OPTIMASI PEMANFAATAN AIR DENGAN
PROGRAM LINEAR (LINEAR PROGRAMMING)
DI SALURAN TARUM BARAT
SKRIPSI
Oleh :
RISMA NURMAWALI F14062259
2010
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ABSTRACT Risma Nurmawali1
Optimization of Water Management With Linear Programming at West Tarum Canal
Roh Santoso Budi Waspodo2
The problems of water resources is fluctuation where there is drought in the dry season and floods during the rainy season. One effort to optimize the utilization of limited water resources while the community needs for water has increased is the management of water in the main channel with the method of linear programming (LP) that can distribute water at its optimum. So needed formulate mathematical models and optimize the water demand for agricultural, domestic and industry in West Tarum Canal.
The data required in this study are the data of agricultural land area, population and industry that utilizes water from the West Tarum Canal. Water needs in agricultural research is set to 0,86 liters/sec/ha, the domestic equivalent to 120 liters/person/day or 3,6 m3/month and the industry of 350 m3/day or 10.500 m3/month. Debit is included in this optimization is the monthly average discharge West Tarum Canal.
Optimization is done by determining the proportion of the allocation of water resources, that is for domestic 26,3%, agriculture 71%, and the rest of the industry at 2,7%. Based on the results of the optimization of agricultural land area, population, and the industry is 12.486 ha, 6.560.099 peoples, and 231 industries and with revenues amounting to IDR 295.714.500,00.
Keyword :optimization, water resources
1
Student of Agricultural Engineering Departement, Faculty of Agricultural Technology – Bogor Agricultural University
2
Lecture of Civil and Environment Engineering Departement, Faculty of Agricultural Technology – Bogor Agricultural University
Risma Nurmawali. F14062259. Optimasi Pemanfaatan Sumber Daya Air Dengan Program Linear di Saluran Tarum Barat. Di bawah bimbingan : Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, M.T.
RINGKASAN
Air merupakan sumberdaya alam terbaharui, tetapi ketersediaannya tidak selalu sejalan dengan kebutuhan yang selalu meningkat. Sebagai sumber daya alam yang diperlukan untuk kehidupan menusia, air membutuhkan perencanaan yang baik dalam pengelolaan dan pemanfaatannya agar tetap terjaga kelestarian sumber daya alam tersebut.Permasalahan yang terjadi saat ini adalah sumberdaya air yang jumlahnya fluktuatif dimana terjadi kekeringan pada musim kemarau dan banjir pada musim hujan. Salah satu upaya untuk mengoptimalkan pemanfaatan sumberdaya air yang terbatas sedangkan kebutuhan masyarakat akan air semakin meningkat adalah pengelolaan air pada saluran utama dengan metode linear
programming (LP) yang dapat mendistribusikan air secara optimum.
Tujuan dari penelitian ini adalah merumuskan model matematik dan mengoptimalkan kebutuhan air untuk keperluan pertanian, domestik dan industri di Saluran Tarum Barat. Model matematis diperoleh dengan mengidentifikasikan dan menganalisis kebutuhan dari tiap sektor seperti pertanian, domestik, dan industri.
Data-data yang dibutuhkan dalam penelitian ini adalah data luas areal lahan pertanian, jumlah penduduk dan industri yang memanfaatkan air dari Saluran Tarum Barat.Selain itu diperlukan data iklim. Kebutuhan air pada penelitian ini ditetapkan untuk pertanian sebesar 0,86 liter/detik/ha, domestik sebesar 120 liter/orang/hari atau 3,6 m3/bulan dan industri sebesar 350 m3/hari atau 10500 m3/bulan. Debit yang dimasukan dalam optimasi ini adalah debit rata-rata bulanan Saluran Tarum Barat.
Ketersediaan air pada Saluran Tarum Barat berasal dari Bendung Curug dimana air tersebut dikeluarkan dari Bendungan Ir. H. Djuanda yang di operasikan oleh Perum Jasa Tirta II. Besarnya air yang dikeluarkan oleh Bendungan Ir. H. Djuanda berdasarkan dari kebutuhan air irigasi, sehingga debit air pada Saluran Tarum Barat berubah sesuai kebutuhan dari irigasi.
Optimasi dilakukan dengn menentukan proporsi pengalokasian sumberdaya air, yaitu untuk domestik (PAM/PDAM) sebesar 26,3%, pertanian 71%, dan sisanya industri sebesar 2,7%. Berdasarkan hasil optimasi luas lahan pertanian, jumlah penduduk, dan industri adalah 12.486 ha, 6.560.099 orang, dan 231 buah industri dan dengan pendapatannya sebesar Rp 295.714.500.
i
OPTIMASI PEMANFAATAN SUMBERDAYA AIR DENGAN
PROGRAM LINEAR (LINEAR PROGRAMMING)
DI SALURAN TARUM BARAT
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknologi Pertanian
Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian
Institut Pertanian Bogor
Oleh :
RISMA NURMAWALI F14062259
2010
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR
ii JudulSkripsi : Optimasi Pemanfaatan Air Dengan Program Linear di Saluran
Tarum Barat Nama : Risma Nurmawali NIM : F14062259
Menyetujui,
Dosen Pembimbing Akademik
Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, M.T. NIP: 19620714 198703 1 004
Mengetahui : Ketua Departemen,
Dr. Ir. Desrial, M.Eng. NIP : 19661201 199103 1 004
iii
DAFTAR RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Bogor, pada tanggal 16 Januari 1988 dan merupakan anak pertama dari tiga bersaudara dari pasangan orang tua dengan nama Bapak Moh Yunus dan Ibu Isoh Kholisoh.
Pada tahun 2000, penulis menyelesaikan pendidikan di SDN Empang 2 Bogor. Kemudian melanjutkan pendidikan ke jenjang Sekolah Lanjutan Tingkat Pertama Negeri (SLTPN) 1 Kota Bogor dan lulus tahun 2003. Tahun 2003 penulis melanjutkan pendidikan ke Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Kota Bogor dan lulus pada tahun 2006.
Pada tahun 2006, penulis diterima sebagai mahasiswa Institut Pertanian Bogor melalui program SPMB (Seleksi Penerimaan Mahasiswa Baru). Pada tahun kedua di IPB penulis masuk Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian.
Selama menjadi mahasiswa penulis aktif menjadi Pengurus Himateta periode 2007-2008. Pada tahun 2009 penulis melakukan kegiatan Praktek
Lapangan di Perum Jasa Tirta II, Purwakarta, Jawa Barat dengan topik “Manajemen Operasi Sistem Irigasi di Daerah Irigasi Jatiluhur, Purwakarta, Jawa
Barat”. Selanjutnya penulis melakukan penelitian dengan judul “Optimasi Sumberdaya Air Dengan Program Linear di Saluran Induk Tarum Barat” di bawah bimbingan Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, M.T.
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberika rahmat dan hidayahNya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi ini dengan baik. Laporan ini ditulis berdasarkan kegiatan penelitian yang dilaksanakan di Saluran Induk Tarum Barat) Citarum, Jawa Barat. Mulai Maret sampai dengan Mei 2010.
Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya penulis sampaikan kepada pihak-pihak yang telah banyak memberikan bantuan berupa masukan, saran dan kritikan terhadap penulis dalam menyelesaikan skripsi ini, yaitu:
1. Dr. Ir. Roh Santoso Budi Waspodo, M.T. selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah banyak memberikan bimbingan kepada penulis.
2. Dr. Ir. Emi Darmawati, M.Si. dan Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M.Eng sebagai dosen penguji.
3. Ibu, Bapak, adikku dan keluarga tercinta yang selalu memberikan doa dan dukungan secara moril dan materil selama ini.
4. Bapak Andri Sewoko, STP, M.P atas bantuannya memberikan masukan, saran serta kesediaannya membantu penulis dalam pengambilan data-data mengenai DAS Citarum di Perum Jasa Tirta II Purwakarta, Jawa Barat.
5. Teman-teman pondok Al Ghuroba yang selalu memberikan semangat dan dukungan serta memberikan warna selama kuliah.
6. Teman-teman seperjuangan Teknik Pertanian Angkatan 43, terima kasih atas bantuan dan semangatnya selama kuliah, penelitian dan penyusunan laporan ini.
7. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu yang telah membantu terlaksananya penelitian hingga tersusunnya laporan ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih terdapat banyak kesalahan dan kekurangan, Oleh karena itu, penulis menerima berbagai saran dan kritik dari semua pihak demi kesempurnaan laporan ini. Penulis berharap laporan ini dapat bermanfaat bagi penulis pribadi maupun semua pihak yang memerlukannya.
Bogor, September 2010
v
DAFTAR ISI
DAFTAR RIWAYAT HIDUP ... iii
KATA PENGANTAR ... iv
DAFTAR ISI ... v
DAFTAR TABEL ... vii
DAFTAR GAMBAR ... viii
I. PENDAHULUAN ... 1
A.Latar Belakang ... 1
B.Tujuan ... 2
II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3
A.Siklus Hidrologi ... 3 1. Curah Hujan ... 4 2. Evapotranspirasi ... 6 3. Limpasan ... 8 4. Infiltrasi ... 9 5. Perkolasi ... 9 B.Irigasi ... 10 1. Pengertian ... 10 2. Peranan Irigasi ... 11
C. Kebutuhan Sumberdaya Air ... 11
1. Kebutuhan Air Domestik ... 12
2. Kebutuhan Air Industri ... 13
3. Kebutuhan Air Pertanian... 13
D. Ketersediaan Sumberdaya Air ... 19
E. Linear Programming ... 19
1. Bentuk Umum Model Linear Programming (LP) ... 20
2. Penyelesaian Grafik Model LP ... 21
3. Penyelesaian LP dengan Model Simplek ... 21
III. METODOLOGI PENELITIAN ... 22
A. Bahan Dan Alat ... 22
vi
C. Metode Penelitian ... 22
1. Identifikasi Kebutuhan Air... 22
2. Sistem dan Teknik Optimasi ... 25
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 27
A. Keadaan Umum Daerah... 27
1. Lokasi Penelitian ... 27
2. Curah Hujan ... 27
3. Kondisi Hidrologi ... 28
4. Topografi ... 28
5. Tanah ... 29
B. Saluran Tarum Barat ... 30
C. Ketersediaan Air ... 32
D. Kebutuhan Air ... 33
1. Penduduk ... 33
2. Industri ... 34
3. Pertanian ... 34
E. Optimasi Sumberdaya Air ... 36
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 44
A. Kesimpulan ... 44
B. Saran ... 45
vii DAFTAR TABEL
Tabel 1. Kc sesuai fase pertumbuhan tanaman ... 7
Tabel 2. Standar Kebutuhan Air Rumah Tangga Berdasarkan Jenis Kota dan Jumlah Penduduk ... 13
Tabel 3. Banyaknya air yang dibutuhkan pada budidaya padi sawah per hektar .. 15
Tabel 4. Kebutuhan air pengolahan tanah pada berbagai tekstur tanah ... 18
Tabel 5. Laju perkolasi sesuai tekstur tanah... 24
Tabel 6. Curah hujan di stasiun hujan Purwakarta, Perum Jasa Tirta II ... 28
Tabel 7. Evapotranspirasi Potensial Bulanan ... 35
Tabel 8. Curah hujan efektif ... 35
Tabel 9. Debit Rata-rata Bulanan Saluran Tarum Barat ... 37
viii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Siklus Hidrologi ... 3
Gambar 2. Hulu Sungai Citarum di Gunung Wayang ... 29
Gambar 3. Skema Pembagian Air di Bendung Curug ... 31
Gambar 4. Kolam yang dibangun di tepian Saluran Induk Tarum Barat ... 31
Gambar 5. Bendungan Ir. H. Djuanda ... 33
1
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Air sebagai sumber daya alam yang diperlukan untuk kehidupan menusia membutuhkan perencanaan yang baik dalam pengelolaan dan pemanfaatannya agar tetap terjaga kelestarian sumber daya alam tersebut.
Berdasarkan UU No.7 Tahun 2004 tentang Sumber Daya Air, air adalah semua air yang terdapat pada, di atas, ataupun di bawah permukaan tanah, termasuk dalam pengertian ini air permukaan, air tanah, air hujan, dan air laut yang berada di darat. Pengelolaan sumberdaya air didefinisiskan sebagai aplikasi dari cara struktural dan non-struktural untuk mengendalikan sistem sumber daya air alam dan buatan manusia untuk kepentingan/manfaat manusia dan tujuan-tujuan lingkungan.
Sumber daya air merupakan bagian dari sumber daya yang mempunyai sifat yang sangat berbeda dengan sumber daya alam lainnya. Air adalah sumber daya yang terbarui, bersifat dinamis mengikuti siklus hidrologi yang secara alamiah berpindah-pindah serta mengalami perubahan bentuk dan sifat. Tergantung dari waktu dan lokasinya, air dapat berupa zat padat sebagai es dan salju, dapat berupa air yang mengalir serta air permukaan. Berada dalam tanah sebagai air tanah, berada di udara sebagai air hujan, berada di laut sebagai air laut, dan bahkan berupa uap air yang didefinisi sebagai air udara.
Salah satu cara yang harus diperhatikan dalam pengelolaan air adalah pengelolaan yang berdasarkan pada ‘watershed’ (Daerah Aliran Sungai/DAS). Daerah aliran sungai adalah suatu wilayah daratan yang merupakan satu kesatuan dengan sungai dan anak-anak sungainya, yang berfungsi menampung, menyimpan, dan mengalirkan air yang berasal dari curah hujan ke danau atau laut secara alami, yang batas di darat merupakan pemisah topografis dan batas di laut sampai dengan daerah perairan yang masih terpengaruh aktivitas daratan. Dengan pengelolaan air berdasarkan DAS maka diharapkan akan tercipta kesinambungan sumber daya air karena air tidak bisa dilihat satu bagian wilayah saja.
Oleh karena itu pelaksanaan pengelolaan air merupakan suatu hal yang mutlak dilakukan, agar dalam pengelolaan air didapatkan nilai yang optimal dan
2 efisien. Dalam pelaksanaanya perlu dilakukan secara bertahap, mulai dari perencanaan, pelaksanaan hingga tahap evaluasi dan pengawasan.
B. TUJUAN
Tujuan dari penelitian ini secara umum adalah mengoptimalkan kebutuhan air di Saluran Induk Tarum Barat.
3
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. SIKLUS HIDROLOGI
Siklus Hidrologi didefinisikan sebagai suksesi tahapan-tahapan yang dilalui air dari atmosfer ke bumi dan kembali lagi ke atmosfer (Seyhan, 1990).Sumber tenaga dari siklus ini adalah matahari. Dalam daur hidrologi, energi panas matahari dan faktor-faktor iklim lainnya menyebabkan terjadinya proses evaporasi pada permukaan vegetasi dan tanah, di laut atau badan-badan air lainnya.
Uap air sebagai hasil proses evaporasi akan terbawa oleh angin melintasi daratan yang bergunung maupun datar, dan apabila keadaan atmosfer memungkinkan, sebagian dari uap air tersebut akan terkondensasi dan turun sebagai air hujan.
Gambar 1. Siklus Hidrologi
Hujan yang jatuh ke bumi menyebar dengan cara dan arah yang berbeda-beda. Sebagian besar dari hujan untuk sementara tertahan pada tajuk tanaman yang pada akhirnya dikembalikan lagi ke atmosfer oleh penguapan yang merupakan intersepsi selama dan sesudah berlangsungnya hujan.Sebagian lagi mengalir melalui permukaan dan tanah menuju sungai, sementara lainnya menembus tanah (infiltrasi dan perkolasi) menjadi air tanah (ground water).Di bawah pengaruh gravitasi, baik aliran permukaan maupun air tanah bergerak
4 menuju tempat yang lebih rendah dan akhirnya mengalir ke laut. Namun, selama pengaliran sebagian besar air permukaan dan bawah tanah dikembalikan ke atmosfer oleh penguapan (evaporasi) dan transpirasi sebelum ke laut (Linsley, et al.,1990).
Komponen siklus hidrologi dalam DAS berdasarkan siklus di atas terdiri dari hujan, evaporasi, intersepsi, transpirasi, infiltrasi, perkolasi, aliran permukaan dan aliran bawah permukaan serta total aliran yang terjadi di sungai (outlet).
1. Curah Hujan
Curah hujan adalah faktor utama yang mengendalikan daur hidrolgi di suatu DAS.Terbentuknya ekologi, geografi dan tataguna lahan di suatu daerah sebagian besar ditentukan atau tergantung pada fungsi daur hidrologi, dengan demikian curah hujan merupakan kendala sekaligus kesempatan dalam usaha pengelolaan sumberdaya tanah dan air.Oleh karenanya, para perencana pengelolaan DAS diharapkan memahami bagaimana caranya melakukan analisis dan menentukan karakteristik curah hujan, melakukan pengukuran dan perhitungan-perhitungan besarnya curah hujan. Adapun hal-hal yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut:
a. Distribusi Curah Hujan
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.
Curah hujan daerah harus diperkirakan dari beberapa titik pengamatan curah hujan. Adapun cara-cara perhitungan curah hujan daerah di beberapa titik adalah sebagai berikut (Sosrodarsono dan Takeda, 2003):
1) Metode Rata-rata aritmatika
Metode ini merupakan metode yang paling sederhana, dan cocok diterapkan bila jumlah stasiun banyak dan tersebar merata. Metode ini memberikan bobot yang sama untuk tiap stasiun, yaitu
5 dengan menjumlahkan angka pengukuran di tiap stasiun dan membaginya dengan jumlah stasiun penakar, seperti rumus berikut:
=
Dimana: = curah hujan daerah
Pi = curah hujan pada stasiun ke-i n = jumlah stasiun penakar
2) Metode polygon Thiessen
Metode ini merupakan metode yang didasarkan pada pemberian bobot bagi tiap stasiun terhadap luas daerah yang diwakili. Luas daerah ditentukan dengan menarik garis-garis yang menghubungkan stasiun yang satu dengan yang lain, sehingga terbentuk polygon yang merupakan perpotongan garis-garis bagi tersebut, dimana di dalam setiap polygon tersebut terdapat sebuah stasiun yang mewakili daerah tersebut.
Perhitungan curah hujan dengan metode ini menggunakan rumus sebagai berikut:
=∑( )
∑ = ∑
Dimana: = curah hujan daerah (mm)
Pi = curah hujan pada stasiun ke-i (mm) Ai = luas poligona ke-i
Penerapan metode ini memberikan hasil yang konsisten, tetapi apabila letak stasiun berubah maka bobot stasiun juga ikut berubah.
3) Metode Isohyet
Metode ini merupakan metode penentu curah hujan daerah dengan menggunakan peta isohyet, yaitu peta yang mempunyai garis-garis yang menghubungkan tempat-tempat yang mempunyai curah hujan yang sama. Peta ini dibuat dengan memperhatikan efek
6 topografi dan asal datangnya hujan. Penentuan curah hujan daerah dihitung dengan rumus sebagai berikut:
=∑( + ) /2
∑
Dimana: = curah hujan daerah (mm)
Pi = curah hujan pada stasiun ke-i (mm) Ai = luas poligon ke-i
Penerapan metode ini biasanya untuk daerah yang luas dengan jaringan stasiun yang tidak terlalu padat.Hasilnya bersifat subyektif dan banyak ditentukan oleh ketelitian pembuat peta.
b. Frekuensi curah hujan
Cara perkiraan untuk mendapatkan frekuensi kejadian curah hujan dengan intensitas tertentu yang digunakan dalam perhitungan pengendalian banjir, rancangan drainase dan lain-lain adalah dengan menggunakan data pengamatan yang lalu. Perhitungan frekuensi sama seperti cara yang digunakan di Amerika Serikat, yakni cara tahun stasiun yang menjumlahkan banyaknya titik-titik pengamatan. Cara ini memperkirakan frekuensi dengan menjumlahkan banyaknya tahun pengamatan pada titik-titik pengamatan. Cara ini adalah cara yang paling sederhana, tanpa penyelesaian secara statistik. Penerapan cara ini dapat diadakan untuk daerah yang mempunyai kondisi meteorologi yang sama, bukan seperti daerah pegunungan
2. Evapotranspirasi
Evapotranspirasi adalah keseluruhan jumlah air yang berasal dari permukaan tanah, air, dan vegetasi yang diuapkan kembali ke atmosfer. Dengan kata lain, besarnya evapotranspirasi adalah jumlah antara evaporasi (penguapan air dari permukaan tanah), intersepsi (penguapan kembali air hujan dari permukaan tajuk vegetasi), dan transpirasi (penguapan air tanah ke atmosfer melalui vegetasi). Beda antara intersepsi
7 dan transpirasi adalah bahwa pada proses intersepsi air yang diuapkan kembali ke atmosfer tersebut adalah air hujan yang tertampung sementara pada permukaan tajuk dan bagian lain dari suatu vegetasi sedangkan transpirasi adalah penguapan air yang berasal dari dalam tanah melalui tajuk vegetasi sebagai hasil proses fisiologi vegetasi.
Unsur iklim yang mempengaruhi laju evaporasi adalah radiasi surya, suhu udara, kelembaban udara dan kecepatan angin. Pada permukaan air yang tenang tidak bergelombang, laju penguapan akan tergantung pada suhu dan tekanan uap air diatas permukaan air. Suhu air menentukan tekanan uap air pada permukaan air, dan laju evaporasi sebanding dengan perbedaan tekanan uap air antara permukaan air dan udara di atasnya.Gabungan evaporasi dan transpirasi dengan persediaan air yang tidak terbatas disebut evaporasi potensial (PE).
Menurut Doorenbos dan Pruittn (1977) untuk mengetahui evapotranspirasi tanaman dapat diduga dari evapotranspirasi acuan yang berasal dari data klimatologi setempat. Perhitungan evapotranspirasi tanaman melalui tiga tahapan, yaitu:
a. Menentukan evapotranspirasi acuan (ETo) dengan menggunakan metode Blaney-Criddle, Radiasi, Penman, atau Panci evaporasi. b. Menentukan koefisien tanaman (Kc), dari hasil penelitian Hargreaves
dapat dilihat pada Table 1 di bawah ini
Nilai koefisien tanaman (Kc) sesuai dengan fase pertumbuhan tanaman menurut Hargreaves (dalam Hariyanto, 1987)
Tabel 1. Kc sesuai fase pertumbuhan tanaman
Tanaman Usia tanam (hari)
0 20 40 60 80 100
Padi 0.80 1.05 1.20 1.30 1.10 0.50 Kedelei 0.15 0.25 0.45 0.70 0.70 0.50 Jagung 0.20 0.50 0.80 0.90 0.75 0.50 Kacang tanah 0.15 0.35 0.55 0.65 0.60 0.30
8 c. Menghitung evapotranspoirasi tanaman. Hubungan antara
evapotranspirasi tanaman dan evapotranspirasi acuan adalah:
Etc = ETo x Kc
Dimana : Etc : Evapotranspirasi tanaman (mm/hari) ETo : Evapotranspirasi acuan
Kc : Koefisien tanaman (tergantung pada jenis tanaman, tahap pertumbuhan).
3. Limpasan
Limpasan dapat diartikan sebagai bagian curah hujan yang membuat aliran ke saluran-saluran, sungai, danau, atau laut sebagai aliran permukaan (Schwab.Et al, 1968). Menurut Arsyad (1983), limpasan atau
run-off adalah bagian dari curah hujan yang mengalir keluar dari suatu
daerah pengaliran di atas dan di bawah permukaan tanah. Air yang mengalir di permukaan tanah disebut limpasan permukaan sedangkan air yang mengalir di bawah permukaan tanah disebut limpasan dalam.
Sosrodarsono dan Takeda (2003) menyatakan air limpasan permukaan adalah air yang mencapai sungai sebelum mencapai permukaan air tanah, yakni curah hujan dikurangi oleh infiltrasi, air yang tertahan, dan besarnya genangan.Limpasan air permukaan ini merupakan bagian yang penting dari puncak banjir.
a. Komponen-komponen limpasan
Sumber-sumber air sungai adalah curah hujan atau salju yang mencair. Sosrodarsono dan Takeda (2003) menyatakan air untuk mencapai sungai melalui tiga jalan sebagai berikut:
1) Curah hujan di saluran (Channel Precipitaion), yaitu curah hujan yang jatuh langsung pada permukaan air di sungai utama dan anak-anak sungainya yang umumnya termasuk dalam limpasan air permukaan dan tidak dipisahkan sebagai komponen dari hidrograf. Curah hujan yang langsung jatuh ke sungai merupakan bagian yang sangat kecil dari curah hujan itu sendiri.
9 2) Limpasan permukaan, yaitu air yang mencapai sungai tanpa mencapai permukaan air tanah. Limpasan permukaan merupakan curah hujan yang dikurangi oleh besarnya infiltrasi, besarnya air yang tertahan dan besarnya genangan.
3) Aliran air tanah, yaitu air yang terinfiltrasi ke dalam tanah, air ini akan mencapai permukaan air tanah dan bergerak menuju sungai dalam beberapa hari, beberapa minggu atau lebih. Aliran ini disebut juga debit aliran dasar yang hanya berubah sedikit selama musim kering dan basah sepanjang tahun.
b. Faktor-faktor yang mempengaruhi limpasan
Aliran sangai tergantung dari beberapa faktor secara bersamaan.Faktor-faktor yang mempengaruhi limpasan dibagi ke dalam dua kelompok, yaitu elemen-elemen meteorologi yang diwakili oleh curah hujan dan elemen-elemen daerah pengaliran yang menyatakan sifat-sifat fisik daerah pengaliran.
4. Infiltrasi dan perkolasi
Infiltrasi adalah proses berlangsungnya air masuk ke dalam profil tanah melalui permukaan tanah (ground surface). Jika pada saat pertama terjadi hujan, maka yang terjadi adalah proses infiltrasi, dimana air masuk ke dalam tanah yang awalnya kering menjadi basah hingga menjadi jenuh.
Sedangkan perkolasi adalah pergerakan air di dalam tanah yang bergerak ke bawah dari profil tanah secara vertikal, melalui lapisan air di dalam tanah (soil water) dan masuk ke lapisan aquifer karena pengaruh gravitasi.
Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi dan perkolasi: a. Sifat tanah
b. Kadar kejenuhan air c. Sifat hujan
10 B. IRIGASI
1. Pengertian
Irigasi adalah upaya pemberian air dalam bentuk lengas (kelembaban) tanah sebanyak keperluan untuk tumbuh dan berkembang bagi tanaman (Najiyati : 1987). Pengertian lain dari irigasi adalah penambahan kekurangan kadar air tanah secara buatan yakni dengan memberikan air secara sistematis pada tanah yang diolah. Kebutuhan air irigasi untuk pertumbuhan tergantung pada banyaknya atau tingkat pemakaian dan efiensi jaringan irigasi yang ada (Kartasaputra, 1991: 45). Jaringan irigasi merupakan prasarana irigasi yang terdiri atas bangunan dan saluran air beserta perlengkapnya. Sistem jaringan irigasi dapat dibedakan antara jaringan irigasi utama dan jaringan irigasi tersier. Jaringan irigasi utama meliputi bangunan – bangunan utama yang dilengkapi dengan saluran pembawa, saluran pembuang. dan banguan pengukur. Jaringan irigasi tersier merupakan jaringan irigasi di petak tersier, beserta bangunan pelengkap lainnya yang terdapat di petak tersier (Kartasapoetra, 1990: 30 – 31).
Berdasarkan letak dan fungsinya saluran irigasi teknis dibedakan menjadi:
a. Saluran Primer (Saluran Induk) yaitu saluran yang lansung berhubungandengan saluran bendungan yang fungsinya untuk menyalurkan air dari waduk ke saluran lebih kecil.
b. Saluran Sekunder yaitu cabang dari saluran primer yang membagi saluran induk kedalam saluran yang lebih kecil (tersier).
c. Saluran Tersier yaitu cabang dari saluran sekunder yang langsung berhubungan dengan lahan atau menyalurkan air ke saluran – saluran kwarter.
d. Saluran kwarter yaitu cabang dari saluran tersier dan berhubungan langsung dengan lahan pertanian (Najiyati, 1993: 35 – 36).
Irigasi merupakan bangunan air yang berupa saluran dan berfungsi menyalurkan air dari Bendung ke petak secara periodik, guna mencukupi kebutuhan air bagi tanaman di petak sawah.
11 2. Peranan Irigasi
Peranan irigasi dalam memenuhi kebutuhan air untuk tanaman padi dapat di ketahui melalui suatu kajian yang cermat pada masalah – masalah tentang irigasi, dengan memperhatikan beberapa faktor yang mempengaruhi pengelolaan kegiatan penyediaan dan pemberian air secara efektif dan efisien. Peranan irigasi bagi suatu lahan dapat dijabarkan sebagai berikut :
a. Menambah air ke dalam tanah untuk menyediakan cairan yang diperlukanu ntuk pertumbuhan tanaman.
b. Menyediakan jaminan panen pada musim kemarau yang pendek.
c. Mendinginkan tanah dan atmosfer, sehingga menimbulkan lingkungan yang baik untuk pertumbuhan tanaman.
d. Mengurangi bahaya pembekuan.
e. Mencuci atau mengurangi garam dalam tanah. f. Mengurangi bahaya erosi.
g. Melunakan pembajakan dan pengumpalan tanah.
h. Memperlambat pembentukan tunas dengan perbandingan karena penguapan (Hansen, 1986: 4).
Berkaitan dengan perkembangan teknologi budidaya dan produksi pangan, peranan irigasi berkembang menjadi :
a. Penyedia air untuk tanaman dan dapat digunakan untuk mengatur kelembaban tanah.
b. Membantu menyuburkan tanah melalui bahan – bahan pangan kandunganyang di bawa oleh air.
c. Memungkinkan penggunaan obat – obatan dalam dosis. d. Menekan pertumbuhan gulma.
e. Menekan perkembangan hama tertentu.
f. Memudahkan pengolahan tanah (Pasandaran, 1991: 141).
C. KEBUTUHAN SUMBERDAYA AIR
Air digunakan manusia untuk kebutuhan rumah tangga, pertanian, industri, pembangkit energi (tenaga listrik), transportasi, dan untuk keperluan lainnya. Ditinjau dari fungsi air/wilayah perairan, dapat dibagi menjadi 3 golongan:
12 a. Air sebagai faktor produksi,
b. Air sebagai komponen ekosistem, dan
c. Air sebagai sumber kenyamanan (amenity resource) (Nasoetion, 1991
dalam Ananda, R. D., 2003)
Di Indonesia, khususnya sebagai Negara agraris, sektor pertanian adalah sektor yang banyak menggunakan air, penggunaannya meliputi untuk tanaman, perikanan, dan peternakan. Penggunaan untuk rumah tangga/domestik terdiri atas penggunaan untuk air minum, memasak, mencuci, mandi dan lain sebagainya. Penggunaan untuk industri di antaranya sebagai bahan mentah, pendingin, penggelontor kotoran serta penggunaan lainnya dalam proses industri. Sedangkan infrastruktur menggunakan air untuk pembangkit tenaga listrik, rekreasi, transportasi, dan lain sebagainya.
Dengan bertambahnya jumlah penduduk maka kebutuhan air untuk rumah tangga akan meningkat. Di sisi lain dengan meningkatnya taraf hidup manusia yang berarti memicu industrialisasi maka berarti juga perlu sumberdaya air dalam proses produksinya, dengan demikian kebutuhan sumberdaya air makin hari semakin meningkat sejalan dengan tingkat pertumbuhan penduduk, tingkat kenaikan taraf hidup serta peningkatan proses industrialisasi.
1. Kebutuhan Air Domestik
Kebutuhan air domestik atau rumah tangga adalah kebutuhan air untuk memenuhi kebutuhan hidup bagi masing-masing orang. Kebutuhan tiap orang tidak sama dan sangat tergantung pada beberapa faktor diantaranya tingkat sosial, tingkat pendidikan, kebiasaan penduduk, letak geografis, dan lain-lain. Kebutuhan dasar air bersih tiap individu digunakan untuk memenuhi keperluan minum, masak, mencuci dan lain-lain.
13 Tabel 2. Standar Kebutuhan Air Rumah Tangga Berdasarkan Jenis Kota
dan Jumlah Penduduk
Jumlah Penduduk Jenis Kota Jumlah Kebutuhan >2.000.000 Metropolitan >210 1.000.000-2.000.000 Metropolitan 150-210 500.000-1.000.000 Besar 120-150 100.000-500.000 Besar 100-120 20.000-100.000 Sedang 90-100 3.000-20.000 Kecil 60-100
Dan berdasarkan standar dari Direktorat Jendral Cipta Karya besarnya kebutuhan dalam Pawitan, H., et. Al. (2008) air setiap orang per hari adalah sebagai berikut:
a. Kebutuhan untuk penduduk kota besar sebesar 120 liter/kapita/hari. b. Kebutuhan untuk penduduk kota kecil sebesar 80 liter/kapita/hari. c. Kebutuhan untuk penduduk pedesaan sebesar 60 liter/kapita/hari.
2. Kebutuhan Air Industri
Kebutuhan air industri adalah kebutuhan air untuk proses industri, termasuk bahan baku, kebutuhan air pekerja industri dan pendukung kegiatan industri. Tetapi besarnya kebutuhan air industri ditentukan oleh kebutuhan air untuk diproses, bahan baku industri dan kebutuhan air untuk produktifitas industri. Oleh karena itu, kebutuhan air untuk industri disesuaikan dengan klasifikasi jenis industri.Untuk industri kecil berkisar 5 – 50 m3/hari, industri sedang berkisar 51 – 150 m3/hari, dan industri besar 151 – 350 m3/hari (Purwanto, 1995).
3. Kebutuhan Air Pertanian a. Kebutuhan Air Tanaman
Kebutuhan air tanaman adalah jumlah air per satuan waktu yang dibutuhkan untuk mencukupi evapotranspirasi, biasanya dinyatakan
14 dalam mm/hari.Evapotranspirasi merupakan gabungan dari evaporasi dan transpirasi.
Doorenbos dan Pruitt (1977) menjelaskan bahwa kebutuhan air tanaman merupakan perkalian antara evapotranspirasi potensial tanaman acuan (ETo) dengan koefisien tanaman (Kc) yang nilainya tergantung pada jenis dan umur tanaman. Sedangkan yang dimaksud dengan evapotranspirasi potensial tanman acuan (ETo) menurut Suranto (1989) adalah transpirasi dari tanaman rumput yang tumbuh seragam dan sepenuhnya menutup tanah, tumbuh subur dan tidak kekurangan air serta dipangkas setinggi 8 – 15 cm.
Besarnya kebutuhan air suatu tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu varietas tanaman, umur tanaman, keadaan tanah, iklim serta cara pemberian air. Sedangkan evapotranspirasi dipengaruhi temperatur, pelaksanaan pemberian air, panjangnya musim tanam dan presipiasi.Jumlah air yang diuapkan oleh tanaman tergantung pada temperatur, kelembaban udara, gerakan angin, intensitas dan lamanya penyinaran, tahap perkembangan tanaman serta jenis tanaman.
b. Kebutuhan Air Irigasi
Kebutuhan air irigasi atau pertanian adalah jumlah selain air hujan yang ditambahkan untuk tanaman.Kebutuhan air untuk pada sawah meliputi kebutuhan air untuk pengolahan tanah, pembibitan, pertumbuhan sampai saat panen.Jumlah kebutuhan air untuk irigasi dan pertanian pada umumnya dipengaruhi oleh jenis dan sifat tanah, jenis tanaman, keadaan iklim setempat, keadaan topografi dan luas areal persawahan.Kebutuhan air irigasi ditentukan oleh faktor-faktor penyiapan lahan, penggunaan konsumtif, perkolasi, penggantian lapisan air, curah hujan efektif serta efisiensi irigasi.
15 Tabel 3. Banyaknya air yang dibutuhkan pada budidaya padi sawah per
hektar
Kegiatan Lama (hari) Jumlah Air Yang
Dibutuhkan Penyiapan Lahan 2 170 mm Evapotranspirasi selama penyemaian 20 66 mm (MH) 130 mm (MK) Perkolasi 140 (20 hari pembibitan
+ 120 hari umur masak pertanaman padi
7 mm/hari atau 980 mm
Evapotranspirasi sejak pemidah bibitan
sampai dengan panen 120
4,4 mm/hari atau 528 mm (MH)
5,5 mm/hari atau 660 mm (MK)
Sumber: Notohadiprawiro, T. (2006)
Dari tabel di atas didapatkan jumlah keperluan satu musim tanam ialah 1744 mm atau 1,6 liter/detik/ha padi MH, sedangkan MK 1940 mm atau 1,8 liter/detik/ha. Sehingga rata-rata kebutuhan air selama satu musim tanam adalah 1,7 liter/detik/ha.
Pada budidaya padi sawah, biasanya pemberian air dilakukan pada kegiatan-kegiatan sebagai berikut:
a. Penyiapan lahan dilakukan dua hari sebelum menyemai benih, b. Penyemaian bibit selama 20 hari,
c. Umur masak tanaman padi 120 hari sejak pemindahan bibit sampai dengan panen, dan
d. Pembekalan air dihentikan 14 hari sebelum panen.
Dalam mengelola sumberdaya air untuk kepentingan irigasi, curah hujan diperhitungkan sebagai tambahan air irigasi yang dapat dimanfaatkan.Jumlah curah hujan yang jatuh selama periode pertumbuhan tanaman dan curah hujan itu dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan air tanaman disebut dengan curah hujan
16 efektif.Kebutuhan air irigasi ditentukan oleh faktor-faktor penyiapan lahan, penggunaan konsumtif, perkolasi, penggantian lapisan air, curah hujan efektif serta efisiensi irigasi (Departemen PU, KP-01, 1986).
1. Penyiapan Lahan
Faktor-faktor penting yang menentukan besarnya kebutuhan air untuk penyiapan lahan adalah (Departemen PU, KP-01, 1986):
a. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pekerjaan penyiapan lahan.
b. Jumlah air yang diperlukan untuk penyiapan lahan. c. Kebutuhan air selama penyiapan lahan.
Kebutuhan air penyiapan lahan tanaman padi diambil 200 sampai 250 mm untuk jangka waktu penyiapan lahan 30 atau 45 hari yang kemudian ditambah 50 mm setelah pemindahan bibit sedangkan kebutuhan air penyiapan lahan tanaman palawija ditentukan sebesar 50 sampai 100 mm.
2. Penggunaan Konsumtif
Besarnya penggunaan konsumtif bagi tanaman sebanding dengan besarnya nilai evapotranspirasi (Linsley, et al., 1990).Nilai evapotranspirasi untuk suatu daerah dipengaruhi iklim setempat seperti temperatur, kecepatan angin, radiasi matahari dan kelembaban udara.
3. Perkolasi
Perkolasi merupakan gerakan air di dalam tanah sebagai kelanjutan dari proses infiltrasi. Dengan demikian air yang mengalami infiltrasi pada suatu saat akan melampaui batas tanah untuk menahan air, di mana pori-pori tanah telah terisi oleh air sehingga air kelebihannya akan terus bergerak ke bawah berupa perkolasi.
Perkolasi sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah antara lain permeabilitas dan tekstur tanah, pengendapan-pengendapan lumpur,
17 kedalaman muka air tanah (Kartasapoetra dan Sutedjo, 1991 dalam Pribadi, A. 2001). Laju perkolasi pada tanah bertekstur lempung berat dengan pengolahan yang baik mencapai 1 – 3 mm, sedangkan pada tanah-tanah lebih ringan laju perkolasinya lebih tinggi (Departemen PU, KP-01, 1986).
4. Penggantian Lapisan Air
Penggantian air dilakukan sesuai jadwal dan kebutuhan bila tidak ada penjadwalan, penggantian air dilakukan sebanyak 2 kali masing-masing 50 mm (3.3 mm/hari selama setengah bulan) selama sebulan dan dua bulan setelah pemindahan bibit (Departemen PU, KP-01, 1986).
5. Curah Hujan Efektif
Curah hujan yang jatuh di suatu areal tidak semuanya dapat dimanfaakan oleh tanaman karena sebagian akan hilang disebabkan intersepsi, infiltrasi, penguapan, dan tampungan cekungan (Sri Harto, 1993). Bagian dari air hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman dinyatakan sebagai hujan efektif.
c. Kebutuhan Air Pengolahan Tanah
Pengolahan tanah adalah suatu usaha menciptakan kondisi tanah yang sedemikian rupa sehingga tanaman dapat berkecambah dan tumbuh dengan baik. Kegiatan pengolahan tanah ini bertujuan untuk membersihkan lahan dari gulma, memberantas hama dan penyakit dalam tanah.
Kebutuhan air pengolahan tanah dipengarui oleh sifat fisik tanah.Tanah pasir umumnya memerlukan banyak air untuk pengolahannya, karena tidak lekas jenuh dengan air.Kebutuhan pengolahan tanah untuk berbagai tekstur tanah disajikan dalam Tabel 5.
18 Tabel 4. Kebutuhan air pengolahan tanah pada berbagai tekstur tanah
Tekstur tanah Kebutuhan air
(mm/hari) Pasir 27 Lempung berpasir 23 Lempung 17 Lempung liat 14 Liat 10
Sumber : Rice irrigation in Japan. Otca, 1973 didalam Soedodo H, 1999.
Penentuan saat pengolahan tanah padi lahan kering tergantung dari datangnya musim hujan, sehingga perencanaan pola tanam yang sesuai akan membantu dalam tingkat keberhasilan sistem pola usaha tani di daerah kering.
d. Pola Tanam
Pola tanam merupakan jenis tanaman yang ditanam pada suatu lahan dalam kurun waktu tertentu, tujuannya supaya air irigasi yang tersedia sangat terbatas masih dapat dimanfaatkan secara adil dan merata untuk seluruh daerah irigasi.
Pengertian mengenai jenis tanaman dan kesesuaiannya dengan lahan sangat penting untuk menentukan jenis atau urutan pertanaman yang dapat dikembangkan, sehingga dengan pengaturan pola tanam dapat diperoleh manfaat yang maksimal, efisen serta dapat meningkatkan produktivitas lahan dan pendapatan petani. Penentuan jenis tanaman terpilih haruslah mempertimbangkan beberapa faktor, di antaranya; Tanaman tersebut dapat tumbuh dan menghasilkan produksi. Tanaman tersebut merupakan tanaman yang disukai petani.
Tanaman tersebut mempunyai nilai ekonomi tinggi dan mudah untuk dipasarkan.
19 D. KETERSEDIAAN SUMBERDAYA AIR
Pengertian ketersediaan sumberdaya air adalah air yang dapat dimanfaatkan oleh makhluk hidup dalam suatu wilayah dan waktu tertentu.Ketersediaan sumberdaya air dapat berupa air hujan, air sungai, mata air dan air tanah, baik air tanah dangkal (unconfined aquifer), maupun air tanah dalam (confined aquifer). Air hujan diasumsikan sebagai masukan tunggal dalam sistem hidrologi DAS, sedangkan air sungai, mata air dan air tanah adalah bentuk lain dari air hujan. Air merupakan sumberdaya alam yang dapat diperbaharui (renewable) dan keberadaannya mengikuti suatu kaidah atau sistem yang disebut daur hidrologi (Linsley, et al. 1990).
Dalam mempelajari sistem hidrologi, Manan (1979) mengemukakan bahwa model Daerah Aliran Sungai (DAS) merupakan model yang terbaik untuk menelusuri sumberdaya air, karena dalam suatu DAS akan terjadi proses masukan-keluaran air yang merupakan bagian dari sistem hidrologi. Dengan demikian pengelolaan DAS secara umum dapat didefinisikan sebagai pengelolaan sumberdaya alam pulih (seperti air, tanah dan vegetasi) dalam sebuah DAS dengan tujuan untuk memperbaiki, memelihara dan melindungi keadaan DAS agar secara kontinyu meningkatkan kuantitas air (water yield) untuk keperluan air minum, industri, pertanian, tenaga listrik dan lain sebagainya.
Tinjauan umum sistem hidrologi DAS umumnya lebih menekankan pada aliran air permukaan, sedangkan untuk air tanah mempunyai pendekatan agak berbeda, sehingga dapat dikatakan bahwa wilayah suatu DAS tidak selalu identik dengan wilayah cekungan air tanah sehingga pendekatan yang komprehensif diharapkan akan lebih memadai tetapi juga akan lebih kompleks.
E. LINEAR PROGRAMMING
Linear Programming yang biasa disingkat LP merupakan salah satu teknik operational research yang digunakan paling luas dan diketahui dengan
baik.Linear Programming digunakan untuk merubah suatu masalah ke dalam model matematik dalam mengalokasikan sumberdaya yang langka untuk mencapai suatu tujuan seperti memaksimumkan keuntungan dan meminimumkan biaya.
20 Masalah keputusan yang sering dihadapi analis adalah alokasi optimum sumberdaya yang langka. Sumberdaya sering berupa uang, tenaga kerja, bahan mentah, kapasitas mesin, waktu, ruangan, teknologi, air dan masih banyak lagi yang lain. Linear Programming digunakan untuk mencapai hasil terbaik yang mungkin dengan keterbatasan sumberdaya, hasil yang diinginkan mungkin ditunjukkan sebagai maksimisasi dari beberapa ukuran seperti profit, penjualan dan kesejahteraan, atau minimisasi seperti biaya, waktu, dan jarak. Setelah mengidentifikasi masalah maka dapat ditentukan tujuan yang akan dicapai dan dapat dibuat suatu formula matematik yang meliputi tiga tahap sebagai berikut:
a. Tentukan variabel yang tak diketahui (variabel keputusan) dan nyatakan dalam simbol matematik.
b. Membentuk fungsi tujuan yang ditunjukkan sebagai suatu hubungan linier (bukan perkalian) dari variabel keputusan.
c. Menentukan semua kendala masalah tersebut dan mengekspresikan dalam persamaan atau pertidaksamaan yang juga merupakan hubungan linier dari variabel keputusan yang mencerminkan keterbatasan sumberdaya masalah. Suatu permasalahan yang akan dipecahkan dengan Linear Programming untuk menghasilkan suatu alokasi sumberdaya yang optimal, terlebih dahulu harus menentukan variabel keputusan. Fungsi tujuan yang memuat tujuan yang akan dicapai dan fungsi kendala dimana fungsi kendala ini merupakan masalah keterbatasan sumberdaya yang harus dipecahkan untuk mencapai suatu yang optimal. Setelah variabel keputusan, fungsi keputusan dan fungsi kendala ditentukan maka suatu permasalahan tersebut dapat diringkas menjadi suatu persamaan matematik. Solusi dari model matematik yang dihasilkan akan memberikan berapa jumlah sumberdaya yang optimal untuk memaksimumkan keuntungan atau meminimumkan biayaproduksi.
1. Bentuk Umum Model Linear Programming (LP)
Pada setiap masalah, ditentukan variabel keputusan, fungsi tujuan, dan sistem kendala, yang bersama-sama membentuk suatu model matematik dari dunia nyata. Bentuk umum model LP itu adalah
Maksimumkan atau minimumkan:
21 b. Fungsi Kendala : a11 x11 + a12 x12 + … + an1 xn1 < b2 (= ; >) a21x21 + a22 x22 + …+ an1 xn1 < b2 (= ; >) ………+ …….. + ….+ …….. < … an1 xn1 + an2 xn2 + …+ anm xnm < b2 (= ; >) c. Asumsi : x1, x2, …., xn > 0 Keterangan :
xn = Banyaknya kegiatan n, di mana n = 1, 2, …, m. Berarti di sini terfapat m variabel keputusan.
z = Nilai fungsi tujuan.
cn = Sumbangan per unit kegiatan n. untuk masalah maksimisasi cn menunjukkan keuntungan atau penerimaan per unit, sementara dalam kasus minimisasi ini menunjukkn biaya per unit.
bn = Jumlah sumberdaya ke-i (i = 1, 2, 3, … , m). Berarti terdapat m jenis sumberdaya.
anm = Banyaknya sumberdaya n yang diperlukan untuk menghasilkan suatu unit barang ke-m.
2. Penyelesaian Grafik Model LP
Masalah LP dapat diilustrasikan dan dipecahkan secara grafik jika ia hanya memiliki dua variabel keputusan. Suatu cara sederhana untuk menggambarkan masing-masing persaman garis adalah dengan menetapkan salah satu variabel dalam suatu persamaan sama dengan nol dan kemudian mencari nilai variabel yang lain.
3. Penyelesaian LP dengan Model Simplek
Penyelesaian LP dengan menggunakan metode simplek harus diubah terlebih dahulu ke dalam bentuk umum yang dinamakan “bentuk baku (standard form). Ciri-ciri bentuk baku LP adalah : semua kendala berupa persamaan dengan sisi kanan non negatif, semua variabel non negatif dan fungsi tujuan dapat maksimum maupun minimum.
22 III. METODOLOGI PENELITIAN
A. BAHAN DAN ALAT
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah satu unit computer yang dilengkapi dengan perangkat lunak linear programming (LP) Lingo 8, Crop Wat, dan Microsoft Excel dalam pengolahan data.
Adapun bahan yang digunakan dalam penlitian ini adalah: 1. Peta rupa bumi.
2. Data jumlah penduduk
3. Data inventaris luas sawah, diperoleh dari Perum Jasa Tirta II. 4. Data industri di DAS Citarum dari Perum Jasa Tirta II
5. Harga air untuk industri dan PAM dengan menggunakan standar harga dasar air Balai Pengelolaan Sumber Daya Air, Propinsi Jawa Barat .
B. TEMPAT DAN WAKTU
Penelitian ini direncanakan akan dilaksanakan di Perum Jasa Tirta II. Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Mei 2010 sampai Agustus 2010.
C. METODE PENELITIAN
Dalam melaksanakan penelitian dilakukan tahap-tahap kegiatan sebagai berikut:
1. Identifikasi Kebutuhan Air
Kebutuhan air secara umum dapat dibagi dalam dua kategori yaitu keperluan irigasi dan non irigasi.Untuk kebutuhan non irigasi dibagi lagi menjadi kebutuhan air untuk domestik dan non domestik, industri, peternakan, perikanan, dan penggelontoran/perawatan sungai. Sedangkan dalam penelitian ini, kebutuhan air dikategorikan menjadi kebutuhan tiga sektor pengguna utama yaitu: domestik, industri, dan pertanian (irigasi). Perkiraan kebutuhan air dihitung dengan perkalian jumlah pengguna (penduduk, industri, dan luas lahan areal irigasi) dengan kebutuhan air masing-masing.
23 1.1 Kebutuhan Air Domestik
Besarnya debit air yang dibutuhkan penduduk dihitung berdasarkan jumlah penduduk dan perkiraan besarnya kebutuhan air penduduk per hari.
Berdasarkan stadar dari Direktorat Jenderal Cipta Karya, besarnya kebutuhan air setiap orang per hari adalah sebagai berikut: a. Kebutuhan untuk penduduk kota besar sebesar 120 liter/kapita/hari. b. Kebutuhan untuk penduduk kota kecil sebesar 80 liter/kapita/hari. c. Kebutuhan untuk penduduk pedesaan sebesar 60 liter/kapita/hari.
1.2 Kebutuhan Air Industri
Debit air yang dibutuhkan untuk keperluan industri dihitung berdasarkan kebutuhan air untuk industri. Kebutuhan air industri berdasarkan jenis industri secara umum menurut Purwanto tahun1995, yaitu untuk industri besar berkisar 151-350 m3/hari, industri sedang 51-150 m3/hari, dan industri kecil 5-50 m3/hari.Dalam penelitian ini digunakan besarnya kebutuhan air untuk industri besar, karena sebagaimana kita ketahui bahwa Karawang serta Bekasi merupakan kawasan industri dengan asumsi pemakaian air untuk industri rata-rata sebesar 350 m3/hari.
1.3 Kebutuhan Air Pertanian a. Evapotranspirasi Tanaman
Untuk menentukan nilai Evapotranspirasi tanaman, terlebih dahulu menentukan evapotranspirasi acuan atau potensial (ETo) dengan menggunakan metode Penman-Monteith yang diperoleh dengan menggunakan program komputer Cropwat.
b. Penentuan Curah Hujan Efektif
Curah hujan efektif falam perhitungannya dengan menggunakan metode US Bereau of Reclamation (USBR) dengan
24 menggunakan bantuan program komputer Cropwat. Persamaan yang digunakan adalah:
Peff = Pmean x (125 – 0.2 Pmean /125 ) Untuk P < 250 mm Peff = 125 + 0.1 x Pmean Unrtuk P > 250 mm
c. Penentuan Perkolasi
Untuk mendapatkan nilai perkolasi digunakan pendekatan nilai perkolasi. Untuk daerah Jawa laju perkolasi berkisar antara 2.0 – 3.0 mm./hari. Adapun nilai perkolasi berdasarkan jenis tanah seperti pada tabel 6 berikut :
Tabel 5.Laju perkolasi sesuai tekstur tanah.
Tekstur tanah Kebutuhan air (mm/hari) Lempung berpasir 3 – 6
Lempung 2 – 3
Liat lempung 1 – 2
Sumber : Rice irrigation in Japan. Otca, 1973 didalam Soedodo H, 1999
d. Penentuan Kebutuhan Air Irigasi
Kebutuhan air untuk pertanian irigasi meliputi kebutuhan air untuk pengolahan lahan, pembibitan, pertumbuhan tanaman hingga panen.Selain itu faktor penggenangan berupa perkolasi ikut diperhitungkan.Untuk tanaman palawija, nilai perkolasi tidak diperhitungkan karena tidak membutuhkan penggenangan. Persamaan kebutuhan air irigasi padi dan palawija adalah sebagai berikut (Soedodo H, 1999) :
I padi = (ETcrop + P – Re) / Eff I palawija = (ETcrop – Re) / Eff
Dimana :
25 Eff = Efisiensi penyaluran air irigasi (%)
Re = Curah hujan efektif (mm/hari) P = Perkolasi (mm/hari)
I = Kebutuhan air irigasi (mm/hari)
pemenuhan air untuk lahan pertanian yang dilayani oleh suatu sistem irigasi teknis, setengah teknis maupun sederhana.
Untuk mendapatkan nilai kebutuhan air pertanian harus menentukan nilai evapotranspirasi tanaman.Perkiraan kebutuhan air untuk irigasi yaitu dengan perkalian luas lahan dengan kebutuhan air per satuan luas. Untuk menentukan banyaknya air yang diperlukan oleh satu hektar lahan padi sawah ialah 1744 mm atau 1,6 liter/detik/ha padi MH, sedangkan MK 1940 mm atau 1,8 liter/detik/ha. Sehingga rata-rata kebutuhan air selama satu musim tanam adalah 1,7 liter/detik/ha (Tejoyuwono, 2006).
2. Sistem dan Teknik Optimasi
Menurut Hiller Lieberman (1974) menyebutkan bahwa teknik program matematik yang banyak dipakai dala program optimasi pengelolaan suatu sumberdaya terbatas adalah Linear Programming.Linear Programming menggambarkan interaksi
komponen-komponen sebuah system yang harus memenuhi asumsi-asumsi tertentu yaitu proposionalitas, additivitas, dan non-negativitas agar terbentuk suatu
Linear Programming (program linier).
Linear Programming (program linier) adalah teknik optimasi dari
suatu masalah. Masalah tersebut dapat dipecahkan dengan program linier apabila memenuhi syarat sebagai berikut :
1. Mempunyai tujuan yang dioptimumkan atau diminimumkan dan dapat dinyatakan dalam fungsi linier.
2. Mempunyai keterbatasan dalam jumlah sumberdaya tertentu dan dapat dinyatakan dalam persamaan ( = ) atau pertidaksamaan ( < ) atau ( > ).
26 Untuk mendapatkan optimasi pemanfaatn sumberdaya air yang tersedia, maka harus disusun poola penggunaan air untuk pertanian (irigasi), domestik (penduduk) dan industri.Untuk domestik dan industri jumlah penduduk dan industri yang dapat disuplai dari sumber air yang tersedia. Teknik optimasi yang digunakan adalah keuntungan maksimum yang diperoleh dengan menggunakan rumus :
Fungsi Tujuan : Z =
n iXi
Pi
1.
Di mana : Pi = Harga air untuk masing-masing sektor (Rp)
Xi = Jumlah penduduk optimum, jumlah industri optimum atau luas lahan optimum yang dihasilkan
Faktor pembatasnya adalah terbatasnya sumberdaya air yang tersedia. Optimasi yang dilakukan dengan menggunakan pembatas sebagai berikut :
3 1 i Ci .Xi <QtDi mana : Ci = Kebutuhan air masing-masing sektor Xi = Jumlah pengguna air setiap sektor. Qt = Ketersediaan debit air tiap bulan
27 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. KEADAAN UMUM DAERAH 1. Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Saluran Tarum Barat di mana saluran ini merupakan bagian dari Daerah Aliran Sungai (DAS) Citarum yang merupakan DAS terbesar di Jawa Barat.
Wilayah DAS Citarumberada pada koordinat 106˚51’36”-107˚51’ BT dan 7˚19’-6˚24’ LS. DAS Citarum seluas 12.000 km2, melayani kebutuhan air di DAS Citarum terutama untuk pengairan (irigasi), termasuk penyediaan air baku untuk air minum di wilayah DKI Jakarta melalui instalasi air Pejompongan I dan II, Buaran, dan Pulogadung. Di sebelah utara DAS citarum berbatasan dengan Laut Jawa, di sebelah barat berbatasan dengan DAS Ciliwung, di sebelah timur berbatasan dengan DAS Cimanuk dan di sebelah selatan berbatasan dengan Kabupaten Garut.
Saluran Tarum Baratsendiri secara administrasi berada di Kabupaten Karawang, Kabupaten dan Kota Bekasi dan Propinsi DKI Jakarta.Saluran Tarum Barat merupakan saluran yang berada dalam satu bagian dari proyek serbaguna Jatiluhur.Persentase kebutuhan air di Saluran Tarum Barat terbagi menjadi pertanian (irigasi) sebesar 71 %, domestik (air minum) sebesar 26.3 % dan industri sebesar 2.7 %.
Tidak seperti DAS lainnya dimana pengelolaannya dikelola oleh BPSDA Kementrian Pekerjaan Umum, DAS Citarum beserta saluran irigasinya dan anak-anak sungainya dikelola oleh sebuah lembaga milik pemerintah yang statusnya sebagai BUMN yaitu Perum Jasa Tirta II yang berpusat di Jatiluhur, Purwakarta.
2. Curah Hujan
Curah hujan di salah satu bendung di Saluran Tarum Barat dengan rata-rata curah hujan tahunan lebih dari 2000 mm.
28 Tabel 6. Curah hujan di stasiun hujan Cibeet, Perum Jasa Tirta II.
Bulan Curah hujan (mm/bulan) Januari 406 Februari 409 Maret 536 April 192 Mei 121 Juni 129 Juli 93 Agustus 40 September 16 Oktober 280 Nopember 215 Desember 105
Berdasarkan data di atas diketahui bahwa curah hujan terendah terjadi pada bulan September serta curah hujan tertinggi terjadi pada bulan Februari.
3. Kondisi Hidrologi
Kondisi hidrologi bertujuan untuk mengetahui siklus air (daur hidrologi) di suatu daerah, serta meliputi proses-proses yang mempengaruhinya, penekanan dalam hal ini diutamakan pada siklus air yang dijumpai di daratan. Parameter-parameter dalam hidrologi ini meliputi curah hujan sebagai komponen masukan, karakteristik sungai dan debitnya, serta besarnya evapotranspirasi. Semua komponen itu sebagai komponen utama yang akan dipergunakan dalam menghitung besaran neraca air.
4. Topografi
Secara umum keadaan topografi di wilayah Saluran Taum Barat adalah dataran rendah dan sebagian kecil dataran tinggi yang menjadi daerah irigasi selatan Jatiluhur.
Untuk DAS Citarum Secara umumnya memiliki ketinggian berkisar antara 400-600 m pada daerah kaki pegunungan, pada daerah perbukitan
29 yang bergelombang memilki ketinggian berkisar antara 50 – 400 m, pada tanah yang datar memilki ketinggian di bawah 50 m. Bendungan Jatiluhur sendiri berada di daerah dataran rendah.
Gambar2. Hulu Sungai Citarum di Gunung Wayang
5. Tanah
Setiap jenis tanah memilki ketahanan terhadap erodibilitas yang berbeda-beda, sedangkan jenis tanah ditentukan oleh batuan induk, pembentukannya dan proses pembentukan tanah tersebut. Jenis yang terdapat di wilayah DAS Citarum adalah Alluvial, Regosol, Latosol dan Glei.
Setiap jenis tanah tersebut di atas, masing-masing mempunyai kriteria sebagai berikut:
1) Tanah alluvial
Tanah alluvial adalah tanah-tanah yang dihasilkan oleh pengendapan karena air. Tanah ini menempati daerah aliran yang berlereng, datar sampai berombak (0 – 8 %). Bahan induknya tergantung dari bahan asalnya, biasanya mempunyai kedalaman efektif tanah (solum) yang dalam. Tanah ini berpotensi untuk pengembangan tanaman pertanian (sawah) dan perikanan apabila tersedia air irigasi sepanjang tahun.
30 2) Tanah regosol
Tanah ini terdapat di daerah pantai atau daerah lembah, bertekstur kasar, bahan induknya berskala dari batuan vulkanik atau reduksial, karena teksturnya kasar maka daya menyimpan air kecil.
3) Tanah latosol
Tanah ini memilki solum dangkal sampai dalam, warna tanah kuning sampai coklat. Induk vulkan atau plutonik, bersifat intermidier sampai basa. Kesuburannya pada umunya rendah sampai sedang sehingga tidak mudah tererosi dan tidak mudah longsor.
4) Tanah glei
Tanah glei (aqueptsi) meliputi tanah alluvial yang berupa sub recent
deposit yang telah mengalami perkembangan profil yang lanjut
dibandingkan dengan tanah alluvial biasa yang diklasifikasikan sebagai Glei Humik Rendah, Hidromorfik Kelabu dan Planosol. Pada daerah-daerah yang mempunyai irigasi yang cukup maka tanah glei cocok digunakan untuk padi sawah.
Biasanya jenis tanah ini bertekstur ringan di bagian atas dan berat di bagian bawah, juga mempunyai kandungan besi dan mangan yang menyertaiwarna glei. Pada lahan sawah, lapisan permukaan berkonsentrasi kuat dengan kadar air pada bagian bawah lapisan bajak membentuk profil, sedangkan prosentase kuarsa lebih tinggi pada lapisan bajak.
B. SALURAN TARUM BARAT
Saluran Taum Barat adalah saluran irigasi sekaligus saluran air baku. Saluran ini mengalirkan air Sungai Citarum yang berasal Waduk Jatiluhur. Total panjang saluran ini adalah 68,3 km yang memanjang dari Bendung Curug, Kabupaten Karawang hingga Pejompongan, Jakarta Timur. Saluran ini memasok PDAM Kabupaten Karawang, Kabupaten/Kota Bekasi dan PAM Jakarta.
31 Gambar 3. Skema Pembagian Air di Bendung Curug
Terdapat dua saluran lainnya, yaitu Saluran Tarum Timur yang memanjang hingga Patrol, Indramayu dan Saluran Tarum Utara yang mengairi daerah irigasi di Karawang. Saluran Tarum Barat ini memiliki kapasitas desain sebesar 82 m3/detik, namun kapasitas aktual yang ada adalah 60 m3/detik. Penyebab adanya perbedaan antara kapasitas desain dengan kapasitas aktual adalah besarnya sedimentasi di saluran ini seperti adanya kolam di tepian saluran.
32 C. KETERSEDIAAN AIR
Air merupakan sumberdaya alam terbarukan, dan memegang peranan penting sebagai sumber pasokan kebutuhan untuk berbagai keperluan.Pemanfaatan sumberdaya air dan pengelolaannya merupakan faktor penting dan mempunyai peranan yang menentukan dalam rangka peningkatan produksi pertanian pada umumnya.Dalam hubungan ini disamping pengembangan sumberdaya air perlu peningkatan pengelolaan dan efisiensi penggunaannya untuk berbagai keperluan diantaranya domestik, industri dan pertanian.
Ketersediaan air permukaan dihitung dari besarnya debit sungai yang sangat dipengaruhi oleh besarnya curah hujan, sehingga ketersediaan air sangat bervariasi tergantung musim. Pada musim penghujan air yang tersedia sangat banyak dan berlimpah, sebaliknya pada musim kemarau debit aliran di sungai kecil sehingga ketersediaan air akan sedikit. Berdasarkan data curah hujan, musim hujan umumnya terjadi pada bulan September hingga Maret, sedangkan musim kemarau terjadi pada bulan April hingga Agustus.
Ketersediaan air permukaan di DAS Citarum sangat melimpah, dengan volume total + 12,95 milyar m3/tahun dari sungai Citarum itu sendiri sebesar 6 milyar m3/tahun dan suplesi dari anak sungai lainnya 6,95 milyar m3/tahun. Dari semua air yang ada baru 59,07% atau 7,65 milyar m3/ tahun yang termanfaatkan dari sungai 6 milyar m3/tahun dan sungai lain 1,65 milyar m3/th dan 40.03 % atau 5,30 milyar m3/tahun sisanya belum termanfaatkan (terbuang ke laut). Air yang termanfaatkan tersebut dimanfaatkan sebagai irigasi sebesar 86,7 %, air baku PAM Jakarta 6,0 %, tak termanfaatkan 5%, industri dan domestik 2% dan untuk pemerintahan 0,3%.
Air yang keluar dari Bendungan Ir.H.Djuanda akan menuju Bendung Curug. Di Bendung Curug, air akan di bagikan ke tiga saluran utama yaitu Saluran Tarum Timur dengan persentase 38,4%, kemudian Sungai Citarum dan Saluran Tarum Utara dengan persentase 42,1%, dan Saluran Tarum Barat dengan persentase 34,7%.
Pertanian beririgasi merupakan pengguna air terbesar. Pada umumnya lebih 80% dari air yang ada dialirkan khusus untuk pertanian. Tetapi karena
33 biasanya air disalurkan dengan gratis atau tidak dipungut biaya, maka kecil sekali dorongan niatan dari pengguna air ini untuk menggunakan secara efisien. Maka hasilnya adalah penggunaan yang sangat tidak efisien.
Gambar 5. Bendungan Ir. H. Djuanda
D. KEBUTUHAN AIR 1. Penduduk
Dari data BPS tahun 2009 jumlah penduduk daerah yang dilalaui oleh Saluran Tarum Barat adalah sekitar 15,3 juta jiwa. Jumlah ini sangat besar mengingat jumlah penduduk DKI Jakarta yang terhitung dalam jumlah tersebut
Mata pencaharian penduduk adalah petani, pedagang, PNS/TNI, buruh/swasta, dan lain-lain.Kebutuhan air penduduk meliputi kebutuhan air minum yang bersih dan sehat, memasak dan mencuci. Besarnya debit air yang dibutuhkan domestik dihitung berdasarkan jumlah penduduk dan perkiraan besarnya kebutuhan air penduduk perhari.
Pertanian adalah sektor yang paling banyak memanfaatkan air dari saluran ini. Kemudian dalam hal pemanfaatan air baku, PAM/PDAM
34 adalah pihak yang memanfaatkan air baku yang terbesar. Air ini diolah dan dimanfaatkan sebagai air baku untuk keperluan domestik (rumah tangga).
2. Industri
Terdapat macam-macam industri yang memanfaatkan air dari Saluran Tarum Barat. Dari industri kecil sampai industri multi nasional. Industri tersebut antara lain industri hiburan, tekstil, bahan bangunan, makanan hingga industri otomotif. Besarnya kebutuhan air untuk industri berdasarkan pada kriteria yang dijabarkan Purwanto, 1995 yaitu untuk industri besar berkisar 151 – 350 m3/hari, industri sedang berkisar 51 – 150 m3/hari, dan industri kecil berkisar 5 – 50 m3/hari.
3. Pertanian
Wilayah Karawang dan Bekasi merupakan daerah pertanian yang sangat luas. Daerah ini termasuk lumbung padi Jawa Barat dengan total areal mendekati 60000 hektar.
Kebutuhan air irigasi ditentukan oleh beberapa faktor antara lain luas tanam, jenis tanaman, keadaan iklim (curah hujan dan evapotranspirasi), jenis tanah, pengolahan tanah dan penggantian lapisan air, serta efisiensi irigasi.
a. Kebutuhan air tanaman
Penentuan evapotranspirasi tanaman dilakukan dengan pendugaan dari evapotranspirasi acuan atau potensial potensial. Penentuan evapotranspirasi potensial (Eto) dilakukan dengan menggunakan metode Penman – Monteith. Penentuan evapotranspirasi potensial ini dengan menggunakan bantuan perangkat lunak komputer Cropwat.
Berdasarkan perhitungan dengan menggunakan metode Penman-Monteith, besat evapotranspirasi potensial tiap bulan disajikan pada Tabel 7.
35 Tabel 7. Evapotranspirasi Potensial Bulanan.
No. Bulan Eto (mm/hari)
1. Januari 3.06 2. Februari 2.98 3. Maret 3.60 4. April 3.71 5. Mei 3.48 6. Juni 3.33 7. Juli 3.58 8. Agustus 3.91 9. September 4.13 10. Oktober 4.20 11. Nopember 3.02 12. Desember 3.07
Untuk menentukan Evapotranspirasi tanaman (Etc) digunakan nilai koefisien tanaman (Kc) yang sesuai dengan tanaman
b. Penentuan Curah Hujan Efektif
Curah hujan efektif falam perhitungannya dengan menggunakan metode US Bereau of Reclamation (USBR) dengan menggunakan bantuan program komputer Cropwat.
Tabel 8. Curah hujan efektif
No. Bulan Curah hujan Efektif (mm / bulan) 1 Januari 165.6 2 Februari 165.9 3 Maret 178.6 4 April 133.0 5 Mei 97.6 6 Juni 102.4 7 Juli 79.2 8 Agustus 37.4 9 September 15.6 10 Oktober 153 11 Nopember 141.0 12 Desember 87.4
36 c. Penentuan Kebutuhan air irigasi
Berdasarkan hasil perhitungan sebelumnya, dapat disusun kebutuhan air irigasi tiap hektar sawah yang perlu diairi dengn menggunakan program Cropwat.
Gambar 6. Perkembangan Luas Sawah yang Diairi Saluran Tarum Barat
E. OPTIMASI SUMBERDAYA AIR
Debit air yang mengalir di sungai tidaklah sama setiap waktu, adakalanya debit tersebut sangat kecil dan adakalanya debit sungai tersebut sangat besar yang dapat mengakibatkan banjir di daerah hilir. Sehingga dalam pemanfaatannya harus dilakukan sedemikian rupa agar semua kebutuhan dapat terpenuhi.Keterbatasan sumberdaya menyebabkan kita melakukan pembagian air secara tepat sesuai dengan proporsi kebutuhan masing-masing pengguna dan seefisien mungkin agar air tidak terbuang atau terjadi kekurangan air.
Berdasarkan pemikiran di atas, maka dalam penelitian ini dilakukan perhitungan kebutuhan air untuk pertanian (irigasi), domestik (penduduk), dan industri. Hasil perhitungan ini akan memberikan hasil luas, lahan jumlah penduduk, dan jumlah industri yang dapat di suplai dari DAS Citarum.
Persamaan fungsi tujuan dari Program Linear ini adalah memaksimumkan keuntungan dari alokasi sumberdaya air yang jumlahnya terbatas agar dapat memebuhi kebutuhan air di setiap sektor dengan
54,000 56,000 58,000 60,000 62,000 64,000 66,000 68,000 Luas (Ha)
37 memperhitungkan nilai uang.Dan fungsi kendala yang ada adalah ketersediaan air yang terbatas dan fluktuatif di setiap bulannya.
Persentase untuk setiap sektor berbeda, dimana untuk pertanian mendapatkan alokasi terbesar yaitu sebesar 71% dari total air, kemudian untuk domestik sebesar 26,3 % dan untuk industri sebesar 2,7%. Asumsi yang digunakan untuk harga jual air untuk semua keperluan adalah dengan menggunakan harga yang ditetapkan oleh Perum Jasa Tirta II.harga air untuk pertanian (irigasi) adalah sebesar Rp 40/m3, keperluan domestik (PAM/PDAM) adalah sebesar Rp 45/m3, dan untuk industri sebesar Rp 50/m3.
Tabel 9. Debit Rata-rata Bulanan Saluran Tarum Barat
No. Bulan Debit (l/detik) Volume satu bulan (m3) 1. Januari 42072,20 109.051.142 2. Februari 34646,30 89.803.210 3. Maret 41860,30 108.501.898 4. April 68683,81 178.028.436 5. Mei 67332,40 174.525.581 6. Juni 64028,74 165.962.494 7. Juli 59149,60 153.315.763 8. Agustus 58164,80 150.763.162 9. September 46145,46 119.609.032 10. Oktober 46164,10 119.657.347 11. Nopember 46127,38 119.562.169 12. Desember 51129,30 132.527.146
Fungsi pembatas dalam persamaan ini adalah keterbatasan jumlah debit air pada Saluran Tarum Barat yangbesarnya berubah sesuai dengan musim yang terjadi dan adanya alokasi air untuk setiap sektor.
Dengan menggunakan standar yang dikeluarkan oleh Direktorat Jendral Cipta Karya besarnyakebutuhanairuntuk kota besar sebesar 120liter/orang/hari, atau 3,6 m3/bulan. Untuk kebutuhan industri sebesar350 m3/hari atau 10500
38 m3/bulan. Sedangkan untuk pertanian diperoleh dari kebutuhan air dengan perhitungan cropwat sebesar 0,86 liter/detik/ha atau 2229,12 m3/bulan/ha.
Pada bulan Februari, Juni, dan Oktober dilakukan awal musim tanam dimana terjadi pengolahan tanah dengan kebutuhan airnya 17 mm/hari atau sebesar 1,97 liter/detik/ha atau 5106,24 m3/bulan.
Dari data tersebut dapat dibuat suatu persamaan atau fungsi tujuan dan fungsi kendala sebagai berikut :
Fungsi Tujuan (maksimisasi) :
Z =
3 1.
iXi
Pi
Z = 40X1 + 45X2 +50X3; atau 40X1 + 45X2 + 50X3< 0 Fungsi Kendala : C1 X1 + C2 X2 + C3 X3< Qtotal i (bulanan); C1 X1< Q1i; C2 X2< Q2i; C3 X3< Q3i;Pt X1< Q (khusus pada awal musim tanam); X1> 0; X2> 0; X3> 0; C1> 0; C2> 0; C3> 0; Q1 = 0,71 Qtotal; Q2 = 0,263 Qtotal; Q3 = 0,027 Qtotal; Di mana:
P1 = Harga air untuk pertanian (irigasi). P2 = Harga air untukdomestik (PAM/PDAM).
