Pemanfaatan Air Embung Waerita, Kecamatan Waegete, Kabupaten Sikka, Provinsi NTT
2.1. Metode Pengumpulan data
a. Data hidrologi berupa data hujan yang diambil dari Dinas Pekerjaan Umum Stempat, dengan data dari 1988 – 2010.Data terrsebut diambil dari dua setasiun hujan Maumere dan Paupanda masing-masing berada di Kabupaten Sikka, b. Data Meteorology, diambil dari setasiun
meteorology Megapanda, Kecamatan Sita, Kabupaten Sikka.
c. Data peta rupa bumi Indonesia (RBI) diambil Bakosurtanal dengan skala 1 : 20.000,
d. Data jumlah penduduk diambil dari pemerintah Desa Horder, Kecamatan Waegete, Kabupaten Sika
e. Data debit aliran sungai diambil langsung di lapangan.
2.2.Metode Analisis Data
Ketersediaan air (debit tersedia atau debit andalan) merupakan debit minimum yang tersedia untuk keperluan sepanjang tahun, dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungkan. Debit andalan umumnya diambil 80 % yang berarti akan dihadapi resiko adanya debit-debit yang lebih kecil dari debit andalan sebesar 20 % dari banyaknya pengamatan. Debit andalan ini dapat dianalisis dengan metode simulasi Mock (Litbang KP-01 DPU, 2002).
Metode F.J. Mock merupakan suatu cara simulasi aliran dengan data curah hujan, evapotranspirasi dan karakteristik hidrologi daerah pengaliran untuk menaksir tersedianya air di sungai bilamana data debit terbatas atau tidak ada data. Konsep dasar analisis dari metode F.J. Mock dapat dilihat seperti gambar 2. berikut :
Gambar 2. : Skema Model FJ. Mock Kebutuhan Data dan Formula/rumus
Simulasi debit andalan (dependable flow) Metode Mock membutuhkan data-data antara lain : 1. Curah Hujan
a). Curah Hujan rerata bulanan (direrata sepanjang tahun data)
b). Jumlah hari hujan bulanan c). Curah hujan efektif
Re = 0,70*R80/15 . . . (1)
dengan :
Re= curah hujan efektif,
R80 = curah hujan andalan 80 % hujan bulanan, mm
2. Evapotranspirasi Terbatas/actual
Evapotranpirasi actual adalah evapotranspirasi potensial yang memperhitungkan factor exposed
surface dan jumlah hari hujan dalam bulan yang
bersangkutan. E =Ep*(
20
m
)*(18-n) . . . .. . . (2) Eac = Ep - E . . . . (3) dengan :E = selisih antara Evapotranspirasi potensial dan Evapotranspirasi actual,
Ep = Evapotranspirasi potensial, Eac = Evapotranspirasi actual,
n = jumlah hari hujan,
m = exposed surface.
Evapotranspirasi tanaman acuan cara Penman modifikasi (FAO) dengan masukan data iklim yang terdiri letak lintang, temperatur, kelembaban relatif, kecepatan angin dan lama penyinaran matahari, formulanya ditulis sebagai berikut (Sosrodarsono S., 1980) :
Eto= c [ W * Rn + (1-W)* f(u)*(ea-ed) ] (4) dengan :
Eto = evapotranspirasi tanaman (mm/hari)
W = faktor temperatur
Rn = radiasi bersih (mm/hari) f(u) = faktor kecepatan angin
ea-ed = perbedaan antara tekanan uap air
pada temperatur rata-ratadengan tekanan uap jenuh air (m bar)
c= angka koreksi Penman (iklim di
Indonesia nialinya antara 0,86 – 1,1) W = / . . . . (4.a) =0,386 * P/L . . . . . . . (4.b) L = 595 – 0,51*T . . . .(4.c) P = 1013 – 0,1055*E . . . (4.d) D =2*(0,00738*T+0,8072)*T-0,00116.(4.e) Rn= Rns - Rn1. . . . . . . . . (4.f) Rns = ( 1 - ) * Rs. . . (4.g) Rs = ( a + b n/N ) * Ra. . . . (4.h) Rn1 = f (t) * f (ed) * f(n/N) . . . . .. (.4.i) ed = ea * Rh . . . .(4.j) ea = 33.8639*((0,00738*Tc + 0,8072) - 0,000019*(1,8*T+48)+0,00131) . . (4.k) Ud = ) 1 ( * 2 , 43 * 2 r r U U U . . . (4.l) Ur = Ud/Un . . . .. . . .(4.m) dengan : Rh = kelembaban relative,
E = elevasi diatas muka laut,
Ur = kecepatan rasio,
Ud = kecepatan angin siang,
Seminar Nasional ke – 9: Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi
α = albedo atau faktor pantulan. 3. Water Surplus (WS)
Water Surplus merupakan air hujan yang ntelah mengalami evapotranspirasi dan mengisi tampungan tanah (soil storage, SS), water surplus ini berpengaruh langsung pada infiltrasi atau perkolasi dan total runoff.
WS = (P – Eac) + SS . . . .. . . . (5) 4. Tampungan Kelembaban Tanah
Tampungan kelembaban tanah (soil moisture
storage, SMS) terdiri dari kapasitas kelembaban
tanah (soil moisture capacty, SMC), zona infiltrasi, limpasan permukaan tanah dan tampungan tanah (soil storage, disingkat SS). Besarnya soil moisture
capacity (SMC) dihitung dengan persamaan sebagai
berikut :
SMS = ISMS + (P – Ea) . . . . .. . . . .(6) dengan :
ISMS = initial soil moisture storage (tampungan kelembaban tanahawal), merupakan soil
moisture capacity (SMC) bulan
sebelumnya.
P–Ea= presipitasi yang telah mengalami evapotranspirasi.
5. Ground water storage (GS)
Ground water storage (GS) merupakan tampungan air yang dapat ditahan oleh batuan yang besarnya dapat dihitung sebagai persamaan berikut :
GS = {0,5x(1+K)x i} + {KxGSom }. ..(7) dengan :
K = konstanta resesi aliran bulanan, GSom =ground water storage bulan sebelumnya.
6. Aliran dasar (base flow, BF)
Aliran dasar merupakan selisih antara infiltrasi dan perubahan ground water storage, sehingga persamaannya ditulis sebagai berikut :
BF = i - GS . . . .. . . (8) 7. Direct Run Off ( DRO)
Limpasan permukaan berasal dari water surplus yang telah mengalami infiltrasi, sehingga persamaannya ditulis sebagai berikut :
DRO = WS - i . . . .. . . (9)
9.Total Run Off, TRO)
Totalrun off (TRO) yang merupakan
komponen-komponen pembentuk debit sungai (stream flow) adalah jumlah antara base flow, direct run off dan
storm run off, atau:
TRO=BF+DRO + SRO . . . (11) 10. Kebutuhan Air Irigasi.
Kebutuhan air irigasi ini meliputi pemenuhan kebutuhan air untuk keperluan pertanian secara umum. Selain untuk memenuhi kebutuhan air di areal persawahan juga untuk memenuhi kebutuhan air untuk keperluan peternakan dan perikanan. Kebutuhan air untuk irigasi diperkirakan dari perkalian antara luas lahan yang di airi dengan kebutuhannya persatuan luas. Kebutuhan air irigasi dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu kebutuhan untuk penyiapan lahan (IR), kebutuhan air konsumtif untuk tanaman (Etc), perkolasi (P), kebutuhan air untuk penggantian lapisan air (RW), curah hujan efektif (ER), efisiensi air irigasi (IE), dan luas lahan irigasi (A). Besarnya kebutuhan air irigasi di hitung berdasarkan persamaan sebagai berikut:
A IE ER P RW IR Etc IG . . .(12) dengan :IG=Kebutuhan air irigasi, (m3).
Etc=Kebutuhan air konsumtif, (mm/hari). IR=Kebutuhan air untuk penyiapan lahan, (mm/hari).
RW=Kebutuhan air untuk mengganti lapisan air, (mm/hari).
P=Perkolasi, (mm/hari). ER=Hujan efektif, (mm/hari). IE=Efisiensi irigasi, (-). A=Luas areal irigasi, (m2). Kebutuhan air konsumtif (Etc).
Kc
Eto
Etc
. . . (13) dengan :Etc=Kebutuhan air konsumtif, (mm/hari). Eto=Evapotranspirasi, (mm/hari). Kc = Koefisien tanaman, (-).
Kebutuhan air untuk penyiapan lahan (IR).
1 k k e e M IR . . . .. (14) dengan :
k = M x (T/S),
S= Kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm. Curah hujan efektif (Re)
Re = 0,70 x R /15 . . . .. . . . .. (15) dengan :
R = curah hujan setengah bulanan (mm) Efisiensi irigasi (IE).
Efisiensi irigasi merupakan indikator utama dari unjuk kerja suatu sistem jaringan irigasi. Efisiensi irigasi didasarkan asumsi sebagian dari jumlah air yang di ambil akan hilang, baik di saluran maupun di petak sawah, yang direkomendasikan sebagai berikut :
Tabel 1. : Efisiensi Jaringan Irigasi
No Keterangan Awal Peningkatan yang dapat dicapai Ef
1. Jaringan Irigasi Utama 0,75 0,8
2. Petak Tersier 0,65 0,75
3. Keseluruhan 0,6 0,6
Sumber : Standar Perencanaan rigasi, KP-1
Hasil dan Pembahasan
Metode Mock merupakan cara yang telah banyak dipakai untuk menghitung ketersediaan debit sungai yang umumnya dipakai untuk memperkirakan debit andalan.
Tahapan analisis dapat diuraikan sebagai berikut : 1). Curah Hujan Rerata
Curah hujan rerata setengan bulanan dihitung dari 2 (dua) buah setasiun hujan, masing-masing setasiun tersebut adalah SetasiunHujan Maumere dan Paupanda masing-masing di Kabupaten Sikka sepanjang 1988 sd 2010Tabel 2.a dan 2.b.berikut :
Tabel 2.a. : Hujan setengan bulanan rerata setasiun Maumere-Paupanda I II I II I II I II I II I II 1988 37 69.2 81.6 17 45.5 361 51.5 2 13.5 0 0 0 1989 43 120 118 150 63.5 86.5 32 151 4 0 21 8 1990 185 135 27 79.5 186 0 44 43.5 46.5 52 0 7 1991 46 71 81 143 68.5 7 130 18.5 1.5 4 0 0.5 1992 63.5 33 72.5 97 51 14.5 14 30.5 1 22 0 0 1993 31 76 105 69.5 94.5 33 76 27 0 12 0 12 1994 51 117 53 78 164 85.5 73 14 18 0 3 0 1995 92.5 128 62 48.5 29.5 72.5 95.5 0 25 0 1.5 0 1996 63.5 108 65 43.5 89 24.5 33 4 1 17.5 0 0 1997 59 75 128 91.5 67 3 17.5 8 0 6 12 16.5 1998 43.5 67.5 71 58.5 122 52.5 92.5 64 28 2.5 7.5 10 1999 70 208 167 103 76.5 132 40 35.5 0 4 1 2.5 2000 39.5 220 82.5 31 114 73 27 82 40.5 73.5 3 8.5 2001 64.5 66 67.5 54.5 55.5 78 53 10 4 4 1 2 2002 43 89.5 166 68.5 74.5 25 42.5 16 0 0 0 0 2003 65 98.5 128 81 138 99.5 28 19 0 4 0 1 2004 70 141 153 113 128 38.5 25.5 50.5 35 25 20.5 0.5 2005 20 122 46.5 44.5 62.4 77.9 155 7 6 1.5 0 4 2006 93.6 62.3 130 73.3 95.8 49 84 149 79.8 31.1 0 38.5 2007 53.5 41 12 168 112 172 42 9 0 5 4 22 2008 29.9 40.5 163 185 34.5 84.4 46.5 33 0 8 38.5 3.5 2009 66.1 84 125 39.5 66 12 50.8 47 52 35 0 0 2010 124 84.5 68 9.5 31.5 34.5 14.5 51.5 23.5 14.5 0 17 Th Januari Februari Maret April Mei Juni
Sumber : Analisis peneliti
Tabel 2.b. : Hujan setengan bulanan rerata lanjutan table 1.a I II I II I II I II I II I II 1988 4 0 0 1 8.5 5 52 5.5 211 174 77 72.7 1989 38 59.5 5.5 15.5 0 0 33.5 111 6.5 118 75 21 1990 1 57 0 0 0.5 6 0 19.5 97 12 110 26 1991 11.5 14 0 0 7.5 9.5 0.5 0 69 80.5 17.5 7.5 1992 1 0 0 0.5 14 50.5 18.5 18.5 3.5 79.5 208 49.5 1993 7 0 1 1 0 3.5 10.5 30 0 66 69 83 1994 0 0 0 0 0 0 0 0 1.5 17.5 62.5 74.5 1995 0 0 0 0 7.5 14.5 18 5.5 18.5 26.5 175 47.5 1996 4 0 15 0 1.5 0 9.5 45 21 72 175 79.5 1997 0 0 0 0 0 0 0 0.5 0 23.5 34 81 1998 18.5 8.5 0 0 0 2 9.5 65 110 63 112 197 1999 0 0 2.5 2.5 0 0 7.5 14 46 28.5 203 162 2000 0 0 0 0 0 0 0 10.5 49.5 32 38 49.5 2001 13 43.5 0 0 7.5 13.5 0.5 5.5 43 55.5 58 92 2002 0 0 0 0 14 45.5 18.5 2 16 86 182 96.5 2003 7 0 1 1 0 3.5 8.5 30 19 73 105 98 2004 12 12 7.5 1.5 0 0 0 10 2.5 32.5 38 78.5 2005 3 15.5 7 0.5 0 1 6 132 59 29.1 75.4 74.4 2006 0 0 0 0 0 0 3.5 8 4 14.5 16.5 194 2007 0 1 0 0 0 0 0 3 31 20.5 81.5 365 2008 1.5 1 0 1 1.5 7 35 16.5 48.4 101 180 66.6 2009 0 7 0 0 42 23.5 6.5 1.5 2.5 111 75 43 2010 9 0 6 7.5 58.5 49 58.5 11.5 68 20.5 42 45 Juli Agust Sept Oktb November Desemb Th
Sumber : Analisis peneliti
2). Jumlah Hari Hujan setengah bulanan
Jumlah hari hujanmpengaruhi evapotranspirasi, pada penelitian ini jumlah hari hujan dihitung dari setasiun Maumere dan Paupanda), yang hasilnya sebagai tabel 3.a. dan 3.b sebagai berikut :
Tabel 3.a.:Jumlah hari hujan setengan bulanan Maumere-Paupanda I II I II I II I II I II I II 1988 2.5 5.5 8 3.5 3.5 11 3.5 0.5 1.5 0 0 0 1989 3 7.5 6.5 6 7.5 6 2.5 7 0.5 0 1 1.5 1990 9 7 2.5 3.5 5 0 2.5 2.5 1 3.5 0 0.5 1991 5 5.5 5.5 5.5 4 1 7.5 2 0.5 0.5 0 0.5 1992 4.5 3 5 7.5 4.5 2.5 3.5 0.5 0.5 0.5 0 0 1993 3 7 4.5 5 4 2.5 6 3.5 0 1 0 2 1994 5 7.5 5 7.5 9.5 4.5 4 1 2 0 0.5 0 1995 8 6.5 4 4.5 4 4.5 7 0 1 0 0.5 0 1996 4 10 6.5 3.5 5.5 2.5 3.5 0.5 0.5 1 0 0 1997 6 7 9 8 4.5 1 3 1 0 1 2.5 2.5 1998 4 7 6 4.5 4.5 4 6 9 2 1.5 1 3 1999 7.5 10.5 10 9 6.5 12 5.5 3.5 0 1 0.5 1.5 2000 6 12.5 7.5 7 6.5 6.5 6 5.5 3 6.5 1.5 1.5 2001 6.5 4.5 7.5 3 4.5 6 5 1.5 1 0.5 1 2 2002 4 5.5 9 7 6 3 3 0.5 0 0 0 0 2003 5.5 6 6.5 7 4 4.5 3 2 0 0.5 0 0.5 2004 6.5 5.5 11 7 10 2.5 3 4 3 2.5 1.5 0.5 2005 2 8 6.5 4.5 5.5 7.5 9 1 2 0.5 0 1 2006 8 9.5 6.5 7 6.5 7.5 7 7.5 3.5 1.5 0 2 2007 6 3 3.5 11 10 8 5 3.5 0 1 1.5 3 2008 5.5 7 11.5 8.5 3 8.5 6 0.5 0 1 1.5 0.5 2009 5.5 5.5 9 5 4 2 5.5 4.5 4 2.5 0 0 2010 8 7.5 4.5 2.5 4 4 1 6 2.5 3 0 2 Th Januari Februari Maret April Mei Juni
Sumber : Analisis peneliti
Tabel 3.b.: Jumlah hari hujan setengan bulanan Lanjutan Tabel 2. a I II I II I II I II I II I II 1988 1 0 0 0.5 1 1 4 1 6 7 6.5 6.5 1989 2.5 2 0.5 2.5 0 0 1 3 1.5 3.5 5 3.5 1990 0.5 2 0 0 0.5 0.5 0 1 1.5 2 8 3.5 1991 1 1.5 0 0 0.5 0.5 0.5 0 5.5 8.5 3.5 1 1992 0.5 0 0 0.5 2 4 2 2.5 1.5 6.5 8 4 1993 1 0 0.5 0.5 0 1.5 1 1 0 5.5 4.5 8 1994 0 0 0 0 0 0 0 0 0.5 2.5 3.5 4.5 1995 0 0 0 0 0.5 0.5 1.5 1.5 2 3 10 4 1996 0.5 0 1.5 0 1 0 1 2.5 2.5 4.5 7.5 8.5 1997 0 0 0 0 0 0 0 0.5 0 3 4 5 1998 2.5 1.5 0 0 0 1 6.5 5 8 8 7 8.5 1999 0 0 0.5 1 0 0 2.5 1.5 6.5 4.5 10 8.5 2000 0 0 0 0 0 0 0 2 5.5 2 5.5 4.5 2001 1.5 2 0 0 0.5 1 0.5 1 4.5 7 4 3 2002 0 0 0 0 2 3.5 2 0.5 1.5 5 7 6 2003 1 0 0.5 0.5 0 1.5 1.5 1 2.5 7 5 6.5 2004 0.5 0.5 1.5 0.5 0 0 0 2.5 1.5 4 3 7.5 2005 1 3 2 0.5 0 0.5 1 4 6 3 6.5 7.5 2006 0 0 0 0 0 0 1.5 2.5 1.5 3 3 9.5 2007 0 1 0 0 0 0 0 1 4 4 3.5 13 2008 0.5 0.5 0 0.5 0.5 1 4 2 4 8 9.5 8 2009 0 1 0 0 1.5 1.5 0.5 0.5 0.5 2.5 4 6 2010 0 0 1.5 1 5 5.5 5 3 2.5 3 5.5 6
Juli Agust Sept Oktb November
Th Desemb
Seminar Nasional ke – 9: Rekayasa Teknologi Industri dan Informasi
3.. Data Klimatologi
Data klimatologi diambil dari setasiun Megapanda, dengan panjang data satu tahun pada 1937. Hasil analisis hitungan Evapotranspirasi dengan menggunakan persamaan 2, 2 dan 4 yang hasilnya ditampilkan dalam tabel 4, sebagai di samping :
Tabel 4. : Data Klimatologi Megapanda
Kelembaban Kecepatan Lama
Bulan Temperatur Udara Angin Penyinaran Penguapan
o C % Km/hari (%) (mm/bl) Januari 27.60 93.40 35.10 30.00 5.50 Februari 27.70 92.30 14.40 39.80 9.35 Maret 27.80 83.03 20.58 60.80 5.65 April 27.50 88.30 19.80 67.30 5.90 Mei 27.90 83.74 28.90 67.99 6.20 Juni 27.50 82.80 42.30 61.45 6.50 Juli 28.10 88.90 80.42 67.91 6.96 Agustus 28.00 83.20 34.10 81.50 6.74 September 28.20 91.60 44.95 77.40 6.32 Oktober 28.30 87.06 41.90 81.90 7.30 November 27.40 86.80 43.00 66.27 7.20 Desember 27.50 90.10 39.05 48.14 6.35 Rata-rata 27.79 87.60 37.04 62.54 6.66
Sumber : BMKG Kab Sikka
3). Evapotranspirasi Potensial
Evapotranspirasi Potensial dianalisis menurutpersamaan 4.a sd .4.m dan hasilnya sebagai Table 5. berikut : Ja n F eb M arc h A pr M ay Ju n Jul A ug S ep O ct N ov D ec A ve ra ge 27 .600 27. 70 0 27. 80 0 27. 50 0 27 .9 00 27 .500 28 .100 28 .000 28. 20 0 28. 30 0 27