Pengelolaan kawasan tepi air (waterfront) Sungai Ayung menghadapi tantangan multidimensi akibat degradasi lingkungan serta kebutuhan untuk melestarikan nilai-nilai budaya lokal. Penelitian terdahulu umumnya membahas analisis kualitas air dan penataan waterfront secara terpisah, sehingga integrasi antara evaluasi kualitas lingkungan dan strategi perencanaan ekologis masih terbatas. Penelitian ini bertujuan menyusun strategi penataan waterfront melalui integrasi analisis Indeks Pencemaran (IP) dengan pendekatan desain ekologis berbasis filosofi Tri Hita Karana. Penelitian menggunakan metode campuran (mixed-methods) pada Bendung Kedewatan dan dua sumber mata air utama, yaitu Beji Karang Dalem dan Pesiraman Dukuh Sakti. Analisis kuantitatif dilakukan melalui pengujian parameter fisik, kimia, dan biologi kualitas air, sedangkan analisis kualitatif digunakan untuk mengevaluasi konsep penataan kawasan berbasis ekologi dan budaya. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sebagian besar parameter fisik dan kimia masih memenuhi baku mutu air Kelas I, sedangkan parameter biologi, khususnya Fecal coliform dan Total coliform, melampaui ambang batas yang ditetapkan. Nilai Indeks Pencemaran sebesar 1,36 dan 1,75 mengkategorikan kedua lokasi sebagai tercemar ringan, yang menunjukkan adanya ketidaksesuaian antara kondisi fisik-kimia yang masih baik dengan tingginya kontaminasi mikrobiologis akibat aktivitas domestik dan peternakan. Berdasarkan temuan tersebut, penelitian ini mengusulkan strategi penataan waterfront melalui penguatan sanitasi komunal, penerapan biofilter vegetatif, dan zonasi sempadan sungai berbasis filosofi Tri Hita Karana. Kerangka yang dihasilkan menunjukkan bahwa analisis Indeks Pencemaran dapat dimanfaatkan sebagai dasar ilmiah dalam perencanaan waterfront berbasis ekologi serta memberikan model pengelolaan sungai yang berkelanjutan pada kawasan tropis yang memiliki nilai budaya lokal yang kuat.