ANALISIS NERACA AIR DAS WURYANTORO SUB DAS BENGAWAN SOLO HULU 3 TUGAS AKHIR Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Menempuh Gelar Ahli Madya (A. Md) pada Program Diploma III Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta OLEH : RIYAN ARDIPUTRO NIM : I 8710035 PROGRAM STUDI DIPLOMA III TEKNIK SIPIL JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2013
ii
iii
iv
v
ABSTRAK Riyan Ardiputro, 2013, Analisis Neraca Air Daerah Aliran Sungai Wuryantoro Sub Das Bengawan Solo Hulu 3, Tugas Akhir, Program Studi Diploma III Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Kecamatan Wuryantoro memiliki berbagai macam lahan potensial untuk pertanian. Walaupun di daerah tersebut tidak memiliki waduk di hilir untuk menyuplai air ke lahan lahan pertanian. Ketika musim hujan tiba, sebenarnya di wilayah penelitian ini dapat dikembangkan saluran irigasi teknis untuk mengairi lahan pertanian. Sebaliknya pada saat musim kemarau, saluran irigasi tersebut hanya menampung air jumlah dengan debit yang sedikit, bahkan tidak ada. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, perlu dilakukan analisa ketersediaan dan kebutuhan air di DAS Wuryantoro. Agar petani di daerah tersebut dapat menghasilkan panen yang maksimal dan dapat menghasilakan produk pertanian. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui ketersediaan air untuk daerah irigasi dengan Metode Mock, mengetahui kebutuhan air untuk palawija dan padi, dan pdi DAS Wuryantoro Perhitungan ketersediaan air dalam penelitian ini menggunakan Metode Dr. FJ Mock. Metode ini membutuhkan data dari curah hujan selama kurun waktu 13 tahun yaitu tahun 1999-2011 dan data klimatologi Kabupaten Wonogiri. Perhitungan kebutuhan air menggunakan Metode Penman membutuhkan data klimatologi Kabupaten Wonogiri. Hasil analisis dan pembahasan menunjukkan bahwa kebutuhan air mengalami kekurangan air (defisit) pada bulan Januari hingga Oktober, water surpluss yang tersedia telah mengalami kelebihan air (surplus) pada bulan November hingga Desember. Ketersediaan air terbesar di DAS Wuryantoro terdapat pada bulan Februari yaitu dengan 5,675 mm/hari dan kebutuhan air sebanyak 6,5655 mm/hari dengan keandalan 86,44%. Kata kunci : Neraca air, Ketersediaan air, Kebutuhan Air.
ABSTRACT Riyan Ardiputro, 2013, The Water Balance Analysis Wuryantoro Watershed Sub-watershed Hulu Bengawan Solo Das 3, Final Project, Program Diploma III Urban Infrastructure Civil Engineering, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University, Surakarta. Wuryantoro sub-district has a range of potential lands for agriculture. Although the area does not have a reservoir downstream to supply water to the land is agricultural land. When the rainy season arrives, actually in this research area can be developed technical irrigation channels to irrigate farmland. Otherwise at the time of the dry season, the irrigation channels only accommodates debit amount of water with a slight, even non-existent. To address the problem, the need to do an analysis of the availability and the need for water in Wuryantoro Watershed. In order for farmers in the area can produce maximum harvest and agricultural products able to produce agricultural products. This research aims to know the water requirenment for irrigation areas with Mock Method and find out the needs of water for crops and rice plant and determine the condition of the deficit and surpluss of every month in Wuryantoro watershed. Calculation of water availability in the study using the method of Dr. FJ Mock. This method requires the data of rainfall during the period of 13 years in 1999-2011 and climatological data Wonogiri District. Water requirement calculations using the Penman method requires climatological data Wonogiri District. The analysis and discussion showed that the water needs of water shortage (deficit) in January to October, water surpluss available have had excess water (surplus) in November and December. Availability of water in the watershed largest Wuryantoro there in February that the 5.675 mm / day and need as much water as 6.5655 mm / day with 86.44% reliability. Keywords: Water Balance, Water Requirenment, Water Supplies. vii
KATA PENGANTAR Puji syukur Alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya, Sholawat dan Salam teruntuk makhluk Illahi, Muhammad SAW, yang dengan perjuangannya telah dapat mengantarkan umat pilihan terakhir untuk semua umat manusia demi menuju Ridho-Nya. Maka penulis sangat bersyukur karena telah dapat menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini sesuai dengan yang diharapkan. Laporan Tugas Akhir ini yang berjudul, Analisis Neraca Air di DAS Wuryantoro, ini penulis susun untuk memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Ahli Madya pada program D3 Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Laporan Tugas Akhir ini masih terdapat banyak kekurangan, walaupun telah diusahakan semaksimal mungkin untuk kesempurnaannya. Oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun demi perbaikan penulisan laporan pada masa mendatang. Penyusunan laporan Tugas Akhir ini tidak dapat terwujud tanpa adanya bimbingan, arahan dan bantuan dari berbagai pihak maka dari itu dalam kesempatan ini pula penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada yang terhormat : 1. Ir. Sudarto, M.Si., selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir 1. 2. Kantor DPU kota Wonogiri dalam proses pengambilan data lapangan. 3. Kantor Mateo Landasan Udara Adi Soemarmo Boyolali dalam proses pengambilan data lapangan. 4. Rekan-rekan D-III Teknik Sipil Infrastruktur Perkotaan 2010. 5. dan semua pihak yang telah membantu terselesaikannya Tugas Akhir dan Laporan Tugas Akhir ini. vi
Penulis hanya dapat mengucapkan terima kasih atas semua bantuan yang telah diberikan, semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan Rahmat dan Hidayah-Nya kepada semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata, penulis berharap semoga laporan hasil Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis pada khususnya dan pembaca pada umumnya, Amin. Surakarta, Juli 2013 Penulis vii
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL.... HALAMAN PERSETUJUAN........ HALAMAN PENGESAHAN...... HALAMAN MOTTO......... HALAMAN PERSEMBAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR...... DAFTAR ISI............ DAFTAR TABEL...... DAFTAR GAMBAR.... DAFTAR GRAFIK...... DAFTAR NOTASI...... i ii iii iv v vii viii x xiii xiv xv xvi BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang...... 1 1.2. Rumusan Masalah.... 2 1.3. Batasan Masalah.......... 2 1.4. Tujuan Penelitian............... 3 1.5. Manfaat Penulisan......... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka... 4 2.2. Dasar Teori..... 5 2.2.1. Pengertian Analisis Neraca Air... 5 2.2.2. Model Neraca Air... 6 x
2.2.3. Manfaat Analisis Neraca Air... 7 2.2.4. Hujan Wilayah... 7 2.2.5. Perhitungan Evapotranspirasi... 8 2.2.6. Metode DR. FJ Mock/Metode Mock... 9 2.2.7. Kelebihan Air ( Water Surpluss )... 13 2.2.8. Curah Hujan Efektif 13 2.2.9. Koefisien Curah Hujan Efektif... 14 2.2.10. Kebutuhan Air.. 15 2.2.10.1. Kebutuhan Air di Sawah... 16 2.2.10.2. Kebutuhan Air untuk Penyiapan Lahan... 16 2.2.10.3. Kebutuhan Air Tanaman (ET c )... 17 2.2.11. Koefisien Tanaman (Kc)... 17 2.2.12. Pola Tanam... 18 BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Jenis Penelitian...... 19 3.2. Lokasi Penelitian...... 19 3.3. Langkah-langkah Penelitian... 20 3.3.1. Mengumpulkan Data dan Informasi... 20 3.3.2. Pengumpulan Data... 21 3.3.3. Pengolahan Data... 21 xi
BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN 4.1. Perhitungan Hujan Wilayah (Bulanan)... 24 4.2. Perhitungan Evapotranspirasi Potensial (Et 0 ) dengan Metode Penman.. 27 4.2.1. Contoh Perhitungan Evapotranspirasi Potensial (Et 0 )... 30 4.3. Perhitungan Ketersediaan Air (Water Surplus) dengan Metode FJ. Mock33 4.4.1. Data Curah Hujan... 33 4.4.2. Limited Evapotranspiration... 33 4.4.3. Keseimbangan Air di Permukaan Tanah (Water Balance)... 34 4.4. Perhitungan Probabilitas 80 % Metode Basic Month. 37 4.5. Kebutuhan Air Tanaman... 39 4.5.1. Perhitungan Curah Hujan Bulanan Rata-Rata... 40 4.5.2. Kebutuhan Air Selama Pengolahan Lahan dan Penggantian Lapisan Air... 40 4.5.3. Kebutuhan Air Irigasi untuk Padi dengan Sistem Satu (1) Golongan... 41 4.5.4. Kebutuhan Air Irigasi untuk Tanaman Palawija (Jagung)... 43 4.6. Realisasi Pola Tanam yang Ada untuk Bulan Februari... 45 4.6.1. Perhitungan Pola Tanam yang Ada... 45 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan...... 50 5.2. Saran... 51 PENUTUP... DAFTAR PUSTAKA... xvii xviii LAMPIRAN xii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Koefisien Curah Hujan Efektif Padi... 14 Tabel 2.2. Curah hujan efektif rata-rata bulanan dikaitkan dengan ET tanaman rata- rata bulanan dan curah hujan mean bulanan (mean monthly rainfall) (USDA (SCS), 1969)... 15 Tabel 2.3. Koefisien Tanaman untuk Padi dan Palawija Menuru NEDECO/PROSIDA.. 17 Tabel 4.1. Curah Hujan Wilayan (Bulanan) Manyaran... 24 Tabel 4.2. Curah Hujan Wilayan (Bulanan) Wuryantoro... 25 Tabel 4.3. Curah Hujan Wilayan (Bulanan) Kedunguling... 25 Tabel 4.4a. Rekapitulasi Curah Hujan (mm) Wilayah Bulanan DAS Wuryantoro pada Bulan Januari Juni... 27 Tabel 4.4b. Rekapitulasi Curah Hujan (mm) Wilayah Bulanan DAS Wuryantoro pada Bulan Juli Desember... 27 Tabel 4.5. Data Suhu Udara ( o C) Wilayah Wonogiri. 28 Tabel 4.6. Data Kelembaban Udara Relatif (%) Wilayah Wonogiri. 29 Tabel 4.7. Data Kecepatan Angin (m/dt) Wilayah Wonogiri 29 Tabel 4.8. Data Penyinaran Matahari (%) Wilayah Wonogiri... 30 Tabel 4.9 Perhitungan Water Surplus Metode Mock DAS Wuryantoro Tahun 2011. 45 Tabel 4.10. Rekapitulasi Water Surpluss Bulanan Metode Mock DAS Wuryantoro Tahun 1999-2011.. 46 Tabel 4.11. Water Surpluss (Q 80 ) Metode Basic Month DAS Wuryantoro Berdasar Perhitungan Debit Metode Dr. FJ. Mock. 48 xiii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Metode Poligon Thiessen...... 8 Gambar 3.1. DAS Wonogiri Hulu..... 19 Gambar 3.2. DAS Wuryantoro..... 20 Gambar 3.3. Diagram Alir Tahapan Penelitian 23 Gambar 4.1. Wilayah DAS Wuryantoro dengan Metode Thiessen. 26 DAFTAR GRAFIK Grafik 4.1. Grafik Neraca Air Rencana Pola Tanam DAS Wuryantoro.. 48 xiv
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL = curah hujan rerata, P = curah hujan, n = jumlah hari, d = jumlah permukaan kering, m = Exposed surface, Et = evapotranspirasi terbatas, I = koefisien infiltrasi, k = faktor resesi aliran air tanah, CA = luas daerah aliran, V = volume, A = volume tampungan, Pr = probabilitas, x = rerata data, Sd = standart deviasi, NFR = kebutuhan air di sawah, ETo = evapotranspirasi, Etc = kebutuhan air tanaman, WLR= penggantian lapisan air, P = perkolasi, Re = curah hujan efektif, IR = kebutuhan air irigasi, Eo = evaporasi, T = lamanya penyiapan lahan, S = air yang dibutuhkan untuk penjenuhan, Kc = koefisien tanaman, R = curah hujan efektif, NR = kebutuhan air untuk pembibitan, Cu = kebutuhan air tanaman, x = curah hujan bulanan rerata, k = faktor frekuensi, xt = besarnya curah hujan, xv