau.


4/60

77

6872

77

58

68 69

8173 76

80 83 80

0

20

40

60

80

100

Lm.Sundai Bt.Maransi Bd.Ligin Jb.Ampang Bt.Kalarian Tb. Asam

Keceraha

n(cm)

Sungai Danau

Gambar 12. Sebaran nilai rata-rata kecerahan di perairan Danau Maninjau.

Kekeruhan digunakan untuk menyatakan derajat kegelapan di dalam air

yang disebabkan oleh bahan-bahan yang melayang. Kekeruhan mempengaruhi

penetrasi cahaya matahari yang masuk ke badan perairan, sehingga dapat

menghalangi proses fotosintesis dan produksi primer perairan. Kekeruhan

biasanya terdiri dari partikel anorganik yang berasal dari erosi dari DAS dan

resuspensi sedimen di dasar danau (Wetzel, 2001). Kekeruhan memiliki korelasi

positif dengan padatan tersuspensi, yaitu semakin tinggi nilai kekeruhan maka

semakin tinggi pula nilai padatan tersuspensi. Dari hasil analisis kualitas air

menunjukkan bahwa nilai kekeruhan di perairan Danau Maninjau berkisar antara

21,9423,97 JTU dengan nilai rata-rata 23,26 JTU (Gambar 13). WHO (1992),

mensyaratkan nilai kekeruhan untuk air minum maksimal 5 JTU, dengan

demikian perairan Danau Maninjau tidak layak digunakan sebagai sumber air

baku air minum.

13,29 13,0914,37 14,01 13,5 13,44

21,9423,1323,86 23,97 23,34 23,31

0

5

10

15

20

25

30

Lm.Sundai Bt.Maransi Bd.Ligin Jb.Ampang Bt.Kalarian Tb. Asam

Kekeruhan(JTU)

Sungai Danau

Gambar 13. Sebaran nilai rata-rata kekeruhan di perairan Danau Maninjau.


5/60

78

Total Dissolved Solid (TDS)

Hasil pengukuran total padatan terlarut (TDS) di perairan Danau Maninjau

berkisar antara 113,97117,73 mg/l, dengan nilai rata-rata 115,83 mg/l (Gambar

14). Baku mutu kualitas air kelas 1 berdasarkan PP No. 82 tahun 2001 untuk total

padatan terlarut maksimum 1000 mg/l. Nilai total padatan terlarut perairan danau

masih di bawah ambang batas baku mutu yang dipersyaratkan. Dengan demikian,

perairan Danau Maninjau masih layak digunakan sebagai sumber air baku air

minum.

112,37

117,17

113,97 114,79

117,73115,47 115,76

105,94

112,35111,93113,56

109,6

90

100

110

120


TDS(mg/L)

Sungai Danau

Gambar 14. Sebaran nilai rata-rata TDS di perairan Danau Maninjau.

Nilai total padatan terlarut yang didapatkan pada penelitian ini lebih tinggi

dari nilai total padatan tersuspensi. Hal ini menggambarkan bahwa padatan yang

masuk ke perairan Danau Maninjau lebih banyak yang berbentuk padatan yang

ukurannya kecil (padatan terlarut), atau padatan yang terdapat di perairan Danau

Maninjau lebih didominasi oleh padatan yang berasal dari limbah-limbah organik.

Warna Perairan

Hasil pengukuran nilai warna perairan di Danau Maninjau berkisar antara

12,9914,73 unit PtCo, dengan nilai rata-rata 13,88 unit PtCo (Gambar 15). Nilai

ini menggambarkan bahwa perairan Danau Maninjau sudah melebihi nilai

perairan alami yang digunakan sebagai sumber air baku air minum, yaitu 10 unit

PtCo. Berdasarkan WHO (1992), yang mensyaratkan nilai warna untuk air minum

maksimal 15 unit PtCo, maka perairan Danau Maninjau masih layak digunakan

sebagai sumber air baku air minum. Nilai warna perairan ini diduga ada kaitannya


6/60

79

dengan masuknya limbah organik dan anorganik yang berasal dari kegiatan KJA

dan permukiman penduduk di sekitar perairan danau. Kondisi ini juga dapat

meningkatkan blooming pertumbuhan fitoplankton dari filum Cyanophyta

(Effendi, 2003).

13,26 12,9914,21 14,73 14,23 13,84

9,7410,7410,4

9,5410,31 9,66

0

2

4

6

8

10

12

14

16


Warna(UnitPtCo)

Sungai Danau

Gambar 15. Sebaran nilai rata-rata warna air di perairan Danau Maninjau.

Derajat Keasaman (pH)

Derajat keasaman atau pH merupakan nilai yang menunjukkan aktivitas

ion hidrogen dalam air. Nilai pH suatu perairan dapat mencerminkan

keseimbangan antar asam dan basa dalam perairan tersebut. Nilai pH berkisar

antara 1-14, pH 7 adalah batasan tengah antara asam dan basa (netral). Semakin

tinggi pH suatu perairan maka makin besar sifat basanya, demikian juga

sebaliknya, semakin rendah nilai pH maka semakin asam suatu perairan.

Nilai pH dipengaruhi oleh beberapa parameter, antara lain aktivitas

biologi, suhu, kandungan oksigen dan ion-ion. Dari aktiviatas biologi dihasilkan

gas CO2 yang merupakan hasil respirasi. Gas ini akan membentuk ion buffer atau

penyangga untuk menjaga kisaran pH di perairan agar tetap stabil (Pescod, 1978).

Hasil pengukuran pH di perairan Danau Maninjau memperlihatkan bahwa

nilai pH perairan danau lebih rendah dari perairan sungai, yaitu berkisar antara

7,327,46, dengan nilai rata-rata 7,38. Hal ini diduga akibat adanya pengaruh

buangan limbah penduduk yang masuk ke perairan danau. Limbah atau sampah

tersebut mengandung berbagai macam senyawa kimia yang bersifat basa seperti

buangan deterjen, yang dapat meningkatkan nilai pH di perairan. Namun

demikian, secara keseluruhan pH perairan danau masih berada pada kisaran yang


7/60

80

aman sebagai sumber air baku air minum berdasarkan ambang batas baku mutu

kualitas air kelas 1 yang mensyaratkan nilai pH antara 69. Dengan demikian, pH

perairan Danau Maninjau dapat mendukung kehidupan yang ada di dalamnya dan

dapat dipergunakan sebagai sumber air baku air minum.

7,32

7,37

7,43

7,46

7,37 7,36

7,457,47

7,44

7,48

7,4 7,39

7,2

7,25

7,3

7,35

7,4

7,45

7,5


pH

Sungai Danau

Gambar 16. Sebaran nilai rata-rata pH di perairan Danau Maninjau.

Karbondioksida (CO2) Bebas

Karbondioksida akan selalu bereaksi dengan air hingga menghasilkan

asam karbonat (H2CO3). Sumber utama CO2 dalam perairan dapat berasal dari

atmosfir dan hasil respirasi organisme perairan. Udara yang selalu bersentuhan

dengan air akan mengakibatkan terjadinya proses difusi CO2 ke dalam air.

Kadar karbondioksida bebas di perairan Danau Maninjau berkisar antara

7,28,76 mg/l, dengan kadar rata-rata 7,96 mg/l (Gambar 17). Karbondioksida

yang terdapat di dalam air merupakan hasil proses difusi CO2 dari udara dan hasil

proses respirasi organisme akuatik. Selain itu, CO2 di perairan juga dihasilkan dari

penguraian bahan-bahan organik oleh bakteri (Saeni, 1989).

Kadar karbondioksida bebas di perairan berkaitan erat dengan bahan

organik dan kadar oksigen terlarut (Sastrawijaya, 1991). Peningkatan kadar CO2

diikuti oleh penurunan kadar oksigen terlarut. Karbondioksida akan

mempengaruhi proses pernafasan organisme perairan terutama pada kondisi DO 56 tahun) 8 16 11 22 7 14 26 17,30

Rendah(SD tamat) 26 52 27 54 26 52 79 52,67

Sedang (SLTP-SMU

tamat) 21 42 20 40 22 44 63 42,00Pendidikan

Tinggi (D1-Sarjana) 3 6 3 6 2 4 8 5,30Petani 23 46 22 44 24 48 69 46,00

Nelayan 6 12 4 8 9 18 19 12,60

Pedagang 11 22 12 24 8 16 31 20,60

PNS 6 12 7 14 4 8 17 11,30

Pekerjaan

Lainnya 4 8 5 10 5 10 14 9,30

Rendah < Rp 500.000,- 34 68 27 54 36 72 97 64,60

Sedang (Rp 500.000-

Rp 1.000.000) 13 26 15 30 11 22 39 26,00Pendapatan

Tinggi (> Rp

1.000.0000,-) 3 6 8 16 3 6 14 9,30

Sumber : Data diolah, (2006)

B. Persepsi Masyarakat

Pengetahuan masyarakat yang tinggal di sekitar perairan danau

mempunyai peranan yang penting dalam proses pengendalian pencemaran yang

terjadi di perairan danau tersebut. Oleh sebab itu, untuk mengetahui peranannya

maka dilakukan analisis terhadap persepsinya dalam hal pengendalian

pencemaran perairan danau. Analisis ini bertujuan untuk lebih memudahkan

upaya pengendalian pencemaran yang terjadi di perairan danau.

Persepsi masyarakat yang tinggal di sekitar perairan danau tentang

pengendalian pencemaran yang terjadi di perairan Danau Maninjau dapat

ditentukan dari tiga jenis persepsi yaitu, persepsi tentang pencegahan pencemaran,

persepsi tentang penanggulangan pencemaran, dan persepsi tentang partisipasi

masyarakat. Masyarakat yang tinggal di sekitar perairan Danau Maninjau pada

umumnya memiliki persepsi yang rendah terhadap pengendalian pencemaran


34/60

107

perairan danau. Hasil penelitian tentang persepsi responden masyarakat sekitar

perairan Danau Maninjau diperlihatkan pada Gambar 3638 dan Lampiran 7.

Persepsi masyarakat Bayur

56

24 20

64

2214

68

1810

01020304050607080

Rendah Sedang Tinggi

Persentase(%)

Pencegahan Penanggulangan Partisipasi

Gambar 36. Persentase persepsi masyarakat Nagari Bayur tentang pengendalian

pencemaran perairan danau.

Dari Gambar 36 terlihat bahwa responden masyarakat Nagari Bayur

memiliki persepsi yang rendah terhadap pengendalian pencemaran yang terjadi di

perairan Danau Maninjau, yaitu dalam hal pencegahan pencemaran (56%),

penanggulangan pencemaran (64%) dan partisipasi dalam pengendalian

pencemaran (68%). Sebagian kecil masyarakat yang memiliki persepsi sedang

(21,3%) dan sisanya memiliki persepsi yang tinggi (14,67%) tentang

pengendalian pencemaran perairan danau. Rendahnya persepsi masyarakat

tersebut disebabkan pengetahuan masyarakat tentang bahaya pencemaran yang

masih sangat rendah dan pendidikan yang masih rendah serta kurangnya

sosialisasi kepada masyarakat.

Gambar 37 memperlihatkan bahwa responden masyarakat Nagari

Maninjau memiliki persepsi yang rendah terhadap pengendalian pencemaran yang

terjadi di perairan Danau Maninjau, yaitu dalam hal pencegahan pencemaran

(54%), penanggulangan pencemaran (60%) dan partisipasi dalam pengendalian

pencemaran (64%). Hanya sebagian kecil masyarakat memiliki persepsi sedang

(24%), dan sisanya memiliki persepsi tinggi (16,67%) tentang pengendalian

pencemaran perairan danau. Rendahnya persepsi masyarakat tersebut juga

disebabkan oleh pengetahuan masyarakat tentang bahaya pencemaran yang masih

sangat rendah dan pendidikan yang masih rendah serta tidak adanya sosialisasi

kepada masyarakat.


35/60

108

Persepsi m asyarakat Maninjau

54

2818

60

2416

64

20 16

01020304050

607080


Persentase(%)


Gambar 37. Persentase persepsi masyarakat Nagari Maninjau tentang

pengendalian pencemaran perairan danau.

Gambar 38 memperlihatkan bahwa responden masyarakat Nagari Sungai

Batang memiliki persepsi yang rendah terhadap pengendalian pencemaran yang

terjadi di perairan Danau Maninjau, yaitu dalam hal pencegahan pencemaran

(68%), penanggulangan pencemaran (72%) dan partisipasi dalam pengendalian

pencemaran (68%). Sebagian kecil masyarakat yang memiliki persepsi sedang

(13,33%) dan persepsi tinggi (10,67%) tentang pengendalian pencemaran perairan

danau. Rendahnya persepsi masyarakat tersebut disebabkan pengetahuan

masyarakat tentang bahaya pencemaran yang masih sangat rendah dan

pendidikan yang masih rendah serta kurangnya sosialisasi oleh pemerintah ke

masyarakat.

Persepsi masyarakat Sungai Batang

68

2012

72

1810

68

22

10

0

10

20

30

40

50

60

70

80


Persentase(%)


Gambar 38. Persentase persepsi masyarakat Nagari Sungai Batang tentang

pengendalian pencemaran perairan danau.


36/60

109

Persepsi masyarakat sekitar perairan danau yang rendah merupakan suatu

kondisi yang kurang menguntungkan dalam upaya melakukan pengendalian

pencemaran perairan danau di masa depan. Untuk itu sangat di perlukan perhatian

dan keterlibatan semua pihak, terutama pemerintah daerah dalam upaya

meningkatkan persepsi atau pengetahuan masyarakat tentang pengendalian

pencemaran yang terjadi di perairan Danau Maninjau agar danau tersebut tetap

terjaga dan lestari.

5.5. Pemodelan Sistem

Pemodelan diartikan sebagai suatu gugus pembuatan model yang akan

menggambarkan sistem yang dikaji (Eriyatno, 1999). Tujuan utama dari penelitian

ini adalah membangun model pengendalian pencemaran di perairan Danau

Maninjau. Pemodelan sistem pengendalian pencemaran digunakan untuk

menemukan dan penempatan peubah-peubah penting serta hubungan antar peubah

dalam sistem tersebut yang bersandarkan pada hasil pendekatan kotak gelap

(black box).

Model pengendalian pencemaran perairan danau disusun berdasarkan

sumber beban pencemaran yang masuk ke periaran danau, yaitu sumber limbah

dari kegiatan di luar danau dan dari kegiatan di badan air danau. Model tersusun

oleh beberapa sub-sub model limbah, yaitu: sub-model penduduk, sub-model

perhotelan, sub-model peternakan, sub-model pertanian dan sub-model KJA.

Kelima sub-sub model tersebut dibuat secara parsial berdasarkan persamaan yang

sesuai dengan masing-masing sub-model, kemudian diintegrasikan menjadi satu

model pengendalian pencemaran perairan di Danau Maninjau. Model yang

dibangun untuk kajian sistem adalah model simbolik (model matematika).

Pemodelan sistem dilakukan dengan menggunakan bantuan perangkat lunak

(software) program Powersim versi 2.5 c.

Model umum (global) sumber beban limbah yang berasal dari luar danaudibangun dari 4 persamaan yang dijadikan indikator sumber limbah, yaitu limbah

penduduk, hotel, pertanian dan limbah peternakan. Limbah penduduk berupa

limbah rumah tangga diperhitungkan 0,5 kg per penduduk. Limbah hotel adalah

limbah cair hotel yang dibuang langsung ke danau dengan perkiraan limbah

sebanyak 10 kg per hari. Limbah ternak sapi potong yang ada di sekitar perairan


37/60

110

danau adalah sebesar jumlah satuan ternak sapi dikalikan dengan 25 kg limbah

padat berupa feces dan limbah cair berupa urine (Van Horn et al., 1994).

Persamaan matematika dari jumlah limbah tersebut adalah sebagai berikut, dan

diagram alir model limbahnya disajikan pada Gambar 39.

LMB = (JPDK * fk1) + (JHTL * fk2) + (JTS * fk3) + (JLPERT *fk4)

Gambar 39. Diagram alir model limbah dari luar danau.

Keterangan : LMB = jumlah limbah pada tahun ke i (ton/th)JPDK = jumlah penduduk pada tahun ke i (jiwa)

JHTL = jumlah hotel pada tahun ke i (unit)

JTS = jumlah ternak sapi pada tahun ke i (ekor)

JLPERT = jumlah luas lahan pertanian tahun ke i (ha)

fk1 = faktor konversi limbah cair penduduk

fk2 = faktor konversi limbah cair hotelfk3 = faktor konversi limbah cair peternakan

fk4 = faktor konversi limbah cair pertanianfk JPDK = fraksi jumlah penduduk

fkHTL = fraksi wisatawan

fkJTS = fraksi jumlah ternak

fkPERT = fraksi luas lahan pertanian

5.5.1. Sub-model Limbah Penduduk

Sub-model populasi menggambarkan dinamika perkembangan populasi di

sekitar perairan Danau Maninjau, berikut peubah yang menentukan dan

ditentukannya. Peubah yang terlibat dalam sub-model ini adalah jumlah populasi,

pertambahan populasi, pengurangan populasi, kelahiran, kematian, imigrasi,

emigrasi, fraksi kelahiran, fraksi kematian, fraksi imigrasi, fraksi emigrasi, jumlah

penduduk pembuang limbah, dan fraksi penduduk pembuang limbah. Semua

peubah berhubungan baik secara langsung maupun tidak, diformulasikan secara

numerik dan disusun dalam bentuk diagram alir sub-model populasi penduduk

dengan menggunakanpowersim 2.5cdan hasilnya diperlihatkan pada Gambar 40.

LMB

JPDK

HTL

fk_JTS

JTS

fk_JPDK

fk_PERT

PERT

LjPn_LMB

fk_HTL


38/60

111

Gambar 40. Diagram alir sub-model limbah penduduk.

Pada Gambar 40 terlihat bahwa beban limbah penduduk yang berfungsi

sebagai auxiliary merupakan hasil perkalian antara jumlah penduduk pembuang

limbah dengan fraksi beban limbah penduduk satuannya dalam ton pertahun.

Beban limbah penduduk tersebut akan menambah peningkatan total beban limbah

yang masuk ke perairan danau.

5.5.2. Sub-model Limbah Hotel

Sub-model pariwisata atau perhotelan menggambarkan dinamika kegiatan

pariwisata (perhotelan), berikut peubah yang menentukan dan ditentukannya.

Peubah yang terlibat dalam sub-model ini meliputi jumlah hotel, jumlah kamar,

jumlah pengunjung per tahun, jumlah hunian per tahun, fraksi hunian per tahun,

fraksi pengunjung per tahun, jumlah limbah cair, fraksi limbah cair. Semua

peubah berhubungan baik secara langsung mapun tidak, diformulasikan secara

numerik dan disusun dalam bentuk diagram alir sub-model hotel dengan

menggunakan powersim version 2.5c dan hasilnya seperti diperlihatkan pada

Gambar 41.

Dari Gambar 41 terlihat bahwa beban limbah cair dari hotel yang

berfungsi sebagai auxiliary merupakan hasil perkalian antara jumlah pengunjung

hotel dengan fraksi limbah cair hotel. Peningkatan jumlah beban limbah yang

dihasilkan hotel akan berpengaruh terhadap peningkatan total beban limbah yang

masuk ke perairan danau.

Lj_Peng_PddkLj_Pert_Pddk

Pop_Pddk

Fr_Klh_Pddk

Fr_Kmt_Pddk

Fr_Emigrasi

Jl_Pddk_Pmb_Limbah

Fr_Pddk_Pmb_Limbah

Fr_Imgigrasi

Lmb_Cair_Penduduk

Fr_Lmb_Cair_Penduduk


39/60

112

Gambar 41. Diagram alir sub-model limbah hotel.

5.5.3. Sub-model Limbah PeternakanSub-model limbah peternakan menggambarkan dinamika limbah yang

dihasilkan oleh aktivitas peternakan di sekitar perairan Danau Maninjau. Limbah

peternakan sapi potong ini dapat meningkatkan beban pencemaran yang masuk

ke perairan danau. Peubah yang terlibat dalam sub-model ini meliputi jumlah sapi

potong, laju penambahan sapi potong, jumlah limbah cair per tahun, jumlah feses

pertahun. Dengan menggunakanpowersim version 2.5c, semua peubah-peubah ini

berhubungan baik secara langsung maupun tidak langsung dan diformulasikan

secara numerik menghasilkan diagram alir sub-model limbah peternakan seperti

diperlihatkan pada Gambar 42.

Gambar 42. Diagram alir sub-model limbah peternakan.

Fr_jml_pengjng_Htl

Jml_Kmr

Fr_jml_kmr

Jml_pengjng_Htl

Lmb_cair_Htl

Fr_lmb_cair_Htl

Lj_Petr_Htl

Fr_lj_pert_Htl

Jml_Htl

Lmb_Feses_TNK Lmb_Cair_TNK

Fr_Lmb_Cair_TNK

Pop_TNK

LJ_Pnb_TNK

Fr_Pnb_TNK

Fr_Lmb_TNK

Fr_feses_TNK Lmb_TNK


40/60

113

5.5.4. Sub-model Limbah Pertanian

Sub-model limbah pertanian menggambarkan dinamika limbah yang

dihasilkan oleh aktivitas pertanian di sekitar perairan Danau Maninjau. Peubah

yang terlibat dalam sub-model ini meliputi jumlah lahan pertanian, laju konversi

lahan, fraksi laju konversi lahan, jumlah pemakaian pupuk kimia, fraksi

pemakaian pupuk kimia, limbah pupuk, fraksi limbah pupuk. Dengan

menggunakanpowersim version 2,5c semua peubah-peubah ini berhubungan baik

secara langsung maupun tidak langsung dan diformulasikan secara numerik

menghasilkan diagram alir sub-model limbah pertanian (Gambar 43).

Gambar 43. Diagram alir sub-model limbah pertanian.

5.5.5. Sub-model Limbah KJA

Sub-model limbah KJA menggambarkan dinamika limbah yang dihasilkan

oleh kegiatan KJA yang ada di perairan Danau Maninjau. Limbah KJA ini dapat

meningkatkan beban pencemaran yang terjadi di perairan danau. Peubah yang

terlibat dalam sub-model ini meliputi jumlah KJA, laju penambahan KJA, fraksi

penambahan KJA, total berat ikan yang ditebar, fraksi berat ikan tebar, fraksi

jumlah ikan tebar, total pakan per hari, fraksi pakan per hari, limbah pakan per

hari, fraksi pakan per hari, luas lahan KJA dan lahan terpakai untuk KJA. Dengan

menggunakanpowersim version 2,5c semua peubah-peubah ini berhubungan baik

secara langsung maupun tidak dan diformulasikan secara numerik menghasilkan

diagram alir sub-model limbah pakan KJA seperti tertera pada Gambar 44.

Fr_Pemk_Pupuk

Lj_Pnb_Lhn_Pert

Pemk_Ppk

Bbn_lmb_Pertn

Fr_Lhn_Pert

Fr_Limb_Ppk

Luas_Lhn_Pertn


41/60

114

Gambar 44 . Diagram alir sub-model limbah KJA.

Gambar 44 mempresentasikan bahwa beban pakan per hari (limbah pakan)

yang berfungsi sebagai auxiliary merupakan hasil perkalian antara jumlah pakan

perhari dengan fraksi pakan perhari, satuannya dalam bentuk ton per tahun.

Peningkatan beban limbah pakan ini akan menambah jumlah total limbah yang

masuk ke perairan danau.

Penggabungan kelima sub-model limbah (sub-model limbah penduduk,

sub-model limbah hotel, sub-model limbah peternakan, sub-model limbah

pertanian dan sub-model limbah KJA) merupakan gambaran total beban

pencemaran yang masuk ke perairan Danau Maninjau dalam hubungannya

sebagai penyumbang beban pencemar. Penyusunan diagram alir sebab akibat

dalam model ini didasarkan pada keterkaitan antara variabel-variabel dalam

struktur sistem pencemaran perairan danau, seperti pertumbuhan jumlah penduduk

di sekitar perairan danau, kegiatan di luar danau (pertanian, peternakan,

pariwisata) dan KJA di danau dengan segala faktor yang mempengaruhinya

seperti pada Gambar 6 (halaman 56). Diagram tersebut memperlihatkan bahwa

inti dari pengendalian pencemaran yang terjadi di perairan danau adalah yang

berhubungan dengan pertumbuhan penduduk dan pemanfaatan lahan

(permukiman, pertanian, peternakan, perhotelan) serta kegiatan KJA dalam

menunjang kesejahteraan penduduk. Jadi semua unsur tersebut saling terkait dan

saling mempengaruhi dalam sistem. Berdasarkan diagram lingkar sebab akibat

tersebut, disusun diagram alir model pengendalian pencemaran perairan danau

dengan bentuk struktur modelnya seperti Gambar 45.

Fr_Pakan

Lj_Penb_KJA

Total_Berat_Ikan_

Fr_jml_Ikan_Tebar

Fr_Berat_Ikan

Total_Pakan

Fr_Penb_KJALuas_lahan_KJA

Fr_Limbah_Pakan

Limbah_Pakan

Faktor_pengaliLahan_terpakai_KJA

Jumlah_KJA


42/60

115

Gambar 45. Diagram alir model pengendalian pencemaran perairan

di Danau Maninjau.

Keterangan:

Bbn Lmb = beban limbah (jumlah limbah keseluruhan)Bbn lmb Pertn = beban limbah pertanian

BM = baku mutuFr Bbn pkn = fraksi beban pakan

Fr Brt ikan = fraksi berat ikanFr Emig = fraksi emigrasi penduduk per tahun

Fr Imig = fraksi imigrasi penduduk per tahun

Fr jml ikan tebar = fraksi jumlah ikan pertama kali di tebarFr Pkn = fraksi jumlah fosfor dalam pakan

Fr Jml Kmr = fraksi jumlah kamar per hotelFr Jml Pengjng = fraksi jumlah pengunjung hotel per tahun

Fr JPP Lmb = fraksi jumlah penduduk pembuang limbah cairFr KAS = fraksi kapasitas asimilasi per tahun

Fr Kl Pddk = fraksi kelahiran penduduk per tahunFr Km Pddk = fraksi kematian penduduk per tahunFr lj pnb Htl = fraksi laju penambahan hotel per tahun

Fr lmb cair Pddk = fraksi limbah cair penduduk

Fr Limb Cair Htl = fraksi limbah cair hotelFr lmb Cair TNK = fraksi limbah cair ternak sapi per ekor per hari

Fr lmb feses TNK = fraksi limbah feses dari ternak sapi per ekor per hari

Fr Lmb TNK = fraksi limbah ternak sapi per ekor per hariFr Ls lhn KJA = fraksi luas lahan setiap KJA

F_Emig

POP_TNK

Pop_Pddk

Lj_Penbh_Lhn_Pert

fr_KAS

Fr_Imig

Fr_Km_PddkJl_PP_Lmb

Lmb_feses

Fr_Kl_Pddk

fr_Lmb_TNK

Fr_jml_Ikan_Tebar

Lj_Penb_KJA

Lmb_Cair_TNK

Fr_Pnb_TNK

Lmb_Cair_Pddk

Fr_JPP_LmbFr_Lmb_cair_Pddk

Fr_Penb_KJA

Jml_Htl

Jml_KJA

Ttl_Brt_Ikan_

Fr_Ls_lhn_KJA

Lhn_trpki_KJA

BM

Pmk_Ppk

L_Lhn_Pertn

Kap_Asmls Lmb_Pkn_KJA

Fr_Bbn_Pkn

Fr_Brt_Ikan

Jml_Kmr

Lj_Pnb_Htl

Bbn_lmb_Pertn

Fr_Lmb_Ppk

Fr_Pmk_Ppk

Fr_Lj_pnb_Htl

Fr_Jml_Kmr

Fr_Pkn

Ttl_Pkn

Pmb_lhn_KJA

Fr_Lhn_pert

Lmb_Cair_Htl

Lj_Pnb_Pddk Lj_Pngr_Pddk

Ttl_lmb_TNK

Fr_Lmb_Cair_TNK

Jml_pengjng_Htl

Fr_Jml_Pengjng_Htl

Fr_Limb_Cair_Htl

Lj_Pnb_TNK

fr_lmb_feses_TNK

Bbn_Lmb

Lj_Pn_Bb_Limb


43/60

116

Fr Penb KJA = fraksi penambahan KJA per tahunFr Lhn pert = fraksi penambahan lahan pertanian per tahun

Fr lmb Ppk = fraksi penambahan unsur fosfor dari pupukFr Pmk Ppk = fraksi pemakaian pupuk per hektar per tahunFr Pnb TNK = fraksi penambahan ternak sapi per tahun

Jml Htl = jumlah hotel

Jml KJA = jumlah KJA

Jl PP Lmb = jumlah penduduk pembuang limbah cairJml kmr = jumlah kamar hotel

Jml pengjng Htl = jumlah pengunjung hotel per tahunKap asmls = kapasitas asimilasi terhadap PO4Lhn trpki KJA = lahan terpakai untuk KJA

Lj Pnb TNk = laju penambahan ternak sapi potong per tahunLj Pn Bb Limb = laju penambahan beban limbahLj Penb KJA = laju penambahan KJA per tahun

Lj Penbh lhn pert = laju penambahan lahan pertanian per tahunLj Pnb Htl = laju penambahan hotel per tahun

Lj Penb Pddk = laju penambahan penduduk per tahunLj Pngr Pddk = laju pengurangan pendudukLmb Cair Htl = jumlah limbah cair hotel

Lmb Cair Pddk = jumlah limbah cair pendudukLmb Cair TNK = jumlah limbah cair ternak

Lmb feses TNK = jumlah feses ternakLmb Pkn KJA = jumlah limbah (sisa) pakan dari KJA

L lhn pert = jumlah luas lahan pertanianPmb lhn KJA = pembukaan lahan KJA

Pmk Ppk = pemakaian pupuk untuk pertanian

Pop Pddk = populasi penduduk di sekitar danauPop TNK = populasi ternak sapi

Ttl lmb TNK = total limbah ternak sapi

Ttl Brt ikan = total berat ikan

Ttl Pkn = total pakan yang diberikan per tahun

5.5.6. Analisis Kecenderungan Sistem (Simulasi Model)

Analisis kecenderungan sistem ditujukan untuk mengeksplorasi perilaku

sistem dalam jangka panjang ke depan, melalui simulasi model. Perilaku simulasi

ditetapkan selama 15 tahun, yakni dimulai tahun 2005 sampai dengan 2020.

Dalam kurun waktu simulasi tersebut, diungkapkan perkembangan yang mungkin

terjadi pada peubah-peubah yang dikaji. Peubah-peubah model yang akan

disimulasikan adalah limbah pakan, limbah cair penduduk, limbah cair ternak danlimbah cair hotel. Dinamika beberapa peubah sistem dalam kurun waktu 15 tahun

disajikan pada Gambar 46.

Hasil simulasi model menunjukkan bahwa jumlah penduduk di sekitar

perairan danau terus meningkat dari 30.532 jiwa pada awal simulasi menjadi

37.293 jiwa pada akhir tahun simulasi. Pola peningkatan jumlah penduduk diikuti


44/60

117

pula oleh jumlah limbah yang dihasilkan. Limbah cair penduduk di sekitar danau

yang mengalir ke perairan danau terus bertambah, pada awal simulasi jumlah

beban limbah yang dihasilkan adalah 2183,93 ton meningkat menjadi 2.665,11

ton pada akhir simulasi. Demikian juga halnya dengan KJA di perairan Danau

Maninjau terus mengalami peningkatan, dari 8.955 unit pada awal tahun simulasi

menjadi 27.975 unit pada akhir tahun simulasi. Kondisi ini juga diikuti oleh

peningkatan beban limbah pakan yang masuk ke perairan danau. Pada awal tahun

simulasi beban limbah pakan sebesar 10.880,33 ton, meningkat menjadi 35.240,31

pada akhir tahun simulasi.

Tahun

Ton

Lmbah_Pakan1

Limbah_Cair_Penduduk2

Lmbah_Cair_Ternak3

Limb_Cair_Hotel4

2.006 2.008 2.010 2.012 2.014 2.016 2.018 2.020

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

1

2

3 4

1

2

3 4

1

2

3 4

1

2

3 4

1

2

3 4

1

2

3 4

1

2

3 4

1

2

3

Gambar 46. Kecenderungan jumlah limbah yang masuk ke perairan danau.

5.5.7. Validasi Model

Validasi model dilakukan dengan tujuan untuk mengetahui kelayakan

suatu model yang dibangun, apakah sudah merupakan perwakilan dari realitas

yang dikaji, yang dapat menghasilkan kesimpulan yang meyakinkan. Proses

validasi model dilakukan dengan dua tahap pengujian, yaitu (1) uji validitas

struktur model dan (2) uji output model (perilaku model)

(1). Uji validitas struktur model

Validasi struktur bertujuan untuk melihat sejauh mana kesesuaian struktur

model yang dibangun mendekati struktur sistem nyata. Uji ini berkaitan dengan

batasan sistem, variabel-variabel pembentuk sistem, dan asumsi yang digunakan

dalam sistem. Hal ini dapat dilakukan dengan uji kesesuaian strtuktur dan uji

konsistensi struktur.


45/60

118

Uji kesesuaian struktur bertujuan untuk memberi keyakinan bahwa

struktur model yang dibangun valid secara ilmiah. Struktur model pengendalian

pencemaran perairan yang menggambarkan interaksi antara komponen populasi

penduduk, perhotelan, peternakan, pertanian dan KJA dengan beban limbah

haruslah bersesuaian dengan kondisi sistem nyata. Dengan demikian, hubungan

antara peubah populasi penduduk dan beban limbah yang dihasilkan haruslah

bersifat positif, demikian juga hubungan antara peubah perhotelan, perternakan,

pertanian dan keramba jaring apung dengan beban limbah haruslah bersifat

positif. Dalam model yang dibangun antar peubah tersebut haruslah dapat

dibuktikan bersesuaian dengan mekanisme sistem pencemaran di perairan danau.

Untuk maksud tersebut, dilakukan running dari model yang telah dibangun.

Kecenderungan keadaaan data penduduk Kecamatan Tanjung Raya padalima tahun terakhir (20002005), dengan laju pertumbuhan 1,15% per tahun,

maka jumlah penduduk tahun simulasi (2005-2020) mengalami kecenderungan

naik secara eksponensial. Pada tahun 2020 jumlah penduduk di kawasan Danau

Maninjau meningkat menjadi 37.293 jiwa dengan jumlah limbah cair yang

dihasilkan 2665,11 ton (Tabel 28 dan Gambar 47).

Tabel 28. Populasi penduduk dan KJA serta jumlah limbah yang dihasilkan

tahun 2005-2020

Tahun

2.005

2.006

2.007

2.008

2.009

2.010

2.011

2.012

2.013

2.014

2.015

2.016

2.017

2.018

2.019

2.020

opulasi_Pendudu imbah_Cair_Pendudu KJA mbah_Pakan

30.532,00 2.181,93 8.955,00 10.880,33

30.941,89 2.211,22 9.684,83 11.767,07

31.357,29 2.240,91 10.474,15 12.726,09

31.778,26 2.270,99 11.327,79 13.763,26

32.204,88 2.301,48 12.251,00 14.884,97

32.637,23 2.332,38 13.249,46 16.098,10

33.075,39 2.363,69 14.329,29 17.410,09

33.519,42 2.395,42 15.497,13 18.829,01

33.969,42 2.427,58 16.760,15 20.363,58

34.425,46 2.460,17 18.126,10 22.023,21

34.887,62 2.493,20 19.603,37 23.818,10

35.355,99 2.526,67 21.201,05 25.759,27

35.830,64 2.560,59 22.928,93 27.858,66

36.311,67 2.594,97 24.797,64 30.129,14

36.799,15 2.629,81 26.818,65 32.584,66

37.293,18 2.665,11 29.004,37 35.240,31


46/60

119

2000

2100

22002300

2400

2500

2600

2700

30532

30941

31357

31778

32204

32637

33075

33519

33969

34425

34887

35355

35830

36311

36799

37293

Jumlah penduduk (jiwa)

Jumlahl

imbah(Ton)

Gambar 47. Hubungan antara jumlah penduduk dengan jumlah limbah.

Hasil pengujian menunjukkan bahwa model yang dibangun dapat

memberikan hasil yang bersesuaian dengan kondisi sistem nyata. Berdasarkan uji

struktur, dapat disimpulkan bahwa model yang dibangun dapat digunakan untuk

mewakili mekanisme kerja sistem nyata.

(2) Uji validasi output model (kinerja model)

Validasi kinerja model merupakan pengujian sejauhmana kinerja model

yang dibangun (output model) sesuai dengan kinerja sistem nyata, sehingga

memenuhi syarat sebagai model ilmiah yang taat fakta atau diterima secara

akademik. Validasi output dapat dilakukan dengan cara membandingkan datahasil keluaran model yang dibangun dengan data empirik (Barlas, 1996).

Beberapa jenis teknik uji statistik yang dapat digunakan dalam pengujian

validasi kinerja model antara lain adalah absolute mean error(AME) dan absolute

variation error (AVE) serta U-Theils, dengan batas penyimpangan yang dapat

ditolerir adalah 5-10% (Barlas, 1996; Muhammadi et al., 2001). Disamping itu

juga digunakan uji Durbin Watson (DW) dan Kalman filter (KF). Dalam

penelitian ini pengujian validasi kinerja terhadap model yang dibangun

menggunakan uji Kalman Filter, dengan tingkat fitting (kecocokan) yang dapat

diterima 47,5-52,5%.

Pengujian validasi kinerja ini dilakukan terhadap dua sub model, yaitu

sub-model penduduk dan sub-model KJA yang menjadi sumber limbah dominan

yang masuk ke perairan danau. Setelah melalui berbagai penyempurnaan baik


47/60

120

secara struktural maupun fungsional maka hasil simulasi terhadap ke dua sub-

model menunjukkan adanya kemiripan antara hasil simulasi dengan data empiris,

seperti diperlihatkan pada Gambar 48 dan 49. Melalui penerapan formulasi

perhitungan KF (Lampiran 8) untuk variabel penduduk, diperoleh nilai kecocokan

sebesar 0,487286 (48,73%). Dengan demikian data-data hasil simulasi sub model

penduduk pada akhirnya cukup akurat, mengingat tingkat kecocokan KF antara

hasil simulasi dengan data empirik yang diperoleh berada pada batas kecocokan

(47,552,5%).

26000

27000

2800029000

30000

31000

32000

33000

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

Tahun

JumlahPe

nduduk(jiwa)

Empirik Simulasi

Gambar 48. Grafik perbandingan jumlah penduduk hasil simulasi dengan data

Empirik.

Hasil perhitungan nilai tingkat kecocokan (KF) terhadap peningkatan

jumlah limbah dari KJA hasil simulasi dengan data perkembangan secara empirik

di lapangan, diperoleh nilai KF sebesar 0,509852 atau 50,98% (Gambar 49).

Berdasarkan nilai KF tersebut, maka model yang dikembangkan dapat dinyatakan

valid secara struktur dan dapat diterima secara akademik.

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

14000

16000

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

Tahun

Jum

lahKJA(un

it)

Empirik Simulasi

Gambar 49. Grafik perbandingan perkembangan jumlah KJA hasil simulasi

dengan data empirik.


48/60

121

5.6. Penyusunan Skenario Pengendalian Pencemaran Perairan Danau

Skenario merupakan suatu alternatif rancangan kebijakan yang

memungkinkan dapat dilakukan dalam kondisi nyata yang ada di lapangan.

Skenario pengendalian pencemaran perairan danau dirancang berdasarkan pada

hasil analisis prospektif. Analisis ini dilakukan dengan tujuan untuk

mempersiapkan tindakan strategis di masa depan dengan cara menentukan faktor-

faktor kunci yang berperan penting terhadap berbagai kemungkinan yang akan

terjadi di masa depan.

Berdasarkan identifikasi dari expert (pakar) didapatkan 13 faktor kunci

yang dianggap berpengaruh dalam pengendalian pencemaran di perairan Danau

Maninjau di masa depan, yaitu: (1) jumlah KJA, (2) pertumbuhan penduduk, (3)

persepsi masyarakat, (4) fasilitas pengolahan limbah, (5) dukungan pemerintahdaerah, (6) pengolahan lahan di sekitar danau, (7) program pengelolaan danau, (8)

sarana dan prasarana, (9) teknologi budidaya perikanan, (10) daya dukung danau,

(11) pemetaan kawasan danau (zonasi), (12) pendangkalan danau (erosi), dan (13)

kerjasama lintas sektoral.

Hasil analisis secara matriks hubungan antara faktor kunci dari pakar

terhadap pengaruh langsung dan tidak langsung antar faktor kunci tersebut dari

sistem yang dikaji, secara rinci disajikan pada Lampiran 6. Selanjutnya hasil

analisis silang antar faktor kunci tersebut dipresentasikan secara grafik dalam

salib sumbu Kartesien (Bourgeois, 2002; Hardjomidjojo, 2002). Berdasarkan

grafik dalam salib sumbu tersebut, terpilih lebih sedikit faktor kunci (penting)

yang berpengaruh dalam pengendalian pencemaran di perairan Danau Maninjau di

masa yang akan datang, seperti diperlihatkan pada Gambar 50.


49/60

122

Gambaran Tingkat Kepentingan Faktor-Faktor yang

Berpengaruh pada Sistem yang Dikaji

Jumlah KJA

Dukungan Pemda

Pengolahan lahan

Pertumbuhan penduduk

Persepsi masyarakat

Program pengelolaan danau

Sarana dan prasarana

Fasilitas pengolahan limbah

Teknologi budidaya perikanan

Daya dukung danauZonasi danau

Erosi

Kerjasama lintas sektoral

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

1.40

1.60

1.80

2.00

0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00

Ketergantungan

Pengaru

h

Gambar 50. Gambaran tingkat kepentingan faktor-faktor yang berpengaruh pada

sistem pengendalian pencemaran perairan Danau Maninjau.

Dari analisis prospektif (Gambar 50) terlihat bahwa faktor penting dalam

pengendalian pencemaran perairan danau terkelompokkan dalam 4 kuadran.

Kuadran kiri atas (kuadran I) merupakan kelompok faktor yang memberikan

pengaruh tinggi terhadap kinerja sistem dengan ketergantungan yang rendah

terhadap keterkaitan antar faktor. Kuadran ini terdiri dari tiga faktor, yaitu: 1)

jumlah KJA, 2) pertumbuhan penduduk, dan 3) persepsi masyarakat. Faktor-

faktor ini akan digunakan sebagai input di dalam sistem yang dikaji. Kuadran

kanan atas (kuadran II) merupakan kelompok faktor yang memberikan pengaruh

tinggi terhadap kinerja sistem dan mempunyai ketergantungan antar faktor yang

tinggi pula, sehingga digunakan sebagai stake (penghubung) di dalam sistem.

Kuadran ini terdiri dari dua faktor yaitu: 1) pengolahan lahan dan 2) dukungan

pemerintah daerah. Kuadran kanan bawah (kuadran III) memiliki pengaruh yang

rendah terhadap kinerja sistem dan ketergantungan yang tinggi terhadap

keterkaitan antar faktor, sehingga menjadi output di dalam sistem. Kuadran ini

terdiri dari empat faktor, yaitu: 1) program pengelolaan danau, 2) fasilitas

pengolahan limbah, 3) daya dukung danau, dan 4) zonasi danau. Kuadran kiri

bawah (kuadran IV) mempunyai pengaruh rendah terhadap kinerja sistem dan

ketergantungan juga rendah terhadap keterkaitan antar faktor. Kuadran ini terdiri

dari empat faktor, yaitu: 1) teknologi budidaya perikanan, 2) sarana dan prasarana,

3) erosi, dan 4) kerjasama lintas sektoral.


50/60

123

Berdasarkan pada penilaian pengaruh langsung antar faktor sebagaimana

diperlihatkan pada Gambar 50, dari ke-13 faktor kunci tersebut didapatkan

sebanyak dua faktor yang mempunyai pengaruh tinggi terhadap kinerja sistem dan

ketergantungan antar faktor yang tinggi pula, yaitu: 1) pengolahan lahan dan 2)

dukungan pemrintah daerah, serta tiga faktor yang mempunyai pengaruh yang

tinggi terhadap kinerja sistem walaupun ketergantungan antar faktor rendah, yaitu

1) jumlah KJA, 2) pertumbuhan penduduk, dan 3) persepsi masyarakat. Oleh

sebab itu, kelima faktor tersebut perlu dikelola dengan baik dan dibuat state

(kondisi) yang mungkin terjadi di masa depan sehubungan dengan pengendalian

pencemaran perairan danau.

Deskripsi dari masing-masing faktor kunci hasil analisis pengaruh

langsung antar faktor adalah sebagai berikut:a) KJA merupakan sistem pembudidayaan ikan dengan teknik keramba jaring

apung yang diberi pakan buatan (pellet). Pertambahan KJA akan

meningkatkan jumlah sisa pakan (limbah) yang masuk ke perairan danau.

Pertambahan KJA didasarkan pada pertambahan historis tiap tahunnya.

b) Pertumbuhan penduduk

Pertumbuhan penduduk terjadi akibat pertambahan melalui kelahiran dan

urbanisasi serta pengurangan akibat kematian dan emigrasi. Pertumbuhan

penduduk akan mempengaruhi jumlah limbah yang dihasilkan dari kegiatan

domestik. Pertumbuhan tersebut didasarkan pada data historis tiap tahunnya.

c) Persepsi masyarakat

Persepsi masyarakat adalah pandangan responden tentang kegiatan

pengendalian pencemaran perairan danau. Cara mengetahuinya adalah melalui

beberapa indikator pertanyaan yang menjelaskan pandangan responden

terhadap (1) kegiatan pencegahan pencemaran danau, (b) kegiatan

penanggulangan pencemaran danau dan (3) kegiatan dalam partisipasi pada

pencegahan dan penanggulangan pencemaran danau.

d) Pengolahan lahan

Pengolahan lahan di sekitar danau oleh masyarakat terutama dalam hal

pertanian dan perkebunan dapat mempengaruhi beban limbah yang masuk ke

perairan danau.


51/60

124

e) Dukungan pemerintah daerah

Pemerintah daerah yang dimaksud adalah instansi yang terkait dengan

pemanfaatan perairan Danau Maninjau. Dukungan yang diberikan dapat

berupa bantuan tentang teknologi/fasilitas pengolahan limbah cair, pelatihan

dan penyuluhan pada masyarakat.

Skenario pengendalian pencemaran perairan danau dibuat berdasarkan

perkiraan responden mengenai kondisi faktor kunci di masa mendatang. Dari

perkiraan responden mengenai kondisi faktor-faktor penting tersebut di masa

mendatang, disusun skenario yang mungkin terjadi di daerah penelitian. Hasil

perkiraan responden mengenai kondisi faktor-faktor di masa datang, selanjutnya

dilakukan kombinasi yang mungkin terjadi antar kondisi faktor tersebut. Dari

kombinasi antar kondisi faktor tersebut, didapatkan tiga skenario yang dinamai

dengan skenario (1) optimistik, (2) moderat, dan (3) pesimistik. Secara ringkas

penamaan dan susunan dari skenario tersebut disajikan pada Tabel 29 dan 30.

Tabel 29. Keterkaitan antar faktor dan kondisi (state) untuk analisis prospektif

No Faktor Kondisi (state) di masa datang

1A 1B 1C1 Jumlah KJA

Meningkat, sebagai

akibat meningkatnya

pendapatan sebagai

hasil kegiatan KJA

Tetap

Menurun karena

terjadinya penurunan

kualitas air danau

sehingga menurun-

kan hasil KJA2A 2B 2C2 Pertumbuhan

penduduk

Tetap Meningkat

Meningkat tinggi

sebagai akibat

urbanisasi

3A 3B 3C3 Persepsi

masyarakat

Tetap

Meningkat secara

bertahap (gradural)

sesuai kemampuan dan

pengetahuan masyarakat

Meningkat secara

drastis karena adanya

sosialisasi

4A 4B4 Pengolahan

lahan Kurang sesuai dengan

kaidah konservasi,

intensif pemakaian

pupuk dan pestisida

Sesuai dengan kaidah

konservasi, efisiensi

pemakaian pupuk dan

pestisida

5A 5B 5C5 Dukungan

pemerintah

daerahKurang mendukung

karena dianggap

kurang berpengaruh

terhadap kesejahteraan

masyarakat

Mendukung dengan

membuat kebijakan

pengendalian

Sangat mendukung,

memberikan

penyuluhan dan

sosialisasi


52/60

125

Tabel 30. Skenario dan kombinasi keadaan faktor

No Skenario Kombinasi kondisi faktor

1 Pesimistik 1A, 2A, 2C, 3A, 4A, 5A

2 Moderat 1B, 2B, 3A, 5B,

3 Optimistik 1C, 3C, 4B, 5B

Jumlah skenario yang dapat dirumuskan dalam rangka pengendalian

pencemaran perairan di Danau Maninjau bisa lebih dari tiga, namun dari keadaan

dari masing-masing faktor kunci, kemungkinan yang paling besar diperkirakan

akan terjadi di masa yang akan datang adalah ketiga skenario tersebut.

1. Skenario Pesimistik

Skenario pesimistik dibangun berdasarkan state dan faktor kunci dengan

kondisi; 1) jumlah KJA yang semakin meningkat setiap tahun dengan

pertumbuhan > 7,89%; 2) pertumbuhan penduduk yang relatif masih tinggi yaitu

> 1,15%, hal ini juga akan meningkatkan jumlah penduduk yang membuang

limbah ke perairan danau; 3) kurangnya sosialisasi dan penyuluhan oleh

pemerintah sehingga pengetahuan masyarakat tentang pengendalian pencemaran

perairan danau menurun menjadi < 68%; 4) pengolahan dan pemanfaatan lahan

yang kurang sesuai dengan kaedah konservasi dan semakin tingginya pemakain

pupuk kimia dan insektisida pada lahan pertanian di sekitar perairan danau. Hal

ini akan meningkatkan beban limbah pertanian (residu pupuk dan pestisida) yang

masuk ke perairan danau; dan 5) pemerintah daerah kurang mendukung, karena

mengganggap masalah pencemaran perairan danau kurang berpengaruh terhadap

kesejahteraan masyarakat sekitar perairan danau.

Penerapan konsep skenario pesimistik ini akan memberikan implikasi

berupa: 1) beban limbah dari pakan akan meningkat; 2) jumlah penduduk yang

membuang limbah ke perairan danau semakin meningkat; 3) kepedulianmasyarakat terhadap pencemaran perairan danau semakin berkurang; 4)

pemerintah daerah kurang memberi perhatian terhadap pengendalian pencemaran;

dan 5) beban limbah berupa residu pupuk dan pestisida semakin meningkat. Hasil

simulasi model pada skenario pesimistik diperlihatkan pada Gambar 51.


53/60

126

Tahun

Ton

Lmbah_Pakan1

Limbah_Cair_Penduduk

2Lmbah_Cair_Ternak

3

Limb_Cair_Hotel4

Beban_Lmb5

Baku_Mutu6

2.006 2.010 2.014 2.020

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

45.000

50.000

55.000

60.000

1

23 4

5

6

1

23 4

5

6

1

23 4

5

6

1

23 4

5

6

1

23 4

5

6

1

2

3 4

5

1

2

5

1

5

Gambar 51. Prediksi beban limbah pada skenario pesimistik sampai tahun 2020.

2. Skenario Moderat

Skenario moderat mengandung pengertian bahwa keadaan masa depan

yang mungkin terjadi diperhitungkan dengan penuh pertimbangan sesuai dengan

keadaan dan kemampuan sumberdaya yang dimiliki saat ini. Skenario ini

dibangun berdasarkan state dari faktor kunci dengan kondisi sebagai berikut; 1)

jumlah KJA di perairan danau tidak mengalami peningkatan (tetap) yaitu 8955

unit; 2) pertumbuhan penduduk tetap pada tingkat 1,15%; 3) persepsi masyarakat

meningkat secara bertahap sesuai dengan kemampuan dan pengetahuan

masyarakat; 4) pengolahan dan pemanfaatan lahan disekitar perairan danau

kurang sesuai dengan kaedah konservasi, pemakain pupuk dan pestisida sangat

intensif sehingga residu pupuk dan pestisida masuk ke perairan danau cukup

tinggi; dan 5) pemerintah daerah memberikan dukungan terhadap pengendalian

pencemaran perairan danau dengan memberikan informasi dan menyediakan

fasilitas penampungan limbah atau sampah sementara.

Penerapan skenario moderat ini akan memberikan implikasi berupa: 1)

pertumbuhan jumlah KJA tetap pada tingkat petumbuhan 7,89% per tahun; 2)

beban pencemaran juga meningkat akibat pertumbuhan penduduk; 3) persepsi

masyarakat meningkat (> 68%) secara bertahap sesuai dengan kemampuan dan

pengetahuannya. Hasil simulasi model pada skenario moderat diperlihatkan pada

Gambar 52.


54/60

127

Tahun

Ton

Limbah_Pakan1


Limbah_Cair_Ternak3

Limb_Cair_Hotel4

Beban_Limbah5

Baku_Mutu6

2.006 2.010 2.014 2.020

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

45.000

50.000

1

2

3 4

5

6

1

2

3 4

5

6

1

2

3 4

5

6

1

2

3 4

5

6

1

2

3 4

5

6

1

2

3 4

5

6

1

2

3 4

5

6

1

2

3

5

Gambar 52. Prediksi beban limbah pada skenario moderat sampai tahun 2020.

3. Skenario Optimistik

Skenario optimistik dibangun berdasarkan keadaan (state) dan faktor kunci

dengan kondisi; 1) laju pertumbuhan jumlah KJA yang semakin menurun setiap

tahunnya mencapai 2% serta dengan pemberian pakan yang efektif (konversi

pakan 0,1); 2) pertumbuhan penduduk meningkat menjadi 1,25%; 3) persepsi

masyarakat meningkat akibat adanya sosialisasi dan penyuluhan oleh pemerintah.

Persepsi masyarakat terhadap pengendalian pencemaran perairan meningkat

mencapai > 85%; sehingga jumlah penduduk yang membuang limbah ke

perairan danau tinggal 15%; 4) pengolahan dan pemanfaatan lahan sudah sesuai

dengan kaedah konservasi dan efektifitas pemakain pupuk kimia serta insektisida

pada lahan pertanian di sekitar perairan danau. Hal ini dapat mengurangi beban

limbah pertanian (residu pupuk dan pestisida) yang masuk ke perairan danau; dan

5) pemerintah daerah mendukung dengan memberikan penyuluhan, sosialisasi

dan penyediaan fasilitas tentang pengendalian pencemaran perairan danau.

Penerapan konsep skenario optimistik ini akan memberikan implikasi

berupa: 1) beban limbah dari KJA akan menurun; 2) jumlah penduduk yang

membuang limbah ke perairan danau semakin berkurang; 3) pemahaman dan

kepedulian masyarakat terhadap pencemaran perairan danau semakin meningkat;

4) dukungan atau perhatian pemerintah daerah terhadap pengendalian pencemaran

semakin tinggi; dan 5) beban limbah berupa residu pupuk dan pestisida yang

masuk ke perairan danau semakin berkurang. Hasil simulasi model pada skenario

optimistik diperlihatkan pada Gambar 53.


55/60

128

Tahun

T

on

Limbah_Pakan1


Limbah_Cair_Ternak3

Limb_Cair_Hotel4

Beban_Limbah5

Baku_Mutu6

2.006 2.008 2.010 2.012 2.014 2.016 2.018 2.020

500

1.000

1.500

2.000

1

2

3 4

5

6

1

2

3 4

5

6

1

2

34

5

6

1

2

34

5

6

1

2

34

5

6

1

2

34

5

6

1

2

34

56

1

2

3

4

5

Gambar 53. Prediksi beban limbah pada skenario optimistik sampai tahun 2020.

5.7.Analisis Perbandingan Penerapan antar Skenario

Perbandingan kinerja sistem hasil simulasi dari ketiga skenario yang

dirumuskan menjadi dasar utama untuk menentukan skenario yang paling tepat

diterapkan dalam rangka pengendalian pencemaran perairan di Danau Maninjau.

Kinerja sistem dengan skenario pesimistik memperlihatkan kondisi sistem yang

tidak mendukung terhadap penekanan beban pencemaran yang masuk ke perairan

danau. Hal ini ditunjukkan oleh semakin tingginya jumlah limbah yang masuk ke

perairan danau. Pada skenario ini, kondisi yang akan terjadi adalah tingkat

pertumbuhan jumlah KJA mencapai 8% per tahun dan tingkat pertumbuhan

penduduk mencapai 1,25% per tahun. Persepsi masyarakat terhadap pengendalian

pencemaran perairan menurun menjadi 50%.

Skenario moderat tidak lain adalah kondisi eksisting yang berlangsung

pada saat ini, dimana state menghasilkan kinerja sistem di masa depan yang tidak

mampu menekan peningkatan beban pencemaran yang masuk ke perairan danau.

Kondisi dengan pertumbuhan jumlah KJA 7,89% per tahun dan pertumbuhan

penduduk di sekitar perairan danau sebesar 1,15% per tahun serta jumlah

penduduk yang membuang limbah ke perairan danau sebesar 75%. Hal ini akan

mengakibatkan peningkatan beban limbah, sehingga belum memenuhi baku mutupada tahun 2020.

Kinerja sistem dengan skenario optimistik lebih baik dari skenario

pesimistik dan moderat dan mampu menekan peningkatan beban limbah yang

masuk ke perairan danau. Dengan pertumbuhan jumlah KJA 2% per tahun,

pertumbuhan penduduk 1% per tahun, dan peningkatan kesadaran penduduk di


56/60

129

sekitar perairan danau sebesar 85% untuk tidak membuang limbahnya ke perairan

danau. Kondisi ini akan mengurangi peningkatan beban limbah yang masuk ke

perairan danau dan diyakini akan menurunkan beban limbah hingga mencapai

baku mutu pada tahun 2020.

Berdasarkan perbandingan ketiga skenario serta pemodelan dalam sistem

pengendalian pencemaran perairan di Danau Maninjau, dengan segala

sumberdaya yang dimiliki oleh Pemerintah Daerah Kabupaten Agam khususnya

Kecamatan Tanjung Raya maka skenario yang paling mungkin terjadi dimasa

depan adalah pesimistik 25%, moderat 55% dan optimistik 20%. Skenario yang

terjadi mengilustrasikan bahwa dalam upaya pencegahan agar beban limbah yang

masuk ke perairan danau sesuai dengan yang diharapkan atau sesuai dengan baku

mutu, maka perlu dilakukan dengan suatu kebijakan yang kondusif.Gambar 54 memperlihatkan perbandingan ketiga skenario yang terjadi

dimasa yang akan datang terhadap sistem dalam menghasilkan beban limbah di

perairan Danau Maninjau. Skenario optimistik merupakan skenario yang

diharapkan terjadi dimasa depan, namun pilihan responden adalah skenario

moderat, sehingga diperlukan upaya-upaya tindakan atau strategi-strategi

pengendalian pencemaran perairan Danau Maninjau.

Perbandingan antar skenario

58692,91

46080,54

1990 2045,6

0

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

Pesimistik Moderat Optimistik Baku mutu

Skenario

Bebanlimbah(Ton/tahun))

Gambar 54. Grafik perbandingan tiga skenario beban limbah dalam pengendalian

pencemaran perairan di Danau Maninjau tahun 20052020.

5.8. Arahan Kebijakan Pengendalian Pencemaran Perairan Danau

Berdasarkan pada analisis kondisi eksisting perairan Danau Maninjau yang

meliputi kondisi parameter fisika, kimia dan mikrobiologi menunjukkan bahwa


57/60

130

beberapa indikator paramter kualitas air sudah di atas ambang batas yang

diizinkan sebagai sumber air baku air minum. Secara umum status kualitas

perairan danau berada pada kondisi tercemar sedang. Demikian juga, berdasarkan

pemodelan yang disertai simulasi terhadap skenario yang mungkin terjadi di masa

depan, maka beberapa rumusan strategi kebijaksanaan untuk meurunkan beban

limbah yang masuk ke perairan danau dalam upaya pengendalian pencemaran

perairan danau berdasarkan prioritas adalah sebagai berikut:

1. Persepsi masyarakat sekitar perairan danau masih rendah yaitu sebesar 14%,

maka perlu melakukan upaya peningkatan persepsi dan kesadaran masyarakat

untuk tidak membuang limbah langsung ke perairan danau. Hal ini dapat

dilakukan dengan penyuluhan dan pelatihan serta sosialisasi pada masyarakat

sekitar perairan danau. Selain itu, penekanan beban limbah ke perairan danaudapat dilakukan dengan mengupayakan peningkatan fasilitas sanitasi

lingkungan di sekitar perairan danau.

2. Tingkat pertambahan KJA cukup tinggi yaitu sebesar 7,89% per tahun, maka

perlu melakukan upaya penurunan laju pertambahan KJA pada tingkat 2% per

tahun untuk menekan beban limbah yang masuk ke perairan danau. Hal ini

dapat dilakukan melalui perizinan yang ketat terhadap penambahan KJA yang

baru. Selain itu, penekanan beban limbah dari KJA perlu melakukan upaya

pemberian pakan dengan kadar fosfor yang rendah. Hal ini dapat dilakukan

melalui kerjasama Pemda Kabupaten Agam dengan perusahaan (paberik)

penghasil pakan.

3. Penurunan jumlah beban limbah cair yang terkait dengan jumlah penduduk

dapat dilakukan dengan mengupayakan penekanan laju pertumbuhan

penduduk tidak melebihi 1,0% per tahun. Hal ini dapat dilakukan dengan

meningkatkan pelayanan keluarga berencana, pembatasan usia nikah dan

membatasi penduduk yang masuk dan berdomisili di sekitar perairan danau.

4. Mengupayakan konservasi pada lahan pertanian disekitar perairan danau,

sehingga dapat menurunkan kadar total padatan tersuspensi (TSS) yang masuk

ke perairan danau. Hal ini dapat dilakukan dengan kegiatan penghijauan serta

membatasi pengembangan permukiman di sempadan danau.


58/60

131

5. Mengupayakan pemakaian pupuk dan pestisida secara efektif melalui

penyuluhan dan sosialisasi.

5.9. Analisis Sensitivitas Model

Uji sensitivitas dilakukan untuk mengetahui respon model terhadap

stimulus, yang tujuannya adalah untuk menemukan alternatif tindakan baik untuk

mengakselerasi kemungkinan pencapaian positif maupun maupun untuk

mengantisipasi dampak negatif. Hasil simulasi model setelah dilakukan intervensi

struktural melalui fungsi IF dengan cara menurunkan tingkat laju pertumbuhan

penduduk sebesar 1% yang dimulai pada tahun 2006, ternyata tidak memberikan

pengaruh nyata terhadap level atau stocktotal beban limbah. Intervensi penurunan

laju pertumbuhan penduduk tersebut menghasilkan jumlah beban limbah sebesar

58052,76 ton (Gambar 55).

Tahun

Ton

Baku_Mutu1

Bb_Lmb2

2.006 2.008 2.010 2.012 2.014 2.016 2.018 2.020

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

45.000

50.000

55.000

60.000

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

Gambar 55. Grafik beban limbah dengan pengurangan pertumbuhan penduduk

dengan intervensi struktural.

Pertumbuhan sumber limbah khususnya jumlah KJA merupakan variabel

dominan yang menjadi penyebab terhadap masalah peningkatan jumlah limbah

yang masuk ke perairan danau. Upaya penurunan beban pencemaran (limbah)

dapat berhasil secara efektif bila kebijakan yang ditempuh adalah dengan

mengurangi laju pertumbuhan jumlah KJA. Melalui intervensi struktural dengan

menurunkan atau mengurangi rata-rata pertumbuhan KJA menjadi 1% per tahun

dengan menggunakan fungsi IF yang dimulai pada tahun 2006. Hasil simulasi

menunjukkan efek yang nyata terhadap penurunan beban limbah yang masuk ke


59/60

132

perairan danau. Intervensi penurunan laju pertumbuhan KJA tersebut

menghasilkan jumlah beban limbah sebesar 49816,91 ton (Gambar 56).

Tahun

Ton

Baku_Mutu1

Beban_Limbah2

2.006 2.008 2.010 2.012 2.014 2.016 2.018 2.020

0

5.000

10.000

15.000

20.000

25.000

30.000

35.000

40.000

45.000

50.000

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

1

2

Gambar 56. Grafik beban limbah dengan pengurangan KJA dengan intervensi

struktural.

5.10. Pembahasan Umum

Kondisi atau kualitas lingkungan perairan Danau Maninjau berada pada

tingkat kualitas sedang atau telah mengalami pencemaran pada kategori ringan.

Hal ini diindikasikan oleh beberapa parameter fisika dan kimia yang telah

melampaui baku mutu perairan sebagai sumber air baku air minum, kecuali

parameter total padatan terlarut (TDS), fecal coliform dan pestisida. Parameter

total padatan tersuspensi (TSS) dan fosfat tinggi pada daerah aliran Bandar Ligin,

oksigen terlarut (DO) rendah pada daerah aliran Sungai Limau Sundai, sementara

untuk kebutuhan oksigen kimia (COD) dan kebutuhan oksigen biokimia (BOD5)

adalah tinggi. Parameter nitrit tinggi pada daerah aliran Sungai Jembatan Ampang

dan Batang Kalarian.

Karakteristik masyarakat yang berdomisili di sekitar perairan Danau

Maninjau terutama di daerah sempadan danau, pada umumnya memiliki tingkat

pendidikan yang rendah. Pekerjaan masyarakat sebagian besar adalah petanidengan tingkat pendapatan termasuk kategori rendah. Persepsi masyarakat

mengenai pengendalian pencemaran yang terjadi di perairan danau termasuk

kategori rendah.

Aliran beban limbah yang masuk ke perairan danau selain berasal dari

daerah di sempadan danau yang membawa limbah organik juga berasal dari


60/60

133

kegiatan kerambah jaring apung (KJA). Limbah yang dihasilkan oleh kegiatan

KJA ini berupa sisa pakan yang tidak dimakan ikan dan feses yang dapat

menumpuk dan menimbulkan sedimentasi di dasar perairan danau.

Skenario yang mungkin akan terjadi di masa depan pada perairan Danau

Maninjau adalah skenario pesimistik, moderat dan optimistik. Berdasarkan

pendapat para pakar, skenario yang paling mungkin terjadi adalah moderat dan

pesimistik. Oleh karena itu, diperlukan suatu kebijakan atau strategi yang tepat

untuk mengubah kondisi pesimistik dan moderat yang menyebabkan beban

limbah melebihi baku mutu yang ditetapkan menjadi optimistik, sehingga beban

limbah di bawah ambang baku mutu yang ditetapkan. Stategi penurunan laju

pertumbuhan KJA menjadi 2%, dan penerapan pemberian pakan yang efektif

dengan rasio 3% dengan pakan yang rendah kandungan fosfornya, sehingga dapatmengurangi limbah (sisa pakan) yang masuk ke perairan danau. Disamping itu,

strategi penekanan laju pertumbuhan penduduk tidak melebihi 1%, pembuatan

instalasi pengolahan limbah rumah tangga (tanki septik) yang berbasis masyarakat

sangat diperlukan karena mampu mengurangi beban limbah yang masuk ke

perairan danau. Hal lain yang dapat dilakukan adalah upaya penanggulangan dari

sumber beban limbah itu sendiri seperti peningkatan kesadaran masyarakat

terhadap dampak limbah terhadap perairan danau.

Documents

Parameter Fisika, Kimia Dan Mikrobiologi Perairan Danau