kondisi tanah dalam zona tidak jenuh yang terletak diantara permukaan tanah dengan permukaan air tanah,
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 mmhari KP – 01, 1986. Di daerah dengan kemiringan diatas 5 , paling tidak akan ter terjadi kehilangan 5 mmhari akibat
perkolasi dan rembesan.
2.5.7 Pergantian Lapisan Air
a. Setelah pemupukan, usahakan untuk menjadwalkan dan mengganti lapisan air menurut kebutuhan.
b. Jika tidak ada penjadwalan semacam itu, lakukan penggantian sebanyak 2 kali, masing-masing 50 mm atau 3,3 mmhari selama ½ bulan selama
sebulan dan dua bulan setelah transplantasi.
2.6. Analisa Keseimbangan Air Neraca Air
Proses siklus air pada suatu daerah untuk periode tertentu terdapat hubungan keseimbangan antara aliran masuk inflow dan aliran keluar outflow.
Hubungan antara ketersediaan air untuk berbagai macam sektor harus terjadi
keseimbangan, hubungan keseimbangan disebut “Neraca kebutuhan dan ketersediaan air” sering disebut juga dengan “Neraca Air” atau water balance.
Konsep neraca air pada dasarnya menunjukkan keseimbangan antara jumlah air yang masuk ke, yang tersedia di, dan yang keluar dari sistim sub-
sistem tertentu, seperti yang ditunjukkan dalam gambar berikut ini :
MASUKAN I KELUARAN O
Gambar 2.6. Skema Neraca Air
I = O ± ΔS.........................................................................................2.6a
dimana: I = masukan inflow;
O = keluaran outflow; ΔS = perubahan tampungan change of storage.
Perumusan dari neraca air ketersediaan dan kebutuhan adalah : Q
ketersediaan
– Q
kebutuhan
= ΔS..............................................................2.6b
dimana: Q
ketersediaan
= Total ketersediaan debit m
3
detik Q
kebutuhan
= Total kbutuhan debit m
3
detik ΔS= Perubahan kuantitas air m
3
detik
2.7. Pola Tanam
Pada umumnya, pola tanam di suatu daerah irigasi harus di atur sedemikian rupa agar waktu panen dan menanam menjadi teratur. Pola tanam
SISTEM
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. Agar kebutuhan pengambilan puncak dapat dikurangi, maka areal irigasi
harus dibagi-bagi menjadi sedikitnya tiga atau empat golongan. Hal ini dilakukan agar bisa mendapatkan luas lahan tanam maksimal dari debit yang tersedia.
Perencanaan golongan dilakukan dengan cara membagi lahan tanam dengan masa awal tanam yang berbeda. Langkah ini ditempuh dengan alasan tidak
mencukupinya jumlah kebutuhan air apabila dilakukan penanaman secara serentak atau bisa juga dengan asumsi apabila tidak turunnya hujan untuk
beberapa saat ke depan. Termasuk juga dikarenakan keterbatasan dari sumber daya manusianya maupun bangunan pelengkap yang ada.
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Analisis yang dilakukan pada tugas akhir ini meliputi beberapa tahapan penyelesaian, yaitu :
Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Daerah Irigasi Timbang Deli terletak di Kabupaten Deli Serdang Propinsi Sumatera Utara, tepatnya 3º30’– 3º31’ LU dan
98º55’–98º56’ BT, dengan luas 520 ha. Peta lokasi studi diperlihatkan pada gambar 3.1.
Gambar 3.1. Peta Lokasi
Gambar 3.2. Peta Topografi
Gambar 3.3. Peta DAS
Gambar 3.4. Peta Wilayah Administrasi DAS
Uraian Tahapan Penelitian 3.2.1. Survey Lapangan
Survey lapangan yang dilakukan bertujuan untuk peninjauan dan identifikasi keadaan sebenarnya dari irigasi di D.I Timbang Deli sehingga nanti
dapat dibandingkan dengan hasil analisis secara teoritis. Kegiatan ini juga disertai dengan pengambilan dokumentasi di lokasi studi. Pengambilan data dilapangan
ini diperlukan sebagai kondisi awal dan kondisi batas untuk pelaksanaan penelitian ini.
3.2.2. Studi Literatur
Studi literatur dilakukan dengan mengumpulkan dan mempelajari buku, serta referensi-referensi yang akan digunakan sebagai dasar dalam penelitian.
Setiap pekerjaan yang berhubungan dengan sumber daya air, analisis hidrologi, dan pola tanam mutlak diperlukan untuk memperoleh gambaran kondisi hidrologi
suatu daerah serta mendukung pembuatan keputusan. Salah satu parameter hidrologi yang penting dalam suatu pekerjaan terkait sumber daya air adalah debit
air. Data-data yang diperlukan didapat dari Dinas Pengairan Propinsi Sumatera Utara, Kantor Irigasi dan Rawa I, dan dari pihak terkait yang berhubungan dengan
pembahasan.
3.2.3. Pengumpulan Data Sekunder
Adapun data sekunder yang diperlukan dalam penelitian ini meliputi : 1. Data klimatologi
2. Data Hidrologi
3. Data penunjang lain yang relevan dengan penelitian
Analisa Hidrologi
Setelah dilakukan pengumpulan data maka data-data yang di peroleh dianalisa dengan analisis hidrologi, yang meliputi:
1. Curah hujan efektif 2. Evapotranspirasi
3. Kebutuhan air irigasi 4. Debit Andalan
3.4. Bagan Alir Pengerjaan Penelitian
Secara keseluruhan penelitian dan penulisan skripsitugas akhir ini dapat dilihat pada gambar berikut :
Gambar 3.5. Bagan Alir Pengerjaan Penelitian
Studi Literatur
Pengumpulan Data Lokasi Penelitian
Dat a Klim at ologi Dat a Irigasi
Dat a Hidrologi
Perhit ungan Curah Hujan
Perhit ungan Debit Andalan
Perhit ungan Evapot ranspirasi
Kesimpulan dan Saran Pola Tanam
Perhit ungan Air Irigasi
SELESAI M ULAI
3.5. Langkah-langkah Pengerjaan Studi
Untuk menyelesaikan skripsi ini hingga mencapai maksud maupun tujuan yang diharapkan, maka tahapanprosedur perhitungan yang dilakukan dalam
studi ini dengan merujuk dari data-data yang dibutuhkan adalah sebagai berikut :
3.5.1. Curah Hujan Efektif
Curah hujan efektif diartikan sebagai curah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk memenuhi kehilangan air akibat evapotranspirasi tanaman,
perkolasi dan lain-lain. Jumlah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman tergantung pada jenis tanaman. Data berasal dari data curah hujan yang tercatat di
stasiun hujan yang berdekatan atau berada dalam cakupan areal irigasi tersebut. Besaran curah hujan efektif diprediksikan sebesar 70 dari curah hujan tengah
bulanan dengan probabilitas 80 untuk tanaman padi dengan bentuk persamaan
KP-01, 1986 berikut :
=
,
............................................................................... 3.5a
dimana : R
eff
= Curah hujan efektif mm R
80
= Data curah hujan tengah bulanan dengan probabilitas terlampaui 80 mm
Untuk tanaman palawija, curah hujan efektif dihitung dengan persamaan berikut :
=
,
............................................................................. 3.5b Dimana :
R
eff
= hujan efektif tanaman palawija mm, R50 = hujan rancangan dengan probabilitas 50 mm.
3.5.2. Evapotranspirasi
Untuk memperoleh besarnya jumlah air yang ditranspirasikan dalam satu satuan waktu untuk penanaman tanaman hijau, yang tumbuh merata serta tidak
pernah mengalami kekurangan air. Dalam menentukan jumlah air memakai metode Penman modifikasi, berdasarkan keadaan-keadaan meteorologi seperti:
a. Temperatur b. Sinar matahari radiasi
c. Kelembapan d. Kecepatan angin
3.5.3. Kebutuhan Air Irigasi
Besarnya kebutuhan air di petak persawahan dipengaruhi oleh banyaknya air yang dibutuhkan tanaman untuk tumbuh, banyaknya air yang diperlukan untuk
pengolahan tanah, rembesan, penguapan dan juga dipengaruhi oleh besarnya curah hujan yang jatuh tidak sama setiap waktu. Kebutuhan air irigasi untuk padi
dihitung berdasarkan Standar Perencanaan Irigasi KP-01 1986 dengan faktor- faktor berikut :
A. Pengolahan tanah, penyiapan lahan dan koefisien tanaman B. Penggunaan konsumtif
C. Perkolasi D. Pergantian lapisan air
E. Curah hujan efektif
A. Pengolahan Tanah, Penyiapan Lahan dan Koefisien Tanaman
Setiap jenis tanaman membutuhkan pengolahan tanah yang berbeda-beda. Pengolahan tanah untuk padi membutuhkan air irigasi yang lebih banyak, karena
padi akan memerlukan tanah dengan tingkat kejenuhan yang baik dan dalam keadaan tanah yang lunak dan gembur. Pengolahan tanah ini dilakukan antara 20
sampai dengan 30 hari sebelum masa tanam. Minggu pertama sebelum kegiatan penanaman dimulai, petak sawah diberi air secukupnya untuk melunakkan
tanahnya. Biasanya dilakukan dengan membajak atau mencangkul sawah. Kebutuhan air untuk pengolahan tanah dipengaruhi oleh proses evapotranspirasi
potensial yang terjadi, sebagaimana dirumuskan. Besarnya nilai suatu Koefisien tanaman tergantung dari umur dan jenis
tanaman yang ada. Koefisien tanaman ini merupakan faktor yang dapat digunakan untuk mencari besarnya air yang habis terpakai untuk tanaman untuk masa
pertumbuhannya. Besarnya koefisien tanaman ini akan mempengaruhi besarnya kebutuhan air untuk tanaman.
B. Penggunaan Konsumtif
Penggunaan konsumtif dihitung dengan rumus berikut : ETc = Kc x ETo
dimana : ETc = evapotranspirasi tanaman, mm hari
Kc = Koefisien tanaman ETo = evapotransirasi tanaman acuan, mm hari
C. Perkolasi
Laju perkolasi sangat bergantung kepada sifat-sifat tanah. Pada tanah- tanah lempung berat dengan karakteristik pengelolahan puddling yang baik, laju
perkolasi dapat mencapai 1-3 mm hari. Pada tanah-tanah yang lebih ringan; laju perkolasi bisa lebih tinggi.
D. Pergantian Lapisan Air
a. Setelah pemupukan, usahakan untuk menjadwalkan dan mengganti lapisan air menurut kebutuhan
b. Jika tiak 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.
E. Curah Hujan Efektif
Curah hujan data berasal dari data curah hujan yang tercatat di stasiun hujan yang berdekatan atau berada dalam cakupan areal irigasi tersebut. Besaran
curah hujan efektif diprediksikan sebesar 70 dari curah hujan tengah bulanan dengan probabilitas 80.
3.5.4. Efisiensi Irigasi
Efisiensi irigasi adalah angka perbandingan dari jumlah air irigasi nyata yang terpakai untuk kebutuhan pertumbuhan tanaman dengan jumlah air yang keluar
dari pintu pengambilan intake. Efisiensi irigasi terdiri atas efisiensi pengaliran yang pada umumnya terjadi di jaringan utama dan efisiensi di jaringan sekunder
yaitu dari bangunan pembagi sampai petak sawah. Efisiensi irigasi didasarkan asumsi sebagian dari jumlah air yang diambil akan hilang baik di saluran maupun
di petak sawah. Kehilangan air yang diperhitungkan untuk operasi irigasi meliputi kehilangan air di tingkat tersier, sekunder dan primer. Besarnya masing-masing
kehilangan air tersebut dipengaruhi oleh panjang saluran, luas permukaan saluran,
keliling basah saluran dan kedudukan air tanah.
Besarnya nilai efisiensi irigasi ini dipengaruhi oleh jumlah air yang hilang selama di perjalanan. Efisiensi kehilangan air pada saluran primer, sekunder dan
tersier berbeda-beda pada daerah irigasi. Besarnya kehilangan air di tingkat saluran primer 80, sekunder 90 dan tersier 90. Sehingga efisiensi irigasi
total = 90 x 90 x 80 = 65 .
3.5.5. Perhitungan Debit
Setiap pekerjaan yang berhubungan dengan sumber daya air, analisis hidrologi mutlak diperlukan untuk memperoleh gambaran kondisi hidrologi suatu
daerah serta mendukung pembuatan keputusan. Salah satu parameter hidrologi yang penting dalam suatu pekerjaan terkait sumber daya air adalah debit air.
Dalam perhitungan debit, keterbatasan ketersediaan data seringkali membuat kita mencari alternatif untuk mengetahui besar debit air di sungai. Salah
satunya adalah dengan analisis data hujan. Analisis dengan data hujan pun sering harus didukung oleh pengamatan debit langsung di lapangan. Untuk itu, perlu
dilakukan survei hidrometri. Dalam pengerjaan studi ini, perhitungan debit andalan berdasarkan pada
data debit yang tersedia dari hasil pengukuran di lapangan. Dimana untuk keperluan irigasi akan dicari debit andalan dengan tingkat keandalan sebesar 80
. Hal ini berarti resiko adanya debit debit yang lebih kecil dari debit andalan sebesar 20 . Langkah awal untuk menentukan debit andalan yaitu dengan
mengurutkan debit yang ada dari nilai terbesar hingga terkecil. Dengan n merupakan banyaknya tahun pengamatan dan m merupakan debit dengan
kemungkinan tak terpenuhi sebesar 20 .
3.5.6. Analisa Keseimbanngan Air Neraca Air
Perhitungan neraca air merupakan salah satu cara dalam upaya untuk mencari salah satu komponen jumlah air dalam suatu sistem, yaitu dengan
diperhitungkan jumlah air yang keluar dari sistem tersebut dikurangi dengan jumlah air yang keluar dari sistem harus sama dengan tampungan yang tersimpan
dalam sistem tersebut. Yang tepenting dari keseimbangan air adalah bagaimana cara pengaturan sejumlah air yang ada dalam tampungan sehingga akan
didapatkan pengairan maksimal.
3.5.7. Perencanaan Pola Tanam
Dengan adanya keterbatasan persediaan air, maka pengaturan pola tanam dan jadwal tanam perlu dilaksanakan untuk dapat mengurangi banyaknya air yang
diperlukan, dengan kata lain efisiensi dalam pemakaian air untuk irigasi dapat ditingkatkan.
Dalam mencari besarnya kebutuhan air untuk irigasi tanaman, dilakukan analisa kebutuhan air yang dipengaruhi oleh faktor pengolahan tanah,perkolasi,
curah hujan efektif, evapotranspirasi, efisiensi irigasi, koefisien tanaman serta faktor lainnya yang telah dibahas sebelumnya.
Proses penanaman padi mulai dari saat penanaman benih sampai panen memakan waktu empat bulan. Setelah panen dilaksanakan maka proses
penanaman dan pola tanam diganti dengan pola tanam palawija pada areal yang telah panen, sementara pada areal lainnya dilakukan pola tanam padi dengan
memulai melakukan penyemihan benih padi. Sebelum penyemihan tersebut dilaksanakan, dilakukan pemulihan lahan pertanian terlebih dahulu dengan
rentang waktu ± 2 bulan. Pada umumnya perioda yang diperlukan setiap petakan sawah untuk pengolahan tanah dari mulai air diberikan sampai siap tanam
adalah sekitar 30 hari. Sebagai suatu pegangan biasanya sekitar 1,5 bulan diperlukan untuk menyelesaikan pengolahan tanah disuatu petak tersier. Pada
beberapa kasus dimana alat dan mesin mekanisasi tersedia dalam jumlah yang cukup, perioda tersebut dapat diperpendek sampai sekitar 1 bulan. Kemudian hal
tersebut berulang sesuai dengan pembagian jatah air irigasi yang telah disepakati bersama oleh para petani setempat.
Ketersedian dan kecukupan air pada D.I Timbang Deli sangat penting dijaga untuk mendukung pertumbuhan tanaman sehingga tanaman dapat tumbuh
dengan normal sampai pada saat panen terjadi. Dan untuk mencegah terjadinya peluapan air pada areal persawahan ketika terjadinya banjir, maka saluran tersier
yang membawa air menuju petak sawah akan ditutup dan limpahan banjir akan dibawa melalui saluran utama dan dibuang pada setiap bangunan pelimpas yang
berada pada setiap jarak ± 1 km di saluran irigasi. Pembagian kelompokgolongan dimana saat awal dimulainya pengolahan
tanah untuk tanaman padi musim hujan berbeda, dimaksudkan agar puncak kebutuhan air lebih kecil dari pada tanpa golongan serentak.
BAB IV
ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1
Analisa Curah Hujan
Data hujan yang diperoleh dari 3 tiga stasiun penakar hujan, yaitu St. Pagar Merbau, St. Bangun Purba dan St. Tiga Runggu, digunakan untuk
menghitung curah hujan regional untuk DAS Sungai Ular Metode yang digunakan adalah metode rata-rata aljabar. Hasil perhitungan
dapat dilihat pada Tabel 4.1. Tabel 4.1.Curah Hujan Regional DAS Sungai Ular
Tahun Jan
Feb M ar
Apr M ei
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 Rat a-rat a
176 129
203 198
221 158
185 213
288 322
260 200
Sumber : Perhit ungan
Dari hasil perhitungan di atas, terlihat bahwa curah hujanmaksimum rata- rata terjadi di bulan Oktober sebesar 322 mm dan terendah terjadi di bulan
Februari sebesar 129 mm.
Berikut adalah grafik curah hujan rata-rata selama 10 tahun. Grafik 4.1. Curah Hujan Rata-rata
4.2 Curah Hujan Efektif
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.
Untuk menghitung curah hujan efektif diperoleh dengan mengurutkan data curah hujan bulanan dari yang terbesar hingga terkecil. Besarnya probabilitas
diperoleh dari nomor urut sampel yang telah diurutkan dari terbesar hingga terkecil.
50 100
150 200
250 300
350
Jan Feb M ar
Apr M ei
Juni Juli
Agst Sep
Okt Nov Des
Curah Hujan Rata-rata
Curah Hujan Rat a-rat a
Tabel 4.2. Curah Hujan Efektif
Nomor Urut Jan
Feb M ar
Apr M ei
Juni Juli
Agst Sep
Okt Nov
Des Prob
1
284 303
400 267
328 214
282 298
440 515
379 278
10 2
212 164
367 243
266 185
230 271
434 390
377 246
20 3
206 163
234 232
264 176
220 253
343 377
336 224
30 4
180 132
229 222
235 167
209 248
298 347
241 212
40 5
170 109
197 212
217 165
205 235
285 330
238 208
50 6
164 108
145 182
214 149
192 201
255 318
235 206
60 7
152 100
139 178
189 145
186 190
234 264
227 183
70 8
134 84
120 171
179 134
144 189
223 264
227 181
80 9
132 80
111 144
178 133
99 137
211 255
192 174
90 10
124 47
89 128
137 116
85 109
159 159
150 91
100 R-80
134,0 84,0
120,0 171,0
179,0 134,0
144,0 189,0
223,0 264,0
227,0 181,0
R-eff m m 93,8
58,8 84,0
119,7 125,3
93,8 100,8
132,3 156,1
184,8 158,9
126,7 R-eff padi
mm hari 6,3
3,9 5,6
8,0 8,4
6,3 6,7
8,8 10,4
12,3 10,6
8,4 R-eff m m
119,00 76,30
137,90 148,40
151,90 115,50
143,50 164,50
199,50 231,00
166,60 145,60
R-eff palaw ijamm hari
7,93 5,09
9,19 9,89
10,13 7,70
9,57 10,97
13,30 15,40
11,11 9,71
Analisa pada tabel 4.2 diperoleh dengan menggunakan perhitungan sebagai berikut:
Contoh perhitungan dipakai R-80 = 134 untuk bulan Januari.
R-eff padi =
80 15
1 70
,
R x
x
R-eff palawija =
50 15
1 70
,
R x
x
=
134 15
1 70
, x
x
=6,3 mmhari =
170 15
1 70
, x
x
=7,93mmhari
Rekapitulasi hasil perhitungan curah hujan efektif dapat dilihat pada tabel 4.3dibawah ini :
Tabel 4.3. Rekapitulasi Curah Hujan Efektif
No. Bulan
Curah Hujan
Curah Hujan Efekt if
padi Efekt if palawija
1 Januari
6,25 7,93
2 Februari
3,92 5,09
3 M aret
5,60 9,19
4 April
7,98 9,89
5 M ei
8,35 10,13
6 Juni
6,25 7,70
7 Juli
6,72 9,57
8 Agust us
8,82 10,97
9 Sept ember
10,41 13,30
10 Okt ober
12,32 15,40
11 November
10,59 11,11
12 Desember
8,45 9,71
4.3 Evapotranspirasi
