Pengantar Permodelan Teknik Lingkungan docx
Pengantar Permodelan Teknik
Lingkungan
1.1 Definisi Model
Secara umum model dapat diartikan sebagai penggambaran, penyederhanaan, miniatur
atau peniruan. Hal tersebut merujuk pada suatu usaha untuk menciptakan atau mempelajari
suatu tiruan suatu fenomena/peristiwa alam. Dalam proses pembentukan model perlu
dilakukan perumusan secara matematis dari proses-proses fisika/kimia/biologi suatu
fenomena alam, sehingga jika dimasukkan data-data penunjang, kemudian dihitung akan
dapat dihasilkan gambaran suatu proses secara keseluruhan.
Dalam kehidupan sehari-hari suatu model dapat membantu kita dalam mempelajari
berbagai macam fenomena alam. Hal ini disebabkan karena model dapat digunakan sebagai
sarana simulasi, sehingga dengan model dapat digunakan untuk memperkirakan,
memprediksi dan mempelajari berbagai kemungkinan yang dapat terjadi jika berbagai
skenario diaplikasikan dalam model tersebut.
Pada dasarnya terdapat tiga jenis model yaitu:
1. Model fisik
Model fisik dapat berupa replika atau tiruan yang dilakukan dengan cara menirukan
domain/ruang/daerah dimana suatu fenomena alam terjadi. Pada model dilakukan
sejumlah percobaan dengan melibatkan model fisik dimana dalam prosesnya dilakukan
peskalaan (scale up atau scale down) pada model dengan mempertimbangkan geometri
dan dinamikanya. Pada proses pembuatannya dilakukan sejumlah perhitungan guna
memperoleh model yang semirip mungkin. Contoh: model bangunan pelimpah, model
bagunan sedimentasi, dll.
2. Model analogi
Model analogi dilakukan dengan menganalogikan suatu fenomena/peristiwa alam dengan
fenomena/peristiwa yang lain yang selanjutnya dibuatkan model fisiknya untuk
menjelaskan fenomena/peristiwa alam yang terjadi. Contoh: aliran air tanah di bawah
bendungan yang ditirukan dengan model yang menggunakana arus listrik.
3. Model Matematik
Model matematik dilakukan dengan merumuskan suatu fenomena kedalam bentuk
persamaan matematis. Contoh: model self purifikasi di sungai menggunakan model
Streeter Phelps, model kecepatan aliran saluran terbuka, model kehilangan tekanan dalam
pipa dll.
1.2 Definisi Permodelan
Pemodelan merupakan salah satu cabang dari analisis ilmiah. Pemodelan adalah
penggambaran proses lingkungan beseerta hubungan antar komponen/variabel
pembentukannya menggunakan representasi logika dan matematika.
Pemodelan dapat digunakan untuk membantu menjelaskan fenomena fisik, kimia dan
biologi yang mungkin terjadi dalam proses tersebut. Adapun kegiatan pemodelan meliputi:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
pembuatan konsep,
pengorganisasian,
komunikasi,
pemahaman,
analisis,
ujicoba
pengukuran lapangan,
ramalan,
prediksi,
peringatan dini (early warning),
optimasi pengambilan keputusan.
Dalam melakukan pemodelan, menurut Aral (2010) perlu diperhatikan prinsip-prinsip
sebagai berikut:
1. Memahami masalah yang perlu diselesaikan dengan melakukan pemodelan
2. Mengevaluasi model yang telah dikembangkan sebelumnya sebelum merumuskan model
yang baru
3. Membuat model konseptual yang logis serta rumuskan model konseptual dalam istilah
matematis yang konsisten
4. Dalam proses pengembangan model sebaiknya melibatkan pengguna model atau
berpikirlah selayaknya pengguna model itu sendiri.
5. Menyederhanakan model konseptual, interpretasi dan antarmuka pengguna model yang
telah dibuat. Proses ini seringkali memerlukan proses trial and error. Jangan malu untuk
melakukan proses remodeling
6. Setelah model selesai dibuat pastikan model tersebut telah memenuhi tujuan pembuatan
model itu sendiri
7. Rancanglah sebuah simulasi sehingga memberikan jawaban atas rumusan masalah yang
diajukan.
8. Selalu ingat bahwa tujuan pemodelan adalah pengetahuan yang didapat dari model dan
bukan model itu sendiri.
Dalam penyusunan model perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:
1.
Model adalah representasi dari sebuah teori, sehingga jika teori yang
digunakan benar maka model juga seharusnya menghasilkan keluaran yang benar, dan
sebaliknya.
2.
Asumsi dan penyederhanaan yang dibuat ketika menyusun model harus
mengikuti aturan/teori yang berlaku, setiap asumsi yang dibuat harus
didokumentasikan/dicatat dengan baik.
3.
Untuk menghitung model matematika biasanya digunakan pendekatan metode
numerik, sehingga harus didefinisikan dengan baik kemungkinan kesalahan perhitungan
dari metode numerik yang dipilih/digunakan.
4.
Tidak ada satupun model yang dapat memprediksi secara akurat 100%, tetapi
model yang baik dapat menjelaskan banyak hal dari data observasi yang dikumpulkan.
5.
Pemodelan bukan substitusi/pengganti kegiatan pemantauan/monitoring
lingkungan, akan tetapi model hanya akan berjalan baik jika ditunjang oleh data observasi
laboratorium/lapangan dan data pemantauan yang baik dan kontinyu.
6.
Ketika menyampaikan sebuah kesimpulan atas hasil sebuah model maka
berbagai asumsi/penyederhanaan dan kesalahan numerik harus disampaikan. Sehingga
tingkat ketidakpastian model dapat menjadi bahan pertimbangan dalam pengambilan
keputusan.
7.
Setiap penyusun dan pengguna model harus memahami segala keterbatasan
yang dimiliki model.
Secara umum ada beberapa langkah dalam penyusunan model antara lain:
1. Merumuskan Masalah
Adanya suatu permasalahan ditandai dengan munculnya gejala.Untuk mengetahui
permasalahan yang sebenarnya, maka perlu mengumpulkan informasi secara aktual sesuai
dengan kejadian lapangan dan semua gejala yang ditimbulkannya. Pencarian informasi
tersebut bisa dilakukan dengan mencari jawaban dari pertanyaan : apa , bagaimana,
mengapa, dimana, kapan dan siapa.
2. Menentukan Tujuan Penelitian
Setelah pokok permasalahan ditemukan, tentukan tujuan penelitian untuk membatasi
pengembangan ataupun penyelesaian masalah.Untuk membuat suatu model, tidak semua
kondisi dapat dipastikan kejadiannya. Untuk kondisi yang sangat sulit diprediksikan
dengan pasti, diberikan asumsi.Dengan tujuan yang telah ditetapkan, akan didapat
batasan yang pasti pada saat pengembangan penyelesaian masalah sesuai kebutuhan
metode dan teori yang dijadikan landasannya pengembangannya.
3. Mengembangkan Penyelesaian Masalah
Tahap ini merupakan awal penyelesaian masalah. Jika tahap ini tidak sesuai dengan
kebutuhan maka seluruh penelitian tidak dapat digunakan seperti yang di harapkan.
Dalam tahap ini pendekatan teoritis dilakukan dengan menggunakan metode tertentu
sebagai alternative cara menyelesaikan masalah. Ketika data pendukung pengamatan di
lapangan dan tujuan telah ditentukan, tindakan berikutnya adalah menganalisis data
tersebut. Dari proses analisis akan didapatkan suatu ketentuan yang berupa asumsi,
kendala, sebab akibat dari satu variable dengan variable yang lain, serta factor lain yang
berhubungan dengan pembuatan model.
4. Verifikasi
menentukan program komputer simulasi bekerja sebagaimana mestinya, yaitu sama
dengan men-debug program komputer.Verifikasi memeriksa penerjemahan model
simulasi konseptual (mis., flowchart dan asumsi-asumsi) menjadi program yang berjalan
dengan benar.
Proses pengujian terhadap model tersebut perlu dilakukan. Jika pengujian model yang
diharapkan dengan pengembangan aplikasi dapat dipastikan tidak timpang maka proses
penyesuaian metode yang digunakan dalam model akan mampu memberikan alternative
tanpa harus mengubah model.
5. Validasi
Berkenaan dengan menentukan apakah model konseptual simulasi (bukan program
komputer) merupakan representasi yang akurat dari sistem yang dipelajari.Jika model
simulasi dan hasilnya diterima oleh manajer/client sebagai valid, dan digunakan sebagai
alat bantu dalam pengambilan keputusan, berarti model tersebut credible.
Proses ini sebagai kendali agar asumsi, batasan dan variable yang diperlukan saat
proses benar-benar langsung dikaitkan dalam suatu proses di dalam aplikasi yang
dibangun.Penyajian aplikasi ini diharapkan mampu memberikan alternative pengambilan
keputusan dengan memberikan berbagai startegi pilihan yang mudah dimengerti oleh
mereka yang bertanggung jawab.
Validasi (dianalisis secara statistik data dapat mewakili) dapat dilakukan dengan
membandingkan model output dengan system yang sebenarnya Proses validasi terbagi
menjadi dua buah pengujian antara lain:
a. Pengujian subyektif, dengan pakar menilai hasil output berdasarkan kemahiran dalam
sisstem dan pengalaman
b. pengujian obyektif, menggunakan statistikmembandingkan data sebenarnya dengan
hasil simulasi
6. Implementasi dan Hasil Jawaban Masalah
Penyajian dari aplikasi yang disesuaikan dengan model diharapkan mampu
menerjemahkan permasalahan dan fungsi aplikasi yang dibangun kepada seluruh orang
yang berinteraksi dengan aplikasi tersebut. Proses ini juga mampu menggambarkan
prosedur operasional yang mudah dimengerti dan mudah dilaksanakan oleh orang yang
bertanggung jawab terhadap penyelesaian permasalahan tersebut.
1.3 Pemodelan Teknik Lingkungan
Teknik lingkungan merupakan cabang ilmu yang mengembangkan keilmuan,
metodologi, pengukuran, analisis masalah, dan rekomendasi permasalahan-permasalahan
lingkungan, khususnya dari sisi pendekatan teknik dan manajemen. Permasalahan lingkungan
yang dipelajari dalam teknik lingkungan terkait dengan sumber daya air, penyediaan air
bersih, pengolahan air limbah, pengolahan limbah padat, pencemaran udara, pencemaran
tanah, dan kesehatan lingkungan serta manajemen lingkungan.
Secara umum pemodelan di Teknik Lingkungan terbagi menjadi 2 bagian besar,
antara lain:
1. Pemodelan proses fisik/kimia/biologi
Pemodelan proses fisik/kimia/biologi bertujuan untuk mengetahui proses fisik,
kimia, dan biologi yang terjadi pada suatu objek/proses yang dipelajari, interaksi antar
variabel/parameter, karakteristik transport (penyebaran), dan keluaran yang dihasilkan
jika suatu skenario masukan dilakukan (proses simulasi). Contoh model ini adalah analisa
daya dukung dan daya tampung sungai menggunakan metode Streeter Phelps.
Adapun ruang lingkup yang dipelajari dalam pemodelan proses fisik/kimia/ bilogi
antara lain:
a)
b)
c)
d)
Proses penyebaran fisik (adveksi, difusi, dispersi, deposisi)
Proses interaksi antar molekul (asosiasi, difraksi, aglomerasi)
Proses reaksi kimia antar molekul
Proses pertumbuhan biologi
Dalam penerapannya dalam kehidupan sehari-hari pemodelan proses
fisik/kimia/biologi direpresentasikan dengan pemodelan matematika. Pemodelan
mataematika memiliki karakteristik:
a) Konseptual atau empirikal
b) Deterministik atau stokastik
c) Steady-state atau dinamik
d) Analitikal atau numerikal
e) Spasial teragregasi atau terdistribusi
Dalam penyusunanannya dilakukan melalui beberapa tahapan proses antara lain:
a) Konseptualisasi dan identifikasi
Dalam proses konsentualisasi dan identifikasi dilakukan melalui beberapa tahapan
yaitu: menyusun hipotesi dasar teori yang terlibat dalam proses termaksud,
mengevaluasi hipotesis dasar teori yang termaksud dan identifikasi struktur model.
b) Representasi matematika
Repersentasi matematika dilakukan dengan menyusun model model dalam bentuk
persamaan-persamaan matematika biasanya dalam bentuk persamaan diferensial atau
persamaan aljabar. Untuk sistem pakar dapat pula menggunakan aturan bahasa
(linguistic rules).
c) Implementasi Numerik
Implementasi numeric dilakukan dengan menyususn algoritma solusi numeric. Dalam
tahapan ini suatu model mulai dilakukan proses perhitungan menggunakan bantuan
computer.
d) Estimasi parameter dan kalibrasi
Proses estimasi parameter dilakukan dengan melakukan pengaturan parameter model
berdasarkan data pengukuran. Dalam tahap ini mulai dilakukan kalibrasi data model
dengan data pengukuran yang telah diperoleh agar sesuai sehingga model yang
diperoleh lebih bisa menggambarkan fenomena alam yang terjadi.
e) Pengujian Hipotesis
Pengujian hipotesis dilakukan untuk melihat kesesuaian hasil pemodelan dengan
hipotesis yang telah dirumuskan dalam tahap konseptualisasi dan identifikasi.
f) Validasi
Validasi dilakuakan untuk memastikan kualitas model yang dihasilkan dengan
membandingkannnya dengan data pengukuran.
2. Pemodelan manajemen lingkungan
Pemodelan manajemen lingkunganbertujuan :
untuk mempelajari parameter/variabel yang berperan dalam sebuah proses
alam/sosial, dan juga interaksi yang terjadi antar parameter/variabel.
untuk proses pembuatan keputusan manajemen, yaitu dengan cara membuat berbagai
skenario manajemen yang kemudian dimasukkan ke dalam model, disimulasikan, dan
dianalisis keluaran yang dihasilkan.
Dengan berbagai simulasi tersebut dihasilkan banyak alternatif solusi, sehingga
keputusan yang diambil dapat berkualitas lebih baik.
Adapun ruang lingkup pemodelan manajemen kualitas lingkungan antara lain:
Pemodelan sistem dinamik
Pemodelan konsep (ekosistem, sistem sosial/ekonomi)
Berdasarkan ruang lingkup yang telah dijelaskan sebelumnya maka pemodelan dalam
teknik lingkungan sendiri dapat diterapkan pada bidang-bidang:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Pemodelan Sumber Daya Air
Pemodelan Penyediaan Air Bersih
Pemodelan Pengolahan Air Limbah
Pemodelan Pengolahan Limbah Padat
Pemodelan Pencemaran Udara,
Pemodelan Pencemaran Tanah dan Air Tanah,
Pemodelan Kesehatan Lingkungan dan
Pemodelan Manajemen Lingkungan.
Lingkungan
1.1 Definisi Model
Secara umum model dapat diartikan sebagai penggambaran, penyederhanaan, miniatur
atau peniruan. Hal tersebut merujuk pada suatu usaha untuk menciptakan atau mempelajari
suatu tiruan suatu fenomena/peristiwa alam. Dalam proses pembentukan model perlu
dilakukan perumusan secara matematis dari proses-proses fisika/kimia/biologi suatu
fenomena alam, sehingga jika dimasukkan data-data penunjang, kemudian dihitung akan
dapat dihasilkan gambaran suatu proses secara keseluruhan.
Dalam kehidupan sehari-hari suatu model dapat membantu kita dalam mempelajari
berbagai macam fenomena alam. Hal ini disebabkan karena model dapat digunakan sebagai
sarana simulasi, sehingga dengan model dapat digunakan untuk memperkirakan,
memprediksi dan mempelajari berbagai kemungkinan yang dapat terjadi jika berbagai
skenario diaplikasikan dalam model tersebut.
Pada dasarnya terdapat tiga jenis model yaitu:
1. Model fisik
Model fisik dapat berupa replika atau tiruan yang dilakukan dengan cara menirukan
domain/ruang/daerah dimana suatu fenomena alam terjadi. Pada model dilakukan
sejumlah percobaan dengan melibatkan model fisik dimana dalam prosesnya dilakukan
peskalaan (scale up atau scale down) pada model dengan mempertimbangkan geometri
dan dinamikanya. Pada proses pembuatannya dilakukan sejumlah perhitungan guna
memperoleh model yang semirip mungkin. Contoh: model bangunan pelimpah, model
bagunan sedimentasi, dll.
2. Model analogi
Model analogi dilakukan dengan menganalogikan suatu fenomena/peristiwa alam dengan
fenomena/peristiwa yang lain yang selanjutnya dibuatkan model fisiknya untuk
menjelaskan fenomena/peristiwa alam yang terjadi. Contoh: aliran air tanah di bawah
bendungan yang ditirukan dengan model yang menggunakana arus listrik.
3. Model Matematik
Model matematik dilakukan dengan merumuskan suatu fenomena kedalam bentuk
persamaan matematis. Contoh: model self purifikasi di sungai menggunakan model
Streeter Phelps, model kecepatan aliran saluran terbuka, model kehilangan tekanan dalam
pipa dll.
1.2 Definisi Permodelan
Pemodelan merupakan salah satu cabang dari analisis ilmiah. Pemodelan adalah
penggambaran proses lingkungan beseerta hubungan antar komponen/variabel
pembentukannya menggunakan representasi logika dan matematika.
Pemodelan dapat digunakan untuk membantu menjelaskan fenomena fisik, kimia dan
biologi yang mungkin terjadi dalam proses tersebut. Adapun kegiatan pemodelan meliputi:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
pembuatan konsep,
pengorganisasian,
komunikasi,
pemahaman,
analisis,
ujicoba
pengukuran lapangan,
ramalan,
prediksi,
peringatan dini (early warning),
optimasi pengambilan keputusan.
Dalam melakukan pemodelan, menurut Aral (2010) perlu diperhatikan prinsip-prinsip
sebagai berikut:
1. Memahami masalah yang perlu diselesaikan dengan melakukan pemodelan
2. Mengevaluasi model yang telah dikembangkan sebelumnya sebelum merumuskan model
yang baru
3. Membuat model konseptual yang logis serta rumuskan model konseptual dalam istilah
matematis yang konsisten
4. Dalam proses pengembangan model sebaiknya melibatkan pengguna model atau
berpikirlah selayaknya pengguna model itu sendiri.
5. Menyederhanakan model konseptual, interpretasi dan antarmuka pengguna model yang
telah dibuat. Proses ini seringkali memerlukan proses trial and error. Jangan malu untuk
melakukan proses remodeling
6. Setelah model selesai dibuat pastikan model tersebut telah memenuhi tujuan pembuatan
model itu sendiri
7. Rancanglah sebuah simulasi sehingga memberikan jawaban atas rumusan masalah yang
diajukan.
8. Selalu ingat bahwa tujuan pemodelan adalah pengetahuan yang didapat dari model dan
bukan model itu sendiri.
Dalam penyusunan model perlu diperhatikan beberapa hal sebagai berikut:
1.
Model adalah representasi dari sebuah teori, sehingga jika teori yang
digunakan benar maka model juga seharusnya menghasilkan keluaran yang benar, dan
sebaliknya.
2.
Asumsi dan penyederhanaan yang dibuat ketika menyusun model harus
mengikuti aturan/teori yang berlaku, setiap asumsi yang dibuat harus
didokumentasikan/dicatat dengan baik.
3.
Untuk menghitung model matematika biasanya digunakan pendekatan metode
numerik, sehingga harus didefinisikan dengan baik kemungkinan kesalahan perhitungan
dari metode numerik yang dipilih/digunakan.
4.
Tidak ada satupun model yang dapat memprediksi secara akurat 100%, tetapi
model yang baik dapat menjelaskan banyak hal dari data observasi yang dikumpulkan.
5.
Pemodelan bukan substitusi/pengganti kegiatan pemantauan/monitoring
lingkungan, akan tetapi model hanya akan berjalan baik jika ditunjang oleh data observasi
laboratorium/lapangan dan data pemantauan yang baik dan kontinyu.
6.
Ketika menyampaikan sebuah kesimpulan atas hasil sebuah model maka
berbagai asumsi/penyederhanaan dan kesalahan numerik harus disampaikan. Sehingga
tingkat ketidakpastian model dapat menjadi bahan pertimbangan dalam pengambilan
keputusan.
7.
Setiap penyusun dan pengguna model harus memahami segala keterbatasan
yang dimiliki model.
Secara umum ada beberapa langkah dalam penyusunan model antara lain:
1. Merumuskan Masalah
Adanya suatu permasalahan ditandai dengan munculnya gejala.Untuk mengetahui
permasalahan yang sebenarnya, maka perlu mengumpulkan informasi secara aktual sesuai
dengan kejadian lapangan dan semua gejala yang ditimbulkannya. Pencarian informasi
tersebut bisa dilakukan dengan mencari jawaban dari pertanyaan : apa , bagaimana,
mengapa, dimana, kapan dan siapa.
2. Menentukan Tujuan Penelitian
Setelah pokok permasalahan ditemukan, tentukan tujuan penelitian untuk membatasi
pengembangan ataupun penyelesaian masalah.Untuk membuat suatu model, tidak semua
kondisi dapat dipastikan kejadiannya. Untuk kondisi yang sangat sulit diprediksikan
dengan pasti, diberikan asumsi.Dengan tujuan yang telah ditetapkan, akan didapat
batasan yang pasti pada saat pengembangan penyelesaian masalah sesuai kebutuhan
metode dan teori yang dijadikan landasannya pengembangannya.
3. Mengembangkan Penyelesaian Masalah
Tahap ini merupakan awal penyelesaian masalah. Jika tahap ini tidak sesuai dengan
kebutuhan maka seluruh penelitian tidak dapat digunakan seperti yang di harapkan.
Dalam tahap ini pendekatan teoritis dilakukan dengan menggunakan metode tertentu
sebagai alternative cara menyelesaikan masalah. Ketika data pendukung pengamatan di
lapangan dan tujuan telah ditentukan, tindakan berikutnya adalah menganalisis data
tersebut. Dari proses analisis akan didapatkan suatu ketentuan yang berupa asumsi,
kendala, sebab akibat dari satu variable dengan variable yang lain, serta factor lain yang
berhubungan dengan pembuatan model.
4. Verifikasi
menentukan program komputer simulasi bekerja sebagaimana mestinya, yaitu sama
dengan men-debug program komputer.Verifikasi memeriksa penerjemahan model
simulasi konseptual (mis., flowchart dan asumsi-asumsi) menjadi program yang berjalan
dengan benar.
Proses pengujian terhadap model tersebut perlu dilakukan. Jika pengujian model yang
diharapkan dengan pengembangan aplikasi dapat dipastikan tidak timpang maka proses
penyesuaian metode yang digunakan dalam model akan mampu memberikan alternative
tanpa harus mengubah model.
5. Validasi
Berkenaan dengan menentukan apakah model konseptual simulasi (bukan program
komputer) merupakan representasi yang akurat dari sistem yang dipelajari.Jika model
simulasi dan hasilnya diterima oleh manajer/client sebagai valid, dan digunakan sebagai
alat bantu dalam pengambilan keputusan, berarti model tersebut credible.
Proses ini sebagai kendali agar asumsi, batasan dan variable yang diperlukan saat
proses benar-benar langsung dikaitkan dalam suatu proses di dalam aplikasi yang
dibangun.Penyajian aplikasi ini diharapkan mampu memberikan alternative pengambilan
keputusan dengan memberikan berbagai startegi pilihan yang mudah dimengerti oleh
mereka yang bertanggung jawab.
Validasi (dianalisis secara statistik data dapat mewakili) dapat dilakukan dengan
membandingkan model output dengan system yang sebenarnya Proses validasi terbagi
menjadi dua buah pengujian antara lain:
a. Pengujian subyektif, dengan pakar menilai hasil output berdasarkan kemahiran dalam
sisstem dan pengalaman
b. pengujian obyektif, menggunakan statistikmembandingkan data sebenarnya dengan
hasil simulasi
6. Implementasi dan Hasil Jawaban Masalah
Penyajian dari aplikasi yang disesuaikan dengan model diharapkan mampu
menerjemahkan permasalahan dan fungsi aplikasi yang dibangun kepada seluruh orang
yang berinteraksi dengan aplikasi tersebut. Proses ini juga mampu menggambarkan
prosedur operasional yang mudah dimengerti dan mudah dilaksanakan oleh orang yang
bertanggung jawab terhadap penyelesaian permasalahan tersebut.
1.3 Pemodelan Teknik Lingkungan
Teknik lingkungan merupakan cabang ilmu yang mengembangkan keilmuan,
metodologi, pengukuran, analisis masalah, dan rekomendasi permasalahan-permasalahan
lingkungan, khususnya dari sisi pendekatan teknik dan manajemen. Permasalahan lingkungan
yang dipelajari dalam teknik lingkungan terkait dengan sumber daya air, penyediaan air
bersih, pengolahan air limbah, pengolahan limbah padat, pencemaran udara, pencemaran
tanah, dan kesehatan lingkungan serta manajemen lingkungan.
Secara umum pemodelan di Teknik Lingkungan terbagi menjadi 2 bagian besar,
antara lain:
1. Pemodelan proses fisik/kimia/biologi
Pemodelan proses fisik/kimia/biologi bertujuan untuk mengetahui proses fisik,
kimia, dan biologi yang terjadi pada suatu objek/proses yang dipelajari, interaksi antar
variabel/parameter, karakteristik transport (penyebaran), dan keluaran yang dihasilkan
jika suatu skenario masukan dilakukan (proses simulasi). Contoh model ini adalah analisa
daya dukung dan daya tampung sungai menggunakan metode Streeter Phelps.
Adapun ruang lingkup yang dipelajari dalam pemodelan proses fisik/kimia/ bilogi
antara lain:
a)
b)
c)
d)
Proses penyebaran fisik (adveksi, difusi, dispersi, deposisi)
Proses interaksi antar molekul (asosiasi, difraksi, aglomerasi)
Proses reaksi kimia antar molekul
Proses pertumbuhan biologi
Dalam penerapannya dalam kehidupan sehari-hari pemodelan proses
fisik/kimia/biologi direpresentasikan dengan pemodelan matematika. Pemodelan
mataematika memiliki karakteristik:
a) Konseptual atau empirikal
b) Deterministik atau stokastik
c) Steady-state atau dinamik
d) Analitikal atau numerikal
e) Spasial teragregasi atau terdistribusi
Dalam penyusunanannya dilakukan melalui beberapa tahapan proses antara lain:
a) Konseptualisasi dan identifikasi
Dalam proses konsentualisasi dan identifikasi dilakukan melalui beberapa tahapan
yaitu: menyusun hipotesi dasar teori yang terlibat dalam proses termaksud,
mengevaluasi hipotesis dasar teori yang termaksud dan identifikasi struktur model.
b) Representasi matematika
Repersentasi matematika dilakukan dengan menyusun model model dalam bentuk
persamaan-persamaan matematika biasanya dalam bentuk persamaan diferensial atau
persamaan aljabar. Untuk sistem pakar dapat pula menggunakan aturan bahasa
(linguistic rules).
c) Implementasi Numerik
Implementasi numeric dilakukan dengan menyususn algoritma solusi numeric. Dalam
tahapan ini suatu model mulai dilakukan proses perhitungan menggunakan bantuan
computer.
d) Estimasi parameter dan kalibrasi
Proses estimasi parameter dilakukan dengan melakukan pengaturan parameter model
berdasarkan data pengukuran. Dalam tahap ini mulai dilakukan kalibrasi data model
dengan data pengukuran yang telah diperoleh agar sesuai sehingga model yang
diperoleh lebih bisa menggambarkan fenomena alam yang terjadi.
e) Pengujian Hipotesis
Pengujian hipotesis dilakukan untuk melihat kesesuaian hasil pemodelan dengan
hipotesis yang telah dirumuskan dalam tahap konseptualisasi dan identifikasi.
f) Validasi
Validasi dilakuakan untuk memastikan kualitas model yang dihasilkan dengan
membandingkannnya dengan data pengukuran.
2. Pemodelan manajemen lingkungan
Pemodelan manajemen lingkunganbertujuan :
untuk mempelajari parameter/variabel yang berperan dalam sebuah proses
alam/sosial, dan juga interaksi yang terjadi antar parameter/variabel.
untuk proses pembuatan keputusan manajemen, yaitu dengan cara membuat berbagai
skenario manajemen yang kemudian dimasukkan ke dalam model, disimulasikan, dan
dianalisis keluaran yang dihasilkan.
Dengan berbagai simulasi tersebut dihasilkan banyak alternatif solusi, sehingga
keputusan yang diambil dapat berkualitas lebih baik.
Adapun ruang lingkup pemodelan manajemen kualitas lingkungan antara lain:
Pemodelan sistem dinamik
Pemodelan konsep (ekosistem, sistem sosial/ekonomi)
Berdasarkan ruang lingkup yang telah dijelaskan sebelumnya maka pemodelan dalam
teknik lingkungan sendiri dapat diterapkan pada bidang-bidang:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Pemodelan Sumber Daya Air
Pemodelan Penyediaan Air Bersih
Pemodelan Pengolahan Air Limbah
Pemodelan Pengolahan Limbah Padat
Pemodelan Pencemaran Udara,
Pemodelan Pencemaran Tanah dan Air Tanah,
Pemodelan Kesehatan Lingkungan dan
Pemodelan Manajemen Lingkungan.