ANALISA EFISIENSI DAN OPTIMALISASI POLA TANAM PADA DAERAH IRIGASI
TIMBANG DELI KABUPATEN DELI SERDANG
Dina Novitasari Alhinduan1, Ivan Indrawan2
1Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1Kampus USU Medan
Email: dalhinduan@gmail.com
2Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1Kampus USU Medan
ABSTRAK
Irigasi merupakan komponen yang sangat penting guna meningkatkan produksi pertanian dalam rangka ketahanan pangan nasional dan kesejahteraan masyarakat. Daerah irigasi adalah suatu wilayah daratan yang kebutuhan airnya dipenuhi oleh sistem irigasi. Daerah Irigasi Timbang Deli dengan luas 520 ha dengan debit rencana 0,624 m3/s kebutuhan air irigasinya sebelumnya dipenuhi bangunan free intake dan sekarang dipenuhi oleh bangunan Bendung Sungai Ular. Untuk merencanakan pola tanam yang optimum memerlukan data hidrologi, klimatologi, topografi yang kemudian akan dianalisa untuk mendapatkan curah hujan efektif, evapotranspirasi, dan kebutuhan air irigasi. Dalam menentukan curah hujan regional digunakan metode rata-rata aljabar dengan data curah hujan 10 tahun dari tiga stasiun penakar hujan untuk mendapatkan nilai curah hujan efektif pada lokasi penelitian. Perhitungan Evapotranspirasi dilakukan dengan Metode Penman. Berdasarkan hasil analisis data curah hujan didapat curah hujan maksimum rata – rata terjadi di bulan Oktober sebesar 322 mm dan terendah terjadi di bulan Februari sebesar 129 mm. Dengan menggunakan 24 alternatif pola tanam didapat pola tanam optimum pada alternatif ke -18 dengan nilai NFR 2,68 mm/hari dan DR 0,33 lt/dt/ha dengan tingkat efisiensi 72,57%.
Kata kunci : Pola Tanam, Efisiensi Pemakaian Air
ABSTRACT
Irrigation is a very important component to improve agricultural production in the context of national food security and welfare of the community. Irrigation area is an area of land where water demand met by the irrigation system. Deli area with extensive irrigation Weigh 520 ha with the discharge 0.624 m3 / s before irrigation water needs met free intake building and the building is now filled by a Ular River dam. To plan the optimum cropping pattern requires data hydrology, climatology, topography which will then be analyzed to obtain effective precipitation, evapotranspiration, and irrigation water requirements. In determining the use of regional rainfall average algebraic method with 10 years of rainfall data from rain graduated three stations to get the value of effective rainfall at the study site. Calculation Method of Evapotranspiration done Penmann. Based on the analysis of rainfall data obtained maximum rainfall average occurs in October amounted to 322 mm and the lowest occurred in February by 129 mm. By using 24 alternative cropping patterns obtained optimum cropping pattern at the alternatives 18th with NFR value 2.68 mm / day and DR 0.33 lt / dt / ha with 72.57% efficiency rate.
1.
Pendahuluan
Latar Belakang
Irigasi adalah usaha penyediaan dan pengaturan air untuk menunjang pertanian yang jenisnya meliputi irigasi permukaan, irigasi rawa, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa, dan irigasi tambak. Irigasi dimaksudkan untuk mendukung produktivitas usaha tani guna meningkatkan produksi pertanian dalam rangka ketahanan pangan nasional dan kesejahteraan masyarakat, khususnya petani yang diwujudkan melalui keberlanjutan sistem irigasi.
Daerah Irigasi Timbang Deli (D.I. Timbang Deli) dilihat dari letak geografis, maka D.I Timbang Deli terletak pada posisi 3º30’– 3º31’ LU dan 98º55’–98º56’ BT, dengan luas 520 ha dengan debit rencana 0,624 𝑚3/s
(Dinas Pengairan Propinsi Sumatera Utara, 2006). Kebutuhan air irigasi pada D.I. Timbang Deli sebelumya dipenuhi oleh bangunan free intake yang terletak pada sisi kiri badan sungai. Sekarang kebutuhan air irigasi dipenuhi oleh adanya bangunan Bendung Sungai Ular yang berada pada sisi kiri Bendung yang memotong melalui bawah tanah dari sisi kanan ke sisi kiri badan Sungai Ular.
Perumusan Masalah
Permasalahan yang dibahas dalam analisa efisiensi dan optimalisasi pola tanam daerah irigasi Timbang Deli adalah :
Berapakah kebutuhan air irigasi untuk pola tanam optimum ?
Berapakah kebutuhan air irigasi yang berasal dari curah hujan dan dari pintu pengambilan ?
Apakah pintu pengambilan mampu dalam memenuhi kebutuhan air irigasi dengan pola tanam yang ada ?
Apakah dengan adanya bangunan bendung yang baru kebutuhan air irigasi terpenuhi sepanjang tahun ?
Apakah penggunaan air pada pola tanam optimum sudah efisien ?
Pembatasan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang ditulis di atas maka permasalahan dibatasi mencakup hal-hal sebagai berikut :
Penulisan tugas akhir dilakukan pada awal tahun 2013, dengan menggunakan data curah hujan dan klimatologi tahun 2002 sampai tahun 2011.
Hanya menghitung irigasi daerah Timbang Deli dengan luas layanan seluas 520 ha.
Menghitung curah hujan efektif dengan metode aljabar rata-rata.
Mencari pola tanam yang optimum.
Menghitung kebutuhan air irigasi terhadap pola tanam.
Menganalisa efisiensi sesudah adanya bendung baru dari pola tanam optimum.
Menghitung debit andalan dengan metode F.J.Mock.
Tujuan
Penulisan tugas akhir analisa efisiensi dan optimalisasi pola tanam daerah irigasi Timbang Deli ini bertujuan untuk :
Menganalisa kebutuhan air untuk irigasi dengan debit yang dapat disediakan oleh bangunan Bendung Sungai Ular.
Untuk mengetahui kebutuhan air optimum dan menentukan pola tanam terbaik untuk daerah irigasi tersebut.
Dapat mengetahui kehandalan pintu pengambilan dalam memenuhi kebutuhan air irigasi dengan pola tanam yang ada.
2.
Tinjauan Pustaka
Curah Hujan Efektif
Tidak semua curah hujan yang jatuh diatas tanah dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk pertumbuhannya, ada sebagian yang menguap dan mengalir sebagai limpasan permukaan. Air hujan yang jatuh diatas permukaan dapat dibagi menjadi dua, yaitu:
Curah hujan nyata, yaitu sejumlah air yang jatuh pada periode tertentu
Curah hujan efektif, yaitu jumlah air hujan yang jatuh pada suatu daerah atau petak sawah semasa pertumbuhan tanaman dan dapat dipakai untuk memenuhi kebutuhannya.
Adapun curah hujan efektif untuk tanaman palawija menurut KP-01 dipengaruhi oleh besarnya tingkat evapotranspirasi dan curah hujan daerah. Besaran curah hujan efektif harian dihitung dengan analisis pendekatan rumus (KP-01, 1986) sebagai berikut:
Untuk padi, Re = 70% x R80
Untuk palawija, Re = 70% x R50Efisiensi Irigasi
Hampir seluruh air irigasi berasal dari pembagian dari saluran-saluran dari reservoir. Kehilangan air terjadi ketika air berlebih. Efisiensi irigasi dapat dicari dengan menggunakan rumus:
C
E
=Wr
Wf
x 100 % dimana : Ec : efisiensi irigasiWf : jumlah air yang terdapat di areal persawahan
Wr : jumlah air yang tersedia yang berasal dari pintu pengambilan
Kebutuhan Air di Sawah
Kebutuhan air bersih disawah (NFR) dipengaruhi oleh faktor-faktor NFR seperti penyiapan lahan, pemakaian konsumtif, penggenangan, efisiensi irigasi, perkolasi dan infiltrasi, dengan memperhitungkan curah hujan efektif (Re). Bedanya kebutuhan pengambilan air irigasi (DR) juga ditentukan dengan memperhitungkan faktor efisiensi irigasi secara keseluruhan (e). Perhitungan kebutuhan air irigasi dengan rumus sebagai berikut:
NFR = Etc + P + WLR – Re (1)
DR = (NFR x A)/e (2) dimana:
NFR = kebutuhan air irigasi disawah (mm/hari) atau (lt/det/ha) DR = kebutuhan air di pintu pengambilan (lt/det/ha)
Etc = penggunaan konsumtif (mm/hari) P = perkolasi (mm/hari)
WLR = penggantian lapisan air (mm/hari) Re = curah hujan efektif
A = luas areal irigasi rencana (ha) e = efisiensi irigasi
Kebutuhan Penyiapan Lahan
Metode yang dapat digunakan untuk perhitungan kebutuhan air irigasi selama penyiapan lahan salah satunya adalah metode yang dikembangkan oleh van de Goor dan Zijlstra (KP-01,1968). Metode ini didasarkan pada laju air konstan dalam l/dt selama penyiapan lahan dan menghasilkan rumus berikut :
dimana :
LP = Kebutuhan air irigasi untuk pengolahan tanah (mm/hari)
M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang telah di jenuhkan (= Eo + P)
Eo = Evaporasi air terbuka (mm/hari) (= Eto x 1,10) P = Perkolasi (mm/hari)
T = Jangka waktu penyiapan lahan (hari)
S = Kebutuhan air, untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm, yakni 200 + 50 = 250 mm k = MT / S
e = bilangan Napier (2,7183) Kebutuhan Air untuk Komsimtif Tanaman
Untuk menghitung kebutuhan air untuk konsumtif tanaman digunakan persamaan empiris sebagai berikut : Etc = Kc x Eto (4) dimana :
Kc : Koefisien tanaman
Eto : Evapotranspirasi potensial (mm/hari) Etc : Evapotranspirasi tanaman (mm/hari)
Perkolasi
Laju perkolasi sangat bergantung pada sifat-sifat tanah. Dari hasil penyelidikan tanah pertanian dan penyelidikan kelulusan, besarnya laju perkolasi serta tingkat kecocokan tanah untuk pengolahan tanah dapat ditetapkan dan dianjurkan pemakaiannya. Guna menentukan laju perkolasi, tinggi muka air tanah juga harus diperhitungkan. Perembesan terjadi akibat meresapnya air melalui tanggul sawah. Laju perkolasi normal pada tanah lempung sesudah dilakukan genangan berkisar antara 1 sampai 3 mm/hari (KP – 01, 1986). Di daerah dengan kemiringan diatas 5 %, paling tidak akan ter terjadi kehilangan 5 mm/hari akibat perkolasi dan rembesan.
Pergantian Lapisan Air
1. Setelah pemupukan, usahakan untuk menjadwalkan dan mengganti lapisan air menurut kebutuhan.
2. Jika tidak ada penjadwalan semacam itu, lakukan penggantian sebanyak 2 kali, masing-masing 50 mm ( atau 3,3 mm/hari selama ½ bulan ) selama sebulan dan dua bulan setelah transplantasi.
Pola Tanam
Pada umumnya, pola tanam di suatu daerah irigasi harus di atur sedemikian rupa agar waktu panen dan menanam menjadi teratur. Pola tanam ialah susunan rencana penanaman berbagai jenis tanaman selama satu tahun. Terbatasnya persediaan air adalah alasan yang mempengaruhi penyusunan pola tanam dalam satu tahun (Suryadi, 2011).
3.
Hasil Dan Pembahasan
Setelah proses panelitian, diperoleh hasil sebagai berikut :
Tabel 1. Curah Hujan Regional DAS Sungai Ular
Curah hujan efektif didefenisikan sebagai bagian dari keseluruhan curah hujan yang secara efektif tersedia untuk kebutuhan air bagi tanaman. Besaran curah hujan efektif diprediksikan sebesar 70% dari curah hujan tengah bulanan dengan probabilitas 80%.
Tabel 2. Rekapitulasi Curah Hujan Efektif
Evapotranspirasi adalah kebutuhan dasar bagi tanaman yang harus dipenuhi oleh sistem irigasi yang bersangkutan untuk menjamin suatu tingkat produksi yang diharapkan.
Tahun Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sep Okt Nov Des 2002 212 80 120 171 179 134 192 109 440 255 192 91 2003 152 163 145 182 189 165 230 189 255 264 235 181 2004 134 303 234 243 178 133 205 190 343 377 227 208 2005 132 84 89 212 235 214 220 201 234 515 238 212 2006 124 164 111 267 266 149 99 137 223 264 150 278 2007 180 100 139 178 328 185 186 298 434 330 336 183 2008 164 109 229 222 217 116 282 235 298 318 379 174 2009 206 132 400 232 264 145 144 271 285 390 227 224 2010 284 47 197 128 137 176 209 248 159 159 377 206 2011 170 108 367 144 214 167 85 253 211 347 241 246 Rata-rata 176 129 203 198 221 158 185 213 288 322 260 200 No. Bulan Curah
Hujan Curah Hujan
No. Bulan Curah Hujan Curah Hujan Efektif padi Efektif
palawija Efektif padi
Efektif palawija 1 Januari 6,25 7,93 7 Juli 6,72 9,57 2 Februari 3,92 5,09 8 Agustus 8,82 10,97 3 Maret 5,60 9,19 9 September 10,41 13,30 4 April 7,98 9,89 10 Oktober 12,32 15,40 5 Mei 8,35 10,13 11 November 10,59 11,11 6 Juni 6,25 7,70 12 Desember 8,45 9,71
Tabel 3. Rekapitulasi Evapotranspirasi
No. Bulan
Evapotranspirasi
No. Bulan
Evapotranspirasi
(mm/hari) mm/bulan (mm/hari) mm/bulan
1 Jan 74,29 4,64 7 Juli 60,16 3,76 2 Feb 69,98 4,67 8 Agust 72,50 4,53 3 Mar 66,02 4,13 9 Sept 72,31 4,82 4 Apr 59,50 3,97 10 Okt 76,83 4,80 5 Mei 67,64 4,23 11 Nov 60,26 4,02 6 Juni 52,03 3,47 12 Des 63,79 3,99
Tabel 4. Rekapitulasi hasil Analisa Kebutuhan Air
Karena nilai NFR padi I dan padi II alternatif 18 terkecil maka, pola tanam optimum didapatkan jika pola tanam dimulai mengikuti alternatif 18 yaitu pola tanam dengan kebutuhan air irigasi terkecil.
Dari hasil analisa kebutuhan air irigasi yang dilakukan, maka didapatkan perencanaan pola tanam dengan kebutuhan air irigasi yang paling rendah yaitu dimulai dari September II. Berikut ini disajikan analisa kebutuhan air September II. Berdasarkan tabel analisa kebutuhan air diatas, maka didapat perencanaan Pola Tanam seperti berikut :
Sep Okt Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agust 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Gambar 3. Skema Pola Tanam Bulan Analisa kebutuhan Air NFR (mm/hari) Bulan Analisa kebutuhan Air NFR (mm/hari)
jan I Alt - 1 10,15 Juli I Alt- 13 5,56
II Alt - 2 10,15 II Alt- 14 5,56
Feb I Alt - 3 9,05 Ags I Alt- 15 4,04
II Alt - 4 7,95 II Alt- 16 4,04
Mar I Alt - 5 6,95 Sep I Alt- 17 2,68
II Alt - 6 6,95 II Alt- 18 2,68
Apr I Alt - 7 5,38 Okt I Alt- 19 2,98
II Alt - 8 5,38 II Alt- 20 2,98
Mei I Alt - 9 6,91 Nop I Alt- 21 5,1
II Alt - 10 6,91 II Alt- 22 5,1
Juni I Alt - 11 6,66 Des I Alt- 23 7,79
II Alt - 12 6,66 II Alt- 24 7,79
LP
Tabel 5. Efisiensi Irigasi ALT DR Debit Rencana Nilai Ket ALT DR Debit Rencana Nilai Ket (m3/dt) Konsultan (m3/dt) Efisiensi (%) (m3/dt) Konsultan (m3/dt) Efisiensi (%) 1 0,94 0,624 50,58 Efisien 13 0,51 0,624 17,54 Tidak Efisien 2 0,94 0,624 50,58 Efisien 14 0,51 0,624 17,54 Tidak Efisien 3 0,84 0,624 34,26 Tidak Efisien 15 0,62 0,624 0,71 Tidak Efisien 4 0,74 0,624 17,94 Tidak Efisien 16 0,62 0,624 0,71 Tidak Efisien 5 0,64 0,624 3,20 Tidak Efisien 17 0,25 0,624 60,27 Efisien 6 0,64 0,624 3,20 Tidak Efisien 18 0,17 0,624 72,57 Efisien 7 0,50 0,624 20,21 Tidak Efisien 19 0,28 0,624 55,80 Efisien 8 0,25 0,624 60,27 Efisien 20 0,28 0,624 55,80 Efisien 9 0,25 0,624 60,27 Efisien 21 0,47 0,624 24,28 Tidak Efisien 10 0,28 0,624 55,80 Efisien 22 0,47 0,624 24,28 Tidak Efisien 11 0,62 0,624 1,22 Tidak Efisien 23 0,72 0,624 15,61 Tidak Efisien 12 0,47 0,624 24,28 Tidak Efisien 24 0,72 0,624 15,61 Tidak Efisien
4.
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan
1. Dari Analisis Data Curah Hujan didapat curah hujan maksimum rata – rata terjadi di bulan Oktober sebesar 322 mm dan minimum terjadi di bulan Februari sebesar 129 mm.
2. Berdasarkan hasil analisa dengan menggunakan 24 alternatif pola tanam didapat nilai NFR ( Net Farm Ratio) yang terkecil (optimum) yaitu sebesar 2,68 mm/hari, dimana alternatif yang digunakan adalah alternatif ke-18 dengan awal Land Preparation pada periode September II.
3. Debit rencana di Pintu Pengambilan sebesar 0,624 m3/dt memenuhi nilai DR pada pola tanam optimum yaitu sebesar 0,171 m3/dt.
4. Dari tabel perhitungan efisiensi didapat nilai efisiensi pada pola tanam opimum sebesar 72,57%.
5. Nilai debit andalan maksimum didapat pada bulan Januari sebesar 102,58 m3/dt dan debit minimum andalan pada bulan Juni sebesar 47,31 m3/dt. Nilai debit dengan probabilitas terpenuhi 80% dalam 10 tahun adalah 45,04 m3/dt.
Saran
1. Berdasarkan hasil perhitungan curah hujan 10 tahun terakhir idealnya periode tanam untuk irigasi dilakukan pada pertengahan September.
2. Untuk mendapatkan keuntungan yang maksimum maka sebaiknya memakai pola tata tanam Padi – Padi – Kedelai alternatif 18.
DAFTAR PUSTAKA
Dept. Pekerjaan Umum. 1989. Metode Perhitungan Debit Banjir SK SNI M-18-1989-F. Bandung: Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan.
Dep. PU, Dit. Jen. Sumber Daya Air, Dinas Pengairan Propinsi Sumatera Utara, 2006. Design Report of Modification Design Work for Rehabilitation for Ular River Flood Control and Improvement of Irrigation Project Volume-I: Main Report. Medan.
Dirjend. Pengairan Dept. Pekerjaan Umum. 1986. Standar Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanaan Bagian Jaringan Irigasi (KP-01). Bandung: CV. Galang Persada.
Hariatama, Adean. 2012. Analisa Optimalisasi Pola Tanam pada Daerah Irigasi Namu Rambe Kabupaten Deli Serdang. Medan: USU.
Pasandaran, Effendi. 1991. Irigasi di Indonesia (Berstrategi dan Pengembangan editor Effendi Pasandaran). Jakarta: LP3ES.
Soemarto, C.D. 1986. Hidrologi Teknik. Surabaya: Penerbit Usaha Nasional. Soemarto, C.D. 1995. Hidrologi Teknik. Jakarta: Penerbit Erlangga.
