BAB II. METODE PENELITIAN
2.2. Cara Penelitian
2.2.6. Metode Perhitungan
Kebutuhan air untuk tanaman dibagi kedalam tiga kebutuhan, yaitu : b.1. Kebutuhan Air Konsumtif (Crop Water Requirement/ CWR)
b.2. Kebutuhan Air Untuk Satu Petak Sawah (Farm Water Requirement/ FWR) b.3. Kebutuhan Air Untuk Seluruh Area Irigasi (Project Water Requirement/PWR)
b.1. Perhitungan Kebutuhan Air Konsumtif (Crop Water Requirement/ CWR) Soewarno (2000) mengemukakan bahwa kebutuhan air konsumtif (Crop Water Requirement/ CWR) adalah tebal air yang dibutuhkan untuk keperluan evapotranspirasi suatu jenis tanaman pertanian. Perhitungan untuk menentukan nilai CWR adalah :
CWR = Kc . Eto Keterangan :
CWR = kebutuhan air konsumtif (mm/0,5 bln) Kc = koefisien tanaman
Eto = evapotranspirasi (mm/0,5 bln)
24
Nilai evapotranspirasi ditentukan menggunakan metode Blaney-Criddle.
Menurut Soewarno (2000), metode Blaney–Criddle banyak digunakan untuk memperkirakan kebutuhan air tanaman. Persamaannya adalah :
Eto = p. (0,46t + 8,13) Keterangan :
p = perbandingan rata-rata lamanya waktu siang hari untuk bulan tertentu dengan jumlah lamanya waktu siang dalam setahun
t = temperatur rata-rata harian (oC)
Nilai perbandingan rata-rata lamanya waktu siang hari untuk bulan tertentu dengan jumlah lamanya waktu siang dalam setahun (faktor p) ditampilkan dalam Tabel 2.3.
Tabel 2.3. Nilai Faktor p Metode Blaney – Criddle
Lintang Bulan
utara Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sept Okt Nov Des selatan Jul Ags Sep Okt Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Jun 60° 0,15 0,20 0,27 0,32 0,38 0,41 0,40 0,34 0,28 0,22 0,17 0,13 50° 0,19 0,23 0,27 0,31 0,34 0,36 0,35 0,32 0,28 0,24 0,20 0,18 40° 0,22 0,24 0,27 0,30 0,32 0,34 0,33 0,31 0,28 0,25 0,22 0,21 30° 0,24 0,25 0,27 0,29 0,31 0,32 0,31 0,30 0,28 0,26 0,24 0,23 20° 0,25 0,26 0,27 0,28 0,29 0,30 0,30 0,29 0,28 0,26 0,25 0,25 10° 0,26 0,27 0,27 0,28 0,28 0,29 0,29 0,28 0,28 0,27 0,26 0,26 0° 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27
Sumber : Soewarno, 2000
Koefisien tanaman yang digunakan adalah koefisien tanaman padi lokal dengan berdasarkan nilai koefisien FAO. Departemen Pekerjaan Umum (dalam Soewarno, 2000) menjabarkan nilai koefisien tanaman padi menurut FAO seperti yang tertera pada Tabel 2.4.
25
Tabel 2.4. Nilai koefisien tanaman padi menurut FAO
Bulan FAO
Sumber : Dep. PU, 1987 dalam Soewarno, 2000
b.2. Kebutuhan Air Untuk Satu Petak Sawah (Farm Water Requirement/FWR) Farm Water Requirement merupakan total kebutuhan air untuk satu petak sawah guna menggantikan air yang hilang akibat evapotranspirasi dan perkolasi.
Air yang hilang digantikan dengan memberi penggenangan agar menjaga tanah dalam kondisi lapang. Menurut Linsley dan Franzini (1985), kebutuhan air untuk petak sawah tanaman padi dihitung dengan persamaan :
Keterangan :
Per = Perkolasi (mm/0,5 bln)
Pg = laju penambahan air untuk penggenangan (mm/0,5 bln) FWR = kebutuhan air di petak sawah (mm/0,5 bln)
Debit FWR dalam satuan l/dtk/ha diperoleh dari konversi satuan mm/hari.
Untuk mengubah satuan dari mm/hari menjadi l/dtk/ha mengacu pada perhitungan berikut :
l/dtk per luasan 1 hektar adalah (Hermanto, 2006) :
26 = 0,11574 l/dtk/ha
Laju penambahan air untuk penggenangan diketahui berdasarkan atas rumus sebagai berikut (Koehuan, 2003) :
M= Eo + perkolasi
Keterangan :
I = laju penambahan air untuk penggenangan (mm/ 0,5 bln) T = lama persiapan lahan (hari)
S = tebal penggenangan (mm)
Parameter lain yang harus diketahui adalah nilai perkolasi. Menurut Sufyandi (2003), kehilangan air karena perkolasi pada sawah dipengaruhi oleh luasan petak sawah, faktor hidraulik dan faktor fisik lingkungan tanah sawah seperti tekstur, struktur dan permeabilitas tanah. Namun sawah yang semakin tua, pori-pori tanah akan berangsur-angsur terisi oleh butir-butir sedimen halus yang terbawa oleh aliran air irigasi ataupun akibat adanya penggenangan. Hal tersebut membuat kondisi fisik tanah akan stabil dan kedap, sehingga nilai perkolasi akan menjadi relatif sama walaupun pada satuan tanah yang berbeda.
Menurut Susilowati (2004), semakin tua umur sawah, maka kondisi fisik tanahnya akan makin stabil dan kedap air, sehingga laju perkolasi akan relatif stabil dan konstan pada satuan-satuan tanah yang berbeda. Pendekatan perhitungan nilai perkolasi merupakan hubungan antara kondisi fisik tanah sawah dan luasan pada tiap petak sawah, diperoleh dengan menggunakan persamaan oleh Sufyandi (1993) :
27
b.3. Kebutuhan Air Untuk Seluruh Area Irigasi (Project Water Requirement/ PWR)
Project Water Requirement adalah total kebutuhan air pada keseluruhan petak-petak area persawahan yang mendapat suplai air dari irigasi. Nilai PWR adalah adalah dalam satuan liter/dtk yang diperoleh dengan mengalikan nilai PWR dalam satuan mm/0,5 bln dengan nilai konversi 0,11574.
Kebutuhan air untuk seluruh area irigasi dihitung menggunakan persamaan (Linsley dan Franzini, 1985) :
Keterangan :
PWR = total kebutuhan air untuk seluruh area irigasi (l/dtk) Er = curah hujan efektif (mm)
Efp = efisiensi penyaluran (%) A = luas area persawahan (ha)
Perhitungan nilai PWR memerlukan nilai curah hujan efektif. Perhitungan curah hujan efektif menurut Vaughn E. Hansen dkk (1986) bahwa, hujan rata-rata wilayah yang menjadi hujan efektif untuk tanaman dapat dihitung dengan persamaan berikut :
Keterangan :
Er : curah hujan efektif (mm/0,5 bln) Et : evapotranspirasi (mm/0,5 bln) R : curah hujan (mm/0,5 bln)
Curah hujan rata-rata wilayah dihitung dengan memakai rumus Isohyet.
Pemilihan formula tersebut digunakan untuk daerah yang topografinya yang
28
bergunung serta stasiun hujan yang tidak tersebar merata. Rumus yang digunakan adalah (Soewarno, 2000) :
P = 1/A [(A1.H1) + (A2.H2) + (A3.H3) + … + (An.Hn)]
Keterangan : P = curah hujan rata-rata (mm)
H1,H2 = curah hujan pada tiap-tiap stasiun pengamatan (mm) n = jumlah titik pengamatan
A1,A2 = luas poligon/ daerah yang mewakili tiap-tiap stasiun (Km2)
Parameter lain yang harus diketahui adalah nilai efisiensi penyaluran.
Efisiensi penyaluran adalah perbandingan antara debit pada saluran dengan debit yang masuk pada petak sawah irigasi. Efisiensi penyaluran menggambarkan jumlah persentase air yang memasuki satu petak sawah setelah dikurangi dengan kehilangan-kehilangan seperti perkolasi, evaporasi dan rembesan. Menurut Hansen, dkk, (1986), Efisiensi penyaluran air dihitung menggunakan rumus sebagai berikut :
Keterangan :
Efp = efisiensi penyaluran air (%)
Q2 = Jumlah air yang sampai di lahan pertanian (lt/dtk)
Q1 = jumlah air yang dialirkan dari sungai atau sumber lain (lt/dtk)
Kehilangan air di saluran dihitung dengan membandingkan debit pada awal saluran dan akhir saluran yang akan mencapai petak sawah. Dengan mengetahui perbedaan debitnya maka akan diketahui jumlah kehilangan airnya.
Untuk saluran yang tidak terlalu lebar dan tidak terlalu dalam, dapat digunakan alat currentmeter untuk pengukuran kecepatan menggunakan metode velocity-area. Rumus pengukuran debit adalah (Soewarno, 1991) :
% Q1 100
Q2x Efp
29
Q = A . V V = aN + b
Keterangan :
Q = debit saluran (m3/dtk) A = luas penampang basah (m2)
V = kecepatan aliran menggunakan currentmeter (m/dtk) N = jumlah putaran currentmeter per detik
a dan b = konstanta currentmeter yang tertera pada alat
Pengukuran kecepatan menggunakan metode mean section dilakukan dengan membagi penggal saluran yang akan diukur kedalam seksi-seksi (sections) kemudian pengukuran dilakukan pada masing-masing seksi (Gambar 2.2.). Lokasi dan jumlah pengukuran kecepatan pada tiap seksi disesuaikan dengan kedalaman sungai/ saluran.
Saluran irigasi yang diukur adalah saluran tersier yang relatif kecil dan dangkal, oleh karena itu saluran akan dibagi kedalam dua seksi dan pengukuran kecepatan aliran dilakukan pada kedalaman 0,6 bagian dari dasar saluran (0,6 d).
30
BAB III PERHITUNGAN
3.1. Kebutuhan Air Konsumtif
Kebutuhan air konsumtif (Crop Water Requirement atau CWR) adalah tebal air yang dibutuhkan untuk mengganti keperluan evapotranspirasi suatu jenis tanaman pertanian tanpa dibatasi oleh kekurangan air (Soewarno, 2000). Kebutuhan air tanaman akan bervariasi pada tiap masa pertumbuhan tanaman tergantung dari nilai koefisien tanaman (Kc). Untuk mengetahui nilai kebutuhan konsumtif tanaman, dapat dihitung berdasarkan nilai evapotranspirasi dan koefisien tanaman.