BAB II ANALISIS KEBUTUHAN AIR DAERAH IRIGASI TOMBATU TIMUR DENGAN PERHITUNGAN MANUAL SESUAI KONSEP (KP-01

BAB II

ANALISIS KEBUTUHAN AIR DAERAH IRIGASI

TOMBATU TIMUR DENGAN PERHITUNGAN

MANUAL SESUAI KONSEP (KP-01)

2.1

DASAR TEORI

Kebutuhan air irigasi adalah jumlah volume air yang di perlukan untuk memenuhi kebutuhan evaporasi,kehilangan air,kebutuhan air untuk tanaman dengan memperhatikan jumlah air yang di berikan oleh alam melalui hujan dan kontribusi air tanah.

Kebutuhan air sawah untuk padi di tentukan oleh faktor-faktor berikut : 1. Peyiapan lahan

2. Penggunaan konsumtif 3. Perkolasi dan rembesan 4. Penggantian lapisan air 5. Curah hujan efektif

2.1.1 Penyiapan Lahan

Untuk perhitungan kebutuhan irigasi selama penyiapan lahan, digunakan metode yang dikembangkan oleh Van de Goor dan Zijlsha (1968).Metode tersebut didasarkan pada laju air konstan dalam liter/detik/hektare selama periode penyiapan lahan dan menghasilkan rumus sebagai berikut :

IR= M ek/(ek−1) (1) di mana :

IR= Kebutuhan air irigasi ditingkat persawahan (mm/hari)

M= Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah di jenuhkan

M = Eo + P (2)

di mana :

Eo = Evaporasi air terbuka yang diambil 1,1 ETo selama penyiapan lahan (mm/hari)

P = Perkolasi (mm/hari)

k = M . T/S (3)

di mana :

T = Jangka waktu penyiapan lahan (hari)

S = Kebutuhan air,untuk penjenuhan di tambah dengan lapisan air 50 mm

Untuk petak tersier, jangka waktu yang dianjurkan untuk penyiapan lahan adalah 1,5 bulan.Bila penyiapan lahan terutama dilakukan dengan peralatan mesin,jangka waktu satu bulan dapat dipertimbangkan.

Kebutuhan air untuk pengolahan lahan sawah (puddling) bisa diambil 200mm. Ini meliputi penjenuhan (persatuaration) dan penggenangan sawah,pada awal transplantasi akan ditambahkan lapisan air 50 mm lagi.

Angka 200 mm di atas mengadaikan bahwa tanah itu bertekstur berat, cocok digenangi dan bahwa lahan itu belum bera (tidak ditanami) selama lebih dari 2,5 bulan. Jika tanah itu di biarkan berah lebih lama lagi, ambilah 250 mm sebagai kebutuhan air untuk penyiapan lahan. Kebutuhan air untuk penyiapan lahan termasuk kebutuhan air untuk persemaian (KP-01 2010)

2.1.2 Penggunaan Konsumtif

Penggunaan konsumtif adalah jumlah air yang dipakai oleh tanaman untuk proses fotosintesis dari tanaman tersebut.

Penggunaan konsumtif dihitung dengan rumus berikut :

ETc = Kc . ET0 (4)

di mana :

Kc = Koefisien tanaman

ET0 = Evapotranspirasi Potensian (penmann modifikasi) (mm/hari)

2.1.3 Perkolasi dan Rembesan

Perkolasi adalah gerakan air ke bawah dari zona tidak jenuh,yang tertekan di antara permukaan tanah sampai ke permukaan air tanah (zona jenuh). Daya perkolasi adalah laju perkolasi maksimum yang di mungkinkan, yang besarnya dipengaruhi oleh kondisi tanah dalam zona tidak jenuh yang terletak antara permukaan tanah dengan permukaan air tanah.

Pada tanah-tanah lempung berat dengan karakteristik pengolaahan (puddling) yang baik, laju perkoalsi dapat mencapai 1-3 mm/ hari. Pada tanah-tanah yang lebih ringan laju perkolasi bisa lebih tinggi.

Tabel 2.1 Harga Perkolasi dari berbagai jenis tanah

No. Macam Tanah Perkolasi 1. Lanau Berpasir 3-6

2. Lanau 2-3

3. Lempung 1-2

2.1.4 Penggantian Lapisan Air

Penggantian lapisan air dilakukan setelah pemupukan . Penggantian lapisan air dilakukan menurut kebutuhan. Jika tidak ada penjadwalan semacam itu, lakukan penggantian sebanyak 2 kali, masing-masing 50 mm (atau 3,3mm/hari selama ½ bulan) selama sebulan dan dua bulan setelah transplantasi.

2.1.5 Curah Hujan

A. `Curah Hujan Rata-Rata

Cara ini adalah perhitungan rata-rata aljabar curah hujan di dalam dan di sekitar daerah yang bersangkutan.

R = 1

n(R1+R2+… Rn) (5)

R : curah hujan daerah (mm)

n : jumlah titik-titik (pos-pos) pengamatan

R1,R2,R..,Rn :curah hujan di tiap titik pengamatan (mm)

Hasil yang di peroleh dengan cara ini tidak berbeda jauh dari hasil yang di dapat dengan cara lain,jika titik pengamatan itu banyak dan tersebar merata di seluruh daerah itu. Keuntungan cara ini ialah bahwa cara ini adalah obyektif yang berbeda dengan umpama cara isohiet,dimana faktor subyektif turut menentukan.

B. Curah Hujan Efektif

Curah hujan efektif ditentukan besarnya R80 yang merupakan curah hujan

dilampauinya 8 kali dari 10 kejadian. Dengan kata lain bahwa besarnya curah hujan yang lebih kecil dari R80 mempunyai kemungkinan hanya 20%.

Bila dinyatakan dengan rumus adalah sebagai berikut : R80 = m

n+1

→

m = R80 x (n+1) (6) R80 = Curah hujan sebesar 80%

n = Jumlah data

m = Rangking curah hujan yang dipilih

Curah hujan efektif untuk padi adalah 70% dari curah hujan tengah bulanan yang terlampaui 80% dari waktu periode tersebut.

Re padi = (R80 x 0,7) / periode pengamatan (7)

Re = curah hujan efektif (mm/hari)

R80 = curah hujan dengan kemungkinan terjadi sebesar 80%

2.1.6 Analisis Kebutuhan Air Irigasi

A. Kebutuhan bersih air sawah untuk padi adalah :

NFR = ETc + P + WLR - Re (8)

dimana :

NFR = Netto Field Water Requirement,kebutuhan bersih air di sawah (mm/hari)

P = Perkolasi (mm/hari)

WLR = Water Layer Requirement,pengganti lapisan air (mm/hari) Re = Curah hujan efektif (mm/hari)

B. Kebutuhan air irigasi IR = NFR

e

dimana : IR = Irigation Requirement, kebutuhan air irigasi (mm/hari) e = Efisiensi irigasi secara keseluruhan

2.2

METODOLOGI PENELITIAN

Adapun data-data yang didapat dan digunakan dalam perhitungan kebutuhan air irigasi Daeran Irigasi Tombatu Timur antara lain :

1. Data curah hujan

Data berasal dari data curah hujan yang tercatat di stasiun hujan berada dalam cakupan areal irigasi tersebut didapat dari BMKG Stasiun Klimatologi Manado dari tahun 2006 sampai dengan tahun 2015.

2. Data Klimatologi

Data berasal dari Stasiun Klimatologi Manado berupa data lama penyinaran matahari,kelembaban udara, temperatur udara rata-rata harian dan kecepatan angin dari tahun 2008 sampai dengan tahun 2012.

Data tersebut berupa data harian kecuali data kecepatan angin yang berupa data bulanan.

2.2.1 Tahap Analisis Penelitian

Analisis data dibagi beberapa tahap antara lain : 1. Analisis Curah hujan

 Menentukan curah hujan rata-rata tengah bulanan.Perhitungan curah hujan rata-rata menggunakan metode rata-rata aljabar periode 10 tahun terakhir.

 Menentukan curah hujan efektif besarnya R80 kemudian menentukan curah

hujan efektif untuk padi.

2. Perhitungan kebutuhan air irigasi

 Penyiapan lahan, menentukan kebutuhan air selama penyiapan lahan

 Koefisien tanaman

 Penggunaan konsumtif

 Perkolasi , menentukan daya perkolasi pada areal irigasi yang nilainya di ambil dari Tabel.

 Penggantian lapisan air dilakukan menurut kebutuhan.

 Kebutuhan air tanaman

a. Kebutuhan bersih air di sawah (NFR) dihitung.

b. Kebutuhan air irigasi (IR) untuk padi dan palawija dihitung.

 Kebutuhan pengambilan air pada sumbernya

Kebutuhan pengambilan (DR) adalah jumlah kebutuhan air irigasi dibagi dengan efisiensi irigasinya.

2.3

PEMBAHASAN DAN HASIL PERHITUNGAN

2.3.1 Evapotranspirasi

Tabel 2.2 Nilai Evapotranspirasi (mm/hari) Evapotranspirasi

Bulan

Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nov Des 3.88 3.85 3.55 4.08 4.75 4.38 4.89 5.21 4.98 4.11 3.47 3.22 Sumber : BMKG Manado

2.3.2 Curah hujan Rata-rata

Curah hujan rata-rata dihitung dengan metode aljabar. Metode ini dipilih dengan alasan bahwa cara ini ialah obyektif yang berbeda dengan umpama cara isohiet, dimana faktor subyektif turut menentukan.

Tabel 2.3 Urutan Data Curah Hujan Rata-Rata dari yang Terbesar sampai yang terkecil dan Ranking yang dipilih

2.3.3 Curah Hujan Efektif

Menghitung curah hujan efektif untuk padi sebesar 70% dari R80 dari waktu

dalam suatu periode. ET tanaman rata-rata bulanan dan curah hujan rata-rata bulanan.

Tabel 2.4 Rekapitulasi Curah Hujan Efektif untuk Padi

Bulan Period

e R80 70% R80Re Padimm/hari

Jan 1 129,30 90,51 6,03

2 111,83 78,28 4,89

Feb 1 105,07 73,55 4,9

2 41,67 29,17 2,24

Mar 1 75,67 52,97 3,53

2 66,17 46,32 2,89

Apr 1 93,67 65,57 4,37

2 89,67 62,77 4,18

Mei 1 53,63 37,54 2,5

2 60,17 42,12 2,63

Jun 1 39,00 27,30 1,82

2 15,53 10,87 0,72

Jul 1 51,67 36,17 2,41

2 29,70 20,79 1,3

Agt 1 23,00 16,10 1,07

2 28,67 20,07 1,34

Sep 1 51,33 35,93 2,4

2 27,33 19,13 1,28

Okt 1 90,67 63,47 4,23

2 109,33 76,53 4,78

Nov 1 91,67 64,17 4,28

2 143,33 100,33 6,69

Des 1 83,67 58,57 3,9

2 103,00 72,10 4,51

Sumber : Hasil Perhitungan

2.3.4 Perhitungan Kebutuhan Air Pengolahan Lahan

 Contoh perhitungan kebutuhan air pengolahan lahan pada bulan Januari : a. Mencari harga evaporasi terbuka yang diambil 1,1 ETo selama penyiapan lahan

(Eo)

Eo = ETo x 1,1 = 4,27 mm/hr

b. Perkolasi P = 2 mm/hari

c. Mencari harga kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah di jenuhkan (M)

M = Eo + P = 4,27 + 2 = 6,27 mm/hr

d. Jangka waktu pengolahan lahan T = 45 hari

e. Air yang di butuhkan untuk penjenuhan ditambah dengan 50 mm S = 250 + 50 = 300 mm

f. Konstanta k = M.T / S

= 6,27 mm/hr x 45 hari : 300 mm = 0,94

g. Kebutuhan air irigasi untuk pengolahan lahan q = M e

k

ek−1 = 6,27.e0,94

/(e0,94 −1)

= 10,29 mm/hr

Tabel 2.5 Rekapitulasi Perhitungan Kebutuhan Air untuk Pengolahan Lahan

2.3.5 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi

Kebutuhan air irigasi yang diambil untuk Daerah Irigasi Tombatu Timur adalah periode harian tengah bulanan.Pola tanam masyarakatnya adalaha padi-padi dengan musim tanam 2 kali dalam setahun dengan kebutuhan jenis padi varietas biasa.

 Contoh Perhitungan kebutuhan air irigasi padi dimulai awal tanam pada bulan November periode 1 :

1. ETc = q pengolahan lahan = 10,02 mm/hr

2. P = 2 mm/hr

3. WLR = 0

4. Re padi = 4,28 mm/hari

5. NFR = 10,02 + 2 + 0 – 4,28 = 7,74 mm/hr 6. IR = 7, 74_0,65

= 11,91 mm/hr

7. Kebutuhan Pengambilan Aira Pada Sumbernya DR = 11,91_8,64

= 1,38 l/dt/ha

*) 1/8,64= Angka konversi satuan dari mm/hari ke l/dt/ha

 Contoh Perhitungan kebutuhan air irigasi padi untuk bulan yang lain yaitu Bulan Desember periode 2

1) ETc = K. ETo = 1,1 x 3,22 = 3,54 mm/hari

2) P = 2 mm/ hari 3) WLR = 1,1 mm/ hari 4) Re padi = 4,51 mm/ hari

5) NFR = 3,54 + 2 + 1,1 -4,51 = 2,14 mm/hari 6) IR = 2,14

0,65

= 3,29 mm/hari

7) Kebutuhan Pengambilan Air Pada Sumbernya DR = 3,29

8,64 = 0,38 l/dt/ha

Untuk hasil perhitungan kebutuhan air irigasi untuk padi selengkapnya tiap periode dapat dilihat pada Tabel 2.6

Tabel 2.6 Rekapitulasi Kebutuhan Air Irigasi Pola Tanam Padi – Padi dimulai Awal Bulan November Dengan Luas Daerah Irigasi 980 Ha

2.3.2 Curah hujan Rata-rata

Curah hujan rata-rata dihitung dengan metode aljabar. Metode ini dipilih dengan alasan bahwa cara ini ialah obyektif yang berbeda dengan umpama cara isohiet, dimana faktor subyektif turut menentukan.

Tabel 2.3 Urutan Data Curah Hujan Rata-Rata dari yang Terbesar sampai yang terkecil dan Ranking yang dipilih

2.3.3 Curah Hujan Efektif

Menghitung curah hujan efektif untuk padi sebesar 70% dari R80 dari waktu

dalam suatu periode. ET tanaman rata-rata bulanan dan curah hujan rata-rata bulanan.

Tabel 2.4 Rekapitulasi Curah Hujan Efektif untuk Padi

Bulan Period

e R80 70% R80Re Padimm/hari

Jan 1 129,30 90,51 6,03

2 111,83 78,28 4,89

Feb 1 105,07 73,55 4,9

2 41,67 29,17 2,24

Mar 1 75,67 52,97 3,53

2 66,17 46,32 2,89

Apr 1 93,67 65,57 4,37

2 89,67 62,77 4,18

Mei 1 53,63 37,54 2,5

2 60,17 42,12 2,63

Jun 1 39,00 27,30 1,82

2 15,53 10,87 0,72

Jul 1 51,67 36,17 2,41

2 29,70 20,79 1,3

Agt 1 23,00 16,10 1,07

2 28,67 20,07 1,34

Sep 1 51,33 35,93 2,4

2 27,33 19,13 1,28

Okt 1 90,67 63,47 4,23

2 109,33 76,53 4,78

Nov 1 91,67 64,17 4,28

2 143,33 100,33 6,69

Des 1 83,67 58,57 3,9

2 103,00 72,10 4,51

Sumber : Hasil Perhitungan

2.3.4 Perhitungan Kebutuhan Air Pengolahan Lahan

 Contoh perhitungan kebutuhan air pengolahan lahan pada bulan Januari : a. Mencari harga evaporasi terbuka yang diambil1,1 ETo selama penyiapan lahan

(Eo)

Eo = ETo x 1,1 = 4,27 mm/hr b. Perkolasi

c. Mencari harga kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah di jenuhkan (M)

M = Eo + P = 4,27 + 2 = 6,27 mm/hr d. Jangka waktu pengolahan lahan

T = 45 hari

e. Air yang di butuhkan untuk penjenuhan ditambah dengan 50 mm S = 250 + 50 = 300 mm

f. Konstanta k = M.T / S

= 6,27 mm/hr x 45 hari : 300 mm = 0,94

g. Kebutuhan air irigasi untuk pengolahan lahan

q = M e k

ek−1 = 6,27.e0,94

/(e0,94₋₁₎ = 10,29 mm/hr

Tabel 2.5 Rekapitulasi Perhitungan Kebutuhan Air untuk Pengolahan Lahan

2.3.5 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi

Kebutuhan air irigasi yang diambil untuk Daerah Irigasi Tombatu Timur adalah periode harian tengah bulanan.Pola tanam masyarakatnya adalaha padi-padi dengan musim tanam 2 kali dalam setahun dengan kebutuhan jenis padi varietas biasa.

 Contoh Perhitungan kebutuhan air irigasi padi dimulai awal tanam pada bulan November periode 1 :

1. ETc = q pengolahan lahan = 10,02 mm/hr 2. P = 2 mm/hr

3. WLR = 0

4. Re padi = 4,28 mm/hari

5. NFR = 10,02 + 2 + 0 – 4,28 = 7,74 mm/hr 6. IR = 7, 74_0,65

= 11,91 mm/hr

7. Kebutuhan Pengambilan Aira Pada Sumbernya DR = 11,91_8,64

= 1,38 l/dt/ha

*) 1/8,64= Angka konversi satuan dari mm/hari ke l/dt/ha

 Contoh Perhitungan kebutuhan air irigasi padi untuk bulan yang lain yaitu Bulan Desember periode 2

1) ETc = K. ETo = 1,1 x 3,22 = 3,54 mm/hari 2) P = 2 mm/ hari

3) WLR = 1,1 mm/ hari 4) Re padi = 4,51 mm/ hari

5) NFR = 3,54 + 2 + 1,1 -4,51 = 2,14 mm/hari 6) IR = 2,14

0,65

= 3,29 mm/hari

7) Kebutuhan Pengambilan Air Pada Sumbernya DR = 3,29

8,64 = 0,38 l/dt/ha

Untuk hasil perhitungan kebutuhan air irigasi untuk padi selengkapnya tiap periode dapat dilihat pada Tabel 2.6

Tabel 2.6 Rekapitulasi Kebutuhan Air Irigasi Pola Tanam Padi – Padi dimulai Awal Bulan November Dengan Luas Daerah Irigasi 980 Ha