11 Cara ini adalah cara yang paling teliti, tetapi cukup sulit pembuatannya. Pada
umumnya digunakan untuk hujan tahunan, karena terlalu banyak variasinya, sehingga isohyet akan berubah-ubah.
Hujan rata-rata di daerah aliran dirumuskan sebagai berikut :
R = A
1,2
. R
1,2
+ A
2,3
. R
2,3
+ ... + A
n,n+1
. R
n,n+1
……………………………2.3 A A
A
Dimana :
A
n,n+1
= Luas antara isohyet I
n
, dan isohyct I
n+1
, R
n,n+1
= Tinggi hujan rata-rata antara isohyet I
n
, dan Isohyet I
n+1
2.1.3 Perhitungan Curah Hujan Effektif Reff
Besarnya curah hujan yang terjadi dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan air, sehingga dapat memperkecil debit yang diperlukan dari pintu
pengambilan. Mengingat bahwa jumlah curah hujan yang turun tersebut tidak semuanya dapat dipergunakan untuk tanaman dalam melangsungkan kehidupannya,
maka disini perlu diperhitungkan dan dicari curah hujan effektif yang merupakan
besarnya angka kebutuhan air yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman.
Curah hujan effektif Reff ditentukan berdasarkan besarnya R-80 yang merupakan curah hujan yang besarnya dapat dilampaui sebanyak 80 atau dengan
kata lain dilampauinya 8 kali kejadian dari 10 kali kejadian. Dengan kata lain bahwa besarnya curah hujan yang terjadi lebih kecil dari R80 mempunyai kemungkinan
hanya 20.
12 Ada berbagai cara untuk mencari curah hujan effektif ini yang telah
dikembangkan oleh berbagai ahli, diantaranya ialah:
1. Cara Empiris
Harza Engineering Comp. Int. menghitung besarnya curah hujan effektif berdasarkan R80 = Rainfall equal or exceeding in 8 years out of 10 years. Bila
dinyatakan dengan rumus adalah sebagai berikut :
R80=n5+ 1 …….……………………………..…………………………………2.4
Dimana : Reff = R80 = Curah hujan efektif 80 mmhari
n5 + I = Rangking curah hujan effektif dihitung dan curah hujan terkecil n = Jumlah data
2. Cara Statistik
Dengan menghitung probabilitas curah hujan effektif yang 80 disamai atau dilampaui. Metode yang dapat dipakai antara lain adalah dengan metode Gumbel,
Hazen, dan Log Pearson tipe III. Dalam tugas akhir ini perhitungan curah hujan effektif menggunakan cara
empiris yang digunakan oleh Harza Engineering Comp.Int. Pemilihan cara ini disebabkan data yang tersedia dapat dimasukkan ke dalam perhitungan rumus
tersebut dan tidak ada batasan-batasan khusus terhadap data yang ada. Wiramihardja Sadeli, Hidrologi Pertanian, hal 51, Himpunan Mahasiswa ITB
13
2.2 PERHITUNGAN KLIMATOLOGI
2.2.1 Umum
Karakteristik hidrologi suatu daerah sebagian besar ditentukan oleh keadaan geologi dan geografinya, iklim mempunyai peranan penting dalam penentuan
karakteristik tersebut. Yang termasuk dalam data meteorologi antara lain : Temperatur udara, kelembaban udara, kecepatan angin dan lama penyinaran
matahari. 1. Temperatur
Suhu atau temperatur udara adalah salah satu variabel yang mempengaruhi besarnya hujan. evaporasi dan transpirasi. Yang biasa disebut suhu udara atau
temperatur adalah suhu yang diukur dengan termometer yang diletakkan pada sangkar meteorologi. Data temperatur udara dinyatakan dalam derajat celsius °C’.
derajat Fahrenheit °F atau derajat absolut yang merupakan data temperatur rata-rata harian.
2. Kelembaban, Humidity Udara sangat mudah menyerap air dalam bentuk uap air, hal ini tergantung
dari temperatur udara dan airnya. Temperatur udara makin besar maka makin banyak yang dapat mengisi udara dan hal ini akan berlangsung terus menerus sampai terjadi
suatu keseimbangan dimana udara jenuh air, dan penyerapan air tidak banyak. Adanya air yang terkandung dalam udara inilah yang disebut sebagai kelembaban
udara.
14 Alat yang digunakan untuk mengukur kelembaban udara dan hasil
pengukuran dinyatakan dalam persen . Kelembaban udara yang mutlak jarang dijumpai. yang ada adalah kelembaban udara nisbi atau relatif yang merupakan
perbandingan antara tekanan uap air dan tekanan uap jenuh. 3. Angin
Yang disebut arah angin adalah arah dari mana angin bertiup. Untuk penentuan arah angin ini digunakan lingkaran arah angin dan pencatat angin.
Angin sebagai udara yang bergerak merupakan faktor yang sangat berpengaruh dalam proses-proses hidrometeorologi. Angin cukup berpengaruh dalam
proses penguapan dan dalam memproduksi hujan. Kecepatan angin diukur dengan anemometer dimana kecepatan anginnya dinyatakan dalam kmjam, miljam, mdt
atau knots. 4. Penyinaran Matahari Suns Shine
Jumlah jam selama matahari bersinar disebut jam penyinaran matahari. Jumlah jam penyinaran yang terjadi dalam sehari adalah tetap yang tergantung pada
musim dan jarak lintang ke kutub. Lama penyinaran relatif suns shine adalah perbandingan antara jumlah jam
dengan jam penyinaran yang mungkin terjadi dalam satu hari. Makin besar harga perbandingan ini, makin baik keadaan cuaca. Lama penyinaran matahari dapat diukur
dengan menggunakan alat yang disebut scbagai Camphell Stokes Recorder atau Suns Shine Recorder. Dalam pengukuran data lama penyinaran matahari biasanya
dinyatakan dalam persen .
15
2.2.2 Evapotranspirasi
Peristiwa berubahnya air menjadi uap dan bergerak dari permukaan tanah dan permukaan air ke udara disebut evaporasi penguapan. Transpirasi adalah proses
dimana tanaman menghisap air dari dalam tanah dan menguapkannya ke udara sebagai uap. Peristiwa yang terjadi secara bersama-sama antara transpirasi dan
evaporasi disebut evapotranspirasi. Faktor-faktor yang mempengaruhi evapotranspirasi adalah suhu air, suhu
udara, kelembaban, kecepatan angin, tekanan udara, sinar matahari dan lain-lain yang saling berhubungan satu sama lain.
Besamya evaporasi yang terjadi pada tanaman dihitung berdasarkan metode Penmann yang telah dimodifikasi. Dalam hal ini dipakai cara FAO yang dalam
perumusannya adalah sebagai berikut:
Eto = c. [W. Rn + 1-W. f u. ea-ed] ........................................................2.5
dimana : Eto
= Evapotranspirasi acuan mmhari c
= Faktor koreksi terhadap perbedaan cuaca antara siang dan malam W
= Faktor koreksi temperatur terhadap radiasi fu
= Faktor pengaruh kecepatan angin kmhari Rn
= Radiasi netto mmhari ea
= Tekanan uap jenuh mbar ed
= Tekanan uap nyata mbar
16 ea – ed = Perbedaan antara tekanan uap jenuh pada temperatur rata-rata udara
dengan tekanan rata-rata air di udara yang sebenarnya ed
= RH x ea = Tekanan uap nyata mbar, dimana RH = Kelembaban relatif
fu = 0,271 +u100 = Fungsi kecepatan angin, dimana
u = Kecepatan angin kmjam
1 -w = Faktor pembobot, dimana w Faktor pemberat
Rs = 0,25 + 0,5 . nN. Ra = Radiasi gelombang pendek, dimana
Ra = Radiasi Extra Teresterialmmhari
nN = Rasio Lama penyinaran
N = Lama penyinaran rnaksimum
Rns = Rs . 1-
α = Radiasi netto gelombang pendek, dimana α = 0,25 fT’
= σ . T
4
= Fungsi Temperatur fed
= 0,33- 0,044 . ed
0,5
= Fungsi tekanan uap nyata fnN
= 0,1 + 0,9 . nN = Fungsi rasio lama penyinaran Rnl
= fT’ . fed . fnN = Radiasi netto gelombang panjang
Rn = Rns – Rnl = Radiasi netto
Rumus Penmann didasarkan atas anggapan bahwa suhu udara dan permukaan air rata-rata adalah sama.
17
2.3 Analisa Debit Andalan
Debit andalan dependable discharge adalah besarnya debit yang tersedia sepanjang tahun dengan resiko kegagalan yang telah diperhitungkan. Dalam studi ini,
penentuan debit andalan menggunakan metode tahun dasar perencanaan basic year dimana debit yang diandalkan adalah debit yang pernah terjadi pada tahun yang lalu.
Tahapan yang digunakan untuk menentukan besarnya debit andalan adalah sebagai berikut:
1. Data debit tahunan rata-rata diurutkan dari besar ke kecil
2. Dari data debit tahunan yang telah diurutkan tersebut, dicari probabilitas
untuk tiap-tiap debit 3.
Dari hasil perhitungan no. 2, kemudian dicari besarnya debit andalan yang dibutuhkan. Debit andalan dihitung berdasarkan data debit yang telah tercatat
dengan periode yang memadai.
2.3.1 Debit Andalan Metode DR. F.J. Mock
Dengan metode Water Balance dari DR.F.J Mock dapat diperoleh suatu estimasi empiris untuk mendapatkan debit andalan. Metode ini didasarkan pada
parameter data hujan, evapotranspirasi dan karakteristik DAS setempat. Untuk mendapatkan debit bulanan, pada pertimbangan hidrologi daerah irigasi digunakan
metode Dr. F.J. Mock dengan langkah-langkah sebagai berikut : 1.
Hitung Evapotranspirasi Potensial 2.
Hitung Limitted Evapotranspirasi
18 3.
Hitung Water Balance 4.
Hitung Aliran Dasar dan Limpasan Langsung
a. Data Curah Hujan
Data curah hujan digunakan adalah curah hujan efektif bulanan yang berada dalam DPS. Stasiun curah hujan yang dipakai adalah stasiun yang dianggap mewakili
kondisi hujan di daerah tersebut.
b. Evapotranspirasi Terbatas Et
Evapotranspirasi terbatas adalah evapotranspirasi aktual dengan mempertimbangkan kondisi vegetasi dan permukaan tanah serta frekwensi curah
hujan. Untuk menghitung evapotranspirasi terbatas diperlukan data : 1.
Curah hujan tengah bulanan P 2.
Jumlah hari hujan tengah bulanan n 3.
Jumlah permukaan kering setengah bulanan d, dihitung dengan asumsi bahwa tanah dalam suatu hari hanya mampu menahan air 12 mm dan selalu menguap
sebesar 4 mm. Exposed surface m, ditaksir berdasarkan peta tata guna lahan, atau dengan
asumsi. m = 0 untuk lahan dengan hutan lebat
m = 0 pada akhir musim hujan dan bertambah 10 setiap bulan kering untuk lahan sekunder.
19 m = 10 - 40 untuk lahan yang tererosi
m = 20 - 50 untuk lahan pertanian yang diolah Secara matematis evapotranspirasi terbatas dirumuskan sebagai berikut :
ET = Ep - E E = Epm2018-n
dimana : E
= Beda antara evapotranspirasi potensial dengan evapotranspirasi terbatas mm ET = evapotranspirasi terbatas mm
Ep = evapotranspirasi potensial mm m = singkapan lahan Exposed surface
n = jumlah hari hujan dalam sebulan
c. Faktor Karakteristik Hidrologi
Faktor bukaan lahan
m = 0 untuk lahan dengan hutan lebat m = 10 – 40 untuk lahan tererosi
m = 30 – 50 untuk lahan pertanian yang diolah Berdasarkan hasil pengamatan di lapangan untuk seluruh daerah studi yang
merupakan daerah terbuka berbatu dapat diasumsikan untuk faktor m diambil 20 - 40 .
Luas Daerah Pengaliran
Semakin besar daerah pengaliran dari suatu aliran kemungkinan akan semakin besar pula ketersediaan debitnya.
20
Kapasitas Kelembaban Tanah SMC Soil moisture capacity adalah kapasitas kandungan air pada lapisan tanah
permukaan surface soil per m
2
. Besarnya Soil Moisture Capacity untuk perhitungan ketersediaan air ini diperkirakan berdasarkan kondisi posositas lapisan tanah
permukaan dari DPS. Semakin besar porositas tanah, akan semakin besar pula Soil Moisture Capacity yang ada. Dalam perhitungan ini nilai SMC diambil antara 50 mm
sampai dengan 250 mm. Persamaan yang digunakan untuk besarnya kapasitas kelembaban tanah
adalah : SMC
n
= SMC
n-1
+ IS
n
Ws = As - IS
dimana: SMC
= Kelembaban tanah diambil 50mm205mm SMC
n
= Kelembaban tanah bulan ke n SMC
n-1
= Kelembaban tanah bulan ke n - 1 IS
= Tampungan awal initial storage ….. mm As
= Air hujan yang mencapai permukaan tanah
d. Keseimbangan air di permukaan tanah
Keseimbangan air permukaan tanah di permukaan tanah dipengaruhi oleh faktor-faktor sebagai berikut :
- Air hujan
21 - Kandungan air tanah soil storage
- Kapasitas kelembaban tanah soil Moisture Capasity
Air Hujan As Air hujan yang mencapai permukaan tanah dapat dirumuskan sebagai berikut:
As = P - Et dimana :
As = air hujan mencpai permukaan tanah P = Curah hujan bulanan
Et = Evapotranspirasi
Kandungan air tanah Besar kandungan tanah tergantung dari harga As, bila harga As negatif, maka
kepasitas kelembaban tanah akan berkurang dan bila As positif maka kelembaban tanah akan bertambah.
e. Aliran dan Penyimpangan Air Tanah run off ground water storage
Nilai run off dan ground water tergantung dari kesimbangan air dan kondisi tanahnya. Data-data yang diperlukan untuk menentukan besarnya aliran air tanah
adalah sebagai berikut :
Koefisien Infiltrasi Koefisien nilai infiltrasi diperkirakan berdasarkan kondisi porositas tanah dan
kemiringan DPS. Lahan DPS yang porous memiliki koefisien infiltrasi yang besar.
22 Sedangkan lahan yang terjal memiliki koefisien infiltrasi yang kecil, karena air akan
sulit terinfiltrasi ke dalam tanah. Batasan koefisien infiltrasi adalah 0-1.
Faktor Reresi Aliran Tanah k Faktor resesi adalah perbandingan antara aliran air tanah pada bulan ke-n
dengan aliran air tanah pada awal bulan tersebut. Faktor resesi aliran tanah dipengaruhi oleh sifat geologi DPS. Dalam perhitungan ketersediaan air dengan
metode MOCK, besarnya nilai k didapat dengan cara coba-coba trial, sehingga dapat dihasilkan aliran seperti yang diharapkan.
Initial Storage IS
Initial Storage atau tampungan awal adalah perkiraan besarnya volume air pada awal perhitungan.
Penyimpangan Air Tanah Ground Water Storage
Penyimpangan air tanah besarnya tergantung dari kondisi geologi setempat dan waktu. Sebagai permulaan dari simulasi harus ditentukan penyimpangan awal
initial storage terlebih dahulu. Persamaan yang dipergunakan dalam perhitungan penyimpanan air tanah
adalah sebagai berikut : Vn = k V
n-1
+ 0.5 1 + k ln Vn = Vn - V
n-1
dimana : Vn = Volume air tanah bulan ke n
K = qtqo = faktor resesi aliran tanah
23 qt = aliran air tanah pada waktu bulan ke t
qo = aliran air tanah pada awal bulan bulan ke 0 v
n-1
= volume air tanah bulan ke n-1 vn = Perubahan volume aliran air tanah
f. Aliran Sungai
Aliran Dasar = infiltrasi - Perubahan aliran air dalam tanah
Aliran permukaan = volume air lebih - infiltrasi
Aliran sungai = aliran permukaan + aliran dasar
Debit andalan =
1 bulan dalam detik Air yang mengalir di sungai merupakan jumlah dari aliran lansung direct run
off, aliran dalam tanah interflow, dan aliran tanah base flow. Besarnya masing-masing aliran tersebut adalah :
Interflow = infiltrasi - volume air tanah
Direct run off = water surflus - infiltrasi
Base flow = aliran yang selalu ada sepanjang tahun
Run off = interflow + direct run off + base flow
Dalam perhitungan debit andalan Sungai Nantalu, digunakan data curah hujan wilayah tengah bulanan dari stasiun Sei Kepayang, Perhitungan debit andalan Sei
Kepayang dapat dilihat pada tabel Aliran sungai Luas DAS
24
Tabel 2.1 Pengaruh Suhu Udara pada Panjang Gelombang Radiasi fT Suhu udara
◦C
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
21 22
24 26
28 30
32 34
36
fT = c Ta 4 11,0 11,4 11,7 12,0 12,4 12,7 13,1 13,5 13,8 14,2 14,6 14,8 15,0 15,4 15,9 16,3 16,7 17,2 17,7 18,1
Sumber : Laporan Nota Perencanaan Jaringan Utama dan Tertier CV. Biro Permcanaan Sketsa 1995
Tabel 2.2 Tekanan Uap Jenuh ea, mbar Suhu udara
◦C
1 2
3 4
5 6
7 8
9 10
11 12
13 14
15 16
17 18
19
fT = c Ta 4
6,1 6,6
7,1 7,6
8,1 8,7
9,3 10,0 10,7 11,5 12,3 13,1 14,0 15,0 16,1 17,0 18,2 19,4 20,6 22,0
Suhu udara ◦C
20 21
22 23
24 25
26 27
28 29
30 31
32 33
34 35
36 37
38 39
fT = c Ta 4 23,4 24,9 26,4 28,1 29,8 31,7 33,6 35,7 37,8 40,1 42,4 44,9 47,6 50,3 53,2 56,2 59,4 62,8 66,3 69,9
Sumber : Laporan Nota Perencanaan Jaringan Utama dan Tertier CV. Biro Permcanaan Sketsa 1995
25
Tabel 2.3 Sudut Tekanan Uap Jenuh D, mbar
Sumber : Direktorat Irigasi, Pedoman dan Kriteria Perencanaan Teknik Irigasi, Volume IV, 1980, Jakarta
Ta 0,0
0,1 0,2
0,3 0,4
0,5 0,6
0,7 0,8
0,9 13 0,973 0,979 0,985 0,992 0,998 1,004 1,010 1,017 1,023 1,029
14 1,035 1,042 1,048 1,054 1,060 1,067 1,073 1,079 2,085 1,092 15 1,098 1,104 1,110 1,117 1,124 1,130 1,136 1,143 1,149 1,156
16 1,162 1,169 1,175 1,182 1,188 1,195 1,202 1,028 1,215 1,221 17 1,228 1,235 1,242 1,249 1,256 1,236 1,270 1,277 1,284 1,291
18 1,298 1,305 1,313 1,320 1,327 1,335 1,342 1,349 1,356 1,364 19 1,371 1,379 1,386 1,394 1,402 1,410 1,417 1,425 1,433 1,440
20 1,448 1,456 1,464 1,472 1,480 1,488 1,496 1,504 1,512 1,520 21 1,528 1,536 1,545 1,553 1,562 1,570 1,578 1,587 1,595 1,604
22 1,612 1,621 1,629 1,638 1,647 1,656 1,664 1,673 1,682 1,690 23 1,699 1,708 1,717 1,726 1,735 1,745 1,754 1,769 1,772 1,781
24 1,790 1,800 1,809 1,819 1,828 1,838 1,848 1,857 1,867 1,876 25 1,886 1,896 1,906 1,916 1,926 1,936 1,946 1,956 1,966 1,976
26 1,986 1,997 2,007 2,018 2,028 2,039 2,049 2,060 2,070 2,081 27 2,092 2,102 2,113 2,123 2,134 2,144 2,155 2,165 2,176 2,186
28 2,197 2,207 2,218 2,228 2,239 2,249 2,260 2,270 2,281 2,291 29 2,302 2,312 2,323 2,333 2,344 2,354 2,365 2,375 2,386 2,396
30 2,397 2,417 2,428 2,438 2,449 2,495 2,470 2,480 2,491 2,501
26
2.4 Kebutuhan Air Irigasi dan Tanaman
Berapa banyak air yang dikonsumsi oleh tanaman adalah merupakan faktor penting didalam perencanaan irigasi, karena besaran tersebut adalah merupakan dasar
untuk menghitung besarnya air irigasi yang diperlukan pada suatu daerah irigasi yang ingin dibangun dan atau dikembangkan. Untuk menghitung atau memperkirakan
berapa banyak air yang dikonsumsi oleh tanaman diperlukan analisis yang cermat dan teliti terhadap data-data pendukung yang tersedia yakni seperti data : iklim,
lingkungan lokasi daerah irigasi, jenis tanaman dan pola tanam, jenis tanah, data curah hujan dan data-data meteorologi lainnya.
Data iklim utama yang diperlukan untuk menghitung atau memperkirakan besarnya air yang dikonsumsi oleh tanaman antara lain ialah data : temperatur udara,
kadar lengas, penyinaran matahari dan awan, kecepatan angin, dan tekanan uap air. Data iklim ini akan dipergunakan unuk memperkirakan besarnya penguapan dari
permukaan tanahdan tanaman evaporation and transpiration. Kemudian terkait dengan jenis daunnya. Karakter fisiologis tanaman dan umur tanaman mempengaruhi
besarnya transpirasi dari tanaman tersebut.
Besaran keebutuhan air irigasi untuk suatu daerah irigasi selanjutnya dipergunakan untuk merancang finalalisasi proyek irigasi tersebut, yaitu dengan
mengaitkannya dengan ketersediaan sumber air yang ada atau tersedia.
27 Didalam hidrology, penguapan dari permukaan bumu ke atmosfir secara umum
disebut dengan evaporasi evaporation. Didalam ilmu irigasi, penguapan tersebut diuraikan lebih khusus spesific yakni dengan menguraikannya menjadi evaporasi
evaporation dan transpirasi transpiration. Gabungan antara evaporasi dan
transpirasi ini disebut evapotranspirasi dan dalam konteks irigasi evapotranspirasi tersebut disebut konsumsi aair oleh tanaman consumption use.
Sumber air irigasi ialah badan air yang dapat dipakai untuk memenuhi kebutuhan air irigasi sepanjang tahun pada sebuah daerah irigasi yang antara lain ialah berupa
sungai, danau, mata air dan air tanah. ketersedian dan limitasi air pada masing- masing jenis sumber air tersebut perlu diketahui untuk dijadikan sebagai dasar
merencakan luas daerah irigasi, pola tanam dan tata kelola air irgasi pada daerah irigasi tersebut.
Daerah irigasi ialah suatu kesatuan luasan hamparan lahan pertanian yang difasilitasi oleh sarana dan prasarana irigasi dan dikelola oleh sebuah manajemen
operasi dan pemeliharaan. Pada tahap perencanaan, daerah irigasi tersebut didefenisikan berdasarkan beberapa faktor penting yakni meliputi: kondisi topografi
lahan, kondisi geology tanah, potensi sumber air irigasi, ketersediaan petani, dan kelayakan secara finansial dan ekonomi. Makmur Ginting, 2014
28
2.4.1. Kebutuhan air pada masa Penyiapan Lahan
Kebutuhan air untuk penyiapan lahan umumya menentukan kebutuhan air irigasi pada suatu proyek irigasi. Faktor-faktor penting yang menentukan besarnya
kebutuhan air untuk penyiapan lahan adalah: a.
Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk meyelesaikan pekerjaan penyiapan lahan.
b. Jumlah air yang diperlukan untuk penyiapan lahan
Faktor- faktor yang menentukan lamanya jangka waktu penyiapan lahan adalah:
1. Tersedianya tenaga kerja dan ternak penghela atau traktor untuk menggarap
tanah 2.
Perlu memperpendek jangka waktu tersebut agar tersedia cukup waktu untuk menanam padi sawah atau padi ladang kedua.
Pada umumnya jumlah air yang dibutuhkan untuk penyiapan lahan dapat ditentukan berdasarkan kedalaman serta porositas tanah disawah. Untuk perhitungan
kebutuhan air irigasi selama penyiapan lahan, digunakan metode yang dikembangkan oleh Van de Goor dan Zijstra 1968. Metode tersebut didasrkan pada laju air konstan
dalam ltrdtk selama periode penyiapan lahan yang menghasilkan rumus sebagai berikut:
LP = M. e
k
e
k
– 1
29 Dimana :
IR = Kebutuhan air total mmhari
M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan
perkolasi disawah yang sudah dijenuhkan M = E
O
+ P;E
O
= 1,1 Eto P
= Perkolasi K
= M. TS T
= Jangka waktu penyiapan lahan hari S
= Kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm yakni 200 + 50 = 250 mm
LP =
� � �
�
�
�
− 1
Dimana : e = 2,718281828 2,72 Adapun kebutuhan air total untuk penyiapan lahan sawah dihitung dengan
prosedur sebagai berikut : -
Menghitung kebutuhan air total LP -
Menghitung curah hujan efektif Re -
Menghitung kebutuhan air selama penyiapan lahan dengan rumus : DR =
��−�� 0,65
� 8,64
30 Dimana : 0,65 adalah perkalian harga efisiensi saluran tersier, sekunder dan primer
dan 8,64 adalah konstanta untuk mengubah satuan dari mmhari ke literdetikhektar. Secara lebih detail diuraikan per langkah untuk mempermudah:
1. Menghitung curah cujan efektif Re
2. Menghitung evapotranspirasi potensial dengan metoda penman modifikasi
yang sudah diterangkan diatas 3.
Mencari data perkolasi P, jangka waktu penyiapan lahan T, dan kebutuhan penjenuhan S
4. Menghitung kebutuhan air total Eo = 1,1 x Eto
5. Menghitung M = Eo + P
6. Menghitung K = M
� �
7. LP =
� � �
�
�
�
− 1
8. Menghitung kebutuhan bersih air disawah untuk padi Ir
Ir = LP – Re
9. Menghitung kebutuhan air irigasi untuk padi
IR = Ir0,65
10. Menghitung kebutuhan air untuk irigasi DR
DR = IR8,64 ltrdtkha
31
2.4.2 Kebutuhan Air Irigasi
Kebutuhan air irigasi adalah jumlah volume air yang ddiperlukan untuk memenuhi kebutuhan evapotranspirasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk tanaman
dengan memperhatikan jumlah air yang diberikan oleh alam melalui hujan dan konstribusi air tanah. kebutuhan air disawah dinyatakan dalam mmhari atau ltrdtha.
Kebutuhan air disawah untuk padi ditentukan oleh faktor-faktor seperti : penyiapan lahan, pengguna konsutif, perkolasi dan rembesan, pergantian lapisan air dan curah
hujan efektif. Kebutuhan air disawah untuk pertumbuhan padi dihitung dengan rumus sebagai berikut:
Ir = Etc + P – Re + WLR Dimana :
Ir = kebutuhan air bersih disawah mmhari Etc
= evapotranspirasi aktual atau penggunaan konsumtif tanaman selama masa pertumbuhan mmhari
P = Perkolasi termasuk seepagemmhari
Re = Curah hujan efektif mmhari
WLR = Penggantian lapisan air mmhari
2.4.3 Kebutuhan Untuk Tanaman Selain Padi
Tanaman selain padi yang dibudidayakan oleh petani pada umumnya berupa palawija. Yang dimaksudkan dengan palawija adalah
berbagai jenis tanaman yang dapat ditanam di sawah pada musim kemarau
32 ataupun pada saat kekurangan air. Lazimya tanaman palawija ditanam di lahan
tegalan. Dipandang dari jumlah air yang dibutuhkan, palawija dapat dibedakan
menjadi 3 tiga jenis, yaitu. a palawija yang butuh banyak air, seperti bawang, kacang tanah, ketela.
b palawija yang butuh sedikit air, misalnya cabai, jagung, tembakau dan kedelai.
c palawija yang membutuhkan sangat sedikit air, misalnya ketimun dan lembayung.
Maksud analisis kebutuhan air untuk tanaman palawija terutama untuk mengetahui luas lahan yang direncanakan untuk tanaman padi maupun palawija
berkaitan dengan ketersediam air pada bangunan pengambilan sehingga kegagalan usaha pertanian dapat dihindari. Dengan kata lain hitungan kebutuhan
air untuk palawija digunakan sebagai dasar untuk melakukan usaha pertanian sesuai dengan jumlah air yang tersedia.
Pemberian air untuk palawija akan ekonomis jika sampai kapasitas lapang, lalu berhenti dan diberikan lagi sampai sebelum mencapai titik layu.
Analisis kebutuhan air untuk tanaman palawija dihitung seperti untuk tanaman padi, namun ada dua hal yang membedakan, yaitu pada tanaman
palawija tidak memerlukan genangan serta koefisien tanaman yang digunakan sesuai dengan jenis palawija yang ditanam.
33
2.4.4 Kebutuhan air untuk pengolahan lahan palawija
Masa prairigasi diperlukan guna menggarap lahan untuk ditanami dan untuk menciptakan kondisi kelembaban yang memadai
untuk persemaian tanaman. Jumlah air yang dibutuhkan tergantung pada kodisi tanah dan pola tanam yang diterapkan. Kriteria Perencanaan Irigasi
mengusulkan air untuk pengolahan lahan sejumlah 50 - 120 mm untuk tanaman ladang dan 100 - 120 mm untuk tanaman tebu, kecuali jika
terdapat kondisi-kondisi khusus misalnya ada tanaman lain yang segera ditanam setelah tanaman padi.
2.4.5 Penggunaan konsumtif tanaman palawija
Untuk menentukan penggunaan konsumtif cara yang digunakan seperti pada tanaman padi hanya koefisien tanaman yang berbeda. Nilai
koefisien beberapa jenis tanaman yang direkomendasikan oleh Kriteria Perencanaan Irigasi seperti terlihat pada Tabel 4.6. Sedangkan nilai koefisien
tanaman tebu diperlihatkan pada Tabel 4.7.
2.5. Pengolahan Tanah
Pengolahan tanah merupakan langkah pertama dalam mempersiapkan tanah bagi penanaman. Besarnya kebutuhan air untuk pengolahan tanaman padi tergantung
dari : • Luas lahan yang harus dijenuhkan
• Lamanya pengolahan tanah
34 • Besarnya evaporasi dan perkolasi yang terjadi
Rumus perhitungan pengolahan tanah menggunakan metode yang dikembangkan Vaan De Goor Zijistra 1968 yaitu :
LP = .
–
k k
M e e
1 ………………………………………………………………….2.7
dimana : LP
= Kebutuhan air untuk pengolahan tanah mmhari M
= Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah dijenuhkan mmhan
= Eo + P c
= Bilangan alam Eo
= Evaporasi air terbuka yang diambil 1,1 x Eto selama penyiapan lahan mmhari
P = Perkolasi mmhari
K =
M.T S
T = Jangka waktu penyiapan lahan hari
S = Kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm,
yakni 200 + 50 = 250 mm
35
Tabel 2.4 Kebutuhan air irigasi selama penyiapan lahan
M = Eo + P mmhari
T = 30 hari T = 45 hari
S = 250 mm S= 300 mm
S = 250 mm S= 300 mm
5,0 5.5
6.0 6,5
7.0 7,5
8.0 8,5
9,0 9,5
10,0 10,5
11,0 11.1
1 1.4 11.7
12,0 12.3
12,6 13.0
13,3 13.6
14.0 14,3
14.7 15,0
12,7 13,0
13,3 13.6
13.9 14,2
14.5 14.8
15,2 15,5
15.8 16.2
16.5 8.4
8.8 9.1
9,4 9.8
10,1 10.5
10.8 11.2
11.6 12,0
12.4 12.8
9,5 9,8
10.1 10.4
10.8 11,1
11.4 11,8
12.1 12.5
12,9 13.2
13,6 Sumber : Standart Perencanaan Irigasi KP-01
2.5.1. Perkolasi
Perkolasi merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi perhitungan besarnya kebutuhan air di sawah. Perkolasi adalah proses mengalirnya air dibawah
permukaan tanah akibat adanya gaya gravitasi atau tekanan hidrostatik atau juga dari keduanya, dan suatu lapisan tanah ke lapisan tanah dibawahnya, hingga mencapai
permukaan air tanah pada lapisan jenuhnya. Jenis air ini tidak dapat dimanfaatkan untuk tanaman. Perkolasi atau peresapan air kedalam tanah dibedakan menjadi dua,
yaitu perkolasi vertikal dan perkolasi horizontal.
36 Faktor-faktor yang mempengaruhi adalah :
• Sifat tanah • Air tanah
• Keadaan medan Jadi perkolasi disini adalah kehilangan air yang dipengaruhi oleh keadaan
fisik dilapangan. Besar angka perkolasi dapat dilihat pada Tabel 2.6 berikut ini
Tabel 2.5. Tingkat Perkolasi
Jenis Tanah Angka Perkolasi
Padi mmhari Palawija mmhari
Tekstur Berat Tekstur Sedang
Tekstur Ringan 1
2 5
2 4
10 Sumber : Standart Perencanaan Irigasi KP-01
2.5.2 Penggantian Lapisan Air Water Layer Requirement = WLR
Penggantian lapisan air mi dimaksudkan untuk mengisi kembali lapisan air setelah dilakukan pemupukan. Penggantian ini dilakukan sebanyak 2 kali, masing-
masing 50 mm 3,3 mmhari selama setengah bulan selama sebulan dan dua bulan setelah transplantasi.
2.5.3. Koefisien Tanaman
Besarnya koefisien tanaman yang diperlukan untuk menghitung evapotranspirasi tergantung dari jenis dan umur tanaman tersebut. Koefisien tanaman
37 ini merupakan faktor yang mencari besarnya air yang habis terpakai oleh tanaman
untuk pertumbuhannya. Dalam studi ini harga-harga koefisien tanaman padi dan palawija yang akan dipakai berdasarkan data-data dan FAO yang telah dipakai secara
umum di Indonesia. Harga koefisien tersebut dapat dilihat pada tabel berikut:
Tabel 2.6. Harga Koefisien Tanaman
Bulan Padi
Palawija Varietas
Biasa Varietas
Unggul Keledai
K. Tanah Jagung
0,5 1,0
1,5 2,0
2,5 3,0
3,5 4,0
4,5 1,10
1,10 1,10
1,10 1,10
1,05 0,95
0,00 1,10
1,10 1,05
1,05 0,95
0,00 0,50
0,75 1,00
1,00 0,82
0,45 0,50
0,51 0,66
0,85 0,95
0,95 0,95
0,55 0,55
0,50 0,95
0,96 1,05
1,02 0,95
Sumber : Standart Perencanaan Irigasi KP-01 Catatan
- = untuk sisanya kurang dan 12 bulan
- Umur kedelai = 85 hari - Umur kacang tanah = 130 hari
- Umur jagung = 80 hari
2.5.4. Penggunaan Konsumtif
Penggunaan air yang dikonsumsi tanarnan tergantung pada data iklim dan koefisien tanaman pada tahap pertumbuhannya. Rumus yang dipakai adalah :
38
Etc = Kc x Eto ………………………………………………………….2.8
Dimana :
Etc = Evapotranspirasi tanaman mmhari Kc = Koefisien tanaman
Eto = Evapotranspirasi Penman Modifikasi mmhari
2.5.5. Pola Tanam
Dengan keterbatasan persediaan air, maka pengaturan pola tanam dan jadwal tanam perlu dilaksanakan untuk mengurangi banyaknya air yang diperlukan.
Pola tanam adalah suatu sistem dalam menentukan jenis-jenis tanaman atau pergiliran tanaman pada suatu daerah tertentu yang disesuaikan dengan persediaan air
yang ada dan dilaksanakan sesuai jadwal penanarnan yang ditetapkan. Alternatif pola tanam disusun dengan rnemperhatikan hal-hal sebagai berikut:
1. Dengan membagi areal irigasi dalam beberapa golongan berdasarkan pertimbangan pemasokan air dan tenaga kerja yang tersedia
2. Jenis tanaman
39
Gambar 2.1 Pola Tanam J
F M
A M
J J
A S
O N
D 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
PADI PADI
PALAWIJA
90 hari setelah
90 hari setelah
85 hari Transplantasi
Transplantasi
Untuk mempermudah perhitungan, pola tanam pada gambar 2.8 dibuat dalam bentuk skema seperti terlihat pada table 2.9. Masa tanam tidak serentak berperiode tengah
bulanan dengan waktu bebas timelag satu setengah bulan, diandaikan mencakup 3 bulan yang disediakan untuk penyiapan lahan 45 hari.
40 Lapisan air setinggi 50 mm diberikan dengan jangka waktu satu setengah
bulan, jadi kebutuhan air tambahan adalah 3,3 mmhari. Berdasarkan data-data yang diketahui dan skema pola tanam dengan koefisien tanaman, kebutuhan air untuk pola
tanam yang diterapkan dapat dihitung. Selama jangka waktu penyiapan lahan 45 hari, air irigasi diberikan secara terus menerus dan merata untuk seluruh areal. Tidak
dibedakan antara areal yang sudah ditanami atau areal yang masih dalam tahap penyiapan.
41
Tabel 2.7 Skema Pola Tanam Dengam Koefisien Tanaman
Tabel 2.8 Penggantian Lapisan Air
Jan Feb
Mar Apr
Mei Juni
Juli Ags
Sep Okt
Nop Des
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
C1 1.05
0.95 LP
1.10 1.10
1.05 1.05
0.95 0.50
0.75 1.00
1.00 0.82
0.45 LP
1.10 1.10
1.05 C2
1.05 1.05
0.95 LP
LP 1.10
1.10 1.05
1.05 0.95
0.50 0.75
1.00 1.00
0.82 0.45
LP LP
1.10 1.10
C3 1.10
1.05 1.05
0.95 LP
LP LP
1.10 1.10
1.05 1.05
0.95 0.50
0.75 1.00
1.00 0.82
0.45 LP
LP LP
1.10 C
1.07 1.02
0.67 0.32
0.00 LP
LP LP
1.08 1.07
1.02 0.67
0.48 0.42
0.75 0.92
0.94 0.76
0.42 0.15
LP LP
LP 1.08
jan Feb
Mar Apr
Mei Juni
Juli Ags
Sep Okt
Nop Des
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
I II
WLR1 3,3
3,3 3,3
3,3 WLR2
3,3 3,3
3,3 3,3
WLR3 3,3
3,3 3,3
3,3 WLR
1,10 2,20
1,10 1,10
1,10 1,10
2,20 1,10
1,10 1,10
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Umum
Sebagai negara agraria tidaklah heran jika pemerintah senantiasa memberikan perhatian serius pada pembangunan di sektor pertanian. Dalam
hal ini meningkatkan produksi pertanian guna memenuhi kebutuhan pangan dalam negeri yang senantiasa bertambah sesuai dengan pertambahan jumlah
penduduk. Pemerintah dalam upaya meningkatkan pembangunan disegala bidang,
terutama untuk meningkatkan sector swasembada pangan khususnya penyediaan beras, telah melaksanakan dan membuat berbagai program pengembangan,
peningkatan, dan perbaikan sarana irigasi. Lahan berpotensi merupakan lahan yang produktif sehingga jika dikelola
dengan baik oleh manusia dapat memberikan hasil yang maksimal walaupun dengan biaya pengelolaan yang rendah. Lahan potensial pada umumnya dikaitkan
dengan pertanian sehingga lahan ini mempunyai kemampuan untuk lahan produksi.
Berkaitan dengan hal tersebut diatas, peningkatan poteni lahan di Kabupaten Asahan, areal lahan yang berpotensi sebagai Daerah pertanian berada
pada Kecamatan Sei Kepayang. Dengan luas areal seluruhnya mencapai ± 1700 Ha di Kabupaten Asahan, Propinsi Sumatera Utara.
1.2 Latar Belakang Penelitian
Kecamatan Sei Kepayang merupakan salah satu dari 20 dua puluh kecamatan yang ada di Kabupaten Asahan, dengan LuasArea 46.400 Ha dengan
jumlah Penduduk 38.899 jiwa dan berada pada posisi 2º41’20”- 2º56’42 LU dan
99º44’48”- 99º59’20 BT, dengan elevasi 3,85 m diatas permukaaan air laut. Mengenai sumber mata pencaharian penduduk kecamatan Sei Kepayang,
yang terdiri dari Petani 14.780 jiwa, Nelayan 4.264 jiwa, Wiraswasta 414 jiwa, Buruh 852 jiwa, Pegawai NegeriABRI 333 jiwa dan pengangguran 22,
Data mata pencaharian penduduk ini dapat bermanfaat untuk penelitian. Keadaan lokasi pada saat ini berupa lahan kosong yang luas, dengan
potensi yang baik. Sumber pengairan mengandalkan curah hujan debit sungai Nantalu atau sungai Sei kepayang sehingga kebutuhan air untuk areal Sei
Kepayang dapat mencukupi kebutuhan irigasi nantinya. Untuk meningkatkan produksi pangan di Kabupaten Asahan maka
diadakanlah studi potensi daerah irigasi Sei Kepayang. Dengan adanya studi potensi daerah irigasi Sei Kepayang maka penulis mencoba untuk menganalisa
kasus ini, dimana areal yang berada di daerah Sei Kepayang agar dapat berpotensi dengan sebaik baiknya, dan di perlukannya tinjauan pekerjaan
masyarakat di daerah sei kepayang.
Melihat hal di atas dan kaitannya dengan study potensi daerah irigasi maka
dalam skripsi ini dipilih judul “Studi Potensi Daerah Irigasi Sei Kepayang Kabupaten Asahan
”. Dengan kondisi yang ada pada saat ini. Saya harap agar penelitian ini berjalan dengan lancar dan bermanfaat untuk penduduk sekitar.
1.3 Tujuan Penelitian