PENGEMBANGAN PROGRAM ALOKASI AIR(PAA) BERBASIS OPEN OFFICE CALC. Arif Faisol 1), Indarto 2) :

(1)

PENGEMBANGAN PROGRAM ALOKASI AIR(PAA) BERBASIS OPEN OFFICE CALC Arif Faisol 1), Indarto2)

1)

Jurusan Teknologi Pertanian – Universitas Negeri Papua, Jl. Gunung Salju – Amban, Manokwari 98314 E-mail : merak_41@yahoo.com

2)

Laboratorium Teknik Pengendalian dan Konservasi Lingkungan, FTP - UNEJ. Jl. Kalimantan No. 37, Kampus - Tegalboto, Jember 68121 E-mail: indarto@ftp.unej.ac.id

Abstrak

Penelitian ini bertujuan untuk mendisain Program Alokasi Air (PAA) yang ditujukan untuk pengelolaan distribusi air irigasi antar Daerah Irigasi (DI) di dalam satu Daerah Aliran Sungai (DAS). Metode penelitian mencakup: Survei lapangan, desain perangkat lunak, dan implementasi di DAS Sampean. Survei dilakukan untuk mendapatkan data-data hidro-meteorologi dan kebutuhan air irigasi untuk masing-masing Daerah Irigasi (DI) di dalam DAS. Desain perangkat lunak menggunakan Open Office - Calc yang merupakan open source software. Desain perangkat lunak dibuat sedemikian rupa sehingga mudah dioperasikan oleh penge-lola DI. Pembagian air irigasi dilakukan per 10 harian. Perhitungan evapotranspirasi potensial dilakukan dengan masukan data-data meteorologi menggunakan metode Penman-Monteith. Ketersediaan air ditentu-kan dari data hujan dan rekaman data debit terukur sebelumnya. PAA selanjutnya diterapditentu-kan untuk simulasi alokasi air pada sembilan (9) Daerah Irigasi yang terdapat di DAS Sampean. PAA dapat digunakan untuk menghitung: ketersediaan air, kebutuhan air dan rekomendasi alokasi air per DI. Tampilan PAA juga sederhana sehingga mudah dioperasikan.

Kata Kunci : PAA, Daerah Irigasi, OO-CALC

1. PENDAHULUAN

Air merupakan faktor dasar bagi berlang-sungnya usaha pertanian. Air diperlukan bagi pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Ke-cukupan air selama masa tanam akan menen-tukan potensi produksi tanaman di akhir masa tanam. Analisis kebutuhan air merupakan salah satu tahap yang diperlukan dalam perencanaan dan pengelolaan sistem irigasi. Hal ini me-nyangkut jumlah air yang harus disuplai untuk memenuhi kebutuhan tanaman. Pada kondisi supplai air yang sangat terbatas, tidak semua kebutuhan air irigasi dapat dipenuhi. Sehingga perlu pengaturan dan pergiliran air irigasi antar kelompok pengguna petani air. Hal ini sering menimbulkan konflik kepentingan karena ber-bagai sebab. Demikan juga di DAS Sampean.

Pengembangan metode pembagian dan dis-tribusi air irigasi yang dapat menjembatani ko-munikasi antara pengelola DI di DAS Sampean sangat diperlukan untuk menjamin keberlanju-tan pengelolaan irigasi dan mengurangi konflik kepentingan.

Saat ini telah berkembang berbagai model dan perangkat lunak untuk memperkirakan kebutuhan air, misalnya: AquaCrop, CropSyst (Cropping System Simulation Model), CropWat dan lainnya. AquaCrop merupakan model untuk mengetahui respon ketersediaan air terhadap produksi tanaman yang dikembangkan oleh FAO(Raes et al., 2009). CropSyst merupakan

model untuk simulasi pola tanam yang dikembangkan oleh Washington State University (Stockle & Nelson, 2003). CropWat merupakan alat bantu pengambil keputusan (decision support system) yang dikembangkan oleh divisi pengembangan sumberdaya lahan dan air – FAO untuk perencanaan dan pengaturan irigasi (Clarke, 1998).

Pada umumnya model dan perangkat lunak yang telah berkembang tersebut memiliki parameter yang cukup kompleks dan sulit untuk dimodifikasi sesuai dengan kondisi lokal, sehingga perangkat lunak tersebut relatif tidak mudah untuk diaplikasikan di Indonesia. Umumnya pengelola irigasi (petani) juga memi-liki pengetahuan dan ketrampilan komputer yang sangat terbatas, hal ini juga menghambat adaptasi dan implementasi perangkat lunak ter-sebut. Kendala Bahasa juga menghambat adaptasi teknologi yang umumnya berbahasa asing. Sementara pengelola irigasi dan kelom-pok tani lebih membutuhkan Tool yang seder-hana, , mudah dipahami dan dioperasikan den-gan pengetahuan dasar yang minimal. Dalam hal ini, pengembangan program aplikasi sederhana (berbasis Microsoft Excel, dapat dioperasikan dengan mudah, fleksibel, dan mudah dimodifikasi sesuai kondisi lokal) diha-rapkan dapat menjadi alternatif solusi penyele-saian masalah tersebut.

2. METODOLOGI

(2)

Penelitian dilakukan di DAS Sampean, yang mencakup wilayah Kabupaten Bondowoso dan Situbondo. (Gambar 1).

Gambar 1. Lokasi penelitian

Di DAS Sampean terdapat lebih dari 20 Dae-rah Irigasi (DI) yang membutuhkan suplai air dari sungai sampean dan anak sungai-nya. DI tersebut juga dikelola oleh berbagai pihak (Di-nas Pengairan Kabupaten, UPT PSAWS Sam-peanBaru dan kelompok petani pemakai air. Pada musim kemarau, pengambilan air yang berlebih di Daerah irigasi (DI) yang berlokasi di hulu DAS akan mengurangi jatah alokasi air di DI yang terletak di hilir sungai. Pada kondisi yang ekstrem hal ini menyebabkan konflik ke-pentingan antar kelompok dan pengelola DAS. Pengelolan DAS, membutuhkan suatu perang-kat lunak sederhana yang dapat menjembatani komunikasi dengan stakeholder dan dapat memperkirakan alokasi air untuk masing-masing DI secara cepat dan tepat.

2.2 Tahap Penelitian

Tahap penelitian mencakup: Inventarisasi data, pengolahan data dan penyusunan program, vi-sualisasi output, dan implementasi PAA (Gambar 2).

2.2.1 Inventarisasi data

Inventarisasi data dilakukan di UPT PSAWS Sampean Baru dan survey lapang. Data-data yang dibutuhkan meliputi: data debit terukur pada masing-masing intake, data iklim, data hu-jan, data tanaman, dan jadwal tanam.

Gambar 2. Tahap Penelitian

2.2.2 Pengolahan data dan penyusunan pro-gram

PAA didesain per wilayah DI. Semua data yang telah dikoleksi, selanjutnya diklasifikasi-kan per DI. Prinsipnya program adiklasifikasi-kan menghi-tung: (1) kebutuhan air per DI per satuan waktu (10 harian) dan (2) membandingkan dengan ke-tersediaan air per DI. Hasil perbandingan selan-jutnya dijadikan dasar untuk alokasi air.

a. Perhitungan ketersediaan air

Ketersediaan air diperkirakan dengan dua metode. Cara pertama: dengan menentukan Debit Andalan dari data debit rentang waktu (10 tahun terakhir) yang terukur pada masing-masing intake yang akan masuk ke DI. Selan-jutnya, Debit Andalan ditentukan melalui me-tode Sebaran Normal dengan peluang kejadian 80%, sbb: 1 % 80

=

Q

-

K.

n

Q



…. (1) Keterangan:

Q80% = Debit andalan dengan peluang

ke-mungkinan tidak terpenuhi 20%, Q = Debit rerata,

K = Nilai Z, dalam sebaran normal (0.8416)

n = Standard deviasi,

-

Cara kedua: dengan menggunakan informa-si debit terukur pada periode sebelumnya (debit

realtime).

b. Perhitungan kebutuhan air

Kebutuhan air tanaman dipengaruhi oleh: faktor tanaman (jenis tanaman, fase tumbuh, dan luas tanam ) dan faktor iklim (evapotranspi-rasi potensial). Disampin dua faktor di atas, ke-butuhan air untuk irigasi juga dipengaruhi oleh hujan yang jatuh. Semakin banyak hujan yang jatuh, semakin tidak diperlukan air irgasi. Se-mua faktor di atas dipertimbangkan dalam PAA

(3)

untuk menghitung Netto kebutuhan air per DI, sebagai berikut:

b1. Hujan effektif

Pada hari di mana ada hujan, maka seba-gian air hujan akan mengalir di permukaan ta-nah dan sisanya terinfiltrasi ke dalam lapisan tanah. Air yang terinfiltrasi selanjutnya diman-faatkan oleh tanaman untuk pertumbuhannya. Bagian air hujan yang terinfiltrasi dan dapat di-manfaatkan tanaman disebut sebagai hujan ef-fektif. Hujan effektif diperkirakan dengan metode Dependable Rain dan peluang kejadian 80%, sebagai berikut:



x





X

R

80 %





0 .

8416

… (2) Keterangan:

R80% = Curah hujan efektif pada

de-pendable rainfall 80% (mm/hari)

δ = Standart deviasi

X

= Curah hujan rerata (mm/hari)

b2. Evapotranspirasi Potensial

Ada empat variabel iklim yang digunakan dalam PAA ini, yaitu; suhu, kelembaban, lama penyinaran, dan kecepatan angin. Data iklim tersebut, selanjutnya digunakan untuk menghi-tung nilai evapotranspirasi potensial menggunakan metode Penman-Monteith yang disempurnakan dalam FAO Irrigation and Drai-nage Paper No 56 (Allen et.al.,1998):

) 34 . 0 1 ( ) ( 273 900 ) ( 408 . 0 2 2 U e e U T G Rn ETo a s hr            … (3) Keterangan:

ETo = Evapotranspirasi potensial (mm/jam) Rn = Radiasi netto (MJ/ m2 jam)

G = Panas jenis tanah (MJ/ m2 jam) Thr = Suhu rerata (oC)

∆ = Slope tekanan uap jenuh (kPaoC-1)

γ = Konstanta psychrometrik (kPaoC-1) es = Tekanan uap jenuh (kPa)

ea = Tekanan uap nyata (kPa)

U2 = Kecepatan angin rerata (m/s)

- b3. Kebutuhan air pengolahan lahan

Kebutuhan air untuk pengolahan lahan dihitung menggunakan persamaan berikut:

1    _k k e e M LP … (4) Keterangan:

Lp = Kebutuhan air untuk pengolahan

ta-nah (mm/hari)

M = Kebutuhan air untuk mengganti

kehi-langan air akibat Evaporasi dan per-kolasi di sawah yang telah jenuh

M = Eo + P, (mm/hari)

Eo = Evaporasi (mm/hari)

P = Perkolasi (mm/hari)

k

_

M_S.T _{= Jangka waktu penyiapan lahan}

(hari)

S = Kebutuhan air, untuk penjenuhan di-tambah dengan lapisan air 50 mm.

b4. Fase pertumbuhan tanaman

Fase pertumbuhan tanaman akan mempen-garuhi kebutuhan air tanaman. Hal ini diperkira-kan dengan menambah faktor kc, sesuai fase pertumbuhan tanamannya (tabel 1).

Tabel 1. Koefisien Tanaman (kc) untuk komodi-tas utama Pe-riode (fase ) Pa-di Palawija Tebu Ke-delai Ja-gun g Kc ta-nah ta-nam te-bang 1 1.1 0 0.50 0.30 0.30 0.45 1,05 2 1.1 0 0.65 0.38 0.30 0.45 1,05 3 1.1 0 0.75 0.68 0.43 0.45 1,05 4 1.0 5 1.00 0.98 0.68 0.46 1,05 5 1.0 5 1.00 1.10 0.91 0.48 1,05 6 1.0 5 1.00 1.05 0.95 0.50 1,05 7 0.9 5 0.82 0.78 0.95 0.52 1,05 8 0.9 5 0.72 0.60 0.85 0.55 1,05 9 0.45 0.65 0.58 0,80 10 0.63 0.80 11 0.68 0.80 12 0.72 0.80

(Sumber : Dirjen Irigasi, 1986)

b5. Kebutuhan air tanaman

Kebutuhan air tanaman dihitung dengan ru-mus, sbb:

ETo

kc

ETcrop





… (4)

Keterangan:

ET crop =Kebutuhan air untuk tanaman

(mm/hari)

Eto =Evapotranspirasi potensial

(mm/hari)

Kc = Koefisien tanaman (tabel 1) 2.2.3 Visualisasi Output

Langkah selanjutnya adalah penyusunan fi-tur (menu) dan visualisasi program di dalam Excel. Hal ini dilakukan untuk memudahkan pengguna dalam mengoperasikan PAA.

(4)

Implementasi PAA dilakukan di DAS Sam-pean. Dalam hal ini PAA diuji-cobakan pada pe-riode tanam tahun 2009, pada sembilan Daerah Irigasi (DI) yang ada di DAS Sampean, yaitu: (1) DI Clangap, (2) DI Batu Remuk, (3) DI Gu-bri, (4) DI Pager Gunung, (5) DI Pakisan, (6) DI Peh, (7) DI Sampean Baru, (8) DI Sampean lama dan (9) DI Tlogo.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Interface Program Alokasi Air

3.1.1 Menu Utama

Program alokasi air berbasis spreadsheet (Micosoft Excel) dirancang sedemikian rupa sehingga memudahkan Pengelola Irigasi pada level DAS untuk mengatur alokasi air antar DI di dalam DAS. Desain menu (fitur) PAA dibuat sesederhana mungkin dan user-friendly

sehingga pengguna mudah memahami dan mengoperasikan-nya. Menu utama terdiri dari dua sheet: Peta dan Skema.

Gambar 3a. Menu Utama: Peta

Menu Peta merupakan interfase untuk input dan pengolahan data (Gambar 3a). Peta pada menu utama menampilkan lokasi ke (9) DI yang ada di DAS Sampean. Ke (9) DI tersebut mem-bentuk suatu Jaringan DI di dalam DAS. Setiap lokasi DI dihubungkan dengan suatu form untuk input data ke dalam database dengan mengklik “titik-merah” pada peta DI tersebut.

Sedangkan, Skema merupakan interfase untuk luaran program dan hasil analisa (Gam-bar 3b).

Gambar 3b. Menu Utama: Skema

3.1.2 Form untuk Input Data

Terdapat (6) enam sub menu untuk mema-sukkan data ke dalam PAA. Input data untuk PAA terdiri dari: (1) data debit, (2) data iklim, (3) data hujan, (4) data tanaman, (5) jadwal tanam dan (6) kebutuhan air (Gambar 4).

Gambar 4. Menu Input data untuk DI Batu Re-muk

Ke enam sub-menu (gambar 4) merupakan pintu pertama untuk input data. Input data lebih detail difasilitasi oleh from input data, sesuai dengan jenis danya (debit, hujan, iklim, ta-naman).

Contoh form input data ditampilkan dalam gambar (5a) untuk data debit, gambar (5b) un-tuk data iklim, gambar (5c) unun-tuk data hujan, dan gambar (5d) untuk data tanaman.

PAA didisain untuk memungkinkan data-data (debit, hujan, iklim, dan tanaman) dimasukkan per wilayah DI. Jika tidak tersedia data per DI, maka diambil data dari lokasi terdekat.

(5)

Gambar 5a. Form input data debit

Gambar 5b. Form input data iklim

Gambar 5c. Form input data hujan

Form input data hujan (gambar 5d) me-mungkinkan pengguna untuk memasukkan da-ta hujan lebijh dari 1 sda-tasiun/per DI, dada-ta hujan wilayah selanjutnya dihitung berdasarkan nilai rerata dari masing-masing stasiun hujan.

Gambar 5c. Form input data tanaman 3.1.3 Form untuk pengolahan dan analisa

data

Sub –menu berikutnya berfungsi untuk

perhi-tungan dan analisa. Misalnya, sub-menu untuk perhitungan evapotranspirasi potensial (gambar 6a). Sub-menu ini akan terisi secara otomatis setelah pengguna memasukkan data-data kli-matologi yang dibutuhkan (suhu max, suhu min, lama penyinanaran, kelembaban relatif, kece-patan angin).

Gambar 6a. Sub-menu dan form untuk perhitungan evapotranspirasi potensial

Gambar (6b) menampilkan contoh sub-menu

dan form untuk perhitungan hujan efektif dan

kebutuhan air tanaman palawija. Sub-menu akan aktif secara otomatis setelah pengguna memasukkan data hujan, data tanaman dan koefisien tanaman.

(6)

Gambar 6b. Sub-menu dan form untuk perhitungan hujan effektif dan kebutuhan air tanaman palawija 3.2 Visualiasai hasil analisa

Visualisasi hasil analisa dilakukan melalui Tabel dan Grafik. Kebutuhan, alokasi dan nera-ca air irigasi per DI, untuk setiap periode (10 harian), pada tahun berjalan (misalnya: tahun 2009) ditampilkan dalam bentuk tabel (Gambar 7).

Gambar 7. Alokasi air untuk DI Batu Remuk, periode 1, Januari 2009.

Gambar (7), menampilkan contoh skema alokasi air untuk DI Batu Remuk, pada peride ke:1, bulan Januari tahun 2009. Didapatkan in-formasi: luas areal layanan = 362 Ha, dengan luas tanaman padi = 341 Ha dan luas tanaman palawija = 6 Ha. Kebutuhan air sebesar = 6954 lt per detik. Sementara, pada saat yang sama ketersediaan debit air = 433 liter/detik. Reko-mendasi PAA adalah: sesuaikan. Dalam hal ini, kebutuhan air tidak dapat dipenuhi oleh ke-tersediaan air di sungai, sehingga pola tanam perlu disesuaikan dengan ketersediaan air atau mengandalkan hujan yang masih banyak jatuh di bulan Januari.

Kebutuhan, alokasi dan neraca air irigasi per DI, untuk setiap periode (10 harian), pada tahun berjalan (misalnya: tahun 2009) ditampilkan bersama dalam bentuk tabel (Gambar 8).

Gambar 8. Skema alokasi air DI di dalam DAS Tabel pada gambar (9) menampilkan rekap data: kebutuhan, ketersediaan, dan neraca air per periode untuk semua DI. Tabel ini berguna untuk melihat secara sekilas distribusi air antar DI.

Gambar 9. Tabel rekap alokasi air antar DI Informasi yang sama dengan gambar (9) se-lanjutnya dapat ditampilkan dalam bentuk his-togram (gambar 10) yang dapat secara cepat menampilkan neraca air pada ke sembilan wi-layah DI di DAS Sampean.

Selanjutnya, aplikasi PAA untuk DAS atau satuan wilayah irigasi yang lain dapat dilakukan dengan memodifikasi skema hubungan antar DI.

(7)

Gambar 10. Neraca air per DI untuk periode ke 1, januari 2009

Jumlah DI pada skema (gambar 8) dapat di-kurangi atau ditambah sesuai dengan kebutu-han dan situai masing-masing DAS (wilayah kerja UPT).

4. KESIMPULAN

Penelitian ini telah menghasilkan PAA yang sederhana dan mudah dioperasikan. PAA ber-fungsi untuk menghitung kebutuhan air dan ke-tersedaiaan air irgasi serta alokasi air antar DI di dalam suatu DAS. PAA juga didesain untuk fleksibel diterapkan di Wilayah Irigasi (DAS yang lain) dengan sedikit modifikasi skema ja-ringan. PAA dapat dikembangkan lebih lanjut dengan merubah prgram EXCEL ke program CALC Open Office. Sehingga tersedia perang-kat lunak yang benar free untuk dapat dipakai secara luas.

5. UCAPAN TERIMA KASIH

Terima kasih disampaikan kepada UPT PSAWS Sampean Baru dan UPT PSAWS Bondoyudo Mayang yang telah memberikan kontibusi data dan pendanaan terhadap pen-gembangan PAA.