STUDI OPTIMASI PEMANFAATAN SUMBER DAYA AIR UNTUK
DAERAH IRIGASI UMA PUNGKA DESA LABUHAN BURUNG
KACAMATAN BUER KABUPATEN SUMBAWA
The Optimazation Study Of Water Resources Utilization For
Irrigation Area Uma Pungka Labuhan Burung
Village Sub-district Of Buer Sumbawa Regency
Tugas akhir
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
Mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
Oleh :
RUSDIANI
F1A 212 133
JURUSAN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MATARAM
Studi Optimasi Pemanfaatan Sumber Daya Air Untuk Daerah Irigasi Umapungka Desa Labuhan Burung Kacamatan Buer Kabupaten Sumbawa
Rusdiani1, M. Bagus Budianto2, Ir.Sasmito2
1Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil Universitas Mataram 2
Dosen Jurusan Teknik Sipil Universitas Mataram Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Mataram
INTISARI
Daerah irigasi (D.I) Uma Pungka terletak di Dusun Pernang Desa Labuhan Burung Kacamatan Buer Kabupaten Sumbawa. DI ini memiliki dua sumber daya air yaitu Bendung Uma Pungka dan sumur pompa. keterbatasan ketersediaan air pada Bendung Uma Pungka untuk memenuhi kebutuhan air irigasi, sehingga daerah irigasi ini menggunakan sumur pompa untuk memenuhi kekurangan tersebut.
studi ini bermaksud untuk memaksimalkan pemakaian dari masing-masing sumber air guna mengetahui luas lahan yang bisa diairi dengan ketersediaan air pada masing-masing sumber. Sehingga dilakukan optimasi dengan menerapkan pola tanam yang berbeda-beda yaitu padi-jagung-jagung, padi-kedelai-kedelai dan kedelai-jagung-jagung. Studi ini menggunakan solver yang ada pada
Ms. Excelsebagai alat bantu dalam analisis optimasi. Model optimasi yang digunakan adalah priode
musim tanam pada MT I, MT II dan MT III. fungsi tujuan berupa hasil maksimum usaha tani. Sementara fungsi kendala meliputi basarnya debit dan luas lahan yang tersedia.
Berdasarkan hasil optimasi maka diperoleh keuntungan maksimum selama satu tahun dengan pola tanam kedelai-jagung-jagung. Untuk keandalan 80% dengan intensitas tanam 239,63% keuntungan diperoleh sebesar Rp 2.101.750.209,-. Sedangkan untuk keandalan 50% dengan intensitas tanam 254,19% keuntungan diperoleh sebesar Rp 2.284.589.799,-.
Kata Kunci: Ketersediaan Air, Kebutuhan Air, Optimasi.
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang
Sumber daya air memiliki peranan yang sangat penting dalam kehidupan
manusia untuk memenuhi kegiatan industri, perikanan, pertanian dan usaha-usaha lainnya. Pemanfaatan sumber daya air salah satunya dalam hal pertanian yaitu untuk kepentingan irigasi, Namun sumber air terbatas jumlahnya tergantung lokasi dan musim. Penyediaan sumber daya air meliputi : air permukaan (surface water) dan air tanah (ground water). Sumber air tersebut adalah air telaga, air sungai, air tanah, dan mata air. Ketersediaan air baik di permukaan maupun di bawah permukaan tidak bisa lepas dari siklus hidrologi. Siklus ini diawali dengan terjadinya penguapan dari permukaan tanah dan air (evaporasi) dan juga penguapan dari tumbuh-tumbuhan (transpirasi).
Daerah irigasi (D.I) Uma Pungka merupakan daerah pesisir yang mengalami evaporasi yang tinggi yang terletak di Dusun Pernang Desa Labuhan Burung Kacamatan Buer Kabupaten Sumbawa. DI ini memiliki dua sumber daya air yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan air irigasi yaitu menggunakan air permukaan (Bendung Uma Pungka) dan air tanah (sumur pompa).
Daerah irigasi Uma Pungka memiliki luas sebesar 87 Ha, permasalahan yang terjadi
pada daerah irigasi ini adalah terbatasnya ketersediaan air pada Bendung Uma Pungka untuk memenuhi kebutuhan air irigasi, sehingga di daerah irigasi ini belum mendapatkan air sesuai kebutuhannya. Untuk memenuhi kekurangan tersebut air dipasok dari sumur pompa listrik, pembangkit mesin diesel dengan mengalirkan air tanah melalui jaringan irigasi. Pada saat ini jumlah sumur pompa sebanyak 2 buah dengan kapasitas dan luas area yang diairi masing-masing pompa adalah 17,05 lt/dt mengairi area seluas 27 ha serta 23,34 lt/dt mengairi area seluas 27 ha. Kendala dalam penggunaan pompa adalah biaya operasional yang mahal, karena pompa sangat tergantung pada BBM.
Pemamfaatan air untuk daerah irigasi sering terjadi kurang hati-hati dalam pemakaiannya sehingga diperlukan upaya untuk menjaga keseimbangan antara ketersediaan air di permukaan (surface water) dan air tanah (ground water) yang sangat dipengaruhi oleh watak akuifer dan sistem pengolahan irigasi air tanah dangan kebutuhan air irigasi yang harus terpenuhi. Hal ini sangat penting agar pengoprasiaan pompa untuk memenuhi kebutuhan irigasi dapat dilakukan secara kesinambungan baik teknik maupun ekonomis.
Pemanfaatan Sumber Daya Air Untuk Daerah Irigasi Uma Pungka Desa Labuhan Burung
kacamatan Buer Kabupten Sumbawa”,
sehingga dapat memberikan manfaat dalam upaya memenuhi kebutuhan air irigasi DI Uma Pungka serta meningkatkan hasil produksi petani.
B. Rumusan Masalah
Permasalahan yang akan dibahas pada penelitian ini meliputi :
a. Bagaimana potensi air pada Daerah Irigasi Uma Pungka?
b. Bagaimana pola tanam yang sesuai dengan Daerah Irigasi Uma Pungka?
c. Berapa kebutuhan air irigasi untuk Daerah Irigasi Uma Pungka?
d. Berapa debit yang digunakan untuk kebutuhan irigasi dari sumur pompa dan Bendung Uma Pungka?
e. Berapa keuntungan maksimum yang didapat dari optimasi?
C. Tujuan Penelitian
Tujuan yang ingin di capai dalam penulisan tugas akhir ini adalah :
a. Mengetahui potensi air pada Daerah Irigasi Uma Pungka?
b. Mengetahui pola tanam yang sesuai dengan Daerah Irigasi Uma Pungka?
c. Mengetahui kebutuhan air irigasi untuk Daerah Irigasi Uma Pungka?
d. Mengetahui debit yang digunakan untuk kebutuhan irigasi dari sumur pompa dan bendung Uma Pungka?
e. Mengetahui keuntungan maksimum yang didapat dari optimasi?
D. Manfaat Penelitian
Bisa menjadi salah satu alternatif pola tanam untuk daerah irigasi Uma Pungka, sehingga bermanfaat bagi masyarakat untuk menaikkan keuntungan hasil panen masyarakat Desa Labuhan Burung.
E. Batasan Masalah
a. Data hujan yang digunakan merupakan data hujan dari pos hujan Alas dengan ketersedian data dari tahun 1990-2016 yang diperoleh dari Dinas Perairan dan Kebinamargaan Alas. b. Data klimatalogi yang berpengaruh pada
lokasi studi yaitu pos iklim stamet sumbawa yang berasal dari BMKG NT-1.
c. Pola tanam yang dianalisis yaitu pola tanam:
Padi – Jagung – Jagung
Padi – Kedelai -Kedelai
Kedelai – Jagung - Jagung
d. Tidak membahas analisis hidrolika. e. Tidak terkoneksi dengan das lain atau
susplensi dari bendung lain.
II. DASAR TEORI A. Analisis Hidrologi 1) Tinjauan Pustaka
Erawan (2011) melakukan penelitian dengan judul Optimasi Pemamfaatan Sumur Pompa. Dari hasil menelitian didapatkan Awal musim tanam bulan Maret membutuhkan total jumlah air irigasi selama setahun lebih kecil dari pada awal musim tanam bulan Pebruari. Keuntungan hasil usahatani per ha pertahun, lebih besar diperoleh pada awal musim tanam bulan Maret dibanding awal musim tanam bulan Pebruari dengan jenis tanaman kacang tanah dan padi yang memungkinkan untuk diusahakan pada lahan irigasi sumur pompa.
Firmansyah (2016) melakukan analisis dengan judul analiss hidrologi dan optimasi tampungan embung batu payung kacamatan pringgabaya kabupaten lombak timur dangan menggunakan data pos iklim dari stasiun terdekat. Studi ini menggunakan solver yang ada pada Ms. Excelsebagai alat bantu dalam analisis optimalisasi. Model optimalisasi yang digunakan adalah optimalisasi bulanan pada MT I, MT II dan MT III. Berdasarkan hasil optimalisasi maka diperoleh keuntungan maksimum selama satu tahun dengan pola tanam padi – jagung – jagung. Untuk keandalan 80% dengan intensitas tanam 154,689% keuntungan yang diperoleh sebesar Rp 2.625.417.500,-. Sedangkan untuk keandalan 50% dengan intensitas tanam 155,447% keuntungan yang diperoleh sebesar Rp 2.635.837.500,-.
2) Curah Hujan Rata-Rata
Ada tiga cara yang digunakan dalam menentukan tinggi curah hujan rata-rata di atas areal tertentu dari angka-angka curah hujan di beberapa titik pos penakaran atau pencatat. a. Cara rata-rata Aljabar
Tinggi curah hujan rata-rata didapat dengan mengambil harga rata-rata hitung dari penakaran pada penakaran hujan pada areal tersebut. Persamaan yang digunakan adalah:
d = ⋯ = ∑
dengan:
d = tinggi curah hujan rata-rata areal, b. Cara Polygon Thiessen
sumbu tegak lurus terhadap garis penghubung antara dua pos penakar.
d = … =∑ dengan:
A = luas areal (km2), d = tinggi curah hujan
rata-rata areal (mm), menggambarkan dua kontur dengan tinggi hujan yang sama (Isohyet). Kemudian luas bagian diantara isohyet-isohyet yang berdekatan diukur dan harga rata-ratanya sebagai harga rata-rata timbang dari nilai kontur, seperti persamaan berikut ini:
oleh isohiet yang bersangkutan (km2). B. Uji Konsistensi Data Hujan
Untuk memperoleh hasil analisis yang baik, data hujan harus dilakukan pengujian konsistensi terlebih dahulu untuk mendeteksi penyimpangan ini. Uji konsistensi juga meliputi homogenitas data karena data konsisten berarti data homogen. Pengujian konsistensi ada berbagai cara diantaranya RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sum).
Persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut :
n = jumlah data hujan
i
Y
= data curah hujan (mm)
Y
= rerata curah hujan (mm)y
Nilai Statistik R (Range)
*
Q = nilai statistik n = jumlah data hujan
Dengan melihat nilai statistik di atas maka dapat dicari nilai Qy / n danRy / n
Hasil yang didapat dibandingkan dengan nilai
n
Qy/ syarat dan Ry/ nsyarat.
C. Evapotranspirasi
Perhitungan evapotranspirasi potensial dihitung dengan metode Penman (modifikasi FAO) dengan data klimatologi terdekat sebagai stasiun refrensi. Persamaan Penman modifikasi FAO (Food and Agriculture Organization) adalah sebagai berikut:
ETo = c. (W . Rn+ ( 1-W )) . f(U) . ( ea-ed)
dengan:
Eto = evapotranspirasi tanaman acuan (mm/hari),
W = faktor temperatur dan ketinggian,
Rn = radiasi bersih (mm/hari),
f(u) = fungsi kecepatan angin, ea = tekanan uap jenuh (mbar),
ed = tekanan uap nyata (mbar),
c = factor kompensasi temperatur angin dan kelembaban,
Rh = kelembaban udara (%). harga-harga:
W =
d = 2(0,00738.Tc+0,8072) -0,0016
y = 0,386 .
P = 1013-0,1055 . E L = 595-0,510 . T
E = elevasi medan dari muka air laut (m), T = temperature rata-rata (C),
Rn = Rns-Rn1
Rns = (1-α) . Rs
α = 25% (areal irigasi)
α = 25% (catchment area) Rs = ( 0,25 + 0,35 ) . Ra Rn1 = f (T).f (ed).f (u)
ea = 7,01 . 1,062Tc ed = Rh/100 . ea dengan:
Rn1 = radiasi bersih gelombang panjang (mm/hari),
Rns = radiasi bersih gelombang pendek (mm/hari),
Rs = radiasi gelombang pendek (mm/hari), Ra = radiasi teraksial ekstra (mm/hari) yang
dipengaruhi oleh letak lintang daerah, Rh = kelembaban udara (%),
n/N = lama penyinaran matahari terukur (%).
harga fungsi-fungsi: f(u) = 0,27 . ( 1+ ) f(T) = 11,25 . 1,0133Tc f(ed) = 0,34-0,044(ed)0,5 f = 1,10 + 0,90 . dengan:
U = kecepatan angin dalam km/hari. Reduksi pengurangan temperatur karena ketinggian elevasi daerah pengaliran diambil menurut persamaan:
Tc = T-0,006 x δE dengan:
Tc = temperatur terkoreksi (C), T = temperatur-temperatur (C),
δE = beda tinggi elevasi stasiun dengan lokasi tinjauan (m).
Koreksi kecepatan angin karena perbedaan elevasi pengukuran diambil menurut persamaan:
U2c = U2( )
dengan:
U2c = kecepatan angina di lokasi
perencanaan (km/hari),
U2 = kecepatan angin di lokasi pengukuran
(km/hari),
Li = elevasi lokasi perencanaan (m), Lp = elevasi lokasi pengukuran (m).
Koreksi terhadap lama penyinaran matahari lokasi perencanaan adalah:
= -0,1 δE
dengan:
= penyinaran matahari terkoreksi (%), = lama penyinaran matahari terukur (%), a,b = konstanta yang tergantung letak suatu
tempat di atas bumi. untuk:
Virginia, amerika serikat a = 0,22 b = 0,54, Canberra, Australia a = 0,25 b = 0,54, Negeri Belanda a = 0,20 b = 0,48. Untuk daerah tropik dan subtropik dapat diambil nilai untuk a = 0,28 dan b = 0,48.
D. Ketersediaan Air Andalan
Ketersediaan air adalah jumlah air yang diperkirakan terus menerus ada dalam sungai dengan jumlah tertentu dalam jangka atau periode tertentu. Ketersediaan dapat diketahui dengan menghitung atau mengukur debit yang masuk ke dalam Bendung (inflow), kehilangan akibat evaporasi, pemakaian (outflow) diperoleh tampungan bendung itu sendiri.
Kajian ini menggunakan tahun andalan menggunakan metode basic monthyang memiliki pengertian bahwa debit atau hujan yang diurutkan (ranking) yang mengacu pada bulan tiap periodenya.
E. Analisis Debit Pada Sumur Pompa
Debit air tanah yang dapat diambil adalah debit optimum hal ini untuk menjaga kelestarian air tanah. Analisis debit air tanah dapat dilakukan dengan uji pompa.
Untuk mengatahui debit optimum suatu sumur, langka-langka analisisnya adalah :
1. Plot niat Sw dari masing-masing tahap sebangai sumbu y, dan nilai Q sebangai sumbu x.
2. Menghitung nilai Qmaksimum dengan menggunakan persamaan :
= 2. . . . ( , /15.35)
dengan :
rw = Jari-jari sumur (m) D = Tebal akuifer (m)
K = koefesien kelulusan air (m/detik) 3. Menghitung nilai sw maksimum dengan
menggunakan persamaan :
= + ²
4. Nilai dan diplot dan ditarik garis potongan antara kedua garis hasil poting, maka akan diperoleh nilai Qoptimum dan Swoptimum.
5. Dari gambar perpotongan kedua garis tersebut diperoleh nilai Qoptimum dan Swoptimum.
6. Besarnyan Qoptimum ini yangdigunakan sebangai dasar dalam pemamfaatan debit air tanah. Artinya pemamfaatan debit air tanah sumur (sumur produksi) tidak boleh lebih dari debit optimum (Qoptimum) untuk menjaga kelestariannya.
F. Analisa Kebutuhan Air Irigasi
Jenderal Pengairan, 1986) dengan persamaan-persamaan berikut:
= × (2-35)
=
× , (2-36)
Untuk padi selama penyiapan lahan
= − (2-37)
Untuk padi setelah tanam
= + + − (2-38)
Untuk palawija
= − (2-39)
dengan:
QD : debit intake, dalam m3/det, DR : kebutuhan pengambilan air irigasi,
dalam lt/det/ha,
NFR : kebutuhan bersih air irigasi ditingkat persawahan, mm/hari, IE : efisiensi irigasi, dalam %,
ETc : evapotranspirasi tanaman sebagai kebutuhan air konsumtif, dalam mm/hari,
LP : kebutuhan air untuk penyiapan lahan, dalam mm/hari,
WLR : kebutuhan air untuk mengganti lapisan air, dalam mm/hari, P : perkolasi, dalam mm/hari, Re : hujan efektif, dalam mm/hari, A : luas areal irigasi, dalam ha.
a.
Kebutuhan Air KonsumtifPemakaian konsumtif didefinisikan sebagai jumlah air aktual yang digunakan tanaman untuk transpirasi dan evaporasi selama pertumbuhannya. Pemakain konsumtif dihitung berdasarkan rumus (Triatmodjo, 2008) :
Etc = Eto x kc dengan :
Etc = kebutuhan air konsumtif, dalam mm/hari,
Eto = evapotraspirasi, dalam mm/hari, Kc = koefisien tanaman .
Tabel 1 kofesien tanaman
Sumber : Kp-01
b. Kebutuhan Air Untuk Penyiapan Lahan digunakan metode yang dikembangkan oleh Van de Goor Zijlstra (Standar perencanaan Irigasi KP-01, 1986). Metode tersebut didasarkan pada laju konstan dalam liter/detik selama periode penyiapan lahan dengan rumus sebagai berikut (Triatmodjo, 2008) :
IR = (
( ))
dengan :
IR = kebutuhan air irigasi di tingkat persawahan dalam mm/hari, M = kebutuhan air untuk mengganti
kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi disawah yang sudah dijenuhkan,M = Eo + p (mm/hari),
Eo = evaporasi air terbuka yang diambil 1,1 selama penyiapan lahan (mm/hari),
P = Perkolasi, K = M (T/S),
S = kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm, yakni 200 + 50 = 250 mm,
e = bilangan alam (2,7182881820), T = jangka waktu penyiapan lahan
(hari).
c.
Kebutuhan Air Untuk Mengganti LapisanAir (WLR)
Penggantian lapisan air mempunyai tujuan untuk memenuhi kebutuhan air yang terputus akibat kegiatan di sawah. Ketentuan yang berlaku antara lain (Anonim,1986) :
1. WLR diperlukan saat terjadinya pemupukan maupun penyiangan, yaitu 1-2 bulan dan trasplantasi.
2. WLR = 50 mm (diperlukan penggantian lapisan air, diasumsikan = 50 mm).
3. Jangka waktu WLR = 1,5 bulan ( selama 1,5 bulan air digunakan untuk WLR sebesar 50 mm).
d.
Efisiensi IrigasiBesarnya efisiensi irigasi dipengaruhi oleh besarnya jumlah air yang hilang di perjalanannya dari saluran primer, sekunder hingga tersier. Besarnya efisiensi dapat dilihat pada Tabel 2 berikut ini:
Tabel 2 Nilai efisiensi irigasi Lokasi Efisiensiirigasi (%)
Mengacu pada Direktorat Jendral Pengairan (1986) maka efisiensi irigasi secara keseluruhan diambil 90% dan tingkat tersier 80%. Angka efisiensi irigasi keseluruhan tersebut dihitung dengan cara mengkonversi efisiensi di masing-masing tingkatan yaitu, 0,9 x 0,9 x 0,8 = 0,684 ≈ 65%.
G. Optimasi
Model optimasi adalah penyusunan model suatu sistem yang sesuai dengan keadaan nyata, yang nantinya dapat dirubah kedalam model matematis dengan pemisahan elemen-elemen pokok agar suatu penyelesaian yang
Biasa Unggul Jagung Kedelai
1,10 1,10 0,5 0,50
1,10 1,10 0,59 0,75
1,10 1,05 0,96 1,00
1,10 1,05 1.05 1,00
1,10 0,95 1.02 0,82
1,05 0,00 0,95 0.45
sesuai dengan sasaran atau tujuan pengambilan keputusan dapat tercapai.
Dalam studi ini jenis model yang digunakan adalah program linier. Program linier merupakan suatu model umum yang dapat digunakan dalam pemecahan masalah pengalokasian sumber-sumber yang terbatas secara optimal. Hal ini didasarkan pada pertimbangan bahwa program linier cukup sederhana baik dari segi formulasimya maupun, tahap penyelesaian yang dilakukan, sehingga tidak membutuhkan tingkat pemecahan yang terlalu rumit.
Model pemrograman linier memiliki tiga unsur dasar (siswanto, 1990), yaitu :
1. Fungsi tujuan
Maks. Z = c1X1 + c2X2 + ... + cnXn 2. Fungsi kendala
Adalah fungsi matematika yang menjadi kendala bagi usaha untuk memaksimumkan atau meminimumkan fungsi tujuan, mewakili kendala yang harus dicapai.
a1X1 + a2X2 + … + anXn ≤ bn a1X1 + a2X2 + … + anXn ≥ bn a1X1 + a2X2 + … + anXn = bn keterangan :
Cn = parameter fungsi tujuan ke-n
Xn = variabel keputusan ke - n an = parameter fungsi kendala
ke - n
bn = kapasitas kendala ke - n n = 1, 2, 3, …….., p
Banyak teknik optimasi yang dapat digunakan dalam mengoptimalkan sumber daya air yang ada seperti program linier, program non linier, program dinamik, program solver, lindodan lain-lain. Program solver merupakan program yang paling populer digunakan diantara teknik optimasi diatas, karena sifatnya yang sederhana dalam formulasinya maupun penyelesaiannya. III. METODE PENELITIAN
A. Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian ini terletak di Daerah Irigasi Uma Pungka, Dusun Pernang, Desa Labuhan Burung, Kacamatan Buer, Kabupaten Sumbawa.
Gambar 1 Peta Lokasi Penelitian
B. Pengumpulan Data
Adapun data-data yang diperlukan tersebut antara lain :
Data curah hujan
Data klimatologi
Data debit
Data daerah irigasi
Data karaktristik sumur pompa C. Analisis Data
a. Uji konsistensi data curah hujan Uji konsistensi data dilakukan dengan menggunakan Metode RAPS.
b. Analisis curah hujan rerata
Hujan rerata dihitung dengan menggunakan Metode poligon thisen.
c. Analisis curah hujan efektif
Dari data hujan diperoleh perhitungan curah hujan efektif yang nantinya akan digunakan untuk perhitungan kebutuhan air irigasi. d. Analisis data klimatologi
Data klimatologi digunakan untuk evapotranspirasi yang terjadi pada daerah tersebut.
f. Analisis kebutuhan air tanaman
Analisis kebutuhan air tanaman untuk mengetahui besarnya kebutuhan air masing-masing tanaman.
g. Menghitung kebutuhan air irgasi
NFR dihitung dengan memanfaatkan hasil analisis kebutuhan air tanaman dan curah hujan efektif serta evapotranspirasi.
h. Analisis ketersediaan air andalan
Data inflow bendung Umapungka dianalis sebagai ketersediaan air dengan perhitungan debit andalan Q80% dan Q50% pada bendung Uma Pungka.
i. Analisis debit pada sumur pompa
Analisis debit dilakukan dengan uji pompa untuk mengamati penurunan muka air yang akan digunakan untuk mencari debit optimum.
j. Analisis Optimasi
C. Bagan Alir Penelitian
Gambar 2 Bagan alir penelitian IV. ANALISA DAN PEMBAHASAN
A. Analisa Hidrologi 1) Data Hujan
Das lemir memiliki tangkapan curah hujan (catchment area) sekitar 11,33 km2 dan melihat dari gambar polygon thiessen, maka stasiun curah hujan yang berpengaruh yaitu stasiun hujan Alas. Data yang digunakan adalah hasil pencatatan dari tahun 1997 sampai dengan tahun 2016, yaitu selama dua puluh tahun pencatatan
.
Gambar 3 Polygon Thiessen stasiun hujan
2) Uji Konsistensi Data Hujan
Dalam pencatatan ini, uji konsistensi data curah hujan dilakukan dengan metode RAPS (Recalled Adjusted Partial Sums). Berikut adalah hasil dari uji dengan menggunakan metode RAPS
Tabel 4Hasil uji RAPS pada 1 stasius pos hujan
Sumber : hasil perhitungan
Berdasarkan uji konsistensi data dengan menggunakan metode RAPS (Rescaled Adjusted Parsial Sums) hasil pengujian pada stasiun hujan tersebut konsisten. Data yang konsisten menunjukan bahwa data curah hujan yang digunakan pada analisa ini akurat dan tidak terjadi penyimpangan atau pun pergeseran nilai rata-rata (mean).
3) Analisa Curah Hujan Efektif
Dalam studi ini, perhitungan hujan efektif menggunakan metode tahun penentu
Mulai
Pengumpulan Data
Data daerah irigasi
Data hujan Data klimatalogi
Data sumur pompa
Uji RAPS
Hujan Efektif
Kebutuhan Air Irigasi
Debit andalan
Keuntungan usaha tani Pola Tanam
Evapotranpirasi
Optimasi Program Linier
Kesimpulan
Selesai
Pengujian sumur
Debit optimum sumur pompa Data debit
bendung
Tidak
ya
Hitung Table Hitung Tabel
1 Stasiun Hujan Alas 1,41 1,42 1,41 1,60 konsisten Q/(n^0.5) R/(n^0.5)
(basic year) dengan panjang pengamatan 20 tahun.
Langkah-langkah perhitungan curah hujan efektif adalah sebagai berikut:
1. Merekap data rerata curah hujan,
2. Mengurutkan data hujan dari data yang terbesar ke data yang terkecil,
3. Menentukan probabilitas hujan efektif, 4. Menghitung curah hujan efektif untuk padi
dan palawija. Tabel 2 Curah hujan efektif untuk padi dan palawijah
Sumber : hasil perhitungan
Dari perhitungan didapatkan curah hujan efektif untuk tanaman padi terbesar terjadi pada bulan November I sebesar 10,27 mm/hari sedangkan untuk tanaman jagung pada Maret II sebesar 7,75 mm/hari.
B. Analisa Evapotranspirasi
Evapotranspirasi merupakan unsur yang paling penting dalam keseluruhan proses
hidrologi, terutama di dalam perhitungan ketersediaan air untuk irigasi.Besarnya evapotranspirasi dihitung dengan cara Penman (Modifikasi FAO) dengan memasukkan data-data klimatologi yang ada.
Tabel 3 Evapotranspirasi pada daerah irigasi
Sumber : Hasil perhitungan C. Analisa Ketersediaan Air
Perhitungan ketersedian bendung Uma Pungka dilakukan untuk mengetahui debit andalan yang dimiliki Bendung Uma Pungka.
Untuk menentukan debit andalan digunakan metode bulan dasar perencanaan
(basic month)dengan peluang keandalan 80%
dan 50%.
Langkah-langkah dalam pengerjaan penentuan debit andalan menggunakan metode Basic Month adalah :
1. Merekap seluruh debit aliran setengah bulanan.
2. Mengurutkan debit aliran rendah bulanan dari besar ke kecil.
3. Menghitung probabilitas masing-masing debit aliran rendah menggunakan persamaan Weibull.
4. Menentukan debit andalan sesuai dengan probabilitas yang dicari, umumnya rasio kegagalan panen akan kecil jika perencanaan padi sawah menggunakan Q80 % sedangkan untuk palawija menggunakan Q50 %.
Gambar 4 Grafik Debit Andalan Metode Besic Month Dari analisa debit andalan dengan
menggunakan metode Basic Month, maka
diperoleh debit andalan bendung umapungka terbesar terjadi pada bulan Desember I dengan SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II 1 Reff Padi (mm / hari) 1,76 2,49 0,75 2,94 0,61 0,33 0,47 0,00 0,24 0,07 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,29 3,43 10,27 7,66 4,52 0,74
2 Reff palw (mm / hari) 2,01 3,09 5,66 3,24 3,43 7,75 3,08 0,93 0,22 2,86 1,32 2,23 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,63 2,53 1,71 2,54 4,81 1,95
NO Hujan Efektif Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agst Sept Okt Nov Des
SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II SB I SB II 1 Eto (mm/hari) 6,71 6,71 5,68 5,68 6,69 6,69 7,03 7,03 6,43 6,43 5,83 5,74 5,90 5,90 7,43 7,43 8,28 8,28 7,94 7,94 7,82 7,82 4,98 4,98 2 Eto (mm/1/2bln) 100,64 107,35 79,48 79,48 100,34 107,03 105,47 105,47 96,43 102,85 87,46 86,11 88,50 94,40 111,50 118,94 124,15 124,15 119,03 126,96 117,28 117,28 74,73 79,72
Sept Okt Nov Des
Apr Mei Jun Jul Agst
NO Evapotranpirasi Jan Feb Mar
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,09 0,10
0 5 10 15 20 25
D
e
b
it
(
m
³/
d
t)
Waktu (1/2 Bulan)
keandalan 80% (Q80) sebesar 0,07 m³/det.
Sedangkan debit andalan terbesar terjadi pada bulan Desember I dengan Keandalan 50% (Q50) sebesar 0,09 m³/det.
D. Analisis Debit Optimum Sumur Pompa
Analisis debit optimum air tanah dilakukan dengan uji sumur pompa, untuk mengatahui kemampuan sumur bor dalam memproduksi air juga mengatahui kelulusan pembawa air (akuifer).Uji pompa dilakukan pada sumur pompa SPS 26 dan SPS 230 dengan debit pemompaan 8 l/dt, 10 l/dt, 11 l/dt dan 12 l/dt, Mengamati penurunan muka air selama pemompaan berlangsung.
Tabel 4 Data Hasil Pengukuran
Sumber : Hasil penelitian
a. Pehitungan Total Penurunan Muka Air (Sw)
Dari data hasil pengukuran didapatkan nilai penurunan muka air tanah (S), yang akan digunakan untuk menentukan total penurunan muka air. Contoh perhitungan total penurunan muka air (Sw) SPS 26 sebangai berikut :
1. Debit Q (lt/dt) = 8 l/dt 2. Penurunan muka air tanah (S) = 2,03 m 3. Debit Q (m³/dt) = 0,008 (m³/dt)
4. Q/S =0.004(m²/det)
5. S/Q = 253,750 (det/m²)
6. Koefesien kehilangan tinggi tekan pada akuifer (B) = 695,76 (det/m²)
Didapatkan dari perhitungan grafik 5 penurunan jenis (S/Q) Vs debit (Q) yang menghasilkan garis lurus, harga B diperoleh dari perpotongan antara garis lurus tersebut dengan sumbu vertikal (S/Q).
7. Koefesien kehilangan tinggi tekan pada sumur (C)= 124350,43 (det²/ )
Koefesien C didapatkan dari perhitungan grafik 5 penurunan jenis (S/Q) Vs debit (Q) yang menghasilkan garis lurus. Harga C didapatkan dari kemiringan garis atau tangen yang dibentuk oleh harga S/Q dan Q. Harga B dan C dapat dilihat pada grafik berikut:
Gambar 5 Grafik Penurunan Jenis S/Q Vs Debit Q SPS 26
8. B.Q = 5,57 m 9. C.Q² = 7,96 m 10. Sw = 13, 52 m
Hasil perhitungan total penurunan muka air SPS 26 dan SPS 230 selanjutnya dapat dilihat pada Tabel
6
.
Tabel 5 Total penurunan Muka Air Sumur pompa
Sumber : Hasil perhitungan
a. Perhitungan Debit Optimum Sumur Besarnya debit maksimum inilah yang digunakan sebangai dasar dalam pemanfaatan debit air tanah. Artinya pemanfaatan debit air tanah tidak boleh lebih dari debit optimum untuk menjaga kelestariannya. Karaktristik sumur pompa hasil pengeboran (Dinas Energi Sumber daya mineral) dari hasil analisis loggindiketahui kedalaman akuifer didaerah penelitian berkisar antara 24 sampai 70 meter dari permukaan tanah. Sedangkan screen (saringan) dipasang pada kedalaman yang disesuaikan dengan kedalaman akuifer. Perhitungan debit optimum sumur pompa SPS 26 adalah sebangai berikut : Dari data didapatkan :
Ketebalan akuifer = 46 m Jari-jari sumur (rw) = 4 inci
= 10,16 cm
Q t S
(l/dt) (menit) (m)
1 8 60 2.03
2 10 60 6.23
3 11 60 7.73
4 12 60 8.83
5 8 60 2.63
6 10 60 6.4
7 11 60 7.75
8 12 60 9.37
Sumur Pompa Tahap uji
SPS 26
SPS 230
t Q Q S Q/S S/Q B C B.Q C.Q² SW (menit) (l/dt) (m³/dt) (m) (m²/det) (det/m²) (det/m²) (det²/m⁵) (m) (m) (m) 1 60 8 0.008 2.030 0.004 253.75 695.76 124350.43 5.57 7.96 13.52 2 60 10 0.010 6.230 0.002 623.00 695.76 124350.43 6.96 12.44 19.39 3 60 11 0.011 7.730 0.001 702.73 695.76 124350.43 7.65 15.05 22.70 4 60 12 0.012 8.830 0.001 735.83 695.70 124350.43 8.35 17.91 26.25 5 60 8 0.008 2.630 0.003 328.75 552.25 113734.85 4.42 7.28 11.70 6 60 10 0.010 6.400 0.002 640.00 552.25 113734.85 5.52 11.37 16.90 7 60 11 0.011 7.750 0.001 704.55 552.25 113734.85 6.07 13.76 19.84 8 60 12 0.012 9.370 0.001 780.83 552.25 113734.85 6.63 16.38 23.00 Tahap uji
SPS 26
= 0,1016 m
Nilai kelulusan air (k) = 3,588 x 10 (tabel kelulusan air)
Selanjutnya menghitung debit maksumum ( ) dengan menggunakan persamaan sebangai berikut :
= 2. . . . ( , /15)
=2x3,14x 0,1016x 46 x (3,588 x 10 , / 15)
= 0,012 m³/dt
BQmaks = 695,76 x 0,012 = 8,35
CQmaks² = 124350,43 x 0,012 ² = 17,91
SWmaks = BQmaks + CQmaks² = 8,35 + 17,91
= 26,25
Gambar 6 Garafik Nilai Q optimum dan SW optimum SPS 26
Dari grafik diatas didapatkan debit optimum (Qopt) adalah 0,0092 m³/dt dan penurunan muka air optimum (swopt) adalah 17,30 m.
E. Kebutuhan Air Irigasi a. Sistem pola tanam
Keadaan pertanian di areal studi terdiri dari lahan pertanian dengan tanaman existing (pola tanam yang biasa dilakukan oleh petani setempat) berupa padi – palawija – palawijah. Meninjau dari kondisi pola tanam existing maka, akan dicoba tiga alternatif perhitungan kebutuhan air irigasi tanaman pada daerah irigasi Umapungka. Alternatif I dilakukan dengan pola tanam padi – jagung – jagung, alternatif II padi – kedelai – kedelai dan alternatif III kedelai – jagung – jagung.
b. Analisis kebutuhan air tanaman
Kebutuhan air tanaman dianalisis berdasarkan faktor klimatologi, curah hujan, suhu, koefisien tanaman dan segala hal yang berkaitan dengan penguapan. Perhitungan kebutuhan air irigasi tanaman dilakukan berdasarkan pola tanam yang telah ditentukan.
Tabel 6 Kebutuhan air tanaman pola tanam padi-jagung-jangung
Sumber : Hasil perhitungan
Bulan
satuan 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 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
LP JAGUNG JAGUNG
15 16 15 16 14 14 15 16 15 15 15 16 15 15 15 16 15 16 15 15 15 16 15 15
2 Evapotranspirasi (ETo) mm/hr 4,98 4,98 6,71 6,71 5,68 5,68 6,69 6,69 7,03 7,03 6,43 6,43 5,83 5,74 5,90 5,90 7,43 7,43 8,28 8,28 7,94 7,94 7,82 7,82
3 Evaporasi bebas (Eo) mm/hr 5,48 5,48 7,38 7,38 6,24 6,24 7,36 7,36 7,73 7,73 7,07 7,07 6,41 6,31 6,49 6,49 8,18 8,18 9,10 9,10 8,73 8,73 8,60 8,60
4 Perkolasi (P) mm/hr 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00 2,00
5 Rasio penyiapan lahan 0,50 1,00 0,50
6 Penyiapan lahan mm/hr 20,69 19,66 21,79
7 Kebutuhan air penyiapan lahan (LP) mm/hr 10,34 19,66 10,90
8 Curah hujan 80% ( R80 ) mm 96,96 16,96 37,62 56,82 14,97 58,88 12,97 7,58 9,98 0,00 5,19 1,60 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 6,16 78,44 220,12 164,16
9 Curah hujan 50% ( R50 ) mm 103,15 44,50 43,10 70,55 113,10 64,85 73,55 177,15 66,00 19,85 4,65 65,35 28,30 47,75 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 13,60 57,90 54,50 103,15
10 Curah hujan efektif padi mm/hr 4,52 0,74 1,76 2,49 0,75 2,94 0,61 0,33 0,47 0,00 0,24 0,07 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,29 3,43 10,27 7,66
11 Curah hujan efektif jagung mm/hr 4,81 1,95 2,01 3,09 5,66 3,24 3,43 7,75 3,08 0,93 0,22 2,86 1,32 2,23 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,63 2,53 2,54 4,81
Pengganti lap.air perioda I mm/hr 3,33
Pengganti lap.air perioda II mm/hr 3,33
12 Pengganti lap.air rerata (WLR) mm/hr 1,67 1,67 1,67 1,67
c1 ( Padi ) LP LP 1,10 1,10 1,05 1,05 0,95 0,00
c2 (Padi) LP LP 1,10 1,10 1,05 1,05 0,95 0,00
13 Koefisien rerata padi 0,55 1,10 1,08 1,05 1,00 0,48
c1 jagung I 0,50 0,59 0,96 1,05 1,02 0,95 0,50 0,59 0,96 1,05 1,02 0,95
c2 jagung 2 0,50 0,59 0,96 1,05 1,02 0,95 0,50 0,59 0,96 1,05 1,02 0,95
14 Koefisien rerata jagung 0,25 0,55 0,78 1,01 1,04 0,99 0,73 0,55 0,78 1,01 1,04 0,99 0,48
15 Pengg.konsumtif Padi + LP (ETc1) mm/hr 10,34 19,66 14,59 7,38 6,10 5,96 6,69 3,18 0,00
16 Pengg.konsumtif jagung (ETc2) mm/hr 1,76 3,83 4,98 6,46 6,03 5,65 4,28 3,22 5,76 7,47 8,57 8,15 3,77
17 NFR Padi + LP mm/hr 5,82 18,92 14,83 8,56 9,02 6,69 9,75 4,85 1,53
18 NFR Jagung mm/hr 0,00 2,91 4,76 3,60 4,71 3,43 4,28 3,22 5,76 7,47 8,57 8,15 3,13
19 Keb.air di sawah utk padi + LP lt/dt/ha 0,67 2,19 1,72 0,99 1,05 0,78 1,13 0,56 0,18
20 Keb.air di sawah utk jagung lt/dt/ha 0,00 0,34 0,55 0,42 0,55 0,40 0,50 0,37 0,67 0,87 0,99 0,95 0,36
21 Keb.air di intake utk padi + LP lt/dt/ha 1,04 3,38 2,65 1,53 1,61 1,19 1,74 0,86 0,27
22 Keb.air di intake utk jagung lt/dt/ha 0,00 0,52 0,85 0,64 0,84 0,61 0,76 0,57 1,03 1,33 1,53 1,45 0,56
NO U R A I A N DESEMBER JANUARI FEBRUARI MARET SEPTEMBER OKTOBER NOVEMBER
1 POLA TANAM PADI
Tabel 7 Rekap kebutuhan air tanaman pola tanam padi-jagung-jangung
Sumber : Hasil perhitungan
Tabel 8 Rekap kebutuhan air tanaman pola tanam padi-kedelai-kedelai
Sumber : Hasil perhitungan
Tabel 9 Rekap kebutuhan air tanaman pola tanam padi-kedelai-kedelai
Sumber : Hasil perhitungan
Padi Jagung Total Total Padi Jagung Total Total Padi Jagung Total Total Padi Jagung Total Total
(lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3/ha)
1 I 15 1,63 0,00 1,63 2.110,93 1,66 0,00 1,66 2.149,03 2,65 0,00 2,65 3.430,36 3,58 0,00 3,58 4.634,68
2 II 16 1,47 0,00 1,47 2.030,10 1,63 0,00 1,63 2.251,66 1,53 0,00 1,53 2.112,12 2,43 0,00 2,43 3.353,94
3 I 14 1,53 0,00 1,53 1.856,12 1,59 0,00 1,59 1.917,39 1,53 0,00 1,53 1.848,10 1,64 0,00 1,64 1.978,01
4 II 14 0,31 0,00 0,31 378,35 1,14 0,00 1,14 1.382,21 1,61 0,00 1,61 1.948,02 1,22 0,00 1,22 1.474,11
5 I 15 0,25 0,00 0,25 322,55 0,82 0,00 0,82 1.057,42 1,19 0,00 1,19 1.546,58 1,80 0,00 1,80 2.333,25
6 II 16 0,00 0,00 0,00 0,00 0,30 0,00 0,30 411,55 1,74 0,00 1,74 2.406,29 1,79 0,00 1,79 2.473,78
7 I 15 0,00 0,42 0,42 547,98 0,00 0,13 0,13 173,94 0,86 0,00 0,86 1.120,70 0,87 0,00 0,87 1.127,33
8 II 15 0,00 1,10 1,10 1.420,13 0,00 0,81 0,81 1.046,09 0,27 0,00 0,27 354,87 0,36 0,15 0,51 654,89
9 I 15 0,00 1,15 1,15 1.488,63 0,00 1,11 1,11 1.444,03 0,00 0,52 0,52 672,06 0,00 0,59 0,59 760,11
10 II 16 0,00 0,62 0,62 856,77 0,00 0,68 0,68 936,07 0,00 0,85 0,85 1.175,54 0,00 0,38 0,38 523,73
11 I 15 0,00 0,52 0,52 672,28 0,00 0,79 0,79 1.022,92 0,00 0,64 0,64 832,96 0,00 0,81 0,81 1.049,89
12 II 15 0,00 0,16 0,16 208,26 0,00 0,35 0,35 447,26 0,00 0,84 0,84 1.090,35 0,00 0,66 0,66 858,88
13 I 15 0,00 0,82 0,82 1.057,52 0,00 0,57 0,57 743,67 0,00 0,61 0,61 792,49 0,00 1,04 1,04 1.344,07
14 II 16 0,00 1,06 1,06 1.462,78 0,00 0,82 0,82 1.128,02 0,00 0,76 0,76 1.055,24 0,00 0,76 0,76 1.055,24
15 I 15 0,00 1,37 1,37 1.779,45 0,00 1,33 1,33 1.727,87 0,00 0,57 0,57 743,67 0,00 0,72 0,72 937,01
16 II 16 0,00 1,31 1,31 1.806,39 0,00 1,37 1,37 1.898,08 0,00 1,03 1,03 1.421,27 0,00 1,03 1,03 1.421,27
17 I 15 0,00 0,70 0,70 909,29 0,00 1,45 1,45 1.885,58 0,00 1,33 1,33 1.727,87 0,00 1,48 1,48 1.923,86
18 II 15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,70 0,70 909,29 0,00 1,53 1,53 1.981,29 0,00 1,53 1,53 1.981,29
19 I 15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,45 1,45 1.885,58 0,00 1,28 1,28 1.660,99
20 II 16 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,56 0,56 773,31 0,00 0,22 0,22 304,95
21 I 15 0,18 0,00 0,18 229,06 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
22 II 15 2,65 0,00 2,65 3.437,83 0,64 0,00 0,64 832,98 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
23 I 15 1,85 0,00 1,85 2.401,90 2,88 0,00 2,88 3.737,84 1,04 0,00 1,04 1.345,68 0,00 0,00 0,00 0,00
24 II 16 1,50 0,00 1,50 2.073,65 2,47 0,00 2,47 3.411,77 3,38 0,00 3,38 4.667,74 1,62 0,00 1,62 2.242,32
27049,97 30514,67 34932,09 34093,60
Oktober
Jumlah Kebutuhan Air Tanaman
Awal Tanam November I Awal Tanam November II Awal Tanam Desember I Awal Tanam Desember II
Hari
Padi Kedelai Total Total Padi Kedelai Total Total Padi Kedelai Total Total Padi Kedelai Total Total
(lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3/ha)
1 I 15 1,63 0,00 1,63 2.110,93 1,65 0,00 1,65 2.144,23 2,64 0,00 2,64 3.422,70 3,39 0,00 3,39 4.390,59
2 II 16 1,47 0,00 1,47 2.030,10 1,50 0,00 1,50 2.066,85 1,52 0,00 1,52 2.107,40 2,56 0,00 2,56 3.532,77
3 I 14 1,53 0,00 1,53 1.856,12 1,58 0,00 1,58 1.913,10 1,52 0,00 1,52 1.843,97 1,63 0,00 1,63 1.973,59
4 II 14 0,31 0,00 0,31 378,35 1,14 0,00 1,14 1.379,12 1,61 0,00 1,61 1.943,67 1,22 0,00 1,22 1.470,82
5 I 15 0,25 0,00 0,25 322,55 0,81 0,00 0,81 1.055,06 1,19 0,00 1,19 1.543,13 1,80 0,00 1,80 2.328,03
6 II 16 0,00 0,64 0,64 891,38 0,30 0,20 0,49 682,56 1,74 0,00 1,74 2.400,91 1,79 0,00 1,79 2.468,26
7 I 15 0,00 1,03 1,03 1.341,11 0,00 0,72 0,72 932,46 0,86 0,00 0,86 1.118,20 0,87 0,00 0,87 1.124,81
8 II 15 0,00 1,17 1,17 1.518,54 0,00 1,01 1,01 1.312,32 0,27 0,25 0,52 678,05 0,36 0,23 0,59 759,73
9 I 15 0,00 1,04 1,04 1.352,97 0,00 1,14 1,14 1.483,46 0,00 0,70 0,70 906,67 0,00 0,72 0,72 927,16
10 II 16 0,00 0,69 0,69 951,04 0,00 1,00 1,00 1.384,07 0,00 1,00 1,00 1.384,56 0,00 0,96 0,96 1.328,68
11 I 15 0,00 0,48 0,48 623,35 0,00 0,65 0,65 837,25 0,00 1,10 1,10 1.431,07 0,00 1,02 1,02 1.328,39
12 II 15 0,00 0,64 0,64 829,87 0,00 0,49 0,49 629,29 0,00 0,93 0,93 1.207,29 0,00 0,93 0,93 1.205,58
13 I 15 0,00 0,92 0,92 1.193,97 0,00 0,66 0,66 850,93 0,00 0,65 0,65 841,26 0,00 0,67 0,67 864,54
14 II 16 0,00 1,05 1,05 1.455,51 0,00 0,92 0,92 1.270,72 0,00 0,50 0,50 689,82 0,00 0,50 0,50 689,82
15 I 15 0,00 1,21 1,21 1.564,54 0,00 1,32 1,32 1.715,43 0,00 0,66 0,66 850,93 0,00 0,83 0,83 1.072,15
16 II 16 0,00 0,84 0,84 1.164,52 0,00 1,20 1,20 1.665,12 0,00 1,16 1,16 1.601,07 0,00 1,16 1,16 1.601,07
17 I 15 0,00 0,33 0,33 430,72 0,00 0,94 0,94 1.212,86 0,00 1,32 1,32 1.715,43 0,00 1,47 1,47 1.910,01
18 II 15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,33 0,33 429,75 0,00 1,34 1,34 1.738,11 0,00 1,34 1,34 1.738,11
19 I 15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,94 0,94 1.212,86 0,00 0,90 0,90 1.162,82
20 II 16 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,32 0,32 439,49 0,00 0,27 0,27 373,13
21 I 15 0,18 0,00 0,18 229,06 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
22 II 15 2,65 0,00 2,65 3.437,83 0,64 0,00 0,64 831,12 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
23 I 15 1,88 0,00 1,88 2.442,04 2,88 0,00 2,88 3.729,48 1,04 0,00 1,04 1.342,67 0,00 0,00 0,00 0,00
24 II 16 1,50 0,00 1,50 2.073,65 2,46 0,00 2,46 3.404,14 3,37 0,00 3,37 4.657,31 1,62 0,00 1,62 2.237,31
28.198,15 30.929,32 35.076,57 34.487,38
November
Jumlah Kebutuhan Air Tanaman
Awal Tanam November I Awal Tanam November II Awal Tanam Desember I Awal Tanam Desember II
Hari
Januari
Kedelai Jagung Total Total Kedelai Jagung Total Total Kedelai Jagung Total Total Kedelai Jagung Total Total
(lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3
/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3
/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3
/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (lt/dt/ha) (m3
/ha)
1 I 15 0,73 0,00 0,73 946,92 0,84 0,00 0,84 1.086,58 0,69 0,00 0,69 892,60 0,39 0,00 0,39 504,66
2 II 16 0,21 0,00 0,21 289,59 0,54 0,00 0,54 744,78 0,65 0,00 0,65 893,75 0,50 0,00 0,50 686,85
3 I 14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 -0,09 0,00 -0,09 -105,58 0,00 0,00 0,00 4,71
4 II 14 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,06 0,00 0,06 78,21 0,34 0,00 0,34 415,20
5 I 15 0,00 0,31 0,31 405,15 0,00 0,04 0,04 49,31 0,00 0,00 0,00 0,00 0,15 0,00 0,15 188,55
6 II 16 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
7 I 15 0,00 0,75 0,75 970,81 0,00 0,71 0,71 922,02 0,00 0,42 0,42 547,98 0,00 0,13 0,13 173,94
8 II 15 0,00 1,07 1,07 1.387,61 0,00 1,13 1,13 1.468,92 0,00 1,10 1,10 1.420,13 0,00 0,81 0,81 1.046,09
9 I 15 0,00 0,79 0,79 1.027,73 0,00 1,09 1,09 1.414,29 0,00 1,15 1,15 1.488,63 0,00 1,11 1,11 1.444,03
10 II 16 0,00 0,11 0,11 158,97 0,00 0,32 0,32 444,43 0,00 0,62 0,62 856,77 0,00 0,68 0,68 936,07
11 I 15 0,00 0,57 0,57 739,71 0,00 0,33 0,33 429,53 0,00 0,52 0,52 672,28 0,00 0,79 0,79 1.022,92
12 II 15 0,00 0,63 0,63 819,04 0,00 0,40 0,40 513,65 0,00 0,16 0,16 208,26 0,00 0,35 0,35 447,26
13 I 15 0,00 1,09 1,09 1.412,30 0,00 1,06 1,06 1.371,36 0,00 0,82 0,82 1.057,52 0,00 0,57 0,57 743,67
14 II 16 0,00 1,04 1,04 1.433,67 0,00 1,09 1,09 1.506,45 0,00 1,06 1,06 1.462,78 0,00 0,82 0,82 1.128,02
15 I 15 0,00 0,63 0,63 816,66 0,00 1,31 1,31 1.693,49 0,00 1,37 1,37 1.779,45 0,00 1,33 1,33 1.727,87
16 II 16 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,63 0,63 871,10 0,00 1,31 1,31 1.806,39 0,00 1,37 1,37 1.898,08
17 I 15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,70 0,70 909,29 0,00 1,45 1,45 1.885,58
18 II 15 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,70 0,70 909,29
24 II 16 0,54 0,00 0,54 748,86 0,43 0,00 0,43 595,22 0,21 0,00 0,21 287,92 0,00 0,00 0,00 0,00
11.754,95
Awal Tanam November I
Mei
Jumlah Kebutuhan Air Tanaman
Awal Tanam November II Awal Tanam Desember I Awal Tanam Desember II
F. Model Optimalisasi
Pada studi ini optimasi debit menggunakan program sederhana Ms.Excel. Adapun skema optimasi pemanfaatan sumber daya air daerah irigasi Uma Pungka seperti pada gambar di bawah :
Gambar 7 Skema aliran Embung Batu Payung dengan :
dengan :
IF = jumlah air yang masuk (inflow) ke Bendung,
P = sumur pompa,
IR = jumlah air untuk keperluan irigasi,
A = luas daerah irigasi,
OF =Outflow Bendung yang melewati spillway.
Debit outflow merupakan kelebihan debit setelah dimanfaatkan untuk irigasi serta Outflow dilewatkan melalui pelimpah.
1) Fungsi Tujuan
Pada studi ini fungsi tujuan yang akan dicapai adalah memaksimumkan keuntungan usaha tani daerah irigasi Umapungka. Fungsi tujuan dapat dirumuskan sabagai berikut :
Zmax =
∑
C x
Dengan :
Zmax = Fungsi tujuan (keuntungan maksimum hasil pertanian) (Rp/Ha) A = luas lahan yang diambil pada
musim tanam ke-n (Ha)
C = Variabel nilai keuntungan usaha tani musim tanam ke-n (Rp/Ha)
m = Musim tanam 1, 2, 3
n = sumber daya yang digunakan 1,2,3
Sumber air pertama = Bendung Umapungka (n = 1)
Sumber air kedua = sumur pampa SPS 26 (n = 2)
Sumber air ketiga = sumur pampa SPS 230 (n = 3)
Harga-harga parameter tersebut di atas adalah sebagai berikut:
a) Benefit irigasi untuk tanaman padi sumber air bendung adalah Rp17.076.200,- per ha
b) Benefit irigasi untuk tanaman padi sumber air sumur pompa adalah Rp 9.566.395,- per ha
c) Benefit irigasi untuk tanaman jagung menggunakan bendung adalah Rp14.426.000,- per ha
d) Benefit irigasi untuk tanaman jagung menggunakan sumur pompa adalah Rp12.385.123,- per ha
e) Benefit irigasi untuk tanaman kedelai menggunakan bendung adalah Rp4.097.000,- per ha
f) Benefit irigasi untuk tanaman kedelai menggunakan sumur pompa adalah Rp1.093.205,- per ha
Berikut rumus fungsi tujuan yang digunakan untuk masing-masing pola tanam pada penelitian ini adalah sebangai berikut :
1. Fungsi tujuan untuk pola tanam padi – jagung – jagung
Z = (17.076.200 x A11 + 9.566.395 x (A12 + A13)) + (14.426.000 x A21 + 12.385.123 x (A22 + A23)) + (14.426.000 x A31 + 12.385.123 x (A32 + A33))
2. Fungsi tujuan untuk pola padi – kedelai – kedelai
Z = (17.076.200 x A11 + 9.566.395 x (A12 + A13)) + (4.097.000 x A21 + 1.093.205 x (A22 + A23 )) + (4.097.000 x A31 + 1.093.205 x (A32 + A33))
3. Fungsi tujuan untuk pola kedelai – jagung -jagung
Z = (4.097.000 x A11 + 1.093.205 x (A12 + A13)) + (14.426.000 x A21 + 12.385.123 x (A22 + A23 )) + (14.426.000 x A31 + 12.385.123 x (A32 + A33))
2) Fungsi Kendala
Dalam analisa optimalisasi, sumber daya yang dianalisa tentu pada kondisi terbatas. Keterbatasan sumber daya yang akan tersedia inilah yang dijadikan sebagai fungsi kendala. Jadi fungsi kendala berisi tentang batasan-batasan dalam melakukan optimalisasi.
Dalam studi ini ada beberapa sumber daya yang tersediayang dibatasi diantaranya adalah volume air yang tersedia pada bendung dan sumur pompa, luas yang dapat ditanam. Voleme air yang masuk ke bendung sama dengan voleme yang keluar.
Fungsi kendala dari daerah irigasi Uma Pungka dapat dirumuskan sebagai berikut:
Luas lahan irigasi yang terpenuhi 1) Musim tanam I
A + A + A ≤ 87 2) Musum tanam II
4) A + A + A ≤ 87
a. Kebutuhan air irigasi tidak boleh lebih dari volume air yang tersedia pada bendung dan sumur pompa. Berikut rumas fungsi kendala keseimbangan air yang digunakan pada penelitian ini.
Irmn x Amn + Ofmn = Imn Dengan :
IR = Kebutuhan air irigasi (m³/dt/Ha) A = luas lahan yang diambil pada
musim tanam ke-n (Ha) m = musim tanam 1,2,3
n = sumber air yang digunakan 1,2,3 I = volume ketersediaan pada
masing-masing sumber (m³/dt)
untuk Q andalan 80% dari bendung umapungka dan debit optimum dari sumur pompa adalah:
1) Musim tanam I IR x A + OF ≤ I IR x A ≤ I IR x A ≤ I 2) Musim tanam II
IR x A + OF ≤ I IR x A ≤ I IR x A ≤ I 3) Musim tanam III
IR x A + OF ≤ I IR x A ≤ I IR x A ≤ I
untuk Q andalan 50% dari bendung umapungka dan debit optimum sumur pompa adalah:
1) Musim tanam I IR x A + OF ≤ I IR x A ≤ I IR x A ≤ I 2) Musim tanam II
IR x A + OF ≤ I IR x A ≤ I IR23x A23≤ I31
3) Musim tanam III IR31x A31+ OF31≤ I13
IR32x A32≤ I32
IR33x A33≤ I33
b. Nilai oflow bendung adalah lebih dari atau sama dengan nol maka persamaannya : OF11≥ 0
OF21≥ 0 OF31≥ 0
Sumber air daerah irigasi Uma Pungka yang dimanfaatkan untuk keperluan irigasi setelah dilakukan optimalisasi dengan menggunakan Solver, diperoleh hasil optimasi sebagai berikut.
G. Analisis Optimasi
Dalam analisi optimasi ini menggunakan program solver yang melibatkan unsur kebutuhan air irigasi dan data debit. Tabel 10 Hasil optimasi Bendung Uma Pungka keandalan 80% dan sumur pompa
pola tanam padi-jagung-jagung Keuntungan = Rp
1.868.953.273
Sumber : Hasil perhitungan
Tabel 11 Rekap optimasi dengan keandalan 80% dan sumur pompa
Sumber : Hasil perhitungan
B1 P1 P2 B1 P1 P2
261,00 1081105,92 40273,92 41149,44 32273,20 0,00 115,72 4,71 4,81 125,23 1081105,92 40273,92 41149,44 1162529,28 143,95% Periode
Luas Irigasi Terpenuhi Kebutuhan Air Terpenuhi Kebutuhan Air Terpenuhi
1 87,00 115,72 4,71 4,81 125,23 1.081.105,92 40.273,92 41.149,44 1.162.529,28 143,95% 2 87,00 99,96 4,26 4,36 108,58 1.081.105,92 40.273,92 41.149,44 1.162.529,28 124,80% 3 87,00 204,95 1,74 1,78 208,48 769.581,84 12.188,16 12.453,12 794.223,12 239,63%
padi - kedelai -kedelai kedelai -jagung -jagung
Luas Irigasi Terpenuhi
Luas Irigasi Terpenuhi
Total
Tabel 12 Rekap optimasi dengan keandalan 50% dan sumur pompa
Sumber : Hasil perhitungan
Berdasarkan Tabel 10untuk sistem pola tanam padi – jagung – jagung dengan luas daerah irigasi rencana 87 ha, hasil optimasi pada awal tanam Desember I dengan keandalan 80% menunjukkan bahwa intensitas tanam terjadi sebesar 143,95% selama satu tahun. Optimasi keandalan 80% digunakan inflow bendung dan debit sumur pompa pada semua musim tanam, sehingga luas daerah irigasi Uma Pungka yang dapat diairi adalah 33,63 ha dengan intensitas tanam 38,65% untuk MT I. Pada MT II luas daerah irigasi yang dapat diairi adalah 78,37 ha dengan intensitas tanam 90,08%. Sedangkan untuk MT III luas daerah irigasi yang dapat diairi adalah 13,23 ha dengan intensitas tanam 15,21%. Adapun keuntungan dari pola tanam padi – jagung – jagung dengan keandalan 80% sebesar Rp 1.868.953.273.
V. KESIMPULAN DAN SARAN A. Kesimpulan
Dari hasil yang diperoleh pada perhitungan dan pembahasan, maka dapat disimpulkan sebagai berikut :
1. Potensi air Bendung Uma Pungka rerata tahunan untuk Q80 = 0,03 m³/dt dan rerata tahunan Q50 = 0,05 m³/dt. Sedangkan potensi air sumur pompa SPS 26 adalah 0,0092 m³/dt dan SPS 230 adalah 0,0094 m³/dt.
2. Dari hasil perhitungan optimasi luas areal optimum yang terpenuhi dan keuntungan usaha tani didapatkan pola tanam yang sesuai dengan daerah irigasi Uma Pungka adalah palawijah (kedelai) – palawijah (jagung) – palawijah (jagung). 3. Berdasarkan hasil perhitungan,
kebutuhan air irigasi pola tanam padi – jagung – jagung awal tanam Desember I pada MT I sebesar 19.304,90 m³/ha, MT jagung MT I sebesar 2.046,91 m³/ha, MT
II sebesar 4.313,52 m³/ha dan MT III sebesar 6.986,68 m³/ha.
4. Dari hasil optimasi debit yang digunakan dari Bendung Uma Pungka untuk pola
5. Keuntungan maksimum yang diperoleh untuk sistem pola tanam padi – jagung – jagung, pada keandalan 80% diperoleh keuntungan maksimum selama satu tahun adalah Rp 1.868.953.273, dan pada keandalan 50% keuntungan maksimum selama satu tahun sebesar Rp 2.283.918.396. sistem pola tanam padi – kedelai – kedelai, pada keandalan 80% diperoleh keuntung maksimum selama satu tahun adalah Rp 853.183.519, dan pada keandalan 50% keuntung maksimum selama satu tahun sebesar Rp 1.164.596.055. untuk sistem pola tanam kedelai – jagung – jagung, pada keandalan 80% diperoleh
keuntungan maksimum Rp
2.101.750.209, dan pada keandalan 50% keuntungan maksimum selama satu tahun sebesar
1 87,00 146,31 2,41 2,46 151,18 1.421.314,86 28.218,24 28.831,68 1.478.364,78 173,77% 2 87,00 138,46 4,26 4,36 147,08 1.492.560,00 40.273,92 41.149,44 1.573.983,36 169,06% 3 87,00 217,62 1,74 1,78 221,15 858.133,20 12.188,16 12.453,12 882.774,48 254,19%
padi - kedelai -kedelai kedelai -jagung -jagung
Luas Irigasi Terpenuhi Luas Irigasi Terpenuhi
Selain kesimpulan yang telah dijabarkan diatas, beberapa saran yang diperlukan guna mendapatkan hasil yang lebih baik pada studi berikutnya :
1. Pelaksanaan pemberian air daerah irigasi harus diawasi secara baik dan benar, sehingga keberadaan bendung Uma Pungka bermanfaat secara maksimal.
2. Agar debit yang dihasilkan oleh sumur pompa dapat memenuhi kebutuhan air irigasi secara tepat, baik dalam jumlah dan waktu, maka diperlukan rencana pengoprasian pompa dan pembagian air yang efektif dan efesien.
3. Pada irigasi air tanah sebaiknya memperhatikan pemilihan jenis tanaman yang sesuai dengan kadar air tanah sehingga dapat memaksimlkan hasil petani.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim, 2014. Pedoman Penulisan Tugas Akhir, Mataram : Jurusan Teknik Sipil Universitas Mataram.
Anonim, 2010, Kriteria Perencanaan 01 Jaringan Irigasi, Dinas PU.
Anonim, 2013, Data Debit, Dinas kebinamargaan dan Pengairan, Sumbawa.
Anonim, 2012, Data Dan Informasi Pengelolaan Sumber Daya Air Wilayah Sungai
Lombok Dan Wilayah Sungai
Sumbawa, Balai Wilaya Sungai Nusa Tenggara I.
Anonim, 2016, Data Kependudukan Kabupaten Sumbawa, BPS Prov. NTB, Mataram. Anonim, 2013, Analisis Parameter Akuifer Bebas
Kota Pekanbaru Untuk
Keberlanjutan Air Bawah Tanah, Pekanbaru.
Anonim, 2013, Data Hujan, Dinas kebinamargaan dan Pengairan, Sumbawa.
Anonim, 2013, Peta adminitrasi kacamatan buer, BAPPEDA NTB, Mataram.
Anonim, 2013, Data Klimatologi, BMKG NTB, Lombok Barat.
Erawan., 2011, Optimasi Pemamfaatan Sumur pompa (Studi Kasus Pada Sumur Pompa Di Desa Watulawu Kacamatan
Pondidaha), Tugas Akhir, Jurusan
Agroteknologi Fakultas Pertanian univeritas haluoleo.
Firmansyah, 2016, Analisis Hidrologi Dan Optimasi Tampungann Embung Batu
Payung Kacamatan Pringgabaya
Kabupaten Lombok Timur, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Mataram.
Harto, Sri. B. R., Analisis hidrologi, PT. Gramedia Pustaka Utama, jakarta.
M.Bisri., 2012 , Air Tanah, UB Press, Malang. Mott MacDonald International Ltd, 1985,
Pandanduri-Swangi Dam and
Irrigation Development Pre-feasibility Update.
Nippon Koei Co.,Ltd, 1995, Additional Special Study On SSIMP (OECF Loan IP-343)
Sumbawa Water Resources
Development Study, P2AT.
Rani, 2018, Analisis Hidrologi Dan Optimasi Tampungann Embung Praya Barat Daya Kabupaten Lombok Tengah, Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Mataram. Soemarto, CD.,1986, Hidrologi Teknik, Usaha Nasional, Surabaya.
Sosrodarsono, S,. Takeda K., 1999, Hidrologi
Untuk Pengairan, PT. Pradnya
Paramitha, Jakarta.
Soewarno, 1995, Hidrologi, Aplikasi Metode Statistik untuk Analisa Data, Nova, Bandung.
Siswanto.1990. Sistem Komputer Manajemen
Lindo. Jakarta: PT. Elex Media
Komputindo.
