STUDI OPTIMASI POLA TANAM PADA DAERAH IRIGASI MENTURUS DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM LINEAR

TUGAS AKHIR - RC 091380

STUDI OPTIMASI POLA TANAM PADA DAERAH IRIGASI MENTURUS DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM LINEAR

OPTIMALIZATION STUDY OF PLANT PATTERN IN MENTURUS IRRIGATION AREA BY USING LINEAR PROGRAMMING

AYU CONIFERIANA NRP 3106 100 076 Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Nadjadji Anwar, MSc Ir. Sudiwaluyo, MSi JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010

0

STUDI OPTIMASI POLA TANAM PADA DAERAH IRIGASI MENTURUS DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM LINEAR Nama mahasiswa NRP Jurusan Dosen pembimbing

: Ayu Coniferiana : 3106 100 076 : Teknik Sipil FTSP-ITS : Prof.Dr.Ir. Nadjaji Anwar, MSc Ir. Sudiwaluyo, MS.c

ABSTRAK

DI Menturus terletak di Kabupaten Mojokerto dengan luas baku sawah 3274 Ha. Sumber airnya adalah kali Brantas yang dibendung oleh Bendung Karet Menturus. 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 ialah 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-padi-padi/palawija dan tebu pada awal tanam Nopember 3 dengan Keuntungan Rp. 38,739,498,443.52 dan intensitas tanam 300%. Kata kunci : Menturus, pola tanam, program linear. BAB I PENDAHULUAN

1.2 Latar Belakang Pada awalnya DI.Menturus yang mengambil air dari intake Bendung Karet Menturus yang membendung kali Brantas, melayani luas daerah irigasi sebesar 2.967 Ha dengan debit sebesar 3.64 m3/dt. Namun saat ini telah mengalami beberapa kali perbaikan baik bendung maupun jaringan irigasinya. Daerah Irigasi (DI) Menturus luas areal potensial dan fungsional menurut data sesuai dengan kontrak seluas 3.274 ha. Sedangkan menurut data yang ada (existing) luas areal adalah 3.223 ha Sungai yang dimanfaatkan untuk mengairi DI.menturus adalah Sungai Brantas yang dibendung oleh Bendung Karet Menturus. Kemudian dialirkan melalui saluran Induk menturus untuk didistribusikan ke petak tersier langsung maupun melalui saluran sekunder Klasifikasi areal baku sawah untuk DI. Menturus berdasarkan data dari Direktorat Jenderal Sumber Daya Air Balai Besar Wilayah Sungai Brantas, rata rata intensitas tanaman existing rata-rata pada periode 2001-2007 adalah sebagai berikut padi 12% ( 386 Ha ), polowijo 6% (161,15 Ha ), dan tebu mencapai 79% ( 3.216 Ha ). Kondisi DI Menturus pada beberapa dekade terakhir ini mengalami keterbatasan ketersediaan air sehingga para petani kesulitan untuk mengatur pembagian air, terurama saat musim kemarau. Selain itu, endapan sedimen dan rusaknya pintu pembagi pada saluran sekunder mengakibat air tidak mengalir sampai ke bagian hilir. Oleh karena itu diperlukan suatu cara untuk mengatur cara pemberian air dan sistem pola tanam

1.1 Tinjauan Umum Dalam Rangka memenuhi kebutuhan pangan Nasional dan mempertahankan swasembada pangan, Jawa Timur yang merupakan salah satu penyumbang stok pangan Nasional telah ikut serta menggalakkan pembangunan di bidang irigasi. Pembangunan ini ditujukan untuk menunjang sektor pertanian serta pembangunan di bidang pengairan guna peningkatan produksi pangan yaitu dengan melakukan usaha usaha untuk terus meningkatkan intensitas tanaman pangan khususnya tanaman padi melalui berbagai program. Namun padi membutuhkan ketersediaan air yang cukup banyak untuk pengolahannya, sehingga ada beberapa daerah di Jawa Timur yang tidak optimal menanami lahan pertaniannya dengan tanaman padi karena terbatasnya ketersediaan air irigasi. Salah satunya adalah Daerah Irigasi Menturus yang mengalami kekurangan air akibat terjadinya penurunan air kali Brantas. Adapun beberapa faktor lain yang mempengaruhi ketersediaan air antara lain : cara pemberian air, banyaknya hujan yang turun, waktu penanaman, pengolahan tanah, pengaturan pola tanam, dan cara pengelolaan serta pemeliharaan saluran dan bangunan yang ada. Sehingga diperlukan suatu studi yang dapat mengoptimasikan seluruh kebutuhan yang dibutuhkan dari sisi debit andalan untuk ketersediaan air dan sistem pola tanam yang seimbang.

1

yang lebih optimal yaitu dengan suatu studi optimasi pola tanam dan analisis kebutuhan air. Dalam studi ini digunakan program linier sebagai program bantu Quantity Methods for Windows 2.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.2 Analisa hidrologi 2.2.1 Curah Hujan Rata Rata Curah hujan rata-rata adalah tinggi air hujan yang jatuh pada suatu wilayah, dihitung setiap periode waktu (perbulan atau pertahun). Data hujan yang tercatat di setiap stasiun penakar hujan adalah tinggi hujan di sekitar stasiun tersebut. Ada tiga cara untuk menghitung hujan rata-rata daearah aliran yang bisa dilakukan, yaitu : 1. Metode Arithmetic Mean Biasanya cara ini digunakan pada daearah datar dan 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).

1.3 Rumusan Masalah 1. Berapa besar debit andalan dari Bendung Karet menturus yang dapat digunakan untuk kebutuhan irigasi? 2. Berapa besar kebutuhan air irigasi untuk masing-masing jenis tanaman ? 3. Berapa besar luasan yang dapat dilayani dari tiap-tiap alternatif awal tanam tersebut? 4. Berapa pendapatan yang diperoleh petani dari hasil optimasi? 1.4 Tujuan 1. Dapat diketahui besarnya debit andalan dari Bendung Karet yang tersedia untuk irigasi 2. Dapat diketahui besarnya kebutuhan air untuk masing-masing jenis tanaman 3. Dapat diketahui luasan tanaman yang diairi untuk mencapai keuntungan maksimum. 5. Dapat diketahui berapa besar keuntungan yang dari hasil optimasi,dibandingkan dengan kondisi existing.

n 1 n

R

Ri

...(2.1)

i 1

R = Area Rainfall (mm) Ri = Point Rainfall stasiun ke-i (mm n = Jumlah stasiun pengamat 2. Metode Thiessen Polygon Cara ini memasukkan faktor pengaruh daerah yang diwakili oleh stasiun penakar hujan yang disebut weighting factor atau disebut juga Koefisien Thiessen. Cara ini biasanya digunakan apabila titik-titik pengamatan di dalam daerah studi tidak tersebar secara merata ( Suyono,1985). R W 1 R 1 W 2 R 2 ... W n R n .....(2.2) dimana :

1.5 Batasan Masalah 1. Studi ini mencakup luas baku sawah maksimum Daerah Irigasi Menturus seluas 3.274 Ha. 2. Periode pemberian air untuk irigasi dilakukan setiap 10 harian. 3. Debit andalan yang digunakan adalah dari data debit Bendung Karet Menturus dengan peluang keandalan 80%. 4. Tanaman tebu dibatasi sesuai dengan kebutuhan industri yaitu seluas 2.051 Ha 5. Masalah sedimentasi dan kerusakan saluran tidak dibahas, hanya menganalisa kebutuhan air untuk irigasi.

Ai An

Wi

...................................... (2.3)

dimana :

R : Curah hujan maksimum harian rata-rata Wi : Faktor pembobot

1.6 Manfaat Manfaat dari studi ini adalah dapat diketahui berapa debit andalan yang dihasilkan dari bendung Menturus untuk memperkirakan bagaimana alternatif pola tanam yang tepat digunakan pada Daerah Irigasi Menturus. Sehingga dapat tercapai pemerataan pola tanam dan petani dapat memperoleh keuntungan yang maksimum.

Ai

: Luas daerah pengaruh stasiun i

A

Ri

: Luas daerah aliran : Tinggi hujan pada stasiun i

n

: Jumlah titik pengamatan

A A A

A A

A

Gambar 2.1 Thiessen Polygon

3. Metode Isohyet Isohyet adalah garis yang menunjukkan tempat kedudukan dari harga tinggi hujan yang sama. Isohyet ini diperoleh dengan cara interpolasi harga-harga tinggi hujan lokal.

2

Dalam pengerjaan tugas akhir ini data hujan hanya didapat dari 1 pengamat saja sehingga akan digunakan data hujan yang sudah ada.

2.3 Analisa 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. Banyak rumus tersedia untuk menghitung besarnya evapotranspirasi yang terjadi, salah satunya adalah Metode Penman modifikasi FAO sebagai berikut (Pruit, W. O.:1977) :

2.2.2 Curah Hujan Efektif Turunnya curah hujan pada suatu areal lahan mempengaruhi pertumbuhan tanaman di areal tersebut. Curah hujan tersebut dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk mengganti kehilangan air yang terjadi akibat evapotranspirasi, perkolasi, kebutuhan pengolahan tanah dan penyiapan lahan. Curah hujan efektif merupakan curah hujan yang jatuh pada suatu daerah dan dapat digunakan tanaman untuk pertumbuhannya. Jumlah hujan yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman tergantung pada jenis tanaman. Namun, tidak semua jumlah curah hujan yang turun pada daerah tersebut dapat dipergunakan untuk tanaman dalam pertumbuhannya, maka disini perlu diperhitungkan dan dicari curah hujan efektifnya. Curah hujan efektif (Reff) ditentukan berdasarkan besarnya R80 yang merupakan curah hujan yang besarnya dapat dilampaui sebanyak 80% atau dengan kata lain dilampauinya 8 kali kejadian dari 10 kali kejadian. Artinya, bahwa besarnya curah hujan yang terjadi lebih kecil dari R80 mempunyai kemungkinan hanya 20%. Untuk menghitung besarnya curah hujan efektif berdasarkan R80 = Rainfall equal or exceeding in 8 years out of 10 years, dinyatakan dengan rumus sebagai berikut :

Eto=c{W.Rn+(1-W). f(u). (ea-ed}

(2.5)

dimana : c = faktor pergantian cuaca akibat siang dan malam. W = faktor berat yang mempengaruhi penyinaran matahari pada evapotranspirasi Potensial. (mengacu pada tabel Penman hubungan antara temperatur dengan ketinggian ). (1-W) = faktor berat sebagai pengaru h angindan kelembaban pada Eto (ea-ed) = perbedaan tekanan uap air jenuh dengan tekanan uap air nyata (mbar) ed = ea x RH Rn = Radiasi penyinaran matahari dalam perbandingan penguapan atau radiasi matahari bersih (mm/hari) Rn = Rns Rn1 Rns = Harga netto gelombang pendek Rn1 = Radiasi netto gelombang panjan Rns = Rs( 1 ) Rs = Radiasi gelombang pendek, = 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 = 2.01x109.T4(0.34 0.44ed 0.5) (0.1+0.9n/N)f(u) f (u) = Fungsi Pengaruh angin pada ETo = 0.27 x ( 1 + U2/100 ) dimana U2 merupakan kecepatan angin selama 24 jam dalam km/hari di ketinggian 2 m.

R80=(n/5)+1 ................. (2.4) dimana : Reff =R80 = Curah hujan efektif 80 % (mm/hari) n/5 + 1 = Rangking curah hujan efektif dihitung dari curah hujan terkecil n = Jumlah data 2.2.3 Debit Andalan Debit andalan adalah debit yang tersedia yang dapat diperhitungkan untuk keperluan tertentu sepanjang tahunnya, dalam hal ini adalah guna keperluan irigasi. Misalnya ditetapkan debit andalan 80% berarti akan dihadapi resiko adanya debit-debit yang lebih kecil dari debit andalan sebesar 20% pengamatan (Soemarto, CD : 1987). 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. Pada pengerjaan tugas akhir ini, debit andalan yang digunakan adalah debit yang berasal dari Bendung Karet Menturus (1998-2007).

2.4 Perencanaan pola tanam 2.4.1 Pola tanam 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.

3

NFRpol = Etc Repol ..................................(2.10) NFRtebu = Etc Retebu ................................... (2.11) dimana : Etc = Kebutuhan air untuk konsumtif tanaman (mm/hari) 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 2.1 Tabel Pola Tanam Ketersediaan air Cukup banyak air cukup air Kekurangan air

Pola tanam dalam setahun Padi - padi

polowijo

Padi - padi - bero Padi -polowijo polowijo padi -polowijo bero polowijo - padi bero

Sumber : S.K Sidharta. Pengembangan Sumber Daya Air, 1997

2.4.2 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. Termasuk juga dikarenakan keterbatasan dari sumber daya manusianya maupun bangunan pelengkap yang ada.

2.5.3 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 ..(2.12) dimana DR = Kebutuhan air di pintu pengambilan (lt/dt/Ha ) NFR = Kebutuhan air di sawah ( mm/hari ) EI = Efisiensi irigasi secara total ( % ) 8.64 = Angka konversi satuan dari mm/hari ke lt/dt/hari 2.5.4 Kebutuhan penyiapan lahan Pada Standar Perencanaan irigasi disebutkan bahwa kebutuhan air untuk penyiapan lahan umumnya menentukan kebutuhan maksimum air irigasi pada suatu proyek irigasi. Ada 2 faktor penting yang menentukan besarnya kebutuhan air untuk penyiapan lahan ialah: a) Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk penyiapan lahan. b) Jumlah air yang diperlukan 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 : LP = M. ek / ( ek 1 ) ......... (2.13) dimana : LP = Kebutuhan air irigasi untuk pengolahan tanah (mm/hari) M = Kebutuhan air untuk menggantikehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang telah dijenuhkan (= Eo + P) Eo = Evaporasi air terbuka (mm/hari) (=ETox1,10) P = Perkolasi (mm/hari) (=Tergantung tekstur tanah) T = Jangka waktu penyiapan lahan ( hari ) S = Kebutuhan air, untuk penjenuhanditambah dengan lapisan air 50 mm, yakni 250 + 50 = 300 mm k = MT/S

2.5 Analisa kebutuhan air untuk irigasi 2.5.1 Curah hujan efektif Analisa curah hujan efektif ini dilakukan dengan maksud untuk menghitung kebutuhan air irigasi. Curah hujan efektif atau andalan ialah bagian dari keseluruhan curah hujan yang secara efektif tersedia untuk kebutuhan air tanaman. 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 ). Repadi = (R80 x 70%) mm/hari.................(2.6) Retebu = (R80 x 60%) mm/hari.................(2.7) Repolowijo= (R80x50%) mm/hari .(2.8) 2.5.2 Kebutuhan air di sawah (NFR) Kebutuhan air untuk tanaman pada suatu jaringan irigasi merupakan air yang dibutuhkan untuk tanaman untuk pertumbuhan yang optimal tanpa kekurangan air yang dinyatakan dalam Netto Kebutuhan Air Lapang ( Net Field Requirement, NFR ). Besarnya kebutuhan air untuk tanaman di sawah ditentukan oleh beberapa faktor, yakni penyiapan lahan, penggunaan konsumtif, perkolasi dan rembesan, pergantian lapisan air dan curah hujan. efisiensi irigasi juga perlu diperhatikan karena faktor tersebut dapat mengurangi jumlah air irigasi pada tingkat penyaluran air. Berikut ini adalah rumusan yang digunakan dalam mencari besaran kebutuhan air di sawah untuk beberapa jenis tanaman: ( SPI bagian penunjang , 1986 ) NFRpadi = Etc + P Re + WLR...................(2.9)

4

a) Setelah pemupukan, usahakan untuk menjadwalkan dan mengganti lapisan air menurut kebutuhan. b) 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.

2.5.5 Kebutuhan air untuk konsumtif tanaman Kebutuhan air untuk konsumtif tanaman merupakan kedalaman air yang diperlukan untuk memenuhi evapotranspirasi tanaman yang bebas penyakit, tumbuh di areal pertanian pada kondisi cukup air dari kesuburan tanah dengan potensi pertumbuhan yang baik dan tingkat lingkungan pertumbuhan yang baik. Untuk menghitung kebutuhan air untuk konsumtif tanaman digunakan persamaan empiris sebagai berikut : Etc = Kc x Eto.......................................(2.14) dimana : Kc = Koefisien tanaman Eto = Evapotranspirasi potensial (mm/hari) Etc = Evapotranspirasi tanaman (mm/hari)

2.5.8 Efisiensi irigasi Merupakan perbandingan debit yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman dengan debit yang diberikan melalui pintu pengambilan. Efisiensi irigasi memperhitungan kehilangan air yang terjadi dalam perjalanannya menuju petak sawah. Biasanya Efisiensi Irigasi dipengaruhi oleh besarnya jumlah air yang hilang di perjalanannya dari saluran primer, sekunder hingga tersier. Tabel 2.4 Tabel Efisiensi Efisiensi Jaringan Irigasi (%) Primer 80 Sekunder 90 Tersier 90 Total EI 65

Tabel 2.2 Tabel Koefisien Tanaman Padi dan Jagung

Sumber : Direktorat Jenderal Pengairan. SPI bagian penunjang: 1986 Sumber :Direktorat Jenderal Pengairan.Standar perencanaan irigasi KP 01: 1986

2.6 Optimasi dengan program linear Program linear merupakan suatu model matematis yang mempunyai dua fungsi utama, yaitu fungsi tujuan dan fungsi kendala/pembatas. Program linear bertujuan untuk mencapai nilai maksimum atau minimum dari suatu fungsi tujuan. Untuk menyelesaikan persoalan program linear, terutama bila mempunyai jumlah peubah yang lebih banyak dari 2 buah, maka penggunaan tabel simpleks akan sangat membantu. Metode simpleks merupakan prosedur perhitungan yang bersifat iteratif, yang merupakan gerakan selangkah demi selangkah dimulai dari suatu titik ekstrim pada daerah layak (feasible region) menuju ke titik ekstrim yang optimum. Dalam hal ini solusi optimum (atau solusi basis) umumnya didapat pada titik ekstrim. 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):

Tabel 2.3 Tabel Koefisien Tanaman Tebu

Sumber :Direktorat Jenderal Pengairan.Standar perencanaan irigasi KP 01: 1986

2.5.6 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. Di daerah dengan kemiringan diatas 5 %, paling tidak akan ter terjadi kehilangan 5 mm/hari akibat perkolasi dan rembesan.

Maks./Min.Z = C1.X1 + C2.X2 +...+ Cn.Xn ...( 2.15) Kendala :A11.X1 + A12.X2 + + A1n.Xn = b1 A21.X1 + A22.X2 + + A2n.Xn = b2 Am1.X1 + Am2.X2 + + Amn.Xn = bn X1,X2,X3 0 .(2.14) Dalam penyelesaiannya, rumusan linear harus dirubah atau disesuaikan terlebih dahulu ke dalam bentuk rumusan standar metode simpleks dengan ketentuan sebagai berikut :

2.5.7 Pergantian lapisan air (Water Layer Requirment)

5

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 : Min z = 3X1 + 9X2 , sama dengan maks.(-z) = -3X1 - 9X2 2) Semua fungsi kendala dirubah menjadi bentuk persamaan, dengan cara menambah atau mengurangi dengan bilangan-bilangan slack, surplus atau artifisial. Misalnya : a. 4X1 8X2 12, menjadi 4X1 8X2 + S1 = 12, S1 = bil. Slack b. 4X1 8X2 12, menjadi 4X1 8X2 S2 +R = 12, S2 = bil. Slack; R = artifisial c. 4X1 8X2 = 12, menjadi 4X1 8X2 + R = 12, R = artifisial 3) Semua ruas kanan fungsi kendala bertanda positif. Misalnya : -3X1 + 9X2 -12, menjadi 3X1 9X2 12, kemudian 3X1 9X2 - S2 + R = 12 4) Semua peubah tidak negatif. Misalnya X1

Langkah 4:Bila masih terdapat nilai c1 pada baris fungsi tujuan, lanjutkan dengan memulai langkah 1 dan seterusnya hingga seluruh nil ialah nol atau positif bila keadaan terakhir terpenuhi maka PBS ialahjawaban dari permasalahan ini dan ruas kanan pada baris fungsi tujuan ialah nilai optimum dari fungsi tujuan. BAB III METODOLOGI START

SURVEY PENDAHULUAN

INPUT DATA

- Data Inflow - Data Hujan -Data Klimatologi

Peta Lokasi Skema DI .

ANALISA HIDROLOGI - Debit Andalan - Analisa Klimatologi

0 Untuk penyelesaian selanjutnya dilakukan dengan cara iterasi. Langkah langkah untuk satu kali iterasi pada persoalan maksimasi dapat dilakukan dari tabel simpleks sebagai berikut : Langkah 1: Cari diantara nilai c1 padabaris fungsi tujuan (baris ke-0) yang paling bernilai positif. Angka tetapan ini ialah faktor pengali pada peubah nonbasis (PNB), maka peubah dengan nilai c1 paling positif akan masuk menjadi peubah basis pada tabel simpleks berikutnya sebagai peubah masuk (PM). Langkah 2: Langkah ini bertujuan mencari peubah keluar (PK) atau diantara sejumlah peubah basis solusi (b1) dibagi dengan angka matriks pada baris yang sama dengan b1 dan merupakan faktor pengali dari PM di baris tersebut.Angka perbandingan positif yangterkecil menentukan pada baris tersebut ialah PBS yang akan keluar menjadi PK. Langkah 3:Melakukan perhitungan operasi baris elementer (OBE) pada setiap baris termasuk baris fungsi tujuan sehingga didapat bahwa POM sudah menjadi PBS, dan PK menjadi PNB.

Pemodelan Sistem jaringan Irigasi

- PERENCANAAN POLA TANAM -ANALISA KEBUTUHAN AIR

OPTIMASI PROGRAM LINIER Dengan Menggunakan QM

ANALISA HASIL OPTIMASI NO

OPTIMUM YES

KESIMPULAN DAN SARAN

END

Gambar 3.1 Diagram Alir pengerjaan Tugas Akhir

6

START

Awal Tanam

Analisa Kebutuhan air

Volume Andalan

PEMBUATAN MODEL FUNGSI TUJUAN Z= C1X1 + C2X2 + ... CnXn

Tabel 4.2 Perhitungan Debit Andalan Daerah Irigasi (m3/dt)

FUNGSI KENDALA A1X1 + AA2X2 + A3X3 ... Vb X1, X2, X3... Luas max tanaman X1, X2, X3... 0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Januari

I II III

4.560 4.470 4.470

4.460 4.460 4.300

4.380 4.410 4.080

3.970 3.980 4.010

3.510 3.900 3.960

3.500 3.710 3.550

3.340 3.370 3.390

3.310 3.300 3.330

2.590 3.210 3.220

1.860 3.180 3.030

Februari

I II III

4.370 4.490 4.480

4.190 4.320 4.250

4.020 4.010 4.200

3.840 3.980 4.000

3.660 3.920 3.820

3.600 3.480 3.700

3.600 3.480 3.580

3.390 3.390 3.390

3.300 3.250 3.200

3.030 3.030 3.030

Maret

I II III

4.450 4.370 4.190

4.380 4.350 4.130

3.910 3.780 3.980

3.710 3.640 3.820

3.650 3.490 3.670

3.600 3.480 3.670

3.390 3.260 3.400

3.390 3.090 2.710

3.200 2.850 2.630

2.960 2.830 2.320

April

I II III

4.230 3.890 4.530

4.040 3.830 4.340

3.800 3.650 4.120

3.700 3.500 3.980

3.680 3.480 3.940

3.600 3.160 3.700

3.450 2.900 3.670

2.930 2.760 3.330

2.760 2.680 2.610

2.620 2.460 2.260

Mei

I II III

4.360 4.460 4.120

4.340 4.100 3.710

3.950 3.860 3.640

3.720 3.670 3.630

3.690 3.550 3.620

3.640 3.230 3.250

3.430 2.860 2.880

3.130 2.860 2.810

2.410 2.210 2.210

2.210 2.170 1.970

Juni

I II III

3.980 3.300 3.720

3.690 3.260 3.280

3.580 3.080 2.490

3.430 3.000 2.460

3.300 2.890 2.340

2.860 2.370 2.320

2.810 1.960 1.950

2.340 1.930 1.930

1.910 1.930 1.890

1.910 1.900 1.660

Juli

I II III

3.690 3.630 3.690

3.200 3.220 3.220

2.980 2.930 2.960

2.380 2.410 2.670

2.370 2.380 2.400

2.370 2.370 2.370

2.270 2.230 2.230

1.930 2.220 1.920

1.990 1.850 1.890

1.840 1.840 1.840

Agustus

I II III

3.710 3.490 2.840

3.130 3.190 2.830

2.670 2.850 2.730

2.520 2.830 2.380

2.410 2.690 2.370

2.370 2.380 2.340

2.370 2.350 2.130

2.210 1.880 1.870

1.910 1.590 1.400

1.660 1.130 -

September

I II III

3.140 2.590 2.540

2.800 2.570 2.390

2.680 2.370 2.390

2.500 2.360 2.380

2.370 1.930 2.030

2.340 1.890 1.890

2.170 1.860 1.860

1.870 1.580 1.610

1.860 1.230 1.180

` 0.880

Oktober

I II III

2.890 2.830 3.520

2.410 2.670 3.270

2.390 2.530 2.850

2.330 2.440 2.830

2.090 2.330 2.380

1.990 2.190 2.300

1.870 1.880 2.140

1.650 1.880 1.890

1.460 1.560 1.700

0.510

Nopember

I II III

3.660 3.910 4.480

3.540 3.820 4.020

2.810 3.610 3.980

2.690 2.790 3.680

2.490 2.740 3.560

2.110 2.510 3.130

1.950 2.480 3.060

1.930 2.290 2.800

1.760 2.090 1.970

1.480 1.760 1.760

Desember

I II III

4.430 4.470 4.500

4.090 4.440 4.480

4.060 4.200 4.340 TOTAL Debit Andalan Daerah Irigasi

3.980 3.970 3.930

3.570 3.810 3.810

3.550 3.680 3.760

3.370 3.640 3.680

3.260 3.570 3.660 93.340

3.250 3.370 3.580

2.000 1.620 3.300

Bulan

Analisa Linier Programming dengan QM Analisa Hasil Optimasi - Pola tanam - Luasan maks Masing2 tanaman - Intensitas tanaman - Pemilihan alternatif terbaik

Gambar 3.2 Diagram Alir Optimasi Program linear

BAB IV ANALISA HIDROLOGI 4.1 Debit Andalan Dalam pengerjaan studi ini, perhitungan debit andalan berdasarkan pada data debit yang tersedia dari hasil pengukuran di lapangan mulai tahun 1998 - 2007. 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 %. Langkah awal utnuk menentukan debit andalan yaitu dengan mengurutkan debit yang ada dari nilai terbesar hingga terkecil. Dengan n merupakan banyaknya tahun pengamatan dan m merupakan debit dengan kemungkinan tak terpenuhi sebesar 20 %, maka debit andalan dapat dihitung dengan menggunakan rumus pendekatan empiris sebagai berikut : m = 0.20 n dimana : m = tingkatan tak terpenuhi n = jumlah tahun pengamatan

Ket :

Sumber : Hasil perhitungan

Tabel 4.4 Rekapan Debit Andalan ( m³/dt ) dan Volume Andalan (m3) Daerah Irigasi Debit Andalan (m3/s)

Bulan Januari

Februari

Maret

April

Mei

Juni

Juli

Contoh Perhitungan untuk data bulan Januari periode I: a. Merangking data debit inflow bulanan dari yang terbesar sampai yang terkecil dari tahun 1998 sampai dengan tahun 2007. b. Menghitung persentase kemungkinan tak terpenuhi m = 0,20 n = 0,2x10 = 2 (peringkat 2 terbawah tak terpenuhi ) Dari perhitungan debit andalan, dapat dikonversikan menjadi volume andalan yang rekapannya disajikan pada tabel berikut:

Agustus

September

Oktober

Nopember

Desember

I II III

3.310 3.300 3.330

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

3.390 3.390 3.390 3.390 3.090 2.710 2.930 2.760 3.330 3.130 2.860 2.810 2.340 1.930 1.930 1.930 2.220 1.920 2.210 1.880 1.870 1.870 1.580 1.610 1.650 1.880 1.890 1.930 2.290 2.800 3.260 3.570 3.660

Volume Andalan ( m3) 2859840 2851200 2877120 2928960 2928960 2928960 2928960 2669760 2341440 2531520 2384640 2877120 2704320 2471040 2427840 2021760 1667520 1667520 1667520 1918080 1658880 1909440 1624320 1615680 1615680 1365120 1391040 1425600 1624320 1632960 1667520 1978560 2419200 2816640 3084480 3162240


Tabel 4.5 Rekapan Debit Andalan ( m³/dt ) dan Volume Andalan (m3) per Musim Daerah Irigasi Musim Debit Andalan (m3/s) Hujan 3.135 Kemarau 1 2.980833333 Kemarau 2 2.7725 Sumber : Hasil perhitungan

7

Volume Andalan ( m3) 32503680 28693440 19448640 80645760

Langkah 14. Mencari harga Radiasi netto (Rn)= Rns Rn1 = 5.99 0.65 = 5.34 mm/hari Langkah 15. Mencari harga Faktor koreksi(c)=1.09 Eto= c { W x Rn + ( 1 w ) x f ( u ) x ( ea ed ) } Eto= 1.09 { 0.77 x 5.38 + (0.23) x (0.31) x (1.9) } = 4.63 mm/hari

4.2

Evapotranspirasi Potensial Untuk menghitung besarnya evapotranspirasi potensial, dibutuhkan data data klimatologi yang meliputi temperature udara, kelembaban relative, lama penyinaran matahari, dan kecepatan angin. Berikut contoh perhitungan evapotranspirasi pada bulan Januari dengan menggunkan metode Penman. Diketahui data-data pada bulan Januari sebagai berikut : Lokasi = 007°15 952 Suhu rata-rata (T)°C = 27.99 °C Kelembaban Relatif (%)= 94.92 % Lama penyinaran matahari (%)= 46.36 % Kecepatan angin (U) = 56.85 km/jam = 1364.4 km/hari Langkah 1. Mencari harga Tekanan Uap Jenuh (ea) Dari data T = 27.99 °C, didapat ea = 37.82 mbar Langkah 2. Mencari harga Tekanan Uap Nyata (ed) ( mbar ) ed = ea x RH = 37.82 x 94.92% = 35.90 mbar Langkah 3. Mencari harga Perbedaan Tekanan Uap Air ( ea - ed ) ( ea - ed ) = 37.82 35.89 = 1.92 mbar Langkah 4. Mencari harga fungsi Angin f( U ) Dengan rumus f(U) = 0.27 x(1+U/100) = 0.31 km/hari Langkah 5. Mencari harga faktor ( W ) dan ( 1-W ) Dari data T = 27.99 °C, dan ketinggian rata-rata air laut = 0 m, maka didapat (1-W) = 0.23 Langkah 6. Mencari harga (1-W) x f(U) x (ea-ed) = 0.23 x 0.31 x 1.92 = 0.1 Langkah 7. Mencari harga Radiasi extra terrestrial (Ra)( mm/hari ) Lokasi berada di 7° Lintang Selatan, maka Ra = 15.95 mm/hari Langkah 8. Mencari harga Radiasi gel.Pendek(Rs) = (0.25 + 0.5 ( n/N)) x Ra = (0.25+0.5 (46.36%)) x16.05 = 7.98 mm/hari Langkah 9. Mencari harga f( T ) koreksi akibat temperatur Dari data T = 27.99°C, maka didapat f( T ) = 16.38 Langkah 10. Mencari harga f(ed) koreksi akibat tekanan uap nyata= 0.34 0.044 ed = 0.34 0.044 35.89 = 0.076 Langkah 11. Mencari harga f( n/N ) = (0.1+0.9x(n/N))= 0.1+0.9(46.36 %) = 0.52 Langkah 12. Mencari harga Radiasi netto Gelombang Panjang (Rn1)= f(T)x f(ed) x f(n/N) = 16.38 x 0.08 x 0.52 = 0.65 Langkah 13. Mencari harga Netto Gelombang Pendek (Rns)= Rs (1- ) = 8.03x(10.25)= 5.99 mm/hari

Tabel 4.5 Data Rerata Klimatologi Stasiun Klimatologi Balong Panggang Kabupaten Gresik Lokasi : 007°15'952'' No

JENISDATA

Satuan

Jan o C 27.99 1 Temperatur ( T ) 2 Kelembaban Relatif ( RH ) % 94.92 3 Lama Penyinaran ( n/N ) % 46.36 km/jm 56.85 4 Kecepatan Angin ( u ) km/hr 1364.40 Sumber : Stasiun Klimatologi Balong Panggang

Feb 27.98 95.27 48.24 41.84 1004.16

Mar 28.66 95.38 39.78 40.18 964.32

Apr 28.65 93.84 56.60 37.25 894.00

Mei 28.05 95.57 58.57 37.97 911.28

Juni 27.62 94.87 62.76 55.78 1338.72

Bulan Juli 26.99 93.85 68.85 68.48 1643.52

Agst 27.94 93.69 73.28 71.62 1718.88

Sept 29.03 94.03 70.08 94.69 2272.56

Okt 24.10 70.66 46.86 78.85 1892.40

Nop 30.86 94.96 58.13 86.05 2065.20

Des 30.58 96.00 32.17 50.90 1221.60

Tabel 4.6 Perhitungan Evapotranspirasi No

PERHITUNGAN

Satuan

Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli 37.82 37.80 38.39 39.23 37.94 37.03 35.68 35.90 36.01 36.62 36.81 36.26 35.13 33.49 1.92 1.79 1.77 2.42 1.68 1.90 2.19 0.31 0.30 0.30 0.30 0.30 0.31 0.32 0.23 0.23 0.23 0.22 0.23 0.23 0.24 15.95 15.95 15.55 14.55 13.25 12.60 12.90 7.98 8.14 7.23 8.08 7.50 7.42 8.02

1 2 3 4 5 6 7

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)

mm/hr mm/hr

8 9 10 11 12 13 14 15

Radiasi Netto Gel.Pendek (Rns) Fungsi Tek. Uap nyata f(ed) Fungsi penyinaran f(n/N) Fungsi suhu f(t) Radiasi netto Gel. Panjang (Rn1) Radiasi netto (Rn) Faktor Pembobot Rn ( W ) Faktor koreksi (c ) Potensial Evapotranspirasi (Eto)

mm/hr 5.99 6.11 5.42 6.06 5.63 0.076 0.076 0.074 0.073 0.075 0.52 0.53 0.46 0.61 0.63 16.38 16.38 16.44 16.52 16.39 mm/hr 0.65 0.66 0.56 0.74 0.77 mm/hr 5.34 5.44 4.87 5.33 4.86 0.77 0.77 0.77 0.78 0.77 1.09 1.09 1.08 1.09 1.08 mm/hr 4.63 4.70 4.18 4.70 4.16

mbar mbar mbar km/hr

5.57 0.079 0.66 16.30 0.86 4.71 0.77 1.08 4.06

6.02 0.085 0.72 16.16 0.99 5.02 0.76 1.09 4.34

Agst 36.74 34.42 2.32 0.32 0.24 13.85 8.94

Sept 40.04 37.65 2.39 0.34 0.22 14.95 9.40

Okt 29.97 21.18 8.79 0.33 0.27 15.75 7.92

Nop 44.55 42.30 2.25 0.33 0.19 15.90 8.97

Des 43.70 41.95 1.75 0.31 0.20 15.85 6.72

6.71 0.082 0.76 16.27 1.01 5.70 0.76 1.10 4.96

7.05 0.070 0.73 16.61 0.85 6.20 0.78 1.10 5.51

5.94 0.138 0.52 15.55 1.12 4.83 0.73 1.10 4.74

6.72 0.054 0.62 17.26 0.58 6.15 0.81 1.10 5.63

5.04 0.055 0.39 16.95 0.36 4.67 0.80 1.07 4.12

sumber : Hasil Perhitungan

BAB V KEBUTUHAN AIR UNTUK IRIGASI Kebutuhan air tanaman didefinisikan sebagai jumlah air yang dibutuhkan oleh tanaman pada suatu periode untuk dapat tumbuh dan produksi secara normal. Umumnya setiap jenis tanaman selama pertumbuhannya akan terus menerus membutuhkan air, namun kuantitas air yang dibutuhkan sangat bervariasi. Misalnya padi yang membutuhkan penggenangan air yang cukup selama masa pertumbuhannya, sedangkan polowijo membutuhkan air hanya untuk mempertahankan kelembaban tanah di sekitarnya. Jenis tanaman yang biasa ditanam di Daerah Irigasi Menturus yaitu padi, palawija (jagung), dan tebu. Kebutuhan akan air dari setiap tanaman tersebut berbeda-beda. Sedangkan kebutuhan air itu sendiri dipengaruhi oleh evaporasi potensial, curah hujan efektif, perkolasi, penyiapan lahan, koefisien tanaman, dan efisiensi irigasi.

8

5.1 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%. Data berasal dari data curah hujan yang tercatat di stasiun hujan yang berdekatan atau berada dalam cakupan areal irigasi tersebut. Dari data hujan harian direkap menjadi data hujan periode 10 harian. Hasil perhitungan curah hujan efektif disajikan pada tabel 5.1 berikut :

Berikut keterangan dari tabel 5.4 mengenai perhitungan curah hujan efektif untuk palawija : Kolom 1 = bulan Kolom 2 = periode dekade ke-i Kolom 3 = 50% x Re80 / 10 hari dalam mm/hari Kolom 4 = total kolom 3 selama 3 dekade tiap bulan,Re80 dalam mm/bulan Kolom 5 =evapotranspirasi tiap bulan dalam mm/bulan Kolom 6 = Repolowijo (ditentukan dengan cara menginterpolasi dari tabel 5.3) Kolom 7 & 8= Repolowijo pada kolom 6/30 hari (mm/hari) Tabel 5.5 Perhitungan Curah Hujan Efektif Untuk Tanaman Padi, Palawija, Tebu

Tabel 5.2 Perhitungan Re 80% Bulan Januari

Februari

Maret

April

Mei

Juni Juli

Agustus

September

Oktober

November

Desember

1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3

1 221 237 831 248 221 202 175 315 236 126 146 67 133 100 119 67 65 113 18 36 43 16 150 76 96 149 159 185 200 108 161 275

2 109 179 256 143 205 175 165 231 214 108 128 60 73 67 39 18 53 31 10 27 13 57 94 128 168 136 77 107 267

3 107 150 250 121 132 152 121 167 183 107 121 58 73 56 34 15 41 12 9 21 4 52 93 97 125 132 75 63 228

4 104 103 169 118 116 106 115 119 143 87 119 45 64 35 7 10 28 8 2 26 44 25 82 97 69 56 132

5 98 89 151 103 105 96 99 114 95 77 85 17 62 24 4 9 3 13 34 19 36 77 46 52 101

6 94 79 136 82 99 85 96 97 84 61 37 15 46 24 2 4 20 30 45 41 51 91

7 78 77 124 68 61 59 82 92 41 39 30 14 40 10 13 29 38 43 84

8 45 48 69 49 60 43 80 77 38 38 24 2 16 2 27 23 37 65

Bulan

9 30 27 56 40 41 36 61 41 37 37 22 18 19 21 -

1

10 11 12 29 38 18 41 41 31 14 -

Jan

Feb

Mar

Apr

Mei

Jun

Jul

Aug

Sept

Okt

Nov

Des

Periode 2 l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll

Feb

Mar

Apr

Mei

Jun

Jul

Aug

Sept

Okt

Nov

Des

50% Re80

Re

mm/10 hari mm/bulan

3 22.5 24.0 34.5 24.5 30.0 21.5 40.0 38.5 19.0 19.0 12.0 1.0 8.0 1.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 13.5 11.5 18.5 32.5

Eto

Re pol

mm/bulan mm/bulan

4

5

6

81.0

200.011

68.340

76.0

0.000

0.000

97.5

148.082

72.090

32.0

195.763

28.870

9.0

190.051

0.000

0.0

0.000

0.000

0.0

132.250

0.000

0.0

194.364

0.000

0.0

197.385

0.000

0.0

0.000 0.000 0.000

0.000

13.5

168.464

11.680

62.5

232.051

58.130

Re Tebu

Re Pol

mm/hari

mm/hari

4 3.2 3.4 4.8 3.4 4.2 3.0 5.6 5.4 2.7 2.7 1.7 0.1 1.1 0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 1.9 1.6 2.6 4.6

5 2.700 2.880 4.140 2.940 3.600 2.580 4.800 4.620 2.280 2.280 1.440 0.120 0.960 0.120 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.620 1.380 2.220 3.900

6 2.205 2.205 2.205 0.000 0.000 0.000 2.325 2.325 2.325 0.962 0.962 0.962 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.389 0.389 0.389 1.875 1.875 1.875

Keterangan : Kolom 1= bulan dan periode Kolom 2= curah hujan rata-rata 80 % (mm/10 harian) Kolom 3= Reff. Padi = (R80% / 10 harian) x 70% Kolom 4= Reff. Tebu = (R80% / 10 harian) x 60% Kolom 5= Reff. palawija = dari tabel 5.4

Tabel 5.4 Perhitungan Curah Hujan Efektif Untuk Tanaman Palawija 1 Jan

Re Padi mm/hari

3 45.0 48.0 69.0 49.0 60.0 43.0 80.0 77.0 38.0 38.0 24.0 2.0 16.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 27.0 23.0 37.0 65.0

sumber : Hasil perhitungan


Bulan

l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll l ll lll

Re80 mm/10 hari

Re pol mm/hari

7 2.205 2.205 2.205 0.000 0.000 0.000 2.325 2.325 2.325 0.962 0.962 0.962 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.389 0.389 0.389 1.875 1.875 1.875

5.2 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. 5.3 Perkolasi Perkolasi atau yang biasa disebut peresapan air ke dalam tanah dipengaruhi oleh


9

beberapa faktor, antara lain tekstur tanah dan permeabilitasnya. Berdasarkan tekstur tanah lempung berliat dengan permeabilitas sedang, maka laju perkolasi dapat dipakai berkisar 1 sampai dengan 3 mm/hari. Dengan perhitungan ini nilai perkolasi diambil sebesar 2,5 mm/hari, mengikuti kondisi eksisting di lapangan.

5.5 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.

5.4

Pengolahan Tanah dan Penyiapan Lahan 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. Kebutuhan air untuk pengolahan tanah dipengaruhi oleh proses evapotranspirasi potensial yang terjadi, sebagaimana dirumuskan sebagai contoh berikut : Eo= ETo x 1,10 = 4,65 x 1,10 = 5,12 mm/hari P = 2,5 mm/hari M = Eo + P = 7,62 mm/hari T = 31 hari S = Kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan 50 mm,Jadi 200 + 50 = 250 mm K = 7,62 mm/hari x 31 hari / 250 mm = 0,9 LP= M. ek / ( ek 1 ) = 7,62 . e 0,94 / ( e 0,94 1 ) = 12,46 mm/hari

5.6 Efisiensi Irigasi 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% (untuk lebih jelasnya bisa dilihat pada tabel 2.3 pada bab II). Sehingga efisiensi irigasi total = 90% x 90% x 80% = 65 %. 5.7 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. Pembagian blok Daerah Irigasi Menturus sebagaimana berikut : Tabel 5.7 Pembagian Golongan/ Blok DI Menturus Tahun Pelaksanaan

untuk perhitungan bulan lain direkap pada tabel 5.6

I

Tabel 5. 6 Perhitungan Kebutuhan Air untuk Persiapan Lahan No

Parameter

Bulan Satuan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sept Okt Nop Des

4.63 5.09 2.50 7.59 30 250 0.91 mm/hari 12.70 k k 8 LP = (M.e ) / ( e - 1 ) l/dt/ha 1.47 1 2 3 4 5 6 7

Eto Eo = Eto x 1.10 P M = Eo + P T S k = MT/S

mm/hari mm/hari mm/hari mm/hari hari mm

4.70 4.18 4.70 4.16 4.06 5.17 4.60 5.17 4.58 4.47 2.50 2.50 2.50 2.50 2.50 7.67 7.10 7.67 7.08 6.97 30 30 30 30 30 250 250 250 250 250 0.92 0.85 0.92 0.85 0.84 12.75 12.38 12.75 12.37 12.30 1.48 1.43 1.48 1.43 1.42

4.34 4.77 2.50 7.27 30 250 0.87 12.49 1.45

4.96 5.46 2.50 7.96 30 250 0.95 12.93 1.50

5.51 4.74 6.06 5.21 2.50 2.50 8.56 7.71 30 30 250 250 1.03 0.93 13.33 12.78 1.54 1.48

5.63 6.19 2.50 8.69 30 250 1.04 13.42 1.55

Awal Pengolahan Tanah Ket Gol I Gol II Gol III Nop 1 Nop 2 Nop 3

II

Nop 2

Nop 3

Des 1

III

Nop 3

Des 1

Des 2

Tabel 5.8 Rencana Pembagian Tata Tanam

4.12 4.53 2.50 7.03 30 250 0.84 12.34 1.43

sumber : Hasil perhitungan Keterangan : Eto : Evapotranspirasi potensial ( mm/hari ) Eo : Evaporasi potensial ( mm/hari ) P : Perkolasi ( 2,5 mm/hari ) T : Waktu pengolahan ( hari ) S : Kebutuhan untuk penjenuhan lapisan atas LP : Kebutuhan air selama penyiapan lahan (mm/hari )

10

Saluran

Areal(Ha)

Primer Menturus I Primer Menturus II Sekunder Terusan Sekunder Losari Sekunder Ngares Sekunder Berat Sekunder Sidoringin Total

436

Gol I Gol II Gol III Ket BIM 24

791

BIM 1

205 616 496 253 477 3.274

1589

894

791

30

23

5.8 Perencanaan Pola Tanam Dengan adanya keterbatasan persediaan air, maka pengaturan pola tanam dan jadwal tanam perlu dilaksanakan untuk dapat mengurangi banyaknya air yang diperlukan, dengan kata lain efisiensi dalam pemakaian air untuk irigasi dapat ditingkatkan.

Tabel 5.10 Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman Palawija Untuk Awal Tanam Nopember 1 PALAWIJA ( JAGUNG ) Musim

Bulan periode

Nop

5.9 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi Dalam mencari besarnya kebutuhan air untuk irigasi tanaman, dilakukan analisa kebutuhan air yang dipengaruhi oleh faktor pengolahan tanah, perkolasi, curah hujan efektif, evapotranspirasi, efisiensi irigasi, koefisien tanaman serta faktor lainnya yang telah dibahas sebelumnya. Berikut ini disajikan contoh perhitungan kebutuhan air irigasi Nop 1.

Des Hujan Jan

Feb

Mar

Apr Kemarau 1 Mei

Tabel 5.9 Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman Padi Untuk Awal Tanam Nopember 1

Juni

PADI Musim

Bulan periode

Nop

Des Hujan Jan

Feb

Mar

Apr Kemarau 1 Mei

Juni

Juli

Agst Kemarau 2 Sept

Okt

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

Eto

Re 80

Re

P

mm/hr mm/hr mm/hr mm/hr 5.63 0 0.00 2.50 5.63 0 0.00 2.50 5.63 2.7 1.89 2.50 4.12 2.3 1.61 2.50 4.12 3.7 2.59 2.50 4.12 6.5 4.55 2.50 4.63 4.5 3.15 2.50 4.63 4.8 3.36 2.50 4.63 6.9 4.83 2.50 4.70 4.9 3.43 2.50 4.70 6 4.20 2.50 4.70 4.3 3.01 2.50 4.18 8 5.60 2.50 4.18 7.7 5.39 2.50 4.18 3.8 2.66 2.50 4.70 3.8 2.66 2.50 4.70 2.4 1.68 2.50 4.70 0.2 0.14 2.50 4.16 1.6 1.12 2.50 4.16 0.2 0.14 2.50 4.16 0 0.00 2.50 4.06 0 0.00 2.50 4.06 0 0.00 2.50 4.06 0 0.00 2.50 4.34 0 0.00 2.50 4.34 0 0.00 2.50 4.34 0 0.00 2.50 4.96 0 0.00 2.50 4.96 0 0.00 2.50 4.96 0 0.00 2.50 5.51 0 0.00 2.50 5.51 0 0.00 2.50 5.51 0 0.00 2.50 4.74 0 0.00 2.50 4.74 0 0.00 2.50 4.74 0 0.00 2.50

WLR Koefifien Tanaman

Eto . Ci

Etc

NFR

DR mm/hr C1 C2 C3 W1' W2' W3' mm/hr mm/hr l/dt/ha l/dt/ha LP LP LP 13.40 13.40 13.40 13.40 13.40 1.55 2.39 1.10 LP LP 6.19 13.40 13.40 13.40 13.40 1.55 2.39 1.10 1.10 LP 6.19 6.19 13.40 13.40 11.51 1.33 2.05 1.10 1.10 1.10 4.53 4.53 4.53 4.53 5.42 0.63 0.97 0.83 1.05 1.10 1.10 4.33 4.53 4.53 4.43 5.17 0.60 0.92 1.66 1.05 1.05 1.10 4.33 4.33 4.53 4.38 3.99 0.46 0.71 1.66 1.05 1.05 1.05 4.86 4.86 4.86 4.86 5.87 0.68 1.05 1.66 0.95 1.05 1.05 4.40 4.86 4.86 4.64 5.44 0.63 0.97 1.66 0.85 0.95 1.05 3.94 4.40 4.86 4.29 3.62 0.42 0.64 1.66 0.00 0.85 0.95 0.00 4.00 4.47 2.17 2.90 0.34 0.52 0.83 0.00 0.85 0.00 0.00 4.00 0.97 0.10 0.01 0.02 0.00 0.00 0.00 -0.51 -0.06 0.09 LP LP LP 12.38 12.38 12.38 12.38 6.78 0.78 1.21 1.10 LP LP 4.60 12.38 12.38 8.60 3.21 0.37 0.57 1.10 1.10 LP 4.60 4.60 12.38 6.48 3.82 0.44 0.68 1.10 1.10 1.10 5.17 5.17 5.17 5.17 5.01 0.58 0.89 0.83 1.05 1.10 1.10 4.94 5.17 5.17 5.06 6.71 0.78 1.19 1.66 1.05 1.05 1.10 4.94 4.94 5.17 4.99 9.01 1.04 1.60 1.66 1.05 1.05 1.05 4.37 4.37 4.37 4.37 7.41 0.86 1.32 1.66 0.95 1.05 1.05 3.95 4.37 4.37 4.17 8.19 0.95 1.46 1.66 0.85 0.95 1.05 3.54 3.95 4.37 3.85 8.01 0.93 1.43 1.66 0.00 0.85 0.95 0.00 3.45 3.86 1.87 6.03 0.70 1.07 0.83 0.00 0.85 0.00 0.00 3.45 0.83 4.16 0.48 0.74 0.00 0.00 2.50 0.29 0.45 LP LP LP 12.51 12.51 12.51 12.51 12.51 1.45 2.23 1.10 LP LP 4.77 12.51 12.51 8.76 8.76 1.01 1.56 1.10 1.10 LP 4.77 4.77 12.51 6.64 6.64 0.77 1.18 1.10 1.10 1.10 5.46 5.46 5.46 5.46 7.96 0.92 1.42 0.83 1.05 1.10 1.10 5.21 5.46 5.46 5.34 8.67 1.00 1.54 1.66 1.05 1.05 1.10 5.21 5.21 5.46 5.27 9.43 1.09 1.68 1.66 1.05 1.05 1.05 5.79 5.79 5.79 5.79 9.95 1.15 1.77 1.66 0.95 1.05 1.05 5.23 5.79 5.79 5.52 9.68 1.12 1.72 1.66 0.85 0.95 1.05 4.68 5.23 5.79 5.10 9.26 1.07 1.65 1.66 0.00 0.85 0.95 0.00 4.03 4.50 2.19 6.35 0.73 1.13 0.83 0.00 0.85 0.00 0.00 4.03 0.97 4.30 0.50 0.77 0.00 0.00 2.50 0.29 0.45

Juli

Agst Kemarau 2 Sept

Okt

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

Eto

Re 80

Re

mm/hr mm/hr mm/hr 5.63 0 0.39 5.63 0 0.39 5.63 2.7 0.39 4.12 2.3 1.88 4.12 3.7 1.88 4.12 6.5 1.88 4.63 4.5 2.21 4.63 4.8 2.21 4.63 6.9 2.21 4.70 4.9 0.00 4.70 6 0.00 4.70 4.3 0.00 4.18 8 2.24 4.18 7.7 2.24 4.18 3.8 2.24 4.70 3.8 0.96 4.70 2.4 0.96 4.70 0.2 0.96 4.16 1.6 0.00 4.16 0.2 0.00 4.16 0 0.00 4.06 0 0.00 4.06 0 0.00 4.06 0 0.00 4.34 0 0.00 4.34 0 0.00 4.34 0 0.00 4.96 0 0.00 4.96 0 0.00 4.96 0 0.00 5.51 0 0.00 5.51 0 0.00 5.51 0 0.00 4.74 0 0.00 4.74 0 0.00 4.74 0 0.00

Koefifien Tanaman C1 0.50 0.73 0.95 0.96 1.00 1.05 1.02 0.99 0.95 0.00 0.00 0.00 0.50 0.73 0.95 0.96 1.00 1.05 1.02 0.99 0.95 0.00 0.00 0.00 0.50 0.73 0.95 0.96 1.00 1.05 1.02 0.99 0.95 0.00 0.00 0.00

C2 0.00 0.50 0.73 0.95 0.96 1.00 1.05 1.02 0.99 0.95 0.00 0.00 0.00 0.50 0.73 0.95 0.96 1.00 1.05 1.02 0.99 0.95 0.00 0.00 0.00 0.50 0.73 0.95 0.96 1.00 1.05 1.02 0.99 0.95 0.00 0.00

C3 0.00 0.00 0.50 0.73 0.95 0.96 1.00 1.05 1.02 0.99 0.95 0.00 0.00 0.00 0.50 0.73 0.95 0.96 1.00 1.05 1.02 0.99 0.95 0.00 0.00 0.00 0.50 0.73 0.95 0.96 1.00 1.05 1.02 0.99 0.95 0.00

Eto . Ci W1' 2.82 4.11 5.35 3.96 4.12 4.33 4.72 4.58 4.40 0.00 0.00 0.00 2.09 3.05 3.97 4.51 4.70 4.94 4.24 4.12 3.95 0.00 0.00 0.00 2.17 3.17 4.12 4.76 4.96 5.21 5.62 5.45 5.23 0.00 0.00 0.00

W2' 0.00 2.82 4.11 3.91 3.96 4.12 4.86 4.72 4.58 4.47 0.00 0.00 0.00 2.09 3.05 4.47 4.51 4.70 4.37 4.24 4.12 3.86 0.00 0.00 0.00 2.17 3.17 4.71 4.76 4.96 5.79 5.62 5.45 4.50 0.00 0.00

Etc NFR DR W3' mm/hr mm/hr l/dt/ha l/dt/ha 0.00 1.37 0.98 0.11 0.17 0.00 2.76 2.37 0.27 0.42 2.82 4.40 4.01 0.46 0.71 3.01 3.72 1.84 0.21 0.33 3.91 4.03 2.15 0.25 0.38 3.96 4.18 2.31 0.27 0.41 4.63 4.74 2.53 0.29 0.45 4.86 4.69 2.48 0.29 0.44 4.72 4.53 2.32 0.27 0.41 4.65 2.34 2.34 0.27 0.42 4.47 1.08 1.08 0.12 0.19 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.01 -1.22 0.14 0.22 0.00 2.05 -0.18 0.02 0.03 2.09 3.27 1.03 0.12 0.18 3.43 4.24 3.28 0.38 0.58 4.47 4.59 3.63 0.42 0.65 4.51 4.77 3.81 0.44 0.68 4.16 4.26 4.26 0.49 0.76 4.37 4.21 4.21 0.49 0.75 4.24 4.07 4.07 0.47 0.72 4.02 2.02 2.02 0.23 0.36 3.86 0.93 0.93 0.11 0.17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 1.05 1.05 0.12 0.19 0.00 2.13 2.13 0.25 0.38 2.17 3.39 3.39 0.39 0.60 3.62 4.47 4.47 0.52 0.80 4.71 4.85 4.85 0.56 0.86 4.76 5.03 5.03 0.58 0.90 5.51 5.64 5.64 0.65 1.00 5.79 5.58 5.58 0.65 0.99 5.62 5.39 5.39 0.62 0.96 4.69 2.36 2.36 0.27 0.42 4.50 1.09 1.09 0.13 0.19 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00


Tabel 5.11 Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman Tebu Untuk Seluruh Masa Tanam TEBU Musim

Bulan periode

Eto

Re 80

C2 0.60 0.55

C3 0.60 0.60

W1' W2' 3.10 3.38 3.10 3.10

Etc NFR DR W3' mm/hr mm/hr l/dt/ha l/dt/ha 3.38 3.24 3.24 0.38 0.58 3.38 3.16 3.16 0.37 0.56

III

mm/hr mm/hr mm/hr C1 5.63 0.0 0.00 0.55 5.63 0.0 0.00 0.55 5.63 2.7 1.62 0.55

I

4.12

Des

II III

4.12 4.12

I

4.63

Jan

II III I II

Nop

Hujan

Feb

Mar

sumber : Hasil perhitungan Apr Kemarau 1 Mei

Juni

Juli

Agst Kemarau 2 Sept

Okt

I II

Re

Koefisien Tanaman

0.55

0.55

3.10 3.10

3.10

3.10

1.48

0.17

0.26

2.3 3.7 6.5

1.38 2.22 3.90

0.80

0.55

0.55

3.30 2.27

2.27

2.77

1.39

0.16

0.25

0.80 0.80

0.80 0.80

0.55 0.80

3.30 3.30 3.30 3.30

2.27 3.30

3.05 3.30

0.83 -0.60

0.10 0.07

0.15 0.11

4.5 4.8 6.9 4.9 6.0

2.70 2.88 4.14 2.94 3.60

0.90

0.80

0.80

4.17 3.70

3.70

3.93

1.23

0.14

0.22

4.63 4.63 4.70 4.70

0.95 1.00 1.00 1.00

0.90 0.95 1.00 1.00

0.80 0.90 0.95 1.00

4.40 4.63 4.70 4.70

4.17 4.40 4.70 4.70

3.70 4.17 4.47 4.70

4.17 4.45 4.64 4.70

1.29 0.31 1.70 1.10

0.15 0.04 0.20 0.13

0.23 0.06 0.30 0.20

III

4.70

4.3

2.58

1.00

1.00

1.00

4.70 4.70

4.70

4.70

2.12

0.25

0.38

I

4.18

8.0

4.80

1.05

1.00

1.00

4.39 4.18

4.18

4.28

-0.52

0.06

0.09

II

4.18

1.05

1.00

4.39 4.39

4.18

4.34

-0.28

0.03

0.05

4.18 4.70 4.70 4.70 4.16 4.16 4.16 4.06 4.06 4.06 4.34 4.34 4.34 4.96 4.96 4.96 5.51 5.51 5.51 4.74 4.74 4.74

4.62 2.28 2.28 1.44 0.12 0.96 0.12 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

1.05

III I II III I II III I II III I II III I II III I II III I II III

7.7 3.8 3.8 2.4 0.2 1.6 0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 0.85 0.85 0.85 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60 0.60

1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 0.85 0.85 0.85 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.60 0.80 0.60 0.60 0.60 0.60

1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 0.85 0.85 0.80 0.80 0.80 0.80 0.80 0.60 0.60 0.80 0.60 0.60 0.60

4.39 4.94 4.94 4.94 4.37 4.37 4.37 3.45 3.45 3.45 3.47 3.47 3.47 3.97 3.97 2.98 3.31 3.31 3.31 2.84 2.84 2.84

4.39 4.94 4.94 4.94 4.37 4.37 4.37 4.26 4.26 3.45 3.69 3.47 3.47 3.97 3.97 3.97 3.31 3.31 4.41 2.84 2.84 2.84

4.39 4.94 4.94 4.94 4.37 4.37 4.37 3.87 3.65 3.45 3.58 3.47 3.47 3.97 3.97 3.49 3.31 3.61 3.57 2.84 2.84 2.84

2.11 2.66 3.50 4.82 3.41 4.25 4.37 3.87 3.65 3.45 3.58 3.47 3.47 3.97 3.97 3.49 3.31 3.61 3.57 2.84 2.84 2.84

0.24 0.31 0.40 0.56 0.39 0.49 0.51 0.45 0.42 0.40 0.41 0.40 0.40 0.46 0.46 0.40 0.38 0.42 0.41 0.33 0.33 0.33

0.38 0.47 0.62 0.86 0.61 0.76 0.78 0.69 0.65 0.61 0.64 0.62 0.62 0.71 0.71 0.62 0.59 0.64 0.64 0.51 0.51 0.51


11

Eto . Ci

4.39 4.94 4.94 4.94 4.37 4.37 4.37 4.26 3.45 3.45 3.69 3.47 3.47 3.97 3.97 3.97 3.31 4.41 3.31 2.84 2.84 2.84

Awal Tanam

Nop. 1

Nop. 2

Nop. 3

Des. 1

Des. 2 Musim

Hujan

Hujan

Hujan

Hujan

Hujan ( m³ / Ha ) ( m³ / Ha ) ( m³ / Ha ) Padi

3791.52 2839.17

Kemarau 1 11529.57 5055.57 5668.11

Kemarau 2 14490.43 6349.50 6302.67

9544.62

1761.82 2839.17

Kemarau 1 10941.05 1902.39 5668.11

Kemarau 2 14589.94 3886.57 6302.67

9210.53

3768.32 2839.17

Kemarau 1 10985.11 3822.17 5668.11

Kemarau 2 14779.46 6292.44 6302.67

8702.49

3980.45 2839.17

Kemarau 1 10738.38 3759.71 5668.11

Kemarau 2 14698.22 6178.17 6302.67

9934.95 Palawija Tebu

10971.38 3756.55 2839.17

Kemarau 1 10898.71 4402.96 5668.11

Kemarau 2 14768.19 6304.97 6302.67


Dari analisa perhitungan kebutuhan air,dapat diketahui berapa total kebutuhan air (m3/s) seluruh jenis tanaman (padi,palawija, dan tebu) yang didasarkan pada intensitas tanaman rencana untuk masing-masing masing awal tanam. Selain itu dapat diketahui pula bagaimana ketersedian air yang ada terhadap

Luas Tnm Gol A Padi pwj Tebu I 56 163 997 II 27 997 III 189 997 I 396 997 II 592 997 III 592 997 I 592 997 II 592 997 III 592 997 I 592 997 II 592 997 III 592 997 I 396 997 II 189 997 III 189 997 I 396 997 II 592 997 III 592 997 I 592 997 II 592 997 III 592 997 I 592 997 II 592 997 III 592 997 I 396 997 II 189 997 III 27 163 997 I 56 340 997 II 84 508 997 III 84 508 997 I 84 508 997 II 84 508 997 III 84 508 997 I 84 508 997 II 84 508 997 III 84 340 997 Luas (Ha) Keb Air (m3/ s)

Ket :

Okt

Sept

Agst

Juli

Juni

Mei

Apr

Mar

Feb

Jan

Des

Nop

Luas Tnm Gol B Luas tnm Gol C Keb Air Padi pwj Tebu Padi pwj Tebu Gol A 0.62 39 199 558 42 253 496 0.58 26 95 558 42 169 496 12 558 28 81 496 0.65 107 558 13 496 0.74 0.55 225 558 94 496 0.46 336 558 197 496 0.85 336 558 295 496 0.83 336 558 295 496 0.50 336 558 295 496 0.88 336 558 295 496 0.65 336 558 295 496 0.64 336 558 295 496 0.09 336 558 295 496 -0.05 225 558 295 496 0.07 107 558 197 496 0.92 107 558 94 496 1.18 225 558 94 496 1.74 336 558 197 496 1.40 336 558 295 496 336 558 295 496 1.65 336 558 295 496 1.68 1.56 336 558 295 496 1.40 336 558 295 496 1.08 336 558 295 496 0.88 336 558 295 496 0.70 225 558 295 496 0.70 107 558 197 496 0.89 12 95 558 94 496 1.03 26 199 558 13 81 496 1.00 39 297 558 28 169 496 1.03 39 297 558 42 253 496 1.10 39 297 558 42 253 496 1.09 39 297 558 42 253 496 0.91 39 297 558 42 253 496 0.88 39 297 558 42 253 496 0.67 39 297 558 42 253 496 Keb Air Gol B 0.35 0.33 0.17 0.27 0.24 0.26 0.48 0.47 0.28 0.49 0.37 0.36 0.05 -0.09 0.39 0.39 0.56 0.98 0.79 0.93 0.94 0.98 0.79 0.60 0.56 0.45 0.58 0.44 0.51 0.56 0.57 0.61 0.60 0.50 0.49 0.40

Keb Air Gol C 0.32 0.31 0.19 0.14 0.14 0.17 0.42 0.41 0.25 0.44 0.32 0.32 0.05 -0.13 0.53 0.34 0.40 0.72 0.70 0.82 0.83 0.77 0.69 0.53 0.49 0.44 0.75 0.50 0.40 0.44 0.51 0.55 0.54 0.45 0.44 0.36

TOTAL keb Air 1.29 1.22 1.01 1.15 0.93 0.89 1.75 1.71 1.03 1.81 1.34 1.32 0.19 0.27 1.62 1.65 2.14 3.43 2.88 3.07 2.98 2.52 2.26 2.21 1.93 1.58 2.02 1.83 1.94 1.99 1.99 1.82 1.81 1.71 1.46 1.18

Water Balance Debit andalan (m3/ s) % 1.930 0.64 49.612 2.290 1.07 87.705 2.800 1.79 177.23 3.260 2.11 183.48 3.570 2.64 283.87 3.660 2.77 311.24 3.310 1.56 89.143 3.300 1.59 92.982 3.330 2.30 223.3 3.390 1.58 87.293 3.390 2.05 152.99 3.390 2.07 156.82 3.390 3.20 1684.2 3.090 2.82 1044.4 2.710 1.09 67.284 2.930 1.28 77.576 2.760 0.62 28.972 3.330 -0.10 -2.915 3.130 0.25 8.6806 2.860 -0.21 -6.84 2.810 -0.17 -5.705 2.340 -0.18 -7.143 1.930 -0.33 -14.6 1.930 -0.28 -12.67 1.930 0.00 0 2.220 0.64 40.506 1.920 -0.10 -4.95 2.210 0.38 20.765 1.880 -0.06 -3.093 1.870 -0.12 -6.03 1.870 -0.12 -6.03 1.580 -0.24 -13.19 1.610 -0.20 -11.05 1.650 -0.06 -3.509 1.880 0.42 28.767 1.890 0.71 60.169

Tabel 5.13 Total Kebutuhan Air Berdasarkan Intensitas Tanaman Pada Awal Tanam Nop 3

Tabel 5.12 Rekapan Kebutuhan Air Tanaman Padi, Palawija dan Tebu Per Musim Tanam

Bulan Dekade

Berikut penjelasan perhitungan pada tabel 5.7, 5.8, dan 5.9 : Eto (Penman) = Evapotranspirasi Potensial (mm/hari) (mm/hari Re 80 = Curah hujan dengan peluang keandalan 80%( mm/hari ) Re = Curah hujan efektif uuntuk ntuk tanaman padi/palawija/tebu C1,C2,& C3 = Koefisien tanaman W1,W2,&W3= Faktor Pembobot W1,W2,&W3= W1 = Luas Gol = 1589 ha Luas Baku sawah 3274 ha W2 = Luas Gol 2 = 894 ha Luas Baku sawah 3274 ha W3 = Luas Gol 3 = 791 ha Luas Baku sawah 3274 ha W1 = Eto x C1 W2 = Eto x C2 W3 = Eto x C3 Etc = Evapotranspirasi Penman (mm/hari) Etc = (W1xW1 )+(W2xW2 )+(W3xW3 ) NFR padi = Etc Re (untuk untuk masa landpreparation landpreparation) NFR padi = Etc + P Re + WLR NFR palawija = Etc Re palawija NFR tebu = Etc Re tebu DR = NFR = NFR efisiensi 0.65 mm/hari = 1 l/dt/ha 8.64 kebutuhan air irigasi. Sebagai contoh dapat dilihat dilihat pada tabel dan grafik berikut ini.

dikurangi biaya produksi yang harus dikeluarkan oleh petani untuk setiap hektarnya. Sedangkan penerimaan petani merupakan hasil produksi tanaman tiap hektar dikalikan dengan harga produksi tanaman tersebut. Hasil usaha tani pada wilayah studi disajikan pada tabel berikut :

BAB VI OPTIMASI LUAS LAHAN IRIGASI 6.1 Pemodelan Optimasi Linear Programming Dalam studi ini, penggunaan model optimasi merupakan salah satu upaya untuk mengatasi permasalahan dalam pengelolaan dan pemanfaatan air. Disamping itu juga ditujukan pada pengembangan daerah studi, agar daerah tersebut bisa menghasilkan keuntungan hasil produksi yang maksimum. Pada pengembangan di Daerah Irigasi Menturus ini diharapkan mampu mengatasi masalah ketidakseimbangan air pada daerah tersebut. Untuk itu diperlukan cara untuk menentukan metode pengembangan, yang dalam hal ini ialah dengan menentukan luasan lahan tiap masing-masing jenis tanaman yang ada di daerah tersebut. Hal ini juga didasarkan pada ketersediaan air irigasi di lokasi yang bersumber pada Bendung Karet Menturus. Selanjutnya akan digunakan analisa optimasi yang bertujuan untuk pembagian luasan tersebut di atas benar-benar optimal dan mendapatkan hasil produksi yang maksimal. Untuk memperoleh hasil yang optimal tersebut, dapat diselesaikan dengan pendekatan optimasi. Optimasi merupakan suatu cara untuk membuat nilai suatu fungsi agar beberapa variable yang ada menjadi maksimum atau minimum dengan memperhatikan kendala-kendala yang ada. Dalam studi ini untuk memperoleh penyelesaian yang optimal dilakukan dengan model optimasi. Persamaan yang digunakan ialah persamaan linear, sehingga disebut dengan Linear Programming. Adapun langkah-langkahnya sebagai berikut : 1. Menentukan pemodelan optimasi. 2. Menentukan Variabel-variabel yang akan dioptimasi (dalam tugas akhir ini yang akan dioptimasi adalah luas lahan sawah ).` 3. Menghitung batasan batasan dalam persamaan model optimasi yang didapat dari hasil perhitngan Bab IV dan Bab V. 4. Penyusunan model optimasi.

Tabel 6.1 Analisa Pendapatan Usaha Tani Tahun 2009 di Kabupaten Mojokerto No

Uraian

Padi

Jagung

Tebu

1 Harga Produksi (Rp/Kg) 2500 1500 150 2 Produksi Sawah (Ton/Ha) 6 8 60 3 Hasil Produksi (Rp/Ha) 15000000 12000000 9000000 4 Biaya Produksi (Rp/Ha) 6425000 3525000 5400000 5 Pendapatan Komoditi (Rp/Ha) 8575000 8475000 3600000 Sumber : Dinas Pertanian Kabupaten Mojokerto

Tabel 6.2 Analisa Pendapatan Usaha Tani Dengan Pola Tanam Existing Luas Tanaman (Ha) Padi Palawija Tebu Hujan 609.00 79.00 2,518.00 Kemarau 1 353.00 243.00 2,518.00 Kemarau 2 173.00 423.00 2,518.00 Musim

Total Pendapatan Luas Total Inst (%) (Ha) InTens (Rp) 3,206.00 99.00 5,891,700,000.00 3,113.00 96.00 291.00 5,086,400,000.00 3,081.00 96.00 14,133,200,000.00 25,111,300,000.00


6.3 Model Matematika Optimasi Untuk mendapatkan hasil yang mendekati kondisi wilayah studi, maka analisa dilakukan dengan mengacu pada persyaratan yang sesuai dengan kondisi di lapangan sebagai berikut ini : 1. Daerah Irigasi Menturus pada kondisi existing mempunyai luasan tanaman tebu yaitu seluas 2518 Ha atau berkisar 79% dari luasan lahan seluruhnya (3223 ha). Namun, hal ini akan dirubah berdasarkan permintaan dari petani setempat untuk mengurangi luasan tanaman tebu dan meningkatkan luasan tanaman padi. Sehingga luasan tebu dibatasi hanya untuk kebutuhan industri yaitu seluas 2051 Ha.. 2. Untuk ketersediaan air yang akan digunakan untuk mengoptimasi luas lahan ialah dengan menjumlahkan volume andalan sungai sesuai dengan musim tanam sebagai berikut : Musim Debit Andalan (m3/s) Volume Andalan ( m3) Hujan 37.62 32503680 Kemarau 1 33.21 28693440 Kemarau 2 22.51 19448640 80645760 3. Tanaman tebu hanya panen pada akhir tahun saja. Adapun model yang digunakan adalah sebagai berikut :

Dalam pemodelan optimasi terdapat 2 fungsi tujuan, yaitu : 1. Fungsi Tujuan: merupakan rumusan dari tujuan pokok yang melibatkan variabel variabel yang akan dioptimasi. Fungsi tujuan dapat berupa maksimumkan dan minimumkan. 2. Fungsi Kendala: merupakan rumusan yang membatasi tujuan utama. 6.2 Analisa Hasil Usaha Tani Hasil usaha tani merupakan pendapatan bersih petani yang didapat dari penerimaan petani

Fungsi Tujuan :

13

Maksimumkan Z = A.X11 + A.X21 + A.X31 + B.X12 + B.X22 + B.X32 + C.X13 + C.X23 + C.X33 Dimana : Z = Nilai tujuan yang ingin dicapai, yaitu maksimumkan pendapatan ( Rupiah ) A = Pendapatan padi ( Rp. / Ha ) B = Pendapatan palawija ( Rp. / Ha ) C = Pendapatan tebu ( Rp. / Ha ) X11 = Luasan tanaman padi pada MH (Ha ) X21 = Luasan tanaman padi pada MK 1 (Ha) X31 = Luasan tanaman padi pada MK 2 (Ha) X12 = Luasan tanaman palawija pada MH (Ha) X22 = Luasan tanaman palawija pada MK 1(Ha) X32 = Luasan tanaman palawija pada MK 2 (Ha) X13 = Luasan tanaman tebu pada musim hujan (Ha) X23 = Luasan tanaman tebu pada MK1 (Ha) X33 = Luasan tanaman tebu pada MK 2 (Ha)

13385.27X31 + 5259.83X32 + 4430.31X33 19448640 X13 2051 X23 2051 X33 2051 X13 - X23 = 0 X23 - X33 = 0 X11, X21 , X31 , X12 , X22 , X32 , X13 , X23 , X33 0 Selanjutnya, persamaan persamaan tersebut dimasukkan kedalam tabel simpleks untuk dilakukan iterasi. Sebagai alat bantu penyelesaian optimasi tersebut dapat juga dilakukan dengan menggunakan program bantu QM for Windows 2 seperti pada tabel 6.4 berikut ini : Tabel 6.4 Model Optimasi Awal Tanam Nop 1 dengan Program Bantu Quantity Methods for Windows 2

Fungsi Kendala : Luasan Maksimum X11 + X21 + X31 Luas Total X12 + X22 + X32 Luas Total X13 + X23 + X33 Luas Total Volume Andalan Vp1.X11 + Vj2.X12 + Vt3.X13 Vi1 Vp1.X21 + Vj2.X22 + Vt3.X23 Vi2 Vp1.X31 + Vj2.X32 + Vt3.X33 Vi3 Dimana : Vp1 =Kebutuhan air padi tiap musim Vji = Kebutuhan air palawija tiap musim Vti = Kebutuhan air tebu tiap musim Vi1 = Volume andalan pada MH Vi2 = Volume andalan pada MK 1 Vi3 = Volume andalan pada MK 2 Tanaman Tebu X13 Xt X23 Xt X33 Xt X13 - X23 = 0 X23 - X33 = 0 Dimana : Xt = Luas tanaman tebu yang disyaratkan ( = 2051 Ha untuk kebutuhan industri)

Sumber : Input Awal Tanam Nopember 3 QM for Windows 2

6.4 Perhitungan Optimasi Dari model optimasi diatas, 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 6.5 berikut ini . Tabel 6.5 Hasil Model Optimasi Awal Tanam Nop 1 dengan Program Bantu Quantity Methods for Windows 2

(Contoh perhitungan untuk awal tanam Nop 1) Maksimumkan Z=8575000X11+8575000X21+8575000X31 +8475000X12+8475000X22+8475000X32 +0.X13 + 0.X23 + 3600000X33 Fungsi kendala = X11 + X21 + X31 3274 X12 + X22 + X32 3274 X13 + X23 + X33 3274 10863.59X11 + 3783.59X12 + 1751.42X13 32503680 10886.69X21 + 3963.14X22 + 3696.09X23 28693440

Sumber : Hasil Optimasi QM for Windows 2

14

Dari hasil output tersebut dihasilkan solusi optimumsebagai optimum sebagai berikut berikut : : Luas Padi MH = 1223 Ha Luas Padi MK 1 = 1223 Ha Luas Padi MK 2 = 165 Ha Luas Palawija MH = 0 Ha Luas uas Palawija MK 1 = 0 Ha Luas Palawija MK 2 = 1058 Ha Luas Tebu MH = 2051 Ha Luas Tebu MK 1 = 2051 Ha Luas Tebu MK 2 = 2051 Ha Sehingga dari nilai luasan masing masing-masing tanaman tersebut akan didapat pendapatan dari fungsi nilai tujuan sebagai berikut : Z=8575000X11+8 =8575000X11+8575000X21+8575000X31+8475 575000X21+8575000X31+8475 000X12+8475000X22+8475000X32+0.X13 + 0.X23 + 3600000X33 Dari persamaan tersebut, didapat pendapatan produksi sebesar Rp. 38,739,498,443.52 Dari ari hasil optimasi dengan awal tanam Nopember 3 adalah sebagai berikut : Musim Hujan : Padi - Tebu Musim Kemarau 1 : Padi - Tebu Musim Kemarau 2 : Padi - Palawija Tebu 6.5

Intensitas Tanaman

Tabel 6.6 Hasil Intensitas Tanaman Pada Awal Tanam Nopember 1 Luas Tanaman ( Ha ) Luas Total Intensitas Awal Musim Total ( % ) Padi Palawija Tebu ( Ha ) (%) Tanam Hujan 1223 0 2051 3274 100 Nop.1 Kemarau 1 1223 0 2051 3274 100 295.00 Kemarau2 2 0 Kemarau 1034 2051 3085.00 95.00 Sumber : Hasil perhitungan

Grafik 6.2 Hubungan antara antara Awal Tanam dengan Intensitas tanaman


Grafik 6.3 Hub antara Intensitas (%) dan Pendapat Pendapatan an (Rp) pada masing-masing masing masing Awal Tanam


Tabel 6.7 Rekapitulasi Besarnya Intensitas Tanaman dan Pendapatan Dari Hasil Optimasi Pada Awal Tanam Nopember 1 Desember 2 Luas Tanaman ( Ha ) Luas Total Padi Palawija Tebu ( Ha ) Hujan 1223 0 2051 3274 Nop.1 Kemarau 1 1223 0 2051 3274 Kemarau2 2 0 Kemarau 1034 2051 3085.00 Hujan 1223 0 2051 3274 Nop.2 Kemarau 1 1223 0 2051 3274 Kemarau2 2 0 Kemarau 1027 2051 3078.00 Hujan 1223 0 2051 3274 Nop.3 Kemarau 1 1223 0 2051 3274 Kemarau2 2 165 Kemarau 1058 2051 3274.00 Hujan 1223 0 2051 3274 Des.1 Kemarau 1 1223 0 2051 3274 Kemarau2 2 0 Kemarau 1037 2051 3088 Hujan 1223 0 2051 3274 Des.2 Kemarau 1 1223 0 2051 3274 Kemarau2 2 0 Kemarau 1056 2051 3107.00 Sumber : Hasil Perhitungan Awal Tanam

Musim

Intensitas (%) 100 100 100 95.00 100 100 100 95.00 100 100 100 100 100 100 100 100 100 95.00 100 100 100 96.00

Total ( % ) Pendapatan ( Rp ) 295.00

37,124,569,375.04

295.00

37,063,088,776.92

300.00

38,739,498,443.52

295.00

37,142,026,291.64

296.00

37,304,490,798.92

Dari tabel diatas, dapat diketahui besarnya intensitas tanaman dan pendapatan pendapatan yang paling maksimum maksimumterdapat terdapat pada awal tanam tanam Nopember 3 yaitu sebesar Rp. 38,739,498,443.52. Sedangkan pendapatan pada kondisi eksisting yaitu sebesar Rp. 25,111,300,000.00. Sehingga keuntungan yang diperoleh sebesar Rp. 13,628,198,443.52 dan intensitas tanaman meningkat dari 291% menjadi 300% Contoh pembagian luas baku sawah sawah untuk masing masing-masing masing jenis tanaman berdasarkan golongan,dapat dilihat pada tabel 6.13 berikut ini. Tabel 6.13 Pembagian Golongan DI Menturus Dari Hasil Analisa Dengan Awal Tanam Nopember 2 No. Golongan Luas ( Ha ) 1 2 3

I II III Jumlah

1589 894 791 3274

Luas Padi ( Ha ) Luas Palawija ( Ha ) MH MK 1 MK 2 MH MK 1 MK 2 592 592 592 84 0 0 508 336 336 336 39 0 0 297 295 295 295 42 0 0 253 1223 1223 1223 165 0 0 1058


Luas Tebu ( Ha ) MH MK 1 MK MK22 997 997 997 997 558 558 558 496 496 496 2051 2051 2051

sebesar Rp. 37,063,088,776.92 dengan pola tanam padi padi palawija dan tebu. Dengan demikian didapat peningkatan keuntungan produksi disbanding existing yaitu sebesar Rp. 13,628,198,443.52

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN 7.1

Kesimpulan Beberapa kesimpulan yang dapat diambil dari bab sebelumnya adalah sebagai berikut : 1. Berdasarkan data debit inflow, dengan menggunakan rumus empiris didapat besarnya debit andalan dengan tingkat keandalan 80%. Dari hasil perhitungan, volume andalan terbesar didapat pada Bulan Desember dekade 3 dengan volume air sebesar 3.162.240 m³. Sedangkan volume andalan terkecil didapat pada Bulan Oktober dekade 3 yaitu sebesar 1.365.120 m³. Besarnya volume andalan untuk musim hujan yaitu 32.503.680 m³, untuk musim kemarau 1 yaitu 28.693.440 m³, sedangkan untuk musim kemarau 2 sebesar 19.448.640 m³. Sehingga total volume andalan selama setahun sebesar 80.645.760 m³. 2. Dalam studi ini dicoba 5 alternatif awal tanam yaitu Nop1.Nop2,Nop3,Des1,dan Des2. Dari hasil perhitungan didapat kebutuhan air maksimum untuk tanaman padi terjadi pada awal tanam Desember 1 musim kemarau 2 yaitu sebesar 14.779,46³/Ha. Kebutuhan air maksimum untuk tanaman palawija terjadi pada awal tanam Nopember 2 musim kemarau 2 yaitu sebesar 6.349,50 m³/Ha. Sedangkan kebutuhan air maksimum untuk tanaman tebu terjadi pada semua awal tanam musim kemarau 2 yaitu sebesar 6.302,67 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 dengan menggunakan program bantu QM for Windows 2. Dari hasil perhitungan dapat dilihat pada tabel 6.7 didapat besarnya luasan areal optimum yang dapat dilayani selama 1 tahun seluas 9822 Ha yaitu pada awal tanam Nop 3 dengan intensitas tanam 300%. Sehingga dapat terlihat adanya peningkatan sebesar 9%. 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 Nopember 3 yaitu sebesar Rp. 38,739,498,443.52 dengan pola tanam padi padi padi/palawija dan tebu. Sedangkan pendapatan terendah terdapat pada awal tanam Nopember 2 yaitu

7.2 Saran Adapun saran yang dapat diberikan berdasarkan hasil perhitungan dan analisa dalam pengerjaan tugas akhir ini antara lain sebagai berikut : 1. Dari grafik hubungan antara ketersediaan air dan kebutuhan air terlihat adanya sisa air pada musim hujan dan sebagian musim kemarau 1. hendaknya sisa air itu dapat disimpan atau dibuat reservoir sehingga dapat dikeluarkan atau menutup kekurangan air saat musim kemarau 2. 2. Berdasarkan hasil perhitungan, pola tanam pada Nopember 3 sebaiknya bisa segera direalisasikan karena hasilnya lebih memuaskan baik dari segi pendapatan (Rp) maupun intensitas tanamnya. Hal ini sesuai dengan keinginan petani berdasarkan hasil survey oleh Dinas Pengairan Brantas Namun, jika hasil optimasi ini akan diterapkan pada wilayah studi sebaiknya perlu disosialisasikan terlebih dahulu. 3. Kondisi saluran dan bangunan air lainnya hendaknya mendapat perhatian khusus dari pihak terkait sehingga pemberian air irigasi dapat berjalan dengan optimal. 4. Kepada mahasiswa lain yang berminat mendalami subyek ini dapat mencoba alternatif awal tanam yang lebih banyak.

16

17

STUDI OPTIMASI POLA TANAM PADA DAERAH IRIGASI MENTURUS DENGAN MENGGUNAKAN PROGRAM LINEAR

Recommend Documents