RINGKASAN 1. Keperluan Air Irigasi Keperluan air irigasi dengan Pola tanam seperti pada Tabel 1. Tabel 1. Pola tanam Tanaman Luas Neto Beda tanam Jumlah Awal tanam Jumlah tanam antar blok 1 MT blok MT1 MT2 MT3 (ha) (hari) setahun Tebu 16.8 3 10 1 5 Oktober Jagung 10.3 3 10 2 5 Feb 10 Jul Kedele 9.3 3 10 2 10 Mar 10 Agus Sorghum 9.5 3 10 2 5-Nov 5 Mei Padi gogo 53.0 3 10 1 10 Feb Kawasan 8.0 Penelitian Total 106.9 1.1. Tebu Total keperluan air untuk tanaman tebu 2 043 mm, Hujan efektif 612 mm, Keperluan air irigasi netto 1 431 mm atau 2 045 mm gross (efisiensi irigasi 70%). Air irigasi untuk tanaman tebu diperlukan mulai dari periode 5 Oktober sampai dengan panen dengan rerata 0.61 l/det/ha. Jumlah air irigasi gross yang diperlukan untuk satu ha tanaman tebu adalah 20 451 m 3. Kapasitas tampung long storage 30 000 m 3, hanya cukup untuk mengairi tebu seluas 1.5 ha. Jika jam operasional pompa maksimum pada keperluan air irigasi puncak sebesar 24 jam/hari, maka diperlukan kapasitas pompa 25 liter/detik untuk mampu mengairi luasan tebu 16.8 ha 1.2. Jagung 1.2.1. Total keperluan air untuk tanaman jagung awal tanam 5 Februari (MT1) adalah 436.4 mm, Hujan efektif 390 mm, Keperluan air irigasi netto 197 mm atau 282 mm gross (efisiensi irigasi 70%). Air irigasi untuk tanaman jagung MT1 diperlukan mulai dari periode 27 Maret sampai dengan periode 5 Juni dengan rerata 0.25 l/det/ha (neto). Jumlah air irigasi yang diperlukan untuk satu ha tanaman jagung MT1 adalah 2 819 m 3. Kapasitas pompa 6.6 l/det mampu mengairi seluas 10.3 ha. 1.2.2. Untuk tanaman jagung kedua awal tanam 10 Juli (MT2), total keperluan air 551.5 mm, Hujan efektif 0 mm, Keperluan air irigasi neto 551.5 mm atau 787.9 mm gross (Efsisiensi irigasi 70%). Air irigasi untuk tanaman jagung MT2 diperlukan mulai dari periode 10 Juli sampai dengan periode 7 Nopember dengan rerata 0.70 l/det/ha. Jumlah air irigasi yang diperlukan untuk satu 1 Beda tanam antar blok atau staggering
ha tanaman jagung MT2 adalah 7 879 m 3. Kapasitas pompa untuk luas 10.3 ha adalah 13.1 l/det. 1.3. Kedele 1.3.1. Untuk tanaman kedelai MT1 awal tanam 10 Maret, total keperluan air 394.8 mm, Hujan efektif 191.5, Keperluan air irigasi neto 248.7 mm atau 355 mm gross (Efisiensi irigasi 70%). Air irigasi untuk tanaman kedele diperlukan mulai dari periode 9 Mei sampai dengan periode 28 Juni dengan rerata 0.36 l/det/ha. Jumlah air irigasi yang diperlukan untuk satu ha tanaman kedele MT1 adalah 3 553 m 3. Kapasitas pompa 7.3 l/det untuk luasan 9.3 ha. 1.3.2. Tanaman kedelai MT2 awal tanam 10 Agustus, total keperluan air 523 mm, Hujan efektif 1.4, Keperluan air irigasi neto 521.7 mm atau 745 mm gross (Efisiensi irigasi 70%). Air irigasi untuk tanaman kedele diperlukan mulai dari periode 10 Agustus sampai dengan periode 28 Nopember dengan rerata 0.75 l/det/ha. Jumlah air irigasi yang diperlukan untuk satu ha tanaman kedele MT2 adalah 7 452 m 3. Kapasitas pompa 11.5 l/det mampu mengairi seluas 9.3 ha. 1.4. Sorghum 1.4.1. Untuk tanaman sorghum MT1 awal tanam 5 November, total keperluan air 522.4 mm, Hujan efektif 573.1, Keperluan air irigasi neto 42.5 mm atau 61 mm gross (Efisiensi irigasi 70%). Air irigasi untuk tanaman sorghum diperlukan mulai dari periode 5 November sampai dengan periode 15 Desember dengan rerata 0.05 l/det/ha. Jumlah air irigasi yang diperlukan untuk satu ha tanaman sorghum MT1 adalah 606 m 3. Kapasitas pompa 2.4 l/det untuk luasan 9.3 ha. 1.4.2. Tanaman sorghum MT2 awal tanam 5 Mei, total keperluan air 493.7 mm, Hujan efektif 21.7, Keperluan air irigasi neto 473.2 mm atau 676 mm gross (Efisiensi irigasi 70%). Air irigasi untuk tanaman sorghum diperlukan mulai dari periode 15 Mei sampai dengan periode 22 September dengan rerata 0.54 l/det/ha. Jumlah air irigasi yang diperlukan untuk satu ha tanaman sorghum MT2 adalah 6 759 m 3. Kapasitas pompa 8.7 l/det mampu mengairi seluas 9.5 ha.
No Tanaman Okt Nop Des Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep 1 Tebu 16.8 ha Blok 1 Blok 2 Blok 3 2 Jagung 10.3 ha MT1 MT2 Blok 1 Blok 2 Blok 3 3 Kedele 9.3 ha MT1 MT2 Blok 1 Blok 2 Blok 3 4 Sorghum 9.5 ha MT2 MT1 Blok 1 Blok 2 Blok 3 5 Padi Gogo 53 ha MT1 Blok 1 Blok 2 Blok 3 Gambar 1. Pola tanam yang dicobakan
1.5. Total Keperluan air untuk 100 ha kebun 1.5.1. Kapasitas irigasi maksimum untuk jam kerja pompa 24 jam/hari, 12 jam/hari, 10 jam/hari dan 8 jam/hari masing-masing 65 lt/det, 130 lt/det, 156 lt/det, dan 195 lt/det. 1.5.2. Total volume (kapasitas) tampungan air (storage) yang diperlukan sekitar 810 617 m 3 pada tahun kering. Jika rerata kedalaman storage 2.5 m, maka luas storage yang diperlukan sekitar 32.4 hektar. 1.5.3. Total kapasitas simpan storage yang ada sekarang ini berupa long storage (bendali), saluran drainase jalan usahatani utama, jalan usahatani, dan saluran drainase utama di lokasi MRS (100 ha) adalah sekitar 60 000 m 3. Persentase terbesar dari long storage (52% atau 31 200 m 3 ). Seandainya mutu airnya masih baik untuk irigasi, maka total areal kebun yang dapat diairi hanya sekitar 4 ha dari 100 ha yang tersedia. 2. Mutu Airtanah dan Air Permukaan 2.1. Untuk Manusia Air sumur di sekitar lokasi tidak layak untuk air minum manusia. Air sumur penduduk (kedalaman 5 m) di Kuprik biasa digunakan sebagai air minum oleh penduduk, tak berwarna, tak berbau, EC = 1.6 ms/cm, ph 7.1, dilakukan penyaringan dengan kain masih terdapat endapan kapur. Pada musim kemarau air sumur terasa payau. Perlu dicarikan teknologi sederhana untuk pengendapan kapur. 2.2. Air Minum Ternak Air sumur di sekitar lokasi mempunyai EC sekitar 7 mmos/cm masih cukup baik untuk ternak dengan kemungkinan terjadi diare ringan. Tetapi jelek untuk unggas karena menyebabkan water feces, kenaikan mortalitas dan pertumbuhan berkurang. 2.3. Mutu Air untuk Tanaman Penggunaan air permukaan di long storage dan air sumur penduduk di sekitar lokasi untuk irigasi, ditinjau dari nilai EC, Adj SAR, Cl termasuk dalam klasifikasi bermasalah besar, akan tetapi dari kandungan Boron tidak ada masalah. 3. Potensi Air Tawar 3.1. Air Sungai Air Sungai Maro di lokasi MIFEE tidak dapat digunakan untuk irigasi tanaman karena salinitas tinggi. Dinas PU kabupaten Merauke mengidentifikasi bahwa air Sungai Maro dapat dimanfaatkan untuk irigasi tanaman pada jarak sekitar 60 km dari PA-3 ke arah hulu.
3.2. Air Rawa 3.2.1. Dengan asumsi luas rawa neto 10 km 2, rerata kedalaman 1.5 m, maka volume neto pada musim kemarau sekitar 15 juta m 3. Jika 50% digunakan untuk keperluan air irigasi pada MK maka potensi aktual sekitar 7.5 juta m 3. Keperluan air irigasi total per ha pada tahun kering 14 201 m 3 /ha, pada tahun normal 6 932 m 3 /ha. Potensi rawa tersebut dapat mengairi lahan pertanian pada tahun kering sekitar 530 ha, dan pada tahun normal sekitar 1 080 ha. 3.2.2. Berdasarkan gambar profil memanjang saluran pasok air dari rawa Erom sampai ke simpang 4 (4 115 m). Elevasi dasar saluran bervariasi secara lokal setiap jarak 300 m dengan rerata kemiringan 0.2 per mil (0.2 m setiap 1000 m). Pada jalur tersebut terdapat enam lokasi hambatan aliran air karena saluran tertutup oleh jalur jalan tanpa gorong-gorong. Untuk mengalirkan pasok air tawar ruas saluran tersebut harus bebas hambatan dengan membuat gorong-gorong di setiap lintasan jalan. Dengan gorong-gorong kotak 1 x 1 m, beton bertulang, panjang 5 m, perkiraan biaya per unit Rp 16 juta, maka total biaya Rp 96 juta. 3.2.3. Dengan kemiringan dasar saluran 0.2 per mil, maka diperlukan galian tambahan kedalaman saluran. Jumlah volume galian 3 190 m 3, unit cost galian Rp 31 613/m 3, maka taksiran biaya Rp 100.85 juta (unit cost menggunakan Analisa Harga Satuan Galian Tanah Lumpur menggunakan exavator, Dinas PU Merauke, 2008). 3.2.4. Untuk mengalirkan air dari saluran rawa ke saluran jalan lokasi lahan usaha Medco diperlukan box culvert 1 x 1.5 x 1.5 m, melintang jalan di lokasi titik 84 (70 m dari Simpang 4). Penampang melintang jalan di lokasi titik 84. Panjang gorong-gorong 17 m. Taksiran biaya Rp 179 juta. 3.2.5. Untuk menjamin pasok air tawar dari rawa Erom maka saluran sepanjang sekitar 325 m memerlukan pengerukan dasar saluran sekitar 1-1.5 m, sehingga elevasi dasar saluran menjadi sekitar 1.000 m. Elevasi tanggul long storage + 2.646 m, dengan kedalaman 4 m, maka elevasi dasar long storage sekitar - 1.300 m, sehingga secara gravitasi air dari saluran jalan akan mengisi long storage sampai elevasi muka air sama dengan elevasi muka air di saluran drainase jalan (sekitar + 1.20 m). Elevasi pompa di intake sekitar +1.80 m, sehingga tinggi isap sekitar 0.5 1.5 m. Total volume galian 480 m 3, unit cost galian Rp 31 613/m 3, maka taksiran biaya Rp 15.117 juta. 3.2.6. Untuk menjamin pasok air tawar dari rawa Erom maka saluran sepanjang sekitar 2 300 m memerlukan pengerukan dasar saluran sekitar 1-1.5 m, sehingga dasar saluran mempunyai kemiringan 0.2 per mil. Volume galian saluran 6 983 m 3, unit cost Rp 31 613/m 3, taksiran biaya Rp 220.740 juta. Pada jalur ini terdapat hambatan jalan traktor tanpa gorong-gorong di titik 99a, berjarak sekitar 800 m dari Simpang 4. Taksiran biaya untuk membangun gorong-gorong Rp 16 juta.
3.2.7. Perkiraan total biaya infrastruktur meliputi: pengadaan pompa aksial dan rumah pompa, pendalaman saluran, dan gorong-gorong adalah Rp 2 228 000 000. Tabel 2. Biaya infrastruktur pasok air tawar dari rawa erom Ruas saluran Panjang (m) Vol gali (m 3 ) Biaya gali Jumlah Biaya goronggorong (Juta Rp) Hambat (Juta an Rp) Rawa Erom-Simpang 4 4,115 3,190 100.85 6 96.00 Simpang 4-400 m 179.00 Simpang4 ke Long Storage 325 480 15.18 Simpang4 ke Jembatan arah Kumbe 2,300 6,983 220.74 1 16.00 Jumlah 336.76 291.00 Pompa Axial RH 30V, Tirta Pahala III Kap Rp Juta 300 L/det 1,500 Rumah pompa 100 Biaya pompa 1,600 Total Biaya Infrastruktur 2,228 unit cost galian Rp/m 3 31,613 Gorong-gorong 5 m Rp/unit 16,000,000 Gorong-gorong 17 m Rp/unit 179,000,000 4. Perencanaan Petakan Lahan 4.1. Tanaman tebu peka terhadap kelebihan air, harus diletakkan di lokasi yang kemungkinan kebanjirannya paling kecil. Evaluasi sementara pada MH elevasi muka air di saluran drainase utama di lokasi PA-3 sekitar + 1.50 m. Dugaan elevasi muka air di pangkal saluran drainase utama sekitar + 1.80 m (panjang 3000 m dengan kemiringan muka air 0.1 per mil). Kedalaman akar tebu 0.5 m, sehingga elevasi lahan untuk tanaman tebu + 2.30 m (0.5 m + 1.80 m). Dengan demikian elevasi lahan lebih dari + 2.30 m dialokasikan untuk tanaman tebu pada tahap satu (T1). Jika perbaikan drainase utama, drainase kolektor, dan drainase lapangan sudah selesai diperbaiki, maka elevasi lahan antara + 2.00 2.30 m dapat dialokasikan untuk tanaman tebu tahap kedua (T2). Elevasi lahan kurang dari + 2.00 m dialokasikan untuk tanaman padi MH dan tanaman palawija lainnya pada MK (Pa/Pl). Ketiga jenis peruntukkan lahan tersebut digambarkan pada Gambar 2. Luasan masing-masing peruntukan lahan tercantum pada Tabel 3.
Tabel 3. Luas petakan lahan (gross) setiap peruntukan tanaman Peruntukan Nomor Hektar Peruntukan Nomor Hektar Pd/Pa 1 2.22 T2 1 3.31 2 1.87 2 1.81 3 3.73 3 3.08 4 2.32 4 3.19 5 3.68 5 4.16 6 2.05 6 3.72 7 3.18 7 5.03 8 4.03 8 0.63 9 1.65 9 0.99 10 4.12 10 1.02 11 2.41 11 0.46 12 9.19 12 0.57 13 11.25 13 3.03 14 17.85 14 1.99 Sub Total 69.55 15 1.71 T1 1 0.83 16 4.18 2 4.53 17 2.93 3 0.85 Sub Total 41.80 4 3.50 5 3.76 6 0.77 7 3.93 8 2.99 9 1.50 Sub Total 22.66 Total 134.00 Keterangan: Pd/Pa: Padi MH/Palawija MK, T1: Tebu tahap 1, T2: Tebu tahap 2, T1-1: lahan penelitian uji varietas. 5. Perencanaan Pompa Irigasi 5.1. Total areal lahan yang ditanami seluas 73.1 ha yang terdiri dari tebu, kedele, jagung, sorghum, dan padi sawah. Total keperluan air irigasi dengan menggunakan asumsi efisiensi lapangan 70% dan efisiensi penyaluran 80%., maka dapat dihitung kapasitas pompa yang diperlukan pada berbagai maksimum jam kerja pompa. Untuk total luasan tanam 73.1 Ha, pada maksimum jam kerja pompa 10 jam/hari maka total kapasitas pompa yang diperlukan adalah 199.3 L/det. Untuk keperluan penyediaan air tawar dari rawa, maka diperlukan pompa axial berkapasitas 199.3 L/det, pada total head 5 m. Lokasi pompa di inlet sekitar daerah rawa. 5.2. Berdasar beberapa leaflet produsen pompa dipilih Pompa Axial RH-30V, Tirta Pahala III. Jika tersedia dipilih ukuran yang lebih kecil dengan kapasitas sekitar 300 Lt/det. Alternatif lainnya pompa axial Tirta Pahala III RH 6V dengan kapasitas yang lebih besar
5.3. Jika tidak tersedia di pasaran dapat digunakan alternatif kedua, yakni jenis pompa centrifugal. Sebagai salah satu contoh adalah tipe aliran campur pompa volute merk Ebara ukuran 300 mm model 300 SZ. Dengan H = 5 m, Q = 16 m 3 /mnt (267 L/det), Putaran pompa 980 RPM, Daya motor 22 KW, Daya mesin 30 HP. 5.4. Sistim penyediaan air tawar untuk irigasi dilakukan dengan cara pemompaan air dari rawa ke saluran drainase jalan mengalir ke lokasi pompa sprinkler di long storage dan ke saluran drainase batas petakan lahan. Untuk itu diperlukan box culvert penghubung saluran di bawah jalan utama. Saluran drainase jalan berfungsi ganda sebagai saluran pembuang pada MH dan sebagai saluran pasok air pada MK. Dari saluran drainase jalan utama maupun jalan pertanian, air dipompa lagi untuk mengairi tanaman di lahan usaha. Dari long storage air dipompa ke unit sprinkler petakan lingkaran. Mesin pompa untuk sprinkler sudah tersedia dengan daya 140 HP. 5.5. Pompa yang diperlukan adalah satu unit pompa di dekat rawa dengan kapasitas 272.7 L/det (16.4 m 3 /mnt), dan beberapa unit pompa dengan kapasitas sesuai dengan masing-masing petakan dan pola tanamnya termasuk pompa sprinkler yang sudah ada sekarang. 5.6. Pompa kecil dapat dipindah (movable) 4 HP, dengan kapasitas 150 Lt/menit (2.5 Lt/det), head 10 m dapat digunakan jenis pompa centrifugal Narita mesin penggerak Robin bahan bakar bensin. Jika menggunakan pompa 4 HP yang dapat dipindah, maka jumlah unit pompa yang diperlukan untuk setiap blok petakan tanaman tercantum pada Tabel 4. Tabel 4. Jumlah unit pompa 4 HP yang diperlukan Kebutuhan Jumlah Pompa per Luas Tanaman Pompa 4 PK Robin Head (m) 10 Q (L/det) 2.5 Kapasitas Pompa Jumlah pompa Tanaman CI Luas neto (ha) Petakan L/s/ha L/s Unit Units Tebu 1.00 1.20 T1-9 4.08 4.90 1.96 2 Jagung 2.00 6.02 T1-2,T1-8,T1-2 1.14 6.86 2.74 3 Kedele 2.00 8.95 T1-4,T1-5,T1-7 1.14 10.21 4.08 4 Padi-Sorghum 2.00 55.60 Pd/Pa:1-14 3.27 181.81 72.72 73 Sorghum 2.00 1.30 T1-6,T1-3 2.73 3.54 1.42 2
Gambar 2. Rencana petakan lahan
6. Drainase 6.1. Pengelolaan air dapat dibedakan antara pengelolaan tata air mikro (on farm water management) dan pengelolaan tata air makro (canal water management). Pengelolaan tata air mikro mempunyai beberapa tujuan utama yaitu menjaga ketersediaan air untuk tanaman, membuang air yang berlebih di lahan, serta mencuci keasaman/garam dan toksisitas tanah. Pengelolaan tata air makro bersifat mendukung kegiatan pengelolaan tata air mikro. Tujuan utama pengelolaan tata air makro adalah mengatur elevasi muka air di saluran pembuang utama sehingga memungkinkan berjalannya sistim drainase lapangan. 6.2. Sistem Drainase Makro 6.2.1. Di lokasi MRC terdapat 3 buah pintu air PA-1, PA-4, dan PA-3 yang tidak jelas fungsinya. Pintu dalam keadaan selalu tertutup berarti menahan air pasang/asin S. Maro tidak masuk ke saluran drainase dan juga menahan air di saluran tidak terbuang ke S. Maro pada waktu surut. Idealnya pintu air harus berfungsi pada MH, menahan air pasang/asin tidak masuk ke saluran dan membuang air di saluran pada waktu surut. Pada MK pintu selalu tertutup supaya air pasang tidak masuk ke saluran dan mempertahankan air tetap berada di saluran pada waktu surut. 6.2.2. Pada awal musim hujan dilakukan pengamatan muka air Sungai Maro selama 2 kali 24 jam di lokasi outlet PA-3 yakni pada tanggal 8-10 November 2008 dan tanggal 25-27 Januari 2009. Hasil pengukuran menunjukkan dalam satu hari terjadi 2 kali pasang dan 2 kali surut. Pasang siang hari (jam 12.00) adalah yang tertinggi, dan surut terendah terjadi pada dini hari. Amplitudo pasangsurut sekitar 2.5 m. Elevasi pasang tertinggi sekitar + 0.600 m, surut terrendah -2.200 m. Elevasi lahan di atas + 1.50 m, maka selama 24 jam air dapat di buang secara gravitasi ke sungai Maro tanpa harus menggunakan pompa. Tipe pintu air yang diperkirakan sesuai dengan kondisi ini adalah tipe overflow yang di set pada elevasi +0.6 meter. 6.2.3. Dengan mengasumsikan bahwa kemiringan saluran drainase exisiting (S) adalah 0.0001, koefisien kekasaran Manning untuk saluran tanah tipe lempung padat adalah 0.025, modulus drainase 6.3 liter/detik/ha, luas drainase 100 Ha, dengan penampang melintang saluran drainase yang ada. Jika pintu overflow nya disetel pada elevasi +0.60 m, maka elevasi muka air saluran drainase saat kondisi puncak sekitar +1.10 m dengan kecepatan aliran 0.23 m/detik. Kecepatan tersebut masih di bawah kecepatan maksimum yang diijinkan, tetapi elevasi muka air di saluran hampir menyentuh tanggul saluran drainase (+1.19 m), walaupun tetap masih jauh di bawah dari elevasi lahan terrendah (+1.50 m). 6.3. Sistem drainase mikro 6.3.1. Setelah elevasi muka air di saluran drainase utama dapat dikendalikan sekitar 1.0 m di bawah lahan, maka drainase kolektor dan lapangan (field drainage) perlu dirancang untuk mengendalikan kedalaman airtanah maksimal sekitar 0.5
m (d1) yang tidak berdampak negatif terhadap pertumbuhan tanaman. Drainase lapang dapat berupa saluran terbuka (parit), pipa drainase, atau mole drainage. 6.3.2. Modulus drainase atau koefisien drainase adalah jumlah kelebihan air yang harus dibuang per satuan waktu, dinyatakan dalam liter/detik/ha atau mm/hari. Perhitungan modulus drainase dilakukan dengan analisis hujan maksimum untuk beberapa hari berturutan, yang didapat dari data hujan harian beberapa tahun. Dengan asumsi genangan air dapat dibuang dalam jangka waktu maksimum 5 hari pada periode ulang 5 tahun, maka modulus drainase yang dipilih adalah 54 mm/hari atau 6.3 liter/detik/ha. 6.3.3. Hasil perhitungan drainase lapangan: 6.3.3.1. Drainase parit: lebar parit drainase lapangan 0.5 m, dalam 1.0 m (d3), kedalaman airtanah di bagian tengah petakan 0.5 m (d1), modulus drainase 50 mm/hari (q), muka air di saluran drainase lapangan dari permukaan tanah (level drainage) 0.8 m (d4), maka jarak antar saluran drainase lapangan L = 20 m. Pada kondisi ini pengisian air hujan sebesar 54 mm/hari (q) akan menjamin proses pencucian garam di daerah perakaran 6.3.3.2. Sistem drainase lapangan jika menggunakan drainase pipa dengan jari-jari 10 cm, maka jarak antar pipa (L) sekitar 20 meter 6.3.3.3. Jika menggunakan drainase mole, maka jarak antar mole (spacing) tergantung pada kedalaman mole dan diameter mole yang dibuat. Kedalaman mole tergantung pada daya traktor yang digunakan dan kekerasan tanah lapisan bawah. Jika kemampuan traktor menarik mole pada kedalaman 0.6 m, maka jarak antar mole sekitar 6 m