EVALUASI KINERJA JARINGAN IRIGASI UJUNG GURAP UNTUK MENINGKATKAN EFEKTIFITAS DAN EFISIENSI PENGOLAHAN AIR IRIGASI. Disusun Oleh:

Transkripsi

1 EVALUASI KINERJA JARINGAN IRIGASI UJUNG GURAP UNTUK MENINGKATKAN EFEKTIFITAS DAN EFISIENSI PENGOLAHAN AIR IRIGASI TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian pendidikan Sarjana Teknik Sipil Disusun Oleh: MUSTAPA ALIHASMI SIREGAR B I D A N G S T U D I T E K N I K S U M B E R D A Y A A I R D E P A R T E M E N T E K N I K S I P I L F A K U L T A S T E K N I K UNIVERSITAS SUMATERA UTARA M E D A N 2013

2 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir. Penulisan Tugas Akhir ini tidak akan dapat diselesaikan dengan baik oleh penulis tanpa bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, untuk itu penulis menyampaikan rasa hormat dan terima kasih kepada : 1. Bapak Ivan Indrawan, ST, selaku Dosen Pembimbing yang berperan penting sebagai orang tua bagi penulis yang telah berkenan meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis hingga selesainya tugas akhir ini. 2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 3. Bapak Syahrizal ST,MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik. 4. Bapak Dr. Ir. A. Perwira Mulia Tarigan, M.Sc, Ibu Emma Patricia, ST. M.Eng, selaku Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberikan masukan dan kritikan yang membangun dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 5. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, selaku koordinator tugas akhir sub jurusan sumber daya air, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, yang telah memberikan izin dalam mewujudkan skripsi ini. 6. Kedua orang tua saya Rahmadi Siregar dan Weldiana Batubara yang telah memberikan bimbingan, dukungan, perhatian dan doanya selama ini serta adik-adikku Elvi Yunitas Sari Siregar, Hendriani Novita Sari Siregar, Musno Saidi Siregar, Muhammad Nispu Siregar, dan Zaskia Suci Nalurita Siregar yang selalu memberikan semangat. 7. Adinda Ayu Karmila yang telah memberikan motifasi, Do a dan membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini. 8. Bapak/Ibu staf pengajar serta pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik.

3 9. Teman-teman seperjuangan stambuk 2008, rivay, saur, ican, johan, coy, rahmad, sutan, putra, andri, ivan, lindung, arta, rico, eric, nofandi, hafiz, dani, deni, panji, dewi, sandro, boy, agi, frengki, moy, abang dan kakak stambuk 05, 06, 07, adik-adik stambuk 09, 10, 11, adik-adik kos dian yulis wulandari, ayu pratiwi, citra gustianda, widia gustiasari dan semuanya yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu terima kasih atas bantuannya selama ini. Semoga Allah SWT membalas dan melimpahkan rahmat dan karunia-nya atas bantuan dan dukungan yang telah diberikan. Penulis menyadari bahwa di dalam penelitian dan penulisan Tugas Akhir ini terdapat banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik sehingga dapat menyempurnakan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat memberi manfaat bagi para pembaca. Medan, Juni 2013 Hormat Saya Mustapa Alihasmi Siregar

4 ABSTRAK Irigasi mempunyai peranan untuk meningkatkan produksi tanaman, dengan cara mengatur, menyediakan kebutuhan air bagi tanaman. Kebutuhan air bagi tanaman dipengaruhi oleh kehilangan air yang diakibatkan penurunan kinerja jaringan irigasi. Untuk itu diperlukan sistem irigasi yang baik agar kebutuhan air bagi tanaman dapat terpenuhi. Kehilangan air yang terjadi pada saluran irigasi dapat mempengaruhi efisiensi kebutuhan air yang diperlukan oleh tanaman. Untuk meningkatkan produksi tanaman dapat juga dilakukan dengan cara mengoptimalkan lahan yang tersedia sehingga penggunaan lahan menjadi lebih efektif. Lokasi studi penelitian berada di daerah irigasi Ujung Gurap Kecamatan Batu Nadua, Kabupaten Tapanuli Selatan Padang Sidempuan. Menghitung besarnya kebutuhan air irigasi dilakukan dengan menggunakan metode F.J.Mock, dari analisis kebutuhan air irigasi didapat besarnya debit andalan DAS Batang Angkola sehingga diperoleh pola dan masa tanam yang baik. Dari pengukuran debit tersebut diketahui efisiensi pada saluran irigasi. Sedangkan untuk menghitung efektifitas lahan dilakukan dengan cara membagi luas areal yang terairi dengan luas rancangan. Berdasarkan penelitian ini debit andalan adalah sebesar 19,39 m 3 /det dan kebutuhan air adalah sebesar 0,93 lt/dt/ha. Pola tanam yang harus digunakan adalah padi-padi-palawija dengan masa tanam awal November. Efisiensi pada jaringan sekunder sebesar 89,86 %, efisiensi ini perlu ditingkatkan agar mencapai efisiensi yang ditetapkan dalam Kriteria perencanaan Irigasi yaitu untuk saluran sekunder Efisiensinya 90 %. Dari hasil penelitian di dapat bahwa Irigasi Ujung Gurap saat ini kurang efektif. Ini terlihat dari awal rencana luas irigasi yang sebesar ha dan yang dapat terairi hanya 890 ha, sehingga efektifitas pada irigasi Ujung Gurap hanya sebesar 63,75 %. Kata kunci: Analisis Kebutuhan Air, debit andalan, Efisiensi, Efektifitas.

5 DAFTAR ISI Daftar Halaman KATA PENGANTAR... i ABSTRAK... ii DAFTAR ISI... iv DAFTAR GAMBAR... v DAFTAR TABEL... vii DAFTAR NOTASI... viii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan dan Manfaat Penelitian Metode dan Tahapan Penelitian Pembatasan Masalah Sistematika Penulisan... 8 BAB II TIJAUAN PUSTAKA Siklus Hidrologi Daerah Aliran Sungai Jaringan Irigasi Klasifikasi Jaringan Irigasi Jaringan Sederhana Jaringan Irigasi Semi Teknis Jaringan Irigasi Teknis Petak Tersier Petak Sekunder Petak Primer Bangunan Irigasi Bangunan Utama Bendung Pengambilan Bebas... 21

6 Pengambilan dari Waduk Stasiun Pompa Bangunan Pembawa Bangunan Bagi dan Sadap Bangunan Pengatur dan Pengukur Bangunan Drainase Bangunan Pelengkap Analisa Hidrologi Curah Hujan Regional Kesetimbangan Air Metode Dr. F. J. Mock Debit Debit Air Pengukuran Debit Debit Andalan Analisa Kebutuhan Air untuk Irigasi Kebutuhan Air Padi di Sawah Kebutuhan Air Untuk Pengolahan Lahan Padi Penggunaan Konsumtif Perlokasi Penggantian Lapisan Air Curah Hujan Efektif Efisiensi Irigasi Efektifitas Irigasi Kebutuhan Air Sawah BAB III METODOLOGI PENELITIAN Deskripsi Daerah Studi Kondisi Umum Lokasi Studi Kondisi Klimatologi Data Teknis Lapangan... 53

7 Jaringan Irigasi Ujung Gurap Metode Pengumpulan Data Metode Analisis dan Pengolahan Data Analisis Hidrologi Mengukur Debit Aliran Analisis Tingkat Efisiensi Analisis Tingkat Efektifitas BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN Analisa Hidrologi Perhitungan Curah Hujan Regional Curah Hujan Efektif Daerah Aliran Sungai Batang Angkola Evapotranspirasi Debit Andalan Batang Angkola dengan F.J.Mock Analisa Kebutuhan Air Pola Tanam Penyiapan Lahan dan Koefisien Tanaman Pergantian Lapisan Air Curah Hujan Efektif Bulanan Tanaman Palawija Kebutuhan Air di Ujung Gurap Analisis Tingkat Efisiensi dan Efektifitas Perhitungan Efektifitas Saluran BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

8 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman Gambar 1.1. Diagram Alir Metode Penelitian... 5 Gambar 1.2. Peta Lokasi Pekerjaan D.I. Ujung Gurap... 7 Gambar 2.1. Siklus Pendek Gambar 2.2. Siklus Sedang Gambar 2.3. Siklus Panjang Gambar 2.4. Siklus Hidrologi Secara Lengkap Gambar 2.5. Skematis Contoh Jaringan Irigasi Sederhana Gambar 2.6. Skematis Contoh Jaringan Irigasi Semi Teknis Gambar 2.7. Skematis Contoh Jaringan Irigasi Teknis Gambar 3.1.Peta Lokasi Irigasi Ujung Gurap Gambar 3.2. Alur Pengerjaan dan Pengolahan Data Gambar 4.1. Daerah Aliran Sungai Batang Angkola Gambar 4.2. Debit Andalan Metode F.J. Mock Gambar 4.3. Skema Jaringan Irigasi Ujung Gurap Gambar 4.3. Saluran BB1-BUG1 Inflow (Skala 1:50) Gambar 4.4. Saluran BB1-BUG1 Outflow (Skala 1:50) Gambar 4.5. Saluran BUG2-BUG3 Inflow (Skala 1:50)...82 Gambar 4.6. Saluran BUG2-BUG3 Outflow (Skala 1:50) Gambar 4.7. Saluran BUG4-BUG5 Inflow (Skala 1:50) Gambar 4.8. Saluran BUG4-BUG5 Outflow (Skala 1:50)... 87

9 DAFTAR TABEL Tabel Halaman Tabel 2.1. Klasifikasi Jaringan Irigasi Tabel 2.2. Contoh Bangunan Pengukuran Debit Tabel 2.3. Jenis-Jenis Alat Pengukuran Debit Tabel 2.4. Harga Koefisien Keseragaman Manning Tabel 2.5. Harga Koefisiensi Tanaman Tabel 4.1. Curah Hujan Regional DAS Batang Angkola Tabel 4.2. Rangking Curah Hujan Regional Tabel 4.3. Curah Hujan Efektif untuk Tanaman Padi Tabel 4.4. Rekapitulasi Perhitungan Evaporation Potensial (mm/hari) Tabel 4.5. Perhitungan Debit Andalan Metode F. J. Mock Tabel 4.6. Pola Tanaman Untuk Masa Tanam Awal November Tabel 4.7. Penyiapan Lahan dan Koefisiensi Tanaman Awal November Tabel 4.8. Pergantian Lapisan Air Masa Tanam Awal November Tabel 4.9. Curah Hujan Efektif Bulanan Tanaman Palawija Tabel Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Masa Tanam Awal November Tabel Tingkat Efisiensi pada Setiap Saluran Jaringan Irigasi Tabel Efisiensi Saluran Sekunder Irigasi Ujung Gurap... 88

10 DAFTAR NOTASI Notasi Halaman A = Luas Daerah yang Dibatasi oleh Garis Isohyet An = luas basah eksploitasi normal (m 2 ) BF = Aliran Dasar (m 3 /dtk/km) d = 27 (3/2) x n Dro = Limpasan Langsung Ea = evapotranspirasi aktual (mm) Ee = Evapotranspirasi terbatas(mm) Etc = penggunaan konsumtif (mm/hari) Eto = evapotranspirasi potensial (mm) ET = Evapotranspirasi Fr = bilangan Froude G = Volume air tanah (mm) g = percepatan gravitasi (m/s 2 ) HE = Hujan Efektif I = Garis Isohyet i = Faktor infiltrasi I = Infiltrasi (mm) in = Inflasi Bulan ke n (mm) k = Faktor resesi air tanah ks = koefisien kekasaran (m 1/3 /det) KAI = Kebutuhan Air Irigasi... 43

11 KA = Kehilangan Air KK = Kebutuhan Khusus KAT = Kontribusi Air Tanah L = Penyimpanan volume air tanah awal terkoreksi m = Permukaan lahan terbuka (%) n = Jumlah Stasiun Pengamat NFR = kebutuhan air irigasi di sawah (lt/det/ha) PAI = Pemberian Air Irigasi P = Curah Hujan Wilayah Qn = Banyaknya Air yang Tersedia qt = Aliran Tanah qo = Aliran Tanah pada Awal Bulan Ron = Limpasan Priode n (m 3 /dtk/km 2 ) R = Area Rainfall (mm) R1, R2,... = Poin Raun Fall Stasiun Ke-i R = Hujan Bulnan ΔS = Keseimbangan Air di Permukaan Tanah Vn = Volume Simpanan Vn-1 = volume simpanan air tanah periode n 1 (m 3 ) WS = Water Surplus... 31