ANALISIS KEBUTUHAN AIR IRIGASI PADA DAERAH IRIGASI SEI WAMPU, KABUPATEN LANGKAT
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Mencapai Gelar Sarjana S1 pada Departemen Teknik Sipil
Disusun Oleh :
SINTIA ALAWIYAH (17 0404 014)
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2022
i
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr.Wb.
Alhamdulillah,Puji dan Syukur kehadirat Allah SWT. Yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya. Sholawat serta salam selalu tercurahkan kepada junjungan kita nabi Muhammad SAW.yang senantiasa memberikan syafaat bagi umat nya,sehingga menjadi panutan dalam menjalankan setiap aktivitas kami sehari-hari karena sungguh sesuatu hal yang sangat sulit menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah untuk menyelesaikan penulisan ini.
Penulisan Laporan Tugas Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi Program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik.Adapun judul Skripsi yang diambil adalah :“ANALISIS KEBUTUHAN AIR IRIGASI PADA DAERAH IRIGASI SEI WAMPU,KABUPATEN LANGKAT”.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini penulis banyak menghadapi kendala dan masalah. Penulis juga menyadari sepenuhnya bahwa penulisan Tugas Akhir ini masih jauh dari kesempurnaan karena menyadari segala keterbatasan yang ada.
Penulisan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan, dukungan serta bimbingan dari berbagai pihak, oleh karena itu pada kesempatan ini penulis juga ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting, yaitu :
1. Orang tua saya, Alm.Bapak Pristiwanto,Bapak Tukiman dan ibu Armawati, kakak saya Yayang Sri Arnita,Dian Eristrianda S.Pt serta keponakan saya Bintang Naufal Afkar dan Bilal Ashraf serta keluarga lainnya yang telah banyak berkorban,yang selalu memberikan doa, kasih sayang, finansial, motivasi hidup, dukungan semangat, bantuan dan nasihat dalam hidup penulis.
2. Bapak Ivan Indrawan, S.T., M.T selaku Dosen Pembimbing I yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta meluangkan waktu, tenaga dan pikiran dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini dan selaku Koordinator KBK Teknik Sumberdaya Air Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Muhammad Faisal S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing II yang telah banyak mendukung, memberi masukan, bimbingan dan menyempatkan waktu
ii dalam proses tugas akhir penulis.
4. Bapak Ir. Makmur Ginting, M.Sc dan Abangda Robi Arianta Sembiring, S.T., M.T. selaku Dosen Penguji, atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
5. Bapak Dr. Ir. M. Ridwan Anas, S.T., M.T. selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
6. Bapak Ir. Muhammad Agung Putra Handana, S.T., M.T. selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
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 yang telah memberikan bantuan selama ini.
9. Kepada Kepala Balai Wilayah Sungai Sumatera II dan Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika yang telah memberikan bantuan dan data-data dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
10. Untuk teman seperdopingan penulis Ainun terima kasih sudah berjuang bersama dan semangat terus.
11. Untuk teman seperdopingan penulis Ria Ramadanti terima kasih selalu jadi temen berkeluh kesah sejauh ini, semangat terus.
12. Untuk Elsa, Safpriyal,Aji Pangestu, Rabiah, Thifal, Syifa, Egia, Desi, Jessica serta teman-teman stambuk 2017 yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu terima kasih selalu membantu dan memberikan dukungan kepada penulis selama perkuliahan.
13. Untuk teman saya Elvira,Ega Widya Putri,Poppy,Saf Dewi,Anggi semangat terus untuk perkuliahan nya dan terimakasih sudah menjadi pendengar yang budiman saat penulis berkeluh kesah.
14. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segiapapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
15. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segiapapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
iii Mengingat adanya keterbatasan yang dimiliki penulis, maka penulis
menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh 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, Februari 2022 Penulis,
Sintia Alawiyah 170404014
iv
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR GAMBAR ... vii
DAFTAR NOTASI ... viii
DAFTAR LAMPIRAN ... ix
ABSTRAK ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1. Latar Belakang ... 1
1.2. Perumusan Masalah ... 2
1.3. Tujuan Penelitian ... 2
1.4. Pembatasan Masalah ... 2
1.5. Manfaat Penelitian ... 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 4
2.1. Irigasi ... 4
2.1.1. Tujuan Irigasi ... 5
2.1.2. Manfaat Irigasi ... 5
2.1.3. Jenis dan Metode Irigasi ... 5
2.1.3.1. Irigasi Permukaan ... 6
2.1.3.2. Irigasi Bertekanan ... 7
2.2. Jaringan Irigasi ... 8
2.2.1. Klasifikasi Jaringan Irigasi ... 8
2.2.1.1. Jaringan Irigasi Sederhana ... 8
2.2.1.2. Jaringan Irigasi Semi Teknis ... 9
2.2.1.3. Jaringan Irigasi Teknis... 10
2.3. Analisis Iklim ... 10
2.3.1. Evapotranspirasi ... 11
2.4. Kebutuhan Air Irigasi... 14
2.4.1. Kebutuhan Air Tanaman Padi selama Penyiapan Lahan ... 15
2.4.2. Kebutuhan Air Tanaman Padi selama Masa Pertumbuhan ... 15
2.4.2.1. Penggunaan Komsumtif ... 16
2.4.2.2. Infiltrasi dan Perkolasi, P ... 17
2.4.2.3. Curah Hujan Efektif... 18
v
2.4.2.4. Penggantian Lapisan Air ... 18
2.4.3. Kebutuhan Air di Pintu Pengambilan ... 19
2.5. Pola Tanam ... 20
2.6. Penelitian Terdahulu ... 23
BAB III METODE PENELITIAN... 24
3.1.Waktu dan Tempat penelitian ... 24
3.2.Skema Jaringan Irigasi ... 25
3.3.Metode Pengumpulan Data ... 26
3.4.Analisis Data ... 26
3.5.Diagram Alur Penelitian ... 27
BAB VI ANALISIS DATA, EVALUASI DAN HASIL PERHITUNGAN ... 28
4.1.Analisis Curah Hujan Efektif ... 28
4.2.Analisis Evapotranspirasi ... 32
4.3.Analisis Kebutuhan Air Irigasi ... 36
4.3.1. Analisis Debit Kebutuhan Air pada Tingkat Persawahan ... 36
4.3.1.1. Analisis NFR Waktu Pengolahan Lahan ... 36
4.3.1.2. Analisis NFR Waktu Masa Tanam ... 39
4.3.2. Analisis Debit Kebutuhan Air pada Pintu Pengambilan ... 41
4.3.3. Analisis Kebutuhan Air dengan Berbagai Alternatif ... 43
4.4. Evaluasi Keseimbangan Air Irigasi... 56
4.5. Layout Petak Tersier berdasarkan Google Earth ... 59
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 60
5.1.Kesimpulan ... 60
5.2.Saran... 60
DAFTAR PUSTAKA ... xi
LAMPIRAN ... 61
vi
DAFTAR TABEL
Tabel 2. 1 Hubungan t dengan ea, w, f(t) ... 12
Tabel 2. 2 Harga Ra untuk Indonesia (5o LU s/d 10o LS) ... 13
Tabel 2. 3 Angka Koreksi (C) bulanan untuk rumus Penman ... 13
Tabel 2. 4 Pengaruh tekanan uap f(ed) terhadap Rn1 ... 13
Tabel 2. 5 Koefisien Tanaman ... 16
Tabel 2. 6 Skema Pola Tanam dengan Koefisien Tanaman ... 17
Tabel 2. 7 Angka Perkolasi ... 17
Tabel 2. 8 Penggantian Lapisan Air ... 19
Tabel 4. 1 Curah Hujan Bulanan ... 28
Tabel 4. 2 Curah Hujan Rata-rata Tengah Bulanan ... 29
Tabel 4. 3 Perhitungan Curah Hujan Andalan (R80) ... 30
Tabel 4. 4 Perhitungan Curah Hujan Efektif untuk Padi ... 31
Tabel 4. 5 Data Iklim Rata-rata ... 32
Tabel 4. 6 Perhitungan Evapotranspirasi dengan metode Penman Modifikasi ... 35
Tabel 4. 7 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi pada Petak Persawahan untuk Penyiapan Lahan ... 38
Tabel 4. 8 Kebutuhan Air Irigasi di Petak Persawahan pada Masa Tanam ... 40
Tabel 4. 9 Kebutuhan Air Irigasi pada Pintu Pengambilan ... 42
Tabel 4. 10 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif I ... 43
Tabel 4. 11 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif II ... 44
Tabel 4. 12 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif III... 45
Tabel 4. 13 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif IV ... 46
Tabel 4. 14 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif V ... 47
Tabel 4. 15 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif VI ... 48
Tabel 4. 16 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif VII ... 49
Tabel 4. 17 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif VIII ... 50
Tabel 4. 18 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif IX ... 51
Tabel 4. 19 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif X ... 52
Tabel 4. 20 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif XI ... 53
Tabel 4. 21 Analisis Kebutuhan Air Irigasi Alternatif XII ... 54
Tabel 4. 22 Rangkuman Alternatif Analisis Kebutuhan Air Melalui Beberapa Periode Tanam ... 55
Tabel 4. 23 Kesimbangan Air pada Daerah Akar Petak Tersier BSC 3 Ka ... 58
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Jaringan Irigasi Sederhana ... 9
Gambar 2. 2 Jaringan Irigasi Semi Teknis ... 9
Gambar 2. 3 Jaringan Irigasi Teknis ... 10
Gambar 2. 4 Kontribusi Air Tanah ... 22
Gambar 3. 1 Lokasi Penelitian Daerah Irigasi Sei wampu ... 24
Gambar 3. 2 Skema Jaringan Daerah Irigasi Sei Wampu kanan ... 25
Gambar 3. 3 Skema Jaringan Kejuruan Daerah Irigasi Sei Wampu kanan ... 25
Gambar 3. 4 Diagram Alir Penelitian ... 27
Gambar 4. 1 Konstribusi Air Tanah... 57
Gambar 4. 2 Layout Petak tersier BSC 3 Ka ... 59
viii
DAFTAR NOTASI
1/8,64 = Angka konversi satuan dari mm/hari ke lt/dt/ha A = Luas area yang dialiri (ha)
C = Koefisien pengurangan karena adanya sistem golongan ( = 1 ) C = Angka Koreksi
DR = Kebutuhan pengambilan air pada sumbernya (lt/dt/ha) e = Bilangan eksponen : 2,7182
E = Efisiensi saluran
ea = Tekanan uap jenuh (mbar)
ea-ed = Perbedaan tekanan uap jenuh dengan tekanan uap sebenarnya
Eo = Evaporasi air terbuka yang diambil 1,1 ETo selama penyiapan lahan (mm/hari) ETc = Evaporasi tanaman (mm/hari)
ETo = Evapotranspirasi acuan (mm/hari) f(ed) = Fungsi tekanan uap
f(n/N) = Fungsi kecerahan matahari f(t) = Fungsi suhu
f(u) = Fungsi kecepatan angin fc = Kapasitas Infiltrasi Ge = Kontribusi air tanah I = Intensitas Curah Hujan Ir = Kebutuhan air irigasi
IR = Kebutuhan air irigasi ditingkat persawahan (mm/hari) kc = Koefisien tanaman
M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah dijenuhkan (mm/hari)
m = Rangking curah hujan yang dipilih n = Jumlah data
n/5 + 1 = Rangking curah hujan efektif dihitung dan curah hujan terkecil NFR = Net Field Water Requirement (kebutuhan dasar air sawah) (lt/dt/ha) R = Curah Hujan
P = Perkolasi (mm/hari)
Q = Debit kebutuhan air irigasi (lt/dt) R80 = Curah hujan efektif 80% (mm/hari) Re = Curah hujan efektif (mm/hari) RHmean = Kelembapan relatif rata-rata (%)
Rn = Radiasi netto dalam evaporasi ekivalen (mm/hari) Rn1 = Radiasi netto gelombang panjang
S = Kebutuhan air (mm) untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm S = Seepage
T = Jangka waktu penyiapan lahan (hari)
u = Kecepatan angin berhembus dalam 24 jam(km/hari) pada ketinggian 2 m WLR = Penggantian lapisan air (mm/hari)
ix
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN 1 PENGAMBILAN DATA CURAH HUJAN ... 61 LAMPIRAN 2 DATA CURAH HUJAN ... 64
x
ANALISIS KEBUTUHAN AIR IRIGASI PADA DAERAH IRIGASI SEI WAMPU, KABUPATEN LANGKAT
Sintia Alawiyah 170404014
ABSTRAK
Daerah Irigasi Sei wampu terletak di Desa Pantai Gemi Kecamatan Stabat, Kabupaten Langkat. Air yang dipergunakan untuk memenuhi kebutuhan air D.I.
Sei Wampu bersumber dari Sungai Wampu. Irigasi dimaksudkan untuk mendukung produktivitas usaha tani guna meningkatkan produksi pertanian dalam rangka ketahanan pangan nasional dan kesejahteraan masyarakat, khususnya petani yang diwujudkan melalui keberlanjutan sistem irigasi.
Penelitian ini menggunakan data sekunder yang di dapat dari perhitungan.
Dalam analisis kebutuhan air tingkat persawahan pada waktu pengolahan dan waktu masa tanam, analisis debit kebutuhan air irigasi pada pintu pengambilan serta evaluasi keseimbangan air pada petak tersier, dilakukan analisa kebutuhan air yang dipengaruhi oleh faktor pengolahan lahan, perkolasi, curah hujan efektif, evapotranspirasi dengan metode Penman Modifikasi, efisiensi irigasi, koefisien tanaman, pola tanam, seepage dan ground water.
Dari analisis data curah hujan didapat curah hujan andalan (R80) terbesar terjadi pada bulan Mei II sebesar 7,10 mm/hari dan terendah terjadi pada bulan Maret I sebesar 0,88 mm/hari. Kebutuhan air maksimum di pintu pengambilan dari berbagai alternatif pola tanam adalah sebesar 2,59 lt/dt/ha.
Dari hasil analisis tersebut, Alternatif Pola Tanam yang dapat diterapkan adalah Alternatif Pola Tanam ke I dengan masa awal tanam Januari I.
Kata kunci: Daerah Irigasi Sei Wampu Kanan, Petak Tersier, Kebutuhan Air Irigasi, Pola Tanam
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Irigasi merupakan salah satu cara alternatif pengairan lahan tadah hujan pada musim kemarau. Biasanya petani menggunakan irigasi untuk membantu meningkatkan produksi hasil pertanian. Sehingga dengan adanya irigasi, lahan pertanian tidak hanya mengandalkan air hujan yang datangnya tidak menentu.
Jadi, tujuan irigasi adalah untuk memanfaatkan air irigasi yang tersedia dengan benar yakni seefisien dan seefektif mungkin agar hasil pertanian dapat meningkat sesuai yang di harapkan. Salah satu usaha peningkatan produksi pangan khususnya padi adalah dengan tersedia nya air irigasi di sawah sesuai dengan kebutuhan. Kebutuhan air irigasi adalah jumlah volume air yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan evaporasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk tanaman dengan memperhatikan jumlah air yang diberikan oleh alam melalui hujan dan kontribusi air tanah. Air irigasi di Indonesia umumnya berasal dari sungai, waduk dan lain sebagai nya. Besarnya kebutuhan air irigasi juga bergantung kepada cara pengolahan lahan. Jika besarnya kebutuhan air irigasi diketahui maka, dapat diprediksi pada waktu tertentu kapan ketersediaan air dapat memenuhi dan tidak dapat memenuhi kebutuhan air irigasi.
Proyek pembangunan Bendung Sei Wampu di bangun di lahan seluas 48 ha di Desa Pantai Gemi Kecamatan Stabat Kabupaten Langkat Provinsi Sumatera Utara yang berjarak kurang lebih 8 km dari pusat kota Langkat dengan jarak tempu 30 menit. Pembangunan Bendung Sei Wampu di mulai dari bangunan utama bendung, perkuatan lereng dan kantong lumpu kanan dan kiri serta jaringan irigasi. Bendung Sei Wampu merupakan pengembangan areal sawah tadah hujan dan sawah dengan irigasi semi teknis, sehingga mampu mengatur dan mengoptimalkan air untuk di manfaatkan untuk pertanian baik pada saat musim hujan atau pada musim kemarau. Pembangunan Bendung Sei Wampu ini memiliki potensi pengembangan areal persawahan yaitu di 4 kecamatan seperti kecamatan Wampu, kecamatan Secanggang, kecamatan Stabat dan kecamatan Hinai. Pembangunan ini di laksanakan untuk mencukupi kebutuhan irigasi yang memiliki potensi aliran sawah seluas 10.991 ha yang terbagi atas layanan
jaringan irigasi kanan seluas 7.159 ha dan layanan irigasi kiri seluas 3.832 ha.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang diuraikan sebelumnya, adapun permasalahan yang akan dibahas adalah menganalisis kebutuhan air irigasi khususnya di petak tersier BSC 3 Ka untuk alternatif setiap pola tanamnya.
1.3. Tujuan Penelitian
Adapun tujuan pada penelitian ini adalah :
1. Untuk mengetahui sistem pola tanam yang dapat diterapkan pada petak tersier BSC 3 Ka Daerah Irigasi Sei Wampu kanan.
2. Untuk mengetahui besar kebutuhan air irigasi pada petak tersier BSC 3 Ka Daerah Irigasi Sei Wampu kanan.
3. Untuk mengetahui keseimbangan air pada zona akar petak tersier BSC 3 Ka Daerah Irigasi Sei Wampu kanan.
1.4. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah pada penelitian ini adalah :
1. Penelitian ini hanya pada petak tersier BSC 3 Ka Irigasi Sei Wampu kanan dengan luas petak tersier seluas 65 Ha.
2. Estimasi besarnya perkolasi tidak dilakukan dengan pengukuran lapangan.
3. Curah hujan yang di gunakan curah hujan dari tahun 2011-2020 (10 tahun).
4. Konstribusi air tanah yang digunakan dengan pendekatan literatur, tidak melalui analisis data lapangan.
1.5. Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Bagi Penulis : Merupakan pembelajaran yang penting bagaimana cara mengatur sistem pola tanam yang sesuai sehingga dapat meningkatkan perekonomian.
2. Bagi Akademik : Sebagai pembelajaran bagi pihak-pihak yang yang membutuhkan sumber yang terkait.
3. Bagi Instansi Pemerintah/Masyarakat : Sebagai masukkan yang dapat di gunakan dalam upaya menerapkan sistem pola tanam yang sesuai pada daerah Irigasi Sei Wampu Kabupaten Langkat.
1.6. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada penelitian ini sebagai berikut : BAB I . PENDAHULUAN
Bab ini berisi tentang latar belakang, perumusan masalah, tujuan penelitian, batasan masalah, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.
BAB II . TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini memuat tentang teori mengenai hal-hal yang berkaitan dengan penelitian.
BAB III . METODOLOGI PENELITIAN
Bab ini berisi uraian tentang persiapan mengenai metodologi yang di gunakan, tahapan-tahapan dalam pengumpulan data hingga pelaksanaan analisis.
BAB IV . ANALISIS DATA DAN HASIL PERHITUNGAN
Bab ini berisi penentuan sistem pola tanam untuk menganalisis data kebutuhan air Daerah Irigasi.
BAB V . KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini berisi kesimpulan yang dapat diambil dari keseluruhan tugas akhir ini dan memberikan saran sebagai evaluasi sistem irigasi agar keadaannya dapat di rekayasa sehingga dapat bekerja secara optimal.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Irigasi
Irigasi secara umum adalah usaha penyediaan, pengaturan serta penambahan kekurangan kadar air tanah secara buatan yakni dengan memberikan air secara sistematis pada tanah yang di olah untuk menunjang pertanian meliputi irigasi permukaan, irigasi rawa, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa dan irigasi tambak. Irigasi memiliki peran yang penting bagi Bangsa Negara Republik Indonesia, sesuai amanah dalan Undang-Undang Dasar republik Indonesia tahun 1945, pasal 5 ayat 2, yang diperkuat dengan Undang-Undang Republik Indonesia no.7 tahun 2004 tentang Sumber Daya Air, sebagai lembaran RI no.4377.
Air merupakan salah satu faktor penentu dalam proses produksi pertanian. Oleh karena itu investasi irigasi menjadi sangat penting dan strategis dalam rangka penyediaan air untuk pertanian. Dalam memenuhi kebutuhan air untuk berbagai keperluan usaha tani, maka air (irigasi) harus diberikan dalam jumlah, waktu, dan mutu yang tepat, jika tidak maka tanaman akan terganggu pertumbuhannya yang pada gilirannya akan mempengaruhi produksi pertanian.
2.1.1. Tujuan Irigasi
Menurut Standar Perencanaan Irigasi KP-01 irigasi adalah sistem pemberian air ke tanah-tanah pertanian guna untuk mencukupi kebutuhan tanaman agar tanaman dapat tumbuh dengan baik.
Adapun tujuan irigasi adalah sebagai berikut : 1. Membasahi tanaman
Bertujuan untuk memenuhi kekurangan air di daerah pada saat air hujan kurang atau sama sekali tidak ada hujan. Hal ini penting sekali karna akan mempengaruhi hasil panen tenaman tersebut.
2. Merabuk
Merupakan pemberian air yang tujuan nya selain membasahi juga memberi zat yang berguna bagi tanaman itu sendiri.
5 3. Mengatur Suhu
Tanaman dapat tumbuh dengan baik pada suhu yang tepat yaitu tidak terlalu tinggi dan tidak terlalu rendah,sesuai dengan jenis tanamannya.
4. Membersihkan Tanah dan Memberantas Hama
Bertujuan untuk membasmi hama-hama yang berada dan bersarang dalam tanah yang membahayakan bagi tanaman sehingga pada musim kemarau sebaiknya sawah diberikan air agar sifat garamnya hilang.
5. Kolmatase
Kolmatase adalah pengairan dengan maksud memperbaiki/meninggikan permukaan tanah.
6. Menambah persediaan air tanah
Bertujuan menambah persediaan air tanah untuk keperluan sehari-hari.
Biasanya dilakukan dengan cara menahan air di suatu tempat, sehingga memberikan kesempatan pada air tersebut untuk meresap ke dalam tanah yang pada akhirnya dimanfaatkan oleh yang memerlukan.
2.1.2. Manfaat Irigasi
a. Membantu dalam pembasahan tanah pada daerah yang curah hujannya kurang atau tidak menentu.
b. Mengatur pembasahan tanah agar daerah pertanain dapat di airi sepanjang waktu, baik pada musim kemarau maupun pada musim penghujan.
c. Menyuburkan tanah, yaitu dengan mengalirkan air yang mengandung lumpur pada daerah pertanian sehingga tanah dapat menerima unsur-unsur penyubur.
d. Untuk kolmatase, yaitu meninggikan tanah yang rendah (rawa) dengan endapan lumpur yang dikandung oleh air irigasi.
e. Sebagai penggelontoran air di kota, yaitu dengan menggunakan air irigasi, kotoran/sampah di kota digelontor ke tempat yang telah disediakan dan selanjutnya dibasmi secara alamiah.
f. Untuk daerah dingin, dengan mengalirkan air yang suhunya lebih tinggi daripada tanah, dan mengadakan pertanian juga pada musim tersebut.
2.1.3. Jenis dan Metode Irigasi
Menurut teknik penyaluran atau pendistribusian air kepada tanaman dibedakan atas dua jenis yaitu:
6 1. Teknik irigasi permukaan (surface irrigation)
2. Teknik irigasi bertekanan (pressurized irrigation)
Masing-masing cara pemberian air tersebut diatas dipengaruhi oleh faktor- faktor antara lain: jenis tanaman, jenis tanah, kondisi topografi, ketersediaan tenaga kerja, dan lain-lain.
2.1.3.1. Irigasi Permukaan
Irigasi permukaan (surface irrigation) yaitu metode irigasi yang pemberian air pada tanaman dilakukan dengan cara menggenangi permukaan tanah dengan ketebalan tertentu dan membiarkannya beberapa waktu untuk mengisi rongga tanah pada root zone melalui proses infiltrasi. Metode pemberian air dengan irigasi permukaan memiliki tiga cara yakni sistem basin, border, dan furrow.
1. Irigasi Permukaan Sistem Basin
Irigasi permukaan sistem basin memiliki petak basin yang rata (level) dan dibatasi oleh tanggul-tanggul kecil di sekelilingnya. Air bergerak dari pintu pemasukan air ke ujung basin oleh energi potensial genangan air itu sendiri.
Untuk tanaman selain padi, waktu dan jumlah air yang perlu dimasukan kedalam suatu petak basin ditentukan oleh lamanya waktu yang diperlukan untuk membasahi daerah lapisan akar (root zone) hingga mencapai “field capacity moisture content”. Sedangkan, untuk tanaman padi air harus tetap menggenangi petak basin dengan ketebalan yang sesuai dengan umur tanaman padi selama masa pertumbuhan. Irigasi sistem basin cocok untuk tanah dengan laju infiltrasi sedang sampai rendah (± 50 mm/jam). Topografi lahan yang sesuai adalah kemiringan kecil (slope = 0-0,5). Apabila lahan miring atau bergelombang, maka perlu diratakan (leveling) atau dibuat teras. Pengoperasian irigasi sistem basin dapat dilakukan oleh tenaga yang tidak ahli.
2. Irigasi Permukaan Sistem Border
Irigasi permukaan sitem border mirip dengan irigasi permukaan sistem basin. Lahan pertanian dibagi-bagi menjadi petak-petak kecil yang dikelilingi oleh tanggul kecil dimana air irigasi ditampung untuk memenuhi kebutuhan tanaman didalamnya. Terdapat dua perbedaan dasar antara sistem border dengan sistem basin, antara lain:
7 1. Border umumnya permukaan tanahnya mempunyai kemiringan kearah
yang berlawanan dengan letak saluran irigasi. Sedangkan pada petak basin, elevasi adalah datar (level) ke segala arah.
2. Border umumnya memiliki karakteristik bentuk memanjang dan agak sempit jika dibandingkan dengan basin.
3. Irigasi sistem border dapat digunakan dan cocok untuk berbagai lapangan, tanaman, jenis tanah dan praktek pertanian.
3. Irigasi Permukaan Sistem Furrow
Irigasi permukaan sistem furrow adalah jenis irigasi yang paling banyak digunakan untuk tanaman yang tersususun baris (row crops). Pada sistem furrow, air tidak lagi membasahi seluruh permukaan tanah tetapi mengalir pada kanal yang kecil (furrow) diantara baris tanaman. Secara gradual air membasahi tanah melalui absorbsi air dari furrow melalui dasar dan sisi saluran. Desain irigasi furrow meliputi panjang kanal, jarak antar kanal dan kedalaman kanal. Panjang kanal berkisar 100-200 m dengan memperhatikan perkolasi dan erosi. Jarak antar alur 1-2 m, tergantung jenis tanaman dan sifat tanah. Kedalaman alur 20-30 cm untuk memudahkan pengendalian dan penetrasi air. Kelebihan dari irigasi sistem furrow adalah mengurangi kehilangan akibat evaporasi, mengurangi pelumpuran tanah berat dan mempercepat pengolahan tanah setelah peberian air. Irigasi furrow cocok digunakan pada tanaman yang mudah rusak bila bagian tanamannya terkena air. Sistem irigasi ini membutuhkan tenaga kerja yang lebih besar untuk mengoperasikannya bila dibandingkan dengan irigasi sistem basin.
2.1.3.2. Irigasi Bertekanan
Sistem irigasi bertekanan adalah sistem pemberian air ke lahan pertanian dengan menggunakan tekanan (pressure). Terdapat 2 jenis irigasi bertekanan yaitu, irigasi curah (sprinkle irrigation) dan irigasi tetes (trickle irrigation).
Irigasi bertekanan merupakan salah satu alternatif teknologi aplikasi irigasi, yang secara teoritis mempunyai efisiensi irigasi lebih tinggi dibanding irigasi permukaan. Oleh karena itu teknologi irigasi bertekanan lebih tepat diterapkan pada daerah-daerah yang relatif kering, yang memerlukan teknologi irigasi hemat air. Teknologi irigasi ini juga diperlukan untuk usaha tani dengan teknik budidaya tanaman tertentu. Dalam penerapannya di lapangan, efisiensi irigasi
8 bertekanan yang tinggi hanya dapat dicapai apabila jaringan irigasi dirancang dengan benar dan dioperasikan secara tepat.
1. Irigasi Curah
Irigasi curah (sprinkle irrigation) disebut juga overhead irrigation adalah salah satu metode pemberian air yang dilakukan dengan menyemprotkan air ke udara kemudian jatuh ke permukaan tanah seperti air hujan (Keller and Bliesner, 2000 dalam Monica Gracia, 2015:8).
Sistem irigasi curah dibagi menjadi dua yaitu set system (alat pencurah memiliki posisi yang tepat), serta continius system (alat pencurah dapat dipindah- pindahkan). Pada set system termasuk hand move, wheel line lateral, perforated pipe, sprinkle untuk tanaman buah-buahan dan gun sprinkle. Sprinkle jenis ini ada yang dipindahkan secara periodic dan ada yang disebut fixed system atau tetap (main line lateral dan nozel tetap tidak dipindah-pindahkan). Yang termasuk continius move system adalah center pivot, linear moving lateral dan traveling sprinkle.
Kinerja (performance) irigasi curah (sprinkler) (Larry, 1988) dapat dinyatakan dengan lima parameter, yaitu debit spinkler (spinkler discharger), jarak pancaran (distance of throw), pola sebaran air (distribution pattern), nilai pemberian air (application rate) dan ukuran rintikan (droplet size).
2. Irigasi Tetes
Irigasi tetes (trickle irrigation) adalah cara pemberian air pada tanaman secara langsung, baik pada permukaan tanah maupun di dalam tanah melalui tetesan secara berkesinambungan dan perlahan pada tanah dekat tumbuhan.
Setelah keluar dari penetes (emitter), air menyebar ke dalam profil tanah secara horizontal maupun vertikal akibat gaya kapilaritas dan gravitasi. Luas daerah yang dibasahi emitter tergantung dari besarnya debit yang keluar, jenis tanah (struktur dan tekstur), kelembaban tanah dan permeabilitas tanah.
2.1.4. Klasifikasi Jaringan Irigasi
Adapun klasifikasi jaringan irigasi bila ditinjau dari cara pengaturan, cara pengukuran aliran air dan fasilitasnya, dibedakan atas 3 tingkatan, yaitu :
1. Jaringan irigasi sederhana
Jaringan irigasi sederhana dalam pembagian air tidak diukur atau diatur
9 sehingga air lebih akan mengalir ke saluran pembuang. Persediaan air biasanya berlimpah dan kemiringan berkisar antara sedang dan curam. Oleh karena itu hampir tidak diperlukannya teknik yang sulit dalam pembagian air. Jaringan irigasi ini memiliki kelemahan seperti, adanya pemborosan air karena terletak di daerah yang tinggi, air yang terbuang tidak mencapai daerah rendah yang subur, dan terdapat banyak pengendapan yang memerlukan lebih banyak biaya dari penduduk, karena bangunan penangkap air bukan bangunan tetap/permanen, maka umumya pendek.
Contoh jaringan irigasi sederhana dapat dilihat pada gambar 2.1
Gambar 2. 1 Jaringan Irigasi Sederhana
(Sumber : Kriteria Perencanaan Irigasi KP 01 2010)
2. Jaringan irigasi semi teknis
Jaringan irigasi semi teknis dimana bangunan bendungnya terletak di sungai dengan pintu pengambilan tanpa bangunan pengukur di bagian hilirnya.
Sistem pembagian air biasanya serupa dengan jaringan sederhana. Bangunan pengambilan dipakai untuk melayani/mengairi daerah yang lebih luas dari pada daerah layanan jaringan sederhana.
Contoh jaringan irigasi semi teknis dapat dilihat pada gambar 2.2
Gambar 2.2 Jaringan Irigasi Semi Teknis
(Sumber : Kriteria Perencanaan Irigasi KP 01 2010)
10 3. Jaringan irigasi teknis
Prinsip jaringan irigasi teknis adalah pemisahan antara saluran irigasi/pembawa dan saluran pembuang/ pematus, berarti saluran pembawa maupun saluran pembuang bekerja sesuai dengan fungsinya masing-masing.
Saluran pembawa mengalirkan air irigasi ke sawah-sawah dan saluran pembuang mengalirkan kelebihan air dari sawah-sawah ke saluran pembuang.
Contoh jaringan irigasi semi teknis dapat dilihat pada gambar 2.3
Gambar 2.3 Jaringan Irigasi Teknis (Sumber : Kriteria Perencanaan Irigasi KP 01 2010) 2.2. Evapotranspirasi Metode Penman
Evapotranspirasi adalah penguapan dari permukaan lahan yang ditumbuhi tanaman. Berkaitan dengan tanaman, evapotranspirasi adalah sama dengan kebutuhan air konsumtif yang didefenisikan sebagai penguapan total dari lahan dan air yang diperlukan oleh tanaman. Banyak cara dalam menghitung evapotranspirasi, salah satunya adalah evapotranspirasi metode Penman modifikasi. Data- data yang diperlukan untuk menggunakan metode ini yaitu:
a. Suhu rerata bulanan (t°c)
b. Kelembapan relatif bulanan rerata (RH,%) c. Penyinaran matahari (n/N,%)
d. Kecepatan angin (U, m/detik) e. Letak lintang daerah
f. Angka Koreksi (C)
11 𝐸𝑡0 = 𝑤 𝑥 (0,75 𝑅𝑠 − 𝑅𝑛1 ) + (1 − 𝑤)𝑓(𝑢)(𝑒𝑎 − 𝑒𝑑)
(2.1)
dimana :
𝐸𝑡
0 = Evapotranspirasi acuan (mm/hari)𝑤
= Faktor yang berhubungan dengan suhu dan elevasi daerah (Tabel 2.1)𝑅
𝑛 = Radiasi netto dalam evaporasi ekivalen (mm/hari)𝑅
𝑠 = Radiasi gelombang pendek (mm/hari) Rs = (0.25+(0.54 n/N)) Ra𝑅
𝑛1 = f(t) . f(ed) . f(n/N) f(t) = Fungsi suhu (Tabel 2.1) f(ed) = Fungsi tekanan uapf(n/N) = Fungsi kecerahan matahari f(n/N) = 0.1 + (0.9 n/N) f(u) = Fungsi kecepatan angin f(u) = 0.27 (1 + U/100)
u = Kecepatan angin berhembus dalam 24 jam (km/hari) pada ketinggian 2 m
(ea-ed) = Perbedaan tekanan uap jenuh dengan tekanan uap sebenarnya ea = 6.11 e [17.4t/(t+239)]
RHmean = Kelembapan relatif rata-rata (%) C = Angka Koreksi (Tabel 2.3)
12 Tabel 2.1 Hubungan t dengan ea, w, f(t)
Suhu (oC) ea (mbar) W f(t)
24,0 29,85 0,735 15,4
24,2 30,21 0,737 15,45
24,4 30,57 0,739 15,5
24,6 30,94 0,741 15,55
24,8 31,31 0,743 15,6
25,0 31,69 0,745 15,65
25,2 32,06 0,747 15,7
25,4 32,45 0,749 15,75
25,6 32,83 0,751 15,8
25,8 33,22 0,753 15,85
26,0 33,62 0,755 15,9
26,2 34,02 0,757 15,94
26,4 34,42 0,759 15,98
26,6 34,83 0,761 16,02
26,8 35,25 0,763 16,06
27,0 35,66 0,765 16,1
27,2 36,09 0,767 16,14
27,4 36,5 0,769 16,18
27,6 36,94 0,771 16,22
27,8 37,37 0,773 16,26
28,0 37,81 0,775 16,3
28,2 38,25 0,777 16,34
28,4 38,7 0,779 16,38
28,6 39,14 0,781 16,42
28,8 39,61 0,783 16,46
29,0 40,06 0,785 16,5
Sumber : Lily (2010:31)
13 Tabel 2.2 Harga Ra untuk Indonesia (5° LU s/d 10° LS)
Bulan LU
0 LS
5 4 2 2 4 6 8 10
Januari 13,0 14,3 14,7 15,0 15,3 15,5 15,8 16,1 16,1 Februari 14,0 15,0 15,3 15,5 15,7 15,8 16,0 16,1 16,0 Maret 1,0 15,5 15,6 15,7 15,7 15,6 15,6 15,1 15,3 April 15,1 15,5 15,3 15,3 15,1 14,9 14,7 14,1 14,0 Mei 15,3 14,9 14,6 14,4 14,1 13,8 13,4 13,1 12,6 Juni 15,0 14,4 14,2 13,9 13,9 13,2 12,8 12,4 12,6 Juli 15,1 14,6 14,3 14,1 14,1 13,4 13,1 12,7 11,8 Agustus 15,3 15,1 14,9 14,8 14,8 14,3 14,0 13,7 12,2 September 15,1 15,3 15,3 15,3 15,3 15,1 15,0 14,9 13,1 Oktober 15,7 15,1 15,3 15,4 15,4 15,6 15,7 15,8 14,6 November 14,8 14,5 14,8 15,1 15,1 15,5 15,8 16,0 15,6 Desember 14,6 14,1 14,4 14,8 14,8 15,4 15,7 16,0 16,0 Sumber : Lily (2010:27)
Tabel 2.3 Angka Koreksi (C) bulanan untuk rumus Penman
Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Jun
C 1,10 1,10 1,10 0,90 0,90 0,90
Bulan Jul Ags Sept Okt Nov Des
C 0,90 1,00 1,10 1,10 1,10 1,10 Sumber : Lily (2010:30)
Tabel 2.4 Pengaruh tekanan uap f(ed) terhadap Rn1 ed (mbar) 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 16,0 18,0 20,0 22,0
f(ed) 0,23 0,22 0,20 0,19 0,18 0,16 0,15 0,14 0,13 ed (mbar) 24,0 26,0 28,0 30,0 32,0 34,0 36,0 38,0 40,0 f(ed) 0,12 0,12 0,11 0,10 0,09 0,08 0,08 0,07 0,06 Sumber : Lily (2010:30)
14 2.3. Kebutuhan Air Irigasi
Kebutuhan air irigasi merupakan jumlah volume air yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan evapotranpirasi, kehilangan air dan kebutuhan air untuk tanaman dengan memperhatikan jumlah air yang diberikan oleh alam melalui hujan dan kontribusi air tanah. Adapun faktor yang mempengaruhi kebutuhan air irigasi adalah sebagai berikut :
1. Penyiapan lahan (LP = Land Preparation).
2. Penggunaan konsumtif (Etc = Evapotranpiration tanaman).
3. Perkolasi (P = Percolation).
4. Pergantian lapisan air (WLR = Water Land Requirement).
5. Curah hujan efektif (Re).
6. Efisiensi irigasi (Ef).
7. Pola tanam.
Menurut Dwi, 2006 dalam Susiloputri dan Farida, 2011 ada dua macam pengertian kebutuhan air menurut jenisnya, yaitu:
1. Kebutuhan air bagi tanaman (penggunaan konsumtif), yaitu banyaknya air yang dibutuhkan tanaman untuk membuat jaring tanaman (batang dan daun) dan untuk diuapkan (evapotranspirasi), perkolasi, curah hujan, pengolahan lahan dan pertumbuhan tanaman. Persamaan yang digunakan adalah persamaan 2.2 berikut:
Ir = ETc + P + WLR – Re (2.2) dimana :
Ir = Kebutuhan air irigasi (mm/hari) WLR = Penggantian lapisan air (mm/hari) ETc = Evaporasi tanaman (mm/hari) Re = Curah hujan efektif (mm/hari) P = Perkolasi (mm/hari)
2. Kebutuhan air untuk irigasi, yaitu kebutuhan air yang digunakan untuk pengairan pada saluran irigasi sehingga didapat kebutuhan air untuk masing- masing jaringan. Kebutuhun air irigasi (IR) untuk suatu tanaman adalah sejumlah air dibutuhkan pada bangunan pembawa air untuk mengairi sebidang areal, dimulai dari pengolahan tanah sampai dengan panen.
15 2.3.1. Kebutuhan Air Tanaman Selama Persiapan Lahan
Metode yang digunakan untuk menghitung besarnya kebutuhan air selama jangka waktu penyiapan lahan yaitu dengan rumus yang telah dikembangkan oleh Van de Goor dan Zijlstra, yang didasarkan pada laju air konstan dalam liter per detik selama periode penyiapan lahan dengan persamaan sebagai berikut :
IR = (M.ek)/(ek - 1) (2.3) Dimana:
IR = Kebutuhan air irigasi di tingkat persawahan (mm/hari) M = Kebutuhan evaporasi dan perkolasi = Eo + P
Eo = Evaporasi potensial (mm/hari) = Eto x 1,10 P = Perkolasi (mm/hari)
T = Waktu penyinaran tanah (hari)
S = Kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm 2.3.2. Kebutuhan Air Tanaman Selama Masa Pertumbuhan
Debit kebutuhan air irigasi selama masa pertumbuhan termasuk didalam debit air yang hilang dalam perjalanan. Kebutuhan air irigasi selama masa pertumbuhan dihitung berdasarkan perhitungan evapotranspirasi tanaman padi (Etc) dan diperlukan air tambahan khusus untuk pengganti air yang dibuang (water layer replacement) dari petak basin selama masa pemupukan.
Kebutuhan air di sawah untuk padi dapat dihitung dengan persamaan 2.4 sebagai berikut:
NFR = Etc + P – Re + WLR (2.4) Dimana:
NFR = Netto Field Water Requirement, kebutuhan bersih air di sawah (mm/hari) Etc = Evaporasi tanaman (mm/hari)
P = Perkolasi (mm/hari)
Re = Curah hujan efektif (mm/hari) WLR = Penggantian lapisan air (mm/hari)
16 2.3.2.1. Penggunaan Komsumtif
Penggunaan konsumtif ialah jumlah air yang dibutuhkan untuk kehidupan suatu tanaman yang dimaksud adalah evapotranspirasi yang mengandung dua istilah yaitu Evaporasi dan Transpirasi.
Evaporasi adalah air yang menguap dari tanah yang berdekatan dengan tanaman, permukaan air yang berada disekitar tanaman, sedangkan Transpirasi adalah air yang menguap dari permukaan daun-daun atau dari tanaman.
Penggunaan konsumtif dihitung dengan rumus berikut:
𝐸𝑡𝑐 = 𝑘𝑐 𝑥 𝐸𝑇𝑜 (2.5) Dimana:
ETc = Kebutuhan air bagi tanaman (mm/hari) Eto = evapotranspirasi tanaman acuan (mm/hari) kc = koefisien tanaman
Nilai-nilai koefisien tanaman untuk padi, sesuai dengan tahap pertumbuhannya, dan berdasarkan metode perhitungan rumus evapotranspirasi Penman (Nedeco/Prosida atau FAO) terlihat pada tabel 2.5 dan 2.6 berikut:
Tabel 2. 5 Koefisien Tanaman
(Sumber: Ditjen Pengairan PSA010, 1985)
Bulan Nedeco/Prosida FAO
Varietas biasa Varietas unggul Varietas biasa Varietas unggul
0,5 1,20 1,20 1,10 1,10
1 1,20 1,27 1,10 1,10
1,5 1,32 1,33 1,10 1,05
2 1,40 1,30 1,10 1,05
2,5 1,35 1,30 1,10 0,95
3 1,24 0 1,05 0
3,5 1,12 0,95
4 0 0
17 Tabel 2.6 Skema Pola Tanam dengan Koefisien Tanaman
Sumber : Kriteria Perencanaan Irigasi KP-01
18
No. Tekstur tanah Perkolasi (mm/hari)
1
Lempung berpasir (sandy loam ) 3,0 – 6,02
Lempung (loam ) 2,0 – 3,03
Lempung liat berdebu (silty clay loam ) 1,5 – 2,04
Lempung liat (clay loam ) 1,0 – 1,52.3.2.2. Perkolasi
Perkolasi adalah gerakan air ke bawah dari zona tidak jenuh, yang tertekan di antara permukaan tanah sampai ke permukaan air tanah (zona jenuh). Daya perkolasi (P) adalah laju perkolasi maksimum yang dimungkinkan, yang besarnya dipengaruhi oleh kondisi tanah dalam zona tidak jenuh yang terletak antara permukaan tanah dengan permukaan air tanah. Pada tanah-tanah lempung berat dengan karakteristik pengelolahan (puddling) yang baik, laju perkolasi dapat mencapai 1-3 mm/hari. Pada tanah-tanah yang lebih ringan laju perkolasi bisa lebih tinggi.
Pada tanah yang lebih ringan, laju perkolasi bisa mencapai nilai yang lebih tinggi (Departemen P.U., KP-01, 1986). Laju perkolasi untuk berbagai jenis tanah dapat dilihat pada tabel 2.7.
Tabel 2.7 Laju Perkolasi dari Berbagai Tekstur Tanah
Sumber : Kriteria Perencanaan Irigasi KP-01
2.3.2.3. Curah Hujan Efektif (Reff)
Curah hujan efektif adalah curah hujan yang jatuh pada suatu daerah yang dapat digunakan tanaman untuk pertumbuhan nya untuk memenuhi kehilangan air akibat evapotranspirasi tanaman, perkolasi dan lain sebagainya. Curah hujan yang turun tidak semua nya dapat digunakan untuk tanaman dalam pertumbuhannya, maka perlu ditentukan curah hujan efektifnya. Jumlah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman sesuai pada jenis tanamannya.
Curah hujan efektif (Reff) dapat ditentukan berdasarkan besarnya R80 yang merupakan curah hujan yang besarnya dapat dilampaui sebanyak 80% atau yang dilampauinya 8 kali kejadian dari 10 kali kejadian. Dengan kata lain bahwa besarnya curah hujan yag terjadi lebih kecil dari R80 mempunyai kemungkinan hanya 20%. Untuk menghitung besarnya curah hujan efektif berdasarkan R80,dengan rumus sebagai berikut :
19
R
80=
𝑚𝑛+1
→ m = R
80x (n + 1) (2.6)
Dimana :
Reff = R80 = Curah hujan efektif 80% (mm/hari) m = Rangking curah hujan yang dipilih
n + 1 = Jumlah data
2.3.2.4. Penggantian lapisan air (WLR)
Penggantian lapisan air diperlukan untuk mengurangi efek reduksi pada tanah dan pertumbuhan tanaman. Penggantian lapisan air diberikan menurut kebutuhan dan dilakukan setelah pemupukan atau sesuai jadwal. Jika tidak ada penjadwalan, maka dilakukan penggantian sebanyak 2 (dua) kali, (masing-masing sebesar 50 mm dan 3.3 mm/hari selama setengah bulan) selama sebulan dan dua bulan setelah penanaman (Dep. PU, 1986). Koefisien penggantian lapisan air dapat dilihat pada tabel 2.8.
20 Tabel 2.8 Penggantian Lapisan Air
Sumber : Kriteria Perencanaan Irigasi KP-01
21 2.3.3. Kebutuhan Air di Pintu Pengambilan
Kebutuhan air untuk irigasi diperkirakan dari perkalian antara luas lahan yang diairi dengan kebutuhannya persatuan luas. Besarnya kebutuhan air irigasi dihitung berdasarkan persamaan 2.7 sebagai berikut:
DR = 𝑁𝐹𝑅
𝑒 𝑥 8,64 (2.7) di mana :
DR = Kebutuhan pengambilan air pada sumbernya (lt/dt/ha) 1/8,64 = Angka konversi satuan dari mm/hari ke lt/dt/ha
NFR = Net Field Water Requirement (kebutuhan air sawah) (mm/hari) E = Efisiensi irigasi (%)
Efisiensi irigasi adalah presentase perbandingan antara jumlah air yang dapat digunakan untuk pertumbuhan tanaman dengan jumlah air yang dikeluarkan dari pintu pengambilan. Besarnya efisiensi irigasi dipengaruhi oleh besarnya jumlah air yang hilang di perjalanannya dari saluran primer, sekunder, hingga tersier.
Ef = ∑ 𝒂𝒊𝒓 𝒚𝒂𝒏𝒈 𝒅𝒊𝒈𝒖𝒏𝒂𝒌𝒂𝒏
∑ 𝒂𝒊𝒓 𝒚𝒂𝒏𝒈 𝒅𝒊𝒃𝒆𝒓𝒊𝒌𝒂𝒏 𝒙 𝟏𝟎𝟎 %
Biasanya efisiensi irigasi dipengaruhi oleh besarnya jumlah air yang hilang di perjalanannya dari saluran primer, sekunder hingga tersier.
- Saluran tersier : 80 %
- Saluran sekunder : 90 %
- Saluran primer : 90 %
- Efisiensi irigasi total (E) = 80% x 90% x 90% = 65 % 2.4. Pola Tanam
Pola tanam merupakan usaha penanaman di sebidang lahan dengan mengatur susunan tata letak dan urutan tanaman selama periode tertentu termasuk masa pengolahan tanah dan masa tidak di tanami. Pola tanam ada tiga macam (Anwar, 2012) yaitu :
1) Monukultur
Pertanian monokultur adalah pertanian dengan menanam tanaman sejenis.
Misalnya sawah ditanami padi saja, jagung saja, atau kedelai saja. Penanaman monokultur menyebabkan terbentuknya lingkungan pertanian yang tidak mantap.
Hal ini terbukti dari tanah pertanian harus selalu diolah, dipupuk dan disemprot dengan insektisida sehingga resisten terhadap hama.
22 2) Rotasi Tanaman (crop rotation)
Rotasi tanaman atau pergiliran tanaman adalah penanaman dua jenis atau lebih secara bergiliran pada lahan penanaman yang sama dalam periode waktu tertentu.
Seperti tanaman semusim yang ditanam secara bergilir dalam satu tahun, dan tanaman tersebut semisal tanaman jagung, padi, dan ubi kayu.
3) Polikultur
Tanaman polikultur terbagi menjadi beberapa pola tanam, pola tanam tersebut adalah:
a) Tumpang sari (Intercropping)
Tumpangsari adalah penanaman lebih dari satu tanaman pada waktu atau periode tanam yang bersamaan pada lahan yang sama.
b) Tanaman Bersisipan (Relay Cropping)
Merupakan pola tanam dengan menyisipkan satu atau beberapa jenis tanaman selain tanaman pokok (dalam waktu tanam yang bersamaan atau waktu yang berbeda). Kegunaan dari sistem ini yaitu pada tanaman yang ke dua dapat melindungi lahan yang mudah longsor dari hujan sampai selesai panen pada tahun itu.
c) Tanaman Campuran (Mixed Cropping)
Merupakan penanaman jenis tanaman campuran yang ditanam pada lahan dan waktu yang sama atau jarak waktu tanam yang singkat, tanpa pengaturan jarak tanam dan penentuan jumlah populasi. Kegunaan sistem ini dapat melawan atau menekan kegagalan panen total.
Untuk memenuhi kebutuhan air bagi tanaman, penentuan pola tanam merupakan hal yang perlu dipertimbangkan. Tujuan menyusun rencana tata tanam adalah untuk menyusun pola pemanfaatan air irigasi yang tersedia untuk memperoleh hasil produksi tanam yang maksimal bagi usaha pertanian. Pola tanam merupakan susunan rencana penanaman berbagai jenis tanaman selama satu tahun.
Penjadwalan tanam dan jenis tanaman yang diterapkanpada suatu jaringan irigasi supaya dapat dimanfaatkan air irigasi seefektif dan seefisien mungkin sehingga tanaman dapat tumbuh dengan baik.
2.5. Pengukuran Seepage
Seepage (S) merupakan salah satu faktor yang penting diketahui dalam
23 menghitung kebutuhan air irigasi yaitu besarnya kehilangan air kearah horizontal dari daerah akar (root zone). Seepage terjadi apabila pada daerah root zone terisi air dan adanya perbedaan energi air tanah secara horizontal dilapangan. Dalam perhitungan seepage merupakan prosedur yang eksak tetapi hasilnya sering merupakan estimasi dikarenakan dalam perhitungan/analisis seepage dianggap aliran pada media tanah adalah aliran"steady state". Aliran steady state diperoleh apabila tanah benar-benar jenuh (saturated), garis tekanan (pressure gradient) tidak berubah, massa tanah konstan dan debit aliran (flow rate) konstan.
2.6. Kapilarisasi Air Tanah
Kontribusi air tanah/kapiler (Ge), setiap material memiliki gaya intermolkekuler. Gaya-gaya tersebut disebut kohesi untuk gaya yang bekerja pada internal molekuler material tersebut dan disebut adhesi untuk gaya yang bekerja antara material yang berbeda. Apabila gaya adhesi antara cairan dan benda lain lebih besar daripada gaya intermolekuler daripada cairan tersebut, maka permukaan material itu akan basah oleh cairan. Grafik kontribusi air tanah/kapiler (Ge) terlihat pada gambar 2.4.
(a) (b) Gambar 2. 4 Kontribusi Air Tanah
(Sumber : Makmur Ginting 2014)
Gambar diatas menunjukan hubungan antara debit air kapiler dengan jenis tanah dan kedalaman permukaan air tanah. Kontribusi air kapiler tersebut dilakukan pada tekanan air permukaan pF 2,7 = 5 bar, dan satuan debit air kapiler yang diperoleh adalah dalam mm/hari.
24 2.7. Penelitian Terdahulu
Penelitian analisis kebutuhan air irigasi pada daerah irigasi sungai air keban daerah kabupaten empat lawang. Penelitian tersebut dilakukan untuk menganalisis kebutuhan air irigasi dengan tujuan mendapatkan prediksi nilai kebutuhan air irigasi maksimum dan minimum pada Daerah Irigasi Sungai Air Keban yang terletak di Daerah Kabupaten Empat Lawang Sumatera Selatan.Yang mencoba membandingkan hasil perhitungan kebutuhan air irigasi secara manual dengan hasil menggunakan software CROPWAT version 8.0. Dari segi perhitungan, perhitungan kebutuhan air irigasi secara manual berpedoman dengan Standar Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanan Bagian Jaringan Irigasi KP*01, 2010 sedangkan CROPWAT berpedoman FAO karena memang CROPWAT adalah software yang dikembangkan oleh FAO. Faktor-faktor untuk menentukan kebutuhan air irigasi antara lain penyiapan lahan,Penggunaan konsumtif ,perkolasi dan rembesan ,pergantian lapisan air dan curah hujan efektif.Perhitungan dilakukan dengan du acara,yaitu perhitungan dengan cara manual (Konsep Kp- 01)dan perhitungan menggunakan software CROPWAT versi 8.0. Kebutuhan air irigasi di mulai dari awal bulan November menggunakan pola tanam padi- padi.Dari perhitungan manual (konsep KP-01)kebutuhan air irigasi maksimum didapat sebesar 2,54 m3/dt sedangkan CROPWAT 1,67m3/dt.
25
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Daerah irigasi Sei Wampu terletak di Desa Pantai Gemi, Kecamatan Stabat, Kabupaten Langkat. Letak Geografis Daerah Irigasi Sei Wampu terletak di 3°74'99.25" LU dan 98°41'06.15" BT. Bendung ini memiliki daerah layanan seluas 10.991 ha,yang dibagi menjadi 2 saluran primer yaitu saluran kanan seluas 7.159 ha dan saluran kiri seluas 3.832 ha.
Gambar 3.1. Lokasi Penelitian Sumber : Google earth
26 3.2. Skema Jaringan Irigasi Sei Wampu
Gambar 3.2 Skema Jarigan Irigasi Sei Wampu Kanan Sumber : Balai Wilayah Sungai Sumatera II
Gambar 3.3 Skema Kejuruan Jarigan Irigasi Kanan Sumber : Balai Wilayah Sungai Sumatera II
27 3.3. Metode Pengumpulan Data
Setelah mengidentifikasi permasalahan yang ada di lapangan, maka langkah selanjutnya adalah mencari data pendukung untuk menyelesaikan permasalahan tersebut. Data yang digunakan dalam penulisan ini ialah data primer dan data sekunder. Data sekunder merupakan data yang diperoleh secara tidak langsung berupa catatan maupun hasil peneltian dari pihak lain. Data yang digunakan diperoleh dari Stasiun Klimatologi Deli Serdang .
Adapun data – data sekunder tersebut meliputi :
Data curah hujan yang nantinya akan digunakan utuk mengetahui curah hujan efektif untuk kebutuhan air pada tanaman. Data yang digunakan yaitu data curah hujan dari tahun 2011 sampai dengan tahun 2020.
Data klimatologi yang meliputi suhu udara rata – rata, kelembaban relatif, lamanya penyinaran matahari dan kecepatan angin yang terjadi di daerah studi data-data tersebut yang nanti nya akan diolah untuk mendapatkan besarnya evapotranspirasi yang terjadi pada daerah studi.
Skema Jaringan Irigasi Daerah Irigasi Sei Wampu untuk mengetahui sejauh mana daerah yang menjadi tujuan suplay air irigasi dan luasannya.
3.4. Analisis Data
Dari tahap pengumpulan data kemudian dilakukan pengolahan data. Hasil pengolahan data tersebut digunakan untuk simulasi optimasi menentukan luas tanam yang optimal dan keuntungan maksimum. Tahapan analisis data/proses perhitungan meliputi :
Analisis Klimatologi, untuk mengetahui seberapa besar penguapan yang terjadi berdasarkan data suhu, kelembaban udara, penyinaran matahari dan kecepatan angin di lokasi Bendung Daerah Irigasi Sei Wampu
Analisis Hidrologi, perhitungan untuk mengetahui perhitungan curah hujan efektif.
Analisis Kebutuhan Air, membahas tentang kebutuhan air irigasi di tingkat persawahan pada saat pengolahan lahan dan pada saat masa tanam,dan membahas tentang kebutuhan air irigasi di pintu pengambilan.
28 3.5. Diagram Alir Penelitian
D
MULAI
ANALISIS KEBUTUHAN AIR IRIGASI PADA DAERAH IRIGASI SEI WAMPU KABUPATEN LANGKAT
Studi Literatur
Pengumpulan Data
Analisis Data
Analisis Curah Hujan Efektif
Analisis Evapotranspirasi ( ETo )
Analisis Kebutuhan Air di tingkat Persawahan
1. Analisis selama Penyiapan Lahan 2. Analisis selama Masa Tanam
Analisis kebutuhan Air di Pintu Pengambilan
Hasil Penelitian
Kesimpulan dan Saran
Selesai Data Primer
Survey Lokasi Daerah Irigasi Sei Wampu
Data Sekunder
Data curah hujan
Skema jaringan Daerah Irigasi Sei Wampu Kanan
Data Klimatologi
Gambar 3.4 Diagram Alir
29
TAHUN JAN FEB MAR APR MAY JUN JUL AUG SEP OCT NOV DEC
2011 274 63 283 147 260 157 184 340 241 352 253 363
2012 253 168 246 293 399 122 237 416 165 139 386 88
2013 182 69 107 208 213 81 260 222 214 600 74 326
2014 175 75 60 176 249 110 148 259 344 354 227 364
2015 189 98 78 148 236 111 171 266 227 377 292 250
2016 123 178 13 63 312 124 211 246 906 713 117 186
2017 131 69 263 410 325 166 348 349 180 156 186 131
2018 161 53 38 185 93 268 202 94 362 345 139 208
2019 236 79 33 94 365 284 115 89 253 237 360 170
2020 124 67 28 186 321 315 155 235 248 347 279 427
BAB IV
ANALISIS DATA DAN HASIL PERHITUNGAN
4.1. Analisis Curah Hujan Efektif
Hujan efektif merupakan curah hujan yang jatuh pada suatu daerah dan dapat digunakan tanaman untuk pertumbuhannya. Curah hujan efektif ini dimanfaatkan oleh tanaman untuk memenuhi kehilangan air akibat evapotranspirasi tanaman, perkolasi dan lain-lain. Jumlah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman tergantung pada jenis tanaman.
Tabel 4.1 Curah Hujan Bulanan
Sumber : BMKG
30
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II
2011 8.56 9.13 2.25 2.25 8.84 9.43 4.90 4.90 8.13 8.67 5.23 5.23 5.75 6.13 10.63 11.33 8.03 8.03 11.00 11.73 8.43 8.43 11.34 12.10 2012 7.91 8.43 6.00 6.00 7.69 8.20 9.77 9.77 12.47 13.30 4.07 4.07 7.41 7.90 13.00 13.87 5.50 5.50 4.34 4.63 12.87 12.87 2.75 2.93 2013 5.69 6.07 2.46 2.46 3.34 3.57 6.93 6.93 6.66 7.10 2.70 2.70 8.13 8.67 6.94 7.40 7.13 7.13 18.75 20.00 2.47 2.47 10.19 10.87 2014 5.47 5.83 2.68 2.68 1.88 2.00 5.87 5.87 7.78 8.30 3.67 3.67 4.63 4.93 8.09 8.63 11.47 11.47 11.06 11.80 7.57 7.57 11.38 12.13 2015 5.91 6.30 3.50 3.50 2.44 2.60 4.93 4.93 7.38 7.87 3.70 3.70 5.34 5.70 8.31 8.87 7.57 7.57 11.78 12.57 9.73 9.73 7.81 8.33 2016 3.84 4.10 6.36 6.36 0.41 0.43 2.10 2.10 9.75 10.40 4.13 4.13 6.59 7.03 7.69 8.20 30.20 30.20 22.28 23.77 3.90 3.90 5.81 6.20 2017 4.09 4.37 2.46 2.46 8.22 8.77 13.67 13.67 10.16 10.83 5.53 5.53 10.88 11.60 10.91 11.63 6.00 6.00 4.88 5.20 6.20 6.20 4.09 4.37 2018 5.03 5.37 1.89 1.89 1.19 1.27 6.17 6.17 2.91 3.10 8.93 8.93 6.31 6.73 2.94 3.13 12.07 12.07 10.78 11.50 4.63 4.63 6.50 6.93 2019 7.38 7.87 2.82 2.82 1.03 1.10 3.13 3.13 11.41 12.17 9.47 9.47 3.59 3.83 2.78 2.97 8.43 8.43 7.41 7.90 12.00 12.00 5.31 5.67 2020 3.88 4.13 2.39 2.39 0.88 0.93 6.20 6.20 10.03 10.70 10.50 10.50 4.84 5.17 7.34 7.83 8.27 8.27 10.84 11.57 9.30 9.30 13.34 14.23
Desember Juli Agustus September Oktober November
Tahun
Januari Februari Maret April Mei Juni
Tabel 4.2 Curah hujan Rata-rata Tengah Bulan
Sumber : Hasil Perhitungan
31
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II
1 9.09 8.56 9.13 6.36 6.36 8.84 9.43 13.67 13.67 12.47 13.30 10.50 10.50 10.88 11.60 13.00 13.87 30.20 30.20 22.28 23.77 12.87 12.87 13.34 14.23
2 18.18 7.91 8.43 6.00 6.00 8.22 8.77 9.77 9.77 11.41 12.17 9.47 9.47 8.13 8.67 10.91 11.63 12.07 12.07 18.75 20.00 12.00 12.00 11.38 12.13
3 27.27 7.38 7.87 3.50 3.50 7.69 8.20 6.93 6.93 10.16 10.83 8.93 8.93 7.41 7.90 10.63 11.33 11.47 11.47 11.78 12.57 9.73 9.73 11.34 12.10
4 36.36 5.91 6.30 2.82 2.82 3.34 3.57 6.20 6.20 10.03 10.70 5.53 5.53 6.59 7.03 8.31 8.87 8.43 8.43 11.06 11.80 9.30 9.30 10.19 10.87
5 45.45 5.69 6.07 2.68 2.68 2.44 2.60 6.17 6.17 9.75 10.40 5.23 5.23 6.31 6.73 8.09 8.63 8.27 8.27 11.00 11.73 8.43 8.43 7.81 8.33
6 54.55 5.47 5.83 2.46 2.46 1.88 2.00 5.87 5.87 8.13 8.67 4.13 4.13 5.75 6.13 7.69 8.20 8.03 8.03 10.84 11.57 7.57 7.57 6.50 6.93
7 63.64 5.03 5.37 2.46 2.46 1.19 1.27 4.93 4.93 7.78 8.30 4.07 4.07 5.34 5.70 7.34 7.83 7.57 7.57 10.78 11.50 6.20 6.20 5.81 6.20
8 72.73 4.09 4.37 2.39 2.39 1.03 1.10 4.90 4.90 7.38 7.87 3.70 3.70 4.84 5.17 6.94 7.40 7.13 7.13 7.41 7.90 4.63 4.63 5.31 5.67
9 81.82 3.88 4.13 2.25 2.25 0.88 0.93 3.13 3.13 6.66 7.10 3.67 3.67 4.63 4.93 2.94 3.13 6.00 6.00 4.88 5.20 3.90 3.90 4.09 4.37
10 90.91 3.84 4.10 1.89 1.89 0.41 0.43 2.10 2.10 2.91 3.10 2.70 2.70 3.59 3.83 2.78 2.97 5.50 5.50 4.34 4.63 2.47 2.47 2.75 2.93
3.88 4.13 2.25 2.25 0.88 0.93 3.13 3.13 6.66 7.10 3.67 3.67 4.63 4.93 2.94 3.13 6.00 6.00 4.88 5.20 3.90 3.90 4.09 4.37
OKTOBER NOVEMBER DESEMBER
R80
APRIL MEI JUNI JULI AGUSTUS SEPTEMBER
No Probabilitas % JAN FEB MAR
Tabel 4.3 Perhitungan Curah Hujan Andalan (R80)
Sumber : Hasil Perhitungan
