S Sungai merupakan salah satu sumber daya air alami yang harus dijaga dan diamankan dari penyebab pencemaran, seperti pembuangan dari limbah industri, limbah domestik, limbah pertanian, sampah dan lainnya ke sungai. Tetapi pada kenyataannya beban limbah cair yang dibuang ke sungai semakin lama semakin meningkat, oleh karena itu untuk menjaga kualitas air sungai tersebut diperlukan upaya pengawasan dan monitoring kualitas air sungai. Sehubungan dengan itu maka dilakukan suatu penelitian yang bertujuan untuk mengetahui hubungan penyebaran polutan dengan kualitas air dengan parameter BOD (Biological Oxygen Demand) dan DO (Dissolved Oxygen) di perairan. Pencemaran yang terjadi dalam aliran sungai dapat disebabkan oleh pencemar organik dan anorganik. Pencemar organik yang masuk ke dalam aliran sungai dapat meningkatkan konsentrasi BOD dan menurunkan konsentrasi DO atau oksigen terlarut dalam aliran sungai yang dalam penelitian ini berasal dari limbah cair domestik dan non domestik sehingga limbah padat seperti sampah tidak dimasukkan dalam perhitungan beban pencemar. Untuk meperkirakan konsentrasi DO dan BOD pada aliran sungai dapat digunakan aplikasi QUAL2K. Aplikasi merupakan suatu perangkat lunak yang dapat mensimulasikan parameter kualitas air yang menggunakan rumus matematis StreeterPhelps. Untuk mengetahui parameter-parameter yang mempengaruhi hasil simulasi dilakukan analisis sensitivitas. Validasi juga dilakukan agar diperoleh hasil simulasi yang lebih mendekati nilai dari data observasi. Dari hasil validasi didapat nilai penyimpangan sebesar 14% untuk BOD dan 24% untuk DO. Setelah model valid, dilakukan simulasi skenario pengaruh pengelolaan beban pencemar dan kondisi sungai agar dapat menjaga kualitas air sungai. Skenario yang dibuat adalah dengan menigkatkan pelayanan sanitasi sesuai dengan program MGD (Millennium Development Goals) yaitu sebesar 50% dibagian hulu, yang kedua dengan melakukan penggelontoran melaui Bendungan Katulampa dan yang ketiga dengan membuat IPAL di kelurahan Babakan Pasar yang melayani 100% buangan air limbah domestik di 5 kelurahan di bagian hulu. Skenario yang paling efektif adalah skenario ke 3 yaitu dengan menambahkan IPAL komunal yang melayani 5 daerah sebelumnya. Penurunan konsentrasi BOD yang terjadi dalam skenario ini sebesar 0.4 mg/L, selain itu pada skenario ini perubahannya lebih berkesinambungan dari pada penggelontoran sesaat yang tidak dapat terus menerus di lakukan.