STUDI OPTIMASI POLA TANAM PADA DAERAH IRIGASI JATIROTO DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM LINIER

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR - RC STUDI OPTIMASI POLA TANAM PADA DAERAH IRIGASI JATIROTO DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM LINIER JUAN TALITHA NRP Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Nadjadji Anwar, MSc Ir. Sudiwaluyo, MS JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010

2 STUDI OPTIMASI POLA TANAM PADA DAERAH IRIGASI JATIROTO DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM LINIER Nama mahasiswa : Juan Talitha NRP : Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen pembimbing : Prof.Dr.Ir. Nadjaji Anwar, MSc Ir. Sudiwaluyo, MS ABSTRAK Daerah Irigasi Jatiroto secara administratif berada di wilayah Kabupaten Lumajang yang meliputi 2 (dua) Kecamatan, yaitu Kecamatan Jatiroto dan Kecamatan Rowokangkung. Jaringan Irigasi Daerah Irigasi Jatiroto memanfaatkan sumber air dari K. Jatiroto melalui Bendung Jatiroto sebagai penangkap airnya. Bendung Jatiroto mengalirkan air dengan sistem gravitasi untuk mengairi areal pertanian seluas ± Ha. Jenis tanaman yang ada pada daerah irigasi ini terdiri dari padi, palawija serta tanaman tebu dengan pola tanam yang digunakan adalah padi/polowijo/tebu padi/polowijo/tebu polowijo/tebu. Dalam perkembangannya selama ini, pengoperasian Daerah Irigasi Jatiroto telah mengalami banyak perubahan kondisi dan penurunan fungsi. Dengan keterbatasan air yang tersedia, dilakukan studi optimasi agar dapat memaksimalkan keuntungan hasil usaha tani berdasarkan luas tanaman yang optimal. Untuk analisa ini digunakan program linear dengan program bantu Quantity Methods for Windows 2. Dengan volume andalan yang ada dan kebutuhan air tiap alternatif pola tanam yang direncanakan, dijadikan batasan/kendala yang digunakan sebagai input untuk pengoperasian program linearnya. Hasil dari perhitungan ini diharapkan dapat mengetahui luas sawah yang bisa ditanami sesuai dengan jenis tanaman dan musim tanamnya serta keuntungan hasil tani optimal yang akan diperoleh pada daerah irigasi Jatiroto. Dari beberapa alternatif yang direncanakan, diperoleh pola tanam yang menghasilkan keuntungan terbesar yaitu pola tanam padi-padi-padi/palawija dan tebu dengan awal masa tanam di bulan Nopember dekade I. Keuntungan yang diperoleh selama 1 tahun masa tanam ialah sebesar Rp 46,239,434, dengan intensitas tanam sebesar 300 %, sehingga bisa disimpulkan dengan hasil pola tanam yang baru akan meningkatkan keuntungan sebesar 16,7% dari eksisting, yaitu Rp 39,622,061,000.00, serta intensitas tanam dari 282,27% menjadi 300%.. Kata kunci :irigasi, pola tanam, optimasi, program linear. BAB I PENDAHULUAN 1.1 Tinjauan Umum Ketersediaan air merupakan salah satu unsur pokok bagi pertumbuhan tanaman, dan juga salah satu faktor terpenting bagi peningkatan produksi pangan dalam bidang pertanian (irigasi) khususnya. Penentuan banyaknya air yang dibutuhkan oleh tanaman perlu diketahui dengan pasti secara baik. Maka dari itu penggunaan air irigasi selayaknya dilakukan secara efektif dan efisien. Adapun beberapa faktor yang mempengaruhi ketersediaan air antara lain, cara pemberian air, banyaknya hujan yang turun, waktu penanaman, pengolahan tanah, pengaturan pola tanam, dan cara pengelolaan serta pemeliharaan saluran dan bangunan yang ada. Yang menjadi tolak ukur utama dari banyaknya air yang diperlukan terletak dari masa tanam yang dilakukan, masa pertumbuhan tanaman dari mulai penyiapan lahan sampai dengan masa panen sehingga dapat menghasilkan produksi panen yang baik. Adapun beberapa tanaman produksi yang umum seperti tanaman padi, polowijo dan juga tebu. Tanaman padi sendiri merupakan tanaman terpenting di Indonesia karena padi merupakan bahan makanan pokok bagi rakyat Indonesia. Oleh karena itu pemberian air untuk keperluan tanaman telah menjadi suatu permasalahan yang sangat penting. Pengaturan pola tanam yang baik akan mempengaruhi hasil yang diinginkan, oleh karenanya dalam hal ini akan diusahakan pengaturan pola tata tanam agar dapat menghasilkan produksi panen dan air yang tersedia semaksimal mungkin untuk memenuhi kebutuhan dari pola tata tanam itu sendiri. 1.2 Latar Belakang Daerah Irigasi Jatiroto secara administratif berada di wilayah Kabupaten Lumajang yang meliputi 2 (dua) Kecamatan, yaitu Kecamatan Jatiroto dan Kecamatan Rowokangkung. Jaringan Irigasi DI Jatiroto memanfaatkan sumber air dari K. Jatiroto melalui Bendung Jatiroto sebagai penangkap airnya. Bendung Jatiroto mengalirkan air dengan sistem gravitasi untuk mengairi areal pertanian seluas Ha. Jenis tanaman yang ada pada daerah irigasi ini terdiri dari padi, palawija serta tanaman tebu dengan pola tanam yang digunakan adalah padi padi/palawija palawija dan tebu. Dalam perkembangannya selama ini, pengoperasian Daerah Irigasi Jatiroto telah mengalami banyak perubahan kondisi. Kapasitas saluran mengalami penurunan sebagai akibat dari

3 endapan sedimen yang cukup besar di saluran primer. Selain itu, pembagian air yang kurang proporsional mengakibatkan kekurangan air terutama pada saluran-saluran sekunder yang berada paling ujung atau hilir. Salah satu cara untuk meningkatkan hasil pertanian pada tiap satuan luasnya adalah dengan menggunakan pengaturan cara pemberian air irigasi yang baik dan juga pengaturan pola tanam yang lebih optimal. Hal ini bisa dipresentasikan salah satu caranya ialah dengan studi optimasi pola tata tanam dan juga studi optimasi luas lahan. Untuk analisa ini digunakan program linear dengan program bantu Quantity Methods for Windows Rumusan Masalah 1. Berapa besar debit andalan di Sungai Jatiroto yang dapat digunakan untuk kebutuhan irigasi? 2. Berapa besar kebutuhan air irigasi untuk masing masing jenis tanaman yang direncanakan? 3. Berapa besar luasan tanaman yang dapat dilayani dari tiap tiap alternatif awal tanam? 4. Berapa besarnya keuntungan maksimum (Rp) dari hasil produksi dan bagaimana pola tanamnya? 1.4 Tujuan 1. Dapat diketahui besar debit andalan dari Sungai Jatiroto yang tersedia untuk irigasi 2. Dapat diketahui besar kebutuhan air irigasi untuk masing masing jenis tanaman yang direncanakan. 3. Dapat diketahui besarnya luasan tanam dari tiap-tiap alternatif awal tanam 4. Dapat diperoleh keuntungan yang maksimum dari hasil optimasi dan pola tanamnya. 1.5 Batasan Masalah 1. Data yang digunakan adalah data sekunder yang ada di lapangan 2. Periode pemberian air untuk irigasi dilakukan setiap 10 harian. 3. Studi ini hanya membahas areal daerah irigasi Jatiroto seluas Ha. 4. Studi ini tidak memperhitungkan masalah sedimentasi, hanya menganalisa air untuk irigasi. 5. Dalam studi ini direncanakan dengan 5 awal tanam yang berbeda yaitu awal tanam Nopember I Desember II dengan musim tanam sebagai berikut : Hujan : Nopember Februari Kemarau I : Maret Juni Kemarau II : Juli Oktober 6. Studi ini mencakup perhitungan debit andalan dari data debit Sungai Jatiroto dengan peluang keandalan 80%. BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Analisa Hidrologi Debit Andalan Debit andalan merupakan debit dari suatu sumber air (mis: sungai) yang diharapkan dapat disadap untuk keperluan irigasi(spi KP-1 : 1986). Misalnya ditetapkan debit andalan 80% berarti akan dihadapi resiko adanya debit-debit yang lebih kecil dari debit andalan sebesar 20% pengamatan (Soemarto, CD : 1987). Dengan demikian diharapkan debit tersebut cukup untuk keperluan penyediaan air. Debit andalan pada tugas akhir ini dihitung berdasarkan data yang tersedia ialah data debit Sungai Jatiroto dari tahun 1997 sampai dengan tahun 2006.Data debit tersebut akan digunakan sebagai patokan ketersediaan debit yang masuk ke jaringan irigasi Analisa Klimatologi Peristiwa evaporasi dan transpirasi yang terjadi bersama-sama disebut evapotranspirasi. (Wiyono, Agung : 2000). Evaporasi potensial sering juga disebut sebagai kebutuhan konsumtif tanaman yang merupakan jumlah air untuk evaporasi dari permukaan areal tanaman. Iklim mempunyai peranan penting dalam penentuan karakteristik tersebut. Yang termasuk dalam data meteorologi antara lain : temperatur udara, kelembaban udara, kecepatan angin dan lama penyinaran matahari. Evaporasi Potensial dapat dihitung dengan menggunakan metoda Penman modifikasi FAO sebagai berikut ( Pruit, W.O ) : ETo = c { W. Rn + (1-W). f(u). (ea - ed) }.(2.1) dimana : c = faktor pergantian kondsi cuaca akibat siang dan malam W = faktor berat yang mempengaruhi penyinaran matahari pada evapotranspirasi Potensial.( mengacu pada tabel Penman hubungan antara temperatur dengan ketinggian ). (1-W) = faktor berat sebagai pengaruh angin dan kelembaban pada ETo (ea - ed) = perbedaan tekanan uap air jenuh dengan tekanan uap air nyata (mbar) ed = ea x RH ea = tekanan uap jenuh ; RH = kelembaban relatif Rn = Radiasi penyinaran matahari dalam Perbandingan penguapan atau radiasi Matahari bersih (mm/hari) Rn = Rns Rn1 Rns = Harga netto gelombang pendek, Rn1= Radiasi netto gelombang panjang Rns = Rs( 1 α)

4 Rs = Radiasi gelombang pendek α = koefisien pemantulan = 0,25 Rs = ( (n/n) ) Ra n/n = lama penyinaran matahri Ra = Radiasi extra terresial (bedasarkan lokasi stasiun pengamatan) Rn1 = 2.01 x T 4 ( ed 0.5 ) ( n/n) f(u) = Fungsi Pengaruh angin pada ETo = 0.27 x ( 1 + U 2 /100 ) dimana U 2 merupakan kecepatan angin selama 24 jam dalam km/hari diketinggian 2 m. 2.2 Analisa Kebutuhan Air Untuk Irigasi Kebutuhan air irigasi ialah jumlah volume air yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan evapotranspirasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk tanaman dengan memperhatikan jumlah air yang diberikan oleh alam melalui hujan dan kontribusi air tanah. Suatu pertumbuhan tanaman sangat dibatasi oleh ketersediaan air yang di dalam tanah. Kekurangan air akan mengakibatkan terjadinya gangguan aktifitas fisiologis tanaman, sehingga pertumbuhan tanaman akan terhenti. Kebutuhan air untuk tanaman pada suatu jaringan irigasi merupakan air yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman yang optimal tanpa kekurangan air yang dinyatakan dalam Netto Kebutuhan Air Lapang ( Net Field Requirement, NFR ). Kebutuhan air di sawah ditentukan oleh faktor faktor berikut (SPI KP 1: 1986 ) : 1) Curah hujan efektif a. Curah hujan rata-rata Curah hujan yang diperlukan untuk penggunaan suatu rancangan pemanfaatan air dan rancangan pengendalian banjir ialah curah hujan rata-rata di seluruh daerah yang bersangkutan, bukan curah hujan pada suatu titik tertentu. Curah hujan ini disebut hujan wilayah dan dinyatakan dalam mm. Curah hujan daerah ini harus diperkirakan dari beberapa titik hujan. Salah satu cara perhitungan curah hujan rata-rata ini ialah dengan menggunakan rumus cara rata-rata aljabar dengan alasan bahwa cara ini lebih obyektif, dimana faktor subyektif turut menentukan (Sosrodarsono, Suyono : 1985). Adapun rumusan rata-rata aljabar sebagai berikut : n 1 R = Ri......(2.2) n i= 1 dimana : R = curah hujan daerah (mm) n = jumlah stasiun pengamatan Ri = curah hujan tiap stasiun pengamat Data hujan yang digunakan pada daerah irigasi Jatiroto ini dihimpun dari 2 stasiun, yaitu stasiun Kaliboto dan stasiun Rowokangkung selama 10 tahun, yaitu mulai tahun 1997 sampai dengan 2006 b. 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 R 80 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 R 80 mempunyai kemungkian hanya 20%. Ada berbagai cara untuk mencari curah hujan efektif yang telah dikembangkan berbagai ahli diantaranya dalah cara empiris dan statistik, dalam tugas akhir ini perhitungan curah hujan efektif menggunakan metode empiris. Harza Engineering Comp.Int. menghitung besarnya curah hujan efektif berdasarkan R 80 = Rainfall equal or exceeding in 8 years out of 10 years. Bila dinyatakan dengan rumus adalah sebagai berikut : n R 80 = +... (2.3) 1 5 dimana : Reff = R 80 = Curah hujan efektif 80%(mm/hari) n + 1= Rangkingcurah hujan efektif dihitung 5 daricurah hujan terkecil. n = Jumlah data Analisa curah hujan efektif dilakukan dengan maksud untuk menghitung kebutuhan air irigasi. Curah hujan efektif ialah bagian dari keseluruhan curah hujan yang secara efektif tersedia untuk kebutuhan air tanaman. Untuk irigasi padi curah hujan efektif bulanan diambil 70% dari curah hujan minimum dengan periode ulang rencana tertentu

5 dengan kemungkinan kegagalan 20% ( Curah hujan R 80 ). Apabila data hujan yang digunakan 10 harian maka persamaannya menjadi (SPI KP 01: 1986 ) : Re padi = (R 80 x 70%) mm/hari. Re tebu = (R 80 x 60%) mm/hari. Re polowijo = (R 80 x 50%) mm/hari 2) Perencanaan golongan Agar kebutuhan pengambilan puncak dapat dikurangi, maka areal irigasi harus dibagi bagi menjadi sekurang kurangnya tiga atau empat golongan. Hal ini dilakukan agar bisa mendapatkan luas lahan tanam maksimal dari debit yang tersedia. Langkah ini ditempuh dengan alasan tidak mencukupinya jumlah kebutuhan air apabila dilakukan penanaman secara serentak atau bisa juga dengan asumsi apabila tidak turunnya hujan untuk beberapa saat ke depan. Termasuk juga dikarenakan keterbatasan dari sumber daya manusianya maupun bangunan pelengkap yang ada. 3) Perkolasi Laju perkolasi sangat bergantung pada sifatsifat tanah. Dari hasil penyelidikan tanah pertanian dan penyelidikan kelulusan, besarnya laju perkolasi serta tingkat kecocokan tanah untuk pengolahan tanah dapat ditetapkan dan dianjurkan pemakaiannya. Guna menentukan laju perkolasi, tinggi muka air tanah juga harus diperhitungkan. Perembesan terjadi akibat meresapnya air melalui tanggul sawah. Laju perkolasi normal pada tanah lempung sesudah dilakukan genangan berkisar antara 1 sampai 3 mm/hari. Di daerah dengan kemiringan diatas 5 %, paling tidak akan terjadi kehilangan 5 mm/hari akibat perkolasi dan rembesan. 4) Kebutuhan penyiapan lahan Kebutuhan air untuk penyiapan lahan umumnya menentukan kebutuhan maksimum air pada suatu proyek irigasi. Faktor penting yang menentukan besarnya kebutuhan air untuk penyiapan lahan ialah: a) Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk penyiapan lahan b) Jumlah air yang diperlukan untuk penyiapan lahan Untuk perhitungan kebutuhan air irigasi selama penyiapan lahan, digunakan metode yang dikembangkan oleh van de Goor dan Zijlstra (1968). Metode ini didasarkan pada laju air konstan dalam l/dt selama penyiapan lahan dan menghasilkan rumus berikut : LP = M. e k / ( e k 1 )...(2.4) Dimana : LP = Kebutuhan air irigasi untuk pengolahan tanah (mm/hari) M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang telah dijenuhkan : M = Eo + P Eo = Evaporasi air terbuka (mm/hari) = ETo x 1,10 P = Perkolasi (mm/hari) (Tergantung tekstur tanah) k = MT/S T = Jangka waktu penyiapan tanah ( hari ) S = Kebutuhan air (untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm, yakni = 250 mm) Untuk tanah bertekstur berat tanpa retak retak kebutuhan air untuk penyiapan lahan diambil 200 mm. Setelah transplantasi selesai, lapisan air disawah akan ditambah 50 mm. Secara keseluruhan, ini berarti bahwa lapisan air yang diperlukan menjadi 250 mm unutk penyiapan lahan dan lapisan air awal setelah transplantasi selesai. Bila lahan telah dibiarkan bera selama jangka waktu yang lama (2,5 bulan atau lebih), maka lapisan air yang diperlukan untuk penyiapan lahan diambil 300 mm, termasuk 50 mm untuk pengenangan setelah transplantasi (SPI KP-1:1986). 5) Kebutuhan air untuk konsumtif tanaman Kebutuhan air untuk konsumtif tanaman merupakan kedalaman air yang diperlukan untuk memenuhi evapotranspirasi tanaman yang bebas penyakit, tumbuh di areal pertanian pada kondisi cukup air dari kesuburan tanah dengan potensi pertumbuhan yang baik dan tingkat lingkungan pertumbuhan yang baik. Untuk menghitung kebutuhan air untuk konsumtif tanaman digunakan persamaan empiris sebagai berikut : Etc = Kc x Eto...(2.5) Dimana : Kc = Koefisien tanaman Eto = Evapotranspirasi potensial (mm/hari) Etc = evapotranspirasi tanaman (mm/hari) 6) Pergantian lapisan air (Water Layer Requirement) a) Setelah pemupukan, usahakan untuk menjadwalkan dan mengganti lapisan air menurut kebutuhan. b) Jika tidak ada penjadwalan semacam itu, dilakukan penggantian sebanyak 2 kali, masing-masing 50 mm (atau 3,3 mm/hari selama ½ bulan ) selama sebulan dan dua bulan setelah transplantasi. Dari kelima faktor tadi maka perkiraan kebutuhan air irigasi ialah sebagai berikut ( SPI bagian penunjang, 1986 ) : Kebutuhan bersih air di sawah ( NFR ) NFR padi = Etc + P Re + WLR...(2.6) NFR pol = Etc Re pol...(2.7) NFR tebu = Etc Re tebu...(2.8) Kebutuhan air irigasi di pintu pengambilan DR = NFRi...(2.9) 8,64xEI Dimana : Etc = Kebutuhan konsumtif (mm)

6 P = Kehilangan air akibat perkolasi (mm/hari) Re = Curah Hujan efektif (mm/hari) EI = Efisiensi Irigasi secara total (%) WLR = Pergantian lapisan air (mm/hari) NFR = Kebutuhan air di sawah (mm/hari) DR = Kebutuhan air di pintu pengambilan (l/dt/ha) 1/8,64 = Angka konversi satuan dari mm/hari ke lt/dt/ha Dalam analisa kebutuhan air irigasi, dibahas mengenai tinjauan umum yang juga ikut mempengaruhi besarnya kebutuhan air meliputi pola tanam, perencanaan golongan tanaman, perkolasi, koefisien tanaman, efisiensi irigasi. 1) Koefisien Tanaman Koefisien tanaman diberikan untuk menghubungkan evapotranspirasi (Eto) dengan evapotranspirasi tanaman acuan (Etc) dan dipakai dalam rumus Penman. Koefisien yang dipakai harus didasarkan pada pengalaman yang terus menerus proyek irigasi di daerah studi. Besarnya nilai suatu Koefisien tanaman tergantung dari umur dan jenis tanaman yang ada. Koefisien tanaman ini merupakan faktor yang dapat digunakan untuk mencari besarnya air yang habis terpakai untuk tanaman untuk masa pertumbuhannya. Adapun Koefisien tanaman periode 10 harian yang akan digunakan di lokasi studi untuk padi dan polowijo mengacu pada tabel sebagai berikut : Tabel 2.1 Koefisien Tanaman Padi dan Jagung Sumber : Standar Perencanaan Irigasi KP 01 : 1986 Tabel 2.2 Koefisien Tanaman Tebu Sumber : Standar Perencanaan Irigasi KP 01 : ) Efisiensi irigasi Efisiensi merupakan persentase perbandingan antara jumlah air yang dapat digunakan untuk pertumbuhan tanaman dengan jumlah air yang dikeluarkan dari pintu pengambilan. Air yang diambil dari sumber air yang dialirkan ke areal irigasi tidak semuanya dimanfaatkan oleh tanaman. Dalam praktek irigasi terjadi kehilangan air. Agar air yang sampai pada tanaman tepat jumlahnya seperti yang direncanakan, maka air yang dikeluarkan dari pintu pengambilan harus lebih besar dari kebutuhan. Biasanya Efisiensi Irigasi dipengaruhi oleh besarnya jumlah air yang hilang di perjalanannya dari saluran primer, sekunder hingga tersier. Tabel 2.3 Tabel Efisiensi Sumber : Standar Perencanaan Irigasi KP 01 : Optimasi dengan Program Linier Program linear merupakan suatu model matematis yang mempunyai dua fungsi utama, yaitu fungsi tujuan dan fungsi kendala/pembatas. Program linear bertujuan untuk mencapai nilai maksimum atau minimum dari suatu fungsi tujuan. Untuk menyelesaikan persoalan program linear, terutama bila mempunyai jumlah peubah yang lebih banyak dari 2 buah, maka penggunaan tabel simpleks akan sangat membantu. Metode simpleks merupakan prosedur perhitungan yang bersifat iteratif, yang merupakan gerakan selangkah demi selangkah dimulai dari suatu titik ekstrim pada daerah layak (feasible region) menuju ke titik ekstrim yang optimum. Dalam hal ini solusi optimum (atau solusi basis) umumnya didapat pada titik ekstrim. Metode simpleks mengiterasikan sejumlah persamaan yang mewakili fungsi tujuan dan fungsi-fungsi kendala pada program linear yang telah disesuaikan menjadi bentuk standar. Berikut bentuk standar persamaan simpleks ( Anwar, Nadjadji : 2001 ) : Maks./Min. Z = C 1.X 1 + C 2.X C n.x n Kendala : A 11. X 1 + A 12. X A 1n. X n = b 1 A 21. X 1 + A 22. X A2 n. X n = b 2 : A m1. X 1 + A m2. X A mn. X n = b n X1,X2,X Dalam penyelesaiannya, rumusan linear harus dirubah / disesuaikan terlebih dahulu ke dalam bentuk rumusan standar metode simpleks dengan ketentuan sebagai berikut : 1) Fungsi pembatas merupakan persoalan maksimasi atau minimasi. Bila semua suku pada persoalan maksimasi dikalikan dengan angka -1 (minus 1) maka akan menjadi persoalan minimasi. Misalnya : Min z = 2X 1 + 4X 2, sama dengan maks.(-z) = -2X 1-4X 2

7 2) Semua fungsi kendala dirubah menjadi bentuk persamaan, dengan cara menambah atau mengurangi dengan bilangan-bilangan slack, surplus atau artifisial. Misalnya : a. 7X 1 4X 2 6, menjadi 7X 1 4X 2 + S 1 = 6,S 1 = bil. Slack b. 7X 1 4X 2 6, menjadi 7X 1 4X 2 S 2 +R = 6, S 2 = bil. Slack; R = artifisial c. 7X 1 4X 2 = 6, menjadi 7X 1 4X 2 + R = 6,R = artifisial 3) Semua ruas kanan fungsi kendala bertanda positif. Misalnya : -2X 1 + 4X 2-6, menjadi 2X 1 4X 2 6, kemudian 2X 1 4X 2 - S 2 + R = 6, 4) Semua peubah tidak negatif. Misalnya X 1 0 Untuk penyelesaian selanjutnya dilakukan dengan cara iterasi. Langkah langkah untuk satu kali iterasi pada persoalan maksimasi dapat dilakukan dari tabel simpleks sebagai berikut : Langkah 1: Cari diantara nilai c 1 pada baris fungsi tujuan (baris ke-0) yang paling bernilai positif. Angka tetapan ini ialah faktor pengali pada peubah nonbasis (PNB), maka peubah dengan nilai c 1 paling positif akan masuk menjadi peubah basis pada tabel simpleks berikutnya sebagai peubah masuk (PM). Langkah 2: Langkah ini bertujuan mencari peubah keluar (PK) atau diantara sejumlah peubah basis solusi (b 1 ) dibagi dengan angka matriks pada baris yang sama dengan b 1 dan merupakan faktor pengali dari PM di baris tersebut. Angka perbandingan positif yang terkecil menentukan pada baris tersebut ialah PBS yang akan keluar menjadi PK. Langkah 3: Melakukan perhitungan operasi baris elementer (OBE) pada setiap baris termasuk baris fungsi tujuan sehingga didapat bahwa POM sudah menjadi PBS, dan PK menjadi PNB. Langkah 4: Bila masih terdapat nilai c 1 pada baris fungsi tujuan, lanjutkan dengan memulai langkah 1 dan seterusnya hingga seluruh nilai c 1 ialah nol atau positif bila keadaan terakhir terpenuhi maka PBS ialah jawaban dari permasalahan ini dan ruas kanan pada baris fungsi tujuan ialah nilai optimum dari fungsi tujuan. BAB III METODOLOGI Gambar 3.1 Bagan alir Pengerjaan Tugas Akhir Gambar 3.2 Bagan alir Optimasi Linear Programming BAB IV ANALISA HIDROLOGI 4.1 Perhitungan Debit Andalan Data debit yang tersedia merupakan debit intake bendung, yang diperoleh dari hasil pengukuran debit dari tahun 1997 sampai dengan tahun 2006 (Tabel 4.1). Untuk keperluan air irigasi akan dicari debit andalan bulanan dengan tingkat keandalan sebesar 80%. Dengan demikian diharapkan debit tersebut cukup layak untuk keperluan penyediaan air untuk irigasi.

8 Debit andalan 80% ialah debit dengan kemungkinan terpenuhi 80% atau tidak terpenuhi 20% dari periode waktu tertentu. Untuk menentukan kemungkinan terpenuhi atau tidak terpenuhi, debit yang sudah diamati disusun dengan urutan dari terbesar menuju terkecil. Catatan n tahun sehingga debit dengan kemungkinan tak terpenuhi 20%, dapat dihitung volume andalan dengan menggunakan pendekatan empiris dengan rumus : m = 0,20 n keterangan : m = tingkatan tak terpenuhi n = jumlah tahun penngamatan Contoh Perhitungan untuk data bulan Januari periode pertama : a. Merangking data debit intake bulanan dari yang terbesar sampai yang terkecil dari tahun 1997 sampai dengan tahun 2006 ( Tabel 4.2.). b. Menghitung persentase kemungkinan tak terpenuhi m = 0,20 n = 0,2 x 10 = 2 (peringkat 2 terbawah tak terpenuhi) Dapat disimpulkan, dari data yang telah diurutkan dari yang terbesar sampai terkecil, karena 2 peringkat terbawah merupakan debit tak terpenuhi, diambil peringkat 3 terbawah sebagai nilai debit andalannya. Tabel 4.1 Data Debit Sungai Jatiroto Periode 10 harian (m 3 /s) Tahun Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Total ,322 10,151 10,078 7,653 2,992 4,048 6,351 16,711 12,417 9, ,259 11,111 10,656 9,305 3,107 3,350 6,351 17,919 11,937 10, ,217 8,272 11,511 9,830 3,059 4,215 8,340 16,290 12,454 12, ,666 12,487 10,084 5,856 4,065 3,945 9,116 16,618 9,646 11, ,024 10,514 10,084 6,352 5,456 7,695 9,561 13,640 13,987 13, ,880 11,549 10,084 6,258 5,456 8,440 7,102 12,835 13,454 14, ,599 7,302 5,084 6,522 5,426 7,680 6,211 15,311 10,171 15, ,863 11,232 5,468 8,456 4,052 6,309 6,884 17,311 12,617 13, ,137 10,929 3,207 6,432 4,324 10,069 5,296 13,624 10,171 13, ,729 9,681 2,246 4,793 4,746 9,133 7,860 11,224 13,077 12, ,204 6,544 3,161 4,793 4,350 9,202 7,411 14,063 11,786 10, ,262 7,878 3,161 4,286 4,286 9,341 6,724 12,144 14,994 8, ,761 7,878 3,910 7,562 4,917 8,678 5,035 8,296 13,767 6, ,663 6,544 3,257 8,318 5,106 9,202 4,697 7,291 11,702 6, ,663 3,342 2,225 8,318 5,185 9,341 5,345 11,351 9,376 5, ,567 2,409 1,526 5,484 4,537 5,182 6,051 12,260 6,003 6, ,841 1,842 1,677 5,673 4,537 5,106 6,051 7,405 6,003 5, ,617 4,157 2,711 5,484 4,537 5,106 6,051 6,414 5,259 5, ,759 4,540 3,017 6,240 4,917 4,625 4,779 7,980 5,259 4, ,449 4,829 3,017 6,011 4,958 4,625 4,416 6,204 4,350 4, ,545 5,096 3,017 5,823 4,568 4,283 4,419 4,616 4,350 5, ,403 5,113 1,364 5,796 4,958 4,658 3,399 4,728 4,130 5, ,819 4,923 1,364 5,796 4,400 4,386 3,399 4,728 4,130 4, ,206 16,613 1,364 5,607 4,917 4,130 3,399 4,728 4,130 4, ,016 11,319 2,550 5,399 4,060 3,355 3,870 5,994 3,350 3, ,016 11,909 2,550 4,726 3,870 3,203 3,870 4,728 3,350 3, ,016 11,909 2,550 4,726 3,866 3,200 3,870 4,728 3,350 3, ,750 10,442 3,816 5,356 3,757 3,350 2,750 3,870 3,350 3, ,750 10,557 3,816 6,499 4,068 3,653 2,750 3,870 3,350 3, ,750 9,688 4,731 6,259 4,917 3,657 2,750 3,870 3,350 3, ,750 11,497 13,246 5,812 3,906 3,824 3,070 5,523 5,683 2, ,605 10,408 13,246 5,812 4,867 4,871 3,695 7,120 5,683 2, ,778 9,097 11,137 5,399 4,516 4,578 8,347 8,682 7,885 3, ,080 9,280 7,320 4,000 4,066 6,116 10,912 12,137 6,889 5, ,217 12,088 9,830 4,139 4,090 6,116 8,107 13,752 9,276 4, ,824 9,802 6,653 3,472 4,798 5,103 7,468 10,640 10,171 7, , , , , , , , , , ,745 Sumber : PU Pengairan Kabupaten Lumajang Tabel 4.2 Perhitungan Debit Andalan (m 3 /s) Peringkat ke - Bulan Periode ,711 12,417 10,151 10,078 9,491 7,653 6,351 6,322 4,048 2,992 Januari 2 17,919 11,937 11,111 10,656 10,440 9,305 9,259 6,351 3,350 3, ,290 12,987 12,454 11,511 9,830 8,340 8,272 7,217 4,215 3, ,618 12,487 11,937 10,084 9,646 9,116 5,856 5,666 4,065 3,945 Februari 2 13,987 13,640 13,552 10,514 10,084 9,561 8,024 7,695 6,352 5, ,634 13,454 12,835 11,880 11,549 10,084 8,440 7,102 6,258 5, ,876 15,311 10,599 10,171 7,680 7,302 6,522 6,211 5,426 5,084 Maret 2 17,311 13,667 12,617 11,232 8,456 6,884 6,863 6,309 5,468 4, ,667 13,624 10,929 10,171 10,069 6,432 6,137 5,296 4,324 3, ,077 12,617 11,224 9,681 9,133 7,860 4,793 4,746 3,729 2,246 April 2 14,063 11,786 10,640 10,204 9,202 7,411 6,544 4,793 4,350 3, ,994 12,144 9,341 8,428 8,262 7,878 6,724 4,286 4,286 3, ,767 8,761 8,678 8,296 7,878 7,562 6,204 5,035 4,917 3,910 Mei 2 11,702 9,202 8,318 7,291 6,582 6,544 5,106 4,697 3,663 3, ,351 9,376 9,341 8,318 5,345 5,185 5,003 3,663 3,342 2, ,260 6,051 6,003 6,003 5,484 5,182 4,537 3,567 2,409 1,526 Juni 2 7,405 6,051 6,003 5,673 5,259 5,106 4,841 4,537 1,842 1, ,414 6,051 5,484 5,259 5,259 5,106 4,617 4,537 4,157 2, ,980 6,240 5,259 4,917 4,779 4,625 4,540 4,030 3,759 3,017 Juli 2 6,204 6,011 4,958 4,829 4,625 4,416 4,350 4,030 3,449 3, ,823 5,683 5,096 4,616 4,568 4,419 4,350 4,283 3,545 3, ,796 5,683 5,113 4,958 4,728 4,658 4,130 3,403 3,399 1,364 Agustus 2 5,796 4,923 4,728 4,400 4,386 4,130 4,030 3,819 3,399 1, ,613 5,607 4,917 4,728 4,206 4,130 4,130 4,030 3,399 1, ,319 5,994 5,399 4,060 4,016 3,870 3,355 3,350 3,350 2,550 September 2 11,909 4,728 4,726 4,016 3,870 3,870 3,350 3,350 3,203 2, ,909 4,728 4,726 4,016 3,870 3,866 3,350 3,350 3,200 2, ,442 5,356 3,870 3,816 3,757 3,350 3,350 3,350 2,750 2,750 Oktober 2 10,557 6,499 4,068 3,870 3,816 3,653 3,350 3,350 2,750 2, ,688 6,259 4,917 4,731 3,870 3,657 3,350 3,350 2,750 2, ,246 11,497 5,812 5,683 5,523 3,906 3,824 3,070 2,854 2,750 November 2 13,246 10,408 7,120 5,812 5,683 4,871 4,867 3,695 2,854 2, ,137 9,097 8,682 8,347 7,885 5,399 4,578 4,516 3,763 2, ,137 10,912 9,280 7,320 6,889 6,116 6,080 5,251 4,066 4,000 Desember 2 13,752 12,088 9,830 9,276 8,107 7,217 6,116 4,723 4,139 4, ,640 10,171 9,802 7,824 7,468 7,468 6,653 5,103 4,798 3,472 Total 168,083 Ket : debit andalan sungai 4.2 Klimatologi dan Evaporasi Potensial Perhitungan klimatologi ini meliputi temperatur udara, kecepatan angin, kelembaban relatif dan lama penyinaran matahari yang berguna untuk menghitung evapotranspirasi. Karakteristik data klimatologi sebagai berikut : a) Suhu udara terendah terjadi pada bulan Agustus sebesar 25,46 C dan suhu tertinggi terjadi pada bulan November sebesar 27,44 C. b) Kelembaban udara relatif terendah terjadi pada bulan Oktober sebesar 70,56% dan tertinggi terjadi pada bulan Januari sebesar 75,94% c) Lama penyinaran matahari terendah terjadi pada bulan Maret sebesar 42,83% dan tertinggi pada bulan Mei sebesar 63,33% d) Kecepatan angin terendah terjadi pada bulan Mei sebesar 0,57 km/jam dan tertinggi terjadi pada bulan September sebesar 1,02 km/jam. Data rerata klimatologi dari Stasiun Agroklimatologi PG. Jatiroto selengkapnya disajikan pada tabel 4.6. Berikut contoh perhitungan evaporasi potensial pada bulan Januari : Diketahui data-data pada bulan Januari sebagai berikut : Lokasi = 6 o Lintang Selatan Suhu rata-rata(t) C = 27,13 C Kelembaban Relatif (%) = 75,94 % Lama Penyinaran matahari (%) = 47,50 % Kecepatan angin (U) = 0,84 km/jam = 20,16 km/hari Langkah 1 : Mencari harga Tekanan Uap Jenuh (ea) (mbar) Dari data T = 27,13 C, didapat ea = 35,98 mbar ( lihat lampiran A tabel A.5)

9 Langkah 2 : Mencari harga tekanan uap nyata (ed)(mbar) ed = ea x RH = 35,98 x 75,94 % = 27,32 mbar Langkah 3 : Mencari harga Perbedaan Tekanan Uap air (ea - ed) (ea ed) = 35,98 27,32 = 8,66 mbar Langkah 4 : Mencari harga fungsi Angin f(u) f(u) = 0,27 x ( 1 + U/100 ) = 0,32 km/hari Langkah 5 : Mencari harga faktor (W) dan (1-W) Dari data T = 27,13 C, dan ketinggian rata-rata air laut = 0 m, maka didapat W = 0,76 dan (1-W) = 0,24 ( lihat lampiran A tabel A.6 dan A.7 ) Langkah 6 : Mencari harga Radiasi extra terrestial ( Ra (mm/hari)) ; Lokasi berada di 6 o LS, maka Ra = 15,80 mm/hari ( lihat lampiran A tabel A.10 ) Langkah 7 : Mencari harga Radiasi gel. Pendek (Rs) Rs = (0,25 + 0,5*(n/N)) * Ra = (0,25 + 0,5 (47,50%)) 15,80 = 7,70 mm/hari Langkah 8 : Mencari harga f(t) koreksi akibat temperatur Dari data T = 27,13 C, maka didapat f(t) = 16,19 ( lihat lampiran A tabel A.8) Langkah 9 : Mencari harga f(ed) koreksi akibat tekanan uap nyata f(ed) = 0,34-0,044 ed = 0,34-0,044 27,32 = 0,11 ( lihat lampiran A tabel A.9) Langkah 10 : Mencari harga f(n/n) f(n/n) = (0,1 + 0,9*(n/N)) = 0,1 + 0,9(47,50%) = 0,53 Langkah 11 : Mencari harga Radiasi netto Gelombang. Panjang (Rn1) Rn1 = f(t) * f(ed) * f(n/n) = 16,19 * 0,11 * 0,53 = 0,94 mm/hari Langkah 12 : Mencari harga Netto Gelombang Pendek (Rns) Rns = Rs (1 α) = 7,70* (1-0,25) = 5,78 mm/hari Langkah 13 : Mencari harga Radiasi netto (Rn) Rn = Rns Rn1= 5,78 0,94 = 4,84 mm/hari Langkah 14 : Mencari harga Faktor koreksi (c ) = 1,04 ETo = c { W. Rn + (1-W). f(u). (ea - ed) } = 1,04 { 0,76. 4,84 + (0,24). (0,32). (8,66) } = 4,52 mm/hari Untuk Perhitungan bulan yang lain direkap pada tabel 4.7. Tabel 4.5 Data Rerata Klimatologi Lokasi : 6 Lintang Selatan No JENIS DATA Satuan Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nop Des 1 Suhu ( T ) o C Kelembaban Relatif ( RH ) % Lama Penyinaran ( n/n ) % km/jam Kecepatan Angin ( u ) km/day Sumber : Stasiun Agroklimatologi PG. Jatiroto Tabel 4.6 Perhitungan Evaporasi Potensial Bulan No PERHITUNGAN Satuan Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nop Des 1 Tekanan Uap Jenuh (ea) mbar Tekanan Uap Nyata (ed) mbar Perbedaan Tek. Uap (ea-ed) mbar Fungsi Angin f(u) km/hari Faktor Pembobot ( 1 W ) Radiasi extra terrestial (Ra) mm/hari Radiasi gel. Pendek (Rs) mm/hari Radiasi Netto Gel.Pendek (Rns) mm/hari Fungsi Tek. Uap nyata f(ed) Fungsi penyinaran f(n/n) Fungsi suhu f(t) Radiasi netto Gel. Panjang (Rn1) mm/hari Radiasi netto (Rn) mm/hari Faktor Pembobot Rn ( W ) Faktor koreksi (c ) Potensial Evaporasi (Eto) mm/hari Sumber : Hasil Perhitungan BAB V KEBUTUHAN AIR UNTUK IRIGASI Dalam bab ini dibahas mengenai tinjauan umum tentang kebutuhan air untuk irigasi. Dengan pengelolaan air irigasi yang baik, dengan memberikan sejumlah air yang tepat pada waktunya sesuai dengan tingkat kebutuhan tanaman, maka akan diperoleh hasil panen yang baik. Setiap tanaman memerlukan air dalam masa pertumbuhannya sebagai zat tumbuh. Kebutuhan akan air ini berbeda-beda selama masa tumbuhnya. Masa tumbuh setiap tanaman berbeda, sehingga dalam satu tahun kita dapat mengatur macam tanaman yang ditanam sesuai dengan masa tumbuhnya. Sehingga dalam satu tahun dapat diperoleh suatu pola tanam yang sesuai dengan masa tanamnya. Umumnya setiap jenis tanaman selama pertumbuhannya akan terus menerus membutuhkan air, namun kuantitas air yang dibutuhkan sangat bervariasi. Misalnya padi yang membutuhkan penggenangan air yang cukup selama masa pertumbuhannya, sedangkan palawija membutuhkan air hanya untuk mempertahankan kelembaban tanah di sekitarnya. Jenis tanaman yang biasa ditanam di daerah irigasi Jatiroto ini meliputi padi, palawija dan sebagian besar tebu. 5.1 Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Didalam perhitungan kebutuhan air untuk irigasi di sawah, ada beberapa faktor yang mempengaruhi antara lain (Standar perencanaan irigasi KP-03) : 1. Curah hujan efektif, Turunnya curah hujan pada suatu areal lahan mempengaruhi pertumbuhan tanaman di areal tersebut. Curah hujan tersebut dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk mengganti kehilangan air yang terjadi akibat evapotranspirasi, perkolasi, kebutuhan

10 pengolahan tanah dan penyiapan lahan. Curah hujan efektif merupakan curah hujan yang jatuh pada suatu daerah dan dapat digunakan tanaman untuk pertumbuhannya. Jumlah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman tergantung pada jenis tanaman. Curah hujan efektif juga dapat dihitung berdasarkan data hujan yang tersedia dengan peluang keandalan 80%. Data berasal dari data curah hujan yang tercatat di stasiun hujan yang berdekatan / berada dalam cakupan areal irigasi tersebut yang meliputi: Stasiun Kaliboto Jatiroto Stasiun Rowokangkung Data curah hujan harian yang tersedia ialah data hujan harian dari tahun 1997 sampai dengan tahun 2006 dari stasiun hujan Rowokangkung dan Kaliboto Jatiroto yang ditampilkan pada lampiran B. Data tersebut kemudian direkap menjadi data hujan 10 harian, untuk rekapan dari tiap stasiun ditampilkan pada tabel 5.1 dan 5.2. Setelah memperoleh data hujan periode 10 harian tersebut untuk masingmasing stasiun hujan selanjutnya dilakukan perhitungan curah hujan rata-rata. Salah satu cara perhitungan curah hujan rata-rata ini ialah dengan menggunakan rumus cara rata-rata aljabar dengan alasan, bahwa cara ini ialah obyektif yang berbeda dengan cara isohyet, dimana faktor subjektif turut menentukan (Sosrodarsono, Suyono : 1985). Contoh perhitungan pada bulan Januari tahun 1997 periode I : Jumlah stasiun Pengamat n = 2 buah Point Kaliboto Jatiroto = 98 mm Point Rowokangkung = 102 mm Jumlah = 200 mm 1 Maka R = Area Rainfall (mm) = R = 2 (200) = 100 mm Untuk perhitungan bulan dan tahun yang lain direkap dalam tabel 5.3. Setelah nilai hujan rata-rata diperoleh langkah selanjutnya ialah tahap perhitungan curah hujan efektif. Proses perhitungannya ialah sebagai berikut : Contoh Perhitungan Curah Hujan Efektif Tahapan yang dilakukan sebagai berikut : a. Menghitung curah hujan rata - rata (tabel 5.3). b. Urutkan hasil hujan rata-rata tiap tahunnya dari urutan yang besar sampai yang terkecil. c. Menghitung R 80 = (n/5) + 1, dimana n = Jumlah data = 10, maka R 80 = (10/5) + 1 = 3 d. Dari 10 data hujan rata-rata yang telah diurutkan tersebut diambil urutan ke-3 dari urutan terkecil sebagai curah hujan R 80 nya (tabel 5.4). e. Menghitung Re masing-masing tanaman dengan rumus : Re padi = (R 80 x 70%)/10 mm/hari Re tebu = (R 80 x 60%)/10 mm/hari Re polowijo = (R 80 x 50%)/10 mm/hari dikaitkan dengan tabel 5.5 Untuk lebih jelasnya perhitungannya akan disajikan pada tabel 5.7 Tabel 5.4 Perhitungan Curah Hujan Re 80% Bulan Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember Sumber : Hasil Perhitungan Tabel 5.5 Curah Hujan efektif rata-rata bulanan dikaitkan dengan ET Tanaman rata-rata bulanan dan curah hujan rata-rata bulanan (USDA(SCS),1696) rerata curah hujan (mm) Eto sumber : Ref (FAO, 1977) Periode Curah Hujan (mm) peringkat ke Contoh Perhitungan : Diketahui : Curah hujan rata-rata bulanan = 100 mm Eto tanaman = 150 mm ; Pemecahan : Curah hujan efektif palawija = 74 mm

11 Tabel 5.6 Perhitungan Curah Hujan Efektif untuk Tanaman Palawija Bulan Periode 50% Re 80 Re Eto Re pol Re Pol mm/10hari mm/bulan mm/bulan mm/bulan mm/hari ,68 Januari 2 19, ,6 80,38 2,68 2, ,5 2, ,52 Februari ,5 75,46 2,52 2, , ,87 Maret ,5 129,6 56,15 1,87 1, ,5 1, ,63 April ,5 129,3 48,82 1,63 1,63 3 1,5 1, ,5 0,37 Mei ,5 125,4 11,20 0,37 0, , ,28 Juni 2 1,5 1,5 115,5 8,30 0,28 0, , ,00 Juli ,1 0,00 0,00 0, , ,00 Agustus ,3 0,00 0,00 0, , ,00 September ,7 0,00 0,00 0, , ,20 Oktober 2 0 7,5 147,6 6,00 0,20 0,20 3 7,5 0, ,80 Nopember 2 18, ,6 54,07 1,80 1, ,5 1, ,41 Desember ,3 72,39 2,41 2, ,41 Keterangan: Kolom 1 = bulan Kolom 2 = periode dekade ke-i Kolom 3 = 50% x Re 80 / 10 hari (mm/hari) (tabel 5.4) Kolom 4 = total kolom 3 selama 3 dekade tiap bulan (mm/bulan) Kolom 5 = evapotranspirasi tiap bulan (mm/bulan) ( tabel 4.7) Kolom 6 = Re palawija (interpolasi dari tabel 5.5) Kolom 7 & 8 = Re palawija pada kolom 6/30 hari (mm/hari) Tabel 5.7 Curah Hujan Efektif untuk Padi, Tebu, Palawija Reff (mm/hari) Bulan Periode R 80% padi tebu polowijo Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober Nopember Desember 1 66,00 4,62 3,96 2, ,00 2,73 2,34 2, ,00 4,41 3,78 2, ,00 3,78 3,24 2, ,00 7,70 6,60 2, ,00 3,50 3,00 2, ,00 2,80 2,40 1, ,00 6,02 5,16 1, ,00 4,27 3,66 1, ,00 4,20 3,60 1, ,00 5,88 4,04 1,63 3 3,00 0,21 0,18 1, ,00 1,47 1,26 0,37 2 0,00 0,00 0,00 0,37 3 0,00 0,00 0,00 0,37 1 0,00 0,00 0,00 0,28 2 3,00 0,21 0,18 0,28 3 0,00 0,00 0,00 0,28 1 0,00 0,00 0,00 0,00 2 0,00 0,00 0,00 0,00 3 0,00 0,00 0,00 0,00 1 0,00 0,00 0,00 0,00 2 0,00 0,00 0,00 0,00 3 0,00 0,00 0,00 0,00 1 0,00 0,00 0,00 0,00 2 0,00 0,00 0,00 0,00 3 0,00 0,00 0,00 0,00 1 0,00 0,00 0,00 0,20 2 0,00 0,00 0,00 0, ,00 1,05 0,90 0, ,00 0,98 0,84 1, ,00 2,59 2,22 1, ,00 5,39 1,92 1, ,00 3,36 2,88 2, ,00 3,92 3,36 2, ,00 5,60 4,80 2,41 Keterangan : Kolom 1 = bulan Kolom 2 = periode dekade ke-i Kolom 3 = curah hujan rata-rata 80 % (mm/10 harian) Kolom 4 = Reff. Padi = (R80% / 10 harian) x 70% Kolom 5 = Reff. Tebu = (R80% / 10 harian) x 60% Kolom 6 = Reff. palawija = dari tabel Evapotranspirasi Evapotranspirasi ini merupakan proses evaporasi dan transpirasi yang terjadi yang diperoleh berdasarkan temperatur udara, kecepatan angin, kelembaban relatif dan lama penyinaran matahari yang terjadi di lokasi. Nilai ini akan digunakan untuk memperkirakan kebutuhan air untuk pengolahan tanah untuk padi di sawah. Hasil perhitungan evapotranspirasi ini telah disajikan pada tabel 4.3 pada bab Perkolasi Perkolasi atau yang biasa disebut peresapan air ke dalam tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain tekstur tanah dan permeabilitasnya. Berdasarkan tekstur tanah lempung berliat dengan permeabilitas sedang, maka laju perkolasi dapat dipakai berkisar 1 sampai dengan 3 mm/hari. Dengan perhitungan ini nilai perkolasi diambil sebesar 2 mm/hari, mengikuti kondisi eksisting di lapangan. 4. Pengolahan tanah dan penyiapan lahan Faktor ini merupakan langkah pertama yang dibutuhkan oleh tanaman dalam mempersiapkan tanahnya untuk penanaman. Setiap jenis tanaman membutuhkan pengolahan tanah yang berbedabeda. Pengolahan tanah untuk padi membutuhkan air irigasi yang lebih banyak, karena padi akan memerlukan tanah dengan tingkat kejenuhan yang baik dan dalam keadaan tanah yang lunak dan gembur. Pengolahan tanah ini dilakukan antara 20 sampai dengan 30 hari sebelum masa tanam. Minggu pertama sebelum kegiatan penanaman dimulai, petak sawah diberi air secukupnya untuk melunakkan tanahnya. Biasanya dilakukan dengan membajak atau mencangkul sawah. Kebutuhan air untuk pengolahan tanah dipengaruhi oleh proses evapotranspirasi potensial yang terjadi. LP = M. e k / ( e k 1 ) Berikut contoh perhitungan pada bulan Januari : Eo = ETo x 1,10 = 4,52 x 1,10 = 4,972 mm/hari P = 2 mm/hari M = Eo + P = 7,972 mm/hari T = 31 hari S = Kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan 50 mm Jadi = 300 mm k = 7,972 mm/hari x 31 hari / 300mm = 0,824 LP = 7,972. e 0,824 / ( e 0,824 1 ) = 14,202 mm/hari Untuk perhitungan bulan yang lain direkap pada tabel 5.8.

12 Tabel 5.8 Perhitungan Kebutuhan Air untuk Persiapan Lahan No. parameter satuan bulan jan feb mar apr mei jun jul ags sep okt nov des 1 Eto mm/hr 4,52 4,55 4,32 4,31 4,18 3,85 4,07 4,31 4,69 4,92 4,72 4,61 2 Eo=Eto x 1.10 mm/hr 4,972 5,005 4,752 4,741 4,598 4,235 4,477 4,741 5,159 5,412 5,192 5,071 3 P mm/hr M = Eo + P mm/hr 6,972 7,005 6,752 6,741 6,598 6,235 6,477 6,741 7,159 7,412 7,192 7,071 5 T hr S mm k = MT/S 0,72 0,654 0,698 0,674 0,682 0,624 0,669 0,697 0,716 0,766 0,719 0,731 mm/hr 14,202 18,765 21,203 19,613 19,863 15,859 18,89 21,114 23,275 27,772 23,565 24,205 8 LP = (M.e k )/(e k -1) l/dt/ha 1,644 2,172 2,454 2,27 2,299 1,836 2,186 2,444 2,694 3,214 2,727 2,802 Keterangan : Eto : Evapotranspirasi potensial ( mm/hari ) Eo : Evaporasi potensial ( mm/hari ) P : Perkolasi ( 2 mm/hari ) M : Kebutuhan evaporasi dan perkolasi T : Waktu Pengolahan ( hari ) S : Kebutuhan untuk penjenuhan lapisan atas LP : Kebutuhan untuk pengolahan (mm/hari) 1/8,64 : Angka konversi satuan dari mm/hari ke lt/dt/ha 5. Koefisien tanaman Besarnya nilai suatu Koefisien tanaman tergantung dari umur dan jenis tanaman yang ada. Koefisien tanaman ini merupakan faktor yang dapat digunakan untuk mencari besarnya air yang habis terpakai untuk tanaman untuk masa pertumbuhannya. Besarnya koefisien tanaman ini akan mempengaruhi besarnya kebutuhan air untuk tanaman. Untuk mengetahui besarnya nilai koefisien tanaman, dalam studi ini bisa dilihat pada tabel 2.1 dan 2.2 pada bab II. 6. Efisiensi irigasi Agar air yang sampai pada tanaman tepat jumlahnya seperti yang direncanakan, maka air yang dikeluarkan dari pintu pengambilan harus lebih besar dari kebutuhan. Besarnya nilai efisiensi irigasi ini dipengaruhi oleh jumlah air yang hilang selama di perjalanan. Efisiensi kehilangan air pada saluran primer, sekunder dan tersier berbeda-beda pada daerah irigasi. Besarnya kehilangan air di tingkat saluran primer 80%, sekunder 90% dan tersier 90% (untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada tabel 2.3 pada bab II). Sehingga efisiensi irigasi total = 90% x 90% x 80% = 65 %. 7. Penggolongan Pada tugas akhir ini pembagian golongan diasumsikan dibagi menjadi tiga golongan dengan luas yang sama besar. 5.3 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi Dalam mencari besarnya kebutuhan air untuk irigasi tanaman, dilakukan analisa kebutuhan air yang dipengaruhi oleh faktor pengolahan tanah, perkolasi, curah hujan efektif, evapotranspirasi, efisiensi irigasi, koefisien tanaman serta faktor lainnya yang telah dibahas sebelumnya. Berikut contoh perhitungan kebutuhan irigasi untuk tanaman padi, palawija dan tebu pada awal tanam Nopember I yang akan disajikan pada table 5.9, 5.10 dan Tabel 5.9 Kebutuhan Air Tanaman Padi Pada Awal Tanam Nopember I Padi (Nopember I) Eto Re P Bulan Periode WLR Koef. Tanaman Etc NFR DR Tanam (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) c1 c2 c3 c (mm/hr) (mm/hr) (l/dt/ha) (l/dt/ha) 1 4,72 0,98 2,00 LP LP 23,56 22,58 2,61 4,02 Nop 2 4,72 2,59 2,00 1,1 LP LP 23,56 20,97 2,43 3,73 3 4,72 5,39 2,00 1,10 1,10 LP LP 23,56 18,17 2,10 3,24 1 4,61 3,36 2,00 0,83 1,10 1,10 1,10 1,10 5,07 4,54 0,53 0,81 Des 2 4,61 3,92 2,00 1,67 1,05 1,10 1,10 1,08 4,98 4,73 0,55 0,84 Hujan 3 4,61 5,60 2,00 1,67 1,05 1,05 1,10 1,07 4,93 3,00 0,35 0,53 1 4,52 4,62 2,00 1,67 1,05 1,05 1,05 1,05 4,75 3,80 0,44 0,68 Jan 2 4,52 2,73 2,00 1,67 0,95 1,05 1,05 1,02 4,61 5,55 0,64 0,99 3 4,52 4,41 2,00 0,83 0,95 0,95 1,05 0,98 4,43 2,85 0,33 0,51 1 4,55 3,78 2,00 0,00 0,95 0,95 0,63 2,87 1,09 0,13 0,19 Feb 2 4,55 7,70 2,00 0,00 0,95 0,32 1,46-4,24-0,49 0,00 3 4,55 3,50 2,00 0,00 0,00 0,00-1,50-0,17 0,00 1 4,32 2,80 2,00 LP LP 21,20 18,40 2,13 3,28 Mar 2 4,32 6,02 2,00 1,1 LP LP 21,20 15,18 1,76 2,70 3 4,32 4,27 2,00 1,10 1,10 LP LP 21,20 16,93 1,96 3,02 1 4,31 4,20 2,00 0,83 1,10 1,10 1,10 1,10 4,74 3,37 0,39 0,60 Apr 2 4,31 5,88 2,00 1,67 1,05 1,10 1,10 1,08 4,65 2,44 0,28 0,44 3 4,31 0,21 2,00 1,67 1,05 1,05 1,10 1,07 4,61 8,07 0,93 1,44 Kemarau I 1 4,18 1,47 2,00 1,67 1,05 1,05 1,05 1,05 4,39 6,59 0,76 1,17 Mei 2 4,18 0,00 2,00 1,67 0,95 1,05 1,05 1,02 4,26 7,93 0,92 1,41 3 4,18 0,00 2,00 0,83 0,95 0,95 1,05 0,98 4,10 6,93 0,80 1,23 1 3,85 0,00 2,00 0,00 0,95 0,95 0,63 2,43 4,43 0,51 0,79 Juni 2 3,85 0,21 2,00 0,00 0,95 0,32 1,23 3,02 0,35 0,54 3 3,85 0,00 2,00 0,00 0,00 0,00 2,00 0,23 0,36 1 4,07 0,00 2,00 LP LP 18,89 20,89 2,42 3,72 Juli 2 4,07 0,00 2,00 1,1 LP LP 18,89 20,89 2,42 3,72 3 4,07 0,00 2,00 1,10 1,10 LP LP 18,89 20,89 2,42 3,72 1 4,31 0,00 2,00 0,83 1,10 1,10 1,10 1,10 4,74 7,57 0,88 1,35 Ags 2 4,31 0,00 2,00 1,67 1,05 1,10 1,10 1,08 4,65 8,32 0,96 1,48 3 4,31 0,00 2,00 1,67 1,05 1,05 1,10 1,07 4,61 8,28 0,96 1,47 Kemarau II 1 4,69 0,00 2,00 1,67 1,05 1,05 1,05 1,05 4,92 8,59 0,99 1,53 Sep 2 4,69 0,00 2,00 1,67 0,95 1,05 1,05 1,02 4,78 8,45 0,98 1,51 3 4,69 0,00 2,00 0,83 0,95 0,95 1,05 0,98 4,60 7,43 0,86 1,32 1 4,92 0,00 2,00 0,00 0,95 0,95 0,63 3,10 5,10 0,59 0,91 Okt 2 4,92 0,00 2,00 0,00 0,95 0,32 1,57 3,57 0,41 0,64 3 4,92 1,05 2,00 0,00 0,00 0,00 0,95 0,11 0,17 Sumber : Hasil Perhitungan Berikut Penjelasan perhitungan yang terdapat pada tabel 5.9 : Kolom 1 : tanam Kolom 2, 3 : bulan dan dekade Kolom 4 : Evaporasi Potensial ( Tabel 4.7) (mm/hari) Kolom 5 : Hujan Efektif untuk tanaman padi ( Tabel 5.7 ) (mm/hari) Kolom 6 : Perkolasi = 2 mm/hari Kolom 7 : Water Layer Requirement (mm/hari) Kolom 8,9,10 : Koefisien Tanaman c (Tabel 2.1) Kolom 11 : Rata-rata koefisien tanaman per golongan Kolom 12 : Etc = kc x Eto (mm/hari) Kolom 13 : kebutuhan air bersih untuk irigasi (NFR) (mm/hari) NFR padi = Etc Re (untuk masa Land Preparation) NFR padi = Etc + P Re + WLR Kolom 14 : kebutuhan air bersih untuk irigasi (NFR) (lt/dt/ha) = (Kolom 13 ) / 8,64