ANALISA NERACA AIR DAERAH IRIGASI PANCA
ARGA DI KABUPATEN ASAHAN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian pendidikan Sarjana Teknik Sipil
YENNI SYAHRENI SIAGIAN
100 424 006
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
ANALISA NERACA AIR DAERAH IRIGASI PANCA
ARGA DI KABUPATEN ASAHAN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian pendidikan Sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh:
YENNI SYAHRENI SIAGIAN
100 424 006
Disetujui oleh: Dosen Pembimbing
Dr. Ir. A. Perwira Mulia, M.Sc
NIP. 19660417 199303 1 004
Penguji I
Penguji II
Ir. Terunajaya, M.Sc
Ivan Indrawan, ST. MT
NIP. 19500817 198411 1 001 NIP. 19761205 200604 1 001
Mengesahkan:
Ketua Departemen Teknik Sipil
Prof. Dr. Ing. Jihannes Tarigan
NIP. 19561224 198103 1 002
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
ABSTRAK
Optimasi penggunaan air lebih dapat digunakan secara efektif dan efisien, ini menunjukkan atas meningkatnya penggunaan air untuk kebutuhan tanaman dan kebutuhan lainya. Daerah Irigasi Panca Arga yang terletak di Kabupaten Asahan mempunyai luas lahan 1670 ha yang berpotensi meningkatkan produksi pertanian di kota Asahan. Kebutuhan produksi pertanian yang semakin meningkat diikuti dengan efesiensi distribusi air masih rendah dan ditambah jika keadaan musim kemarau terjadi mengakibatkan hasil pertanian cenderung menurun. Oleh karena itu diperlukan suatu tindakan optimasi dengan menyeimbangkan inflow
dan outflow irigasi dengan pemilihan awal pola tanam secara tepat.
Untuk mendapatkan gambaran keseimbangan air di daerah irigasi terhadap optimasi irigasi, diperlukan beberapa data sekunder dari instansi terkait, seperti data curah hujan, data iklim, dan gambar-gambar teknik yang menunjang dalam penulisan. Melakukan studi pustaka yang berhubungan dengan hidrologi dan efisiensi irigasi.
Perhitungan curah hujan dilakukan metode regional rata-rata dengan curah hujan 10 tahun dari tiga stasiun penakar hujan. Perhitungan evapotranpirasi dilakukan dengan metode Penman. Nilai curah hujan efektif dan evapotranpirasi dipakai untuk perhitungan kebutuhan air irigasi dan perencanaan pola tanam. Analisa kebutuhan air irigasi dilakukan dengan membuat 24 alternatif, agar dapat ditentukan awal masa tanam yang paling optimal. Jenis pola tanam yang dipakai pada daerah studi adalah pola padi-padi-palawija. Perhitungan debit inflow
andalan digunakan dengan Metode Dr. F. J. Mock. Berdasarkan nilai debit andalan dan nilai kebutuhan air irigasi yang diperoleh, maka didapatkan gambaran neraca air di Daerah Irigasi Panca Arga. Gambaran keseimbangan didapat dengan melakukan perhitungan neraca air dari optimasi kebutuhan air yang dipilih.
Berdasarkan hasil analisa dengan menggunakan 24 alternatif pola tanam didapat nilai NFR yang terkecil yaitu sebesar 5,18 mm/hari, dimana alternatif yang digunakan adalah alternatif ke-14. Dengan awal penyiapan lahan pada periode Juli II. Nilai debit andalan maksimum didapat pada bulan Agustus I 13,10 m3/det dan minimumnya 4,83 m3/det pada bulan Maret I. Dari hasil perhitungan neraca air maka debit inflow masih sangat mencukupi untuk kebutuhan air Daerah Irigasi Panca Arga.
DAFTAR ISI
ABSTRAk ... i
KATA PENGANTAR ... ii
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR NOTASI ... x
DAFTAR LAMPIRAN xi BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Perumusan Masalah ... 2
1.3 Pembatasan Masalah ... 2
1.4 Tujuan ... 2
1.5 Manfaat ... 3
1.6 Sistematika Penulisan ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 5
2.1 Umum ... 4
2.2 Daerah Aliran Sungai ... 8
2.3 Analisa Hidrologi ... 9
2.3.1 Curah Hujan Rata-Rata ... 9
2.3.2 Debit Andalan ... 13
2.4 Analisa Evapotranpirasi ... 14
2.4.1 Metode Penman ... 16
2.4.2 Evapotranspirasi Potensial ... 17
2.4.3 Evapotranpirasi Aktual... 17
2.5 Ketersediaan Air Metode Dr. F.J Mock ... 18
2.6 Analisa Kebutuhan Air untuk Irigasi ... 21
2.6.1 Curah Hujan Efektif ... 21
2.6.2 Kebutuhan Penyiapan Lahan ... 22
2.6.3 Kebutuhan Air untuk Konsumtif Tanaman ... 24
2.6.5 Kebutuhan Air di Sawah ... 28
2.6.6 Kebutuhan Air Pintu Pengambilan ... 28
2.7 Pola Tanam... 29
2.8 Efesiensi Irigasi ... 30
2.9 Neraca Air ... 31
BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 34
3.1 Deskripsi Daerah Studi ... 34
3.1.1 Kondisi Umum ... 34
3.1.2 Kondisi Topografi ... 35
3.1.3 Kondisi Klimatologi ... 36
3.1.4 Kondisi Iklim ... 36
3.2 Lokasi Studi ... 37
3.3 Uraian Tahap Penelitian ... 38
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ... 44
4.1 Analisa Curah Hujan ... 44
4.2 Curah Hujan Efektif ... 46
4.3 Analisa Evapotranspirasi ... 48
4.4 Penyiapan Lahan dan Koefsien Tanaman ... 53
4.5 Analisa Kebutuhan Air Irigasi ... 60
4.6 Pola Tanam... 64
4.7 Perhitungan Debit Andalan ... 66
4.8 Analisa Keseimbangan (Neraca Air) ... 70
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 73
5.1 Kesimpulan ... 73
5.2 Saran ... 74 DAFTAR PUSTAKA 75
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur saya ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Adapun judul dari tugas akhir ini adalah “ANALISA NERACA AIR DI DAERAH IRIGASI PANCA ARGA DI KABUPATEN ASAHAN”. Tugas Akhir ini disusun sebagai satu syarat untuk menyelesaikan pendidikan Strata 1 (S1) di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Sumatera Utara.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan tugas akhir ini tidak terlepas dari bimbingan, dukungan dan bantuan dari semua pihak. Penulis hanya dapat mengucapkan terima kasih atas segala jerih payah, motivasi dan doa yang diberikan hingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini, terutama kepada:
1. Bapak Dr. Ir. A. Perwira Mulia, M.Sc selaku Dosen Pembimbing, yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat berniai dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc dan Bapak Ivan Indraman ST, MT selaku dosen Pembanding, atas saran dan masukkan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
6. Teristimewa untuk kedua orang tua Ayahanda Syahren Siagian dan Ibunda Nuraini Hutasuhut, yang telah memberikan dorongan kepada adinda baik secara material, spiritual serta semangat, saudara sekandung Rinaldi Sahputra Siagian, Dedi Siagian dan Rizki Yunita Siagian. Kakak ipar Syafrina dan Windy Yunita yang selalu mendoakan dan mendukung penulis.
7. Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
8. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yan telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis.
9. Kawan-kawan seperjuangan 2010 ekstensi USU, Putri, Ira, M. Fachri, Aida, Febri, Alex, M. Nurdin, Tito, Madhan Ayam, serta teman-teman seangkatan yang tidak bisa disebutkan seluruhnya terimakasih atas semangat dan bantuannya selama ini.
10.Dan segenap pihak yg belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini.
Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, September 2013
Penulis,
Yenni Syahreni Siagian
DAFTAR NOTASI
A = Luas daerah pengaliran (km2) a = Kebutuhan air normal (ltr/dtk/Ha) An = Luas daerah pengaruh stasiun n (Km)
C = Koefesien Limpasan
c = Faktor koreksi terhadap perbedaan cuaca antara siang dan malam DR = Kebutuhan air dipengambilan (l/dt/Ha)
E = Efesiensi Irigasi E0 = Evaporasi air terbuka
Et0 = Evapotranspirasi acuan (mm/hari)
ea = Tekanan uap jenuh (mbar) ed = Tekanan uap nyata (mbar)
Etc = Penggunaan Konsumtif (mm/hari) f(ed) = Fungsi Tekanan Uap
f(u) = Fungsi Kecepatan Angin Kc = Koefesien Tanaman
M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan
perkolasi di sawah yangsudah dijenuhkan (mm/hari) N = Lama penyinaran maksimum
NFR = Kebutuhan air disawah
R = Curah hujan rata-rata (mm) n/N = Rasio lama penyinaran P = Curah hujan tengah bulanan Reff = Curah hujan efektif
R80 = Curah hujan Efektif 80% (mm/hari)
Rn = Tinggi hujan tiapstasiun n (mm)
Rnl = Radiasi netto gelombang panjang
Rns = Radiasi netto gelombang pendek
S = Kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50mm,
yakni 250mm
Wn = Faktor Pembobot daerah pengaruh stasiun n
W = Faktor Koreksi temperature terhadap radiasi WLR = Penggantian lapisan air (mm)
DAFTAR TABEL
Table 2.1 Tabel koefsien Tanaman Padi dan Jagung
Table 4.1 Perhitungan Curah Hujan Rata-Rata
Tabel 4.2 Perhitungan Curah Hujan Efektif
Tabel 4.3 Rekapitulasi Perhitungan Curah Hujan Efektif
Tabel 4.4 Perhitungan Evapotranspirasi
Tabel 4.5 Rekapitulasi Evapotranspirasi
Tabel 4.6 Tabel Land Preparation
Tabel 4.7 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Alt 1
Tabel 4.8 Rekapitulasi Hasil Anlaisa Kebutuhan Air
Tabel 4.9 Rekapitulasi Debit Sungai
Tabel 4.10 Debit Andalan
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A
Data Curah Hujan 3 Stasiun Pengamatan Ujung Seibu, Simpang Kawat dan Terusan Tengah dari Tahun 2012 s/d 2003
Lampiran B
Data Kebutuhan Air di Sawah dari Alternatif 1 s/d Alternatif 24 Data Perhitungan Debit Andalan Dr.F.J. Mock
Formula Perhitungan Debit Andalan Dr. F. J. Mock Uraian Perhitungan Kebutuhan Air di Sawah Uraian Perhitungan Debit Andalan Dr. F. J. Mock
Lampiran C
Peta Tata Guna Lahan Kabupaten Asahan Peta Tata Guna Lahan DI Panca Arga Lokasi Bendung Panca Arga
ABSTRAK
Optimasi penggunaan air lebih dapat digunakan secara efektif dan efisien, ini menunjukkan atas meningkatnya penggunaan air untuk kebutuhan tanaman dan kebutuhan lainya. Daerah Irigasi Panca Arga yang terletak di Kabupaten Asahan mempunyai luas lahan 1670 ha yang berpotensi meningkatkan produksi pertanian di kota Asahan. Kebutuhan produksi pertanian yang semakin meningkat diikuti dengan efesiensi distribusi air masih rendah dan ditambah jika keadaan musim kemarau terjadi mengakibatkan hasil pertanian cenderung menurun. Oleh karena itu diperlukan suatu tindakan optimasi dengan menyeimbangkan inflow
dan outflow irigasi dengan pemilihan awal pola tanam secara tepat.
Untuk mendapatkan gambaran keseimbangan air di daerah irigasi terhadap optimasi irigasi, diperlukan beberapa data sekunder dari instansi terkait, seperti data curah hujan, data iklim, dan gambar-gambar teknik yang menunjang dalam penulisan. Melakukan studi pustaka yang berhubungan dengan hidrologi dan efisiensi irigasi.
Perhitungan curah hujan dilakukan metode regional rata-rata dengan curah hujan 10 tahun dari tiga stasiun penakar hujan. Perhitungan evapotranpirasi dilakukan dengan metode Penman. Nilai curah hujan efektif dan evapotranpirasi dipakai untuk perhitungan kebutuhan air irigasi dan perencanaan pola tanam. Analisa kebutuhan air irigasi dilakukan dengan membuat 24 alternatif, agar dapat ditentukan awal masa tanam yang paling optimal. Jenis pola tanam yang dipakai pada daerah studi adalah pola padi-padi-palawija. Perhitungan debit inflow
andalan digunakan dengan Metode Dr. F. J. Mock. Berdasarkan nilai debit andalan dan nilai kebutuhan air irigasi yang diperoleh, maka didapatkan gambaran neraca air di Daerah Irigasi Panca Arga. Gambaran keseimbangan didapat dengan melakukan perhitungan neraca air dari optimasi kebutuhan air yang dipilih.
Berdasarkan hasil analisa dengan menggunakan 24 alternatif pola tanam didapat nilai NFR yang terkecil yaitu sebesar 5,18 mm/hari, dimana alternatif yang digunakan adalah alternatif ke-14. Dengan awal penyiapan lahan pada periode Juli II. Nilai debit andalan maksimum didapat pada bulan Agustus I 13,10 m3/det dan minimumnya 4,83 m3/det pada bulan Maret I. Dari hasil perhitungan neraca air maka debit inflow masih sangat mencukupi untuk kebutuhan air Daerah Irigasi Panca Arga.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengelolaan dan pengembangan sumber daya air pada dasarnya menyangkut modifikasi siklus air untuk mengatur penyediaan sumber daya air yang ada dialam hingga dperoleh kesetimbangan antra ketersediaan dan kebutuhan air. Dimana penggunaan air digunakan secara efektif dan efisien sebagai jawaban atas semakin meningkatnya permintaan akan air untuk kebutuhan tanaman maupun air bagi peruntukan lainnya.
Permasalahan yang sering dihadapi dalam operasional jaringan irigasi yang dapat dijadikan indikasi atas rendahnya kinerja jaringan diantaranya efesiensi distribusi air masih rendah terutama di tingkat jaringan tersier, manajemen operasioanl irigasi kurang tepat penerapannya sehingga dapat menimbulkan konflik, biaya operasi dan pemeliharaan tidak mencukupi sehingga fungsi jaringan cepat menurun.
Untuk mengatasi hal tersebut perlu melakukan analisa berdasarkan pemilihan alternatif manajemen operasional irigasi yang tepat dan konsisten meliputi prosedur penentuan alokasi air, penentuan masa pola tanam sehingga diharapkan meningkatkan kinerja sistem jaringan irigasi yang telah dibangun, jika belum atau tidak sesuai dengan sebagaimana semestinya agar dapat ditingkatkan kinerjanya.
terletak di Kabupaten Asahan Sumatera Utara. Daerah ini memiliki luas lahan budi daya padi yang sangat potensi untuk mendukung program swasembada pangan pemerintah.
Daerah Irigasi Panca Arga merupakan daerah kedua terluas untuk daerah tata guna lahan potensial setelah daerah irigasi Serbangan. Namun daerah tersebut belum mendapatkan suatu perhatian maksimal dalam pengembangan pengoperasiannya terutama untuk kebutuhan irigasi. Ditambah terjadi pertukaran fungsi lahan menjadi perkebunan kelapa sawit oleh masyarakat sekitar. Jumlah areal potensi irigasi yang ada di daerah irigasi Panca Arga adalah seluas 1670 Ha.
Sehubungan dengan permasalahan tersebut di atas, maka diperlukan studi analisa untuk mengetahui secara umum sistem irigasi dan neraca air dan pola tanam khususnya. Dimana dengan mengetahui neraca ketersedian dan kebutuhan air daerah irigasi Panca Arga diharapkan pemanfaatan dilakukan secara maksimal. Dan juga untuk menetapkan pola tanam dan jenis tanam yang mampu meningkatkan hasil pertanian.
1.2Perumusan Masalah
Permasalahan yang akan dikaji dalam penelitian ini antara lain: a) Berapa besar kebutuhan air irigasi di daerah irigasi Panca Arga?
b)Apakah debit andalan mampu memenuhi kebutuhan daerah layanan irigasi Panca Arga?
1.3Pembatasan Masalah
Dalam penelitian ada beberapa lingkup masalah yang dibatasi, antara lain: a) Secara umum penelitian ini menerapkan studi kasus dengan perhitungan
metode rasional menggunakan rumus yang diuraikan pada Bab II: Tinjauan Pustaka dan Bab III: Metodologi Penelitian
b) Hanya menghitung lahan potensial pemanfaatan air seluas 1670 Ha.
c) Menghitung kebutuhan air irigasi terhadap debit andalan dan menentukan pola tanam.
1.4 Tujuan
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
a) Menghitung besarnya kebutuhan air irigasi di daerah irigasi Panca Arga. b) Mengetahui optimasi pembagian air irigasi dengan penentuan pola tanam
untuk peningkatan produksi pertanian.
c) Mengetahui gambaran analisa neraca air pada daerah irigasi Panca Arga.
1.5 Manfaat
Manfaat dari penelitian ini adalah:
Sebagai sumbangan pemikiran secara ilmiah bagi masyarakat.
1.6 Sistematika Penulisan
Rancangan sistematika penulisan tugas akhir ini terdiri dari 5 bab yang mana uraian masing masing bab adalah sebagai berikut:
BAB I, PENDAHULUAN, berisi latar belakang masalah, tujuan dan manfaat penelitian, perumusan masalah, pembatasan masalah, serta sistematika penulisan dari tugas akhir.
BAB II, TINJAUAN PUSTAKA, berisi uraian mengenai dari tema penelitian dan berbagai persamaan yang digunakan dalam penelitian diambil dari beberapa pustaka.
BAB III, METODOLOGI PENELITIAN, berisi uraian tentang mekanisme pelaksanaan penelitian serta mendeskripsikan lokasi penelitian.
BAB IV, ANALISA DATA DAN PEMBAHASAN, merupakan analisa tentang permasalahan, evaluasi, dan perhitungan terhadap masalah yang ada di lokasi penelitian.
BAB V, KESIMPULAN DAN SARAN, berisikan kesimpulan dari butir-butir kesimpulan hasil analisa dan pembahasan yang telah dilakukan.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Umum
Jumlah air di suatu luasan hamparan permukaan bumi dipengaruhi oleh masukan (input) dan keluaran (output) yang terjadi. Pertimbangan antara masukan dan keluaran air di suatu tempat dikenal sebagai neraca air (water balance), dan nilainya berubah-ubah dari waktu kewaktu. Penyusunan neraca air di suatu tempat dan pada satu periode dimaksudkan untuk mengetahui jumlah netto air yang diperoleh sehingga dapat diupayakan pemanfaatan sebaik mungkin.
Kebenaran suatu perhitungan neraca air sangat tergantung pada pertambahan waktu yang dipertimbangkan. Sebagai patokan, evapotranpirasi tekanan normal dapat dihitung secara meyakinkan sebagai perbedaan antara hujan dan aliran rata-rata jangka panjang, karena perubahan simpanan dalam periode tahunan yang panjang tidak dapat dihitung.
Air merupakan bahan alami yang secara mutlak diperlukan tanaman dalam jumlah cukup dan pada saat yang tepat. Kelebihan ataupun kekurangan air mudah menimbulkan bencana. Tanaman yang mengalami kekeringan akan berdampak penurunan kualitas ataupun gagal panen. Kelebihan air dapat menimbulkan pencucian hara, erosi atau pun banjir yang memungkinkan gagal panen.
konsekuensinya, berbagai teknik telah di buat untuk menentukan atau memperkirakan pengangkutan uap air kepermukaan air. Pendekatan yang paling nyata menyangkut perhitungan neraca air.
Secara gravitasi air mengaliar dari daerah yang tinggi ke daerah yang rendah, dari pegunungan ke lembah, lalu ke daerah yang lebih rendah, sampai ke daerah pantai dan akhirnya akan bermuara ke laut. Aliran air air ini disebut aliran permukaan tanah karena bergerak di atas muka tanah. Aliran ini biasanya akan memasuki daerah tangkapan atau daerah aliran menuju ke sistem jaringan sungai, sistem danau atau waduk. Air hujan sebagian mengalir meresap kedalam tanah atau yang sering disebut dengan infiltrasi, dan bergerak terus kebawah. Air hujan yang jatuh ke bumi sebagian menguap dan membentuk uap air. Sebagian lagi mengalir masuk ke dalam tanah.
Air tanah adalah air yang bergerak di dalam tanah yang terdapat di dalam ruang-ruang antara butir tanah dan didalam retak-retak dari batuan disebut air celah (fissure water). Aliran air tanah dapt dibedakan menjadi aliran tanah dangkal, aliran tanah dan aliran dasar (base flow). Disebut aliran dasar karena aliran ini merupakan aliran yang mengisi sistem jaringan sungai. Hal ini dapat dilihat pada musim kemarau, ketika hujan tidak turun untuk beberapa waktu, pada suatu sistem sungai tertentu aliran masih tetap dan berkesinambungan.
Sebagai air yang tersimpan sebagai air tanah (groundwater) yang akan keluar ke permukaan tanah sebagai limpasan, yakni limpasan permukaan (surface runoff), aliran dalam tanah (interflow) dan limpasan air tanah (groundwater runoff) yang terkumpul di sungai yang akhirnya akan mengalir ke laut kembali terjadi penguapan dan begitu seterusnya mengikuti siklus hidrologi seperti terlihat pada Gambar 2.1.
Penyimpanan air tanah besarnya tergantung dari kondisi geologi setempat dan waktu. Kondisi tata guna lahan juga berpengaruh terhadap tampungan air tanah, misalnya lahan hutan yang beralih fungsi menjadi daerah pemukiman dan curah hujan daerah tersebut.
2.2 Daerah Aliran Sungai
Daerah Aliran Sungai (DAS) meruapakan unit hidrologi dasar. Bila kita memandang suatu sistem yang mengalir yang dapat diterapkan pada suatu daerah aliran sungai, maka akan nampak struktur sistem dari daerah ini. Aliran sungai yang merupakan lahan total dan permukaan air yang di batasi oleh suatu batas air, topografi dan dengan salah satu cara memberikan sumbangan terhadap debit sungai pada suatu daerah. Daerah aliran sungai merupakan dasar pengelolaan suntuk sumber daya air. Gabungan beberapa DAS menjadi satuan wilayah Sungai.
Dalam mempelajari ekosistem DAS, dapat diklarifikasikan menjadi daerah hulu, tengah dan hilir. DAS bagian hulu dicirikan sebagai daerah konservasi, DAS bagian hilir merupakan daerah pemanfaatan. DAS bagian hulu mempunyai arti penting terutama dari segi perlindungan fungsi tata air, karena itu setiap terjadinya kegiatan di daerah hulu akan menimbulkan dampak di daerah hilir dalam bentuk perubahan fluktasi debit dan transport sedimen material terlarut dalam sistem aliran airnya. Dengan kata lain ekosistem DAS, bagian hulu mempunyai fungsi perlindungan terhadap keselurahan DAS. Perlindungan ini antara lain dari segi fungsi tata air, dan oleh karenanya pengelolaan DAS hulu seringkali menjadi fokus perhatian mengingat dalam suatu DAS, bagian hulu dan hilir mempunyai keterkaitan biofisik melalui siklus hidrologi.
fungsi konservasi yang dikelola untuk mempertahankan kondisi lingkungan DAS agar tidak terdegradasi, yang antara lain dapat diindikasikan dari kondisi tutupan vegetasi lahan DAS, kualitas air, kemampuan menyimpan air dan curah hujan.
DAS bagian tengah didasarkan pada fungsi pemanfaatan air sungai yang dikelola untuk dapat memberikan manfaat bagi kepentingan social dan ekonomi, yang antara lain dapat diindikasikan dari kuantitas air, kualitas air, kemampuan menyalurkan air, dan ketinggian muka air tanah, serta terkait pada prasarana pengairan seperti pengelolaan sungai, waduk, dan danau.
DAS bagian hilir didasarkan pada fungsi pemanfaatan air sungai yang dikelola untuk dapat memberikan manfaat bagi kepentingan sosial dan ekonomi, yang diindikasikan melalui kuantitas dan kualitas air, kemampuan menyalurkan air ketinggian curah hujan, dan terkait untuk kebutuhhan pertanian, air bersih, serta pengelolaan air limbah.
Kebutuhan akan air bagi kehidupan manusia secara langsung atau tidak langsung makin meningkat. Untuk meningkatkan ketersediaan air permukaan perlu ada tindakan yaitu dengan memperbaiki kondisi daerah aliran sungai (DAS) yang sudah memburuk menjadi hijau kembali dengan membuat penyimpanan di permukaan dalam bentuk waduk.
2.3 Analisa Hidrologi
2.3.1 Curah Hujan Rata-Rata
penakar hujan adalah tinggi hujan di sekitar stasiun tersebut. Curah Hujan adalah jumlah hujan yang jatuh selama periode pertumbuhan tanaman dan hujan itu berguna untuk memenuhi kebutuhan air tanaman (KAT).
Curah hujan yang diperlukan untuk penyusunan suatu rancangan pemanfaatan air dan rancangan pengendalian banjir adalah curah hujan rata-rata di seluruh daerah yang bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu. Curah hujan ini disebut curah hujan wilayah/daerah dan dinyatakan dalam mm.
Cara-cara perhitungan curah hujan daerah dari beberapa pengamatan menggunakan Arthmatic Mean, Thiessen, dan Isohyet teori.
1. Metode Arithmatic Mean ( Rata-Rata Aljabar)
Biasanya cara ini digunakan pada daerah datar dan banyak stasiun penakar hujannya dan dengan anggapan bahwa di daerah tersebut sifat curah hujannya adalah merata. Perhitungan dengan cara ini lebih objektif daripada cara isohyets, dimana faktor subyektif masih turut menetukan.(Suyono, 1976)
= ( R1 + R2 + ….. + Rn) ... (2.1)
di mana = Curah hujan daerah (mm), n = jumlah titik-titik (pos-pos) pengamatan dan R1, R2 ….. R3 = curah hujan di tiap titik pengamatan (mm).
2. Metode Polygon Thiessen
Cara ini memasukkan faktor pengaruh daerah yang diwakili oleh stasiun penakar hujan yang disebut weighting factor atau disebut juga koefisien
hasil yang lebih teliti daripada cara aljabar tetapi untuk penentuan titik pengamatannya dan pemilihan ketinggian akan mempengaruhi ketelitian yang
akan didapat juga seandainya untuk penetuan kembali jaringan segitiga jika terdapat kekurangan pengamatannya pada salah satu titik pengamatan
(Suyono, 1976)
Luas masing-masing daerah tersebut diperoleh dengan cara berikut:
Semua stasiun yang didalam atau di luar DAS dihubungkan dengan garis sehingga terbentk segitiga dengan sudut sangat tumpul.
Pada masing-masing segitiga ditarik garis sumbunya, dan semua garis sumbu tersebut membentuk poligon
Luas daerah yang hujannya dianggap diwakili oleh salah satu stasiun yang bersangkutan adalah daerah yang dibatasi oleh garis-garis polygon tersebut (atau dengan batas DAS).
Luas relatif daerah ini dengan luas DAS merupakan factor koreksinya.
Curah hujan rata-rata dapat dihitung dengan persamaan sebagai beikut:
(Suyono,1976)
= W1 R1 + W2 R2 + … + Wn Rn ... (2.2)
Wi ... (2.3) di mana = Curah hujan maksimum harian rata-rata, Wi = Faktor Pembobot, A1=
Luas daerah pengaruh stasiun I, Atotal = Luas daerah aliran, R = Tinggi hujan
k c D t 3 t m s d H b Cara dia kedalaman h cara ini dip Demikian pu tidak benar,
3. Metode Is
Cara topografi) menghubung saat yang be dalam cara p Hujan diteta batas DAS) Gamb atas dipand hujan sebaga andang belu ula apabila s maka poligo
sohyet
a lain yang adalah den gkan tempat ersamaan. P poligon Thie
apkan sebag terhadap lu
bar 2.2 Pemb dang cukup
ai fungsi luas um memuask salah satu sta
on harus diu
diharapakan ngan cara
t-tempat yan ada dasarny
essen, kecua gai hujan rat uas DAS. Ke
bagian denga baik karen s daerah yan kan karena asiun tidak b ubah.
n lebih baik
ishoyets. I
ng mempuny ya cara hitun ali dalam pen
ta-rata antar esulitan yang
an cara Thiee na memberi ng (dianggap pengaruh to berfungsi, m
k (dengan m
Isohyets ini yai kedalam ngan sama d
netapan besa ra dua buah g dijumpai a
esen ikan koreks p) diwakili. A
opografi tida misalnya rusa
mencoba me i adalah g man hujan sa dengan yang aran faktor k
isohyets (at adalah kesul
si terhadap Akan tetapi
ak tampak. ak atau data
setiap kali harus menggambarkan garis isohyets, dan juga masuknya unsur subjektivitas dalam penggambaran isohyet.
Curah hujan dapat dihitung dengan metode isohyet (Suyono, 1976)
……
.
... (2.4)
di mana = Curah hujan daerah, A1, A2, ….An = luas bagian antara-bagian antara
garis-garis isohiet, R1, R2,…..Rn = Curah hujan rata-rata pada bagian-bagian A1,
A2, ….An.
2.3.2 Debit Andalan
Debit andalan (dependable flow) adalah debit minimum untuk kemungkinan terpenuhi yang sudah ditentukan yang dapat dipaki untuk irigasi. Misalnya ditetapkan debit andalan 80% berarti akan dihadapi resiko adanya debit-debit yang lebih dari andalan sebesar 20% pengamatan. Debit tersebut digunakan sebagi patokan ketersediaan debit andalan tersebut, dihitung peluang 80% dari debit inflow sumber air pada pencatatan debit pada periode tertentu. Untuk menentukan kemungkinan terpenuhi atau tidak terpenuhi, debit yang sudah diamati disusun dengan urutan dari terbesar menuju terkecil.
menghitung debit andalan kita harus mempertimbangkan air yang diperlukan dari sungai di hilir pengambilan.
2.4 Analisa Evapotranspirasi
Evapotranpirasi atau disebut penguapan adalah gabungan dari dua peristiwa yakni evaporasi dan tranpirasi yang terjadi secara bersamaan disebut juga peristiwa evapotranspirasi. Kedua proses ini sulit untuk dibedakan karena keduanya terjadi secara simultan. Faktor iklim yang sangat mempengaruhi peristiwa ini, diantaranya adalah suhu, udara, kelembaban, kecepatan angin, tekanan udara, dan sinar matahari. Berikut penjelasannya:
1. Radiasi Matahari (solar radiation)
Evapotranpirasi adalah konversi dari air menjadi uap air. Proses tersebut terjadi sepanjang siang hari dan juga sering terjadi pada malam hari. Dalam perubahan molekul air menjadi gas diperlukan energi yang dikenal dengan “latent heat of vacoration” proses ini sangat efektif terjadi dibawah penyinaran matahari langsung. Dengan adanya awan awan yang melindungi penyinaran langsung matahari ke bumi mengakibatkan radiasi matahri yang sampai kepermukaan bumi akan berkurang sehingga mengurangi masukan energi untuk proses evapotranpirasi.
2. Angin
3. Kelembaban relatif
Apabila kadar lengas udara naik, kemampuannya untuk mengabsorbsi uap air berkurang dan evaporasi menjadi lamban. Manakala stomata daun tanaman terbuka diffuse uap udara air didalam rongga sel dan tekanan uap air pada atmosfir.
4. Suhu (temperature)
Seperti telah disebutkan di atas energi sangat diperlukan agar evapotranpirasi berjalan terus. Jika suhu udara ditanah cukup tinggi, proses evapotranpirasi berjalan lebih cepat dibandingkan dengan jika suhu udara dan tanah rendah dengan adanya energi panas yang tersedia. Kemampuan udara untuk menyerap uap air naik jika suhunya naik, maka suhu udara mempunyai efek ganda terhadap besarnya evapotranpirasi dengan mempengaruhi kemampuan udara menyerap uap air dan mempengaruhi suhu tanah yang akan mempercepat penguapan.
Menentukan metode untuk menghitung kebutuhan air untuk tanaman (crop water requirement) mempunyai kesulitan sehubungan dengan kesulitan mendapatkan pengukuran yang akurat dilapangan. Maka ada beberapa metode yang rekomendasikan FAO dalam jurnalnya “Crop Water Requirement”, yaitu:
Metode PENMAN (Penman Metode)
Metode BIANEY-CRIDDLE (Temperature method)
Metode HAKKINK, JENSEN, dan HAISE, HARGREAVES (Radiation Method)
Gabungan dari dua peristiwa yakni evaporasi dan transpirasi yang terjadi secara bersamaan disebut juga peristiwa evapotranpirasi. Kedua proses ini sulit untuk dibedakan karena keduanya terjadi secara simultan. Di dalam perhitungan dikenal ada dua istilah evapotranspirasi yaitu:
Evapotranspirasi potensial, terjadi apabila tersedia cukup air untuk memenuhi pertumbuhan optimal
Evapotranspirasi aktual, terjadi dengan kondisi pemberian air seadanya untuk memnuhi pertumbuhan.
Faktor iklim yang sangat mempengaruhi peritiwa ini, diantaranya adalah suhu udara, kelembaban, kecepatan angin, tekanan udara, dan sinar matahari.
2.4.1 Perhitungan Evapotranpirasi pada Metode Penman
Metode ini pertama kali dibuat oleh H.L Penman (Rothhamsted Experimnetal Station, Harpenden, England) tahun 1984. Metode penman pada mulanya dikembangkan untuk menentukan besarnya evaporasi dari permukaan air terbuka (E0). Dalam perkembangannya, metode tersebut digunakan untuk menentukan besarnya evapotranpirasi potensial dari suatu vegetasi dengan memanfaatkan data iklim mikro yang diperoleh dari atas vegetasi yang akan menjadi kajian. Banyak rumus tersedia untuk menghitung besarnya evapotranpirasi yang terjadi salah satunya adalah metode Penman. (Soemarto, 1995)
ET0 = C (W.Rn+ (1-W) (ea-ed).f(u) ... (2.5)
di mana ET0 = Evapotranpirasi acuan (mm/hari),W = Faktor Koreksi terhadap
Perbedaan tekanan uap air jenuh dengan tekanan uap air nyata (mbar), c = Faktor pergantian cuaca akibat siang dan malam.
2.4.2 Evapotranspirasi Potensial (ET0)
Evapotranspirasi potensial dapat dihitung dengan menggunakan metode penman modifikasi sebagai berikut: (Soemarto, 1995)
ET0 = C [ W.Rn+ (1-W) (ea-ed).f(u) ] ………. (2.6)
di mana ET0 = Evapotranpirasi acuan(mm/hari),W = factor koreksi terhadap
temperature, Rn = Radiasi netto (mm/hari), F(u) = Fungsi angin, (ea – ed)= Perbedaan tekanan uap air jenuh dengan tekanan uap air nyata (mbar), c = Faktor pergantian cuaca akibat siang dan malam.
2.4.3 Evapotranpirasi Aktual (ETa)
Evapotranspirasi aktual adalah evapotranspirasi yang terjadi sesungguhnya sesuai dengan keadaan persediaan dan kelembaban tanah yang tersedia. Persamaan evapotranspirasi aktual adalah sebagai berikut: (Soemarto, 1995)
ETa = ET0 – ET0 (m/20) (18 – Nr) ……… (2.7)
dimana, ETa = evapotranpirasi aktual (mm/bulan), ET0 = evapotranspirasi
2.5 Ketersediaan Air dengan Metode Dr.F.J. Mock
Ketersediaan air adalah jumlah debit air yang diperkirakan terus menerus ada dsi suatu lokasi bending atau dibangunan air lainnya, dengan jumlah tertentu dan dalam jangka waktu/ periode tertentu. Untuk pemanfaatan air, perlu diketahui informasi ketersediaan air andalan. Debit andalan adalah debit minimum dengan besaran tertentu yang mempunyai kemungkinan terpenuhi yang dapat digunakan untuk berbagai keperluan.
Metode ini ditemukan oleh Dr. F.J. Mock pada tahun 1973 dimana metode ini didasarkan atas fenomena alam dibeberapa tempat di Indonesia. Dengan metode ini, besarnya aliran dari data curah hujan, karakteristik hidrologi daerah pengaliran dan evapontranspirasi dapat dihitung. Pada dasarnya metode ini adalah hujan yang jatuh pada catchment area sebagian akan hilang sebagi evapotranspirasi, sebagaian lagi akan masuk kedalam tanah (infiltrasi), dimana
infiltrasi pertama-tama akan menjenuhkan top soil, kemudian menjadi perkolasi membentuk air bawah tanah (ground water) yang nantinya akan keluar ke sungai sebagai aliran dasar (base flow).
Langkah perhitungan metode DR. F.J Mock :
1. Hitung Evapotranspirasi Potensial
a) Data curah hujan dan hari hujan dalam sebulan b) Evapotranpirasi
Exposed surface (m%) ditaksir berdasarkan peta tat guna lahan atau dengan asumsi:
M = 0% untuk lahan dengan hutan lebat, pada akhir musim hujan dan bertambah 10% setiap bulan kering untul lahan sekunder
M = 10% - 40% untuk lahan yang tererosi, dan
M = 20% - 50% untuk lahan pertanian yang diolah
2. Hitung Limited Evapotranpirasi (ET)
Hitung Water Balance
Water Balance adalah prespitasi yang jatuh ke permukaan daratan setelah mengalami penguapan, yaitu nilai evapotranpirasi terbatas.
3. Hitung Aliran Dasar (baseflow) dan Limpasan Langsung (direct runoff)
Nilai baseflow (Qg) dan runoff (Qi) tergantung dari kondisi daerah tangkapan air dan keseimbangan airnya.
Metode Mock mempunyai dua prinsip pendekatan perhitungan aliran permukaan yang terjadi di sungai, yaitu neraca air atas permukaan tanah dan neraca air bawah tanah yang semua berdasarkan hujan, iklim dan kondisi tanah.
Rumus untuk menghitung aliran permukan terdiri dari:
(http://ww.scribd.com/mobile/doc/66970466?width=800)
Eta = ETo – E ……… (2.9)
E = ETo. Nd/N.m ………..(2.10)
Neraca air diatas permukaan:
(WS) = Rnet – SS ………..(2.11)
SS = SMt + SMt -1……….. (2.12)
SMt = SMt -1 + Rnet ……… (2.13)
Neraca air dibawah permukaan
dVt = Vt – Vt-1 ……….(2.14)
I = Ci . WS ………...(2.15)
Vt = ½ (1+k).I + K.Vt-1 ………(2.16)
Aliran permukaan
RO = BF +DRO ………...(2.17) BF = I-dVt ………(2.18)
DRO = WS-I ………(2.19) Dalam satuan debit:
Q = 0,0116 .RO. A/H ………...(2.20) di mana Rnet = Hujan netto, mm; R = hujan, mm, ETo = Evapotranspirasi
potensial, mm, Eta = Evapotranspirasi actual, mm, N = Jumlah hari dalam
satu bulan, hari, Nd = Jumlah hari kering (tidak hujan), hari, Nr = Jumlah hari
hujan, hari, WS = Kelebihan air, mm, SS = Daya serap tanah atas air,mm, SM = Kelembaban tanah, mm, dV = perubahan kandungan air tanah, mm, Vt =
(0<m<40%), A= Luas DAS. Km2 Q = debit Aliran permukaan, m3/det, dan t = waktu tinjau (periode sekarang t dan yang lau t-1)
2.6 Analisa Kebutuhan Air untuk Irigasi
Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya air yang perlu disediakan dengan sistem irigasi adalah:
a) curah hujan b) evapotranspirasi c) pola tanam d) koefsien tanaman e) perkolasi
Air yang diperlukan oleh tanaman diperoleh dari beberapa sumber yaitu curah hujan, kontribusi air tanah dan air irigasi. Sementara kehilangan air dari daerah akar (root zonbe) tanaman adalah berupa evapotranpirasi (Crop Evapotranpirasion) dan Perkolasi (Deep Percolation). Apabila jumlah air yang diperoleh dari hujan dan konstribusi air tanah tidak mencukupi kebutuhan air yang diperlukan tanaman selama masa pertumbuhannya maka penyediaan air dengan sistem irigasi diperlukan sebagai alternatif penanggulangannya.
2.6.1 Curah Hujan Efektif
yang jatuh selama masa tumbuh tanaman, yang dapat digunakan untuk memenuhi air konsumtif tanaman.
Untuk mengetahui curah hujan efektif bulanan diambil 70 persen dari curah hujan minimum tengah-bulanan dengan periode 5 tahun.(KP 01, 1986)
Re = 0,7 x (setengah bulan)5 ………. (2.21)
di mana Reff = Curah hujan efektif dan (R setengah bulan)5 = curah hujan
minimum tengah bulanan dengan periode ulanh 5 tahun/mm.
Analisa curah hujan efektif ini dilakukan dengan maksud untuk menghitung kebutuhan air irigasi. Curah hujan efektif atau andalan ialah bagian dari keseluruhan curah hujan yang secara efektif tersedia untuk kebutuhan air tanaman. Perkiraan kontribusi curah hujan didekati dengan teori probabilitas dan kelakuan-kelakuan curah hujan disuatu daerah dimasa lalu.
2.6.2 Kebutuhan Penyiapan Lahan
Pada standar perencanaan irigasi disebutkan bahwa kebutuhan air untuk penyiapan lahan umumnya menetukan kebutuhan maksimum air irigasi pada suatu proyek irigasi. Ada 2 faktor penting yang menentukan besarnya kebutuhan air untuk penyiapan lahan ialah:
a. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk penyiapan lahan. b. Jumlah air yang diperlukan untuk penyiapan lahan.
Keadaan sosial dan kebiasaan penduduk setempat menentukan lamanya masa pengolahan tanah dari suatu areal irigasi. Untuk suatu daerah irigasi baru, masa pengolahan tanahnya dapat dipergunakan daerah irigasi yang ada disekitarnya. Sebagi bahan perbandingan masa pengolahan tanah sawah petak tersier adalah 1,5 bulan. Dalam hal dimana alat yang dipergunakan dalam pengolahan areal irigasi tersebut sudah menggunakan alat mekanis maka lamanya masa pengolahan tanah tersebut dapat diambil 1 bulan.
Umumnya air yang diperlukan untuk pengolahan tanah dapat ditentukan dengan keadaan tanah (kedalaman) dan porositas daripada tanah yang kan digunakan untuk tanaman padi.
Metode yang dapat digunakan untuk perhitungan kebutuhan air irigasi selama penyiapan lahan. Metode ini didasarkan pada laju air konstan dalam l/dt selama penyiapan laan dan mengahsilkan rumus berikut: (KP 01, 1986)
LP = M. ek / (ek – 1) ………. (2.22) di mana LP = Kebutuhan air irgasi untuk pengelahan tanah (mm/hari), M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi disawah yang telah di jenuhkan, E0 = evaporasi air terbuka (mm/hari), 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 = MT/ S
air yang diperlukan untuk pengolahan tanah ternmasuk kebutuhan air setelah penanaman adalah 250 mm.
Untuk suatu lahan yang sudah lama kosong (tidak ditanami selama 2,5 bulan atau lebih) kebutuhan air untuk pengolahan diperlukan sebesar 300 mm; termasuk 50 mm setelah penanaman. Kemungkinan ini harus diteliti dengan hati-hati sebelum membuat suatu keputusan untuk menyediakan air yang terlalu besar untuk pengolahan tanah yang dimaksud.
2.6.3 Kebutuhan Air untuk Konsumtif Tanaman
Kebutuhan air untuk konsumtif tanaman merupakan kedalaman air yang diperlukan untuk memenuhi evapotrasnpirasi tanaman yang bebas penyakit, tumbuh diareal pertanian pada kondisi cukup air dari kesuburan tanah dengan potensi pertumbuhan yang baik dan tingkat lingkungan pertumbuhan yang baik. Untuk menghitung kebutuhan air untuk konsumtif tanaman digunakan persamaan empiris dan perlu diketahui nilai koefsien tanaman (Tabel 2.1) sebagi berikut: (KP 01, 1986)
Etc = Kc x Eto ………(2.23)
di mana Kc = Koefsien tanaman, Eto = Evapotranpirasi potensial (mm/hari), Etc =
Evapotranpirasi tanaman (mm/hari).
Waktu penanaman akan mempengaruhi waktu pertumbuhan, tingakt pertumbuhan hingga pertumbuhan daun menutupi tanah. Sebagi contoh, sesuai dengan keadaan iklim, tebu dapat berumur berkisar antara 160 s/d 230 hari. Kacang kedelai, mempunyai umur 100 hari pada daerah panas, dataran rendah sampai 190 hari pada keinggian 2500 m. Untuk memilih Kc dari suatu jenis tanaman untuk setiap tahapan pertumbuhan atau setiap bulan, perlu diperhatikan tingkat pertumbuhan daripada tanaman yang bersangkutan.
Tabel 2.1 Tabel Koefsien Tanaman Padi dan Jagung
Periode Tengah bulan
Padi Jagung
Variasi Biasa Variasi Unggul
1 1.1 1.1 0.5
2 1.1 1.1 0.95
3 1.1 1.05 0.96
4 1.1 1.05 1.05
5 1.1 0.95 1.02
6 1.05 0 0.95 7 0.95 - 0 8 0 - -
Sumber: Direktorat Jnedral Pengairan Standar Perencanaan Irigasi KP-01: 1986
2.6.4 Perkolasi
Proses masuknya air kedalam tanah dinamakan infiltrasi atau perkolasi. Kapasitas infiltrasi air atau curah hujan berbeda-beda antara tempat dan tempat lain, tergantung pada kondisi tanahnya. Apabila tanahnya cukup permeable, cukup mudah ditembus air, maka laju infiltrasinya akan tinggi. Semakin tinggi tingkat permeabilitas tanah semakin tinggi pula laju infiltrasinya.
yang terjadi pada penanaman padi disawah. Istilah perkolasi kurang mempunyai arti penting, dimana karena alasan teknik dibutuhkan proses infiltrasi yang terus menerus. Besarnya perkolasi dinyatakan dalam mm/hari. Perkolasi atau peresapan air kedalam tanah dibedakan menjadi dua, yaitu perkolasi vertical dan perkolasi horizontal.
Perkolasi adalah gerakan air ke bawah dari zona tidak jenuh yang terletak diantara permukaan tanah ke permukaan air tanah. Daya perkolasi adalah laju maksimum yang dimungkinkan, yang besarnya dipengaruhi oleh kondisi tanah dalam zona tidak jenuh yang terletak diantara permukaan tanah dengan permukaan air tanah.
Laju perkolasi sangat bergantung pada sifat-sifat tanah. Dari hasil penyelidikan tanah pertanian dan penyelidikan kelulusan, besarnya laju perkolasi serta tingkat kecocokan tanah untuk pengolahan tanah dapat ditetapkan dan dianjurkan pemakaiannya. Guna menentkan laju perkolasi, tinggi muka air tanah juga harus diperhitungkan. Perembesan terjadi akibat meresapnya air melaluinya tanggul sawah. Laju perkolasi normal pada tanah lempung sesudah dilakukan genangan berkisar antara 1 sampai 3 mm/hari. Di daerah dengan kemiringan diatas 5%, paling tidak akan terjadi kehilangan 5mm/hari akibat perkolasi dan perembesan.
Faktor yang mempengaruhi perkolasi adalah: Tekstur tanah
Permeabilias tanah
2.6.5 Kebutuhan Air di Sawah
Kebutuhan air untuk tanaman pada suatu jaringan irigasi merupakan air yang dibutuhkan untuk tanaman untuk pertumbuhan yang optimal tanpa kekurangan air yang dinyatakan dalam Netto Kebutuhan Air Lapangan (Net Field Requirement, NFR).
Kebutuhan air berih di sawah (NFR) dipengaruhi oleh faktor-faktor seperti penyiapan lahan, pemakain konsumtif, penggenangan, efesiensi irigasi, perkolasi dan infiltrasi, dengan memperhiungkan curah hujan efektif (Re). Bedanya kebutuhan pengambilan air irgasi (DR) juga ditentukan dengan memperhitungkan faktor efesiensi irigasi secara keseluruhan. Perhitungan kebutuhan air irigasi dengan rumus sebagai berikut: (KP 01, 1986)
NFR = Etc + P + WLR – Re ………(2.24)
DR = (NFR x A)/e ………...(2.25)
dimana, NFR = Kebutuhan air irgasi di sawah (lt/dt/ha), Etc = penggunaan
konsumtif (mm/hari), P = Perkolasi (mm/hari), WLR = Penggantian lapisan air (mm/hari), Re = Curah hujan Efektif, A = Luas areal irigasi renan (ha), E = Efesiensi irigasi
2.6.7 Kebutuhan Air di Pintu Pengambilan
Kebutuhan air di pintu pengambilan merupakan jumlah kebutuhan air di sawah dibagi dengan efisiensi irigasinya. Kebutuhan air di pintu pengambilan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut: (KP 01, 1986)
dimana, DR = Kebutuhan air dipintu pengambilan (lt/dt/Ha), NFR = Kebutuhan air disawah (mm/hari), EI = Efesiensi irigasi secara total (%), 8.68 = Angka konversi satuan dari mm/hari ke lt/dt/hari
2.7 Pola Tanam
Pola tanam adalah susunan rencana penanaman berbagai jenis tanaman selama satu tahun yang umumnya di Indonesia dikelompokkan dalam tiga jenis tanaman, yaitu padi, tebu, dan palawija. Umumnya pola tanam mengikuti debit andalan yang tersedia untuk mendapatkan luas tanam yang seluas-luasnya. Terbatasnya persediaan air adalah alas an yang mempengaruhi penyusunan pola tanam dalam satu tahun. Rencana tata tanam bagi daerah irigasi berguna untuk menyusun suatu pola pemanfaatan air irigasi yang tersedia untuk memperoleh hasil produksi tanam yang sebesar-besarnya bagi usaha pertanian.
2.8Efesiensi Irigasi
Hamper seluruh air irigasi berasal dari pembagian dari saluran- saluran dari reservoir. Kehilangan air terjadi ketika air berlebih. Efesiensi irigasi dapat diacri engan menggunakan rumus:
Ec = x 100% ……….(2.27)
Dimana, Ec = Efesiensi Irigasi, Wf = jumlah air yang terdapat diareal persawahan, Wr = jumlah air yg berasal dari reservoir
Efesiensi pengairan merupakan suatu rasio atau perbandingan antar jmlah air yang nyata bermanfaat bagi tanaman yang diusahakan terhadap jumlah air yang tersedia atau yang diberikan dinyatakan salam satuan persentase. Dalam hal ini dikenal 3 macam efesiensi penyaluran air, efesiensi pemberian air dan efesiensi penyimpanan air.
Jumlah air yang tersedia bagi tanaman di areal persawahan dapat berkurang karena adanya evaporasi permukaan, limpasan air dan perkolasi. Efesiensi irigasi merupakan perbandingan antara air yang digunakan oleh tanaman atau yang bermanfaat bagi tanman dengan jumlah air yang tersedia yang dinyatakan dalam satuan persentase.
Efesiensi proyek biasanya dibagi dalam 4 (empat) bagian masing-masing yang berbeda:
b. Efesiensi saluran distribusi: perbandingan antara air yang diterima pada pintu inlet areal irigasi dengan air yang dialirkan dari inlet blok areal irigasi
c. Efesiensi penggunaan di areal: perbandingan antara air yang tersdia untuk tanaman dengan air yang diterima dari inlet areal.
d. Efesiensi proyek: perbandingan-perbandingan air yang tersedia langsung dapat dimanfaatkan oleh tanaman dengan air yang dialirkan dari pintu pengambilan (headwork).
Efesiensi irigasi adalah angka perbandingan dari jumlah air irigasi nyata yang terpakai untuk kebutuhan pertumbuhan tanaman dengan jumlah air yang keluar dari pintu pengembilan (intake). Efesiensi irigasi terdiri atas efesiensi pengaliran yang pada umumnya terjadi dijaringan utama dan efesiensi di jaringan sekunder yaitu dari bangunan pembagi sampai petak sawah. Efesiensi irigasi didasarkan asumsi sebagian dari jumlah air yang diambil akan hilang baik di saluran maupun dipetak sawah. Kehilangan air yang diperhitngkan untuk operasi irigais meliputi kehilangan air tersebut dipengaruhi oleh panjang saluran, luas permukaan saluran, keliling basah saluran dan kedudukan air tanah.
Pada dasarnya, semua kehilangan air yang mempengaruhi efesiensi irigasi berlangsung selama proses pemindahan air dari sumbernya kelahan pertanian dan selam pengolahan lahan pertanian.
2.9Neraca Air
Kegunaan mengetahui kondisi air pada surplus dan defisit dapat mengantisipasi bencana yang kemungkinan terjadi, serta dapat pula untuk mendayagunakan air sebaik-baiknya.
Manfaat secara umum yang dapat diperoleh dari analisis neraca air antara lain:
1. Digunakan sebagai dasar pembuatan bangunan penyimpana dan pembagi air serta saluran-salurannya. Hal ini terjadi jika hasil analisis neraca air didapat banyak bulan-bulan yang defisit air.
2. Sebagai dasar pembuatan saluran drainase dan teknik pengendalian banjir. Hal ini terjadi jika hasil analisis neraca air didapat banyak bulan-bulan yang surplus air.
3. Sebagai dasar pemanfaatan air alam untuk berbagai keperluan pertanian seperti tanaman pangan – hortikultura, perkebunan, kehutanan hingga perikanan.
Neraca air bertujuan untuk mengetahui neraca ketersedian dan kebutuhan air pada suatu sistem irigasi, yang digunakan untuk menetapkan pola tanam dan jenis tanam. Kebutuhan air irigasi dan ketersedian air irigasi harus dalam keadaan seimbang baik pada musim hujan maupun pada musim kemarau.
Konsep neraca air pada dasarnya menunjukkan keseimbangan antara jumlah air yang masuk ke yang tersedi did an keluar dari sistem atau sub sistem tertentu, seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.2
MASUKAN (Qs) KELUARAN (Qd) Gambar 2.3 Skema Neraca Air
Neraca air dapat dirumuskan sebagai berikut:
S = Qs ± Qd ………(2.28)
di mana S = Neraca air, Qs = Debit tersedia (liter/detik), Qd = Debit yng dibutuhkan untuk irigasi (liter/detik).
Dalam perhitungan neraca air, kebutuhan pengambilan yang dihasilkan untuk pola tanam yang dipakai akan dibandingkan dengan debit andalan untuk tiap setengah bulan dan luas daerah yang biasa diairi. Apabila debit melimpah, maka luas daerah irigasi ialah tetap karena lujas maksimum daerah layanan direncanakan sesuai dengan pola tanam yang dipakai. Bila debit tidak berlimpah dan kadang-kadang terjadi kekurangan debit, maka ada 3 pilihan yang bisa dipertimbangkan (KP 01, 1986)
a. Luas daerah irigasi dikurangi
b. Melakukan modifikasi dalam pola tanm
Dapat diadakan perubahan dalam pemilihan tanaman atau tanggal tanam untuk mengurangi kebutuhan air irigasi di sawah (l/dt/ha) agar ada kemungkinan untuk mengairi areal yang lebih luas dengan debit yang tersedia
c. Rotasi teknis/golongan
Untuk mengurangi kebutuhan puncak air irigasi. Rotasi teknis atau golongan mengakibatkan eksploitasi yang lebih kompleks dan dianjurkan hanya untuk proyek irigasi yang luasnya sekitar 10000 ha atau lebih.
METODOLOGI PENELITIAN
Secara garis besar bab ini memberikan gambaran umum tentang lokasi penelitian beserta tahapan-tahapan yang akan dilakukan pada penelitian “ANALISA NERACA AIR DAERAH IRIGASI PANCA ARGA DI KABUPATEN ASAHAN”
3.1 Deskripsi Daerah Studi
3.1.1 Kondisi Umum
Kabupaten Asahan merupakan salah satu kabupaten yang terdapat di kawasan Pantai timur wilayah Provinsi Sumatera Utara, terletak pada koordinat 02˚03’ - 03˚ 26’ Lintang utara dan 99˚1˚ - 100˚0˚ Bujur Timur dan berada pada ketinggian 0 – 1000 m dpl, dengan batas batas administrative sebagai berikut :
Sebalah Utara berbatasan dengan Kab. Batubara dan Kab. Simalungun Sebelah Timur berbatasan dengan Selat Malaka
Sebelah Selatan berbatasan dengan Kab. Labuhan Batu dan Toba Samosir
Sebelah Barat berbatasan dengan Kab. Simalungaun
Gambar 3.1: Daerah Kabupaten Asahan
3.1.2 Kondisi Topografi
Wilayah pesisir Asahan pada umumnya datar dengan kemiringan lereng 0 – 3 %. Pada daerah berbukit di sebelah barat daya, umumnya merupakan wilayah bergelombang dengan kemiringan 3 – 8 %. Dataran pesisir Asahan merupakan dataran rendah dengan elevasi 0 - 200 m. Pesisir pantai terdapat di Timur Laut, sementara wilayah Barat Daya merupakan titik-titk tertingginya, sehingga wilayah tersebut melereng dari Barat Daya ke Timur Laut.
Suhu Rata-rata bulanan di kabupaten Asahan berkisar 28,0˚C – 30,0˚C, sehu tertinggi mencapai 31,0˚C. Kelembaban udara berkisar dari 70% - 81%.
3.1.4 Kondisi Iklim
Seperti umumnya daerah-daerah lainnya yang berada di kawasan Sumatera utara, Kabupaten Asahan termasuk daerah yang beriklim tropis dan memiliki dua musim yaitu musim kemarau dan musim hujan. Musim kemarau dan musim hujan biasanya ditandai engan sedikit banyaknya hari hujan dan volume curah huajn. Kondisi hidroklimatologi diketahui dari hasil pencatatan stasiun huajn, iklim dan AWLR yang berada di Kabupaten Asahan.
3.2 Lokasi Studi
Sumber: UPT ASAHAN
Gambar 3.2 Sistem Tata Air di WS Asahan
Lokasi daerah irigasi Panca arga diperlihatkan pada Gambar 3.3
Sumber: UPT ASAHAN
[image:50.612.133.507.438.663.2]
3.3 Uraian Tahapan Penelitian
Studi pendahuluan dilakukan dengan mengumpulkan refrensi-refrensi yang akan digunakan sebagai dasar dalam penelitian. Setiap pekerjaan yang berhubungan dengan sumber daya air, analisa hidrologi mutlak diperlukan untuk memperoleh gambaran kondisi hidrologi suatu daerah serta mendukung pembuatan keputusan.
Metode yang dipakai dalam studi kali ini adalah dengan mengacu pada beberapa pokok pikiran, teori dan rumusan- rumusan empiris yang ada pada bebrapa literatur, yang diharapkan dapat memperoleh cara untuk mengoptimalkan penggunaan air.
Langakah-langkah yang akan dilakukan adalah sebagai berikut : 1. Survey Pendahuluan
Dilakukan untuk mengenal dan mengidentifikasi dari seluruh permasalahan yang ada dilapangan sehingga dapat mengambil langkah-langkah selanjutnya.
2. Studi pustaka
Melakukan studi pustaka yang berasal dari textbook, jurnal dan catatan kuliah sebagai bahan acuan agar dapat melaksanakan tugas akhir dengan baik sesuai dengan tahapannya. Studi pustaka ini dilakukan sebagai bahan acuan untuk mengetahui langkah-langkah yang pernah dilakukan baik oleh terkait maupun konsultan.
3. Pengumpulan data
permasalahn tersebut. Data yang digunakan dalam penulisan ialah data sekunder. Data-data yang diperlukan diperoleh dari Direktorat Jendral Sumber Daya Air, Balai Wilayah Sungai Sumatera-II Departemen Pekerjaan Umum serta dari Unit Pelayanan Teknik Asahan di Kisaran.
Pada tahap ini, gambar-gambar dan data-data yang harus didapat instansi terkait antara lain:
Peta lokasi daerah irigasi Panca Arga untuk mengetahui gambaran lokasi penelitian.
Data curah hujan dari tiga stasiun pengamatan untuk mengetahui besarnya curah hujan efektif pada daerah penelitian.
Data Klimatologi, untuk mengetahui besarnya intensitas lamanya penyinaran matahari, suhu, kelembapan relatif, serta kecepatan angin yang diperlukan untuk menghitung besarnya evapontranspirasi yang terjadi, sehingga dapat ditentukan nilai consumptive use-nya.
4. Proses perhitungan dan analisa
Langkah berikutnya setelah data sudah terkumpul adalah tahap analisa dan perhitungan antara lain:
a) Analisa Hidrologi
Dalam analisa hidrologi akan dibahas mengenai curah hujan efektif hingga perhitungan evapotranspirasi yang terjadi berdasarkan keadaan klimatologi di lokasi studi. Faktor- faktor yang meliputi :
Data yang dipakai untuk daerah irigasi Panca Arga adalah pencatatan Balai Wilayah Sungai Sumatera II. Data klimatologi yang dipakai meliputi data kelembapan relatif, kecepatan angin, suhu udara dan lama penyinaran.
Data Hujan
Data hujan yang diperoleh adalah curah hujan harian mulai tahun 2003 samapi tahun 2012. Data tersebut berasal dari pencatatan tiap stasiun hujan yang letaknya berdektan dengan daerah studi. Data diperoleh dari stasiun penakar hujan di Ujung Seribu, Terusan Tengah dan Simpang Kawat.
b) Analisa kebutuhan air irigasi
Dalam analisa kebutuhan air irigasi, dibahas mengenai tinjauan umum tentang kebutuhan air irigasi. Faktor- faktor meliputi:
Jenis tanaman, kondisi terakhir perkolasi, besarnya perkolasi yang terjadi dilapangan
Koefsien tanaman, dimana pada koefsien tanaman berdasarkan petunjuk kriteria standar perencanaan irigasi di Indonesia. Efesiensi Irigasi, dipengaruhi oleh besarnya jumlah air yang
hilang diperjalanannya dari saluran primer, skunder hingga tersier.
c) Analisa debit inflow dan debit andalan
Menghitung besarnya debit yang masuk ke daerah irigasi Panca Arga setiap bulannya berdasarkan data curah hujan.
Menghitung besarnya volume andalan serta debit andalan, debit yang tersedia sepanjang tahun untuk selanjutnya dibandingkan dengan kebutuhan air irigasi.
d) Analisa keseimbangan air
Melakukan analisis ketersediaan dan kebutuhan air sehingga didapatkan gambaran neraca air pada daerah irigasi Panca Arga.
Menghitung neraca air dengan membandingkan besarnya kebutuhan air irigasi dengan debit andalan pada daerah studi, untuk mengetahui bagaimana keseimbangan air yang terjadi berdasarkan kebutuhan air irigasi dari hasil optimasi.
Gambar 3.4 Bagan Alir Tahap Pengerjaan Tugas Akhir
MULAI
Studi Literatur
Pengumpulan Data Lokasi Penelitian
Data Irigasi Data Hidrologi
Data Klimatologi
Perhitungan Air Irigasi Perhitungan
Evapotranspirasi Perhitungan
Curah Hujan
Analisa Kebutuhan Air
Analisa Ketersediaan Air
Analisa Neraca Ketersediaan dan Kebutuhan Air
Kesimpulan dan Saran
Gambar 3.5 Bagan alir awal masa tanam (pola tanam)
Analisa Kebutuhan Air Irigasi Perhitungan Land Prepation Perhitungan Curah Hujan Perhitungan Evapontranspirasi JUN Perencanaan Awal masa Tanam dengan pergesaran periode setengah bulanan
JAN
Pemilihan Pola Tanam MAR
FEB APR MAY JUL AGU SEP OKT NOV DES
BAB IV
ANALISA DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Curah Hujan
Data hujan yang diperoleh dari 3 (tiga) stasiun penakar hujan, yaitu stasiun Ujung Seribu, Stasiun Simpang Kawat, dan Stasiun Terusan Tengah digunakan untuk menghitung curah hujan regional untuk DAS Bunut. Luas DAS Bunut diwakili tiga stasiun pencatat tersebut di atas.
4.2 Curah hujan Efektif
Curah hujan efektif merupakan curah hujan yang jatuh pada suatu daerah dan dapat digunakan tanaman untuk pertumbuhannya. Curah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk memenuhi kehilangan air akibat evapotranspirasi tanaman, perkolasi dan lain-lain. Besaran curah hujan efektif diprediksikan sebesar 70% dari curah hujan tengah bulanan dengan probabilitas 80%.
Analisa pada Tabel 4.3 (a) dan (b) diperoleh dengan menggunakan perhitungan sebagai berikut: Contoh perhitungan dipakai R80 = 50,3 untuk bulan Agustus..
R-eff = 0,73 x 1/15 x (R-80)
Rekapitulasi hasil perhitungan curah hujan efektif dapat dilihat pada Tabel 4.3
Tabel 4.3 Rekapitulasi Curah Hujan Efektif No Bulan
Curah Hujan Efektif mm/hari 1 Jan I 2.45 II 2.54 2 Feb I 1.01 II 1.27 3 Mar I 3.90 II 5.08 4 Apr I 3.90 II 3.76 5 May I 2.01 II 3.59 6 Jun I 2.67 II 4.04 7 Jul I 2.14 II 4.00 8 Aug I 6.01 II 3.51 9 Sep I 7.91 II 5.52 10 Oct I 3.98 II 4.53 11 Nov I 4.51 II 2.88 12 Dec I 2.13 II 1.94
Sumber : Tabel Perhitungan
4.3 Analisa Evapotranspirasi
Data-data klimatologi tersebut diperoleh dari hasil pengamatan stasiun klimatologi dari unit pelatan teknik kisaran. Perhitungan besarnya evapotranspirasi bulanan pada daerah studi dilakukan dengan menggunakan Metode Penmann Modifikasi seperti terlihat pada Tabel. 4.4
Analisa pada Tabel 4.4 diperoleh dengan menggunakan perhitungan sebagai berikut :
ET0 = C (W.Rn+ (1-W) (ea-ed).f(u)
Dengan menggunakan rumus tersebut dapat dihitung evapotrasnpirasi: 1. Baris 1, data suhu udara (data BWSS II)
Januari = 26.00
2. Baris 2, data kecepatan angin (U) (data BWSS II) Januari = 109,87 km/hari
3. Baris 3, konversi data kecepatan angin 1 knot = (1.609347x24) km/hari = 38,6243 109,87 x 38,6243 = 2,84 knot
4. Baris 4, fungsi empiris dari kecepatan angin f(u) f(u) = 0,37 (1 + U/100)
= 0,57
5. Baris 5, lama penyinaran (sunshine) Januari = 51,4 %
6. Baris 6, kelembaban udara (RH) Januari = 83 %
7. Baris 7, tekanan uap air lembab sesuai tabel pada lampiran Januari = 33,6 mbar
ed = ea x RH/100 ed = 27,89 mbar
9. Baris 9, menghitung deficit tekanan uap air ea – ed = 33,6 – 27,89 = 5,71 mbar
10.Baris 10, tabel faktor koreksi terhadap temperatur pada lampiran (W) Januari = 26,00 dari tabel 0,76
11.Baris 11, factor koreksi pada pengaruh angin dan kadar lengas terhadap evapotranspirasi (1 - W)
1 – W = 1 – 0,76 = 0,24
12.Menghitung Radiasi yang datang (Rs0)
Baris 12, Daerah Irigasi Panca Arga pada posisi 02°17’77’’- 3°22’00’’ LU 99°01’100°00 BU maka Ra:
Posisi Lintang =
, 0
Posisi Lintang = ,
, ,
,7 °
Dari Tabel 2.4 didapat Ra 2,74° LU = 14,27 13.Baris 13, perhitungan solar radiasi (Rs)
Rs = (0,25 + 0,5 n/N ) Ra
Jadi Rs = (0,25+(0,5x 0,514)) x 10,27 = 5,50
14.Baris 14, menghitung fungsi rasio lama penyinaran (Rns) F(n/N) = 0,1 + 0,9 n/N
15.Baris 16, menghitung fungsi tekanan uap nyata f(ed) = 0,33 - 0,044 . (ed)0,5
= 0,33 – 0,044 . (27,89)0,5 = 0,33 – 0,044 . (5,28) = 0,11
16.Baris 17, menghitung radiasi netto gelombang panjang (Rn1) Rnl = f(t) . f(ed). f(n/N)
Didapat Sta 26,00°C, f(t) = 15,90 Rnl = 15,90 x 0,11 x 0,563
= 0,96
17.Baris 18, menghitung Radiasi netto (Rn) Rn = Rns – Rnl
= 4,13 – 0,96 = 3,17
18.Baris 20, konversi kecepatan angin (km/hari)
1 knot = (38.62433 x 1000/24 x 60 x 60) m/det = 0,447041 Januari = 2,89 x 0,447041 = 1,27
19.Baris 21, kecepatan angin malam dan siang diasumsikan 1,00 20.Baris 22, nilai konstanta tabel penman
21.Baris 23, Menghitung Evapontrasnpirasi ET0 = C (W.Rn+ (1-W) (ea-ed).f(u)
Dari tabel didapat angka koreksi Penman C (konstanta) = 1,1 Dari tabel didapat Sta 26,00°C, W = 0,76
ET0 = 1,1 (0,76.3,17+ (1-0,76) (5,71).0,57
22.Baris 24, evapotranspirasi setengah bulanan
ET0 bulanan = 3,51 x 16 = 56,09 mm/setengah bulan
[image:67.612.199.442.224.510.2]Dari Hasil perhitungan di atas dapat dilihat direkapaitulasi evapotranspirasi pada Tabel 4.4
Tabel 4.4 Rekapitulasi Evapotranspirasi
Sumber : Tabel Perhitungan
4.4 Penyiapan Lahan dan Koefsien Tanaman
Setiap jenis tanaman membutuhkan pengolahan tanah yang berbeda-beda. Pengolahan tanah untuk padi membutuhkan air irigasi yang lebih banyak, karena padi membutuhkan tanah dengan tingkat kejenuhan yang baik dan dalam keadaan tanah yang lunak dan gembur. Pengolahan tanah ini dilakukan antara 20 sampai 30 hari sebelum masa tanam. Minggu pertama sebelum kegaitan penanaman
No Bulan
Evapotranpirasi mm/hari mm/bulan
1 Jan 3.51 56.09
2 Feb 3.96 59.39
3 Mar 3.22 51.59
4 Apr 3.35 50.21
5 Mei 3.40 54.48
6 Jun 4.28 64.24
7 Jul 3.86 61.81
8 Agt 4.27 68.24
9 Sept 3.85 57.76
dimulai, petak sawah diberi air secukupnya untuk melunakkan tanahnya. Biasanya dilakukan dengan membajak dan mencangkul sawah. Kebutuhan air untuk pengolahan tanah dipengaruhi oleh proses evapotranspirasi potensial yang terjadi.
Untuk menentukan pola tanam pada daerah irigasi, dilakukan langkah-langkah sebagai berikut:
a. Data curah hujan yang sudah ada dijumlahkan rata-rata dalam bulan yang sama, kemudian diurutkan dari nilai yang tertinngi sampai terendah untuk dihitung nilai curah hujan efektifnya
b. Menghitung curah hujan efektif
c. Parameter lainnya seperti suhu (T), kelembapan (Rh), Kecepatan angin (U), dan penyinaran matahari (s) dijumlahkan dan dirata-ratakan dalam bulan yang sama
d. Hitung ET0
e. Hitung kebutuhan air selama masa penyiapan lahan (Land Preparation). Cara perhitungan penyiapan lahan pada Tabel 4.6 sebagai berikut:
1. Kolom 1, keterangan nama bulan yang perhitungannya dilakukan persetengah bulan
2. Kolom 2, nilai evapotranspirasi (Eto)
Dimana nilai evapotranspirasi diambil dari hasil perhitungan sebelumnya.
3. Kolom 3, evaporasi permukaan air yang terbuka (E0)
Januari I = 1,1 x Eto = 1,1 x 3,51 = 3,86
Laju perkolasi sangat bergantung kepada sifat-sifat tanah. Laju perkolasi dapat mencapa 1-3 mm/hari. Maka diasumsikan nilai perkolasi adalah 2.
5. Kolom 5, kebutuhan air untung mengkompensasi kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi disawah yang dijenuhkan.
M = E0 +P = 3, 86 + 2,00 = 5,86
6. Kolom 6, k = M. T/S k = 5,86 45/300 = 0,88
di mana, T = jangka waktu penyiapan lahan, hari, S = kebutuhan air, untuk penjrnuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm, mm yakni 250 + 50 = 300 mm dan e = 2,718281828
7. Kolom 7, penyiapan lahan (LP) LP = M.ek/ (ek – 1)
LP = 5,86. 2,7180,88 / (2,7180,88 – 1) LP = 10,02
f. ETc = ET0 . Kc
di mana Kc= koefsien tanaman menurut Dirjen Pengairan, Bina program PSA 010,1985
g. Hitung kebutuhan air disawah untuk padi (NFR) NFR = ETc + P – Re + WLR
h. Kebutuhan irigasi untuk padi IR = NFR/e
= penggunaan konsumtif (mm), P = kehilangan air akibat perkolasi (mm/hari), Re = Curah hujan perhari (mm/hari), e= efesiensi irigasi secara keseluruhan, WLR = penggantian lapisan air mm/hari
Tabel 4.6 Perhitungan Land Preparation
Bulan
Eto Eo P M = Eo + P k = MxT/S LP = M ek/ (ek-1) mm/hari
(mm/hari)
1,1 x Eto
(mm/hari) (mm/hari)
T = 30 Hari T = 45 Hari T = 45 Hari
(mm/hari)
S = 250 mm
S = 300 mm
S = 250 mm
S = 300
mm S = 300 mm
(mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) (mm/hari) (mm/hari)
JAN I 3.51 3.86 2.00 5.86 0.70 0.59 1.25 0.88 10.02
II 3.51 3.86 2.00 5.86 0.70 0.59 1.25 0.88 10.02
FEB I 3.96 4.36 2.00 6.36 0.76 0.64 1.14 0.95 10.34
II 3.96 4.36 2.00 6.36 0.76 0.64 1.14 0.95 10.34
MAR I 3.22 3.55 2.00 5.55 0.67 0.55 1.00 0.83 9.82
II 3.22 3.54 2.00 5.54 0.67 0.55 1.00 0.83 9.82
APR I 3.35 3.68 2.00 5.68 0.68 0.57 1.02 0.85 9.91
II 3.25 3.58 2.00 5.58 0.67 0.56 1.00 0.84 9.84
MAY I 3.40 3.75 2.00 5.75 0.69 0.57 1.03 0.86 9.95
II 3.40 3.75 2.00 5.75 0.69 0.57 1.03 0.86 9.95
JUN I 4.28 4.71 2.00 6.71 0.81 0.67 1.21 1.01 10.58
II 4.28 4.71 2.00 6.71 0.80 0.67 1.21 1.01 10.57
JUL I 3.86 4.25 2.00 6.25 0.75 0.62 1.12 0.94 10.27
II 3.86 4.25 2.00 6.25 0.75 0.62 1.12 0.94 10.27
AGT I 4.27 4.69 2.00 6.69 0.80 0.67 1.20 1.00 10.56
II 4.27 4.70 2.00 6.70 0.80 0.67 1.21 1.00 10.57
SEP I 3.85 4.24 2.00 6.24 0.75 0.62 1.12 0.94 10.26
II 3.85 4.24 2.00 6.24 0.75 0.62 1.12 0.94 10.26
OKT I 3.90 4.30 2.00 6.30 0.76 0.63 1.13 0.94 10.30
II 3.90 4.29 2.00 6.29 0.75 0.63 1.13 0.94 10.30
NOV I 3.38 3.71 2.00 5.71 0.69 0.57 1.03 0.86 9.93
II 3.38 3.71 2.00 5.71 0.69 0.57 1.03 0.86 9.93
DES I 2.87 3.16 2.00 5.16 0.62 0.52 0.93 0.77 9.58
4.5 Analisa Kebutuhan Air Irigasi
Setiap tanaman memerlukan air dalam masa pertumbuhnnya sebagai zat tumbuh. Kebutuhan akan air ini berbeda-beda sesuai masa tumbuhnya. Masa tumbuh setiap tanaman berbeda, sehingga dalam satu tahun kita dapat mengatur macam tanaman yang ditanam sesuai dengan masa tanamnya. Jenis tanaman yang biasa ditanam di daerah irigasi Panca Arga meliputi padi palawija.
Dalam mencari besarnya kebutuhan air untuk irigasi tanaman, dilakukan analisa kebutuhan air yang dipengaruhi oleh faktor pengolahan tanah, perkolasi, curah hujan efektif, evapontrasnpirasi, efesiensi irigasi, koefsien tanaman se
