STUDI OPTIMASI POLA OPERASI IRIGASI DI DAERAH IRIGASI LAMBUNU PROPINSI SULAWESI TENGAH
ABSTRACT
OPTIMIZATION STUDY OFIRRIGATION OPERATIONAL PATTERN IN
LAMBUNU IRRIGATION AREA – CENTRAL SULAWESI PROVINCE
By:
ASLINDA WARDANI
Lambunu Irrigation Area is administratively part of ParigiMoutong Regency, Central
Sulawesi Province. This irrigation area is supplied by Lambunu River through its
intake in Lambunu Weir and the irrigation water is supplied gravitationally. In the
year 2014, planting pattern used in the area was paddy-paddy with 3,825 ha and
3,645 ha for planting schedule I and II, respectively.
Irrigation operational pattern in Lambunu varied due to the development in irrigation
system, the decrease of function of irrigation structures, the change of cropping
pattern, and the fluctuation of irrigation water availability. Today, Lambunu Irrigation
Area captures 5,041 ha of potential areas. Due to the changes in irrigation system and
water availability, it is necessary to do some optimization in irrigation operational
patern in Lambunu in order to find optimum planting area and optimum farming
production.
Of some alternatives irrigation operational patterns, carried out based on grouped and
rotation system for paddy-paddy-secondary crops, the most optimum irrigation
operational patterns has been found. It is irrigation operational patterns with
ungrouped system and three planting schedules as follows:
Paddy I is in December I to March II
Paddy II is in April I to July II
Secondary crops in August I to November II
Crop intensity for paddy and secondary crops in the area is 200% and 23%-28%,
respectively. Grouped system will give the same result. However, it will reduce the
maximum discharge of irrigation water demand.
Keywords: irrigation, operational pattern, optimization.
ABSTRAK
STUDI OPTIMASI POLA OPERASI IRIGASI
DI DAERAH IRIGASI LAMBUNU PROPINSI SULAWESI TENGAH
Oleh
ASLINDA WARDANI
Daerah Irigasi Lambunu secara administratif berada di wilayah Kabupaten
Parigi Moutong, Propinsi Sulawesi Tengah. Daerah irigasi ini memanfaatkan air
Sungai Lambunu sebagai sumber air irigasinya yang diambil melalui bangunan
pengambilan di Bendung Lambunu. Air irigasi dialirkan dengan sistem gravitasi
untuk mengairi areal pertaniannya. Pada tahun 2014, pola tanam yang diterapkan
adalah padi – padi dengan luas tanam/fungsional tahun 2014 pada masa tanam padi I
seluas 3.825 Ha dan masa tanam padi II seluas 3.645 Ha.
Pola operasi Daerah Irigasi Lambunu mengalami banyak perubahan akibat dari
pembangunan jaringan irigasi, penurunan fungsi jaringan irigasi dan perubahan tata
guna lahan serta kondisi ketersediaan air irigasi. Pembangunan jaringan irigasi
Daerah Irigasi Lambunu saat ini mempunyai luas potensial adalah 5.041 Ha. Dengan
adanya perubahan – perubahan tersebut, terutama ketersediaan air maka dilakukan
studi optimasi pola operasi irigasi untuk diperoleh luas tanam yang optimal sehingga
produktivitas pertanian juga optimal.
Dari beberapa alternatif pola operasi irigasi yang direncanakan berdasarkan
perbedaan awal tanam dan sistem pemberian air (tanpa golongan, 2 golongan dan 3
golongan) serta dengan menerapkan pola tanam padi – padi – palawija dalam 1 tahun
periode tanam, maka diperoleh pola operasi irigasi optimal yaitu pola tanam dengan
menerapkan sistem pemberian air secara serentak/tanpa golongan, dengan periode
masa tanam padi I adalah Des I s/d Mar II, periode masa tanam padi II adalah Apr I
s/d Jul II dan periode masa tanam palawija adalah Aug I s/d Nop II. Nilai intensitas
tanam dalam 1 tahun periode tanam adalah 200% untuk tanam padi dan 23%-28%
untuk tanaman palawija. Penerapan sistem golongan pada sistem pemberian air akan
mengurangi debit puncak kebutuhan air irigasi.
Kata kunci :irigasi, pola operasi, pola tanam, optimasi.
STUDI OPTIMASI POLA OPERASI IRIGASI
DI DAERAH IRIGASI LAMBUNU
PROPINSI SULAWESI TENGAH
Oleh
ASLINDA WARDANI
Tesis
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
MAGISTER TEKNIK
Pada
Program Pascasarjana Magister Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
STUDI OPTIMASI POLA OPERASI IRIGASI
DI DAERAH IRIGASI LAMBUNU
PROPINSI SULAWESI TENGAH
(Tesis)
Oleh
ASLINDA WARDANI
PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1.
Gambar 3.2.
Gambar 3.3.
Gambar 3.4.
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
Gambar 4.3.
Gambar 4.4.
Gambar 4.5.
Gambar 4.6.
Gambar 4.7.
Gambar 4.8.
Gambar 4.9.
Gambar 4.10.
Gambar 4.11.
Gambar 4.12.
Peta Lokasi Kecamatan Bolano Lambunu ............................
Skema Jaringan Irigasi D.I. Lambunu A= 5041,07 Ha .........
Debit Andalan Sungai Lambunu ...........................................
Bagan Alir Penelitian “Studi Optimasi Pola Operasi Irigasi
Daerah Irigasi Lambunu Propinsi Sulawesi Tengah” ...........
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80%) dan
Debit Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Pola Tanam 0 ....
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan
Debit Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario TG ......
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-A ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-B ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-C ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-D ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-E ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-F ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G3-A ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G3-B ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G3-C ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G3-D ............
28
32
34
38
47
63
77
78
79
80
81
82
87
91
95
99
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ....................................................................................................
i
DAFTAR TABEL ............................................................................................
iii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
v
1.
PENDAHULUAN ..................................................................................
1
1.1 Latar Belakang .............................................................................
1
1.2 Identifikasi Masalah .....................................................................
3
1.3 Rumusan Masalah ........................................................................
5
1.4 Maksud dan Tujuan ......................................................................
5
1.5 Pembatasan Masalah ....................................................................
6
1.6 Manfaat Penelitian ........................................................................
7
2.
TINJAUAN PUSTAKA .........................................................................
2.1. Irigasi ............................................................................................
2.2. Sistim Pemberian Air Irigasi ........................................................
2.2.1. Sistem Genangan Terus Menerus ....................................
2.2.2. Sistem Terputus-Putus ......................................................
2.3. Pola Tanam ...................................................................................
2.4. Cara Pembagian Air Irigasi ..........................................................
2.5. Debit Andalan ..............................................................................
2.5.1. Debit Andalan Berdasarkan Data Debit ...........................
2.5.2. Debit Andalan Berdasarkan Data Hujan ..........................
2.6. Kebutuhan Air di Sawah ..............................................................
2.6.1. Penyiapan Lahan ..............................................................
2.6.2. Kebutuhan Air untuk Konsumtif Tanaman ......................
2.6.3. Koefisien Tanaman ..........................................................
2.6.4. Perkolasi dan Rembesan ...................................................
2.6.5. Pergantian Lapisan Air (Water Layer Requirement) ........
2.6.6. Curah Hujan Efektif .........................................................
2.6.7. Efisiensi Irigasi .................................................................
2.7. Keseimbangan Air (Neraca Air) ..................................................
2.8. Intensitas Tanam ..........................................................................
8
8
8
9
9
10
10
12
13
14
19
21
22
22
23
24
24
26
26
27
3.
METODOLOGI PENELITIAN ............................................................
3.1. Daerah Irigasi Lambunu ...............................................................
3.1.1. Bendung Lambunu ...........................................................
3.1.2. Jaringan Irigasi Lambunu .................................................
3.1.3. Petak Tersier .....................................................................
3.2. Debit Andalan ...............................................................................
28
28
30
30
31
33
ii
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
Curah Hujan Efektif ......................................................................
Evapotranspirasi Potensial ............................................................
Pola Tanam Saat ini.......................................................................
Prosedur Penelitian .......................................................................
3.6.1. Pengumpulan Data ............................................................
3.6.2. Metode Analisa Data ........................................................
35
36
37
37
39
40
4.
HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................................
43
4.1. Debit Kebutuhan Air Irigasi dan Keseimbangan Air Saat Ini .......
43
4.1.1. Kebutuhan Air Irigasi Netto di Sawah (NFR) dengan Pola
Tanam Saat Ini...................................................................
44
4.1.2. Debit Kebutuhan Air Irigasi dan Keseimbangan Air
Saat Ini ...............................................................................
46
4.2. Skenario Optimasi .........................................................................
48
4.2.1. Skenario TG .....................................................................
49
4.2.2. Skenario G2 ......................................................................
50
4.2.3. Skenario G3 ......................................................................
54
4.3. Kebutuhan Air Netto di Sawah (NFR) dengan Pola Tanam
Optimasi .......................................................................................
58
4.4. Debit Kebutuhan Air Irigasi dan Keseimbangan Air pada D.I.
Lambunu dengan Pola Tanam Optimasi .......................................
61
4.4.1. Skenario TG .....................................................................
61
4.4.2. Skenario G2 ......................................................................
64
4.4.3. Skenario G3 ......................................................................
83
4.5. Analisa Optimasi Pola Irigasi ....................................................... 101
5.
KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................
5.1. Kesimpulan ..................................................................................
5.2. Saran ..............................................................................................
104
104
105
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.
Tabel 2.2.
Tabel 2.3.
Tabel 3.1.
Tabel 3.2.
Tabel 4.1.
Tabel 4.2.
Tabel 4.3.
Tabel 4.4.
Tabel 4.5.
Tabel 4.6.
Tabel 4.7.
Tabel 4.8.
Tabel 4.9.
Tabel 4.10.
Tabel 4.11.
Tabel 4.12.
Tabel 4.13.
Tabel 4.14.
Tabel 4.15.
Tabel 4.16.
Tabel 4.17.
Nilai Exposed Surface (m) Berdasarkan Jenis Tutupan Lahan ..
Harga – Harga Koefisien Tanaman Padi dan Palawija ..............
Nilai Efisiensi Irigasi .................................................................
Curah Hujan R80 dan Curah Hujan Efektif Re untuk
D.I. Lambunu .............................................................................
Evaportranpirasi Potensial untuk DI. Lambunu ........................
Rekapitulasi Kebutuhan Air Irigasi Netto di Sawah (NFR)
untuk D.I. Lambunu (Pola Tanam 0) .........................................
Debit Kebutuhan Irigasi D.I. Lambunu dan Keseimbangan Air
Pada Pola Tanam 0 ....................................................................
Masa Tanam Masing-Masing Alternatif NFR ...........................
Pola Tanam D.I. Lambunu pada Pada Skenario TG ..................
Tipe Pengelompokkan Petak Tersier pada D.I. Lambunu
dengan Sistem 2 Golongan ........................................................
Pola Tanam D.I. Lambunu pada Pada Skenario G2 ...................
Tipe Pengelompokkan Petak Tersier pada D.I. Lambunu
dengan Sistem 3 Golongan ........................................................
Kombinasi Pola Tanam D.I. Lambunu pada Skenario G3 .........
Rekapitulasi Hasil Perhitungan Kebutuhan Air Netto di Sawah
D.I. Lambunu .............................................................................
Debit Kebutuhan Irigasi D.I. Lambunu pada Skenario TG .......
Luas Areal Maksimum yang dapat dicapai pada Skenario TG .
Intensitas Tanam DI. Lambunu pada Skenario TG ...................
Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-A ...........................................................................
Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-B ...........................................................................
Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-C ...........................................................................
Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-D ...........................................................................
Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-E ............................................................................
17
23
26
35
37
45
47
48
49
51
53
56
57
60
61
62
62
64
66
67
69
71
iv
Halaman
Tabel 4.18. Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-F ............................................................................
Tabel 4.19. Luas Areal Maksimum yang dapat dicapai pada Skenario G2 ..
Tabel 4.20. Intensitas Tanam DI. Lambunu pada Skenario G2 ....................
Tabel 4.21. Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G3-A ...........................................................................
Tabel 4.22. Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G3-B ...........................................................................
Tabel 4.23. Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G3-C ...........................................................................
Tabel 4.24. Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G3-D ...........................................................................
Tabel 4.25. Luas Areal Maksimum yang dapat dicapai dan Intensitas Tanam
DI. Lambunu pada Skenario G3 ................................................
72
74
75
84
88
92
96
100
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tanjung Karang, pada tanggal 21 Januari 1979, anak kedua
dari enam bersaudara, dari Bapak Aliun, T dan Ibu Roslaini.
Riwayat pendidikan penulis, dimulai dari pendidikan sekolah dasar di SDN 1
Perumnas Way Halim dan diselesaikan pada tahun 1990, pendidikan menengah
pertama ditempuh di SMPN 2 Kedaton dan diselesaikan pada tahun 1993.
Pendidikan dilanjutkan ke SMAN Way Halim yang diselesaikan tahun 1996.
Penulis diterima sebagai mahasiswa di Fakultas Teknik, Universitas Lampung
pada tahun 1996 melalui jalur Penelusuran Minat dan Kemampuan Akademik
(PMKA). Pendidikan sarjana diselesaikan pada tahun 2001.
SANWACANA
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat, ridho, dan karunia-Nya sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan.
Tesis dengan judul “Studi Optimasi Pola Operasi Irigasi Di Daerah Irigasi
Lambunu Propinsi Sulawesi Tengah” merupakan salah satu syarat untuk
mencapai gelar Magister Teknik di Universitas Lampung.
Tesis ini dapat diselesaikan dengan bantuan, bimbingan, dan petunjuk dari semua
pihak dari proses perkuliahan sampai pada saat penulisan tesis ini.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
kepada :
1.
Bapak Prof. Dr. Suharno, M. Sc selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung;
2.
Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D selaku Pembimbing Utama yang
dengan bijaksana yang telah menyediakan waktu, tenaga, pikiran dan
kesempatan untuk mengarahkan penulis dalam menyelesaian tesis ini;
3.
Ibu Dr. Dyah Indriana K, S.T., M.Sc. selaku Pembimbing Kedua dan Ketua
Program Magister Teknik Sipil Universitas Lampung yang dengan bijaksana
dan penuh kesabaran telah memberikan bimbingan, saran, kritik dan arahan
dalam proses penyelesaian tesis ini;
4.
Bapak Ir. Ahmad Zakaria, M.Sc., Ph.D selaku Penguji yang telah
memberikan masukan dan saran-saran pada seminar proposal dan seminar
hasil tesis terdahulu;
5.
Bapak dan ibu dosen Program Magister Teknik Sipil Universitas Lampung
yang telah membekali penulis dengan ilmu, bimbingan, arahan, dan motivasi
selama mengikuti perkuliahan;
6.
Staf administrasi dan karyawan Program Magister Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Lampung yang telah membantu dan melayani dalam
kegiatan administrasi;
7.
Fit Haryono, suamiku tercinta yang telah memberikan motivasi dan kasih
sayang selama ini;
8.
Alif Aditiya Nugroho, Ratna Aurellia Cetta Fitriyani dan Rayhan Aditiya
Nugroho, anak-anakku tercinta
9.
Bapak dan mamak serta seluruh keluarga besar yang senantiasa memberi doa
restu dan kasih sayangnya;
10. Seluruh teman-teman Magister Teknik Sipil Universitas Lampung yang telah
banyak membantu dalam menyelesaikan penulisan tesis ini;
11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Akhir kata, Penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat dan dapat
memberikan sumbangan ilmu pengetahuan bagi khalayak secara umum dan
mahasiswa jurusan Teknik Sipil pada khususnya.
Bandar Lampung, 30 Juni 2015
Penulis
Aslinda Wardani, ST
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Badan Perencanaan Pembangunan Nasional (Bappenas) telah memproyeksikan
jumlah penduduk Indonesia tahun 2010-2035. Proyeksi jumlah penduduk ini
berdasarkan perhitungan ilmiah dengan asumsi dari komponen-komponen laju
pertumbuhan penduduk yaitu kelahiran, kematian dan perpindahan. Hasil proyeksi
menunjukkan bahwa penduduk Indonesia mengalami peningkatan yaitu dari 238,5
juta jiwa pada tahun 2010 menjadi 305,6 juta jiwa pada tahun 2035 (BPS, 2013).
Peningkatan jumlah penduduk mengakibatkan pertambahan jumlah kebutuhan
pokok yaitu satu diantaranya adalah kebutuhan pangan. Padi (beras) merupakan
kebutuhan pangan utama bagi rakyat Indonesia. Dalam upaya pemantapan
ketahanan pangan nasional (termasuk beras), pemerintah telah melaksanakan
serangkaian usaha secara intensif dan ekstensif di sektor pertanian. Investasi yang
cukup besar telah dikeluarkan Pemerintah Indonesia untuk pembangunan sarana
dan prasarana pengairan seperti bendungan, bendung dan jaringan irigasi.
Pembangunan jaringan irigasi ini bertujuan untuk meningkatkan produktivitas
padi dan palawija yang pada akhirnya akan bermuara pada meningkatnya
kesejahteraan petani.
2
Produktivitas padi/palawija tidak hanya dipengaruhi oleh kondisi jaringan irigasi
saja, namun juga dipengaruhi oleh ketersediaan air irigasi, pola operasi jaringan
irigasi dan kualitas sumber daya manusia (petani). Jaringan irigasi (bangunan
utama, bangunan dan saluran irigasi, bangunan dan saluran drainasi) yang mampu
berfungsi dengan baik; ketersediaan air (sungai) mencukupi kebutuhan air irigasi
di lahan irigasi, pola operasi jaringan irigasi yang baik dan sumber daya manusia
(petani) berkualitas baik maka produktivitas pertanian dapat ditingkatkan pada
tingkat yang cukup memuaskan.
Budidaya padi sawah yang mayoritas diterapkan oleh petani Indonesia adalah
sistem konvensional. Sistem konvensional ini membutuhkan air irigasi yang
cukup besar. Pemberian air dilakukan secara terus menerus sehingga areal sawah
memiliki tinggi genangan antara 10-20 mm pada masa tanam. Kebutuhan air
irigasi di sawah bila diasumsikan sebesar 1 liter/detik/ha; umur padi 100 hari,
hasil panen beras rata-rata 3.000 kg/ha, maka dapat dihitung kebutuhan air irigasi
di lahan sawah untuk 1 kg beras adalah sebesar 2.880 liter (Nurrochmad, 2011).
Kebutuhan air irigasi ini diambil dari sumber air permukaan yaitu sungai melalui
bangunan pengambilan (intake). Permasalahan umum yang terjadi pada sungai –
sungai di Indonesia saat ini adalah debit andalan sungai cenderung menurun
(terutama pada musim kemarau), sedangkan jumlah kebutuhan air irigasi dan
lainnya (kebutuhan air domestik dan industri) terus meningkat. Penurunan
ketersediaan air dan kebutuhan air irigasi yang cukup besar mengakibatkan
sejumlah lahan sawah irigasi teknis tidak dapat ditanami karena tidak cukup
tersedia air. Biasanya areal sawah bagian hilir dari suatu sistem jaringan irigasi
yang selalu tidak dapat melakukan penanaman. Permasalahan ketersediaan air
3
yang terbatas ini (cenderung menurun) juga menjadi pertimbangan khusus dalam
pengembangan areal irigasi. Untuk menangani permasalahan ini diperlukan
manajemen/pengelolaan air.
Manajemen/pengelolaan air dapat berupa optimasi penggunaan air sungai adalah
merupakan salah satu upaya yang dilakukan sehingga pemanfaatan air dapat
dioptimalkan untuk menciptakan kesejahteraan masyarakat. Manajemen ini dapat
berupa penentuan jadwal tanam, pola tata tanam, sistem pemberian air dan
penggunaan teknologi intensifikasi pertanian.
1.2. Identifikasi Masalah
Provinsi Sulawesi Tengah sebagai salah satu provinsi di wilayah kesatuan
Republik Indonesia mempunyai potensi yang cukup besar untuk menyumbang
produktivitas hasil pertanian dalam rangka mendukung ketahanan nasional.
Provinsi Sulawesi Tengah mempunyai target untuk mengkontribusi swasembada
beras nasional 1,5 juta ton gabah kering giling. Untuk itu, pemerintah
melaksanakan optimalisasi setiap potensi yang dapat mendukung program
tersebut.
Provinsi Sulawesi Tengah memiliki beberapa daerah irigasi. Sebagian daerah
irigasi tersebut, pengelolaan jaringan irigasinya dilakukan oleh pemerintah
melalui Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, Direktorat
Jenderal Sumber Air, Balai Wilayah Sungai Sulawesi III yaitu salah satu
diantaranya Daerah Irigasi (D.I.) Lambunu.
D.I. Lambunu terdiri dari Bendung Lambunu dan jaringan irigasi (primer dan
sekunder) yang akan menyalurkan air irigasi dari Sungai Lambunu ke areal irigasi
4
dengan luas potensial 6.068 Ha. Pembangunan jaringan irigasi Lambunu melalui
beberapa tahapan. Dalam proses pembangunannya mengalami beberapa hambatan
sehingga jaringan irigasi belum dibangun seluruhnya. Jaringan irigasi yang belum
dibangun hingga saat ini meliputi (1) saluran dan bangunan primer Lambunu (BL)
dari BL.10 hingga BL.16 dan (2) saluran dan bangunan sekunder Tangsisipan
(BTs) dari BTs.2 – BTs.6. Jaringan irigasi yang telah dibangun tersebut
mempunyai luas areal irigasi 4.994 Ha.
Beberapa permasalahan D.I. Lambunu pada saat ini meliputi (1) penurunan
ketersediaan/debit andalan Sungai Lambunu karena terganggunya catchment area
akibat kegiatan masyarakat di daerah hulu sungai; (2) penurunan fungsi jaringan
irigasi karena adanya sedimentasi dan kerusakan beberapa saluran dan bangunan
irigasi; (3) alih fungsi lahan sawah menjadi peruntukan lahan lainnya; dan (4)
terganggunya pola operasi jaringan irigasi karena ketidakpatuhan petani
(pengambilan air secara liar) (BWS Sulawesi III, 2014).
Balai Wilayah Sungai (BWS) Sulawesi III selaku pihak yang berwenang dalam
pengelolaan daerah irigasi ini berkewajiban untuk meningkatkan kinerja daerah
irigasi sehingga dapat berfungsi optimal. Kegiatan perencanaan rehabilitasi
jaringan irigasi telah dilaksanakan melalui paket pekerjaan survey, investigasi dan
desain (SID) rehabilitasi D.I. Lambunu tahap I pada tahun 2013 dan tahap II tahun
2014. Pada awalnya luas potensial D.I. Lambunu adalah 6.068 Ha, karena adanya
alih fungsi lahan maka luas potensial berkurang hingga 5014,07 Ha. Studi
optimasi operasi jaringan irigasi perlu dikaji lebih rinci terkait dengan perubahan
luas areal irigasi dan ketersediaan/debit andalan Sungai Lambunu saat ini
sehingga jaringan irigasi dalam menyalurkan air irigasi ke petak tersier dengan
5
baik dan produktivitas padi/palawija daerah ini mampu mendukung program
ketahanan pangan nasional.
1.3. Rumusan Masalah
Analisa kondisi keseimbangan air dan optimasi operasi jaringan di suatu daerah
irigasi memerlukan masukan data yang akurat terutama data hidrologi dan
karakteristik daerah setempat. Kebutuhan air tanaman (Net Field Requirement,
NFR) di D.I. Lambunu telah dihitung pada studi terdahulu. Namun ketersediaan
air di daerah tersebut harus kembali dianalisa untuk memastikan operasi irigasi
yang optimal. Berdasarkan hal tersebut maka masalah dalam penelitian ini
dirumuskan sebagai berikut:
a.
Bagaimanakah status keseimbangan air di D.I. Lambunu terhadap debit
andalan Sungai Lambunu, luas areal irigasi 5.041 Ha dan pola tanam saat ini?
b.
Bagaimanakah usaha-usaha optimasi operasi irigasi berdasarkan status
keseimbangan air di D.I. Lambunu?
1.4. Maksud dan Tujuan
Maksud dari studi ini adalah untuk mencari pola operasi irigasi yang paling
optimal di Daerah Irigasi Lambunu dengan konstrain kondisi keseimbangan air di
daerah irigasi bersangkutan. Adapun tujuan dari studi ini adalah :
1.
melakukan analisis kebutuhan air irigasi untuk D.I. Lambunu berdasarkan
luas areal tanam saat ini dengan pola irigasi saat ini yaitu pola tanam padi –
padi – bera, pemberian air irigasi secara serentak/tanpa golongan,
6
2.
melakukan analisis keseimbangan air irigasi berdasarkan ketersediaan air di
D.I. Lambunu dan kebutuhan air irigasi untuk D.I.Lambunu sesuai point (1),
3.
melakukan analisis kebutuhan air irigasi untuk D.I. Lambunu berdasarkan
luas potensial 5.041 Ha dengan pola irigasi padi – padi – palawija, sistem
pemberian air irigasi secara serentak/tanpa golongan,
4.
melakukan analisis keseimbangan air irigasi berdasarkan ketersediaan air di
Bendung Lambunu dan kebutuhan air irigasi untuk D.I.Lambunu sesuai point
(3),
5.
melakukan analisis kebutuhan air irigasi untuk D.I. Lambunu berdasarkan
luas potensial 5.041 Ha dengan pola irigasi padi – padi – palawija, sistem
pemberian air irigasi secara sistem 2 golongan dan 3 golongan,
6.
melakukan analisis keseimbangan air irigasi berdasarkan ketersediaan air di
Bendung Lambunu dan kebutuhan air irigasi untuk D.I.Lambunu sesuai point
(5),
7.
merekomendasikan
pola
tanam
yang
optimal
berdasarkan
status
keseimbangan air di D.I. Lambunu.
1.5. Pembatasan Masalah
Untuk menajamkan fokus penelitian dan membatasi lingkup studi, maka masalah
dalam penelitian ini dibatasi sebagai berikut:
1.
Daerah irigasi yang menjadi objek penelitian adalah D.I. Lambunu seluas
5.041 Ha di Kabupaten Parigi Moutong, Provinsi Sulawesi Tengah,
7
2.
Debit andalan dari data debit Sungai Lambunu per 15 harian dengan peluang
keandalan 80% yang merupakan data publikasi Balai Wilayah Sungai
Sulawesi III,
3.
Curah hujan efektif dalam penelitian ini menggunakan data publikasi Balai
Wilayah Sungai Sulawesi III,
4.
Pola
tanam
dalam
penelitian ini adalah pola tanam
yang telah
direkomendasikan dalam perencanaan pengembangan D.I. Lambunu saat ini
yaitu padi–padi–palawija (jagung),
5.
Masa pengolahan lahan dalam penelitian ini adalah masa pengolahan lahan
yang telah direkomendasikan dalam perencanaan pengembangan D.I.
Lambunu saat ini yaitu selama 30 hari,
6.
Varietas padi dalam penelitian ini adalah varietas padi yang telah
direkomendasikan dalam perencanaan pengembangan D.I. Lambunu saat ini
yaitu varietas unggul (FAO),
7.
Evaporasi Potensial dalam penelitian ini menggunakan data publikasi Balai
Wilayah Sungai Sulawesi III,
1.6. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diiharapkan dapat diambil dari penelitian ini adalah :
a.
Dapat menjadi masukan/rekomendasi untuk pihak yang berwenang dalam
rangka meningkatkan produktivitas padi dan palawija,
b.
Dapat menjadi studi literatur untuk kajian sejenis dan terkait dengan
pembangunan jaringan irigasi.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Irigasi
Irigasi merupakan usaha-usaha yang dilakukan untuk membawa air dari
sumbernya (usaha penyediaan) dan kemudian diberikan pada tanaman (mengairi)
di lahan pertanian dengan jumlah sesuai dengan kebutuhan tanaman (usaha
pengelolaan). Irigasi berarti mengalirkan air secara buatan dari sumber air yang
tersedia kepada sebidang lahan untuk memenuhi kebutuhan tanaman. Dengan
demikian tujuan irigasi adalah mengalirkan air secara teratur sesuai kebutuhan
tanaman pada saat persediaan lengas tanah tidak mencukupi untuk mendukung
pertumbuhan tanaman, sehingga tanaman bisa tumbuh secara normal.
Pemberian air irigasi yang efisien selain dipengaruhi oleh tata cara aplikasi, juga
ditentukan oleh
kebutuhan air guna mencapai kondisi air tersedia yang
dibutuhkan tanaman. Jenis irigasi meliputi irigasi air permukaan, irigasi air bawah
tanah, irigasi pompa dan irigasi rawa.
2.2. Sistim Pemberian Air Irigasi
Pemberian air irigasi ke petak sawah dapat dilakukan dengan 5 (lima) cara
(Hansen dkk, 1992) yaitu:
(1). Penggenangan ( flooding);
9
(2). Menggunakan alur besar atau kecil;
(3). Menggunakan air di bawah permukaan tanah melalui sub irigasi;
(4). Penyiraman (sprinkling);
(5). Menggunakan sistem cucuran (trickle).
Umumnya untuk tanaman padi, pemberian air (irigasi) dilakukan dengan
penggenangan (flooding) dan alur (furrows) yang dialirkan secara terus menerus
(continous flow) atau dengan cara berselang (intermitent flow ).
2.2.1. Sistem Genangan Terus Menerus (Stagnant Constant Head)
Metode pelayanan pembagian air secara kontinyu merupakan pemberian air irigasi
secara terus menerus selama satu musim tanam sesuai dengan kebutuhan air untuk
tanaman pada periode pengolahan tanah, pertumbuhan tanaman dari tanam sampai
dengan panen (Svehlik, 1987 dalam Nurrochmad, 1997 dalam Huda, 2012),
besarnya kebutuhan air yang dilepas di bangunan bagi dapat dihitung
menggunakan rumus sebagai berikut :
------------------------------------------------------------------------------ (1)
Dimana,
Qi = debit air irigasi di pintu pengambilan pada periode ke-i (l/det, mm/hari)
qi
= debit air irigasi persatuan luas pada periode ke-i (l/det, mm/hari/ha)
Ai = luas areal irigasi pada periode ke-i (ha)
2.2.2. Sistem Terputus-Putus (Intermittent Flow System)
Intermittent flow adalah salah satu cara pemberian ke petak sawah yang
didasarkan pada interval waktu tertentu dengan debit dan luas area yang sudah
10
ditetapkan terlebih dahulu sehingga diperoleh hasil yang optimal.
2.3. Pola Tanam
Guritno (2011) menjelaskan bahwa cropping system yaitu suatu usaha penanaman
pada sebidang lahan dengan mengatur pola tanam (cropping pattern) yang
berinteraksi dengan sumber daya lahan serta teknologi budidaya tanaman yang
dilakukan.
Sedangkan pola tanam (cropping pattern) adalah susunan tata letak dan tata
urutan tanaman, pada sebidang lahan selama periode tertentu, termasuk
pengolahan tanah dan bera.
Pola tata tanam adalah pola mengenai rencana tata tanam yang terdiri dari
pengaturan jenis tanaman, waktu penanaman, tempat atau lokasi tanaman dan luas
areal tanaman yang memperoleh hak atas air pada suatu daerah irigasi (Anonim,
2009 dalam Huda dkk 2012).
2.4. Cara Pembagian Air Irigasi
Ada 3 (tiga) cara pembagian air irigasi yaitu: sistem serentak, sistem golongan
dan sistem rotasi. Penerapan ketiga cara tersebut tergantung pada jumlah air yang
tersedia.
1.
Pembagian Air Irigasi Secara Serentak
Air dibagikan ke seluruh areal yang ditanami pada waktu bersamaan secara
merata. Jumlah air yang dibagikan disesuaikan fase perkembangan padi dan
kebutuhan air yang diperlukan secara maksimal. Cara ini dapat dilakukan
11
apabila jumlah air yang tersedia cukup banyak, atau jika nilai k lebih besar
atau sama dengan 1.
Rumus untuk menghitung nilai k (Kunaifi,A.A. 2010 dalam Huda dkk, 2012)
adalah:
---------------------------------------------------- (2)
2.
Cara Golongan
Cara ini dilakukan bila jumlah air yang tersedia sangat terbatas, sementara
kebutuhan air (terutama saat pengolahan tanah) sangat besar. Maka saat
tanam dilakukan secara bertahap dari satu petak tersier ke petak lainnya.
Kelompok-kelompok dalam petak tersier ini disebut sebagai golongan.
Idealnya satu daerah irigasi dibagi dalam 3-5 (tiga sampai lima) golongan
dengan jarak waktu tanam biasanya 2-3 (dua sampai tiga) minggu.
Dirjen Pengairan Departemen PU. KP. 01 (1986), menyatakan bahwa
pemberian air dengan golongan atau dapat diistilahkan rotasi teknis berguna
untuk mengurangi kebutuhan puncak air irigasi dan kebutuhan pengambilan
bertambah secara berangsur–angsur pada awal waktu pemberian air irigasi
(pada periode penyiapan lahan), seiring dengan makin bertambahnya debit
sungai; kebutuhan pengambilan puncak dapat ditunda. Tetapi metode ini akan
menyebabkan eksploitasi yang lebih kompleks. Beberapa hal yang tidak
menguntungkan dari metode ini adalah:
(1). Timbulnya konflik sosial;
(2). Eksploitasi lebih rumit;
(3). Kehilangan air akibat ekploitasi sedikit lebih tinggi;
12
(3). Jangka waktu irigasi untuk tanaman pertama lebih lama, akibatnya lebih
sedikit waktu tersedia untuk tanaman kedua;
(4). Daur/siklus gangguan serangga ; pemakaian insektisida
3.
Cara Rotasi/Giliran
Jika kebutuhan air irigasinya besar sementara air yang tersedia kurang, maka
perlu dilakukan pemberian air secara giliran antar petak tersier, atau antar
petak sekunder. Idealnya periode giliran adalah 2-3 (dua sampai tiga) hari dan
jangan lebih dari 1 (satu) minggu karena akan berpengaruh terhadap per
tumbuhan tanaman (Hansen dkk, 1986; Pasandaran dkk, 1984 dalam Purba
2011)
2.5. Debit Andalan
Debit andalan adalah besarnya debit yang tersedia di suatu lokasi sumber air
(misalnya: sungai) untuk dapat dimanfaatkan/dikelola dalam penyediaan air
(misalnya; air baku dan air irigasi) dengan resiko kegagalan yang telah
diperhitungkan. Dalam perencanaan suatu bangunan penyediaan air terlebih
dahulu harus dicari debit andalan (dependable discharge), yang tujuannya adalah
untuk menentukan debit perencanaan yang diharapkan selalu tersedia di sungai
(Soemarto, 1987 dalam Zulfikar dkk, 2012). Untuk menentukan besarnya debit
andalan, dapat dihitung dengan beberapa metode yang disesuaikan dengan data
yang tersedia. Data yang tersedia dapat berupa seri data debit yang dimiliki oleh
setiap stasiun pengamatan debit sungai maupun data seri data curah hujan yang
13
dimiliki oleh setiap stasiun pencatat curah hujan pada DAS Sungai yang
dimaksud.
2.5.1. Debit Andalan Berdasarkan Data Debit
Metode yang sering dipakai untuk analisis debit andalan adalah metode statistik
rangking. Penetapan rangking dilakukan menggunakan analisis frekuensi atau
probabilitas dengan rumus Weibull. Debit andalah dihitung berdasarkan
probabilitas dari sejumlah data pengamatan debit. Perhitungan debit andalan
mengunakan rumus dari Weibull:
------------------------------------------------------------------------- (3)
Keterangan variabel yang digunakan:
P
: probabilitas terjadinya kumpulan nilai (misalnya: debit) yang diharapkan
selama periode pengamatan (%)
m
: nomor urut kejadian, dengan urutan variasi dari besar ke kecil
n
: jumlah data pengamatan debit
Probabilitas atau keandalan debit yang dimaksud berhubungan dengan
probabilitas atau nilai kemungkinan terjadinya sama atau melampui dari yang
diharapkan. Debit andalan yang digunakan untuk perencanaan penyediaan air
irigasi menggunakan debit andalan 80%. Keandalan 80% mempunyai arti bahwa
kemungkinan debit terpenuhi adalah 80% atau kemungkinan debit sungai lebih
rendah dari debit andalan adalah 20% (SPI KP-1 : 1986).
14
2.5.2. Debit Andalan Berdasarkan Data Hujan
Perhitungan debit andalan dengan cara empiris dapat dilakukan bila data debit
sungai tidak tersedia. Metode perhitungan yang umumnya digunakan di Indonesia
antara lain metode F.J Mock dan NRECA. Analisis debit dari kedua metode
tersebut direkomendasikan berdasarkan tingkat empiris, ketepatan hasil dan
kemudahan perhitungan (Dirrjen ESDM, 2009).
1.
Metode Mock
Metode Mock ditemukan dan dikembangkan oleh Dr.F.J.Mock. Dalam
makalahnya, “Land Capability Appraisal Indonesia & Water Availability
Appraisal”, F.J Mock memperkenalkan model sederhana simulasi keseimbangan
air (water balance) untuk menghitung aliran sungai dari data curah hujan,
evapotranspirasi dan karakteristik hidrologi Daerah Aliran Sungai (DAS) untuk
memperkirakan ketersediaan air di sungai.
Pada prinsipnya, metode F.J Mock memperhitungkan volume air yang masuk,
keluar dan yang disimpan di dalam tanah (soil storage). Volume air yang masuk
adalah hujan, volume air yang keluar adalah infiltrasi, perkolasi dan yang paling
dominan adalah evapotranspirasi. Secara keseluruhan, perhitungan debit andalan
dengan Metode F.J Mock ini mengacu pada water balance, dimana volume air
total yang ada di bumi adalah tetap, hanya sirkulasi dan distribusinya yang
bervariasi (Yanuar, 2012).
Air hujan yang jatuh (presipitasi) pada cathment area, sebagian akan mengalami
evapotranspirasi, sebagian akan langsung menjadi aliran permukaan (direct run
off) dan sebagian lagi akan masuk ke dalam tanah (infiltrasi). Proses
evapotranspirasi terjadi sesuai dengan vegetasi yang menutupi daerah tangkapan
15
hujan. Evapotranspirasi pada Metode F.J Mock adalah evapotranspirasi yang
dipengaruhi oleh jenis vegetasi, permukaan tanah dan jumlah hari hujan. Infiltrasi
pertama akan menjenuhkan top soil, kemudian menjadi perkolasi membentuk air
bawah tanah (ground water) yang kemudian akan keluar ke sungai sebagai aliran
dasar atau base flow (Kadir, 2010).
Perhitungan debit andalan F.J Mock dibagi ke dalam lima perhitungan utama
yaitu perhitungan evapotranspirasi aktual, water balance atau keseimbangan air,
run off dan air tanah, total volume tersimpan dan aliran permukaan. Kriteria
perhitungan dan asumsi diurutkan sebagai berikut;
a.
Data meteorologi
Data curah hujan bulanan (R) untuk setiap tahun
Data jumlah hari hujan bulanan (n) untuk setiap tahun
b.
Parameter yang digunakan dalam perhitungan debit andalan
m
=
persentase lahan yang terbuka atau tidak ditumbuhi
vegetasi, nilainya dapat ditaksir dengan peta tata guna lahan
atau pengamatan di lapangan
K
=
koefisien simpan tanah atau faktor resesi aliran tanah
(Catchment Area Resession Factor). Nilai K ditentukan
oleh kondisi geologi lapisan bawah. Batasan nilai K yaitu
antara 0 – 1,0. Semakin besar K, semakin kecil air yang
mampu keluar dari tanah
Vn-1
=
penyimpanan awal (initial storage). Nilai ini berkisar antara
3 mm –109 mm.
16
c.
Evapotranspirasi
Menurut Setiawan dkk (2009), evapotranspirasi merupakan gabungan dari
dua kata, evaporasi dan transpirasi. Evaporasi yaitu penguapan air dari
permukaan air, tanah dan bentuk permukaan bukan vegetasi lainnya oleh
proses fisika. Transpirasi adalah penguapan air dari daun dan cabang tanaman
melalui pori -pori daun. Transpirasi umumnya terjadi pada siang hari karena
pada malam hari stomata akan tertutup (Asdak, 1995).
Apabila
evaporasi
dan
transpirasi
digabungkan
maka
disebut
evapotranspirasi. Evapotranspirasi adalah keseluruhan jumlah air yang
berasal dari tanah, air, dan vegetasi yang diuapkan kembali ke atmosfer
(Asdak, 1995). Perhitungan evapotranspirasi dapat menggunakan metode
Penman Modifikasi.
Evapotranspirasi diklasifikasi menjadi 2 jenis, yaitu evapotranspirasi
potensial (PET) dan evapotranspirasi aktual (AET). Evapotranspirasi
potensial adalah evapotranspirasi yang mungkin terjadi pada kondisi air yang
tersedia berlebihan. Evapotranspirasi ini lebih dipengaruhi oleh faktor-faktor
meteorologi dan tersedianya air yang cukup banyak. Jika jumlah air selalu
tersedia berlebihan dari yang diperlukan oleh tanaman selama proses
transpirasi, maka jumlah air yang ditranspirasikan relatif lebih besar
dibandingkan apabila tersedianya air di bawah keperluan (Bappenas, 2007
dalam Wirasembada, 2012). Faktor dominan yang mempengaruhi terjadinya
evapotranspirasi potensial yaitu radiasi panas matahari, suhu, kelembapan
atmosfer dan kecepatan angin (Asdak, 1995).
17
Evapotranspirasi aktual adalah evapotranspirasi yang terjadi pada kondisi air
yang jumlahnya terbatas. Evaporasi aktual lebih dipengaruhi oleh faktor
fisiologi tanaman dan unsur tanam (Asdak, 1995). Selain itu, evapotranspirasi
aktual juga dipengaruhi oleh proporsi permukaan luar yang tidak tertutupi
tumbuhan hijau (exposed surface) pada musim kemarau. Besarnya exposed
surface (m) untuk tiap daerah berbeda-beda (Mock, 1973) mengklasifikasikan
nilai m ke dalam tiga daerah. Nilai m tersebut tertera pada tabel 2.1 berikut.
Tabel 2.1. Nilai Exposed Surface (m) Berdasarkan Jenis Tutupan Lahan
M
0%
10 - 40 %
30 - 50 %
Daerah
Hutan primer, sekunder
Daerah tererosi
Daerah ladang pertanian
(sumber: Bappenas, 2007 dalam Wirasembada, 2012)
Selain exposed surface, evapotranspirasi aktual juga dipengaruhi oleh jumlah
hari hujan (n) dalam bulan yang bersangkutan. Menurut Mock (1973), rasio
antara selisih evapotranspirasi potensial dan evapotranspirasi aktual dengan
evapotranspirasi potensial dipengaruhi oleh exposed surface (m) dan jumlah
hari hujan (n), dan dihitung dengan formulasi sebagai berikut.
-------------------------------------------------------- (3)
Sehingga
---------------------------------------------------- (4)
Dari formulasi di atas dapat dianalisis bahwa evapotranspirasi potensial akan
sama dengan evapotranspirasi aktual (atau ΔE = 0) jika evapotranspirasi
terjadi pada hutan primer atau hutan sekunder, dimana daerah ini memiliki
harga exposed surface (m) sama dengan nol (0) atau banyaknya hari hujan
dalam bulan yang diamati pada daerah itu sama dengan 18 hari.
18
Jadi evapotranspirasi aktual adalah evapotranspirasi
potensial
yang
memperhitungkan faktor exposed surface dan jumlah hari hujan dalam bulan
yang bersangkutan. Sehingga evapotranspirasi aktual adalah evapotranspirasi
yang sebenarnya terjadi, dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai
berikut:
------------------------------------------------------------------ (5)
d.
Water Balance
Kapasitas kelembapan tanah (Soil Moisture Capacity) yaitu perkiraan
kapasitas kelembapan tanah awal. Nilai ini diperlukan pada saat dimulainya
simulasi dan besarnya tergantung dari kondisi porositas lapisan tanah atas
dari daerah pengaliran. Biasanya, nilai yang digunakan berkisar 50 – 250
mm, yaitu kapasitas kandungan air tanah dalam per m 3. Jika porositas tanah
lapisan atas tersebut makin besar, maka kapasitas kelembapan akan semakin
besar pula (Bappenas 2007 dalam Wirasembada, 2012).
Persamaan-persamaan yang digunakan dalam menghitung water balance
adalah sebagai berikut.
------------------------------------------------------------------- (6)
2.
Metode NRECA
Model NRECA dikembangkan oleh NORMAN CRAN FORD untuk data
debit harian, bulanan yang merupakan model hujan-limpasan yang relatif
sederhana, dimana jumlah parameter model hanya 3 atau 4 parameter.
19
Persamaan dasar yang digunakan adalah persamaan keseimbangan air yaitu
sebagai berikut;
H – E + PT = L ------------------------------------------------------------------- (7)
Keterangan variabel yang digunakan:
H
: Hujan
E
: Evapotranspirasi
PT
: Perubahan Tampungan
L
: Limpasan
Model NRECA strukturnya dibagi menjadi dua tampungan, yaitu tampungan
kelengasan (moisture storage) dan tampungan air tanah (groundwater
storage). Kandungan kelengasan di tentukan oleh hujan dan evapotranspirasi
aktual. Kandungan air tanah ditentukan oleh jumlah kelebihan kelengasan
(excess moisture).
2.6. Kebutuhan Air di Sawah
Kebutuhan air irigasi adalah jumlah volume air yang diperlukan untuk memenuhi
kebutuhan evapotranspirasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk tanaman dengan
memperhatikan jumlah air yang diberikan oleh alam melalui hujan dan kontribusi
air tanah. Suatu pertumbuhan tanaman sangat dibatasi oleh ketersediaan air yang
di dalam tanah. Kekurangan air akan mengakibatkan terjadinya gangguan
aktivitas fisiologis tanaman, sehingga pertumbuhan tanaman akan terhenti.
Kebutuhan air untuk tanaman pada suatu jaringan irigasi merupakan air yang
dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman yang optimal tanpa kekurangan air.
20
Kebutuhan air di sawah untuk padi ditentukan oleh faktor–faktor berikut (SPI KP
1: 1986 ) :
1 Penyiapan lahan
2 Penggunaan konsumtif
3 Perkolasi dan rembesan
4 Pergantian lapisan air
5 Curah hujan efektif
Kebutuhan total air di sawah ( Gross Field Requirement, GFR ) mencakup faktor
1 sampai 4 dan kebutuhan bersih air di sawah (Net Field Requirement, NFR)
mencakup GFR dengan memperhitungkan curah hujan efektif (faktor 5). Dari
kelima faktor tadi maka perkiraan kebutuhan air irigasi ialah sebagai berikut ( SPI
bagian penunjang , 1986) :
1.
Kebutuhan bersih air di sawah ( NFR )
NFR = Etc + P – Re + WLR ----------------------------------------------------- (8)
Dimana :
2.
NFR
=
kebutuhan air di sawah untuk tanaman padi, mm/hari
Etc
=
kebutuhan air untuk konsumtif tanaman, mm/hari
P
=
perkolasi, mm/hari
Re
=
curah hujan efektif, mm/hari
WLR
=
pergantian lapisan air (water layer requirement), mm/hari
Kebutuhan air irigasi di pintu pengambilan
------------------------------------------------------------------------ (9)
21
Dimana :
NFR
EI
=
kebutuhan air di sawah untuk tanaman padi, mm/hari
=
angka konversi satuan dari mm/hari ke lt/dt/ha
=
efisiensi Irigasi secara total (%)
2.6.1. Penyiapan Lahan
Kebutuhan air untuk penyiapan lahan ditentukan oleh lamanya waktu yang
dibutuhkan dan jumlah air yang dibutuhkan untuk menyiapkan lahan. Waktu yang
dibutuhkan dapat selama 30 hari atau 45 hari dan jumlah kebutuhan air selama
penyiapan lahan dihitung dengan metode yang dikembangkan oleh van de Goor
dan Zijlstra (1968) yaitu :
-------------------------------------------------------------------------------- (10)
Dimana :
IR
= kebutuhan air irigasi di tingkat persawahan, mm/ hari
M
= kebutuhan air untuk mengganti/mengkompensasi kehilangan air
akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah dijenuhkan
M
= Eo+ P, mm/ hari ----------------------------------------------------- (11)
Eo
= Evaporasi air terbuka yang diambil 1,1, Eto selama penyiapan lahan,
mm/ hari
P
= Perkolasi
k
=
T
= jangka waktu penyiapan lahan, hari
S
= Kebutuhan air :
----------------------------------------------------------------------- (12)
22
= tanaman padi : untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50
mm, mm yakni 200 + 50 = 250 mm; atau dapat diambil 250 + 50 =
300 mm untuk lahan telah dibiarkan beda selama jangka waktu
yanglama (2,5 bulan atau lebih)
= tanaman ladang: untuk penjenuhan diperlukan jumlah air 50 sampai
100 mm
2.6.2. Kebutuhan Air untuk Konsumtif Tanaman
Kebutuhan air untuk konsumtif tanaman merupakan kedalaman air yang
diperlukan untuk memenuhi evapotranspirasi tanaman yang bebas penyakit,
tumbuh di areal pertanian pada kondisi cukup air dari kesuburan tanah dengan
potensi pertumbuhan yang baik dan tingkat lingkungan pertumbuhan yang baik.
Untuk menghitung kebutuhan air untuk konsumtif tanaman digunakan persamaan
empiris sebagai berikut ::
---------------------------------------------------------------------- (13)
Dimana
Etc
= evapotranspirasi tanaman, mm/ hari
Kc
= koefisien tanaman
ETo
= evapotransirasi tanaman acuan, mm/ hari
2.6.3. Koefisien Tanaman
Koefisien tanaman ini merupakan faktor yang dapat digunakan untuk mencari
besarnya air yang habis terpakai untuk tanaman untuk masa pertumbuhannya.
23
Adapun harga koefisien tanaman padi dan palawija untuk periode ½ bulanan
disajikan pada tabel di bawah ini:
Tabel 2.2. Harga – Harga Koefisien1 Tanaman Padi Dan Palawija
Bulan
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Padi
Nedeco/ Prosida
FAO
Varietas2
Varietas3
Varietas2
Varietas3
Biasa
Unggul
Biasa
Unggul
1,20
1,20
1,10
1,10
1,20
1,27
1,10
1,10
1,32
1,33
1,10
1,05
1,40
1,30
1,10
1,05
1,35
1,30
1,10
0,95
1,24
0
1,05
0
1,12
0,95
04
0
Palawija
FAO
Jagung
0,5
0,59
0,96
1,05
1,02
0,95
0
Sumber : Standar Perencanaan Irigasi KP – 01 : 1986
Catatan
1
: Harga – harga koefisien ini akan dipakai dengan rumus evapotranspirasi
Penman yang sudah dimodifikasi, dengan menggunakan metode yang
diperkenalkan oleh Nedeco/ Prosida atau FAO
2
: Varietas padi biasa adalah varietas padi yang masa tumbuhnya lama
3
: Varietas unggul adalah varietas padi yang jangka waktu tumbuhnya
pendek
4
: Selama setengah bulan terakhir pemberian air irigasi ke sawah
dihentikan; kemudian koefisien tanaman diambil “nol” dan padi akan
menjadi masak dengan air yang tersediatanaman padi
2.6.4. Perkolasi dan Rembesan
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
antar
OPTIMIZATION STUDY OFIRRIGATION OPERATIONAL PATTERN IN
LAMBUNU IRRIGATION AREA – CENTRAL SULAWESI PROVINCE
By:
ASLINDA WARDANI
Lambunu Irrigation Area is administratively part of ParigiMoutong Regency, Central
Sulawesi Province. This irrigation area is supplied by Lambunu River through its
intake in Lambunu Weir and the irrigation water is supplied gravitationally. In the
year 2014, planting pattern used in the area was paddy-paddy with 3,825 ha and
3,645 ha for planting schedule I and II, respectively.
Irrigation operational pattern in Lambunu varied due to the development in irrigation
system, the decrease of function of irrigation structures, the change of cropping
pattern, and the fluctuation of irrigation water availability. Today, Lambunu Irrigation
Area captures 5,041 ha of potential areas. Due to the changes in irrigation system and
water availability, it is necessary to do some optimization in irrigation operational
patern in Lambunu in order to find optimum planting area and optimum farming
production.
Of some alternatives irrigation operational patterns, carried out based on grouped and
rotation system for paddy-paddy-secondary crops, the most optimum irrigation
operational patterns has been found. It is irrigation operational patterns with
ungrouped system and three planting schedules as follows:
Paddy I is in December I to March II
Paddy II is in April I to July II
Secondary crops in August I to November II
Crop intensity for paddy and secondary crops in the area is 200% and 23%-28%,
respectively. Grouped system will give the same result. However, it will reduce the
maximum discharge of irrigation water demand.
Keywords: irrigation, operational pattern, optimization.
ABSTRAK
STUDI OPTIMASI POLA OPERASI IRIGASI
DI DAERAH IRIGASI LAMBUNU PROPINSI SULAWESI TENGAH
Oleh
ASLINDA WARDANI
Daerah Irigasi Lambunu secara administratif berada di wilayah Kabupaten
Parigi Moutong, Propinsi Sulawesi Tengah. Daerah irigasi ini memanfaatkan air
Sungai Lambunu sebagai sumber air irigasinya yang diambil melalui bangunan
pengambilan di Bendung Lambunu. Air irigasi dialirkan dengan sistem gravitasi
untuk mengairi areal pertaniannya. Pada tahun 2014, pola tanam yang diterapkan
adalah padi – padi dengan luas tanam/fungsional tahun 2014 pada masa tanam padi I
seluas 3.825 Ha dan masa tanam padi II seluas 3.645 Ha.
Pola operasi Daerah Irigasi Lambunu mengalami banyak perubahan akibat dari
pembangunan jaringan irigasi, penurunan fungsi jaringan irigasi dan perubahan tata
guna lahan serta kondisi ketersediaan air irigasi. Pembangunan jaringan irigasi
Daerah Irigasi Lambunu saat ini mempunyai luas potensial adalah 5.041 Ha. Dengan
adanya perubahan – perubahan tersebut, terutama ketersediaan air maka dilakukan
studi optimasi pola operasi irigasi untuk diperoleh luas tanam yang optimal sehingga
produktivitas pertanian juga optimal.
Dari beberapa alternatif pola operasi irigasi yang direncanakan berdasarkan
perbedaan awal tanam dan sistem pemberian air (tanpa golongan, 2 golongan dan 3
golongan) serta dengan menerapkan pola tanam padi – padi – palawija dalam 1 tahun
periode tanam, maka diperoleh pola operasi irigasi optimal yaitu pola tanam dengan
menerapkan sistem pemberian air secara serentak/tanpa golongan, dengan periode
masa tanam padi I adalah Des I s/d Mar II, periode masa tanam padi II adalah Apr I
s/d Jul II dan periode masa tanam palawija adalah Aug I s/d Nop II. Nilai intensitas
tanam dalam 1 tahun periode tanam adalah 200% untuk tanam padi dan 23%-28%
untuk tanaman palawija. Penerapan sistem golongan pada sistem pemberian air akan
mengurangi debit puncak kebutuhan air irigasi.
Kata kunci :irigasi, pola operasi, pola tanam, optimasi.
STUDI OPTIMASI POLA OPERASI IRIGASI
DI DAERAH IRIGASI LAMBUNU
PROPINSI SULAWESI TENGAH
Oleh
ASLINDA WARDANI
Tesis
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
MAGISTER TEKNIK
Pada
Program Pascasarjana Magister Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Lampung
PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
STUDI OPTIMASI POLA OPERASI IRIGASI
DI DAERAH IRIGASI LAMBUNU
PROPINSI SULAWESI TENGAH
(Tesis)
Oleh
ASLINDA WARDANI
PROGRAM PASCASARJANA MAGISTER TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2015
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 3.1.
Gambar 3.2.
Gambar 3.3.
Gambar 3.4.
Gambar 4.1.
Gambar 4.2.
Gambar 4.3.
Gambar 4.4.
Gambar 4.5.
Gambar 4.6.
Gambar 4.7.
Gambar 4.8.
Gambar 4.9.
Gambar 4.10.
Gambar 4.11.
Gambar 4.12.
Peta Lokasi Kecamatan Bolano Lambunu ............................
Skema Jaringan Irigasi D.I. Lambunu A= 5041,07 Ha .........
Debit Andalan Sungai Lambunu ...........................................
Bagan Alir Penelitian “Studi Optimasi Pola Operasi Irigasi
Daerah Irigasi Lambunu Propinsi Sulawesi Tengah” ...........
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80%) dan
Debit Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Pola Tanam 0 ....
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan
Debit Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario TG ......
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-A ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-B ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-C ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-D ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-E ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G2-F ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G3-A ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G3-B ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G3-C ............
Grafik Debit Andalan Sungai Lambunu (Q80) dan Debit
Kebutuhan Air Irigasi DI. Lambunu Skenario G3-D ............
28
32
34
38
47
63
77
78
79
80
81
82
87
91
95
99
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI ....................................................................................................
i
DAFTAR TABEL ............................................................................................
iii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
v
1.
PENDAHULUAN ..................................................................................
1
1.1 Latar Belakang .............................................................................
1
1.2 Identifikasi Masalah .....................................................................
3
1.3 Rumusan Masalah ........................................................................
5
1.4 Maksud dan Tujuan ......................................................................
5
1.5 Pembatasan Masalah ....................................................................
6
1.6 Manfaat Penelitian ........................................................................
7
2.
TINJAUAN PUSTAKA .........................................................................
2.1. Irigasi ............................................................................................
2.2. Sistim Pemberian Air Irigasi ........................................................
2.2.1. Sistem Genangan Terus Menerus ....................................
2.2.2. Sistem Terputus-Putus ......................................................
2.3. Pola Tanam ...................................................................................
2.4. Cara Pembagian Air Irigasi ..........................................................
2.5. Debit Andalan ..............................................................................
2.5.1. Debit Andalan Berdasarkan Data Debit ...........................
2.5.2. Debit Andalan Berdasarkan Data Hujan ..........................
2.6. Kebutuhan Air di Sawah ..............................................................
2.6.1. Penyiapan Lahan ..............................................................
2.6.2. Kebutuhan Air untuk Konsumtif Tanaman ......................
2.6.3. Koefisien Tanaman ..........................................................
2.6.4. Perkolasi dan Rembesan ...................................................
2.6.5. Pergantian Lapisan Air (Water Layer Requirement) ........
2.6.6. Curah Hujan Efektif .........................................................
2.6.7. Efisiensi Irigasi .................................................................
2.7. Keseimbangan Air (Neraca Air) ..................................................
2.8. Intensitas Tanam ..........................................................................
8
8
8
9
9
10
10
12
13
14
19
21
22
22
23
24
24
26
26
27
3.
METODOLOGI PENELITIAN ............................................................
3.1. Daerah Irigasi Lambunu ...............................................................
3.1.1. Bendung Lambunu ...........................................................
3.1.2. Jaringan Irigasi Lambunu .................................................
3.1.3. Petak Tersier .....................................................................
3.2. Debit Andalan ...............................................................................
28
28
30
30
31
33
ii
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
Curah Hujan Efektif ......................................................................
Evapotranspirasi Potensial ............................................................
Pola Tanam Saat ini.......................................................................
Prosedur Penelitian .......................................................................
3.6.1. Pengumpulan Data ............................................................
3.6.2. Metode Analisa Data ........................................................
35
36
37
37
39
40
4.
HASIL DAN PEMBAHASAN ..............................................................
43
4.1. Debit Kebutuhan Air Irigasi dan Keseimbangan Air Saat Ini .......
43
4.1.1. Kebutuhan Air Irigasi Netto di Sawah (NFR) dengan Pola
Tanam Saat Ini...................................................................
44
4.1.2. Debit Kebutuhan Air Irigasi dan Keseimbangan Air
Saat Ini ...............................................................................
46
4.2. Skenario Optimasi .........................................................................
48
4.2.1. Skenario TG .....................................................................
49
4.2.2. Skenario G2 ......................................................................
50
4.2.3. Skenario G3 ......................................................................
54
4.3. Kebutuhan Air Netto di Sawah (NFR) dengan Pola Tanam
Optimasi .......................................................................................
58
4.4. Debit Kebutuhan Air Irigasi dan Keseimbangan Air pada D.I.
Lambunu dengan Pola Tanam Optimasi .......................................
61
4.4.1. Skenario TG .....................................................................
61
4.4.2. Skenario G2 ......................................................................
64
4.4.3. Skenario G3 ......................................................................
83
4.5. Analisa Optimasi Pola Irigasi ....................................................... 101
5.
KESIMPULAN DAN SARAN ..............................................................
5.1. Kesimpulan ..................................................................................
5.2. Saran ..............................................................................................
104
104
105
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1.
Tabel 2.2.
Tabel 2.3.
Tabel 3.1.
Tabel 3.2.
Tabel 4.1.
Tabel 4.2.
Tabel 4.3.
Tabel 4.4.
Tabel 4.5.
Tabel 4.6.
Tabel 4.7.
Tabel 4.8.
Tabel 4.9.
Tabel 4.10.
Tabel 4.11.
Tabel 4.12.
Tabel 4.13.
Tabel 4.14.
Tabel 4.15.
Tabel 4.16.
Tabel 4.17.
Nilai Exposed Surface (m) Berdasarkan Jenis Tutupan Lahan ..
Harga – Harga Koefisien Tanaman Padi dan Palawija ..............
Nilai Efisiensi Irigasi .................................................................
Curah Hujan R80 dan Curah Hujan Efektif Re untuk
D.I. Lambunu .............................................................................
Evaportranpirasi Potensial untuk DI. Lambunu ........................
Rekapitulasi Kebutuhan Air Irigasi Netto di Sawah (NFR)
untuk D.I. Lambunu (Pola Tanam 0) .........................................
Debit Kebutuhan Irigasi D.I. Lambunu dan Keseimbangan Air
Pada Pola Tanam 0 ....................................................................
Masa Tanam Masing-Masing Alternatif NFR ...........................
Pola Tanam D.I. Lambunu pada Pada Skenario TG ..................
Tipe Pengelompokkan Petak Tersier pada D.I. Lambunu
dengan Sistem 2 Golongan ........................................................
Pola Tanam D.I. Lambunu pada Pada Skenario G2 ...................
Tipe Pengelompokkan Petak Tersier pada D.I. Lambunu
dengan Sistem 3 Golongan ........................................................
Kombinasi Pola Tanam D.I. Lambunu pada Skenario G3 .........
Rekapitulasi Hasil Perhitungan Kebutuhan Air Netto di Sawah
D.I. Lambunu .............................................................................
Debit Kebutuhan Irigasi D.I. Lambunu pada Skenario TG .......
Luas Areal Maksimum yang dapat dicapai pada Skenario TG .
Intensitas Tanam DI. Lambunu pada Skenario TG ...................
Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-A ...........................................................................
Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-B ...........................................................................
Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-C ...........................................................................
Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-D ...........................................................................
Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-E ............................................................................
17
23
26
35
37
45
47
48
49
51
53
56
57
60
61
62
62
64
66
67
69
71
iv
Halaman
Tabel 4.18. Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G2-F ............................................................................
Tabel 4.19. Luas Areal Maksimum yang dapat dicapai pada Skenario G2 ..
Tabel 4.20. Intensitas Tanam DI. Lambunu pada Skenario G2 ....................
Tabel 4.21. Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G3-A ...........................................................................
Tabel 4.22. Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G3-B ...........................................................................
Tabel 4.23. Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G3-C ...........................................................................
Tabel 4.24. Rekapitulasi Debit Kebutuhan Air Irigasi D.I. Lambunu
Skenario G3-D ...........................................................................
Tabel 4.25. Luas Areal Maksimum yang dapat dicapai dan Intensitas Tanam
DI. Lambunu pada Skenario G3 ................................................
72
74
75
84
88
92
96
100
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Tanjung Karang, pada tanggal 21 Januari 1979, anak kedua
dari enam bersaudara, dari Bapak Aliun, T dan Ibu Roslaini.
Riwayat pendidikan penulis, dimulai dari pendidikan sekolah dasar di SDN 1
Perumnas Way Halim dan diselesaikan pada tahun 1990, pendidikan menengah
pertama ditempuh di SMPN 2 Kedaton dan diselesaikan pada tahun 1993.
Pendidikan dilanjutkan ke SMAN Way Halim yang diselesaikan tahun 1996.
Penulis diterima sebagai mahasiswa di Fakultas Teknik, Universitas Lampung
pada tahun 1996 melalui jalur Penelusuran Minat dan Kemampuan Akademik
(PMKA). Pendidikan sarjana diselesaikan pada tahun 2001.
SANWACANA
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat, ridho, dan karunia-Nya sehingga penulisan tesis ini dapat diselesaikan.
Tesis dengan judul “Studi Optimasi Pola Operasi Irigasi Di Daerah Irigasi
Lambunu Propinsi Sulawesi Tengah” merupakan salah satu syarat untuk
mencapai gelar Magister Teknik di Universitas Lampung.
Tesis ini dapat diselesaikan dengan bantuan, bimbingan, dan petunjuk dari semua
pihak dari proses perkuliahan sampai pada saat penulisan tesis ini.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan
kepada :
1.
Bapak Prof. Dr. Suharno, M. Sc selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Lampung;
2.
Bapak Gatot Eko Susilo, S.T., M.Sc., Ph.D selaku Pembimbing Utama yang
dengan bijaksana yang telah menyediakan waktu, tenaga, pikiran dan
kesempatan untuk mengarahkan penulis dalam menyelesaian tesis ini;
3.
Ibu Dr. Dyah Indriana K, S.T., M.Sc. selaku Pembimbing Kedua dan Ketua
Program Magister Teknik Sipil Universitas Lampung yang dengan bijaksana
dan penuh kesabaran telah memberikan bimbingan, saran, kritik dan arahan
dalam proses penyelesaian tesis ini;
4.
Bapak Ir. Ahmad Zakaria, M.Sc., Ph.D selaku Penguji yang telah
memberikan masukan dan saran-saran pada seminar proposal dan seminar
hasil tesis terdahulu;
5.
Bapak dan ibu dosen Program Magister Teknik Sipil Universitas Lampung
yang telah membekali penulis dengan ilmu, bimbingan, arahan, dan motivasi
selama mengikuti perkuliahan;
6.
Staf administrasi dan karyawan Program Magister Teknik Sipil, Fakultas
Teknik, Universitas Lampung yang telah membantu dan melayani dalam
kegiatan administrasi;
7.
Fit Haryono, suamiku tercinta yang telah memberikan motivasi dan kasih
sayang selama ini;
8.
Alif Aditiya Nugroho, Ratna Aurellia Cetta Fitriyani dan Rayhan Aditiya
Nugroho, anak-anakku tercinta
9.
Bapak dan mamak serta seluruh keluarga besar yang senantiasa memberi doa
restu dan kasih sayangnya;
10. Seluruh teman-teman Magister Teknik Sipil Universitas Lampung yang telah
banyak membantu dalam menyelesaikan penulisan tesis ini;
11. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Akhir kata, Penulis berharap semoga tesis ini dapat bermanfaat dan dapat
memberikan sumbangan ilmu pengetahuan bagi khalayak secara umum dan
mahasiswa jurusan Teknik Sipil pada khususnya.
Bandar Lampung, 30 Juni 2015
Penulis
Aslinda Wardani, ST
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Badan Perencanaan Pembangunan Nasional (Bappenas) telah memproyeksikan
jumlah penduduk Indonesia tahun 2010-2035. Proyeksi jumlah penduduk ini
berdasarkan perhitungan ilmiah dengan asumsi dari komponen-komponen laju
pertumbuhan penduduk yaitu kelahiran, kematian dan perpindahan. Hasil proyeksi
menunjukkan bahwa penduduk Indonesia mengalami peningkatan yaitu dari 238,5
juta jiwa pada tahun 2010 menjadi 305,6 juta jiwa pada tahun 2035 (BPS, 2013).
Peningkatan jumlah penduduk mengakibatkan pertambahan jumlah kebutuhan
pokok yaitu satu diantaranya adalah kebutuhan pangan. Padi (beras) merupakan
kebutuhan pangan utama bagi rakyat Indonesia. Dalam upaya pemantapan
ketahanan pangan nasional (termasuk beras), pemerintah telah melaksanakan
serangkaian usaha secara intensif dan ekstensif di sektor pertanian. Investasi yang
cukup besar telah dikeluarkan Pemerintah Indonesia untuk pembangunan sarana
dan prasarana pengairan seperti bendungan, bendung dan jaringan irigasi.
Pembangunan jaringan irigasi ini bertujuan untuk meningkatkan produktivitas
padi dan palawija yang pada akhirnya akan bermuara pada meningkatnya
kesejahteraan petani.
2
Produktivitas padi/palawija tidak hanya dipengaruhi oleh kondisi jaringan irigasi
saja, namun juga dipengaruhi oleh ketersediaan air irigasi, pola operasi jaringan
irigasi dan kualitas sumber daya manusia (petani). Jaringan irigasi (bangunan
utama, bangunan dan saluran irigasi, bangunan dan saluran drainasi) yang mampu
berfungsi dengan baik; ketersediaan air (sungai) mencukupi kebutuhan air irigasi
di lahan irigasi, pola operasi jaringan irigasi yang baik dan sumber daya manusia
(petani) berkualitas baik maka produktivitas pertanian dapat ditingkatkan pada
tingkat yang cukup memuaskan.
Budidaya padi sawah yang mayoritas diterapkan oleh petani Indonesia adalah
sistem konvensional. Sistem konvensional ini membutuhkan air irigasi yang
cukup besar. Pemberian air dilakukan secara terus menerus sehingga areal sawah
memiliki tinggi genangan antara 10-20 mm pada masa tanam. Kebutuhan air
irigasi di sawah bila diasumsikan sebesar 1 liter/detik/ha; umur padi 100 hari,
hasil panen beras rata-rata 3.000 kg/ha, maka dapat dihitung kebutuhan air irigasi
di lahan sawah untuk 1 kg beras adalah sebesar 2.880 liter (Nurrochmad, 2011).
Kebutuhan air irigasi ini diambil dari sumber air permukaan yaitu sungai melalui
bangunan pengambilan (intake). Permasalahan umum yang terjadi pada sungai –
sungai di Indonesia saat ini adalah debit andalan sungai cenderung menurun
(terutama pada musim kemarau), sedangkan jumlah kebutuhan air irigasi dan
lainnya (kebutuhan air domestik dan industri) terus meningkat. Penurunan
ketersediaan air dan kebutuhan air irigasi yang cukup besar mengakibatkan
sejumlah lahan sawah irigasi teknis tidak dapat ditanami karena tidak cukup
tersedia air. Biasanya areal sawah bagian hilir dari suatu sistem jaringan irigasi
yang selalu tidak dapat melakukan penanaman. Permasalahan ketersediaan air
3
yang terbatas ini (cenderung menurun) juga menjadi pertimbangan khusus dalam
pengembangan areal irigasi. Untuk menangani permasalahan ini diperlukan
manajemen/pengelolaan air.
Manajemen/pengelolaan air dapat berupa optimasi penggunaan air sungai adalah
merupakan salah satu upaya yang dilakukan sehingga pemanfaatan air dapat
dioptimalkan untuk menciptakan kesejahteraan masyarakat. Manajemen ini dapat
berupa penentuan jadwal tanam, pola tata tanam, sistem pemberian air dan
penggunaan teknologi intensifikasi pertanian.
1.2. Identifikasi Masalah
Provinsi Sulawesi Tengah sebagai salah satu provinsi di wilayah kesatuan
Republik Indonesia mempunyai potensi yang cukup besar untuk menyumbang
produktivitas hasil pertanian dalam rangka mendukung ketahanan nasional.
Provinsi Sulawesi Tengah mempunyai target untuk mengkontribusi swasembada
beras nasional 1,5 juta ton gabah kering giling. Untuk itu, pemerintah
melaksanakan optimalisasi setiap potensi yang dapat mendukung program
tersebut.
Provinsi Sulawesi Tengah memiliki beberapa daerah irigasi. Sebagian daerah
irigasi tersebut, pengelolaan jaringan irigasinya dilakukan oleh pemerintah
melalui Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat, Direktorat
Jenderal Sumber Air, Balai Wilayah Sungai Sulawesi III yaitu salah satu
diantaranya Daerah Irigasi (D.I.) Lambunu.
D.I. Lambunu terdiri dari Bendung Lambunu dan jaringan irigasi (primer dan
sekunder) yang akan menyalurkan air irigasi dari Sungai Lambunu ke areal irigasi
4
dengan luas potensial 6.068 Ha. Pembangunan jaringan irigasi Lambunu melalui
beberapa tahapan. Dalam proses pembangunannya mengalami beberapa hambatan
sehingga jaringan irigasi belum dibangun seluruhnya. Jaringan irigasi yang belum
dibangun hingga saat ini meliputi (1) saluran dan bangunan primer Lambunu (BL)
dari BL.10 hingga BL.16 dan (2) saluran dan bangunan sekunder Tangsisipan
(BTs) dari BTs.2 – BTs.6. Jaringan irigasi yang telah dibangun tersebut
mempunyai luas areal irigasi 4.994 Ha.
Beberapa permasalahan D.I. Lambunu pada saat ini meliputi (1) penurunan
ketersediaan/debit andalan Sungai Lambunu karena terganggunya catchment area
akibat kegiatan masyarakat di daerah hulu sungai; (2) penurunan fungsi jaringan
irigasi karena adanya sedimentasi dan kerusakan beberapa saluran dan bangunan
irigasi; (3) alih fungsi lahan sawah menjadi peruntukan lahan lainnya; dan (4)
terganggunya pola operasi jaringan irigasi karena ketidakpatuhan petani
(pengambilan air secara liar) (BWS Sulawesi III, 2014).
Balai Wilayah Sungai (BWS) Sulawesi III selaku pihak yang berwenang dalam
pengelolaan daerah irigasi ini berkewajiban untuk meningkatkan kinerja daerah
irigasi sehingga dapat berfungsi optimal. Kegiatan perencanaan rehabilitasi
jaringan irigasi telah dilaksanakan melalui paket pekerjaan survey, investigasi dan
desain (SID) rehabilitasi D.I. Lambunu tahap I pada tahun 2013 dan tahap II tahun
2014. Pada awalnya luas potensial D.I. Lambunu adalah 6.068 Ha, karena adanya
alih fungsi lahan maka luas potensial berkurang hingga 5014,07 Ha. Studi
optimasi operasi jaringan irigasi perlu dikaji lebih rinci terkait dengan perubahan
luas areal irigasi dan ketersediaan/debit andalan Sungai Lambunu saat ini
sehingga jaringan irigasi dalam menyalurkan air irigasi ke petak tersier dengan
5
baik dan produktivitas padi/palawija daerah ini mampu mendukung program
ketahanan pangan nasional.
1.3. Rumusan Masalah
Analisa kondisi keseimbangan air dan optimasi operasi jaringan di suatu daerah
irigasi memerlukan masukan data yang akurat terutama data hidrologi dan
karakteristik daerah setempat. Kebutuhan air tanaman (Net Field Requirement,
NFR) di D.I. Lambunu telah dihitung pada studi terdahulu. Namun ketersediaan
air di daerah tersebut harus kembali dianalisa untuk memastikan operasi irigasi
yang optimal. Berdasarkan hal tersebut maka masalah dalam penelitian ini
dirumuskan sebagai berikut:
a.
Bagaimanakah status keseimbangan air di D.I. Lambunu terhadap debit
andalan Sungai Lambunu, luas areal irigasi 5.041 Ha dan pola tanam saat ini?
b.
Bagaimanakah usaha-usaha optimasi operasi irigasi berdasarkan status
keseimbangan air di D.I. Lambunu?
1.4. Maksud dan Tujuan
Maksud dari studi ini adalah untuk mencari pola operasi irigasi yang paling
optimal di Daerah Irigasi Lambunu dengan konstrain kondisi keseimbangan air di
daerah irigasi bersangkutan. Adapun tujuan dari studi ini adalah :
1.
melakukan analisis kebutuhan air irigasi untuk D.I. Lambunu berdasarkan
luas areal tanam saat ini dengan pola irigasi saat ini yaitu pola tanam padi –
padi – bera, pemberian air irigasi secara serentak/tanpa golongan,
6
2.
melakukan analisis keseimbangan air irigasi berdasarkan ketersediaan air di
D.I. Lambunu dan kebutuhan air irigasi untuk D.I.Lambunu sesuai point (1),
3.
melakukan analisis kebutuhan air irigasi untuk D.I. Lambunu berdasarkan
luas potensial 5.041 Ha dengan pola irigasi padi – padi – palawija, sistem
pemberian air irigasi secara serentak/tanpa golongan,
4.
melakukan analisis keseimbangan air irigasi berdasarkan ketersediaan air di
Bendung Lambunu dan kebutuhan air irigasi untuk D.I.Lambunu sesuai point
(3),
5.
melakukan analisis kebutuhan air irigasi untuk D.I. Lambunu berdasarkan
luas potensial 5.041 Ha dengan pola irigasi padi – padi – palawija, sistem
pemberian air irigasi secara sistem 2 golongan dan 3 golongan,
6.
melakukan analisis keseimbangan air irigasi berdasarkan ketersediaan air di
Bendung Lambunu dan kebutuhan air irigasi untuk D.I.Lambunu sesuai point
(5),
7.
merekomendasikan
pola
tanam
yang
optimal
berdasarkan
status
keseimbangan air di D.I. Lambunu.
1.5. Pembatasan Masalah
Untuk menajamkan fokus penelitian dan membatasi lingkup studi, maka masalah
dalam penelitian ini dibatasi sebagai berikut:
1.
Daerah irigasi yang menjadi objek penelitian adalah D.I. Lambunu seluas
5.041 Ha di Kabupaten Parigi Moutong, Provinsi Sulawesi Tengah,
7
2.
Debit andalan dari data debit Sungai Lambunu per 15 harian dengan peluang
keandalan 80% yang merupakan data publikasi Balai Wilayah Sungai
Sulawesi III,
3.
Curah hujan efektif dalam penelitian ini menggunakan data publikasi Balai
Wilayah Sungai Sulawesi III,
4.
Pola
tanam
dalam
penelitian ini adalah pola tanam
yang telah
direkomendasikan dalam perencanaan pengembangan D.I. Lambunu saat ini
yaitu padi–padi–palawija (jagung),
5.
Masa pengolahan lahan dalam penelitian ini adalah masa pengolahan lahan
yang telah direkomendasikan dalam perencanaan pengembangan D.I.
Lambunu saat ini yaitu selama 30 hari,
6.
Varietas padi dalam penelitian ini adalah varietas padi yang telah
direkomendasikan dalam perencanaan pengembangan D.I. Lambunu saat ini
yaitu varietas unggul (FAO),
7.
Evaporasi Potensial dalam penelitian ini menggunakan data publikasi Balai
Wilayah Sungai Sulawesi III,
1.6. Manfaat Penelitian
Manfaat yang diiharapkan dapat diambil dari penelitian ini adalah :
a.
Dapat menjadi masukan/rekomendasi untuk pihak yang berwenang dalam
rangka meningkatkan produktivitas padi dan palawija,
b.
Dapat menjadi studi literatur untuk kajian sejenis dan terkait dengan
pembangunan jaringan irigasi.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Irigasi
Irigasi merupakan usaha-usaha yang dilakukan untuk membawa air dari
sumbernya (usaha penyediaan) dan kemudian diberikan pada tanaman (mengairi)
di lahan pertanian dengan jumlah sesuai dengan kebutuhan tanaman (usaha
pengelolaan). Irigasi berarti mengalirkan air secara buatan dari sumber air yang
tersedia kepada sebidang lahan untuk memenuhi kebutuhan tanaman. Dengan
demikian tujuan irigasi adalah mengalirkan air secara teratur sesuai kebutuhan
tanaman pada saat persediaan lengas tanah tidak mencukupi untuk mendukung
pertumbuhan tanaman, sehingga tanaman bisa tumbuh secara normal.
Pemberian air irigasi yang efisien selain dipengaruhi oleh tata cara aplikasi, juga
ditentukan oleh
kebutuhan air guna mencapai kondisi air tersedia yang
dibutuhkan tanaman. Jenis irigasi meliputi irigasi air permukaan, irigasi air bawah
tanah, irigasi pompa dan irigasi rawa.
2.2. Sistim Pemberian Air Irigasi
Pemberian air irigasi ke petak sawah dapat dilakukan dengan 5 (lima) cara
(Hansen dkk, 1992) yaitu:
(1). Penggenangan ( flooding);
9
(2). Menggunakan alur besar atau kecil;
(3). Menggunakan air di bawah permukaan tanah melalui sub irigasi;
(4). Penyiraman (sprinkling);
(5). Menggunakan sistem cucuran (trickle).
Umumnya untuk tanaman padi, pemberian air (irigasi) dilakukan dengan
penggenangan (flooding) dan alur (furrows) yang dialirkan secara terus menerus
(continous flow) atau dengan cara berselang (intermitent flow ).
2.2.1. Sistem Genangan Terus Menerus (Stagnant Constant Head)
Metode pelayanan pembagian air secara kontinyu merupakan pemberian air irigasi
secara terus menerus selama satu musim tanam sesuai dengan kebutuhan air untuk
tanaman pada periode pengolahan tanah, pertumbuhan tanaman dari tanam sampai
dengan panen (Svehlik, 1987 dalam Nurrochmad, 1997 dalam Huda, 2012),
besarnya kebutuhan air yang dilepas di bangunan bagi dapat dihitung
menggunakan rumus sebagai berikut :
------------------------------------------------------------------------------ (1)
Dimana,
Qi = debit air irigasi di pintu pengambilan pada periode ke-i (l/det, mm/hari)
qi
= debit air irigasi persatuan luas pada periode ke-i (l/det, mm/hari/ha)
Ai = luas areal irigasi pada periode ke-i (ha)
2.2.2. Sistem Terputus-Putus (Intermittent Flow System)
Intermittent flow adalah salah satu cara pemberian ke petak sawah yang
didasarkan pada interval waktu tertentu dengan debit dan luas area yang sudah
10
ditetapkan terlebih dahulu sehingga diperoleh hasil yang optimal.
2.3. Pola Tanam
Guritno (2011) menjelaskan bahwa cropping system yaitu suatu usaha penanaman
pada sebidang lahan dengan mengatur pola tanam (cropping pattern) yang
berinteraksi dengan sumber daya lahan serta teknologi budidaya tanaman yang
dilakukan.
Sedangkan pola tanam (cropping pattern) adalah susunan tata letak dan tata
urutan tanaman, pada sebidang lahan selama periode tertentu, termasuk
pengolahan tanah dan bera.
Pola tata tanam adalah pola mengenai rencana tata tanam yang terdiri dari
pengaturan jenis tanaman, waktu penanaman, tempat atau lokasi tanaman dan luas
areal tanaman yang memperoleh hak atas air pada suatu daerah irigasi (Anonim,
2009 dalam Huda dkk 2012).
2.4. Cara Pembagian Air Irigasi
Ada 3 (tiga) cara pembagian air irigasi yaitu: sistem serentak, sistem golongan
dan sistem rotasi. Penerapan ketiga cara tersebut tergantung pada jumlah air yang
tersedia.
1.
Pembagian Air Irigasi Secara Serentak
Air dibagikan ke seluruh areal yang ditanami pada waktu bersamaan secara
merata. Jumlah air yang dibagikan disesuaikan fase perkembangan padi dan
kebutuhan air yang diperlukan secara maksimal. Cara ini dapat dilakukan
11
apabila jumlah air yang tersedia cukup banyak, atau jika nilai k lebih besar
atau sama dengan 1.
Rumus untuk menghitung nilai k (Kunaifi,A.A. 2010 dalam Huda dkk, 2012)
adalah:
---------------------------------------------------- (2)
2.
Cara Golongan
Cara ini dilakukan bila jumlah air yang tersedia sangat terbatas, sementara
kebutuhan air (terutama saat pengolahan tanah) sangat besar. Maka saat
tanam dilakukan secara bertahap dari satu petak tersier ke petak lainnya.
Kelompok-kelompok dalam petak tersier ini disebut sebagai golongan.
Idealnya satu daerah irigasi dibagi dalam 3-5 (tiga sampai lima) golongan
dengan jarak waktu tanam biasanya 2-3 (dua sampai tiga) minggu.
Dirjen Pengairan Departemen PU. KP. 01 (1986), menyatakan bahwa
pemberian air dengan golongan atau dapat diistilahkan rotasi teknis berguna
untuk mengurangi kebutuhan puncak air irigasi dan kebutuhan pengambilan
bertambah secara berangsur–angsur pada awal waktu pemberian air irigasi
(pada periode penyiapan lahan), seiring dengan makin bertambahnya debit
sungai; kebutuhan pengambilan puncak dapat ditunda. Tetapi metode ini akan
menyebabkan eksploitasi yang lebih kompleks. Beberapa hal yang tidak
menguntungkan dari metode ini adalah:
(1). Timbulnya konflik sosial;
(2). Eksploitasi lebih rumit;
(3). Kehilangan air akibat ekploitasi sedikit lebih tinggi;
12
(3). Jangka waktu irigasi untuk tanaman pertama lebih lama, akibatnya lebih
sedikit waktu tersedia untuk tanaman kedua;
(4). Daur/siklus gangguan serangga ; pemakaian insektisida
3.
Cara Rotasi/Giliran
Jika kebutuhan air irigasinya besar sementara air yang tersedia kurang, maka
perlu dilakukan pemberian air secara giliran antar petak tersier, atau antar
petak sekunder. Idealnya periode giliran adalah 2-3 (dua sampai tiga) hari dan
jangan lebih dari 1 (satu) minggu karena akan berpengaruh terhadap per
tumbuhan tanaman (Hansen dkk, 1986; Pasandaran dkk, 1984 dalam Purba
2011)
2.5. Debit Andalan
Debit andalan adalah besarnya debit yang tersedia di suatu lokasi sumber air
(misalnya: sungai) untuk dapat dimanfaatkan/dikelola dalam penyediaan air
(misalnya; air baku dan air irigasi) dengan resiko kegagalan yang telah
diperhitungkan. Dalam perencanaan suatu bangunan penyediaan air terlebih
dahulu harus dicari debit andalan (dependable discharge), yang tujuannya adalah
untuk menentukan debit perencanaan yang diharapkan selalu tersedia di sungai
(Soemarto, 1987 dalam Zulfikar dkk, 2012). Untuk menentukan besarnya debit
andalan, dapat dihitung dengan beberapa metode yang disesuaikan dengan data
yang tersedia. Data yang tersedia dapat berupa seri data debit yang dimiliki oleh
setiap stasiun pengamatan debit sungai maupun data seri data curah hujan yang
13
dimiliki oleh setiap stasiun pencatat curah hujan pada DAS Sungai yang
dimaksud.
2.5.1. Debit Andalan Berdasarkan Data Debit
Metode yang sering dipakai untuk analisis debit andalan adalah metode statistik
rangking. Penetapan rangking dilakukan menggunakan analisis frekuensi atau
probabilitas dengan rumus Weibull. Debit andalah dihitung berdasarkan
probabilitas dari sejumlah data pengamatan debit. Perhitungan debit andalan
mengunakan rumus dari Weibull:
------------------------------------------------------------------------- (3)
Keterangan variabel yang digunakan:
P
: probabilitas terjadinya kumpulan nilai (misalnya: debit) yang diharapkan
selama periode pengamatan (%)
m
: nomor urut kejadian, dengan urutan variasi dari besar ke kecil
n
: jumlah data pengamatan debit
Probabilitas atau keandalan debit yang dimaksud berhubungan dengan
probabilitas atau nilai kemungkinan terjadinya sama atau melampui dari yang
diharapkan. Debit andalan yang digunakan untuk perencanaan penyediaan air
irigasi menggunakan debit andalan 80%. Keandalan 80% mempunyai arti bahwa
kemungkinan debit terpenuhi adalah 80% atau kemungkinan debit sungai lebih
rendah dari debit andalan adalah 20% (SPI KP-1 : 1986).
14
2.5.2. Debit Andalan Berdasarkan Data Hujan
Perhitungan debit andalan dengan cara empiris dapat dilakukan bila data debit
sungai tidak tersedia. Metode perhitungan yang umumnya digunakan di Indonesia
antara lain metode F.J Mock dan NRECA. Analisis debit dari kedua metode
tersebut direkomendasikan berdasarkan tingkat empiris, ketepatan hasil dan
kemudahan perhitungan (Dirrjen ESDM, 2009).
1.
Metode Mock
Metode Mock ditemukan dan dikembangkan oleh Dr.F.J.Mock. Dalam
makalahnya, “Land Capability Appraisal Indonesia & Water Availability
Appraisal”, F.J Mock memperkenalkan model sederhana simulasi keseimbangan
air (water balance) untuk menghitung aliran sungai dari data curah hujan,
evapotranspirasi dan karakteristik hidrologi Daerah Aliran Sungai (DAS) untuk
memperkirakan ketersediaan air di sungai.
Pada prinsipnya, metode F.J Mock memperhitungkan volume air yang masuk,
keluar dan yang disimpan di dalam tanah (soil storage). Volume air yang masuk
adalah hujan, volume air yang keluar adalah infiltrasi, perkolasi dan yang paling
dominan adalah evapotranspirasi. Secara keseluruhan, perhitungan debit andalan
dengan Metode F.J Mock ini mengacu pada water balance, dimana volume air
total yang ada di bumi adalah tetap, hanya sirkulasi dan distribusinya yang
bervariasi (Yanuar, 2012).
Air hujan yang jatuh (presipitasi) pada cathment area, sebagian akan mengalami
evapotranspirasi, sebagian akan langsung menjadi aliran permukaan (direct run
off) dan sebagian lagi akan masuk ke dalam tanah (infiltrasi). Proses
evapotranspirasi terjadi sesuai dengan vegetasi yang menutupi daerah tangkapan
15
hujan. Evapotranspirasi pada Metode F.J Mock adalah evapotranspirasi yang
dipengaruhi oleh jenis vegetasi, permukaan tanah dan jumlah hari hujan. Infiltrasi
pertama akan menjenuhkan top soil, kemudian menjadi perkolasi membentuk air
bawah tanah (ground water) yang kemudian akan keluar ke sungai sebagai aliran
dasar atau base flow (Kadir, 2010).
Perhitungan debit andalan F.J Mock dibagi ke dalam lima perhitungan utama
yaitu perhitungan evapotranspirasi aktual, water balance atau keseimbangan air,
run off dan air tanah, total volume tersimpan dan aliran permukaan. Kriteria
perhitungan dan asumsi diurutkan sebagai berikut;
a.
Data meteorologi
Data curah hujan bulanan (R) untuk setiap tahun
Data jumlah hari hujan bulanan (n) untuk setiap tahun
b.
Parameter yang digunakan dalam perhitungan debit andalan
m
=
persentase lahan yang terbuka atau tidak ditumbuhi
vegetasi, nilainya dapat ditaksir dengan peta tata guna lahan
atau pengamatan di lapangan
K
=
koefisien simpan tanah atau faktor resesi aliran tanah
(Catchment Area Resession Factor). Nilai K ditentukan
oleh kondisi geologi lapisan bawah. Batasan nilai K yaitu
antara 0 – 1,0. Semakin besar K, semakin kecil air yang
mampu keluar dari tanah
Vn-1
=
penyimpanan awal (initial storage). Nilai ini berkisar antara
3 mm –109 mm.
16
c.
Evapotranspirasi
Menurut Setiawan dkk (2009), evapotranspirasi merupakan gabungan dari
dua kata, evaporasi dan transpirasi. Evaporasi yaitu penguapan air dari
permukaan air, tanah dan bentuk permukaan bukan vegetasi lainnya oleh
proses fisika. Transpirasi adalah penguapan air dari daun dan cabang tanaman
melalui pori -pori daun. Transpirasi umumnya terjadi pada siang hari karena
pada malam hari stomata akan tertutup (Asdak, 1995).
Apabila
evaporasi
dan
transpirasi
digabungkan
maka
disebut
evapotranspirasi. Evapotranspirasi adalah keseluruhan jumlah air yang
berasal dari tanah, air, dan vegetasi yang diuapkan kembali ke atmosfer
(Asdak, 1995). Perhitungan evapotranspirasi dapat menggunakan metode
Penman Modifikasi.
Evapotranspirasi diklasifikasi menjadi 2 jenis, yaitu evapotranspirasi
potensial (PET) dan evapotranspirasi aktual (AET). Evapotranspirasi
potensial adalah evapotranspirasi yang mungkin terjadi pada kondisi air yang
tersedia berlebihan. Evapotranspirasi ini lebih dipengaruhi oleh faktor-faktor
meteorologi dan tersedianya air yang cukup banyak. Jika jumlah air selalu
tersedia berlebihan dari yang diperlukan oleh tanaman selama proses
transpirasi, maka jumlah air yang ditranspirasikan relatif lebih besar
dibandingkan apabila tersedianya air di bawah keperluan (Bappenas, 2007
dalam Wirasembada, 2012). Faktor dominan yang mempengaruhi terjadinya
evapotranspirasi potensial yaitu radiasi panas matahari, suhu, kelembapan
atmosfer dan kecepatan angin (Asdak, 1995).
17
Evapotranspirasi aktual adalah evapotranspirasi yang terjadi pada kondisi air
yang jumlahnya terbatas. Evaporasi aktual lebih dipengaruhi oleh faktor
fisiologi tanaman dan unsur tanam (Asdak, 1995). Selain itu, evapotranspirasi
aktual juga dipengaruhi oleh proporsi permukaan luar yang tidak tertutupi
tumbuhan hijau (exposed surface) pada musim kemarau. Besarnya exposed
surface (m) untuk tiap daerah berbeda-beda (Mock, 1973) mengklasifikasikan
nilai m ke dalam tiga daerah. Nilai m tersebut tertera pada tabel 2.1 berikut.
Tabel 2.1. Nilai Exposed Surface (m) Berdasarkan Jenis Tutupan Lahan
M
0%
10 - 40 %
30 - 50 %
Daerah
Hutan primer, sekunder
Daerah tererosi
Daerah ladang pertanian
(sumber: Bappenas, 2007 dalam Wirasembada, 2012)
Selain exposed surface, evapotranspirasi aktual juga dipengaruhi oleh jumlah
hari hujan (n) dalam bulan yang bersangkutan. Menurut Mock (1973), rasio
antara selisih evapotranspirasi potensial dan evapotranspirasi aktual dengan
evapotranspirasi potensial dipengaruhi oleh exposed surface (m) dan jumlah
hari hujan (n), dan dihitung dengan formulasi sebagai berikut.
-------------------------------------------------------- (3)
Sehingga
---------------------------------------------------- (4)
Dari formulasi di atas dapat dianalisis bahwa evapotranspirasi potensial akan
sama dengan evapotranspirasi aktual (atau ΔE = 0) jika evapotranspirasi
terjadi pada hutan primer atau hutan sekunder, dimana daerah ini memiliki
harga exposed surface (m) sama dengan nol (0) atau banyaknya hari hujan
dalam bulan yang diamati pada daerah itu sama dengan 18 hari.
18
Jadi evapotranspirasi aktual adalah evapotranspirasi
potensial
yang
memperhitungkan faktor exposed surface dan jumlah hari hujan dalam bulan
yang bersangkutan. Sehingga evapotranspirasi aktual adalah evapotranspirasi
yang sebenarnya terjadi, dihitung dengan menggunakan persamaan sebagai
berikut:
------------------------------------------------------------------ (5)
d.
Water Balance
Kapasitas kelembapan tanah (Soil Moisture Capacity) yaitu perkiraan
kapasitas kelembapan tanah awal. Nilai ini diperlukan pada saat dimulainya
simulasi dan besarnya tergantung dari kondisi porositas lapisan tanah atas
dari daerah pengaliran. Biasanya, nilai yang digunakan berkisar 50 – 250
mm, yaitu kapasitas kandungan air tanah dalam per m 3. Jika porositas tanah
lapisan atas tersebut makin besar, maka kapasitas kelembapan akan semakin
besar pula (Bappenas 2007 dalam Wirasembada, 2012).
Persamaan-persamaan yang digunakan dalam menghitung water balance
adalah sebagai berikut.
------------------------------------------------------------------- (6)
2.
Metode NRECA
Model NRECA dikembangkan oleh NORMAN CRAN FORD untuk data
debit harian, bulanan yang merupakan model hujan-limpasan yang relatif
sederhana, dimana jumlah parameter model hanya 3 atau 4 parameter.
19
Persamaan dasar yang digunakan adalah persamaan keseimbangan air yaitu
sebagai berikut;
H – E + PT = L ------------------------------------------------------------------- (7)
Keterangan variabel yang digunakan:
H
: Hujan
E
: Evapotranspirasi
PT
: Perubahan Tampungan
L
: Limpasan
Model NRECA strukturnya dibagi menjadi dua tampungan, yaitu tampungan
kelengasan (moisture storage) dan tampungan air tanah (groundwater
storage). Kandungan kelengasan di tentukan oleh hujan dan evapotranspirasi
aktual. Kandungan air tanah ditentukan oleh jumlah kelebihan kelengasan
(excess moisture).
2.6. Kebutuhan Air di Sawah
Kebutuhan air irigasi adalah jumlah volume air yang diperlukan untuk memenuhi
kebutuhan evapotranspirasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk tanaman dengan
memperhatikan jumlah air yang diberikan oleh alam melalui hujan dan kontribusi
air tanah. Suatu pertumbuhan tanaman sangat dibatasi oleh ketersediaan air yang
di dalam tanah. Kekurangan air akan mengakibatkan terjadinya gangguan
aktivitas fisiologis tanaman, sehingga pertumbuhan tanaman akan terhenti.
Kebutuhan air untuk tanaman pada suatu jaringan irigasi merupakan air yang
dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman yang optimal tanpa kekurangan air.
20
Kebutuhan air di sawah untuk padi ditentukan oleh faktor–faktor berikut (SPI KP
1: 1986 ) :
1 Penyiapan lahan
2 Penggunaan konsumtif
3 Perkolasi dan rembesan
4 Pergantian lapisan air
5 Curah hujan efektif
Kebutuhan total air di sawah ( Gross Field Requirement, GFR ) mencakup faktor
1 sampai 4 dan kebutuhan bersih air di sawah (Net Field Requirement, NFR)
mencakup GFR dengan memperhitungkan curah hujan efektif (faktor 5). Dari
kelima faktor tadi maka perkiraan kebutuhan air irigasi ialah sebagai berikut ( SPI
bagian penunjang , 1986) :
1.
Kebutuhan bersih air di sawah ( NFR )
NFR = Etc + P – Re + WLR ----------------------------------------------------- (8)
Dimana :
2.
NFR
=
kebutuhan air di sawah untuk tanaman padi, mm/hari
Etc
=
kebutuhan air untuk konsumtif tanaman, mm/hari
P
=
perkolasi, mm/hari
Re
=
curah hujan efektif, mm/hari
WLR
=
pergantian lapisan air (water layer requirement), mm/hari
Kebutuhan air irigasi di pintu pengambilan
------------------------------------------------------------------------ (9)
21
Dimana :
NFR
EI
=
kebutuhan air di sawah untuk tanaman padi, mm/hari
=
angka konversi satuan dari mm/hari ke lt/dt/ha
=
efisiensi Irigasi secara total (%)
2.6.1. Penyiapan Lahan
Kebutuhan air untuk penyiapan lahan ditentukan oleh lamanya waktu yang
dibutuhkan dan jumlah air yang dibutuhkan untuk menyiapkan lahan. Waktu yang
dibutuhkan dapat selama 30 hari atau 45 hari dan jumlah kebutuhan air selama
penyiapan lahan dihitung dengan metode yang dikembangkan oleh van de Goor
dan Zijlstra (1968) yaitu :
-------------------------------------------------------------------------------- (10)
Dimana :
IR
= kebutuhan air irigasi di tingkat persawahan, mm/ hari
M
= kebutuhan air untuk mengganti/mengkompensasi kehilangan air
akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah dijenuhkan
M
= Eo+ P, mm/ hari ----------------------------------------------------- (11)
Eo
= Evaporasi air terbuka yang diambil 1,1, Eto selama penyiapan lahan,
mm/ hari
P
= Perkolasi
k
=
T
= jangka waktu penyiapan lahan, hari
S
= Kebutuhan air :
----------------------------------------------------------------------- (12)
22
= tanaman padi : untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50
mm, mm yakni 200 + 50 = 250 mm; atau dapat diambil 250 + 50 =
300 mm untuk lahan telah dibiarkan beda selama jangka waktu
yanglama (2,5 bulan atau lebih)
= tanaman ladang: untuk penjenuhan diperlukan jumlah air 50 sampai
100 mm
2.6.2. Kebutuhan Air untuk Konsumtif Tanaman
Kebutuhan air untuk konsumtif tanaman merupakan kedalaman air yang
diperlukan untuk memenuhi evapotranspirasi tanaman yang bebas penyakit,
tumbuh di areal pertanian pada kondisi cukup air dari kesuburan tanah dengan
potensi pertumbuhan yang baik dan tingkat lingkungan pertumbuhan yang baik.
Untuk menghitung kebutuhan air untuk konsumtif tanaman digunakan persamaan
empiris sebagai berikut ::
---------------------------------------------------------------------- (13)
Dimana
Etc
= evapotranspirasi tanaman, mm/ hari
Kc
= koefisien tanaman
ETo
= evapotransirasi tanaman acuan, mm/ hari
2.6.3. Koefisien Tanaman
Koefisien tanaman ini merupakan faktor yang dapat digunakan untuk mencari
besarnya air yang habis terpakai untuk tanaman untuk masa pertumbuhannya.
23
Adapun harga koefisien tanaman padi dan palawija untuk periode ½ bulanan
disajikan pada tabel di bawah ini:
Tabel 2.2. Harga – Harga Koefisien1 Tanaman Padi Dan Palawija
Bulan
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
Padi
Nedeco/ Prosida
FAO
Varietas2
Varietas3
Varietas2
Varietas3
Biasa
Unggul
Biasa
Unggul
1,20
1,20
1,10
1,10
1,20
1,27
1,10
1,10
1,32
1,33
1,10
1,05
1,40
1,30
1,10
1,05
1,35
1,30
1,10
0,95
1,24
0
1,05
0
1,12
0,95
04
0
Palawija
FAO
Jagung
0,5
0,59
0,96
1,05
1,02
0,95
0
Sumber : Standar Perencanaan Irigasi KP – 01 : 1986
Catatan
1
: Harga – harga koefisien ini akan dipakai dengan rumus evapotranspirasi
Penman yang sudah dimodifikasi, dengan menggunakan metode yang
diperkenalkan oleh Nedeco/ Prosida atau FAO
2
: Varietas padi biasa adalah varietas padi yang masa tumbuhnya lama
3
: Varietas unggul adalah varietas padi yang jangka waktu tumbuhnya
pendek
4
: Selama setengah bulan terakhir pemberian air irigasi ke sawah
dihentikan; kemudian koefisien tanaman diambil “nol” dan padi akan
menjadi masak dengan air yang tersediatanaman padi
2.6.4. Perkolasi dan Rembesan
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
antar