Evaluasi Pemakaian Dan Ketersediaan Air Irigasi Pada Daerah Irigasi Bandar Sidoras (Kanan) Berdasarkan Pola Tanam Yang Diterapkan
EVALUASI PEMAKAIAN DAN KETERSEDIAAN AIR IRIGASI
PADA DAERAH IRIGASI BANDAR SIDORAS (KANAN)
BERDASARKAN POLA TANAM YANG DITERAPKAN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian
Pendidikan sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh :
MONICA GRACIA
10 0404 138
Disetujui Oleh:
Ir. Makmur Ginting, M.Sc.
NIP. 19551201 198103 1 005
SUB JURUSAN TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ABSTRAK
Daerah Irigasi Bandar Sidoras di Kabupaten Deli Serdang termasuk daerah
persawahan dengan luas areal ± 3017 Ha. DI Bandar Sidoras terbagi menjadi dua
yaitu persawahan Bandar Sidoras Kiri dengan luas 1.048 Ha dan Persawahan
Bandar Sidoras Kanan dengan Luas 1.969 Ha dimana terdapat pengembangan
jaringan irigasi di daerah irigasi sebelah kanan bendung. Pada saat ini luas total
lahan irigasi untuk bandar Sidoras Kanan telah mencapai 2016 Ha.
Untuk mengevaluasi besar ketersediaan air irigasi D.I. Bandar Sidoras
berdasarkan pola tanam yang diterapkan, diperlukan data hidrologi, klimatologi,
topografi yang kemudian akan dianalisa untuk mendapatkan curah hujan efektif,
evapotranspirasi, kebutuhan air irigasi, debit andalan, dan debit yang
didistribusikan pada petak-petak sawah sesuai dengan yang diperlukan.
Pengukuran lapangan juga dilakukan untuk mengetahui kebutuhan air berdasarkan
kondisi yang sebenarnya terjadi di lapangan. Dari hasil perhitungan debit andalan
Sungai Percut dengan metode Dr. F.J.Mock, didapat nilai debit maksimum
andalan Q80 = 12,35 m3/det yang terjadi pada bulan Juni dan debit minimum
andalan Q80 = 6,05 m3/det pada bulan Februari. Debit andalan untuk tengah
bulanan I adalah 9,92 m3/det dan untuk tengah bulanan II diperoleh 12,35 m3/det.
Dari hasil analisa kebutuhan air pada pintu pengambilan secara teoritis,
diketahui bahwa kebutuhan air maksimum pada masa tanam Padi I terjadi pada
bulan April periode kedua sebesar 3,30 lt/dt/ha. Untuk masa tanam Padi II,
kebutuhan air maksimum pada pintu pengambilan terjadi pada bulan September
periode kedua sebesar 3,03 lt/det/ha. Dari hasil perhitungan secara teoritis,
diperoleh bahwa besarnya kebutuhan air pada bendung adalah sebesar 4,92
lt/det/ha. Sementara itu kebutuhan air pada pintu pengambilan secara teoritis
deiperoleh sebesar 2,67 lt/det/ha dan hasil pengukuran lapangan diperoleh 3,307
lt/det/ha. Pada tingkat persawahan, secara teoritis, kebutuhan air diperoleh 2,35
lt/det/ha dan berdasarkan pengukuran di lapangan diperoleh sebesar 2,67 lt/det/ha.
Kata kunci : Evaluasi Ketersediaan dan Pemakaian Air Irigasi, D.I Bandar
Sidoras, Pola Tanam
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang dengan
kasih setia menyertai dan memampukan penulis sehingga dapat menyelesaikan
tugas akhir ini. Adapun judul dari tugas akhir ini adalah “Evaluasi Pemakaian Dan
Ketersediaan Air Irigasi Pada Daerah Irigasi Bandar Sidoras (Kanan) Berdasarkan
Pola Tanam Yang Diterapkan”. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat
untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dengan menyadari sepenuhnya bahwa penyelesaian Tugas Akhir ini tidak
lepas dari bimbingan, bantuan dan dukungan dari banyak pihak, maka pada
kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:
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. Terunajaya, M.Sc, selaku koordinator Sub Jurusan Teknik
Sumber Daya Air Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
5.
Bapak Ivan Indrawan S.T., M.T., Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia,
M.Sc., dan kak Riza Inanda Siregar, S.T., M.T, selaku dosen pembanding
saya.
6.
Bapak dan Ibu staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Secara khusus, penulis juga ingin menyampaikan terima kasih yang tulus
dan sedalam-dalamnya kepada:
1. Kedua orang tua tercinta, Petrus Purba dan Kitarukur br. Ginting, atas
kasih sayang, dukungan dan doa yang selalu menyertai penulis.
2. Kepada adik kandungku yang kukasihi, Billy Emkel Gudsanov Purba, adik
sepupu yang sudah seperti saudara kandung, Elias Erimasa Ginting,
kakak-kakak sepupu yang sangat saya kasihi, Tita Nirmaliya dan
Desmaria Depari, Hana Putrika yang selalu memberikan dukungan dan
semangat.
3. Kepada Mama Tua dan Mami Tua Galang, Mama Uda dan Mami Uda
Jakarta, Bi Tua dan Pak Tua Jakarta, Namboru dan Makela Pekanbaru,
Namboru Siantar atas dukungan dan semangat yang diberikan.
4. Para sahabat saya, Yanti, Iffah, Novia, Darwin, Bilher, Uke, Leo, Adrian,
Rahmad, Melli, Oji, Dhaka, Iqbal, Reby, Afrissa, Prisquilla, Essy, Boris,
Zunardis, Syamsul, Mike, Bram, Rizal, Dede, Yahya dan seluruh teman
seperjuangan angkatan 2010 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya.
5. Abang stambuk 2009, bang Adi, bang Fahrurozie, bang Rizky Utama yang
telah membantu dalam mengerjakan Tugas Akhir ini
6. Rekan-rekan mahasiswa/i dan adik-adik stambuk 2011, Irene, Stephanie,
Lini, Sylda, Siti, Dwi, Elvan, Zuzu, Jericho, Rico, juga adik-adik stambuk
2012, Ellyn, Ahmed, Harry Chandra, yang telah memberikan motivasi dan
segala kekerabatan serta kerja sama selama pendidikan di Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
7. 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 2015
Monica Gracia
DAFTAR ISI
Abstrak ........................................................................................................
i
Kata Pengantar.............................................................................................
ii
Daftar Isi ......................................................................................................
v
Daftar Gambar .............................................................................................
x
Daftar Tabel .................................................................................................
xi
Daftar Notasi................................................................................................
xii
Daftar Lampiran...........................................................................................
xvi
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ......................................................................
1
1.1 Latar Belakang ……….........................................................
1
1.2 Perumusan Masalah ……….................................................
3
1.3 Pembatasan Masalah.............................................................
4
1.4 Tujuan Dan Manfaat.............................................................
4
1.5 Sistematika Penulisan...........................................................
5
TINJAUAN PUSTAKA .............................................................
7
2.1 Irigasi …………………........................................................
7
2.1.1. Irigasi Permukaan …......……….................................
8
2.1.1.1 Irigasi Permukaan Sistem Basin....................
8
2.1.1.2 Irigasi Permukaan Sistem Border..................
10
2.1.1.3 Irigasi Permukaan Sistem Furrow................
10
2.1.2. Irigasi Bertekanan ……......…….................................
11
2.1.2.1 Irigasi Curah.....................................................
12
2.1.2.2 Irigasi Tetes.....................................................
14
2.2 Jaringan Irigasi …………….................................................
16
2.2.1.Bangunan Irigasi……………......................................
17
2.3 Analisa Hidrologi ………………….....................................
18
2.3.1.Curah Hujan DAS………………................................
19
2.3.2.Curah Hujan Efektif……..………...............................
22
2.3.3.Analisa Debit Andalan…………….............................
24
2.4 Analisa Iklim ……………………........................................
31
2.4.1.Perhitungan Evapotranspirasi …................................
31
2.4.2.Run Off…………………………...............................
41
2.4.3.Hubungan Curah Hujan Dengan Run Off...................
42
2.5 Analisa Kebutuhan Air Tanaman Iklim...............................
43
2.6 Kebutuhan Air Irigasi............................................................
47
2.7 Analisa Kebutuhan Air Tanaman Padi..................................
48
2.7.1. Kebutuhan Air Selama Penyiapan Lahan…................
49
2.7.2. Kebutuhan Air Untuk Tanaman padi Selama Masa
Pertumbuhan...............................................................
52
2.7.3. Kebutuhan Air Di Pintu Pengambilan ........................
53
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................
55
3.1 Deskripsi Lokasi Penelitian...................................................
55
3.2 Desain Penelitian...................................................................
57
3.3 Metode Pengumpulan Data...................................................
58
3.3.1. Pemakaian Air Irigasi.....…........................................
58
3.3.1.1 Secara Teoritis..………...................................
58
3.3.1.2 Penelitian Lapangan ………...........................
58
3.3.1.2.1 Kebutuhan Air Pada Pada Tingkat
Persawahan.......................................
59
3.3.1.2.2 Kebutuhan Air Pada Pada Pintu
Pengambilan....................................
59
3.3.2. Ketersediaan Air ……................................................
59
3.3.2.1 Secara Teoritis.. ……......................................
59
3.3.2.1.1 Data Curah Hujan ….......................
60
3.3.2.1.2 Data Klimatologi .............................
60
3.3.3. Data Pola Tanam …....................................................
60
3.3.4. Data jaringan Irigasi ……...........................................
61
3.4 Pengolahan Data....................................................................
62
3.4.1. Pemakaian Air …………............................................
62
3.4.1.1 Secara Teoritis...................................................
61
3.4.1.1.1 Analisis Debit Kebutuhan Air Irigasi
Pada Tingkat Persawahan...............
62
3.4.1.1.2 Analisis Debit Kebutuhan Air Irigasi
Pada Pintu Pengambilan (DR)......
63
3.4.1.2 Berdasarkan Penelitian Lapangan...................
65
3.4.1.2.1 Debit Kebutuhan Air Irigasi
Pada Tingkat Persawahan.............
3.4.1.2.2 Debit Kebutuhan Air Irigasi
65
Pada Pintu Pengambilan...............
66
3.4.2. Ketersediaann Air ……...............................................
66
3.4.2.1 Secara Teoritis.. ………..................................
66
3.4.2.1.1 Ketersediaan Air Di Sungai ............
66
3.5 Evaluasi Analisa Pemakaiann Air Dengan Ketersediaan Air
67
3.6 Bagan Alir Tahapan Penelitian.............................................
69
BAB IV PEMAKAIAN DAN SUMBER AIR IRIGASI..........................
70
BAB V
4.1 Pemakaian Air.......................................................................
70
4.1.1. Kondisis Eksisting Lapangan......................................
70
4.1.2. Sampel Data Pemakaian Air Oleh Petani....................
72
4.1.2.1 Kebutuhan Air Pada Tingkat Persawahan.......
72
4.1.2.2 Kebutuhan Air Pada Pintu Pengambilan.........
73
4.2 Sumber Air............................................................................
74
4.2.1. Daerah Tangkapan Hujan Bendung Bandar Sidoras...
74
4.2.2. Curah Hujan................................................................
76
4.2.3. Data Iklim....................................................................
76
ANALISIS DAN EVALUASI....................................................
78
5.1 Umum....................................................................................
78
5.2 Analisa Pemakaian Air..........................................................
79
5.2.1 Secara Teoritis..............................................................
79
5.2.1.1 Pemakaian Air Pada Tingkat Persawahan......
79
5.2.1.2 Kebutuhan Air Pada Pintu Pengambilan (DR)
80
5.2.2 Berdasarkan Penelitian Lapangan................................
82
5.2.2.1 Pemakaian Air Pada Tingkat Persawahan.......
82
5.2.2.2 Pemakaian Air Pada Pintu Pengambilan (DR)
82
5.3 Analisa Ketersediaan Air.......................................................
84
5.3.1 Analisis Curah Hujan Efektif.......................................
84
5.3.2 Analisa Evapotranspirasi Dengan Metode Penman.....
85
5.3.3 Analisa Debit Andalan.................................................
89
5.4 Evaluasi Ketersediaan Dan Pemakaian Air...........................
91
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN...................................................
92
6.1 Kesimpulan...........................................................................
92
6.2 Saran.....................................................................................
93
DAFTAR PUSTAKA..................................................................................
95
LAMPIRAN.................................................................................................
96
DAFTAR GAMBAR
Gambar
3.1
Lokasi Penelitan.................................................................................
56
3.2
Skema Jaringan Irigasi Bandar Sidoras Kanan...................................
56
3.3
Bagan Alir Tahapan Penelitian...........................................................
69
4.1
Polygon Thiessen DAS Bendung bandar Sidoras...............................
75
.
DAFTAR TABEL
Tabel
2.1
Koefisien Tanaman Padi.....................................................................
34
2.2
Angka koreksi (c) bulanan untuk rumus.............................................
38
2.3
Hubungan T dengan ea, w, f(t) (1 dari 2)............................................
38
2.4
Hubungan T dengan ea, w, f(t) (2 dari 2)............................................
39
2.5
Harga Ra untuk 5° LU - 10° LS..........................................................
40
2.6
Koefisien Kebutuhan Air Selama Penyiapan Lahan...........................
51
4.1
Pola Tanam Daerah Irigasi bandar Sidoras.........................................
71
4.2
Hasil Pengukuran Lapangan Pada Petak Sawah.................................
73
4.3
Hasil Pengukuran Lapangan Pada Pintu Pengambilan........................
73
4.4
Luas Areal Tangkapan stasiun Curah Hujan.......................................
75
5.1
Analisa Kebutuhan Air Irigasi Bandar Sidoras...................................
81
5.2
Rekapitulasi Perhitungan Debit Andalan Dengan F.J. Mock..............
90
5.3
Debit Andalan (Q80%) DAS Percut – Bandar Sidoras.......................
91
5.4
Evaluasi Pemakaian Dan Ketersediaan Air Pada Waktu Penelitian....
92
DAFTAR NOTASI
2
A
= Total luas daerah tanngkapan hjan bendung (km )
A
= Total luas pengairan irigasi (ha)
A
= Luas permukaan basah pintu pengambilan (m )
As
= air hujan mencapai permukaan tanah
A1
= Luas daerah tangkapan hujan stasiun Patumbak (km )
A2
= Luas daerah tangkapan hujan stasiun Tanjung Morawa (km )
A3
= Luas daerah tangkapan hujan stasiun Sampalis (km )
b
= Dimensi dasar pintu pengambilan (m)
BF
= Base Flow (m3/det)
c
= Koefisien tanaman
d
= Diameter bejana (m)
DR
= Kebutuhan air di pintu pengambilan (m3/det)
2
2
2
2
DRO = Direct run off
e
= Bilangan eksponen (2,7182)
e
= Efisiensi saluran irigasi
E
= Beda evapotranspirasi potensial dengan evapotranspirasi terbatas (mm)
ea
= Tekanan uap air lembab rata-rata (mbar)
ed
= Tekanan uap air aktual rata-rata (mbar)
EI
= Evapotranspirasi terbatas
Ep
= Evapotranspirasi potensial
Etc
=Evapotranspirasi (mm/hari)
Et0
= Evapotranspirasi acuan (mm/hari)
E0
= Evaporasi air terbuka
f (c)
= Kapasitas infiltrasi
f (ed) = Fungsi waktu
f (n/N) = Fungsi penyinaran matahari
f (t)
= Fungsi tekanan uap
f (u)
= Fungsi kecepatan angin
fs
= Tahanan gesek dinding tiang (Kg/cm )
GS
= Penyimpanan air tanah
h
= Tinggi muka air (m)
IR
= Kebutuhan air irigasi pada tingkat persawahan (lt/det/ha)
Ir
= Kebutuhan air konsumtif (m3/det)
Iwp
= faktor pengaruh
Iws
= faktor pengaruh
i
= Infiltrasi
if
= Koefisien infiltrasi
K
= Konstanta resesi aliran
k
= Konstanta
Kc
= Koefisien tanaman
M
= kebutuhan air pengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi
m
= Singkapan lahan (exposed surface) (%)
m
= Urutan data terpilih
2
n
= Jumlah data
n
= Jumlah hari hujan
n
= Jumlah stasiun penakar hujan
NFR
= kebutuhan air sawah (mm/hari)
P
= Curah Hujan (mm/hari)
P
= Perkolasi (mm)
Pf
= Percentage factor
Q
= Debit aliran (m3/det)
Q80
= Debit andalan 80 % (m3/det)
Ra
= Radiasi gelombang pendek yang memenuhi batas luar atmosfer
Re
= Curah hujan efektif (mm/hari)
RH
= Kelembaban udara (%)
Rn
= Radiasi netto (mm/hari)
Rnl
= Kehilangan radiasi netto
Rs
= Radiasi gelombang pendek
Rns
= Radiasi gelombang pendek netto
R80
= Curah hujan efektiif 80% (mm/hari)
S
= Tebal penejnuhan air (mm)
SMC = Kapasitas kelembaban tanah (mm)
SRO
= Storm run off
T
= Jangka waktu penyiapan lahan (hari)
T
= Temperatur udara (°C)
TRO
= Total run off
t
= Waktu (detik)
u
= Kecepatan angin (km/jam)
V
= Volume air (m3)
v
= Kecepatan laju air (m/detik)
w
= Faktor koreksi temperatur
β
= Albedo (0,25)
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I
Data Hidrologi Dan Iklim......................................................
Lampiran II
Analisa Dan Perhitungan......................................................
112
96
PADA DAERAH IRIGASI BANDAR SIDORAS (KANAN)
BERDASARKAN POLA TANAM YANG DITERAPKAN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian
Pendidikan sarjana Teknik Sipil
Disusun oleh :
MONICA GRACIA
10 0404 138
Disetujui Oleh:
Ir. Makmur Ginting, M.Sc.
NIP. 19551201 198103 1 005
SUB JURUSAN TEKNIK SUMBER DAYA AIR
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2015
ABSTRAK
Daerah Irigasi Bandar Sidoras di Kabupaten Deli Serdang termasuk daerah
persawahan dengan luas areal ± 3017 Ha. DI Bandar Sidoras terbagi menjadi dua
yaitu persawahan Bandar Sidoras Kiri dengan luas 1.048 Ha dan Persawahan
Bandar Sidoras Kanan dengan Luas 1.969 Ha dimana terdapat pengembangan
jaringan irigasi di daerah irigasi sebelah kanan bendung. Pada saat ini luas total
lahan irigasi untuk bandar Sidoras Kanan telah mencapai 2016 Ha.
Untuk mengevaluasi besar ketersediaan air irigasi D.I. Bandar Sidoras
berdasarkan pola tanam yang diterapkan, diperlukan data hidrologi, klimatologi,
topografi yang kemudian akan dianalisa untuk mendapatkan curah hujan efektif,
evapotranspirasi, kebutuhan air irigasi, debit andalan, dan debit yang
didistribusikan pada petak-petak sawah sesuai dengan yang diperlukan.
Pengukuran lapangan juga dilakukan untuk mengetahui kebutuhan air berdasarkan
kondisi yang sebenarnya terjadi di lapangan. Dari hasil perhitungan debit andalan
Sungai Percut dengan metode Dr. F.J.Mock, didapat nilai debit maksimum
andalan Q80 = 12,35 m3/det yang terjadi pada bulan Juni dan debit minimum
andalan Q80 = 6,05 m3/det pada bulan Februari. Debit andalan untuk tengah
bulanan I adalah 9,92 m3/det dan untuk tengah bulanan II diperoleh 12,35 m3/det.
Dari hasil analisa kebutuhan air pada pintu pengambilan secara teoritis,
diketahui bahwa kebutuhan air maksimum pada masa tanam Padi I terjadi pada
bulan April periode kedua sebesar 3,30 lt/dt/ha. Untuk masa tanam Padi II,
kebutuhan air maksimum pada pintu pengambilan terjadi pada bulan September
periode kedua sebesar 3,03 lt/det/ha. Dari hasil perhitungan secara teoritis,
diperoleh bahwa besarnya kebutuhan air pada bendung adalah sebesar 4,92
lt/det/ha. Sementara itu kebutuhan air pada pintu pengambilan secara teoritis
deiperoleh sebesar 2,67 lt/det/ha dan hasil pengukuran lapangan diperoleh 3,307
lt/det/ha. Pada tingkat persawahan, secara teoritis, kebutuhan air diperoleh 2,35
lt/det/ha dan berdasarkan pengukuran di lapangan diperoleh sebesar 2,67 lt/det/ha.
Kata kunci : Evaluasi Ketersediaan dan Pemakaian Air Irigasi, D.I Bandar
Sidoras, Pola Tanam
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang dengan
kasih setia menyertai dan memampukan penulis sehingga dapat menyelesaikan
tugas akhir ini. Adapun judul dari tugas akhir ini adalah “Evaluasi Pemakaian Dan
Ketersediaan Air Irigasi Pada Daerah Irigasi Bandar Sidoras (Kanan) Berdasarkan
Pola Tanam Yang Diterapkan”. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat
untuk menyelesaikan pendidikan Strata I (S1) di Departemen Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dengan menyadari sepenuhnya bahwa penyelesaian Tugas Akhir ini tidak
lepas dari bimbingan, bantuan dan dukungan dari banyak pihak, maka pada
kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:
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. Terunajaya, M.Sc, selaku koordinator Sub Jurusan Teknik
Sumber Daya Air Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.
5.
Bapak Ivan Indrawan S.T., M.T., Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia,
M.Sc., dan kak Riza Inanda Siregar, S.T., M.T, selaku dosen pembanding
saya.
6.
Bapak dan Ibu staf pengajar dan seluruh pegawai Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Secara khusus, penulis juga ingin menyampaikan terima kasih yang tulus
dan sedalam-dalamnya kepada:
1. Kedua orang tua tercinta, Petrus Purba dan Kitarukur br. Ginting, atas
kasih sayang, dukungan dan doa yang selalu menyertai penulis.
2. Kepada adik kandungku yang kukasihi, Billy Emkel Gudsanov Purba, adik
sepupu yang sudah seperti saudara kandung, Elias Erimasa Ginting,
kakak-kakak sepupu yang sangat saya kasihi, Tita Nirmaliya dan
Desmaria Depari, Hana Putrika yang selalu memberikan dukungan dan
semangat.
3. Kepada Mama Tua dan Mami Tua Galang, Mama Uda dan Mami Uda
Jakarta, Bi Tua dan Pak Tua Jakarta, Namboru dan Makela Pekanbaru,
Namboru Siantar atas dukungan dan semangat yang diberikan.
4. Para sahabat saya, Yanti, Iffah, Novia, Darwin, Bilher, Uke, Leo, Adrian,
Rahmad, Melli, Oji, Dhaka, Iqbal, Reby, Afrissa, Prisquilla, Essy, Boris,
Zunardis, Syamsul, Mike, Bram, Rizal, Dede, Yahya dan seluruh teman
seperjuangan angkatan 2010 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya.
5. Abang stambuk 2009, bang Adi, bang Fahrurozie, bang Rizky Utama yang
telah membantu dalam mengerjakan Tugas Akhir ini
6. Rekan-rekan mahasiswa/i dan adik-adik stambuk 2011, Irene, Stephanie,
Lini, Sylda, Siti, Dwi, Elvan, Zuzu, Jericho, Rico, juga adik-adik stambuk
2012, Ellyn, Ahmed, Harry Chandra, yang telah memberikan motivasi dan
segala kekerabatan serta kerja sama selama pendidikan di Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.
7. 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 2015
Monica Gracia
DAFTAR ISI
Abstrak ........................................................................................................
i
Kata Pengantar.............................................................................................
ii
Daftar Isi ......................................................................................................
v
Daftar Gambar .............................................................................................
x
Daftar Tabel .................................................................................................
xi
Daftar Notasi................................................................................................
xii
Daftar Lampiran...........................................................................................
xvi
BAB I
BAB II
PENDAHULUAN ......................................................................
1
1.1 Latar Belakang ……….........................................................
1
1.2 Perumusan Masalah ……….................................................
3
1.3 Pembatasan Masalah.............................................................
4
1.4 Tujuan Dan Manfaat.............................................................
4
1.5 Sistematika Penulisan...........................................................
5
TINJAUAN PUSTAKA .............................................................
7
2.1 Irigasi …………………........................................................
7
2.1.1. Irigasi Permukaan …......……….................................
8
2.1.1.1 Irigasi Permukaan Sistem Basin....................
8
2.1.1.2 Irigasi Permukaan Sistem Border..................
10
2.1.1.3 Irigasi Permukaan Sistem Furrow................
10
2.1.2. Irigasi Bertekanan ……......…….................................
11
2.1.2.1 Irigasi Curah.....................................................
12
2.1.2.2 Irigasi Tetes.....................................................
14
2.2 Jaringan Irigasi …………….................................................
16
2.2.1.Bangunan Irigasi……………......................................
17
2.3 Analisa Hidrologi ………………….....................................
18
2.3.1.Curah Hujan DAS………………................................
19
2.3.2.Curah Hujan Efektif……..………...............................
22
2.3.3.Analisa Debit Andalan…………….............................
24
2.4 Analisa Iklim ……………………........................................
31
2.4.1.Perhitungan Evapotranspirasi …................................
31
2.4.2.Run Off…………………………...............................
41
2.4.3.Hubungan Curah Hujan Dengan Run Off...................
42
2.5 Analisa Kebutuhan Air Tanaman Iklim...............................
43
2.6 Kebutuhan Air Irigasi............................................................
47
2.7 Analisa Kebutuhan Air Tanaman Padi..................................
48
2.7.1. Kebutuhan Air Selama Penyiapan Lahan…................
49
2.7.2. Kebutuhan Air Untuk Tanaman padi Selama Masa
Pertumbuhan...............................................................
52
2.7.3. Kebutuhan Air Di Pintu Pengambilan ........................
53
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .................................................
55
3.1 Deskripsi Lokasi Penelitian...................................................
55
3.2 Desain Penelitian...................................................................
57
3.3 Metode Pengumpulan Data...................................................
58
3.3.1. Pemakaian Air Irigasi.....…........................................
58
3.3.1.1 Secara Teoritis..………...................................
58
3.3.1.2 Penelitian Lapangan ………...........................
58
3.3.1.2.1 Kebutuhan Air Pada Pada Tingkat
Persawahan.......................................
59
3.3.1.2.2 Kebutuhan Air Pada Pada Pintu
Pengambilan....................................
59
3.3.2. Ketersediaan Air ……................................................
59
3.3.2.1 Secara Teoritis.. ……......................................
59
3.3.2.1.1 Data Curah Hujan ….......................
60
3.3.2.1.2 Data Klimatologi .............................
60
3.3.3. Data Pola Tanam …....................................................
60
3.3.4. Data jaringan Irigasi ……...........................................
61
3.4 Pengolahan Data....................................................................
62
3.4.1. Pemakaian Air …………............................................
62
3.4.1.1 Secara Teoritis...................................................
61
3.4.1.1.1 Analisis Debit Kebutuhan Air Irigasi
Pada Tingkat Persawahan...............
62
3.4.1.1.2 Analisis Debit Kebutuhan Air Irigasi
Pada Pintu Pengambilan (DR)......
63
3.4.1.2 Berdasarkan Penelitian Lapangan...................
65
3.4.1.2.1 Debit Kebutuhan Air Irigasi
Pada Tingkat Persawahan.............
3.4.1.2.2 Debit Kebutuhan Air Irigasi
65
Pada Pintu Pengambilan...............
66
3.4.2. Ketersediaann Air ……...............................................
66
3.4.2.1 Secara Teoritis.. ………..................................
66
3.4.2.1.1 Ketersediaan Air Di Sungai ............
66
3.5 Evaluasi Analisa Pemakaiann Air Dengan Ketersediaan Air
67
3.6 Bagan Alir Tahapan Penelitian.............................................
69
BAB IV PEMAKAIAN DAN SUMBER AIR IRIGASI..........................
70
BAB V
4.1 Pemakaian Air.......................................................................
70
4.1.1. Kondisis Eksisting Lapangan......................................
70
4.1.2. Sampel Data Pemakaian Air Oleh Petani....................
72
4.1.2.1 Kebutuhan Air Pada Tingkat Persawahan.......
72
4.1.2.2 Kebutuhan Air Pada Pintu Pengambilan.........
73
4.2 Sumber Air............................................................................
74
4.2.1. Daerah Tangkapan Hujan Bendung Bandar Sidoras...
74
4.2.2. Curah Hujan................................................................
76
4.2.3. Data Iklim....................................................................
76
ANALISIS DAN EVALUASI....................................................
78
5.1 Umum....................................................................................
78
5.2 Analisa Pemakaian Air..........................................................
79
5.2.1 Secara Teoritis..............................................................
79
5.2.1.1 Pemakaian Air Pada Tingkat Persawahan......
79
5.2.1.2 Kebutuhan Air Pada Pintu Pengambilan (DR)
80
5.2.2 Berdasarkan Penelitian Lapangan................................
82
5.2.2.1 Pemakaian Air Pada Tingkat Persawahan.......
82
5.2.2.2 Pemakaian Air Pada Pintu Pengambilan (DR)
82
5.3 Analisa Ketersediaan Air.......................................................
84
5.3.1 Analisis Curah Hujan Efektif.......................................
84
5.3.2 Analisa Evapotranspirasi Dengan Metode Penman.....
85
5.3.3 Analisa Debit Andalan.................................................
89
5.4 Evaluasi Ketersediaan Dan Pemakaian Air...........................
91
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN...................................................
92
6.1 Kesimpulan...........................................................................
92
6.2 Saran.....................................................................................
93
DAFTAR PUSTAKA..................................................................................
95
LAMPIRAN.................................................................................................
96
DAFTAR GAMBAR
Gambar
3.1
Lokasi Penelitan.................................................................................
56
3.2
Skema Jaringan Irigasi Bandar Sidoras Kanan...................................
56
3.3
Bagan Alir Tahapan Penelitian...........................................................
69
4.1
Polygon Thiessen DAS Bendung bandar Sidoras...............................
75
.
DAFTAR TABEL
Tabel
2.1
Koefisien Tanaman Padi.....................................................................
34
2.2
Angka koreksi (c) bulanan untuk rumus.............................................
38
2.3
Hubungan T dengan ea, w, f(t) (1 dari 2)............................................
38
2.4
Hubungan T dengan ea, w, f(t) (2 dari 2)............................................
39
2.5
Harga Ra untuk 5° LU - 10° LS..........................................................
40
2.6
Koefisien Kebutuhan Air Selama Penyiapan Lahan...........................
51
4.1
Pola Tanam Daerah Irigasi bandar Sidoras.........................................
71
4.2
Hasil Pengukuran Lapangan Pada Petak Sawah.................................
73
4.3
Hasil Pengukuran Lapangan Pada Pintu Pengambilan........................
73
4.4
Luas Areal Tangkapan stasiun Curah Hujan.......................................
75
5.1
Analisa Kebutuhan Air Irigasi Bandar Sidoras...................................
81
5.2
Rekapitulasi Perhitungan Debit Andalan Dengan F.J. Mock..............
90
5.3
Debit Andalan (Q80%) DAS Percut – Bandar Sidoras.......................
91
5.4
Evaluasi Pemakaian Dan Ketersediaan Air Pada Waktu Penelitian....
92
DAFTAR NOTASI
2
A
= Total luas daerah tanngkapan hjan bendung (km )
A
= Total luas pengairan irigasi (ha)
A
= Luas permukaan basah pintu pengambilan (m )
As
= air hujan mencapai permukaan tanah
A1
= Luas daerah tangkapan hujan stasiun Patumbak (km )
A2
= Luas daerah tangkapan hujan stasiun Tanjung Morawa (km )
A3
= Luas daerah tangkapan hujan stasiun Sampalis (km )
b
= Dimensi dasar pintu pengambilan (m)
BF
= Base Flow (m3/det)
c
= Koefisien tanaman
d
= Diameter bejana (m)
DR
= Kebutuhan air di pintu pengambilan (m3/det)
2
2
2
2
DRO = Direct run off
e
= Bilangan eksponen (2,7182)
e
= Efisiensi saluran irigasi
E
= Beda evapotranspirasi potensial dengan evapotranspirasi terbatas (mm)
ea
= Tekanan uap air lembab rata-rata (mbar)
ed
= Tekanan uap air aktual rata-rata (mbar)
EI
= Evapotranspirasi terbatas
Ep
= Evapotranspirasi potensial
Etc
=Evapotranspirasi (mm/hari)
Et0
= Evapotranspirasi acuan (mm/hari)
E0
= Evaporasi air terbuka
f (c)
= Kapasitas infiltrasi
f (ed) = Fungsi waktu
f (n/N) = Fungsi penyinaran matahari
f (t)
= Fungsi tekanan uap
f (u)
= Fungsi kecepatan angin
fs
= Tahanan gesek dinding tiang (Kg/cm )
GS
= Penyimpanan air tanah
h
= Tinggi muka air (m)
IR
= Kebutuhan air irigasi pada tingkat persawahan (lt/det/ha)
Ir
= Kebutuhan air konsumtif (m3/det)
Iwp
= faktor pengaruh
Iws
= faktor pengaruh
i
= Infiltrasi
if
= Koefisien infiltrasi
K
= Konstanta resesi aliran
k
= Konstanta
Kc
= Koefisien tanaman
M
= kebutuhan air pengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi
m
= Singkapan lahan (exposed surface) (%)
m
= Urutan data terpilih
2
n
= Jumlah data
n
= Jumlah hari hujan
n
= Jumlah stasiun penakar hujan
NFR
= kebutuhan air sawah (mm/hari)
P
= Curah Hujan (mm/hari)
P
= Perkolasi (mm)
Pf
= Percentage factor
Q
= Debit aliran (m3/det)
Q80
= Debit andalan 80 % (m3/det)
Ra
= Radiasi gelombang pendek yang memenuhi batas luar atmosfer
Re
= Curah hujan efektif (mm/hari)
RH
= Kelembaban udara (%)
Rn
= Radiasi netto (mm/hari)
Rnl
= Kehilangan radiasi netto
Rs
= Radiasi gelombang pendek
Rns
= Radiasi gelombang pendek netto
R80
= Curah hujan efektiif 80% (mm/hari)
S
= Tebal penejnuhan air (mm)
SMC = Kapasitas kelembaban tanah (mm)
SRO
= Storm run off
T
= Jangka waktu penyiapan lahan (hari)
T
= Temperatur udara (°C)
TRO
= Total run off
t
= Waktu (detik)
u
= Kecepatan angin (km/jam)
V
= Volume air (m3)
v
= Kecepatan laju air (m/detik)
w
= Faktor koreksi temperatur
β
= Albedo (0,25)
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran I
Data Hidrologi Dan Iklim......................................................
Lampiran II
Analisa Dan Perhitungan......................................................
112
96