ANALISA NERACA AIR DAERAH IRIGASI PANCA ARGA DI KABUPATEN ASAHAN Yenni Syahreni Siagian 1 dan A. P. Mulia Tarigan 2 1 Mahasiswa Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email: yennisyahreni@gmail.com 2 Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1 Kampus USU Medan Email: a.perwira@usu.ac.id Abstrak: Optimasi penggunaan air lebih dapat digunakan secara efektif dan efisien, ini menunjukkan atas meningkatnya penggunaan air untuk kebutuhan tanaman dan kebutuhan lainya. Daerah Irigasi Panca Arga yang terletak di Kabupaten Asahan mempunyai luas lahan 1670 ha yang berpotensi meningkatkan produksi pertanian di kota Asahan. Untuk mendapatkan gambaran keseimbangan air di daerah irigasi terhadap optimasi irigasi, diperlukan beberapa data sekunder dari instansi terkait, seperti data curah hujan, data iklim, dan gambar-gambar teknik yang menunjang dalam penulisan. Melakukan studi pustaka yang berhubungan dengan hidrologi dan efisiensi irigasi. Berdasarkan hasil analisa dengan menggunakan 24 alternatif pola tanam didapat nilai NFR yang terkecil yaitu sebesar 5,18 mm/hari, dimana alternatif yang digunakan adalah alternatif ke-14. Dengan awal penyiapan lahan pada periode Juli II. Nilai debit andalan maksimum didapat pada bulan Agustus I 13,10 m 3 /det dan minimumnya 4,83 m 3 /det pada bulan Maret I. Dari hasil perhitungan neraca air maka debit inflow masih sangat mencukupi untuk kebutuhan air Daerah Irigasi Panca Arga. Key Word: Produksi Pertanian, Optimasi Irigasi, Keseimbangan Air Abstract: Optimization of the use of water can be used more effectively and efficiently, this shows the increasing use of water for crop needs and the needs of others. Panca Arga Irrigation Area which is located in the district of shavings has 1670 ha of land that could potentially increase agricultural production in the city shavings. To get an idea of the balance of water in irrigated areas of the irrigation optimization, needed some secondary data from relevant agencies, such as rainfall data, climate data, and engineering drawings that support in writing. To study literature related to hydrology and irrigation efficiency. Based on the analysis results by using 24 alternative cropping patterns obtained NFR is the smallest value that is equal to 5.18 mm / day, which is an alternative alternative use 14th. With initial land preparation in the period July II. The maximum discharge value mainstay in August I got 13.10 m3/sec and 4.83 m3/sec minimum in March I. From the calculation of the water balance is still very inadequate inflow discharge for irrigation area water needs Panca Arga. Key Word : Agricultural Production, Optimization of Irrigation, Water Balance 1. PENDAHULUAN Pengelolaan dan pengembangan sumber daya air pada dasarnya menyangkut modifikasi siklus air untuk mengatur penyediaan sumber daya air yang ada dialam hingga dperoleh kesetimbangan antra ketersediaan dan kebutuhan air. Dimana penggunaan air digunakan secara efektif dan efisien sebagai jawaban atas semakin meningkatnya permintaan akan air untuk kebutuhan tanaman maupun air bagi peruntukan lainnya.
Permasalahan yang sering dihadapi dalam operasional jaringan irigasi yang dapat dijadikan indikasi atas rendahnya kinerja jaringan diantaranya efesiensi distribusi air masih rendah terutama di tingkat jaringan tersier, manajemen operasioanl irigasi kurang tepat penerapannya sehingga dapat menimbulkan konflik, biaya operasi dan pemeliharaan tidak mencukupi sehingga fungsi jaringan cepat menurun. Sungai Bunut merupakan sumber air yang berfungsi sebagai penyedia air untuk kebutuhan irigasi, salah satunya daerah irigasi Panca Arga. Panca Arga terletak di Kabupaten Asahan Sumatera Utara. Daerah ini memiliki luas lahan budi daya padi yang sangat potensi untuk mendukung program swasembada pangan pemerintah. Daerah Irigasi Panca Arga merupakan daerah kedua terluas untuk daerah tata guna lahan potensial setelah daerah irigasi Serbangan. Namun daerah tersebut belum mendapatkan suatu perhatian maksimal dalam pengembangan pengoperasiannya terutama untuk kebutuhan irigasi. Ditambah terjadi pertukaran fungsi lahan menjadi perkebunan kelapa sawit oleh masyarakat sekitar. Jumlah areal potensi irigasi yang ada di daerah irigasi Panca Arga adalah seluas 1670 Ha. Adapun Rumus yang dipakai dalam analisis ini adalah: R e = 0,7 x (setengah bulan) 5....(1) di mana Reff = Curah hujan efektif dan (R setengah bulan) 5 = curah hujan minimum tengah bulanan dengan periode ulanh 5 tahun/mm. NFR = Et c + P + WLR Re...(2) DR = (NFR x A)/e...(3) dimana, NFR = Kebutuhan air irgasi di sawah (lt/dt/ha), Etc = penggunaan konsumtif (mm/hari), P = Perkolasi (mm/hari), WLR = Penggantian lapisan air (mm/hari), Re = Curah hujan Efektif, A = Luas areal irigasi (ha), E = Efesiensi irigasi S = Qs ± Qd.(4) di mana S = Neraca air, Qs irigasi (liter/detik). = Debit tersedia (liter/detik), Qd = Debit yng dibutuhkan untuk LP = M. e k / (e k 1)...(5) di mana LP = Kebutuhan air irgasi untuk pengelahan tanah (mm/hari), M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi disawah yang telah di jenuhkan, E 0 = evaporasi air terbuka (mm/hari), P = Perkolasi (mm/hari), T = Jangka waktu penyiapan lahan (hari), S = Kebutuhan air, untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm yakni 250 + 50 = 300 mm, K = MT/ S Et c = Kc x Et o...(6) di mana Kc = Koefsien tanaman, Eto = Evapotranpirasi potensial (mm/hari), Etc tanaman (mm/hari). = Evapotranpirasi ET 0 = C (W.Rn+ (1-W) (ea-ed).f(u).... (7)
di mana ET 0 = Evapotranpirasi acuan (mm/hari),w = Faktor Koreksi terhadap temperature, Rn = Radiasi netto (mm/hari), F(u) = Fungsi Angin, (ea ed) = Perbedaan tekanan uap air jenuh dengan tekanan uap air nyata (mbar), c = Faktor pergantian cuaca akibat siang dan malam. Analisa perhitungan neraca ini cukup rumit dan memerlukan perhitungan yang besar, oleh karena itu pemakaian computer untuk analisi ini akan mengurangi kesulitan. 2. Metodologi Penelitian Penelitian ini dilakukan bulan juni 2013 di desa Panca Arga Kabupaten Asahan. Rancangan penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah berupa studi literatur yaitu mencari dan mempelajari pustaka yang berhubungan dengan Analisa Neraca Air Daerah Irigasi Panca Arga dengan menggunakan metode perhitungan ketersedian dengan Metode Dr. F.J. Mock dan kebutuhan air dan perhitungan Evapotranspirasi. Perhitungan ini menggunakan program Microsoft Excel 2010 dan dibantu dengan buku, jurnal, artikel, maupun internet. a. Data Primer Data primer merupkan data yang diperoleh dengan mengadakan kunjungan langsung di daerah studi sehingga diperoleh kondisi dilapangan, sistem irigasi dan sistem pertanian yang digunakan. b. Data Sekunder Merupakan Data yang diperoleh dari Balai Wilayah Sungai Sumatera dan Unit Pelayanan Teknik Asahan. Adapun Data-data tersebut yaitu: Data Curah Data Klimatologi Gambar Proyek Dokumentasi Lokasi
Gambar 1. Diagram Alir Metodologi Penelitian 3. Hasil dan Pembahasan A. Data Curah Hujan Efektiff Data iklim yang digunakan diambil dari hasil data klimatologi yaitu temperatur udara, kelembapan udara relatif, lamaa penyinaran matahari, kecepatan angin dan curah hujan. Sedangkan data curah hujan diambil dari tiga stasiun yaitu stasiun Ujung Seribu, Simpang Kawat dan stasiun Terusan Tengah dan pengambilan data selama 10 tahun. Dari data yang diperoleh maka didapatkan nilai curah hujan efektif maksimum dan minimum. Curah hujan maksimum diperoleh dengan perhitungan curah hujan dengan metode Curah hujan rata -rata. Dimana nilai yang didapatkan dari hasil perhitungan nilai curah hujan ketiga stasiun dirata -ratakan. Nilai maksimum di bulan September I sebesar 262 mm dan terendah terjadi di bulan Februari I sebesar 61 mm. Perhitungan selanjutnya adalah perhitungan curah hujan efektif, dimana nilai curah hujan yang sudah dirata-ratakan dalam hitungan pertahun diurutkan dengan sistem ranking terbesar hingga terkecil. Dari hasil ranking dapat ditentukan nilai curah hujan efektif. Perhitu ngan kebutuhan air tanaman padi menggunakan curah hujan efektif 80% dan tanaman palawija menggunakan data curah hujan efektif 50%.
B. Ketersedian Air Ketersedian air di daerah irigasi Panca Arga di suplai oleh debit sungai Bunut pada Bendung Panca Arga. Potensi keteresedian air di tentukan olehnya besar curah hujan. Dimana dari nilai curah hujan kita bisa menghitung debit andalan dengan metode Dr. F. J. Mock. Pada dasarnya metode ini adalah hujan yang jatuh pada catchment area sebagian akan hilang sebagai evapotranspirasi, lagi akan masuk kedalam tanah (infiltrasi). dimana infiltrasi pertama-tama akan menjenuhkan top soil, kemudian menjadi perkolasi membentuk air bawah tanah (ground water) yang nantinya akan keluar ke sungai sebagai aliran dasar (base flow) ). Nilai debit Andalan maksimum sebesar 13,10 m 3 /det pada bulan Agustus I dan debit minimumm andalan 4,83 m 3 /det pada bulan Maret I. C. Kebutuhan Air Irigasi Salah satu faktor yang melandasi keberhasilan dalam produksi pangann adalah kebutuhan air tanaman dapat terpenuhi. Dalam perhitungan kebutuhan air tanaman dibutuhkan data evapotranpirasi dan koefsien pertumbuhan tanaman didasarkan pada tanaman padi varietas biasa dan palawija. Kebutuhan air tanaman di persawahan merupakan jumlah kebutuhan air untuk pertumbuhan (kebutuhan konsumtif), penyiapan lahan, perkolasi, dan pergantian lapisan air yang dikurangi dengan besarnya curah hujan efektif masing-masing tanaman. Penyiapan lahan yang dilakukan membutuhkan 45 hari dengan kebutuhan air sebesar 250 mm. Kebutuhan air tersebut seudah termasuk kebutuhan air untuk penjenuhan, pengeolahan tanah saat persemaian dan transplantasi. untuk perkolasi di Panca Arga digunakan kebutuhan air 2 mm/hari sedangkan pergantian lapisan air dilakukan 2 kali selama sebulan masing-masing 50 mm atau 3,3 mm/hari. perhitungan kebutuhan air dilakukan dengan menghitung kebutuhan air dengan 24 alternatif dimana perhitungan dilakukan persetengah bulan di setiap bulannya. Berdasarkan hasil analisa dengan menggunakan 24 alternatif pola tanam di dapat nilai NFR ( Net Field Requirement) yang terkecil yaitu sebesar 5,18 mm/hari, dimana alternatif yang digunakan adalah alternatif ke 14. Dengan penyiapan lahan padaa periode Juli II. D. Jadwal dan Pola Tanam Daerah irigasi Panca Arga memilki lahan potensial seluas 1670 Ha. Lahan ini selalu ditanami padi dan palawija. Jadwal tanam mengacu pada kebiasaan petani dengan pergeseran jadwal tanam setengah bulan sehingga didapatkan 24 alternatif. Dimana dari 24 alternatif diambil nilai kebutuhan air minum. Dari hasil perhitungan didapatkan jadwal masa tanam dengan penyiapan lahan pada bulan Juli II. Gambar 2. Pola Tanam
Pola tanam ini menunjukkan awal masa tanam untuk Padi I di mulai di bulan Juli II penyiapan Lahan 1,5 bulan hingga Agustus II dan Penanaman padi berakhir pada bulan November I. kenudian dilanjutkan dengan penanaman Padi II pada bulan November II penyiapan lahan di lakukan 1,5 bulan hingga Desember II. Penanaman Padi II dilakukan sampai Maret I dilanjutkan dengan penanamann Palawija dari bulan Maret I hingga Juli I. E. Neraca Air Selisih antara debit ketersedian air dan kebutuhan air irigasi dinamakan sebagai hasil keseimbangan air. Pemanfaatan air irigasi yang berkelanjutan tercapai pada kondisi debit ketersedian air lebih besar daripada debit yang dibutuhkan untuk lahan irigasi. Kondisi defisit air harus dihindari pada waktu tertentu terutam pada saat pengelolahan lahan pada pertembuhan tanaman. Berdasarkan hasil simulasi 24 alternatif jadal tanam dengan pola tanam padi-padi-palawijaya pada daerah irigasi Panca Arga menunjukkan bahwa kejadian defisit air terjadi pada musim tanam ke 14. Tabel 1. Perhitungan analisa Neraca Air Berdasarkan perhitungan neraca air dengan membandingkan nilai debit andalan dengan kebutuhan air irigasi dengan pola tanam terpilih, disimpulkan bahwa kebutuhan air irigasi dalam satu tahun tersebut dapat terpenuhi dari debit yang tersedia. Dan ini juga dapat dijelaskan dengan grafik ketersedian dan kebutuhan air.
m3/d et 14.00 12.00 10.00 8.00 6.00 4.00 2.00 0.00 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 Periode Ke Gambar 3. Grafik Ketersedian Air Dan Kebutuhan Air Ketersedian Air kebutuhan Air Dari grafik di atas dapat dilihat nilai debit andalan maksimum adalah 13,10 m 3 /det dan nilai debit minimum adalah 4,83 m 3 /det. Dalam penelitian ini tinjauan daerah irigasi tidak dilakukan dalam satu wilayah sungai, tinjauan neraca air yang dilakukan adalah tingkat daerah irigasi. Disebabkan diperlukan perhitungan ulang kebutuhan air sesuai dengan variasi jadwal tanam di daerah irigasi tersebut. Hasil perhitungan ini menghasilkan pola tanam dan jadwal tanam yang dapat dijadikan dasar pola tanam untuk daerah irigasi Panca Arga khususnya. 4. SIMPULAN DAN SARAN 1. Simpulnan Berdasarkan hasil dan pembahasan maka dapat ditarik simpulan sebagi berikut: a. Dari analisa data Curah Hujan didapat curah hujan maksimum rata-rata terlihat bahwa curah hujan maksimum rata-rata terjadi di bulan September I sebesar 262 mm dan terendah terjadi di bulan Februari I sebesar 61 mm. b. Berdasarkan hasil analisa dengan menggunakan 24 alternatif pola tanam di dapat nilai NFR (Net Field Requirement) yang terkecil yaitu sebesar 5,18 mm/hari, diman alternative yang digunakan adalah alternatif ke 14. Dengan penyiapan lahan pada periode Juli II. c. Nilai debit Andalan maksimum sebesar 13,10 m 3 /det pada bulan Agustus I dan debit minimum andalan 4,83 m 3 /det pada bulan Maret I. d. Berdasarkan perhitungan neraca air dengan membandingkan nilai debit andalan dengan kebutuhan air irigasi dengan pola tanam terpilih, disimpulkan bahwa kebutuhan air irigasi dalam satu tahun tersebut dapat terpenuhi dari debit yang tersedia.
2. Saran a. Diharapkan pengembangan lahan dapat diiringi dengan kegiatan operasi dan pemeliharaan jaringan irigasi baik oleh pemerintah maupun oleh P3A (Perkumpulan Petani Pemakai Air). b. Memperluas jaringan irigasi dan tindak lanjuti dengan kegiatan pengembangan daerah irigasi di Kabupaten Asahan c. Dilakukan pemanfaatan variasi tanaman yang berbeda-bedaatau lebih bervariasi. 5. Daftar Pustaka Direktorat Jendral Pengairan, Departemen Pekerjaan Umum, 1986. Standar Perencanaan Irigasi: Kriteria perencanaan jaringan Irigasi (KP-01), Jakarta. Hayati, Dzikratul, 2010, Analisa Kapasitas Tampungan Penyimpanan Air Di Catchment Area Danau Toba, Skripsi, Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik USU, Medan. Hikmatullah, dkk, 2002, Potensi dan Kendala pengembangan Sumber Daya Alam untuk Pencetakan Sawah Irigasi di Luar Jawa, Jurnal Litbang Pertanian: No 21 (4), 155-123. Kohler, dkk, J.L.H, 1989. Hidrologi untuk Insinyur, Edisi Kedua, Erlangga, Jakarta. Komaruddin, R, 2010, Peningkatan Kinerja Jaringan Irigasi Melalui Penerapan Manjemen yang Tepat dan Konsisten Pada Daerah Irigasi Ciramajaya, Jurnal Teoritis dan Terapan Rekayasa Sipil: Vol 7 No 2, 115-122. Mawardi, E. 2007. Desain Hidraulik Bangunan Irigasi, Alfabeta, Bandung. Purnama, A. 2012. Perhitungan Kebutuhan Air dan Ketersedian Air, (http://ww.scribd.com/mobile/doc/66970466?width=800). Diakses 12 Agustus 2013. Soemarto, C, 1995. Analisa Hidrologi, Penerbit Erlangga, Jakarta. Sosrodarsono, S, 1976. Hidrologi untuk Pengairan, Pradnya Paramita, Jakarta.