ANALISIS KEBUTUHAN AIR DAN KELEBIHAN AIR
HASIL KONSOLIDASI DI BALAI BESAR PENELITIAN
TANAMAN PADI SUKAMANDI
FIKRI SURYA ANDIKA
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi yang berjudul Analisis
Kebutuhan Air dan Kelebihan Air Hasil Konsolidasi di Balai Besar Penelitian
Tanaman Padi Sukamandi adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal dari atau dikutip dari karya yang
diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks
dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhrir skripsi.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Juli 2015
Fikri Surya Andika
ABSTRAK
FIKRI SURYA ANDIKA. Analisis Kebutuhan Air dan Kelebihan Air Hasil
Konsolidasi di Balai Besar Penelitian Tanaman Padi Sukamandi. Di bawah
bimbingan Budi Indra Setiawan.
Neraca air merupakan neraca masukan dan keluaran air disuatu tempat pada
periode tertentu, sehingga dapat untuk mengetahui jumlah air tersebut kelebihan
ataupun kekurangan.
Penelitian ini bertujuan untuk
menganalisis debit kebutuhan
air dan kelebihan air yang terjadi di Lahan Percobaan Balai Besar Penelitian
Tanaman Padi (BBPTP).
Prosedur penelitian terdiri dari studi lapangan, studi
literatur dan analisis data. Berdasarkan hasil analisis, arah aliran air di daerah sekitar
penelitian mengalir ke arah selatan dimana terdapat sungai Cijengkol yang
merupakan hilir aliran air. Berdasarkan analisis kebutuhan air konsolidasi yang telah
dilakukan dapat disimpulkan nilai evapotranspirasi tertinggi terjadi pada bulan
Oktober yaitu 7.13 mm/hari. Nilai kebutuhan air tertinggi terjadi pada bulan Oktober
yaitu 2.10 lt/det/ha. Debit maksimum terjadi pada saluran drainase nomor 7 yaitu
28.01 lt/det dengan luas area 13.34 ha. Berdasarkan analisis hujan dapat disimpulkan
nilai curah hujan harian maksimum untuk wilayah penelitian di Balai Besar Penelitian
Tanaman Padi sebesar 76.25 mm dengan periode ulang 2 tahun dan distribusi Gumbel.
Debit kelebihan maksimum terjadi pada saluran irigasi nomor 88 yaitu 117.30 lt/det
dengan luas area 14.15 ha.
Kata Kunci: curah hujan, debit buangan, debit irigasi, evapotranspirasi
ABSTRACT
FIKRI SURYA ANDIKA. Water Needs and Water Exceed Analysis of
Consolidated Results at Indonesian Center For Rice Research Sukamandi.
Supervised by Budi Indra Setiawan.
Water balance is the balance of the input and output of water somewhere at a
certain period, so it can be to determine the amount of the excess or shortage of
water. This study aimed to analyze the flow of water and the excess water needs
that occur at BBPTP. The procedure consisted of field studies, literature review
and data analysis. Based on the analysis, the direction of water flow in the area
around the research flowing to the south where there is a Cijengkol river
downstream water flow. Based on the analysis of the water needs of the
consolidation that has been done can be concluded highest evapotranspiration
values occurred in October that is 7.13 mm/day. The highest value of water
demand in October is 2.10 lt/sec/ha. The maximum irrigation discharge occurs in
the irrigation channel number 7 is 28.01 lt/sec with 13.34 ha area. Based on the
analysis of rainfall can be summed value maximum daily rainfall for the area of
research at the Center for Rice Research amounted to 76.25 mm with a return
period of 2 years and Gumbel distribution. The maximum effluent discharge
occurs in the drainage channel number 88 is 117.30 lt / sec with 14.15 ha area.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
ANALISIS KEBUTUHAN AIR DAN KELEBIHAN AIR
HASIL KONSOLIDASI DI BALAI BESAR PENELITIAN
TANAMAN PADI SUKAMANDI
FIKRI SURYA ANDIKA
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
Judul Skripsi : Analisis Kebutuhan Air dan Kelebihan Air Hasil Konsolidasi di
Balai Besar Penelitian Tanaman Padi Sukamandi
Nama
: Fikri Surya Andika
NIM
: F44110026
Disetujui oleh
Prof. Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr
Pembimbing
Diketahui oleh
Dr. Ir. Nora Herdiana Pandjaitan, DEA.
Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas
segala berkat dan kasih karunia-Nya, sehingga karya ilmiah ini berhasil
diselesaikan. Judul yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan
Pebruari 2015 hingga Juni 2015 ini adalah Analisis Kebutuhan Air dan Kelebihan
Air Hasil Konsolidasi di Balai Besar Penelitian Tanaman Padi Sukamandi.
Dalam kesempatan kali ini penulis mengucapkan banyak terima kasih
kepada :
1. Prof Dr Ir Budi Indra Setiawan, MAgr selaku pembimbing yang telah
memberikan bimbingan, saran dan masukan yang bermanfaat sehingga
penelitian ini dapat diselesaikan.
2. Bapak Ir. Machmud A. Raimadoya, M.Sc dan Dr. Chusnul Arif, STP, M.Si
selaku dosen penguji sidang skripsi atas bimbingan dan masukannya.
3. Semua pihak yang membantu dan mendukung berjalannya penelitian
(Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan dan Balai Besar Penelitian
Tanaman Padi, Sukamandi)
4. Bapak H. Masdjar; Ibu Hj. Endang Suhartiningsih serta kakak-kakak atas
semua semangat, dukungan dan kasih sayang yang diberikan.
5. Muhammad Ridwan, Dhanu Prakoso, Mochammad Rizky Ramadhan, Ahmad
Sidik dan Achmad Fachrie Afifie sebagai teman sebimbingan atas kerja sama
dan kebersamaan serta saran dan masukan yang membangun selama ini.
6. Rekan-rekan mahasiswa Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan Angkatan
2011 atas motivasi, masukan, semangat dan dukungan yang diberikan.
Penulis sadari dalam penyusunan skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan,
saran dan kritik penulis harapkan sebagai masukan yang berharga untuk perbaikan
dalam penulisan selanjutnya. Penulis berharap karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi
semua pihak dan dapat digunakan sebagaimana mestinya.
Bogor, Juli 2015
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
vii
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR LAMPIRAN
viii
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
1
Manfaat Penelitian
1
Ruang Lingkup Penelitian
2
METODE
2
Waktu dan Tempat Penelitian
2
Alat dan Bahan
2
Prosedur Penelitian
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
8
Kondisi Umum Lokasi Penelitian
8
Kondisi Topografi dan Konsolidasi Lahan
8
Kondisi Topografi
8
Konsolidasi Lahan
9
Analisis Kebutuhan Air Irigasi
11
Evapotranspirasi Tanaman
9
Perkolasi
10
Debit Kebutuhan Air Irigasi
11
Analisis Debit Kelebihan Air
12
Analisis Hujan
12
Debit Kelebihan Air
15
SIMPULAN DAN SARAN
16
Simpulan
16
Saran
16
DAFTAR PUSTAKA
17
DAFTAR TABEL
1 Laju perkolasi sesuai dengan tekstur tanah
4
2 Hasil analisis tanah pada dua zona
10
3 Debit yang diperlukan masing-masing saluran irigasi
11
4 Debit yang diperlukan masing-masing saluran irigasi (lanjutan)
11
5 Curah hujan harian maksimum Stasiun Klimatologi Sukamandi
12
6 Analisis distribusi frekuensi hujan rencana (R
24)
13
7 Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Normal dan Gumbel
13
8 Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Normal dan Gumbel (Lanjutan)
14
9 Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Log Normal dan Log Person III
14
10 Hasil perhitungan parameter statistik
14
11 Hasil uji parameter statistik
15
12 Debit yang diperlukan masing-masing saluran drainase
16
DAFTAR GAMBAR
1 Daerah penelitian di Balai Besar Penelitian Tanaman Padi Sukamandi
2
2 Kerangka alir prosedur penelitian
7
3 Kondisi saluran yang rusak
8
4 Kondisi topografi di Balai Besar Penelitian Tanaman Padi
9
5 Evapotranspirasi tanaman (ETc)
10
6 Kebutuhan air irigasi
11
DAFTAR LAMPIRAN
1 Harga-harga koefisien tanaman padi 19
2 Nilai KT untuk metode distribusi Normal dan Log Normal
20
3 Nilai K untuk metode distribusi Log Pearson Tipe III
21
4 Nilai Yn dan Sn untuk metode distribusi Gumbel
22
5 Nilai kritis Do untuk Uji Kecocokan Smirnov Kolmogorov
23
6 Kondisi Topografi Sesudah Perataan
24
7 Hasil Konsolidasi Lahan di Balai Besar Penelitian Tanaman Padi
25
8 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Januari
26
9 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Februari
27
10 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Maret
28
11 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan April
29
12 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Mei
30
13 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Juni
31
14 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Juli
32
15 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Agustus
33
16 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan September
34
17 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Oktober
35
18 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan November
36
19 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Desember
37
20 Nomor dan Letak Saluran Drainase
38
21 Nomor dan Letak Saluran Drainase
39
PENDAHULUAN
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 antara ketersediaan dan kebutuhan air.
Penggunaan air digunakan secara efektif dan efisien sebagai jawaban atas semakin
meningkatnya permintaan akan air untuk kebutuhan tanaman maupun air bagi
peruntukan lainnya. (Sosrodarsono 1985).
Neraca air (
water balance
) merupakan neraca masukan dan keluaran air
disuatu tempat pada periode tertentu, sehingga dapat untuk mengetahui jumlah air
tersebut kelebihan (surplus) ataupun kekurangan (defisit). Kegunaan mengetahui
kondisi air pada surplus dan defisit dapat mengantisipasi bencana yang
kemungkinan terjadi, serta dapat pula untuk mendayagunakan air sebaik-baiknya
(Nasir 1999). Kesetimbangan air dalam suatu sistem tanah-tanaman dapat
digambarkan melalui sejumlah proses aliran air yang kejadiannya berlangsung
dalam satuan waktu yang berbeda-beda.
Kontribusi prasarana dan sarana irigasi terhadap ketahanan pangan selama
ini cukup besar yaitu sebanyak 84 persen produksi beras nasional bersumber dari
daerah irigasi (Sari, 2007). Balai Besar Penelitian Tanaman Padi di Subang, Jawa
Barat sebagai lokasi penelitian dan pengembangan tanaman padi berpengaruh
terhadap meningkatnya produksi beras di Indonesia. Namun, upaya peningkatan
tersebut menjadi terhambat karena beberapa faktor seperti infrastruktur irigasi
yang rusak dan tidak sesuai kebutuhan. Analisis kebutuhan air maksimum serta
kelebihan air maksimum diperlukan agar saluran irigasi dan drainase yang akan
dirancang dapat menampung air yang akan mengalir di saluran tersebut
Perumusan Masalah
Rumusan masalah yang menjadi fokus dalam penelitian ini adalah
menganalisis debit maksimum yang terjadi untuk kebutuhan infrastruktur irigasi
serta debit maksimum buangan yang diperlukan untuk kebutuhan infrastruktur
drainase.
Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah melakukan analisis debit kebutuhan air dan
kelebihan air maksimum yang terjadi di Lahan Percobaan Balai Besar Penelitian
Tanaman Padi.
Manfaat Penelitian
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini terbatas pada analisis hujan, evapotranspirasi, debit kebutuhan
air dan kelebihan air maksimum hasil konsolidasi di Balai Besar Penelitian
Tanaman Padi.
METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Pebruari hingga Juni 2015 di Balai
Besar Penelitian Tanaman Padi, Sukamandi, Subang. Penelitian menggunakan
data primer dan sekunder yang diperoleh dari Balai Besar Penelitian Tanaman
Padi.
Gambar 1 Daerah penelitian di Balai Besar Penelitian Tanaman Padi Sukamandi
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan antara lain komputer,
Theodolite,
kompas,
Global
Positioning System
(GPS). Peralatan lain untuk proses pengolahan data adalah
kalkulator dan laptop yang dilengkapi dengan
software
Mirosoft Word, Microsoft
Excell, Google Earth, TAL dan ArcGis 10.
Data sekunder antara lain data iklim 10
tahun 2005-2015 dari stasiun Klimatologi Sukamandi.
Prosedur Penelitian
Studi lapangan dilakukan dengan cara survei dan observasi. Survei dan observasi
dilakukan untuk memperoleh data-data yang dibutuhkan untuk analisis baik
berupa data primer maupun data sekunder. Tahapan analisis yang akan dilakukan
dalam penelitian ini dibagi menjadi dua yaitu analisis kebutuhan air dan analisis
kelebihan air.
1.
Evapotranspirasi
Besarnya laju evapotranspirasi tanaman dihitung dengan persamaan sebagai
berikut (Doorensbos dan Pruit 1977).
ETc = Kc x ETo
(1)
Keterangan :
ETc = evapotranspirasi tanaman (mm/hari)
Kc = kofisien tanaman
ETo = evapotranspirasi tanaman acuan (mm/hari)
Nilai koefisien tanaman digunakan nilai 1.1 sebagai nilai tertinggi untuk
perhitungan kebutuhan air. Nilai koefisien tanaman padi dalam berbagai tahap
pertumbuhan tanaman dapat dilihat pada Lampiran 1.
Evapotranspirasi tanaman diperlukan nilai evapotranspirasi acuan. Besarnya
laju evapotranspirasi tanaman dipengaruhi oleh faktor iklim yang berupa
kecepatan angin, kelembaban udara, lama penyinaran matahari, suhu, dan
lingkungan serta tingkat pertumbuhan tanaman (Hansen et al, 1980). Namun,
stasiun klimatologi sukamandi tidak mencatat data lama penyinaran matahari.
Untuk memperoleh nilai tersebut maka dicari nilai
Net Radiation
.
Evapotranspirasi tanaman acuan dihitung dengan persamaan
Penman-Monteith
sebagai berikut :
ETo=
0.408 Δ Rn- G + γ T+273900 u2 (es – ea)Δ+ γ (1+0.34 u2)
(2)
Keterangan :
ETo = evapotranspirasi tanaman acuan (mm/hari)
Rn =
net radiation
(MJ/m
2hari)
G
=
soil heat flux density
(MJ/m
2hari)
T
= Temperatur rata-rata (°C)
u2
= kecepatan angin (m/s)
es
=
saturation vapour pressure
(kPa)
ea
=
actual vapour pressure
(kPa)
es - ea =
saturation vapour pressure deficit
(kPa)
D
=
slope vapour pressure curve
(kPa/°C)
g
= konstanta psikometri (kPa/°C)
2. Perkolasi
Laju perkolasi sangat tergantung pada sifat fisik tanah berupa tekstur tanah,
permeabilitas tanah, lapisan kedap serta topografi daerah setempat (Sosrodarsono
dan Takeda, 1987). Laju perkolasi di berbagai tekstur tanah dapat dilihat pada
Tabel 1.
Tabel 1 Laju perkolasi sesuai dengan tekstur tanah
Tekstur tanah
Perkolasi
(mm/hari)
Lempung berpasir
3 – 6
Lempung
2 – 3
Liat berlempung
1 – 2
Sumber : Rice Irrigation in Japan. OTCA, 1973 di dalam Moh Ardani, 1997
3. Pengolahan Tanah
Keperluan air selama pengolahan tanah padi sawah umumnya menentukan
puncak keperluan air irigasi pada suatu areal irigasi. (Kalsim 2008). Kebutuhan air
untuk penyiapan lahan sebesar 150 mm. Lama pengisian air agar mencapai
ketinggian 150 mm dilakukan selama 30 hari sehingga kebutuhan air setiap hari
untuk penggenangan pada periode pengolahan tanah adalah 5 mm/hari. Analisis
kebutuhan air dilakukan untuk mengetahui debit yang harus tersedia untuk
keperluan irigasi, dengan tahapan sebagai berikut.
1. Debit kebutuhan air maksimum untuk setiap saluran irigasi tersier
Langkah-langkah yang digunakan untuk menghitung debit kebutuhan air
maksimum adalah sebagai berikut.
- Menghitung kebutuhan air irigasi
nFR = Etc + LP + P
(3)
Keterangan :
nFR = Kebutuhan air irigasi (mm/hari)
ETc = Evapotranspirasi tanaman (mm/hari)
LP
= Kebutuhan air selama pengolahan tanah (mm/hari)
P
= Perkolasi (mm/hari)
- Menghitung debit irigasi masing-masing saluran irigasi tersier
Q =
nFR8.64x A
(4)
Keterangan :
Q = Debit irigasi terseier (lt/det)
A = Luas area yang akan diairi (ha)
Analisis kelebihan air dilakukan untuk mengetahui debit yang harus tersedia
untuk keperluan irigasi, dengan tahapan sebagai berikut.
1. Analisis Frekuensi dan Probabilitas Hujan
a. Distribusi Normal
Persamaan yang digunakan dalam distribusi Normal sebagai berikut:
X
T= X
+ K
TS
(5)
X
T= perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T
tahunan
X
= nilai rata-rata hitung variat
S
= deviasi standar nilai variat
K
T= faktor frekuensi (
lihat
Lampiran 2)
b. Distribusi Log Normal
Persamaan yang digunakan dalam distribusi Log Normal sebagai berikut.
Y
T= Y
+ K
TS
(6)
Keterangan :
Y
T= perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan periode ulang T
tahunan
Y
= nilai rata-rata hitung variat
S
= deviasi standar nilai variat
K
T= faktor frekuensi (
lihat
Lampiran 2)
c. Distribusi Log-Pearson III
Langkah-langkah perhitungan pada distribusi Log Pearson Tipe III sebagai
berikut.
- Mengubah data ke bentuk logaritmis
X = log X
(7)
- Menghitung harga rata-rata
log X
=
ni=1log xin
(8)
- Menghitung harga simpangan baku
s =
ni=1log Xi- log X 2n-1
0.5
(9)
- Menghitung koefisien kemencengan
G=
n ni=1 log Xi- log X 3n-1 n-2 s3
(10)
- Menghitung logaritma data dengan periode ulang T tahun
log X
T= log X
+ K
TS
(11)
- Menghitung hujan kala ulang dengan menghitung antilog dari log XT
d. Distribusi Gumbel
Persamaan yang digunakan dalam distribusi Gumbel sebagai berikut.
X = X
+ K S
(12)
Keterangan :
X
= harga rata-rata sampel
S
= deviasi standar nilai variat
Faktor probabilitas K untuk harga-harga ekstrim Gumbel dapat dinyatakan
dalam persamaan berikut.
K=
YTr - YnSn
(13)
Keterangan :
Yn =
reduce mean
yang tergantung jumlah sampel/data n (Lampiran 4)
Sn =
reduce standard deviation
yang juga tergantung pada jumlah
sampel/data n (Lampiran 3)
YTr=
reduce variate
, yang dapat dihitung dengan persamaan berikut
ini:
Y
Tr= - ln
- ln
TTr- 1r(14)
Dengan mensubstitusikan persamaan di atas, didapat persamaan berikut:
X
Tr=
X
-
YSnn S+
YSTrn S(15)
X
Tr= b +
1aY
Tr(16)
dengan a=
SnS
dan �
=
-
����
(17)
2. Uji Kecocokan (Smirnov-Kolmogorov) dan Uji Parameter Statistik
Uji kecocokan digunakan untuk melakukan pengecekan apakah suatu
distribusi data dapat diterima atau tidak (Pramuji 2013). Uji parameter statistik
didasarkan pada nilai standar deviasi, koefisien kemiringan, koefisien kurtosis dan
koefisien variasi tiap distribusi. Uji kecocokan yang dilakukan adalah uji
Smirnov-Kolmogorov, yang sering disebut uji kesesuaian non parametrik karena pengujiannya
tidak menggunakan fungsi distribusi tertentu (Agus 2010). Prosedur pelaksanaannya
adalah sebagai berikut :
- Mengurutkan data dan menentukan peluang dari masing-masing data
X
1= P (X
1)
X
2= P (X
2), dan seterusnya
- Mengurutkan nilai masing-masing peluang teoritis dari hasil
penggambaran data (persamaan distribusi)
X
1= P’ (X
1)
X
2= P’ (X
2), dan seterusnya
- Menentukan selisih terbesar antara peluang pengamatan dengan peluang
teoritis
D = maksimum (P(X
n) – P’(X
n))
(18)
3. Debit kelebihan air maksimum untuk setiap saluran irigasi tersier
Q=
(
R
24- (
Etc+P8.64)
) x A
(19)
Keterangan :
Q = Debit kelebihan air (lt/det)
R
24= Hujan rencana periode ulang 2 tahun (mm/hari)
A
= Luas area (ha)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Lokasi Penelitian
Balai Besar Penelitian Tanaman Padi (BBPTP) terletak di Desa
Sukamandijaya, Kecamatan Ciasem, Kabupaten Subang. Letak koordinat BBPTP
adalah 6
⁰
20’40” LS - 6
⁰
22’40” LS dan 107
⁰
37’30” BT - 107
⁰
39’30” BT.
Pemberian air irigasi di BBPTP dilakukan secara konvensional yaitu dengan
menutup dan membuka saluran dengan barang-barang di sekitar seperti batu dan
sampah. Lahan yang tidak teratur juga menyebabkan sulitnya mengakses daerah
untuk dilalui air. Kapasitas saluran juga tidak dapat menampung air yang
dibutuhkan dan air yang berlebih saat terjadi kondisi ekstrem saat musim hujan
maupun kering. Penyebab terjadinya saluran yang tidak dapat menampung air
disebabkan karena terdapatnya vegetasi yang tumbuh di saluran sehingga
menghalangi laju aliran. Selain itu, tidak diketahuinya debit yang dibutuhkan
untuk irigasi maupun debit buangan pada saluran drainase juga menyebabkan
saluran tidak dapat menampung.
Gambar 3 Kondisi saluran yang rusak
Kondisi Topografi dan Konsolidasi Lahan
Kondisi Topografi
Pengukuran kontur secara langsung dengan menggunakan
Theodolite
dilakukan untuk mengetahui kondisi topografi lokasi penelitian. Pengukuran
dilakukan dengan 52 titik kontrol dan 415 titik detail (Afifie 2015). Data tersebut
kemudian diolah dengan
Surfer
9 dan dihasilkan peta kontur dan arah aliran
Gambar 4 Kondisi topografi di Balai Besar Penelitian Tanaman Padi
Konsolidasi Lahan
Hasil konsolidasi lahan pada lokasi penelitian menggolongkan lahan
percobaan Balai Besar Penelitian Tanaman Padi menjadi 3 zona (Prakoso 2015).
Pembagian zona didasarkan pada kondisi topografi lahan yang memiliki
perbedaan ekstrem. Pembagian zona tersebut memudahkan agar konsolidasi dapat
dilakukan dengan mudah serta biaya yang relatif murah. Selain itu, pembagian
zona juga dapat memudahkan sistem pemberian irigasi menjadi lebih hemat. Hasil
konsolidasi disajikan pada Lampiran 7.
Evapotranspirasi Tanaman
Evapotranspirasi tanaman (ETc) merupakan salah satu faktor penting
untuk mengetahui seberapa besar kebutuhan air irigasi. Evapotranspirasi tanaman
dipengaruhi oleh keadaan iklim di daerah setempat. Faktor iklim tersebut meliputi
penyinaran matahari, suhu udara, kelembaban udara, dan kecepatan angin. Untuk
data iklim terdekat dari Balai Besar Penelitian Tanaman Padi diperoleh dari
Stasiun Klimatologi Sukamandi. Data-data iklim berupa, temperatur maksimum,
temperatur minimum, kelembaban udara, kecepatan angin. Namun, stasiun
klimatologi sukamandi tidak memiliki data lama penyinaran matahari sehingga
diperlukan perhitungan untuk mencari nilai
Net Radiation
(Rn).
Perhitungan nilai evapotranspirasi tanaman diperlukan data
evapotranspirasi acuan (ETo). Nilai evapotranspirasi acuan dihitung dengan
menggunakan persamaan
Penman-Monteith
yang tersaji pada Lampiran 8 sampai
Gambar 5 Evapotranspirasi tanaman (ETc)
Gambar 5 menunjukkan bahwa nilai evapotranspirasi tanaman di Balai
Besar Penelitian Tanaman Padi tahun 2006 berkisar antara 1.59 mm/hari – 6.02
mm/hari, sedangkan tahun 2014 berada diantara 2.57 mm/hari – 7.13 mm/hari.
Untuk keperluan kebutuhan air irigasi diambil nilai ETc terbesar yaitu 7.13
mm/hari dan untuk kelebihan air diambil ETc terkecil yaitu 1.59 mm/hari.
Perkolasi
Nilai perkolasi digunakan untuk menghitung nilai kebutuhan air untuk
pengolah tanah. Perkolasi dapat ditentukan dengan mengetahui tekstur tanah pada
lahan melalui analisis tanah. Penelitian ini mengambil 2 contoh uji tanah yang
berbeda dari lahan yang berbeda, yaitu pada zona 1 dan zona 2. Hasil analisis
tanah dan nilai perkolasinya dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 Hasil analisis tanah pada dua zona
Zona
% Kelas Tekstur
Tekstur
Sand
Clay
Silt
1
69.94
0.09
29.97
Lempung
Berpasir
2
60.39
0.02
39.59
Lempung
Berpasir
Hasil analisis tanah menunjukkan bahwa dari dua contoh uji tersebut
teksturnya adalah lempung berpasir.
Berdasarkan tabel 1
Rice Irrigation in Japan
,
OTCA, maka nilai perkolasinya sebesar 6 mm/hari untuk analisis kebutuhan air dan 3
mm/hari untuk analisis kelebihan air.
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
1-Ja
n
1-Fe
b
1-Mar
1-Apr
1-M
ay
1-Jun
1-
Jul
1-Aug
1-
Se
p
1-
Oc
Analisis Kebutuhan Air Irigasi
Kebutuhan Air Irigasi
Perencanaan dan
perancangan infrastruktur irigasi dimaksudkan agar
saluran irigasi dapat menampung debit maksimum yang terjadi. Debit kebutuhan
air maksimum terjadi saat evapotranspirasi tanaman dan perkolasi maksimum
serta tidak ada hujan yang terjadi. Periode tanam digunakan saat periode
pengolahan tanah.
Gambar 6 Kebutuhan air irigasi
Gambar 6 menunjukkan bahwa nilai kebutuhan irigasi di Balai Besar
Penelitian Tanaman Padi memiliki nilai terbesar yaitu 2.1 lt/det/ha yang terjadi
pada bulan Oktober. Nilai minus pada Gambar 6 menunjukkan bahwa jika
pengolahan tanah dilakukan pada periode waktu yang memiliki nilai minus maka,
tidak memerlukan irigasi karena kebutuhan air sudah dipenuhi oleh hujan yang
terjadi.
Debit Kebutuhan Air Irigasi Setiap Petak Tersier
Debit air irigasi maksimum berbeda-beda untuk setiap saluran irigasi tersier.
Setiap saluran irigasi tersier mengairi luas lahan yang berbeda-beda. Letak dan
petak yang diairi saluran irigasi disajikan pada Lampiran 20. Debit maksimum
masing-masing saluran irigasi disajikan pada Tabel 2.
Tabel 3 Debit yang diperlukan masing-masing saluran irigasi
No
Luas (ha) Debit (lt/det) No Luas (ha) Debit (lt/det)
0
9.68
20.33
3
9.54
20.03
Sekunder 1
7.80
16.38
4
7.80
16.38
1
7.41
15.56
5
11.17
23.46
2
7.80
16.38
6
7.94
16.67
Tabel 4 Debit yang diperlukan masing-masing saluran irigasi (lanjutan)
0.00
10.00
20.00
30.00
40.00
50.00
60.00
70.00
80.00
90.00
100.00
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
1-Jan
1-Feb
1-Mar
1-A
pr
1-May
1-
Ju
n
1-
Ju
No Luas (ha) Debit (lt/det)
No
Luas (ha) Debit (lt/det)
7
13.34
28.01
25
6.03
12.66
8
8.34
17.51
26
8.64
18.14
9
13.27
27.87
27
9.50
19.95
10
8.75
18.38
28
9.39
19.72
11
11.95
25.10
29
9.58
20.12
12
9.22
19.36
30
10.09
21.19
13
11.70
24.57
31
9.60
20.16
14
9.15
19.22
32
10.89
22.87
15
11.19
23.50
33
11.38
23.90
16
9.99
20.98
Sekunder 2
1.17
2.46
17
10.74
22.55
34
2.10
4.41
18
10.13
21.27
40
0.54
1.13
19
10.34
21.71
36
0.98
2.06
20
4.96
10.42
37
0.98
2.06
21
10.11
21.23
38
0.78
1.64
22
9.53
20.01
39
0.51
1.07
23
9.86
20.71
35
0.79
1.66
24
6.81
14.30
Sekunder 3
0.30
0.63
Debit terbesar terjadi pada saluran nomor 7 yaitu sebesar 28.01 lt/det.
Debit kebutuhan air ditentukan berdasarkan luas lahan yang akan diairi sehingga
semakin luas lahan maka debit akan semakin besar.
Analisis Debit Kelebihan Air
Analisis Hujan
Analisis curah hujan dilakukan dengan menganalisis data curah hujan
harian maksimum selama 10 tahun (2004-2013) yang didapatkan dari Stasiun
Klimatologi Darmaga yang tersaji dalam Tabel 5.
Tabel 5 Curah hujan harian maksimum Stasiun Klimatologi Sukamandi
Tahun JAN PEB MAR APR MEI JUN JUL AGS
SEP
OKT NOP DES MAKS
2005
37
93
95
52
39
7
10
3
3
64
15
43
95
2006
92
28
89
32
11
9
37
0
0
1
6
60
92
2007
40
0
0
39
23
78
3
0
36
26
33
35
78
2008
95
65
21
16
30
9
0
3
0
35
36
33
95
2009 94.5
64
57
81
19
6
0
0
10
3
65
67
95
2010
42
86
34
60
36
19
38
18
23
39
69
84
86
2011
47
34
65
24
32
23
2
0
9
34
53
60
65
2012
65
43
38
41
8
11
0
0
7
6
30
95
95
2013
107
22
53
104
48
23
2
0
9
34
53
60
107
2014
109
74
49
78
12
32
111
0
1
7
64
35
111
Menurut Suripin (2004), analisis frekuensi hujan didasarkan pada sifat
statistik data kejadian yang telah lalu untuk memperoleh probabilitas besaran
hujan di masa yang akan datang. Analisis frekuensi bertujuan untuk mencari
hubungan antara besarnya suatu kejadian ekstrim dan frekuensinya berdasarkan
distribusi probabilitas (Kamiana 2011). Data curah hujan kemudian dilakukan
analisis distribusi frekuensi. Menurut Suripin (2004), untuk data curah hujan
umumnya digunakan analisis distribusi frekuensi Normal, Log Normal, Log
Pearson III dan Gumbel. Hasil perhitungan dari masing-masing distribusi tersaji
dalam Tabel 6.
Tabel 6 Analisis distribusi frekuensi hujan rencana (R
24)
Periode
Ulang
(T
tahun)
Analisis Distribusi Frekuensi Hujan Rencana (mm/hari)
Normal
Log Normal
Log Person III
Gumbel
2
91.85
90.92
90.77
76.25
5
102.98
103.46
103.43
106.58
10
108.81
110.71
110.85
126.65
20
113.58
117.01
116.49
145.91
25
114.49
118.25
119.42
152.02
50
119.01
124.63
125.34
170.84
Langkah selanjutnya adalah melakukan uji kecocokan. Uji kecocokan
yang dilakukan adalah uji Smirnov-Kolmogorov. Hasil dari perhitungan uji
Smirnov- Kolmogorov tersaji dalam Tabel 7 dan 8. Nilai Kritis Do untuk uji
Smirnov- Kolmogorov dengan jumlah data (N) 10 dan derajat kepercayaan (α)
0.05 adalah sebesar 0.41. Nilai D menunjukkan selisih antara peluang teoritis
dengan peluang pengamatan. Menurut perhitungan didapatkan nilai Dmaks untuk
distribusi Normal dan Gumbel adalah sebesar 0.21 dan untuk distribusi Log
Normal dan Log Pearson III sebesar 0.19. Distribusi dikatakan dapat diterima
apabila nilai Dmaks < Do. Sehingga semua distribusi frekuensi dapat digunakan.
Tabel 7 Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Normal dan Gumbel
Tahun
X
m
P
Ft
P'(x)
D
2011
65
1
0.1
-2.03
0.02
0.08
2007
78
2
0.2
-1.05
0.15
0.05
2010
86
3
0.3
-0.44
0.33
0.03
2006
92
4
0.4
0.01
0.5
0.1
2009
94.5
5
0.5
0.2
0.58
0.08
2005
95
6
0.6
0.24
0.59
0.01
2008
95
7
0.7
0.24
0.59
0.11
Tabel 8 Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Normal dan Gumbel (Lanjutan)
Tahun
X
m
P
Ft
P'(x)
D
2013
107
9
0.9
1.14
0.87
0.03
2014
111
10
1
1.45
0.93
0.07
Jumlah Data
10
Rata-Rata
91.85
Deviasi Standar
13.25
Dmax
0.21
Do
0.41
Tabel 9 Uji Smirnov-Kolmogorov distribusi Log Normal dan Log Person III
Tahun
X
m
P
Ft
P'(x)
D
2011 1.81291
1
0.10
-2.18
0.01
0.09
2007 1.89209
2
0.20
-1.00
0.16
0.04
2010
1.9345
3
0.30
-0.36
0.36
0.06
2006 1.96379
4
0.40
0.08
0.53
0.13
2009 1.97543
5
0.50
0.25
0.60
0.10
2005 1.97772
6
0.60
0.29
0.61
0.01
2008 1.97772
7
0.70
0.29
0.61
0.09
2012 1.97772
8
0.80
0.29
0.61
0.19
2013 2.02938
9
0.90
1.06
0.86
0.04
2014 2.04532
10
1.00
1.30
0.90
0.10
Jumlah Data
10
Rata-Rata
1.9586604
Deviasi Standar
0.07
Dmax
0.19
Do
0.41
Uji parameter statistik dilakukan untuk menentukan lebih lanjut distribusi
yang akan digunakan. Perhitungan tiap parameter statistik tersaji dalam Tabel 9.
Uji parameter statistik tiap distribusi tersaji dalam Tabel 10. Dari uji tersebut
didapatkan distribusi Gumbel memenuhi syarat statistik. Sehingga distribusi yang
digunakan dalam perhitungan selanjutnya adalah curah hujan rencana distribusi
Gumbel.
Tabel 10 Hasil perhitungan parameter statistik
No
Faktor
Notasi
Parameter
Statistik
Parameter
Statistik
Logaritma
1
Standar Deviasi
S
13.250
0.067
2
Koefisien
Kemencengan
C
s0.693
1.106
3
Koefisien
Kurtosis
C
k4.797
5.510
Tabel 11 Hasil uji parameter statistik
No
Distribusi
Jenis
Syarat
Perbandingan
Keterangan
1
Gumbel
C
s≤ 1.1396
0.693
Memenuhi
C
k≤ 5.4002
4.797
2
Log
Normal
C
s= 3C
v+C
v21.106
Tidak Memenuhi
C
s= 0.1031
3
Log Person
III
C
s= 0
1.106
Tidak Memenuhi
4
Normal
C
s= 0
0.693
Tidak Memenuhi
Debit Kelebihan Air
Perencanaan dan
perancangan infrastruktur drainase dimaksudkan agar
saluran drainase dapat menampung debit kelebihan maksimum yang terjadi. Debit
kelebihan air maksimum terjadi saat evapotranspirasi tanaman dan perkolasi
minimum serta terjadi hujan rencana maksimum.
Gambar 7 Hasil analisis kelebihan air
Gambar 7 menunjukkan bahwa nilai kelebihan air untuk dibuang disaluran
drainase drainase di Balai Besar Penelitian Tanaman Padi memiliki nilai terbesar
yaitu 8.29 lt/det/ha yang terjadi pada bulan Januari. Kelebihan air saat hujan
maksimum dianalisis saat musim tanam. Analisis kelebihan air bertujuan agar
penggenangan tanaman saat sudah masuk musim tanam tetap terjaga.
Debit air drainase maksimum berbeda-beda untuk setiap saluran drainase
tersier. Setiap saluran drainase tersier mengairi luas lahan yang berbeda-beda.
Letak dan petak yang diairi saluran drainase disajikan pada Lampiran 20. Debit
maksimum masing-masing saluran drainase disajikan pada Tabel 12.
7.50
7.60
7.70
7.80
7.90
8.00
8.10
8.20
8.30
8.40
1-Jan
22
-J
an
12
-Feb
5-
Mar
26
-Mar
16
-A
pr
7-May
28
-May
18
-J
un
9-
Ju
l
30
-J
ul
20
-A
ug
10
-Sep
1-
Oct
Tabel 12 Debit yang diperlukan masing-masing saluran drainase
No
Luas
(ha)
(lt/det)
Debit
No
Luas
(ha)
(lt/det)
Debit
No
Luas
(ha)
(lt/det)
Debit
79
4.98
41.28
82
8.70
72.12
107
8.81
73.03
80
11.61
96.25
81
7.80
64.66
108
9.53
79.00
94
11.42
94.67
103
4.73
39.21
109
9.77
80.99
93
8.96
74.28
104
8.43
69.88
110
9.60
79.58
92
11.96
99.15
102
9.97
82.65
111
10.45 86.63
91
8.82
73.12
101
9.76
80.91
112
8.83
73.20
90
12.19 101.06
100
10.19 84.48
113
1.17
9.70
89
8.52
70.63
99
10.11 83.81
114
0.54
4.48
88
14.15 117.30
98
10.58 87.71
115
1.88
15.59
87
8.18
67.81
97
10.08 83.56
116
3.60
29.84
86
12.06
99.98
96
10.90 90.36
118
0.96
7.96
85
7.80
64.66
95
9.88
81.91
119
0.81
6.71
84
10.58
87.71
105
5.83
48.33
117
1.65
13.68
83
7.80
64.66
106
8.24
68.31
Debit terbesar terjadi pada saluran nomor 88 yaitu sebesar 117.30 lt/det.
Debit kebutuhan air ditentukan berdasarkan luas lahan yang akan mengalir
sehingga semakin luas lahan maka debit akan semakin besar.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan analisis kebutuhan air konsolidasi yang telah dilakukan dapat
disimpulkan nilai evapotranspirasi tertinggi terjadi pada bulan Oktober yaitu 7.13
mm/hari. Nilai kebutuhan air tertinggi terjadi pada bulan Oktober yaitu 2.10 lt/det/ha.
Debit maksimum terjadi pada saluran drainase nomor 7 yaitu 28.01 lt/det dengan luas
area 13.34 ha. Berdasarkan analisis hujan dapat disimpulkan nilai curah hujan harian
maksimum untuk wilayah penelitian di Balai Besar Penelitian Tanaman Padi sebesar
76.25 mm dengan periode ulang 2 tahun dan distribusi Gumbel. Debit kelebihan
maksimum terjadi pada saluran irigasi nomor 88 yaitu 117.30 lt/det dengan luas area
14.15 ha.
Saran
2. Perlu adanya penelitian lebih lanjut mengenai analisis hujan jangka pendek untuk
menentukan intensitas hujan di wilayah penelitian.
3. Perlu adanya penelitian lebih rinci mengenai kemampuan perkolasi dengan
memperhatikan kondisi dan jenis tanah.
DAFTAR PUSTAKA
Agus I. 2010. Penentuan Jenis Distribusi dan Uji Kesesuaian Smirnov Kolmogorov
Data Hujan DAS Taratak Timbulun Kabupaten Pesisir Selatan. Jurnal
Rekayasa Sipil. 6(1):42-51.
Ardani, Moh. 1997. Potensi dan Optimasi Pemanfaatan Airtanah Sumur TW-01 Pada
Lahan Kering di Desa Babakan Kecamatan Kertajati Kabupaten Majalengka
Jawa Barat. Thesis. Institut Teknologi Bandung.
Doorenboss, J. And W. O. Pruitt. 1977. Guidelines for Predicting Crop Water
Requirment. Irrigation and Drainage Paper. Food and Agriculture
Organization of The United Nation. Rome.
Hansen, V. E., O. W. Israelsen and G. E. Stringham. 1980. Irrigation Principles and
Practices Foruth Edition. John Wiley and Sons. New York. Galang Persada.
Bandung.
Kamiana IM. 2011. Teknik Perhitungan Debit Rencana Bangunan Air. Yogyakarta
(ID): Graha Ilmu
Kartasapoetra dan M, Mulyani. 1990. Teknologi Pengairan Pertanian (Irigasi).
Bumi Aksara. Jakarta.
Nasir A.N, dan S. Effendy. 1999. Konsep Neraca Air Untuk Penentuan Pola
Tanam. Kapita Selekta Agroklimatologi Jurusan Geofisika dan
Meteorologi Fakultas Matematika dan IPA. Institut Pertanian Bogor.
Pramuji AH. 2013. Perencanaan dan Studi Pengaruh Sistem Drainase Marvell City
terhadap Saluran Kalibokor di Kawasan Ngagel-Surabaya. Jurnal Teknik
POMITS. 1(1):1-6.
Sari, Kusuma, Ida 2007. Analisa ketersediaan dan kebutuhan air pada DAS
Sampean, : Jurnal Teknik Sipil
Sosrodarsono, S. 1985. Hidrologi untuk Pengairan. PT. Paradyna Paramita.
Jakarta.
Sosrodarsono, S. Dan K. Takaeda. 1987. Hidrologi Untuk Perairan. Pradnya Paramita.
Jakarta.
Lampiran 1 Harga-harga koefisien tanaman padi
Varietas Biasa
Varietas Unggul
1.1
1.1
1.1
1.1
1.1
1.05
1.1
1.05
1.1
0.95
1.05
0
0.95
0
Lampiran 2 Nilai KT untuk metode distribusi Normal dan Log Normal
No
Ulang, T
Periode
(tahun)
Peluang
K
t1
1.001
0.999
-3.05
2
1.005
0.995
-2.58
3
1.010
0.990
-2.33
4
1.050
0.950
-1.64
5
1.110
0.900
-1.28
6
1.250
0.800
-0.84
7
1.330
0.750
-0.67
8
1.430
0.700
-0.52
9
1.670
0.600
-0.25
10
2.000
0.500
0
11
2.500
0.400
0.25
12
3.330
0.300
0.52
13
4.000
0.250
0.67
14
5.000
0.200
0.84
15
10.000
0.100
1.28
16
20.000
0.050
1.64
17
50.000
0.020
2.05
18
100.000
0.010
2.33
19
200.000
0.005
2.58
20
500.000
0.002
2.88
Lampiran 3 Nilai K untuk metode distribusi Log Pearson Tipe III
Interval kejadian (Recurrence interval), tahun (periode ulang)
Lampiran 4 Nilai Yn dan Sn untuk metode distribusi Gumbel
N
Reduce Mean
Yn
,
Standard Deviation
Reduce
,
Sn
10
0.4952
0.9496
20
0.5236
1.0628
30
0.5362
1.1124
40
0.5436
1.1413
50
0.5485
1.1607
60
0.5521
1.1747
70
0.5548
1.1854
80
0.5569
1.1938
90
0.5586
1.2007
Lampiran 5 Nilai kritis Do untuk Uji Kecocokan Smirnov Kolmogorov
Jumlah
Data (N)
0.2
Derajat kepercayaan (α)
0.1
0.05
0.01
5
0.45
0.51
0.56
0.67
10
0.32
0.37
0.41
0.49
15
0.27
0.3
0.34
0.4
20
0.23
0.26
0.29
0.36
25
0.21
0.24
0.27
0.32
30
0.19
0.22
0.24
0.29
35
0.18
0.20
0.23
0.27
40
0.17
0.19
0.21
0.25
45
0.16
0.18
0.20
0.24
50
0.15
0.17
0.19
0.23
N>50
1.07
N
0.51.22
N
0.51.36
N
0.5Lampiran 8 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Januari
Lampiran 9 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Februari
Lampiran 10 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Maret
Lampiran 11 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan April
Lampiran 12 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Mei
Lampiran 13 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Juni
Lampiran 14 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Juli
Lampiran 15 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Agustus
Lampiran 16 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan September
Lampiran 17 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Oktober
Lampiran 18 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan November
Lampiran 19 Hasil Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman Padi Bulan Desember
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di kota Bekasi pada tanggal 23 September 1993.
Penulis merupakan anak keempat dari empat bersaudara dari pasangan
H.Masdjar dan Hj.Endang Suhartiningsih. Penulis mulai masuk jenjang
pendidikan formal pada tahun 1999 di SD Negeri Jakamulya V Kota Bekasi.
Kemudian tahun 2005 melanjutkan sekolah ke MTs Negeri 21 Jakarta.
Penulis lulus sekolah menengah pertama pada tahun 2008. Kemudian
diterima di SMA Negeri 91 Jakarta. Penulis diterima sebagai mahasiswa di
Institut Pertanian Bogor pada tahun 2011 melalui jalur SNMPTN Undangan
di program studi Teknik Sipil dan Lingkungan. Fakultas Teknologi
