Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil. Disusun Oleh: ADI PRANATA SINULINGGA

Transkripsi

1 EVALUASI FUNGSI HIDRAULIKA BANGUNAN UTAMA TERMASUK BANGUNAN BAGI DAN BOX TERSIER IRIGASI DI DESA TANJUNG BERINGIN KECAMATAN MUNTE KABUPATEN TANAH KARO SUMATERA UTARA Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian pendidikan sarjana teknik sipil Disusun Oleh: ADI PRANATA SINULINGGA Dosen Pembimbing Ir. MAKMUR GINTING, MSc NIP BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA 2015

2 ABSTRAK Irigasi merupakan salah satu aspek yang menonjol bagi perkembangan pertanian di Indonesia khususnya, untuk mencapai swasembada pangan yang dicanangkan oleh pemerintah Indonesia. Karena antara irigasi dan drainase tidak dapat dipisahkan maka dalam konteks pembahasan irigasi ini drainase merupakan aspek yang menonjol. Salah satu irigasi yang berada di Kabupaten Karo adalah irigasi Tanjung Beringin yang terletak di kecamatan Munte dengan luas areal seluas 80 Ha. Kehilangan air terbesar pada saluran irigasi adalah pada saluran tersier. Karena itulah diperlukan evaluasi mengenai kehilangan air pada saluran tersier. Dalam pengerjaan tugas akhir ini dilakukan tahapan penelitian berupa pengumpulan data primer dan data sekunder. Data primer yang dimaksud berupa tinggi muka air, luas tampang basah saluran, kecepatan aliran, dan dokumentasi di area penelitian. Sedangkan untuk data sekunder meliputi data dari instansi terkait antara lain data penguapan, curah hujan, kelembapan udara, kecepatan angin, suhu udara, peta topografi, serta melakukan studi pustaka yang berasal dari text book dan jurnal. Untuk menghitung debit air dalam penelitian ini menggunakan metode pelampung (float) sedangkan untuk menganalisa kehilangan air digunakan metode debit air masuk (inflow) dan debit air keluar (outflow). Untuk menghitung kebutuhan air irigasi digunakan metode penmann modifikasi yang dipengaruhi oleh faktor curah hujan efektif, dan evapotranspirasi. Dari hasil evaluasi efisiensi terbesar berada di sawah I BTB I sebesar 58,41% sedangkan kehilangan air akibat evaporasi terbesar berada di saluran tersier BTB I sebesar 54,31%. Kata kunci : Irigasi, Saluran, Kehilangan Air, Evaporasi, Efisiensi

3 KATA PENGANTAR Puji dan Syukur penulis ucapkan kepada Tuhan yang Maha Esa segala Kasih, Pertolongan dan rahmat-nya yang telah memberikan kesehatan dan hikmat kepada penulis sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan baik sesuai dengan waktu yang direncanakan. Adapun judul dari Tugas Akhir ini adalah Evaluasi Fungsi Hidraulika Bangunan Utama Termasuk Bangunan Bagi Dan Box Tersier Irigasi Di Desa Tanjung Beringin Kecamatan Munte Kabupaten Tanah Karo Sumatera Utara. Tugas Akhir ini disusun sebagai salah satu syarat menempuh jenjang pendidikan strata satu (S-1) pada Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Untuk dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini, tentunya tidak dapat terlepas dari segala hambatan dan rintangan namun berkat bantuan moril maupun materil dari berbagai pihak serta dukungan dan saran dari berbagai pihak, sehingga Tugas Akhir ini diselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih kepada orang tua tercinta, Ibunda Ukurta Br Ginting dan Ayahanda Dr. Karya Sinulingga, Msi yang telah membimbing dan mendidik penulis dengan kasih sayang, bantuan, doa, dan penguatan serta selama perkuliahan dan penyusunan skripsi ini sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan tepat waktu. Skripsi ini penulis persembahkan untuk orang tua saya sebagai tanda terimakasih yang terdalam. Dan untuk kakak-ku Winda Sinulingga, SE yang telah memberikan dukungan dan doanya untuk penulis. Penulis juga tidak lupa mengucapkan terima kasih kepada beberapa pihak yaang berperan penting yaitu: 1. Bapak Prof. Dr.Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Ir. Makmur Ginting, MSc selaku dosen pembimbing yang telah memberikan begitu banyak ilmu yang tak ternilai harganya serta

4 masukan-masukan, tenaga, pikiran yang dapat membimbing penulis sehingga terselesaikannya Tugas Akhir ini. 3. Bapak/Ibu Dosen Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan banyak sekali ilmu yang bermanfaat selama penulis menempuh pendidikan di Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 4. Bapak/Ibu Staf TU Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas, Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dalam proses administrasi selama penulis menempuh pendidikan di Departemen Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 5. Bapak/Ibu dan Staf di Instansi PU Tanah Karo, Bappeda Tanah Karo, Dinas Pertanian Tanah Karo, Camat Munte, dan Kepala Desa Tanjung Beringin yang telah memberikan data-data terkait untuk menyelasaikan Tugas Akhir ini. 6. Teman-teman Seperjuangan Sipil 09, Terutama buat angota cakber, dan anggota JH yang di ketuai oleh Lanacing. Dan teman seperjuangan di sipil Asa, Vina, Suparta, Abraham, Edwin, Sadam, Idris, Odoy, Jo, Ubul, Wahyu, Nur, Ucok, Grandong, Aul, Bebh, Putra, Ryan, Ian, Plani, Kiut, Tero, posma/ bes, lek jon, john, bembeng, pandu, ozik, Mario, Suragap, sandy,wilgon, junet,diky dan buat semua stambuk 2009 yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu terimakasih atas dukungannya. 7. Sahabat- sahabatku Adi Putra Tarigan, Ariyoga Munthe, Erik Wansen Hutabarat, Christian Zega, Junwesdy Sinaga. Dan juga yang di nice Gym kak Fit, kak Tik, dan bang Bon, serta angota CPC, yang memberikan banyak dukungan. 8. Abang dan Kakak mahasiswa stambuk 2006, 2007, 2008 yang telah banyak membantu memberikan informasi maupun memberikan dukungan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Dan adik-adik mahasiswa stambuk 2010, 2011,2012, yang telah banyak membantu memberi dukungan untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini.

5 Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih banyak jauh dari sempurna, maka dari segala saran, masukan dan kritikan yang sifatnya membangun akan penulis terima dengan tangan terbuka demi perbaikan tugas akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan berharap semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi semua. Medan, Maret 2015 Penulis Adi Pranata Sinulingga

6 DAFTAR ISI ABSTRAK......i KATA PENGANTAR......ii DAFTAR ISI...v DAFTAR TABEL......x DAFTAR GAMBAR...xi DAFTAR NOTASI.....xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penulis Batasan Masalah Metode Pengumpulan Data Sistematika Penulis...5 BAB II KONDISI EKSISTING 2.1 Pengumpulan Data Penyajian Data Panjang Saluran Irigasi di Kabupaten Karo Aliran Sungai di Tanah Karo Jaringan Daerah Irigasi Tanjung Beringin Kondisi Bangunan Utama Irigasi di Desa Tanjung Beringin Kondisi Bangunan Bagi Irigasi di Desa Tanjung Beringin Kondisi Box Tersier di Desa Tanjung Beringin...19 BAB III TINJAUN PUSTAKA 3.1 Umum Irigasi Berdasarkan PP No.2 Tahun

7 3.3 Jenis-Jenis Irigasi Irigasi Permukaan Irigasi Lokal Irigasi Dengan Penyemprotan Tradisional Dengan Ember Irigasi Pompa Air Fungsi Irigasi Manfaat Irigasi Kelebihan Irigasi Hubungan Irigasi Dengan Sirklus Hidrologi Pengukuran Hujan Infiltrasi Curah Hujan Efektif Evapotranspirasi Faktor-Faktor yang Pengaruhi Evapotranspirasi Iklim Kehilangan Air Akibat Evaporasi Metode Penmann Modifikasi Kebutuhan Air Irigasi dan Tanaman Kebutuhan Air pada Masa Penyiapan Lahan Kebutuhan Air Irigasi Kebutuhan Air Pada Masa Tanam Penggunaan Konsumtif Fungsi Dan Tujuan Bendung Jenis-Jenis Bangunan Utama Irigasi Bendung Tetap Bendung Gerak Vertikal Bendung Karet (Bendung Gerak Horisontal)...48

8 Bendung Saringan Bawah Pompa Pengambilan Bebas Bendungan Tipe Gergaji Lebar Bendung Menghitung Besarnya Pengaliran Melalui bendung Bangunan Bagi Defenisi Bangunan Bagi Letak Bangunan Persyaratan Pengontrol Taraf Muka Air Penyadap Bangunan Bagi- Sadap Bangunan Sadap Dan Bangunan Sadap Akhir Bangunan Box Tersier Debit Air Di Saluran Pengukuran Debit Dengan Menggunakan Pelampung (Float) Efisiensi Irigasi...68 BAB IV ANALISA PEMBAHASAN 4.1 Analisa Hidrologi Curah Hujan Rata-Rata Curah Hujan Efektif Evapotranspirasi Analisa Kebutuhan Air Irigasi Kebutuhan Air Pada Masa Penyiapan Lahan Kebutuhan Air Pada Masa Tanam Evaluasi Hidrolis Bendung...112

9 4.6.1 Bangunan Utama Saluran Primer Saluran Bagi Utama (BTB I) Bangunan Bagi Sekunder (BBS) Bangunan Bagi Tersier (BBT) Bangunan Box Tersier Box Tersier I (BTB I) Box Tersier II (BTB I) Saluran Bagi Utama (BTB II) Bangunan Bagi Sekunder (BBS) Bangunan Bagi Tersier (BBT) Bangunan Box Tersier Box Tersier I (BTB II) Box Tersier II (BTB II) Perhitungan Debit Pada Saluran Tersier Saluran Tersier Sawah I Untuk BTB I Saluran Tersier Sawah II Untuk BTB I Saluran Tersier Sawah I Untuk BTB II Saluran Tersier Sawah II Untuk BTB II Efisiensi Irigasi Efisiensi Saluran Pembawa Efisiensi Kebutuhan Sawah I Untuk BTB I Efisiensi Kebutuhan Sawah II Untuk BTB I Efisiensi Kebutuhan Sawah I Untuk BTB II Efisiensi Kebutuhan Sawah II Untuk BTB II Kehilangan Air di Setiap Saluran...140

10 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA...xvi LAMPIRAN...xvii

11 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Gambar 2.2 Gambar 2.3 Gambar 2.4 Gambar 2.5 Gambar 2.6 Gambar 2.7 Gambar 2.8 Gambar 3.1 Gambar 3.2 Gambar 3.3 Gambar 3.4 Gambar 3.5 Gambar 3.6 Gambar 3.7 Gambar 3.8 Gambar 3.9 Diagram Bagan Alur Metode Penelitian...8 Peta Rencana Tata Ruang Wilayah Kabupaten Tanah Karo...13 Peta Aliran Sungai Kabupaten Karo...14 Peta Situasi D.I Tanjung Beringin...15 Skema Jaringan Irigasi Tanjung Beringin...17 Bangunan Utama Irigasi Tanjung Beringin...18 Bangunan Bagi Irigasi Tanjung Beringin...19 Box Tersier Irigasi Tanjung Beringin...19 Lebar Efektif Mercu...51 Bendung Dengan Mercu Lebar...53 Bendungan Sempurna...54 Bendung Tidak Sempurna...55 Mercu Bulat...56 Sketsa Bangunan Utama...57 Denah Box Tersier...62 Potongan A-A...63 Potongan B-B...63 Gambar 3.10 Penampang Saluran Potongan C-C Dan D-D...64 Gambar 3.11 Type Box Tersier...64 Gambar 4.1 Gambar 4.2 Gambar 4.3 Gambar 4.4 Gambar 4.5 Gambar 4.6 Grafik Curah Hujan...73 Grafik Curah Hujan Efektif...78 Grafik Evapotranspirasi Dalam Hari...86 Grafik Evapotranspirasi Dalam Bulan...86 Lebar Efektif Mercu Bendung Layout Bendung D.I Tanjung Beringin...115

12 Gambar 4.7 Gambar 4.8 Pintu Saluran Primer Koefisien k Untuk Debit Tenggelam (Dari Schmidt) Gambar 4.9 Koefisien Debit µ Masuk Permukaan Pintu Datar Atau Lengkung Gambar 4.10 Pintu Saluran Bagi Utama (BTB I) Gambar 4.11 Pintu Saluran Bagi Sekunder (BTB I) Gambar 4.12 Bangunan Bagi Tersier (BTB I) Gambar 4.13 Box Tersier (BTB I) Gambar 4.14 Pintu Saluran Bagi Utama (BTB II) Gambar 4.15 Pintu Saluran Bagi Sekunder (BTB II) Gambar 4.16 Pintu Saluran Bagi Tersier (BTB II) Gambar 4.17 Box Tersier (BTB II) Gambar 4.18 Schematic Saluran Irigasi Tanjung Beringin...143

13 DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1 Grafik 4.2 Grafik 4.3 Grafik 4.4 Grafik 4.5 Grafik 4.6 Curah Hujan...73 Curah Hujan Efektif...78 Evapotranspirasi Dalam Hari...86 Evapotranspirasi Dalam Bulan...86 Kebutuhan Air Di Sawah (Ir) Kebutuhan Air Irigasi (DR)...113

14 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5 Tabel 4.6 Tabel 4.7 Tabel 4.8 Tabel 4.9 Tabel 4.10 Tabel 4.10.a Daftar Inventarisasi Panjang Saluran Irigasi Kabupaten Karo...11 Koefisien tanaman (Kc)...45 Harga-Harga Koefisien Ka dan Kp...52 Curah Hujan Rata-Rata di Stasiun Juhar (Kecamatan Munte)...72 Rekapitulasi Curah Hujan Rata-rata...73 Data Curah Hujan Efektif...75 Rekapitulasi Curah Hujan Efektif...78 Temperatur Udara...79 Penyinaran Matahari...79 Kelembaban Udara...80 Kecepatan Angin...80 Rekapitulasi Klimatologi...81 Tabel Evapotranspirasi Dengan Metode Penmann Modifikasi...82 Tabel Eto Dalam Perbulan...82 Tabel 4.10.b Tabel Keterangan Evapotranspirasi...83 Tabel 4.10.c Tabel 4.11 Tabel 4.12 Tabel Konversi...83 Rekapitulasi Evapotraspirasi...85 Kebutuhan Air Untuk Penyiapan Lahan (Land Preparation)...90 Tabel 4.13 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif Tabel 4.14 Tabel 4.15 Analisa Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi Dari Alternatif 1 s/d Alternatif Harga- harga Koefisien Ka dan Kp...114

15 DAFTAR NOTASI A = Luas penampang basa saluran (m 2 ) a = Tinggi bukaan pintu (m) B = Lebar bendung (m) b = Lebar bukaan pintu (m) Be = Lebar efektif bendung (m) c = Faktor koreksi terhadap perbedaan cuaca antara siang dan malam DR = Kebutuhan air untuk irigasi (l/dt/ha) Eloss = Kehilangan akibat evporasi (mm 3 /hari) E = Evaporasi (mm/hari) Et = Evapotranspirasi (mm/hari) Etc = Penggunaan konsumtif (mm/hari) Eto = Evapotranspirasi acuan (mm/hari) Eo = Evaporasi air terbuka (mm/hari) ea = Tekanan uap jenuh (mbar) ed = Tekanan uap nyata (mbar) Ec = Efisien penyaluran air pengaliran Ea = Efisiensi penggunaan air di petak sawah (%)

16 f(u) = Fungsi pengaruh kecepatan angin (km/hari) f(ed) = Fungsi tekanan uap nyata f(n/n) = Fungsi rasio lama penyinaran f(t ) = Fungsi temperatur g = Gravitasi (m/s 2 ) h = Tingggi air Ir = Kebutuhan air irigasi di tingkat persawahan (mm/hari) Kv = Faktor koreksi kecepatan Kp = Koefisien konstraksi pilar Ka = Koefisien konstraksi pangkal bendung Kc = Koefisien tanaman L = Panjang lintasan pelampung (m) Lp = Pengolahan tanam m = Koefisien pengaliran n = Jumlah Pilar M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah dijenuhkan (mm/hari) n/n = Rasio lama penyinaran

17 N = Lama penyinaran maksimum P = Perkolasi (mm/hari) Q = Debit aliran (m 3 /dtk) Reff = Curah hujan effektif (mm/hari) Rn = Radiasi netto (mm/hari) Rns = Radiasi gelombang pendek (mm/hari) Rnl = Radiasi netto gelombang panjnag Rs = Radiasi gelombang pendek (mm/hari) R80 = Curah hujan effektif 80% (mm/hari) S = Kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50mm, yakni 250 mm T = Waktu lintasan pelampung (dtk), t = suhu udara rata-rata bulanan ( 0 C) t = Waktu V = Kecepatan aliran (m/dtk) Vp = Kecepatan lintasan pelampung WLR = Pengganti lapisan air (mm/hari) W = Faktor koreksi terhadap radiasi temperatur