8 3
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan pada lahan kebun pala milik pengurus Forum Pala Aceh di Kecamatan Tapak Tuan, Kabupaten Aceh Selatan, Provinsi Aceh, Indonesia. Penelitian ini dimulai dari Bulan Februari - Mei 2014. Pemilihan lokasi penelitian dengan pertimbangan sebagai berikut: 1. Lahan pala di Kecamatan Tapak Tuan merupakan lahan percontohan dari Forum Pala Aceh untuk petani pala Kabupaten Aceh Selatan. 2. Areal kebun merupakan lahan di daerah berlereng yang tidak terlalu luas yaitu 1.3 hektar dengan tanaman utama pala yang dikelingi tanaman nilam. 3. Areal lahan memiliki kemiringan yang cukup belereng dengan kemiringan 25-33%. Lahan yang miring yang curam mewakili kebanyakan lahan petani pala di Kabupaten Aceh Selatan.
Alat dan Bahan Bahan yang digunakan dalam penelitian meliputi bahan-bahan kimia untuk analisis sifat fisik tanah di laboratorium, plastik dan alat tulis lainnya. Alat yang digunakan dalam penelitian meliputi: a) Peralatan yang digunakan untuk mengambil sampel tanah: skop, cangkul, ring sampler, meteran, karung/kotak sampel tanah. b) Waterpass untuk menentukan koordinat (x dan y) dan ketinggian pada lahan yang digunakan untuk membuat peta kontur lahan dan memetakan sistem pemanenan hujan menggunakan saluran peresapan dan rorak di kebun pala. c) New Minidisk Infiltrometer untuk pegukuran besarnya infiltrasi di kebun pala. d) Seperangkat komputer dengan menggunakan meliputi: aplikasi microsoft office, golden software surfer untuk membuat peta kontur kebun penelitian dan memetakan lokasi saluran peresapan dan rorak dengan mulsa, software google sketchup 8 untuk menggambar teknik.
Prosedur Analisis Data a) Mengukur intensitas hujan dari hujan harian, intensitas hujan dapat dihitung dengan rumus mononobe (Suripin 2004) ...................................... 12 Dimana : I = Intensitas hujan (mm/jam) T = lamanya hujan (jam) R24 = curah hujan maksimum harian selama 24 jam (mm)
9 Metode tanah darat (upland method) atau metode kecepatan untuk menentukan waktu konsentrasi, menggunakan persamaan berikut (Arsyad 2010) : l
...................................... 13
Dimana : Tc = waktu konsentrasi dalam (detik) l = panjang hidrolik (feet) v = kecepatan aliran (feet/detik) b) Persamaan matematik metode rasional USSCS untuk memperkirakan laju aliran permukaan menggunakan persamaan 1. Koefisien aliran mengunakan metode rasional Hassing yang dapat disajikan pada Tabel 1. Tabel 1. Koefisien aliran untuk metode rasional Hassing (Suripin 2004) Koefisien aliran C = Ct + Cs + Cv topografi, Ct tanah, Cs datar (<1 %) 0.03 pasir dan gravel 0.04 bergelombang (1-10%) 0.08 lempung berpasir 0.08 perbukitan (10-20%) 0.16 lempung dan lanau 0.16 pegunungan (>20%) 0.26 lapisan batu 0.26
vegetasi Cv hutan 0.04 pertanian 0.11 padang rumput 0.21 tanpa tanaman 0.28
c. Analisis evapotranspirasi harian di lokasi penelitian. Evapotranspirasi harian di lokasi penelitian dihitung menggunakan metode Blaney-Criddle berdasarkan data temperatur dan kelembaban harian yang dicatat (Triatmodjo 2010). Untuk data pelengkap penyinaran matahari dan kecepatan angin diambil dari data stasiun meterologi terdekat yang terjadi rerata bulan Maret-April dan Mei selama 10 tahun terakhir. Nilai koefisien tanaman pala digunakan dari pendekatan tanaman perkebunan dan kopi yang bernilai 0.95-1.10 (Triatmodjo 2010). Merrit (2002) menyatakan nilai faktor tanaman untuk tanaman buah tropika bernilai 0.98. d. Pengukuran infiltrasi dihitung menggunakan New Minidisk Infiltrometer. Pengukuran dilaksanakan mengunakan skala laboratorium di kampus IPB Dramaga, Wageningen pada tanggal 4-5 Juli 2014. Data yang ukur berupa data penurunan tinggi muka air terhadap waktu. Data tersebut selanjutnya dikonversi ke dalam laju infiltrasi menggunakan persamaan dan program Microsoft Excel 2007 yang telah disertakan pada peralatan tersebut. e. Pengumpulan data tanaman berupa umur tanaman, jarak tanam, pengamatan zona perakaran tanaman. Pengumpulan data tanaman mengguna mistar dan meteran kain. f. Desain teknis pemanenan hujan yang efektif untuk zona perakaran tanaman pala. Desain teknik pemanenan hujan mempertimbangkan zona perakaran tanaman pala.
10
Gambar 3. Rancangan penampang rorak Keterangan: H: kedalaman rorak disesuaikan dengan zona perakaran tanaman pala B: Lebar saluran disesuaikan dengan kontur lahan dan jumlah debit aliran permukaan g. Pengukuran debit pada rorak dilaksanakan dengan pendekatan nilai debit yang terjadi di lapangan menggunakan Automatic Water Level Recorder (AWLR) yang ditempatkan di dalam rorak. Debit di rorak direkam tiap 5 menit. Pengambilan debit rerata dan tertinggi untuk mewakili debit yang berada di rorak. Selanjutnya tinggi debit dikalikan dengan luas rorak sehingga diperoleh volume rorak (m3). Hasil dari volume rorak dibagi dengan waktu rekaman 5 menit atau 300 detik sehingga diperoleh volume tiap detik di rorak. Selanjutnya dijumlahkan dengan laju infilrasi yang terjadi di rorak. h. Analisis koefisien drainase dihasilkan dari pengolahan dari pengukuran debit di rorak lokasi penelitian mengunakan Automatic Water Level Recorder (AWLR). i. Pengamatan sedimen di rorak sesudah terjadi hujan di kebun pala. Pengamatan sedimen membandingkan tinggi sedimen antara rorak yang disertai mulsa dengan rorak tanpa disertai mulsa. j. Pengukuran tinggi muka air tanah diukur pada sumur di bawah lokasi penelitian dengan menggunakan Automatic Water Level Recorder (AWLR) yang ditempatkan di sumur. Pengamatan water level dilaksanakan dari tanggal 22 - 28 April 2014.
11 Diagram Alir Rancang Bangun Sistem Pemanenan Hujan
Mulai
Data lahan dan tanah
Data hujan
curah
Data tanaman
Analisis frekuensi: Debit hujan rencana
Membuat kontur lahan penelitian
Analisis Aliran Permukaan
Pengamatan jarak dan akar tanaman
Analisis koefisien drainase
Desain tata letak rorak dan saluran peresapan
tidak
Zero runoff ? iya Dimensi rorak dan saluran peresapan
Selesai Gambar 4. Diagram alir rancang bangun sistem pemanenan hujan
12 Tahapan dan Metode Penelitian Penelitian dilaksanakan dalam tahapan sebagai berikut: Mulai ai Studi literatur, pengumpulan data sekunder dan data primer
Data tanaman (umur, jarak tanam, pengamatan akar, luas lahan)
Laju Infiltrasi
Data iklim
Analisis curah hujan, analisis iklim, analisis aliran permukaan, koefisien drainase
Sampel tanah
Analisis tanah di laboratorium: (tekstur, kadar air, berat jenis, permeabilit as)
Memetakan kontur kebun penelitian dan lokasi sistem pemanenan hujan
Desain teknis sistem pemanenan air hujan
Validasi sistem pemanenan hujan di lahan pala
Tidak
Dihasilkan desain efektif sistem pemanenan hujan ? iya
Desain teknis sistem pemanenan hujan kebun pala
Selesai
Gambar 5. Diagram alir tahapan metode penelitian
