DOI: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-20562/v1
In recent years, developments in agriculture, industry, and urban activities, especially around rivers and reservoirs have caused significant changes to the quality and quantity of water resources. This includes the Saguling Reservoir, which is located in Citarum basin, Indonesia. A review of previous studies reveals that Water Quality Index (WQI) is efficient for the identification of pollution sources as well as for the understanding of temporal and spatial variations in reservoir water quality. The National Sanitation Foundation – Water Quality Index (NSFWQI), which is a commonly used indicator of surface water quality, is based on turbidity, temperature, phosphate, nitrate, fecal coliform, pH, DO, TS, and BOD parameters. Using the results from the correlation matrix, we show that the two water quality parameters that influence the NSFWQI value the most are turbidity and fecal coliform. The average index of NSFWQI was determined to be 48.42 during the dry season, 43.97 during the normal season, and 45.82 during the wet season. A calculation of the WQI classified the water quality in the Saguling Reservoir as “bad” in condition. This study reveals that the strongest and most significant correlation between the concentration parameters and the WQI score is the turbidity concentration fecal coli, which is usable to determine the required parameters for the calculation of WQI with reduced parameters, if needed. This research also conducted nitrate concentration distribution analysis around Saguling Reservoir using the Inverse Distance Weighted method.
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Table 1. Water quality monitoring locations in the Saguling Reservoir
|
MONITORING STATION |
LOCATION |
GPS (decimal unit) |
|
|
LS |
BT |
||
|
1a |
Citarum River |
107⁰32'10,7" |
06⁰56'29,8" |
|
1b |
Citarum River Trash Boom Batujajar |
107⁰28'35,0" |
06⁰54'58,9" |
|
2 |
Cihaur Cipeundeuy Village |
107⁰28'32,3" |
06⁰53'13,5" |
|
3 |
Cimerang |
107⁰27'09,0" |
06⁰53'13,4" |
|
4 |
Muara Cihaur Kampung Maroko |
107⁰25'54,4" |
06⁰54'13,0" |
|
5 |
Muara Cipatik |
107⁰27'25,5" |
06⁰56'07,6" |
|
6 |
Muara Ciminyak – floating nets fishing location |
107⁰26'03,8" |
06⁰57'14,6" |
|
7 |
Muara Cijere |
107⁰24'50,8" |
06⁰56'14,9" |
|
8 |
Muara Cijambu |
107⁰22'22,4" |
06⁰56'00,4" |
|
9 |
Near Intake Structure |
107⁰22'26,3" |
06⁰54'54,4" |
|
10a |
Tailrace |
107⁰20'57,0” |
06⁰51'49,8" |
Table 2. NSFWQI
|
No |
Score |
Description |
|
1 |
91˗100 |
Excellent water quality |
|
2 |
71 ˗90 |
Good water quality |
|
3 |
51-70 |
Medium or average water quality |
|
4 |
26-50 |
Fair water quality |
|
5 |
0-25 |
Poor water quality |
Table 3. Weighting factor of water quality parameter for NSFWQI method
|
No |
Parameter |
Code |
Unit |
Weighting factor |
|
1 |
Temperature |
T |
0C |
0.1 |
|
2 |
Dissolved solid |
TDS |
mg/L |
0.07 |
|
3 |
Turbidity |
TUR |
NTU |
0.08 |
|
4 |
Ph |
pH |
|
0.11 |
|
5 |
Nitrates |
NO3-N |
mg/L |
0.1 |
|
6 |
Total Phosphate (TP) |
PO4 |
mg/L |
0.1 |
|
7 |
Dissolved oxygen |
DO |
mg/L |
0.17 |
|
8 |
Biochemical Oxygen Demand |
BOD |
mg/L |
0.11 |
|
9 |
Fecal Coli |
FC |
Colony/100mL |
0.16 |
Table 4. Water Quality Data of Saguling Reservoir at Normal Year
|
No |
Parameter |
Temperature |
Total Dissolved Solids |
Turbidity |
pH |
Nitrate |
Phospate |
Dissolved Oxygen |
Biochemical Oxygen |
Fecal Coli |
||||||||||||||||||
|
Location |
°C |
mg/L |
NTU |
- |
mg/L |
mg/L |
mg/L |
mg/L |
colony/100 mL |
|||||||||||||||||||
|
1 |
Nanjung |
26,3 |
± |
1,0 |
241,8 |
± |
108,4 |
196,3 |
± |
135,8 |
7,5 |
± |
0,4 |
2,6 |
± |
1,5 |
0,5 |
± |
0,2 |
0,8 |
± |
1,4 |
40,4 |
± |
11,7 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
2 |
Batujajar |
26,8 |
± |
0,5 |
228,7 |
± |
93,3 |
87,7 |
± |
71,0 |
7,4 |
± |
0,3 |
1,8 |
± |
0,9 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,0 |
± |
1,3 |
19,5 |
± |
3,6 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
3 |
Cihaur |
27,4 |
± |
0,4 |
308,2 |
± |
104,4 |
71,6 |
± |
59,4 |
7,9 |
± |
0,4 |
1,9 |
± |
0,8 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,0 |
± |
1,4 |
19,5 |
± |
4,6 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
4 |
Cimerang |
27,3 |
± |
0,2 |
252,8 |
± |
66,7 |
43,6 |
± |
40,7 |
8,1 |
± |
1,9 |
2,5 |
± |
2,0 |
1,3 |
± |
2,2 |
1,1 |
± |
1,5 |
16,0 |
± |
3,2 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
5 |
Muara Cihaur |
27,3 |
± |
0,2 |
203,8 |
± |
55,8 |
33,6 |
± |
38,0 |
7,6 |
± |
0,3 |
1,2 |
± |
0,4 |
0,4 |
± |
0,2 |
1,2 |
± |
1,5 |
15,6 |
± |
2,4 |
210,0 |
± |
0,0 |
|
6 |
Muara Cipatik |
27,2 |
± |
0,2 |
123,1 |
± |
32,4 |
41,9 |
± |
38,5 |
7,6 |
± |
0,3 |
1,2 |
± |
0,2 |
0,4 |
± |
0,1 |
1,1 |
± |
1,6 |
12,8 |
± |
4,3 |
150,0 |
± |
0,0 |
|
7 |
Muara Ciminyak |
27,9 |
± |
1,3 |
111,1 |
± |
25,5 |
35,8 |
± |
31,2 |
7,5 |
± |
0,2 |
1,4 |
± |
0,4 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,1 |
± |
1,4 |
12,0 |
± |
3,1 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
8 |
Muara Cijere |
27,2 |
± |
0,3 |
143,7 |
± |
37,5 |
34,3 |
± |
34,4 |
7,7 |
± |
0,2 |
1,6 |
± |
0,6 |
0,3 |
± |
0,2 |
1,3 |
± |
1,9 |
12,5 |
± |
2,8 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
9 |
Muara Cijambu |
27,7 |
± |
1,1 |
155,1 |
± |
42,8 |
57,2 |
± |
60,2 |
10,7 |
± |
6,7 |
1,2 |
± |
0,6 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,1 |
± |
1,5 |
11,6 |
± |
3,8 |
210,0 |
± |
0,0 |
|
10 |
Intake |
27,0 |
± |
0,6 |
161,4 |
± |
41,3 |
37,4 |
± |
42,5 |
7,8 |
± |
0,3 |
1,4 |
± |
0,6 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,4 |
± |
1,9 |
13,0 |
± |
4,3 |
64,0 |
± |
0,0 |
|
11 |
Tailrace |
26,7 |
± |
0,1 |
181,8 |
± |
0,0 |
32,9 |
± |
0,0 |
12,0 |
± |
0,0 |
1,7 |
± |
0,0 |
0,2 |
± |
0,0 |
1,0 |
± |
0,0 |
12,3 |
± |
0,0 |
23,0 |
± |
0,0 |
Table 5. Water Quality Data of Saguling Reservoir at Dry Year
|
No |
Parameter |
Temperature |
Total Dissolved Solids |
Turbidity |
pH |
Nitrate |
Phospate |
Dissolved Oxygen |
Biochemical Oxygen |
Fecal Coli |
||||||||||||||||||
|
Location |
°C |
mg/L |
mg/L |
- |
mg/L |
mg/L |
mg/L |
mg/L |
colony/100 mL |
|||||||||||||||||||
|
1 |
Nanjung |
25,9 |
± |
0,7 |
320,4 |
± |
117,0 |
220,9 |
± |
187,9 |
7,4 |
± |
0,1 |
3,3 |
± |
1,1 |
0,4 |
± |
0,2 |
0,6 |
± |
1,0 |
50,3 |
± |
5,3 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
2 |
Batujajar |
27,5 |
± |
0,6 |
296,9 |
± |
52,0 |
50,2 |
± |
49,2 |
7,6 |
± |
0,1 |
2,6 |
± |
0,6 |
0,3 |
± |
0,1 |
0,9 |
± |
1,2 |
26,0 |
± |
4,1 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
3 |
Cihaur |
27,7 |
± |
0,5 |
330,5 |
± |
52,7 |
62,5 |
± |
45,4 |
8,2 |
± |
0,3 |
2,4 |
± |
1,0 |
0,3 |
± |
0,1 |
0,8 |
± |
1,1 |
21,3 |
± |
3,7 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
4 |
Cimerang |
25,0 |
± |
5,8 |
266,7 |
± |
31,6 |
45,6 |
± |
55,8 |
8,0 |
± |
0,3 |
2,1 |
± |
0,7 |
0,2 |
± |
0,1 |
0,9 |
± |
1,3 |
14,4 |
± |
3,7 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
5 |
Muara Cihaur |
27,4 |
± |
0,5 |
250,3 |
± |
34,8 |
44,0 |
± |
50,4 |
7,7 |
± |
0,1 |
2,0 |
± |
0,5 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,0 |
± |
1,4 |
15,2 |
± |
3,3 |
210,0 |
± |
0,0 |
|
6 |
Muara Cipatik |
26,1 |
± |
3,0 |
139,5 |
± |
15,9 |
41,9 |
± |
53,1 |
7,7 |
± |
0,4 |
1,6 |
± |
0,4 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,0 |
± |
1,4 |
10,3 |
± |
2,6 |
150,0 |
± |
0,0 |
|
7 |
Muara Ciminyak |
27,3 |
± |
0,4 |
136,9 |
± |
19,9 |
40,7 |
± |
52,0 |
7,5 |
± |
0,1 |
1,6 |
± |
0,4 |
0,3 |
± |
0,1 |
0,9 |
± |
1,3 |
9,3 |
± |
2,6 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
8 |
Muara Cijere |
26,2 |
± |
3,0 |
162,1 |
± |
27,0 |
27,8 |
± |
25,8 |
7,6 |
± |
0,3 |
1,7 |
± |
0,4 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,1 |
± |
1,5 |
9,3 |
± |
2,5 |
1100,0 |
± |
0,0 |
|
9 |
Muara Cijambu |
27,3 |
± |
0,3 |
162,2 |
± |
5,3 |
39,5 |
± |
53,9 |
7,6 |
± |
0,2 |
1,4 |
± |
0,4 |
0,2 |
± |
0,1 |
1,0 |
± |
1,4 |
8,5 |
± |
1,5 |
210,0 |
± |
0,0 |
|
10 |
Intake |
26,9 |
± |
0,2 |
182,5 |
± |
26,0 |
39,6 |
± |
39,5 |
11,6 |
± |
9,1 |
1,6 |
± |
0,4 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,2 |
± |
1,7 |
10,6 |
± |
3,0 |
64,0 |
± |
0,0 |
|
11 |
Tailrace |
26,8 |
± |
0,2 |
209,6 |
± |
0,0 |
27,6 |
± |
0,0 |
7,2 |
± |
0,0 |
1,6 |
± |
0,0 |
0,2 |
± |
0,0 |
1,0 |
± |
0,0 |
9,7 |
± |
0,0 |
23,0 |
± |
0,0 |
Table 6. Water Quality Data of Saguling Reservoir at Wet Year
|
No |
Parameter |
Temperatur |
Total Dissolved Solids |
Turbidity |
pH |
Nitrate |
Phospate |
Dissolved Oxygen |
Biochemical Oxygen |
Fecal Coli |
||||||||||||||||||||
|
Location |
°C |
mg/L |
NTU |
- |
mg/L |
mg/L |
mg/L |
mg/L |
colony/100 mL |
|||||||||||||||||||||
|
1 |
Nanjung |
25,8 |
± |
0,4 |
245,5 |
± |
83,4 |
193,6 |
± |
101,6 |
7,4 |
± |
0,2 |
2,5 |
± |
1,5 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,5 |
± |
1,4 |
29,2 |
± |
19,7 |
1100,0 |
± |
0,0 |
||
|
2 |
Batujajar |
26,9 |
± |
0,7 |
213,8 |
± |
49,6 |
62,9 |
± |
50,4 |
7,4 |
± |
0,2 |
1,7 |
± |
0,8 |
0,3 |
± |
0,1 |
2,9 |
± |
3,4 |
15,7 |
± |
4,5 |
1100,0 |
± |
0,0 |
||
|
3 |
Cihaur |
26,1 |
± |
3,3 |
299,1 |
± |
77,1 |
56,0 |
± |
53,0 |
7,4 |
± |
1,4 |
2,1 |
± |
1,3 |
0,3 |
± |
0,2 |
2,2 |
± |
2,7 |
20,2 |
± |
9,2 |
1100,0 |
± |
0,0 |
||
|
4 |
Cimerang |
25,8 |
± |
3,2 |
240,7 |
± |
58,8 |
40,1 |
± |
35,3 |
7,4 |
± |
0,9 |
1,7 |
± |
1,0 |
0,2 |
± |
0,1 |
2,5 |
± |
3,2 |
13,6 |
± |
4,4 |
1100,0 |
± |
0,0 |
||
|
5 |
Muara Cihaur |
25,8 |
± |
3,3 |
200,4 |
± |
52,4 |
38,7 |
± |
31,0 |
7,1 |
± |
0,8 |
2,0 |
± |
0,8 |
0,2 |
± |
0,1 |
1,7 |
± |
1,5 |
12,1 |
± |
2,8 |
210,0 |
± |
0,0 |
||
|
6 |
Muara Cipatik |
25,9 |
± |
3,2 |
123,5 |
± |
22,0 |
45,3 |
± |
35,2 |
7,0 |
± |
0,9 |
1,3 |
± |
0,7 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,8 |
± |
1,7 |
9,3 |
± |
3,4 |
150,0 |
± |
0,0 |
||
|
7 |
Muara Ciminyak |
25,9 |
± |
3,2 |
114,8 |
± |
23,2 |
40,0 |
± |
35,2 |
6,9 |
± |
0,8 |
1,2 |
± |
0,6 |
0,3 |
± |
0,1 |
1,7 |
± |
1,6 |
7,6 |
± |
2,9 |
1100,0 |
± |
0,0 |
||
|
8 |
Muara Cijere |
25,9 |
± |
3,3 |
146,1 |
± |
26,5 |
39,6 |
± |
34,8 |
7,0 |
± |
0,9 |
1,5 |
± |
1,0 |
0,2 |
± |
0,1 |
1,7 |
± |
1,5 |
11,2 |
± |
3,8 |
1100,0 |
± |
0,0 |
||
|
9 |
Muara Cijambu |
25,9 |
± |
3,5 |
154,6 |
± |
33,9 |
43,9 |
± |
40,8 |
7,1 |
± |
0,8 |
1,4 |
± |
0,9 |
0,2 |
± |
0,1 |
1,6 |
± |
1,5 |
9,0 |
± |
1,7 |
210,0 |
± |
0,0 |
||
|
10 |
Intake |
25,6 |
± |
3,4 |
165,1 |
± |
39,4 |
39,4 |
± |
38,8 |
6,8 |
± |
0,9 |
1,5 |
± |
1,0 |
0,2 |
± |
0,1 |
1,9 |
± |
1,8 |
11,0 |
± |
3,6 |
64,0 |
± |
0,0 |
||
|
11 |
Tailrace |
25,2 |
± |
3,2 |
181,5 |
± |
0,0 |
49,3 |
± |
0,0 |
6,8 |
± |
0,0 |
1,4 |
± |
0,0 |
0,2 |
± |
0,0 |
1,0 |
± |
0,0 |
10,0 |
± |
0,0 |
23,0 |
± |
0,0 |
||