2. Kebutuhan air tanaman
4.5. Pembahasan Umum
Penggunaan airbumi sebagai sumber air irigasi memiliki dua konsekuensi di mana keduanya merupakan aspek yang menentukan keberlanjutan suatu usaha yaitu aspek lingkungan dan aspek ekonomi, di samping aspek sosial. Konsekuensi yang dimaksud adalah 1) dapat menimbulkan kerusakan lingkungan dan 2) usahatani dapat mengalami kerugian akibat biaya irigasi yang tinggi. Kerusakan lingkungan terjadi bilamana dalam pengambilan airbumi tidak menerapkan system keseimbangan antara potensi air bumi yang ada dalam suatu wilayah dengan besarnya debit pengambilan. Mengingat potensi airbumi sulit diketahui secara pasti, maka potensi tersebut diduga dengan menggunakan pendekatan Darcy’s, di mana variabel yang menentukan seperti karakteristik akifer harus diketahui terlebih dahulu melalui uji pemompaan. Konsekuensi lain berupa timbulnya kerugian dapat dicegah denganh melakukan usahatani dengan luasan yang lebih luas dari luas minimum layak. Luas minimum layak tersebut harus dapat dipenuhi kebutuhan air tanaman dengan satu sumur.
Selain karakteristik akifer, potensi airbumi dapat diduga bilamana diketahui gradien hidraulik dan luas penampang akifer. Kedua variabel ini sangat menentukan besarnya potensi airbumi. Luas penampang aliran diduga melalui interpretasi peta litologi, sedangkan gradient hidraulik diperoleh berdasarkan peta kontur muka airbumi melalui proses tumpang susun (overlay) antara peta kontur permukaan tanah dan data posisi muka airbumi pada beberapa titik pengamatan dengan menggunakan perangkat lunak Surfer 8. Berdasarkan interpretasi peta litologi, diperoleh bahwa tebal akifer adalah 15 meter dengan posisi 3 meter dari permukaan tanah. Lebar penampang aliran diperoleh berdasarkan pada peta jejaring aliran yang menunjukkan bahwa airbumi mengalir dari Barat ke Timur sehingga lebar aliran sama dengan panjang DAS yaitu 10.000 m, sedangkan panjang aliran sama dengan lebar DAS yaitu 4.000 m, karena DAS berhulu di Utara dan hilirnya pada sisi Selatan. Selain itu, pada peta jejaring aliran diperoleh tinggi muka airbumi tertinggi adalah sebesar 32 m dan terendah 8 meter dpl, atau selisih keduanya adalah 24 m. Berdasarkan pada tebal dan lebar aliran, maka luas penampang aliran diperoleh sebesar 150.000 m2. Selain lebar akifer, arah aliran dijadikan juga suatu dasar penentuan panjang aliran yaitu sekitar 4.000 m.
Gradien hidraulik yang merupakan selisih antara muka airbumi tertinggi dikurang yang terendah kemudian dibagi dengan panjang aliran diperoleh sebesar 0.006.
Konduktivitas hidraulik diperoleh bedasarkan pada uji pemompaan dperoleh sebesar 16,13 m/hari yang merupakan konduktivitas hidraulik. Pengambilan nilai optimal didasarkan bahwa konduktivitas hidraulik pada suatu sistem akifer hanya satu. Namun dalam uji pemompaan diperoleh nilai konduktivitas hidraulik yang berubah setiap saat akibat adanya perubahan tinggi muka airbumi. Berdasarkan hal tersebut maka dilakukan optimasi untuk mendapatkan nilai yang merupakan nilai yang dapat mewakili keseluruhan nilai konduktivitas hidraulik yang selalu berubah. Optimasi dilakukan dengan meminimalkan selisih dari keseluruhan nilai konduktivitas menggunakan Solver Add In pada Microsoft Excel. Konduktivitas hidraulik tersebut dijadikan dasar dalam penentuan hasil spesifik dengan terlebih dahulu menentukan ukuran partikel. Hasil spesifik ditentukan dengan menggunakan grafik hubungan antara ukuran partikel dengan hasil spesifik.
Nilai karakteristik akifer yang diperoleh perlu diuji keabsahannya. Pengujian keabsahan karakteristik akifer tersebut dilakukan dengan menggunakan model aliran airbumi. Beberapa asumsi yang dilakukan didasarkan pada kondisi senyatanya di lapangan seperti akifer bebas, asumsi Dupuit atau aliran terjadi secara dua dimensi, dan tidak tunak. Model diuji kesahihannya dengan metode korelasi dan penilaian kesahihan berdasarkan nilai koefisien determinasi. Hasil uji kesahihan diperoleh koefisien determinasi sebesar 0,85 yang merupakan hubungan antara tinggi muka airbumi hasil pengukuran dengan hasil model. Hal ini menunjukkan bahwa model sahih dan karakteristik akifer yang diperoleh adalah benar. Atas dasar tersebut, model aliran airbumi dan karakteristik akifer yang diperoleh dapat digunakan untuk memprediksi kondisi optimal atau model dapat digunakan untuk tempat lain namun harus dilakukan pengujian karakteristik akifernya terlebih dahulu.
Berdasarkan pada nilai konduktivitas hidraulik, gradien hidraulik dan luas penampang aliran airbumi, dengan pendekatan Darcy’s diperoleh maka potensi airbumi pada Sub DAS Data dapat dihitung yaitu sebesar 14.517 m3/hari 168,02 lt/dt yang dapat mengairi sawah seluas 315,66 ha. Potensi tersebut merupakan batas pengambilan airbumi sepanjang tahun. Potensi airbumi yang
94
besar tersebut merupakan suatu peluang untuk dapat dimanfaatkan sebagai sumber air irigasi, di samping itu posisinya yang dangkal memungkinkan pengambilannya dapat dilakukan dengan sumur bor.
Konsekuensi dari penggunaan airbumi sebagai sumber air irigasi adalah biaya yang tinggi akibat pengadaan jaringan irigasi dan operasionalnya sehingga dapat mengakibatkan terjadinya kerugian dalam usahatani. Kerugian dapat dicegah dengan melakukan usahatani dengan luasan yang lebih luas dari luas minimum layak. Luas minimum layak ditentukan berdasarkan pada analisis finansial usahatani menggunakan airbumi sebagai sumber air irigasi. Biaya usahatani terdiri atas biaya air irigasi, biaya pengolahan tanah, biaya bibit, biaya tanam, biaya pemeliharaan dan biaya saprodi. Biaya air irigasi dihitung dengan menggunakan analisis ekonomi teknik, mengingat biaya penggunaan airbumi untuk irigasi digunakan jaringan irigasi yang terdiri dari mesin penggerak yaitu motor diesel dan unit pompa. Biaya tersebut dibagi atas biaya tetap dan biaya tidak tetap. Biaya tetap tidak mengalami perubahan sepanjang tahun, namun jika diukur untuk setiap luas dan jumlah musim tanam per tahun, biaya tetap akan menurun dengan bertambahnya luasan usahatani dan jumlah musim tanam per tahun. Dalam analisa ekonomi teknik, nilai modal sebenarnya (net present value) tidak dihitung secara khusus karena dalam perhitungan biaya tetap sudah diperhitungkan biaya bunga modal sehingga biaya yang timbul sama dengan nilai modal yang ditanam (Irwanto, 1982).
Total biaya usahatani menggunakan airbumi sebagai sumber air irigasi dipengaruhi oleh tiga faktor yaitu luas usahatani, lama operasi mesin dan pompa serta jumlah musim tanam per tahun. Semakin luas usahatani maka total biaya per tahun akan semakin besar akibat bertambahnya biaya tidak tetap seperti biaya pengolahan tanah, biaya bibit, biaya tanam, biaya pemeliharaan dan biaya saprodi. Pengaruh jam operasi mesin dan pompa terhadap total biaya usahatani adalah berbanding lurus yang diakibatkan oleh bertambahnya biaya bahan bakar mesin, biaya pemeliharaan, biaya perawatan dan biaya operator. Demikian halnya untuk jumlah musim tanam per tahun akan meningkatkan total biaya per tahun akibat bertambahnya komponen-komponen biaya tersebut.
Biaya air irigasi mendominasi daripada total biaya pokok produksi. Dominasi biaya air irigasi dapat hingga lebih dari 50% dari total biaya pokok produksi, hal ini terjadi jika lama pemompaan lebih dari 1440 jam per musim tanam dengan luas usahatani hanya 3 ha dan hanya satu musim tanam per tahun. Pengurangan dominasi biaya air irigasi dapat dilakukan dengan mengurangi jam operasi pompa per musim tanam. Pengurangan jam operasi pompa sangat sulit dikendalikan, sehingga cara lain yang dapat dilakukan dan mudah dikendalikan adalah dengan menambah luas usahatani dan atau meningkatkan jumlah musim tanam per tahun.
Pendapatan merupakan total hasil yang diperoleh dikurangi dengan total biaya. Berdasarkan hasil analisis finansial diperoleh bahwa pendapatan akan meningkat dengan bertambahnya luas usahatani, jumlah musim tanam per tahun dan lama operasi pompa per musim tanam. Pengaruh lama operasi pompa per musim tanam terhadap pendapatan terjadi akibat meningkatnya produktivitas lahan. Hal ini terjadi karena pada musim kemarau ketersediaan energi sinar matahari untuk proses fotosintesis lebih lama.
Berdasarkan pada perhitungan penentuan luas minimum layak diperoleh bahwa luas minimum layak terbesar adalah 3,71 ha terjadi jika usahatani dilakukan hanya satu musim tanam per tahun dengan lama operasi mesin dan pompa selama 1440 jam/musim, sedangkan luas minimum layak terkecil terjadi jika dilakukan dua kali musim tanam per tahun dengan lama operasi mesin dan pompa per musim tanam sebesar 740 jam yaitu seluas 1,91 ha. Dalam rangka perancangan irigasi airbumi, yang dijadikan dasar dalam penentuan kondisi optimal adalah luas minimum layak yang terbesar.
Penentuan kondisi optimal dilakukan dengan model optimasi menggunakan Solver Add Ins pada Microsoft Excel. Model optimasi terdiri atas fungsi tujuan yaitu memaksimalkan total debit dengan fungsi pembatas berupa persamaan aliran airbumi dua dimensi dalam kondisi tunak, luas minimum layak, debit yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan air tanaman berdasarkan pada luas minimum layak dan tinggi muka airbumi minimum.
Berdasarkan hasil optimasi diperoleh bahwa sumur tunggal memberikan debit optimal yang jauh lebih kecil dibandingkan dengan debit total untuk sumur
96
ganda, namun debit total yang diperoleh masih lebih kecil dari debit potensi airbumi pada lokasi penelitian. Kondisi sebaliknya terjadi bila ditinjau secara individu sumur, di mana debit sumur tunggal jauh lebih besar dibandingkan dengan sumur ganda. Hal ini menunjukkan bahwa untuk memperoleh total debit optimal yang maksimal harus menggunakan sumur ganda. Namun penggunaan sumur ganda dapat mengakibatnya terjadinya saling pengaruh antar sumur yang pada akhirnya dapat mengakibatkan terjadinya kerusakan lingkungan berupa pemampatan akifer sehingga terjadi penurunan muka lahan (land subsidence) akibat pori akifer hanya diisi dengan udara sehingga tidak mampu menahan beban berupa berat lahan itu sendiri terutama bila saling pengaruh terjadi dalam waktu yang lama. Upaya pencegahan dapat dilakukan dengan cara menentukan jarak antar sumur yang optimal, di mana kebutuhan air tanaman terpenuhi dengan luasan yang yang diairi oleh sebuah sumur lebih luas dari luas minimum layak untuk usahatani menggunakan airbumi sebagai sumber air irigasi.
Berdasarkan pada perhitungan jarak optimal dengan pertimbangan kebutuhan air tanaman dan debit optimal yang dapat diperoleh untuk jarak sumur tertentu diperoleh bahwa jarak optimal sebesar 479,30 m. Jarak tersebut menunjukkan bahwa untuk satu sumur diperuntukkan untuk mengairi sawah seluas 22,97 ha, di mana luasan tersebut lebih luas dari luas minimum layak. Debit yang dibutuhkan untuk memenuhi kebutuhan air tanaman untuk luasan tersebut adalah sebesar 1.056,39 m3/hari atau 12,23 lt/dt. Pada luasan tersebut, pendapatan usahatani sebesar Rp 191.711.802,85 atau B/C sebasar 16,29. Kondisi ini dicapai jika dilakukan dua kali masa tanam per tahun dengan lama operasi pompa per musim hanya 720 jam.
5.1. Kesimpulan
Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa:
1. Akifer pada daerah penelitian berupa pasiran, berada 3 meter dari permukaan tanah dengan ketebalan sekitar 15 m yaitu dari -7 m hingga 8 m dari permukaan laut. Hal ini menunjukkan bahwa akifer termasuk akifer bebas atau akifer dangkal.
2. Berdasarkan uji pemompaan, karakteristik akifer hasil optimasi pada daerah penelitian seperti konduktivitas hidraulik sebesar 16,13 m/hari dan hasil spesifik sebesar 0,32.
3. Berdasarkan data posisi muka airbumi secara spasial, maka sumber resapan diduga berasal dari sisi Barat DAS mengalir ke arah timur yang ditunjukkan oleh peta jejaring aliran (flownet).
4. Dari jejaring aliran maka komponen persamaan Darcy untuk memprediksi potensi airbumi dapat ditentukan, sehingga potensi airbumi pada daerah penelitian diketahui sebesar 14.517 m3/hari 168,02 lt/dt.
5. Input model terdiri atas: 1) konduktivitas hidraulik, 2) hasil spesifik, 3) debit pengambilan, dan 4) muka airbumi awal, sedangkan output model terdiri atas: 1) perubahan muka airbumi dan 2) pizometrik muka airbumi.
6. Berdasarkan uji kesahihan, model dinyatakan sahih dengan koefisien determinasi sebesar 0,85. Hal ini berarti bahwa model aliran airbumi yang diperoleh dapat digunakan pada tempat lain, namun terlebih dahulu dilakukan identifikasi karakteristik akifer. Di samping itu, karakteristik akifer yang diperoleh dari hasil penelitian dinyatakan benar.
7. Ada dua hal yang mempengaruhi biaya tetap per hektar per tahun daripada mesin dan pompa yang digunakan untuk irigasi yaitu luasan dan jumlah musim tanam per tahun.
8. Biaya tidak tetap per jam tidak dipengaruhi oleh luasan dan umur mesin. Hal ini disebabkan karena besarnya air yang dipompa tidak dipengaruhi oleh luasan yang akan diairi namun dipengaruhi kapasitas pompa dan daya dukung akifer. Sedangkan umur mesin tidak berpengaruh karena diasumsikan bahwa kinerja mesin konstan sepanjang umur ekonomisnya.
98
9. Biaya air irigasi menggunakan pompa per hektar dipengaruhi oleh jumlah musim tanam per tahun, luas usaha dan jumlah jam operasi pompa per musim. Biaya air irigasi berbanding terbalik terhadap luasan usahatani dan jumlah musim tanam per tahun, namun berbanding lurus terhadap jumlah jam operasi pompa per musim.
10. Biaya air irigasi dapat mendominasi total biaya pokok produksi hingga lebih dari 50% bila pemompaan berlangsung lebih dari 1.440 jam per musim tanam dengan luas usahatani 3 ha dan 1 musim tanam/tahun. Pengurangan dominasi biaya air irigasi dapat dilakukan dengan mengurangi lama pemompaan, meningkatkan luas usahatani atau jumlah musim tanam per tahun.
11. Persamaan garis penentuan luas minimum layak terhadap lama pengairan per musim untuk satu musim tanam pertahun adalah y=0,0192x0,7242 dan untuk dua musim tanam pertahun adalah y=0,0074x0,8408.
12. Kebutuhan air tanaman tertinggi pada daerah penelitian adalah sebesar 4,60 mm/hari atau untuk 1 ha dibutuhkan debit sebesar 0,53 l/dt.
13. Besarnya debit optimal setiap sumur yang ada di lapangan berbeda-beda, tergantung pada kerapatan. Semakin rapat jarak antar sumur, maka debit optimal sumur semakin kecil. Debit optimal terbesar 1.268,33 m3/hari untuk mengairi 27,58 ha dan debit terkecil 279,54 m3/hari untuk mengairi 6,08 ha. 14. Jarak antar sumur yang dapat memberikan keuntungan maksimal dan
lingkungan tidak mengalami degradasi adalah 479,30 m atau untuk satu sumur mengairi sawah seluas 22,66 ha dengan pendapatan usahatani sebesar Rp 191.711.802,85 dan B/C sebasar 16,29. Kondisi ini dicapai jika dilakukan dua kali masa tanam per tahun dengan lama operasi pompa per musim 720 jam. 15. Uji kekambuhan menunjukkan bahwa waktu yang dibutuhkan untuk mencapai
kondisi kambuh kurang dari lima hari. 5.2. Saran
Agar usahatani dengan irigasi airbumi menggunakan pompa dapat berkelanjutan, maka disarankan:
1. Untuk penelitian selanjutnya, agar deskripsi akifer pada suatu daerah penelitian lebih detail dan akurat terutama posisi akifer maka disarankan untuk dilakukan uji geolistrik secara detail terutama di dalam lokasi penelitian.
2. Jarak antar sumur seharusnya disesuaikan dengan karakteristik akifer, agar debit optimal untuk tiap sumur dapat tercapai sehingga usahatani dengan irigasi airbumi berkelanjutan.
3. Untuk akifer yang memiliki daya kambuh yang cepat, maka sebaiknya pengambilan airbumi sebesar mungkin sesuai dengan debit pada kondisi optimal, agar diperoleh keuntungan yang maksimal.
4. Agar durasi kebutuhan air tanaman yang tidak terpenuhi oleh air hujan seminimal mungkin sehingga dapat meminimalkan lama pengairan, maka pemilihan waktu tanam harus tepat.
5. Disarankan untuk dilakukan suatu penelitian tentang pembentukan komisi irigasi airbumi, mengingat penggunaan airbumi sebagai sumber air irigasi membutuhkan biaya yang besar terutama bila durasi pelaksanaan pengairan sangat lama yang diakibatkan oleh kesalahan penentuan masa tanam. Karena kesalahan penentuan masa tanam akan berdampak terhadap semakin lamanya suatu tanaman membutuhkan air irigasi untuk memenuhi kebutuhannya akan air.
6. Mengingat masa tanam sangat menentukan keberhasilan irigasi, maka seharusnya pemerintah dalam hal ini Dinas Pertanian membentuk komisi irigasi airbumi yang dapat menyediakan informasi prakiraan pola curah hujan sebelum memasuki masa tanam. Atas dasar tersebut, komisi irigasi merekomendasikan waktu masa tanam dimulai, agar biaya yang timbul karena irigasi seminimum mungkin karena lama pelaksanaan irigasi singkat sedangkan hasil yang diperoleh maksimum. Di samping itu, masa kebutuhan air tanaman maksimum tidak terjadi pada saat kondisi kering.
7. Disarankan agar untuk penelitian selanjutnya aspek sosial dipertimbangkan sebagai suatu kendala dalam penentuan kondisi optimal, sehingga seluruh aspek yang menentukan keberlanjutan suatu kegiatan pemanfaatan airbumi untuk irigasi terpenuhi. Hal ini sangat penting mengingat airbumi sebagai sumber air irigasi rentan terjadinya konflik akibat adanya saling pengaruh antar sumur.