STUDI POTENSI IRIGASI SEI KEPAYANG KABUPATEN ASAHAN TUGAS AKHIR Diajukan untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi Syarat untuk menempuh Colloqium Doqtum/Ujian Sarjana Teknik Sipil
M. FAKHRU ROZI 09 0404 062
BIDANG STUDI TEKNIK SUMBER DAYA AIR DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2015
1
ABSTRAK
Daerah Potensi Irigasi Sei Kepayang di Kabupaten Asahan termasuk daerah rawa dengan luas areal ± 1700 Ha yang berada pada posisi 2º41’20”2º56’42" LU dan 99º44’48”- 99º59’20" BT, dengan elevasi 3,85 m diatas permukaaan air laut. Untuk mengetahui potensi irigasi Sei Kepayang memerlukan data hidrologi, Klimatologi, Topografi yang kemudian akan dianalisa untuk mendapatkan curah hujan efektif, evapotranspirasi, kebutuhan air irigasi, debit andalan, dan debit yang didistribusikan pada petak-petak sawah sesuai dengan yang diperlukan. Potensi irigasi Sei Kepayang hal-hal yang dianalisa adalah analisa hidrologi yang meliputi Curah Hujan efektif, Evapotranspirasi, Kebutuhan air irigasi, Debit Andalan serta Debit yang di distribusikan kemasing petak sawah. Dari hasil perhitungan didapat nilai debit andalan Sungai Nantalu dengan metode Dr. F.J.Mock didapat nilai debit maximum andalan Qand = 9,66 m3/det yang terjadi pada bulan januari dan Debit minimum andalan Qand = 4,02 m3/det. Berdasarkan hasil analisa dengan menggunakan 12 alternatif pola tanam didapat nilai DR (kebutuhan air) yaitu sebesar 2,44 ltr/dtk/Ha. Besarnya areal yang berpotensi irigasi yaitu sebesar 1647.54 Ha.
2
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur kepada Allah SWT yang telah memberikan kesehatan dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan Tugas Akhir ini. Penulisan Tugas Akhir yang berjudul “STUDI POTENSI IRIGASI SEI KEPAYANG KABUPATEN ASAHAN” ini dimaksudkan untuk mencapai gelar sarjana Teknik Sipil bidang studi struktur Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Dalam penulisan Tugas Akhir ini, penulis menghadapi berbagai kendala, tetapi karena bantuan dari berbagai pihak, penulisan Tugas Akhir ini dapat terselesaikan. Pada kesempatan ini pula, penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar – besarnya kepada : 1. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, sebagai Ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. 2. Bapak Ir. Syahrizal, M.T., sebagai Sekretaris Departemen Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Ir. Makmur Ginting, M.Sc sebagai Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan waktu, dukungan, masukan, serta bimbingan kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir ini. 4. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, dan Ir. Alferido Malik., sebagai Dosen Pembanding dan Penguji Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
5. Kedua orangtua, Khairul Fakhri Lubis dan Hj. Diah Indriani Lubis yang tak pernah berhenti memberikan doa, dukungan, motivasi, kasih sayang dan segalanya untuk saya selama ini. Serta Anasela Triutami yang selalu member semangat saya. 6. Seluruh Bapak dan Ibu Dosen Pengajar Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara yang telah membimbing dan memberikan pengajaran kepada Penulis selama menempuh masa studi di Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
7. Asisten Laboratorium Hidrolika Fakultas Teknik USU
3
8. Seluruh staf pegawai kak Lince, Kak Dina, Kak Dewik, Bang Julpan, Bang Jul KP, Bang Edi , Bang Amin dan Mas Bandi dan juga semua pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
9. Seluruh keluarga saya sipil 2009 yang telah sangat banyak membantu saya mulai dari awal proses pengerjaan tugas akhir : Irsyad, Andy Azis, Perkasa, Fandhu, Gustara, dan semuanya terkhusus kawan-kawan Sub Jurusan TSA. 10. Teman-teman seperjuangan yang sudah duluan tamat. 11. Semua abang/kakak dan adik-adik angkatan yang telah membantu penulis selama pengerjaan tugas akhir ini: Bang Gejond , Bang Indra, Mas Bandi, Muis, Kembat yang selalu memberi canda dan tawa serta temaan-teman lainya yang tidak bisa dituliskan satu-persatu yang lainya. 12. Dan segenap pihak yang belum penulis sebut disini atas jasa-jasanya dalam mendukung dan membantu penulis dari segi apapun, sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Saya menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Oleh karena itu saya menerima kritik dan saran yang bersifat membangun dalam penyempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata saya mengucapkan terima kasih dan semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi para pembaca.
Medan, Desember 2015 Penulis
( M. Fakhru Rozi )
4
DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK ..................................................................................................
i
KATA PENGANTAR ...............................................................................
ii
DAFTAR TABEL ......................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR .................................................................................
ix
DAFTAR NOTASI ....................................................................................
xii
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................
xv
BAB I PENDAHULUAN ..........................................................................
1
1.1 Umum............................................................................................
1
1.2 Latar Belakang ..............................................................................
2
1.3 Tujuan Penelitian ..........................................................................
3
1.4 Identifikasi Masalah ......................................................................
3
1.5 Batasan Masalah............................................................................
4
1.6 Metodologi Pembahasan ...............................................................
5
1.7 Sistematika Penulisan ...................................................................
6
BAB II DASAR TEORI .............................................................................
7
2.1 Perhitungan Hidrologi ...................................................................
7
2.1.1 umum ...................................................................................
7
2.1.2 Penentuan Curah Hujan Rata-Rata DAS..............................
8
2.1.3 Perhitungan Curah Hujan Effektif (Reff).............................
11
2.2 Perhitungan klimatologi ................................................................
13
2.2.1 Umum...................................................................................
13
2.2.2 Evapotranspirasi ...................................................................
15
5
2.3 Analisa Debit Andalan ..................................................................
17
2.3.1 Debit Andalan Metode DR. F.J. Mock ................................
17
2.4 Kebutuhan Air Irigasi Dan Tanaman ............................................
26
2.4.1 Kebutuhan Air Pada Masa Penyiapan Lahan .......................
28
2.4.2 Kebutuhan Air Irigasi...........................................................
31
2.4.3 kebutuhan Untuk Tanaman Selain Padi ...............................
31
2.4.4 Kebutuhan Air Untuk Pengolahan Lahan Palawija .............
33
2.4.5 Penggunaan konsumtif tanaman palawija ..........................
33
2.5 Pengolahan Tanah .........................................................................
33
2.5.1 Perkolasi ...............................................................................
35
2.5.2 Penggantian Lapisan Air ......................................................
36
2.5.3 Koefisien Tanaman ..............................................................
37
2.5.4 Penggunaan Konsumtif ........................................................
38
2.5.5 Pola Tanam...........................................................................
38
BAB III METODOLOGI ..........................................................................
42
3.1 Metode Studi .................................................................................
42
3.1.1 Umum...................................................................................
42
3.1.2 Kode Etik .............................................................................
43
3.2 Metode Pengumpulan Data ...........................................................
44
3.2.1 Gambaran Wilayah Studi .....................................................
45
3.2.2 Data Ketersedian Sumber Daya Air ...................................
47
3.2.3 Data Klimatologi .................................................................
48
3.2.4 Data Ketersediaan Lahan Pertanian ....................................
51
3.2.5 Kondisi Sosial Ekonomi Masyarakat ...................................
53
6
3.2.6 Koefisien Tanaman ..............................................................
55
3.3 Metode Pengolahan Data ..............................................................
56
3.3.1 Pengolahan Data Curah Hujan .............................................
56
3.3.2 Pengolahan Data Klimatolgi ................................................
56
3.3.3 Pengolahan Data Lahan........................................................
57
3.3.4 Pengolahan Data Penduduk..................................................
57
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................
58
4.1 Umum............................................................................................
58
4.2 Analisa Curah Hujan .....................................................................
58
4.3 Analisa Evapotranspirasi ...............................................................
61
4.4 Analisa Kebutuan Air....................................................................
65
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................
90
5.1 Kesimpulan ...................................................................................
90
5.2 Saran..............................................................................................
90
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
91
LAMPIRAN ..............................................................................................
92
7
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1 Pengaruh Suhu Udara Pada Panjang Gelombang Radiasi f (T) ..
24
Tabel 2.2 Tekanan Uap Jenuh (ea) (mbar) ..................................................
24
Tabel 2.3 Sudut Tekanan Uap Jenuh (D) (mbar) ........................................
25
Tabel 2.4 Kebutuhan Air Irigasi Selama Penyiapan Lahan ........................
34
Tabel 2.5 Tingkat Perkolasi.........................................................................
36
Tabel 2.6 Harga Koefisien Tanaman ...........................................................
37
Tabel 2.7 Skema Pola Tanam Dengan Koefisien Tanaman ........................
41
Tabel 2.8 Penggantian Lapisan Air .............................................................
41
Tabel 3.1 Data Klimatologi .........................................................................
48
Tabel 3.2 Curah Hujan Tengah Bulanan DAS Sungai Nantalu ..................
49
Tabel 3.3 Jumlah Penduduk Menurut Matapencaharian .............................
54
Tabel 3.4 Harga Koefisien Tanaman ...........................................................
55
Tabel 4.1 Analisa Curah Hujan Efektif .......................................................
59
Tabel 4.2 Rekapitulasi Curah Hujan Efektif ...............................................
60
Tabel 4.3 Evapotranspirasi ..........................................................................
61
Tabel 4.4 Perhitungan Evapotranspirasi DAS Sungai Nantalu ...................
62
Tabel 4.5 Perhitungan Debit Bulanan Rata-rata DAS Sungai Nantalu Dengan Metode FJ Mock ............................................................
66
Tabel 4.6 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 1 ....................
67
Tabel 4.7 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 2 ....................
68
Tabel 4.8 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 3 ....................
69
Tabel 4.9 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 4 ....................
70 8
Tabel 4.10 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 5 ..................
71
Tabel 4.11 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 6 ..................
72
Tabel 4.12 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 7 ..................
73
Tabel 4.13 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 8 ..................
74
Tabel 4.14 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 9 ..................
75
Tabel 4.15 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 10 ................
76
Tabel 4.16 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 11 ................
77
Tabel 4.17 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Alternatif - 12 ................
78
9
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 3.1 Peta Kabupaten Asahan ..........................................................
46
Gambar 3.2 Peta Daerah Aliran Sungai Sei Kepayang ..............................
50
Gambar 3.3 Peta Situasi Daerah Rawa Sei Kepayang................................
52
10
DAFTAR NOTASI
A
=
An
=
luas daerah pengaliran (km2) Luas daerah Pengaruh Stasiun n (km2)
An,n+1 = Luas antara isohyets In, dan IsohyetIn+1 C
= koefisien limpasan
c
= Faktor koreksi terhadap perbedaan cuaca antara siang dan malam
DR
= Kebutuhan air di pintu pengambilan (l/dt/ha)
E
= Efisiensi irigasi
Eo
= Evaporasi air tebuka
Eto
= Evapotranspirasi acuan (mm/hari)
ea
= Tekanan uap jenuh (mbar)
ed
= Tekanan uap nyata (mbar)
Etc
= Penggunaan konsumtif (mm/hari)
f(ed)
= Fungsi tekanan uap
f(u)
= Fungsi kecepatan angin
f(n/N) = Fungsi lama penyinaran f(T’)
= Fungsi temperature
Kc
= Koefisien Tanaman
M
= Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan airakibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah dijenuhkan (mm/hari)
N
= Lama penyinaran maksimum
NFR
= Kebutuhan air bersih disawah (mm/hari)
n
= Jumlah hari hujan tengah bulanan
n/N
= Rasio lama penyinaran
11
P
=
Curah hujan tengah bulanan
R
=
curah hujan rata-rata (mm)
Reff
=
Curah hujan effektif
R80
=
Curah hujan effektif 80 % (mm/hari)
Rn
=
Tinggi hujan tiap stasiun n (mm)
Rnl
=
Radiasi netto gelombang panjang
Rs
=
Radiasi gelombang pendek (mm/hari)
Rns
=
Radiasi netto gelombang pendek
S
=
Kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50mm, yakni 250 mm
T
=
Koefisien tegal
Wn
=
Faktor Pembobot daerah pengaruh stasiun n faktor koreksi temperatur terhadap radiasi
W WLR
=
Penggantian lapisan air (mm)
