commit to user
4.2 Analisis Kebutuhan Air Irigasi
Analisis kebutuhan air tanaman dipengaruhi oleh faktor cuaca harian, jenis tanaman, tahapan tumbuh tanaman dan sistem pemberian air. Perhitungan
kebutuhan air irigasi di intake ada 3 tahapan yaitu perhitungan evapotranspirasi potensial ETo, perhitungan evapotranspirasi tanaman ETc dan perhitungan
kebutuhan air tanaman di lahan.
4.2.1 Perhitungan Evapotranspirasi Potensial ETo
Evapotranspirasi potensial dihitung berdasarkan teori Penman-Monteith. Data cuacaiklim yang didapat berupa data harian, maka perhitungan ETo dalam
kajian ini menggunakan satuan waktu harian. Besaran ETo dihitung berdasarkan data cuaca yang tercatat pada stasiun klimatologi Adi Soemarmo Surakarta.
Adapun contoh perhitungan Evapotranspirasi Potensial dengan periode harian adalah sebagai berikut:
1 Perhitungan evapotranspirasi tanaman dimulai pada tanggal 1 Oktober 2003.
2 Paramater yang digunakan dalam perhitungan Evapotranspirasi Potensial
adalah sebagai berikut: Data Klimatologi Lanud Adi Soemarmo di Surakarta, 2009
Actual hours of sunshine, n =
8 hours Height, z
= 10 m
altitude above the sea, ez =
104 m Latitute
= 07° 52 000 LS
= 7,866666667
Temperatur udara max, Tmax =
32,4 °C Temperatur udara min, Tmin
= 23,8 °C
Kelembaban udara max, RHmax =
73 Kelembaban udara min, RHmin
= 73
Kecepatan Angin pada ketinggian 10 m, u
z
= 4 ms
Lama penyinaran matahari actual, n =
100 =
8 jam 3
Menghitung parameter-parameter lain yang diperlukan a
Kecepatan angin pada ketinggian 2 m.
4
z
u
ms data, berdasarkan Persamaan 2.28 didapat
4 748
,
2
u
= 2,992 ms.
commit to user
b Atmospheric Psychrometric P
altitude elevasi diatas laut, ez = 104 m data, berdasarkan Persamaan 2.27 didapat
26 ,
5
293 104
0065 ,
293 3
, 101
P = 100,077 kPa.
c Kemiringan lengkung tekanan uap air jenuh
Temperatur udara max, Tmax = 32,4 m data, dan Temperatur udara max, Tmax = 32,4 m data. Berdasarkan Persamaan 2.8 didapat
2
3 ,
237 3
, 237
27 ,
17 exp
. 6108
, 4098
mean mean
p
T T
T
dengan 1
, 28
2 8
, 23
4 ,
32 2
min max
T T
T
mean
°C, maka
2
3 ,
237 1
, 28
3 ,
237 1
, 28
1 ,
28 27
, 17
exp .
6108 ,
4098
p
= 0,138 kPa°C. d
Konstanta Psychrometric Berdasarkan Persamaan 2.26,
077 ,
100 10
665 ,
3
= 0,067 kPa°C. e
Tekanan uap jenuh e
s
Tmax = 32,4°C
data. Berdasarkan
Persamaan 2.32
didapat 3
, 237
4 ,
32 4
, 32
27 ,
17 exp
6108 ,
max
T e
= 0,382 kPa. Tmin =
23,8°C data.
Berdasarkan Persamaan
2.31 didapat
3 ,
237 8
, 23
8 ,
23 27
, 17
exp 6108
,
min
T e
= 2,448 kPa
Maka dengan Persamaan 2.29 didapat 2
832 ,
3 448
, 2
s
e = 3,140 kPa.
f Tekanan uap nyata e
a
RHmin = 73 data dan RHmax =
73 data.
Berdasarkan
Persamaan 2.32 didapat 2
100 73
832 ,
3 100
73 448
, 2
a
e = 2,29211 kPa.
commit to user
g Tekanan uap defisit e
s
- e
a
Tekanan uap defisit = e
s
- e
a
= 3,140 – 2,29211 = 0,848 kPa
h Radiasi exstraterrestrial untuk periode harian R
a
D = 1 data,
M = 10 data,
J = 274 data,
Latitute = 07°52’000” LS data
= 7,866666667 °N. Berdasarkan Persamaan 2.19 didapat
387 ,
38
a
R MJm²hari.
i Kemungkinan maksimum penyinaran matahari N
Berdasarkan Persamaan 2.14 didapat 193
, 12
N jam.
j Radiasi sinar matahari R
s
Berdasarkan Persamaan 2.13 dengan nilai a
s
= 0,25 dan b
s
= 0,50 didapat 387
, 38
193 ,
12 8
50 ,
25 ,
s
R = 21,371 MJm²hari.
k Radiasi matahari pada keadaan cuaca cerah R
so
Berdasarkan Persamaan 2.23 didapat 387
, 38
10 10
2 75
,
5 so
R = 28, 869 MJm²hari.
l Radiasi sinar matahari netto R
ns
Berdasarkan Persamaan 2.10 dengan nilai Albedo = 0,23 didapat 371
, 21
23 ,
1
ns
R = 16,456 MJm²hari.
m Radiasi gelombang panjang R
nl
T
max
= 32,4°C
data, Berdasarkan
Persamaan 2.24
didapat 16
, 273
4 ,
32 ,
max
K T
= 305,56 K. Maka K
T ,
max
= 42,739 MJm²hari. T
min
= 23,8°C
data, Berdasarkan
Persamaan 2.24
didapat
16 ,
273 8
, 23
,
min
K T
= 296,96 K. Maka
K T
,
min
38,176 MJm²hari. Berdasarkan Persamaan 2.22 didapat
35 ,
35 ,
1 14
, 34
, 2
10 903
, 4
4 min,
4 ,
9 so
s a
K K
maz nl
R R
e T
T R
commit to user
364 ,
3
nl
R MJm²hari.
n Radiasi netto R
n
Berdasarkan Persamaan
2.9 didapat
364 ,
3 456
, 16
n
R =
13,092 MJm²hari.
o Soil heat flux G
Karena perhitungan dengan periode harian maka nilai soil heat flux G ~ 0.
4 Menghitung Evapotranspirasi potensial
Berdasarkan Persamaan 2.7 didapat 560
, 4
ETo mmhari
Hasil perhitungan ETo yang berdasarkan Penman Monteith disajikan dalam Tabel 4.3 dan 4.4. Adapun Perhitungan ETo digambarkan pada Gambar
4.1. Perhitungan lengkap disajikan dalam Lampiran A.
commit to user
Tabel 4.3. Nilai ETo untuk Daerah Irigasi Nepen Periode Evaluasi 1 tahun terakhir
Thn 2003
2004 Tgl
Okt Nov
Des Jan
Feb Mar
Apr Mei
Jun Jul
Agt Sep
1 4.56 3.32 2.99 3.47 3.23 2.73 2.98 3.57 3.37 3.67 4.21 4.78
2 4.76 3.55 3.01 3.12 2.93 3.00 2.91 3.41 3.36 3.44 4.81 4.86
3 4.76 3.71 2.61 2.82 2.65 2.92 3.28 3.43 3.46 2.78 4.37 4.58
4 4.40 3.68 2.99 2.78 2.11 2.76 3.14 3.66 3.36 3.32 4.17 4.91
5 4.67 3.99 2.57 2.64 2.32 2.70 3.11 3.63 3.36 3.06 3.91 5.12
6 4.70 4.25 2.78 2.66 2.56 2.65 2.95 2.68 3.53 3.65 4.55 5.19
7 4.60 3.82 3.27 2.93 2.09 2.84 2.71 2.61 2.56 3.46 4.39 5.29
8 4.74 4.32 3.24 2.23 2.31 2.58 3.37 3.24 3.72 3.80 4.38 4.90
9 4.39 4.45 2.82 2.38 3.10 2.69 2.80 3.54 3.55 3.69 3.99 4.97
10 4.63 4.33 2.88 2.35 3.15 2.93 3.10 3.42 2.43 2.68 4.13 4.78
11 3.99 4.12 3.59 3.03 2.75 2.88 2.87 4.05 3.82 2.64 4.57 4.93
12 4.80 4.49 3.51 3.09 2.85 3.04 3.26 3.74 3.71 2.41 4.63 4.92
13 3.89 4.54 3.17 3.03 3.04 3.03 2.87 3.68 2.57 2.97 3.88 4.88
14 5.21 4.02 3.83 2.96 2.43 2.84 3.45 2.62 2.63 3.02 4.77 4.45
15 4.67 3.41 3.55 2.64 2.47 2.94 3.03 3.24 3.83 2.70 4.57 4.17
16 4.05 3.14 3.77 2.70 2.78 3.30 3.30 3.48 3.42 3.53 4.42 4.60
17 4.70 3.24 3.15 2.59 2.75 3.08 3.15 3.92 2.42 2.65 4.68 4.64
18 4.08 2.89 2.70 2.80 2.09 2.77 2.66 3.98 2.44 3.70 2.88 4.35
19 4.78 3.07 2.98 3.18 2.39 2.62 2.92 2.64 3.26 3.47 4.21 4.30
20 4.62 3.31 2.66 2.79 2.81 2.99 3.49 2.90 2.40 2.58 2.96 4.37
21 5.02 2.91 2.56 2.83 3.01 3.02 3.04 3.90 3.22 3.77 4.21 5.24
22 4.81 2.86 3.03 2.62 2.51 2.84 3.07 2.85 3.23 3.61 2.84 5.11
23 5.23 3.51 2.80 2.66 2.65 3.71 3.61 3.89 3.84 3.67 4.55 4.52
24 4.85 3.55 3.15 2.58 2.63 4.04 2.97 3.00 2.63 3.68 4.82 4.63
25 4.66 3.23 2.39 2.66 2.39 4.08 3.38 3.39 2.58 4.00 4.50 5.53
26 4.13 2.85 3.04 2.48 2.85 3.40 3.49 3.29 3.64 4.25 4.70 4.94
27 4.25 2.94 2.80 2.80 2.58 3.44 3.41 3.47 4.21 2.66 4.25 4.49
28 3.89 3.91 2.61 2.93 2.55 3.36 3.36 3.39 4.91 3.80 4.26 4.67
29 3.97 3.89 2.47 2.32 2.04 3.59 3.71 3.00 4.03 3.65 4.55 5.15
30 3.04 3.28 2.81 2.89
2.57 3.64 3.26 3.60 4.19 4.53 5.16 31
3.24 3.13 2.63
2.93 4.11
4.22 3.97
commit to user
Tabel 4.4. Nilai Rerata ETo untuk Daerah Irigasi Nepen
Thn 2003
2004 Tgl
Okt Nov
Des Jan
Feb Mar
Apr Mei
Jun Jul
Agt Sep
1 4.53 3.43 2.95 3.00 2.87 2.87 3.01 2.75 2.89 3.28 3.95 4.45
2 4.70 3.43 3.45 2.95 2.56 3.05 3.10 2.84 2.78 3.30 4.14 4.21
3 4.59 3.37 2.64 2.91 2.56 3.07 3.40 3.26 2.99 3.21 4.13 4.46
4 4.34 3.72 2.94 2.94 2.30 3.05 3.08 3.41 3.04 3.19 3.67 4.30
5 4.22 3.56 2.94 2.79 2.31 2.79 3.12 3.09 2.96 2.87 3.92 4.32
6 4.62 3.89 3.34 2.86 2.52 2.69 2.96 3.14 3.10 3.29 3.86 4.48
7 4.43 3.40 3.41 3.07 2.20 2.84 2.91 3.11 2.91 3.43 3.75 4.70
8 4.49 3.68 3.44 2.67 2.29 2.64 3.17 2.89 3.26 3.43 3.77 4.87
9 4.40 3.60 2.98 2.49 2.88 2.86 3.14 3.14 3.10 3.49 3.67 4.53
10 4.52 3.63 2.96 2.65 2.80 2.90 3.19 3.01 2.68 3.19 3.89 4.67
11 4.33 3.24 2.94 2.89 2.94 2.94 3.06 3.47 3.18 3.25 4.13 4.59
12 4.09 4.16 3.02 2.90 2.93 3.10 3.40 3.40 3.20 3.00 4.18 4.51
13 3.87 4.03 2.82 3.17 2.65 3.24 2.74 3.24 2.83 3.19 3.85 4.45
14 3.58 3.78 2.97 3.24 2.45 2.96 3.55 2.94 3.14 3.17 3.80 4.61
15 3.82 3.49 3.09 2.84 2.52 2.74 3.26 3.15 3.07 3.27 3.87 4.51
16 3.76 3.31 3.39 2.77 2.71 3.06 2.97 3.35 3.09 3.59 4.02 4.66
17 3.95 3.81 2.87 2.66 2.69 3.10 2.92 3.44 2.93 3.38 4.21 4.17
18 3.65 3.07 2.82 2.64 2.36 2.89 3.06 3.27 3.27 3.40 3.86 4.18
19 4.22 3.38 3.15 3.02 2.51 2.86 3.47 2.76 3.28 3.33 3.94 4.28
20 3.87 3.23 2.77 2.76 2.74 3.04 3.71 3.13 2.83 3.22 3.69 4.36
21 4.07 2.79 2.64 2.70 2.64 3.04 3.41 3.45 3.17 3.69 3.83 4.49
22 4.08 2.80 2.87 2.53 2.63 3.00 3.33 3.37 2.98 3.63 3.77 4.25
23 4.06 3.07 2.89 2.56 2.62 3.44 3.58 3.52 3.25 3.55 4.05 4.55
24 3.56 3.14 3.21 2.67 2.69 3.21 3.24 3.34 2.95 3.27 4.04 4.63
25 3.54 3.31 2.58 2.84 2.49 3.29 3.39 3.37 2.92 3.45 3.93 4.86
26 3.87 2.99 3.07 2.50 3.06 3.14 3.41 3.27 3.36 3.45 3.87 4.49
27 3.86 3.06 2.80 3.00 2.59 2.96 3.25 3.42 3.36 3.38 3.76 4.53
28 3.57 3.44 2.66 2.90 2.59 3.21 3.58 3.22 3.47 3.47 3.77 4.74
29 3.84 3.50 2.56 2.26 1.38 3.52 3.63 3.24 3.35 3.38 3.98 4.64
30 3.12 3.35 3.05 2.61
2.88 3.14 2.72 3.20 3.55 4.00 4.62 31
3.60 3.15 2.43
3.16 3.45
3.17 3.52
commit to user
Gambar 4.1. Perbandingan ETo DI Nepen Periode 1 tahun terakhir dengan Rerata ETo DI Nepen
Gambar 4.1 menunjukkan bahwa Rerata ETo masih mewakili ETo pada periode 1 tahun terakhir dengan R
2
= 0,727. Gambar 4.1 juga menggambarkan ETo selama musim kemarau cenderung lebih besar dibandingkan selama musim penghujan.
Dari hasil analisis terlihat bahwa grafik ETo yang naik menggambarkan bahwa kebutuhan air irigasi juga akan naik. Hal ini memungkinkan bahwa pada musim
kemarau, akan terjadi defisit air. Keadaaan ini dapat diatasi dengan operasi yang baik untuk keberlanjutan fungsi bangunan, hasil pertanian dan sumbernya.
4.2.2 Perhitungan Evapotranspirasi Tanaman ETc dan Kebutuhan Air
Kategori