JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
1
Studi Optimasi Pola Tanam Pada Daerah Irigasi Konto Surabaya Dengan Menggunakan Program Linear Taufan L. Mochammad, Anwar Nadjaji dan Edijatno Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail:
[email protected] Abstrak - DI Konto Surabaya terletak di Kabupaten Jombang dengan luas baku sawah 7.762 Ha. Sumber airnya dari Dam Damarwulan dan Dam Kacangan. Terbatasanya jumlah air pada musim kemarau memungkinkan terjadinya gangguan pemberian air ke sawah. Guna mengoptimalkan produksi tani perlu usaha peningkatan produktivitas lahan dan pemberian air yang teratur sesuai dengan kebutuhan juga persediaan. Namun, permasalahannya adalah permintaan petani untuk memperoleh air seefisien mungkin. Dengan keterbatasan air yang tersedia, dilakukan analisa dengan program bantu Quantity Methods for Windows 2. Debit andalan dan kebutuhan air tiap alternatif pola tanam rencana dijadikan kendala/batasan yang digunakan sebagai inputan pengoperasian program linear. Output dari program ini ialah luas sawah maksimum tiap jenis tanaman, musim tanamnya dan keuntungan hasil tani yang akan diperoleh. Dari beberapa alternatif rencana, diperoleh pola tanam yang menghasilkan keuntungan terbesar yaitu pola tanam padi – tebu, padi – palawija – tebu, palawija - tebu pada awal tanam Desember 1 dengan Keuntungan Rp. 89,590,510,000.00 dan intensitas tanam 248,97 %. Kata Kunci : Konto Surabaya, pola tanam, program linear.
mensuplai kebutuhan air pada musim kemarau di Daerah Irigasi Konto Surabaya di Kabupaten Jombang seluas 7.762 Ha melalui alternatif Perencanaan Pola Tata Tanam (PTT) agar dapat diperoleh hasil panen yang optimal. Dalam hal ini digunakan program linear Quantity Methods for Windows 2 sebagai program bantu. Dengan mengoptimalkan daerah pertanian yang ada maka secara langsung perekonomian penduduk Kabupaten Jombang khususnya di Daerah Irigasi studi secara bertahap akan mengalami kemajuan. Hal ini dapat terjadi dikarenakan intensifikasi pertanian melalui Perencanaan Pola Tata Tanam (PTT) dapat meningkatkan hasil para petani.
Sumber : Direktorat Jenderal Sumber Daya Air Wilayah Sungai Brantas
I. PENDAHULUAN
D
EWASA ini permasalahan ketersediaan air di Daerah Irigasi Konto Surabaya untuk pemenuhan kebutuhan air irigasi di Kabupaten Jombang semakin kompleks. Ketersediaan air irigasi di Jombang dirasakan semakin terbatas sehingga dibutuhkan suatu pengelolaan sistem irigasi yang baik. Keberhasilan suatu sistem irigasi sangat ditentukan oleh perimbangan antara jumlah air yang tersedia di lahan dengan jumlah air yang dibutuhkan tanaman selama masa pertumbuhannya. Jumlah air yang tersedia pada suatu lahan pertanian dapat dilihat dari kondisi curah hujan dan juga debit yang melalui Saluran Induk, dalam hal ini adalah Saluran Induk Konto Surabaya yang memiliki daerah irigasi seluas 7.762 Ha. Jumlah air yang dibutuhkan oleh tanaman dapat digambarkan dengan jumlah air yang dibutuhkan oleh tanaman untuk evapotranspirasi. Jumlah air yang tersedia dan jumlah air yang dibutuhkan oleh tanaman akan mengalami fluktuasi dari waktu ke waktu, sehingga pada suatu peiode dapat terjadi kelebihan air dan pada periode lainnya dapat terjadi kekurangan air bagi tanaman. Informasi tentang kelebihan dan kekurangan air tersebut sangat membantu dalam menyusun perencanaan di lahan pertanian. Sehubungan dengan permasalahan masih adanya ketimpangan antara ketersediaan air dan kebutuhan air tersebut perlu dilakukan "Studi Optimasi Pola Tanam Pada Daerah Irigasi Konto Surabaya Dengan Menggunakan Program Linear”, di mana tujuan utama dari studi ini adalah untuk memanfaatkan kelebihan air pada musim hujan untuk
Peta Lokasi Daerah Irigasi Konto Surabaya Permasalahan yang akan dibahas dalam studi ini adalah sebagai berikut. 1. Berapakah besar debit andalan dari Dam Damarwulan dan Dam Kacangan yang dapat digunakan untuk kebutuhan irigasi? 2. Berapakah besar kebutuhan air irigasi dari tiap – tiap alternatif awal tanam? 3. Bagaimana Perencanaan Pola Tata Tanam dan besarnya luasan dari tiap – tiap alternatif awal tanam? 4. Berapa keuntungan yang diperoleh petani dari hasil optimasi ? Melihat permasalahan tersebut, maka tujuan dari studi ini adalah sebagai berikut. 1. Mengetahui besarnya debit Dam Damarwulan dan Dam Kacangan yang dapat digunakan untuk kebutuhan irigasi. 2. Mengetahui besarnya kebutuhan air irigasi dari tiap – tiap alternatif awal tanam. 3. Mengetahui Perencanaan Pola Tata Tanam dan luasanya dari tiap – tiap alternatif awal tanam. 4. Mengetahui berapa besar keuntungan yang diperoleh dari hasil optimasi dibandingkan dengan kondisi eksisting.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
II TINJAUAN PUSTAKA A.
Curah Hujan Rata – Rata Dalam penulisan tugas akhir ini digunakan Metode Arithmetic Mean. Biasanya cara ini digunakan pada daearah datar yang banyak stasiun penakar hujannya dan dengan anggapan bahwa di daerah tersebut sifat curah hujannya adalah merata. Perhitungan dengan cara ini lebih obyektif daripada cara isohyet, dimana faktor subyektif masih turut menentukan (Sosrodarsono, Suyono : 1985). 1 (1) 𝑅𝑅 = ∑𝑛𝑛𝑖𝑖=1 𝑅𝑅𝑅𝑅 𝑛𝑛 dimana : R = Area Rainfall (mm) R i = Point Rainfall stasiun ke-i (mm) n = Jumlah stasiun pengamat B. Curah Hujan Efektif Harza Engineering Comp.Int. menghitung besarnya curah hujan efektif berdasarkan R 80 = Rainfall equal or exceeding in 8 years out of 10 years dengan rumus sebagai berikut : (2) R 80 = (n/5)+1 dimana : Reff = R 80 = Curah hujan efektif 80 % (mm/hari) n/5 + 1 = Rangking curah hujan efektif dihitung dari curah hujan terkecil n = Jumlah data Analisa curah hujan efektif ini dilakukan dengan maksud untuk menghitung kebutuhan air irigasi. Untuk irigasi padi curah hujan efektif bulanan diambil 70% dari curah hujan minimum dengan periode ulang rencana tertentu dengan kemungkinan kegagalan 20% (Curah hujan R80 ). (3) Repadi = (R 80 x 70%) mm/hari (4) Retebu = (R 80 x 60%) mm/hari (5) Repolawija = (R 80 x 50%) mm/hari C.
Debit Andalan Perhitungan debit andalan ini dimaksudkan untuk mencari besarnya debit yang sesuai untuk keperluan irigasi berdasarkan data debit intake pada masing-masing pintu pengambilan dengan periode 10 harian. Debit tersebut nantinya akan digunakan sebagai patokan ketersediaan debit yang masuk ke jaringan irigasi.
D. Evapotranspirasi Gabungan dari dua peristiwa yakni evaporasi dan transpirasi yang terjadi secara bersamaan disebut juga peristiwa evapotranspirasi. (Wiyono, Agung : 2000). Faktor iklim yang sangat mempengaruhi peristiwa ini, diantaranya adalah suhu udara, kelembaban, kecepatan angin, tekanan udara, sinar matahari. Terdapat berbagai macam metode untuk menghitung besarnya evapotranspirasi yang terjadi, diantaranya adalah rumus Blaney Criddle, Penmann dan Ture-Langhein-Wunt. Untuk daerah tropis besarnya evapotranspirasi yang terjadi dihitung menggunakan Metode Penman modifikasi FAO sebagai berikut (Pruit, W. O.:1977) : Eto=c {W.Rn + (1-W). f(u). (ea-ed)} (6) dimana : c = faktor pergantian cuaca akibat siang dan malam. W = faktor berat yang mempengaruhi penyinaran matahari pada evapotranspirasi potensial (mengacu
2
pada tabel Penman hubungan antara temperatur dengan ketinggian ). (1-W) = faktor berat sebagai pengaru h angin dan kelembaban pada Eto (ea-ed) = perbedaan tekanan uap air jenuh dengan tekanan uap air nyata (mbar). ed = ea x RH, ea = tekanan uap jenuh; RH = kelembapan relatif. Rn = Radiasi penyinaran matahari dalam perbandingan penguapan atau radiasi matahari bersih (mm/hari) = Rns – Rn1 Rns = Harga netto gelombang pendek Rns = Rs ( 1 - α ) Rs = Radiasi gelombang pendek, α = koefisien pemantulan = 0.25 Rs = ( 0.25 + 0.5 (n/N) ) Ra n/N = lama penyinaran matahri Ra = Radiasi extra terresial (bedasarkan lokasi stasiun pengamatan) Rn1 = Radiasi netto gelombang panjang Rn1 = 2.01x109.T4(0.34 0.44ed 0.5) (0.1+0.9n/N) f (u) = Fungsi Pengaruh angin pada ETo = 0.27 x ( 1 + U 2 /100 ) dimana U 2 merupakan kecepatan angin selama 24 jam dalam km/hari di ketinggian 2 m. E. Pola Tanam Tabel Pola Tanam Ketersediaan air Pola Tanam Dalam Setahun Cukup banyak air Padi - padi - polowijo Padi - padi - bero Cukup air Padi - polowijo - polowijo Padi - polowijo - bero Polowijo - padi - bero Sumber : S.K Sidharta. Pengembangan Sumber Daya Air, 1997 Kekurangan air
F. Perencanaan Golongan Agar kebutuhan pengambilan puncak dapat dikurangi, maka areal irigasi harus dibagi bagi menjadi sedikitnya tiga atau empat golongan. Hal ini dilakukan agar bisa mendapatkan luas lahan tanam maksimal dari debit yang tersedia. Perencanaan golongan dilakukan dengan cara membagi lahan tanam dengan masa awal tanam yang berbeda. Langkah ini ditempuh dengan alasan tidak mencukupinya jumlah kebutuhan air apabila dilakukan penanaman secara serentak atau bisa juga dengan asumsi apabila tidak turunnya hujan untuk beberapa saat ke depan. G. Netto Kebutuhan Air Lapang (NFR) Netto Kebutuhan Air Lapang ( Net Field Requirement, NFR ) adalah Kebutuhan air yang dibutuhkan untuk tanaman untuk pertumbuhan yang optimal pada suatu jaringan irigasi tanpa kekurangan air. Berikut ini adalah rumusan yang digunakan dalam mencari besaran kebutuhan air di sawah untuk beberapa jenis tanaman: ( SPI bagian penunjang , 1986 ) NFRpad = Etc + P - Re + WLR (7) NFRpol = Etc - Repol (8) NFRtebu = Etc – Retebu (9) dimana : Etc = Kebutuhan air untuk konsumtif tanaman (mm)
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) P = Kehilangan air akibat perkolasi (mm/hari) Re = Curah Hujan efektif (mm/hari) WLR = Pergantian lapisan air (mm/hari) NFR = Kebutuhan air di sawah (mm/hari)
Tabel Koefisien Tanaman Tebu
H. Kebutuhan Air Di Pintu Pengambilan Kebutuhan air di pintu pengambilan merupakan jumlah kebutuhan air di sawah dibagi dengan effisiensi irigasinya. Kebutuhan air di pintu pengambilan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut : DR = NFR / 8,64 x EI (10) Dimana. DR = Kebutuhan air di pintu pengambilan (lt/dt/Ha) NFR = Kebutuhan air di sawah (mm/hari) EI = Efisiensi irigasi secara total (%) 1/8,64 = Angka konversi satuan dari mm/hari ke lt/dt/hari I. Kebutuhan Air Untuk 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 (1968). Metode ini didasarkan pada laju air konstan dalam l/dt selama penyiapan lahan dan menghasilkan rumus berikut : (11) LP = M. ek / ( ek - 1 ) dimana : LP = Kebutuhan air irigasi untuk pengolahan tanah (mm/hari) M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang telah dijenuhkan : M = Eo + P Eo = Evaporasi air terbuka (mm/hari) = ETo x 1,10 P = Perkolasi (mm/hari) (=Tergantung tekstur tanah) T = Jangka waktu penyiapan lahan ( hari ) S = Kebutuhan air (untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50 mm), yakni 250 + 50 = 300 mm k = MT/S J. Kebutuhan Air Untuk Konsumtif Tanaman Etc = Kc x Eto dimana : Kc = Koefisien tanaman Eto = Evapotranspirasi potensial (mm/hari) Etc = Evapotranspirasi tanaman (mm/hari)
(12)
Tabel Koefisien Tanaman Padi dan Jagung periode padi jagung tengah bulan variasi biasa variasi unggul 1 1,1 1,1 0,5 2 1,1 1,1 0,95 3 1,1 1,05 0,96 4 1,1 1,05 1,05 5 1,1 0,95 1,02 6 1,05 0 0,95 7 0,95 0 8 0 -
Sumber :Direktorat Jenderal Pengairan.Standar perencanaan irigasi KP 01: 1986
3
periode bulan 0-1 1-2 2 - 2,5 2,5 - 4 4 - 10 10 - 11 11 - 12 -
tebu 0,55 0,8 0,9 1 1,05 0,8 0,6 -
Sumber :Direktorat Jenderal Pengairan.Standar perencanaan irigasi KP 01: 1986 K. Perkolasi Hubungan Jenis Tanah Dengan Perkolasi Jenis Tanah Perkolasi Vertikal (mm/hari) Sandy Loam 3-8 Loam 2-3 Clay 1-2 Sumber : Rice Irrigation In Japan (1973) L. Pergantian Lapisan Air ( Water Layer Requirment ) Adapun ketentuan – ketentuan dalam WLR dalah sebagai berikut : 1. WLR diperlukan saat terjadi pemupukan maupun penyiangan , yaitu satu sampai dua bulan dari transplanting. 2. WLR = 50 mm (diasumsikan) 3. Jangka waktu WLR = 0,5 bulan (selama 0,5 bulan air digunakan untuk WLR sebesar 50 mm) M. Efisiensi Irigasi Jaringan
Tabel Efisiensi Efisiensi Irigasi ( % )
Primer 80 Sekunder 90 Tersier 90 Total EI 65 Sumber : Direktorat Jenderal Pengairan. SPI bagian penunjang: 1986 N. Optimasi Menggunakan Program Linier Metode simpleks mengiterasikan sejumlah persamaan yang mewakili fungsi tujuan dan fungsi-fungsi kendala pada program linear yang telah disesuaikan menjadi bentuk standar. Berikut bentuk standar persamaan simplek (Anwar, Nadjadji : 2001): Maks./Min.Z = C 1 .X 1 + C 2 .X 2 +...+ C n .X n (13) Kendala : A 11 .X 1 + A 12 .X 2 +…+ A 1n .X n = b 1 A 21 .X 1 + A 22 .X 2 +…+ A 2n .X n = b 2 A m1 .X 1 + A m2 .X 2 +…+ A mn .X n = b n X 1 ,X 2 ,X 3 ≥ 0 (14) Dalam penyelesaiannya, rumusan linear harus dirubah atau disesuaikan terlebih dahulu ke dalam bentuk rumusan standar metode simpleks dengan ketentuan sebagai berikut : 1) Fungsi pembatas merupakan persoalan maksimasi atau minimasi. Bila semua suku pada persoalan maksimasi dikalikan dengan angka -1 (minus 1) maka akan menjadi persoalan minimasi. Misalnya :
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) Min z = 3X 1 + 9X 2 , sama dengan maks.(-z) = -3X 1 - 9X 2 2) Semua fungsi kendala dirubah menjadi bentuk persamaan, dengan cara menambah atau mengurangi dengan bilangan-bilangan slack, surplus atau artifisial. Misalnya : a) 4X 1 - 8X 2 ≤ 12, menjadi 4X 1 - 8X 2 + S 1 = 12, S 1 = bil. Slack b) 4X 1 - 8X 2 ≥ 12, menjadi 4X 1 - 8X 2 - S 2 + R = 12, S 2 = bil. Slack; R = artificial c) 4X 1 - 8X 2 = 12, menjadi 4X 1 - 8X 2 + R = 12, R = artifisial 3) Semua ruas kanan fungsi kendala bertanda positif. Misalnya : -3X 1 + 9X 2 ≤ -12, menjadi 3X 1 - 9X 2 ≥ 12, kemudian 3X 1 - 9X 2 - S 2 + R = 12 4) Semua peubah tidak negatif. Misalnya X 1 ≥ 0 kanan pada baris fungsi tujuan ialah nilai optimum dari fungsi tujuan.
IV HASIL DAN PEMBAHASAN A. Debit Andalan Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini, perhitungan debit andalan berdasarkan pada data debit yang tersedia dari hasil pengukuran di lapangan pada tahun 2008 sampai dengan tahun 2012. Dimana untuk keperluan irigasi akan dicari debit andalan dengan tingkat keandalan sebesar 80 %. Hal ini berarti resiko adanya debit debit yang lebih kecil dari debit andalan sebesar 20 %. Sehingga dapat diharapkan debit tersebut mampu memenuhi penyediaan air untuk irigasi. Tabel Perhitungan Debit Gabungan ( m3/dt) Bulan
Januari
Februari
Maret
III METODOLOGI
April
START
Mei
Juni
SURVEY PENDAHULUAN Juli
Agustus
- Data Inflow - Data Hujan - Data Klimatologi
September
Oktober
- ANALISA HIDROLOGI - ANALISA KLIMATOLOGI
4
November
Desember
I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III
Dam Damarwulan Debit Andalan (m3/dt) 3.54 3.13 3.39 3.08 3.08 3.39 2.05 1.13 1.40 0.98 0.98 1.07 0.98 0.92 0.88 0.80 0.80 0.88 0.80 0.80 0.88 0.91 0.83 1.00 0.80 0.80 1.00 0.91 0.91 1.08 3.08 3.08 3.39 3.12 3.12 3.43
Dam Kacangan Debit Andalan (m3/dt) 0.71 1.01 1.42 1.45 1.53 1.89 1.66 2.01 2.21 2.34 2.42 2.58 2.01 1.85 2.38 2.01 2.01 2.33 2.14 2.07 2.21 2.10 2.08 2.32 2.14 2.14 2.35 2.14 1.56 2.13 1.45 1.54 1.75 1.19 1.45 1.60
Total Debit (m3/dt) 4.25 4.13 4.81 4.53 4.61 5.28 3.71 3.13 3.61 3.32 3.40 3.66 2.98 2.77 3.25 2.81 2.81 3.20 2.94 2.87 3.09 3.02 2.91 3.32 2.94 2.94 3.36 3.05 2.48 3.22 4.53 4.62 5.14 4.31 4.57 5.03
Sumber : Hasil perhitungan
- ALTERNATIF POLA TANAM DAN AWAL TANAM - ANALISA KEBUTUHAN AIR
B. Evapotranspirasi Tabel Perhitungan Evapotranspirasi
OPTIMASI PROGRAM LINIER Dengan Menggunakan QM
ANALISA HASIL OPTIMASI
NO OPTIMUM YES
No
PERHITUNGAN
Satuan
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Tekanan Uap Jenuh (ea) Tekanan Uap Nyata (ed) Perbedaan Tek. Uap (ea-ed) Fungsi Angin f(u) Faktor Pembobot (1-W) Radiasi Extra Terrestial (Ra) Radiasi Gel. Pendek (Rs) Fungsi Suhu f(t) Fungsi Tek. Uap Nyata f(ed) Fungsi Penyinaran f(n/N) Radiasi Netto Gel. Panjang (Rn1) Radiasi Netto Gel. Pendek (Rns) Radiasi Netto (Rn) Faktor Pembobot Rn (W) Faktor Koreksi ( c ) Potensial Evapotranspirasi (Eto)
mbar mbar mbar km/hr mm/hr mm/hr
mm/hr mm/hr mm/hr
mm/hr
Jan 33.85 29.38 4.47 0.36 0.24 15.95 7.94 15.92 0.10 0.55 0.88 5.95 5.07 0.76 1.10 4.67
Feb 33.74 29.56 4.18 0.35 0.24 15.95 8.08 15.91 0.10 0.56 0.90 6.06 5.16 0.76 1.10 4.70
Mar 33.89 30.09 3.80 0.36 0.24 15.55 8.30 15.93 0.10 0.61 0.96 6.23 5.27 0.76 1.00 4.33
Apr 34.37 30.31 4.06 0.35 0.24 14.55 8.19 15.97 0.10 0.66 1.04 6.14 5.11 0.76 0.90 3.80
Mei 33.33 29.63 3.70 0.35 0.24 13.25 8.45 15.87 0.10 0.80 1.27 6.34 5.07 0.76 0.90 3.75
Bulan Juni Juli 34.52 33.25 30.24 28.00 4.28 5.25 0.34 0.36 0.24 0.24 12.60 12.90 8.42 8.90 15.99 15.86 0.10 0.11 0.85 0.89 1.34 1.52 6.32 6.68 4.98 5.16 0.76 0.76 0.90 0.90 3.72 3.93
Agus 32.80 25.91 6.89 0.39 0.24 13.85 9.70 15.80 0.12 0.91 1.67 7.28 5.61 0.76 1.00 4.90
Sept 33.68 26.71 6.97 0.36 0.24 14.95 10.60 15.91 0.11 0.93 1.66 7.95 6.29 0.76 1.10 5.92
Okt 34.73 28.17 6.56 0.36 0.24 15.75 10.06 16.00 0.11 0.80 1.36 7.54 6.18 0.76 1.10 5.79
Nop 35.99 30.74 5.25 0.34 0.24 15.90 9.95 16.13 0.10 0.78 1.20 7.46 6.26 0.76 1.10 5.71
Des 33.37 29.67 3.70 0.36 0.24 15.85 9.20 15.87 0.10 0.69 1.11 6.90 5.79 0.76 1.10 5.19
Sumber : Hasil perhitungan ANALISA HASIL PERENCANAAN POLA TANAM DAN INTENSITAS TANAMAN
KESIMPULAN DAN SARAN
END
C. Curah Hujan Efektif Curah hujan efektif diartikan sebagai curah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk memenuhi kehilangan air akibat evapotranspirasi tanaman, perkolasi dan lain-lain. Jumlah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman tergantung pada jenis tanaman. Curah hujan efektif dapat dihitung berdasarkan data hujan yang tersedia dengan peluang keandalan 80%.
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print) D. Evapotranspirasi Evapotranspirasi ini merupakan proses evaporasi dan transpirasi yang terjadi yang diperoleh berdasarkan temperatur udara, kecepatan angin, kelembaban relatif dan lama penyinaran matahari yang terjadi di lokasi. Nilai ini akan digunakan untuk memperkirakan kebutuhan air untuk pengolahan tanah untuk padi di sawah. Hasil perhitungan evapotranspirasi ini telah disajikan pada bab sebelumnya. E. Perkolasi Perkolasi atau yang biasa disebut peresapan air ke dalam tanah dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain tekstur tanah dan permeabilitasnya. Berdasarkan tekstur tanah lempung berliat dengan permeabilitas sedang, maka laju perkolasi dapat dipakai berkisar 2 sampai dengan 3 mm/hari (tabel 2.4). Dengan perhitungan ini nilai perkolasi diambil sebesar 2,5 mm/hari, mengikuti kondisi eksisting di lapangan. F. Pengolahan Tanah dan Penyiapan Lahan Faktor ini merupakan langkah pertama yang dibutuhkan oleh tanaman dalam mempersiapkan tanahnya untuk penanaman. Setiap jenis tanaman membutuhkan pengolahan tanah yang berbeda-beda. Pengolahan tanah untuk padi membutuhkan air irigasi yang lebih banyak, karena padi akan memerlukan tanah dengan tingkat kejenuhan yang baik dan dalam keadaan tanah yang lunak dan gembur. Pengolahan tanah ini dilakukan antara 20 sampai dengan 30 hari sebelum masa tanam. Minggu pertama sebelum kegiatan penanaman dimulai, petak sawah diberi air secukupnya untuk melunakkan tanahnya. Biasanya dilakukan dengan membajak atau mencangkul sawah. G. Koefisien Tanaman Besarnya nilai suatu Koefisien tanaman tergantung dari umur dan jenis tanaman yang ada. Koefisien tanaman ini merupakan faktor yang dapat digunakan untuk mencari besarnya air yang habis terpakai untuk tanaman untuk masa pertumbuhannya. Besarnya koefisien tanaman ini akan mempengaruhi besarnya kebutuhan air untuk tanaman. H. Efisiensi Irigasi Agar air yang sampai pada tanaman tepat jumlahnya seperti yang direncanakan, maka air yang dikeluarkan dari pintu pengambilan harus lebih besar dari kebutuhan. Besarnya nilai efisiensi irigasi ini dipengaruhi oleh jumlah air yang hilang selama di perjalanan. Efisiensi kehilangan air pada saluran primer, sekunder dan tersier berbeda-beda pada daerah irigasi. Besarnya kehilangan air di tingkat saluran primer 80%, sekunder 90% dan tersier 90% (tabel 2.5). Sehingga efisiensi irigasi total = 90% x 90% x 80% = 65 %. I. Penggolongan Pembagian kelompok/golongan dimana saat awal dimulainya pengolahan tanah untuk tanaman padi musim hujan berbeda, dimaksudkan agar puncak kebutuhan air lebih kecil dari pada tanpa golongan/serentak. Disamping itu penggunaan tenaga (manusia atau hewan ternak ) maupun peralatan dan mesin pertanian dapat digilir baik disaat pengolahan tanah maupun ketika panen. J. Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi Dalam mencari besarnya kebutuhan air untuk irigasi tanaman, dilakukan analisa kebutuhan air yang dipengaruhi
5
oleh faktor pengolahan tanah, perkolasi, curah hujan efektif, evapotranspirasi, efisiensi irigasi, koefisien tanaman serta faktor lainnya yang telah dibahas sebelumnya.Berikut disajikan rekapan kebutuhan air untuk semua awal tanam. Tabel Rekapan Kebutuhan Air Tanaman Padi, Palawija dan Tebu Per Musim Tanam Awal Tanam
Musim Hujan Kemarau Kemarau Hujan Kemarau Kemarau Hujan Kemarau Kemarau Hujan Kemarau Kemarau Hujan Kemarau Kemarau
Nop. 1
Nop. 2
Nop. 3
Des. 1
Des. 2
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
Padi
Palawija
Tebu
(m3/Ha) 10492.19 10864.67 17599.58 10337.68 10778.69 17882.76 10254.12 10739.92 18033.35 10220.56 10735.56 18090.35 10304.36 10815.30 17933.37
(m3/Ha) 2782.72 2424.47 6055.70 2653.88 2357.23 6292.36 2626.86 2361.98 6340.18 2667.51 2409.23 6261.98 2772.64 2492.78 6063.42
(m3/Ha) 1096.57 2946.92 8307.79 1096.57 2946.92 8307.79 1096.57 2946.92 8307.79 1096.57 2946.92 8307.79 1096.57 2946.92 8307.79
Sumber : Hasil perhitungan K. Perhitungan Optimasi Dari model optimasi yang dijelaskan sebelumnya, dengan menggunakan program bantu QM for Windows 2 akan diperoleh luasan optimum yang akan menghasilkan pendapatan produksi yang maksimum. Hasil yang diperoleh dari pemodelan optimasi tersebut dapat dilihat pada tabel rekapan berikut ini. Tabel Rekapitulasi Besarnya Intensitas Tanaman dan Pendapatan Dari Hasil Optimasi Pada Awal Tanam Nopember 1 Desember 2 Awal Tanam
Musim
Hujan Nop.1 Kemarau I Kemarau II Hujan Nop.2 Kemarau I Kemarau II Hujan Nop.3 Kemarau I Kemarau II Hujan Des.1 Kemarau I Kemarau II Hujan Des.2 Kemarau I Kemarau II
Luas Tanaman (Ha) Luas Total Padi Palawija Tebu (Ha) 4250.95 0 3290 7540.95 1523.63 2948.38 3290 7762.00 0 640.45 3290 3930.45 4314.48 0 3290 7604.48 1562.72 2909.28 3290 7762.00 0 616.37 3290 3906.37 4349.64 0 3290 7639.64 2206.90 0 3290 5496.90 0 611.72 3290 3901.72 4363.92 0 3290 7653.92 1552.65 2919.35 3290 7762.00 0 619.36 3290 3909.36 4328.43 0 3290 7618.43 1508.46 2963.54 3290 7762.00 0 639.64 3290 3929.64
Intensitas Total (%) (%) 97.15 100.00 247.79 50.64 97.97 100.00 248.30 50.33 98.42 70.82 219.51 50.27 98.61 100.00 248.97 50.37 98.15 100.00 248.78 50.63
Pendapatan (Rp) Rp 88,714,730,000.00
Rp 89,172,430,000.00
Rp 75,975,180,000.00
Rp 89,590,510,000.00
Rp 89,335,430,000.00
Sumber : Hasil perhitungan Tabel Tabel Perbandingan Keuntungan, Pola Tanam, Intensitas Tanaman Pada Kondisi Eksisting Dengan Hasil Optimasi Awal Tanam
Musim
Hujan Eksisting Kemarau I Kemarau II Hujan Hasil Kemarau I Optimasi Kemarau II
Luas Tanaman (Ha) Padi Palawija Tebu 3240 450 3290 1464 2250 3290 440 600 3290 4363.92 0 3290 1552.65 2919.35 3290 0 619.36 3290
Pola Tanam Padi - Palawija - Tebu Padi - Palawija - Tebu Padi - Palawija - Tebu Padi - Tebu Padi - Palawija - Tebu Palawija - Tebu
Sumber : Hasil perhitungan
Luas Total (Ha) 6980.00 7004.00 4330.00 7653.92 7762.00 3909.36
Intensitas Total (%) Pendapatan (Rp) (%) 89.93 90.23 235.94 Rp 81,500,696,096.00 55.78 98.61 100.00 248.97 Rp 89,590,510,000.00 50.37
JURNAL TEKNIK POMITS Vol. 2, No. 1, (2013) ISSN: 2337-3539 (2301-9271 Print)
6
UCAPAN TERIMA KASIH V KESIMPULAN Dari hasil perhitungan, analisa, dan optimasi dengan program linier pada bab - bab sebelumnya, beberapa kesimpulan yang dapat diambil adalah sebagai berikut : 1. Berdasarkan data debit inflow, dengan menggunakan rumus empiris didapat besarnya debit andalan dengan tingkat keandalan 80 %. Hasil perhitungan debit andalan tersebut kemudian dikonversikan menjadi volume andalan. Dari hasil perhitungan, volume andalan terbesar didapat pada Bulan Februari dekade 3 dengan volume air sebesar 4.559.737 m³. Sedangkan volume andalan terkecil didapat pada Bulan Oktober dekade 2 yaitu sebesar 2.138.677 m³. Besarnya volume andalan untuk musim hujan yaitu 48.209.445 m³, untuk musim kemarau I yaitu 33.397.297 m³, sedangkan untuk musim kemarau II sebesar 31.211.029 m³. Sehingga total volume andalan selama setahun sebesar 112.817.770 m³. 2. Perhitungan besarnya kebutuhan air untuk tiap jenis tanaman dibedakan menjadi lima awal tanam yang berbeda yaitu awal tanam mulai Nopember 1 sampai Desember 2. Dari hasil perhitungan didapat kebutuhan air maksimum untuk tanaman padi terjadi pada awal tanam Desember 1 musim kemarau 2 yaitu sebesar 18.090,35 m³/Ha. Kebutuhan air maksimum untuk tanaman palawija terjadi pada awal tanam Nopember 3 musim kemarau 2 yaitu sebesar 6.340,18 m³/Ha. Sedangkan kebutuhan air maksimum untuk tanaman tebu terjadi pada semua awal tanam musim kemarau 2 yaitu sebesar 8.307,79 m³/Ha. 3. Berdasarkan besarnya volume andalan dan kebutuhan air yang ada, selanjutnya dilakukan analisa untuk mengetahui besarnya luasan maksimum untuk setiap jenis tanaman dengan awal tanam mulai Nopember 1 sampai Desember 2 dengan menggunakan program bantu QM for Windows 2. Dari hasil optimasi didapatkan awal tanam Desember 1 sebagai awal tanam yang paling optimal dengan rincian pada musim hujan memiliki intensitas tanaman sebesar 98,61 %, pola tanam padi – tebu dengan luasan padi sebesar 4.363,92 Ha dan luasan tebu sebesar 3.290 Ha. Pada musim kemarau 1 memiliki intensitas tanaman sebesar 100 %, pola tanam padi – palawija - tebu dengan luasan padi sebesar 1.552,65 Ha, luasan palawija sebesar 2.919,35 Ha dan luasan tebu sebesar 3.290 Ha. Pada musim kemarau 2 memiliki intensitas tanaman sebesar 50,37 %, pola tanam palawija - tebu dengan luasan palawija sebesar 619,36 Ha dan luasan tebu sebesar 3.290 Ha. Total intensitas tanaman pada awal tanam Desember 1 diatas sebesar 248,97 % 4. Dari hasil luasan optimum setiap jenis tanaman dengan awal tanam mulai Nopember 1 sampai Desember 2, diperoleh pendapatan maksimum hasil usaha tani selama setahun. Pendapatan terbesar terdapat pada awal tanam Desember 1 yaitu sebesar Rp. 89,590,510,000.00. Sedangkan pendapatan terendah terdapat pada awal tanam Nopember 3 yaitu sebesar Rp. 75,975,180,000.00. Dengan demikian didapat peningkatan keuntungan produksi dibanding existing yaitu sebesar Rp. 89,590,510,000.00 – Rp. 81,500,696,096.00 = Rp. 8,089,813,904.00
Penulis M.T.L. mengucapkan terima kasih kepada Allah SWT, Nabi Muhammad SAW, kedua orang tua Abi – Umi, saudara, keluarga, sahabat, saudara SIPIL 2009, rekan-rekan TMB 48, serta semua pihak yang ikut andil dalam terbentuknya hasil penelitian tugas akhir ini. Atas semua pertolongan, bantuan, bimbingan baik dalam bentuk iman, keyakinan, doa, materi maupun moril yang telah diberikan kepada penulis sehingga penelitian tugas akhir ini dapat terselesaikan dengan cukup baik dan mampu penulis tuangkan dalam bentuk jurnal ilmiah ini. Semoga apa yang penulis hasilkan ini bisa bermanfaat baik bagi penulis secara khusus ataupun bagi seluruh umat manusia secara umum. DAFTAR PUSTAKA [1]
Anonim. 1986. Standar Perencanaan Irigasi KP-01. Subdit Perencanaan Teknis Dirjen Pengairan [2] Anonim. 1986. Standar Perencanaan Irigasi KP-03. Subdit Perencanaan Teknis Dirjen Pengairan [3] Anonim. 1997. Irigasi dan Bangunan Air. Jakarta : Penerbit Gunadarma. Universitas Gunadarma [4] Anwar, Nadjadji. 2001. Analisa Sistem Untuk Teknik Sipil. Teknik Sipil ITS, Surabaya. [5] Coniferiana, Ayu. 2011. Studi Optimasi Pola Tanam Pada Daerah Irigasi Menturus Dengan Menggunakan Program Linear. Teknik Sipil ITS, Surabaya. [6] Esmiraldha, Chiquitita. 2010. Studi Optimasi Pola Tanam Pada Daerah Irigasi Dellta Brantas ( Jaringan Irigasi Porong Kanal ) Dengan Menggunakan Program Linear. Teknik Sipil ITS, Surabaya. [7] Pruit, W.O. 1977 . Crop Water Requirement, FAO Irrigation and Drainage Paper, No 24 Revised. [8] Rasyid, Sofyan. 1987. Diktat Irigasi ITS 1541. Teknik Sipil ITS, Surabaya. [9] Roedy, Soekibat. 2004. Diktat Kuliah Irigasi. Teknik Sipil ITS, Surabaya. [10] Sidharta S.K. 1997. Pengembangan Sumber Daya Air. Jakarta : Guna Darma. [11] Sosrodarsono, Suyono. 1985. Hidrologi Untuk Pengairan, edisi 5. Jakarta : PT. Pradnya Paramita. [12] Soemarto, CD. 1987. Hidrologi Teknik. Jakarta : Penerbit Usaha Nasional.
