Analisis kebutuhan air untuk tanaman padi di sawah dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut ini :
1. Pengolahan lahan 2. Penggunaan konsumtif 3. Perkolasi
4. Penggantian lapisan air 5. Sumbangan. hujan efektif 6. Efisiensi irigasi
7. Efektifitas irigasi 8. Kebutuhan air di sawah
Kebutuhan air total di sawah merupakan jumlah faktor 1 sampai dengan 4, sedangkan kebutuhan netto air di sawah merupakan kebutuhan total dikurangi faktor hujan efektif. Kebutuhan air di sawah dapat dinyatakan dalam satuan mm/hari ataupun lt/dt.
2.7.1. Kebutuhan Air Untuk Pengolahan Lahan Padi
Pada Standar Perencanaan irigasi disebutkan bahwa kebutuhan air untuk penyiapan lahan umumnya menentukan kebutuhan maksimum air irigasi pada suatu proyek irigasi. Ada 2 faktor penting yang menentukan besarnya kebutuhan air untuk penyiapan lahan ialah:
1. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk penyiapan lahan. 2. Jumlah air yang diperlukan untuk penyiapan lahan.
Metode yang dapat digunakan untuk perhitungan kebutuhan air irigasi selama penyiapan lahan salah satunya adalah metode yang dikembangkan oleh van de Goor dan Zijlstra(1968). Metode ini didasarkan pada laju air konstan dalam l/dt selama penyiapan lahan dan menghasilkan rumus berikut :
IR = M. ek/(ek– 1) ...2-24 M = Eo + P ... 2-25 K = MT/S ... 2-26 di mana:
IR = kebutuhan air irigasi untuk pengolahan tanah (mm/hari)
M = kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang telah di jenuhkan (= Eo + P)
Eo = evaporasi air terbuka (mm/hari) (= Eto x 1,10) P = perkolasi (mm/hari)
T = Jangka waktu penyiapan lahan (hari)
S = kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm, yakni 250 + 50 = 300 mm
k = Konstanta
2.7.2. Penggunaan Konsumtif
Penggunaan air untuk kebutuhan tanaman (consumtive use) dapat didekati dengan menghitung evapotranspirasi tanaman, yang besarnya dipengaruhi oleh jenis tanaman, umur tanaman dan faktor klimatologi. Nilai evapotranspirasi merupakan jumlah dari evaporasi dan transpirasi. Yang dimaksud dengan evaporasiadalah proses perubahan molekul air di permukaan menjadi molekul air
dimana air yang dihisap oleh akar diteruskan lewat tubuh tanaman dan diuapkan kembali melalui pucuk daun. Nilai evapotranspirasi dapat diperoleh dengan pengukuran di lapangan atau dengan rumus-rumus empiris. Untuk keperluan perhitungan kebutuhan air irigasi dibutuhkan nilai evapotranspirasi potensial (Eto) yaitu evapotranspirasi yang terjadi apabila tersedia cukup air. Kebutuhan air untuk tanaman adalah nilai Eto dikalikan dengan suatu koefisien tanaman.
Etc = Kc x Eto ...2- 27 di mana:
Kc = koefisien tanaman
Eto = evapotranspirasi potensial (mm/hari) Etc = Evapotranspirasi tanaman (mm/hari).
Kebutuhan air konsumtif ini dipengaruhi oleh jenis dan usia tanaman (tingkat pertumbuhan tanaman). Pada saat tanaman mulai tumbuh, nilai kebutuhanair konsumtif meningkat sesuai pertumbuhannya dan mencapai maksimum padasaat pertumbuhan vegetasi maksimum. Setelah mencapai maksimum danberlangsung beberapa saat menurut jenis tanaman, nilai kebutuhan air konsumtifakan menurun sejalan dengan pematangan biji. Pengaruh watak tanaman terhadapkebutuhan tersebut dengan faktor tanaman (kc).Nilai koefisien pertumbuhan tanaman ini tergantung jenis tanaman yangditanam. Untuk tanaman jenis yang sama juga berbeda menurut varietasnya. Kebutuhan air irigasi selama jangka waktu penyiapan lahan
IR = M.ek/(ek – 1) ...2-28 di mana:
hilang akibat evaporasi, M=Eo+P
E0 = Evaporasi air terbuka yang diambil dari 1,1 x ET0 selama penyiapan lahan
k = MT/S, T = jangka waktu penyiapan lahan (hari), dan S = air yang dibutuhkan untuk penjenuhan ditambah dengan 50 mm.
1. Kebutuhan bersih air di sawah untuk padi (NFR)
NFR = ETc + P – Re + WLR ...2-29 2. Kebutuhan irigasi untuk padi
IR = NFR/e ...2-30 di mana:
Etc = penggunaan konsumtif (mm)
P = kehilangan air akibat perkolasi (mm/hari) Re = curah hujan per hari (mm/hari)
E = efisiensi irigasi secara keseluruhan WLR = penggantian lapisan air (mm/hari).
2.7.3. Perkolasi
Laju perkolasi sangat tergantung pada sifat-sifat tanah. Data-data mengenai perkolasi akan diperoleh dari penelitian kemampuan tanah maka diperlukan penyelidikan kelulusan tanah. Pada tanah lempung berat dengan karakteristik pengolahan (puddling) yang baik, laju perkolasi dapat mencapai 1-3 mm/hari. Pada tanah-tanah yang lebih ringan, laju perkolasi bisa lebih tinggi. Untuk menentukan laju perkolasi, perlu diperhitungkan tinggi muka air tanahnya. Sedangkan rembesan terjadi akibat meresapnya air melalui tanggul sawah.
Setelah pemupukan perlu dijadwalkan dan mengganti lapisan air menurut kebutuhan. Penggantian diperkirakan sebanyak 2 kali masing-masing 50 mm satu bulan dan dua bulan setelah transplantasi (atau 3,3 mm/hari selama 1/2 bulan).
2.7.5. Curah Hujan Efektif
Analisa curah hujan yang dimaksud adalah curah hujan efektif untuk menghitung kebutuhan air irigasi. Curah hujan efektif atau andal adalah bagian dari keseluruhan curah hujan yang secara efektif tersedia untuk kebutuhan air irigasi.
Curah hujan efektif (Reff) ditentukan berdasarkan besarnya R80 yang merupakan curah hujan yang besarnya dapat dilampaui sebanyak 80% atau dengan kata lain dilampauinya 8 kali kejadian dari 10 kali kejadian. Artinya, bahwa besarnya curah hujan yang terjadi lebih kecil dari R80 mempunyai kemungkinan hanya 20%. Untuk menghitung besarnya curah hujan efektif dinyatakan dengan rumus sebagai berikut:
R80 = (n/5) + 1...2-31 di mana:
Reff = curah hujan efektif 80% (mm/hari)
(n/5)+1 = rangking curah hujan efektif dihitung dari curah hujan terkecil
n = jumlah data.
Untuk menghitung curah hujan efektif padi digunakan persamaan sebagai berikut: Reff= 0,7 x
x R... 2-32 Di mana :
R = curah hujan minimum pada tengah bulanan
2.7.6. Efisiensi Irigasi
Efisiensi irigasi adalah angka perbandingan dari jumlah air irigasi nyata yang terpakai untuk kebutuhan pertumbuhan tanaman dengan jumlah air yang keluar dari pintu pengambilan (intake). Efisiensi irigasi terdiri atas efisiensi pengaliran yang pada umumnya terjadi di jaringan utama dan efisiensi di jaringan sekunder yaitu dari bangunan pembagi sampai petak sawah. Efisiensi irigasi didasarkan asumsi sebagian dari jumlah air yang diambil akan hilang baik di saluran maupun di petak sawah. Kehilangan air yang diperhitungkan untuk operasi irigasi meliputi kehilangan air di tingkat tersier, sekunder dan primer. Besarnya masing-masing kehilangan air tersebut dipengaruhi oleh panjang saluran, luas permukaan saluran, keliling basah saluran dan kedudukan air tanah. Besarnya nilai efisiensi irigasi ini dipengaruhi oleh jumlah air yang hilang selama di perjalanan. Efisiensi kehilangan air pada saluran primer, sekunder dan tersier berbeda-beda pada daerah irigasi. Besarnya kehilangan air di tingkat saluran primer 80%, sekunder 90% dan tersier 90%. Sehingga efisiensi irigasi total = 90% x 90% x 80% = 65 %.
Rumus efisiensi irigasi dinyatakan sebagai berikut : Ec =
x 100 % ...2-33 Dimana :
Ec = Kehilangan Air irigasi
Debit pangkal = Jumlah air yang masuk Debit ujung = Jumlah air yang keluar
Tingkat efektifitas jaringan irigasi terutama pada jaringan irigasi induk dan jaringan irigasi sekunder diperoleh menggunakan persamaan berikut.
IA =
X 100 % ...2-34 Dimana semakin tinggi nilai IA menunjukkan semakin efektifitas pengolahan jaringan irigasi.
2.7.8. Kebutuhan Air Sawah
Perkiraan banyaknya air untuk irigasi didasarkan pada faktor-faktor jenis tanaman, jenis tanah, cara pemberiaan airnya, cara pengolahan tanah, banyak turun curah hujan, waktu penanaman, iklim, pemeliharaan saluran dan bangunan bendung dan sebagainya. Banyaknya air pada petak sawah dapat dirumuskan sebagai berikut :
NFR = Etc + P + WLR – Re ...2-35 di mana:
NFR = kebutuhan air irigasi di sawah (lt/det/Ha Etc = penggunaan konsumtif (mm/hari) WLR = penggantian lapisan air (mm/hari) P = perkolasi (mm/hari)
Re = curah hujan efektif
Kebutuhan air di pintu pengambilan dapat dirumuskan sebagai berikut :
DR = (NFR x A)/e ...2-36 di mana:
NFR = kebutuhan air irigasi di sawah (lt/det/Ha) DR = kebutuhan air di pintu pengambilan (lt/det/Ha) A = luas areal irigasi rencana (ha)