Studi Pemodelan Kualitas Air dengan Metode Jaringan Syaraf Tiruan di Kali Surabaya Kota Surabaya

Keberadaan air sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup untuk memenuhi segala kebutuhannya, sehingga perlu dikelola dan dijaga sebaik mungkin agar dapat memenuhi dan dimanfaatkan untuk waktu yang lama. Kualitas air sungai sangat dipengaruhi oleh aktivitas di sepanjang sungai. Penurunan kualitas air sungai akibat kondisi lingkungan di sekitar sungai dapat menyebabkan perubahan nilai manfaat sungai dan membahayakan lingkungan. Salah satu upaya untuk meningkatkan pengelolaan kualitas air sungai yaitu dengan dilakukan pemantauan kualitas air. Adapun tujuan dari dari studi ini adalah untuk mencari model terbaik yang dapat digunakan dalam memprediksi kualitas air di hilir Kali Surabaya menggunakan metode Jaringan Syaraf Tiruan sebagai upaya memantau kondisi kualitas air. Jaringan syaraf tiruan didesain dengan menirukan cara kerja otak manusia. Data yang sudah ada akan dipelajari sehingga mampu untuk memberi keputusan terhadap data yang belum pernah dipelajari. Dalam studi ini JST diaplikasikan untuk memodelkan prediksi kualitas air parameter BOD, COD, DO, pH, dan suhu di hilir Kali Surabaya yang terletak di Kota Surabaya. Data yang digunakan untuk metode JST pada studi ini adalah data kualitas air (BOD, COD, DO, pH, dan suhu), data curah hujan, catchment area, dan persentase penggunaan lahan. Pada tahap kalibrasi mencari model yang paling optimal digunakan 3 variasi data yaitu 70-30, 75-25, dan 80-20. Jumlah hidden layer yang digunakan masing-masing 5 dan 10. Sedangkan epoch yang digunakan yaitu 1000, 1500, dan 2000. Didapatkan hasil yang paling optimal adalah dengan variasi data 75-25 yaitu 9 tahun data (2006-2014) digunakan sebagai kalibrasi dan 3 tahun data (2015-2017) digunakan untuk verifikasi dengan komponen hidden layer berjumlah 5 dan epoch 2000. Kesalahan relatif untuk parameter BOD, COD, DO, pH, dan suhu masing masing-masing adalah sebesar 7,80%, 6,33%, 6,83%, 1,92% dan 1,05%, dengan rerata keseluruhan dibawah 5% yaitu sebesar 4,79%. Pada tahap verifikasi menggunakan 3 tahun data didapatkan kesalahan relatif untuk parameter BOD, COD, DO, pH, dan suhu masing masing-masing adalah sebesar 10,93%, 2,26%, 7,53%, 2,60% dan 0,92%, dengan rerata keseluruhan sebesar 4,85%. Untuk tahap prediksi dilakukan pembangkitan data dengan metode Thomas Fiering selama 5 tahun yaitu tahun 2018-2022. Hasil prediksi dari JST dibandingkan dengan nilai kriteria mutu air kelas II dari masing-masing parameter untuk mengetahui apakah 5 tahun berikutnya, kualitas air Kali Surabaya masih berada pada kelas II sesuai dengan Peraturan Gubernur Jawa Timur Nomor 61 Tahun 2010