ANALISIS OPTIMALISASI POLA TANAM PADA DAERAH IRIGASI WADUK KEULILING KABUPATEN ACEH BESAR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian pendidikan Sarjana Teknik Sipil
MHD. TRI UTOMO 07 0404 042
IVAN INDRAWAN, ST, MT NIP.19761205 200604 1 001
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014 i Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK 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. Setiap pekerjaan yang berhubungan dengan sumber daya air, analisis hidrologi mutlak diperlukan untuk memperoleh gambaran kondisi hidrologi suatu daerah serta mendukung pembuatan keputusan. Salah satu parameter hidrologi yang penting dalam suatu pekerjaan terkait sumber daya air adalah debit air. Studi pendahuluan dilakukan dengan mengumpulkan referensi-referensi yang akan digunakan sebagai dasar dalam penelitian. Mengumpulkan beberapa literatur dari buku dan makalah yang berkenaan dengan studi, khususnya pola tanam. Mengumpulkan data-data yang dipierlukan yaitu data sekunder. Data sekunder merupakan data yang didapat dari instansi terkait, lembaga masyarakat, dan pihak terkait yang berhubungan dengan pembahasan. Dalam mencari besarnya kebutuhan air untuk irigasi tanaman, dilakukan analisa kebutuhan air yang dipengaruhi oleh faktor pengolahan tanah, perkolasi, curah hujan efektif, evapotranspirasi, efesiensi irigasi, dan koefisien tanaman. Perhitungan curah hujan regional rata-rata digunakan metode Poligon Thiessen dengan data curah hujan 10 tahun dari tiga stasiun penakar hujan. Perhitungan evapotranspirasi dilakukan dengan metode Penmann dan nilai debit inflow andalan diperoleh dengan perhitungan metode F.J. Mock. Nilai curah hujan efektif dan evapotranspirasi dipakai untuk perhitungan kebutuhan air irigasi dan perencanaan pola tanam. Analisa kebutuhan air irigasi dilakukan dengan membuat 24 alternatif awal masa tanam dalam satu tahun, agar dapat ditentukan awal masa tanam yang paling optimal. Berdasarkan hasil analisa dengan menggunakan 24 alternatif pola tanam didapat nilai NFR yang terkecil yaitu sebesar 2,71 mm/hari, dimana alternatif yang digunakan adalah alternatif ke-20. Dengan awal Land Preparation pada periode Oktober II. Nilai debit andalan maksimum didapat pada bulan Januari sebesar 7,20 m3/det dan debit minimum andalan 0,97 m3/det pada bulan April. Kata kunci : Analisis Optimalisasi Pola Tanam, Debit Andalan, Evapotranspirasi
i Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR Alhamdulillah, segala puji syukur bagi allah SWT yang telah memberi karunia kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Shalawat dan salam ke atas Baginda Rasullah Muhammad SAW yang telah memberi keteladanan tauhid, ikhtiar dan kerja keras sehingga menjadi panutan dalam menjalankan setiap aktifitas kami sehari-hari, karena sungguh suatu hal yang sangat sulit yang menguji ketekunan dan kesabaran untuk tidak pantang menyerah dalam menyelesaikan penulisan ini. Penulisan skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Studi Stara Satu (S1) Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang diambil adalah: “Analisis Optimalisasi Pola Tanam Pada Daerah Irigasi Waduk Keuliling Kabupaten Aceh Besar NAD” Penulis menyadari bahwa dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan, bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada beberapa pihak yang berperan penting yaitu : 1.
Bapak Ivan Indrawan, ST, MT selaku Dosen Pembimbing, yang telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai dalam membantu penulis menyelesaikan Tugas Akhir ini.
2.
Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc selaku Koordinator dibidang Air yang juga telah banyak memberikan bimbingan yang sangat bernilai, masukan, dukungan serta meluangkan waktu dalam membantu penulisan Tugas Akhir ini.
ii Universitas Sumatera Utara
3.
Bapak Prof. Dr. Ir. Bustami Syam, MSME selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
4.
Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan selaku Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5.
Bapak Ir. Syahrizal, MT selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
6.
Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, Bapak Dr. Ir. Ahmad Perwira Mulia, M.Sc selaku Dosen Pembanding, Emma Patricia Bangun. ST. M.Eng atas saran dan masukan yang diberikan kepada penulis terhadap Tugas Akhir ini.
7.
Ayahanda Surasmin S.Pd dan Ibunda Sariani S.Pd tercinta yang telah banyak berkorban, memberikan motivasi hidup, semangat dan nasehat, saudarasaudari tercinta: Ika Widiyasti, Evi Liliyanti, Siti Agustianti, Agil Septiohadi, beserta keluarga besar yang selalu mendoakan dan mendukung penulis.
8.
Bapak/Ibu seluruh staff pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
9.
Alm. Indah Purnama Sari yang selalu memberikan dukungan, semangat dan doa kepada penulis dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.
10. Seluruh pegawai administrasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan selama ini kepada penulis. 11. Kawan-kawan seperjuangan angkatan 2007, Alefya, Faiz, Dikin, Dean, Diva, Aulia, Saki, Iqbal, Ghufran, Alfry, Tesa, Jora, Incen, Putri, Falah, Agung, Andreas, Ruxel, Markus, Dicky, Ajo, Sam, Doan, Didi, Vina, Dina, Boy,
iii Universitas Sumatera Utara
Dedi, serta teman-teman angkatan 2007 yang tidak dapat disebutkan seluruhnya terima kasih atas semangat dan bantuannya selama ini.
12. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut di sini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik. Mengingat adanya keterbatasan-keterbatasan yang penulis miliki, maka penulis menyadari bahwa laporan Tugas Akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, segala saran dan kritik yang bersifat membangun dari pembaca diharapkan untuk penyempurnaan laporan Tugas Akhir ini. Akhir kata penulis mengucapkan terima kasih dan semoga laporan Tugas Akhir ini bermanfaat bagi para pembaca. Medan,
Desember 2013 Penulis,
M. Tri Utomo 07 0404 042
iv Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI ABSTRAK .............................................................................................................. .i KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii DAFTAR ISI .......................................................................................................... v DAFTAR GAMBAR ..........................................................................................viii DAFTAR TABEL ................................................................................................ ix DAFTAR NOTASI .............................................................................................. xi BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................1 1.1.
Latar Belakang.......................................................................................... 1
1.2.
Perumusan Masalah .................................................................................. 3
1.3.
Pembatasan Masalah ................................................................................ 3
1.4.
Tujuan ....................................................................................................... 4
1.5.
Manfaat ..................................................................................................... 4
1.6.
Sistematika Penulisan ............................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA..............................................................................6 2.1. Umum........................................................................................................... 6 2.2. Daerah Aliran Sungai ................................................................................... 9 2.3. Jaringan Irigasi ........................................................................................... 11 2.4. Analisa Hidrologi ....................................................................................... 14 2.4.1 Curah Hujan Rata – Rata Areal............................................................ 14 2.4.2 Debit Andalan ...................................................................................... 16 2.5.Ketersediaan Air ......................................................................................... 18 2.5.1 Metode Meteorogical Water Balance F.J Mock .................................. 18 2.6.Analisa Evapotranspirasi............................................................................. 21
v Universitas Sumatera Utara
2.6.1 Evapotranspirasi Potensial ................................................................... 22 2.6.2 Evapotranspirasi Aktual ....................................................................... 22 2.7. Analisa Kebutuhan Air untuk Irigasi ......................................................... 23 2.7.1 Curah Hujan Efektif ............................................................................. 23 2.7.2 Efisiensi Irigasi .................................................................................... 24 2.7.3 Kebutuhan Air di Sawah ...................................................................... 25 2.7.4 Kebutuhan Air di Pintu Pengambilan .................................................. 26 2.7.5 Kebutuhan Penyiapan Lahan ............................................................... 26 2.7.6 Kebutuhan Air untuk Konsumtif Tanaman .......................................... 27 2.7.7 Perkolasi ............................................................................................... 28 2.8. Pergantian Lapisan Air.............................................................................. 29 2.9. Pola Tanam................................................................................................ 30 BAB III METODOLOGI PENELITIAN...............................................................31 3.1. Metodologi Penelitian ................................................................................ 31 3.2 Deskripsi Daerah Studi................................................................................32 3.2.1 Kondisi Topografi............................................................................... 33 321.2 Kondisi Iklim ..................................................................................... 33 3.2.3 Lokasi Studi ........................................................................................ 34 3.3. Uraian Tahapan Penelitian ......................................................................... 35 3.4 Analisis Hidrologi ....................................................................................... 35 3.4.1 Curah Hujan Efektif............................................................................ 35 3.4.2 Debit Andalan......................................................................................37 3.4.3 Analisa Evapotranspirasi.....................................................................38 3.4.4 Kebutuhan Air Irigasi..........................................................................38
vi Universitas Sumatera Utara
3.4.5 Pengolahan Tanah, Penyiapan Lahan dan Koefisien Tanaman……...39 3.4.6 Efesiensi Irigasi...................................................................................39 3.4.7 Perencanaan Pola Tanam.....................................................................40 BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN .........................................................44 4.1.
Analisa Curah Hujan .............................................................................. 44
4.2.
Curah Hujan Efektif ............................................................................... 47
4.3.
Analisa Evapotranspirasi ........................................................................ 48
4.4.
Penyiapan Lahan dan Koefisien Tanaman ............................................. 54
4.5.
Analisa Kebutuhan Air Irigasi ................................................................ 57
4.6.
Perhitungan Debit Andalan .................................................................... 83 4.6.1. Perhitungan Metode Empiris Debit Andalan Sungai....................83
4.7
Pola Tanam .............................................................................................. 85
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN....………………………………………86 5.1.
Kesimpulan . ……………………………………………………………86
5.2.
Saran …………………………………………………………………....86
DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………… ..88 LAMPIRAN
vii Universitas Sumatera Utara
