Analisa Sebaran Suhu Permukaan Laut Berdasarkan Citra Landsat-8 TIRS di Sekitar

## Outfall PLTU Tarahan Lampung Selatan
Muhammad Bani Putra Utama1*, Gentur Handoyo 1 ,  Heryoso Setiyono 1 , Dwi Haryo Ismunarti 1 , dan Agus Anugroho Dwi Suryoputro 1
Departemen Oseanografi, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro Jl. Prof. H. Sudarto, SH, Tembalang Semarang. 50275 Telp/fax (024)7474698
*Email: Baniutama@gmail.com

## Abstrak
PLTU Tarahan Lampung Selatan menggunakan air laut sebagai air pendingin dalam kegiatan operasionalnya. Kegiatan  tersebut  menghasilkan  limbah  air  panas  yang  berhubungan    langsung    dengan    perairan,    sehingga dapat    mengakibatkan  berubahnya  suhu  permukaan  laut  di  perairan  sekitarnya.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk mengetahui  sebaran  horizontal  limbah  air  panas  di  perairan  laut  sekitar outfall PLTU  Tarahan  Lampung Selatan.  Data  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  meliputi  Citra  Landsat  8  TIRS,  suhu  permukaan  laut lapangan  dan  arus  permukaan  laut lapangan, peta bathimetri yang diterbitkan oleh Pushidrosal, pasang surut yang diterbitkan oleh BIG yang diunduh pada laman http://ina-sealevelmonitoring.big.go.id dan peta RBI yang diterbitkan oleh BIG. Pengambilan data lapangan sebanyak 15 titik untuk mengetahui akurasi data citra dengan pengukuran lapangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa adanya kenaikan suhu permukaan laut oleh limbah air  panas  PLTU  Tarahan  Lampung  Selatan  sebesar  4 o C  dari  suhu  rata-rata  laut  di  daerah outfall .  Pola persebaran  suhu  permukaan  laut  membentuk  setengah  busur  dengan  luasan  sebesar  39  hektar.  Suhu  tertinggi sebesar  33,5 o C  yang  berada  di  dekat  outfall  dan  terendah  sebesar    29,4 o C  dan  bergerak  menuju  arah tenggara dari outfall .
Kata kunci : Suhu  Permukaan  Laut, Landsat  8  TIRS ,  Sebaran  Limbah  Air  Panas, PLTU Tarahan Lampung Selatan

## Abstract
The Steam Electricity Power Plant Tarahan South Lampung uses sea water for cooling water in its operational activities.  The  activity  produces  hot  water  waste  that  is  directly  related  to  the  waters,  so  that  it  can  lead  to increased sea surface temperatures in the waters. Data used in this study include Landsat 8 TIRS imagery, field sea surface temperature and field sea surface currents, bathymetry maps published by Pushidrosal, tides data published by BIG which downloaded on the page http://ina- sealevelmonitoring.big.go.id and maps of the RBI from BIG. Field data capture as much as 15 points to know the accuracy of image data with measurement field. The  results  obtained  from  the  research  showed  a  rise  in  sea  surface  temperature  of  4 o C  than  the  average temperature of the sea around the outfall. The distribution pattern of sea surface temperature forms a half arc with an area of 39 hectares. The highest temperature was 33.5 o C which is near the outfall and the lowest was 29.4 o C which is at the farthest point. The pattern of sea surface temperature difstribution was moving towards the Southeast  from the outfall.
Keywords : Sea Surface Temperature, Landsat 8 TIRS, Distribution of Hot Water Waste  The Steam Electricity Power         Plant Tarahan South Lampung

## PENDAHULUAN
PLTU  dalam  kegiatan  operasionalnya  memerlukan  air  laut  yang  digunakan  untuk  mendinginkan uap air setelah menggerakkan turbin di kondensor. Air laut hasil pengolahan tersebut kemudian dialirkan kembali  ke  laut  dengan  suhu  relatif  tinggi  dari  suhu  perairan  yang  disebut  sebagai  limbah  air  panas. Limbah air panas ini mengakibatkan kenaikan suhu di sekitar daerah ujung pipa dari suhu perairan normal serta mempengaruhi ekosistem perairan, seperti kualitas air dan sirkulasi air lokal (Wibowo, 2012).
Permasalahan utama kegiatan PLTU ini adalah suhu air buangan dari sistem pendingin yang jauh lebih tinggi dari suhu perairan di sekitarnya. Umumnya suhu air buangan tersebut dapat mencapai 40  °C.  Peraturan  Menteri  Negara  Lingkungan  Hidup  No.  8  Tahun  2009  tentang  Baku  Mutu  Air Limbah  Bagi  Usaha  dan  atau  Kegiatan  Pembangkit  Listrik  Tenaga  Termal  dinyatakan  bahwa pembuangan limbah panas ke badan air tidak boleh melebihi 40 o C. Air bahang yang mempunyai suhu relatif tinggi akan mempengaruhi perubahan suhu permukaan laut dan kestabilan ekosistem di wilayah perairan sekitarnya.
Pemantauan    atau (monitoring) kualitas    perairan    dilakukan  untuk  memastikan  suhu  di sekitar perairan outfall masih berada dalam batas yang wajar. Pemantauan kualitas perairan dilakukan dengan  pengamatan  langsung  dengan  mengambil  suhu  sampel  permukaan  laut.  Selain  dengan pengamatan  langsung,  sebaran  suhu  limbah  air  panas  dapat  dilakukan  dengan  pendekatan penginderaan jauh Citra Landsat 8 TIRS.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui sebaran spasial limbah air panas secara horizontal menggunakan  Citra  Satelit  Landsat  8  TIRS.  Penelitian  ini  dilakukan  dalam  dua  tahap,  yaitu  tahap pertama  yaitu  pengumpulan  data  primer  dan  data  sekunder  pada  bulan  Januari  -  Mei  2019.  Tahap kedua yaitu melakukan ground check pada tanggal 10 Mei 2019. Lokasi penelitian ini dilakukan di perairain laut PLTU Tarahan Lampung Selatan yang disajikan pada Gambar 1.
Gambar 1. Peta lokasi penelitian di PLTU Tarahan Lampung Selatan

## MATERI DAN METODE
Materi penelitian ini meliputi data utama dan data pendukung. Data utama terdiri dari Citra Satelit Landsat-8 Path/Row :  123/64    waktu  perekaman  Mei  2019    yang  diunduh  dari earthexplorer.usgs.gov. Data suhu  permukaan  laut  dan  data  arus  permukaan  laut  lapangan  yang  diperoleh  dari  pengukuran  di lapangan  pada  10  Mei  2019  pada  pukul  14.00  hingga  17.00  WIB  di  perairan  PLTU  Tarahan  Lampung Selatan  yang  berjumlah  15  titik.    Data  pasang  surut  yang  diunduh  pada  laman http://ina- sealevelmonitoring.big.go.id daerah Perairan Tarahan yang diambil selama 30 hari yaitu pada tanggal 1- 31 Mei 2019 dan data kedalaman Perairan Selat Sunda. Metode penelitian yang digunakan yaitu metode
deskriptif,  sedangkan  metode  penentuan  lokasi  penelitian  menggunakan  metode purposive  sampling , yaitu metode penentuan pengambilan sampel dengan mempertimbangankan beberapa hal. Pertimbangan tersebut berupa data suhu permukaan laut hasil dari pengolahan citra.

## Tahap Pengolahan Data Citra Landsat 8 TIRS
Pemrosesan Citra Satelit Landsat-8 dilakukan untuk memperoleh informasi suhu permukaan laut. Kanal yang digunakan untuk memperoleh nilai adalah kanal 11, merupakan kanal inframerah termal yang memilki  panjang  gelombang  10,60-11,19 µ m  (USGS,  2019). Output yang  dihasilkan  dari  Citra  Satelit Landsat  8  TIRS  berupa  warna  yang  mewakili  sebuah  nilai  suhu  permukaan  laut  yang  diakibatkan  oleh limbah air panas.

## Import Data
Data citra satelit Landsat-8 yang masih berupa data mentah harus diolah terlebih dahulu sehingga menjadi  data  yang  lebih  informatif  dan  dapat  diinterpretasikan.  Langkah  pertama  dalam  mengolah  data adalah pemasukan data dalam bentuk Graphics Format Tiff (tif). Pengolahan ini menggunakan perangkat lunak ER Mapper 7 dan menghasilkan data exstension (ers) pada media penyimpan

## Koreksi Radiometri dan Koreksi Geometri
Hasil data yang telah diolah kemudian dikoreksi untuk memperbaiki kontras tiap piksel dari data citra  satelit  agar  sesuai  dengan  data  sebenarnya  dengan  mempertimbangkan  faktor  gangguan  atmosfer. Koreksi  radiometri  dilakukan  supaya  objek  yang  terekam  mudah  untuk  diinterpretasikan  dan  sesuai dengan  data  yang  ada  di  lapangan.  Sedangkan  koreksi  geometri  dilakukan  untuk  menyesuaikan  posisi citra  dengan  koordinat  objek  di  permukaan  bumi,  yang  disebabkan  oleh  efek  rotasi  bumi,  pergerakan satelit  dan  lengkung  permukaan  bumi.  Koreksi  geometrik  terdiri  dari  dua  tahap  yaitu  tranformasi geometrik  dan  resampling.  Resampling  yang  digunakan  adalah nearest  neighbor  resampling ,  sehingga akan mengeliminasi kordinat GCP sampai menghasilkan nilai RMS (Root Mean Square Error) yang lebih kecil dari 1.

## Pembatasan Wilayah
Citra  Satelit  Landsat-8  yang  diunduh  berada  di  tititk Row/Path 123/64  dan  merupakan  wilayah Lampung  yaitu  dari  Teluk  hingga  Pantai  Timur  Lampung  dan  dari  Pulau  Sebuku  hingga  Selat  Sunda. Citra  yang  didapat  lebih  difokuskan  ke  objek  penelitian  yaitu  daerah  PLTU  Tarahan  yang  berada  di daerah pesisir Desa Tarahan dan berada di perairan Teluk Lampung.

## Analisis Kuantitatif Citra Landsat Termal
Analisis  kuantitatif  dibagi  menjadi  beberapa  tahap  untuk  memudahkan  pengolahan  data menggunakan persamaan rumus matematik, antara lain yaitu :

## a. Konversi Nilai Digital Menjadi Nilai Radian
Berikut ini merupakan persamaan yang digunakan untuk mengkonversi nilai digital menjadi nilai radiasi (USGS, 2019):
L λ =(MLx Qcal)+AL…………………………………………………………….. ..(1)
Keterangan : L λ : TOA spectral radiance / radiasi spektral (Watts/( m2.srad.µm)) ML : Band spesifik faktor rescaling perkalian dari metadata ( RADIANCE_MULT_BAND_11 , dimana 11 adalah nomer band) AL : Band spesifik faktor rescaling aditif dari metadata ( RADIANCE_ADD_BAND_11 , dimana 11 adalah nomer band) Qcal :  Produk standar piksel yang dikuantisasi dan dikalibrasi (Digital Number)

## b. Konversi Nilai Radian Menjadi Suhu Radian
Formulasi  untuk  mengubah  nilai  piksel  menjadi  nilai  suhu  radiasi  yang  dapat  dihitung berdasarkan  nilai  radiasi  spektral  yang  sudah  diubah  kedalam  nilai  celcius  dengan  menggunakan persamaan berikut (USGS, 2019):
T = #$ %&( () *+ ,-) -273 ………………………………………………………………………………(2)
Keterangan : T = Suhu Radiasi (Celcius) K2 = Konstanta Kalibrasi 2 (1282,71 Kelvin) K1 = Konstanta Kalibrasi 1 (666,09 watts / (meter2.ster.µm) L λ = Radiasi Spektral dalam watts / (meter2.ster. tm)

## c. Transformasi Suhu Radian Menjadi Suhu Permukaan Laut
Transformasi  nilai  suhu  radian  menjadi  nilai  suhu  permukaan  laut    dapat  dihitung  dengan persamaan berikut (Bambang et al. , 2011):
SST = AT 3 – BT 2 + CT – 1161,2 ……………………………………………(3)
Keterangan : SST = Sea Surface Temperature / Suhu Permukaan Laut A = 0,0684 B = 5,3082 C = 137,59 T = Suhu Radiasi (Celcius)

## Tahap Pengolahan Data Hidro-oseanografi
Data oseanografi terdiri dari suhu permukaan laut, pasang surut, kedalaman perairan dan pasang surut.  Data  suhu  permukaan  laut  disajikan  berbentuk  tabel  sehingga  dapat  memudahkan  pada  tahap validasi  data.  Data  pasang  surut  dan  kedalaman  perairan  digunakan  untuk  modeling  arus  pasang  surut dengan pemodelan hidrodinamika arus pasang surut.

## Tahap validasi data
Tahap verifikasi data Citra Satelit Landsat 8 TIRS dengan data hasil pengukuran lapangan, yaitu dengan cara membandingkan nilai suhu permukaan laut pada setiap stasiun yang telah ditentukan dengan data  suhu  permukaan  laut  hasil  klasifkasi  Citra  Satelit  Landsat  8  TIRS  pada  koordinat dan  titik  stasiun yang  sama.  Selain  itu  perhitungan  validasi  data  juga  digunakan  dalam  validasi  data  arus  permukaan pasang surut pemodelan hidrodinamika dan arus permukaan lapangan.
Chai  dan  Draxler  (2014)  menyatakan  bahwa  metode  RMSE (Root  Mean  Square  Eror) dapat digunakan untuk mengerahui nilai eror dari data lapangan dan data hasil peramalan.
3456 = - 7 8 9 $ 7 9:- …...............................................................................(4)
Dimana  n  adalah  jumlah  data  dan  e i 2 adalah  hasil  pengolahan  data  dikurangi  dengan  nilai  sebenarnya yang merupakan data lapangan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  Citra Landsat-8 perekaman  Mei  2019  pada path/row 123/64  yang  telah  diolah  pada software ER Mapper 7.0 didapatkan hasil sebaran suhu permukaan laut secara horizontal akibat limbah air  bahang  PT  PLN  Sektor  Pembangkitan  Tarahan.  Pemetaan  suhu  permukaan  laut  dinyatakan  dalam satuan derajat Celsius ( o C). Nilai suhu maksimum yang dihasilkan sebesar 33,5 o C terdapat pada perairan di sekitar mulut outlet pembuangan air bahang dan suhu minimum adalah 29,4 o C yang merupakan suhu perairan normal di perairan sekitar PLTU Tarahan Lampung Selatan.
Klasifikasi suhu permukaan laut yang terdapat pada perairan dibagi  menjadi lima kelas dengan interval 1 o C agar mudah dilakukan analisa, hasilnya ditampilkan pada Gambar 2. Suhu terendah diwakili warna biru dengan rentang suhu (28,5 -29,5) o C, warna biru muda mewakili suhu (29,5 – 30,5) o C, warna hijau muda mewakili suhu (30,5 – 31,5) o C , warna jingga mewakili suhu (31,5 – 32,5) o C dan terakhir warna  merah  mewakili  suhu  tertinggi  dengan  rentang  (32,5  –  33,5) o C . Gambar  2  merupakan  hasil pengolahan dari data suhu permukaan laut pengambilan secara langsung (Gambar 3), sedangkan Tabel 1 menunjukkan nilai tingkat kesalahan data suhu permukaan laut antara pengukuran suhu lapangan dengan citra Landsat-8.
.
Gambar 2. Peta Sebaran Suhu Permukaan Laut Hasil Analisa Citra Landsat-8
Gambar 3 . Peta Sebaran Suhu Permukaan Laut Hasil Pengukuran Lapangan
Tabel 1. Nilai Kesalahan Suhu Permukaan Laut Tabel 1 Titik Sampel Suhu Pengukuran Data Lapangan Suhu Citra Landsat - 8 Selisih SE 1 34.2 33.5 0.7 0.49 2 32.7 32 0.7 0.49 3 30.5 30.2 0.3 0.09 4 31.6 31.2 0.4 0.16 5 30.8 30.6 0.2 0.04 6 30 30 0.2 0.04 7 30.4 30.1 0.3 0.09 8 30.2 30.5 -0.3 0.09 9 30.7 30.4 0.3 0.09 10 29.4 29.6 -0.2 0.04 11 30.5 29.6 0.9 0.81 12 30.1 29.5 0.6 0.36 13 30.2 29.7 0.5 0.25 14 30 29.3 0.7 0.49 15 29.5 29.4 0.1 0.01
menunjukan  adanya  selisih  nilai  besaran  suhu  permukaan  laut  di  setiap  stasiun,  hal  tersebut  menunjukan adanya error di  tiap  stasiun . Hasil  verifikasi  data  pengambilan  lapangan  dengan  data  hasil  citra    memiliki nilai rata-rata kesalahan atau Root Mean Squared Error (RMSE) sebesar 0,329. Nilai tersebut menunjukan bahwa akurasi yang didapat termasuk baik sebagaimana disebutkan oleh Parmadi dan Sukojo (2016) yang menyatakan bahwa apabila hasil perhitungan RMSE ≤ 1 maka akurasinya semakin baik.

## Arus Permukaan
Berdasarkan pengolahan pemodelan yang terdapat dalam perangkat lunak dengan memasukkan data batimetri  dan  garis  pantai  didapatkan  simulasi  model  hidrodinamik  dua  dimensi  melalui  modul Mike 21 Hydrodynamic (HD).  Hasil  yang  didapatkan  berupa  vektor  arus  dan  kecepatan  arus  yang  digambarkan dengan nilai panjang atau pendek suatu vektor dan arah pergerakan arus. Pengolahan dan penyajian data arus permukaan berdasarkan waktu pengambilan data in situ yaitu pada 10 Mei 2019 pukul 14.00 WIB.
Gambar 4. Peta Hasil Model Arus di Perairan Tarahan Lampung Selatan
Dari hasil tersebut didapatkan bahwa perairan tersebut memiliki suhu berkisar dari 28,50 o C hingga 33,50 o C. Pengklasifikasian suhu dilakukan dari suhu terendah hingga tertinggi. Suhu terendah berada pada rentang 28,50 – 29,50 o C dan dilambangkan dengan warna biru tua. Suhu terendah menunjukan tidak adanya pengaruh dari pembuangan limbah air panas PLTU. Sedangkan suhu tertinggi dilambangkan dengan warna merah  tua  dengan  rentang  32,5  –  33.5 o C.  Tingginya  suhu  pada  data  ini    menunjukan  bahwa  adanya pengaruh yang cukup besar dari limbah air panas PLTU Tarahan.
Titik sampel 1 berada di dekat outfall PLTU dengan suhu sebesar 34,2 o C selanjutnya titik sampel 2 memiliki suhu sebesar 32 o C yang masih berada di dekat outfall ,titik 4 memiliki suhu sebesar 31,2 o C karena masih  berada  segaris  dengan outfall .  Sementara  itu  titik  3  yang  berada  di  arah  barat  laut  dari outfall memiliki suhu sebesar 30,2 o C. Titik sampel 8 dan 5 memiliki suhu 30,5 o C dan 30,6 o C dan titik sampel 9 dan 6 suhu sebesar 30,4 o C dan 30 o C. Keempat titik sampel yang telah disebutkan di atas masih terpengaruh oleh air bahang PLTU,  sementara itu titik 7 sebesar 30,1 oC dan titik 13 sebesar 29,7 oC sudah mengalami penurunan  karena  wilayah  perairan  yang  sudah  mulai  bercampur  dengan  perairan  sekitar.Titik  10 sebesar 29,6 oC, Titik 11 sebesar 29,6 oC,  Titik 12 sebesar 29,5oC, Titik 14 sebesar 29,3 oC, dan Titik 15 sebesar 29,4  oC  sudah  tidak  terpengaruhi  air  bahang  karena  cukup  jauh  dari outfall. Selaras  dengan  pernyataan
Nontji (1987) dalam Ismayanti (2013) yang menyatakan bahwa permukaan laut perairan Indonesia berkisar antara  28 o C  hingga  31 o C,  kecuali  perairan  daerah  sekitar  sekitar  pembuangan  limbah  industri  atau pembangkit yang dapat mencapai 37 o C.
Persebaran  suhu  air  panas  menuju  tenggara  memiliki  luasan  sebesar  39  hektar  dan  berjarak  1,12 kilometer ke arah tenggara dari outfall . Berdasarkan hasil data pengolahan citra Landsat 8 TIRS menunjukan suhu  tertinggi  sebesar  33,4 o C.    Hal  ini  dapat  terjadi  karena  pada  bulan  Mei  termasuk  ke  dalam  musim peralihan  satu.  Pada  musim  ini  merupakan  periode  awal  musim  kemarau,  di  mana  keadaan  perairan  akan dipengaruhi  oleh  intensitas  curah  hujan  yang  tidak  terlalu  banyak  yang  kemudian  akan  menyebabkan perairan terasa hangat (Yananto dan Sibarani, 2016).
Berdasarkan  hasil  pengolahan  data  citra  landsat  dan  model  dari  Mike  21  serta  hasil  pengambilan data arus lapangan menunjukan bahwa sebaran suhu permukaan laut yang dipengaruhi oleh limbah air panas bergerak  menuju  ke  arah  tenggara,  hal  tersebut  dikarenakan  pada  periode  Maret  –  Mei  arus  di  perairan Lampung  bergerak  menuju  ke  arah  tenggara  (Rahmawitri,  2016).  Pergerakan  arus  ke  arah  tenggara membuat nilai suhu permukaan laut semakin kecil. Suhu mengalami perubahan secara perlahan-lahan dari daerah pantai menuju laut lepas. Karena adanya perbedaan kedalaman dan juga pengaruh suhu lingkungan sekitar dapat mempengaruhi berkurangnya nilai suhu menjadi rendah.

## KESIMPULAN
Sebaran panas air di depan PLTU Tarahan membentuk pola setengah busur dengan luasan sebesar 39 hektar dan  berjarak  1,12  kilometer  ke  arah  tenggara  dari outfall .  Nilai  suhu  di  dekat outfall sebesar  33,5 o C sedangkan suhu air yang tidak terpengaruh sebesar 29,4 o C.

## DAFTAR PUSTAKA
Bambang, T. Sayidah, Sulma. dan Syarif. 2011. Study of Sea Surface Temperature (SST) using Landsat-7 ETM  (In  Comparison  with  Sea  Surface  Temperature  of  NOAA-12  AVHRR) .  LAPAN  Indonesia (Lembaga Penerbangan dan Antariksa Indonesia, Jakarta.
Ismayanti,  Q,  Helmi,  M.,  Rochaddi,  B.  2013. Kajian  Spasial  Suhu  Permukaan  Laut  Akibat  Air  Bahang PLTU  Paiton  Menggunakan  Saluran  Termal  Satelit  Landsat  7/Etm+  Di  Pantai  Bhinor  Kabupaten Probolinggo Jawa Timur . Jurnal Oseanografi. 2(1): 49-56
Parmadi,    W.T    dan    Sukojo,    B.,    M.    2016. Analisa    Ketelitian  Geometric  Citra  Pleiades  Sebagai Penunjang    Peta    Dasar    RDTR  :    (Studi    Kasus:    Wilayah  Kabupaten  Bangkalan,  Jawa  Timur). Jurnal Teknik ITS., 5(2): 2337-3539.
Rahmawitri,  H.,  Agus  Saleh  A.,Sri  Suryo  S.  2016 .    Pola  Sirkulasi  dan  Variabilitas  Arus  diPerairan  Selat Sunda . Jurnal Kelautan Nasional., 11(3). Wibowo,  Mardi  dan  Velly  Asvalantina.  2018. Kajian  Dispersi  Panas  Akibat  Air  Limbah  Rencana Pembangunan PLTU Kuala Tungkal Provinsi Jambi . BPPT. Jakarta USGS. 2019 . Landsat 8 (L8) Science Data Users Handbook , LSDS-1574. (5). 60-79
Yananto, A dan Sibarani, R. 2016. Analisis Kejadian El Nino dan Pengaruhnya Terhadap Intensitas Curah Hujan  di  Wilayah  Jabodetabek  (Studi  Kasus  :  Periode  Puncak  Musim  Hujan  Tahun  2015/2016). Jurnal Sains & Teknologi Modifikasi Cuaca. 17. (65).