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

Studi Optimasi Pola Tanam Pada Daerah Irigasi
Namu Sira – Sira dengan Program Linier
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian
Pendidikan sarjana Teknik Sipil

Disusun oleh :

Adil Firmansyah
12 0424 006

SUB JURUSAN TEKNIK SUMBER DAYA AIR
PROGRAM PENDIDIKAN SARJANA EKSTENSI
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

Abstrak
Irigasi merupakan komponen yang sangat penting guna meningkatkan produksi
pertanian dalam rangka ketahanan pangan nasional dan kesejahteraan masyarakat.
Daerah irigasi adalah suatu wilayah daratan yang kebutuhan airnya dipenuhi
oleh sistem
irigasi. Salah satu daerah irigsai yang ada di sumatera utata adalah
Daerah Irigasi
Namu Sira-sira Kanan dengan
luas
3564
ha
dengan
kapasitas pengambilan maksimum 5,99 m3/s.
Guna mengoptimalkan produksi pertani perlu usaha peningkatan produktivitas
lahan dan pemberian air yang teratur sesuai dengan kebutuhan juga persediaan. Dengan
keterbatasan air yang tersedia perlu perencanaan pola tanam yang baik agar sumber
daya yang tersedia termanfaatkan secara efektif dan efisien.
Untuk merencanakan pola tanam yang optimum memerlukan data hidrologi,
klimatologi, yang kemudian akan dianalisa untuk mendapatkan curah hujan efektif,
evapotranspirasi, dan kebutuhan air irigasi. Dalam perencanaan pola tanam guna

mendapatkan hasil yang maksimum digunakan metode program linier dimana tujuan
utama adalah meningkatkan lahan yang digunakan berdasarkan air yang tersedia guna
mencapai hasil finansial yang maksimum.
Dari hasil optimasi pola tanam dengan awal februari diketahui bahwa
keuntungan yang dapat diperoleh adalah Rp. 98.534.330.000,- dengan pola tanam
Padi/Kacang tanah – Padi/Jagung dengan luas tanam padi 2902 Ha, dan kacang tanah
752 Ha pada musim tanam pertama, 3610 Ha padi dan 44 Ha Jagung pada musim
tanam kedua. intensitas tanam untuk musim pertama dan kedua mencapai 100%.
Sedangkan pada kondisi eksisting dengan awal tanam yang sama pendapatan pertanian
hanya mencapai Rp. 70.163.782.065,Kata kunci : Pola Tanam, Program linier.

i

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT yang telah memberi karunia
kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.
Shalawat dan salam ke atas Baginda Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi
keteladanan tauhid,

ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi panutan dalam

menjalankan setiap aktifitas kami sehari-hari, karena sungguh suatu hal yang sangat
sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam
menyelesaikan penulisan ini.Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
menyelesaikan studi pada Program Studi Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah:
“Studi Optimasi Pola Tanam Pada Daerah Irigasi Namu Sira-sira dengan Program
Linier”Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas
dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis
ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa
pihak yang berperan penting yaitu :
1. Bapak Ir. Makmur Ginting,M.Sc. sebagai Dosen Pembimbing yang telah dengan
sabar memberi bimbingan dan saran kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Ir. Syahrizal, M.T, sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.

4. Bapak Ir. Zulkarnain. A. Muis, M.Eng.Sc, selaku koordinator Program
Pendidikan Sarjana Ekstensi Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
ii

Universitas Sumatera Utara

5. Bapak Ivan Indrawan S.T., M.T., dan Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia,
M.Sc., selaku dosen pembanding saya.
6. Bapak dan Ibu staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Orang Tua tercinta yang telah banyak berkorban, memberikan motivasi hidup,
semangat dan nasehat, dan selalu mendoakan dan mendukung penulis
8. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa membantu penulis,
sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini jauh dari sempurna, karena keterbatasan
pengetahuan dan kemampuan penulis, untuk itu penulis akan terbuka terhadap semua
saran dan kritik mengenai Tugas Akhir ini, dengan ini penulis berharap Tugas Akhir ini
juga memberi manfaat bagi kita semua.
Medan, Oktober 2016

Adil Firmansyah

iii

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Abstrak

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

i

Kata Pengantar

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

ii

Daftar Isi

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

iv

Daftar Gambar

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

vii

Daftar Tabel

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

viii

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

2.1 Kebutuhan Air Tanaman .......................................................

9

BAB I

BAB II

PENDAHULUAN

TINJAUAN PUSTAKA

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

2.2 Curah Hujan

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

22

2.3 Debit Andalan

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

23

2.4 Program Linier

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

24

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

28

2.4.1 Metode Grafik

iv

Universitas Sumatera Utara

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
3.1 Metodologi Penelitian

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

36

BAB IV DAERAH IRIGASI NAMU SIRA-SIRA
4.1 Lokasi

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

41

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

44

4.3 Sumber Air Irigasi

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

53

4.3.1 Aliran Sungai

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

53

4.3.2 Curah Hujan

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

54

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

56

4.5 Harga Komoditas Pertanian ....................................................

57

4.4 Iklim

BAB V

ANALISA DATA
5.1 Analisa Hidrologi

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

64

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

64

5.1.2 Curah Hujan Efektif .......................................................

68

5.1.3 Evapotranspirasi

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

72

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

76

5.3 Optimasi Pola Tanam dengan Program Linier ........................

80

5.4 Penyelesaian Optimasi dengan Simplek .................................

83

5.5 Optimasi dengan Quantitative Method for Windows ..............

88

5.1.1 Debit Andalan

5.2 Kebutuhan Air

BAB VI KESIMPULAN dan SARAN
6.1 Kesimpulan

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

94

v

Universitas Sumatera Utara

6.2 Saran

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

95

DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

vi

Universitas Sumatera Utara

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

Gambar 5.5

Hasil Optimasi

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

90

vii

Universitas Sumatera Utara

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 5.10

Keuntungan Produk Pertanian

81

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

viii

Universitas Sumatera Utara

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

Tabel 5.18

Perbandingan Kondisi Eksisting dan Optimasi ........................

93

ix

Universitas Sumatera Utara