Minimalkan Kematian Massal Ikan di Danau Maninjau, Mahasiswa Unand Prediksi, Fenomena Upwelling

Oleh: Septi Rahma Della, Ketua Tim Riset PKM-RE (Program Kreativitas Mahasiswa - Riset Eksakta)  2023

MAHASISWA Departemen Matematika dan Sains Data Fakultas MIPA Universitas Andalas (Unand) mengembangkan Inovasi Pemodelan Matematika dalam memprediksi dampak fenomena upwelling berdasarkan penurunan kualitas air.

Banyaknya aktivitas keramba jaring apung (KJA) di Danau Maninjau dalam wilayah Provinsi Sumatera Barat atau Sumbar menyebabkan, meningkatnya beban organik pada badan air sehingga berdampak langsung pada penurunan kualitas air.

Selain itu, dalam budi daya perairan dan perikanan terdapat faktor eksternal yang tidak bisa dikontrol atau dikendalikan oleh petani ikan, kecuali dihindari, seperti terjadinya fenomena upwelling.

Upwelling adalah fenomena alam yang berhubungan dengan naiknya massa air. Saat Upwelling, terjadi penaikan lapisan hipolimnion (lapisan dasar) ke permukaan. Lapisan hipolimnion ini bersifat toksik, kandungan oksigen rendah atau defisit oksigen, mengandung gas beracun hasil nutrifikasi sisa kotoran dan pakan ikan yang mengendap di dasar danau.

Saat terjadi upwelling di danau yang memiliki kualitas air buruk akan berdampak pada kematian massal ikan dan meyebabkan kerugian mencapai miliaran rupiah. Perlunya sistem untuk memprediksi fenomena upwelling sebagai antisipisasi dini masyarakat guna menghindari kematian massal pada ikan dan mengurangi pencemaran danau.

Berdasarkan latar belakang tersebut, tim riset yang dipimpin oleh Septi Rahma Della (Matematika 2020) dengan anggota Sekarwengi Nugroho (Biologi 2020), Wan Aisyah Noor Ikhsanty (Matematika 2021) dan didampingi oleh dosen pendamping, Prof. Dr. Admi Nazra (Dosen Matematika) melakukan riset dengan judul “Prediksi Fenomena Upwelling Menggunakan Fuzzy Logic di Danau Maninjau Guna Meminimalkan Kerugian Pembudi Daya Ikan dan Mengurangi Pencemaran Danau”.
Prediksi fenomena upwelling ini menggunakan metode fuzzy logic.

Dengan fuzzy logic, sistem kepakaran manusia bisa diimplementasikan ke dalam bahasa mesin yang mudah dan efisien. Pada metode fuzzy logic dilakukan proses pengkelasan data. Target data tingkatan upwelling dibagi menjadi 3, yaitu rendah, sedang, dan tinggi berdasarkan dampak yang akan ditimbulkan saat terjadi penurunan kualitas air.

Data pengujian yang digunakan dalam riset ini yaitu data observasi hasil pemantauan kualitas air di Danau Maninjau dari tahun 2018-2023. Parameter pemantauan kualitas air yang digunakan sebagai input, yaitu suhu air, PH, DO, TSS, TDS, BOD, COD, NO2, dan NO3.

Parameter outputnya meliputi penurunan kualitas air. Proses fuzzy logic meliputi beberapa tahap, yaitu;

Fuzzifikasi: pada tahap ini dibuat fungsi keanggotaan berdasarkan standar baku mutu kualitas air,

Rule Base: Pada tahap ini dibuat aturan “jika.. maka”. Aturan ini dibuat merujuk kepada standar baku mutu air,

Inferensi: Pada tahap ini diambil keputusan untuk mendapatkan himpunan fuzzy berdasarkan rancangan rule base

Defuzzifikasi: Pada tahap ini setiap hasil dari inferensi akan dikonversikan dari bentuk himpunan fuzzy ke suatu bilangan riil.

Validasi dan Analisis Model: Pada tahap ini ditentukan apakah model telah mendekati keadaan nyata atau belum dengan membandingan data empiric dengan data pengujian. Lalu model tersebut dianalisis dan diinterpretasikan kembali ke masalah nyata sehingga dapat dirumuskan berbagai kebijakan strategis dan fundamental.

Dari riset ini didapatkan ketepatan 67 persen dari model penurunan kualitas air. Model tersebut didapat dengan membandingkan data empirik dengan data pengujian. Model yang diperoleh cukup baik sehingga berpotensi untuk mengetahui tingkatan kualitas air.

Namun, masih akan dilakukan perbaikan model sampai model yang didapat mendekati keadaan nyata.

Salah satu aspek penting dalam memprediksi fenomena upwelling adalah dengan memodelkan penurunan kualitas air, mengingat upwelling merupakan fenomena pembalikan massa air dari lapisan dalam ke permukaan yang bersifat defisit oksigen.

Dengan mengetahui kualitas air di danau tersebut maka akan meminimalkan kematian massal pada ikan dan mengurangi pencemaran danau apabila terjadi fenomena upwelling.

Dosen pendamping, Prof. Dr. Admi Nazra juga mengatakan, jika penurunan kualitas air tinggi maka saat terjadi upwelling akan menimbulkan dampak yang tinggi terhadap kematian ikan.
Hasil penting dari riset ini yaitu mengetahui potensi tingkatan dampak dari fenomena upwelling terhadap kematian massal ikan berdasarkan penurunan kualitas air.

Tim riset ini berhasil meraih pendanaan dari Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi (Dikti) Kementrian Pendidikan, Kebudayaan, dan Teknologi (Kemendikbudristek) dalam Program Kreativitas Mahasiswa bidang Riset Eksakta (PKM-RE) Tahun 2023.(*)