Sabtu, 20 Juni 2009

Kualitas Air untuk Keperluan Umum

Kualitas Air untuk Keperluan Umum

2.1. Umum

Adanya pertambahan penduduk dan peningkatan kegiatan industri maka beban polusi pada sumber-sumber air cenderung semakin meningkat, dan pada gilirannya akan menurunkan kualitas air. Polusi organik dari limbah manusia dan buangan sampah yang langsung dialirkan masuk ke sistem sungai/saluran akan menimbulkan permasalahan kualitas air. Selain itu, polusi industri di banyak tempat menunjukkan peningkatan yang berarti dan bahkan kandungan bahan kimia dengan konsentrasi tinggi seperti kromium, kadmium, merkuri dan selenium sering menimbulkan keracunan bagi manusia dan binatang. Berkaitan dengan gambaran kondisi kualitas air di sistem sungai maka dapat ditinjau melalui nilai-nilai parameter yang diukur. Dari banyak parameter, yang sering menjadi parameter utama untuk menggambarkan tingkat polusi dalam sebuah wilayah sungai seperti DO, BOD, COD, fecal coliform (terutama air limbah rumah tangga), pH dan logam berat. Uraian singkat mengenai parameter utama dijelaskan dibawah ini.

2.2. Oksigen Terlarut, Dissolved Oxygen (DO)

Jumlah oksigen terlarut (DO) dalam air sangat penting untuk kehidupan dalam air. Jika sungai tidak terpolusi atau polusinya sedikit maka kandungan oksigennya akan tinggi dan ikan atau organisme air lainnya dapat hidup baik. Tingkat konsentrasi maksimum DO dalam air (disebut tingkat kejenuhan) sangat tergantung pada suhu, misalnya pada suhu 200 C tingkat kejenuhan akan mendekati 9,2 mg oksigen per liter, namun pada suhu 300 C tingkat kejenuhan oksigen akan turun mencapai 7,6 mg oksigen per liter. Polutan biologi yang dapat terurai akan memakai oksigen selama penguraian, jadi hal ini akan mengurangi tingkat DO dalam air. Apabila tingkat polusi tinggi maka dapat menyebabkan tingkat oksigen terlarut menjadi nol (non aerobik) sehingga dapat menimbulkan kematian bagi ikan dan organisme dalam air. Perbedaan antara tingkat kejenuhan dan DO yang terukur adalah indikasi dari derajat polusi. Untuk menetapkan tingkat kejenuhan, maka suhu harus diketahui. Jika DO rendah dibanding tingkat kejenuhan maka oksigen tambahan akan diserap dari udara ke dalam air. Semakin besar kekurangan maka semakin cepat penyerapan oksigen dari udara (re-oksigenasi). Selain itu, luas permukaan air sangat berhubungan dengan volume air dalam meningkatkan pengisian udara. Oleh karena itu, pengisian udara dalam gerakan air yang berputar (seperti air terjunan, kincir angin dll) akan lebih tinggi daripada air diam.

2.3. Temperatur (Suhu)

Suhu dibutuhkan untuk menentukan tingkat kejenuhan oksigen terlarut dalam air. Untuk

mengukur DO tanpa mengetahui suhu airnya maka kurang berguna, karena kekurangan oksigen yaitu dari perbedaan tingkat kejenuhan dan DO terukur tidak dapat ditentukan karena suhu air tidak diketahui. Misalnya tingkat DO 6 mg/l akan mengindikasikan kekurangan 9,2 – 6 mg/l = 3,2 mg/l jika suhu air adalah 200 C. Hal ini mengindikasikan bahwa tingkat polusi tergolong tinggi. Apabila suhu sebesar 300 C dan tingkat

6 Disusun oleh Ir Puguh Saktiono, MSc, 2003. Konsultan pada GGWRM

Teknik Irigasi dan Drainase

11

Topik 7. Kualitas Air Irigasi-dkk

kejenuhan 7,6 mg/l, maka kekurangannya menjadi 7,6 – 6 mg/l = 1,6 mg/l. Disini

menunjukan tingkat polusi jauh lebih rendah.

2.4. pH (Tingkat Keasaman)

pH adalah logaritma negatif dari konsentrasi ion-ion hidrogen (ion H+). Dalam air

murni konsentrasi H+ adalah 10-7, jadi pH adalah 7. Misalnya suatu asam ditambahkan

dalam cairan yang pH-nya 7, maka angka H+ pada cairan tersebut akan meningkat,

katakanlah menjadi 10-3 maka cairan tersebut pH-nya menurun menjadi 3. Apabila

larutan alkali (basa) ditambahkan maka pH akan meningkat ke tingkat diatas 7. Air

dikatakan asam apabila nilai pH-nya < ph =" 7">

2.5. Kebutuhan Oksigen Biokimia, Biochemical Oxigen Demand (BOD)

Kebutuhan oksigen bio-kimia (BOD) adalah jumlah oksigen yang dibutuhkan untuk

penguraian (proses oksidasi) polutan dalam air dengan cara bio-kimia. BOD adalah

parameter yang berguna karena nilainya ditentukan melalui proses alami yang terjadi

didalam air. Sebagai contoh limbah manusia yang langsung dari toilet akan membusuk

lebih cepat daripada sepotong kayu, dan untuk penguraian limbah manusia ini akan

lebih banyak membutuhkan oksigen. Sebagai akibatnya adalah oksigen terlarut dalam

air akan menurun (disini tingkat DO rendah). Melalui pengisian udara secara alami akan

mempercepat DO menjadi normal kembali.

Pada pengujian laboratorium BOD, disimulasikan melalui proses penguraian polutan

dari molekul besar menjadi lebih kecil secara alami. BOD ditentukan dengan jumlah

oksigen yang dibutuhkan dalam 5 hari oleh suatu sampel pada suhu standar 200 C. Jika

suhu dinaikkan, maka BOD akan meningkat akibat proses bio-kimia yang lebih cepat.

2.6. Kebutuhan Oksigen Kimia, Chemical Oxigen Demand (COD)

Kebutuhan oksigen kimia (COD) adalah jumlah oksigen (mg O2)yang diperlukan untuk

oksidasi komponen-komponen polutan (organis) dalam air dengan cara kimia, yaitu

dengan menambah bahan kimia peng-oksidasi pada polutan. Bahan kimia (oksidator)

K2Cr2O7 banyak digunakan sebagai sumber oksigen dalam pengujian di laboratorium.

Secara prinsip sebagaian besar zat organis akan dioksidasi oleh K2Cr2O7 dalam keadaan

asam mendidih, dan reaksi berlangsung selama ± 2 jam. Angka COD akan menjadi

ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organis yang secara alami dapat dioksidasikan

melalui proses mikrobiologis dan mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut dalam

air.

2.7. Nitrit, Nitrat dan Fosfat

Pengukuran nitrit, nitrat dan fosfat penting khususnya untuk air di waduk-waduk dan

danau-danau. Adanya cairan limbah yang mengandung nitrat dan fosfat yang tinggi, air

waduk dan danau yang terpolusi mempunyai potensi lebih besar untuk pertumbuhan

ganggang air secara berlebihan. Sebaliknya, jika kekurangan nitrat dan fosfat maka

pertumbuhan ganggang menjadi terbatas. Selain dari cairan limbah, pupuk juga dapat

menjadi sumber lain peningkatan kandungan nitrit, nitrat dan fosfat, yaitu melalui aliran

balik dari daerah irigasi yang masuk ke sungai.

Teknik Irigasi dan Drainase

12

Topik 7. Kualitas Air Irigasi-dkk

2.8. Koliform

Pengukuran koliform terutama ditujukan jika ada indikasi bahwa air sungai terpolusi

oleh air limbah rumah tangga. Semakin banyak koliform yang terukur, maka semakin

banyak limbah rumah tangga yang masuk ke dalam sungai. Sebaliknya, jika konsentrasi

koliform rendah (dan BOD relatif tinggi), berarti polusi disebabkan oleh limbah

industri.

2.9. Daya Hantar Listrik, Electrical Conductivity (EC)

Sebagai sebuah parameter untuk polusi pengukuran Daya Hantar Listrik tidak begitu

relevan terutama pada bagian hulu sungai. Namun pengukuran menjadi penting pada

bagian muara di mana air laut dapat masuk ke sungai sehingga mengakibatkan kadar

garam menjadi meningkat (nilai EC tinggi). Jika kadar garam tinggi maka air sungai

tidak layak sebagai air baku untuk air minum dan irigasi.

2.10. Logam Berat

Logam berat sebagian besar diakibatkan oleh kegiatan-kegiatan industri. Kandungan

logam dalam air dapat mengakibatkan keracunan bagi manusia maupun organisme

lainnya yang hidup di air. Logam beracun misalnya kadmium, kromium, tembaga,

merkuri, nikel, seng dan timah. Umumnya pengukuran logam berat dilakukan di bagian

hilir dari daerah industri.

CARA-CARA PEMBERIAN AIR IRIGASI

CARA-CARA PEMBERIAN AIR IRIGASI.

I.1.1 Text Box:  Irigasi Genangan.

Pemberian air dengan cara irigasi genangan ini dilakukan dengan cara menggenangi lahan pertanian degan air irigasi. Air ini dibawa dari sumbernya dengan ienggunakan saluran tanah. saluran pasangan atau pipa - pipa. Penggunaan saluran tanah atau tanpa perkuatan. dilakukan kalau tanah dasar cukup baik sehingga kehilangan debit akibat rembesnya air pada saluran tidak terlalu besar. Atau juga kalau kecepatan aliran pada saluran cukup rendah sehingga tidak mungkin mengakibatkan erosi pada saluran. Kalau diperkirakan rembesan akan besar, maka perlu dipertimbangkan untuk menggunakan saluran pasangan atau pipa‑pipa.

Text Box: Gambar I.1. Petak sawah pada irigasi genangan.Umumnya pemakaian air untuk irigasi genangan ini cukup besar, karena itu pada daerah yang debit tersedianya tidak cukup besar, sitem ini sebaiknya dihindari. Apalagi untuk daerah yang tanah pertaniannya mempunyai permeabilitas yang tinggi. sehingga rembesan dan perkolasinya tinggi. sistem ini sebaikya tidak digunakan.

Petak-petak sawah dengan irigasi genangan di Indonesia umumnya mempunyai bentuk seperti gambar disamping ini.

I.1.2 Irigasi siraman ( Sprinkler Irrigation ).

Irigasi siraman ada!ah sistem irigasi dimana air diberikan kepada tanaman dengan menyemprotkan air keatas sehingga menyerupai hujan ketika air jatuh ketanah. Suatu keuntungan yang paling utama dalam penggunaan sistem ini ialah : dapat digunakan untuk kondisi dimana irigasi permukaan/genangan tidak dapat diterapkan atau tidak effisien.

Sistem ini sangat berguna kalau:

a. Lahan tidak dapat. disiapkan untuk irigasi permukaan/ genangan.

b. Kemiringan medan terialu besar.

c. Keadaan topografi lahan tidak teratur.

d. Lahan mudah tererosi.

e. Tanah mempunyai permeabilitas sangat tinggi atau sangat rendah.

f. Kedalam tanah dangkal diatas kerikil atau pasir.

Irigasi ini memerlukan peralatan dan kelengkapan yang lebih rumit dan mahal seperti: Pompa, pipa‑pipa, keran‑keran dan sebagainya. Namun ada beberapa hat yang. menyebabkan sistem ini lebih menguntungkan :

a. Tidak memerlukan biaya penyiapan lahan yang terlalu mahal.

b. Memerlukan debit air yang relatif kecil, sehingga pemakaian air dapat dihemat.

c. Tenaga terlatih untuk melaksanakan/mengelola. irigasi permukaan tidak diperlukan.

d. Areal dapat dihemat karena tidak ada bagian areal yang digunakan untuk saluran‑saluran, bangunan‑bangunan dan sebagainya.

e. Tanah dapat segera dikembangkan untuk produktifitas yang tinggi karena jaringan irigasinya dapat segera terpasang.

Irigasi sprinkler ini selain untuk membasahi tanah, dapat juga digunakan untuk keperluan lain seperti :

a. Untuk mengatur suhu terutama didaerah yang beriklim dingin. pada waktu musim dingin yang disemprotkan mempunyai suhu normal.

b. Untuk menyebarkan pupuk dan obat anti hama, karena pupuk dan obat tadi langsung dicampur dengan air yang akan disemprotkan. Tapi perlu diperhatikan bahwa ada obat‑obatan yang, merusak pipa karena korosifitasnya tinggi.

Namun demikian ada beberapa kekurangan/kelemahan dari sistem ini yaitu :

a. Angin dapat mempengaruhi penyemprotan air.

b. Supaya penggunaan peralatan dapat ekonomis, diperlukan sumber air yang konstan.

c. Diperlukan air yang bersih dan bebas pasir dan sebagainya.

d. Investasi awal cukup tinggi.

e. Penggunaan daya untuk menyemprotkan cukup tinggi.

Text Box:  Penyemprotan dilakukan dengan menggunakan pengabut (nozzle ) yang bentuknya antara lain seperti berikut ini. Pengabut pada gambar tersebut memiliki dua pengabut :

a. Pengabut penggeser.

b. Pengabut penyebar.

Text Box: Gbr. I.2. Pengabut pada irigasi siramanPada waktu air memancar melalui pengabut penggeser, maka air akan mendorong pemukul untuk berputar pada poros tegaknya. Namun dengan adanya pegas, maka pemukul tersebut akan segera kembali dan memukul pengabut penggeser sehingga pengabut secara keseluruhan akan berputar pada poros tegaknya. Akibat dari gerakan ini menyebabkan pengabut dapat menyebarkan air secara berkeliling. Pada waktu air mengenai pemukul, maka pancaran air akan dipantulkan, sehingga penyiraman terjadi pada daerah sekitar pengabut. Sedangkan pada waktu pemukul terdorong, maka pengabut akan menyemprotkan air cukup jauh, sehingga dapat mencapai radius yang besar. Daerah yang tidak tercapai oleh pancaran pengabut penggeser akan diisi oleh pengabut penyebar. Dengan demikian maka penyebaran air cukup merata.

Pemakaian Air Irigasi

PEMAKAIAN tiga metode WATER REQUIREMENT UNTUK meMPREDIKSI luas sawah makSimum yang dapat diairi

(Studi Kasus DAS Cikaduen- Jabar)

Abstract

Kajian ini membandingkan tiga metode perhitungan water requirement, yaitu metode Blaney Criddle, Hargreaves, dan Penman Modifikasi. Sedangkan untuk perhitungan water availability menggunakan metode F.J. Mock. Berdasarkan data curah hujan yang diperoleh selama 15 tahun berurutan yaitu stasiun Bojong, dan stasiun Cimanuk,. dan stasiun klimatologi Serang selama tujuh tahun terdapat hal-hal berikut ini:

Bardasarkan kajian ini ternyata metode Penman Modifikasi jauh lebih baik bila dibandingkan dengan dua metode lainnya. Sebagai perbandingan luas sawah yang dapat diairi dari ketiga metode: Blaney Criddle = 1603 ha, Hargreaves = 1788 ha, dan Penman = 2113 ha Metode Penman menghasilkan luas sawah lebih besar 32% dari metode Blaney Criddle, dan 18 % lebih besar dari metode Hargreaves.

Hasil bruto dalam rupiah yang didapatkan bila menggunakan metode Penman jauh lebih besar dari pada menggunakan metode Blaney Criddle dan Hargreaves. Sekalipun metode Penman lebih menguntungkan, akan tetapi data klimatologi yang dikumpulkan jauh lebih banyak dari pada data yang diperlukan oleh metode Blaney Cridle dan Hargreaves.

Kata kunci: Kebutuhan air, ketersediaan air, evapotranspirasi, pola tanam, sawah yang dapat diari.

PENDAHULUAN

Problema kekurangan air untuk irigasi terlalu sering didengar sejak waktu yang lama, dan kerugian yang diakibatkan oleh kekurangan air sangat besar, oleh karena banyak sawah yang sudah ditanami padi akhirnya mati kekeringan, dan tentu saja panen berlimpah yang diharapkan oleh petani menjadi gagal total.

Krisis akan air dan sumber air di Indonesia dewasa ini bersumber dari (1) jumlah penduduk yang meningkat sangat cepat, sehingga di pulau Jawa misalnya ketersediaan air hanya tinggal 1750 meter kubik perkapita pertahun yang berarti telah menunjukkan tingkat kritis air air apabila dibandingkan standar kecukupan 2000 meter kubik perkapita pertahun; (2) terjadinya degradasi lingkungan sebagai akibat pembabatan hutan yang dilakukan di Daerah Aliran Sungai (DAS) sehingga mengakibatkan merosotnya kemampuan DAS untuk menyimpan air di musim kemarau.

Pembabatan hutan yang tidak bertanggung jawab tersebut mengakibatkan 22 DAS yang kritis pada tahun 1984 meningkat menjadi 39 DAS kritis pada tahun 1992; (3) terjadinya kemarau panjang pada tahun 1991, 1994, dan 1997 yang mengakibatkan harus mengimport beras 4,5 juta ton; (4) kualitas air yang mengalami penurunan cukup tajam diberbagai wilayah; (5) dan kegiatan penambangan sumber-sumber air tanah yang lebih besar dari kemampuan alam untuk mengisi kembali.

Irigasi merupakan prasarana untuk meningkatkan produktivitas lahan, baik dalam meningkatkan produktivitas per hektar, maupun untuk meningkatkan intensitas panen pertahun. Luas sawah pada tahun 1984 di Jawa 3,5 juta hektar, di luar Jawa 4,0 juta hektar, namun produksi padi di Jawa sebesar 23 juta ton gabah kering, sedangkan di luar Jawa hanya 13 juta ton gabah kering (Sjofjan Asnawi, 1988). Hal itu disebabkan keadaan irigasi di Jawa jauh lebih baik dari luar Jawa, namun dewasa ini irigasi di Indonesia sudah banyak mengalami kemajuan sehingga hasil gabah kering telah mencapai 6 sampai 7 ton perhektar.

Luas jaringan irigasi di Jawa saat ini terbesar di Indonesia, oleh karena sejak zaman Kolonial sudah dibangun prasarana maupun sarana irigasi. Skala luasnya bervariasi mulai yang terbesar seperti daerah irigasi (DI) Jatiluhur yang mengairi areal seluas 180.000 ha sampai jaringan-jaringan irigasi kecil di pedesaan yang luasnya kurang dari 100 hektar. Namun demikian ditemukan hal-hal sebagai berikut: .

1) Dalam pelaksanaanya masih banyak dijumpai bahwa panen padi gagal oleh karena kekeringan.

2) Masih sering dijumpai pada saat menjelang panen, terjadi kelebihan air yang menggenangkan persawahan sehingga panen padi gagal total.

3) Masih banyak para petani yang tidak mengikuti aturan pola tanaman seperti yang diusulkan oleh konsultan pertanian

4) Adanya berbagai metode dalam perhitungan kebutuhan air bulanan untuk irigasi (water requirement)

5) Alternatif pemakaian metode yang tepat dalam perhitungan water requirement sehingga mencapai luas daerah yang dapat diairi yang optimum.

KERANGKA TEORITIS

Pengertian Hidrologi.

Ilmu hidrologi secara praktis baru dikenal pada tahun 1608 Masehi, yaitu sejak Pierre Perrault melakukan pengukuran hujan limpasan permukaan (run off) selama tiga tahun di daerah aliran sungai Seine. Kemudian disusul oleh Edme Marlotte tahun 1620, serta Edmund Halley pada tahun 1656.(Yandi Hermawan, 1986)

Ven Te Chow dalam Yandi Hermawan 1986, mencatat sejarah hidrologi sebagai berikut: Periode spekulasi sampai tahun 1400; periode observasi antara tahun 1400 – tahun 1600; periode pengukuran antara tahun 1600 sampai dengan tahun 1700; periode eksperimentasi dari tahun 1700 sampai dengan tahun 1800; periode modernisasi antara tahun 1800 sampai dengan tahun 1900; periode empiris antara tahun 1900 sampai dengan tahun 1930; periode rasionalisasi antaha tauh 1930 sampai dengan tahun 1950; dan periode teoritis antara tahun 1950 sampai dengan sekarang.

Lebih jauh dia menyatakan bahwa sejak 1000 SM masalah air selalu dipertanyakan dari mana asalnya dan kesemuanya pernah dijawab oleh Homer, Thales, Plato, Aristoteles akan tetapi tidak pernah memuaskan para penanya pada saat itu

Secara umum hidrologi dimaksudkan sebagai ilmu yang menyangkut masalah air. Akan tetapi dengan alasan-alasan praktis hanya dibatasi pada beberapa aspek saja. Konsep pokok untuk ilmu hidrologi adalah siklus hidrologi yang didefinisikan sebagai berikut: “ Hidrologi adalah ilmu tentang seluk beluk air di bumi, kejadiannya, peredarannya dan distribusinya, sifat alam dan kimianya, serta reaksinya terhadap lingkungan dan hubungan dengan kehidupan” (Federal Council for Science and Technology, USA, 1959 dalam Varshney, 1977)

Wisler and Brater, (1959) dalam Varshney 1977, menyatakan bahwa; “ Hydrology is the science that deals with the processes governing the depletion and replenishment of the water resources of the land areas of the earth”,

Lebih jauh Ray K. Linsley dalam Yandi Hermawan (1986), menyatakan pula bahwa:” Hidrologi ialah ilmu yang membicarakan tentang air yang ada di bumi, yaitu mengenai kejadian, perputaran dan pembagiannya, sifat-sifat fisik dan kimia, serta reaksinya terhadap lingkungan termasuk hubungannya dengan kehidupan”

Singh, 1992 menyatakan bahwa hidrologi adalah ilmu yang membahas karakteristik menurut waktu dan ruang tentang kuantitas dan kualitas air bumi, termasuk didalamnya kejadian, pergerakan, penyebaran, sirkulasi tampungan, eksplorasi, pengembangan dan manajemen.

Dari beberapa pendapat di atas dapat dikemukakan bahwa hidrologi adalah ilmu yang mempelajari tentang air, baik di atmosfer, di bumi, dan di dalam bumi, tentang perputarannya, kejadiannya, distribusinya serta pengaruhnya terhadap kehidupan yang ada di alam ini.

Kebutuhan air (Water requirement)

Kebutuhan air di sini adalah suatu gambaran besarnya kebutuhan air untuk keperluan tumbuhnya tanaman sampai tanaman (padi) itu siap panen. Kebutuhan air ini harus dipertimbangkan terhadap jenis tanaman, keadaan medan tanah, sifat-sifat tanah, cara pemberian air, pengolahan tanah, iklim, waktu tanam (pola tanaman), kandungan air tanah, efisiensi irigasi, curah hujan efektif, koefisien tanaman bulanan, pemakaian air konsumtif, perkolasi, kebutuhan air untuk tanaman, dan kebutuhan air di sawah.

Ketersediaan air (Water availability)

Ketersediaan air adalah berapa besar cadangan air yang tersedia untuk keperluan irigasi. Ketersediaan air ini biasanya terdapat pada air permukaan seperti sungai, danau, dan rawa-rawa, serta sumber air di bawah permukaan tanah. Pada prinsipnya perhitungan ketersediaan air ini bersumber dari banyaknya curah hujan, atau dengan perkataan lain hujan yang jatuh pada daerah tangkapan hujan (catchment area/ watershed) sebagian akan hilang menjadi evapotranspirasi, sebagian lagi menjadi limpasan langsung (direct run off), sebagian yang lain akan masuk sebagai infiltrasi. Infiltrasi ini akan menjenuhkan tanah atas (top soil), kemudian menjadi perkolasi ke ground water yang akan keluar menjadi base flow

Di samping data meteorologi, dibutuhkan pula data cahaya permukaan (exposed surface), dan data kelembaban tanah (soil moisture).

Untuk rumus run off adalah Run off = base flow + direct run off.

Evapotranspirasi.

Evapotranspirasi adalah penguapan total baik dari permukaan air, daratan, maupun dari tumbuh-tumbuhan. Banyak faktor yang mempengaruhi evapotranspirasi ini antara lain: suhu udara, kembaban udara, kecepatan angin, tekanan udara, sinar matahari, ketinggian lokasi proyek, dan lain sebagainya.

Di dalam perencanaan irigasi, penilaian jumlah air yang dibutuhkan untuk suatu areal tidak memisahkan antara evaporasi dan transpirasi. Istilah yang digunakan adalah ET, dan merupakan kombinasi antara evaporasi dan transpirasi. Oleh karena air yang digunakan oleh tanaman untuk proses metabolisme hanya sedikit atau kurang dari 1%, nilai tersebut diabaikan (Sudjarwadi, 1990).

Evapotranspirasi atau ET merupakan penguapan total dari permukaan air, permukaan tanah, dan dari tumbuh-tumbuhan. Untuk menentukan besarnya kebutuhan air bagi tanaman secara teliti pada umumnya terbentur pada kesukaran untuk mendapatkan hasil pengukuran yang teliti di lapangan.

Metode perhitungan untuk menentukan kebutuhan air bagi tanaman yang berdasarkan rumus-rumus pendekatan seringkali dipakai. Rumus-rumus pendekatan umumnya berupa rumus-rumus empiris yang dikembangkan berdasarkan kondisi yang ada di lapangan. Rumus-rumus tersebut antara lain: Blaney Criddle, Hergreaves, Penman, Penman Modifikasi, Penman Mounteith, Radiasi, Panci Evaporasi, Thornthwaite, Wickman, IRRI, Lowry Johnson, Christiansen, dan lain-lainnya.

Di dalam kajian ini, penulis mencoba membahas mengenai perbandingan pemakaian rumus Blaney Criddle, Hargreaves, dan Penman Modifikasi terhadap luas daerah irigasi yang dapat diairi dari ketiga metode tersebut.

Pola Tanaman

Pola tanaman biasanya dirancang awal musim penghujan yaitu sekitar bulan Oktober untuk padi rendengan, dan sekitar bulan April untuk padi gadu, dan Palawija. Pola tanaman ini dirancang sedemikian rupa mulai dari alternatif 1 yaitu Oktober – April, alternatif 2 yaitu Nopember – Mei, aletrnatif 3 yaitu Desember – Juni, dan alternatif 4 yaitu Januari – Juli.

Dari perhitungan ke-empat alternatif akan dipilih alternatif mana yang menghasilkan luas sawah yang terbesar, baik untuk padi rendengan maupun padi gadu

PROSEDUR PENELITIAN

Metode Penelitian

Metode yang digunakan dalam kajian ini adalah metode deskriptif analitik. Data yang dikumpulkan dalam penelitian ini merupakan data sekunder meliputi data curah hujan, data temperatur rata-rata, kelembaban relatif rata-rata, data penyinaran matahari rata-rata, kecepatan angin rata-rata, radiasi rata-rata, dan lain sebagainya.

Kesemua data diambil dari catatan-catatan yang dikeluarkan oleh Direktorat Meteorologi dan Geofisika. Lokasi kajian adalah Daerah Irigasi Cikaduen terletak di Kabupaten Banten, propinsi Jawa Barat. Sedangkan stasiun curah hujan yang berada di sekitar Daerah Irigasi Cikaduen ada dua stasiun, yaitu: Stasiun Bojong (No. Stasiun. 010 b) dan Stasiun Cimanuk (No. Stasiun. 002)

Data hujan dicatat mulai tahun 1973 sampai dengan tahun 1987 (15 tahun), sedangkan data klimatologi diambil selama 7 (tujuh) tahun pengamatan di kota Serang, data tersebut adalah data kecepatan angin, kelembaban relatif, penyinaran matahari, dan temperatur rata-rata bulanan.

Perhitungan Water Requirement

Perhitungan ini terdiri dari dua tahapan, pertama menghitung penguapan air yang ada di lahan rencana jaringan irigasi (evaporasi), kedua setelah direncanakan pola tanaman yang berdasarkan pembagian waktu tanaman (padi rendengan dan padi gadu) akan didapat kebutuhan air bulanannya. Untuk perhitungan evaporasi ini akan dilakukan dengan tiga metode yaitu Blaney Criddle, Hargreaves, dan Penman Modifikasi

Blaney Criddle.

Metode Blaney Criddle ini dikenal pada tahun 1962, sedang rumus umumnya adalah:

U= k x p (45,7 t + 813 ) / 100

Text Box: U= k x p (45,7 t  + 813 ) / 100


Metode Hargreaves

Hargreaves menganjurkan pemakaian panci evaporasi (Class a pan evaporation) sebagai climatic index untuk mengestimasi evapotranspirasi. Oleh karena panci evaporasi tidak selalu terdapat pada daerah-daerah yang akan ditinjau, Hargreaves mengembangkan persamaan untuk perhitungan climatic factor sebagai berikut:

Ev = 17,4. D.Tc.Fh.Fw.Fs.Fe

Text Box: Ev = 17,4. D.Tc.Fh.Fw.Fs.Fe


Metode Penman Modifikasi

Pada tahun 1948 Penman mempresentasikan suatu formula atau rumus untuk menghitung evapotranspirasi dengan data klimatologi (Varshney 1977). Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut:

Et = ( DH + 0,27 Ea) / ( D + 0,27)

H = Rn = RA (1 – r)(0,18 + 0,55 n/N) – B(0,56 – 0,092Ö ed)(0,10 + 0,90 n/N)

Ea = 0,35 (ea – ed)( 1 +0,0098 U2)

Text Box: Et = ( DH + 0,27 Ea) / ( D + 0,27) H = Rn = RA (1 – r)(0,18 + 0,55 n/N) – B(0,56 – 0,092Ö ed)(0,10 + 0,90 n/N) Ea  = 0,35 (ea – ed)( 1 +0,0098 U2)


Penyusunan Pola Tanaman

Pola tanaman sangat penting untuk dibuat dengan sebaik-baiknya, sebab pola tanaman ini akan menentukan banyaknya produksi padi yang akan dihasilkan. Selain itu masa tanaman biasanya dimulai pada saat musim penghujan yaitu sekitar pertengahan bulan Oktober.

Penyusunan pola tanaman ini dirancang berdasarkan dua pola tanaman padi yaitu padi rendeng dan padi gadu. Padi rendeng atau padi dalam ditanam pada musim penghujan yaitu antara bulan Oktober sampai dengan bulan April, dan padi gadu atau genjah ditanam pada musim kemarau yaitu antara bulan Mei sampai dengan bulan September.

Kebutuhan air untuk pengolahan sawah/irigasi ditentukan sebagai berikut: masa penyemaian air diberikan sebesar 30 mm/hari, sedangkan pada saat tanam air diberikan sebesar 150 mm/hari. Untuk perkolasi (Sanyu untuk proyek Irigasi Tajum dalam Sadeli W, 1977) memberikan air sebesar 6 mm/hari pada bulan pertama yaitu pada pengolahan tanah, 5 mm/hari pada bulan kedua, 4 mm/hari pada bulan ketiga, dan 2 mm/hari pada bulan berikutnya sampai panen.

Perhitungan Ketersediaan Air (Water Availability)

Ketersediaan air (Water Availability) sangat penting untuk diketahui, oleh karena tanpa mengetahui berapa besarnya ketersediaan dari sungai yang dapat dimanfaatkan untuk keperluan irigasi. Untuk melengkapi jumlah air yang tersedia seharusnya dilengkapi dengan data debit yang terjadi disepanjang tahun terutama pada sungai yang ada hubungannya dengan daerah irigasi.

Pada umumnya sungai-sungai di Indonesia masih jarang dilengkapi dengan alat pengukur debit otomatis. Untuk menghitung ketersediaan air ini, penulis mencoba menggunakan formula dari F.J. Mock

HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil Kajian

Hasil pengumpulan data curah hujan antara tahun 1973 s.d 1987 menunjukkan bahwa rata-rata curah hujan bulanan menunjukkan angka yang cukup tinggi, yaitu untuk musim kemarau antara bulan Mei sampai dengan Oktober curah hujan minimum sebesar 104 mm (bulan Agustus) dan curah hujan maksimum sebesar 170 mm (bulan Mei).

Pada musim penghujan yaitu antara bulan Nopember sampai dengan April , curah hujan minimum terjadi pada bulan April sebesar 226 mm, dan curah hujan maksimum terjadi pada bulan Januari sebesar 520 mm.

Hasil pengolahan data untuk rata-rata curah hujan bulanan efektif (R80%) menunjukkan angka yang cukup tinggi, yaitu untuk musim kemarau antara bulan Mei sampai dengan Oktober curah hujan efektif minimum sebesar 33 mm (bulan Agustus) dan curah hujan maksimum sebesar 77 mm (bulan Mei). Pada musim penghujan yaitu antara bulan Nopember sampai dengan April , curah hujan minimum terjadi pada bulan April sebesar 130 mm, dan curah hujan maksimum terjadi pada bulan Januari sebesar 290 mm.

Dari 15 tahun pengamatan curah hujan ternyata hari hujan terkecil terjadi pada bulan Juni, Juli, Agustus, dan september yaitu selama 7 hari, sedangkan hari hujan terbanyak terjadi pada bulan Januari yaitu sebesar 17 hari.

Berdasarkan data klimatologi tercatat bahwa Temperatur rata-rata bulanan terkecil selama tujuh tahun pengamatan adalah 26,1° C terjadi pada bulan Januari, sedangkan temperatur tertinggi yaitu 27,1° C terjadi pada bulan Oktober. Kecepatan angin pada umumnya hampir sama yaitu antara 5 sampai 6 knot atau antara 222 km/hari sampai dengan 267 km/hari. Kelembaban relatif terkecil 74% terjadi pada bulan Oktober, dan terbesar yaitu 85% terjadi pada bulan Januari dan Febuari. Penyinaran matahari terkecil terjadi pada bulan Januari yairu sebesar 34%, dan terbesar terjadi pada bulan Juli yaitu 77%.

Dari hasil perhitungan dapat disimpulkan bahwa ketersediaan air untuk tanaman terkecil terjadi pada bulan Oktober yaitu 0,071 m3/det atau 71 liter per detik, hal ini disebabkan curah hujan dari kedua stasiun pengamatan cukup kecil yaitu 161 mm/bulan sedangkan penguapan sangat besar, yaitu 180 mm

Perhitungan metode Blaney Criddle terdapat faktor kebutuhan air untuk tanaman berdasarkan pola tanaman Oktober – April sebagai berikut: faktor kebutuhan air untuk tanaman pada musim penghujan terbesar adalah 282,25 mm (bulan Febuari), sedangkan untuk musim kemarau, faktor kebutuhan air terbesar adalah pada bulan Juni yaitu sebesar 213,14 mm.

Perhitungan evapotranspirasi metode Hargreaves, didapatkan bahwa evapotranspirasi terbesar terjadi pada bulan Oktober yaitu sebesar 165 mm, sedangkan evapotranspirasi terkecil terjadi pada bulan Febuari, yaitu sebesar 82 mm.

Perhitungan evapotranspirasi metode Penman Modifikasi dapat dikatakan bahwa evapotranspirasi terbesar terjadi pada bulan Oktober sebesar 180 mm, sedangkan evapotranspirasi terkecil terjadi pada bulan Febuari yaitu sebesar 112 mm.

Hasil olahan data dari tersebut di atas, dapat direncanakan pola tanaman untuk padi berumur panjang (padi Rendengan atau padi Dalam), dan padi berumur pendek yang ditanam pada musim kemarau (padi Genjah atau padi Gadu). Pola tanaman direncanakan menjadi empat alternatif yaitu: Alternatif 1 : Bulan Oktober – April; Alternatif 2 : Bulan Nopember – Mei; Alternatif 3 : Bulan Desember – Juni ; dan Alternatif 4 : Bulan Januari – Juli

Dari ke empat alternatif ini dirancang dengan tiga metode yaitu Blaney Criddle, Hargreaves, dan Penman Modifikasi, adapun hasilnya dapat dilihat dalam Tabel di bawah ini.

Berdasarkan hasil perhitungan ternyata luas sawah maksimum yang dapat diairi terlihat pada alternatif 3 yaitu bulan Desember dan bulan Juni, sedangkan luas sawah yang dapat diari adalah : Blaney Criddle 1520 ha + 83 ha = 1603 ha; Hargreaves 1697 ha + 91 ha = 1788 ha, dan Penman 2026 ha + 87 ha = 2113 ha.

Atau dengan kata lain bila menggunakan metode Penman hasilnya akan menjadi (2113-1603)/1603 x 100% = 32 % lebih besar dari pemakaian metode Balney Criddle. Sedangkan bila dibandingkan dengan metode Hargreaves adalah : (2113-1788)/1788 x 100% = 18% lebih besar .

Kebutuhan air di sawah sebesar 1,036 l/det/ha untuk musim penghujan, dan 2,332 l/det/ha untuk musim kemarau .

Tabel : Hasil Perhitungan luas sawah maksimum yang dapat diari dari ke empat alternatif.

Padi Rendengan

Padi Gadu

Alternatif

Pola Tanaman

Metode

WR

Luas (ha)

WR

Luas (ha)

B.Criddle

33

1.338

245

1

Oktober - April

Hargreaves

2.057

34

1.228

267

Penman Mod

2.074

34

1.108

296

B.Criddle

1.743

588

1.374

143

2

Nopember – Mei

Hargreaves

1.663

616

1.320

149

Penman Mod

1.556

659

1.267

155

B.Criddle

1.381

1.520

1.475

83

3

Desember – Juni

Hargreaves

1.237

1.697

1.334

91

Penman Mod

1.036

2.026

1.401

87

B.Criddle

1.671

716

1.461

48

4

Januari – Juli

Hargreaves

1.529

782

1.316

54

Penman Mod.

1.343

891

1.338

53

Pembahasan.

Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa metode Penman Modifikasi lebih baik dari dua metode lain yaitu metode Blaney Criddle dan Metode hargreaves, hal ini disebabkan banyaknya varibel yang menunjang/pendukung yang berpengaruh terhadap perhitungan metode tersebut.

Bilamana memakai metode Blaney Criddle, perencana cukup dengan dua variabel independen yaitu variabel temperatur, dan curah hujan. Untuk metode Hargreaves memerlukan lima variabel, yaitu: Temperatur, Kelembaban relatif, penyinaran mtahari, kecepatan angin dan elevasi. Sedangkan metode Penman di samping yang disebut sebelumnya ditambah lagi beberapa variabel lagi seperti tekanan udara, konstanta Bolztman, dan radiasi matahari.

Pemilihan alternatif diasumsikan bahwa curah hujan yang tinggi akan terjadi sekitar bulan Oktober sampai dengan bulan April. Namun demikian, curah hujan yang terbesar terjadi untuk lokasi proyek ini adalah pada bulan Januari yaitu sebesar 457 mm., sedangkan bulan Oktober curah hujan belum cukup besar hanya sekitar 161 mm.

Kebutuhan air untuk tanaman sangat tergantung dari besarnya curah hujan rata-rata dengan penguapan (evapotranspirasi). Jika semakin kecil curah hujan rata-rata bulanan, semakin besar penguapan, maka kebutuhan air untuk tanaman akan semakin besar. Demikian pula kaitannya dengan luas sawah yang dapat diairi, jika kebutuhan air untuk tanaman besar, ketersediaan air sedikit, maka luas sawah yang dapat diairi semakin kecil.

Dari ke tiga metode menunjukkan bahwa alternatif 3 atau metode Penman Modifikasi memberikan angka yang paling besar. Dengan demikian metode Penman Modifikasi dapat dipertimbangkan dalam merencanakan pola tanaman untuk persawahan atau tanaman padi.

Andaikata 1 hektar sawah menghasilkan rata-rata 7 ton gabah kering yang harganya Rp. 1.100,- per kilogram, maka dengan menggunakan metode Blaney Criddle hasilnya adalah 1603 x 7000 x Rp. 1.100 = Rp 12.343.100.000,- sekali panen

Bila menggunakan metode Hargreaves, maka hasilnya adalah 1788 x 7000 x Rp.1.100 = Rp. 13.767.600.000,- dan bila menggunakan metode Penman hasilnya adalah 2113 x 7000 x Rp. 1.100 = Rp.16.270.100.000,- sekali panen.

Dengan demikian terdapat selisih Rp. 3.927.000.000,- bila menggunakan metode Blaney Criddle, dan Rp. 2.502.500.000 bila menggunakan metode Hargreaves dalam satu tahun. Harga yang dihasilkan ini tentu saja belum termasuk biaya penggarap sawah, pemeliharaan, pupuk, obat-obatan, iuran pemakaian air, bibit tanaman, dan lain sebagainya.

KESIMPULAN dan SARAN

Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat diambil dari kajian ini adalah:

01. Curah hujan untuk daerah irigasi Cikaduen cukup besar, di mana curah hujan rata-rata maksimum sebesar 457 mm/bulan, dan minimum sebesar 104 mm/bulan.

02. Temperatur maksimum selama pengamatan adalah 27, 1 °C, dan terendah 26,1°C

03. Kelembaban relatif tertinggi 85%, dan terendah 74%, Kecepatan angin tertinggi 6 knot, dan terendah 5 knot, penyinaran matahari tertinggi 77%, dan terendah 34%.

04. Luas sawah yang dapat diairi dari ketiga metode:

Blaney Criddle = 1603 ha, Hargreaves = 1788 ha, dan Penman Modifikasi = 2113 ha.

Metode Penman Modifikasi menghasilkan luas sawah lebih besar 32% dari metode Blaney Criddle, dan 18 % lebih besar dari metode Hargreaves.

05. Kebutuhan air untuk tanaman dari alternatif 3 adalah :

Blaney Criddle : Rendengan = 1,581 l/det/ha; Genjah = 2,553 l/det/ha

Hargreaves : Rendengan = 1,237 l/det/ha ; Genjah = 2,448 l/det/ha

Penman : Rendengan = 1,036 l/det/ha; Genjah = 2,332 l/det/ha.

06. Hasil bruto dalam rupiah yang didapatkan bila menggunakan metode Penman Modifikasi jauh lebih besar dari pada menggunakan metode Blaney Criddle dan Hargreaves.

Saran-Saran

Saran yang dikemukakan di sini antara lain:

01. Pola tanaman disarankan dalah awal Desember dan awal Juni, oleh karena pola ini memberikan luas daerah irigasi yang paling besar.

02. Dalam hal ini metode Penman Modifikasi diusulkan untuk digunakan dalam menentukan pola tanaman, oleh karean Luas sawah yang dapat diairi = 2113 ha, dan kebutuhan air di sawah 1,036 l/det/ha.

03. Andaikan akan menambah luas sawah, maka perlu dilakukan dengan pemakaian air bergantian atau lebih dikenal dengan sistem rotasi, sehingga air dapat mencukupi sawah yang akan diperluas.

04. Penggunaan data baik curah hujan maupun data klimatologi agar digunakan data yang terbaru.

05. Perlu adanya survey ke lapangan untuk menentukan ketersediaan air di sungai baik pada musim kemarau maupun pada musim penghujan, agar dalam perencanaan kelak data debit sungai dapat menjadi bahan pertimbangan.

06. Perlu dibuatkan alat pengukur evapotranspirasi (Pan Evaporation dan atau Lysimeter) untuk mengukur penguapan yang terjadi pada daerah yang akan di buat system irigasinya sehingga hasil dari alat tersebut dapat dibandingkan dengan hasil perhitungan evapotranspirasi secara teoritik).

DAFTAR PUSTAKA

Asnawi Marjuki,. (1993). Hidrologi Teknik. Jakarta: Erlangga

Chow, V.T. (1964). Handbook of Applied Hydrology. New York: McGraw-Hill Book Company.

Curah Hujan Indonesia. 1983 – 1987. Jakarta: Direktorat Meteorologi & Geofisika.

Djoko Sasongko. (1985) Teknik Sumber Daya Air, Jilid 1, dan 2. Jakarta: Erlangga.

Garg, Santhos Kumar. (1985). Hydrology and water resources engineering.New Delhi: Khanna Publishers.

Imam Subarkah. (1978). Hidrologi untuk perencanaan bangunan air. Bandung: Idea Darma

Napitupulu, M. (1996). Penyempurnaan sarana irigasi untuk menunjang pengembangan agroindustri dan agribisnis. Prosiding Loka karya. Jogyakarta.:UGM

Raghunath, H.M. (1985). Hydrology. New Delhi: Willey Eastern Ltd.

Sadeli Wiramihardja. (1975). Banyaknya air yang diperlukan untuk irigasi. Direktorat Irigasi.

Sampudjo Komarawinata. (1999). Jaringan hidrologi. Bandung: Balai Hidrologi

Singh. Vijay P. (1992). Elementary hydrology. New Jersey: Prentice-Hall Inc.

Sjofjan Asnawi. (1988). Peranan dan masalah irigasi dalam mencapai dan melestarikan swasembada beras. Majalah Prisma no.2. Tahun XVII, Februari 1988. Jakarta: LP3ES.

Sudjarwadi. (1990). Teori dan praktek irigasi. Yogyakarta: PAU Ilmu Teknik, UGM

Suyono Sosrodarsono., Takeda, Kensaku. (1977). Hidrologi untuk pengairan. Jakarta: Pradnya Paramita.

Varshney, R.S. (1977). Engineering hydrology. Uttar Paradesh: Nem Chand & Bros Roorkee.

William Putuhena. (1999). Perkiraan evaporasi dan evapotranspiras. Bandung: Balai Hidrologi

Yandi Hermawan. (1986). Hidrologi untuk insinyur. Jakarta: Erlangga