IV. HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Kondisi Lingkungan Mengetahui kondisi lingkungan tempat percobaan sangat penting diketahui karena diharapkan faktor-faktor luar yang berpengaruh terhadap percobaan dapat diketahui. Percobaan dilakukan di lahan terbuka yang memungkinkan terkena sinar matahari secara langsung. Kolam pengamatan tampak pada Gambar 6 yang berjumlah 12 buah dengan perlakuan perlakuan kolam tertutup plastik bening dengan ketinggian air 15 cm (.1 dan.2), kolam tertutup plastik bening dengan ketinggian air cm (.1 dan.2), kolam tertutup plastik biru dengan ketinggian 15 cm (.1 dan.2), kolam tertutup plastik biru dengan ketinggian air cm (.1 dan.2), dan kolam tanpa penutup sebagai kontrol dengan ketinggian air 15 cm (.1 dan.2) dan dan ketinggian air cm (.1 dan.2) (Lampiran 1). Gambar 6. Kondisi lingkungan tempat percobaan Air yang digunakan sebagai air uji selama percobaan adalah air hujan yang ditampung dalam kolam tanah. Pengamatan percobaan dilakukan satu hari setelah dilakukan pengisian air ke kolam, hal ini bertujuan agar suhu air dalam kondisi stabil saat dilakukan pengukuran. Beberapa parameter lingkungan yang mempengaruhi suhu air dalam kolam antara lain suhu lingkungan, kelembaban, kecepatan angin, dan intensitas cahaya. Pada Gambar 7, 8, 9, dan 1 tampak beberapa sampel data suhu lingkungan selama pengamatan, pengamatan, sampel pengamatan telah meliputi beberapa hari cerah dan hujan. Pada grafik pengamatan rata-rata suhu lingkungan berada pada suhu maksimum antara pk. 12. dan 14.. Pada Gambar 8 menyatakan grafik intensitas cahaya juga mengalami maksimum intensitas cahaya pada pk. 12.-14.. Berbeda dengan kelembaban lingkungan (Gambar 9) karena kelembaban lingkungan berbanding terbalik dengan suhu lingkungan maka pada pk.12.-14. memiliki nilai kelembaban paling rendah. Pada grafik intensitas cahaya (Gambar 7) merupakan hasil rata-rata dari pengukuran intensitas cahaya diatas kolam karena beberapa kolam ada yang telah menerima cahaya terlebih dahulu seperti kolam.1 dan.1 karena sinar matahari terbit tidak terhalang, berbeda dengan kolam lainnya yang terhalang oleh bangunan rumah dan pepohonan. Selain itu kolam yang tertutup plastik yang terletak disebelah barat (.2,.2,.2, dan.2) memiliki intensitas cahaya yang berbeda diatasnya dengan kolam yang tertutup plastik yang terletak disebelah timur (.2, (.2,.2,.2, dan.2). 13
4 Suhu Lingkungan ( o C) 1-Jun-11 2-Jun-11 8-Jun-11 9-Jun-11 11-Jun-11 2 -Jun-11 7: 1: 13: 16: 19: 22: 1: 4: -Jul-11 Gambar 7. Grafik suhu lingkungan hasil pengamatan Intensitas Cahaya (lux) 14 12 1-Jun-11 1 2-Jun-11 8 8-Jun-11 6 4 9-Jun-11 2 11-Jun-11 -Jun-11 7: 1: 13: 16: 19: 22: 1: 4: -Jul-11 Gambar 8. Grafik intensitas cahaya hasil pengamatan Kelembaban (%) 1 9 8 7 6 5 4 1-Jun-11 2-Jun-11 8-Jun-11 9-Jun-11 11-Jun-11 -Jun-11 -Jul-11 Gambar 9. Grafik kelembaban lingkungan hasil pengamatan 14
3 Kecepatan Angin (m/s) 2.5 1 juni 2 2 juni 1.5 8 juni 9 juni 1 11 juni.5 juni juli 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 Gambar 1. Grafik kecepatan angin hasil pengamatan Kecepatan angin rata-rata yang bertiup sepanjang hari dilokasi penelitian tampak pada Tabel 2 dengan kecepatan tertinggi sebesar 2. km/jam. Ini berarti bahwa kecepatan angin yang bertiup dilokasi penelitian selama percobaan berlangsung dapat digolongkan sebagai angin yang bertiup dengan kecepatan rendah (Lakitan 1994). Tabel 2. Kelembaban nisbi dan kecepatan angin rata-rata harian yang terjadi selama penelitian. Juni Juli Tanggal Kelembaban Udara (%) Kecepatan Angin (km/jam) Tanggal Kelembaban Udara (%) Kecepatan Angin (km/jam) 1 81 1 1 89 1.38 2 84 2. 22 82 1.81 8 82 1. 23 79 1.69 9 84 1.17 24 78 1.9 1 79 1.63 78 1.53 11 8 1.3 75 1.6 12 83 1.17 77 1.13 87 1.51 78 1. Sumber : Stasiun Klimatologi BMG Cikarawang Bogor (211) 4.2 Pengaruh Pemberian Plastik Terhadap Suhu Air Dalam Kolam Selain kondisi lingkungan, bahan plastik penutup pada kolam juga mempengaruhi penerimaan penyinaran matahari masuk kedalam kolam. Pada Gambar 11 ditunjukkan sampel suhu kolam pada tanggal 8, 9, dan 11 Juni 211 cuaca cerah, terlihat bahwa pemberian plastik (A dan B) membuat suhu air kolam menjadi lebih tinggi dari pada kolam kontrol (C) pada saat malam hari. Hal ini disebabkan karena pada saat malam hari penguapan diluar lebih tinggi/lebih cepat dimana proporsi panas terasa (sensible heat) yang menyebabkan kenaikan suhu udara menjadi berkurang. Sedangkan kolam didalam plastik pada saat malam hari kondisinya relatif lebih stabil sehingga cenderung lebih hangat karena pelepasan panas tidak begitu besar. 15
Ketinggian air 15 cm Ketinggian air cm Suhu air ( o C) 7 1 13 16 19 22 1 4 7 8-Juni Suhu air ( o C) 7 1 13 16 19 22 1 4 7 Waktu (jam) 8-Jun 17 2 23 2 5 8 11 14 17 9-Jun 17 2 23 2 5 8 11 14 17 9-Jun Suhu air ( o C) 7 1 13 16 19 22 1 4 7 11-Jun Suhu air ( o C) Keterangan : : Kolam berpenutup plastik bening dengan ketinggian air 15 cm : Kolam berpenutup plastik biru dengan ketinggian air 15 cm : Kolam tanpa penutup dengan ketinggian air 15 cm : Kolam berpenutup plastik bening dengan ketinggian air cm : Kolam berpenutup plastik biru dengan ketinggian air cm : Kolam tanpa penutup plastik dengan ketinggian air cm 7 1 13 16 19 22 1 4 7 11-Jun Gambar 11. Grafik perubahan suhu air kolam Pada Gambar 11 disajikan grafik suhu air kolam, grafik dengan ketinggian 15 cm tersebut menunjukkan puncak suhu air berada pada pk 13. dan pk. 14.. Kolam memiliki suhu maksimum lebih tinggi yaitu 36 o C, dibandingkan kolam dengan nilai.75 o C dan.87 o C. 16
Data dilampirkan pada Lampiran 2. Begitupula grafik dengan ketinggian air cm menunjukkan data lebih tinggi dari pada dan. Menurut Zhu (1998) plastik berbahan polyethylene adalah bahan yang baik untuk digunakan pada kolam greehhouse daripada kaca. Polyethylene memiliki sifat fisik yang fleksibel dan ringan sehingga sering digunakan pada rumah tanaman. Akan tetapi memiliki kelemahan umur pakai yang singkat. Beberapa sampel hasil pengukuran intensitas cahaya diluar kolam, dibawah plastik bening, dan dibawah plastik biru disajikan pada Tabel 3. Pada Tabel 3 terlihat bahwa intensitas cahaya lebih banyak diteruskan oleh plastik bening dari pada plastik biru, sehingga suhu air kolam dibawah plastik bening lebih tinggi dari pada plastik biru. Tampak bahwa intensitas cahaya yang ditransmisikan pada plastik bening rata-rata adalah 72.59% dari pada plastik biru dengan rata-rata sebesar 52.4%. Tabel 3. Daya tembus intensitas cahaya pada plastik bening dan biru. Intensitas cahaya (lux) Intensitas cahaya yang No ditransmisikan (%) Lingkungan Dibawah Dibawah Dibawah Dibawah luar plastik bening plastik biru plastik bening plastik biru 1 11 836 6 74.4 55.89 2 168 787 548 73.68 51. 3 11 792 566 69.96 5 Rata-rata 72.56 52.4 Dari grafik Gambar 11, bila dikaitkan dengan suhu air yang dibutuhkan ikan antara - o C (Susanti 29), maka teknik penutupan kolam dengan plastik hanya dapat mengatasi penurunan suhu pada malam hari. Sedangkan pada siang hari karena intensitas penyinaran matahari yang tinggi dan energi panas yang terperangkap didalamnya membuat suhu air menjadi sangat tinggi. Akan tetapi, pada Gambar 11 tampak bahwa kenaikan dan penurunan suhu pada kolam lebih cepat terjadi daripada kolam dan kolam. Sehingga dapat dikatakan kolam dengan penutup plastik dapat membuat kecepatan kenaikan dan penurunan suhu air relatif lebih lambat. Hal ini sangat dibutuhkan bagi ikan karena tingkat kematian ikan juga dapat disebabkan stres akibat kenaikan suhu secara mendadak. Pada grafik Gambar 12 disajikan hasil pengamatan dengan teknik yang sama. Akan tetapi, kolam dengan penutup plastik dibuka mulai pk 7.-16.. ternyata kolam A tetap menghasilkan suhu yang lebih tinggi dari kolam kontrol (C), dan kolam B relatif hampir sama dengan kolam kontrol. Padahal seharusnya dengan penyinaran sinar matahari yang sama menghasilkan suhu yang sama antara kolam A, B, dan C. Hal ini dapat disebabkan karena lokasi kolam A yang terletak diutara, lebih cepat menerima pancaran sinar matahari daripada kolam lainnya karena tidak terhalang oleh apapun, berbeda dengan kolam B dan kolam C yang terhalang oleh bangunan saat matahari terbit dari timur. Data lengkap disajikan pada Lampiran 3. 17
4 22-Juli 4 22-Juli 2 1 6 7 8 9 11112141516 2 1 6 8 1 12 14 16 4 23-Juli 4 23-Juli 2 1 6 8 1 12 14 16 2 1 6 8 1 12 14 16 5 24-Juli 4 24-Juli 4 2 1 2 1 6 8 1 12 14 16 6 8 1 12 14 16 Keterangan : : Kolam berpenutup plastik bening dengan ketinggian air 15 cm : Kolam berpenutup plastik biru dengan ketinggian air 15 cm : Kolam tanpa penutup dengan ketinggian air 15 cm : Kolam berpenutup plastik bening dengan ketinggian air cm : Kolam berpenutup plastik biru dengan ketinggian air cm : Kolam tanpa penutup plastik dengan ketinggian air cm Gambar 12. Grafik perbandingan suhu dengan teknik pembukaan plastik siang hari Pada tanggal Juli 211 dilakukan pengamatan dengan menambahkan aerator pada setiap kolam dan menukarkan perlakuan kolam terbuka pada kolam A dan kolam tertutup plastik bening pada kolam C (Gambar 13), hasil pengamatan disajikan pada Tabel 4. Aerator yang digunakan bermerek RS- dengan voltase 22V 5Hz, power 5W, dan output udara keluar dari batu aerasi 1.5 liter/menit. Terlihat bahwa suhu kolam memiliki suhu maksimum lebih rendah dari pada kolam dan. Sedangkan kolam memiliki suhu maksimum hampir sama dengan kolam 18
dan hal, ini dikarenakan posisi kolam A yang memungkinkan untuk menerima sinar matahari lebih dahulu daripada kolam lainnya saat pagi hari membuat suhu yang seharusnya lebih rendah dari yang lain menjadi relatif hampir sama. Pada Tabel 5 disajikan kandungan oksigen terlarut pada setiap kolam. Kandungan oksigen terlarut selayaknya tidak kurang dari 4 ppm (Brett 1979 diacu dalam Simanjuntak 29) karena dapat mengakibatkan berhentinya proses pencernaan pakan, stress, dan pertumbuhan menurun. Beberapa sampel yang diambil pada Tabel 5 menunjukkan kondisi konsentrasi oksigen terlarut relatif baik bagi pertumbuhan ikan. Tabel 4. Data hasil pengamatan suhu maksimum dan minimum kolam dengan aerator Juli Waktu 6 23.1.1.6.5 7 22.5.6.75.5.75.5 8 23.5.75.1.5.875 9 24...75.5..1 1.75.75 11.75..75.5 12.5..75.5.75 13..6 36.1.5.75 14.6 36.75.875 15.5.. 36 16..1 36.5.6 4 4 2 1 6 8 1 12 14 16 2 1 6 8 1 12 14 16 Keterangan : : Kolam berpenutup plastik bening dengan ketinggian air 15 cm : Kolam berpenutup plastik biru dengan ketinggian air 15 cm : Kolam tanpa penutup dengan ketinggian air 15 cm : Kolam berpenutup plastik bening dengan ketinggian air cm : Kolam berpenutup plastik biru dengan ketinggian air cm : Kolam tanpa penutup plastik dengan ketinggian air cm Gambar 13. Grafik perbandingan suhu dengan menggunakan aerator 19
Tabel 5. Dissolve oxygen (DO) hasil pengamatan No Oksigen Terlarut (DO) 1 1. 7.4 7.1 7.3 5.4 6.3 5.7 2 14. 6.8 7 6.8 5 6.7 6.6 3 17. 6.7 7 6.6 4.9 6.5 6.2 Data suhu yang diperoleh sejauh ini masih belum memenuhi syarat kolam bagi ikan menurut Susanti (21) yaitu o C- o C. Akan tetapi dari hasil pengamatan di lapangan di kolam yang berlokasi di daerah Sawah Baru, Darmaga rata-rata suhu air pada saat siang hari dengan ketinggian air 4 cm dengan kondisi cerah berkisar antara o C- o C. Dengan suhu seperti yang diperoleh di kolam petani masih memungkinkan ikan untuk dapat hidup didalamnya, selain itu ikan memiliki sifat poikilotermis sehingga fluktuasi suhunya akan mengikuti perubahan suhu medianya. 4.3 Pendugaan Suhu Air Kolam Dengan Artificial neural network Pemrograman simulasi dengan Artificial neural network menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic. Program pendugaan dengan model Artificial neural network menggunakan algoritma backpropagation. Bagan proses program tampak pada Gambar 14. Data masukan yang digunakan berjumlah enam buah yaitu waktu (pukul), suhu udara luar ( o C), RH (%), kecepatan angin (m/s), intensitas cahaya (lux), dan suhu air pada saat t (pukul). Layar tersembunyi yang digunakan berjumlah 1 lapis berupa 12 neuron. Output yang diharapkan adalah suhu air pada saat t+1. Data-data hasil pengukuran disusun sehingga dapat diolah menggunakan program artificial neural network. Pembuatan model pengembangan pendugaan suhu air kolam berjumlah 6 buah ANN, yang pertama adalah ANN dengan ketinggian air kolam 15 cm tertutup plastik bening, kedua adalah ANN dengan ketinggian air kolam cm tertutup plastik bening, ketiga adalah ANN dengan ketinggian air 15 cm tertutup plastik biru, keempat adalah ANN dengan ketinggian air cm tertutup plastik biru, kelima adalah ANN dengan ketinggian air 15 cm tanpa penutup, dan keenam adalah ANN dengan ketinggian air cm tanpa penutup. Training ANN dengan data hasil pengamatan Data pembobot (weight) Validasi ANN dengan data baru Data pendugaan suhu air kolam pembenihan hasil training ANN Data suhu air kolam hasil validasi ANN Gambar 14. Bagan proses program 2
4.4 Training ANN Data-data yang digunakan dalam simulasi ANN untuk menduga suhu air kolam adalah hasil pengukuran selama percobaan. Pengambilan data training dilakukan selama 188 jam meliputi hari hujan dan hari cerah. Data training dapat dilihat pada Lampiran 4, 5, 6, 7, 8, dan 9. Terdapat 6 buah data training ANN yaitu training untuk,,,,, dan. Proses training ANN dilakukan dengan memberikan masukan data (input) nn.txt. File ini berisi data jumlah data jumlah input layer (x i ), hidden layer (z i ), output layer (y), dan seluruh data pengukuran yang ditulis sedemikian rupa agar dapat dibaca sebagai input dalam program Backpropagatiion Neural network. Data-data hasil training disimpan dalam menu file berekstensi txt (*.txt). Grafik perbandingan error hasil training dengan beberapa iterasi dapat dilihat pada Gambar 15. Dari grafik tersebut dapat dilihat bahwa nilai error semakin kecil pada iterasi ke 2. Sehingga untuk perhitungan selanjutnya akan dipakai hasil bobot dari iterasi sebanyak 2. Error(%) 1 8 6 4 2 Error(%) 2.8 2.6 2.4 2.2 2 1.8 2 6 1 14 18 4 8 Jumlah iterasi 12 16 2 4 8 12 16 2 6 1 14 18 Jumlah iterasi Error(%) 8 6 4 2 Error(%) 6 5 4 3 2 1 2 6 1 14 18 4 8 12 Jumlah iterasi 16 2 2 6 1 14 18 4 8 12 Jumlah iterasi 16 2 Error(%) 5 4 3 2 1 Error (%) 5 4 3 2 1 2 6 1 14 18 4 8 Jumlah iterasi 12 16 2 2 6 1 14 18 4 8 Jumlah iterasi Gambar 15. Grafik perubahan error hasil training ANN dengan beberapa iterasi 12 16 2 21
Dari hasil training, diperoleh beberapa kemungkinan nilai bias input, bobot input, bias output, dan bobot output. Data pembobot disimpan dalam file weight.txt. Salah satu contoh data pembobot ANN terlihat pada Lampiran 1. Nilai error data training sampai 2 iterasi untuk sebesar 5.678%, sebesar 1.987%, sebesar 4.146%, sebesar 3.596%, sebesar 2.496%, dan sebesar 2.988%. 4.5 Validasi 4.5.1 Pendugaan Terkoreksi Tiap Jam Validasi merupakan pengujian kinerja ANN terhadap contoh data yang belum pernah diberikan pada saat training. Setelah proses training selesai dilakukan, selanjutnya dilakukan proses validasi dengan memasukkan data-data waktu, suhu lingkungan, kelembaban, kecepatan angin, intensitas cahaya, suhu air saat t, untuk menduga suhu air saat t+1 berdasarkan data-data bobot yang dihasilkan selama proses training. Contoh data yang digunakan pada saat validasi adalah data-data yang tidak termasuk set data pada proses training. Set data tersebut disusun sedemikian rupa agar program Backpropagation Neural network dapat mengenali set data validasi ANN tersebut dengan benar. Set data validasi ANN disimpan dengan nama.txt,.txt,.txt,.txt,.txt, dan.txt. Pendugaan terkoreksi tiap jam yaitu tahap validasi dimana data input yang dilakukan pada proses validasi adalah data real yang diambil dilapangan. Set data dan hasil validasi dapat dilihat pada Lampiran 11,12,13,14, 15, dan 16. Hubungan antara hasil pengamatan dan pendugaan ANN terhadap output suhu air dengan menggunakan data validasi tertera pada Gambar 16. Jika dilihat antara hasil pengamatan dan pendugaan ANN terhadap suhu air menghasilkan nilai koefisien determinasi (R 2 ) sebesar 79.4%, R 2 sebesar 92.79%, R 2 sebesar 91.%, R 2 sebesar 9.71%, R 2 sebesar 86.5%, dan R 2 sebesar 84.16%. Dari nilai R 2 yang diperoleh maka sistem ANN untuk semua data telah dilatih dengan baik karena kemampuan variable bebas (x) dalam menjelaskan varians dari variable terikatnya (y) lebih dari 5%. Kurva perbandingan antara hasil validasi dan pengamatan dapat dilihat pada Gambar 17. Dari grafik hubungan antara hasil pengamatan dan pendugaan ANN pada kolam,,,, dan hasil duga ANN dapat dikatakan cukup baik, akan tetapi perlu diperhatikan seberapa besar perbedaan suhu yang ditunjukkan. Hal ini sangat berpengaruh terhadap kelangsungan hidup ikan jika perbedaan data yang diperoleh lebih dari 2 o C. Seperti yang ditampilkan pada Tabel 6 meskipun persentase error tidak lebih dari 1%, namun maksimum error pendugaan antara data pengamatan dan data pendugaan untuk kolam,,, dan bernilai lebih dari 2 o C sehingga dapat dikatakan proses training kurang akurat. Tabel 6. Nilai error rata-rata dan error maksimum hasil perhitungan data terkoreksi Kolam Rata-rata ( o C) Maksimum ( o C) (Tpengamatan- (Tpengamatan- Tduga) Tduga) Error (%).8 3.554 8.879.388 1. 7.465.56 2.7 8.4. 1.3 6.738.857 2.21 5.3.621 2.46 8.76 22
7 121722 3 8 1823 4 7 121722 3 8 1823 4 7 121722 3 8 1823 4 Keterangan : : Kolam berpenutup plastik bening dengan ketinggian air 15 cm : Kolam berpenutup plastik biru dengan ketinggian air 15 cm : Kolam tanpa penutup dengan ketinggian air 15 cm : Kolam berpenutup plastik bening dengan ketinggian air cm : Kolam berpenutup plastik biru dengan ketinggian air cm : Kolam tanpa penutup plastik dengan ketinggian air cm 7 121722 3 8 1823 4 7 121722 3 8 1823 4 7 121722 3 8 1823 4 Gambar 16. Grafik perbandingan suhu duga dan suhu pengamatan terkoreksi 23
( o C) R 2 =.794 ( o C) ( o C) R 2 =.99 ( o C) ( o C) R 2 =.91 ( o C) R 2 =.971 ( o C) ( o C) ( o C) R 2 =.865 R 2 =.8416 ( o C) ( o C) ( o C) Gambar 17. Kurva nilai koefisien determinasi hasil validasi terkoreksi terhadap suhu pengamatan 24
4.5.2 Pendugaan Tanpa Koreksi Pendugaan tanpa koreksi adalah tahap validasi yang dilakukan dengan menggunakan input dari hasil validasi data sebelumnya. Set data dan hasil validasi dapat dilihat pada Lampiran 17, 18, 19, 2, 21, dan 22. Hubungan antara hasil pengamatan dan pendugaan ANN terhadap output suhu air dengan menggunakan data validasi tertera pada Gambar 18. Jika dilihat antara hasil pengamatan dan pendugaan ANN terhadap suhu air menghasilkan nilai koefisien determinasi (R 2 ) sebesar 6.8%, R 2 sebesar 42.3%, R 2 sebesar 79.2%, R 2 sebesar 48.1%, R 2 sebesar 76.9%, dan R 2 sebesar 21%. Dari nilai R 2 yang diperoleh maka sistem ANN untuk,,, dan telah dilatih dengan baik karena kemampuan variable bebas (x) dalam menjelaskan varians dari variable terikatnya (y) lebih dari 5%. Berbeda dengan,, dan yang bernilai kurang dari 5% yang berarti kontribusi x terhadap keragaman y hanya sebesar 42,3%, 48.1%, dan 21% dimana masih terdapat varians variable lain yang dijelaskan faktor lain. Kurva perbandingan antara hasil validasi dan hasil pengamatan dapat dilihat pada Gambar 19. Dari grafik hubungan antara hasil pengamatan dan pendugaan ANN pada kolam,,,, dan hasil duga ANN dapat dikatakan cukup baik, akan tetapi perlu diperhatikan seberapa besar perbedaan suhu yang ditunjukkan. Seperti yang ditampilkan pada Tabel 7 meskipun persentase error tidak lebih dari 1%, namun maksimum error pendugaan antara data pengamatan dan data pendugaan bernilai lebih dari 2 o C. Hasil eror ditampilkan dalam Lampiran 17, 18, 19, 2, 21, dan 22. Tabel 7. Nilai error rata-rata dan error maksimum hasil perhitungan data tanpa koreksi Kolam Rata-rata ( o C) (Tpengamatan-Tduga) Maksimum ( o C) (Tpengamatan-Tduga) Error (%) 1.767 5.13 6.4.996 2.3 4.961.861 2.8 6.843.674 2.8 7.69 1.8 3.21 4.923 1.564 5.765 7.677
Suhu (oc) 41 7 1 13 16 19 22 1 4 7 1 13 16 19 222 1 4 7 1 13 16 19 22 1 4 Suhu (oc) 7 1 13 16 19 222 1 4 Suhu (oc) 7 1 13 16 19 22 1 4 7 1 13 16 19 222 1 4 Keterangan : : Kolam berpenutupup plastik bening dengan ketinggian air 15 cm : Kolam berpenutupp plastik biru dengan ketinggian air 15 cm : Kolam tanpa penutup dengan ketinggian air 15 cm : Kolam berpenutupup plastik bening dengan ketinggian air cm : Kolam berpenutupp plastik biru dengan ketinggian air cm : Kolam tanpa penu utup plastik dengan ketinggian air cm Gambar 18. Grafik perbandingan suhu duga dan suhu pengamatan tanpa koreksi
( o C) ( o C) ( o C) 4 38 36 4 38 36 4 38 36 36384 T pengamatan( o C) R 2 =.792 36384 T pengamatan( o C) R 2 =.769 R 2 =.68 36384 T pengamatan( o C) ( o C) ( o C) ( o C) 4 38 36 4 38 36 4 38 36 R 2 36384 T pengamatan( o C) R 2 =.481 36384 T pengamatan( o C) R 2 =.21 2 =.423 36384 T pengamatan ( o C) Gambar 19. Kurva nilai koefisien determinasi hasil validasi tanpa koreksi terhadap suhu pengamatan
4.6 Simulasi Penurunan Suhu Air yang Terlalu Tinggi Untuk mengatasi permasalahan suhu diluar batas suhu optimum akibat penggunaan plastik seperti pada Gambar 11, maka dilakukan beberapa simulasi dengan melakukan teknik pergantian air, membuka tutup plastik, dan penggunaan aerasi. 4.6.1 Pergantian air Data yang digunakan untuk simulasi penambahan air adalah data kolam. Pemilihan data ini didasarkan pada hasil validasi data dibandingkan dengan data pengamatan yang memiliki perbedaan tidak terlalu tinggi jika dibandingkan dengan data yang lain. Simulasi penambahan air menggunakan beberapa asumsi sebagai berikut: a. Volume total air di dalam kolam 1 liter b. Pergantian air dilakukan selama 5 jam sebanyak 1 liter/jam c. Suhu air pengganti (air sumur) o C Menurut asas Black apabila ada dua benda yang suhunya berbeda kemudian disatukan atau dicampur maka akan terjadi aliran kalor dari benda yang bersuhu tinggi menuju benda yang bersuhu rendah. Aliran ini akan berhenti sampai terjadi keseimbangan termal (suhu kedua benda sama). Secara matematis dapat dirumuskan : = = Dimana : Q adalah kalor yang dibutuhkan (J) m adalah massa benda (kg) c adalah kalor jenis (J/kg o C) adalah suhu sebelum dilakukan pergantian air ( o C) adalah suhu air pengganti ( o C) T adalah suhu air setelah dilakukan pergantian air ( o C) Benda yang melepas kalor adalah benda yang suhunya tinggi dan yang menerima kalor adalah benda yang bersuhu rendah. Penambahan air dilakukan ketika suhu air lebih dari o C yaitu ketika pk. 1. sampai pk. 14. dan pk. 12. sampai pk. 16.. penambahan air dilakukan terus secara bertahap sampai pada saat suhu air mencapai suhu maksimum. Pergantian air bertahap setiap jam adalah 1/5 dari 5% volume awal air yang diganti. Data lengkap disajikan pada Lampiran 23. Setelah dilakukan pergantian air, selanjutnya data diduga menggunakan ANN dengan menggunakan input yang sama. Perhitungan pergantian air dilampirkan pada Lampiran 24. Berikut ini ditampilkan grafik perbandingan suhu sebelum dan sesudah dilakukan pergantian air. Grafik pembanding diperoleh dari hasil validasi ANN tanpa koreksi dengan data masukan yang sama dengan hasil pengamatan di lapangan. Akan tetapi pergantian air ini mengakibatkan suhu pada saat malam hari menjadi semakin rendah.
7 1161922 1 4 7 1161922 1 4 T tanpa pergantian air T dengan pergantian air Gambar 2. Grafik suhu air sebelum dan sesudah pergantian air 4.6.2 Buka tutup plastik kolam Teknik selanjutnya yang digunakan untuk mengatasi kenaikan suhu yang terlalu tinggi pada siang hari adalah dengan cara membuka plastik penutup pada saat pk. 7. sampai pk. 16.. Harapannya suhu yang dihasilkan akan sama dengan suhu kolam yang terbuka. Data hasil pengamatan secara lengkap tampak pada Lampiran. Data suhu kolam pembanding dihasilkan dari proses validasi ANN berdasarkan kolam masing-masing. Berikut ini ditampilkan grafik perbandingan suhunya. 4 2 15 1 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 T terbuka T tertutup Gambar 21. Grafik perbandingan suhu kolam tertutup dan terbuka kolam
4 2 T terbuka 15 T tertutup 1 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 Gambar 22. Grafik perbandingan suhu kolam tertutup dan terbuka kolam 4 2 T terbuka 15 T tertutup 1 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 Gambar 23. Grafik perbandingan suhu kolam tertutup dan terbuka kolam 4 2 15 1 5 6 7 8 9 1 11 12 13 14 15 T terbuka T tertutup Gambar 24. Grafik perbandingan suhu kolam tertutup dan terbuka kolam Dari grafik terlihat bahwa pada kolam mampu menurunkan suhu air pada saat dilakukan pembukaan plastik. Berbeda dengan kolam, dan kolam mengalami kenaikan suhu dibandingkan pada saat dilakukan penutupan plastik. Karena pendugaan dilakukan tanpa koreksi sehingga hal ini dapat disebabkan karena data training sebelumnya telah menunjukkan tingkat akurasi
yang rendah yang mengakibatkan data duga pada kolam menjadi lebih tinggi pada saat dilakukan pembukaan plastik. 4.6.3 Aerasi Dalam kondisi nyata dimana dalam pemeliharaan ikan dalam kolam meliputi beberapa hal seperti pergantian air, kepadatan populasi, dan pemakaian aerasi. Oleh karena itu dilakukan pengamatan dengan menggunakan aerasi untuk membuktikan apakah akan berpengaruh terhadap suhu air kolam. Aerator yang digunakan adalah RS- dengan voltase 22V 5Hz, power 5W, dan output udara keluar dari batu aerasi 1.5 liter/menit. Hasil pengamatannya tampak pada Lampiran,,, dan. Grafik pembanding diperoleh dari hasil validasi ANN tanpa koreksi dengan data masukan yang sama dengan hasil pengamatan di lapangan. Berikut ini ditujukkan gambar grafik perbandingan suhu dengan menggunakan aerasi dan tanpa aerasi. 4 38 36 7 1 13 16 19 22 1 4 7 1 13 16 19 22 1 4 aerator tanpa aerator Gambar. Grafik perbandingan suhu dengan aerator dan tanpa aerator kolam 7 1 13 16 19 22 1 4 7 1 13 16 19 22 1 4 aerator tanpa aerator Gambar. Grafik perbandingan suhu dengan aerator dan tanpa aerator kolam
Suhu (oc) 36 7 1 13 16 19 22 1 4 7 1 13 16 19 22 1 4 aerator tanpa aerator Gambar. Grafik perbandingan suhu dengan aerator dan tanpa aerator kolam 7 9 111517192123 1 3 5 7 9 111517192123 1 3 5 aerator tanpa aerator Gambar. Grafik perbandingan suhu dengan aerator dan tanpa aerator kolam Dari hasil pengamatan dan hasil simulasi menggunakan ANN dapat dilihat bahwa terdapat sedikit pengaruh dari pemberian aerasi pada kolam. Pada kolam dengan ketinggian 15 cm dengan diberi aerasi memberikan pengaruh pada suhu maksimum yang menjadi lebih rendah daripada tanpa diberi aerasi. Sedangkan untuk kolam dengan ketinggian cm suhu maksimumnya menjadi lebih tinggi jika dibandingkan dengan tanpa diberi aerasi. Hal ini dapat disebabkan pada kolam dengan ketinggian 15 cm sangat rentan terhadap perubahan suhu, sehingga dengan memberikan hembusan udara dari luar yang suhunya lebih rendah daripada suhu didalam memberikan pengaruh langsung terhadap suhu air didalamnya. Dari hasil simulasi yang diperoleh, tindakan yang mampu mengatasi kenaikan suhu yang tinggi pada kolam berpenutup plastik adalah dengan menambahkan air pada saat suhu mulai mengalami kenaikan. Dibandingkan dengan kolam yang dilakukan pembukaan penutup pada siang hari yang suhunya tetap dipengaruhi oleh suhu udara lingkungan saja belum mampu memberikan perubahan penurunan yang signifikan. Sedangkan dengan memberikan aerasi pada kolam juga hanya sedikit berpengaruh pada penurunan suhu air, karena beberapa faktor seperti ketinggian dan peletakan batu aerasi dapat menyebabkan penyebaran suhu di dalam kolam tidak merata. V. KESIMPULAN