STUDI KESEIMBANGAN AIR PADA DAERAH IRIGASI DELTA … · STUDI KESEIMBANGAN AIR PADA DAERAH IRIGASI DELTA BRANTAS (SALURAN MANGETAN KANAL) UNTUK KEBUTUHAN IRIGASI DAN INDUSTRI

TUGAS AKHIR - RC 091380

STUDI KESEIMBANGAN AIR PADA DAERAH IRIGASI DELTA BRANTAS

(SALURAN MANGETAN KANAL) UNTUK KEBUTUHAN IRIGASI DAN INDUSTRI GILANG IDFI NRP 3106 100 024 Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Nadjadji Anwar, MSc JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2010

STUDI KESEIMBANGAN AIR PADA DAERAH IRIGASI DELTA BRANTAS (SALURAN MANGETAN

KANAL) UNTUK KEBUTUHAN IRIGASI DAN INDUSTRI Nama mahasiswa : GIilang Idfi

NRP : 3106 100 024

Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS

Dosen pembimbing : Prof.Dr.Ir. Nadjaji Anwar, MSc

ABSTRAK

Daerah Irigasi Delta Brantas yang berada di Kabupaten Sidoarjo memiliki luas baku sawah seluas 24.183 Ha dan mendapat pasokan air dari Bendung Lengkong di Kabupaten Mojokerto yaitu di

Bangunan Bagi Kapajaran. Bangunan bagi ini merupakan bangunan pembagi dua jaringan besar yang ada

di Delta Brantas yaitu Mangetan Kanal dan Porong Kanal. Jaringan Irigasi Mangetan Kanal memiliki

total luas baku sawah seluas 11.133 Ha ( Data Dinas Pengairan Kabupaten Sidoarjo, 2006 ) dan memiliki 4 wilayah pengamatan, yaitu Pengamat Sumput, Pengamat Trosobo, Pengamat Grogol, dan Pengamat

Gedangan. Namun seiring dengan berjalannya waktu, peruntukan lahan untuk pertanian pada Jaringan

Irigasi Mangetan Kanal semakin banyak berkurang. Hal ini disebabkan karena peruntukan lahannya banyak yang berubah menjadi kawasan permukiman ataupun kawasan industri dan kapasitas saluran telah

mengalami penurunan sebagai akibat dari sedimentasi. Penyusutan lahan sawah paling banyak terdapat

di wilayah Pengamat Gedangan yaitu di saluran Gambir Anom karena digunakan untuk perumahan dan

industri. . Dalam studi ini, analisa dilakukan dengan menggunakan program bantu Quantity Methods for Windows 2 dengan input kebutuhan air tiap masing – masing jenis tanaman dan volume andalan sebagai

kendala atau batasan. Output dari perhitungan ini ialah luasan tiap jenis tanaman pada tiap musim tanam

serta pendapatan hasil tani yang akan diperoleh. Dari beberapa awal tanam yang direncanakan yaitu awal tanam Nopember 1 – Desember 2,

diperoleh awal tanam yang menghasilkan pendapatan terbesar yaitu Nopember 3 dengan pola tanam

palawija – padi – padi dan tebu. Pendapatan yang diperoleh pada awal tanam tersebut mencapai Rp.128.613.850.235 dengan intensitas tanam sebesar 272,58 %.

Kata kunci : Mangetan Kanal, volume andalan, pola tanam, pendapatan hasil tani, intensitas tanam.

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Tinjauan Umum

Wilayah Kabupaten Sidoarjo termasuk

dalam kategori dataran rendah. Kota ini mendapat

sebutan sebagai Kota Delta karena berada di antara dua sungai, yaitu Kali Mas dan Kali Porong. Dari

seluruh wilayah Kabupaten Sidoarjo 714,44 km²,

lahan areal persawahan sendiri mencapai 263,95 km².

Dengan besar areal persawahan tersebut, sektor

pertanian menyumbang 4,96 % bagi perekonomian

Sidoarjo.

Daerah Irigasi Delta Brantas yang berada di

Kabupaten Sidoarjo memiliki luas baku sawah seluas

23.773 Ha dan mendapat pasokan air dari Bendung

Lengkong di Kabupaten Mojokerto yaitu di

Bangunan Bagi Kapajaran. Bangunan bagi ini merupakan bangunan pembagi dua jaringan besar

yang ada di Delta Brantas yaitu Mangetan Kanal dan

Porong Kanal, serta juga merupakan bangunan

pengambilan dari saluran Sekunder Kemlaten.

1.2 Latar Belakang

Masing – masing jaringan irigasi besar yang terdapat pada Daerah Irigasi Delta Brantas

terdiri dari 4 wilayah pengamatan. Wilayah pengamatan untuk Jaringan Irigasi Mangetan Kanal

yaitu Pengamat Trosobo, Pengamat Grogol,

Pengamat Sumput, dan Pengamat Gedangan.

Jaringan Irigasi Mangetan Kanal sendiri memiliki

total luas baku sawah seluas 12.704 Ha ( Data Dinas

Pengairan Kabupaten Sidoarjo, 2006 ). Sedangkan

Jaringan Irigasi Porong Kanal yang mempunyai luas

baku sawah 11.179 Ha terdiri dari Pengamat

Prambon, Pengamat Krembung, Pengamat Porong,

dan Pengamat Jabon.

Namun seiring dengan berjalannya waktu, peruntukan lahan untuk pertanian semakin banyak

berkurang. Hal ini disebabkan karena peruntukan

lahannya banyak yang berubah menjadi kawasan permukiman ataupun kawasan industri dan kapasitas

saluran telah mengalami penurunan sebagai akibat

dari sedimentasi. Pada Jaringan Irigasi Mangetan

Kanal terdapat penyusutan 173 Ha lahan sawah

menjadi kawasan permukiman dan industri.Selain

digunakan untuk irigasi, air yang ada di Saluran

Mangetan kanal juga digunakan untuk kebutuhan

industry disekitarnya.Ada beberapa industry

mengambil intake di Saluran Mangetan Kanal

tentunya atas ijin PT.Jasa Tirta dengan membayar

retribusi tertentu. Dengan pesatnya pertumbuhan

perekonomian, alih fungsi lahan semakin banyak. Penyusutan lahan sawah paling banyak terdapat di

wilayah Pengamat Gedangan yaitu di Saluran

Gambiranom karena digunakan untuk perumahan dan

industri . Dengan adanya penyusutan lahan sawah

tersebut, maka pemberian air untuk keperluan irigasi

memerlukan pengkajian lebih lanjut. Pemberian air

untuk kebutuhan irigasi tersebut tentunya tidak lepas dari sistem pola tanam. Sehingga perlu adanya suatu

studi mengenai optimasi ketersediaan air di Saluran

Mangetan Kanal.

1.3 Rumusan Masalah

1. Berapa besar debit andalan yang dapat dipakai untuk keperluan irigasi?

2. Berapa besar kebutuhan air untuk masing –

masing alternatif pola tanam?

3. Berapa besarnya luasan tanam efektif dari pola tanam yang akan dioptimasi?

4. Berapa besarnya pendapatan(Rp) dari hasil

optimasi ?

1.4 Tujuan

1. Dapat diketahui besarnya debit andalan yang

tersedia.

2. Dapat diketahui besarnya kebutuhan air

untuk setiap alternatif pola tanam.

3. Dapat diketahui luasan tanaman yang diairi

untuk mencapai keuntungan maksimum.

4. Mengetahui besar pendapatan yang

diperoleh dari hasil optimasi.

5. Dapat diketahui pengoperasionalan air di

saluran Mangetan Kanal untuk kebutuhan

irigasi dan industri.

1.5 Batasan Masalah

1. Studi ini hanya mencakup Jaringan Irigasi

Mangetan Kanal, tidak mencakup Jaringan

Irigasi Porong Kanal.

2. Masalah sedimentasi dan kerusakan saluran

tidak dibahas, hanya menganalisa air untuk

saluran irigasi.

3. Periode pemberian air untuk irigasi

dilakukan setiap 10 harian.

4. Debit andalan yang digunakan adalah debit yang berasal dari Bendung Lengkong,

bukan debit dari hulu Sungai Porong.

5. Pembagian awal tanam direncanakan 5 awal

tanam yang berbeda mulai dari awal tanam

Nopember 1 – Desember 2 dengan

pembagian musim sebagai berikut :

Musim Hujan: Berkisar antara Bulan

Nopember – Februari.

Musim Kemarau 1: Berkisar antara Bulan

Maret – Juni.

Musim Kemarau 2: Berkisar antara Bulan Juli – Oktober.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Analisa Debit Andalan

Debit andalan merupakan debit yang

tersedia yang dapat diperhitungkan untuk keperluan

tertentu ( irigasi, air minum, PLTA ) sepanjang tahun dengan resiko yang telah diperhitungkan.

Misalnya ditetapkan debit andalan 80%

berarti akan dihadapi resiko adanya debit-debit yang

lebih kecil dari debit andalan sebesar 20%

pengamatan (Soemarto, CD : 1987). Dengan

demikian diharapkan debit tersebut cukup untuk

keperluan penyediaan air.

Debit andalan dapat dihitung berdasarkan data debit

intake pada masing-masing pintu pengambilan

dengan periode 10 harian yang nantinya debit

tersebut 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

Lengkong.

2.2 Analisa Evapotranspirasi

Pada analisa klimatologi, akan dihitung

besarnya evaporasi potensial pada wilayah studi.

Dari perhitungan evaporasi potensial ini dapat

diketahui besarnya evapotranspirasi tanaman,

sehingga nantinya akan didapat kebutuhan air untuk

setiap jenis tanaman.

Peristiwa evaporasi dan transpirasi yang

terjadi bersama-sama disebut evapotranspirasi.

Banyak rumus tersedia untuk menghitung besarnya evapotranspirasi yang terjadi, salah satunya adalah

Metode Penman modifikasi FAO sebagai berikut

(Pruit, W. O.:1977) :

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

……………….. ( 2.1 )

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 pengaruh angin

dan kelembaban pada Eto

(ea - ed ) = perbedaan tekanan uap air jenuh

dengan tekanan uap air nyata (mbar)

dimana ed = ea x RH

Rn = Radiasi penyinaran matahari dalam

perbandingan Penguapan/ Radiasi

matahari bersih (mm/hari) Rn = Rns – Rn1

Rns = Rs( 1 – α ) ; (α = koefisien pemantulan

= 0,25 )

Rs = ( 0.25 + 0.5 ( n / N ) ) Ra

Rn1 = 2.01 x 109. T4 ( 0.34 – 0.44 ed 0.5 ) ( 0.1

+ 0.9 n/N )

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.

2.2 Analisa Kebutuhan Air Untuk Irigasi

Kebutuhan air irigasi merupakan jumlah

volume air yang diperlukan untuk memenuhi

kebutuhan evapotranspirasi, kehilangan air,

kebutuhan air untuk tanaman dengan memperhatikan

jumlah air yang diberikan oleh alam melalui hujan

dan kontribusi air tanah. Suatu pertumbuhan tanaman

sangat dibatasi oleh ketersediaan air yang di dalam tanah. Kekurangan air akan mengakibatkan terjadinya

gangguan aktifitas fisiologis tanaman, sehingga

pertumbuhan tanaman akan terhenti. Kebutuhan air

untuk tanaman pada suatu jaringan irigasi merupakan

air yang dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman

yang optimal tanpa kekurangan air yang dinyatakan

dalam Netto Kebutuhan Air Lapang ( Net Field

Requirement, NFR ).

Adapun kebutuhan air di sawah di pengaruhi

oleh faktor – faktor sebagai berikut :

1. Curah Hujan Efektif Analisa curah hujan efektif diawali dengan

perhitungan curah hujan rata– rata dari stasiun

pengamatan. Dalam pengerjaan tugas akhir ini,

perhitungan curah hujan dihimpun dari 4 Stasiun

Pengamatan yaitu Stasiun Bakalan,Stasiun

Botokan,Stasiun Watutulis dan Karang Nongko.

Curah hujan rata-rata didapat dengan cara aljabar

sesuai dengan perumusan sebagai berikut : n

1i

n1 Ri R

........................................................ (2.2) dimana : R = curah hujan daerah (mm)

n = jumlah stasiun pengamatan Ri = curah hujan tiap stasiun

pengamatan

Setelah didapat curah hujan rata–rata,

analisa curah hujan efektif dapat dilakukan dengan

mengurutkan curah hujan rata–rata dari yang terbesar

ke yang terkecil terlebih dahulu, baru kemudian

didapat besarnya curah hujan efektif dengan tingkat

keandalan 80 %.

Analisa curah hujan efektif ini dilakukan

dengan maksud untuk menghitung kebutuhan air irigasi. Curah hujan efektif (Reff) ditentukan

berdasarkan besarnya R80 yang merupakan curah

hujan yang besarnya dapat dilampaui sebanyak 80%

atau dilampauinya 8 kali kejadian dari 10 kali

kejadian. Dengan kata lain bahwa besarnya curah

hujan yang terjadi lebih kecil dari R80 mempunyai

kemungkinan hanya 20%. Curah hujan efektif dapat

dihitung dengan menggunakan cara empiris seperti

berikut ini :

R80 = (n/5) + 1 …………………………… ( 2.3 )

dimana : Reff = R80 = Curah hujan efektif 80 %

(mm/hari)

n/5 + 1 = Rangking curah hujan rata - rata dihitung

dari curah hujan terkecil

n = Jumlah data

Sedangkan untuk curah hujan efektif

masing – masing tanaman ditentukan dengan

menggunakan rumus sebagai berikut (SPI KP 1:

1986) :

Repadi = ( R80 x 70% ) mm/hari. Retebu = ( R80 x 60% ) mm/hari.

Repolowijo = ( R80 x 50% ) mm/hari.

2. Perencanaan Golongan

Agar kebutuhan pengambilan puncak dapat

dikurangi, maka areal irigasi harus dibagi – bagi

menjadi sekurang – kurangnya tiga atau empat

golongan. Hal ini dilakukan agar bisa mendapatkan

luas lahan tanam maksimal dari debit yang tersedia.

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.

3. 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 terjadi kehilangan 5 mm/hari akibat

perkolasi dan rembesan.

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 ) ………………………….( 2.4 ) 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 (= 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

Bila penyiapan lahan terutama

dilakukan dengan peralatan mesin, jangka

waktu 1 bulan dapat dipertimbangkan.

Kebutuhan air untuk pengolahan lahan

sawah (puddling) bisa diambil 200 mm. Ini meliputi penjenuhan dan penggenangan

sawah. Pada awal transplantasi akan

ditambahkan lapisan air 50 mm lagi. Angka

200 mm tersebut mengumpamakan bahwa

tanah itu bertekstur berat, cocok digenangi

dan bahwa lahan itu belum bero selama

lebih dari 2,5 bulan. Jika tanah itu dibiarkan

bero lebih lama lagi, ambillah 250 mm

sebagai kebutuhan air untuk penyiapan

lahan. Kebutuhan air untuk penyiapan lahan

termasuk kebutuhan air untuk persemaian.

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 ……………….…….( 2.5 )

dimana :

Kc = Koefisien tanaman

Eto = Evaporasi potensial (mm/hari)

Etc= evapotranspirasi tanaman (mm/hari)

Tabel 2.1. Koefisien Tanaman Padi dan Jagung

Sumber : Standar PerencanaanIirigasi KP – 01 :

1986

Tabel 2.2. Koefisien Tanaman Tebu

Sumber : Standar Perencanaan Irigasi KP – 01 : 1986

6. Pergantian Lapisan Air

Pergantian lapisan air dapat dilakukan

dengan cara sebagai berikut :

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.

7. Efisiensi Irigasi

Efisiensi merupakan persentase

perbandingan antara jumlah air yang dapat digunakan

untuk pertumbuhan tanaman dengan jumlah air yang

dikeluarkan dari pintu pengambilan. Biasanya

Efisiensi Irigasi dipengaruhi oleh besarnya jumlah air

yang hilang di perjalanannya dari saluran primer, sekunder hingga tersier.

Tabel 2.3 Besaran Efisiensi

Jaringan Primer 80%

Jaringan Sekunder 90%

Jaringan Tersier 90%

Total EI 65%

Efisiensi Irigasi

Sumber : Standar Perencanaan Irigasi KP – 01 : 1986

8. Kebutuhan Air di Sawah (NFR) Kebutuhan air irigasi ialah jumlah volume

air yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan

evapotranspirasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk

tanaman dengan memperhatikan jumlah air yang

diberikan oleh alam melalui hujan dan kontribusi air

tanah. Suatu pertumbuhan tanaman sangat dibatasi

oleh ketersediaan air yang di dalam tanah.

Kekurangan air akan mengakibatkan terjadinya

gangguan aktifitas fisiologis tanaman, sehingga

pertumbuhan tanaman akan terhenti. 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 ).

Periode

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 - -

PadiJagung

Periode

Bulan

0 - 1 0.55

1 - 2 0.8

2 - 2,5 0.9

2,5 - 4 1

4 - 10 1.05

10 - 11 0.8

11 - 12 0.6

- -

Tebu

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.

Faktor lain yang juga perlu diperhatikan adalah

efisiensi irigasi 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:

NFRpad i= Etcpadi + P – Repadi + WLR ……….…( 2.6 )

NFRpol = Etcpol – Repol …………………….….( 2.7 )

NFRtebu = Etctebu – Retebu .................................( 2.8 )

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)

9. 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 ……………….( 2.9 )

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

2.3 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 simpleks (

Anwar, Nadjadji : 2001 ) :

Maks./Min. Z = C1.X1 + C2.X2 + …+

Cn.Xn

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

Dalam penyelesaiannya, rumusan linear

harus dirubah / 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 :

Min z = 2X1 + 4X2 , sama dengan maks.(-z)

= -2X1 - 4X2

2) Semua fungsi kendala dirubah menjadi

bentuk persamaan, dengan cara menambah

atau mengurangi dengan bilangan-bilangan

slack, surplus atau artifisial. Misalnya :

a. 7X1 – 4X2 6, menjadi 7X1 – 4X2 + S1 =

6,S1 = bil. Slack

b. 7X1 – 4X2 6, menjadi 7X1 – 4X2 – S2 +R

= 6, S2 = bil. Slack; R = artifisial c. 7X1 – 4X2 = 6, menjadi 7X1 – 4X2 + R =

6,R = artifisial

3) Semua ruas kanan fungsi kendala bertanda

positif. Misalnya :

-2X1 + 4X2 -6, menjadi 2X1 – 4X2 6,

kemudian 2X1 – 4X2 - S2 + R = 6,

4) Semua peubah tidak negatif. Misalnya X1

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 pada baris

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 yang

terkecil 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. Langkah 4: Bila masih terdapat nilai c1 pada

baris fungsi tujuan, lanjutkan

dengan memulai langkah 1 dan

seterusnya hingga seluruh nilai c1

ialah nol atau positif bila keadaan

terakhir terpenuhi maka PBS

ialah jawaban dari permasalahan

ini dan ruas kanan pada baris

fungsi tujuan ialah nilai optimum

dari fungsi tujuan.

BAB III

METODOLOGI

Gambar 3.1 Bagan Alir Pengerjaan Tugas Akhir

Gambar 3.2 Bagan Alir Optimasi Program Linear

BAB IV

ANALISA HIDROLOGI

BAB IV

ANALISA HIDROLOGI

4.1 Debit Andalan

Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini,

perhitungan debit andalan berdasarkan pada data

debit yang tersedia dari hasil pengukuran di lapangan mulai tahun 1999 sampai dengan tahun 2008.

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.

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

Contoh Perhitungan untuk data bulan Januari

periode pertama : a. Merangking data debit inflow bulanan dari yang

terbesar sampai yang terkecil dari tahun 1997

sampai dengan tahun 2006.

b. Menghitung persentase kemungkinan tak

terpenuhi

m = 0,20 n = 0,2 x 10 = 2 ( peringkat 2 terbawah

tak terpenuhi )

Dari perhitungan debit andalan, dapat

dikonversikan menjadi volume andalan yang

rekapannya disajikan pada tabel berikut :

Tabel 4.4 Rekapan Debit Andalan ( m³/dt ) dan

Volume Andalan (m3) Daerah Irigasi

Debit Andalan ( m³/dt ) Volume Andalan ( m³ )I 16.460 14221440

II 16.321 14101344

III 17.478 15100992

I 13.699 11835936

II 15.650 13521600

III 9.443 8158752

I 10.979 9485856

II 8.405 7261920

III 9.270 8009280

I 9.080 7845120

II 11.400 9849600

III 14.167 12240288

I 15.619 13494816

II 16.841 14550624

III 14.167 12240288

I 13.870 11983680

II 13.358 11541312

III 13.784 11909376

I 11.986 10355904

II 12.420 10730880

III 12.083 10439712

I 9.734 8410176

II 8.460 7309440

III 7.034 6077376

I 7.244 6258816

II 6.292 5436288

III 9.856 8515584

I 7.244 6258816

II 6.869 5934816

III 6.544 5654016

I 7.981 6895584

II 10.420 9002880

III 14.358 12405312

I 12.129 10479456

II 16.898 14599872

III 17.261 14913504

Bulan

Januari

Februari

Maret

Nopember

Desember

April

Mei

Juni

Juli

Agustus

September

Oktober

Tabel 4.5 Rekapan Debit Andalan ( m³/dt ) dan

Volume Andalan (m3) per Musim Daerah Irigasi

Musim Debit Andalan ( m³/dt ) Volume Andalan ( m³ )

Hujan 168.10 145236672

Kemarau 1 150.94 130412160

Kemarau 2 105.77 91381824

TOTAL 367030656

Sumber : Hasil perhitungan

4.2 Evaporasi Potensial

Untuk menghitung besarnya evaporasi potensial, dibutuhkan data – data klimatologi yang

meliputi temperature udara, kelembaban relative,

lama penyinaran matahari, dan kecepatan angin.

Adapun karakterisitik data klimatologi pada lokasi

studi adalah sebagai berikut :

Untuk menghitung besarnya

evapotranspirasi potensial, dibutuhkan data – data

klimatologi yang meliputi temperature udara,

kelembaban relative, lama penyinaran matahari, dan

kecepatan angin. Adapun karakterisitik data

klimatologi pada lokasi studi adalah sebagai berikut : 1) Temperatur udara terendah terjadi pada

bulan Agustus sebesar 26.30 °C dan suhu

tertinggi terjadi pada bulan Nopember

sebesar 28. 7 °C.

2) Kelembaban udara relative terendah terjadi

pada bulan Oktober sebesar 68.67% dan

tertinggi terjadi pada bulan Maret sebesar 84

%.

3) Lama penyinaran matahari terendah terjadi

pada bulan Januari sebesar 48 % dan

tertinggi pada bulan Agustus dan September

sebesar 96.33 %.

4) Kecepatan angin terendah terjadi pada bulan

Desember sebesar 8.33 km/jam dan tertinggi

terjadi pada bulan Juni sebesar 12.83

km/jam.

Berikut contoh perhitungan evapotranspirasi pada

bulan Januari .

Diketahui data-data pada bulan Januari sebagai

berikut :

Lokasi = 7° Lintang Selatan

Suhu rata-rata (T)°C = 27,50 °C

Kelembaban Relatif = 83 %

Lama penyinaran matahari (%) = 48 %

Kecepatan angin (U) = 10.70 km/jam

= 256.8 km/hari

Langkah 1.Mencari harga Tekanan Uap Jenuh ( ea )( mbar )

Dari data T = 27.50 °C, didapat ea = 36.75 mbar

Langkah 2.Mencari harga Tekanan Uap Nyata ( ed ) (

mbar )

ed = ea x RH = 36.75 x 83 % = 30.50 mbar

Langkah3.Mencari harga Perbedaan Tekanan

Uap Air ( ea - ed )

( ea - ed ) = 36.75 – 30.50 = 6.25

mbar

Langkah 4.Mencari harga fungsi Angin f( U )

Dengan rumus f( U ) = 0.27 x (

1+U/100 )

= 0.96 km/hari

= 0.96 km/hari

Langkah 5. Mencari harga faktor ( W ) dan( 1-W)

Dari data T = 27.50 °C, dan ketinggian rata-rata air laut = 0 m,

maka didapat ( 1-W ) = 0.24

Langkah 6. Mencari harga ( 1-W ) x f( U )x ( ea-

ed )

= 0.24 x 0.96 x 6.25 = 1.44

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 ( 48% ) ) x 15.95 =

7.82 mm/hari

Langkah 9. Mencari harga f( T ) koreksi akibat

temperature

Dari data T = 27.50°C, maka didapat

f( T ) = 16.20

Langkah 10. Mencari harga f(ed) koreksi akibat

tekanan uap nyata

= 0.34 – 0.044√ed = 0.34 –

0.044√30.50 = 0.097

Langkah 11. Mencari harga f( n/N )

= ( 0.1 + 0.9 x ( n/N ) ) = 0.1 + 0.9 (

48 % ) = 0.53

Langkah12. Mencari harga Radiasi netto

Gelombang Panjang

( Rn1 ) = f( T ) x f( ed ) x f( n/N )

= 16.20 x 0.097 x 0.53 = 0.84

Langkah 13. Mencari harga Netto Gelombang

Pendek

( Rns )= Rs (1-α) = 7.82 x (1- 0.25) = 5.86 mm/hari

Langkah 14. Mencari harga Radiasi netto

( Rn ) = Rns – Rn1 = 5.86 – 0.84 =

5.03 mm/hari

Langkah 15. Mencari harga Faktor koreksi ( c ) =

1.10

Eto = c { W x Rn + ( 1 – w ) x f ( u ) x ( ea – ed ) }

ETo = 1.10 { 0.76 x 5.03 + ( 0.24 ) x ( 0.96 ) x ( 6.25

) } = 5.79 mm/hari

Untuk perhitungan bulan lain direkap pada tabel

berikut :

Tabel 4.6. Data Rerata Klimatologi Stasiun

Meteorologi Karang Ploso Lokasi : 7° Lintang Selatan

Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nop Des

1 Suhu ( T )oC 27.5 27.4 27.5 28.1 27.9 26.7 26.6 26.3 27.3 28.6 28.7 28.0

2 Kelembaban Relatif ( RH ) % 83 83 84 79 79.33 77.33 77 71 69.67 68.67 70 80.33

3 Lama Penyinaran ( n/N ) % 48.00 62.67 55.33 75.33 79.00 83.67 91.33 96.33 96.33 86.00 80.67 50.33

km/jam 10.70 11.50 10.77 9.93 11.53 12.83 12.20 10.63 10.60 10.67 10.70 8.33

km/day 256.8 276 258.48 238.32 276.7 308 292.8 255 254 256.1 256.8 199.9

Sumber : Stasiun Klimatologi Karangploso

No JENIS DATA SatuanBulan

4 Kecepatan Angin ( u )

Sumber : Stasiun Meteorologi Karang Ploso

Tabel 4.7 Tabel Perhitungan Evaporasi Potensial

Jan Feb Mar Apr Mei Juni Juli Agst Sept Okt Nop Des

1 Tekanan Uap Jenuh (ea) mbar 36.75 36.54 36.75 38.03 37.59 35.07 34.86 34.23 36.33 39.18 39.41 37.80

2 Tekanan Uap Nyata (ed) mbar 30.50 30.33 30.87 30.04 29.82 27.12 26.84 24.30 25.31 26.90 27.59 30.36

3 Perbedaan Tek. Uap (ea-ed) mbar 6.25 6.21 5.88 7.99 7.77 7.95 8.02 9.93 11.02 12.28 11.82 7.44

4 Fungsi Angin f(U) km/hari 0.96 1.02 0.97 0.91 1.02 1.10 1.06 0.96 0.96 0.96 0.96 0.81

5 Faktor Pembobot ( 1 – W ) 0.24 0.24 0.24 0.22 0.23 0.24 0.24 0.24 0.23 0.22 0.22 0.236 Radiasi extra terrestial (Ra) mm/hari 15.95 16.05 15.55 14.55 13.25 12.60 12.90 13.95 14.95 15.75 15.90 15.857 Radiasi gel. Pendek (Rs) mm/hari 7.82 9.04 8.19 9.12 8.55 8.42 9.12 10.21 10.94 10.71 10.39 7.958 Radiasi Netto Gel.Pendek (Rns) mm/hari 5.86 6.78 6.14 6.84 6.41 6.32 6.84 7.66 8.20 8.03 7.79 5.96

9 Fungsi Tek. Uap nyata f(ed) 0.097 0.098 0.096 0.099 0.100 0.111 0.112 0.123 0.119 0.112 0.109 0.098

10 Fungsi penyinaran f(n/N) 0.53 0.66 0.60 0.78 0.81 0.85 0.92 0.97 0.97 0.87 0.83 0.55

11 Fungsi suhu f(t) 16.20 16.18 16.20 16.32 16.28 16.04 16.02 15.96 16.16 16.42 16.44 16.30

12 Radiasi netto Gel. Panjang (Rn1) mm/hari 0.84 1.05 0.93 1.25 1.32 1.52 1.65 1.90 1.85 1.60 1.48 0.88

13 Radiasi netto (Rn) mm/hari 5.03 5.73 5.22 5.58 5.09 4.80 5.18 5.76 6.35 6.43 6.31 5.08

14 Faktor Pembobot Rn ( W ) 0.76 0.76 0.76 0.78 0.77 0.76 0.76 0.76 0.77 0.78 0.78 0.77

15 Faktor koreksi (c ) 1.10 1.10 1.00 0.90 0.90 0.90 0.90 1.00 1.10 1.10 1.10 1.10

Potensial Evapotranspirasi (Eto) mm/hari 5.79 6.46 5.33 5.36 5.17 5.17 5.38 6.66 8.05 8.37 8.17 5.83

No PERHITUNGAN SatuanBulan


BAB V

KEBUTUHAN AIR UNTUK IRIGASI

Kebutuhan air merupakan suatu hal yang

sangat penting dalam pengelolaan system 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

Jaringan Irigasi Mangetan Kanal 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.

Dalam bab ini akan dibahas mengenai

kebutuhan air dari masing-masing jenis tanaman yang terdapat pada daerah studi, yaitu padi, palawija (

jagung ), dan tebu. Perhitungan akan kebutuhan air

dari masing-masing jenis tanaman tersebut yang

mulanya dihitung tiap 10 harian dalam satu tahun,

kemudian direkap berdasarkan musim yaitu musim

hujan, kemarau 1, dan kemarau 2 yang pada setiap

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

I 234.0 170.0 113.0 99.5 81.3 81.3 81.3 65.0 57.3 43.0

II 134.0 127.0 98.0 87.0 82.0 51.5 51.5 51.5 47.3 0.3

III 240.0 215.0 110.0 101.0 84.0 84.0 84.0 65.0 53.0 39.8

I 147.0 146.0 115.0 115.0 115.0 101.0 96.0 88.0 71.0 7.0

II 229.0 139.0 111.0 111.0 111.0 102.0 85.0 66.0 55.0 54.0

III 175.0 153.0 153.0 153.0 93.0 73.5 59.0 43.0 23.0 21.0

I 154.0 131.0 97.0 81.0 77.0 67.0 67.0 51.0 50.0 7.0

II 197.0 95.0 75.0 75.0 75.0 65.0 54.0 30.0 4.0 0.0

III 111.0 111.0 111.0 89.0 80.0 79.0 45.0 43.0 42.0 4.0

I 104.0 93.0 67.0 67.0 50.0 14.0 8.3 7.0 0.0 0.0

II 64.3 44.3 44.3 44.3 43.0 20.0 15.0 5.0 0.0 0.0

III 60.3 60.3 60.3 38.8 32.5 18.5 8.0 5.0 2.0 0.0

I 75.0 75.0 75.0 73.0 47.0 10.0 2.0 3.0 0.0 0.0

II 44.0 26.8 22.0 8.0 7.8 6.5 6.5 0.5 0.0 0.0

III 53.0 53.0 53.0 34.0 23.0 12.0 4.0 0.0 0.0 0.0

I 18.0 8.0 3.3 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

II 25.3 11.0 5.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

III 50.0 11.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

I 8.0 5.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

II 53.0 16.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

III 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

I 38.0 6.8 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

II 3.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

III 23.0 0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

I 15.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

II 56.0 8.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

III 84.0 10.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

I 9.0 5.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

II 159.0 32.0 27.0 15.0 2.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

III 160.0 95.0 79.0 18.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

I 4.0 2.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

II 119.0 48.0 18.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

III 93.0 91.0 76.0 22.0 15.0 15.0 15.0 8.8 0.0 0.0

I 126.0 77.0 59.0 41.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0

II 129.0 89.0 31.0 24.0 17.0 17.0 17.0 5.0 0.0 0.0

III 179.0 179.0 179.0 161.0 96.0 57.0 48.0 47.0 0.0 0.0

Sumber : Hasil Perhitungan

Desember

Juli

Agustus

September

Oktober

Nopember

Bulan

Januari

Februari

Maret

April

Mei

Juni

Re 80 % Re padi Re tebu Re pol

mm/10 hari mm/hari mm/hari mm/hari

2 3 4 5

I 0.0 0.00 0.0 0.00

II 0.0 0.00 0.0 0.00

III 8.8 0.62 0.5 0.00

I 0.0 0.00 0.0 7.95

II 5.0 0.35 0.3 7.95

III 47.0 3.29 2.8 8.75

I 65.0 4.55 3.9 24.61

II 51.5 3.61 3.1 24.61

III 65.0 4.55 3.9 24.61

I 88.0 6.16 5.3 0.00

II 66.0 4.62 4.0 0.00

III 43.0 3.01 2.6 0.00

I 51.0 3.57 3.1 14.84

II 30.0 2.10 1.8 14.84

III 43.0 3.01 2.6 16.33

I 7.0 0.49 0.4 0.00

II 5.0 0.35 0.3 0.00

III 5.0 0.35 0.3 0.00

I 3.0 0.21 0.2 0.00

II 0.5 0.04 0.0 0.00

III 0.0 0.00 0.0 0.00

I 0.0 0.00 0.0 0.00

II 0.0 0.00 0.0 0.00

III 0.0 0.00 0.0 0.00

I 0.0 0.00 0.0 0.00

II 0.0 0.00 0.0 0.00

III 0.0 0.00 0.0 0.00

I 0.0 0.00 0.0 0.00

II 0.0 0.00 0.0 0.00

III 0.0 0.00 0.0 0.00

I 0.0 0.00 0.0 0.00

II 0.0 0.00 0.0 0.00

III 0.0 0.00 0.0 0.00

I 0.0 0.00 0.0 0.00

II 0.0 0.00 0.0 0.00

III 0.0 0.00 0.0 0.00


Sep

Oct

Mar

Apr

Mei

Jun

Jul

Agt

Bulan

1

Nov

Des

Jan

Feb

musimnya masih dibedakan lagi dengan awal tanam

yang berbeda. Perbedaan awal tanam yang ditinjau

dalam tugas akhir ini yaitu mulai awal tanam

Nopember 1 sampai dengan awal tanam Desember 2

dengan selang waktu 10 hari.

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.

Tabel 5.2 Perhitungan Re 80 %

Tabel 5.4 Perhitungan Curah Hujan Efektif untuk

Tanaman Palawija 50 % Re80 Re Eto Re pol

mm/10 hari mm/bulan mm/bulan mm/bulan

1 2 3 4 5 6 7 8

I 0.0 0.00 0.00

II 0.0 0.00 0.00

III 4.4 0.00 0.00

I 0.0 7.95 7.95

II 2.5 7.95 7.95

III 23.5 8.75 8.75

I 32.5 24.61 24.61

II 25.8 24.61 24.61

III 32.5 24.61 24.61

I 44.0 0.00 0.00

II 33.0 0.00 0.00

III 21.5 0.00 0.00

I 25.5 14.84 14.84

II 15.0 14.84 14.84

III 21.5 16.33 16.33

I 3.5 0.00 0.00

II 2.5 0.00 0.00

III 2.5 0.00 0.00

I 1.5 0.00 0.00

II 0.3 0.00 0.00

III 0.0 0.00 0.00

I 0.0 0.00 0.00

II 0.0 0.00 0.00

III 0.0 0.00 0.00

I 0.0 0.00 0.00

II 0.0 0.00 0.00

III 0.0 0.00 0.00

I 0.0 0.00 0.00

II 0.0 0.00 0.00

III 0.0 0.00 0.00

I 0.0 0.00 0.00

II 0.0 0.00 0.00

III 0.0 0.00 0.00

I 0.0 0.00 0.00

II 0.0 0.00 0.00

III 0.0 0.00 0.00


0.00

Okt 0.0 0.0 0.00

Agt 0.0 174.9 0.00

Sep 0.0 187.7

0.00

Jul 0.0 129.4 0.00

Mei 1.8 184.9 0.00

Jun 0.0 0.0

46.01

Apr 8.5 185.8 0.00

Feb 98.5 0.0 0.00

Mar 62.0 141.2

24.65

Jan 90.8 193.1 76.28

Nov 4.4 138.0 0.00

Des 26.0 191.9

Bulan periodeRe pol

mm/hari

Berikut keterangan dari tabel 5.4 mengenai

perhitungan curah hujan efektif untuk polowijo :

Kolom 1 = bulan

Kolom 2 = periode dekade ke-i

Kolom 3 = 50% x Re80 / 10 hari (tabel 4.5. kolom 14)

dalam mm/hari Kolom 4 = total kolom 3 selama 3 dekade tiap bulan

Re80 dalam mm/bulan

Kolom 5= evapotranspirasi tiap bulan (dari tabel 4.3)

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

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

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 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 mm/hari,

mengikuti kondisi eksisting di lapangan.

5.4 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. Kebutuhan air

untuk pengolahan tanah dipengaruhi oleh proses

evapotranspirasi potensial yang terjadi,

sebagaimana dirumuskan sebagai contoh berikut :

Eo = ETo x 1,10=5.79 x 1.10 = 6,37 mm/hari

P = 2 mm/hari

M = Eo + P= 8.37 mm/hari

T = 31 hari

S =Kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah

dengan 50 mm , Jadi 200 + 50 = 250 mm

K = 8.37 mm/hari x 31 hari / 250 mm = 1.04

LP = M. ek / ( ek – 1 )

= 8.37. e 1.04 / ( e 1.04 – 1 ) = 12.96mm/hari

Untuk perhitungan bulan yang lain direkap pada tabel

5.6

Tabel 5. 6 Perhitungan Kebutuhan Air untuk

Persiapan Lahan

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

1 Eto mm/hari 5.79 6.46 5.33 5.36 5.17 5.17 5.38 6.66 8.05 8.37 8.17 5.83

2 Eo = Eto x 1.10 mm/hari 6.37 7.10 5.86 5.90 5.68 5.69 5.92 7.32 8.85 9.21 8.99 6.41

3 P mm/hari 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00 2.00

4 M = Eo + P mm/hari 8.37 9.10 7.86 7.90 7.68 7.69 7.92 9.32 10.85 11.21 10.99 8.41

5 T hari 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30

6 S mm 250 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300 300

7 k = MT/S 1.00 0.91 0.79 0.79 0.77 0.77 0.79 0.93 1.09 1.12 1.10 0.84

mm/hari 13.21 15.23 14.44 14.47 14.33 14.33 14.48 15.38 16.39 16.63 16.48 14.79

l/dt/ha 1.53 1.76 1.67 1.67 1.66 1.66 1.68 1.78 1.90 1.92 1.91 1.71


Kebutuhan air untuk pengolahan tanah padi Sawah

` Parameter SatuanBulan

8 LP = (M.ek) / ( e

k - 1 )

Keterangan :

Eto : Evapotranspirasi potensial ( mm/hari )

Eo : Evaporasi potensial ( mm/hari )

P : Perkolasi ( 2 mm/hari )

T : Waktu pengolahan ( hari )

S : Kebutuhan untuk penjenuhan lapisan atas LP : Kebutuhan untuk pengolahan ( mm/hari )

1/8.64 : Angka konversi satuan dari mm/hari ke

lt/dt/Ha

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.

5.6 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% (untuk lebih

jelasnya bisa dilihat pada tabel 2.4 pada bab II).

Sehingga efisiensi irigasi total = 90% x 90% x

80% = 65 %.

5.7 Penggolongan

Dalam tugas akhir ini, areal Jaringan Irigasi

Porong Kanal dibagi menjadi tiga golongan

dengan luas yang sama.

5.8 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 perhitungan

kebutuhan air irigasi masing-masing tanaman

dengan awal tanam mulai dari Nopember 1

sampai Desember 2.

Tabel 5.7 Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman

Padi Untuk Awal Tanam Nopember 1

DR

mm/hari mm/hari mm/hari mm/hari C1 C2 C3 C mm/hari mm/hari l/dt/ha l/dt/ha

I 8.17 0 0.00 2.00 LP LP LP LP 16.48 18.48 2.14 3.29

II 8.17 0 0.00 2.00 1.10 LP LP LP 16.48 18.48 2.14 3.29

III 8.17 8.8 0.62 2.00 1.10 1.10 LP LP 16.48 17.86 2.07 3.18

I 5.83 0 0.00 2.00 0.83 1.10 1.10 1.10 1.10 6.41 9.24 1.07 1.65

II 5.83 5 0.35 2.00 1.67 1.05 1.10 1.10 1.08 6.32 9.64 1.12 1.72

III 5.83 47 3.29 2.00 1.67 1.05 1.05 1.10 1.07 6.22 6.60 0.76 1.17

I 5.79 65 4.55 2.00 1.67 1.05 1.05 1.05 1.05 6.08 5.20 0.60 0.93

II 5.79 51.5 3.61 2.00 1.67 0.95 1.05 1.05 1.02 5.89 5.95 0.69 1.06

III 5.79 65 4.55 2.00 0.83 0.70 0.95 1.05 0.90 5.21 3.49 0.40 0.62

I 6.46 88 6.16 2.00 0.00 0.70 0.95 0.55 3.55 0.00 0.00 0.00

II 6.46 66 4.62 2.00 0.00 0.00 0.70 0.23 1.51 0.00 0.00 0.00

III 6.46 43 3.01 2.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

I 5.33 51 3.57 2.00 LP LP LP LP 14.44 12.87 1.49 2.29

II 5.33 30 2.10 2.00 1.10 LP LP LP 14.44 14.34 1.66 2.55

III 5.33 43 3.01 2.00 1.10 1.10 LP LP 14.44 13.43 1.55 2.39

I 5.36 7 0.49 2.00 0.83 1.10 1.10 1.10 1.10 5.81 8.15 0.94 1.45

II 5.36 5 0.35 2.00 1.67 1.05 1.10 1.10 1.08 5.72 9.04 1.05 1.61

III 5.36 5 0.35 2.00 1.67 1.05 1.05 1.10 1.07 5.63 8.95 1.04 1.59

I 5.17 3 0.21 2.00 1.67 1.05 1.05 1.05 1.05 5.25 8.71 1.01 1.55

II 5.17 0.5 0.04 2.00 1.67 0.95 1.05 1.05 1.02 4.65 8.28 0.96 1.48

III 5.17 0 0.00 2.00 0.83 0.70 0.95 1.05 0.90 2.84 5.67 0.66 1.01

I 5.17 0 0.00 2.00 0.00 0.70 0.95 0.55 1.21 3.21 0.37 0.57

II 5.17 0 0.00 2.00 0.00 0.00 0.70 0.23 0.00 2.00 0.23 0.36

III 5.17 0 0.00 2.00 0.00 0.00 0.00 2.00 0.23 0.36

I 5.38 0 0.00 2.00 LP LP LP LP 14.48 16.48 1.91 2.93

II 5.38 0 0.00 2.00 1.10 LP LP LP 14.48 16.48 1.91 2.93

III 5.38 0 0.00 2.00 1.10 1.10 LP LP 14.48 16.48 1.91 2.93

I 6.66 0 0.00 2.00 0.83 1.10 1.10 1.10 1.10 7.32 10.15 1.18 1.81

II 6.66 0 0.00 2.00 1.67 1.05 1.10 1.10 1.08 7.21 10.88 1.26 1.94

III 6.66 0 0.00 2.00 1.67 1.05 1.05 1.10 1.07 7.10 10.77 1.25 1.92

I 8.05 0 0.00 2.00 1.67 1.05 1.05 1.05 1.05 8.45 12.12 1.40 2.16

II 8.05 0 0.00 2.00 1.67 0.95 1.05 1.05 1.02 8.18 11.85 1.37 2.11

III 8.05 0 0.00 2.00 0.83 0.70 0.95 1.05 0.90 7.24 10.07 1.17 1.79

I 8.37 0 0.00 2.00 0.00 0.70 0.95 0.55 4.60 6.60 0.76 1.18

II 8.37 0 0.00 2.00 0.00 0.00 0.70 0.23 1.95 3.95 0.46 0.70

III 8.37 0 0.00 2.00 0.00 0.00 0.00 2.00 0.23 0.36

Musim Bulan periodeRe 80

PADI

Eto Re P WLR Koefifien Tanaman Etc NFR

Hujan

Nop

Des

Jan

Feb

Kemarau 1

Mar

Apr

Mei

Okt

Juni

Agst

Juli

Sept

Kemarau 2



Palawija Untuk Awal Tanam Nopember 1

DR

mm/hari mm/hari C1 C2 C3 C mm/hari mm/hari l/dt/ha l/dt/ha

I 8.17 0.0 0.00 0.50 0.00 0.00 0.17 1.36 1.36 0.16 0.24

II 8.17 0.0 0.00 0.73 0.50 0.00 0.41 3.35 3.35 0.39 0.60

III 8.17 8.8 0.00 0.95 0.73 0.50 0.73 5.94 5.94 0.69 1.06

I 5.83 0.0 7.95 0.96 0.95 0.73 0.88 5.13 0.00 0.00 0.00

II 5.83 5.0 7.95 1.00 0.96 0.95 0.97 5.65 0.00 0.00 0.00

III 5.83 47.0 8.75 1.05 1.00 0.96 1.00 5.85 0.00 0.00 0.00

I 5.79 65.0 24.61 1.02 1.05 1.00 1.02 5.93 0.00 0.00 0.00

II 5.79 51.5 24.61 0.99 1.02 1.05 1.02 5.91 0.00 0.00 0.00

III 5.79 65.0 24.61 0.95 0.99 1.02 0.99 5.71 0.00 0.00 0.00

I 6.46 88.0 0.00 0.00 0.95 0.99 0.65 4.18 4.18 0.48 0.74

II 6.46 66.0 0.00 0.00 0.00 0.95 0.32 2.04 2.04 0.24 0.36

III 6.46 43.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

I 5.33 51.0 14.84 0.50 0.00 0.00 0.17 0.89 0.00 0.00 0.00

II 5.33 30.0 14.84 0.73 0.50 0.00 0.41 2.19 0.00 0.00 0.00

III 5.33 43.0 16.33 0.95 0.73 0.50 0.73 3.87 0.00 0.00 0.00

I 5.36 7.0 0.00 0.96 0.95 0.73 0.88 4.72 4.72 0.55 0.84

II 5.36 5.0 0.00 1.00 0.96 0.95 0.97 5.20 5.20 0.60 0.93

III 5.36 5.0 0.00 1.05 1.00 0.96 1.00 5.38 5.38 0.62 0.96

I 5.17 3.0 0.00 1.02 1.05 1.00 1.02 5.29 5.29 0.61 0.94

II 5.17 0.5 0.00 0.99 1.02 1.05 1.02 5.27 5.27 0.61 0.94

III 5.17 0.0 0.00 0.95 0.99 1.02 0.99 5.10 5.10 0.59 0.91

I 5.17 0.0 0.00 0.00 0.95 0.99 0.65 3.35 3.35 0.39 0.60

II 5.17 0.0 0.00 0.00 0.00 0.95 0.32 1.64 1.64 0.19 0.29

III 5.17 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00

I 5.38 0.0 0.00 0.50 0.00 0.00 0.17 0.90 0.90 0.10 0.16

II 5.38 0.0 0.00 0.73 0.50 0.00 0.41 2.21 2.21 0.26 0.39

III 5.38 0.0 0.00 0.95 0.73 0.50 0.73 3.91 3.91 0.45 0.70

I 6.66 0.0 0.00 0.96 0.95 0.73 0.88 5.86 5.86 0.68 1.04

II 6.66 0.0 0.00 1.00 0.96 0.95 0.97 6.46 6.46 0.75 1.15

III 6.66 0.0 0.00 1.05 1.00 0.96 1.00 6.68 6.68 0.77 1.19

I 8.05 0.0 0.00 1.02 1.05 1.00 1.02 8.23 8.23 0.95 1.47

II 8.05 0.0 0.00 0.99 1.02 1.05 1.02 8.21 8.21 0.95 1.46

III 8.05 0.0 0.00 0.95 0.99 1.02 0.99 7.94 7.94 0.92 1.41

I 8.37 0.0 0.00 0.00 0.95 0.99 0.65 5.41 5.41 0.63 0.96

II 8.37 0.0 0.00 0.00 0.00 0.95 0.32 2.65 2.65 0.31 0.47

III 8.37 0.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00


PALAWIJA

Re Koefifien Tanaman Etc NFR

Hujan

Nop

Jan

Des

Feb

Kemarau 1

Mar

Apr

Mei

Juni

Sept

Kemarau 2

Juli

Agst

Okt

Eto



Tebu Untuk Awal Tanam Nopember 1

DR

mm/hari mm/hari C1 C2 C3 C mm/hari mm/hari l/dt/ha l/dt/ha

I 8.17 0.0 0.00 0.55 0.60 0.60 0.58 4.77 4.77 0.55 0.85

II 8.17 0.0 0.00 0.55 0.55 0.60 0.57 4.63 4.63 0.54 0.82

III 8.17 8.8 0.53 0.55 0.55 0.55 0.55 4.49 3.97 0.46 0.71

I 5.83 0.0 0.00 0.80 0.55 0.55 0.63 3.69 3.69 0.43 0.66

II 5.83 5.0 0.30 0.80 0.80 0.55 0.72 4.18 3.88 0.45 0.69

III 5.83 47.0 2.82 0.80 0.80 0.80 0.80 4.66 1.84 0.21 0.33

I 5.79 65.0 3.90 0.90 0.80 0.80 0.83 4.83 0.93 0.11 0.16

II 5.79 51.5 3.09 0.95 0.90 0.80 0.88 5.11 2.02 0.23 0.36

III 5.79 65.0 3.90 1.00 0.95 0.90 0.95 5.50 1.60 0.19 0.29

I 6.46 88.0 5.28 1.00 1.00 0.95 0.98 6.35 1.07 0.12 0.19

II 6.46 66.0 3.96 1.00 1.00 1.00 1.00 6.46 2.50 0.29 0.44

III 6.46 43.0 2.58 1.00 1.00 1.00 1.00 6.46 3.88 0.45 0.69

I 5.33 51.0 3.06 1.05 1.00 1.00 1.02 5.42 0.00 0.00 0.00

II 5.33 30.0 1.80 1.05 1.05 1.00 1.03 5.51 0.00 0.00 0.00

III 5.33 43.0 2.58 1.05 1.05 1.05 1.05 5.60 0.00 0.00 0.00

I 5.36 7.0 0.42 1.05 1.05 1.05 1.05 5.63 0.00 0.00 0.00

II 5.36 5.0 0.30 1.05 1.05 1.05 1.05 5.63 0.00 0.00 0.00

III 5.36 5.0 0.30 1.05 1.05 1.05 1.05 5.63 0.00 0.00 0.00

I 5.17 3.0 0.18 1.05 1.05 1.05 1.05 5.42 0.00 0.00 0.00

II 5.17 0.5 0.03 1.05 1.05 1.05 1.05 5.42 0.00 0.00 0.00

III 5.17 0.0 0.00 1.05 1.05 1.05 1.05 5.42 5.42 0.63 0.97

I 5.17 0.0 0.00 1.05 1.05 1.05 1.05 5.43 5.43 0.63 0.97

II 5.17 0.0 0.00 1.05 1.05 1.05 1.05 5.43 5.43 0.63 0.97

III 5.17 0.0 0.00 1.05 1.05 1.05 1.05 5.43 5.43 0.63 0.97

I 5.38 0.0 0.00 1.05 1.05 1.05 1.05 5.65 5.65 0.65 1.01

II 5.38 0.0 0.00 1.05 1.05 1.05 1.05 5.65 5.65 0.65 1.01

III 5.38 0.0 0.00 1.05 1.05 1.05 1.05 5.65 5.65 0.65 1.01

I 6.66 0.0 0.00 1.05 1.05 1.05 1.05 6.99 6.99 0.81 1.24

II 6.66 0.0 0.00 1.05 1.05 1.05 1.05 6.99 6.99 0.81 1.24

III 6.66 0.0 0.00 1.05 1.05 1.05 1.05 6.99 6.99 0.81 1.24

I 8.05 0.0 0.00 0.80 1.05 1.05 0.97 7.78 7.78 0.90 1.38

II 8.05 0.0 0.00 0.80 0.80 1.05 0.88 7.11 7.11 0.82 1.27

III 8.05 0.0 0.00 0.80 0.80 0.80 0.80 6.44 6.44 0.74 1.15

I 8.37 0.0 0.00 0.60 0.80 0.80 0.73 6.14 6.14 0.71 1.09

II 8.37 0.0 0.00 0.60 0.60 0.80 0.67 5.58 5.58 0.65 0.99

III 8.37 0.0 0.00 0.60 0.60 0.60 0.60 5.02 5.02 0.58 0.89


TEBU

Re Koefisien Tanaman Etc NFR

Hujan

Nop

Des

Jan

Feb

Kemarau 1

Mar

Mei

Apr

Juni

Kemarau 2

Juli

Sept

Agst

Okt

Eto


Berikut penjelasan perhitungan pada tabel

5.7, 5.8, dan 5.9 :

Eto = Evaporasi Potensial ( mm/hari )

Re 80 = Curah hujan dengan peluang

keandalan 80%

( mm/hari ) Re = Curah hujan efektif untuk tanaman

padi/palawija/tebu

C1,C2,& C3 = Koefisien tanaman

C = Rata-rata koefisien tanaman

Etc = C x Eto ( mm/hari )

NFR padi = Etc – Re ( untuk masa land

preparation )

NFR padi = Etc + P – Re + WLR

NFR palawija = Etc – Re palawija

NFR tebu = Etc – Re tebu

Tabel 5.10 Rekapan Kebutuhan Air Tanaman

Padi, Palawija dan Tebu Per Musim Tanam

I 2843.08 209.54 754.36

II 2843.08 515.48 733.41

III 2748.31 913.61 631.22

I 1421.95 0.00 493.29

II 1482.39 0.00 521.87

III 1015.14 0.00 208.92

I 799.99 0.00 112.66

II 915.68 0.00 266.97

III 537.13 0.00 186.90

I 0.00 642.34 131.33

II 0.00 314.55 367.52

III 0.00 0.00 596.38

I 1980.00 0.00 0.00

II 2206.15 0.00 0.00

III 2066.15 0.00 0.00

I 1254.03 726.23 0.00

II 1391.05 800.50 0.00

III 1377.30 828.01 0.00

I 1340.23 813.22 0.00

II 1274.44 810.57 0.00

III 872.46 784.08 834.41

I 493.42 514.73 835.77

II 307.69 252.06 835.77

III 307.69 0.00 835.77

I 2535.38 137.98 869.29

II 2535.38 339.44 869.29

III 2535.38 601.60 869.29

I 1562.20 901.45 1075.59

II 1674.35 993.64 1075.59

III 1657.28 1027.79 1075.59

I 1864.35 1266.72 1299.73

II 1823.09 1262.60 1196.58

III 1549.44 1221.34 1093.43

I 1016.06 832.86 1030.35

II 608.21 407.85 944.48

III 307.69 0.00 858.62

Musim Bulan periode

Hujan

Nop

Des

Jan

Feb

Kemarau 1

Mar

Apr

Mei

Juni

Kemarau 2

Juli

Agst

Sept

Okt

Padi Polowijo Tebu

(m3/ha) (m3/ha) (m3/ha)


BAB VI

OPTIMASI LUAS LAHAN IRIGASI

6.1 Pemodelan Optimasi Linear Programming

Setelah melakukan analisa volume andalan dan

besarnya kebutuhan air pada bab – bab sebelumnya,

maka langkah selanjutnya yaitu melakukan optimasi

untuk mendapatkan pola tanam yang menghasilkan keuntungan paling maksimum.

Dalam penggunaan model optimasi ini, akan

didapat luasan lahan untuk tiap – tiap jenis tanaman

pada daerah studi. Hal tersebut tentunya berdasar

pada ketersediaan air pada wilayah studi dan

kebutuhan air untuk tiap – tiap jenis tanaman.

Sehingga pada akhirnya akan didapat luasan optimum

setiap jenis tanaman yang juga menghasilkan

keuntungan paling maksimum. Dari hasil optimasi

tersebut diharapkan dapat menjadi pertimbangan

pada daerah studi dalam penerapan pola tanam.

Pemodelan optimasi yang dibuat merupakan suatu fungsi matematis dengan melibatkan variabel –

variabel serta memperhitungkan kendala – kendala

yang ada. Dalam pengerjaan tugas akhir ini,

persamaan yang digunakan yaitu persamaan linear

sehingga bentuk penyelesaiannya berupa Linear

Programming. Adapun langkah – langkah

pengerjaannya adalah 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.

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 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 :

Tabel 6.1 Analisa Biaya Usaha Tani Th.2008

di Kabupaten Sidoarjo

Sumber : Dinas Pertanian Kabupaten Sidoarjo

6. 3 Model Matematis 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. Sesuai dengan kondisi eksisting

Jaringan Irigasi Mangetan Kanal,

luasan tanaman tebu di daerah ini

yaitu seluas 3683 Ha.

2. Optimasi luas lahan berdasar pada

ketersediaan air dari penjumlahan

volume andalan intake yang dibagi

menjadi musim tanam seperti berikut

ini :

Musim hujan

: berkisar antara Bulan

Nopember – Februari.

Musim Kemarau 1 :

berkisar antara Bulan Maret

– Juni.

Musim Kemarau 2 :

berkisar antara bulan Juli –

Oktober.

3. Tanaman tebu berumur 1 tahun, jadi

hanya panen di akhir tahun saja . 4. Selain digunakan untuk kebutuhan

irigasi, debit air di saluran Mangetan

Padi Jagung Tebu

( Rp / Ha ) ( Rp / Ha ) ( Rp / Ha )

1 Harga Produk ( Rp/ton) 1100000 1350000 1075000

2 Rata - rata produksi Sawah ( ton/Ha ) 8 4 5

3 8560550 5570685 4937560

4 3285550 1619930 219060

5 5275000 3950755 4718500

No. Uraian

Biaya Produksi / Ha

Hasil Produksi / Ha

Keuntungan Komoditi / Ha

Kanal juga digunakan untuk

kebutuhan industry tiap bulannya

sebesar 1,5 m3/dtk .

Adapun model yang digunakan adalah

sebagai berikut :

Fungsi Tujuan :

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 keuntunga (

Rupiah )

A = Keuntungan padi ( Rp. / Ha )

B = Keuntungan palawija ( Rp. / Ha )

C = Keuntungan tebu ( Rp. / Ha )

X11 = Luasan tanaman padi pada musim

hujan ( Ha )


kemarau 1 (Ha)


kemarau 2 (Ha)

X12 = Luasan tanaman palawija pada musim hujan ( Ha)

X22 = Luasan tanaman palawija pada

musim kemarau 1 (Ha)

X32 = Luasan tanaman palawija pada

musim kemarau 2 (Ha)

X13 = Luasan tanaman tebu pada musim

hujan ( Ha )


kemarau 1 (Ha)


kemarau 2 (Ha)

Fungsi Kendala :

Luasan Maksimum

X11 + X21 + X3 ≤ Luas Total



Volume Andalan

Untuk perhitungan Volume

Andalan dimodelkan tiap 10 harian

. Sisa air dekade pertama

ditambahkan untuk dekade

selanjutnya, sehingga diketahui

kebutuhan tiap 10 harinya . Selain

digunakan untuk irigasi, air yang

ada digunakan juga untuk

mensuplay kebutuhan industry

sebesar 1,5 m3/dtk .

Vp1.X11 + Vj2.X21 + Vt3.X3 = Vi1 -

Volume industri –X1

Vp1.X12 + Vj2.X22 + Vt3.X3 = Vi2 -

Volume industry –X1+X2

Vp1.X31 + Vj2.X32 + Vt3.X33 = Vi3 -

Volume industry –X2+X3

Dimana :

Vp1 = Kebutuhan air padi pada

dekade ke-1

Vji = Kebutuhan air palawija pada

dekade ke-1

Vti = Kebutuhan air tebu tiap

dekade

Vi1 = Volume andalan pada dekade

ke-1


ke-2


ke-3

Vin = Volume andalan pada dekade

ke-n

X1 = Volume air sisa pada dekade

ke-1


ke-2


ke-3

Xn = Volume air sisa pada dekade

ke-n

Tanaman Tebu

X3 ≥ Xt

X13 - X23 = 0

X23 - X33 = 0

Dimana :

Xt = Luas tanaman tebu yang

disyaratkan ( =3683 Ha )

Contoh perhitungan untuk awal tanam Nopember 1

Maksimumkan Z = 5275000 X11 + 5275000 X21 +

5275000 X31 + 3950755 X12 +

3950755 X22 + 3950755X32+

4718500 X3

Fungsi kendala = X11 + X21 + X3 ≤ 12704

X12 + X22 + X3 ≤ 12704 X13 + X23 + X3 ≤ 12704

2843,08 X11 + 209,54 X21 + 754 X3 = 2543095

1980 X12 + 0 X22 + 0 X3 = 9516960

2535,38 X13 + 1372,53 X23 + 1104,92 X3 = 7056967

X3 ≥ 3683

X13 - X23 = 0

X23 - X33 = 0

X11, X21 , X31 , X12 , X22 , X32 , X13

, X23 , X33 ≥ 0

Kemudian untuk memudahkan perhitungan,

persamaan – persamaan tersebut di inputkan dengan

menggunakan program bantu QM for Windows 2

seperti pada tabel berikut :

Tabel 6.2 Model Optimasi Awal Tanam

Nopember 3 dengan Program Bantu

Quantity Methods for Windows 2

Sumber : Input Awal Tanam Nopember 1 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 hasil keuntungan produksi yang

maksimum. Berikut hasil yang diperoleh dari model

tersebut :

Tabel 6.3 Hasil Model Optimasi Awal Tanam

Nopember 1 dengan Program Bantu

Quantity Methods for Windows 2

Sumber : Hasil Optimasi QM for Windows 2

Dari hasil output tersebut dihasilkan solusi optimum

sebagai berikut :

Luas Padi MH = 0 Ha

Luas Padi MK 1 = 9021 Ha

Luas Padi MK 2 = 4633Ha

Luas Palawija MH = 5537 Ha

Luas Palawija MK 1= 0 Ha

Luas Palawija MK 2= 4388 Ha

Luas Tebu MH = 3683 Ha

Luas Tebu MK 1 = 3683 Ha

Luas Tebu MK 2 = 3683 Ha

Sehingga dari nilai luasan masing-masing tanaman tersebut akan didapat pendapatan dari fungsi

nilai tujuan sebagai berikut :

Z = 5275000 X11 + 5275000 X21 + 5275000 X31 +

3950755 X12 + 3950755 X22 + 3950755 X32

+0.X13 + 0.X23 + 4718500 X33

dimana variabel – variabel yang ada digantikan oleh

luasan tanaman hasil optimasi diatas. Dari

persamaan tersebut, didapat pendapatan produksi

sebesar Rp. 128.613.850.235

Sedangkan pola tanam yang didapat dari hasil optimasi dengan awal tanam Nopember 3 adalah

sebagai berikut :

Musim Hujan Palawija - Tebu

Musim Kemarau 1: Padi - Tebu

Musim Kemarau 2: Padi -Palawija-

Tebu

Kemudian dengan cara yang sama dilakukan

perhitungan dan analisa terhadap awal tanam

berikutnya sampai dengan awal tanam Desember 2.

6.5 Intensitas Tanaman Dari hasil optimasi diatas, juga dapat diketahui

besarnya intensitas tanaman. Sebagai contoh

perhitungan untuk awal tanam Nopember 3 didapat

intensitas tanaman sebagai berikut :

Tabel 6.4 Hasil Intensitas Tanaman Pada

Awal Tanam Nopember 3 Luas Total

Padi Palawija Tebu ( Ha )

Hujan 0 5537 3683 9220

Kemarau 1 9021 0 3683 12704

Kemarau 2 4633 4388 3683 12704.00

Nop.3

72.58

272.58 128613850235.00100.00

100.00

Awal Tanam MusimLuas Tanaman ( Ha )

Intensitas ( % ) Total ( % ) Pendapatan ( Rp )


Dengan cara yang sama, perhitungan

intensitas tanaman juga dilakukan pada awal tanam

berikutnya sampai dengan awal tanam Desember 2.

Berikut merupakan tabel rekapan besarnya

intensitas tanaman dan keuntungan dari hasil

optimasi dengan menggunakan program bantu QM

for Windows 2 :

Tabel 6.5 Rekapan Besarnya Intensitas

Tanaman dan Keuntungan Dari Hasil Optimasi

Pada Awal Tanam Nopember 1 – Desember 2 Luas Total


Hujan 0 623 3200 3823

Kemarau 1 9504 0 3200 12704

Kemarau 2 2181 7342 3200 12723.00

Hujan 0 1954 3683 5637

Kemarau 1 2432 6594 3683 12709

Kemarau 2 8967 0 3683 12650.00

Hujan 0 5537 3683 9220

Kemarau 1 9021 0 3683 12704

Kemarau 2 4633 4388 3683 12704.00

Hujan 0 51 3000 3051

Kemarau 1 7100 2603 3000 12703

Kemarau 2 0 9703 3000 12703

Hujan 0 1531 3683 5214

Kemarau 1 9021 0 3683 12704

Kemarau 2 3845 1493 3683 9021.00

Awal Tanam MusimLuas Tanaman ( Ha )

Intensitas ( % ) Total ( % ) Pendapatan ( Rp )

Nop.1

30.09

230.24 108207443581.00100.00

100.15

Nop.2

44.37

243.99 111218819264.00100.04

99.57

Nop.3

72.58

272.58 128613850235.00100.00

100.00

71.01

Des.1

24.02

224.00 100436016941.0099.99

99.99

Des.2

41.04

212.05 97192551700.00100.00


Tabel 6.6 Grafik Hubungan Antara

Pendapatan dan Awal Tanam


Tabel 6.7 Grafik Hubungan Antara

Intensitas dan Awal Musim Tanam


Perhitungan optimasi ini digunakan debit

andalan dari Saluran Mangetan Kanal . Untuk itu

dicoba digunakan debit eksisting , perhitungan

selanjutnya dicoba dengan debit eksisting 2007 dan

2008 di Saluran Mangetan Kanal . Dibuat model

optimasi dengan volume eksisting 2007 dan 2008,

dengan menggunakan program bantu QM for

Windows 2 akan diperoleh luasan optimum yang akan

menghasilkan pendapatan produksi yang maksimum.

Dari hasil perhitungan debit eksisting 2007 dihasilkan

solusi optimum dengan masa tanam Nop 3dan hasilnya sebagai berikut :

Luas Padi MH = 3041Ha

Luas Padi MK 1 = 9021 Ha

Luas Padi MK 2 = 9053Ha

Luas Palawija MH = 5980 Ha

Luas Palawija MK 1 = 0 Ha

Luas Palawija MK 2 = 0 Ha

Luas Tebu = 3683 Ha

Sehingga dari nilai luasan masing-masing

tanaman tersebut akan didapat pendapatan dari fungsi

nilai tujuan sebagai berikut : Z = 5275000 X11 + 5275000 X21 + 5275000 X31 +

3950755 X12 + 3950755 X22 + 3950755 X32

+0.X13 + 0.X23 + 4718500 X33

dimana variabel – variabel yang ada digantikan oleh

luasan tanaman hasil optimasi diatas. Dari

persamaan tersebut, didapat pendapatan produksi

sebesar Rp. 152.384.961.755 dengan intensitas tanam

242.27 %

Sedangkan pola tanam yang didapat dari hasil

optimasi dengan awal tanam Nopember 3 adalah sebagai berikut :

Musim Hujan : Padi- Palawija -

Tebu

Musim Kemarau 1: Padi - Tebu

Musim Kemarau 2: Padi –Tebu

Dari hasil optimasi tersebut akan dibandingkan

dengan keadaan eksisting pada tahun 2007

Tabel 6.8 Realisasi Tanam Daerah Irigai

Delta Brantas (Saluran Mangetan Kanal) tahun

2007 Luas Baku

MK1 MK2

1 Balongbendo 1691 921 215 470 1006 215 - 470

2 Krian 1497 793 138 404 855 138 - 404

3 Wonoayu 2110 765 574 732 991 174 - 732

4 Taman 942 819 39 83 780 39 - 83

5 Gedangan 827 485 227 102 648 67 - 102

6 Tulangan 1846 482 385 964 673 185 - 964

7 Candi 1148 572 306 176 866 106 - 176

8 Sidoarjo 849 365 316 129 430 278 - 129

9 Sukodono 1794 1454 82 258 1372 82 - 258

12704 6656 2282 3318 7621 1284 0 3318

Musim Hujan (MH) Musim Kemarau

Palawija (Ha)Padi (Ha) Tebu (Ha)

No KecamatanSawah (Ha) Padi (Ha) Polowijo (Ha) Tebu (Ha)

Jumlah Sumber : Dinas Pengairan Sidoarjo 2007

Dari data diatas dapat dibuat rekapitulasi

seluruh data realisasi tanam di daerah Mangetan

Kanal sebagai berikut

Tabel 6.12 Rekapitulasi Tanam Daerah

Irigai Delta Brantas (Saluran Mangetan Kanal)

tahun 2007

Luas Total


Hujan 6656 2282 3318 12256 59782005910

Kemarau 1 7621 1284 8905 45273544420

Kemarau 2 7621 0 7621 40200775000

Total 145256325330

59.99

226.56

MusimLuas Tanaman ( Ha )

Intensitas ( % ) Keuntungan ( Rp )

96.47

70.10


Dengan demikian dapat diketahui besarnya

intensitas tanaman dan pendapat eksisting tahun 2007

yaitu Rp. 145.256.325.330 . Sedangkan pendapatan

yang diperoleh dengan hasil optimasi yaitu sebesar

Rp. 152.384.961.755. Sehingga keuntungan yang

diperoleh sebesar Rp.7.128.636.400 dan intensitas

tanam naik dari 226, 56% menjadi 242,27% .

BAB VII

KESIMPULAN DAN SARAN

7.1 Kesimpulan

Dari hasil perhitungan dan analisa 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 Januari dekade 3

dengan volume air sebesar

15.100.992 m³. Sedangkan volume

andalan terkecil didapat pada Bulan September dekade 2 yaitu sebesar

5.436.288 m³. Besarnya volume

andalan untuk musim hujan yaitu

145.236.672 m³, untuk musim

kemarau 1 yaitu 130.412.160 m³,

sedangkan untuk musim kemarau 2

sebesar 91.381.824 m³. Sehingga

total volume andalan selama setahun

sebesar 367.030.656 m³.

2. Dalam pengerjaan tugas akhir ini, 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 21.842,11 m³/Ha. Kebutuhan air maksimum untuk tanaman

palawija terjadi pada awal tanam

Nopember 3 musim kemarau 2 yaitu

sebesar 9592 m³/Ha. Sedangkan

kebutuhan air maksimum untuk

tanaman tebu terjadi pada awal tanam


sebesar 13.468,85 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

perhitungan didapat besarnya luasan

terbesar untuk tanaman padi terdapat

pada awal tanam Nopember 1 musim

kemarau 1 yaitu seluas 9504 Ha .

Luasan terbesar untuk tanaman palawija terdapat pada awal tanam


sebesar 9703 Ha. Sedangkan luasan

untuk tanaman tebu nilainya selalu

tetap pada setiap musim disemua

alternative awal tanam. Hal ini

karena untuk tanaman tebu umurnya

satu tahun . Dari besarnya luasan

setiap jenis tanaman yang didapat

pada tiap alternatif awal tanam,

didapat intensitas tanaman terbesar terjadi pada awal tanam Nopember 3

yaitu sebesar 272,58% Sedangkan

intensitas tanaman terkecil terjadi

pada awal tanam Desember 2 yaitu

sebesar 212,05 %.

4. Dari hasil luasan optimum setiap

jenis tanaman dengan awal tanam

mulai Nopember 1 sampai Desember

2, diperoleh keuntungan maksimum

hasil usaha tani selama setahun.

Keuntungan terbesar terdapat pada

awal tanam Nopember 3 yaitu

sebesar Rp. 128.613.850.235 dengan pola tanam padi – padi – palawija dan

tebu . Sedangkan pendapatan

terendah terdapat pada awal tanam

Desember 2 yaitu sebesar Rp.

97.192.551.700 dengan pola tanam

palawija – padi – padi/palawija dan

tebu

5. Untuk pengoperasian Saluran

Mangetan Kanal, dalam tugas akhir

ini akan coba disimulasikan

pengoperasian tersebut dengan

pembagian lahan yang sudah direncanakan .Untuk lebih jelasnya

diambil contoh pengoperasian pada

dekade ke 17 atau pada April ke 2

sebagai berikut .

PADI TEBU

LENGKONG 0.238 - 0.15

KEMLATEN - 0.261 0.136

MANGETAN KANAL IA 0.322 -

INTAKE PELAYARAN PELAYARAN 0.562 - 0.69 1.252 9.601

INTAKE MANGETAN KANAL IIA MANGETAN KANAL IIA 0.134 - - 0.134 9.467

PURBOYO 1 - 2.178 0.2

PURBOYO 2 - 0.425 0.03

DURUNG - 0.234 0.03

ULING KIRI - 0.011 0.167

SUMOKALI - 0.014 -

BLIGO - 0.044 -

ULING KANAN - 0.167 -

GELAM - 0.106 -

PAGERWOJO - 0.219 -

BALE PANJANG - 0.404 0.01

PURBOYO IIIA - 0.229 0.028

PURBOYO IIIB - 0.034 -

INTAKE SIDOMUKTI SIDOMUKTI 0.845 - 0.845 4.092

KEMASAN I 1.072 -

KEMASAN II 0.295 -

MANGETAN KANAL IIB 0.093 - 0.0625

KETAWANG 0.549 - 0.02

MANGETAN KANAL III 0.013 - 0.03

DUNGUS 0.079 - 0.06

GAMBIR ANOM 0.246 - 0.045

BOTOKAN 0.083 - 0.087

KEDUNG TURI 0.004 - 0.08

MANGETAN IV 0.197 - -

GEDANGAN 0.119 - 0.046

INTAKE KEMASAN - 1.367 2.725

INTAKE MANGETAN KANAL IIIB 1.8135 0.9115

INTAKE MANGETAN KANAL 11.4 10.853

INTAKE PURBOYO 4.53 4.937

NAMA INTAKE SALURAN

DEBIT KEBUTUHAN

DEBIT INTAKE (m3/s) SISA (m3/s)IRIGASI (m3/s)INDUSTRI (m3/s)

Dari tabel diatas dapat diketahui debit pada dekade 17 adalah sebesar 11.4 m3/s dan setelah digunakan

untuk kebutuhan irigasi dan industry ternyata ada sisa

air sebesar 0.9115 m3/s

7.2 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan berdasarkan

hasil perhitungan dan analisa dalam pengerjaan tugas

akhir ini antara lain sebagai berikut :

1. Jika hasil optimasi ini akan diterapkan pada

wilayah studi, dirasa perlu untuk

mengadakan sosialisasi terlebih dahulu. 2. Kondisi saluran dan bangunan air lainnya

hendaknya mendapat perhatian khusus dari

pihak terkait sehingga pemberian air irigasi

dapat berjalan dengan optimal.

3. Kepada mahasiswa lain yang berminat

mendalami subyek ini dapat mencoba

alternatif awal tanam yang lebih banyak.

Documents

STUDI KESEIMBANGAN AIR PADA DAERAH IRIGASI DELTA … · STUDI KESEIMBANGAN AIR PADA DAERAH IRIGASI DELTA BRANTAS (SALURAN MANGETAN KANAL) UNTUK KEBUTUHAN IRIGASI DAN INDUSTRI