Studi Optimasi Pola Tanam Pada Daerah Irigasi Namu Sira-sira dengan Program Linier

Daftar Pustaka

Dawson, Andrew J., dkk. 2010. Open solver: Open Source Optimisation For Excel, Procceding Of The 45th Annual Conference Of the ORNSZ, New Zealand.

Jayanti, Vicki Tri., dkk. 2013. Prediksi Neraca Air Pertanian Dengan Metode Mock Pada Aliran Sungai Keduang, e-Jurnal Matriks Teknik Sipil.

Kesuma, Raras Phusty., dkk. 2013. Aplikasi Metode Mock, NRECA, Tank Model dan Rainrun di Bendung Trani, Wonotoro, Sundangan dan Walikan. E-jurnal Matriks Teknik Sipil.

Rudson, Rony., dkk. 2014. Studi Optimalisasi Pola Tanam Daerah Irigasi Kosinggolan di Kabupaten Bolaang Mongondow. Jurnal Teknik Pengairan Universitas Brawijaya. Vol. 3 No. 1 Mei 2014

Widi, Kuntara. 2011. Evaluasi Efisiensi dan Efektifitas Jaringan Irigasi Dalam Rangka Meningkatkan Produksi Pertanian DI Namu Sira-sira. Skripsi. Universitas Sumatera Utara.

Basak, N. N. 1999. Irrigation Engineering, Mc-GrawHill: New Delhi. Direktorat Jenderal Pengairan. 1986. Standar Perencanaan Irigasi KP-01.

Ginting, Makmur. 2014. Rekaya Irigasi : Teori dan Perencaan, Medan: Usu Press. Linsley, Ray K. 1989. Hidrologi Untuk Insinyur, Jakarta: Gelora Aksara Pratama. Linsley, Ray K. 1985. Teknik Sumber Daya Air, Jakarta: Gelora Aksara Pratama. Mustafa, Zainal. 2000. Belajar Cepat Linear Programming dengan Quantitative System, Yogyakarta: Penerbit Ekonisia.

Wilson, E. M. 1983. Engineering Hydrology, London: Macmilam Publishers Ltd.

Sosrodarsono, Suyono. 1983. Hidrologi Untuk Pengairan. Jakarta: PT. Pradnya Paramita.

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

4.1. Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian adalah suatu cara atau teknik yang dilakukan sebagai upaya dalam bidang ilmu pengetahuan yang dilakukan untuk memperoleh fakta-fakta dan prinsip-prinsip dengan sabar, hati-hati dan sistematis untuk mewujudkan kebenaran (Mardalis, 1995). Dalam penelitian ini menggunakan metodologi penelitian kuantitatif yaitu berupa pengumpulan data, analisis data dan interpretasi hasil analisis untuk mendapatkan kesimpulan sebagai bahan evaluasi berdasarkan data yang terukur dalam bentuk angka.Penelitian ini bersifat deskriptif yaitu menjelaskan hubungan antar variabel dengan menganalisis data numerik (angka) menggunakan metode statistik. Pelaksanaan penelitian secara umum dapat diuraikan sebagai berikut :

1. Survey Lapangan

Survey lapangan yang dilakukan bertujuan untuk peninjauan dan identifikasi keadaan sebenarnya di D.I Namu Sira-sira sehingga nanti dapat dibandingkan dengan hasil analisis secara teoritis. Kegiatan ini juga disertai dengan pengambilan foto dokumentasi di lokasi studi. Pengambilan data dilapangan ini diperlukan sebagai kondisi awal untuk pelaksanaan penelitian ini. 2. Studi Literatur

Studi literatur dilakukan dengan mengumpulkan dan mempelajari buku, jurnal, artikel dan referensi-referensi lain yang terkait dengan penelitian sejenis dimasa yang telah lalu. Untuk selanjutnya dirangkai menjadi dasar teori dalam pelaksanaan penelitian ini.

Dalam penelitian ini data yang digunakan terdiri dari data primer dan data sekunder. Data yang bersifat primer diperoleh dari pengamatan langsung dilapangan seperti lokasi penelitian, kondisi eksisting dilapangan. Sedangkan data sekunder diperoleh dari dinas terkait seperti Dinas Pengairan, Dinas Pertanian, Balai Wilayah Sungai Sumatera II, dan BMKG. Data penelitian yang relevan dengan objek penelitian diperoleh melalu beberapa teknik, yaitu :

a. Observasi

Observasi merupakan teknik pengumpulan data dimana peneliti terjun langsung kelapangan, mengamati secara langsung yang menjadi objek penelitian. Observasi digunakan untuk mengamati secara langsung kegiatan-kegiatan yang sedang berlangsung di lahan pertanian yang menjadi objek lokasi penelitian.

b. Dokumentasi

Dokumentasi merupakan teknik pengumpulan data dengan cara mengutip data-data yang telah ada. Data-data yang dikumpulkan secara dokumentasi meliputi data sebagai berikut :

1) Data debit 10 tahun terakhir yang diperoleh dari UPT. PSDA Wampu-Besitang melalui Unit Pelaksana Namu Sira-sira Kanan 2) Data rencana pola tanam tahun 2016/2017 diperoleh dari UPT.

PSDA Wampu-Besitang melalui Unit Pelaksana Namu Sira-sira Kanan

3) Data luas lahan pertanian diperoleh dari Dinas Pertanian Kecamatan Sei Bingei

4) Data jenis tanaman dan luas tanam diperoleh dari Dinas Pertanian Kecamatan Sei Bingei

5) Data hasil komoditas pertanian diperoleh dari Dinas Pertanian Kecamatan Sei Bingei

6) Data Klimatologi dan Metorologi diperoleh dari BMKG 7) Data harga komoditas pertanian diperoleh dari BPS 4. Pengolahan Data

Dalam tahap ini data yang telah dikumpulkan di olah berdasarkan teori yang menjadi landasan penelitian sesuai dengan literatur. Pengolahan data dilakukan dengan teknik tabulasi, yang disajikan dalam bentuk tabel dan grafik. 5. Optimasi Program Linier

Data yang telah diolah selanjutnya dimasukkan dalam persamaan umum program linier yang dapat digunakan dalam pemecahan masalah pengalokasian sumber daya yang terbatas secara optimal. Persamaan dalam program linier terbagi menjadi dua, yaitu persamaan fungsi tujuan dan persamaan fungsi kendala. Dalam penelitian ini fungsi tujuan yang ingin dicapai adalah meningkatkan pendapatan petani dengan meningkatkan luas tanam melalui pengaturan pola tanam.Sedangkan kendala yang dihadapi dalam penelitian ini adalah keterbatasan sumber daya air dan lahan yang terbatas.

BAB IV

DAERAH IRIGASI NAMU SIRA-SIRA

4.1. Lokasi

Daerah Irigasi Namu Sira-sira berada diKecamatan Sei Bingei, Kabupaten Langkat, Provinsi Sumatera Utara. Letak geografis D.I. Namu Sira-Sira berada pada 3⁰27’ - 3⁰36’ LU LU dan 98⁰23’ - 98⁰31’BTyang dibagi menjadi dua saluran primer yaitu saluran primer kanan yang mengairi sekitar 3654 Ha dan saluran primer kiri mengairi sekitar 2402,5 Ha. Sumber air yang di gunakan dalam mengairi lahan pertanian adalah Sungai Bingei yang di bendung. Dalam penelitian ini lingkup penelitian dibatasi hanya pada lokasi lahan pertanian yang diairi oleh saluran irigasi kanan.

Gambar 4.1 Peta Lokasi Daerah Irigasi Namu Sira-sira Sumber : Balai Wilayah Sungai Sumatera II

4.2. Pola Tanam D.I. Namu Sira-sira

Pola tanam mempengaruhi besarnya pemakaian air pada waktu-waktu penanaman tertentu. Usia tanaman yang berbeda menyebabkan perbedaan besar pemakaian air. Bila penanaman dilakukan pada musim kering atau kemarau, maka pemakaian air irigasi akan meningkat. Oleh karena itu, dalam perencanaan pemakaian air diperlukan data dan analisa akan data-data yang mempengaruhi seperti jenis tanaman, dan kondisi iklim pada waktu penanaman dan luas lahan yang akan ditanami. Pada daerah irigasi Namu Sira-sira dalam satu tahun terdapat tiga musim tanam, masing-masing musim tanam memiliki jangka waktu empat bulan mulai dari proses tanam hingga panen. Pertanaman didaerah irigasi Namu Sira-sira Dibagi menjadi empat golongan utama berdasarkan saluran sekunder, yaitu saluran sekunder Namu Tating, Saluran sekunder Namu Ukur, Saluran Sekunder Sampai Gunung dan Saluran sekunder Marcapada – Sei Bingei. Pada umumnya jenis tanaman utama yang ditanam pada daerah irigasi Namu Sira-sira adalah padi dan jagung.

Luas lahan pada daerah irigasi Namu Sira-sira kanan pada awalnya adalah 4097,5 Ha namun seiring berjalannya waktu telah terjadi alih fungsi lahan menjadi pemukiman dan lahan perkebunan. Jumlah lahan yang telah mengalami perubahan fungsi menjadi lahan pemukiman sekitar 55 Ha, lahan perkebunan sekitar 388,5 Ha sedangkan luas lahan pertanian yang mendapatkan layanan dari jaringan irigasi Namu Sira-sira hanya tersisa 3654 Ha. Berdasarkan data dari Dinas Pengairan Sei Bingei total lahan yang ditanami untuk 2 kali musim tanam adalah sekitar 6556Ha, luas tanam ini harusnya dapat mencapai 7308 Ha. Berikut luas tanam dan jenis komoditas yang ditanam.

Tabel 4.1 Data Pertanaman Rencana D.I. Namu Sira-sira 2016

Tanam

Luas

Tanam

Luas

Padi

116

Padi

0

P.wija

0

P.wija

116

Padi

0

Padi

100

P.wija

100

P.wija

0

Padi

0

Padi

21

P.wija

21

P.wija

0

Padi

0

Padi

95

P.wija

96

P.wija

1

Padi

0

Padi

75

P.wija

77

P.wija

2

Padi

0

Padi

29

P.wija

32

P.wija

3

Padi

0

Padi

9

P.wija

9

P.wija

0

Padi

0

Padi

50

P.wija

52

P.wija

2

Padi

0

Padi

96

P.wija

97

P.wija

1

Padi

0

Padi

59

P.wija

60

P.wija

1

Padi

0

Padi

66

P.wija

67

P.wija

1

Petak Tersier

Luas

(Ha)

Desa

MT 1

MT 2

Saluran Sekunder Namu Tating

NS1 - Tg

123

NU1 - KI

24

NU1 - Ka

110

NU2 - Ka

100

Durian Lingga

NU2 - Ki

NU2 - Ki.Ki

62

82,5

Namu ukur Utara

NU3 - Ki

103

NU3 - Ka

55

35

NU2 - Mk

Psr. IV Namu

Terasi

72

NU4 - Ki

Tanam Luas

Tanam Luas

Padi

93

Padi

0

P.wija

0

P.wija

93

Padi

12

Padi

2

P.wija

5

P.wija

15

Padi

57,5

Padi

2,5

P.wija

2,5

P.wija

57,5

Padi

56

Padi

0

P.wija

4

P.wija

60

Padi

67

Padi

0

P.wija

0

P.wija

67

Padi

80

Padi

0

P.wija

10

P.wija

90

Padi

40

Padi

0

P.wija

2

P.wija

42

Padi

10

Padi

0

P.wija

24

P.wija

34

Padi

58

Padi

0

P.wija

26

P.wija

84

Padi

2

Padi

0

P.wija

22

P.wija

24

Padi

49

Padi

0

SG1 - Ka

62

36

NT5 - Ki

88

NT5 - Ka

NT4 - Ki

49

Petak Tersier

Luas

(Ha)

Desa

MT 1

MT 2

Saluran Sekunder Sampai Gunung

Psr. VIII Namu

Terasi

Psr. VIII Namu

Terasi

Psr. IV Namu

Terasi

Psr. IV Namu

Terasi

NT1 - Ka

NT1 - Ka.Ka

Saluran Sekunder Namu Tating

Psr. VIII Namu

Purwobi nangun

Purwobi nangun

99

20

64

30

NT3 - Ki

NT3 - Ka

100

NT1 - Ki

NT2 - Ka

63

Tanam

Luas

Tanam

Luas

Padi

26

Padi

0

P.wija

1,5

P.wija

27,5

Padi

35

Padi

0

P.wija

4

P.wija

39

Padi

30

Padi

0

P.wija

1,5

P.wija

31,5

Padi

77

Padi

0

P.wija

8

P.wija

85

Padi

15

Padi

0

P.wija

15

P.wija

30

Padi

17

Padi

0

P.wija

0

P.wija

17

Padi

Padi

P.wija

P.wija

Padi

87

Padi

0

P.wija

10

P.wija

97

Padi

59

Padi

0

P.wija

0

P.wija

59

Padi

Padi

P.wija

P.wija

NU5 - Ka

102

Padi

2

Padi

94

P.wija

98

P.wija

6

Padi

4

Padi

63

P.wija

60

P.wija

1

Psr. IV Namu

Terasi

Psr. IV KW

Mencirim

Saluran Sekunder Namu Ukur

SG6

65

Psr. IV Namu

Terasi

SG5 - Ka

80

74

SG5 - Ki,Ki

SG5 - Ki

108

65

NU5 - Ki

30

SG4 - Ki

17

37

SG4 - Ka

85

SG3 - Ki

SG3 - Ka

31,5

Petak Tersier

Luas

(Ha)

Desa

MT 1

MT 2

Saluran Sekunder Sampai Gunung

Psr. VIII Namu

Terasi

SG2 - Ka

SG1 - Ki

Tanam

Luas

Tanam

Luas

Padi

4

Padi

52

P.wija

49

P.wija

1

Padi

10

Padi

42

P.wija

37

P.wija

5

Padi

3

Padi

50

P.wija

50

P.wija

3

Padi

5

Padi

34

P.wija

31

P.wija

2

Padi

2

Padi

31

P.wija

30

P.wija

1

Padi

4

Padi

70

P.wija

77

P.wija

11

Padi

10

Padi

29

P.wija

30

P.wija

11

Padi

1

Padi

91

P.wija

95

P.wija

5

Padi

10

Padi

55

P.wija

50

P.wija

5

Padi

3

Padi

60

P.wija

63

P.wija

6

Padi

9

Padi

69

P.wija

70

P.wija

10

Padi

5

Padi

59

P.wija

60

P.wija

6

Bahkti Karya

Psr. VI KW

Mencirim

LT1 - Ki

71

80

LT1 - Ka

NU9

111

Saluran Sekunder Namu Ukur

Petak Tersier

Luas

(Ha)

Desa

MT 1

MT 2

57

NU6 - Ka

49

NU5 - Ka.Ka

56

Tanah Seribu

75

LT2

LT1 - Mk

84

Psr. VI KW

Mencirim

45

NU8 - Ka.Ka

NU8 - Ka

86

NU7 - Mk

52

38

NU7 - Ka

Tanam

Luas

Tanam

Luas

Padi

0

Padi

20

P.wija

28

P.wija

8

Padi

0

Padi

73

P.wija

75

P.wija

5

Bero

3

Bero

0

Padi

0

Padi

25

P.wija

20

P.wija

2

Bero

7

Bero

0

Padi

0

Padi

30

P.wija

36

P.wija

8

Bero

2

Bero

0

Padi

0

Padi

33

P.wija

37

P.wija

6

Bero

2

Bero

0

Padi

0

Padi

65

P.wija

68

P.wija

5

Bero

2

Bero

0

Padi

0

Padi

11

P.wija

13

P.wija

3

Bero

1

Bero

0

Padi

0

Padi

23

P.wija

23

P.wija

2

Bero

2

Bero

0

Padi

0

Padi

50

P.wija

51

P.wija

1

Bero

0

Bero

0

Petak Tersier

Luas

(Ha)

Desa

MT 1

MT 2

Saluran Sekunder Marcapada - Sei Bingei

Namu ukur Utara

Namu ukur Utara

40

MC2 - Ki

MC2 - Ka

42

MC1 - Ki.Ki

30

MC1 - Ka

MC1 - Ki

80

30

Bhakti Karya

MC6 - Ka

57

75

MC3 - Ki

Tanah Merah

19

35

MC5 - Ki

Tanam

Luas

Tanam

Luas

Padi

0

Padi

30

P.wija

31

P.wija

2

Bero

1

Bero

0

Padi

0

Padi

32

P.wija

33

P.wija

2

Bero

1

Bero

0

Padi

0

Padi

20

P.wija

19

P.wija

0

Bero

1

Bero

0

Padi

0

Padi

32

P.wija

31

P.wija

0

Bero

1

Bero

0

Padi

0

Padi

34

P.wija

36

P.wija

4

Bero

2

Bero

0

Padi

0

Padi

22

P.wija

23

P.wija

3

Bero

2

Bero

0

Padi

5

Padi

41

P.wija

39

P.wija

6

Bero

3

Bero

0

Padi

5

Padi

65

P.wija

60

P.wija

2

Bero

2

Bero

0

Petak Tersier

Luas

(Ha)

Desa

MT 1

MT 2

Saluran Sekunder Marcapada - Sei Bingei

Tanah Merah

SB4

73

64

SB3 - Ki

SB3 - Ka

27

MC6 - Ki

35

Bhakti Karya

Namu ukur Utara

40

SB2 - Ki

SB2 - Ka

34

22

SB1 - Ki

SB1 - Ka

35

Tabel 4.2 Rekapitulasi Luas Pertanaman D.I. Namu Sira-sira 2016

Padi

P.wija

Bero

Padi

P.wija

Namu Tating

278,5

618,5

0

604,5

292,5

Sampai Gunung

708

136

0

0

844

Namu Ukur

72

800

0

799

73

Marcapada

10

623

32

606

59

Total

1068,5 2177,5

32

2009,5 1268,5

MT2

Saluran

MT 1

Luas Pertanaman

Sumber : Dinas Pengairan Namu Sira-sira Kanan

Untuk tahun 2016 pola tanam yang diterapkan di daerah irigasi Namu Sira-sira di mulai pada bulan Februari dengan pola tanam padi-palawija untuk saluran kearah Namu Terasi dan pola tanam palawija-padi untuk saluran ke arah Namu Ukur seperti yang di tunjukkan dalam tabel 4.3 berikut.

Tabel 4.3Rencana pola tanam D.I. Namu Sira-sira tahun 2016/2017 Uraian

Bulan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Ags Sep Okt Nov Des Jan Feb

Keterangan

Tahun 2016-2017 No.

1 Sal. Sekunder Namu Terasi 15-02-2016/30-06-2016 01-07-2016/31-10-2016

01-07-2016/31-10-2016

Pertanaman Palawija 2 Sal. Sekunder Namu Ukur

Pertanaman Padi 15-02-2016/30-06-2016

Sumber : Dinas Pertanian

Masa penyiapan lahan dilakukan selama satu bulan dengan jarak 15 hari antara kelompok tani. Pada daerah irigasi Namu Sira-Sira umumnya pengolahan lahan telah memakai alat mekanis seperti traktor tangan. Pengolahan tanah dilakukan secara

bertahap dimulai dengan membalikkan tanah agar terjadi pertukaran udara dalam tanah dan distribusi air menjadi merata setelah itu digenangi air selama lebih kurang 2 minggu dengan tujuan agar terjadi pelumpuran tanah yang baik. Tinggi air selama penggenangan kurang lebih adalah 2,5 – 5 cm. Selanjutnya pada minggu ketiga dilakukan pembajakan kedua yang bertujuan memecah-mecah bongkahan tanah menjadi pecahan tanah yang lebih kecil dan halus. Padi yang digunakan oleh petani pada daerah irigasi Namu Sira-sira umumnya beragam namun dominan padi varietas Ciherang dengan umur 105-115 hari dan kapasitas produksi antara 5 – 8,5 ton/Ha. Sedangkan untuk jagung, varietas yang digunakan adalah Bisi dan Pioneer dengan kapasitas produksi antara 7 – 7,2 ton/Ha. Berikut data hasil produksi beberapa komoditas pertanian berdasarkan desa pada kecamatan Sei Bingai.

Tabel 4.4 Produksi komoditas Pertanian per Desa

No. Desa Produksi (Kw/Ha)

Padi Jagung K. Tanah 1. Emp. K. Mencirim 66 66 26,12

2. Purwobinangun 69 70 29,20

3. PS. IV. N. Terasi 70 70 -

4. PS. VI. N. Terasi 70 70 -

5. D. Lingga 71 71 -

6. PS. VI. K. Mencirim 67 70 31,25

7. N. Ukur Utara 70 70 27,16

4.3. Sumber Air Irigasi

4.3.1. Aliran Sungai

Sumber air utama yang digunakan dalam mengairi daerah irigasi Namu Sira-sira adalah debit sungai Bingei yang di bendung. Data debit yang digunakan dalam penelitian ini adalah data yang tercatat oleh Dinas PSDA Namu Sira-sira. Besarnya debit yang terjadi didapat dengan menghitung tinggi aliran air yang lewat diatas mercu bendung dan selanjutnya diolah dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

� = 2

3 .�� .� .���. 2 3 .�

3�

Dimana : Q = Debit (m³/dtk)

�� = Koefisien Bendung (1,48)

B = Lebar mercu bendung (42 m) g = Gravitasi (9,8 m²/dtk)

H = Tinggi aliran diatas mercu (m)

Berikut debit rata-rata pada bendung Namu Sira-sira per setengah bulan dalam satuan m³/dtk yang tercatat oleh Dinas PSDA :

Tabel 4.5 Data debit sungai Sei Bingai

Tahun I II I II I II I II I II I II

2006 15,03 10,15 7,83 8,86 6,48 7,74 12,53 10,19 11,50 12,74 15,20 12,77 2007 19,01 32,40 25,94 21,76 14,85 12,62 11,83 11,14 22,55 23,67 25,83 18,79 2008 17,48 12,48 13,56 10,61 8,46 6,54 6,01 11,83 13,39 11,02 8,53 9,33 2009 23,99 18,22 13,48 11,80 19,90 20,80 17,46 16,95 30,04 24,53 18,93 13,83 2010 32,64 27,76 26,78 25,31 32,89 21,34 14,04 11,53 11,94 15,55 12,16 11,40 2011 21,44 15,66 15,05 12,90 13,36 14,60 16,06 19,06 14,68 33,55 20,42 23,07 2012 19,15 9,13 10,48 8,58 9,04 7,70 12,42 13,56 10,69 28,48 17,57 17,74 2013 21,45 15,65 15,04 12,90 13,36 14,60 16,07 19,06 14,55 33,56 20,43 23,07 2014 32,64 27,91 26,78 25,31 13,36 14,60 16,07 19,06 14,68 33,56 20,43 23,07 2015 33,13 27,01 25,81 27,35 33,90 21,38 8,83 8,60 7,26 12,95 7,50 6,55

Juni

Tahun I II I II I II I II I II I II 2006 8,74 10,23 16,48 13,22 14,52 15,72 19,93 18,89 13,80 10,30 7,40 23,69 2007 21,06 21,30 25,09 31,01 50,89 51,66 37,03 37,03 35,86 34,68 25,58 21,11 2008 17,32 21,87 29,52 23,07 19,42 17,84 14,38 13,88 17,93 24,60 23,07 16,17 2009 9,63 20,12 32,21 36,30 34,22 29,97 28,50 27,23 32,11 32,63 23,99 16,75 2010 16,93 11,10 16,93 11,36 20,39 23,75 27,82 20,94 16,41 29,44 23,89 20,45 2011 16,62 15,05 15,80 13,39 12,26 19,71 22,33 19,17 20,74 19,46 20,25 19,52 2012 15,36 9,72 5,20 12,79 7,67 16,97 5,22 12,81 16,87 17,84 12,90 30,33 2013 16,62 15,06 15,79 13,39 12,26 19,71 15,79 13,39 20,74 19,46 20,25 19,52 2014 16,62 15,06 15,79 13,39 12,26 19,71 27,82 20,95 20,74 19,45 20,25 19,52 2015 5,84 5,25 5,79 11,02 9,35 6,70 2,80 2,66 12,43 9,43 13,31 22,97 Juli Agustus September Oktober November Desember

Sumber : Dinas PSDA Namu Sira-sira

Debit diatas belum termasuk jumlah air yang harus dilepas untuk kebutuhan dihilir sungai sebesar 0,25 m³/dtk. Penyaluran air sampai ke petak tersier dilakukan melalui saluran irigasi dimana efisiensi tiap-tiap saluran irigasi adalah sebagai berikut :

Tabel 4.6 Efisiensi Saluran Iirgasi Jenis Saluran Efisiensi

Saluran Primer 90 %

Saluran Sekunder 90 %

Saluran Tersier 80 %

Total 65 %

Sumber : Dinas PSDA Namu Sira-sira

4.3.2. Curah Hujan

Data curah hujan diperoleh dari Badan Meteorologi dan Klimatologi kelas I Sampali, Medan, Pada daerah irigasi Namu Sira-sira hanya tersedia satu stasiun pengukur curah hujan yaitu stasiun curah Hujan BPP Purwobinangun. Data Curah Hujan yang digunakan pada penelitian ini memiliki rentang waktu 10 tahun, yaitu dari tahun 2006 hinga tahun 2015. Data yang telah diperoleh akan diolah untuk menghitung

besarnya curah hujan efektif yang dapat digunakan untuk memenuhi besarnya kebutuhan air tanaman.

Gambar 4.4 Peta lokasi stasiun curah hujan Namu Sira-sira Sumber : Laporan SID Tersier Namu Sira-sira

Tabel 4.7Total curah hujan persetengahbulan

I II I II I II I II I II I II

2006 87 17 52 116 10 146 123 64 165 99 88 97

2007 14 119 54 41 65 125 74 95 346 108 183 58

2008 25 66 88 45 97 32 62 189 123 57 31 105

2009 264 42 46 55 213 201 97 115 300 155 65 58

2010 84 72 23 21 23 49 62 12 89 84 88 74

2011 146 53 0 130 328 306 30 60 12 158 203 20

2012 163 8 82 77 148 44 256 159 242 228 54 83

2013 130 164 169 301 128 0 74 125 201 54 78 62

2014 25 5 0 48 32 24 125 15 94 145 34 114

2015 174 23 77 42 14 40 157 44 205 74 77 0

Juni

Tahun Januari Februari Maret April Mei

I II I II I II I II I II I II

2006 63 109 180 69 97 152 163 154 35 24 14 416

2007 132 182 47 433 440 345 74 289 172 195 68 191

2008 316 119 303 62 101 79 75 126 121 277 111 58

2009 64 263 247 368 196 91 171 207 290 132 66 43

2010 112 106 44 143 95 135 144 213 123 127 121 69

2011 16 72 155 43 54 121 230 182 104 116 119 213

2012 105 8 111 161 103 115 238 174 119 143 174 88

2013 41 90 91 260 163 55 236 177 49 112 149 244

2014 74 82 113 193 142 142 274 254 104 150 82 113

2015 47 37 274 57 148 96 224 169 203 198 90 50

Desember

Tahun Juli Agustus September Oktober November

Sumber : BMKG Kelas I Sampali

4.4. Iklim

Data iklim diperoleh dari Stasiun Klimatologi Kelas I Sampali, Medan. Data yang diperoleh adalah data dalam kurun waktu 10 tahun, dari tahun 2006 hingga 2015. Data iklim yang dibutuhkan untuk menghitung besar evapotranspirasi dalam penelitian ini berupa data temperatur rata-rata, penyinaran matahari, kelembaban udara, jumlah hari hujan, kecepatan angin. Berikut data iklim yang di peroleh dari Stasiun Klimatologi Kelas I Sampali, Medan :

Tabel 4.8 Data iklim rata-rata

Jan

26,0

45

85

0,70

Feb

26,4

52

82

0,75

Mar

26,9

55

83

0,78

Apr

27,3

53

82

0,74

May

27,5

56

84

0,71

Jun

27,3

51

83

0,73

Jul

26,8

55

84

0,77

Aug

26,8

53

83

0,79

Sep

26,2

46

84

0,71

Oct

26,4

39

86

0,64

Nov

26,3

40

85

0,70

Dec

26,0

37

87

0,77

Bulan

Suhu (

˚C )

Lama Penyinaran

( % )

Kelembaban ( % )

Kec. Angin

10m (m/dtk)

Sumber : BMKG

4.5. Harga Komoditas Pertanian

Biaya adalah komponen penting dalam optimasi pola tanam. Dalam perencanaan optimasi pola tanam komponen biaya yang menjadi dasar dalam perencanaan adalah biaya produksi dan harga jual komoditas per satuan berat. Dalam usaha tani padi sawah yang termasuk biaya produksi adalah biaya pengolahan lahan, penanaman, pemberian pupuk, penyiangan, dan panen.

a. Pengolahan tanah

Pengolahan lahan untuk tanaman padi umumnya telah telah memakai alat mekanis seperti traktor tangan. Pengolahan tanah dilakukan secara bertahap dimulai dengan membalikkan tanah agar terjadi pertukaran udara dalam tanah dan distribusi air menjadi merata setelah itu digenangi air selama lebih kurang 2 minggu dengan tujuan agar terjadi pelumpuran tanah yang baik. Selanjutnya pada minggu ketiga dilakukan pembajakan kedua yang bertujuan memecah-mecah bongkahan tanah menjadi pecahan tanah yang lebih kecil dan halus.

Pengolahan lahan untuk palawija meliputi pembersihan gulma serta sisa-sisa tanaman seperti sisa-sisa-sisa-sisa jerami padi, menggemburkan tanah sehingga sesuai dengan kondisi yang diperlukan dan membuat bedengan untuk jenis tanaman palawija tertentu.

b. Penanaman

Tanaman padi sebelum ditanam dilahan pertanian terlebih dahulu disemai, setelah padi berumur 21 hari baru di pindahkan ke sawah yang telah selesai proses pengolahan tanah, sedangkan pada palawija pada lahan penanaman dilakukan dengan memasukkan benih pada lubang tanam dengan jarak tertentu.

c. Pemupukan

Pemupukan padi sawah pada daerah irigasi Namu Sira-sira dilakukan sebanyak tiga kali yaitu pemupukan dasar pada waktu 1-3 hari sebelum tanam. Untuk pemupukan kedua yaitu pada saat satu bulan sesudah tanam, untuk pemupukan ketiga dilakukan pada saat 45 hari sesudah tanam. Sedangkan pada jagung pemupukan dilakukan sebanyak dua kali kali yaitu 10 hari setelah tanam dan 25 – 30 hari sesudah tanam, untuk tanaman kacang tanah pemupukan dilakukan satu kali yaitu pada umur tanaman berumur tiga minggu sampai satu bulan.

d. Penyiangan dan Pemberantasan hama penyakit

Pada tanaman padi kegiatan penyiangan umumnya dilakukan pada saat umur tanaman 1 - 1,5 bulan dan kegiatan penyemprotan pestisida dilakukan pada saat tanaman padi sudah keluar malai dan matang susu. Sedangkan pada

tanaman palawija kegiatan penyiangan umumnya dilakukan pada saat umur tanaman 2 – 4 minggu dan kegiatan penyemprotan pestisida dilakukan pada saat tanaman jagung sudah berumur 6-8 minggu.

e. Panen

Proses pemanenan di daerah irigasi Namu Sira-sira umumnya dilakukan oleh buruh dengan sistem bawon. Dimana buruh mengerjakan seluruh kegiatan panen hingga didapat dengan upah 1 bagian dari setiap 8 bagian pemilik lahan. Hasil panen pada daerah irigasi Namu Sira-sira umumnya dibeli langsug oleh para pedagang dari daerah Binjai yang langsung datang ke lokasi. Rata-rata harga jual petani antara 4.000 - 4.200,- rupiah perkilogram untuk gabah kering simpan, sedangkan untuk jagung rata-rata harga jual petani antara 2.000 - 2.200,- rupiah perkilogram.

Untuk penjualan gabah kering di daerah Binjai berkisar antara 4.300 - 4.500,- rupiah perkilogram untuk gabah kering simpan, dan untuk jagung rata-rata harga jual petani antara 2.100 - 2.400,- rupiah perkilogram, sedangkan harga kacang tanah pada relatif sama antara daerah Sei Bingai dan Binjai yaitu berkisar antara 6.000 - 6.100,- rupiah perkilogram. Bila petani menjual langsung hasil perttanian ke daerah Binjai maka biaya angkutan yang harus dikeluarkan petani adalah sebagai berikut :

Tabel 4.9 Biaya angkutan hasil pertanian menuju daerah Binjai

Uraian Satuan Jumlah

Biaya Sewa Truk Hari 1.200.000

Ton/Trip 5

Trip/Hari 2

Ton/Hari 10

Bahan bakar km/ltr 5

Jarak Km/Trip 20

Konsumsi Bahan Bakar Liter 8

Harga Bahan Bakar Rp/Liter 6.500

Konsumsi Bahan Bakar Rp. 52.000

Upah bongkar muat Rp/Org 150.000

Tenaga Bongkar Muat Org 2

Biaya Bongkar Muat Rp 300.000

Total Biaya Pengangkutan Rp 1.552.000

Daya angkut Truk

Sehingga bila petani menjual langsung hasil pertanian ke daerah Binjai maka harga jual petani tiap satuan berat adalah sebagai berikut :

Harga jual padi = ( 10.000 × 4.500 )−1.552.000

10.000 = 4.344,8 ≈ Rp. 4.340,- /Kg Harga jual jagung = ( 10.000 × 2.400 )−1.552.000

Tabel 4.10 Analisa usaha tani komoditas Padi Sawah

No. Uraian Vol ume Satuan Harga/Satuan (Rp) Nilai (Rp) I. Biaya sarana Produksi

Benih 40 Kg 12.000 480.000 Pupuk

Urea 3 Sak 115.000 345.000 SP36 2 Sak 120.000 240.000 KCL 1 Sak 275.000 275.000 ZA 4 Sak 85.000 340.000 PONSKA 4 Sak 130.000 520.000 SS 1 Sak 290.000 290.000 Pestisida

GRAMAXONE 2 Btl 55.000 110.000 BESNOID 5 Bks 50.000 250.000 BESTOK dan MARSHAL 2 Btl 110.000 220.000 SECORE 1 Btl-B 125.000 125.000

Total Biaya Saprodi 3.195.000

II. Biaya Tenaga Kerja

Olah tanah (Alat + Orang) 25 HOK 90.000 2.250.000 Penanaman 25 HOK 55.000 1.375.000 Pemupukan 3X 4 HOK 35.000 140.000 Penyiangan 2X 8 HOK 35.000 280.000 Penyemprotan 6 HOK 100.000 600.000 Panen (Bawon) 767 Kg 4.340 3.327.333

Total Biaya Tenaga Kerja 7.972.333

III. Penerimaan

Produksi Panen 6900 Kg 4.340 29.946.000

Total Penerimaan 29.946.000

IV. Total Biaya Usaha Tani 11.167.333

V. Sewa Lahan 1 Ha 5.000.000 5.000.000

V. Pendapatan Usaha Tani 13.778.667

Tabel 4.11 Analisa usaha tani komoditas Jagung

Uraian Vol ume Satuan Harga/Satuan (Rp) Nilai (Rp)

Biaya sarana Produksi

Benih 16 Kg 56.000 896.000

Pupuk

Urea 3 Sak 115.000 345.000 SP36 2 Sak 120.000 240.000 ZA 4 Sak 85.000 340.000 PONSKA 3 Sak 130.000 390.000 Pestisida

Mamba 2 Btl 100.000 200.000 Bestox 1 Bks 50.000 50.000 Marshal 1 Btl 55.000 55.000 Comfe 2 Liter 275.000 550.000

Total Biaya Saprodi 3.066.000

Biaya Tenaga Kerja

Olah tanah (Alat + Orang) 14 HOK 35.000 490.000 Penanaman 5 HOK 35.000 175.000 Pemupukan 2 HOK 35.000 70.000 Penyiangan 10 HOK 35.000 350.000 Penyemprotan 6 HOK 40.000 240.000 Panen (Bawon) 778 Kg 2.240 1.742.720

Total Biaya Tenaga Kerja 3.067.720

Penerimaan

Produksi Panen 7000 Kg 2.240 15.680.000

Total Penerimaan 15.680.000

Total Biaya Usaha Tani 6.133.720

Sewa Lahan 1 Ha 1.500.000 1.500.000

Pendapatan Usaha Tani 8.046.280

Tabel 4.12 : Analisa usaha tani komoditas Kacang Tanah

No. Uraian Vol ume Satuan Harga/Satuan (Rp) Nilai (Rp)

I. Biaya sarana Produksi

Benih 80 Kg

-Pupuk

Urea 2 Sak 115.000 230.000 SP36 2 Sak 120.000 240.000 KCL 2 Sak 85.000 170.000 PONSKA 3 Sak 130.000 390.000 Pestisida

Mamba 2 Btl 56.000 112.000 Thiodan 2 Liter 90.000 180.000 Daconil 2 Kg 260.000 520.000

Total Biaya Saprodi 1.842.000

II. Biaya Tenaga Kerja

Olah tanah (Alat + Orang) 14 HOK 35.000 490.000 Penanaman 5 HOK 35.000 175.000 Pemupukan 2 HOK 35.000 70.000 Penyiangan 10 HOK 35.000 350.000 Penyemprotan 6 HOK 40.000 240.000 Panen (Bawon) 326 Kg 6.100 1.988.600

Total Biaya Tenaga Kerja 3.313.600

III. Penerimaan

Produksi Panen 2934 Kg 6.100 17.897.400

Total Penerimaan 17.897.400

IV. Total Biaya Usaha Tani 5.155.600

V. Sewa Lahan 1 Ha 1.500.000 1.500.000

V. Pendapatan Usaha Tani 11.241.800

BAB V

ANALISIS DATA

5.1. Analisis Hidrologi

5.1.1. Debit Andalan

Dalam pengerjaan studi ini, perhitungan debit andalan berdasarkan pada data debit yang tersedia dari hasil pengukuran di lapangan yang di laksanakan oleh dinas PSDA dengan rentang waktu 10 tahun terhitung dari tahun 2006 hingga tahun 2015. Dimana untuk keperluan irigasi akan dicari debit andalan dengan tingkat keandalan sebesar 80 %.

Metode yang dipakai untuk analisis debit andalan adalah metode statistik distribusi normal. Perhitungan debit andalan menggunakan distribusi normal hanya berdasarkan pada debit rata-rata, standar deviasi dan faktor frekuensi untuk peluang kejadian. Rumus dalam mencari debit andalan dengan distribusi normal adalah sebagai berikut :

�

�

=

�

��

+

�

.

�

�

...( 5.1 )

Dimana :

�

� = debit dengan kemungkinan r dalam %

�

��

= Debit rata-rata

K = Faktor frekuensi

�

� = Standard deviasi

Debit andalan dihitung per 15 hari, hal ini disesuaikan dengan perencanaan pola tanam pada daerah irigasi Namu Sira-sira yang memiliki jeda waktu 15 hari antar golongan. Untuk lebih memudahkan perhitungan, debit andalan di buat dalam bentuk tabel sebagai berikut.

Tabel 5.1 Faktor frekuensi untuk distribusi normal

Probabilitas (%) K Probabilitas (%) K

0,1 3,09 50 0,00

0,5 2,58 55 -0,13

1,0 2,33 60 -0,25

2,5 1,96 65 -0,39

5 1,645 70 -0,52

10 1,28 75 -0,67

15 1,04 80 -0,84

20 0,84 85 -1,04

25 0,67 90 -1,28

30 0,52 95 -1,65

35 0,385 97,5 -1,96

40 0,25 99 -2,33

45 0,13 99,5 -2,58

50 0,00 99,9 -3,09

Sumber : Engineering Hidrology

Tabel 5.2a Perhitungan debit andalan dengan metode statistik distribusi normal

Tahun

I

II

I

II

I

II

I

II

I

II

I

II

2006

14,78 9,90

7,58

8,61

6,23

7,49 12,28 9,94 11,25 12,49 14,95 12,52

2007

18,76 32,15 25,69 21,51 14,60 12,37 11,58 10,89 22,30 23,42 25,58 18,54

2008

17,23 12,23 13,31 10,36 8,21

6,29

5,76 11,58 13,14 10,77 8,28

9,08

2009

23,74 17,97 13,23 11,55 19,65 20,55 17,21 16,70 29,79 24,28 18,68 13,58

2010

32,39 27,51 26,53 25,06 32,64 21,09 13,79 11,28 11,69 15,30 11,91 11,15

2011

21,19 15,41 14,80 12,65 13,11 14,35 15,81 18,81 14,43 33,30 20,17 22,82

2012

18,90 8,88 10,23 8,33

8,79

7,45 12,17 13,31 10,44 28,23 17,32 17,49

2013

21,20 15,40 14,79 12,65 13,11 14,35 15,82 18,81 14,30 33,31 20,18 22,82

2014

32,39 27,66 26,53 25,06 13,11 14,35 15,82 18,81 14,43 33,31 20,18 22,82

2015

32,88 26,76 25,56 27,10 33,65 21,13 8,58

8,35

7,01 12,70 7,25

6,30

Q

rata-rata

23,34 19,39 17,82 16,29 16,31 13,94 12,88 13,85 14,88 22,71 16,45 15,71

S. Deviasi 6,794 8,414 7,421 7,487 9,638 5,693 3,607 4,057 6,549 9,264 5,819 6,063

K

-0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84

Q

80%

17,64 12,32 11,59

10 8,215

9,16 9,851 10,44 9,376 14,93 11,56 10,62

Juni

Januari

Februari

Maret

April

Mei

Tabel 5.2b Perhitungan debit andalan dengan metode statistik distribusi normal

Tahun

I

II

I

II

I

II

I

II

I

II

I

II

2006

8,49

9,98 16,23 12,97 14,27 15,47 19,68 18,64 13,55 10,05 7,15 23,44

2007

20,81 21,05 24,84 30,76 50,64 51,41 36,78 36,78 35,61 34,43 25,33 20,86

2008

17,07 21,62 29,27 22,82 19,17 17,59 14,13 13,63 17,68 24,35 22,82 15,92

2009

9,38 19,87 31,96 36,05 33,97 29,72 28,25 26,98 31,86 32,38 23,74 16,50

2010

16,68 10,85 16,68 11,11 20,14 23,50 27,57 20,69 16,16 29,19 23,64 20,20

2011

16,37 14,80 15,55 13,14 12,01 19,46 22,08 18,92 20,49 19,21 20,00 19,27

2012

15,11 9,47

4,95 12,54 7,42 16,72 4,97 12,56 16,62 17,59 12,65 30,08

2013

16,37 14,81 15,54 13,14 12,01 19,46 15,54 13,14 20,49 19,21 20,00 19,27

2014

16,37 14,81 15,54 13,14 12,01 19,46 27,57 20,70 20,49 19,20 20,00 19,27

2015

5,59

5,00

5,54 10,77 9,10

6,45

2,55

2,41 12,18 9,18 13,06 22,72

Q

rata-rata

14,22 14,23 17,61 17,65 19,07 21,92 19,91 18,45 20,51 21,48 18,84 20,76

S. Deviasi 4,75 5,489 8,918 9,046 13,45 11,92 10,82 9,205 7,578 8,607

5,94 4,033

K

-0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84

Q

80%

10,23 9,615 10,12 10,05 7,779 11,91 10,82 10,71 14,15 14,25 13,85 17,37

Desember

Juli

Agustus

September

Oktober

November

Sumber : Hasil Perhitungan Tabel 5.3 Rekapitulasi Debit Andalan

I

23,34

17,64

I

14,22

10,23

II

19,39

12,32

II

14,23

9,62

I

17,82

11,59

I

17,61

10,12

II

16,29

10,00

II

17,65

10,05

I

16,31

8,21

I

19,07

7,78

II

13,94

9,16

II

21,92

11,91

I

12,88

9,85

I

19,91

10,82

II

13,85

10,44

II

18,45

10,71

I

14,88

9,38

I

20,51

14,15

II

22,71

14,93

II

21,48

14,25

I

16,45

11,56

I

18,84

13,85

II

15,71

10,62

II

20,76

17,37

Q

₈₀

Q

_rata-rata

Oktober

November

Desember

Februari

Bulan

Juli

Agustus

September

Bulan

Q

_rata-rata

Q

₈₀

Januari

Maret

April

Mei

Juni

Grafik 5.1 : Debit Andalan Sungai Bingei

Debit andalan tersebut adalah debit yang tersedia yang akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan air daerah irigasi yang dilayani oleh saluran primer kanan dan saluran primer kiri. Dengan kapasitas pengambilan maksimum sebesar 3,194 m³/dtk untuk saluran primer kiri, dan 5,99 m³/dtk untuk saluran primer kanan, maka debit yang dapat digunakan untuk memenuhi kebutuhan air irigasi pada daerah irigasi Namu Sira-sira kanan adalah sebagai berikut :

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II

Q

m

³/

d

Tabel 5.4 Debit Air yang dapat digunakan Debit Andalan

(ltr/dtk)

Kebutuhan Air Di kiri (ltr/dtk)

Ketersediaan Air (ltr/dtk)

Debit yg Digunakan (ltr/dtk)

I 17636,54 3194 14442,54 5999

II 12319,48 3194 9125,48 5999

I 11589,89 3194 8395,89 5999

II 9999,81 3194 6805,81 5999

I 8214,58 3194 5020,58 5020,58

II 9160,10 3194 5966,10 5966,10

I 9851,20 3194 6657,20 5999

II 10441,08 3194 7247,08 5999

I 9375,70 3194 6181,70 5999

II 14928,55 3194 11734,55 5999

I 11561,36 3194 8367,36 5999

II 10618,10 3194 7424,10 5999

I 10233,79 3194 7039,79 5999

II 9615,06 3194 6421,06 5999

I 10118,80 3194 6924,80 5999

II 10046,40 3194 6852,40 5999

I 7778,60 3194 4584,60 4584,60

II 11914,79 3194 8720,79 5999

I 10824,87 3194 7630,87 5999

II 10713,84 3194 7519,84 5999

I 14147,45 3194 10953,45 5999

II 14249,68 3194 11055,68 5999

I 13849,37 3194 10655,37 5999

II 17367,49 3194 14173,49 5999

Sep. Agu. Juli Juni Des. Nov. Okt. Bulan Mei Apr. Mar. Feb. Jan.

5.1.2 Curah Hujan Efektif

Curah hujan efektif merupakan curah hujan yang jatuh pada suatu daerah dan dapat digunakan tanaman untuk pertumbuhannya. Curah hujan efektif ini dimanfaatkan oleh tanaman untuk memenuhi kehilangan air akibat evapotranspirasi tanaman, perkolasi dan lain-lain. Jumlah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman tergantung pada jenis tanaman. Besarnya curah hujan yang terjadi dapat dimanfaatkan untuk memenuhi kebutuhan air, sehingga dapat memperkecil debit yang diperlukan dari pintu

pengambilan. Mengingat bahwa jumlah curah hujan yang turun tersebut tidak semuanya dapat dipergunakan untuk tanaman dalam pertumbuhannya, maka disini perlu diperhitungkan dan dicari curah hujan efektifnya. Curah hujan efektif (Reff) ditentukan

besarnya R80 yang merupakan curah hujan yang besarnya dapat dilampaui sebanyak

80% atau dengan kata lain dilampauinya 8 kali kejadian dari 10 kali kejadian. Dengan kata lain bahwa besarnya curah hujan yang lebih kecil dari R80 mempunyai

kemungkinan hanya 20%. Dalam perhitungan curah hujan efektif digunakan metode statistik distribusi normal. Berikut perhitungan curah hujan efektif dalam bentuk tabel.

Tabel 5.5 Perhitungan curah hujan dengan peluang 80% dan 50% dengan Metode Distribusi Normal Tahun

I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II

2006 5,44 1,13 3,71 8,29 0,63 9,73 8,20 4,27 10,31 6,60 5,87 6,47 3,94 7,27 11,25 4,60 6,47 10,13 10,19 10,27 2,33 1,60 0,88 27,73 2007 0,88 7,93 3,86 2,93 4,06 8,33 4,93 6,33 7,00 7,20 12,20 3,87 8,25 12,13 2,94 28,87 29,33 23,00 4,63 19,27 11,47 13,00 4,25 12,73 2008 1,56 4,40 6,29 3,21 6,06 2,13 4,13 12,60 7,69 3,80 2,07 7,00 19,75 7,93 18,94 4,13 6,73 5,27 4,69 8,40 8,07 18,47 6,94 3,87 2009 16,50 2,80 3,29 3,93 13,31 13,40 6,47 7,67 18,75 10,33 4,33 3,87 4,00 17,53 15,44 24,53 13,07 6,07 10,69 13,80 19,33 8,80 4,13 2,87 2010 5,25 4,80 1,64 1,50 1,44 3,27 4,13 0,80 5,56 5,60 5,87 4,93 7,00 7,07 2,75 9,53 6,33 9,00 9,00 14,20 8,20 8,47 7,56 4,60 2011 9,13 3,53 0 9,29 20,50 20,40 2,00 4,00 0,75 10,53 13,53 1,33 1,00 4,80 9,69 2,87 3,60 8,07 14,38 12,13 6,93 7,73 7,44 14,20 2012 10,19 0,53 5,86 5,50 9,25 2,93 17,07 10,60 15,13 15,20 3,60 5,53 6,56 0,53 6,94 10,73 6,87 7,67 14,88 11,60 7,93 9,53 10,88 5,87 2013 8,13 10,93 12,07 21,50 8,00 0 4,93 8,33 12,56 3,60 5,20 4,13 2,56 6,00 5,69 17,33 10,87 3,67 14,75 11,80 3,27 7,47 9,31 16,27 2014 1,56 0,33 0,00 3,43 2,00 1,60 8,33 1,00 5,88 9,67 2,27 7,60 4,63 5,47 7,06 12,87 9,47 9,47 17,13 16,93 6,93 10,00 5,13 7,53 2015 10,88 1,53 5,50 3,00 0,88 2,67 10,47 2,93 12,81 4,93 5,13 0 2,94 2,47 17,13 3,80 9,87 6,40 14,00 11,27 13,53 13,20 5,63 3,33

Rata-rata 6,95 3,79 4,22 6,26 6,61 6,45 7,07 5,85 9,64 7,75 6,01 4,47 6,06 7,12 9,78 11,93 10,26 8,87 11,43 12,97 8,80 9,83 6,21 9,90 SD 4,98 3,42 3,56 5,90 6,41 6,48 4,30 3,96 5,30 3,66 3,87 2,41 5,29 4,82 5,78 9,10 7,23 5,35 4,35 3,21 4,96 4,43 2,86 7,92 K80% -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84 -0,84

R80% 2,77 0,92 1,24 1,30 1,22 1,00 3,45 2,53 5,19 4,67 2,76 2,45 1,62 3,08 4,93 4,28 4,18 4,38 7,78 10,27 4,63 6,10 3,81 3,25

K50% 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

R50% 6,95 3,79 4,22 6,26 6,61 6,45 7,07 5,85 9,64 7,75 6,01 4,47 6,06 7,12 9,78 11,93 10,26 8,87 11,43 12,97 8,80 9,83 6,21 9,90

Juli Agustus September Oktober November Desember Juni

Januari Februari Maret April Mei

Sumber : Hasil Perhitungan Keterangan :

SD = Standard Deviasi

K80% = Faktor frekuensi untuk probabilitas 80% ; R80% = Hujan dengan probabilitas 80%

Besarnya curah hujan yang dapat digunakan tanaman dihitung menggunakan rumus 2.9 untuk tanaman padi dan 2.10 untuk tanaman palawija. Berikut perhitungan curah hujan efektif tanaman padi dan palawija.

Tabel 5.6 Rekapitulasi Curah hujan efetif (mm/hari)

R

_{eff Padi}

R

_{eff P.Wija}

(0.7 x R

_80%

)

(0.7 x R

_50%

)

I

2,77

6,95

1,936

4,865

II

0,92

3,79

0,644

2,655

I

1,24

4,22

0,865

2,955

II

1,30

6,26

0,911

4,380

I

1,22

6,61

0,857

4,629

II

1,00

6,45

0,703

4,513

I

3,45

7,07

2,415

4,947

II

2,53

5,85

1,768

4,097

I

5,30

9,64

3,709

6,748

II

4,67

7,75

3,270

5,423

I

2,76

6,01

1,931

4,205

II

2,45

4,47

1,715

3,131

I

1,62

6,06

1,134

4,244

II

3,08

7,12

2,153

4,984

I

4,93

9,78

3,450

6,847

II

4,28

11,93

2,996

8,349

I

4,18

10,26

2,929

7,182

II

4,38

8,87

3,065

6,211

I

7,78

11,43

5,444

8,002

II

10,27

12,97

7,191

9,077

I

4,63

8,80

3,243

6,160

II

6,10

9,83

4,273

6,879

I

3,81

6,21

2,669

4,349

II

3,25

9,90

2,275

6,930

September

Oktober

November

Desember

Maret

April

Mei

Juni

Juli

Agustus

Februari

Bulan

Januari

R

_80%

R

_50%

5.1.3 Evapotranspirasi

Evapotranspirasi adalah kebutuhan dasar bagi tanaman yang harus dipenuhi oleh sistem irigasi yang bersangkutan untuk menjamin suatu tingkat produksi yang diharapkan. Evapotranspirasi sebagai salah satu proses yang rumit sangat dipengauhi oleh keadaan iklim.Untuk menghitung besarnya evapotranpirasi, dibutuhkan data – dataklimatologi yang meliputi temperatur udara, kelembaban relatif, lama penyinaran matahari, dan kecepatan angin.Berdasarkan rumus (2-5), dalam mencari besarnya evapotranspirasi acuan harus terlebih dahulu diketahui besar nilai faktor-faktor iklim yang mempengaruhinya.Sebagai contoh analisa, digunakan data pada bulan Januari. Hasil analisa evapotranspirasi acuan secara lengkap keseluruhannya, dapat dilihat pada tabel 4.3. Contoh perhitungan besarnya Eto pada bulan Januari adalah sebagai berikut: Data bulan Januari:

Temperatur udara (t) : 26°C Elevasi : 106 m

Penyinaran matahari (n/N) : 45% Lintang : 3⁰27’ - 3⁰36’ LU Kelembaban udara (RH) : 85%

Bujur : 98⁰23’ - 98⁰31’ BT

Kecepatan angin (u) : 47,76 km/jam

1. Menghitung tekanan uap air lembab rata-rata (ea) dengan menggunakan rumus ea = 6,11e(17,4.t/(t+239) mbar

ea = 6,11e(17,4.(26)/(26+239) mbar ea = 33,686 mbar

2. Menghitung tekanan uap aktual rata-rata (ed) dengan menggunakan rumus

ed = 33,686 × 85 100 ed = 28,634 mbar

3. Menghitung fungsi kecepatan angin f(u) f (u) = 0,27 (1 + U/ 100)

= 0,27 (1 + 47,76/100) = 0,399

4. Menhgitung faktor koreksi pengaruh angin dan kadar lengas (W)

W = ∆/(∆ + ζ)

∆ = 2 . (0,00738(t) + 0,8072)7 – 0,00116

∆ = 2 . (0,00738(26) + 0,8072)7 – 0,00116 = 1,987 mbar

ζ = 0,386 (1013−0,1055 (E)) 595−0,51 (t)

ζ = 0,386 (1013−0,1055 (106))

595−0,51 (26) = 0,665 mbar/⁰C W = 1,987

1,987+ 0,665 = 0,749 5. Menghitung radiasi datang (Rs)

��=� 0,25 + 0,5�

�� ���

Daerah irigasi Namu Sira-sira berada pada posisi 03° 27’– 03° 36’ Lintang Utara (LU) dan 98°23’– 98°31’ Bujur Timur (BT), maka Ra:

Posisi lintang = 3 +�27

60�= 3,45 = 3 +�36

60�= 3,6 = �3,45+3,6

2 �= 3,525°LU

Dengan mengacu kepada tabel diperoleh Ra dengan posisi lintang 3,525 ⁰LU adalah 14,395 mm/hari, dengan cara interpolasi.

X = 14,3 +(4−3,525)�(14,7−14,3) (4−2)

= 14,3 + 0,095 = 14,395

Jadi, Rs = {0,25 + 0,5 x (45)} x 14,395 = 6,8376 mm/hari 6. Menghitung radiasi netto gelombang pendek (Rns)

Rns = Rs (1-α) , dimana α = 0,25 = 6,8376 x (1-0,25)

= 5,1282

7. Menghitung radiasi netto gelombang panjang (Rnl) Rnl = Є (σT4) (0,34 - 0,044√ed) (0,1 + 0,9 n/N)

Rnl = 0,97(4,903x10-9 x (26 + 273,16)) x (0,34-0,044√(28,634)) x (0,1+0,9(0,45)) = 0,8395

8. Menghitung radiasi netto (Rn) Rn = Rns = Rnl

= 5,1282 - 0,8395 = 4,2887

9. Menghitung evapotranspirasi acuan (Eto) Eto = c [ w . Rn + (1 - w) . f (u) . (ea-ed)]

Dari tabel 2.4, untuk bulan Januari, diperoleh angka koreksi Penman C = 1,05 Eto = 1,05 [ 0,7493 . 4,2887 + (1 – 0,7493) . 0,399 . (33,686 – 28,634)] = 3,899 mm/hari

Tabel 5.7 Perhitungan Evapotranspirasi

No. Item Satuan Jan. Feb. Mar. Apr. Mei Juni Juli Agu. Sep. Okt. Nov. Des.

1 TMean C 26 26,4 26,9 27,3 27,5 27,3 26,8 26,8 26,2 26,4 26,3 26

2 RHMean % 85% 82% 83% 82% 84% 83% 84% 83% 84% 86% 85% 87%

3 n/N % 45% 52% 55% 53% 56% 51% 55% 53% 46% 39% 40% 37%

4 ea mbar 33,686 34,493 35,524 36,369 36,797 36,369 35,316 35,316 34,088 34,493 34,290 33,686

5 ed mbar 28,634 28,284 29,485 29,822 30,910 30,186 29,665 29,312 28,634 29,664 29,146 29,307

6 ea-ed mbar 5,053 6,209 6,039 6,546 5,888 6,183 5,651 6,004 5,454 4,829 5,143 4,379

7 U2 Km/hari 47,765 51,110 53,075 50,413 48,232 49,222 52,461 53,320 48,119 43,193 47,404 52,347

m/dtk 0,553 0,592 0,614 0,583 0,558 0,570 0,607 0,617 0,557 0,500 0,549 0,606

8 f(u) 0,399 0,408 0,413 0,406 0,400 0,403 0,412 0,414 0,400 0,387 0,398 0,411

9 ∆ 1,987 2,029 2,081 2,125 2,147 2,125 2,071 2,071 2,008 2,029 2,018 1,987

10 ξ 0,665 0,665 0,665 0,665 0,666 0,665 0,665 0,665 0,665 0,665 0,665 0,665

11 w 0,749 0,753 0,758 0,761 0,763 0,761 0,757 0,757 0,751 0,753 0,752 0,749

1-w 0,251 0,247 0,242 0,239 0,237 0,239 0,243 0,243 0,249 0,247 0,248 0,251

12 Ra 14,395 15,071 15,525 15,433 14,829 14,353 14,529 15,053 15,300 15,148 14,571 14,171

13 Rs 6,838 7,686 8,150 7,948 7,859 7,248 7,628 7,752 7,344 6,741 6,557 6,164

14 Rns 5,128 5,765 6,113 5,961 5,894 5,436 5,721 5,814 5,508 5,055 4,918 4,623

15 Rnl 0,840 0,962 0,967 0,930 0,933 0,888 0,959 0,943 0,855 0,723 0,752 0,701

16 Rn 4,289 4,803 5,146 5,031 4,961 4,548 4,762 4,871 4,653 4,332 4,166 3,923

17 C 1,05 1,06 1,07 1,07 1,07 1,06 1,06 1,06 1,06 1,05 1,04 1,04

18 ET0 mm/hari 3,899 4,506 4,832 4,763 4,639 4,285 4,421 4,550 4,263 3,910 3,797 3,524

5.2. Kebutuhan Air Irigasi

5.2.1 Perkolasi

Perkolasi adalah meresapnya air ke dalam tanah dengan arah vertikal ke bawah, dari lapisan tidak jenuh. Besarnya perkolasi dipengaruhi oleh sifat-sifat tanah, kedalaman air tanah dan sistem perakarannya. Besarnya perkolasi pada daerah irigasi Namu Sira-sira berdasarkan laporan SID Tersier Namu Sira-sira Kanan adalah sekitar 3 mm/hari.

5.2.2 Penyiapan Lahan

Kebutuhan air masa penyiapan lahan dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain lama penyiapan lahan (T) ditentukan 2 x 2 minggu (30 hari, 1 bulan), atau 3 x 2 minggu (45 hari, 1,5 bulan), tergantung luas petak garapan dan kemampuan pengerjaan. Dalam penelitian ini, berdasarkan pola tanam yang diterapkan, lamanya pengolahan lahan berdasarkan pola tanam ditentukan 30 hari (1 bulan). Selain itu kondisi tanah sewaktu penyiapan lahan juga mempengaruhi besarnya kebutuhan air untuk penjenuhan (S), untuk tanah kering biasa/basah dibutuhkan tebal penjenuhan 250 mm, sedangkan untuk tanah yang sudah lama kosong (tidak ditanami lebih dari 2,5 bulan) kebutuhan air untuk pengolahan lahan diperlukan sebesar 300 mm. Besarnya kebutuhan air pada masa penyiapan lahan dapat dihitung dengan menggunakan rumus 2-8. Untuk tanaman palawija penyiapan lahan tidak memerlukan air, karena proses yang dilakukan hanya pembersihan gulma serta pembentukan bedeng tanaman.

5.2.3 Pergantian Lapisan Air

Pergantian lapisan air khusus dilakukan hanya untuk sawah dengan tanaman padi, dimana waktu pemupukan dilakukan genangan air dipetak sawah perlu dikeringkan untuk beberapa hari. Untuk menggenangi petak sawah kembali

diperlukan air tambahan, jadi dalam hal ini diperlukan sistem irigasi yang direncanakan untuk memungkinkan mengganti lapisan air untuk beberapa kali pemupukan yang direncanakan sesuai keperluan. Jika tidak ada penjadwalan semacam itu, lakukan penggantian sebanyak 2 kali, masing-masing 50 mm (atau 3,3 mm/hari selama ½ bulan) selama satu bulan dan dua bulan setelah transplantasi.

Dalam perencanaan pola tanam di rencanakan dengan 2 kali musim tanam dengan waktu penanaman dimulai pada bulan Februari untuk musim tanam pertama dan untuk musim tanam kedua awal penanaman dimulai pada bulan Agustus. Komoditas yang ditanam pada musim tanam pertama adalah Padi/Jagung/Kacang tanah dan untuk musim tanam kedua Padi/Jagung. Dalam perhitungan kebutuhan air untuk mengurangi beban puncak pemakaian air, maka perencanaan pola tanam di bagi dalam tiga golongan. Berikut perhitungan kebutuhan air untuk tanaman padi, kacang tanah dan jagung.

Bulan

Periode I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II

Curah Hujan Efektif Padi mm/hari 0,865 0,911 0,857 0,703 2,415 1,768 3,635 3,213 1,931 1,715 1,134 2,153 3,450 2,996 2,929 3,065 5,444 7,191 3,243 4,273 2,669 2,275 1,936 0,644 Curah Hujan Efektif Palawija mm/hari 2,955 4,380 4,629 4,513 4,947 4,097 6,751 5,376 4,205 3,131 4,244 4,984 6,847 8,349 7,182 6,211 8,002 9,077 6,160 6,879 4,349 6,930 4,865 2,655 Evaporasi Potensial ( Eto ) mm/hari 4,51 4,51 4,83 4,83 4,76 4,76 4,64 4,64 4,28 4,28 4,42 4,42 4,55 4,55 4,26 4,26 3,91 3,91 3,80 3,80 3,52 3,52 3,90 3,90 Perkolasi ( P ) mm/hari 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00

1 Pengolahan Lahan tanaman Padi

Evaporasi permukaan air yang terbuka ( Eo ) 4,96 4,96 5,32 5,32 5,24 5,24 5,10 5,10 4,71 4,71 4,86 4,86 5,01 5,01 4,69 4,69 4,30 4,30 4,18 4,18 3,88 3,88 4,29 4,29 Lama Pengolahan Lahan ( T ) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 Air yang diperlukan untuk presaturation ( S ) 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 250 M 7,96 7,96 8,32 8,32 8,24 8,24 8,10 8,10 7,71 7,71 7,86 7,86 8,01 8,01 7,69 7,69 7,30 7,30 7,18 7,18 6,88 6,88 7,29 7,29 k 0,95 0,95 1,00 1,00 0,99 0,99 0,97 0,97 0,93 0,93 0,94 0,94 0,96 0,96 0,92 0,92 0,88 0,88 0,86 0,86 0,83 0,83 0,87 0,87 LP mm/hari 12,94 12,94 13,17 13,17 13,12 13,12 13,03 13,03 12,78 12,78 12,87 12,87 12,97 12,97 12,76 12,76 12,51 12,51 12,43 12,43 12,24 12,24 12,50 12,50

2 Koefisien Tanaman Padi

K1 LP LP 1,1 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0 LP LP 1,1 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0

K2 LP LP 1,1 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0 LP LP 1,1 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0

K3 LP LP 1,1 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0 LP LP 1,1 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0

3 Rerata Koefisien Tanaman LP LP LP LP 1,10 1,08 1,07 1,02 0,67 0,48 0,00 LP LP LP LP 1,10 1,08 1,07 1,02 0,67 0,48 0,00

4 Ratio Penyiapan Lahan 0,33 0,67 0,67 0,33 0,33 0,67 0,67 0,33

5 Ratio Luas Tanaman 0,33 0,67 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,67 0,33 0,33 0,67 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,67 0,33 6 Kebutuhan Air Bagi Tanaman (ET) mm/hari 4,31 8,62 10,55 7,93 5,24 5,16 4,95 4,72 2,86 2,04 0,00 4,32 8,64 10,07 7,38 4,30 4,24 4,05 3,86 2,35 1,67 0,00

7 WLR mm/hari

WLR 1 3,30 3,30 3,30 3,30

WLR2 3,30 3,30 3,30 3,30

WLR3 3,30 3,30 3,30 3,30

Rerata WLR mm/hari 3,30 3,30 3,30 3,30 3,30 3,3 3,3 3,3 3,3 3,3

8 Ratio Luas Hujan Efektif 0,33 0,67 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,67 0,33 0,33 0,67 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 9 Curah Hujan Efektif dengan Ratio mm/hari 0,29 0,61 0,86 0,70 2,42 1,77 3,63 3,21 1,93 1,14 0,38 1,15 2,00 2,93 3,06 5,44 7,19 3,24 4,27 2,67 2,28 1,94 10 Kebutuhan Air Netto Di sawah mm/hari 7,02 11,02 9,70 7,23 6,12 6,69 4,61 4,80 4,23 0,89 -0,38 3,17 6,65 7,14 4,31 2,16 0,34 4,11 2,89 2,98 -0,60 -1,94 11 Efisiensi Irigasi 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 12 Kebutuhan Air Irigasi Di Pintu Intake lt/dtk/ha 1,25 1,96 1,73 1,29 1,09 1,19 0,82 0,85 0,75 0,16 -0,07 0,56 1,18 1,27 0,77 0,38 0,06 0,73 0,51 0,53 -0,11 -0,34

13 Koefisien Tanaman Kacang Tanah

K1 LP 0,5 0,66 0,95 0,95 0,55 0,55 0

K2 LP 0,5 0,66 0,95 0,95 0,55 0,55 0

K3 LP 0,5 0,66 0,95 0,95 0,55 0,55 0

Rerata Koefisien Tanaman LP LP LP 0,70 0,85 0,82 0,68 0,37 0,28 0,00 14 Ratio Penyiapan Lahan 0,33 0,33 0,33

15 Ratio Luas Tanaman 0,33 0,67 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,67 0,33 16 Kebutuhan Air Bagi Tanaman (ET) mm/hari 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 17 Ratio Luas Hujan Efektif 0,33 0,67 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,67 0,33 18 Curah Hujan Efektif dengan Ratio mm/hari 1,00 2,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 2,00 1,00 19 Kebutuhan Air Netto Di Lahan mm/hari 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 20 Efisiensi Irigasi 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 21 Kebutuhan Air Irigasi Di Pintu Intake lt/dtk/ha 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00

22 Koefisien Tanaman Jagung

K1 LP 0,5 0,59 0,96 1,05 1,02 0,95 LP 0,5 0,59 0,96 1,05 1,02 0,95

K2 LP 0,5 0,59 0,96 1,05 1,02 0,95 LP 0,5 0,59 0,96 1,05 1,02 0,95

K3 LP 0,5 0,59 0,96 1,05 1,02 0,95 LP 0,5 0,59 0,96 1,05 1,02 0,95

Rerata Koefisien Tanaman LP LP LP 0,68 0,87 1,01 1,01 0,99 0,95 LP LP LP 0,68 0,87 1,01 1,01 0,99 0,95

23 Ratio Penyiapan Lahan 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33 0,33

24 Ratio Luas Tanaman 0,33 0,67 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,67 0,33 0,67 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,67 25 Kebutuhan Air Bagi Tanaman (ET) mm/hari 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 1,52 1,52 2,84 4,26 3,91 3,91 3,80 3,80 2,35 26 Ratio Luas Hujan Efektif 0,33 0,67 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,67 0,33 0,67 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 0,67 27 Curah Hujan Efektif dengan Ratio mm/hari 1,00 2,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 2,00 1,00 2,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 3,00 2,00 28 Kebutuhan Air Netto Di Lahan mm/hari 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,52 0,00 0,00 1,26 0,91 0,91 0,80 0,80 0,35 29 Efisiensi Irigasi 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 0,65 30 Kebutuhan Air Irigasi Di Pintu Intake lt/dtk/ha 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,09 0,00 0,00 0,22 0,16 0,16 0,14 0,14 0,06

31 Kebuutuhan Air Maksimum lt/dtk/ha 1,25 1,96 1,73 1,29 1,09 1,19 0,82 0,85 0,75 0,16 -0,07 0,66 1,18 1,27 0,99 0,55 0,22 0,87 0,66 0,59 -0,11 -0,34 32 Ketersediaan Air lt/dtk/ha 5999 5999 5020,6 5966,1 5999 5999 5999 5999 5999 5999 5999 5999 5999 5999 4584,6 5999 5999 5999 5999 5999 5999 5999 5999 5999

Kacang Tanah Jagung Padi Kacang Tanah Jagung Januari

Tabel 5.8 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi

No. Satuan

Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember

LP

LP

LP

LP

Tabel 5.9 Kebutuhan Air Tanaman

Padi K. Tanah Jagung Total

I 1,25 0,00 0,00 1,25 5999

II 1,96 0,00 0,00 1,96 5999

I 1,73 0,00 0,00 1,73 5020,6

II 1,29 0,00 0,00 1,29 5966,1

I 1,09 0,00 0,00 1,09 5999

II 1,19 0,00 0,13 1,32 5999

I 0,82 0,00 0,00 0,82 5999

II 0,85 0,00 0,00 0,85 5999

I 0,75 0,00 0,00 0,75 5999

II 0,16 0,00 0,16 5999

I 0,00 0,00 5999

II

I 0,56 0,00 0,56 5999

II 1,18 0,00 1,18 5999

I 1,27 0,00 1,27 4584,6

II 0,77 0,00 0,77 5999

I 0,38 0,00 0,38 5999

II 0,06 0,00 0,06 5999

I 0,73 0,00 0,73 5999

II 0,51 0,00 0,51 5999

I 0,53 0,00 0,53 5999

II 0,00 0,00 5999

I 0,00 0,00 5999

II

Agu.

Jan.

Des.

Bulan Kebutuhan Air Tanaman (Ltr/dtk/Ha) Ketersediaan

air (lt/dtk) M u si m T a n a m 1

Musim Tanam 2

Mar.

Feb.

Juli

Juni

Mei

Apr.

Nov.

Okt.

Sep.

5.3. Optimasi Pola Tanam dengan Program Linier

Program linier adalah suatu teknik penyelesaian optimal atas suatu problema keputusan dengan cara menentukan terlebih dahulu fungsi tujuan dan kendala-kendala yang ada kedalam model matematik program linier. Dalam studi optimasi pola tanam, nilai yang ingin ditingkatkan secara optimum adalah hasil pertanian secara finansial, sedangkan kendala yang dihadapi adalah ketersediaan sumber daya yang terbatas. Dalam perencanaan pola tanam daerah irigasi Namu sira-sira hanya bisa ditanami sebanyak 2 kali musim tanam selama setahun dengan tiga jenis komoditas yang direncanakan, yaitu padi, jagung, dan kacang tanah. Dengan rencana awal tanam bulan Februari maka tanaman kacang tanah hanya cocok ditanam pada saat musim tanam pertama, saat curah hujan berkisar antara 4 – 6 mm/hari. maka variabel keputusan dalam fungsi tujuan dapat ditulis sebagai berikut :

Maksimumkan : Z = C1 . X1 + C2 . X2 + C3 . X3 + C1 . X4 + C2 . X5

dengan fungsi kendala X1 + X2+ X3 ≤ ATotal

X4 + X5 ≤ ATotal

X1 + X4 ≥ Amin

q_{1 .} X₁ + q₂ . X_{2 +} q₃ . X₃ ≤ Q₁

q_{4 .} X₄+ q₅. X₅ ≤

Q2

Dimana :

C1 = keuntungan komoditas Padi (Rp/Ha)

C2 = keuntungan komoditas Jagung (Rp/Ha)

C3 = keuntungan komoditas Kacang tanah (Rp/Ha)

X3 = Luas tanam kacang tanah musim tanam ke 1 (Ha)

X4 = Luas tanam padi musim tanam ke 2 (Ha)

X5 = Luas tanam jagung musim tanam ke 2 (Ha)

Atotal = Luas lahan total yang tersedia untuk tiap musim tanam (= 3654

Ha)

AMin = Luas lahan minimum yg disyaratkan untuk tanaman padi (Ha)

q1 = kebutuhan air Padi pada musim tanam ke 1 (Ltr/dtk/Ha)

q2 = kebutuhan air Jagung pada musim tanam ke 1 (Ltr/dtk/Ha)

q3 = kebutuhan air Kacang tanah pada musim tanam ke 1 (Ltr/dtk/Ha) Q₁ = Debit andalan minimum pada musim tanam ke 1 (Ltr/dtk) q4 = kebutuhan air Jagung pada musim tanam ke 2 (Ltr/dtk/Ha)

q5 = kebutuhan air Kacang tanah pada musim tanam ke 2 (Ltr/dtk/Ha) Q2 = Debit andalan minimum pada musim tanam ke 2 (Ltr/dtk)

1. Perumusan fungsi tujuan

Koefisien dari fungsi tujuanyaitu keuntungan (Ci) yang diperoleh dari tiap

produk per unit lahan adalah hasil pendapatanbersih petani yang didapat petani dari penerimaan petani dikurangi biaya produksi yang harus dikeluarkan oleh untuk setiap hektarnya. Keuntungan produk pertanian pada daerah irigasi Namu Sira-sira disajikan pada tabel berikut berdasarkan analisis usaha tani yang telah dijabarkan pada tabel 4.10 hingga 4.12.

Tabel 5.10 Keuntungan Produk Pertanian

Padi Jagung K. Tanah

Biaya Sarana Produksi (Rp/Ha) Rp3.195.000 Rp3.066.000 Rp1.842.000 Biaya Tenaga Kerja (Rp/Ha) Rp7.972.333 Rp3.067.720 Rp3.313.600 Sewa Lahan Rp5.000.000 Rp1.500.000 Rp1.500.000

Produksi (Ton/Ha) 6,9 7 2,93

Harga produksi (Rp/Kg) Rp4.340 Rp2.240 Rp6.800 Hasil Produksi (Rp/Ha) Rp29.946.000 Rp15.680.000 Rp17.897.400 Pendapatan Komoditi (Rp/Ha) Rp13.778.667 Rp8.046.280 Rp11.241.800

Tanaman Uraian

Sehingga fungsi tujuan dapat ditulis sebagai berikut :

Z = 13778667 . X1 + 8046280 . X2 + 11241800 . X3 + 13778667 . X4

+ 8046280 . X5

2. Perumusan fungsi kendala

Fungsi kendala dalam optimasi pola tanam adalah luas lahan dan debit andalan. a. Model matematik kendala luas lahan

Pada daerah irigasi Namu Sira-sira luas lahan yang tersedia yang dapat digunakan untuk pertanian adalah 3654 Ha, dengan target produksi padi dalam satu tahun adalah 50% luas tanam dengan rata-rata produksi provinsi perhektar. Saat ini produksi rata-rata provinsi Sumatera Utara adalah 5,9 ton perhektar dengan produksi 6,9 ton perhektar maka daerah irigasi Namu Sira-sira minimum harus memiliki luas tanam padi sebesar 3124 Ha. Fungsi kendala luas lahan dapat ditulis sebagai berikut :

X1 + X2+ X3 ≤ 3654Ha

X4 + X5 ≤ 3654 Ha

b. Model matematik kendala debit

Besarnya kebutuhan air adalah hasil kali kebutuhan air per hektar dengan luas lahan. Besarnya kebutuhan air dalam satu musim tanam haruslah lebih kecil dari debit minimum yang tersedia. Dengan beberapa jenis tanaman dalam satu musim tanam, maka fungsi kendala debit dapat ditulis sebagai berikut :

q_{1 .} X₁ + q₂ . X_{2 +} q₃ . X₃ ≤ Q_{1 minimum} q_{4 .} X₄+ q₅. X₅ ≤ Q_{2 minimum}

berdasarkan hasil perhitungan kebutuhna air tanaman perhektar dan debit yang tersedia yang ditunjukkan pada tabel 5.9, maka fungsi kendala debit pada studi optimasi pola tanam ini adalah sebagai berikut :

1,73 . X1 + 0,0. X2 + 0,0. X3 ≤ 5020,6

1,27 . X4+ 0,0. X5 ≤ 4584,6

5.4. Penyelesaian Optimasi dengan Metode Simpleks

Metode simpleks merupakan metode yang digunakan untuk menyelesaikan suatu masalah linier programming bila memiliki lebih dari dua variabel-variabel keputusan. Metode simpleks adalah suatu prosedur aljabar iteratif yang dikembangkan oleh George B. Dantzig pada yahun 1947 untuk memecahkan persoalan-persoalan program linier. Metode ini menyelesaikan masalah program linier melalui tahapan (perhitungan ulang) dimana langkah-langkah perhitungan yang sama diulang sampai tercapai solusi optimal.

Maksimumkan :

Z = 13778667 . X1 + 8046280 . X2 + 11241800 . X3 + 13778667 . X4

+ 8046280 . X5

Fungsi kendala :

X1 + X2+ X3 ≤ 3654

X4 + X5 ≤ 3654

X1 + X4 ≥ 3124

1,73 _. X₁ ≤ 5020,6

1,27 _. X₄ ≤ 4584,6

X1 , X2 , X3 , X4 , X5 ≥ 0

Penyelesaian:

Langkah 1 : Merubah fungsi tujuan dan fungsi kendala menjadi bentuk standard Maksimumkan :

Z = 13778667 . X1 + 8046280 . X2 + 11241800 . X3 + 13778667 . X4

+ 8046280 . X5

Perubahan bentuk menjadi bentuk persamaan standar dapat terlihat melalui perubahan tanda sama dengan “=” pada fungsi kendala. Bentuk standar dari persamaan kendala di atas dapat ditulis sebagai berikut :

X1 + X2+ X3 +S1 = 3654Ha

X4 + X5 + S2 = 3654 Ha

X1 + X4 - S3 + R1 = 3124 Ha 1,73 . X1 + S4 = 5020,6 1,27 _. X₄+S₅ ≤ 4584,6

dengan adanya variabel artifisial (R1)dari fungsi kendala di atas maka penyelesaian

minimisasi dan bertanda negatif apabila fungsi tujuan positif. Maka persamaan diatas berubah menjadi :

maksimumkan :

Z - 13778667 . X1 -8046280 . X2- 11241800 . X3-13778667 . X4-8046280. X5 + S1

+ S2 - S3 + M R1 + S4 +S5

Dengan kendala

X1 + X2+ X3 + S1 = 3654

X4 + X5 + S2 = 3654

X1 + X4 - S3 + R1 = 3124 1,73 _. X₁ + S₄ = 5020,6 1,27 _. X₄+S₅ = 4584,6

Agar persamaan diatas dapat dibuat dalam bentuk tabel maka terlebih dahulu subtitusikan nilai R1 ;

R1 = 3124 - X1 - X4 + S3

Sehingga fungsi tujuan dapat dirubah menjadi bentuk implisit dengan jalan menggeser nilai ruas kanan ke sebelah kiri sehingga menjadi :

Z - 13778667 . X1 -8046280 . X2- 11241800 . X3-13778667 . X4-8046280. X5 -

S1 - S2 + S3 - M (3124 - X1 - X4 + S3 )- S4 - S5 = 0 ;

Z – (13778667 + M).X1 - 8046280.X2- 11241800.X3- (13778667+ M).X4-

8046280.X5 - S1 - S2 - M .S3- S4 - S5 = -3124 M

Dengan kendala

X1 + X2+ X3 + S1 = 3654

X4 + X5 + S2 = 3654

X1 + X4 - S3 + R1 = 3124 1,73 _. X₁ + S₄ = 5020,6

1,27 _. X₄+S₅ = 4584,6

Langkah II : Mentabulasikan persamaan yang diperoleh pada langkah I

Tabel 5.11 Bentuk umum tabel simpleks

BASIS Z X1 X2 ... ... Xn S1 S2 ... ... Sm SOLUSI

Z 1 C1 C2 ... ... C3 0 0 ... ... 0 0

S1 0 a11 a12 ... ... a1n 1 0 ... ... 0 b1

S2 0 a21 a22 ... ... a2n 0 1 ... ... 0 b2

... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...

Sm 0 am1 am2 ... ... amn 0 0 ... ... 1 bm

Persamaan fungsi tujuan dan kendala yang telah dirubah menjadi bentuk standar dapat dilhat pada tabel 5.12.

Langkah III : Menentukan entering variabel

Untuk persamaan dengan fungsi maksimasi, nilai entering variabelnya dapat dipilih dari kolom pada baris fungsi tujuan yang mempunyai nilai negatif terbesar. Jika ditemukan lebih dari satu nilai negatif terbesar pilihlah salah satunya, sebaliknya bila tidak ditemukan nilai negatif berarti solusi sudah optimal.

Langkah IV : Menentukan leaving variabel

Leaving variabel dipilih dari rasio yang nilainya positif terkecil. Rasio diperoleh dengan cara membagi nilai solusi dengan koefisiien pada entering variabel yang sebaris. Kolom pada entering variabel dinamakan entering coulomn, dan baris yang berhubungan dengan leaving variabel dinamakan persamaan pivot. Elemen pada perpotongan entering coloumn dan persamaan pivot dinamakan elemen pivot.

Langkah V : Menentukan persamaan pivot baru

Persamaan pivot baru = Persamaan pivot lama : elemen pivot

Dari tabel 5.12 terlihat bahwa leaving variabelnya adalah S4 maka gantilah basis S4 dengan X1.

Tabel 5.12 Tabel Simplek Awal

Basis Z X1 X2 X3 X4 X5 S1 S2 S3 S4 S5 R1 SOLUSI

Z 1 -(13778667 + M) -8046280 -11241800 -(13778667 + M) -8046280 0 0 M 0 0 0 -3124M

S1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 3654

S2 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 3654

R1 0 1 0 0 1 0 0 0 -1 0 0 1 3124

S4 0 2,01 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 5020,6

S5 0 0 0 0 1,73 0 0 0 0 0 1 0 4584,6

Tabel 5.13 Penentuan Entering Variabel dan Leaving variabel

Basis Z X1 X2 X3 X4 X5 S1 S2 S3 S4 S5 R1 Solusi Rasio

Z 1 -(13778667 + M) -8046280 -11241800 -(13778667 + M) -8046280 0 0 M 0 0 0 -3124M

S1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 3654 3654

S2 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 3654 3654

R1 0 1 0 0 1 0 0 0 -1 0 0 1 3124 3124

S4 0 1,73 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 5020,6 2902,081

S5 0 0 0 0 1,27 0 0 0 0 0 1 0 4584,6

Tabel 5.14 Iterasi ke 1

Basis Z X1 X2 X3 X4 X5 S1 S2 S3 S4 S5 R1 Solusi

Z 1 0 -8046280 -11241800 -(13778667+ M) -8046280 0 0 -(M-1) 6854887+0,4975M 0 0 34416492219-626,189M

S1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 -0,4975 0 0 1156,189

S2 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 0 3654

R1 0 0 0 0 1 0 0 0 -1 -0,4975 0 1 626,1891

X1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0,4975 0 0 2497,811

Langkah VI : Menentukan persaman pivot Baru

Persamaan pivot baru = (Persamaan Lama) – (Koef. Kolom entering x persamaan Pivot Baru). Dari tabel 5.12 diketahui bahwa persamaan pivot lama adalah S4, dengan kolom entering adalah X1. Dan elemen pivot adalah 1,73. Maka persamaan pivot baru dapat dilihat seperti tabel 5.13 diatas. Ualngi langkah 1 - 4 hingga persamaan pada fungsi Z tidak ada yang bernilai negatif. Hasil dari penyelesaian dengan metode simplek didapat X1 = 2902,081; X2 = 0 ; X3 = 751,9191 ; X4 = 3609,921 ; X5 = 44,0786.

5.5. Optimasi dengan program Quantity Methode For Windows

Selain dengan menggunakan cara manual penyelesaian program linier juga dapat dilakukan dengan bantuan software Quantity Methode For Windows. Software ini dikembangkan dengan tujuan mempermudah penyelesaian persamaan linier yang memiliki beragam variabel keputusan dengan jumlah kendala yang banyak, selain itu dengan menggunakan software tingkat kesalahan perhitungan juga dapat diminimalisir. Dengan fungsi tujuan dan fungsi kendala yanng telah diketahu, maka penyelesaian persamaan tersebut dapat dilakukan dengan bantuan software pembantu yaitu Quantity Method for Windows.

Fungsi tujuan :

Maksimumkan : Z = 13778667 . X1 + 8046280 . X2 + 11241800 . X3 + 13778667 . X4

+ 8046280 . X5

Fungsi Kendala :

X1 + X2+ X3 ≤ 3654

X4 + X5 ≤ 3654

X1 + X4 ≥ 3124

X1 , X2 , X3 , X4 , X5 ≥ 0

Berikut proses penyelesaian persamaan linier menggunakan software Quantity Method for Windows.

1. Buka program QM for Windows yang telah terinstal 2. Pada bar menu pilih modul Linear Programming

Gambar 5.1 Tampilan Interface QM for Windows 3. Klik File, Klik

4. Maka muncul tampilan berikut New

5. Dalam kolom number of constrain masukkan jumlah batasan dalam penelitian ini jumlah pembatasnya adalah 5, sedangkan Number of Variables adalah 5. 6. Setelah data set di isi akan muncul tampilan berikut :

Gambar 5.3 Tampilan Input Data

7. isikan data sesuai dengan persamaan linier yang telah diketahui sebelumnya. Pada bagian kolom adalah variabel keputusan, sedangkan pada sisi baris adalah kendala.

Gambar 5.4 Data yang telah di input 8. Setelah itu jalankan program dengan klik Solve

9. Hasil yanng muncul adalah tampilan Linear Programming Result sebagai berikut :

Gambar 5.5 Hasil optimasi

Berdasarkan hasil program diatas maka diketahui bahwa hasil optimum dengan rencana awal tanam bulan Februari adalah sebagai berikut :

Tabel 5.15 Luas tanam optimum

Padi Jagung K. Tanah

1 2902 752 3654 100% Rp48.439.533.940

2 3610 44 3654 100% Rp50.095.035.020

Total Pendapatan 1 Tahun 98.534.568.960

Pendapatan (Rp)

MT. Luas Tanam (Ha) Intensitas

tanam (%) Luas lahan

(Ha)

Berdasarkan optimasi pola tanam yang di lakukan maka akan diperoleh luasan tanam optimum yang menghasilkan pendapatan maksimum. Penggunaan air berdasarkan hasil optimasi pada daerah irigasi Namu Sira-sira dapat dilihat pada tabel berikut.

DAFTAR ISI

Abstrak ... i

Kata Pengantar ... ii

Daftar Isi ... iv

Daftar Gambar ... vii

Daftar Tabel ... viii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah ... 3

1.3 Tujuan Penelitian ... 3

1.4 Manfaat Penelitian ... 3

1.5 Batasan Masalah ... 4

1.6 Kerangka Pemikiran ... 4

1.7 Sistematika Penulisan ... 7

1.8 Time Schedule ... 8

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1Kebutuhan Air Tanaman ... 9

2.1.1 Kebutuhan Air Konsumtif Tanaman ... 10

2.1.2 Kebutuhan Air Untuk Penyiapan Lahan ... 19

2.1.3 Perkolasi ... ... 21

2.1.4 Pergantian Lapisan Air ... 22

2.2Curah Hujan ... 22

2.3Debit Andalan ... 23

2.4Program Linier ... 24

2.4.2 Metode Simpleks ... 29

2.4.3 Program Linier Kembar (Teori Dualitas) ... 33

2.4.4 Model Optimasi Pola Tanam Dengan Program Linier .. 34

BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1Metodologi Penelitian ... 36

BAB IV DAERAH IRIGASI NAMU SIRA-SIRA 4.1Lokasi ... 41

4.2Pola Tanam D.I. Namu Sira-sira ... 44

4.3Sumber Air Irigasi ... 53

4.3.1 Aliran Sungai ... 53

4.3.2 Curah Hujan ... 54

4.4 Iklim ... 56

4.5Harga Komoditas Pertanian ... 57

BAB V ANALISA DATA 5.1Analisa Hidrologi ... 64

5.1.1 Debit Andalan ... 64

5.1.2 Curah Hujan Efektif ... 68

5.1.3 Evapotranspirasi ... 72

5.2Kebutuhan Air ... 76

5.3Optimasi Pola Tanam dengan Program Linier ... 80

5.4Penyelesaian Optimasi dengan Simplek ... 83

5.5Optimasi dengan Quantitative Method for Windows ... 88

BAB VI KESIMPULAN dan SARAN 6.1Kesimpulan ... 94

6.2Saran ... 95

DAFTAR PUSTAKA

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Diagram Alir Kerangka Pemikiran ... 6

Gambar 2.1 Fase Tumbuh Tanaman ... 18

Gambar 2.2 Grafik Program Linier ... 37

Gambar 3.1 Flowchart Studi Penelitian ... 39

Gambar 3.2 Skema Analisa Data ... 40

Gambar 4.1 Peta Lokasi D.I. Namu Sira-sira ... 41

Gambar 4.2 Peta Jaringan Irigasi Namu Sira-sira ... 42

Gambar 4.3 Skema Jaringan Irigasi ... 43

Gambar 4.4 Peta Lokasi Stasiun Curah Hujan ... 55

Gambar 5.1 Tampilan Interface QM for Windows ... 88

Gambar 5.2 Tampilan data set ... 88

Gambar 5.3 Tampilan Input Data ... 89

Gambar 5.4 Data yang telah diinput ... 89

DAFTAR TABEL

Tabel 1.1 Luas Tanam D.I. Namu Sira-sira ... 2

Tabel 2.1 Faktor Koreksi C ... 17

Tabel 2.2 Koefisien Tanaman ... 19

Tabel 2.3 Bentuk Umum Tabel Simplek ... 32

Tabel 4.1 Data Pertanaman D.I. Namu Sira-sira ... 49

Tabel 4.2 Rekapitulasi Pertanaman D.I. Namu Sira-sira ... 51

Tabel 4.3 Rencana Pola Tanam ... 51

Tabel 4.4 Produksi Pertanian ... 52

Tabel 4.5 Data Debit Sei Bingei ... 53

Tabel 4.6 Efisiensi Saluran Irigasi ... 54

Tabel 4.7 Data Curah Hujan Bulanan ... 55

Tabel 4.8 Data Iklim Rata-rata ... 56

Tabel 4.9 Biaya Angkutan Hasil Pertanian ... 59

Tabel 4.10 Analisa Usaha Tani Padi Sawah ... 60

Tabel 4.11 Analisa Usaha Tani Jagung ... 61

Tabel 4.12 Analisa Usaha Tani Kacang Tanah ... 62

Tabel 5.1 Faktor Frekuensi Distribusi Normal ... 64

Tabel 5.2 Perhitungan Debit Andalan ... 64

Tabel 5.3 Rekapitulasi Debit Andalan ... 65

Tabel 5.4 Debit Air yang Dapat Digunakan ... 67

Tabel 5.5 Perhitungan Curah Hujan 80% ... 69

Tabel 5.6 Rekapitulasi Curah Hujan Efektif ... 70

Tabel 5.7 Perhitungan Evapotranspirasi ... 74

Tabel 5.8 Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman ... 77

Tabel 5.9 Rekapitulasi Kebutuhan Air Tanaman ... 78

Tabel 5.11 Bentuk Umum Tabel Simplek ... 86

Tabel 5.12 Tabel Simplek Awal ... 86

Tabel 5.13 Penggunaan entereing Kolom ... 86

Tabel 5.14 Iterasi Ke - 1 ... 89

Tabel 5.15 Luas Tanam Optimum ... 90

Tabel 5.16 Penggunaan Air Optimum ... 91

Tabel 5.17 Pendapatan Pola Tanam Eksisting ... 93