## Distribusi Material Padatan Tersuspensi di Perairan Semarang dengan Penginderaan Jauh
Adzkia Pincta Milenia*, Anindya Wirasatriya, Lilik Maslukah, Muh. Yusuf, Muhammad Helmi
Departemen Oseanografi, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro Jl.Prof.H.Soedarto,S.H,Tembalang Semarang.50275Telp/fax(024)7474698
Email: *adzkiapincta@gmail.com

## Abstrak
Muara sungai Banjir Kanal Barat sebagai tempat strategis yang sangat berpotensi menerima limbah baik limbah kegiatan  rumah  tangga/pemukiman  maupun  limbah  dari  kegiataan  industri.  Limbah  tersebut  menyebabkan perairan sekitar menjadi  keruh yang berkaitan peningkatan sedimen tersuspensi  di  daerah tersebut. Pendekatan dengan  citra  penginderaan  jauh  merupakan  alternatif  untuk  mengetahui  sebaran  material  padatan  tersuspensi (MPT). Tujuan  penelitian  ini  adalah  menganalisis  nilai  sebaran  MPT  di  muara  Banjir  Kanal  Barat  Semarang. Penelitian  ini  dilakukan  pada  tanggal  11  Agustus  2020  di  muara  Sungai  Banjir  Kanal  Barat,  Kota  Semarang. Pengambilan  sampel  MPT  di  lapangan  dilakukan  pada  100  stasiun  pada  kedalaman  1  meter.  Data  MPT  dan Reflectance  Remote  Sensing (RRS)  diperoleh  dari  situs  sentinel copernicus rekaman  pada  tanggal  11  Agustus 2020, merupakan data citra satelit Sentinel-2 dengan resolusi  10 m. Data citra satelit Sentinel-2 diolah dengan pendekatan  algoritma  Syarif  Budhiman  (2004).  Hasil  penelitian  menunjukkan  bahwa  konsentrasi  MPT  hasil observasi  lapangan  diperoleh  rentang  nilai  antara  32,72  –  75,46  mg/L,  sedangkan  berdasarkan  analisis  MPT dengan citra satelit sebesar 22,51 – 35,48 mg/L. Nilai akurasi bias parameter MPT sebesar 20,43. Nilai RMSE parameter MPT sebesar 21,53.
Kata kunci : Muatan Padatan Tersuspensi, Sentinel-2, Semarang

## Abstract
The estuary of the West Flood Canal is a strategic place that has the potential to receive waste, both household/residential activity waste and industrial waste. The waste causes the surrounding waters to become cloudy due to the increase in suspended sediment in the area. The approach with remote sensing imagery is an alternative to determine the distribution of suspended solids (MPT). The purpose of this study was to analyze the value of the distribution of MPT at the estuary of  the West Flood Canal in Semarang. This research was conducted on August 11, 2020 at the mouth of the West Flood Canal, Semarang City. MPT sampling in the field was carried out at 100 stations at a depth of 1 meter. MPT and Reflectance Remote Sensing (RRS) data obtained from the sentinel site Copernicus recording on August 11, 2020, is data from the Sentinel-2 satellite image with a resolution of 10 m. Sentinel-2 satellite image data was processed using the Syarif Budhiman algorithm approach (2004). The results showed that the MPT concentration obtained from field observations ranged from 32.72  – 75.46 mg/L, while based  on  MPT  analysis  with  satellite  imagery,  it  was  22.51  –  35.48  mg/L.  The  value  of  the  MPT parameter bias accuracy is 20.43. The RMSE value of the MPT parameter is 21.53.

## Keywords : Total Suspended Solids, Sentinel-2, Semarang

## PENDAHULUAN
Wilayah  pesisir  merupakan  tempat  pertemuan  antara  daratan  dan  lautan,  sering  didefinisikan sebagi  daerah interface atau  daerah  transisi  dimana  segala  macam  proses  daratan  dan  lautan  terjadi (Dahuri et  al. ,  1996).  Kawasan  pesisir  memiliki  potensi  sumberdaya  yang  besar,  sehingga  dapat dimanfaatkan  untuk  berbagai  kegiatan  perekonomian  seperti  penangkapan  dan  budidaya  perikanan, industri  dan  pariwisata.  Selain  itu,  wilayah  pesisir  juga  merupakan  daerah  yang  rentan  terjadi pencemaran,  juga  digunakan  sebagai  tempat  pembuangan  limbah.  Salah  satunya  terjadi  di  perairan Muara sungai Banjir Kanal Barat Kota Semarang.
Muara sebagai penghubung antara sungai dan laut, tidak luput dari terjadinya sedimentasi karena sedimen dari hilir dan sedimen dari laut akan bertemu di daerah tersebut (Setiawan et al., 2012). Banjir Kanal Barat (BKB) merupakan penyatuan dari tiga sungai besar yaitu Sungai Kreo, Kripik, dan Garang. Di Kecamatan Gunungpati, ketiga sungai itu menyatu dan menjadi hulu dari BKB. Sungai Banjir Kanal Barat  merupakan  daerah  perairan  yang  digunakan  masyarakat  sekitar  sebagai  tempat  pembuangan limbah domestik, seperti limbah industri, limbah rumah tangga, dan limbah lainnya yang berasal dari sekitar  daerah  aliran  sungai  tersebut.  Selain  itu,  fungsi  lain  dari  sungai  ini  dijadikan  warga  sekitar sebagai tempat seperti budidaya perairan, reklamasi, dan pengelolaan lahan.
Wilayah  Sungai  BKB  digunakan  sebagai  pemukiman  warga  dan  tempat  bedirinya  berbagai industri yang limbahnya langsung menuju ke perairan. Salah satu limbah yang masuk atau di buangnya ke perairan yaitu limbah rumah tangga seperti detergen, buangan sisa makanan, maupun limbah lainnya yang menyebabkan banyaknya sumber pencemar yang masuk kedalam perairan (Purba et al., 2020). Menurut Siregar dan Alan (2016), limbah domestik dan perubahan penggunaan lahan yang meningkat sebesar 85% selama dua belas tahun terakhir terjadi di muara sungai BKB. Hasil dari aktivitas manusia tersebut menyebabkan perairan sekitar menjadi keruh, akibat peningkatan sedimen tersuspensi (MPT) di daerah tersebut. Perairan yang keruh dapat menghambat penetrasi cahaya matahari ke dalam perairan dan dapat mengganggu proses fotosintesis, dan berakibat terganggunya organisme perairan yang hidup di dalamnya.
Sentinel-2 merupakan satelit dari program European Space Agency (ESA) Copernicus dengan orbit  polar  yang  diluncurkan  pada  tahun  2015.  Sentinel-2  ini  dapat  digunakan  untuk  kepentingan pemantauan  pertanian,  hutan,  perubahan  penggunaan  lahan,  perubahan  tutupan  lahan,  pemetaan variabel biofisik seperti kandungan klorofil daun, kadar air daun, indeks luas daun, pemantauan perairan pesisir dan pedalaman, serta risiko dan pemetaan bencana.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui konsentrasi dan sebaran MPT di sekitar muara sungai Banjir Kanal Barat Kota Semarang dengan menggunakan kombinasi metode yaitu, observasi lapangan dan penginderaan jauh citra Sentinel-2 level 2A. Metode pengambilan data secara langsung di muara sungai  Banjir  Kanal  Barat  Kota  Semarang  sangat  memperhatikan  waktu  pengambilan  data  dengan menyesuaikan saat citra satelit melewati daerah penelitian, agar didapatkan data yang akurat. Penelitian ini  diharapkan  dapat  menjadi  bahan  rujukan  dalam  pengamatan  kualitas  perairan,  khususnya  untuk pengamatan  MPT  sebagai  indikator  kualitas  perairan  dan  dapat  dijadikan  referensi  dalam  usaha penanganan masalah pada daerah tersebut.
Kota Semarang dan daerah sekitar muara sungai Banjir Kanal Barat termasuk pemukiman padat penduduk, sehingga aktifitas warga sekitar menjadi cukup tinggi. Menurut Tarigan et al. (2020), Proses penurunan  konsentrasi  padatan  tersuspensi  dari  muara  menuju  laut  mengindikasikan  bahwa  sumber berasal  dari  aliran  sungai.  Aktifitas  warga  berpengaruh  terhadap  kekeruhan  yang  berkaitan  dengan peningkatan sedimen tersuspensi dan pendangkalan sungai Banjir Kanal Barat, dapat berakibat buruk bagi kehidupan manusia dan organisme hidup lainnya.
Sebaran  material    padatan  tersuspensi    (MPT)  pernah  dilakukan    oleh  beberapa    peneliti sebelumnya  oleh  Febrianto  dan  Latifah  (2017).  Penelitian  yang  dilakukan  sebelumnya  ini, menggunakan  data  citra  satelit  Landsat  8.  Penelitian  MPT  menggunakan  data  citra  Sentinel-2    oleh Octaviana et    al. (2020),  menggunakan  data  dari  citra  satelit  Sentinel-2A  level-1C  yang  perlu dikembangkan  menggunakan  citra  Sentinel-2A  level-2A  yang  telah  memiliki  nilai  Bottom  of Atmospheric. Penelitian dengan citra satelit Sentinel-2A level-2A untuk mengetahui sebaran MPT telah dilakukan oleh Prasetiyo et al. (2019), penelitian tersebut menggunakan algoritma referensi dari citra satelit  Landsat  8.  Menurut  Prasetiyo et  al. (2019),  hasil  perhitungan  MPT  dengan  algoritma  Syarif Budhiman (2004 ) citra satelit Landsat 8 memiliki nilai akurasi yang bagus dibanding algoritma referensi lainnya yang dikaji.

## MATERI DAN METODE
Penelitian dilaksanakan pada musim Timur 11 Agustus 2020 di Perairan Muara Sungai Banjir Kanal Barat Kota Semarang. Data sedimen tersuspensi dilakukan dengan cara pengambilan sampel di lapangan  sebanyak  100  stasiun  dengan  kedalaman  air  kurang  dari  1  meter  saat  kondisi  surut. Pengambilan data MPT dengan basis penginderaan jauh diambil dari data citra yakni satelit sentinel-2
Level 2A yang dapat diunduh dari website http://marine.copernicus.eu/. Data perekaman citra Sentinel- 2 Level 2A dilakukan pada saat pengambilan sampel di lapangan 11 Agustus 2020 pukul 09:30 WIB. Metode  penelitian  ini  menggunakan  metode kuantitatif  dan  metode  eksploratif.  Konsentrasi  material padatan tersuspensi dapat diketahui dengan menggunakan metode gravimetri.
Pada penelitian ini menggunakan citra satelit Sentinel-2 level 2A, dan tahap koreksi geometrik tidak  dilakukan.  Koreksi  radiometrik  tidak  dilakukan  pada  citra  satelit  Sentinel-2  level  2A,  karena produk  level  2A  sudah  terkoreksi  radiometrik  dan  memiliki  nilai  reflektansi  Bottom  of  Atmosphere (Gatti  dan  Bertolini,  2015).  Pada  penelitian  ini  untuk  memberikan  nilai  nol  untuk  objek yang bukan berupa  laut  perlu  adanya  pemisahan  objek  (Masking).  Masking  citra  antara  perairan  dan  daratan bertujuan  agar  nilai  spektral  yang  digunakan  dalam  proses  interpretasi  tidak  dipengaruhi  oleh  nilai spektral dari daratan. Masking 21 dilakukan dengan menggunakan kanal Near Infrared (NIR).
Proses  pengolahan  citra  satelit  pengindraan  jauh  untuk  memberikan  tampilan  yang  lebih informatif  pada  citra  perlu  dilakukan  penajaman  citra.  Penajaman  citra  dilakukan  dengan mentransformasikan  nilai  spektral  menjadi  konsentrasi  material  padatan  tersuspensi  menggunakan formula yang diturunkan dari algoritma empiris. Algoritma yang digunakan dalam penelitian ini yakni algoitma Syarif Budhiman (Novitasari et al. , 2020) : SS (mg/l) = 8,1429×exp^((23,704×Rrs(λ4)) Keterangan: TSS : Material padatan tersuspensi Rrs(λ4)  : Nilai reflektan kanal merah
Uji akurasi hasil pendugaan algoritma Syarif Budhiman (2004), untuk mengetahui seberapa besar kemiripan antara data yang diperoleh melalui pemodelan dengan data yang sebenarnya. Nilai akurasi data  dapat  diketahui  dengan  menghitung  seberapa  besar  error  (kesalahan)  pada  data  yang  didapat. Menurut Nugroho (2013), nilai kesalahan dapat dihitung dengan rumus Bias dan Root Mean Square Error (RMSE), sebagai berikut :
𝑅𝑀𝑆𝐸 = √ 1 𝑛 Σ(𝑋𝑚 − 𝑋𝑒) 2

## 𝐵𝑖𝑎𝑠 = (𝑋𝑒 − 𝑋𝑚)
Keterangan:
Xe = Nilai hasil pengukuran lapangan yang dianggap benar Xm = Nilai hasil pengolahan n = Jumla data
Nilai akurasi data dapat diketahui dengan menghitung seberapa besar nilai kesalahan relatif pada data yang didapat. Semakin kecil mendekati nol nilai Bias dan RMSE, maka semakin baik data tersebut. Nilai kesalahan dapat dihitung dengan rumus Bias dan RMSE.
Gambar 1. Peta Lokasi Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Nilai Material Padatan Tersuspensi Hasil Observasi Lapangan
Nilai  konsentrasi  Material  Padatan  Tersuspensi  (MPT)  di  Muara  Banjir  Kanal  Barat  Kota Semarang  dari  hasil  observasi  lapangan  didapat  rentang  nilai  antara  32,72  –  75,46  mg/l  pada  bulan Agustus 2020.
Tabel 1. Nilai Konsentrasi MPT Hasil Observasi Lapangan Kategori Nilai MPT (mg/l) Tertinggi 75,46 Terendah 32,72 Rata-rata 43,03

## Sebaran  Material  Padatan  Tersuspensi  Citra  Sentinel-2  dengan  Algoritma  Syarif Budhiman (2004)
Citra sateilit Sentinel-2 masih sering dipengaruhi awan ataupun kabut (haze) yang terekam pada citra, sehingga pemilihan Sentinel-2 Level 2A adalah pilihan yang dirasa tepat. Hal ini dikarenakan pola spektral  citra  koreksi  atmosfer  Level-2A Bottom  of  Atmosphere (BOA)  lebih  baik  dari  pada  pola spektral koreksi Sentinel-2 Level-1C Top of Atmosphere (TOA) dan tidak mengubah karakteristik pola spektral dari setiap jenis obyek. Prosesor koreksi atmosfer menggunakan perangkat lunak Sen2Cor yang dikembangkan  untuk  mengoreksi  data  tunggal  Sentinel-2  Level-1C  TOA  dari  efek  atmosfer  untuk menghasilkan Level-2A BOA (Ulfa et al. ,2019).
Hasil dari pendugaan citra satelit Sentinel-2 Level 2A dari setiap stasiun diperoleh nilai rata-rata MPT algoritma Syarif Budhiman (2004) berada pada rentang 22,94 mg/l stasiun 87 hingga 33,52 mg/l pada stasiun 103 dengan nilai rata-rata 27,7 mg/l.
Gambar 2. Peta Sebaran MPT Algoritma Syarif Budhiman (2004)
Pola sebaran MPT disajikan pada gambar 2. Pada gambar tersebut memiliki dominasi warna yang berbeda. Algoritma Syarif Budhiman (2004) memiliki dominasi warna merah pada daerah dekat muara dan warna hijau muda pada daerah menuju laut lepas atau daerah jauh dari muara. Berdasar hasil yang diperoleh  algoritma  Syarif  Budhiman  (2004)  memiliki  rentang  nilai  konsentrasi  MPT  yang  berbeda menyesuaikan  warna  sebarannya.  Hasil  rata-rata  uji  validasi  pendugaan  algoritma  Syarif  Budhiman (2004)  berupa  nilai  bias  dan  RMSE  sebesar  -20,43  dan  21,53.  Wirasatriya et  al. (2009)  menyatakan bahwa,  validasi  data  berdasarkan  nilai  bias  dan  RMSE  yang  mendekati  nol  merupakan  hasil  yang memiliki  tingkat  akurasi  tinggi,  sehingga  dapat  disimpulkan  bahwa  penggunaan  algoritma  Syarif Budhiman (2004) kurang sesuai untuk menduga konsentrasi di wilayah kajian.
Pola  sebaran  MPT,  hasil  perekaman  citra  satelit  Sentinel-2  Level  2A  dengan  pendugaan algoritma  Syarif  Budhiman  (2004)  dan  hasil  observasi  lapangan  memiliki  konsentrasi  tinggi  pada daerah dekat muara sungai dan akan semakin berkurang ketika menjauh dari daerah muara sungai atau menuju laut lepas. Hal ini dikarenakan muara sungai merupakan daerah yang dekat dengan daratan serta merupakan buangan dari air sungai ke laut, dimana daratan dan air sungai merupakan penyuplai MPT. Menurut Prasetyo et al. (2019), bahwa muara sungai merupakan perantara terbawanya MPT dari sungai ke  laut  lepas  yang  ditunjukkan dengan  tingginya  konsentrasi  MPT  dimuara  sungai.  Perekaman  citra satelit  Sentinel-2A  yang  dilakukan  pada  pukul  02:35  UTC  atau  9:30  WIB  merupakan  kondisi  surut menuju pasang yang dapat menyebabkan daerah dekat muara sungai memiliki nilai konsentrasi MPT yang  lebih  besar  dibanding  dengan  daerah  yang  jauh  dari  muara  sungai  atau  menuju  laut  lepas. Diperkuat dengan pendapat Lanuru dan Ferayanti (2011), bahwa ketika kondisi surut menuju pasang, muka air laut akan lebih tinggi dibanding daerah badan dan mulut sungai/muara, sehingga pengadukan dan  pelepasan  MPT  lebih  banyak  terjadi  di  muara  sungai.  Selain  itu,  kecepatan  arus  mempengaruhi distribusi MPT yang akan menyebabkan perbedaan sebaran MPT pada tiap daerah yang diteliti (Yusuf et al. , 2021).

## KESIMPULAN
Hasil  uji  laboratorium  dari  hasil  observasi  lapangan  memiliki  konsentrasi  MPT  sebesar  32,72 mg/l  hingga  75,46  mg/l.  Nilai  konsentrasi  MPT  dari  pendugaan  algoritma  Syarif  Budhiman  (2004) sebesar  22,51  mg/l  hingga  35,48  mg/l.  Hasil  dari  penerapan  pendugan  algoritma  Syarif  Budhiman (2004) memiliki akurasi yang kurang bagus, ditinjau dari nilai bias dan RMSE sebesar -20,43 dan 21,53.
Hal ini dapat disimpulkan, algoritma Syarif Budhiman (2004) kurang sesuai diterapkan pada pendugaan MPT di perairan Muara Sungai Banjir Kanal Barat, Kota Semarang.

## DAFTAR PUSTAKA
Chester, R. 1990. Marine Geochemistry . Unwin Hyman Ltd, London.
Dahuri, R., J. Rais, M.J. Sitepu dan S.P. Ginting. 1996. P engelolaan Sumberdaya Wilayah Pesisir dan Lautan Secara Terpadu . PT. Pradnya Paramita, Jakarta.
Djokosetiyanto  dan  B.  Hardjojo. 2005. Pengukuran  dan Analisis  Kualitas  Air .  Universitas  Terbuka, Jakarta
Febrianto, S. dan N. Latifah. 2017. Pemetaan Pola Sebaran Total Suspended Solid (TSS) di Perairan Teluk Semarang menggunakan Citra Satelit Landsat 7 ETM dan Landsat 8. Jurnal Harpodon Borneo , 10(1): 56-60.
Gatti,  A.,  dan  A.  Bertolini.  2015.  Sentinel-2  Products  Specification  Document.  Diakses  pada  02 Desember  2020,  dari  https://sentinel.esa.int/documents/247904/685211/Sentinel-2-Product- Specifications-Document(2 Desember 2020)
Lanuru,  M., dan D.  Ferayanti.  2011. Hubungan  Sedimen  Dasar  Perairan  dengan Penyebaran  Lamun (Seagrass) di Teluk Pare-pare, Sulawesi Selatan. Jurnal Omni-Akuatika , 10(13): 79-83.
Novitasari, A. Sukmono dan N. Bashit. 2020. Analisa Pengaruh Koreksi Atmosfer terhadap Akurasi Estimasi  Kandungan  TSS  (Total  Suspended  Solid)  menggunakan  Citra  Landsat  8. Jurnal Geodesi Undip , 9(1): 335-343.
Nugroho,  A.K. 2013.  Aplikasi  SIG  untuk Evaluasi  Sistem  Jaringan  Drainase  SUB  DAS Gajahwong Kabupaten Bantul. Seminar Nasional Informatika, hlm. 64-69.
Octaviana,  A.,  Y.  Prasetyo  dan  F.J.  Amarrohman.  2020.  Analisis  Perubahan  Nilai  Total  Suspended Solid  Tahun  2016  dan  2019  menggunakan Citra  Sentinel  2A. Jurnal  Geodesi  Undip , 9(2): 167-176.
Prasetiyo,  B.A.,  B.  Rochaddi  dan  A.  Satriadi.  2019.  Aplikasi  Citra  Sentinel-2  untuk  Pemetaan SebaranMaterial  Padatan  Tersuspensi  Di  Muara  Sungai  Wulan  Demak. Journal  of  Marine Research , 8(4): 379-386.
Purba, R.D., Haeruddin, dan S. Rudiyanti. 2020. Analisis Beban Pencemaran Sungai Banjir Kanal Barat dan Sungai Silandak, Semarang. Journal of Maquares, 9(1): 67-71.
Satriadi,  A.  dan  S.  Widada.  2004.  Distribusi  Muatan  Padatan  Tersuspensi  di  Muara  Sungai  Bodri, Kabupaten Kendal. Imu Kelautan , 19(2): 01 - 107.
Sari,  D.  A.,  Haeruddin  dan  S.  Rudiyanti.  2016.  Analisis  Beban  Pencemaran  Deterjen  dan  Indeks Kualitas Air di Sungai Banjir Kanal Barat, Semarang dan Hubungannya dengan Kelimpahan Fitoplankton. Jurnal Maquares. Universitas Diponegoro, 5(4): 353-364.
Setiawan, I., S. Purnawan dan Marwantim. 2012. Studi Sebaran Sedimen Berdasarkan Ukuran Butir di Perairan Kuala Gigieng, Kabupaten Aceh Besar, Provinsi Aceh. Jurnal Depik, 1(1): 31 - 36. Siregara, V., dan A.F. Koropitan. 2016, Land use change and its impact to marine primary production in Semarang Waters. Procedia Environmental Sciences, 33: 520 – 531.
Tarigan, N.J., B. Rochaddi, P. Subardjo dan L. Maslukah. 2020. Sebaran Fosfor Anorganik Partikulat di Muara Sungai Banjir Kanal Barat Semarang. Journal of Marine Research , 9(4): 501-508. Ulfa, K., Hendayani, F. Muchsin, D.S. Chandra, K.A. Pradono, L.Fibriawati, M.I. Oktavia dan K.W.V. Damanik.  2019.  Analisa  Pola  Spektral  Citra  Sentinel-2  (Spectral  Analysis  Of  Sentinel-2 Images). Berita Dirgantara . 20(2): 38-43.
Wirasatriya, A., H. Kawamura, dan F. Sakaida. 2009. SST Retrieval Using AVHRR on Board NOAA- 19 in the Seas Around Japan. Ilmu Kelautan ., 14 (4): 227-233.
Yusuf,  M.,  A.  Pamungkas,  M.  Hudatwi,  dan  Irvani.  2021.    Distribution  of  Turbidity  Values,  Total Suspended  Solids  and  Heavy  Metals  Pb,  Cu  in  Tanah  Merah  Beach  Waters  and  Semujur Island  Waters,  Bangka  Tengah  Regency .    IOP  Conf.  Series:  Earth  and  Environmental Science , 750 (012038): 1-9.