STUDI OPTIMASI PEMANFAATAN AIR WADUK LIDER DI KABUPATEN BANYUWANGI UNTUK IRIGASI

Transkripsi

1 STUDI OPTIMASI PEMANFAATAN AIR WADUK LIDER DI KABUPATEN BANYUWANGI UNTUK IRIGASI Nama Mahasiswa : Nastasia Festy Margini NRP : Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS Dosen Pembimbing : Prof.Dr.Ir. Nadjadji A, M.Sc ABSTRAK Daerah Irigasi Lider terletak di wilayah di Kecamatan Songgon, Kabupaten Banyuwangi. Jaringan Irigasi Daerah Irigasi Lider memanfaatkan sumber air dari Kali Setail dan Waduk Lider sebagai penangkap airnya, dibantu dengan sistem sungainya untuk mengairi sawah seluas 3863 Ha. Jenis tanaman terdiri dari padi dan palawija dengan pola tanam yang digunakan adalah padi-palawija-palawija. Dengan keterbatasan air yang tersedia, dilakukan analisa dengan program bantu Quantity Methods for Windows 2. Debit andalan dan kebutuhan air tiap alternatif pola tanam rencana dijadikan kendala/batasan yang digunakan sebagai inputan pengoperasian program linear. Output dari program ini ialah luas sawah maksimum tiap jenis tanaman, musim tanamnya dan keuntungan hasil tani yang akan diperoleh. Dari beberapa alternatif rencana, diperoleh pola tanam yang menghasilkan keuntungan terbesar yaitu pola tanam Padi Padi/Palawija - Padi dengan Keuntungan Rp ,00 dan intensitas tanam 296,32%. Kata kunci : daerah irigasi Lider, pola tanam, optimasi, program linier. 1

2

3 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Tinjauan Umum Ketersediaan air adalah salah satu unsur pokok bagi pertumbuhan tanaman dan juga salah satu faktor terpenting dalam peningkatan produksi pangan dibidang pertanian (irigasi) khususnya. Oleh karena itu, penentuan banyaknya air yang dibutuhkan oleh tanaman perlu diketahui dengan pasti. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi ketersediaan air antara lain : cara pemberian air, banyaknya curah hujan, dan cara pengelolaan dan pemeliharaan saluran serta bangunan yang ada. 1.2 Latar Belakang Kabupaten Banyuwangi memiliki luas daerah Ha atau 5.782,50 Km 2. Kabupaten Banyuwangi juga salah satu daerah yang menghasilkan padi terbesar di Indonesia. Pada setiap musim kemarau daerah Banyuwangi khususnya bagian selatan selalu mengalami kekeringan yang dapat menyebabkan berkurangnya hasil produksi padi. Untuk itu dibuat Waduk Lider terletak di Kecamatan Songgon, Kabupaten Banyuwangi. Waduk Lider yang berada pada rangkaian sistem sungai ini direncanakan mampu mengairi daerah irigasi seluas Ha. Waduk Lider pada musim hujan memiliki ketersediaan/potensi air sebesar 3.215,34 juta m3/tahun yang belum dimanfaatkan secara optimal. Sehingga pada musim kemarau, terjadi kekurangan air / defisit air sebesar 408,21 juta m3 atau sebesar 13,12 m3/det /tahun Detail Tujuan Dapat diketahui besar debit andalan dari Waduk Lider dan sistem sungainya yang dapat digunakan untuk kebutuhan irigasi. Dapat diketahui besar kebutuhan air irigasi dari tiap-tiap alternatif pola tanam. Dapat diperoleh hasil panen yang maksimal dari hasil optimasi. 1.5 Batasan Masalah Adapun batasan masalah dalam penyusunan tugas akhir ini sebagai berikut : 1. Data yang digunakan adalah data sekunder yang ada di lapangan 2. Studi ini hanya membahas areal daerah irigasi Waduk Lider seluas 3863 Ha. 3. Periode pemberian air untuk irigasi dilakukan setiap 10 harian. 4. Studi ini mencakup perhitungan debit andalan dari data debit Waduk Lider dengan peluang keandalan 80%. 1.6 Manfaat Studi ini diharapkan dapat menjadi bahan acuan bagi pemerintah yang berwenang untuk dapat meningkatkan hasil produksi panen dengan pengaturan pola tanam yang sesuai dengan debit andalan dari Waduk Lider. Dengan adanya potensi air yang cukup besar pada Waduk Lider diharapkan mampu untuk mengairi 3863 Ha daerah irigasi. Untuk itu dilakukan studi optimasi pada Waduk Lider agar dapat meningkatkan produksi panen dan pendapatan petani. Untuk analisa ini digunakan program linear dengan program bantu Quantity Methods for Windows Permasalahan Permasalahan Utama Berapa luasan areal optimum untuk tanaman padi dan palawija dengan debit yang tersedia pada Waduk Lider? Detail Permasalahan 1. Berapa besar debit andalan dari Waduk Lider dan pengaruh sistem sungainya yang dapat digunakan untuk kebutuhan irigasi? 2. Berapa besar kebutuhan air irigasi dari tiap-tiap alternatif pola tanam? 1.4 Tujuan Tujuan Utama Diperoleh luasan areal optimum untuk tanaman padi dan palawija dengan debit yang tersedia pada Waduk Lider untuk mencapai keuntungan yang maksimal. 1

4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Pengertian Waduk Waduk (reservoir, storage) menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia adalah kolam besar tempat menyimpan air persediaan untuk berbagai kebutuhan. Waduk dapat terbentuk secara alami ataupun waduk buatan yang dibuat oleh manusia. Waduk buatan dibangun dengan cara membuat bendungan yang dialiri air sampai waduk tersebut penuh. Fungsi utama waduk adalah sebagai tampungan air di musim hujan sehingga dapat dimanfaatkan pada musim kemarau. Jadi ketersediaan air tetap saat musim kemarau dan penghujan. Oleh karena itu perlu adanya pengelolaan yang tepat terhadap air waduk agar mendapat hasil yang maksimal Analisa hidrologi Di dalam Analisa Hidrologi ini akan dibahas mengenai perhitungan debit andalan dan perhitungan evapotranspirasi yang terjadi berdasarkan keadaan klimatologi daerah irigasi di Lider Debit andalan Debit andalan merupakan debit minimum sungai untuk kemungkinan terpenuhi yang dapat dipakai untuk irigasi (SPI KP-1 : 1986). Debit andalan pada tugas akhir ini dihitung berdasarkan data yang tersedia ialah data debit Kali Setail pada Waduk Lider dari tahun 1998 sampai dengan tahun Analisa evapotranspirasi Evapotranspirasi adalah Peristiwa evaporasi dan transpirasi yang terjadi bersama-sama. (Wiyono, Agung : 2000). Evapotranspirasi sering juga disebut sebagai kebutuhan konsumtif tanaman yang merupakan jumlah air untuk evaporasi dari permukaan areal tanaman dengan air untuk transpirasi dari tubuh tanaman. Iklim mempunyai peranan penting dalam penentuan karakteristik tersebut. 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 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 Dalam W (1-W) = faktor berat yang mempengaruhi penyinaran matahari pada evapotranspirasi Potensial.( mengacu pada tabel Penman hubungan antara temperatur dengan ketinggian ). = 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) 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 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 ). Perhitungan curah hujan rata-rata ini terdapat berbagai cara. Antara lain rumus dengan Metode Aritmatik, Metode Poligon Thiesen maupun Metode Garis Isohyet. Namun karena hanya terdapat satu buah stasiun hujan di Waduk Lider maka hanya menggunakan Metode Aritmatik. Metode Aritmatik 1

5 2 Reff R 80 Curah hujan efektif 80% (mm/hari) n 1 Rangking curah hujan efektif dihitung 5 dari curah hujan terkecil. n Adapun rumusan rata-rata aljabar sebagai berikut : n 1 R Ri n i 1 (2.2) dimana : R = curah hujan daerah (mm) n = jumlah stasiun pengamatan Ri = curah hujan tiap stasiun pengamatan Hasil perhitungan yang diperoleh dengan cara aritmatik ini hampir sama dengan cara lain apabila jumlah stasiun pengamatan cukup banyak dan tersebar merata di seluruh wilayah. Keuntungan perhitungan dengan cara ini adalah lebih obyektif. 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 dan lain-lain. Jumlah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman tergantung pada jenis tanaman. 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%. 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 (2.3) dimana : Jumlah data 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 80% dari curah hujan minimum dengan periode ulang rencana tertentu 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. Perencanaan golongan dilakukan dengan cara membagi lahan tanam dengan masa awal tanam yang berbeda. 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

6 3 T = Jangka waktu penyiapan tanah ( hari ) S = Kebutuhan air (untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm, yakni = 250 mm) Pada petak tersier, jangka waktu yang dianjurkan untuk penyiapan lahan ialah 1,5 bulan. Bila penyiapan lahan dilakukan dengan peralatan mesin, jangka waktu 1 bulan dapat dipertimbangkan. 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 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) Kebutuhan air irigasi di pintu pengambilan (WRD) NFRi DR=... 8,64 xei...(2.8) Dimana : Etc = Kebutuhan konsumtif (mm) 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 Tabel 2.1. Koefisien Tanaman Padi dan Jagung Sumber : Standar PerencanaanIirigasi 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. Besar nilai efisiensi dapat dilihat pada tabel 2.2. Tabel 2.2. Tabel Efisiensi Sumber : Standar Perencanaan Iirigasi KP 01 : 1986

7 Optimasi dengan program linear Program linear dapat digunakan untuk persoalan optimasi yang mempunyai bentuk ketidaksamaan dengan syarat fungsi tujuan dan fungsi kendala merupakan persamaan linier. Seperti pada persoalan optimasi yang lain pada program linear juga perlu ditentukan fungsi tujuan dan fungsi kendalanya ( Sidharta S.K : 1997 ). 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 X 1,X 2,X Bandingkan bentuk standar metode simpleks ini dengan rumusan standar program linear dimana fungsi-fungsi pembatas dapat bertanda, =, atau. 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 + 3X 2, sama dengan maks.(-z) = -2X 1-3X 2 2) Semua fungsi kendala dirubah menjadi bentuk persamaan, dengan cara menambah atau mengurangi dengan bilangan-bilangan slack, surplus atau artifisial. Misalnya : a. 4X 1 5X 2 6, menjadi 4X 1 5X 2 + S 1 = 6,S 1 = bil. Slack b. 4X 1 5X 2 6, menjadi 4X 1 5X 2 S 2 +R = 6, S 2 = bil. Slack; R = artifisial c. 4X 1 5X 2 = 6, menjadi 4X 1 5X 2 + R = 6,R = artifisial 3) Semua ruas kanan fungsi kendala bertanda positif. Misalnya : -4X 1 + 3X 2-8, menjadi 4X 1 3X 2 8, kemudian 4X 1 3X 2 - S 2 + R = 8, 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), Langkah 2: Langkah 3: Langkah 4: maka peubah dengan nilai c 1 paling positif akan masuk menjadi peubah basis pada tabel simpleks berikutnya sebagai peubah masuk (PM). 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. Melakukan perhitungan operasi baris elementer (OBE) pada setiap baris termasuk baris fungsi tujuan sehingga didapat bahwa POM sudah menjadi PBS, dan PK menjadi PNB. 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.

8 5 BAB III METODOLOGI Tahapan tahapan optimasi pada studi ini dapat dilihan pada diagram alir berikut : START Mulai Studi Pustaka -Data debit Waduk Lider -Data hujan dan penguapan -Skema jaringan DI dan grafik lengkung kapasitas Waduk Lider Pola tanam eksisting Pola Debit Analisa -Analisa Debit andalan -Analisa Hujan rata-rata -Analisa klimatologi tanam andalan Kebutuha Analisa Kebutuhan air irigasi Rencana pola tanam Fungsi Tujuan Z = B P.X AP1 + B W.X AW1 + Fungsi Kendala X AP1 + X AW1 Luas Gol. A q.x + q.x Q TIDAK TIDAK Verifikasi pengoperasian waduk menggunakan pola tanam eksisting Kesimpulan keseimbangan air Optimasi dengan Linear Programming YA Membandingkan keuntungan perencanaan > eksisting YA Verifikasi pengoperasian waduk menggunakan pola tanam perencanaan Analisa Linear Programming Kesimpulan hasil optimasi : Luasan maksimum masing- Intensita Pemilihan Gambar 3.2 Diagram Alir Pengerjaan Optmasi Linear Programming FINISH Gambar 3.1 Diagram Alir Pengerjaan Tugas Akhir BAB IV ANALISA HIDROLOGI 4.1. Perhitungan Debit Andalan Waduk Lider Data debit yang tersedia merupakan debit intake Waduk Lider, yang diperoleh dari hasil pengukuran debit dari tahun 1998 sampai dengan tahun 2007 (Tabel 4.1). Untuk keperluan air irigasi akan dicari debit andalan bulanan dengan tingkat keandalan sebesar 80%. Diharapkan debit tersebut cukup untuk keperluan penyediaan air untuk irigasi. 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

9 Kali Manggis Kali Kemusu Kali Sabar Dukuh 6 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 1998 sampai dengan tahun 2007 ( Tabel 4.1.). 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. Untuk hasil perhitungannya disajikan berikut ini : Tabel 4.4 Rekapan Perhitungan Debit Andalan dan Volume Andalan Waduk Lider 4.2. Debit Inflow Pada Sistem Sungai DI Lider Sistem sungai pada Daerah Irigasi Lider tidak memiliki pencatatan data debit dilapangan, data debit sungai pada masing-masing sungai dicari dengan menggunakan program bantu HEC-HMS v 3.5. Dengan data curah hujan yang tersedia pada stasiun hujan Jambewangi dapat diolah dan didapat debit sungai dengan hasil seperti pada tabel 4.5 dan 4.7. Waduk Lider ini memiliki 29 bendung dan sumber airnya didapat dari 2 sungai, yaitu Kali Sabar Dukuh dan Kali Kemusu. Debit pada outflow waduk telah tersedia jadi tidak perlu dihitung. Dengan jumlah bending yang terlalu banyak, maka dalam program HEC-HMS v 3.5 ini daerah irigasinya di bagi menjadi 3 golongan, yaitu golongan A, B, dan C seperti pada gambar 4.1. Kali Setail Tahun Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Debit Andalan Andalan (m 3 /s) (m 3 ) 1 0, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , B. Sempu Gol A. Waduk Lider B. Lider 449 Ha B. Mangli 35 Ha B. Tapak Lembu 300 Ha 369 Ha 49 Ha B. Paliran 96 Ha Saluran Lider kanan B. Sbr. Guwo 15 Ha 65 Ha B. Manggis B. Awu-Awu 373 Ha B. Gumuk B. Bejong 73 Ha 187 Ha B. Korolintang B. Sbr. Dukuh 112 Ha B. Rebut Loro 43 Ha B. Agul-Agul 130 Ha B. Klatak 45 Ha B. Marem 133 Ha Kali Sabar Dukuh B. Reksojoyo B. Klampok 120 Ha B. Gembleng B. Arau 54 Ha B. Tajab 29 Ha B. Marwo 407 Ha 150 Ha B. Gangangan 80 Ha B. Suko B. Komis I Mukti 92 Ha B. Suropati 87 Ha 71 Ha 196 Ha B. Komis II B. Srono B. Wongso 76 Ha 115 Ha 170 Ha B. Leprak I B. Jakpar 89 Ha 9 Ha Gol C. Gambar 4.1 Pembagian golongan pada DI lider Gol B.

10 7 Tabel 4.6 Data Debit Andalan Kali Sabar Dukuh Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Tahun Desember Keterangan : Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Keterangan : ,7 71,7 71,7 54,6 51,2 28,2 24,7 22,6 19,8 18,3 2 71,9 71,9 71,9 52,8 51,2 28,5 24,9 24,8 24,7 2, ,9 71,9 71,9 51,2 43,4 31,2 26,7 24,8 24,1 2, ,2 44,8 43,6 42,1 39,6 39,6 39,6 26,7 13,2 1, ,2 50,4 45,3 44,8 43, ,3 0, ,4 46,7 45,6 45,3 34,3 34,1 34,1 34,1 7,7 0, ,9 45,7 45,6 45,5 45, , ,2 45,7 45,5 44,4 36,4 31,7 31,7 31,7 8 0, ,4 41,9 40,5 39,5 34,4 21,1 21,1 21,1 18,8 1, ,6 39,5 39,4 34,7 22,8 20,9 20,9 20,9 19,4 1, ,3 39,4 36,4 30,4 24,3 22,6 19,4 19,4 19,4 1, ,6 36,4 36,3 30,3 25,5 23,4 19,4 19,4 19,4 1, ,7 42,2 36,3 35,1 34,4 30,3 20,9 20,9 20,9 1, ,7 35,9 35,3 34,4 28,1 28,1 28,1 24,3 16,3 1, ,8 35,4 35, ,2 16,3 2,74 2,1 1 50,8 35,5 35,5 35,5 35,3 34,3 28 4,56 2,1 1,9 2 47,8 41,9 41,9 41,9 35,8 28,9 12,3 4,18 3,8 1,9 3 70,3 38,3 38,3 38,3 31,4 31,3 9 4,17 3,8 3, ,3 59,7 59,7 59,7 34, ,9 3,8 3, ,9 60,1 60,1 60,1 25,1 23, ,8 7 3, ,4 49,6 49,6 49,6 44,1 23,3 21, , ,4 62,8 49,4 49,4 49,4 22,5 21,4 15,7 7 5, ,2 51,4 47,9 47,9 47,9 44,3 22,5 10,4 7 5, ,7 53,1 46,5 44,3 40,7 40,7 40,7 5,8 5, ,6 53,1 46,5 46,5 33,8 33,8 33,8 21,2 6,1 3, ,3 66,2 46,9 46,5 32,9 32,9 32,9 31,2 9,8 2, ,5 73,2 46,9 45,8 31,3 26,5 26,5 26,5 8 2, ,9 103,8 49,3 47,7 45, ,1 2, ,1 49,6 47,7 44,3 28,5 24,9 5,3 5,3 5,3 2, ,1 49,6 32,3 29,3 28,5 28, , ,8 51,1 29,4 29,1 28,2 28,2 19,3 19,3 19,3 2, ,6 51,1 35, ,4 28,2 27,1 1, ,2 51,1 39,2 35,2 33,2 33,2 33,2 27,1 5,3 1, ,6 51,1 39,4 34,7 34,7 34,7 33,7 5,3 3,1 2, ,6 52,4 52,4 52,4 49,2 38,7 37,5 5 3,65 3, ,9 65,1 65,1 65,1 44,5 30,8 29,1 6,1 5 4,38 : Debit Andalan Tabel 4.8 Data Debit Andalan Kali Kemusu Tahun ,1 52,1 52,1 39,8 37,2 20,3 17,9 16,4 14,3 13,4 2 52,2 52,2 52,2 38,4 37,2 20, ,9 17,9 17,2 3 52,2 52,2 52,2 37,2 31,5 22,7 19,3 17,9 17,4 17,2 1 37,2 32,5 31,7 30,7 28,6 28,6 28,6 19,3 10,3 9,4 2 37,2 36, ,5 31,7 26,2 26,2 26,2 6,6 3,9 3 36,5 33,9 33, ,8 24,8 24,8 24,8 5,4 3,8 1 36,2 33, ,8 24,8 24,8 24,8 6,8 5,7 2 36, ,2 26,4 23,1 23,1 23,1 6,8 5,7 3 32,2 30,2 29,6 28, ,4 15,4 15,4 13,7 13, ,6 28, ,4 15,3 15,3 15,3 14,1 13,5 2 31,8 28,6 26,4 21,9 17,7 16,3 14,2 14,2 14,2 13,5 3 29,1 26,4 26,4 21,9 18,6 16,8 14,2 14,2 14,2 10,5 1 32, ,4 25, ,9 15,3 15,3 15,3 10,5 2 36,9 26,3 25, ,5 20,5 20,5 17,5 12,1 11,8 3 36, ,5 25,5 25,5 25,4 19,8 17,4 11,8 1,5 1 36,9 33,1 25,8 25,8 25,8 25,4 25,1 20,1 1,5 1,4 2 34,7 30,5 30,5 30,5 30,2 26,2 20,7 8,6 2,8 1,4 3 51,2 30,2 27,8 27,8 27,8 22,9 22,6 6,3 2,8 2,8 1 92,1 43,4 43,4 43,4 25,1 24, ,8 6,3 2, ,6 43,6 43, ,9 16,8 15,9 4, ,1 35,9 35,9 35, ,9 15,5 13,1 4, ,3 45,7 37,8 35,8 35,8 35,8 16,3 15,5 11,4 4,9 2 92, ,3 34,7 34,7 34,7 32,3 16,3 7,5 4,9 3 89,1 38,6 36,4 33,8 32,3 29,5 29,5 29,5 4,2 2,7 1 89,1 38,6 33,8 33,8 28,7 24,5 24,5 24,5 15,3 4,4 2 93,2 48,2 34,1 33,8 23,9 23,9 23,9 22,6 15,4 7,2 3 96,3 53,2 34,1 33,3 22,7 19,2 19,2 19,2 15,3 5,8 1 81,2 75,5 35,9 34,7 33,3 16,7 16,7 16,7 15,3 6,6 2 78, ,7 31,8 20,7 18,2 14,8 3,7 3,7 3,7 3 74, ,3 21,3 20,7 20,6 14,8 5,7 5,7 5,7 1 60,1 37,1 21, ,6 20,6 17, ,3 37,1 25, ,3 20,6 19,8 10,9 3 80,9 37,1 28,4 25,4 24,1 24,1 24,1 19,8 12,2 3,8 1 79,6 37,1 28,5 25,2 25,2 25,2 24,3 19,4 3,8 2,3 2 79,6 38,1 38,1 38,1 35,6 28, ,6 3,7 2,3 3 98,9 47,3 47,3 47,3 32,1 31,9 22,1 21,2 4,5 3,7 : Debit Andalan Sumber : Hasil perhitungan 4.3. Klimatologi dan Evapotranspirasi 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 Juli sebesar 25,0 C dan suhu tertinggi terjadi pada bulan Oktober sebesar 29,7 C. b) Kelembaban udara relatif terendah terjadi pada bulan September sebesar 72,0% dan tertinggi terjadi pada bulan Maret sebesar 84,0% c) Lama penyinaran matahari terendah terjadi pada bulan Desember sebesar 31,0% dan tertinggi pada bulan Nopember sebesar 98,0% d) Kecepatan angin terendah terjadi pada bulan Oktober sebesar 2,5 km/jam dan tertinggi terjadi pada bulan September sebesar 12,6 km/jam. Data rerata klimatologi dari BMG Karang Ploso, Malang selengkapnya disajikan pada tabel 4.9. Berikut contoh perhitungan evapotranspirasi pada bulan Januari : Diketahui data-data pada bulan Januari sebagai berikut : Lokasi = 7 o Lintang Selatan Suhu rata-rata (T) C = 27,10 C Kelembaban Relatif (%) = 78,20 % Lama Penyinaran matahari (%) = 75,10 % Kecepatan angin (U) = 4,4km/jam =105,60km/hari Langkah 1 : Mencari harga Tekanan Uap Jenuh (ea) (mbar) Dari data T = 27,10 C, didapat ea = 35,94 mbar ( lihat lampiran A tabel A.5) Langkah 2 : Mencari harga tekanan uap nyata (ed)(mbar) ed = ea x RH = 35,94 x 78,20 % = 28,10 mbar Langkah 3 : Mencari harga Perbedaan Tekanan Uap air (ea-ed) (ea ed) = 35,94 28,10 = 7,84 mbar Langkah 4 : Mencari harga fungsi Angin f(u) dengan rumus f(u) = 0,27 x ( 1 + U/100 ) = 0,55 km/hari Langkah 5 : Mencari harga faktor (W) dan (1- W) Dari data T = 27,10 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 7 o LS, maka Ra = 15,80 mm/hari Langkah 7 : Mencari harga Radiasi gel. Pendek (Rs) Rs = (0,25 + 0,5*(n/N)) * Ra = (0,25 + 0,5 (75,10%)) 15,80 = 9,88 mm/hari Langkah 8 : Mencari harga f(t) koreksi akibat temperatur. Dari data T = 27,10 C, maka didapat f(t) = 16,17 Langkah 9 : Mencari harga f(ed) koreksi akibat tekanan uap nyata

11 8 f(ed) = 0,34-0,044 ed = 0,34-0,044 28,10 = 0,11 Langkah 10 : Mencari harga f(n/n) f(n/n) = (0,1 + 0,9*(n/N)) = 0,1 + 0,9(75,10%) = 0,77 Langkah 11 : Mencari harga Radiasi netto Gelombang. Panjang (Rn1) Rn1 = f(t) * f(ed) * f(n/n) = 16,17 * 0,11 * 0,77 = 1,37 mm/hari Langkah 12 : Mencari harga Netto Gelombang Pendek (Rns) Rns = Rs ( 1 9,88 ) = 7,41 mm/hari Langkah 13 : Mencari harga Radiasi netto (Rn) Rn = Rns Rn1= 7,41 1,37 = 6,04 mm/hari Langkah 14 : Mencari harga Faktor koreksi (c ) = 1,04 (Tabel 4.4) Tabel 4.10 Perhitungan Evaporasi Potensial No PERHITUNGAN Satuan Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nop Des 1 Tekanan Uap Jenuh (ea) mbar 35,72 35,70 35,72 35,70 35,71 33,60 31,72 31,72 33,61 37,80 37,81 35,72 2 Tekanan Uap Nyata (ed) mbar 28,22 27,92 29,08 29,56 28,43 26,54 25,19 24,74 25,41 28,73 28,28 20,43 3 Perbedaan Tek. Uap (ea-ed) mbar 7,50 7,78 6,64 6,14 7,28 7,06 6,53 6,98 8,20 9,07 9,53 15,29 4 Fungsi Angin f(u) km/hr 0,56 0,50 0,55 0,56 0,51 0,57 0,57 0,56 0,66 0,54 0,54 0,55 5 Faktor Pembobot ( 1 W ) 0,24 0,24 0,24 0,24 0,24 0,25 0,25 0,24 0,25 0,24 0,24 0,24 6 Radiasi extra terrestial (Ra) mm/hr 15,85 15,95 15,55 14,55 13,25 12,60 12,90 13,85 14,95 15,75 15,90 15,85 7 Radiasi gel. Netto Pendek Gel.Pendek (Rs) mm/hr 8,89 8,77 8,74 9,50 8,73 8,32 8,27 8,95 10,36 10,76 10,54 7,89 8 (Rns) mm/hr 6,67 6,58 6,55 7,13 6,55 6,24 6,20 6,71 7,77 8,07 7,91 5,92 9 Fungsi Tek. Uap nyata f(ed) 0,106 0,108 0,103 0,101 0,105 0,113 0,119 0,121 0,118 0,104 0,106 0, Fungsi penyinaran f(n/n) 0,66 0,64 0,66 0,83 0,84 0,84 0,80 0,81 0,90 0,88 0,84 0,55 11 Fungsi Radiasi suhu netto f(t) Gel. Panjang 15,9 15,93 15,95 15,96 15,94 15,91 15,46 15,42 15,91 16,3 16,31 15,96 12 (Rn1) mm/hr 1,11 1,10 1,08 1,33 1,41 1,51 1,48 1,52 1,69 1,49 1,46 1,23 13 Radiasi netto (Rn) mm/hr 5,55 5,48 5,47 5,80 5,14 4,73 4,72 5,19 6,08 6,57 6,45 4,69 14 Faktor Pembobot Rn ( W ) 0,76 0,76 0,76 0,76 0,76 0,75 0,75 0,76 0,75 0,76 0,76 0,76 15 Faktor koreksi (c ) 1,04 1,04 1,04 1,04 1,03 1,03 1,03 1,03 1,04 1,04 1,04 1,04 Potensial Evapotranspirasi (Eto mm/hr 5,43 5,30 5,23 5,44 4,94 4,68 4,61 5,03 6,15 6,43 6,39 5,79 BAB V ANALISA KEBUTUHAN AIR ETo = c { W. Rn + (1-W). f(u). (ea - ed) } = 1,04 { 0,76. 6,04 + (0,24). (0,55). (7,84) } = 5,85 mm/hari Untuk Perhitungan bulan yang lain direkap pada tabel No 1 Suhu ( T ) JENIS DATA Tabel 4.9 Data Klimatologi Satuan Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nop Des o C 27,60 27,06 27,46 27,56 27,58 26,26 25,76 25,52 26,16 28,00 28,18 27,66 2 Kelembaban Relatif ( RH ) % 79,00 78,20 81,40 82,80 79,60 79,00 79,40 78,00 75,60 76,00 74,80 57,20 3 Lama Penyinaran ( n/n ) % 62,20 60,00 62,40 80,60 81,80 82,00 78,20 79,20 88,60 86,60 82,60 49,61 4 Kecepatan Angin ( u ) km/jam 4,40 3,50 4,28 4,50 3,64 4,56 4,64 4,48 5,98 4,24 4,22 4,26 km/hari 105, , ,36 109,44 111,36 107,52 143,52 101,76 101,28 102,24 Sumber : BMG Karang Ploso Malang Bab kelima pada Laporan Tugas Akhir ini membahas mengenai tinjauan umum kebutuhan air untuk irigasi. Hal ini dimaksudkan agar pengelolaan air menjadi lebih baik, sehingga mampu memberikan sejumlah air yang tepat pada waktunya sesuai dengan tingkat kebutuhan tanaman. Hal itu akan berdampak pada hasil panen yang meningkat. Setiap tanaman memerlukan air dengan jumlah yang berbeda pada masa pertumbuhannya. Sehingga dalam satu tahun kita dapat mengatur macam tanaman yang ditanam sesuai dengan masa tumbuhnya dan diperoleh suatu pola tanam yang sesuai dengan masa tanamnya. 5.1 Kebutuhan Air untuk Irigasi Didalam perhitungan kebutuhan air untuk irigasi di sawah, ada beberapa faktor yang mempengaruhi antara lain (Standar perencanaan irigasi KP-03) : 1. Curah hujan efektif Curah hujan efektif diartikan sebagai curah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk memenuhi kehilangan air akibat evapotranspirasi tanaman, perkolasi dan lain-lain. Contoh Perhitungan Curah Hujan Efektif. Tahapan yang dilakukan sebagai berikut : a. Menghitung curah hujan rata - rata (tabel 5.1). Dalam data ini saya mendapatkan data sekunder langsung berupa data curah hujan harian dari mulai tahun 1998 s/d b. Urutkan hasil hujan rata-rata tiap tahunnya dari urutan yang besar sampai yang terkecil.(tabel 4.5) c. Menghitung R 80 = (n/5) + 1, dimana n = Jumlah data = 10, maka R 80 = (10/5) + 1 = 3

12 9 d. Dari 10 data hujan rata-rata yang telah diurutkan tersebut diambil urutan ke-3 dari urutan terkecil sebagai curah hujan R 80 nya. e. Menghitung Re masing-masing tanaman dengan rumus : = (R 80 x 70%)/10 mm/hari Re padi Re oalawija = (R 80 x 50%)/10 mm/hari dikaitkan dengan tabel 5.4 Untuk lebih jelasnya perhitungannya akan disajikan berdasarkan tabel 5 Tabel 5.2 Perhitungan Curah Hujan Re 80% Peringkat Januari Februari Maret April Mei Juni Juli Agustus September Oktober November Desember Total Keterangan : Re 80% Sumber : Hasil perhitungan Tabel 5.4 Perhitungan Curah Hujan Efektif untuk Tanaman Palawija Bulan Periode 50% Re 80 Re Eto Re pol Re Pol mm/10hari mm/bulan mm/bulanmm/bulan mm/hari ,00 0,33 Januari 2 0,40 3, ,879 10,00 0,33 0,33 3 2,77 0,33 1 0,55 0,33 Februari 2 3,75 6, ,969 10,00 0,33 0,33 3 2,06 0,33 1 1,60 0,33 Maret 2 0,05 1, ,938 10,00 0,33 0,33 3 0,18 0,33 1 2,25 0,33 April 2 0,05 3,45 163,311 10,00 0,33 0,33 3 1,15 0,33 1 0,20 0,33 Mei 2 0,15 0, ,126 10,00 0,33 0,33 3 0,36 0,33 1 0,10 0,30 Juni 2 0,00 0,3 140,356 9,12 0,30 0,30 3 0,20 0,30 1 0,00 0,31 Juli 2 0,70 0, ,206 9,18 0,31 0,31 3 0,05 0,31 1 0,10 0,33 Agustus 2 0,00 0, ,926 10,00 0,33 0,33 3 0,18 0,33 1 0,00 0,00 September 2 0, ,39 0,00 0,00 0,00 3 0,00 0,00 1 0,00 0,00 Oktober 2 0, ,907 0,00 0,00 0,00 3 0,00 0,00 1 0,20 0,33 Nopember 2 0,00 0,2 191,671 10,00 0,33 0,33 3 0,00 0,33 1 0,00 0,33 Desember 2 3,10 6, ,715 10,00 0,33 0,33 3 3,59 0,33 Sumber : Hasil perhitungan Berikut keterangan dari tabel 5.4 mengenai perhitungan curah hujan efektif untuk Palawija : Kolom 1 = bulan Kolom 2 = periode dekade ke-i Kolom 3 = 50% x Re 80 / 10 hari (tabel 5.2) dalam mm/hari Kolom 4 = total kolom 3 selama 3 dekade tiap bulan (Re 80 dalam mm/bulan) Kolom 5 = evapotranspirasi tiap bulan (dari tabel 4.3) dalam mm/bulan Kolom 6 = Re palawija (ditentukan dengan cara menginterpolasi dari tabel 5.3) Kolom 7 & 8 = Re palawija pada kolom 6/30 hari (mm/hari)

13 10 Tabel 5.5 Curah Hujan Efektif untuk Padi, Palawija. Bulan Periode R 80% Reff (mm/hari) padi palawija ,00 0,00 0,33 Januari 2 0,80 0,06 0,33 3 5,55 0,39 0,33 1 1,10 0,08 0,33 Februari 2 7,50 0,53 0,33 3 4,13 0,29 0,33 1 3,20 0,22 0,33 Maret 2 0,10 0,01 0,33 3 0,36 0,03 0,33 1 4,50 0,32 0,33 April 2 0,10 0,01 0,33 3 2,30 0,16 0,33 1 0,40 0,03 0,33 Mei 2 0,30 0,02 0,33 3 0,73 0,05 0,33 1 0,20 0,01 0,30 Juni 2 0,00 0,00 0,30 3 0,40 0,03 0,30 1 0,00 0,00 0,31 Juli 2 1,40 0,10 0,31 3 0,09 0,01 0,31 1 0,20 0,01 0,33 Agustus 2 0,00 0,00 0,33 3 0,36 0,03 0,33 1 0,00 0,00 0,00 September 2 0,00 0,00 0,00 3 0,00 0,00 0,00 1 0,00 0,00 0,00 Oktober 2 0,00 0,00 0,00 3 0,00 0,00 0,00 1 0,40 0,03 0,33 Nopember 2 0,00 0,00 0,33 3 0,00 0,00 0,33 1 0,00 0,00 0,33 Desember 2 6,20 0,43 0,33 3 7,18 0,50 0,33 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. 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 4.16 pada bab IV 3. 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 cara penyiapan lahan Faktor ini merupakan langkah pertama yang dibutuhkan oleh tanaman dalam mempersiapkan tanahnya untuk penanaman. Setiap jenis tanaman membutuhkan pengolahan tanah yang berbeda-beda. 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, sebagaimana dirumuskan sebagai contoh berikut : Eo = ETo x 1,10 = 5,43 x 1,10 = 5,972 mm/hari (Tabel 4.11) 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 = M. e k / ( e k 1 ) = 7,972. e 0,70 / ( e 0,70 1 ) = 13,584 mm/hari Untuk perhitungan bulan yang lain direkap pada tabel 5.6. Bulan No Parameter Satuan Tabel 5.6. Perhitungan Jan FebKebutuhan Mar Apr MeiAir Jun untuk Jul Ags Sept Okt Nop Des 1 Eto mm/hari Persiapan Lahan Eo = Eto x 1.10 mm/hari bulan No. 3 parameter P satuan mm/hari jan 2.00feb 2.00mar2.00apr 2.00 mei 2.00 jun 2.00 jul ags 2.00 sep 2.00 okt 2.00 nov 2.00 des M = Eto Eo + P mm/hr mm/hari 5, , , , , ,68 4, , , , , , Eo=Eto T x 1.10 mm/hrhari5, , , , ,431 5, , , , ,0730 7, , P mm/hr 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 2,000 6 S mm M = Eo + P mm/hr 7,972 7,829 7,754 7,988 7,431 7,146 7,068 7,534 8,761 9,073 9,028 8, k = MT/S T hr S mm mm/hari LP = (M.e k = MT/S k ) / ( e k - 1 ) 0,824 0,731 0,801 0,799 0,768 0,715 0,730 0,779 0,876 0,938 0,903 0,865 8 LP = (M.e k )/(e k -1) Sumber : Hasil Perhitungan l/dt/ha mm/hr 13,584 14,592 13,439 13,75 13,345 13,43 13,278 13,430 14,001 13,850 14,026 13,635 l/dt/ha 1,572 1,689 1,555 1,591 1,545 1,555 1,537 1,554 1,620 1,603 1,623 1,578 Sumber : Hasil perhitungan 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

14 11 akan mempengaruhi besarnya kebutuhan air untuk tanaman. Untuk mengetahui besarnya nilai koefisien tanaman, dalam studi ini bisa dilihat pada tabel 2.3. 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 2.4 pada bab II). Sehingga efisiensi irigasi total = 90% x 90% x 80% = 65%. 7. Penggolongan Pada tugas akhir ini areal irigasi Waduk Lider dibagi menjadi tiga golongan dengan luas yang berbeda-beda sesuai dengan urutan pemberian airnya, yaitu Golongan A yang airnya berasal dari Waduk Lider, Golongan B yang airnya berasal dari Waduk Lider serta Kali abar Dukuh, dan Golongan C yang airnya berasal dari sisa air irigasi pada Golongan B dan Kali Kemusu. Masing-masing luasnya Golongan A 974 Ha, Golongan B 1870 Ha, dan Golongan C 1019 Ha. 5.2 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. Untuk contoh tahapan perhitungan kebutuhan air irigasi akan disajikan pada tabel 5.7, 5.8, dan 5.9. Tabel 5.7. Kebutuhan Air Tanaman Padi Pada Awal Tanam Nopember I Re Padi (Nopember I) Musim Eto P Bulan Periode 80% Re Tanam WLR Koef. Tanaman Etc NFR DR (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr) (mm/hr)(mm/hr) c1 c2 c3 c (mm/hr) (mm/hr) (l/dt/ha) (l/dt/ha) 1 6,39 1,40 0,98 2,00 LP LP 14,03 12,63 1,46 2,25 Nop 2 6,39 6,60 4,62 2,00 1,1 LP LP 14,03 7,43 0,86 1,32 3 6,39 4,50 3,15 2,00 1,10 1,10 LP LP 14,03 9,53 1,10 1,70 1 5,79 2,20 1,54 2,00 0,83 1,10 1,10 1,10 1,10 6,37 7,00 0,81 1,25 Des 2 5,79 7,10 4,97 2,00 1,67 1,05 1,10 1,10 1,08 6,25 2,82 0,33 0,50 Musim Hujan 3 5,79 1,20 0,84 2,00 1,67 1,05 1,05 1,10 1,07 6,20 8,67 1,00 1,54 1 5,43 8,40 5,88 2,00 1,67 1,05 1,05 1,05 1,05 5,70 0,97 0,11 0,17 Jan 2 5,43 4,50 3,15 2,00 1,67 0,95 1,05 1,05 1,02 5,54 4,71 0,54 0,84 3 5,43 1,70 1,19 2,00 0,83 0,95 0,95 1,05 0,98 5,32 6,45 0,75 1,15 1 5,30 3,00 2,10 2,00 0,00 0,95 0,95 0,63 3,34 2,34 0,27 0,42 Feb 2 5,30 1,80 1,26 2,00 0,00 0,95 0,32 1,70 1,90 0,22 0,00 3 5,30 0,00 0,00 2,00 0,00 0,00 0,00 2,00 0,23 0,00 1 5,23 0,50 0,35 2,00 LP LP 13,439 12,94 1,50 2,30 Mar 2 5,23 0,00 0,00 2,00 1,1 LP LP 13,439 13,44 1,56 2,39 3 5,23 0,00 0,00 2,00 1,10 1,10 LP LP 13,439 13,44 1,56 2,39 1 5,44 0,00 0,00 2,00 0,83 1,10 1,10 1,10 1,10 5,99 8,82 1,02 1,57 Apr 2 5,44 0,90 0,63 2,00 1,67 1,05 1,10 1,10 1,08 5,88 8,65 1,00 1,54 Musim 3 5,44 0,00 0,00 2,00 1,67 1,05 1,05 1,10 1,07 5,82 9,49 1,10 1,69 Kemarau I 1 4,94 0,00 0,00 2,00 1,67 1,05 1,05 1,05 1,05 5,18 8,85 1,02 1,58 Mei 2 4,94 0,00 0,00 2,00 1,67 0,95 1,05 1,05 1,02 5,04 8,71 1,01 1,55 3 4,94 0,00 0,00 2,00 0,83 0,95 0,95 1,05 0,98 4,84 7,67 0,89 1,37 1 4,68 0,00 0,00 2,00 0,00 0,95 0,95 0,63 2,95 4,95 0,57 0,88 Juni 2 4,68 0,00 0,00 2,00 0,00 0,95 0,32 1,50 3,50 0,40 0,62 3 4,68 0,00 0,00 2,00 0,00 0,00 0,00 2,00 0,23 0,36 1 4,61 0,00 0,00 2,00 LP LP 13,278 15,28 1,77 2,72 Juli 2 4,61 0,00 0,00 2,00 1,1 LP LP 13,278 15,28 1,77 2,72 3 4,61 0,00 0,00 2,00 1,10 1,10 LP LP 13,278 15,28 1,77 2,72 1 5,03 0,00 0,00 2,00 0,83 1,10 1,10 1,10 1,10 5,53 8,36 0,97 1,49 Ags 2 5,03 0,00 0,00 2,00 1,67 1,05 1,10 1,10 1,08 5,43 9,10 1,05 1,62 Musim 3 5,03 0,00 0,00 2,00 1,67 1,05 1,05 1,10 1,07 5,38 9,05 1,05 1,61 Kemarau II 1 6,15 0,00 0,00 2,00 1,67 1,05 1,05 1,05 1,05 6,45 10,12 1,17 1,80 Sep 2 6,15 0,00 0,00 2,00 1,67 0,95 1,05 1,05 1,02 6,27 9,94 1,15 1,77 3 6,15 0,00 0,00 2,00 0,83 0,95 0,95 1,05 0,98 6,02 8,85 1,02 1,58 1 6,43 3,70 2,59 2,00 0,00 0,95 0,95 0,63 4,05 2,35 0,27 0,42 Okt 2 6,43 7,30 5,11 2,00 0,00 0,95 0,32 2,06-3,24-0,38-0,58 3 6,43 4,50 3,15 2,00 0,00 0,00 0,00-2,50-0,29-0,45 Tabel Rekapan Kebutuhan Air Tanaman Padi Palawija Per Musim Tanam Awal Tanam Musim Padi Polowijo m³/ha m³/ha Nop. I Hujan 21267, ,00 Kemarau I 31901, ,37 Kemarau II 27913, ,73 Nop. II Hujan 8969, ,75 Kemarau I 15456, ,10 Kemarau II 15308, ,35 Nop. III Hujan 9744, ,86 Kemarau I 15329, ,46 Kemarau II 15495, ,28 Des. I Hujan 9358, ,00 Kemarau I 15489, ,25 Kemarau II 15885, ,60 Des. II Hujan 9696, ,99 Kemarau I 14152, ,27 Kemarau II 15626, ,37 Sumber : Hasil perhitungan

15 12 BAB VI PENGOPTIMASIAN LUAS LAHAN IRIGASI 6.1 Model Optimasi Optimasi adalah salah satu cara untuk menyelesaikan permasalahan dalam pengelolaan dan pemanfaatan air yang pada akhirnya ditujukan untuk mengetahui seberapa besar hasil pengoptimasian dengan eksisting. Untuk memperoleh hasil yang optimal tersebut, dilakukan dengan pendekatan optimasi. Optimasi merupakan suatu cara untuk membuat nilai suatu fungsi agar beberapa variabel yang ada menjadi maksimum atau minimum dengan melihat kendala kendala yang ada. Dalam studi ini untuk mendapatkan yang optimal dilakukan dengan model optimasi. Persamaan yang digunakan adalah persamaan linear, sehingga disebut dengan linear programming. Adapun langkah langkahnya sebagai berikut : 1. Menetukan model optimasi. 2. Menentukan peubah peubah yang akan dioptimalkan (Kebutuhan air untuk tanaman yang optimalkan). 3. Menghitung harga batasan yang ada dalam persamaan model optimasi (berdasarkan perhitungan bab IV dan bab V). 4. Penyusunan model matematis. Model matematis dalam analisa ini terdiri dari : a. Fungsi sasaran / tujuan Fungsi sasaran / tujuan ini merupakan suatu rumusan dari tujuan pokok, yaitu hubungan antara peubah peubah yang akan dioptimalkan. Bentuknya misalnya : Memaksimalkan : nilai keuntungan, luas lahan b. Fungsi kendala Fungsi kendala ini merupakan persamaan yang membatasi kegunaan utama. Misalnya : kebutuhan air, luas lahan. 6.2 Model Matematika Optimasi Untuk memperoleh hasil yang efektif, dengan maksud mendekati kondisi kenyataan yang ada dengan metode yang dipakai maka analisa ini dilakukan dengan mengambil batasan yang mengacu pada persyaratan sesuai kondisi di lapangan sebagai berikut : 1) Daerah Irigasi Waduk Lider seluas 3863 Ha, dianggap sebagian besar ditanami padi dengan luas mínimum 2150 Ha sesuai dengan kondisi eksisting dan sebagian kecil ditanami palawija. Berikut adalah nilai produksi tiap tahun dari padi dan palawija pada tabel 6.1, namun dalam perhitungan ini diambil nilai dari harga terakhir yaitu tahun Tabel 6.1 Data Pendapatan Produksi Eksisting (ribuan rupiah) Sumber : BBWS Brantas Surabaya 2) Untuk ketersediaan air yang akan digunakan untuk mengoptimasi luas lahan ialah dengan menjumlahkan volume andalan sungai sesuai dengan musim tanam sebagai berikut : 1. Musim Hujan : Berkisar antara Nopember Februari 2. Musim Kemarau I : Berkisar antara Maret Juni 3. Musim Kemarau II : Berkisar antara Juli Oktober 3) Kapasitas Intake Waduk Lider dianggap sama dengan Debit Intake Bendung maksimum yaitu m 3 /s. 4) Model yang digunakan sebagai berikut : Maximumkan Z = B p.x AP1 + B W.X AW1 + B p.x AP2 + B W.X AW2 + B p.x AP3 + B W.X AW B p.x CP1 + B W.X CW1, dimana : Z = Nilai tujuan yang akan dicapai ( maximumkan keuntungan (Rp)) = Pendapatan produksi padi (Rp/Ha) B P B W = Pendapatan produksi palawija (Rp/Ha) X AP1 = Luasan areal tanam padi musim Hujan (Ha) X AW! = Luasan areal tanam palawija musim Hujan (Ha) X AP2 = Luasan areal tanam padi musim Kemarau I (Ha) X AW2 = Luasan areal tanam palawija musim Kemarau I (Ha) X AP3 = Luasan areal tanam padi musim Kemarau II (Ha) X AW3 = Luasan areal tanam palawija musim Kemarau II (Ha) 5) Fungsi batasan yang digunakan sebagai berikut : 1. Luas Maksimum : X AP1 + X AW1 Luas Golongan A X AP2 + X AW2 Luas Golongan A X AP3 + X AW3 Luas Golongan A, dst hingga X CP3 + X CW3 Luas Golongan C Keterangan : Luas golongan A = 974 Ha Luas golongan B = 1870 Ha Luas golongan C = 1019 Ha

16 13 2. Debit Andalan Sungai : q AP1.X AP1 + q AW1.X AW1 Q 1 q AP1.X AP1 + q AW1.X AW1 + q BP1.X BP1 + q BW1.X BW1 Q 1 q AP1.X AP1 + q AW1.X AW1 + q BP1.X BP1 + q BW1.X BW1 + q CP1.X CP1 + q CW1.X CW1 Q 1 + Q 2 + Q 3 Keterangan : q AP1 = Kebutuhan air padi tiap musim (Tabel 5.14) q AW1 = Kebutuhan air palawija tiap musim (Tabel 5.14) Q 1 = Volume andalan Waduk Lider pada musim Hujan = m 3 /musim (Tabel 4.5) Q 2 = Volume andalan Kali Sabar Dukuh pada musim Hujan = m 3 /s (Tabel 4.5) Q 3 = Volume andalan Kali Kemusu pada musim hujan = (Contoh perhitungan untuk awal tanam nopember I) Maksimumkan Z = X AP X AW X AP X AW X AP X AW X CP1 + B W.X CW1 Persamaan Kendala : X AP1 + X AW1 974, dst sampai Golongan C X AP X AW X AP X AW X BP X BW X AP X AW X BP X BW X CP X CW Q 1, Q 2, Q 3, 0 Selanjutnya, persamaan persamaan tersebut dimasukkan kedalam program bantu QM for Windows 2 seperti pada tabel 6.2. Hal itu dilakukan untuk dapat segera mendapatkan hasilnya. Tabel 6.2. Contoh Model optimasi untuk alternatif masa awal Nopember I bagian1 Tabel 6.5. Contoh Hasil Model optimasi untuk alternatif masa awal tanam Nopember I bagian 2 Sumber : output QM for Windows 2 Dari hasil output tersebut dihasilkan solusi optimum sebagai berikut : Luas Golongan A : Luas Padi MH = 0 Ha Luas Padi MK 1 = 0 Ha Luas Padi MK 2 = 0 Ha Luas Palawija MH = 471,7 Ha Luas Palawija MK 1 = 333,6 Ha Luas Palawija MK 2 = 659,1 Ha Luas Golongan B : Luas Padi MH = 0 Ha Luas Padi MK 1 = 0 Ha Luas Padi MK 2 = 0 Ha Luas Palawija MH = 1870 Ha Luas Palawija MK 1 = 1870 Ha Luas Palawija MK 2 = 494,4 Ha Luas Golongan C : Luas Padi MH = 0 Ha Luas Padi MK 1 = 0 Ha Luas Padi MK 2 = 0 Ha Luas Palawija MH = 106,3 Ha Luas Palawija MK 1 = 1019 Ha Luas Palawija MK 2 = 182,1 Ha Sehingga dari nilai luasan masing-masing tanaman tersebut akan didapat pendapatan dari fungsi nilai tujuan sebagai berikut : Z = B p.x AP1 + B W.X AW1 + B p.x AP2 + B W.X AW2 + B p.x AP3 + B W.X AW B p.x CP1 + B W.X CW1 dimana variabel variabel yang ada digantikan oleh luasan tanaman hasil optimasi diatas. Dari persamaan tersebut, didapat pendapatan produksi sebesar Rp Sedangkan pola tanam yang didapat dari hasil optimasi dengan awal tanam Nopember 1 adalah sebagai berikut : Musim Hujan : Palawija/Bero - Palawija - Palawija/Bero Musim Kemarau 1 : Palawija/Bero - Palawija Palawija Musim Kemarau 2 : Palawija/Bero - Palawija/Bero - Palawija/Bero