4.1 Analisis Tangkapan Hujan BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan stasiun curah hujan Jalaluddin dan stasiun Pohu Bongomeme. Perhitungan curah hujan rata-rata aljabar. Hasil perhitungan secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.1 dibawah ini. Tabel 4.1 Hasil perhitungan rata-rata Aljabar (mm) Tahun Jalaluddin Stasiun D.I. Pohu Pohu Bongomeme Rerata Aljabar Januari 154,80 170,75 162,78 Februari 107,73 99,76 103,75 Maret 153,77 147,12 150,44 April 141,64 125,64 133,64 Mei 172,57 135,93 154,25 Juni 149,31 126,85 138,08 Juli 102,05 78,61 90,33 Agustus 63,41 40,96 52,18 September 66,53 39,71 53,12 Oktober 115,92 93,41 104,66 November 135,74 142,76 139,25 Desember 161,06 137,90 149,48 Tahunan 1.524,54 1.339,40 1.431,97 Bulanan 127,05 111,62 143,20 Sumber: Hasil Hitungan Hasil perhitungan curah hujan rata-rata aljabar dari tabel diatas mendapatkan hasil rata-rata bulanan sebesar: 143,20 mm. 4.2 Analisis Debit Bulanan Dengan Metode Mock Data-data yang diperlukan untuk metode ini adalah: 1. Curah hujan bulanan (P) Curah hujan bulanan yang digunakan adalah curah hujan berdasarkan perhitungan rata-rata Aljabar.
2. Jumlah hari hujan (n) Jumlah hari hujan yang digunakan diambil dari stasiun Pohu Bongomeme mengingat bahwa stasiun ini terdekat dengan DAS Pohu. 3. Evapotranspirasi konsumtif tanaman (ETc). Data evapotranspirasi diambil nilai seperti yang ditunjukan pada tabel 4.4 yang dihitung berdasarkan metode Penman sesuai yang disyaratkan prosedur Mock. Langkah-langkah perhitungan water balance metode F.J. Mock mengikuti prosedur sebagai berikut: 1. Menghitung limitid evapotranspirasi (Et) Untuk area yang berupa hutan seperti area sungai Pohu harga m = 0, sehingga harga Et juga = 0. 2. Menghitung water suplus (ws) Dalam menghitung ws ada dua kemungkinan, yaitu bilamana: a. P PET 0, maka soil moisture (sm) = soil moisture maksimum, dan water surplus (ws) = P PET. Dalam perhitungan ini soil moisture diambil = 200 mm. b. P PET 0, maka; sm i = sm-1 + (P PET) i dan ws = 0 perhitungan dilakukan terus sehingga sm i sm maksimum. Maka sm i = sm maksimum. dimana: P = besarnya curah hujan (mm) sm = soil moisture (mm) i = bulan yang dihitung 3. Menghitung besarnya base flow (aliran dasar) a. Infiltrasi (i) = koefisien infiltrasi x ws. b. Storage volume (volume tersimpan) c. Vn = Vn Vn-1 d. Volume base flow = i - Vn. Dalam menghitung Vn dilakukan iterasi. misalnya diasumsi pertama Vn untuk bulan Januari = 50 mm. Harga Vn ini dikalikan dengan K dan menjadi nilai K.Vn-1 untuk bulan Februari. Jumlahkan K.Vn-1 dengan
baris 0,5 (1 + K). i dari bulan Februari, hasilnya lalu dikalikan dengan nilai K dan menjadi nilai K.Vn-1 bulan Maret. Dengan cara yang sama diteruskan sampai bulan Desember. Dengan demikian akan didapat harga untuk bulan Januari. Asumsi pertama bahwa Vn = 50 mm diganti dengan nilai dari bulan Desember dan seterusnya didapat hasil perhitungan yang sesuai dengan asumsi terakhir. Setelah itu diadakan pengecekan apabila jumlah Vn untuk seluruh bulan = 0, maka perhitungan sudah benar. e. Menghitung banyaknya run off. Direct run off = ws i. Run off = base flow + direct run off. Volume run off (Q) = run off x luas area. Perhitungan keseluruhan cara water balance ini dilakukan secara tabelaris, untuk perhitungannya dapat dilihat pada tabel-tabel lampiran B. Dari hasil perhitungan water balance, maka didapat rekapitulasi perhitungan bulanan rata-rata DAS Pohu seperti yang di tunjukan pada tabel 4.1. (m 3 /bln). Tahun Tabel 4.1 Hasil Rekapitulasi Perhitungan dari Metode Mock Bulan dalam Jan. Feb. Mar. Apr. Mei Juni. Jul. Agt. Sep Okt. Nop. Des. 1996 3,32 5,06 4,67 4,51 4,71 7,34 3,74 1,08 0,40 1,17 2,71 2,47 1997 6,22 4,91 3,41 4,87 4,46 7,33 6,23 9,94 6,64 3,41 9,86 9,37 1998 5,29 8,63 8,21 5,08 3,13 12,52 4,64 7,66 3,04 9,66 5,10 4,51 1999 8,34 6,59 13,08 5,55 5,59 0,99 2,69 0,43 0,22 0,11 5,35 3,60 2000 4,91 0,71 0,65 3,48 12,57 5,02 7,75 3,58 2,71 6,45 9,26 12,47 2001 6,88 4,43 12,91 7,60 10,30 6,16 5,98 3,92 2,01 6,81 6,50 4,46 2002 7,56 12,64 5,78 5,17 3,69 11,80 6,92 3,69 2,20 7,88 7,42 4,11 2003 16,50 11,10 7,47 7,19 6,81 12,16 2,42 1,88 2,30 2,67 10,99 6,88 2004 10,50 1,60 7,09 5,06 9,79 4,37 0,87 0,43 0,22 1,18 4,89 6,19 2005 3,64 3,78 8,45 9,76 7,28 1,39 4,51 1,25 4,47 2,51 2,66 7,56 2006 6,80 4,55 3,95 5,38 6,13 3,35 3,58 0,58 0,71 3,15 5,17 4,69 2007 3,96 2,48 4,75 7,30 8,85 5,19 5,14 1,27 0,56 7,02 8,60 6,88 2008 7,68 7,78 3,59 5,45 4,34 11,60 1,80 0,69 2,91 0,39 4,17 4,20 2009 9,96 5,09 4,29 5,19 5,40 6,51 4,32 2,14 3,65 3,57 4,07 13,72 2010 8,16 4,98 14,17 11,48 5,24 5,57 9,71 6,25 3,31 6,87 11,71 8,41 Rerata 7,31 5,62 6,83 6,20 6,55 6,75 4,69 2,99 2,36 4,19 6,56 6,64 Sumber: Hasil Perhitungan
Hasil rekapitulasi perhitungan dari metode Mock diatas bahwa debit maksimum terjadi pada bulan Januari sedang debit minimum terjadi pada bulan September sebesar: 7,31, 2,36 m 3 /bln. 4.3 Debit Andalan Hasil perhitungan diatas dapat didefinisi sebagai debit andalan, bahwa debit andalan adalah debit minimum sungai untuk kemungkinan terpenuhi yang sudah ditentukan yang dapat dipakai untuk irigasi. Kemungkinan terpenuhi ditetapkan 80%, atau dengan kata lain kemungkinan bahwa debit sungai lebih rendah 20%, debit ini biasa disebut sebagai debit dengan peluang 80% atau Q 80%. Untuk menentukan kemungkinan tepenuhi atau tidak, data debit disusun dengan urutan kecil ke besar. Catatan mencakup (n) tahun sehingga nomor tingkatan (m) debit dengan kemungkinan tak terpenuhi 20% dapat dihitung m = 0,20 x n. Sehingga sungai Pohu dengan data debit 15 tahun akan didapat nomor tingkatan (m) = 0,20 x 15 = 3. Hasil perhitungan debit andalan dengan metode Mock Seperti terlihat pada tabel 4.2 dibawah ini: Tabel 4.2 Debit Andalan Bulanan D.I Pohu (m³/dtk) No. Urut Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Juni Jul Agt Sep Okt Nop Des. 1 3,32 0,71 0,65 3,48 3,13 0,99 0,87 0,43 0,22 0,11 2,66 0,69 2 3,64 1,60 3,41 4,51 3,69 1,39 1,80 0,43 0,22 0,39 2,71 1,37 3 3,96 2,48 3,59 4,87 4,34 3,35 2,42 0,58 0,40 1,17 4,07 1,93 4 4,91 3,78 3,95 5,06 4,46 4,37 2,69 0,69 0,56 1,18 4,17 2,82 5 5,29 4,43 4,29 5,08 4,71 5,02 3,58 1,08 0,71 2,51 4,89 4,20 6 6,22 4,55 4,67 5,17 5,24 5,19 3,74 1,25 2,01 2,67 5,10 6,82 7 6,80 4,91 4,75 5,19 5,40 5,57 4,32 1,27 2,20 3,15 5,17 7,43 8 6,88 4,98 5,78 5,38 5,59 6,16 4,51 1,88 2,30 3,41 5,35 7,47 9 7,56 5,06 7,09 5,45 6,13 6,51 4,64 2,14 2,71 3,57 6,50 7,82 10 7,68 5,09 7,47 5,55 6,81 7,33 5,14 3,58 2,91 6,45 7,42 9,55 11 8,16 6,59 8,21 7,19 7,28 7,34 5,98 3,69 3,04 6,81 8,60 10,80 12 8,34 7,78 8,45 7,30 8,85 11,60 6,23 3,92 3,31 6,87 9,26 12,04 14 10,50 11,10 13,08 9,76 10,30 12,16 7,75 7,66 4,47 7,88 10,99 16,59 15 16,50 12,64 14,17 11,48 12,57 12,52 9,71 9,94 6,64 9,66 11,71 22,62 Q80 3,96 2,48 3,59 4,87 4,34 3,35 2,42 0,58 0,40 1,17 4,07 1,93 Sumber: Hasil Perhitungan
Debit Andalan (m3/dtk) Perhitungan Debit bulanan D.I. Pohu yang diranking dari perhitungan Mock terlihat dalam Tabel 4.2 bahwa Debit puncak terjadi pada akhir bulan Maret sampai bulan Juni dengan debit Maksimum terjadi pada bulan April sedang debit Minimum terjadi pada bulan September. Perhitungan debit bulanan D.I. Pohu yang diranking dari debit andalan dapat dilihat pada Gambar 4.1. 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Jan. Feb. Mar. Apr. Mei Juni. Jul. Agt. Sep Okt. Nop. Des. Bulan Q80 Gambar 4.1: Debit Bulanan D.I. Pohu Dari gambar 4.1 diatas terlihat bahwa debit bulanan mengalami debit maksimum pada bulan April sedangkan debit minimum terjadi pada bulan Agustus dan bulan September. 4.4 Analisis Kebutuhan Air Daerah Irigasi Pohu 4.4.1 Penggunaan Konsumtif Tanaman Evapotranspirasi konsumtif (consumtive evapotranspiration = ETc) diartikan sebagai kehilangan air melalui tanah dan tanaman dapat diasumsikan sebagai kebutuhan air tanaman dan biasa disebut sebagai evapotranspirasi tanaman, (Sumber Balai Wilayah Sungai Sulawesi II). Hasil perhitungan rekapitulasi Formula Penman Modifikasi bulanan terlihat pada tabel 4.3 dibawah ini. Tabel 4.3 Hasil Rekapitulasi Nilai Evapotranspirasi
Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agu Sep Okt Nov Des Evap 6,79 6,12 5,51 4,96 4,80 4,38 4,86 6,65 7,40 6,87 5,75 5,59 Sumber: BWSS II 4.4.2 Penyiapan Lahan dan Penggantian Lapisan Air Kebutuhan air untuk pengolahan tanah pada tanaman palawija merupakan kebutuhan untuk penjenuhan saja karena tidak dituntut adanya penggenangan. Untuk tanamam palawija, kebutuhan air untuk penjenuhan ini rata-rata sebesar 50 mm selama 15 hari, sehingga angka kebutuhan air adalah 3,33 mm/hari. Penggantian lapisan air dilakukan setelah kegiatan pemupukan yang telah dijadualkan. Jika tidak ada penjadualan semacam itu, maka penggantian lapisan air tersebut dilakukan sebanyak 2 kali, masing-masing 50 mm (3,33 mm/hari selama setengah bulan). Selama sebulan dan 2 bulan setelah awal tanam, (Sumber Balai Wilayah Sungai Sulawesi II). 4.4.3 Perkolasi Penyelidikan perkolasi di lapangan sangat diperlukan untuk mengetahui secara benar angka-angka perkolasi yang terjadi. Akan tetapi apabila hal tersebut sulit dilakukan (karena ada faktor pembatas), maka angka-angka perkiraan (standar) dari hasil penelitian dapat juga digunakan dalam studi ini laju perkolasi di lokasi pekerjaan diperkirakan sebesar 3 mm/hari atau 30 mm setiap 15 harian, (Sumber Balai Wilayah Sungai Sulawesi II). 4.4.4 Curah Hujan Efektif Curah hujan efektif untuk irigasi diambil 70% dari curah hujan tengah bulanan yang terlampaui 80% dari waktu dalam periode tersebut. Untuk perhitungan ini angka-angka curah hujan yang dipergunakan adalah angka curah hujan rata-rata bulanan dari stasiun-stasiun yang dekat dengan areal ini. Dibawah ini hasil rekapitulasi perhitungan curah hujan efektif bulanan dapat dilihat pada tabel 4.4. Tabel 4.4 Rekapitulasi Hitungan Curah Hujan Efektif
Bulan Persen Terpenuhi Re = 0,7 x R80/30 Jan 116 2,71 Feb 58 1,35 Mar 110 2,57 April 99 2,31 Mei 112 2,61 Juni 84 1,96 Juli 64 1,49 Agust 17 0,40 Sep 36 0,84 Okt 53 1,24 Nov 93 2,17 Des 92 2,15 Sumber: Hasil Perhitungan 4.4.5 Efisiensi Irigasi Kebutuhan bersih air di sawah (NFR) harus dibagi efisiensi irigasi untuk memperoleh jumlah air yang dibutuhkan di intake. Dalam melaksanakan pekerjaan ini kehilangan air diambil sebagai berikut : 1. Saluran tersier = 20 %, sehingga efisiensi 80 % 2. Saluran sekunder = 10 %, sehingga efisiensi 90 % 3. Saluran utama = 10 %, sehingga efisiensi 90 % Efisiensi secara keseluruhan dihitung sebagai berikut: efisiensi jaringan tersier x efisiensi jaringan sekunder x efisiensi jaringan primer, sehingga efisiensi irigasi secara keseluruhan dalam pelaksanaan pekerjaan ini diambil 65 %. (Sumber Balai Wilayah Sungai Sulawesi II). 4.5 Pola Tanam dan Kebutuhan Air Daerah Irigasi Pohu Perhitungan kebutuhan air pada daerah irigasi ini didasarkan pada umumnya jenis tanaman yang memerlukan air irigasi dapat dikelompokkan dalam tiga macam tanaman pertanian, yaitu padi, tebu, palawija. Dari ke tiga jenis tanaman tersebut padilah yang memerlukan air irigasi paling banyak, sehingga dalam
perhitungan air/water balance pada lokasi studi direncanakan dengan pola tanam padi-padi. Dengan kata lain satu tahun dua kali tanam padi. Perhitungan kebutuhan air dihitung secara tabelaris dengan langkahlangkah sebagai berikut: 1. Evapotranspirasi konsumtif tanaman Etc yang dihitung dengan metode Penman modifikasi (mm/hr) 2. Laju perkolasi (mm/hr) 3. Kebutuhan air selama penyiapan lahan (LP) diambil 300 mm untuk tanaman pertama dan 250 mm untuk tanaman kedua selama jangka waktu penyiapan lahan (45 hari), air irigasi diberikan terus menerus dan merata untuk seluruh areal irigasi. 4. Koefisien Tanaman (kc) untuk tanaman padi varietas unggul menurut FAO. Masa tanam tidak serentak berperiode tengah bulanan dengan waktu bebas (tame lag) satu setengah bulanan, diandaikan mencakup 3 bulan yang disediakan untuk penyiapan lahan (45 hari). Rotasi alamiah digambarkan dengan pengaturan kegiatan-kegiatan setiap jangka waktu setengah bulan secara bertahap. Untuk itu kolom-kolomnya mempunyai harga-harga koefisien tanam yang bertahap-tahap, Gambar Skema Pola Tanam dengan Koefisien Tanaman. 5. Penggantian lapisan air (WLR) dilakukan setelah masa penyiapan lahan selesai. Lapisan air setinggi 50 mm diberikan tiap setengah bulan atau 3,3 mm/hr selama dua bulan. 6. Etc Selama penyiapan lahan berlangsung nilai dari Etc = IR = M.e k /( e k 1) Contoh Etc untuk periode pertama bulan oktober. Dik : Etc = 6,24 mm/hr T = 45 hari S = 300 mm Penyelesaian : M = Eo + P
= 1,10 x 6,24 + 3 = 9,86 mm/hr K = M.T/s = 9,86 x 45/ 300 = 1,48 Etc = IR = 9,86 x e 1,48 / e 1,48-1 = 12,8 mm/hr 7. NFR Selama penyiapan lahan berlangsung nilai dari NFR sama dengan kebutuhan total dikurangi dengan curah hujan efektif rata-rata selama periode penyiapan lahan. NFR = IR Re (mm/hr). Pada bulan-bulan berikutnya NFR = Etc + P Re + WLR (mm/hr) 8. THR Kebutuhan air pada pintu sadap tersier THR = NFR/e. (I/dt/ha) E = efisiensi Irigasi pada jaringan tersier = 80 %. 9. DR Besarnya kebutuhan penyadapan dari sumber air (bendung) DR = NFR/e. (I/det/ha) = NFR/e x 8,64 (m 3 /det). Hasil perhitungan kebutuhan air/penyiapan (DR) terlihat bahwa dengan mengatur jadwal tanam (mulai penyiapan lahan) yang berbeda-beda akan memberikan kebutuhan air yang berbeda pula. Jaringan irigasi dapat dimanfaatkan secara optimal bila di pilih alternatif III, dimana penyiapan lahan dimulai pada periode pertama bulan November dengan kebutuhan maksimum 3,20 l/dt/ha yaitu pada periode pertama bulan Januari untuk tanaman pertama. Sedangkan kebutuhan pengambilan maksimum tanaman kedua adalah 3,01 l/dt/ha. Perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel-tabel lampiran B, yang dimulai dari Kebutuhan Air (Alternatif I) Tanggal 1 Oktober dan seterusnya berbeda setiap setengah bulan. 4.6 Evaluasi Luas Areal yang Dapat Dialiri Besarnya luas areal yang dapat dialiri tergantung dari besarnya debit tersedia, kebutuhan air pengambilan dan pola tanam yang terapkan.
Dari perhitungan Water Balance antara debit tersedia dan debit pengambilan dengan pola tanam padi-padi terlihat luas potensial maksimum yang dapat dialiri 1677 ha pada periode pertama dan kedua bulan November yang menghasilkan debit balance sama dengan nol. Namun pada bulan-bulan lainnya debit balance masih cukup besar, sehingga perhitungan water balance dilanjutkan dengan penyiapan lahan berikutnya pada periode pertama Februari dan penyiapan lahan berikutnya pada periode kedua bulan Juni dengan menghasilkan luas potensial maksimum yang dapat dialiri 945 ha. Sehingga luas areal potensial keseluruhan (Overall potential area) yang dapat dialiri adalah 3563 ha. Dengan demikian luas potensial D.I. Pohu 3563 ha dapat dialiri, bila menggunakan sistem golongan (dua golongan) dimana penyiapan lahan 1677 ha dimulai pada periode pertama bulan November sedang sisanya (945) ha ditunda sampai bulan Februari, sehingga intensitas Optimal (2 kali panen setahun) dapat dicapai. Kebutuhan air irigasi Pohu yang dihitung berdasarkan pola tanam padipadi yang dibagi dalam 2 golongan dan memberikan kebutuhan pengambilan maksimum (DR) 3,59 m 3 /det, Hasil perhitungannya dapat dilihat pada lampiran B. Berdasarkan pola tanam yang dipilih selanjutnya dilakukan perhitungan Water Balance. Dengan perhitungan water balance ini kebutuhan pengambilan yang dihasilkan untuk pola tanam yang dipakai akan dibandingkan dengan debit andalan untuk tiap periode (1/2 bulan) dan luas daerah yang dapat diairi. Dengan demikian kebutuhan tiap bulannya dapat diketahui. Dari hasil perhitungan Water Balance daerah irigasi Pohu seperti terlihat pada tabel 4.5 dibawah ini.
Tabel 4.5: Water Balance D.I. Pohu (m 3 /det) Periode Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des Sumber: Hasil Perhitungan Debit Andalan Debit Perhitungan (m 3 /dtk) Kebutuhan Air Irigasi Water Balance Luas Irigasi Terairi (ha) Keterangan I 3,96 1,17 2,79 1677 Cukup II 3,96 1,17 2,79 1677 Cukup I 2,48 0,00 2,48 1677 Cukup II 2,48 0,00 2,48 1677 Cukup I 3,59 0,77 2,82 1677 Cukup II 3,59 1,69 1,90 1677 Cukup I 4,87 0,39 4,48 1677 Cukup II 4,87 0,81 4,06 1677 Cukup I 4,34 0,34 4,00 1677 Cukup II 4,34 1,04 3,30 1677 Cukup I 3,35 3.59 (-0,24) 624 Defisit Air II 3,35 0,63 2,72 1677 Cukup I 2,42 0,69 1,73 1677 Cukup II 2,42 1,46 0,96 1677 Cukup I 0,58 0,53 0,05 1677 Cukup II 0,58 0,45 0,13 1677 Cukup I 0,40 0,93 (-0,53) 721 Defisit Air II 0,40 1,09 (-0,69) 615 Defisit Air I 1,17 0,00 1,17 1677 Cukup II 1,17 0,00 1,17 1677 Cukup I 4,07 0,58 3,49 1677 Cukup II 4,07 0,58 3,49 1677 Cukup I 1,93 0,40 1,53 1677 Cukup II 1,93 0,40 1,53 1677 Cukup Perhitungan water balance D.I. Pohu defisit air pada bulan Juni Periode I dan bulan September Periode I dan II seperti terlihat pada tabel 4.5 dikarenakan kebutuhan air lebih besar dari pada debit andalan, dapat dilihat pada Gambar 4.2 dibawah ini.
Debit Andalan (m3/dtk) 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Agt Sep Okt Nop Des Debit Andalan Kebutuhan Air Irigasi Gambar 4.2: Water Balance D.I Pohu Dari gambar 4.2 diatas terlihat bahwa debit pengambilan air terjadi defisit pada bulan Agustus sampai dengan bulan September sedang pada bulan Februari, Juni, dan Oktober tidak membutuhkan air irigasi.