ANALISA EFISIENSI DAN OPTIMALISASI POLA TANAM PADA DAERAH IRIGASI TIMBANG DELI KABUPATEN DELI SERDANG
Dina Novitasari Alhinduan1, Ivan Indrawan2 1
Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1Kampus USU Medan Email:
[email protected]
2
Staf Pengajar Departemen Teknik Sipil, Universitas Sumatera Utara, Jl. Perpustakaan No.1Kampus USU Medan
ABSTRAK Irigasi merupakan komponen yang sangat penting guna meningkatkan produksi pertanian dalam rangka ketahanan pangan nasional dan kesejahteraan masyarakat. Daerah irigasi adalah suatu wilayah daratan yang kebutuhan airnya dipenuhi oleh sistem irigasi. Daerah Irigasi Timbang Deli dengan luas 520 ha dengan debit rencana 0,624 m3/s kebutuhan air irigasinya sebelumnya dipenuhi bangunan free intake dan sekarang dipenuhi oleh bangunan Bendung Sungai Ular. Untuk merencanakan pola tanam yang optimum memerlukan data hidrologi, klimatologi, topografi yang kemudian akan dianalisa untuk mendapatkan curah hujan efektif, evapotranspirasi, dan kebutuhan air irigasi. Dalam menentukan curah hujan regional digunakan metode rata-rata aljabar dengan data curah hujan 10 tahun dari tiga stasiun penakar hujan untuk mendapatkan nilai curah hujan efektif pada lokasi penelitian. Perhitungan Evapotranspirasi dilakukan dengan Metode Penman. Berdasarkan hasil analisis data curah hujan didapat curah hujan maksimum rata – rata terjadi di bulan Oktober sebesar 322 mm dan terendah terjadi di bulan Februari sebesar 129 mm. Dengan menggunakan 24 alternatif pola tanam didapat pola tanam optimum pada alternatif ke -18 dengan nilai NFR 2,68 mm/hari dan DR 0,33 lt/dt/ha dengan tingkat efisiensi 72,57%. Kata kunci : Pola Tanam, Efisiensi Pemakaian Air
ABSTRACT Irrigation is a very important component to improve agricultural production in the context of national food security and welfare of the community. Irrigation area is an area of land where water demand met by the irrigation system. Deli area with extensive irrigation Weigh 520 ha with the discharge 0.624 m3 / s before irrigation water needs met free intake building and the building is now filled by a Ular River dam. To plan the optimum cropping pattern requires data hydrology, climatology, topography which will then be analyzed to obtain effective precipitation, evapotranspiration, and irrigation water requirements. In determining the use of regional rainfall average algebraic method with 10 years of rainfall data from rain graduated three stations to get the value of effective rainfall at the study site. Calculation Method of Evapotranspiration done Penmann. Based on the analysis of rainfall data obtained maximum rainfall average occurs in October amounted to 322 mm and the lowest occurred in February by 129 mm. By using 24 alternative cropping patterns obtained optimum cropping pattern at the alternatives 18th with NFR value 2.68 mm / day and DR 0.33 lt / dt / ha with 72.57% efficiency rate. Keywords: Planting Pattern, Water Use Efficiency
1.
Pendahuluan
Latar Belakang Irigasi adalah usaha penyediaan dan pengaturan air untuk menunjang pertanian yang jenisnya meliputi irigasi permukaan, irigasi rawa, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa, dan irigasi tambak. Irigasi dimaksudkan untuk mendukung produktivitas usaha tani guna meningkatkan produksi pertanian dalam rangka ketahanan pangan nasional dan kesejahteraan masyarakat, khususnya petani yang diwujudkan melalui keberlanjutan sistem irigasi. Daerah Irigasi Timbang Deli (D.I. Timbang Deli) dilihat dari letak geografis, maka D.I Timbang Deli terletak pada posisi 3º30’– 3º31’ LU dan 98º55’–98º56’ BT, dengan luas 520 ha dengan debit rencana 0,624 𝑚3 /s (Dinas Pengairan Propinsi Sumatera Utara, 2006). Kebutuhan air irigasi pada D.I. Timbang Deli sebelumya dipenuhi oleh bangunan free intake yang terletak pada sisi kiri badan sungai. Sekarang kebutuhan air irigasi dipenuhi oleh adanya bangunan Bendung Sungai Ular yang berada pada sisi kiri Bendung yang memotong melalui bawah tanah dari sisi kanan ke sisi kiri badan Sungai Ular.
Perumusan Masalah Permasalahan yang dibahas dalam analisa efisiensi dan optimalisasi pola tanam daerah irigasi Timbang Deli adalah : Berapakah kebutuhan air irigasi untuk pola tanam optimum ? Berapakah kebutuhan air irigasi yang berasal dari curah hujan dan dari pintu pengambilan ? Apakah pintu pengambilan mampu dalam memenuhi kebutuhan air irigasi dengan pola tanam yang ada ? Apakah dengan adanya bangunan bendung yang baru kebutuhan air irigasi terpenuhi sepanjang tahun ? Apakah penggunaan air pada pola tanam optimum sudah efisien ?
Pembatasan Masalah Berdasarkan latar belakang yang ditulis di atas maka permasalahan dibatasi mencakup hal-hal sebagai berikut : Penulisan tugas akhir dilakukan pada awal tahun 2013, dengan menggunakan data curah hujan dan klimatologi tahun 2002 sampai tahun 2011. Hanya menghitung irigasi daerah Timbang Deli dengan luas layanan seluas 520 ha. Menghitung curah hujan efektif dengan metode aljabar rata-rata. Mencari pola tanam yang optimum. Menghitung kebutuhan air irigasi terhadap pola tanam. Menganalisa efisiensi sesudah adanya bendung baru dari pola tanam optimum. Menghitung debit andalan dengan metode F.J.Mock.
Tujuan
Penulisan tugas akhir analisa efisiensi dan optimalisasi pola tanam daerah irigasi Timbang Deli ini bertujuan untuk : Menganalisa kebutuhan air untuk irigasi dengan debit yang dapat disediakan oleh bangunan Bendung Sungai Ular. Untuk mengetahui kebutuhan air optimum dan menentukan pola tanam terbaik untuk daerah irigasi tersebut. Dapat mengetahui kehandalan pintu pengambilan dalam memenuhi kebutuhan air irigasi dengan pola tanam yang ada. Mendapatkan pola tanam optimum untuk menentukan pemakaian air yang lebih efisien.
2.
Tinjauan Pustaka
Curah Hujan Efektif Tidak semua curah hujan yang jatuh diatas tanah dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk pertumbuhannya, ada sebagian yang menguap dan mengalir sebagai limpasan permukaan. Air hujan yang jatuh diatas permukaan dapat dibagi menjadi dua, yaitu: Curah hujan nyata, yaitu sejumlah air yang jatuh pada periode tertentu Curah hujan efektif, yaitu jumlah air hujan yang jatuh pada suatu daerah atau petak sawah semasa pertumbuhan tanaman dan dapat dipakai untuk memenuhi kebutuhannya. Adapun curah hujan efektif untuk tanaman palawija menurut KP-01 dipengaruhi oleh besarnya tingkat evapotranspirasi dan curah hujan daerah. Besaran curah hujan efektif harian dihitung dengan analisis pendekatan rumus (KP-01, 1986) sebagai berikut: Untuk padi, Re = 70% x R80 Untuk palawija, Re = 70% x R50
Efisiensi Irigasi Hampir seluruh air irigasi berasal dari pembagian dari saluran-saluran dari reservoir. Kehilangan air terjadi ketika air berlebih. Efisiensi irigasi dapat dicari dengan menggunakan rumus:
EC =
Wf x 100 % Wr
dimana : Ec : efisiensi irigasi Wf : jumlah air yang terdapat di areal persawahan Wr : jumlah air yang tersedia yang berasal dari pintu pengambilan
Kebutuhan Air di Sawah Kebutuhan air bersih disawah (NFR) dipengaruhi oleh faktor-faktor NFR seperti penyiapan lahan, pemakaian konsumtif, penggenangan, efisiensi irigasi, perkolasi dan infiltrasi, dengan memperhitungkan curah hujan efektif (Re). Bedanya kebutuhan pengambilan air irigasi (DR) juga ditentukan dengan memperhitungkan faktor efisiensi irigasi secara keseluruhan (e). Perhitungan kebutuhan air irigasi dengan rumus sebagai berikut: NFR = Etc + P + WLR – Re DR = (NFR x A)/e
(1) (2)
dimana: NFR = kebutuhan air irigasi disawah (mm/hari) atau (lt/det/ha) DR = kebutuhan air di pintu pengambilan (lt/det/ha) Etc = penggunaan konsumtif (mm/hari) P = perkolasi (mm/hari) WLR = penggantian lapisan air (mm/hari) Re = curah hujan efektif A = luas areal irigasi rencana (ha) e = efisiensi irigasi
Kebutuhan Penyiapan Lahan Metode yang dapat digunakan untuk perhitungan kebutuhan air irigasi selama penyiapan lahan salah satunya adalah metode yang dikembangkan oleh van de Goor dan Zijlstra (KP-01,1968). Metode ini didasarkan pada laju air konstan dalam l/dt selama penyiapan lahan dan menghasilkan rumus berikut : LP = M. ek / ( ek – 1 )
(3)
dimana : LP M Eo P T S k e
= Kebutuhan air irigasi untuk pengolahan tanah (mm/hari) = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang telah di jenuhkan (= Eo + P) = Evaporasi air terbuka (mm/hari) (= Eto x 1,10) = Perkolasi (mm/hari) = Jangka waktu penyiapan lahan (hari) = Kebutuhan air, untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm, yakni 200 + 50 = 250 mm = MT / S = bilangan Napier (2,7183)
Kebutuhan Air untuk Komsimtif Tanaman Untuk menghitung kebutuhan air untuk konsumtif tanaman digunakan persamaan empiris sebagai berikut : Etc = Kc x Eto (4) dimana : Kc : Koefisien tanaman Eto : Evapotranspirasi potensial (mm/hari) Etc : Evapotranspirasi tanaman (mm/hari)
Perkolasi Laju perkolasi sangat bergantung pada sifat-sifat tanah. Dari hasil penyelidikan tanah pertanian dan penyelidikan kelulusan, besarnya laju perkolasi serta tingkat kecocokan tanah untuk pengolahan tanah dapat ditetapkan dan dianjurkan pemakaiannya. Guna menentukan laju perkolasi, tinggi muka air tanah juga harus diperhitungkan. Perembesan terjadi akibat meresapnya air melalui tanggul sawah. Laju perkolasi normal pada tanah lempung sesudah dilakukan genangan berkisar antara 1 sampai 3 mm/hari (KP – 01, 1986). Di daerah dengan kemiringan diatas 5 %, paling tidak akan ter terjadi kehilangan 5 mm/hari akibat perkolasi dan rembesan.
Pergantian Lapisan Air 1. 2.
Setelah pemupukan, usahakan untuk menjadwalkan dan mengganti lapisan air menurut kebutuhan. Jika tidak ada penjadwalan semacam itu, lakukan penggantian sebanyak 2 kali, masing-masing 50 mm ( atau 3,3 mm/hari selama ½ bulan ) selama sebulan dan dua bulan setelah transplantasi.
Pola Tanam Pada umumnya, pola tanam di suatu daerah irigasi harus di atur sedemikian rupa agar waktu panen dan menanam menjadi teratur. Pola tanam ialah susunan rencana penanaman berbagai jenis tanaman selama satu tahun. Terbatasnya persediaan air adalah alasan yang mempengaruhi penyusunan pola tanam dalam satu tahun (Suryadi, 2011).
3.
Hasil Dan Pembahasan Setelah proses panelitian, diperoleh hasil sebagai berikut :
Tabel 1. Curah Hujan Regional DAS Sungai Ular Tahun
Jan
Feb
Mar
Apr
Mei
Juni
Juli
Agst
Sep
Okt
Nov
Des
2002
212
80
120
171
179
134
192
109
440
255
192
91
2003
152
163
145
182
189
165
230
189
255
264
235
181
2004
134
303
234
243
178
133
205
190
343
377
227
208
2005
132
84
89
212
235
214
220
201
234
515
238
212
2006
124
164
111
267
266
149
99
137
223
264
150
278
2007
180
100
139
178
328
185
186
298
434
330
336
183
2008
164
109
229
222
217
116
282
235
298
318
379
174
2009
206
132
400
232
264
145
144
271
285
390
227
224
2010
284
47
197
128
137
176
209
248
159
159
377
206
2011
170
108
367
144
214
167
85
253
211
347
241
246
Rata-rata
176
129
203
198
221
158
185
213
288
322
260
200
Curah hujan efektif didefenisikan sebagai bagian dari keseluruhan curah hujan yang secara efektif tersedia untuk kebutuhan air bagi tanaman. Besaran curah hujan efektif diprediksikan sebesar 70% dari curah hujan tengah bulanan dengan probabilitas 80%. Tabel 2. Rekapitulasi Curah Hujan Efektif
1
Januari
Curah Hujan Efektif padi 6,25
2
Februari
3,92
5,09
8
Agustus
8,82
10,97
3
Maret
5,60
9,19
9
September
10,41
13,30
4
April
7,98
9,89
10
Oktober
12,32
15,40
5
Mei
8,35
10,13
11
November
10,59
11,11
6
Juni
6,25
7,70
12
Desember
8,45
9,71
No.
Bulan
Curah Hujan
Curah Hujan Efektif palawija
Curah Hujan Efektif palawija 7,93
7
Juli
6,72
9,57
No.
Bulan
Efektif padi
Evapotranspirasi adalah kebutuhan dasar bagi tanaman yang harus dipenuhi oleh sistem irigasi yang bersangkutan untuk menjamin suatu tingkat produksi yang diharapkan.
Tabel 3. Rekapitulasi Evapotranspirasi Evapotranspirasi No.
Evapotranspirasi
Bulan
No. (mm/hari)
mm/bulan
Bulan (mm/hari)
mm/bulan
1
Jan
74,29
4,64
7
Juli
60,16
3,76
2
Feb
69,98
4,67
8
Agust
72,50
4,53
3
Mar
66,02
4,13
9
Sept
72,31
4,82
4
Apr
59,50
3,97
10
Okt
76,83
4,80
5
Mei
67,64
4,23
11
Nov
60,26
4,02
6
Juni
52,03
3,47
12
Des
63,79
3,99
Tabel 4. Rekapitulasi hasil Analisa Kebutuhan Air Analisa kebutuhan Air
NFR (mm/hari)
I
Alt - 1
10,15
II
Alt - 2
10,15
I
Alt - 3
9,05
II
Alt - 4
7,95
I
Alt - 5
6,95
II
Alt - 6
6,95
I
Alt - 7
5,38
II
Alt - 8
5,38
I
Alt - 9
6,91
II
Alt - 10
6,91
I
Alt - 11
6,66
II
Alt - 12
6,66
Bulan jan Feb Mar Apr Mei Juni
Analisa kebutuhan Air
(mm/hari)
I
Alt- 13
5,56
II
Alt- 14
5,56
I
Alt- 15
4,04
II
Alt- 16
4,04
I
Alt- 17
2,68
II
Alt- 18
2,68
I
Alt- 19
2,98
II
Alt- 20
2,98
I
Alt- 21
5,1
II
Alt- 22
5,1
I
Alt- 23
7,79
II
Alt- 24
7,79
Bulan Juli Ags Sep Okt Nop Des
NFR
Karena nilai NFR padi I dan padi II alternatif 18 terkecil maka, pola tanam optimum didapatkan jika pola tanam dimulai mengikuti alternatif 18 yaitu pola tanam dengan kebutuhan air irigasi terkecil. Dari hasil analisa kebutuhan air irigasi yang dilakukan, maka didapatkan perencanaan pola tanam dengan kebutuhan air irigasi yang paling rendah yaitu dimulai dari September II. Berikut ini disajikan analisa kebutuhan air September II. Berdasarkan tabel analisa kebutuhan air diatas, maka didapat perencanaan Pola Tanam seperti berikut : Sep Okt Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agust 1
2
1
LP
2
1
2
1
2
Padi
1
2
1
2
LP
1
2
1
2
Padi
Gambar 3. Skema Pola Tanam
1
2
1
2
1
2
Kedelai
1
2
Tabel 5. Efisiensi Irigasi
DR ALT (m3/dt)
Debit Rencana Konsultan (m3/dt)
Nilai Efisiensi (%)
ALT
DR
Ket (m3/dt)
Debit Rencana Konsultan (m3/dt)
Nilai Ket
Efisiensi (%)
1
0,94
0,624
50,58
Efisien
13
0,51
0,624
17,54
2
0,94
0,624
50,58
14
0,51
0,624
17,54
3
0,84
0,624
34,26
15
0,62
0,624
0,71
4
0,74
0,624
17,94
16
0,62
0,624
0,71
5
0,64
0,624
3,20
17
0,25
0,624
60,27
Efisien
6
0,64
0,624
3,20
18
0,17
0,624
72,57
Efisien
7
0,50
0,624
20,21
Efisien Tidak Efisien Tidak Efisien Tidak Efisien Tidak Efisien Tidak Efisien
Tidak Efisien Tidak Efisien Tidak Efisien Tidak Efisien
19
0,28
0,624
55,80
Efisien
8
0,25
0,624
60,27
Efisien
20
0,28
0,624
55,80
9
0,25
0,624
60,27
Efisien
21
0,47
0,624
24,28
10
0,28
0,624
55,80
22
0,47
0,624
24,28
11
0,62
0,624
1,22
23
0,72
0,624
15,61
12
0,47
0,624
24,28
Efisien Tidak Efisien Tidak Efisien
24
0,72
0,624
15,61
Efisien Tidak Efisien Tidak Efisien Tidak Efisien Tidak Efisien
4.
Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan 1. 2.
3. 4. 5.
6.
Dari Analisis Data Curah Hujan didapat curah hujan maksimum rata – rata terjadi di bulan Oktober sebesar 322 mm dan minimum terjadi di bulan Februari sebesar 129 mm. Berdasarkan hasil analisa dengan menggunakan 24 alternatif pola tanam didapat nilai NFR ( Net Farm Ratio) yang terkecil (optimum) yaitu sebesar 2,68 mm/hari, dimana alternatif yang digunakan adalah alternatif ke-18 dengan awal Land Preparation pada periode September II. Debit rencana di Pintu Pengambilan sebesar 0,624 m3/dt memenuhi nilai DR pada pola tanam optimum yaitu sebesar 0,171 m3/dt. Dari tabel perhitungan efisiensi didapat nilai efisiensi pada pola tanam opimum sebesar 72,57%. Nilai debit andalan maksimum didapat pada bulan Januari sebesar 102,58 m3/dt dan debit minimum andalan pada bulan Juni sebesar 47,31 m3/dt. Nilai debit dengan probabilitas terpenuhi 80% dalam 10 tahun adalah 45,04 m3/dt. Nilai debit andalan dari hasil perhitungan adalah debit andalan keseluruhan Sungai Ular.
Saran 1. 2.
Berdasarkan hasil perhitungan curah hujan 10 tahun terakhir idealnya periode tanam untuk irigasi dilakukan pada pertengahan September. Untuk mendapatkan keuntungan yang maksimum maka sebaiknya memakai pola tata tanam Padi – Padi – Kedelai alternatif 18.
DAFTAR PUSTAKA Dept. Pekerjaan Umum. 1989. Metode Perhitungan Debit Banjir SK SNI M-18-1989-F. Bandung: Yayasan Lembaga Penyelidikan Masalah Bangunan. Dep. PU, Dit. Jen. Sumber Daya Air, Dinas Pengairan Propinsi Sumatera Utara, 2006. Design Report of Modification Design Work for Rehabilitation for Ular River Flood Control and Improvement of Irrigation Project Volume-I: Main Report. Medan. Dirjend. Pengairan Dept. Pekerjaan Umum. 1986. Standar Perencanaan Irigasi Kriteria Perencanaan Bagian Jaringan Irigasi (KP-01). Bandung: CV. Galang Persada. Hariatama, Adean. 2012. Analisa Optimalisasi Pola Tanam pada Daerah Irigasi Namu Rambe Kabupaten Deli Serdang. Medan: USU. Pasandaran, Effendi. 1991. Irigasi di Indonesia (Berstrategi dan Pengembangan editor Effendi Pasandaran). Jakarta: LP3ES. Soemarto, C.D. 1986. Hidrologi Teknik. Surabaya: Penerbit Usaha Nasional. Soemarto, C.D. 1995. Hidrologi Teknik. Jakarta: Penerbit Erlangga. Suryadi, Abdi. 2011. Studi Pengembangan Jaringan Irigasi di Daerah Irigasi bandar Sidoras. Medan: USU.
