Fluktuasi BOD-DO pada aliran steady non uniform :: Studi kasus di Sungai Bedog DIY

SEPTI H, Ratna, Prof. Dr. Ir. Budi Wignyosukarto, Dip.HE, DEA

2008 | Tesis | S2 Teknik Sipil dan Lingkungan

Pembuangan limbah industri, limbah perkotaan, limbah rumah tangga dan lain-lain, ke dalam aliran akan mempengaruhi tingkat pencemaran air di aliran tersebut. Tingkat pencemaran air oleh bahan organik dapat diketahui dari nilai Biochemical Oxygen Demand (BOD5) alirannya. Nilai tersebut akan mempengaruhi permintaan oksigen di aliran, yang akan digunakan bakteri pengurai untuk mengoksidasi bahan organik yang terkandung dalam limbah. Keadaan ini berakibat pada perubahan konsentrasi DO di aliran tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui fluktuasi BOD - DO pada aliran steady non uniform akibat adanya bahan pencemar organik serta strategi manajemen sungai dalam hal pembatasan jumlah polutan yang dapat diterima oleh sungai. Penelitian ini dilakukan pada penggal sungai Bedog dari bendung Pendowo sebagai batas hulu sampai bendung Kadisono sebagai batas hilir. Program QUAL2K versi 2.07 digunakan sebagai sarana pemodelan. Pemodelan dilakukan pada musim kemarau dan musim hujan. Sungai Bedog dibagi menjadi 10 segmen dengan menyederhanakan tampang saluran menjadi bentuk trapesium. Pada QUAL2K, pemodelan aliran dan kualitas airnya dilakukan secara terpisah. Pada pemodelan aliran menggunakan nilai kekasaran Manning sebagai sarana kalibrasi dan verifikasi sedangkan pada pemodelan kualitas air menggunakan koefisien deoksidasi akibat efek dasar dan koefisien reaerasi atmosfer. Kedua koefisien tersebut dihitung berdasarkan literatur. Sebagai input data adalah data aliran berupa data debit di Bendung Pendowo, IPAL, limpasan saluran irigasi (P3) dan Irigasi Kadisono serta data kualitas air berupa nilai BOD5 dan DO pada Bendung Pendowo, IPAL dan limpasan saluran irigasi (P3). Hasil output dari program tersebut berupa debit aliran, BOD5 dan DO pada bendung Kadisono. Kekasaran saluran yang direpresentasikan dengan koefisien Manning mempengaruhi fluktuasi BOD-DO pada aliran steady non uniform, berkaitan dengan kondisi morfologi dan karakteristik aliran meliputi kedalaman dan kecepatan aliran. Nilai Manning hasil kalibrasi dan verifikasi pada model aliran tidak sesuai dengan nilai Manning yang sebenarnya untuk sungai alam. Keadaan ini disebabkan oleh mekanisme pemodelan. Hasil simulasi dengan QUAL2K berdasarkan kelas sungai dengan batas ambient sungai untuk BOD5 maksimal sebesar 3 mg/L menunjukkan bahwa TMDL BOD5 yang setiap saat bisa dibuang ke sungai adalah harus lebih kecil dari 1346 mg/dt. Nilai ini setara dengan BOD5 effluent sebesar 30 mg/L dengan debit sebesar 0,045 m3/dt. Sedangkan dengan batas ambient sungai untuk DO minimal sebesar 4 mg/l, maka dengan TMDL BOD5 sampai dengan 7656 mg/dt, nilai DO bisa kurang dari 1928 mg/dt.

The disposal of industry, urban and domestic and other waste into the river bring impacts to the level of water pollution in corresponding river. The level of pollution in a river due to organic material is identified by the value of its BOD5. Such value will influence the demand of oxygen, which later be used by deterioration bacterium to oxidize organic material which is contained in the waste. This condition effects in the change of DO concentration in the stream. The aim of the research is to identify the fluctuation of BOD-DO in steady nonuniform flow due to the existence of organic pollutant in the flow and to estimate the river management in determining the limit of pollutant disposal into the river due to the fluctuation of BOD-DO. The research was conducted in reaches of Bedog river, from Pendowo weir as upstream boundary to Kadisono weir as downstream boundary. Software QUAL2K version 2.07 was applied in the modelling. The modelling was conducted in dry season and wet season. The Bedog river was devided into 10 reaches with each cross sectional area was simplified to trapezium type. In QUAL2K, flow modelling and water quality modelling was separate. The Manning roughness was used as tool of calibration and verification in flow modelling, while the effective deoxygenation because of bed effects and the reaeration rate from the atmosphere were used in water quality modelling. The two rates were calculated from literature. The discharge data of Pendowo weir, IPAL and irrigation channel overflowing (P3) and Kadisono weir and water quality data of BOD5 and DO at Pendowo weir, IPAL and P3 were used as input in the modelling. The outputs of modelling were flow discharge, BOD5 and DO at Kadisono weir. The stream roughness, that was represented by the Manning roughness, influenced the fluctuation of BOD-DO in steady non uniform flow, considering the morphology condition and flow characteristic, including depth and velocity. The Manning roughness due to the flow modelling was not the same with the true Manning roughness to nature. This condition was caused by flow modelling mechanism. The result of QUAL2K simulation showed that according to river class, the TMDL BOD5 which was permitted to be disposed into the river all the time must be less than 1346 mg/s due to the ambient level of maximum 3 mg/L BOD5 in the river. This value was the same with 30 mg/L for BOD5 and 0,045 m3/s for flow. The value of DO, due to the ambient level of DO in river for minimum 4 mg/L and TMDL BOD5 up to 7656 mg/s, could be less than 1928 mg/s.

Kata Kunci : BOD, DO, steady non uniform, QUAL2K, TMDL