Abstrak —Kali  Surabaya  merupakan  salah  satu  sungai  yang dijadikan  sumber  air  baku  oleh  PDAM  Kota  Surabaya. Peningkatan  pembuangan  limbah  industri  maupun  limbah domestik  dapat  menurunkan  kualitas  air  Kali  Surabaya.  Oleh karena  itu  diperlukan  upaya  pengelolaan  kualitas  air  Kali Surabaya,  terutama  penentuan  daya  tampung  dan  beban pencemaran  air  Kali  Surabaya  dengan  Metode  QUAL2Kw. Metode  QUAL2Kw  diawali  dengan  penentuan  5  segmen. Selanjutnya  dilakukan  analisis  data  hidrolik,  kualitas  air,  dan sumber  pencemar,  penentuan  skenario  yang  digunakan,  running program  QUAL2Kw  dan  perhitungan  daya  tampung  beban pencemaran.  Parameter  kualitas  air  sungai  yang  digunakan meliputi:  temperatur,  pH,  DO,  BOD,  COD,  TSS,  Fosfat,  Nitrat, dan  Amonium.  Aplikasi  metode  QUAL2Kw  dalam  mengevaluasi Kali  Surabaya  dengan  simulasi  6  skenario  menghasilkan perhitungan  daya  tampung  beban  pencemaran maksimum untuk parameter Nitrat sebesar 21414,730 kg/hari, parameter Amonium sebesar  468,073  kg/hari.  Beban  pencemaran  air  Kali  Surabaya yang  harus  diturunkan  sebesar  65518,647  kg/hari  untuk parameter  TSS,  BOD  sebesar  6896,759  kg/hari,  dan  Fosfat sebesar 357,707 kg/hari.
Kata Kunci —Beban pencemaran, Daya tampung, Kualitas air, Pemodelan QUAL2Kw.

## I. PENDAHULUAN
ALI  Surabaya  merupakan  salah  satu  sungai  yang dijadikan  sumber  air  baku  oleh  PDAM  Kota  Surabaya. Untuk  itu,  pemantauan  kualitas  air  perlu  dilakukan  untuk menjaga Kali Surabaya tetap memenuhi baku mutu. Beberapa penelitian  sebelumnya  telah  dilakukan  beberapa  kajian mengenai pencemaran air dan pengendalian beban pencemaran air  yang  terjadi  di  Kali  Surabaya.  Tingginya  tingkat pencemaran tidak lepas dari lemahnya mekanisme pengendalian pencemaran. Pencemaran yang masuk pada Kali Surabaya  meliputi  industri,  domestik  dan  pertanian.  Limbah domestik sebagai penyumbang pencemar terbesar pada air Kali Surabaya.
Menurut  [1]  menyatakan  domestik  menyumbang  65  persen pencemaran,  daripada  industri  yang  hanya  30  persen,  sisanya limbah  pertanian.  Industri  banyak  disumbang  oleh  industri rumahan  dari  kawasan  Mlirip  Mojokero  hingga  Karangpilang Surabaya  yang  belum  memiliki  instalasi  pengolahan  air limbah.  Penyebab  pencemaran  dari  sumber  komersial  antara lain  berasal  dari  limbah  rumah  makan  dan  hotel  (17,8%), industri manufactur (20%), dan kegiatan lainnya [2].
Berdasarkan  [3]  harus  dilakukan  upaya  pengelolaan  air limbah  sebelum  dibuang  ke  badan  air  Kali  Surabaya. Pengendalian pencemaran air di Kali Surabaya telah dilakukan seperti  adanya  titik  pantau.  Titik  pantau  pada  Kali  Surabaya sebagai salah satu upaya agar pencemaran air tidak melampaui baku  mutu  air  Kelas  II  menurut  [4].  Namun  hal  itu  masih kurang  efektif  jika  hanya  dari  hanya  dari  satu  pihak  untuk melakukan  pengendalian  pencemaran.  Sehingga,  harus diketahui terlebih dahulu sumber pencemar dan daya tampung yang  ada  di  Kali  Surabaya  menggunakan  pemodelan QUAL2Kw.
Perhitungan  daya  tampung  beban  pencemaran  sungai merupakan  proses  yang  rumit  karena  air  sungai  mengalir secara kontinyu dan kualitas air sungai berubah-ubah dari hulu ke hilir. Semakin rapat antara jarak titik sampling , maka akan semakin  dapat  menggambarkan  kondisi  kualitas  air  yang sebenarnya. Tetapi hal ini akan berakibat pada mahalnya biaya observasi.  Perhitungan  daya  tampung  beban  pencemaran sungai yang dilakukan menggunakan metode pemodelan dapat meminimalisir biaya observasi [5].
Model  QUAL2Kw  menggunakan  bahasa  pemrograman Visual  Basic  for  Application (VBA)  dapat  dijalankan  dengan program Microsoft  Excel .  Model  ini  mampu  mensimulasi beberapa  parameter  antara  lain  suhu,  pH, Sediment  Oxygen Demand (SOD), Carbonaous  Biochemical  Oxygen  Demand (CBOD), Dissolved  Oxygen (DO),  Nitrogen  Organik, Ammonia,  Nitrit,  Nitrat,  Fosfor  Organik,  Fosfor  Anorganik, Fitoplankton,  Bakteri Pathogen ,  Alkalinitas  Total  Anorganik Karbon [6].

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Pengumpulan Data dan Segmentasi
Data  sekunder  yang  dikumpulkan  meliputi  peta,  kondisi hidrolis  sungai,  kualitas  air  sungai,  kualitas  air point  source , jumlah  penduduk  Kota  Surabaya  dan  kondisi  meteorologi. Data  primer  yang  diambil  meliputi  kualitas  air  sungai  dan kondisi  hidrolik  sungai.  Segmen  dalam  penelitian  ini berjumlah  4  segmen.  Pembagian  segmen  ini  didasarkan  pada masukan  dari  anak  sungai,  adanya  tempat  untuk  pengambilan sampel  serta outlet sumber  pencemar.  Pembagian  segmen pemodelan dapat dilihat pada Tabel 1.

## Penentuan Daya Tampung Kali Surabaya Segmen Tambangan Cangkir – Bendungan Gunungsari Dengan Pemodelan QUAL2Kw
Nur Aini Febriyana, dan Ali Masduqi
Jurusan Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : masduqi@its.ac.id
K
Tabel 1. Pembagian Segmen Nama Segmen  Kilometer Panjang (km) Elevasi Koordinat
Hu lu Hi lir Hulu Hilir Tambangan Cangkir- Tambangan Bambe 13,0- 9,40 3,60 13  12 7 0 21’57,76” LS 112 0 37’58,5 2”BT
7 0 21’57,76” LS 112 0 39’58,5 2”BT Tambangan Bambe- IPAM Karang Pilang 9,40– 5,65 3,75 12  11 7021’57,76” LS 112039’58, 52”BT 7020’54,54” LS 112040’52, 52”BT IPAM Karang Pilang- Jembatan Sepanjang 5,65– 3,90 1,75 11  10 7020’54,54” LS 112040’52, 52”BT 7020’56,00” LS 112041’42, 60”BT Jembatan Sepanjang- Bendungan Gunungsari 3,90– 0,00 3,90 10  9 7020’56,00” LS 112041’42, 60”BT 7018’29,13” LS 112043’8,0 0”BT

## B. Teknik Simulasi
Simulasi  dalam  penelitian  ini  terbagi  menjadi  6  skenario yang  akan  digunakan  untuk  mendapatkan  hasil  kualitas  dan daya tampung yang sesuai dengan Kali Surabaya. Berdasarkan [4],  Kali  Surabaya  kategorikan  sebagai  air  kelas  dua.  Saat  ini Kali  Surabaya  belum  memenuhi  baku  mutu  Kelas II sehingga dilakukan  penentuan  daya  tampung  dan  berapa  penurunan yang  harus  dilakukan  agar  memenuhi  baku  mutu  kelas  II. Skenario smulasi untuk pemodelan dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2.

## Skenario Simulasi
Skenario Kondisi Air di Hulu Data Sungai Sumber Pencemar Kualitas Air 1 Eksisting Eksisting Eksisting Model 2 Eksisting Eksisting Tidak ada sumber pencemar Model 3 Eksisting Eksisting Trial dan Error Baku Mutu kelas II 4 Memenuhi Baku Mutu Kelas II Eksisting Eksisting Model 5 Memenuhi Baku Mutu Kelas II Eksisting Tidak ada sumber pencemar Model 6 Memenuhi Baku Mutu Kelas II Eksisting Trial dan Error Baku Mutu Kelas II

## C. Analisis Data
Perhitungan  daya  tampung  beban  pencemaran  ini  berfungsi untuk  mengetahui  kemampuan  maksimum  badan  air  dalam menampung  beban  pencemaran  yang  masuk  ke  dalamnya  [8]. Perhitungan  daya  tampung  berdasarkan  simulasi.  Penetapan daya  tampung  beban  pencemaran  parameter  yang  dihitung pada  setiap  segmen  adalah  TSS,  BOD,  Nitrat, Amonium, dan Fosfat,  sehingga  dapat  diketahui  kemampuan  Kali  Surabaya dalam  menampung  beban  pencemar  yang  masuk  pada  tiap segmen.  Perhitungan  daya  tampung  diperoleh  dari  selisih beban  pencemaran  penuh  dan  tanpa  beban  pecemaran  [7].
Setelah diketahui daya tampungnya, maka akan diperoleh pula beban  pencemaran  yang  harus  diturunkan  karena  mencemari Kali Surabaya (tidak sesuai baku mutu perairan).

## III. ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN

## A. Pembentukan dan Kalibrasi Model
Segmen  ( reach )  sungai  telah  dibentuk,  selanjutnya memasukkan  data  ke  dalam  program  QUAL2Kw.  Data  yang dimasukkan  meliputi  identitas  sungai, debit dan kualitas hulu, identitas reach, sumber  perencanaan point  sources dan nonpoint sources, koefisien model, data hidrolik berupa sungai debit  dan  kualitas  air  sepanjang  sungai  serta  data  pendukung lainnya,  seperti  data  kecepatan  angin  dan  suhu  udara.  Setelah data  dimasukkan  pada  media  input  ( Microsoft  Excel 2003), program  QUAL2Kw  dijalankan  dengan  melakukan  kilik  pada [ Run VBA].  Dalam  beberapa detik program QUAL2Kw akan menyelesaikan  perhitungannya  dan  menampilkan  hasil  model pada worksheet yang  menampilkan  grafik  tiap  parameter  [7]. Berikut  hasil  kalibrasi  model  simulasi  Oksigen  Terlarut  (DO) sesuai  data  input  pada  Gambar  1  dan  Simulasi  BOD  pada Gambar 2.
Gambar 1. Kalibrasi Model Simulasi BOD

## Gambar 2. Kalibrasi Model Simulasi BOD
Pemodelan  parameter  DO  dan  BOD  pada  Gambar  1  dan Gambar  2  menunjukkan  bahwa  model  BOD  tersebut  sudah mendekati data. Hal ini ditunjukkan dengan tren garis (model) yang  terlihat  telah  mengikuti  tren  titik  kotak  hitam  (data). Grafik  DO  dan  BOD  berbanding  terbalik.  Terlihat  pada kilometer  13.0  –  9,4  terjadi  penurunan  BOD  lalu  naik  pada kilometer  9,4  –  5,65  karena  adanya  sumber  pencemar  yang
masuk  dan  pada  kilometer  5,65  –  0  BOD  turun  kembali dengan drastis pula. Penurunan BOD tersebut lalu dipengaruhi oleh oksigen terlarut (DO) untuk mendegradasi organik.

## B. Kondisi Kualitas Air Hulu Eksisring
Model  kualitas  air  Kali  Surabaya  yang  telah  didapatkan kemudian digunakan untuk melakukan simulasi skenario 2 dan skenario 3. Perhitungan daya tampung merupakan perhitungan selisih  antara  kondisi  sungai  dengan  beban  pencemar  penuh (skenario 3) dan kondisi sungai dengan tanpa beban pencemar yang masuk (skenario 2). Perhitungan beban didapat dari hasil simulasi  berupa  debit  dan  konsentrasi  pencemar  pada worksheet  Sources  Summary .  Hasil  perhitungan  beban pencemaran  skenario  2  ditampilkan  pada  Tabel  3, sedangkan  untuk  skenario  3  ditampilkan  pada  Tabel  4. Sementara  itu  hasil  perhitungan  daya  tampung  beban pencemaran ditampilkan pada Tabel 5.
Tabel 3. Beban Pencemaran Skenario 2 Kilometer TSS BOD Amonium Nitrat Fosfat COD kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari 13,00-9.40 0 0 0 0 0 0 9,40-5,65 3303.936 1492.992 91.2384 304.3872 175.2192 3718.656 5,65-3,90 0 0 0 0 0 0 3,90-0,00 0 0 0 0 0 0 Tabel 4.
Beban Pencemaran Skenario 3 Kilometer TSS BOD Amonium Nitrat Fosfat COD kg/hari  kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari 13,00-9.40 0 0 468.0726 1.733184 0 61.27488 9,40-5,65 0 0 405.2642 21719.1172 0 38924.1333 5,65-3,90 0 0 120.668 50.74771823 0 2903.29654 3,90-0,00 0 0 237.1941 202.4842473 0 9164.44545 Tabel 5. Daya Tampung Beban Pencemaran (Eksisting) Kilometer TSS BOD Amonium Nitrat Fosfat COD kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari 13,00-9.40 0.000 0.000 468.073 1.733 0.000 61.275 9,40-5,65 -3303.936  -1492.992  314.026  21414.730  -175.219 35205.477 5,65-3,90 0.000 0.000 120.668 50.748 0.000 2903.297 3,90-0,00 0.000 0.000 237.194 202.484 0.000 9164.445

## C. Kondisi Kualitas Air Hulu Memenuhi Baku Mutu Kelas II
Model  kualitas  air  Kali  Surabaya  ini  hampir  sama  dengan skenario 1 sampai skenario 3 tetapi berbeda kondisi kualitas di hulu  yang  memenuhi  baku  mutu  kelas  II.  Perhitungan  daya tampung  merupakan  perhitungan  selisih  antara  kondisi  sungai dengan beban pencemar penuh (skenario 6) dan kondisi sungai dengan  tanpa  beban  pencemar  yang  masuk  (skenario  5). Perhitungan beban didapat dari hasil simulasi berupa debit dan konsentrasi pencemar pada worksheet Sources Summary . Hasil
perhitungan  beban  pencemaran  skenario  5  ditampilkan  pada Tabel  6,  sedangkan  untuk  skenario  6  ditampilkan  pada  Tabel 7.  Sementara  itu  hasil  perhitungan  daya  tampung  beban pencemaran ditampilkan pada Tabel 8.
Tabel 6.

## Beban Pencemaran Skenario 5
Kilometer TSS BOD Amonium Nitrat Fosfat COD kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari 13,00-9,40 0 0 0 0 0 0 9,40-5,65  3303.936  1492.992  91.2384  304.3872  175.2192  3718.656 5,65-3,90 0 0 0 0 0 0 3,90-0,00 0 0 0 0 0 0 Tabel 7. Beban Pencemaran Skenario 6 Kilometer TSS BOD  Amonium Nitrat Fosfat COD kg/hari kg/hari  kg/hari kg/hari  kg/hari kg/hari 13,00-9.40 1699.488 0.000  468.073 1.733 0.170 61.275 9,40-5,65 3853.514 0.000  405.264  21719.117  77.394  38924.133 5,65-3,90 3618.531 0.000  120.668 50.748 10.262  2903.297 3,90-0,00 19.382 0.000  237.194  202.484  15.087  9164.445 Tabel 8.
Daya Tampung Beban Pencemaran (Hulu mmenuhi Baku Mutu Kelas II)
Kilometer TSS BOD Amonium Nitrat Fosfat COD kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari 13,00-9.40  1699.488 0.000 468.073 1.733 0.000 61.275 9,40-5,65 549.578  -1492.992  314.026  21414.730  -175.219  35205.477 5,65-3,90  3618.531 0.000 120.668 50.748 0.000 2903.297 3,90-0,00 19.382 0.000 237.194 202.484 0.000 9164.445

## D. Penurunan Beban Pencemaran
Penurunan  beban  pencemaran  merupakan  jumlah  beban pencemar  yang  harus  diturunkan  sehingga  kualitas  air  Kali Surabaya dapat tetap memenuhi baku mutu badan air kelas II. Penurunan  beban  pencemaran  didapatkan  dengan  menghitung selisih  antara  beban  pencemaran  eksisting  pada  skenario  1 pada  Tabel  9  dengan  daya  tampung  dari  Kali  Surabaya  yang telah  dihitung  pada  Tabel  5.  Sehingga  didapatkan  penurunan beban  pencemaran  Kali  Surabaya  berdasarkan  perhitungan pada Tabel 10.
Tabel 9. Beban Pencemaran Skenario 1 Kilometer TSS BOD Amonium Nitrat Fosfat kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari 13,00-9,40 1699.488 27.306 468.072 1.699 11.089 9,40-5,65 41844.544  5403.767 92.202 497.063  182.488 5,65-3,90 65518.647 14.371 120.634 48.020 10.217 3,90-0,00 64685.778 44.156 237.024 193.824 14.945
Tabel 10. Penurunan Beban Pencemaran
Kilometer TSS BOD Amonium Nitrat Fosfat kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari kg/hari 13,00-9.40 1699.488 27.306 0.000 0.000 11.089 9,40-5,65 45148.480 6896.759 0.000 0.000 357.707 5,65-3,90 65518.647 14.371 0.000 0.000 10.217 3,90-0,00 64685.778 44.156 0.000 0.000 14.945
Parameter  beban  pencemaran  yang  harus  dhitung  meliputi TSS,  BOD,  Nitrat,  Fosfat,  COD,  dan  Amonium,  sedangkan untuk  DO,  pH  dan  suhu  bukan  merupakan  pencemaran  dan masih  memenuhi  baku  mutu.  Untuk  nilai  negatif  pada  nilai parameter  menunjukkan  beban  pencemaran  yang  harus dituruankan.  Hasil  perhitungan  menunjukkan  kualitas  air  Kali Surabaya  tercemar  pada  parameter  BOD,  TSS  dan  Fosfat. Beban  pencemaran  maksimum  tiap  segmen  yang  harus diturunkan  pada  Kali  Surabaya  sebesar  65518,647  kg/hari untuk  parameter  TSS,  BOD  sebesar  6896,759  kg/hari,  dan Fosfat sebesar 357,707 kg/hari.

## IV. KESIMPULAN/RINGKASAN
Aplikasi  metode  QUAL2Kw  dalam  mengevaluasi  Kali Surabaya  dengan  simulasi  6  skenario  menghasilkan  daya tampung beban pencemaran maksimum untuk parameter Nitrat sebesar  21414,730  kg/hari,  parameter  Amonium  sebesar 468,073  kg/hari.  Beban  pencemaran  air  Kali  Surabaya  yang harus diturunkan mencapai 65518,647 kg/hari untuk parameter TSS,  BOD  sebesar  6896,759  kg/hari,  dan  Fosfat  sebesar 357,707  kg/hari.  Saran  untuk  penelitian  lanjutan  agar dilakukan kajian lebih lanjut dengan skenario yang lain, seperti variasi pada kondisi kualitas air dan debit sungai

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Jurusan  Teknik Lingkungan,  FTSP-ITS  sebagai  fasilitator  dalam  menimba ilmu.  Penulis  juga  mengucapakan  terima  kasih  kepada  BLH Provinsi  Jawa  Timur  dan  Perum  Jasa  Tirta  yang  telah memudahkan dalam pengambilan data. Penulis juga diperkenankan  menyampaikan  ucapan  terima  kasih  seluruh pihak yang membantu penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Faizal,A dan Desy A. (2015) Waspada Pencemaran Kali Surabaya Saat
Musim Libur Lebaran . Kompas.
[2] Thornton, (2001) Pollutant in Urban Waste Water and Sewage Sludge .
European Communities. Luxembourg.
[3] Peraturan Daerah Provinsi Jawa Timur (2008) Pengelolaan Kualitas Air dan  Pengendalian  Pencemaran  Air  di  Provinsi  Jawa  Timur .  Nomor  2
Tahun 2008. Surabaya.
[4] Peraturan  Gubernur  Jawa  Timur  (2010) Penetapan  Kelas  pada  Air Sungai. Nomor 61 Tahun 2010. Surabaya.
[5] Fatmawati,R,  Masrevaniah,  Aniek,  dan  Solichin.  Kajian  Identifikasi Daya Tampung Beban Pencemaran Kali Ngrowo dengan Menggunakan Paket Program QUAL2Kw . Jurnal Teknik Pengairan . (Desember 2012) Vol.3. No.2:122–131.
[6] Pelletier,G dan S.Chapra (2006) QUAL2Kw User Manual (version 5.1): A  Modelling  Framework  or  Simulating  River  and  Stream  Water Quality. Washington: Environmental Assessment Program, Olympia.
[7] Rusnugroho,  A  dan  Ali  M.  (2012) Penentuan  Daya  Tampung  Beban Pencemaran  Kali  Madiun  (Segmen  Wilayah  Kota  Madiun) Menggunakan  QUAL2Kw. Surabaya.  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember.
[8] Keputusan  Menteri  Lingkungan  Hidup  (2003) Pedoman  Penetapan Daya  Tampung  Beban  Pencemaran  Air  Pada  Sumber  Air. Nomor  110 Tahun 2003. Jakarta