## Studi Pola Sebaran Suhu Permukaan Laut Akibat Air Bahang Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) Paiton Probolinggo Jawa Timur

## Karunia Lasmarito Pintubatu*, Sugeng Widada, Jarot Marwoto, Alfi Satriadi
Departemen Oseanografi, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Universitas Diponegoro Jl. Prof.H.Soedarto S.H, Tembalang,Semarang, Jawa Tengah 50275 Indonesia
Email : * niapintubatu@gmail.com

## Abstrak
PLTU Paiton memanfaatkan air laut sebagai pendingin kondensor (air bahang) yang menghasilkan air bahang, yakni air buangan yang sebelumnya terpakai yang memiliki kondisi nilai suhu lebih tinggi dibanding suhu perairan di sekitarnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pola sebaran suhu permukaan laut akibat air bahang PLTU Paiton  Probolinggo  secara  horizontal.  Data  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  Citra  Landsat  8  TIRS perekaman 20 November 2019, suhu permukaan laut lapangan, arus permukaan laut lapangan, data curah hujan dari stasiun lokal PT.POMI Unit 7 dan 8, data pasang surut yang diterbitkan oleh PUSHIDROSAL, data Indian Ocean  Dipole (IOD),  dan  peta  RBI  yang  diterbitkan  oleh  Badan  Informasi  Geospasial  (BIG).  Metode  yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode deskriptif, sedangkan metode yang digunakan untuk menentukan stasiun  penelitian  di  lapangan  adalah    metode purposive  sampling. Hasil  pengolahan  data  suhu  permukaan lapangan 20 November 2019 menunjukkan nilai suhu pada discharge canal sebesar 33 o – 34 o C. Sementara Hasil perekaman citra pada 20 November 2019 menunjukkan suhu akibat air bahang dengan nilai 33 o – 34 o C memiliki luas area 15,89 ha dan jarak terhadap tegak lurus pantai adalah 0,15 km. Suhu akibat air bahang dengan nilai 31 o –  32 o C  memiliki  luas  area  140,35  ha  dan  jarak  tegak  lurus  pantai  adalah  0,2  km.  Nilai  RMSE  antara  suhu permukaan laut lapangan dengan perekaman Citra Landsat 8 TIRS sebesar 0.621388. Sebaran suhu permukaan laut di perairan PLTU Paiton dipengarui oleh arus yang bersifat pasang surut, cenderung bergerak ke arah Utara- Timur Laut dari discharge canal PLTU dengan kecepatan rerata kecepatan arus dari sekitar 0.6-1.2 m/s untuk komponen zonal dan sekitar 0.45 m/s untuk komponen meridional.
Kata Kunci : Air Bahang, Suhu Permukaan Laut, Landsat 8 TIRS

## Abstract
The  Steam  Electricity  Power  Plant  Paiton  Probolinggo  uses  sea  water  on  its  operational  activity  as  cooler condencor, which produces hot water. Hot water is previously used water that has a condition,  higher temperature that can lead increasing sea surface temperature in the surrounding waters. The objective this research is to know the sea surface temperature patterns of  Steam Electricity Power Plant Paiton Probolinggo. To carry out the study used data include Landsat 8 TIRS Imagery, sea surface temperature, sea level currents from field, rainfall gotten from PT.POMI Unit 7 and 8 local station, tides from PUSHIDROSAL, Index Dipole Mode which downloaded from JAMSTEC and RBI maps from BIG. The research method used is descriptive method, while for the method in determining the sampling station using purposive sampling method. The Result from sea surface temperature on 20 November 2019 is showed that the temperature of the discharge canal was 33 o – 34 o C. The result of  imagery recording on 20 November 2019 showed that its temperature also about 33 o – 34 o C, with an area of 15,89 ha and distance of 0,15 km, and was 31 o – 32 o C with area of 140,35 ha and distance of 0,2 km. RMSE value between sea surface temperature field and Landsat 8 TIRS imagery is 0.621388. The distribution of sea surface temperature is influenced by tidal currents leading to North-Northeast from discharge canal of PLTU with current velocity of 0.6-1.2 m.s for zonal component and about 0.45 m/s for meridional component.
Keywords : Hot Water, Sea Surface Temperature, Landsat 8 TIRS Image

## 1. PENDAHULUAN
Kabupaten Probolinggo merupakan salah satu kabupaten di Jawa Timur dengan letak astronomis berada  pada  posisi  7 o 40 ’ -8 o 10 ’ LS  dan  112 o 50 ’ –  113 o 30’  BT.  Panjang  garis  pantai  Kabupaten Probolinggo  adalah  72,110  km  (Profil  Desa,  2017).  Kabupaten  Probolinggo  merupakan  salah  satu kabupaten yang memiliki PLTU yaitu PLTU Paiton. PLTU Paiton merupakan PLTU terbesar di Jawa- Bali yang terletak di Jalan Raya Surabaya - Situbondo km 142 Paiton, Probolinggo.
PLTU Paiton merupakan PLTU terbesar di Asia Tenggara, memiliki 8 unit dengan kapasitas 4972 MW yang dapat mendistribusikan listrik ke Pulau Jawa-Bali. Sistem kerja PLTU dalam memproduksi listrik yakni dengan memanfaatkan air laut sebagai pendingin kondensor (air bahang) yang akhirnya dibuang ke laut melalui Discharge Canal (DC) dengan suhu lebih tinggi dibandingkan dengan suhu perairan sekitar. Batas suhu air bahang yang diperbolehkan dibuang ke laut, berdasarkan KepMenLH No. 363 /2013 adalah 40ºC,  maka apabila kondisi suhu perairan melebihi baku mutu, akan memberikan dampak  negatif  terhadap  kualitas  air  laut,  ekosistem  dan  kehidupan  serta  aktivitas  lainnya  di  sekitar perairan. Berdasarkan penelitian Ismayati dkk (2013), menyatakan bahwa nilai suhu permukaan laut akibat sebaran air bahang PLTU Paiton Probolinggo adalah 34 o C-35 o C Buangan air bahang yang keluar dari DC akan mengalami proses dispersi yang lama sehingga bercampur dengan air laut dan tersebar mengikuti pergerakan arus dan pasang surut. Selain itu, terdapat pengaruh dari gesekan dasar perairan, interaksi antara atmosfer dan permukaan laut Menurut Fernandes (2005),  proses  hidrodinamika  di  estuari  bersifat  kompleks  dan  tidak  linear.  Sedangkan  untuk  proses transport panas di laut oleh adveksi cenderung dipengaruhi oleh arus laut (Panalaran, 2012).

## 2. MATERI DAN METODE PENELITIAN

## 2.1. Materi Penelitian
Materi yang digunakan dalam penelitian ini dibagi menjadi dua yakni data primer yang terdiri dari data arus dan suhu permukaan laut. Sedangkan data sekunder terdiri dari data Citra Landsat 8 TIRS, pasang surut, curah hujan lokal, Index Ocean Dipole (IOD), dan Peta Rupa Bumi Indonesia (RBI) skala 1:25.000.
A. Metode Penelitian
Metode yang digunakan untuk menentukan lokasi penelitian adalah dengan metode purposive sampling yakni metode dengan berdasarkan kriteria dan tujuan tertentu (Sugiyono, 2008). Sedangkan metode penelitian yang digunakan adalah metode deskriptif. Metode deskriptif adalah metode penelitian untuk membuat gambaran terhadap kejadian atau situasi yang diteliti pada waktu terbatas dan wilayah tertentu untuk mendapatkan gambaran situasi dan kondisi secara lokal.

## Pengukuran Suhu Permukaan Laut Lapangan
Pengambilan data suhu permukaan laut dilakukan menggunakan CTD yang dicelupkan sampai menyentuh  dasar  perairan  di  setiap  titik  stasiun  kemudian  CTD  diangkat  kembali  ke  permukaan. Instrumen CTD akan melakukan perekaman data suhu permukaan laut di 10 titik stasiun di Discharge Canal (DC)  atau  kanal  buangan  air  bahang  setiap  0,03  detik  sedangkan  untuk  perekaman  data  suhu spasial, dilakukan setiap 0,1 detik. Pengambilan data suhu permukaan laut dilakukan di perairan PLTU Paiton pada pukul 10.23-11.00 WIB dengan kondisi perairan surut menuju pasang.
Tahap Pengolahan

## Pengukuran Arus Laut
Pengambilan  data  arus  permukaan  lapangan  dilakukan  menggunakan Electromagnetic Recording Current Meter (ECM). Variabel yang diukur adalah kecepatan dan arah arus. Pengambilan data dilakukan pada tanggal 19 November 2019, pada pukul 09.00-11.05 WIB di Discharge Canal (DC) dan pada pukul 11.33- 13.36 di Suar PLTU Paiton. Data arus berupa komponen kecepatan dan arah arus diolah menggunakan Ms.Excel untuk melihat dominan arah arus bergerak pada musim Peralihan II.

## Pasang Surut
Data pasang surut yang digunakan adalah data yang diterbitkan oleh Pusat Hidro-Oseanografi TNI Angkatan Laut (PUSHIDROSAL), diperoleh dari PT Paiton Operation and Maintenance Indonesia (PT. POMI) Unit 7 dan 8, dengan lokasi stasiun Probolinggo yang diambil selama 30 hari yakni pada
tanggal 01-30 November 2019. Data tersebut diolah menggunakan metode peramalan Admiralty untuk menghasilkan nilai komponen pasang surut utama

## Curah Hujan
Data curah hujan yang digunakan adalah data curah hujan  lokal sepanjang 2019 yang diperoleh dari PT POMI Unit 7 dan 8. Data tersebut diolah dengan menggunakan Ms. Excel sehingga diperoleh hasil berupa grafik yang menunjukkan pola intensitas curah hujan yang turun sepanjang tahun 2019 di wilayah PLTU Paiton.
IOD Nilai IOD diunduh melalui website Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology (JAMSTEC) melalui http://www.jamstec.go.jp/e/ . Nilai IOD yang diunduh adalah nilai IOD selama 9 tahun  yaitu  dari  tahun  2010-2019.  Hal  tersebut  bertujuan  untuk  mengetahui  trend  nilai  IOD  yang kemudian dapat menjadi variabel penentu terjadinya La-Nina atau El-Nino yang berdampak pada pola curah hujan.

## Citra Landsat 8 TIRS
Citra Satelit Landsat 8 TIRS diunduh melalui situs USGS pada laman earthexplorer.usgs.gov, dengan path/row 118/65  untuk  menampilkan  wilayah  perairan  PLTU  Paiton  Probolinggo  dengan perekaman pada tanggal 19 November 2019.  Pada pengolahan Citra Satelit Landsat 8 TIRS, kanal yang digunakan adalah kanal 11. Hal tersebut untuk mendapatkan nilai yang merupakan kanal inframerah termal dengan panjang gelombang 10,60-11,19 µm.

## Tahap Validasi
Validasi merupakan suatu tindakan pembuktian dengan metode yang sesuai bahwa setiap proses atau  mekanisme  yang  digunakan  dalam  suatu  percobaan  atau  penelitian  mencapai  hasil  yang diinginkan/mendekati  nilai  kebenaran  seharusnya.  Dalam  penelitian  ini,  validasi  dilakukan  untuk menghitung  nilai Root  Mean  Square  Error (RMSE)  menggunakan  nilai  suhu  permukaan  laut  hasil pengukuran di lapangan serta nilai suhu hasil pengolahan Citra Landsat 8 TIRS.
Menurut Bambang Triatmodjo (1999) besar kesalahan dapat dihitung menggunakan persamaan sebagai berikut :
𝑅𝑀𝑆𝐸 = ' ( )*) ∗ ) ( ,-' ..................................................................... 1
Adapun n, p dan p* masing-masing merupakan jumlah data, data lapangan dan data hasil pengerjaan citra

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Suhu Permukaan Laut
Tabel  1  menunjukkan  hasil  verifikasi  dengan  nilai  RMSE  yang  dilakukan  antara  data pengukuran lapangan dan Citra Landsat 8 TIRS. Nilai error pada stasiun satu sebesar 0.175, pada stasiun dua  sebesar  0.22,  pada  stasiun  tigasebesar  0.36,  pada  stasiun  empat  sebesar  0.14,  pada  stasiun  lima sebesar  0.12,  pada  stasiun  enam  sebesar  0.14,  pada  stasiun  tujuh  sebesar  0.11,  pada  stasiun  delapan sebesar 0.18, pada stasiun sembilan sebesar 0.24 dan pada stasiun sepuluh sebesar 0.30. Nilai RMSE rerata hasil perhitungan data lapangan dan perekaman 20 November 2019 diperoleh sebesar 0.6213.
Gambar 1. Sebaran Suhu Permukaan Laut Lapangan 10 Stasiun 20
November 2019.
Gambar 2. Sebaran Suhu Permukaan Laut Spasial Lapangan 20
November 2019.
Gambar 3. Peta Sebaran Suhu Permukaan Laut Pengolahan Citra Landsat 8 TIRS 20 November 2018.

## Tabel 1. Nilai RMSE Suhu Permukaan Laut 20 November 2019
Stasiun  Longitude Latitude Nilai Suhu RMSE Lapangan Citra 1 -7.7151 113.59808 34.29 34.12 0.175 2 -7.71394 113.59915 31.69 31.91 0.22 3 -7.71326 113.59927 30.51 30.87 0.36 4 -7.71237 113.59968 30.35 30.47 0.12 5 -7.71143 113.59994 30.32 30.2 0.12 6 -7.71026 113.60036 30.26 30.4 0.14 7 -7.70875 113.60129 30.2 30.31 0.11 8 -7.70734 113.60226 30.22 30.42 0.18 9 -7.70563 113.60312 30.57 30.33 0.24 10 -7.70401 113.60407 30.67 30.37 0.3 RMSE Rerata 0.621388

## B. IOD
Data IOD yang diunduh melalu http://www.jamstec.go.jp/e/, diolah menggunakan Ms. Excel 2010 sehingga diperoleh hasil berupa grafik trend IOD tahun 2010-2019.
Gambar 4. Diagram IOD 2010-2019

## C. Curah Hujan
Data curah hujan diperoleh dari stasiun lokal PT.POMI Unit 7 dan 8, Probolinggo. Intensitas curah  hujan  tertinggi  terjadi  pada  bulan  Februari,  2019  yaitu  sebesar  547  mm.  Sedangkan  intensitas curah hujan terendah terjadi di bulan Juni, Agustus, September, Oktober dan November, ditandai dengan tidak adanya curah hujan yang turun (0 mm).
Gambar 5. Diagram Curah Hujan 2019 Lokasi PLTU Paiton

## D. Pasang Surut
Berdasarkan  hasil  pengolaha  data  pasang  surut  yang  telah  dilakukan,  diperoleh  nilai  MSL sebesar 164.74 cm, HHWL sebesar 182.65 cm dan LLWL sebesar 15.915 cm. Sementara nilai Formzhal yang diperoleh adalah sebesar 0.9912. Berdasarkan klasifikasi nilai Formzhal, maka tipe pasang surut perairan PLTU Paiton tergolong tipe pasang surut campuran condong harian ganda. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Fadillah dkk (2014), yang menyatakan bahwa apabila nilai Formzhal 1,50 <F ≤ 3,0, maka tipe pasang surut perairan termasuk dalam tipe campuran condong harian ganda.
Gambar 6. Grafik Pasang Surut November, 2019

## E. Arus Laut
Hasil data lapangan 19 November 2019 di lokasi Suar menunjukkan awal pengukuran kecepatan arus tercatat sekitar 0.09 m/s yang berfluktuasi dalam rentang nilai tersebut sampai akhir pengukuran. Kemudian kecepatan arus meningkat menjadi 0.2 m/s sampai akhir pengukuran. Arah arus relatif stabil ke arah Barat-Barat Laut. Fluktuasi kecepatan dan arah arus yang diukur Discharge Canal menunjukkan fluktuasi di nilai rerata kecepatan arus dari sekitar 0.6-1.2 m/s untuk komponen zonal dan sekitar 0.45 m/s untuk komponen meridional. Arah arus cenderung stabil ke arah sekitar 45 o – 50 o atau ke arah Timur Laut.
Gambar 7. Grafik Arus Lokasi Penelitian Suar PLTU Paiton, 19 November 2019
Gambar 8. Grafik Arus Lokasi Penelitian Discharge Canal PLTU Paiton, 19 November 2019
Data suhu permukaan laut hasil pengambilan di lapangan pada 10 titik stasiun  (Gambar 13 dan Gambar 14), menunjukkan bahwa suhu permukaan laut DC akibat air bahang ditunjukkan oleh warna merah dengan nilai suhu air bahang sekitar 35 o – 36 o dan orange dengan rentang nilai sekitar 33 o – 34 o C, dan warna hijau tua-hijau muda menunjukkan nilai suhu permukaan laut sekitar 30 o – 33 o C.  Hasil pengolahan data suhu permukaan laut lapangan spasial (Gambar 14) menunjukkan suhu permukaan laut didominasi oleh warna merah dan hijau. Klasifikasi warna merah tua menunjukkan nilai suhu air bahang pada daerah di sekitar DC adalah 35 o – 36 o C, warna orange menunjukkan nilai suhu permukaan laut sekitar 33 o – 34 o C dan warna hijau muda-hijau tua menunjukkan nilai suhu permukaan laut sebesar 30 o – 32 o C. Berdasarkan hasil pengolahan Citra Landsat 8 TIRS perekaman 20 November 2019 maupun pengolahan data lapangan 20 November 2019, menunjukkan nilai suhu air bahang di DC tidak jauh berbeda yakni berada pada rentang nilai suhu permukaan laut 35 o – 36 o C, dan nilai suhu permukaan laut dengan jarak sekitar 0.3 km dari pantai yakni 32 o – 34 o C Tingginya nilai suhu permukaan laut PLTU Paiton tersebut diduga terjadi karena pada bulan November termasuk kedalam musim peralihan dua, dimana angin akan bertiup dari arah Tenggara atau daratan Australia ke Benua Asia sehingga terjadi sedikit musim hujan. Hal tersebut juga diketahui pada bulan November 2019 berdasarkan nilai intensitas curah  hujan  yakni  sebesar  0  yang  berarti  bahwa  selama  bulan  November  2019  tidak  terjadi  hujan. Menurut  Yananto  dan  Sibarani  (2016),  curah  hujan  yang  tidak  begitu  banyak  merupakan  salah  satu faktor penyebab keadaan perairan akan terasa lebih hangat.
Diketahui  bahwa  nilai  IOD  sepanjang  tahun  2019  bernilai  10.2,  dan  nilai  IOD  pada  bulan November  2019  bernilai  2.3  yang  menunjukkan  bahwa  berkurangnya  curah  hujan  yang  turun  pada periode tersebut. Berkurangnya intensitas curah hujan yang turun diakibatkan oleh terjadinya anomali positif angin tenggara saat Dipole Mode berlangsung sehingga angin tenggara yang berhembus akan semakin kuat. Semakin menguatnya angin tenggara yang sifatnya kering menyebabkan berkurangnya curah hujan di daerah tersebut.
Hasil pengolahan data harian pasang surut 19 November 2019 menunjukkan waktu pasang dua kali yakni terjadi pada pukul 00:00 – 02.00 WIB dan terjadi lagi pasang kedua pada pukul 19.12 WIB. Sedangkan surut terendah pertama terjadi pada pukul 07.00 dan surut terendah kedua terjadi pada pukul 09.36 WIB. Hal tersebut memungkinkan terjadinya arus pasang surut yang menjadi faktor sebaran suhu permukaan laut. Arah arus pada stasiun DC hasil penelitian di lapangan cenderung bergerak ke arah Timur Laut dengan kecepatan 60-120 cm/s , sedangkan pada stasiun Suar cenderung bergerak ke arah Barat Laut dengan kecepatan awal 9 cm/s. Arah arus pada stasiun DC yang bergerak cenderung ke arah Utara-Timur  Laut  mempengaruhi  sebaran  suhu  permukaan  laut  pada  stasiun  tersebut  yang  juga cenderung bergerak ke arah Utara-Timur Laut
Suhu akibat air bahang dengan nilai 33 o – 34 o C memiliki luas area 140,35 ha dan jarak tegak lurus pantai adalah 0,48 km. Suhu akibat air bahang dengan nilai 34 o – 35 o C memiliki luas area 60,94 ha dan jarak tegak lurus pantai adalah 0,37. Suhu akibat air bahang dengan nilai 35 o – 36 o C memiliki luas area 4,57 ha. Sebaran suhu permukaan laut secara spasial berdasarkan hasil penelitian lapangan
juga menunjukkan nilai di atas 35 o C yang menyebar ke arah Timur Laut. Kontur suhu tertinggi > 34 o C terjadi pada mulut DC. Sedangkan kontur suhu 33 o C menyebar di sisi Barat dan Timur dari air bahang. Sebaran suhu dengan nilai suhu 34 o C mencapai jarak < 500 m. Di sebalah Utara dan Timur Laut  daerah penelitian,  suhu  permukaan  laut  bernilai  <  33 o C.  Hal  tersebut  dikarenakan  suhu  akibat  air  bahang terdesak oleh massa air bersuhu relatif dingin dari arah Timur, sehingga air bahang mengalir ke arah Barat Laut.

## 4. KESIMPULAN
Sebaran suhu permukaan laut berdasarkan hasil pengolahan Citra Landsat 8 TIRS perekaman 20 November  2019  cenderung  bergerak  ke  arah  Utara-Timur  Laut.  Hal  tersebut  dipengaruhi  oleh pergerakan arus pasang surut berdasarkan data lapangan 20 November 2019, stasiun Discharge Canal yang juga cenderung bergerak ke arah Timur Laut dengan kecepatan arus 0.6-1.2 m/s. Hasil pengolahan Citra Landsat 8 TIRS Lapangan menunjukkan nilai SPL dengan rentang 30 o – 34 o C pada kedalaman 0 m dan jarak 0-0,25 km dengan luasan total 491, 35 ha. Nilai SPL di perairan tersebut dipengaruhi oleh trend IOD yang kemudian berdampak pada intenstitas curah hujan.

## DAFTAR PUSTAKA
Ismayati,  Q.,  Helmi,  M  dan    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.
Panalaran, S., Indra.B.P., Siddhi S. 2012. Kajian Penyebaran Plume Termal Outlet Air Pendingin Power Plant PT Newmont Nusa Tenggara di Perairan Teluk Benete. Jurnal Oceanography. 1(1) : 93- 101.
Sugiyono. 2008. Metode Penelitian Bisnis. Alfabeta: Bandung. Triatmodjo, B. 1996. Metode Numerik. Yogyakarta: Beta Offset.