Profil Lokasi Saluran Faktor Faktor yang mempengaruhi Kekasaran Saluran Bahan Penyusun Permukaan Basah Saluran

27 HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Profil Lokasi Saluran

Letak geografis daerah Namu Sira-sira berada pada kisaran 3’ 31’ LU dan 98’ 27’ BT. Mencakup empat bagian kecamatan yaitu kecamatan Sei Bingei, Kecamatan Kuala, Kecamatan Selesai dan Kecamatan Binjai Selatan. Kecamatan yang paling luas mendapat pelayanan dari irigasi Namu Sira-sira adalah Kecamatan Sei Bingei. Desa Namu Ukur Utara merupakan salah satu desa yang terdapat di Kecamatan Sei Bingei Kabupaten Langkat berada pada ketinggian 75 meter di atas permukaan laut. Keadaan suhu rata-rata di desa ini berkisar antara 25º - 32º Celcius, curah hujan rata-rata 800 mm tahun. Desa Namu Ukur Utara merupakan salah satu desa yang dialiri oleh jaringan irigasi Namu Sira Sira. Luas lahan sawah di desa ini sekitar 1142 Ha. Desa Namu Ukur Utara berjarak 3 km dari ibu kota kecamatan Sei Bingei dan 25 km dari ibu kota kabupaten Langkat, yaitu kota Stabat dan 32 km dari ibu kota provinsi Sumut, dengan jumlah penduduk sebanyak 4.958 jiwa, terdiri dari 2.446 jiwa laki-laki dan 2.512 jiwa perempuan, dengan 1.325 KK. Secara administratif, desa Namu Ukur Utara berbatasan dengan wilayah sebagai berikut: Sebelah Utara : Desa Pasar IV Sebelah Selatan : Desa Durian Lingga Sebelah Timur : Desa Pasar VIII dan desa Namu Trasi Sebelah Barat : Desa Namu Ukur Selatan dan Sei Bingei Universitas Sumatera Utara

B. Faktor Faktor yang mempengaruhi Kekasaran Saluran Bahan Penyusun Permukaan Basah Saluran

Dari Pengamatan yang telah dilakukan bahan Penyusun Permukaan dapat diperlihatkan pada Tabel 4. Tabel 4. Bahan Penyusun Permukaan Basah Saluran Tersier Lokasi Bahan Penyusun Permukaan Saluran Tersier 1 Tanah, Pasir, Kerikil Halus, Pecahan Batu Saluran Tersier 2 Tanah, Pasir, Kerikil Halus Saluran Tersier 3 Tanah, Pasir, Kerikil Halus Dari Tabel 4 dapat ditunjukkan bahwa, selain tanah terdapat material seperti kerikil maupun pecahan batu di dalam saluran. Secara teori bahwa, dengan adanya material seperti kerikil maupun pecahan batu maka akan menimbulkan efek hambatan. Apabila material ini dibersihkan dari ketiga saluran yang diteliti maka akan mengurangi nilai hambatankekasaran saluran. Menurut Chow 1997, dari Tabel 1 mengenai nilai kekasaran saluran berdasarkan bahan pembentuk, apabila saluran dibersihkan dari kerikil halus, maka akan mengurangi kekasaran sebesar 0,004, dikarenakan nilai kekasaran untuk bahan pembentuk tanah yaitu 0,020 dan untuk kerikil halus 0,024, sehingga selisih dari kedua nilai hambatan itu merupakan efek dari hambatan kerikil halus itu. Begitu juga dengan material batu pecah maupun kerikil kasar, apabila dibersihkan dari saluran maka akan mengurangi efek hambatan sebesar 0,005 dan 0,008. Vegetasi Vegetasi dapat juga tumbuh di dalam dan di tepi saluran Irigasi tersier. Dari hasil pengamatan, vegetasi yang dapat tumbuh di tepi saluran Irigasi Tersier diantaranya yaitu rumput. Universitas Sumatera Utara Tabel 5. Jenis vegetasi yang tumbuh di tepi saluran Lokasi Vegetasi Saluran Tersier 1 Rumput Saluran Tersier 2 Rumput Saluran Tersier 3 Rumput Sifat Fisik Tanah Saluran Tersier Tektur Tanah Hasil analisis tekstur tanah pada 3 saluran tersier di Desa Namu Ukur Utara Daerah Irigasi Namu Sira-sira Kecamatan Sei Bingei Kabupaten Langkat dapat dilihat pada Tabel 6. Tabel 6. Hasil Analisis Tektsur Tanah No Fraksi Tekstur Tanah Lokasi Pasir Debu Liat 1 Dalam Saluran 1 90,56 2,56 6,88 Pasir Tepi Saluran 1 74,56 20 5,44 Lempung Berpasir 2 Dalam Saluran 2 82,56 10,56 6,88 Pasir Berlempung 3 Tepi Saluran 2 Dalam Saluran 3 Tepi Saluran 3 52,56 80,56 50,56 34 12,56 38 13,44 6,88 11,44 Lempung Berpasir Pasir Berlempung Lempung Dari Tabel 6 dapat dilihat bahwa tanah pada bagian dalam saluran 1 bertekstur pasir, bagian tepi saluran 1 bertekstur lempung berpasir, bagian dalam saluran 2 bertekstur pasir berlempung, bagian tepi saluran 2 bertekstur lempung berpasir dan bagian dalam saluran 3 bertekstur pasir berlempung, bagian tepi saluran 3 bertekstur lempung. Tekstur tanah ditentukan dengan menggunakan segitiga USDA. Perbedaan tekstur di masing-masing lokasi disebabkan oleh kandungan fraksi yang berbeda di setiap lokasinya. Secara umum tekstur tanah pada bagian dalam saluran dengan bagian tepi saluran berbeda, hal ini disebabkan oleh faktor kecepatan aliran air di dalam saluran yang menyebabkan pengendapan ataupun penggerusan yang memberi efek bertambah ataupun berkurangnya salah satu fraksi tanah di dalam saluran yang mengalami pengendapan ataupun Universitas Sumatera Utara penggerusan. Menurut Bazak 1999 Kecepatan aliran kritis adalah kecepatan aliran yang tidak menimbulkan pengendapan maupun penggerusan di saluran, secara matematis dirumuskan dalam Persamaan 6. Di dalam saluran terjadi pengendapan yang diakibatkan oleh kecepatan aliran rata-rata lebih kecil dari kecepatan aliran kritis sehingga tanah mampu menahan terjadinya penggerusan, demikian pula sebaliknya. Jumlah fraksi pasir yang berada di dalam saluran lebih besar daripada jumlah fraksi pasir yang berada di tepi saluran. Hal ini disebabkan karena massa pasir lebih besar daripada massa debu maupun liat, sehingga fraksi pasir yang tertinggal di banding yang lain. Pasir memiliki luas permukaan yang kecil setiap gramnya sehingga kemampuan menyimpan air dan zat hara rendah tetapi daya hantar air cepat. Berbeda dengan tanah liat yang memiliki permukaan yang lebih luas setiap gramnya sehingga tanah liat memiliki kemampuan menyimpan air dan hara tanaman tinggi sedangkan daya hantar air lambat dan sirkulasi udara kurang lancar. Sama halnya seperti tanah debu yang mempunyai kapasitas besar untuk untuk menyimpan air. Tanah dengan kapasitas terbesar untuk menahan air melawan tarikan gravitasi adalah tanah liat Foth, 1994. Bahan Organik Hasil analisis bahan organik tanah pada 3 saluran tersier di desa Namu Ukur Utara Daerah Irigasi Namu Sira-sira Kecamatan Sei Bingei Kabupaten Langkat dapat dilihat pada Tabel 7. Universitas Sumatera Utara Tabel 7. Hasil Analisa Bahan Organik No Lokasi C-Organik Bahan Organik 1 Dalam Saluran 1 0,70 1,21 Tepi Saluran 1 1,40 2,41 2 Dalam Saluran 2 0,60 1,03 3 Tepi Saluran 2 Dalam Saluran 3 Tepi Saluran 3 1,11 1,40 1,50 1,91 2,41 2,59 Dari Tabel 7 dapat dilihat bahwa kandungan bahan organik tanah di bagian dalam untuk saluran 1, 2 dan 3 lebih kecil dari bagian tepinya. Hal ini dapat disebabkan oleh faktor vegetasi yang tumbuh di tepi saluran seperti yang diperlihatkan pada Tabel 7. Menurut Foth 1994, adanya tanaman akan meningkatkan akumulasi bahan organik pada tanah karena sisa-sisa tanaman akan diurai oleh jasad renik menjadi bahan organik. Kerapatan Massa Bulk Density Pengukuran kerapatan massa tanah pada 3 saluran tersier di Desa Namu Ukur Utara Daerah Irigasi Namu Sira-Sira Kecamatan Sei Bingei Kabupaten Langkat dapat dilihat pada Tabel 8. Tabel 8. Hasil Analisa Kerapatan Massa Bulk Density No Lokasi Kerapatan Massa gcm 3 1 Dalam Saluran 1 0,89 Tepi Saluran 1 0,67 2 Dalam Saluran 2 0,91 3 Tepi Saluran 2 Dalam Saluran 3 Tepi Saluran 3 0,77 0,92 0,70 Dari Tabel 8 dapat dilihat hasil pengukuran kerapatan massa yang berbeda antara tepi saluran dan dasar saluran, dimana nilai kerapatan massa di dasar ketiga saluran lebih besar dibandingkan dengan di tepi ketiga saluran. Menurut Hardjowigeno 2003 Tanah yang lebih padat mempunyai bulk density yang lebih besar. Bulk density dilapangan tersusun atas tanah-tanah mineral yang umumnya Universitas Sumatera Utara berkisar 1,0 – 1,6 gcm 3 . Tanah organik memiliki nilai bulk density yang lebih rendah, misalnya dapat mencapai 0,1 – 0,9 gcm 3 Kerapatan Partikel Particle Density . Kerapatan massa tanah dipengaruhi oleh kandungan bahan organik. Semakin besar kandungan bahan organik pada tanah maka kepadatan tanah akan berkurang sehingga kerapatan massa tanahnya semakin kecil. Hal ini sesuai dengan literatur Foth 1994 yang menyatakan adanya kandungan bahan organik pada tanah akan memperbaiki sifat fisik, kimia dan biologi tanah seperti meningkatkan total ruang pori pada tanah dan menurunkan kepadatan tanah. Berdasarkan kandungan bahan organik tanah yang tertera pada Tabel 3 dapat dilihat bahwa kandungan bahan organik tanah pada ketiga tepi saluran lebih besar daripada di dasar saluran, oleh karena itu ketiga tepi saluran menjadi kurang padat. Kurang padatnya tanah pada tepi saluran mengakibatkan kerapatan massanya menjadi rendah dibandingkan dengan dasar saluran. Menurut Hardjowigeno 2007 adanya bahan organik akan menyebabkan tanah menjadi gembur sehingga menurunkan kepadatan tanah. Kerapatan massa merupakan petunjuk kepadatan tanah dimana semakin padat suatu tanah maka akan semakin tinggi kerapatan massanya, artinya semakin sulit meneruskan air atau ditembus oleh akar. Pengukuran kerapatan partikel tanah pada 3 saluran tersier di Desa Namu Ukur Utara Daerah Irigasi Namu Sira-Sira Kecamatan Sei Bingei Kabupaten Langkat dapat dilihat pada Tabel 9. Universitas Sumatera Utara Tabel 9. Hasil Analisa Kerapatan Partikel Particle Density No Lokasi Kerapatan Partikel gcm 3 1 Dalam Saluran 1 2,94 Tepi Saluran 1 2,87 2 Dalam Saluran 2 2,69 3 Tepi Saluran 2 Dalam Saluran 3 Tepi Saluran 3 2,48 2,96 2,70 Dari Tabel 9 dapat dilihat bahwa nilai kerapatan partikel pada ketiga saluran berbeda, baik di tepi maupun di dasar saluran. Tepi ketiga saluran memiliki nilai kerapatan partikel yang lebih kecil dibandingkan yang ada di dasar saluran, karena nilai kerapatan massa tepi saluran juga lebih kecil dibandingkan dengan dasar saluran. Menurut Hanafiah 2005 Bulk density sangat berhubungan dengan particle density, jika particle density tanah sangat besar maka bulk density juga besar. Hal ini dikarenakan partikel density berbanding lurus dengan bulk density. Dari Tabel 8 diperoleh nilai kerapatan massa pada bagian tepi ketiga saluran lebih rendah dibandingkan dengan bagian dasar saluran. Sehingga dapat dilihat pada Tabel 9 bahwa nilai kerapatan partikel bagian tepi ketiga saluran lebih rendah daripada dasar saluran. Besarnya nilai kerapatan partikel dipengaruhi oleh kandungan bahan organik pada tanah. Semakin besar nilai kandungan bahan organik maka semakin rendah nilai kerapatan partikel. Hal ini sesuai dengan pernyataan Sarief 1986 bahwa dengan adanya kandungan bahan organik pada tanah maka nilai berat jenis butir menjadi lebih rendah. Pada Tabel 7 dapat dilihat bahwa kandungan bahan organik dasar saluran lebih kecil dibandingkan tepi saluran, sehingga kerapatan partikel dasar saluran lebih besar dari tepi saluran. Menurut Hanafiah 2005 jumlah bahan organik dalam tanah mempengaruhi kerapatan partikel tanah. Universitas Sumatera Utara Dengan adanya bahan organik maka nilai particle density-nya semakin kecil. Fraksi pasir memiliki ukuran pori yang lebih besar sehingga kerapatan partikelnya rendah. Hal ini lah yang menyebabkan kerapatan partikel di dalam saluran lebih besar dibandingkan bagian tepi saluran. Porositas Tanah Nilai porositas tanah pada 3 saluran tersier di Desa Namu Ukur Utara Daerah Irigasi Namu Sira-Sira Kecamatan Sei Bingei Kabupaten Langkat dapat dilihat pada Tabel 10. Tabel 10. Hasil Analisa Porositas Tanah No Lokasi Porositas 1 Dalam Saluran 1 70 Tepi Saluran 1 77 2 Dalam Saluran 2 66 3 Tepi Saluran 2 Dalam Saluran 3 Tepi Saluran 3 69 69 74 Dari Tabel 10 diperoleh bahwa porositas tanah di tepi saluran lebih besar daripada di dasar saluran. Besarnya nilai porositas tanah berbanding terbalik terhadap kerapatan massa. Menurut Nurmi, dkk 2009 nilai bulk density berbanding terbalik dengan ruang pori total tanah. Dapat dilihat pada Tabel 8 bahwa nilai kerapatan massa bagian dalam saluran lebih besar dibanding dengan bagian tepi saluran. Sehingga porositas bagian tepi saluran lebih besar daripada bagian dalam saluran. Persamaan yang digunakan untuk menentukan nilai porositas yaitu f= ρs-ρb ρs =1- ρb ρs . Dari persamaan tersebut maka nilai porositas berbanding terbalik dengan kerapatan massa dengan asumsi nilai kerapatan partikel tetap. Dilihat dari nilai porositasnya, tepi saluran 2 memiliki nilai paling besar sehingga lebih mudah Universitas Sumatera Utara untuk meloloskan air. Sedangkan dasar saluran 1 memiliki nilai porositas yang paling kecil sehingga kemampuan untuk meloloskan air akan lebih kecil juga. Bahan organik tanah mempengaruhi nilai kerapatan massa dan kerapatan partikel sehingga juga mempengaruhi nilai porositas tanah. Bahan organik tanah memiliki hubungan yang berbanding terbalik dengan kerapatan massa dan kerapatan partikel, dimana semakin tinggi kandungan bahan organik tanah akan menyebabkan kepadatan tanah berkurang dan meningkatkan volume tanah sehingga nilai kerapatan massa dan kerapatan partikel tanah akan semakin kecil, sedangkan porositas tanah semakin besar. Hal ini sesuai dengan literatur Israelsen and Hansen 1962 yang menyatakan bahwa bahan organik sangat mempengaruhi nilai kerapatan massa dan kerapatan partikel tanah, semakin besar kandungan bahan organik maka kerapatan massa dan kerapatan partikelnya akan semakin kecil, begitu juga sebaliknya. Hal tersebut dikarenakan kandungan bahan organik yang besar akan meningkatkan volume tanah menjadi lebih besar. Kandungan bahan organik tanah pada tepi saluran lebih besar dari dasar saluran Tabel 7, mengakibatkan nilai kerapatan massa dan kerapatan partikel pada tepi saluran lebih kecil dibandingkan dasar saluran Tabel 10. Sehingga untuk nilai porositas tanah pada tepi saluran lebih besar dibandingkan dengan porositas tanah pada dasar saluran. Ketidakteraturan Saluran Dari Pengamatan yang telah dilakukan bahwa, ketiga saluran tersier di saluran memiliki penampang yang tidak teratur.Dimana keliling basah, ukuran dan bentuk di sepanjang saluran menunjukkan ketidakteraturan. Hal ini ditandai dengan Luas penampang di hulu dan di hilir saluran berbeda. Pada dasarnya Universitas Sumatera Utara saluran tersier tanah yang dibuat para Petani penampangnya umumnya berbentuk persegi maupun persegi panjang dan bentuknya teratur sesuai dengan yang diinginkan, namun dikarenakan faktor penggerusan dan pengendapan yang terjadi di dalam saluran itu, menyebabkan beberapa bagian saluran tergerus maupun terkumpul sedimen dan menjadi tidak teratur. Menurut Chow 1997, pada saluran alam, ketidakteraturan seperti ini biasanya diperlihatkan dengan adanya alur alur pasir, gelombang pasir, cekungan dan gundukan, lubang lubang dan tonjolan di dasar saluran keadaan seperti Chow 1997 paparkan di dalam literaturnya terdapat pada ketiga saluran. Tabel 11 menunjukkan ketidakteraturan saluran tersier berdasarkan luas penampang saluran. Tabel 11. Luas Penampang di hulu dan hilir ketiga saluran Lokasi Luas Penampang Hulu m 2 Hilir m 2 Saluran Tersier 1 0,057 0,055 Saluran Tersier 2 0,103 0,091 Saluran Tersier 3 0,100 0,058 Dari Tabel 11 diatas memperlihatkan bahwa Luas penampang basah di hulu pada ketiga saluran lebih besar daripada di hilir. Hal ini menunjukkan bahwa pada daerah hulu tersier terjadi penggerusanerosi pada permukaan tanah saluran, sehingga sedimen sedimen yang terangkut akibat proses penggerusan di bagian hulu mengendap ataupun berhenti di bagian hilir, dan endapan inilah yang mengurangi luas dari penampang saluran. Semakin tidak teratur suatu saluran makaakan meningkatkan efek hambatan, maka untuk itu diperlukan konservasi ataupun metode untuk membuat saluran irigasi tersier tetap rapi, diantaranya dengan proses pemadatan tanah dan merangkai saluran dengan menggunakan semen yang dapat dibentuk sesuai dengan keinginan sehingga hambatan di dalam saluran menjadi lebih kecil. Universitas Sumatera Utara Penggerusan dan Pengendapan Faktor utama yang menyebabkan penggerusan dan pengendapan di saluran adalah kecepatan aliran rata rata dan kecepatan aliran kritis. Kecepatan Aliran Rata rata v Besar kecepatan aliran rata-rata untuk ketiga saluran di Desa Namu Ukur Utara Daerah Irigasi Namu Sira-Sira Kecamatan Sei Bingei Kabupaten Langkat yang belum dipangkas vegetasinya dapat dilihat pada Tabel 13, sedangkan kecepatan aliran rata-rata untuk ketiga saluran sesudah dipangkas dapat dilihat pada Tabel 14. Tabel 13. Hasil Pengukuran Kecepatan Aliran Rata-Rata pada saluran tersier bervegetasi No Lokasi Debit Rata-Rata m 3 Kecepatan Rata-Rata mdet det 1 Saluran 1 3,54 x 10 0,064 -3 2 3 Saluran 2 Saluran 3 6,94 x 10 -3 9,53 x 10 0,072 0,132 -3 Tabel 14. Hasil Pengukuran Kecepatan Aliran Rata-rata pada saluran bervegetasi setelah dipangkas No Lokasi Debit Rata-Rata m 3 Kecepatan Rata-Rata mdet det 1 Saluran 1 3,99 x 10 0,073 -3 2 3 Saluran 2 Saluran 3 8,05 x 10 -3 11,48 x 10 0,084 0,160 -3 Dari Tabel 13 dan Tabel 14 dapat dilihat bahwa kecepatan aliran air pada saluran akan bertambah besar setelah vegetasi yang tumbuh di saluran tersier tersebut dipangkas. Ini berarti bahwa vegetasi juga mempengaruhi nilai kekasaran saluran, dimana apabila ada vegetasi yang tumbuh di saluran tersebut akan menghambat laju aliran air sehingga menjadi lebih lambat, ketika vegetasi tersebut dipangkas maka akan mengurangi faktor yang menghambat laju aliran air sehingga debit air semakin besar karena debit berbanding lurus dengan aliran air. Universitas Sumatera Utara Kecepatan Aliran Kritis v No Besar kecepatan aliran kritis saluran 1, 2 dan saluran 3 di Desa Namu Ukur Utara Daerah Irigasi Namu Sira-Sira Kecamatan Sei Bingei Kabupaten Langkat dapat dilihat pada Tabel 15. Tabel 15. Hasil Pengukuran Kecepatan Aliran Kritis Lokasi Kedalaman Air m Kecepatan Aliran Kritis mdet 1 Saluran 1 0,12 0,141 2 3 Saluran 2 Saluran 3 0,106 0,15 0,130 0,162 Dari Tabel 15 dapat disimpulkan bahwa, kedalaman air saluran mempengaruhi besarnya kecepatan kritis, semakin tinggi kedalaman air maka akan semakin tinggi nilai kecepatan kritisnya. Kecepatan aliran kritis merupakan kecepatan aliran yang diharapkan pada saluran irigasi karena saat air mengalir dengan kecepatan sebesar kecepatan kritisnya maka tidak akan terjadi pengendapan di dasar saluran maupun penggerusan di tepi saluran sehingga efisiensi penyaluran air tidak berkurang. Terjadinya penggerusan atau pengendapan di saluran ditentukan melalui hubungan perbandingan kecepatan aliran rata-rata dan kecepatan aliran kritis m. Menurut Basak 1999 jika m = 1 maka tidak terjadi pengendapan atau penggerusan, jika m 1 terjadi penggerusan di tepi saluran dan jika m 1 terjadi pengendapan didalam saluran. Hasil penelitian menunjukkan nilai m 1 pada saluran 1, 2 dan saluran 3, baik pada saluran yang belum dipangkas vegetasinya Tabel 16 maupun pada saluran yang sudah dipangkas vegetasinya Tabel 17. Hal ini menunjukkan bahwa pada ketiga saluran terjadi pengendapan. Universitas Sumatera Utara Tabel 16. Nilai m pada saluran tersier bervegetasi sebelum dipangkas Lokasi Kecepatan Aliran rata rata vms Kecepatan Aliran Kritis v Kedalaman Air m ms m Saluran 1 Saluran 2 Saluran 3 0,064 0,072 0,132 0,141 0,130 0,162 0,12 0,106 0,15 0,459 0,554 0,815 Tabel 17. Nilai m pada saluran tersier bervegetasi setelah dipangkas Lokasi Kecepatan Aliran rata rata vms Kecepatan Aliran Kritis v Kedalaman Air m ms M Saluran 1 Saluran 2 Saluran 3 0,073 0,084 0,160 0,141 0,130 0,162 0,12 0,106 0,15 0,517 0,646 0,988

C. Rancangan Saluran Debit Aliran