BAB III
PERHITUNGAN KEBUTUHAN AIR BAGI TANAMAN
3.1. Keseimbangan Tata Air
Gambaran keseimbangan tata air adalah seperti keseimbangan dalam hal siklus hidrologi atau lebih tepat dengan istilah Water Balance, karena memang keberadaan air di lahan tidak bisa lepas dengan adanya siklus hidrologi secara umum, walau dalam ruang lingkup yang terbatas (sempit).
Secara umum keseimbangan tata air dirumuskan sebagai berikut:
Gambar 3.1. Keseimbangan di Daerah Perakaran Tanaman (Hansen, 1992)
ET = I + P + SFI + LI + GW – RO – L – DP – Drz ( θr – θi)
Keterangan :
Drz : dept of root zone = kedalaman daerah perakaran
SFI : surface flow into the control volume
I : irrigation = air untuk irigasi (untuk tanaman)
P : precipitation = hujan yang meresap kedalam tanah
ET : evapotranspiration = penguapan dan untuk kebutuhan tanaman (lihat kebutuhan air)
GW : ground water seepage = tirisan air tanah, daya kapilaritas
DP : deep percolation = perkolasi
L : leaching requirement = pencucian, aliran dalam tanah
LI : leaching in
LO : leaching out
RO : run off
θr : batas akhir (final)
θi : batas awal (initial)
Sedangkan besarnya ET (evapotranspiration) merupakan kebutuhan air bagi tanaman. Oleh karenanya besarnya kebutuhan air sangat dipengaruhi oleh jenis tanamannya, jenis tanah, banyaknya kehilangan air dan cara pemakaian (pemberiannya).
3.2. Perhitungan Kebutuhan Air Bagi Tanaman
Kebutuhan air bagi tanaman atau biasanya disebut sebagai kebutuhan air irigasi (NFR) ditentukan oleh beberapa faktor antara lain sebagai berikut:
1. Penggunaan komsumtif (Etc = Evapotranspiration tanaman)
2. Penyiapan lahan (LP = Land Prepation)
3. Perkolasi (P = Percolation)
4. Pergantian lapisan air (WLR = Water Land Requirement)
5. Curah hujan efektif (Re)
6. Efisiensi irigasi (ef)
7. Pola tanam
Besarnya perkiraan kebutuhan air irigasi dinyatakan sebagai berikut (Dirjen Pengairan; Dep P.U Bagian Penunjang Standart Perencanaan 1986).
Kebutuhan bersih air di sawah untuk padi
NFR = Etc + P – Re + WLR
Kebutuhan bersih air di sawah untuk palawija
NFR = ETC + P – R
Kebutuhan bersih air di pintu pengambilan (intake)
DR = NFR
ef
Keterangan:
NFR = kebutuhan air untuk tanaman, bisa padi, jagung, ataupun kapas dan lain-lain.
Etc = penggunaan konsumtif (mm)
P = perkolasi (mm/hari)
Re = curah hujan efektif
WLR = penggantian lapisan air
ef = efisiensi irigasi secara keseluruhan
3.2.1. Penggunaan Konsumtif (ETc)
Penggunaan komsumtif menurut Dirjen pengairan, Dep. PU 1986 dihitung dengan rumus :
Etc = kc. ETo
Keterangan:
Etc = penggunaan komsumtif
ETo = evapotranspirasi tanaman acuan (mm/hari)
Kc = koefisien tanaman
Penggunaan konsumtif tanaman merupakan banyaknya air yang diperlukan untuk kehidupan suatu tanaman yang dimaksudkan adalah sebagai evapotranspirasi, yaitu Evaporasi Transpirasi, sehingga istilah evapotranspirasi dikatakan ET.
Evaporasi adalah air yang menguap dari tanah yang berdekatan dengan tanaman, permukaan air yang berada disekitar tanaman (bila ada genangan) yaitu dari permukaan daun - daun tanaman. Sedangkan transpirasi adalah air yang memasuki daerah perkaran tanaman yang dipergunakan untuk membentuk jaringan tanaman (bagi pertumbuhan tanaman).
3.2.2. Evapotranspirasi (ETo)
Dari beberapa cara perhitungan evapotranspirasi (ETo), dapat dikelompokkan menjadi 4 metode, antara lain :
• Metode Aerodynamic, yang dikembangkan oleh Dalton.
• Metode Energy Balance.
• Metode Combination, merupakan kombinasi antara Aerodynamic dengan Energy Balance yang dikembangkan oleh Penman.
• Metode Empirical, yang dikembangkan oleh Thornthwaite termasuk Jensen – Haise method dan Blaney – criddle approach.
Tabel 3.1. Perbandingan Perhitungan ET Dari Beberapa Metode
Metode Perhitungan
ET harian
rata – rata
(mm/hr) Dibandingkan dengan Blaney-Criddle
Metode Penman yang dimodifikasi 5,4 81%
Metode Hargreaves 6,1 90%
Metode Jensen - Haise 6,8 100%
Metode Blaney – Criddle
yang dimodifikasi 6,8 100%
Evapotranspirasi (ETo) adalah kondisi evaporasi berdasarkan keadaan meteorologi seperti: Temperatur (°C), lama matahari bersinar dalam %, kelembaban udara (Rh) dalam % dan kecepatan angin mile/hari.
Rumus kombinasi Penman yang telah disederhanakan:
ETo = ΔH + 0,27 Ea
Δ + 0,27
Dengan:
Ea = 0,35 (ea – ed) (k + 0,012 U2)
H = RA (1 – r) (0,18 + 0,55 n/D) - σT (0,56 – 0,092 √ed) (0,10 + 0,90 n/D)
Rumus diatas disederhanakan :
ETo = - F1 (0,10 + 0,90 n/D) + F2 . RA (1 – r) + F3 (k + 0,01 U2)
Dengan :
F1 = Δ σT4 (0,56 – 0,092 √ed)
Δ + 0,27
F2 = Δ (0,18 + 0,55 n/D)
Δ + 0,27
F3 = 0,27 . 0,35 (ea – ed)
Δ + 0,27
Keterangan:
Δ = slope (lengkung) tekanan uap pada temperature udara rata – rata (mm/Hg)
ΔσT 4 = black body radiation pada temperature udara rata – rata (mm H2O perhari)
ea = tekanan uap (mmHg)
ed = tekanan uap aktual (mmHg)
= h . ea dengan h = relative humadity dalam %
H = besaran untuk drying power dari udara
Ea = evaporasi (mm H2O perhari)
RA = solar radiation (mmHg perhari)
r = reflection coefficient of surface
(1 – r) = penyerapan radiasi
k = roughness of the evaporating surface
n/D = ratio of actual to possible hours of bright sunshine (%)
n = lamanya matahari bersinar secara nyata
D = lamanya matahari bersinar secara maksimal
U2 = kecepatan angin pada ketinggian 2 meter diatas permukaan tanah (mile/hari)
T = temperatur udara rata – rata (°C)
Kombinasi Penman menggunakan data – data sebagai berikut.
Tabel 3.2. Data Temperatur Udara (T dalam oC)
Tabel 3.3. Data Kelembaban Udara (Rh dalam %)
Tabel 3.4. Data Lama Matahari Bersinar (n/D dalam %)
Tabel 3.5. Data Kecepatan Angin (U2 dalam Knot)
Tabel 3.6. Curah Hujan Maksimal Bulanan 10 Tahun Terakhir
1. Kecepatan angin (U2)
Hasil diperoleh dari rata – rata data kecepatan angin perbulannya.
Untuk bulan Januari = Σ kecepatan angin pada bulan Januari
Jumlah data
= 42 knot
10
= 7,1 knot = 4,2 x 27,42857
= 194,7 mile/hari
2. Temperatur (T)
Hasil diperoleh dari rata – rata data temperatur udara perbulannya.
Untuk bulan Januari = Σ temperature udara pada bulan Januari
Jumlah data
= 284,5 oC
10
= 28,5 0C
3. Kelembaban udara (Rh)
Hasil diperoleh dari rata – rata data kelembaban udara perbulannya.
Untuk bulan Januari = Σ kelembaban udara pada bulan Januari
Jumlah data
= 890,0 %
10
= 89,0 %
4. Nilai tekanan uap jenuh pada suhu rata – rata (ea)
Tabel 3.7. Nilai suhu dalam satuan mmHg
Sumber: Hidrologi untuk Pengairan, Ir. Suyono Sosrodarsono
Nilai rata – rata temperatur pada bulan Januari adalah 28,5 oC. Kemudian diubah satuannya ke mmHg. Karena tidak terdapat pada tabel di atas, maka dicari dengan cara interpolasi.
X1 = 28,30 mmHg Y1 = 28 o Y = 28,50 o
X2 = 31,80 mmHg Y2 = 30 o
Maka:
X = X1 + (Y – Y1) (X2 – X1)
(Y2 – Y1)
X = 28,30 + (28,50 – 28) (31,80 – 28,30)
(30 – 28)
X = 29,09 … ea = 29.09 mmHg
5. Lama matahari bersinar (n/D)
Hasil diperoleh dari rata – rata data lama matahari bersinar perbulannya.
Untuk bulan Januari = Σ lama matahari bersinar pada bulan Januari
Jumlah data
= 598 %
10
= 59,8 %
6. Solar Radiation (RA)
Hasil diperoleh dari tabel ” Midmonthly Intensity Of Solar Radiation (RA) On A Horizontal Surface ”. Dimana daerah pengamatan yaitu Sta Pangkalan Bun berada di 1° 16´21” LS = 2,583° dan 114° 57´20” BT , karena derajat tersebut tidak terdapat dalam tabel maka dicari dengan cara interpolasi.
X1 = 14,5 Y1 = 0 Y = 2,583
X2 = 15,8 Y2 = 10
Maka:
X = X1 + (Y – Y1) (X2 – X1)
(Y2 – Y1)
X = 14,5 + (2,583 – 0) (15,8 – 14,5)
(10 – 0)
X = 14,84 … RA = 14,84 mmHg/Hari
7. Black Body Radiation pada temperature udara rata – rata dalam mmH2O / hari (σT4 )
Hasil diperoleh dengan menggunakan tabel Value of in σT4 the Penman Equation. Jika tidak terdapat pada tabel di atas, maka dicari dengan cara interpolasi.
Data temperatur rata-rata pada bulan Januari adalah 28,5 °C, maka harus di ganti satuannya ke °F.
t = 28,5 °C = ( 9/5 x 28,5 ) + 32 = 83,21 oF
X1 = 16,25 Y1 = 80 o Y = 83,21 oF
X2 = 16,85 Y2 = 85 o
Maka:
X = X1 + (Y – Y1) (X2 – X1)
(Y2 – Y1)
X = 16,25+ (83,21 – 80) (16,85 – 16,25)
(85 – 80)
X = 16,64 … σT4 = 16,64 mmH2O/hari
8. Nilai tekanan Uap sebenarnya (aktual) (ed)
Hasil diperoleh dengan menggunakan rumus:
Rh x ea
Pada bulan Januari diketahui Rh = 89,0 % dan ea = 28,63 mmHg
ed = 0,890 x 29,09 = 25,89 mmHg
9. Nilai slope (lengkung) tekanan uap pada temperatur udara rata-rata (Δ)
Hasil diperoleh dengan menggunakan grafik temperature in Δ the Penman Equation.
Pada bulan Januari rata – rata temperatur diketahui 28,2 oC. Untuk memperoleh nilai slope dapat menggunakan grafik yang ada atau agar lebih akuratnya dapat menggunakan metode interpolasi yaitu sebagai berikut:
X1 = 0,83 Y1 = 26 Y = 28,5 oC
X2 = 1,01 Y2 = 30
X = X1 + (Y – Y1) (X2 – X1)
(Y2 – Y1)
X =0,83 + (28,5 – 26) (1,01 – 0,83)
(30 – 26)
X = 0,94 … Δ = 0,94 mmHg/hari
10. Nilai Evapotranspirasi (ET0)
F1 = Δ σT4 (0,56 – 0,092 √ed)
Δ + 0,27
= 0,94 . 16,64 (0,56 – 0,092 √25,89)
0,94 + 0,27
= 1,1878
F2 = Δ (0,18 + 0,55 n/D)
Δ + 0,27
= 0,94 (0,18 + 0,55 . 0,59,8)
0,94 + 0,27
= 0,3954
F3 = 0,27 . 0,35 (ea – ed)
Δ + 0,27
= 0,27 . 0,35 (29,09 – 25,89)
0,94 + 0,27
= 0,2498
E1 = - F1 (0,10 + 0,90 n/D)
= - 1,1878 ( 0,10 + 0,90*0,59,8 )
= - 0,7580
E2 = F2. RA (1 – r ), dimana nilai r =25% dalam desimal = 0,25
= 0,3954 *14,84*(1-0,25)
= 4,4004
E3 = F3 (k + 0,01 U2 ) Dimana : k = 1
= 0, 2498 *(1+0,01*194,7)
= 0,7364
Setelah semua data telah didapatkan maka dapat diperoleh nilai Eto Dengan rumus :
ETo = E1 + E2 + E3
= - 0,7580 + 4,4004 + 0,7364
= 4,3788
Tabel 3.8. Perhitungan Evapotranspirasi Metode Penman
Keterangan:
U2 = Kecepatan angin dalam mile/hari, 1 Knot = 27,42857
T (°C) = Temperatur udara rata - rata dalam °C
T (°F) = Temperatur udara rata - rata dalam °F
Rh = Kelembaban rata - rata bulanan (%)
ea = Tekanan uap dalam mmHg (tabel lampiran)
n/D = Intensitas matahari rata - rata bulanan (%)
r = Reflecion coeffient of surface 25%
RA = Solar radiation dinyatakan dalam mmHg perhari (tabel lampiran)
σT4 = Black body radiation pada temperatur udara rata - rata, dalam H2O (lampiran)
ed = Tekanan uap aktual, ed = (ea x Rh) dalam mmHg
Δ = Slope ( lengkung) tekanan uap pada temperatur udara rata2 dalam mm/Hg
(lampiran)
F1 = ΔσT4 (0,56 - 0,092 √ed)
Δ + 0,27
F2 = Δ (0,18 + 0,55 n/D)
Δ + 0,27
F3 = 0,27 . 0,35 (ea - ed)
Δ + 0,27
ETo = – F1 (0,10 + 0,90 n/D) + F2 . RA (1 - r) + F3 (k + 0,01 U2)
3.3. KEBUTUHAN AIR UNTUK PENYIAPAN LAHAN
Kebutuhan air untuk penyiapan lahan (IR atau Irrigation Requirement atau Land Preparation) umumnya menentukan kebutuhan maksimum air irigasi pada suatu proyek. Faktor-faktor penting yang menentukan besarnya kebutuhan air untuk penyiapan lahan adalah:
• Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pekerjaan penyiapan lahan.
• Jumlah air yang diperlukan untuk penyiapan lahan.
Untuk perhitungan air irigasi selama penyiapan lahan, digunakan metode yang dikembangkan oleh Van de Goor dan Zijltra, metode tersebut didasarkan pada laju air konstan selama periode penyiapan lahan dan menghasilkan rumus sebagai berikut:
IR = (M.ek) / (ek -1)
M = 1,1.Eto + P
k = M.T / S
Perhitungan komponen-komponen yang ada sesuai dengan data yang ada yaitu sebagai berikut:
Eto diambil dengan satuan mm/hari
P merupakan harga perkolasi 2 mm – 6 mm (diambil 5 mm)
Kebutuhan air untuk ,mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah jenuh (M) dalam mm/hari didapat dengan menggunakan rumus: M = 1,1.Eto + P
Untuk bulan Januari diketahui : Eto = 4,3788 dan P = 5 mm maka:
M = (1,1 x 4,3788) + 5
= 9,8167 mm/hari
k didapat dengan rumus: k = M.T / S
Untuk bulan Januari diketahui M = 9,8167 mm/hari; T diambil 30 hari; S diambil 300 mm maka:
k = (9,8167 x 30) / 300
k = 0,9817
ek untuk bulan Januari diketahui k = 0,9817; dan e merupakan bilangan dasar (2,718281828), maka:
ek = (2,718281828) 0,9817
= 2,6689
IR (kebutuhan air untuk penyiapan lahan) dalam mm/hari untuk bulan Januari diketahui M = 9,8167; ek = 2,6689 maka didapat nilai:
IR = (9,8167 x 2,6689) / (2,6689 - 1)
= 15,6988
Tabel 3.9. Perhitungan kebutuhan air untuk pengolahan tanah (IR = LP)
Keterangan:
IR = Kebutuhan air ditingkat persawahan (mm/hari)
P = Perkolasi
Eo = Evaporasi didaerah terbuka di ambil 1,1 x Eto selama penyiapan lahan (mm/hari)
M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi disawah yang sudah jenuh M = (Eo + P)
T = Jangka waktu penyiapan lahan (selama 30 hari)
S = Kebutuhan air penjenuhan, diambil 300 mm
e = Bilangan eksponensial = 2.718281828
3.4. CURAH HUJAN EFEKTIF
Hujan efektif adalah curah hujan yang secara efektif dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk irigasi padi, curah hujan efektif bulanan diambil 70 % dari curah hujan rata-rata tengah bulanan dengan kemungkinan tidak terpenuhi 20 %. Hal diatas dilakukan dengan mengingat tidak seluruh hujan yang jatuh meresap ke dalam tanah dan dimanfaatkan oleh tanaman, tetapi menjadi air permukaan (run off).
Re= 0,7 x R80
Keterangan :
Re = curah hujan efektif (mm/hari)
R80 = curah hujan rata-rata tengah bulanan dengan kemungkinan tidak terpenuhi
Besarnya R80 dihitung sebagai berikut:
• Data curah hujan diurutkan dari terbesar ke terkecil (atau sebaliknya).
• R80 ditentukan dengan memilih rangking ke (n/5 + 1) dari urutan terkecil, dengan n periode lamanya pengamatan.
Sedangkan untuk irigasi tanaman palawija (kedelai), curah hujan efektif ditentukan oleh curah hujan rata-rata bulanan dengan kemungkinan terpenuhi 50% yang dihubungkan dengan evapotranspirasi rata-rata bulanan.
Berikut adalah data curah hujan harian tahun 2005 dan datacurah hujan maksimum bulanan 10 tahun terakhir.
Tabel 3.10. Data Curah Hujan Harian
Tabel 3.11. Tabel Curah Hujan Maksimum Bulanan 10 Tahun Terakhir
Tabel 3.12. Tabel Curah Hujan Maksimum Bulanan 10 Tahun Terakhir (Berurutan)
Tabel 3.13. Perhitungan Curah Hujan Efektif (Re)
3.5. KEBUTUHAN AIR IRIGASI UNTUK TANAMAN
Selanjutnya dapat diperhitungkan, kebutuhan air irigasi bila awal tanam pada tanggal 1 Oktober, 16 Oktober, dan 1 November ; 16 November, 1 Desember, dan 16 Desember ;1 Januari, 16 Januari, dan 1 Februari. Perhitungan kebutuhan air irigasi dapat menggunakan rumus sebagai berikut:
Di mana :
IR = LP ( Land Preparation )
P = Besarnya perkolasi tanah, yang diperhitungkan maksimal 6 mm/
hari dan paling sedikit 2 mm/ hari, diambil = 5
WLR = Water Land Requerement, diberikan setelah 2 bulan setelah
pengerjaan tanah
ETo = Besarnya Evapotranspirasi (mm/ hari)
Kc = Koefesien tanaman,sesuai dengan jenis tanaman
Etc = Penggunaan air konsumtif oleh tanaman
Re = Curah hujan Efektif
Pergantian lapisan air (WLR) diberikan setelah masa pemupukan selesai, diusahakan untuk menjadwalkan dan mengganti lapisan air menurut atau sesuai kebutuhan, Apabila tidak ada penjadwalan, lakukan pergantian sebanyak 2 kali, masing-masing 50mm/ bulan (1,7 mm/ hari selama 1 bulan) diberikan 1 bulan setelah tanaman dan 2 bulan setelah translantasi.
Tabel 3.14. Nilai Kc untuk tanaman padi jenis varietas Unggul.
Periode C1 C2 Kc
0.0 LP LP LP
0.5 1.10 LP LP
1.0 1.10 1.10 1.10
1.5 1.05 1.10 1.08
2.0 1.05 1.05 1.05
2.5 0.95 1.05 1.00
3.0 0.00 0.95 0.48
3.5 0.00 0.00 0.00
4.0 0.00 0.00 0.00
Sumber: Moch. Bardan, 1990
Perhitungan komponen – komponen yang ada sesuai dengan data yang ada yaitu sebagai berikut :
ETc = Kc . ETo
Dimana:
ETc = Penggunakan konsumtif
ETo = Evapotranspirasi Tanaman Acuan ( mm/ hari )
Kc = Koefisien tanaman
Pada saat penyiapan lahan, beberapa saat awal akan melalui menanam, IR atau LP yang menggantikan nilai WLR + P dan ETc, sehingga perhitungan menjadi:
NFR = LP – Re
Untuk periode masa tanam oktober, pada tanggal 1 oktober diketahui :
Eto = 4,4007 mm/ hari P = 5 mm
Re = 1,0613 mm/ hari Etc = IR = 15,7146 mm/ hari
Maka didapat nilai:
NFR = LP – Re
= 15,7146 – 1,0613
= 14,6534 mm/hari
= 14,6534 = 1,6960 lt/dt
(86400 / 10000)
Untuk periode masa awal tanam 1 Oktober, pada bulan November I diketahui:
ETo = 4,4374 mm/ hari P = 5 mm/ hari
Re = 1,0033 mm/ hari WLR = 1,7 mm/ hari
Kc = 1,1
Maka di dapat:
ETc = 1,1 x 4,4374 = 4,8812 mm/ hari
NFR = 4,8812 mm/ hari + 5 mm/ hari + 1,7 mm/ hari – 4,8812 mm/ hari
= 10,5779 mm/ hari
=1,2243 lt/dt
Dapat dibuat tabel sebagai berikut:
Tabel 3.15. Perhitungan kebutuhan air tanaman (NFR) masa tanam 1 Oktober, 16 Oktober dan 1 November.
Tabel 3.16. Perhitungan kebutuhan air tanaman (NFR) masa tanam 16 November, 1 Desember dan 16 Desember.
Tabel 3.17. Perhitungan kebutuhan air tanaman (NFR) masa tanam 1 Januari, 16 Januari dan 1 Februari.
Tabel 3.15. Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman (NFR) Masa Tanam 1 Oktober, 16 Oktober dan 1 November.
Tabel 3.16. Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman (NFR) Masa Tanam 16 November, 1 Desember dan 16 Desember.
Tabel 3.17. Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman (NFR) Masa Tanam 1 Januari, 16 Januari dan 1 Februari.
Tabel 3.18. Rekapitulasi Kebutuhan Air Tanaman (NFR) Masing-Masing Periode Tanam
Bulan Oktober November Desember Januari Februari
1 2 1 2 1 2 1 2 1
Oct 1 1,6960
2 1,6960 1,6960
Nov 1 1,2243 1,7058 1,7058
2 1,2114 0,7867 1,7058 1,7058
Dec 1 1,1623 0,7969 0,7998 1,6849 1,6849
2 1,1389 0,7940 0,7969 1,1856 1,6849 1,6849
Jan 1 0,7227 0,7945 0,8003 1,2236 0,8061 1,7203 1,7203
2 0,4820 0,5370 0,7945 1,2109 0,8032 0,8061 1,7203 1,7203
Feb 1 1,7609 0,4890 0,5440 1,2387 0,8073 0,8102 1,2940 1,7609 1,7609
2 1,7609 1,7609 0,4890 0,7516 0,8015 0,8073 1,2802 0,8131 1,7609
Mar 1 1,2660 1,7235 1,2908 0,4329 0,4878 0,7454 1,2371 0,7541 0,7569
2 1,2545 0,7569 1,2908 1,7235 0,4329 0,4878 1,2082 0,7512 0,7541
Apr 1 1,1753 0,7546 0,7569 1,6805 1,6805 0,4329 0,6797 0,7454 0,7512
2 1,1493 0,7512 0,7546 1,2013 1,6805 1,3066 0,4329 0,4878 0,7454
May 1 0,6961 0,7851 0,7909 1,1700 0,7967 1,4037 1,6812 0,4726 0,5276
2 0,4726 0,5282 0,7851 1,1583 0,7938 0,7967 1,6812 1,6812 0,4726
Jun 1 0,4869 0,5424 1,1400 0,8052 0,8081 1,1856 1,6888 1,6888
2 0,4869 0,7036 0,7994 0,8052 1,1742 0,8110 1,6888
Jul 1 0,4742 0,5291 0,7867 1,1399 0,7953 0,7982
2 0,4742 0,5291 1,1175 0,7925 0,7953
Aug 1 0,5405 0,7836 0,8530 0,8588
2 0,5405 0,5955 0,8530
Sep 1 0,4707 0,5257
2 0,4707
3.6. ROTASI TEKNIS
Rotasi teknis/peraturan golongan dalah cara penamaan dan waktu penanaman yang dilakukan diatur secara teknis dalam beberapa golongan sehingga dinamakan peraturan golongan dengan dengan menggilir secara teknis maka dapat disebut juga sebagai giliran teknis.
Seperti pada data yang diperoleh untuk suatu wilayah seperti diatas, dapat diingat bahwa keadaan air belum tentu tersedia cukup, maka sangat diperlukan efisiensi oleh karenanya pemanfaatan system rotasi teknis sangat diperlukan agar diperoleh penghematan air. Disamping itu masih dipilih saat–saat awal tanam tepat oleh karenanya dipakai sistem simulasi sehingga diperkirakan pemanfaatan air hujan secara optimal.
Rotasi teknis 3 golongan ialah kebutuhan air lahan dihitung dengan membagi dalam tiga jenis golongan menurut waktu awal tanamnya sehingga kebutuhan air akan lebih sedikit dibanding dengan awal penanaman yang bersamaan secara keseluruhan. Sedangkan rotasi teknis 4 golongan ialah kebutuhan air lahan dihitung dengan menbagi dalam empat jenis golongan menurut waktu awal tanamnya sehingga kebutuhan air akan lebih sedikit dibanding dengan awal penanaman yang bersamaan secara keseluruhan.
Rotasi Teknis atau peraturan golongan adalah cara penanaman dan waktu penanaman yang dilakukan, di atur secara teknis dalam beberapa golongan, sehingga dinamakan peraturan golongan, karena dilakukan dengan menggilir secara teknis maka dapat disebut juga sebagai giliran teknis.
Keuntungan dari Rotasi Teknis:
• Pemakaian air lebih hemat,
• Ukuran bangunan dapat diperkecil/lebih kecil akibat adanya giliran dalam hal penanamannya,
• Waktu tanam dapat diatur lebih awal,
• Tanah yang belum mendapat giliran dapat dikeringkan terlebih dahulu, guna menguapkan zat asam yang ada,
• Jentik-jentik nyamuk bisa mati karena ada masa pengeringan.
Kerugian Rotasi Teknis :
• Sering timbul perselisihan dalam hal pembagian air, sehingga diperlukan suatu organisasi dalam pengaturan air.
• Biasanya golongan pertama sering mangalami gangguan dari burung pemakan padi, sedang golongan terakhir sering mendapat gangguan hama seperi walangsangit.
• Biasanya golongan pertama sering mendapat keuntungan yang lebih dibandingkan dari golongan terakhir, karena golongan pertama bisa menjual hasil panennya dengan harga yang lebih tinggi, kemudian nantinya di akhir musim masih sempat menanam palawija, karena pada waktu itu masih ada hujan/air walaupun sedikit.
Untuk mengatasi ini setiap tahun, harus dilakukan giliran pula dalam hal memulai masa awal tanamnya sehingga diharapkan semua bisa merasakan suatu saat di awal musim dan disaat lain di akhir musim. Lebih lanjut dapat dijelaskan, bahwa dalam perhitungan secara teoritis, penghematan air dapat dicapai sebesar k, dengan :
k = kesatuan pemberian air penuh
= penghematan atau pengurangan (Angka Reduksi)
A. Tabel Rotasi Untuk Tiga Golongan
Tabel 3.19. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 1 Oktober
Tabel 3.20. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 16 Oktober
Tabel 3.21. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 1 November
Tabel 3.22. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 16 November
Tabel 3.23. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 1 Desember
Tabel 3.24. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 16 Desember
Tabel 3.25. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 1 Januari
B. Tabel Rotasi Untuk Empat Golongan
Tabel 3.26. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 1 Oktober
Tabel 3.27. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 16 Oktober
Tabel 3.28. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 1 Nopember
Tabel 3.29. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 16 Nopember
Tabel 3.30. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 1 Desember
Tabel 3.31. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 16 Desember
3.7 KETERSEDIAAN AIR
Ketersediaan air irigasi atau sering dinamakan sebagai DEBIT ANDALAN (dependable flow) adalah debit minimum untuk kemungkinan terpenuhi air yang sudah ditentukan yang dapat dipakai untuk irigasi. Kemungkinan terpenuhi 80% (kemungkinan bahwa debit sungai lebih rendah dari debit andalan adalah 20%. Debit andalan di tentukan pada periode tengah bulanan (Dirjen Pengairan, Dep.PU, 1986 : hal 70)
Ketersediaan air irigasi dihitung dengan rumus :
Q = . A .H/T
Keterangan :
Q = debit andalan (ketersediaan air irigasi ), dalam ha mm/hari
= koefisien yang besarnya = 0.52
A = luas lahan, dalam ha
H = curah hujan harian rata-rata dalam mm
T = sesuai dengan umur bulan
Untuk menkonversikannya ke satuan liter/detik maka Q dibagi dengan 8,64.
Tabel 3.32. Ketersediaan Air Irigasi
Dari hasil di atas, kemudian dibandingkan dengan kebutuhan air untuk tanaman (NFR) untuk seluruh area yaitu seluas 2.400 ha baik yang memakai rotasi teknis tiga golongan maupun empat golongan. Selanjutnya diambil jumlah ketersediaan air yang lebih banyak memenuhi kebutuhan tanaman akan air, sehingga di dapat jenis rotasi yang di pakai dan waktu awal tanam yang sebagian besar kebutuhan airnya terpenuhi oleh ketersediaan airnya.
Tabel 3.33. Tabel Perbandingan Ketersediaan Air Untuk Rotasi Tiga Golongan
Keterangan:
DR awal telah dikonversikan dari lt/dt ke dalam m3/dt (1 lt = 0,001 m3), jadi satuan DR telah disesuaikan dengan Q yaitu m3/dt.
Tabel 3.34. Tabel Perbandingan Ketersediaan Air Untuk Rotasi Empat Golongan
Keterangan:
DR awal telah dikonversikan dari lt/dt ke dalam m3/dt (1 lt = 0,001 m3), jadi satuan DR telah disesuaikan dengan Q yaitu m3/dt.
A. Grafik Tiga Golongan
B. Grafik Empat Golongan
PERHITUNGAN KEBUTUHAN AIR BAGI TANAMAN
3.1. Keseimbangan Tata Air
Gambaran keseimbangan tata air adalah seperti keseimbangan dalam hal siklus hidrologi atau lebih tepat dengan istilah Water Balance, karena memang keberadaan air di lahan tidak bisa lepas dengan adanya siklus hidrologi secara umum, walau dalam ruang lingkup yang terbatas (sempit).
Secara umum keseimbangan tata air dirumuskan sebagai berikut:
Gambar 3.1. Keseimbangan di Daerah Perakaran Tanaman (Hansen, 1992)
ET = I + P + SFI + LI + GW – RO – L – DP – Drz ( θr – θi)
Keterangan :
Drz : dept of root zone = kedalaman daerah perakaran
SFI : surface flow into the control volume
I : irrigation = air untuk irigasi (untuk tanaman)
P : precipitation = hujan yang meresap kedalam tanah
ET : evapotranspiration = penguapan dan untuk kebutuhan tanaman (lihat kebutuhan air)
GW : ground water seepage = tirisan air tanah, daya kapilaritas
DP : deep percolation = perkolasi
L : leaching requirement = pencucian, aliran dalam tanah
LI : leaching in
LO : leaching out
RO : run off
θr : batas akhir (final)
θi : batas awal (initial)
Sedangkan besarnya ET (evapotranspiration) merupakan kebutuhan air bagi tanaman. Oleh karenanya besarnya kebutuhan air sangat dipengaruhi oleh jenis tanamannya, jenis tanah, banyaknya kehilangan air dan cara pemakaian (pemberiannya).
3.2. Perhitungan Kebutuhan Air Bagi Tanaman
Kebutuhan air bagi tanaman atau biasanya disebut sebagai kebutuhan air irigasi (NFR) ditentukan oleh beberapa faktor antara lain sebagai berikut:
1. Penggunaan komsumtif (Etc = Evapotranspiration tanaman)
2. Penyiapan lahan (LP = Land Prepation)
3. Perkolasi (P = Percolation)
4. Pergantian lapisan air (WLR = Water Land Requirement)
5. Curah hujan efektif (Re)
6. Efisiensi irigasi (ef)
7. Pola tanam
Besarnya perkiraan kebutuhan air irigasi dinyatakan sebagai berikut (Dirjen Pengairan; Dep P.U Bagian Penunjang Standart Perencanaan 1986).
Kebutuhan bersih air di sawah untuk padi
NFR = Etc + P – Re + WLR
Kebutuhan bersih air di sawah untuk palawija
NFR = ETC + P – R
Kebutuhan bersih air di pintu pengambilan (intake)
DR = NFR
ef
Keterangan:
NFR = kebutuhan air untuk tanaman, bisa padi, jagung, ataupun kapas dan lain-lain.
Etc = penggunaan konsumtif (mm)
P = perkolasi (mm/hari)
Re = curah hujan efektif
WLR = penggantian lapisan air
ef = efisiensi irigasi secara keseluruhan
3.2.1. Penggunaan Konsumtif (ETc)
Penggunaan komsumtif menurut Dirjen pengairan, Dep. PU 1986 dihitung dengan rumus :
Etc = kc. ETo
Keterangan:
Etc = penggunaan komsumtif
ETo = evapotranspirasi tanaman acuan (mm/hari)
Kc = koefisien tanaman
Penggunaan konsumtif tanaman merupakan banyaknya air yang diperlukan untuk kehidupan suatu tanaman yang dimaksudkan adalah sebagai evapotranspirasi, yaitu Evaporasi Transpirasi, sehingga istilah evapotranspirasi dikatakan ET.
Evaporasi adalah air yang menguap dari tanah yang berdekatan dengan tanaman, permukaan air yang berada disekitar tanaman (bila ada genangan) yaitu dari permukaan daun - daun tanaman. Sedangkan transpirasi adalah air yang memasuki daerah perkaran tanaman yang dipergunakan untuk membentuk jaringan tanaman (bagi pertumbuhan tanaman).
3.2.2. Evapotranspirasi (ETo)
Dari beberapa cara perhitungan evapotranspirasi (ETo), dapat dikelompokkan menjadi 4 metode, antara lain :
• Metode Aerodynamic, yang dikembangkan oleh Dalton.
• Metode Energy Balance.
• Metode Combination, merupakan kombinasi antara Aerodynamic dengan Energy Balance yang dikembangkan oleh Penman.
• Metode Empirical, yang dikembangkan oleh Thornthwaite termasuk Jensen – Haise method dan Blaney – criddle approach.
Tabel 3.1. Perbandingan Perhitungan ET Dari Beberapa Metode
Metode Perhitungan
ET harian
rata – rata
(mm/hr) Dibandingkan dengan Blaney-Criddle
Metode Penman yang dimodifikasi 5,4 81%
Metode Hargreaves 6,1 90%
Metode Jensen - Haise 6,8 100%
Metode Blaney – Criddle
yang dimodifikasi 6,8 100%
Evapotranspirasi (ETo) adalah kondisi evaporasi berdasarkan keadaan meteorologi seperti: Temperatur (°C), lama matahari bersinar dalam %, kelembaban udara (Rh) dalam % dan kecepatan angin mile/hari.
Rumus kombinasi Penman yang telah disederhanakan:
ETo = ΔH + 0,27 Ea
Δ + 0,27
Dengan:
Ea = 0,35 (ea – ed) (k + 0,012 U2)
H = RA (1 – r) (0,18 + 0,55 n/D) - σT (0,56 – 0,092 √ed) (0,10 + 0,90 n/D)
Rumus diatas disederhanakan :
ETo = - F1 (0,10 + 0,90 n/D) + F2 . RA (1 – r) + F3 (k + 0,01 U2)
Dengan :
F1 = Δ σT4 (0,56 – 0,092 √ed)
Δ + 0,27
F2 = Δ (0,18 + 0,55 n/D)
Δ + 0,27
F3 = 0,27 . 0,35 (ea – ed)
Δ + 0,27
Keterangan:
Δ = slope (lengkung) tekanan uap pada temperature udara rata – rata (mm/Hg)
ΔσT 4 = black body radiation pada temperature udara rata – rata (mm H2O perhari)
ea = tekanan uap (mmHg)
ed = tekanan uap aktual (mmHg)
= h . ea dengan h = relative humadity dalam %
H = besaran untuk drying power dari udara
Ea = evaporasi (mm H2O perhari)
RA = solar radiation (mmHg perhari)
r = reflection coefficient of surface
(1 – r) = penyerapan radiasi
k = roughness of the evaporating surface
n/D = ratio of actual to possible hours of bright sunshine (%)
n = lamanya matahari bersinar secara nyata
D = lamanya matahari bersinar secara maksimal
U2 = kecepatan angin pada ketinggian 2 meter diatas permukaan tanah (mile/hari)
T = temperatur udara rata – rata (°C)
Kombinasi Penman menggunakan data – data sebagai berikut.
Tabel 3.2. Data Temperatur Udara (T dalam oC)
Tabel 3.3. Data Kelembaban Udara (Rh dalam %)
Tabel 3.4. Data Lama Matahari Bersinar (n/D dalam %)
Tabel 3.5. Data Kecepatan Angin (U2 dalam Knot)
Tabel 3.6. Curah Hujan Maksimal Bulanan 10 Tahun Terakhir
1. Kecepatan angin (U2)
Hasil diperoleh dari rata – rata data kecepatan angin perbulannya.
Untuk bulan Januari = Σ kecepatan angin pada bulan Januari
Jumlah data
= 42 knot
10
= 7,1 knot = 4,2 x 27,42857
= 194,7 mile/hari
2. Temperatur (T)
Hasil diperoleh dari rata – rata data temperatur udara perbulannya.
Untuk bulan Januari = Σ temperature udara pada bulan Januari
Jumlah data
= 284,5 oC
10
= 28,5 0C
3. Kelembaban udara (Rh)
Hasil diperoleh dari rata – rata data kelembaban udara perbulannya.
Untuk bulan Januari = Σ kelembaban udara pada bulan Januari
Jumlah data
= 890,0 %
10
= 89,0 %
4. Nilai tekanan uap jenuh pada suhu rata – rata (ea)
Tabel 3.7. Nilai suhu dalam satuan mmHg
Sumber: Hidrologi untuk Pengairan, Ir. Suyono Sosrodarsono
Nilai rata – rata temperatur pada bulan Januari adalah 28,5 oC. Kemudian diubah satuannya ke mmHg. Karena tidak terdapat pada tabel di atas, maka dicari dengan cara interpolasi.
X1 = 28,30 mmHg Y1 = 28 o Y = 28,50 o
X2 = 31,80 mmHg Y2 = 30 o
Maka:
X = X1 + (Y – Y1) (X2 – X1)
(Y2 – Y1)
X = 28,30 + (28,50 – 28) (31,80 – 28,30)
(30 – 28)
X = 29,09 … ea = 29.09 mmHg
5. Lama matahari bersinar (n/D)
Hasil diperoleh dari rata – rata data lama matahari bersinar perbulannya.
Untuk bulan Januari = Σ lama matahari bersinar pada bulan Januari
Jumlah data
= 598 %
10
= 59,8 %
6. Solar Radiation (RA)
Hasil diperoleh dari tabel ” Midmonthly Intensity Of Solar Radiation (RA) On A Horizontal Surface ”. Dimana daerah pengamatan yaitu Sta Pangkalan Bun berada di 1° 16´21” LS = 2,583° dan 114° 57´20” BT , karena derajat tersebut tidak terdapat dalam tabel maka dicari dengan cara interpolasi.
X1 = 14,5 Y1 = 0 Y = 2,583
X2 = 15,8 Y2 = 10
Maka:
X = X1 + (Y – Y1) (X2 – X1)
(Y2 – Y1)
X = 14,5 + (2,583 – 0) (15,8 – 14,5)
(10 – 0)
X = 14,84 … RA = 14,84 mmHg/Hari
7. Black Body Radiation pada temperature udara rata – rata dalam mmH2O / hari (σT4 )
Hasil diperoleh dengan menggunakan tabel Value of in σT4 the Penman Equation. Jika tidak terdapat pada tabel di atas, maka dicari dengan cara interpolasi.
Data temperatur rata-rata pada bulan Januari adalah 28,5 °C, maka harus di ganti satuannya ke °F.
t = 28,5 °C = ( 9/5 x 28,5 ) + 32 = 83,21 oF
X1 = 16,25 Y1 = 80 o Y = 83,21 oF
X2 = 16,85 Y2 = 85 o
Maka:
X = X1 + (Y – Y1) (X2 – X1)
(Y2 – Y1)
X = 16,25+ (83,21 – 80) (16,85 – 16,25)
(85 – 80)
X = 16,64 … σT4 = 16,64 mmH2O/hari
8. Nilai tekanan Uap sebenarnya (aktual) (ed)
Hasil diperoleh dengan menggunakan rumus:
Rh x ea
Pada bulan Januari diketahui Rh = 89,0 % dan ea = 28,63 mmHg
ed = 0,890 x 29,09 = 25,89 mmHg
9. Nilai slope (lengkung) tekanan uap pada temperatur udara rata-rata (Δ)
Hasil diperoleh dengan menggunakan grafik temperature in Δ the Penman Equation.
Pada bulan Januari rata – rata temperatur diketahui 28,2 oC. Untuk memperoleh nilai slope dapat menggunakan grafik yang ada atau agar lebih akuratnya dapat menggunakan metode interpolasi yaitu sebagai berikut:
X1 = 0,83 Y1 = 26 Y = 28,5 oC
X2 = 1,01 Y2 = 30
X = X1 + (Y – Y1) (X2 – X1)
(Y2 – Y1)
X =0,83 + (28,5 – 26) (1,01 – 0,83)
(30 – 26)
X = 0,94 … Δ = 0,94 mmHg/hari
10. Nilai Evapotranspirasi (ET0)
F1 = Δ σT4 (0,56 – 0,092 √ed)
Δ + 0,27
= 0,94 . 16,64 (0,56 – 0,092 √25,89)
0,94 + 0,27
= 1,1878
F2 = Δ (0,18 + 0,55 n/D)
Δ + 0,27
= 0,94 (0,18 + 0,55 . 0,59,8)
0,94 + 0,27
= 0,3954
F3 = 0,27 . 0,35 (ea – ed)
Δ + 0,27
= 0,27 . 0,35 (29,09 – 25,89)
0,94 + 0,27
= 0,2498
E1 = - F1 (0,10 + 0,90 n/D)
= - 1,1878 ( 0,10 + 0,90*0,59,8 )
= - 0,7580
E2 = F2. RA (1 – r ), dimana nilai r =25% dalam desimal = 0,25
= 0,3954 *14,84*(1-0,25)
= 4,4004
E3 = F3 (k + 0,01 U2 ) Dimana : k = 1
= 0, 2498 *(1+0,01*194,7)
= 0,7364
Setelah semua data telah didapatkan maka dapat diperoleh nilai Eto Dengan rumus :
ETo = E1 + E2 + E3
= - 0,7580 + 4,4004 + 0,7364
= 4,3788
Tabel 3.8. Perhitungan Evapotranspirasi Metode Penman
Keterangan:
U2 = Kecepatan angin dalam mile/hari, 1 Knot = 27,42857
T (°C) = Temperatur udara rata - rata dalam °C
T (°F) = Temperatur udara rata - rata dalam °F
Rh = Kelembaban rata - rata bulanan (%)
ea = Tekanan uap dalam mmHg (tabel lampiran)
n/D = Intensitas matahari rata - rata bulanan (%)
r = Reflecion coeffient of surface 25%
RA = Solar radiation dinyatakan dalam mmHg perhari (tabel lampiran)
σT4 = Black body radiation pada temperatur udara rata - rata, dalam H2O (lampiran)
ed = Tekanan uap aktual, ed = (ea x Rh) dalam mmHg
Δ = Slope ( lengkung) tekanan uap pada temperatur udara rata2 dalam mm/Hg
(lampiran)
F1 = ΔσT4 (0,56 - 0,092 √ed)
Δ + 0,27
F2 = Δ (0,18 + 0,55 n/D)
Δ + 0,27
F3 = 0,27 . 0,35 (ea - ed)
Δ + 0,27
ETo = – F1 (0,10 + 0,90 n/D) + F2 . RA (1 - r) + F3 (k + 0,01 U2)
3.3. KEBUTUHAN AIR UNTUK PENYIAPAN LAHAN
Kebutuhan air untuk penyiapan lahan (IR atau Irrigation Requirement atau Land Preparation) umumnya menentukan kebutuhan maksimum air irigasi pada suatu proyek. Faktor-faktor penting yang menentukan besarnya kebutuhan air untuk penyiapan lahan adalah:
• Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pekerjaan penyiapan lahan.
• Jumlah air yang diperlukan untuk penyiapan lahan.
Untuk perhitungan air irigasi selama penyiapan lahan, digunakan metode yang dikembangkan oleh Van de Goor dan Zijltra, metode tersebut didasarkan pada laju air konstan selama periode penyiapan lahan dan menghasilkan rumus sebagai berikut:
IR = (M.ek) / (ek -1)
M = 1,1.Eto + P
k = M.T / S
Perhitungan komponen-komponen yang ada sesuai dengan data yang ada yaitu sebagai berikut:
Eto diambil dengan satuan mm/hari
P merupakan harga perkolasi 2 mm – 6 mm (diambil 5 mm)
Kebutuhan air untuk ,mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah jenuh (M) dalam mm/hari didapat dengan menggunakan rumus: M = 1,1.Eto + P
Untuk bulan Januari diketahui : Eto = 4,3788 dan P = 5 mm maka:
M = (1,1 x 4,3788) + 5
= 9,8167 mm/hari
k didapat dengan rumus: k = M.T / S
Untuk bulan Januari diketahui M = 9,8167 mm/hari; T diambil 30 hari; S diambil 300 mm maka:
k = (9,8167 x 30) / 300
k = 0,9817
ek untuk bulan Januari diketahui k = 0,9817; dan e merupakan bilangan dasar (2,718281828), maka:
ek = (2,718281828) 0,9817
= 2,6689
IR (kebutuhan air untuk penyiapan lahan) dalam mm/hari untuk bulan Januari diketahui M = 9,8167; ek = 2,6689 maka didapat nilai:
IR = (9,8167 x 2,6689) / (2,6689 - 1)
= 15,6988
Tabel 3.9. Perhitungan kebutuhan air untuk pengolahan tanah (IR = LP)
Keterangan:
IR = Kebutuhan air ditingkat persawahan (mm/hari)
P = Perkolasi
Eo = Evaporasi didaerah terbuka di ambil 1,1 x Eto selama penyiapan lahan (mm/hari)
M = Kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi disawah yang sudah jenuh M = (Eo + P)
T = Jangka waktu penyiapan lahan (selama 30 hari)
S = Kebutuhan air penjenuhan, diambil 300 mm
e = Bilangan eksponensial = 2.718281828
3.4. CURAH HUJAN EFEKTIF
Hujan efektif adalah curah hujan yang secara efektif dapat dimanfaatkan oleh tanaman untuk irigasi padi, curah hujan efektif bulanan diambil 70 % dari curah hujan rata-rata tengah bulanan dengan kemungkinan tidak terpenuhi 20 %. Hal diatas dilakukan dengan mengingat tidak seluruh hujan yang jatuh meresap ke dalam tanah dan dimanfaatkan oleh tanaman, tetapi menjadi air permukaan (run off).
Re= 0,7 x R80
Keterangan :
Re = curah hujan efektif (mm/hari)
R80 = curah hujan rata-rata tengah bulanan dengan kemungkinan tidak terpenuhi
Besarnya R80 dihitung sebagai berikut:
• Data curah hujan diurutkan dari terbesar ke terkecil (atau sebaliknya).
• R80 ditentukan dengan memilih rangking ke (n/5 + 1) dari urutan terkecil, dengan n periode lamanya pengamatan.
Sedangkan untuk irigasi tanaman palawija (kedelai), curah hujan efektif ditentukan oleh curah hujan rata-rata bulanan dengan kemungkinan terpenuhi 50% yang dihubungkan dengan evapotranspirasi rata-rata bulanan.
Berikut adalah data curah hujan harian tahun 2005 dan datacurah hujan maksimum bulanan 10 tahun terakhir.
Tabel 3.10. Data Curah Hujan Harian
Tabel 3.11. Tabel Curah Hujan Maksimum Bulanan 10 Tahun Terakhir
Tabel 3.12. Tabel Curah Hujan Maksimum Bulanan 10 Tahun Terakhir (Berurutan)
Tabel 3.13. Perhitungan Curah Hujan Efektif (Re)
3.5. KEBUTUHAN AIR IRIGASI UNTUK TANAMAN
Selanjutnya dapat diperhitungkan, kebutuhan air irigasi bila awal tanam pada tanggal 1 Oktober, 16 Oktober, dan 1 November ; 16 November, 1 Desember, dan 16 Desember ;1 Januari, 16 Januari, dan 1 Februari. Perhitungan kebutuhan air irigasi dapat menggunakan rumus sebagai berikut:
Di mana :
IR = LP ( Land Preparation )
P = Besarnya perkolasi tanah, yang diperhitungkan maksimal 6 mm/
hari dan paling sedikit 2 mm/ hari, diambil = 5
WLR = Water Land Requerement, diberikan setelah 2 bulan setelah
pengerjaan tanah
ETo = Besarnya Evapotranspirasi (mm/ hari)
Kc = Koefesien tanaman,sesuai dengan jenis tanaman
Etc = Penggunaan air konsumtif oleh tanaman
Re = Curah hujan Efektif
Pergantian lapisan air (WLR) diberikan setelah masa pemupukan selesai, diusahakan untuk menjadwalkan dan mengganti lapisan air menurut atau sesuai kebutuhan, Apabila tidak ada penjadwalan, lakukan pergantian sebanyak 2 kali, masing-masing 50mm/ bulan (1,7 mm/ hari selama 1 bulan) diberikan 1 bulan setelah tanaman dan 2 bulan setelah translantasi.
Tabel 3.14. Nilai Kc untuk tanaman padi jenis varietas Unggul.
Periode C1 C2 Kc
0.0 LP LP LP
0.5 1.10 LP LP
1.0 1.10 1.10 1.10
1.5 1.05 1.10 1.08
2.0 1.05 1.05 1.05
2.5 0.95 1.05 1.00
3.0 0.00 0.95 0.48
3.5 0.00 0.00 0.00
4.0 0.00 0.00 0.00
Sumber: Moch. Bardan, 1990
Perhitungan komponen – komponen yang ada sesuai dengan data yang ada yaitu sebagai berikut :
ETc = Kc . ETo
Dimana:
ETc = Penggunakan konsumtif
ETo = Evapotranspirasi Tanaman Acuan ( mm/ hari )
Kc = Koefisien tanaman
Pada saat penyiapan lahan, beberapa saat awal akan melalui menanam, IR atau LP yang menggantikan nilai WLR + P dan ETc, sehingga perhitungan menjadi:
NFR = LP – Re
Untuk periode masa tanam oktober, pada tanggal 1 oktober diketahui :
Eto = 4,4007 mm/ hari P = 5 mm
Re = 1,0613 mm/ hari Etc = IR = 15,7146 mm/ hari
Maka didapat nilai:
NFR = LP – Re
= 15,7146 – 1,0613
= 14,6534 mm/hari
= 14,6534 = 1,6960 lt/dt
(86400 / 10000)
Untuk periode masa awal tanam 1 Oktober, pada bulan November I diketahui:
ETo = 4,4374 mm/ hari P = 5 mm/ hari
Re = 1,0033 mm/ hari WLR = 1,7 mm/ hari
Kc = 1,1
Maka di dapat:
ETc = 1,1 x 4,4374 = 4,8812 mm/ hari
NFR = 4,8812 mm/ hari + 5 mm/ hari + 1,7 mm/ hari – 4,8812 mm/ hari
= 10,5779 mm/ hari
=1,2243 lt/dt
Dapat dibuat tabel sebagai berikut:
Tabel 3.15. Perhitungan kebutuhan air tanaman (NFR) masa tanam 1 Oktober, 16 Oktober dan 1 November.
Tabel 3.16. Perhitungan kebutuhan air tanaman (NFR) masa tanam 16 November, 1 Desember dan 16 Desember.
Tabel 3.17. Perhitungan kebutuhan air tanaman (NFR) masa tanam 1 Januari, 16 Januari dan 1 Februari.
Tabel 3.15. Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman (NFR) Masa Tanam 1 Oktober, 16 Oktober dan 1 November.
Tabel 3.16. Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman (NFR) Masa Tanam 16 November, 1 Desember dan 16 Desember.
Tabel 3.17. Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman (NFR) Masa Tanam 1 Januari, 16 Januari dan 1 Februari.
Tabel 3.18. Rekapitulasi Kebutuhan Air Tanaman (NFR) Masing-Masing Periode Tanam
Bulan Oktober November Desember Januari Februari
1 2 1 2 1 2 1 2 1
Oct 1 1,6960
2 1,6960 1,6960
Nov 1 1,2243 1,7058 1,7058
2 1,2114 0,7867 1,7058 1,7058
Dec 1 1,1623 0,7969 0,7998 1,6849 1,6849
2 1,1389 0,7940 0,7969 1,1856 1,6849 1,6849
Jan 1 0,7227 0,7945 0,8003 1,2236 0,8061 1,7203 1,7203
2 0,4820 0,5370 0,7945 1,2109 0,8032 0,8061 1,7203 1,7203
Feb 1 1,7609 0,4890 0,5440 1,2387 0,8073 0,8102 1,2940 1,7609 1,7609
2 1,7609 1,7609 0,4890 0,7516 0,8015 0,8073 1,2802 0,8131 1,7609
Mar 1 1,2660 1,7235 1,2908 0,4329 0,4878 0,7454 1,2371 0,7541 0,7569
2 1,2545 0,7569 1,2908 1,7235 0,4329 0,4878 1,2082 0,7512 0,7541
Apr 1 1,1753 0,7546 0,7569 1,6805 1,6805 0,4329 0,6797 0,7454 0,7512
2 1,1493 0,7512 0,7546 1,2013 1,6805 1,3066 0,4329 0,4878 0,7454
May 1 0,6961 0,7851 0,7909 1,1700 0,7967 1,4037 1,6812 0,4726 0,5276
2 0,4726 0,5282 0,7851 1,1583 0,7938 0,7967 1,6812 1,6812 0,4726
Jun 1 0,4869 0,5424 1,1400 0,8052 0,8081 1,1856 1,6888 1,6888
2 0,4869 0,7036 0,7994 0,8052 1,1742 0,8110 1,6888
Jul 1 0,4742 0,5291 0,7867 1,1399 0,7953 0,7982
2 0,4742 0,5291 1,1175 0,7925 0,7953
Aug 1 0,5405 0,7836 0,8530 0,8588
2 0,5405 0,5955 0,8530
Sep 1 0,4707 0,5257
2 0,4707
3.6. ROTASI TEKNIS
Rotasi teknis/peraturan golongan dalah cara penamaan dan waktu penanaman yang dilakukan diatur secara teknis dalam beberapa golongan sehingga dinamakan peraturan golongan dengan dengan menggilir secara teknis maka dapat disebut juga sebagai giliran teknis.
Seperti pada data yang diperoleh untuk suatu wilayah seperti diatas, dapat diingat bahwa keadaan air belum tentu tersedia cukup, maka sangat diperlukan efisiensi oleh karenanya pemanfaatan system rotasi teknis sangat diperlukan agar diperoleh penghematan air. Disamping itu masih dipilih saat–saat awal tanam tepat oleh karenanya dipakai sistem simulasi sehingga diperkirakan pemanfaatan air hujan secara optimal.
Rotasi teknis 3 golongan ialah kebutuhan air lahan dihitung dengan membagi dalam tiga jenis golongan menurut waktu awal tanamnya sehingga kebutuhan air akan lebih sedikit dibanding dengan awal penanaman yang bersamaan secara keseluruhan. Sedangkan rotasi teknis 4 golongan ialah kebutuhan air lahan dihitung dengan menbagi dalam empat jenis golongan menurut waktu awal tanamnya sehingga kebutuhan air akan lebih sedikit dibanding dengan awal penanaman yang bersamaan secara keseluruhan.
Rotasi Teknis atau peraturan golongan adalah cara penanaman dan waktu penanaman yang dilakukan, di atur secara teknis dalam beberapa golongan, sehingga dinamakan peraturan golongan, karena dilakukan dengan menggilir secara teknis maka dapat disebut juga sebagai giliran teknis.
Keuntungan dari Rotasi Teknis:
• Pemakaian air lebih hemat,
• Ukuran bangunan dapat diperkecil/lebih kecil akibat adanya giliran dalam hal penanamannya,
• Waktu tanam dapat diatur lebih awal,
• Tanah yang belum mendapat giliran dapat dikeringkan terlebih dahulu, guna menguapkan zat asam yang ada,
• Jentik-jentik nyamuk bisa mati karena ada masa pengeringan.
Kerugian Rotasi Teknis :
• Sering timbul perselisihan dalam hal pembagian air, sehingga diperlukan suatu organisasi dalam pengaturan air.
• Biasanya golongan pertama sering mangalami gangguan dari burung pemakan padi, sedang golongan terakhir sering mendapat gangguan hama seperi walangsangit.
• Biasanya golongan pertama sering mendapat keuntungan yang lebih dibandingkan dari golongan terakhir, karena golongan pertama bisa menjual hasil panennya dengan harga yang lebih tinggi, kemudian nantinya di akhir musim masih sempat menanam palawija, karena pada waktu itu masih ada hujan/air walaupun sedikit.
Untuk mengatasi ini setiap tahun, harus dilakukan giliran pula dalam hal memulai masa awal tanamnya sehingga diharapkan semua bisa merasakan suatu saat di awal musim dan disaat lain di akhir musim. Lebih lanjut dapat dijelaskan, bahwa dalam perhitungan secara teoritis, penghematan air dapat dicapai sebesar k, dengan :
k = kesatuan pemberian air penuh
= penghematan atau pengurangan (Angka Reduksi)
A. Tabel Rotasi Untuk Tiga Golongan
Tabel 3.19. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 1 Oktober
Tabel 3.20. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 16 Oktober
Tabel 3.21. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 1 November
Tabel 3.22. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 16 November
Tabel 3.23. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 1 Desember
Tabel 3.24. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 16 Desember
Tabel 3.25. Sistem Tiga Golongan Awal Tanam 1 Januari
B. Tabel Rotasi Untuk Empat Golongan
Tabel 3.26. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 1 Oktober
Tabel 3.27. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 16 Oktober
Tabel 3.28. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 1 Nopember
Tabel 3.29. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 16 Nopember
Tabel 3.30. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 1 Desember
Tabel 3.31. Sistem Empat Golongan Awal Tanam 16 Desember
3.7 KETERSEDIAAN AIR
Ketersediaan air irigasi atau sering dinamakan sebagai DEBIT ANDALAN (dependable flow) adalah debit minimum untuk kemungkinan terpenuhi air yang sudah ditentukan yang dapat dipakai untuk irigasi. Kemungkinan terpenuhi 80% (kemungkinan bahwa debit sungai lebih rendah dari debit andalan adalah 20%. Debit andalan di tentukan pada periode tengah bulanan (Dirjen Pengairan, Dep.PU, 1986 : hal 70)
Ketersediaan air irigasi dihitung dengan rumus :
Q = . A .H/T
Keterangan :
Q = debit andalan (ketersediaan air irigasi ), dalam ha mm/hari
= koefisien yang besarnya = 0.52
A = luas lahan, dalam ha
H = curah hujan harian rata-rata dalam mm
T = sesuai dengan umur bulan
Untuk menkonversikannya ke satuan liter/detik maka Q dibagi dengan 8,64.
Tabel 3.32. Ketersediaan Air Irigasi
Dari hasil di atas, kemudian dibandingkan dengan kebutuhan air untuk tanaman (NFR) untuk seluruh area yaitu seluas 2.400 ha baik yang memakai rotasi teknis tiga golongan maupun empat golongan. Selanjutnya diambil jumlah ketersediaan air yang lebih banyak memenuhi kebutuhan tanaman akan air, sehingga di dapat jenis rotasi yang di pakai dan waktu awal tanam yang sebagian besar kebutuhan airnya terpenuhi oleh ketersediaan airnya.
Tabel 3.33. Tabel Perbandingan Ketersediaan Air Untuk Rotasi Tiga Golongan
Keterangan:
DR awal telah dikonversikan dari lt/dt ke dalam m3/dt (1 lt = 0,001 m3), jadi satuan DR telah disesuaikan dengan Q yaitu m3/dt.
Tabel 3.34. Tabel Perbandingan Ketersediaan Air Untuk Rotasi Empat Golongan
Keterangan:
DR awal telah dikonversikan dari lt/dt ke dalam m3/dt (1 lt = 0,001 m3), jadi satuan DR telah disesuaikan dengan Q yaitu m3/dt.
A. Grafik Tiga Golongan
B. Grafik Empat Golongan
Comments
Post a Comment