Pemodelan Hidrodinamika dan Kualitas Air Laut Teluk Banten

Abstract

Beban (loads) beberapa parameter kualitas air yang masuk ke Teluk Banten melalui sungai dan distribusi sebarannya belum diketahui dengan baik. Penelitian ini bertujuan untuk menghitung beban parameter kualitas air dari sungai, menjelaskan karakteristik hidrodinamika perairan dan menduga dinamika distribusi BOD, NO3, NH4, PO4 di Teluk Banten. Model gabungan hidrodinamika-kualitas air Delwaq-Delft3D-Flow digunakan untuk melakukan investigasi. Model hidrodinamika telah diverifikasi dengan menggunakan data pengukuran dengan hasil cukup akurat hingga memuaskan. Debit harian tujuh sungai yang mengalir ke Teluk Banten berkisar 0,7-130,8 m3/s dengan kontributor terbesar berasal dari sungai Banten (35,9%). Beban total dari ketujuh sungai yang masuk ke Teluk Banten untuk parameter BOD, NO3, NH4 dan PO4 masing-masing adalah 2255,09 kg/hari, 224 kg/hari, 86 kg/hari 325,34 kg/hari dan 1,23 kg/hari. Arah arus saat menuju pasang (flood tide) kondisi purnama (spring tide) bergerak menuju ke barat dengan kecepatan maksimum mencapai 0,5 m/s, sementara pada kondisi perbani (neap tide) bergerak ke timur dengan kecepatan yang sama. Ketika surut terendah (maximum ebb), baik purnama maupun perbani bergerak ke timur dengan kecepatan masing-masing mencapai 1 m/s dan 0,4 m/s. Ketika Musim Barat arus residu lebih didominasi oleh arus residu akibat angin dengan arah pergerakan menuju ke timur dan kecepatan maksimum mencapai 0,2 m/s, sementara pada Musim Timur lebih didominasi oleh arus residu pasut. Baik pada arus residu pasut maupun arus residu total pada Musim Barat dan Timur ditemukan pusaran arus di ujung barat teluk yang bergerak searah jarum jam (clockwise eddy). Distribusi arah sebaran beberapa parameter DO, BOD, NH4, NO3, PO4 yang masuk melalui sungai hanya terlihat ketika bulan Januari (debit tertinggi), yakni bergerak ke timur mengikuti arus residu Musim Barat. Ketika bulan Agustus, karena debit luaran dari sungai sangat rendah, maka sebaran konsentrasi tinggi (plume) dari beberapa parameter tersebut tidak terlihat. Kecuali DO, konsentrasi parameter lain di sekitar pantai ataupun dekat dengan muara sungai sangat dipengaruhi oleh debit aliran sungai, yakni ketika debit berada di puncak tertinggi (Januari) konsentrasi beberapa parameter tersebut juga tinggi, sebaliknya ketika debit rendah. Total debit tujuh sungai yang mengalir ke Teluk Banten tidak berpengaruh signifikan terhadap fluktuasi DO, BOD, NH4, NO3, PO4 di tengah teluk. Proses penting yang berpengaruh terhadap beberapa parameter di tengah teluk tersebut adalah proses alami fisik maupun kimiawi

The loads of several water quality parameters that enter to Banten Bay through the river and its distribution is not well yet known. This study aims to calculate the load parameters of water quality from rivers, explain the hydrodynamic characteristics of the waters and predict the distribution dynamics of BOD, NO3, NH4, PO4 in Banten Bay. The combined hydrodynamic-water quality model Delwaq-Delft3D was used to carry out the investigation. The hydrodynamic model has been verified using measurement data with the result in good agreement. The results showed that the daily discharge of the seven rivers flowing into Banten Bay ranged from 0.7 to 130.8 m3 /s with the largest contributor being the Banten river (35.9%). Total loads BOD, NO3, NH4, and PO4 from seven river were 2255.09 kg/day, 224 kg/day, 86 kg/day 325.34 kg/day, and 1.23 kg/day respectively. The direction of the current at flood tide in spring tide moves westward with a maximum speed of 0.5 m/s, while in neap tide conditions it moves eastward at the same speed. During the lowest tide (maximum ebb), both the spring and the neap tide move eastward at speeds reaching 1 m/s and 0.4 m/s, respectively. In the West Monsoon, the residual current is more dominated by the residual current generated by the wind with the direction move to the east and the maximum speed reaches 0.2 m/s, while during the East Monsoon it is more dominated by residual currents generated by tides. The residual current based on the model scenario 1 and 3 found clockwise eddies near the western cape of the Banten Bay. The distribution direction of several parameters DO, BOD, NH4, NO3, PO4 which enter through the river is only visible during January (the highest discharge), which is moving eastward following the residual flow of the West Monsoon. In August, because the discharge from the river is very low, the distribution of high concentrations (plume) of some of these parameters is not visible. Except for DO, the concentration of other parameters around the coast or close to the river estuary is strongly influenced by river flow discharge, namely when the discharge is at its highest peak (January) the concentration of some of these parameters is also high, conversely when the discharge is low. The total discharge of the seven rivers flowing into Banten Bay has no significant effect on fluctuations in DO, BOD, NH4, NO3, PO4 in the middle of the bay. Important processes that affect several parameters in the middle of the bay are natural physical and chemical processes