IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 1 DR. HARI WIBOWO, MT ISBN : 978-602-8355-86-5 Alamat Jalan Prof Hadari Nawari E-mail Address Hariwibowo13@yahoo.com PONTIANAK 2019 DAFTAR ISI Halaman JUDUL ............................................................................................................................... i KATA PENGANTAR ........................................................................................................ ii DAFTAR ISI ...................................................................................................................... iii DAFTAR TABEL ............................................................................................................... ix DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................... xiii BAB 1 PENGANTAR IRIGASI BANGUNAN AIR ........................................................ 1 1.1 Pendahuluan. .......................................................................................................... 1 1.2 Sejarah Irigasi ........................................................................................................ 2 1.3 Pengertian Irigasi ................................................................................................... 3 1.4 Kualitas Air Untuk Pertanian.................................................................................. 7 1.5 Bidang Hidrolika dan Bangunan Air....................................................................... 11 BAB 2 PEMBERIAN AIR IRIGASI ................................................................................ 20 2.1 Cara-Cara Pemberian Air Irigasi............................................................................. 20 2.1.1 Irigasi Genangan .................................................................................................... 20 2.1.2 Irigasi Siraman (Sprinkler Irrigation) ..................................................................... 21 2.1.3 Irigasi Tetesan ( Drip/Trickle Irrigation) ................................................................ 22 2.1.4 Irigasi Bawah Permukaan ....................................................................................... 23 2.2 Tingkatan Jaringan Irigasi. ..................................................................................... 24 2.2.1 Jaringan Irigasi Sederhana ...................................................................................... 24 2.2.2 Jaringan Irigasi Semi Teknis .................................................................................. 26 2.2.3 Jaringan Irigasi Teknis ........................................................................................... 27 BAB 3 HUBUNGAN AIR,TANAH , UDARA DAN TANAMAN .................................. 29 3.1. Keseragaman Tanaman Dan Jenis Tanah ................................................................ 29 3.2 Komposisi Tanah ................................................................................................... 30 3.3 Kedududukan Air Dalam Tanah ............................................................................. 31 3.4 Lengas Tanah Yang Sesuai Untuk Tanaman ........................................................... 32 3.5 Bentuk Lengas Tanah ............................................................................................. 33 3.6 Kedalaman Zone Perakaran .................................................................................... 34 3.7 Kesuburan Tanah Dan Reaksi Kimia ...................................................................... 35 3.8 Pengaruh Air Terhadap Tanaman ........................................................................... 36 iii 3.8.1 Pengaruh Timbal Balik ........................................................................................... 37 3.8.2 Pengaruh Air Terhadap Sifat Mekanis Tanah ......................................................... 37 3.8.3 Pengaruh Air Terhadap Keasaman Tanah ............................................................... 37 3.8.4 Pengaruh Air Terhadap Pertumbuhan Tanaman ...................................................... 39 3.8.5 Pengaruh Air Terhadap Penurunan Tanah Gambut. ................................................ 40 3.9 Kebutuhan Air Untuk Tanaman .............................................................................. 41 3.9.1 Kebutuhan Air untuk Mengimbangi Penguapan..................................................... 41 3.9.2 Kebutuhan Air untuk Jaringan ................................................................................ 42 3.9.3 Kebutuhan Air untuk Pencucian ............................................................................. 42 3.9.4 Kebutuhan Air untuk Penggelontoran ..................................................................... 43 3.9.5 Kehilangan Air karena Perkolasi ............................................................................ 43 3.9.6 Kebutuhan Air untuk Penggenangan pada Waktu Pengolahan Tanah...................... 43 BAB 4 EVAPOTRANSIRASI DAN KEBUTUHAN AIR TANAMAN ......................... 45 4.1 Siklus Hidrologi Dan Neraca Air ............................................................................ 45 4.2 Neraca Air.............................................................................................................. 48 4.3 Evaporasi. .............................................................................................................. 50 4.3.1 Pristiwa Evaporasi.................................................................................................. 50 4.3.2 Transpirasi ............................................................................................................. 51 4.3.3 Evaporasitranspirasi ............................................................................................... 52 4.3.4 Evapotranspirasi Potensial (ETP) ........................................................................... 63 4.3.5 Evapotranspirasi Aktual ......................................................................................... 67 4.3.6 Evapotranspirasi Acuan .......................................................................................... 68 4.4 Menghitung Evapotranspirasi Acuan Metode Blaney – Criddle .............................. 69 4.4.1 Rumus yang digunakan pada Metode Metode Blaney – Criddle ............................. 71 4.4.2 Langkah Perhitungan Blaney-Criddle ..................................................................... 74 4.4.3 Contoh Perhitungan Blaney-Criddle ....................................................................... 75 4.5 Menghitung Evapotranspirasi Acuan Metode Radiasi. ............................................ 76 4.5.1 Rumus yang digunakan untuk Metode Radiasi Global ............................................ 77 4.5.2 Langkah Perhitungan Radiasi Global ...................................................................... 81 4.5.3 Contoh Perhitungan Metode Radiasi Global ........................................................... 81 4.6 Menghitung Evapotranspirasi Acuan Metode Penman ........................................... 84 4.6.1 Rumus Yang Digunakan Metode Penman .............................................................. 86 iv 4.6.2 Rumus Penman menurut FAO ................................................................................ 90 4.6.3 Langkah Perhitungan Metode Penman.................................................................... 96 4.6.4 Contoh Perhitungan Metode Penman...................................................................... 97 4.7 Menghitung Evapotranspirasi Metode Panci Penguapan. ........................................ 99 4.7.1 Rumus Yang Digunakan untuk Metode Panci......................................................... 100 4.7.2 Langkah Perhitungan untuk Metode Panci .............................................................. 104 4.7.3 Contoh perhitungan pada Metode Panci ................................................................. 105 4.8 Menghitung Evapotranspirasi Metode Hargreaves .................................................. 106 4.9 Pengukuran Evapotranspirasi dengan Lysimeter ..................................................... 107 4.10 Evapotranspirasi Tanaman ..................................................................................... 110 4.10.1 Koefisien Tanaman ................................................................................................ 111 4.10.2 Koefisien Tanaman untuk Padi ............................................................................... 112 4.10.3 Koefisien Tanaman Tebu........................................................................................ 113 4.10.4 Koefisien untuk Tanaman Semusim ....................................................................... 114 4.10.5 Koefisien Tanaman Untuk Kakao ........................................................................... 117 4.10.6 Koefisien Tanaman Untuk Tanaman Pisang ........................................................... 118 4.10.7 Koefisien Tanaman untuk Kopi. ............................................................................. 118 4.10.8 Koefisien Tanaman Untuk Jeruk............................................................................. 118 4.10.9 Menghitung Besarnya Evapotranspirasi Tanaman .................................................. 119 BAB 5 KEBUTUHAN AIR IRIGASI .............................................................................. 122 5.1 Satuan Kebutuhan Air Irigasi. ................................................................................ 122 5.2 Kebutuhan Air Irigasi ............................................................................................. 122 5.3 Curah Hujan Efektif ............................................................................................... 124 5.3.1 Metode Gumbel ..................................................................................................... 128 5.3.2 Metode Gumbel secara Matematis .......................................................................... 128 5.3.3 Metode Gumbel Secara Grafis (dengan Persamaan Regresi) ................................... 130 5.3.4 Contoh Perhitungan Metode Gumbel Matematis .................................................... 130 5.3.5 Contoh Perhitungan Metode Gumbel Grafis ........................................................... 133 5.3.6 Curah Hujan Efektif Untuk Lahan Kering/Ladang .................................................. 134 5.3.7 Perhitungan Curah Hujan Andalan/Efektif untuk Lahan Sawah .............................. 135 5.4 Kebutuhan Air Untuk Penyiapan Lahan.................................................................. 136 5.4.1 Penyiapan Lahan Untuk Padi di Sawah .................................................................. 136 v 5.4.2 Penyiapan Lahan di Sawah Untuk Tanaman Ladang dan Tebu ............................... 139 5.5 Kebutuhan Air Penggantian Air di Sawah. ............................................................. 139 5.6 Kebutuhan Air Perkolasi Dan Pencucian ................................................................ 141 5.6.1 Besarnya Perkolasi. ................................................................................................ 141 5.6.2 Besarnya Kebutuhan Air untuk Pencucian ( Leaching ) .......................................... 141 5.7 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi Disawah. .......................................................... 141 5.7.1 Prinsip Perhitungan. ............................................................................................... 141 5.7.2 Tahap Pertumbuhan Tanaman ................................................................................ 142 5.7.3 Contoh Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi ............................................................. 144 5.8 Rotasi Teknis atau Sistim Golongan. ...................................................................... 149 BAB 6 PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR ........................................ 152 6.1 Umum. ................................................................................................................... 152 6.2 Jaringan Irigasi dan Peta Ikhtisar ............................................................................ 152 6.2.1 Jaringan Irigasi ....................................................................................................... 152 6.2.2 Petak Tertier........................................................................................................... 153 6.2.3 Pandangan Teknis. ................................................................................................. 154 6.2.4 Petak Sekunder....................................................................................................... 155 6.2.5 Petak Primer........................................................................................................... 155 6.3 Susunan Daerah Irigasi Dan Sistem Jaringan .......................................................... 156 6.3.1 Susunan Saluran ..................................................................................................... 156 6.3.2 Saluran Primer ....................................................................................................... 156 6.3.3 Saluran Sekunder ................................................................................................... 156 6.3.4 Saluran Tersier ....................................................................................................... 157 6.4 Jenis dan Bahan Pembentuk Saluran....................................................................... 157 6.4.1 Saluran Tanah ........................................................................................................ 157 6.4.2 Saluran Pasangan ................................................................................................... 157 6.4.3 Saluran Pembuang.................................................................................................. 158 6.5 Perencanaan Sistem Jaringan Irigasi ....................................................................... 158 6.6 Standar Tata Nama ................................................................................................. 163 6.6.1 Nama Daerah Irigasi............................................................................................... 163 6.6.2 Nama Saluran Irigasi .............................................................................................. 163 6.6.3 Nama Bangunan . ................................................................................................... 166 vi 6.6.4 Nama Petak Dan Saluran Tersier ............................................................................ 166 6.6.5 Nomenklatur .......................................................................................................... 166 BAB 7 PERENCANAAN DIMENSI SALURAN............................................................ 168 7.1 Umum. ................................................................................................................... 168 7.2 Dasar Perhitungan .................................................................................................. 168 7.3 Perhitungan Sistem Jaringan Irigasi ........................................................................ 170 7.3.1 Luas Areal Pertanian yang diairi............................................................................. 170 7.3.2 Debit Rencana untuk Saluran Tersier, Sekunder dan Primer. .................................. 170 7.4 Kapasitas Saluran ................................................................................................... 172 7.5 Perencanaan Saluran Tanah .................................................................................... 173 7.5.1 Karakteristrik Saluran Tanah .................................................................................. 173 7.5.2 Perbandingan Lebar dan Kedalaman (b/h) .............................................................. 174 7.5.3 Kecepatan Rencana ................................................................................................ 175 7.5.4 Tinggi Jagaan ( w )................................................................................................. 175 7.5.5 Lebar Tanggul ........................................................................................................ 176 7.5.6 Contoh Perhitungan Perencanaan Saluran Tanah .................................................... 176 7.6 Perencanaan Saluran Pasangan ............................................................................... 178 7.6.1 Jenis - jenis Saluran Pasangan dan kegunaannya ................................................... 178 7.6.2 Karerkteristrik Saluran Pasangan. ........................................................................... 179 7.6.3 Perbandingan b/h.................................................................................................... 179 7.6.4 Kecepatan Rencana ................................................................................................ 180 7.6.5 Tinggi Jagaan ( w )................................................................................................. 180 7.6.6 Contoh Perhitungan Perencanaan Saluran Pasangan ............................................... 181 7.7 Perencanaan Saluran Pembuang ............................................................................. 182 7.7.1 Jaringan Pembuang ................................................................................................ 182 7.7.2 Debit Pembuang untuk Padi Sawah ........................................................................ 183 7.7.3 Debit Pembuang untuk Daerah bukan Sawah ......................................................... 184 7.7.4 Debit Pembuang untuk Sungai Alami ..................................................................... 185 7.7.5 Karakteristrik Saluran Pembuang ........................................................................... 187 7.7.6 Kecepatan Maksimum yang diijinkan ..................................................................... 188 7.7.7 Geometri saluran. ................................................................................................... 188 7.7.8 Perbandingan b/h.................................................................................................... 188 vii 7.7.9 Kemiringan Talut Saluran ...................................................................................... 188 7.7.10 Lengkung Saluran Pembuang ................................................................................. 189 7.7.11 Tinggi Jagaan ( w )................................................................................................. 189 7.7.12 Contoh Perhitungan ................................................................................................ 189 7.7.13 Debit Pembuangan dari Sawah. .............................................................................. 190 7.7.14 Debit Pembuangan dari bukan sawah ..................................................................... 191 7.8 Bangunan Sadap..................................................................................................... 191 7.9 Bangunan Ukur ...................................................................................................... 193 7.10 Bangunan Pengatur Tinggi Muka Air ..................................................................... 197 7.10.1 Pintu Sorong .......................................................................................................... 197 7.10.2 Balok Sekat ............................................................................................................ 197 7.10.3 Mercu Tetap. .......................................................................................................... 198 viii DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1 Baku Mutu Air Golongan D : Pertanian (PP No 82, 2001) ......................... 11 Tabel 3.1 Kedalaman Zone Perakaran Berbagai Jenis Tanaman ................................. 35 Tabel 3.2 Kadar pH pada masing-masing Jenis Tanaman ........................................... 36 Tabel 4.1 Perkiraan Konstribusi Jumlah Air di Bumi ................................................. 48 Tabel 4.2 Radiasi Berdasarkan Lintang ...................................................................... 58 Tabel 4.3 Rata-Rata Harian Persentase ( P ) Jam Siang Hari untuk Berbagai Garis Lintang ............................................................................................. 72 Tabel 4.4 Persamaan Eto Pada Berbagai Nilai Jam Penyinaran Matahari, Kelembaban Relatif Minimum dan Kecepatan Angin ................................. 73 Tabel 4.5 Menghitung Evapotranspirasi Acuan Metode Radiasi. ................................ 75 Tabel 4.6 Radiasi Matahari Pada Berbagai Garis Lintang........................................... 78 Tabel 4.7 Besarnya Jam Penyinaran Matahari Berdasarkan Garis Lintangnya ............ 79 Tabel 4.8 Besarnya Faktor Penimbang (W) Berdasar Suhu Rata-Rata dan Ketinggian ................................................................................................. 80 Tabel 4.9 Nilai Konversi Data Awan Menjadi Perbandingan n/N ............................... 80 Tabel 4.10 Persamaan Hubungan W.Rs dengan Eto, Berdasar Penyesuaian FAO ........................................................................................................... 80 Tabel 4.11 Contoh Perhitungan ETo dengan cara Radiasi untuk Sukabumi .................. 82 Table 4.12 Koeffisien Refleksi..................................................................................... 88 Tabel 4.13 Besarnya Ea dalam Mbar berdasar Suhu dalam Derajat Celcius.................. 89 Tabel 4.14 Pengaruh Suhu F(T) Terhadap Radiasi Gelombang Panjang (Rnl ) ............. 89 Tabel 4.15 Besarnya  pada Berbagai Nilai Suhu Udara ............................................. 89 Tabel 4.16 Faktor Konversi Radiasi pada Lapisan Atmosfir ( Ra ) ke Radiasi Matahari sampai ke Bumi Netto ( Rns ), untuk Nilai = 0,25...................... 90 Tabel 4.17 Besarnya Faktor Kelembaban F(Ed) pada Berbagai Tekanan Uap (Ed) dalam Menghitung Radiasi Gelombang Panjang Netto (Rnl) .............. 91 Tabel 4.18 Besarnya Faktor Penyinaran Matahari F(N/N) Untuk Menghitung Besarnya Radiasi Gelombang Panjang (Rnl) .............................................. 91 ix Tabel 4.19 Besarnya Tekanan Uap Pada Berbagai Suhu Bola Kering (Tdry) dan Suhu Bola Basah (Twet) Dalam Derajat Celcius, Dengan Menggunakan Psychrometer. ..................................................................... 91 Tabel 4.20 Besarnya Tekanan Uap (Ed) Dalam Mbar, pada berbagai Suhu Bola Kering (Tdry) dan Bola Basah (Twet) dalam Derajat Celcius, dengan Menggunakan Psychrometer tidak Berventilasi .............................. 92 Tabel 4.21 Besarnya Faktor Angin F(U)= 0,27( 1 + U2/100) Kecepatan Angin (km/hari.) ................................................................................................... 94 Tabel 4.22 Besarnya Faktor Penimbang ( W ) Berdasar Suhu Rata-Rata dan Ketinggian ................................................................................................. 94 Tabel 4.23 Besarnya Faktor Penimbang ( 1 – W ) Berdasar Suhu Rata-Rata Dan Ketinggian .......................................................................................... 95 Tabel 4.24 Besarnya Faktor Penyesuaian (C) untuk Perhitungan Eto Dengan Metoda Penman ......................................................................................... 95 Tabel 4.25 Perhitungan Evapotranspirasi Acuan dengan Metoda Penman .................... 97 Tabel 4.26 Koefisien Panci ( Kp ) untuk Panci Klas A ................................................. 101 Table 4.27 Koefisien Panci ( Kp ) untuk panci Colorado.............................................. 102 Tabel 4.28 Perbandingan Antara Penguapan Pada Panci Lain Terhadap Panci Colorado .................................................................................................... 104 Table 4.29 Contoh Perhitungan Eto dengan Menggunakan Metoda Panci Penguapan .................................................................................................. 105 Tabel 4.30 Karekteristik Air (Soewarno, 2000) ............................................................ 107 Tabel 4.31 Koefisien Tanaman (kc) Padi Menurut Nedeco/Prosida dan FAO (Irigasi, 1986)............................................................................................. 112 Tabel 4.32 Harga Koefisien Tanaman untuk padi – FAO (Allen et al., 1998) ............... 113 Tabel 4.33 Koeffisien Tanaman untuk Tebu ................................................................ 113 Tabel 4.34 Besarnya Koefisien Tanaman pada Setiap Tahap Pertumbuhan Tanaman (Crop Water Requirement, FAO,1984)........................................ 116 Tabel 4.35 Koefisien Tanaman 15 harian untuk beberapa Tanaman Semusim .............. 117 Tabel 4.36 Koefisien Tanaman untuk Pisang (Crop Water Requirement, FAO,1984) ................................................................................................. 118 Tabel 4.37 Koefisien Tanaman untuk Jeruk (Crop Water Requirement, FAO,1984) ................................................................................................. 119 Tabel 4.38 Perhitungan ETc untuk Pola Tanam Padi-Padi-Palawija. ............................ 120 Tabel 4.39 Perhitungan ETc untuk Pola Tanam Wortel-Kol-Buncis. ............................ 121 Tabel 4.40 Perhitungan Etc Pola Tanam untuk Tanaman Jeruk .................................... 121 Tabel 5.1 Air Yang Tersedia Bagi Tanaman-Tanaman Ladang Untuk Berbagai Jenis Tanah ................................................................................. 125 x Tabel 5.2 Hubungan Periode Ulang (Tr) dengan Reduksi Variat Variabel (Y) (Suwarno, 1995)......................................................................................... 128 Tabel 5.3 Hubungan Reduksi Variat Rata-Rata (Yn ) dengan Jumlah Data (n) ........... 129 Tabel 5.4 Hubungan antara Deviasi Standar (Sn) dengan Jumlah Data (n) ................. 131 Tabel 5.5 Data Curah Hujan Rata-Rata Di Stasiun Kalimantan Barat (mm/hari) ................................................................................................... 132 Tabel 5.6 Data Curah Harian Maksimum Setelah Disortir ......................................... 134 Tabel 5.7 Curah Hujan Efektif Rata-Rata Bulanan Dikaitkan Dengan Et Tanaman Rata-Rata Bulanan Dan Curah Hujan Rata-Rata Bulanan (Irigasi, 1986)............................................................................................. 135 Tabel 5.8 Faktor Koreksi untuk Kedalaman Bersih Air yang Ditampung Dalam Tanah Lebih Besar Atau Lebih Kecil Dari 75 mm ........................... 135 Tabel 5.9 Perhitungan Curah Hujan Efektif untuk Tanaman Wortel - Kol – Buncis ........................................................................................................ 135 Tabel 5.10 Besarnya Kebutuhan Air untuk Penggantian Air......................................... 140 Tabel 5.11 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi Stasiun Bojong Lopang ........................ 145 Tabel 5.12 Perhitungan kebutuhan air irigasi Stasiun Bojong lopang........................................ 146 Tabel 5.13 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi Stasiun Bojong Lopang ........................ 147 Tabel 5.14 Besarnya NFR Dengan Sitim Golongan Atau Rotasi Teknis ....................... 150 Tabel 7.1 Elemen Penampang Saluran ....................................................................... 173 Tabel 7.2 Karakteristik saluran tanah menurut Standar Perencanaan Irigasi ............... 174 Tabel 7.3 Tinggi Jagaan untuk Saluran Tanah (KP.03, 1986) ..................................... 175 Tabel 7.4 Lebar Minimum Tanggul ........................................................................... 176 Tabel 7.5 Besarnya Harga C (KP.03, 1986) ............................................................... 179 Tabel 7.6 Elemen Penampang Saluran Dengan Penampang Hidrolis Terbaik ............. 180 Tabel 7.7 Harga – Harga Kemiringan Talut Untuk Saluran Pasangan ......................... 180 Tabel 7.8 Tinggi Jagaan untuk Saluran Pasangan ....................................................... 180 Tabel 7.9 Besarnya Koefisien Limpasan Air Hujan .................................................... 185 Tabel 7.10 Nilai Koefisien Kekasaran Maning Beberapa Material (Varshney et al., 1977) ................................................................................................ 188 Tabel 7.11 Hubungan Kedalaman Galian dan Kemiringan ........................................... 188 Tabel 7.12 Hubungan debit dan Jari-jari Minimum ...................................................... 189 Tabel 7.13 Bangunan Ukur Pintu Ukur Romijn............................................................ 196 xi DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1.1 Bangunan Bagi yang terletak di Saluran Primer .......................................... 13 Gambar 1.2 Bangunan Sadap yang terletak di Saluran Primer........................................ 13 Gambar 1.3 Bangunan Bagi Sadap yang terletak di Saluran .......................................... 13 Gambar 1.4 Bangunan Ukurdan Got Miring .................................................................. 14 Gambar 2.1 Petak Sawah pada Irigasi Genangan ........................................................... 20 Gambar 2.2 Irigasi Siraman ........................................................................................... 21 Gambar 2.3 Irigasi Tetesan ............................................................................................ 22 Gambar 2.4 Irigasi Tetesan ............................................................................................ 23 Gambar 2.5 Kenaikan Muka Air Tanah Akibat Irigasi Bawah Permukaan ..................... 23 Gambar 2.6 Persawahan Irigasi Sederhana .................................................................... 24 Gambar 2.7 Jaringan Irigasi Sederhana .......................................................................... 25 Gambar 2.8 Jaringan Irigasi Semi Teknis ...................................................................... 26 Gambar 2.9 Jaringan Irigasi Teknis ............................................................................... 28 Gambar 3.1 Keberadaaan Air dan Udara pada Pori-pori Tanah ...................................... 30 Gambar 3.2 Profil Tanah ............................................................................................... 31 Gambar 3.3 Ilustrasi Skematik Kedudukan Air dalam Tanah ......................................... 31 Gambar 3.4 Ilustrasi Kedudukan Air dalam Tanah ........................................................ 34 Gambar 3.5 Ilustrasi Zona Perakaran dalam Tanah ........................................................ 34 Gambar 3.6 Zona Perakaran dalam Tanah ..................................................................... 36 Gambar 4.1 Siklus Hidrologi (Sosrodarsono and Takeda 1978) ..................................... 46 Gambar 4.2 Skema Stomata Pada Daun Tanaman ......................................................... 51 Gambar 4.3 Alat Ukur Suhu Udara Skala Celcius .......................................................... 53 Gambar 4.4 Hubungan antara Unsur Iklim Dengan Kendali Iklim ................................. 54 Gambar 4.5 Alat Ukur Durasi Penyinaran Matahari ....................................................... 57 Gambar 4.6 Alat Ukur Kecepatan Angin ....................................................................... 61 Gambar 4.7 Radiasi Matahari Bumi (https://www.geomacorner.com/2017/ 12/radiasi-Matahari-radiasibumi-dan-neraca-radiasi-sistem-bumiatmosfer.html ............................................................................................. 84 Gambar 4.8 Panci penguapan kelas A (class evaporation pan) ...................................... 104 Gambar 4.9 Lysemeter Sederhana (https://ustadzklimat.blogspot.com/2012/ 07) ........... 108 Gambar 4.10 Ilustrasi Sitem Air Perkolasi pada Lysimeter .............................................. 109 xii Gambar 4.11 Ilustrasi Lysimeter Drainase Sederhana ...................................................... 109 Gambar 4.12 Ilustrasi Skema Faktor Penentu Evapotranspirasi........................................ 111 Gambar 4.13 Skema Pengaruh Koefisien Tanaman ......................................................... 112 Gambar 4.14 Koefisien Tanaman pada Kedelai ............................................................... 115 Gambar 4.15 Koefisien Tanaman pada Wortel ................................................................ 116 Gambar 5.1 Kertas Probabilitas Gumbell ....................................................................... 127 Gambar 5.2 Hasil Metode Gumbel denagan Grafik........................................................ 133 Gambar 5.3 Pengolahan Tanah ...................................................................................... 137 Gambar 5.4 Skema Pertumbuhan Tanaman Dan Kebutuhan Air .................................... 144 Gambar 6.1 Ilustrasi Jaringan Irigasi ............................................................................. 153 Gambar 6.2 Ilustrasi Jaringan Tertier Sederhana (Sujawadi, 1987) ................................ 154 Gambar 6.3 Ilustrasi Jaringan Tertier Setengan Teknis (Sujawadi, 1987) ....................... 154 Gambar 6.4 Ilustrasi Jaringan Tertier Teknis (Sujawadi, 1987) ...................................... 155 Gambar 6.5 Contoh Peta Situasi (Hamdani, 2014). ...................................................... 159 Gambar 6.6 Rencana Lokasi Bendung ........................................................................... 159 Gambar 6.7 Rencana Saluran Pembuang/Drainase ......................................................... 160 Gambar 6.8 Rencana Trase Saluran ............................................................................... 161 Gambar 6.9 Rencana Pemberian Nama Bangunan ......................................................... 162 Gambar 6.10 Rencana Penentuan Luas Petak .................................................................. 162 Gambar 6.11 Peta Situasi D.I. Sangau Ledo .................................................................... 164 Gambar 6.12 Peta Skema D.I. Sangau Ledo ................................................................... 165 Gambar 7.1 Contoh Daerah Irigasi (D.I) Una Aha ........................................................ 171 Gambar 7.2 Hubungan Neraca di Sawah dan Curah Hujan ........................................... 190 Gambar 7.3 Bangunan Sadap Primer ............................................................................. 191 Gambar 7.4 Bangunan Sadap Sekunder ......................................................................... 192 Gambar 7.5 Bangunan Sadap Tertier ............................................................................. 192 Gambar 7.6 Bangunan Sadap Akhir............................................................................... 192 Gambar 7.7 Bangunan Ukur Ambang ............................................................................ 194 Gambar 7.8 Bangunan Ukur Cipoletti............................................................................ 194 Gambar 7.9 Bangunan Ukur Thomson........................................................................... 195 Gambar 7.10 Bangunan Ukur Parshall ............................................................................. 195 Gambar 7.11 Bangunan Ukur Pintu Ukur Romijn............................................................ 196 Gambar 7.12 Bangunan Ukur Pintu Sorong dan Sekat ..................................................... 197 xiii KATA PENGANTAR Dengan segala kerendahan hati, penulis mengucapkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat taufik dan hidayah-Nya, sehingga penulisan buku ini dapat diselesaikan. Penulisan Buku ini merupakan hasil dari kajian literatur dari berbagai sumber dan browsing internet,. Judul buku ini adalah Irigasi dan Bangunan Air 1. Buku ini diangkat dari permasalahan bagaimana mendisain trase bendung yang sesuai dengan aturan teknis, dan pedoman kriteria perencanaan dalam rangka mendesain bangunan air. Disamping itu pula disertai dengan gambar teknis untuk bangunan pintu. Buku ini diharapkan, dapat memberikan pengetahuan mengenai teknik irigasi dan perhitungan bangunan air. Sedangkan secara khusus adalah dapat memberikan masukan bagi perkembangan ilmu pengetahuan dalam bidang ilmu perencanaan irigasi. Penulisan buku ini dapat terlaksana dan terselesaikan dengan baik, karena mendapat bantuan pemikian, pengarahan, pemberi saran- saran dan bimbingan dari berbagai pihak. Tanpa bantuan berbagai fihak, tentu penulis akan mengalami kesulitan dalam menyelesaikan buku ini.. Penulisan berharap, buku ini dapat bermanfaat bagi pembaca, guna membuka wawasan dan referensi mengenai teknik irigasi teknis Pontianak, 2019 BAB 1 PENGANTAR IRIGASI BANGUNAN AIR 1.1 PENDAHULUAN Kebutuhan air merupakan suatu komponen sangat penting bagi mahluk hidup yang ada di permukaan bumi ini, baik untuk manusia, hewan maupun tumbuh-tumbuhan (Irianto, 2015; Kodoatie & Sjarief, 2010; Notohadiprawiro, 1998). Air selalu dibutuhkan bagi semua kegiatan mahluk hidup terutama manusia. Kegiatan pengelolaan dalam kebutuhan air ini diantaranya bidang industri, pertanian, peternakan, perikanan, dan lain-lain. Sedemikan vitalnya kebutuhan air bagi manusia, sehingga jika keberadaan air tidak dikelola dan dikendalikan secara tepat, maka keberadaanya akan jadi membahayakan terutama bagi manusia. Tidak sedikit bencana terjadi disebabkan karena kurang tepatnya pengelolaan air, seperti bencana kekeringan pada musim kemarau, banjir dan longsor di musim hujan. Oleh karenanya pemanfaatan sumber air harus dilakukan sebaik-baiknya, agar air tersebut dapat digunakan seoptimal mungkin dan supaya tidak terjadi akibat yang tidak diinginkan. Dalam dunia pertanian, air mempunyai peranan yang penting bagi pertumbuhan tanaman. Keberadaan air bagi tanaman harus dikelola dan dikendalikan. Kelebihan air pada tanaman akan terjadi pembusukan, sedangkan kekurangan air tanaman akan mengalami kekeringan (Song and Banyo, 2011; Rosmarkam and Yuwono, 2002). Sejak jaman dahulu sebagian besar orang dalam pengelolaan pertanian, untuk memenuhi kebutuhan tanaman mengandalkan curah hujan. Seiring dengan perkembangan kemampuan berpikir, maka mulailah manusia mengenal apa yang disebut dengan irigasi. Pemikiran irigasi yang pada dasarnya bertujuan untuk mencukupi kebutuhan air tanaman sesuai dengan fase pertumbuhannya. Sebenarnya irigasi sudah dikenal sejak jaman Mesir Kuno dengan memanfaatkan air dari sungai Nil (Nurlidiawati, 2014; Umar, 2009). Di Indonesia, irigasi juga sudah dikenal sejak jaman nenek moyang dengan membendung aliran sungai untuk dialirkan ke sawah-sawah yang membutuhkannya(Oppenheimer & Syahrir, 2010; Rupa, 1985). Bahkan beberapa waduk juga dibangun yang salah satu fungsinya adalah penyediaan air untuk kegiatan irigasi. 1 1.2 SEJARAH IRIGASI Di Indonesia, persawahan sudah ada sejak jaman Hindu. Pada jaman tersebut telah dibangun prasarana irigasi secara sederhana (Oppenheimer & Syahrir, 2010; Pasandaran, 1991). Hal itu bisa dilihat dengan adanya peninggalan sejarah, yaitu usaha-usaha pembagian air irigasi. Seperti irigasi subak di Bali, sistem Tuo Banda di Sumatera Barat, sistem Tudang Sipulung di Sulawesi Selatan dan sistem kalender pertanian Pranatamangsa di Jawa. Kemudian dilanjutkan pada masa penjajahan Belanda serta di zaman Indonesia membangun atau sekitar tahun 1970-an (Erman, 2007). Bangunan irigasi pertama di Indonesia, dibangun di Jawa Timur. Hal ini dibuktikan dengan prasasti Harinjing di Museum Jakarta. Data prasasti tertua di Indonesia menyebutkan bahwa saluran air tertua telah di bangun di Desa Tugu dekat Cilincing abad ke-V M. Seiring dengan berkembangnya jaman, irigasi di Indonesia terus berkembang hingga jaman penjajahan Belanda. Pada tahun 1832, Pemerintahan Belanda ke Situbondo membangun bendung Sampean Kali Sampean Jawa Timur oleh Ir. Van Thiel. Pembuatan bendung pertama di Indonesia ini untuk keperluan irigasi, bendung di buat dari struktur kayu jati diisi dengan batu kali dengan panjang bentang bendung 45 meter serta tinggi 8 meter. Selanjutnya pada tahun 1852 sampai dengan 1857 dibangun pula bendung Lengkong di Mojokerto untuk mengairi areal seluas 34.000 hektar (Erman, 2007) Selanjutnya Bendung Glapan dikali Tuntang Jawa Tengah, yang dibangun Tahun 1852 dan selelsai Tahun 1859. Namun baru bisa berfungsi 20 tahun kemudian yaitu pada tahun 1880-1890. Bendung Glapan dibangun di bawah Pemerintahan Kolonial untuk tanaman rakyat. Pemerintahan Hindia-Belanda juga mendirikan Departemen dalam bentuk "Irrigatie-Afdeling". Tepatnya 1 januari 1889. Daerah irigasi yang pertama kali dibentuk yaitu Irrigatie-Afdeling Serayu, yang meliputi karesidenan Banyumas dan Bagelan di Jawa Tengah. Kemudian diikuti dengan Irrigatie-Afdeling Brantas yang meliputi daerah Malang-Kediri-Surabaya pada Tahun 1982, Irrigatie-Afdeling Serang yang meliputi daerah Semarang-Demak dan Purwodadi. Dengan semua itu Pulau Jawa dalam tahun 1910 telah terbagi habis oleh daerah-daerah irigasi (Erman, 2007). . Pada jaman penjajahan Belanda, para petani tradisional Indonesia dituntut untuk memaksimalkan hasil pertanian mereka. Salah satu cara untuk memaksimalkan hasil pertanian yaitu dengan pemenuhan kebutuhan air tanaman dengan kegiatan irigasi yang sederhana. Sedangkan di Indonesia, modernisasi kegiatan irigasi terlihat sejak tahun 1957 pada saat dimulainya pembangunan waduk Jati Luhur di Jawa Barat 2 1.3 PENGERTIAN IRIGASI Beberapa pengertian irigasi diantaranya Peraturan Pemerintah No. 20 Tahun 2006 tentang Irigasi (PP No 20., 2006), Irigasi adalah usaha penyediaan, pengaturan, dan pembuangan air irigasi untuk menunjang pertanian yang jenisnya meliputi irigasi permukaan, irigasi rawa, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa, dan irigasi tambak. Sedangkan maksud irigasi adalah: untuk mencukupi kebutuhan air di musim hujan untuk keperluan pertanian seperti membasahi tanah, merabuk, mengatur suhu tanah, menghindarkan gangguan hama dalam tanah dan sebagainya. Irigasi berfungsi mendukung produktivitas usaha tani guna meningkatkan produksi pertanian dalam rangka ketahanan pangan nasional dan kesejahteraan masyarakat, khususnya petani, yang diwujudkan melalui keberlanjutan sistem irigasi. Menurut Peraturan Pemerintah No. 23 Tahun 1982 (PP No. 23/1982) dan No. 77 Tahun 2001 (PP No.77/2001) tentang irigasi, bahwa Irigasi ialah usaha untuk penyedian dan pengaturan air untuk menunjang pertanian. Menurut No. 23 Tahun 1982, irigasi juga termasuk dalam pengertian drainase yaitu : mengatur air terlebih dari media tumbuh tanaman atau petak agar tidak mengganggu pertumbuhan maupun produksi tanaman. Sedangkan Small dan Svendsen (menyebutkan bahwa irigasi ialah : tindakan intervasi manusia untuk mengubah aliran air dari sumbernya menurut ruang dan waktu serta mengolah sebagian atau seluruh jumlah tersebut menaikkan produksi pertanian Menurut Peraturan Menteri Pekerjaan Umum nomor : 32/PRT/M/2007 dan Peraturan Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat RI Nomor: 17/PRT/M/2015). Irigasi adalah usaha penyediaan, pengaturan, dan pembuangan air irigasi untuk menunjang pertanian yang jenisnya meliputi irigasi permukaan, irigasi rawa, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa, dan irigasi tambak. Irigasi juga didefinisikan sebagai suatu proses pemberian air kepada suatu lahan secara tidak alami guna pertumbuhan tanaman. Pemberian air dalam kegiatan irigasi ini harus diiringi dengan drainase yaitu pembuangan air kelebihan pada lahan pertanian agar tidak mengganggu pertanian. Erman Mawardi mendefisinikan bahwa irigasi adalah usaha untuk memperoleh air yang menggunakan bangunan dan saluran buatan untuk keperluan penunjang produksi pertanian (Erman, 2007). Kata Irigasi berasal dari kata irrigate dalam bahasa Belanda dan irrigation dalam bahasa Inggris 1. Kegiatan irigasi tersebut, dapat dibagi dalam tiga tahap : 2. Tahap pengambilan air dari sumbernya melalui cara membendung sungai atau dengan cara memompa air dari sungai maupun air tanah. 3 3. Membawa air tersebut serta membagi air yang diambil ke lahan pertanian yang memerlukannya, melalui saluran atau pipa. 4. Membuang air kelebihan dari lahan pertanian kesungai utama atau langsung kelaut melalui saluran-saluran dan bangunan pembuang. Walaupun tujuan utama dari irigasi ini adalah pemberian air dan pembuangan air kelebihan, namun ada beberapa tujuan yang sering menjadi tujuan kegiatan irigasi (https:manfaat.co.id/ manfaat-irigasi), sebagai berikut :  Melancarkan aliran air ke lahan sawah Manfaat paling umum yang diketahui banyak orang dari adanya irigasi ini adalah untuk mengalirkan air menuju ke lahan persawahan. Air yang dialirkan ini dapat bersumber dari danau, waduk (bendungan), sungai, atau sumber air yang lainnya. Dari sumber-sumber air ini dibuatkan semacam jalan yang nampak seperti parit (terkadang berukuran besar) untuk kemudian ditujukan ke area lahan persawahan. Hal ini tentu akan sangat memudahkan lahan persawahan mendapatkan air, terlebih pada saat musim kemarau sehingga pada saat musim kemarau tiba tidak banyak lahan sawah yang kekeringan akibat kurangnya pasokan air.  Membasahi tanah persawahan Salah satu tujuan dialirkannya air ke lahan persawahan adalah membuat tanah persawahan menjadi basah. Tanah persawahan yang basah akan memudahkan tanah untuk ditanami. Selain itu, tanah yang sudah basah akan mempermudah proses pembajakan sawah, karena sebelumnya sudah gembur. Manfaat irigasi untuk membasahi tanah persawahan ini akan semkin terasa ketika terjadi pada daerah yang mempunyai curah hujan sedikit dan atau tidak menentu. Pembasahan tanah sawah ini memang sangat dibutuhkan. Namun pembasahan tersebut tidak asal basah saja, pembasahan lahan persawahan juga perlu diatur kadar airnya. Tidak dianjurkan bagi tanah persawahan yang terlalu basah sehingga air menggenang di dalamnya, bagitu pula dengan pembasahan yang terlalu sedikit. Oleh karena itu, pembasahan pada tanah sawah ini dapat diatur dengan menggunakan irigasi. Dengan demikian, irigasi berfungsi sebagai pembasah sekaligus pengontrol pembasahan tanah sawah tersebut. Salah satu manfaat untuk mengontrol pembasahan tanah sawah tersebut agar sawah dapat dialiri air sepanjang tahun, baik di musim kemarau maupun musim penghujan.  Mempermudah petani untuk mengairi lahan sawah Tujuan irigasi dibentuk agar sawah milik petani ini tidak terlalu sulit jika ingin mendapatkan air, terlebih ketika musim kemarau datang. Jadi, irigasi ini akan sangat memudahkan petani dalam memberikan pengairan terhadap lahan sawahnya. Jika sumber air 4 berada jauh dari sawah, maka petani tidak perlu bersusah payah untuk menimba air dan membawanya ke sawah karena sudah ada saluran irigasi yang akan membawa air ke lahan sawah tersebut.  Mencukupi kebutuhan air pada sawah Sebagaimana diketahui bersama bahwa sawah ini merupakan satu bidang atau lahan yang sangat membutuhkan banyak air agar tumbuhan yang ditanam di dalamnya tumbuh subur dan berbuah banyak sehingga petani bisa mendapatkan hasil panen yang melimpah.  Pemupukan. Pemupukan menjadi tujuan irigasi terutama pada irigasi yang menggunakan pipa dimana air irigasi dibubuhi pupuk sebelum masuk kedalam pipa. Dapat juga pemupukan ini terjadi secara alami karena air irigasi yang diberikan kepada tanaman memang berasal dari daerah yang ranahnya cukup baik sehingga air yang digunakan untuk irigasi juga mengandung unsur-unsur hara yang diperlukan oleh tanaman.  Kolmatase. Kolmatase adalah usaha meninggikan muka tanah dengan mengalirkan air yang mengandung lumpur ke permukaan tanah dan apabila lumpur ini mengendap, maka permukaan tanah akan bertambah tinggi. Untuk ini air irigasi ahrus mengandunglumpur dan kecepatan aliran harus cukup tinggi agar mampu membawa lumpur tadi dan sebaliknya pada lahan pertanian kecepatan alirannya harus cukup rendah sehingga sehingga memungkinkan pengendapan. Usaha kolmatasi ini dulu digunakan untuk menutup rawa-rawa di Pulau Jawa seperti di Purworejo dan Rawa Besar di lembah Kali Juwana.  Sebagai sarana pendukung ketahanan pangan Irigasi ini karena manfaatnya yang luar biasa bagi tanah persawahan dan juga bagi tanaman yang ada di dalamnya, maka irigasi ini dapat dikatakan sebagai salah satu sarana pendukung untuk ketahanan pangan yang ada di Indonesia. Jika tidak ada saluran irigasi, maka area persawahan kita mungkin akan mengalami kekeringan dan tanaman tidak dapat tumbuh dengan subur sehingga petani tidak akan mendapatkan panen yang banyak. Jika semua petani di Indonesia mengalami hal yang sama, tentu saja hal seperti ini akan sangat merugikan negara karena pasokan bahan makanan dari negeri sendiri hanya sedikit, dan pemerintah akan terpaksa mengimpor. Oleh karena itu, irigasi ini sangat penting, baik bagi petani, bagi tanaman sendiri, dan kita yang mengonsumsi hasil pertanian, dan juga bagi perekonomian negara kita sendiri. 5  Menyuburkan tanah Tanah yang dibasahi oleh air dari irigasi ini akan manjadi tanah yang subur. Hal ini karena biasanya air yang diambil dari sumber air dan akan dialirkan ke sawah tersebut mengandung lumpur dan berbagai macam zat hara lainnya. Hal ini menjadikan tanah perawahan menjadi tanah yang subur dan siap ditanami.  Untuk penggelontoran air Penggelontoran air adalah semacam pembersihan tanah sawah dari berbagai macam hal yang tidak berguna (sampah). Dengan menggunakan air irigasi ini, segala hal yang tidak berguna yang terdapat di area persawahan seperti kotoran, pencemaran atau limbah, sampah yang biasanya kita temukan di permukaan tanah sawah dapat digelontor ke tempat yang telah disediakan (saluran drainase) atau digelontor ke luar area persawahan. Dengan demikian akan menjernihkan area persawahn secara alami dan areal persawahan akan bebas dari sampah, kotoran, dan sebagainya.  Pencucian. Seringkali suatu lahan mempunyai produktifitas yang rendah karena tanahnya mengandung zat-zat yang merugikan tanaman seperti pada daerah rawa. Baik pada rawa pantai maupun rawa pedalaman, kemampuan lahan terbatas karena drainase terhambat. Terhambatnya drainase ini menyebabkan tanah mengandung senyawa-senyawa yang merugikan tanaman yang umumnya bersifat masam. Walaupun kemampuan lahan dapat ditingkatkan melalui drainase, namun kemampuan lahan ini akan cepat meningkat kalau pada lahan tersebut dapat dialirkan air segar, sehingga senyawa-senyawa yang merugikan tadi dapat dihanyutkan/dicuci.  Sebagai tempat budidaya tumbuhan atau hewan tertentu Manfaat irigasi yang satu ini merupakan manfaat tambahan di luar tujuan membangun irigasi, yaitu sebagai tempat untuk membudidayakan hewan maupun tumbuhan tertentu. Beberapa tumbuhan dapat ditanam disekitar aliran air, karena tanah di sekitar aliran air akan selalu lembap. Beberapa tanaman yang dapat ditanam di area itu antara lain adalah kangkung atau berbagai macam sayuran lainnya. Selain itu, saluran irigasi juga bisa dijadikan rumah bagi beberapa hewan air tertentu seperti beberapa macam ikan kecil, atau kepiting air tawar. Dengan keberadaan hewan-hewan kecil ini biasanya banyak anak-anak yang bermain di dekat aliran irigasi dan terkadang mandi di bawah pancuran air irigasi ini. 6  Sebagai penyimpan pasokan air Irigasi selain berguna untuk mengangkut dan menyalurkan air ke persawahan, ternyata juga berfungsi dengan baik sebagai penyimpan air agar tidak habis, terutama pada saat musim kemarau datang. Irigasi ini akan menyimpan cadangan air untuk dapat digunakan pada musim kemarau.  Mengendapkan zat garam Mengendapkan zat garam dari permukaan tanah ke lapisan bawah tanah sehingga kadar garam di permukaan tanah sawah menjadi berkurang.  Pelindung tanah Irigasi juga berfungsi sebagai pelindung tanah dari resiko terjadinya frost.  Pengatur suhu dalam tanah Irigasi berfungsi untuk menurunkan suhu dalam tanah sehingga lebih kondusif untuk masalah pertanian. Itulah beberapa manfaat dari irigasi yang dapat ditemukan di sekitar areal persawahan. Irigasi ini sangat penting keberadaannya. Dengan demikian, pembangunan irigasi ini harus selalu ditingkatkan dan bangunan irigasi ini harus dijaga dan dilestarikan. 1.4 KUALITAS AIR UNTUK PERTANIAN Pertanian berkelanjutan merupakan suatu upaya memelihara, memperpanjang, meningkatkan dan meneruskan kemampuan produktif dari sumberdaya pertanian untuk memenuhi kebutuhan konsumsi pangan. Guna mewujudkan pertanian berkelanjutan, sumberdaya pertanian seperti air dan tanah yang tersedia perlu dimanfaatkan secara berdaya guna dan berhasil guna. Kebutuhan akan sumberdaya air dan tanah cenderung meningkat dengan adanya pertambahan jumlah penduduk dan perubahan gaya hidup, sehingga kompetisi dalam pemanfaatannya juga semakin meningkat tajam baik antara sektor pertanian dengan sektor non-pertanian maupun antar pengguna dalam sektor pertanian itu sendiri (Sutanto, 2002) Pengelolaan air untuk memenuhi kebutuhan tanaman di lahan dapat dilakukan melalui irigasi. Namun, saat ini pemeliharaan irigasi dan air irigasi di Indonesia kurang diperhatikan. Oleh karena itu, kualitas air irigasi menjadi hal yang harus diperhatikan dengan baik agar produksi pertanian dapat memenuhi standar kuantitas maupun kualitas. Kualitas air untuk pertanian ini, harus tetap dijaga baik sebelum maupun sesudah memasuki areal pertanian. Dalam air terdapat berbagai macam zat terlarut di dalamnya dan berinteraksi langsung dengan sistem yang terdapat dalam setiap organisme hidup. Kualitas air merupakan salah satu aspek yang banyak mendapatkan perhatian dan pengelolaan sumber daya air. 7 Kualitas air secara umum menunjukkan mutu atau kondisi air yang dikaitkan dengan suatu kegiatan pemenuhan air untuk tanaman. Sebagai contoh: kualitas air untuk keperluan irigasi berbeda dengan kualitas air untuk keperluan air minum. Kualitas air mengacu pada kandungan polutan yang terkandung dalam air dan kaitannya untuk menunjang kehidupan ekosistem yang ada di dalamnya. Dalam memahami kualitas air, kita perlu mengetahui sifatsifat air terlebih dahulu Air irigasi yang disuplai ke petak pertanian dengan jumlah dan kualitas air, sesuai kebutuhan tanaman yang ditanam, dan mengalirkan kelebihan air ke tempat lain hingga tidak merusak tanaman. Air irigasi yang cukup dengan kualitas air yang sesuai dengan peruntukan tanaman dapat mendukung pertanian. Salah satu parameter yang digunakan untuk mengukur kualitas air adalah baku mutu air, yaitu batas kadar yang diperbolehkan bagi zat atau bahan pencemar dalam air tetapi masih sesuai dengan peruntukannya (Haslam, 1990) Sesuai keputusan Menteri Kependudukan dan Lingkungan Hidup Negara tentang Pedoman Penetapan Baku Mutu Lingkungan, air irigasi termasuk Golongan D yang diperuntukkan bagi pertanian dan dapat pula digunakan untuk usaha perkotaan, industri, dan listrik tenaga air. Persyaratan kualitas air golongan D ini lebih rendah disbanding golongan A, B, dan C yang berturut-turut diperuntukkan bagi air minum, mandi, serta peternakan dan perikanan. Berbagai persyaratan tersebut meliputi sifat fisik, kimia dan biologi. Sifat fisik memuat seperti kekeruhan dan warna kekeruhan air terkait padatan yang tersuspensi, sementara sifat kimia diantaranya adalah derajat keasaman, kadar O2 terlarut, serta padatan terlarut seperti nitrat fosfat dan residu pestisida. Untuk sifat biologi, parameter yang digunakan adalah jumlah mikroorganisme pathogen yang ada di dalam air (Anonim, 2010). Kualitas air dijabarkan dalam kekeruhan yang dinyatakan dalam NTU (Nephelometric Turbidity Units). Semakin banyak padatan tersuspensi dalam air maka air terlihat semakin kotor dan nilai NTU nya semakin tinggi. Nilai pH air mengindikasikan apakah air bersifat asam atau basa. Tingkat pH yang baik untuk air minum adalah antara 6,5 dan 8,5. Nilai pH di bawah 6,5 akan terlalu asam dan pH di atas 8,5 akan terlalu basa. Secara umum, kualitas air harus memenuhi syarat kesehatan yang meliputi persyaratan mikrobiologi, fisika, kimia dan radioaktif. Parameter kualitas air tersebut harus dipenuhi sesuai standar yang telah ditetapkan oleh Departemen Pertanian sebelum didistribusikan ke tanaman budidaya (Anonim, 2011). Pencemaran air dapat dijadikan indikator untuk penentuan kualitas air. Pencemaran air dikelompokkan menjadi empat, yaitu dari bahan organik, anorganik, zat kimia, dan 8 limbah. Bahan buangan organik biasanya berupa limbah yang dapat terdegradasi oleh mikroorganisme sehingga dapat meningkatkan perkembangan mikroorganisme. Sementara itu, bahan buangan anorganik berupa limbah yang tidak dapat membusuk dan mikroorganisme tidak dapat mendegradasinya. Macam-macam bahan anorganik berasal dari logam-logam seperti ion kalsium (Ca), ion timbal (Pb), ion magnesium (Mg), ion arsen (As), dan air raksa (Hg). Bila logam-logam tersebut mencemari air, maka akan menimbulkan akumulasi yang pada akhirnya menyebabkan air menjadi sadah dan mengganggu kesehatan manusia. Bahan buangan yang berasal dari zat kimia dihasilkan oleh sabun, pestisida, zat warna kimia, larutan penyamak kulit, dan zat radioaktif. Limbah adalah zat, energi atau komponen lain yang dikeluarkan/ dibuang akibat sesuatu kegiatan baik industry maupun non-industri. Limbah bisa merusak kualitas air untuk pertanian dan membahayakan kesehatan tanaman budidaya (Harmayani, 2007). Kondisi DAS dikatakan baik jika memenuhi beberapa kriteria, antara lain kualitas air baik dari tahun ke tahun, debit sungai konstan dari tahun ke tahun, ketinggian air muka tanah konstan dari tahun ke tahun, serta fluktuasi debit antara debit maksimum dan minmum kecil. Ini digambarkan dengan nisbah debit tersebut. DAS sendiri merupakan suatu sistem yang mempunyai potensi besar untuk mengalami polusi atau pencemaran. Komponen utama DAS yang berpotensi untuk tercemar adalah badan air dan tanah, yang selanjutnya akan berpengaruh pula pada makhluk hidup (manusia, hewan, dan tumbuhan) yang berinteraksi dengan komponen-komponen yang ada dalam sistem DAS atau daerah yang dipengaruhinya. Penurunan kualitas air di DAS (Machbub & Mulyadi, 2000), antara lain disebabkan oleh: a) meningkatnya kandungan sedimen dalam air sungai, b) sistem pembuangan air limbah industri di sepanjang aliran sungai sehingga terjadi pencemaran, c) limbah rumah tangga yang ikut mempengaruhi kualitas air dan d) akibat negatif intensifikasi pertanian. Dalam menentukan kualitas air dikenal tiga parameter utama, yaitu oksigen terlarut, kebutuhan oksigen biologis, dan kebutuhan oksigen kimia. Oksigen (O2) merupakan parameter penting dalam air. Sebagian besar makhluk hidup dalam air membutuhkan O2 untuk mempertahankan hidupnya, baik tanaman air maupun hewan yang hidup di air bergantung pada oksigen terlarut. Keseimbangan oksigen terlarut dalam air secara alamiah terjadi secara berkesinambungan (Isidoro & Aragüés, 2007). 9 Kriteria air yang bagus digunakan dalam sektor pertanian, antara lain air tersebut tidak memiliki konsentrasi garam yang tinggi karena dengan tingginya tingkat konsentrasi garam maka akan meningkatan tekanan osmotic yang berpengaruh dalam penghambatan pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Selain itu, air yang bagus digunakan untuk pertanian juga harus memiliki kandungan sodium yang rendah karena sodium terdapat di koloid tanah dan akan berfluktuasi sesuai penambahan air irigasi atau air hujan dan sistem koloid tanah, sebab air yang baik bagi pertumbuhan tanaman adalah yang bersodium rendah. Kriteria lain adalah nilai pH berkisar antara 6,5 – 8,4 atau pH netral, karena apabila pH tinggi atau lebih dari 8,5 sering ada HCO3- dan CO3- dalam konsentrasi tinggi atau disebut alkalinity. Selain itu, air yang baik untuk pertanian juga harus memilih nutrisi yang tidak berlebih karena apabila nutrisinya berlebih maka akan mengurangi kualitas hasil pertanian (Notohadiprawiro, 1998) Dalam usaha pemberian air untuk pertanian, maka tidak akan terlepas dari bangunanbangunan air. Bangunan ini direncanakan sesuai dengan keperluan dari sistem pengairan tersebut dalam mensuplay airnya ke lahan pertanian. Hal ini terkait dengan kondisi darerah yang direncanakan. Hidrolika merupakan bagian dari ilmu air yang diperlukan sebagai dasar untuk menentukan bangunan air. Seperti halnya mekanika teknik merupakan pengetahuan dasar untuk kontruksi. Tabel I.1 Pengelolaan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air (PP No 82, 2001) Parameter Fisika Temperatur Residu Terlarut Residu tersuspensi Satuan II C Deviasi 3 Deviasi 3 mg/L mg/L 1000 50 Deviasi 3 1000 50 6-9 6-9 6-9 5-9 2 10 6 0.2 10 3 25 4 0,2 10 6 50 3 1 20 12 100 0 5 20 Kimia Organik pH BOD COD DO Total fosfat sbq P NOs sebaqai N Kelas I mg/L mg/L mg/L mg/L mg/L III 1000 400 IV Keterangan Deviasi 5 Deviasi temperatur dari alamiahnya 2000 400 Bagi pengolahan air minum secara konvensional, residu tersuspensi  5000 mg/L Apabila secara alamiah di luar rentang tersebut, maka ditentukan berdasarkan kondisi alamiah Angka batas minimum 10 Tabel I.1 Pengelolaan Kualitas Air Dan Pengendalian Pencemaran Air (PP No 82, 2001) Parameter Satuan Kelas Keterangan I II III IV Barium mg/L 1 (-) (-) (-) Boron mg/L 1 1 1 1 Selenium mg/L 0.01 0,05 0,05 0,05 Kadmium mg/L 0.01 0.01 0.01 0.01 Khrom (VI) mg/L 0.05 0,05 0,05 1 Bagi penqolahan air minum secara konven Tembaga mg/L 0,02 0,02 0,02 0,2 sional. Cu 1 mq/L Bagi penaolahan air minum secara konven Besi mg/L 0.3 (-) (-) (-) sional. Fe  5 mq/L Baqi penqolahan air minum secara konven Timbal mg/L 0,03 0,03 0,03 1 sional.Pb <0,1 mq/L FISIKA Mangan mg/L 0.1 (-) (-) (-) Air Raksa mg/L 0.001 0.002 0.002 0.005 Bagi pengolahan air minum secara konvensional,Zn  5 Seng mg/L 0,05 0,05 0,05 2 mg/L Khlorida mg/L 600 (-) (-) (-) Sianida mg/L 0,02 0,02 0,02 (-) Fluorida mg/L 0,5 1/5 1,5 (-) Baqi penqolahan air minum secara konvensional,N02-N . Nitrit sebaqai N mg/L 0,06 0,06 0,06 (-) 1 mq/L Sulfat mg/L 400 (-) (-) (-) Kimia Organik Minyak dan lemak ug/L 1000 1000 1000 (-) keterangan mg = milligram ; ug = microgram ; ml = milliliter ; L = Liter ; 1.5. BIDANG HIDROLIKA DAN BANGUNAN AIR Pengertian bangunan air di sini adalah bangunan irigasi, pengendalian banjir, bangunan untuk tenaga air, pelabuhan, teknik penyehatan perlindungan pantai dan sebagainya. Pada bangunan air ini harus dihitung dan ditentukan : a) Banyaknya air pada pengambilan, pembuangan, pengaliran dalam suatu saluran terbuka atau tertutup (pipa). b) Pemakaian Tenaga air. c) Dinding penahan air ( tembok, turap dan sebagainya). d) Gelombang yang diakibatkan oleh angin, kapal berlayar, penutupan, pembukaan pintu air dan lain sebagainya. Tujuan dari ilmu hidrolika adalah mencari rumus atau hukum yang dapat mengambarkan peristiwa di atas dan diturunkan dari rumus atau hukum yang diketahui oleh mekanika. 11 Pokok dari tujuan ini adalah memanfaatkan peristiwa dan gejala alam untuk kepentingan kemanusiaan. Tanpa pokok ini tidak perlu kita memperdalam pengetahuan, karena akhirnya akan merusak lingkupngan hidup saja. Tetapi karena kurangnya pengetahuan kita mengenai alam maka rumus / formula tersebut tidak dapat menggambarkan peristiwa dengan sempurna. Oleh karena itu, perlu dimasukan koefisien yang ditentukan dari peninjauan atau pengamatan dalam alam atau dalam model percobaan. Dalam ilmu teknik sipil pengetahuan hidrolika diperlukan dalam : a. Merencanakan bangunan air. b. Memeriksa perhitungan dan perencanaan bangunan Air. c. Memeriksa dan menilai keadaan di lapangan dari bangunan air. d. Memeriksa dan menilai keadaan di lapangan dari bangunan air, sungai, pantai dan lain – lain aliran air serta akibatnya. karena tidak semua peristiwa alam dapat dihitung maka untuk menetapkan rencana suatu bangunan air yang penting diperlukan suatu penyelidikan model. Pada bahan ajar ini lebih ditekankan pada bangunan air, berupa bangunan pelengkap untuk irigasi lahan kering (daerah Irigasi). Dalam rangka peningkatan hasil pertanian, khususnya pertanian tanaman pangan diperlukan adanya perluasan areal sawah terutama yang beririgasi teknis. Data teknis yang lengkap dan akurat sangat diperlukan dalam kaitannya dengan perencanaan dan perhitungan yang cermat dengan pertimbangan berbagai aspek teknis maupun aspek lainnya, yang nantinya digunakan sebagai dasar pengembangan areal menjadi lahan pertanian beririgasi. Rencana pengembangan daerah irigasi ini didasarkan beberapa aspek yang meliputi :  aspek teknis yang berupa keadaan topografi,  tanah, hidrologi,  geologi dan irigasi,  aspek ekonomi yang meliputi biaya dan analisa ekonomi serta  aspek sosial meliputi kependudukan, kelembagaan, status lahan, dan usaha tani Desain suatu jaringan irigasi, khususnya bangunan air diperlukan cabang ilmu air yang berkaitan dengan hidrolika. Selain itu pula dalam perencanaan desain bangunan serta jaringan irigasi tersebut disesuaikan dengan kriteria – kriteria yang berlaku. Untuk mempermudah dalam pengistilahan nantinya maka diberikan beberapa pendefinisian mengenai istilah tersebut seperti berikut : 12 Bangunan Bagi adalah bangunan yang terletak pada saluran Primer yang membagi air ke saluran sekunder atau saluran sekunder yang membagi air ke saluran sekunder lainnya atau pada suatu titik cabang dan berfungsi untuk membagi aliran antara dua saluran atau lebih. Gambar 1.1 Bangunan Bagi yang terletak di Saluran Primer Bangunan Sadap merupakan bangunan yang menglirkan air dari aliran saluran primer dan atau saluran skunder ke saluran tersier penerima melalui pintu ukur. Gambar 1.2 Bangunan Sadap yang terletak di Saluran Primer Bangunan Bagi – Sadap adalah apabila pada suatu lokasi diperlukan adanya bangunan bagi dan bersamaan itu pula bangunan sadap yang merupakan kombinasi dari bangunan bagi dan bangunan sadap. Gambar 1.3 Bangunan Bagi Sadap yang terletak di Saluran 13 Bangunan Pengatur Muka Air adalah bangunan yang bersifat mengatur muka air di saluran pada elevasi yang dikehendaki. Termasuk disini bangunan-bangunan yang karena keadaan medan harus dibuat (bangnan terjun, got miring) sejak pada tahap perencanaan sudah diduga perlunya Pelimpah maupun yang di atur dalam eksploitasi. Gambar 1.4 Bangunan Ukurdan Got Miring Bangunan Terjun adalah bangunan air yang dibangun apabila muka air rencana dalam saluran cukup tinggi di atas medan sehinga timbunan saluran akan lebih tinggi maka muka air dalam saluran diturunkan dengan sarana bangunan terjun. Bangunan terjun terdiri dari dua yakni bangunan terjun tegak dan miring. Bangunan Got miring adalah suatu saluran dengan pasangan yang mempunyai kemiringan yang besar. Apabila medan mempunyai kemiringan melabihi yang diperlukan oleh dasar saluran, Sedangkan kalau dibangun terjun akan memerlukan beberapa buah bangunan, maka biasanya dibangun got miring dengan fungsi yang sama dengan bangunan Terjun. Pelimpah adalah apabila dikhawatirkan bahwa muka air di saluran akan naik sehinga membahayakan tanggul saluran baik karena masuknya air hujan lebat ataupun karena kemungkinan kekhilapan dalam eksploitasi maka perlu di bangun suatu pelimpah. Pelimpah tersebut dapat berupa pelimpah samping, Pelimpah heuvel ataupun pelimpah tengah. Pintu Pengatur Muka Air (Check Gate) adalah bangunan air untuk mengatur muka air agar dapat masuk ke saluran lain maka sebelah hilirnya dibangun pintu pengatur muka air yang biasanya di gabungkan menjadi satu dengan bangunan lainnya ( bangunan bagi atau Terjun) termasuk di sinuini balok Sekat. Siphon adalah Bangunan Silang berupa saluran tertutup yang mengalirkan air dibawah bangunan lain ( misalnya jalan ataupun saluran Lain) dengan aliran bersifat tertekan. 14 Talang adalah Bangunan air yang dibangun dimana air mengalir dengan permukaan bebas yang dibuat melintasi cekungan, Saluran , Sungai, Jalan ataupun sepanjang Lereng bukit. Bangunan ini dapat didukung dengan pilar atau Konstruksi lainnya. Talang Siphon adalah bangunan Air yang dibangun apabila suatu talang melintasi lembah yang cukup dalam sehingga tianggnya akan tinggi, Maka dapat dibuat bangunan kombinasi antara talang dan Siphon. Dasar bangunan terletak pada permukaan tanah tetapi aliran air tidak bersifat tertekan. Gorong-gorong adalah berupa saluran tertutup yang dibangun untuk melmbawa air irigasi yang melewati jalan lalu lintas ataupun Jalan Kereta Api. Boks Bagi adalah bangunan air yang digunakan untuk membagi-bagi air irigasi ke seluruh petak tertier dan kwarter. Dan dibangun diantara saluran-saluran. Bendung adalah bangunan air yang dibangun melintang sungai digunakan untuk menaikan tinggi muka air agar dapat mengairi lahan irigasi yang direncanakan. Beberapa Istilah Dalam Irigasi 1. Air adalah semua air yang terdapat pada diatas maupun dibawah permukaan tanah, termaksuk dalam pengertian ini air permukaan, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa, dan irigasi tambak. 2. Irigasi adalah usaha penyediaan dan pengaturan air untuk menunjang pertanian, yang jenisnya meliputi irigasi permukaan, irigasi air bawah tanh, irigasi pompa, dan irigasi tambak. 3. Daerah irigasi adalah kesatuan wilayah yang mendapat air satu jaringan irigasi. 4. Jaringan irigasi adalah saluran, bangunan dan bangunan perlengkapannya yang merupakan satu kesatuan dan diperlukan untuk mengatur air irigasi mulai dari penyediaan, pengambilan, pembagian, pemberian, penggunaan, dan pembangunannya. 5. Jaringan utama adalah jaringan irigasi yang berada dalam satu sistem irigasi mulai dari bangunan utama, saluran induk(primer), sal;uran sekunder, dan bangunan sadap serta bangunan pelengkapnya. 6. Jaringan tersier adalah jaringan irigasi yang berfungsi sebagai prasarana air dalam ssaluran tersier, saluran pembagi yang terdiri dari saluran pembawa yang di sebut saluran tersier, saluran pembagi tersebut saluran kwarter dan saluran pembuang berikut serta kelengkapannya. 7. Petak irigasi adalah petak lahan yang memperoleh air irigasi. 15 8. Petak tersier adalah kumpulan petak irigasi yang merupakan satu kesatuan dan mendapatkan air irigasi melalui saluran tersier yang sama. 9. Penyediaan air irigasi adalah penentuan banyaknya air persatuan waktu dan satuan pemberian air yang dapat dipergunakan untuk menunjang pertanian. 10. Pembagian air irigasi adalah pemberian alokasi air dari jaringan utama ke petak tersier dan kwarter. 11. penggunaan air irigasi adalah pemanfaatan air dilahan pertanian. 12. Pembuangan/drainase adalah pengalihan /kelebihan air irigasi yang sudah tidak dipergunakan lagi pada daerqah irigasi tertentu. 13. Sumber air adalah tempat atau wadah air alami dan /atau buatan yang terdapat pada, diatas, ataupun dibawah permukaan tanah. 14. Sistem irigasi meliputi prasarana irigasi, air, irigasi, manajemen irigasi, kelembagaan pengelolaan irigasi, dan sumber daya manusia. 15. Pengaturan air irigasi adalah kegiatan yang meliputi pembagian, pemberian, dan penggunaan air irigasi. 16. Jaringan irigasi primer adalah bagian dari jaringan irigasi yang terdiri bangunan utama, saluran induk/ primer, saluran, bangunan sadap, dan bangunan pelengkapnya. 17. Jaringan irigasi sekunder adalah bagian dari jaringan irigasi yang terdiri dari saluran sekunder, saluran pembuangannya, bangunan bagi, bangunan bagi sadap, bangunan sadap, dan pelengkapnya. 18. Cekungan air tanah adalah suatu wilayah yang dibatasi oleh batas hidrogeologis, tempat semua kejadian hidrogeologis seperti proses pengimbuhan, pengaliran, dan pelepasan air tanah berlangsung. 19. Jaringan irigasi air tanah adalah jaringan irigasi yang airnya berasal dari air tanah, mulai dari sumur dan instalasi pompa sampai dengan saluran irigasi air tanah termasuk bangunan didalamnya. 20. Saluran irigasi air tanah adalah bagian dari jaringan irigasi air tanah yang dimulai setelah bangunan pompa sampai lahan yang diairi. 21. Jaringan irigasi desa adalah jaringan irigasi yang dibangun dan dikelola oleh masyarakat desa atau pemerintah desa. 22. Masyarakat petani adalah kelompok masyarakat yang bergerak dalam bidang pertanian, baik yang telah tergabung dalam organisasi perkumpulan petani pemakai air maupun petani lainnya yang belum tergabung dalam organisasi perkumpulan 16 petani lainnya yang belum tergabung dalam organisasi perkumpulan petani pemakai air. 23. Perkumpulan petani pemakai air adalah kelembagaan pengelolaan irigasi yang menjadi wadah petani pamakai air dalam suatu daerah pelayanan irigasi yang dibentuk oleh petani pemakai air sendiri secara demokratis, termasuk lembaga lokal pengelola irigasi. 24. Hak ulayat air adalah hak adat masyarakat untuk memanfaatkan air dan sumber air untuk irigasi. 25. Hak guna air untuk irigasi adalah hak untuk memperoleh dan memakai atau mengusahakan air dari sumber air untuk kepentingan pertanian. 26. Hak guna pakai air untuk irigasi adalah hak untuk memperoleh dan memakai air dari sumber air untuk kepentingan pengusahaan pertanian. 27. Hak guna usaha air untuk irigasi hak untuk memperoleh dan mengusahakan air dari sumber air untuk kepentingan pengusahaan pertanian. 28. Komisi irigasi kabupaten/ kota adalah lembaga koordinasi dan komunikasi antara wakil pemerintah kabupaten/ kota, wakil perkumpulan petani pemakai air tingkat daerah irigasi, dan wakil pengguna jaringan pada kabupaten/ kota. 29. Komisi irigasi provinsi adalah lembaga koordinasi dan komunikasi antara wakil pemerintah provinsi, wakil perkumpulan petani pemakai air tingkat daerah irigasi, wakil pengguna jaringan irigasi pada provinsi, dan wakil komisi irigasi kabupaten/ kota yang terkait. 30. Pengembangan jaringan irigasi adalah pembangunan jaringan irigasi baru dan/ atau peningkatan jaringan irigasi yang sudah ada. 31. Pembangunan jaringan irigasi adalah seluruh kegiatan penyediaan jaringan irigasi diwiliyah tertentu yang belum ada jaringan irigasinya. 32. Peningkatan jaringan irigasi adalah kegiatan meningkatan fungsi dan kondisi jaringan irigasi yang sudah ada atau kegiatan menambah luas areal pelayanan pada jaringan irigasi yang sudah ada atau kegiatan yang menambah luas areal pelayanan pada jaringan irigasi yang sudah ada dengan mempertimbangkan perubahan kondisi lingkungan daerah irigasi. 33. Pengelolaan jaringan irigasi adalah kegiatan meliputi operasi, pemeliharaan, dan rehabilitasi jaringan irigasi di daerah irigasi. 17 34. Operasi jaringan irigasi adalah upaya pengaturan air irigasi dan pembuangannya, termasuk kegiatan membuka, menutup pintu bangunan irigasi, menyusun rencana pembagian air, melaksanakan kalibrasi pintu/ bangunan, mengumpulkan data, memantau, dan megevaulasi. 35. Pemeliharaan jaringan irigasi adalah upaya menjaga dan mengamankan jaringan irigasi agar selalu dapat berfungsi dengan baik guna memperlancar pelaksanaan operasi dan mempertahankan kelestariannya. 36. Rehabilitasi jaringan irigasi adalah kegiatan perbaikan jaringan irigasi guna mengembalikan fungsi dan pelayanan irigasi seperti semula. 37. Pengelolaan aset irigasi adalah proses manajemen yang terstruktur untuk perencanaan pemeliharaan dan pendanaan sistem irigasi guna mencapai tingkat pelayanan yang ditetapkan dan berkelanjutan bagi pemakai air irigasi dan pengguna jaringan irigasi dengan pembiayaan pengelolaan aset irigasi seefesien mungkin. 38. Forum koordinasi daerah irigsi adalah sarana konsultasi dan komunikasi antara perkumpulan petani pemakai air, petugas pemerintah, provinsi, dan kabupaten, dan jaringan irigasi lainnya dalam rangka pengelolaan irigasi yang jaringannya berfungsi multiguna pada suatu daerah irigasi. 39. Perkumpulan petani pemakai air/ keujruen blang adalah lembaga kepengurusan air irigasi di Provinsi Aceh 40. Pemberdayaan keujruen blang upaya penguatan dan penigkatan kemampuan perkumpulan petani pemakai air yang meliputi aspek kelembagaan, teknis, dan pembiayaan dengan dasar keberpihakan kepada petani melalui pembentukan, pelatihan, pendampingan dan menumbuhkembangkan partisipasi. 41. Garis sepadan irigasi adalah batas pengamanan bagi saluran dan atau bangunan irigasi dengan jarak tertentu sepanjang saluran dan sekeliling bangunan. 42. Daerah sempadan irigasi adalah kawasan sepanjang saluran dan sekeliling bangunan irigasi diluar jaringan irigasi yang dibatasi oleh garis sempadan untuk mengamankan jaringan irigasi. 43. Pengamanan daerah sempadan irigasi adalah upaya pengetahuan dan penertiban terhadap pemamfaatan daerah irigasi. 44. Pengawasan daerah sempadan adalah upaya memantau tindakan- tindakan yang terjadi didaerah sempadan. 18 45. Penyidik adalah pejabat polisi NKRI, pejabat atau pegawai negeri sipil yang diberi tugas dan wewenang khusus oleh UU melakukan penyidikan. 46. Pengamat irigasi adalah petugas irigasi yang bertanggung jawab untuk mengelola areal irigasi seluas 5.000-7.500 Ha. 47. Juru irigasi adalah petugas irigasi yang bertanggung jawab untuk mengelola areal irigasi seluas 750-1.500 Ha. 48. Penjaga pintu bendung adalah petugas irigasi yang bertanggung jawab terhadap operasional pintu bendung, 1 (satu) orang perbendung dapat ditambah bila bendung besar. 49. Penjaga pintu air adalah petugas irigasi yang bertanggung jawab operasional bangunan sadap dan bangunan bagi, dimana setiap per 3-5 pintu sepanjang 2-3 km. 19 BAB 2 PEMBERIAN AIR IRIGASI 2.1 CARA-CARA PEMBERIAN AIR IRIGASI. 2.1.1 Irigasi Permukaan atau Genangan. Petak-petak sawah dengan irigasi genangan di Indonesia umumnya mempunyai bentuk seperti Gambar 2.1. Pemberian air dengan cara irigasi genangan atau permukaan ini dilakukan dengan cara menggenangi lahan pertanian degan air irigasi. Air ini dibawa dari sumbernya dengan menggunakan saluran tanah. saluran pasangan atau pipa - pipa. Gambar 2.1. Petak Sawah Genangan. pada Irigasi 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 yang mempunyai permeabilitas yang tinggi. Sehingga rembesan dan perkolasinya tinggi. sistem ini sebaiknya tidak digunakan. Penggunaan saluran tanah atau tanpa perkuatan, dilakukan kalau tanah dasar cukup baik sehingga kehilangan debit akibat rembesnya air pada saluran tidak terlalu besar. 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. 2.1.2 Irigasi Siraman (Sprinkler Irrigation). Irigasi siraman adalah 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 efisien. 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. 20 d. Lahan mudah tererosi. e. Tanah mempunyai permeabilitas sangat tinggi atau sangat rendah. f. Kedalaman 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. Gambar 2.2. Irigasi Siraman. 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. 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. 21 Pada 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. 2.1.3 Irigasi Tetesan ( Drip/Trickle Irrigation ). Irigasi tetesan ini pada prinsipnya mengalirkan air kepemukaan tanah melalui pipa plastik yang berlubang lubang yang diletakkan ditanah pada dasar jajaran tanaman. Untuk menjaga agar banyaknya air yang keluar selalu konstan, maka pada lubang-lubang ini dipasang emiter, yaitu pengatur aliran keluar dengan jarak yang tetap sepanjang pipa pemberi. Air yang keluar dari emiter ini hanya menetes dengan debit kurang darl 5 liter perjam. membentuk jalur sepanjang jajaran tanaman atau keliling basah sekitar tiap-tiap tanaman. Daerah yang dibasahi oleh sebuah emiter. tergantung pada : a. Tekstur tanah. Semakin halus semakin meluas, tapi kalau teksturnya kasar, daerah yang dibasahi akan menyempit dan lebih masuk kedalam tanah. b. Debit yang keluar. Semakin besar debit, semakin luas daerah yang dibasahi. c. Frekwensi pemberian. Gambar. 2.3. Irigasi Tetesan Frekwensi pemberian yang berarti pula banyak air yang diberikan. Keuntungan dari sistem ini ialah : a. Kecepatan pemberian air dapat diatur sesuai dengan pemakaian konsumtif tanaman. b. Perkolasi dapat dihindari karena air tidak sampai keluar atau kebawah daerah perakaran. c. Penguapan pada permukaan tanah diperkecil, sesuai dengan bagian yang dibasahi, d. dari kedua hal terakhir berarti pula efisiensi penggunaan air dapat lebih tinggi. 22 e. Pemupukan dapat diberikan langsung dengan melarutkan pupuk dalam air yang diberikan kepada tanaman. f. Mengurangi kebutuhan penyemprotan dan penaburan pestisida. karena pestisida yang disemprot- kan/ditaburkan ke daun tidak tercuci oleh pemberian air seperti pada irigasi sprinkler. Gambar. 2.4. Irigasi Tetesan g. Tidak mengganggu pembungaan dan pembuahan karena tidak ada titik air yang menjatuhi bunga. h. Kemungkinan naiknya garam keatas permukaan tanah dapat dihindari karena pemberian air tidak sampai mencapai muka air tanah. i. Mengurangi tumbuhnya rumput liar karena yang diairi hanya sekitar tanaman. j. Biaya pemeliharaan relatif lebih murah. Namun demikian ada kerugian/kesulitan digunakannya sistem ini : a. Biaya investasi yang cukup besar. b. Seringkali terjadi penyumbatan emiter, karena tekanan air yang rendah tidak akan mampu mendorong keluar butir-butir tanah yang menyumbat emiter. Untuk itu air yang dipakai harus disaring dulu. c. Pemeriksaan emiter tidak mudah dan memerlukan banyak waktu. 2.1.4 Irigasi Bawah Permukaan. Sistem irigasi bawah permukaan ini pada prinsipnya adalah membasahi langsung daerah perakaran. Sistem irigasi dapat dikombinasikan dengan sistem drainase, katau saluran atau pipa untuk pembasahan dapat digunakan juga untuk membuang air kelebihan. Irigasi bawah permukaan yang sistem drainasenya menggunakan pipa tanah liat. Kenaikan muka air tanah sesuai dengan muka air pada pipa seperti Gambar 2.5. Gambar 2.5. Kenaikan Muka Air Tanah Akibat Irigasi Bawah Permukaan. 23 Kondisi yang cocok untuk penerapan sistem ini ialah : a. Lapisan tanah bawah yang kedap air pada kedalaman yang layak (sekitar 2 sampai 3 meter) atau muka air tanah yang tinggi. b. Tanah agak lulus air (permeabel) seperti geluh atau ge1uh pasiran pada daerah perakaran. c. Kondisi topografi yang uniform/seragam. d. Kemiringan medan yang hampir landai. e. Kualitas air irigasi yang baik. Di Indonesia sistem irigasi ini banyak digunakan pada daerah rawa pasang surut, dimana pemberian air irigasi mengandalkan kenaikan muka air tanah dari saluran yang ada secara kapiler. Pada waktu air pasang air masuk ke saluran, namun tidak sampai menggenangi lahan. Kenaikan muka air disaluran diharapkan dapat menaikkan muka air tanah. Untuk itu pada lahan paertanian dibuat saluran-saluran yang sejajar yang jaraknya sekitar 50 meter sampai 100 meter, dimana dengan jarak ini kenaikan muka air tanah masih diperkirakan cukup. Pada waktu air surut, muka air di saluran juga turun dan penurunan ini juga akan menurunkan muka air tanah. 2.2 Tingkatan Jaringan Irigasi. Berdasarkan cara pengaturan, pengukuran aliran air dan lengkapnya fasilitas, jaringan irigasi di Indonesia menurut Standar Perencanaan Irigasi dari Dirjen Pengairan Departemen PU, dibagi atas 3 tingkatan :  Jaringan Irigasi Sederhana.  Jaringan Irigasi Semi Teknis.  Jaringan Irigasi Teknis. 2.2.1 Jaringan Irigasi Sederhana. Gambar 2.6. Persawahan Irigasi Sederhana. Pada jaringan irigasi sederhana ini pembagian air tidak diukur maupun diatur. Jaringan irigasi sederhana ini umumnya merupakan jaringan irigasi yang dibangun sendiri oleh masyarakat petani tanpa bantuan pemerintah, dengan membendung sungai dengan tumpukan batu atau bendungan dari tanah. Dengan demikian, maka ciri-ciri jaringan irigasi sederhana ini adalah : 1. Tidak memiliki bangunan-bangunan pengatur untuk membagi air. 24 2. Bangunan penyadap air di sungai umumnya mempunyai konstruksi semi permanen dan cenderung setiap kelompok petani atau desa memiliki bangunan penyadapan sendirisendiri. 3. Umur bangunan pendek karena rawan mengalami kerusakan pada waktu banjir. 4. Saluran yang ada mempunyai fungsi ganda : sebagai saluran pemberi dan sebagai saluran pembuang. 5. Saluran umumnya memotong garis kontur, sehingga mempunyai kemiringan memanjang yang cukup curam sehingga kecepatan alirannya cukup tinggi. 6. Tingkat penggunaan air cukup boros, sehingga hanya diterapkan pada sungai yang mempunyai debit berlimpah. 7. Luas areal tidak besar akibat effisiensi penggunaan air yang rendah. Gambaran suatu jaringan irigasi sederhana pada (Gambar 2.7). Pada gambar tersebut nampak bahwa bangunan penyadap sungai dalam bentuk pengambilan bebas ada dua buah sesuai jumlah kampung/desa yang ada. Saluran irigasi yang berfungsi sebagai saluran pembuang, memotong garis kontur. Gambar 2.7 Jaringan Irigasi Sederhana. 25 2.2.2 Jaringan Irigasi Semi Teknis. Pada jaringan irigasi semi teknis ini pembagian air diatur namun tidak diukur. Pengaturan pembagian air dilakukan dengan melengkapi jaringan dengan bangunan pembagi air, sedangkan bangunan penyadap di sungai sudah menggunakan bangunan yang permanen. Jaringan irigasi semi teknis ini umumnya merupakan peningkatan jaringan irigasi sederhana yang ada. Tuntutan akan peningkatan inin umumnya karena lusa sawah yang terus bertambah, sedangkan sumber air tetap, sehingga langkah yang dapat dilakukan adalah mengeffektifkan penggunaan air dengan mengatur pembagian airnya. Dengan demikian, maka ciri-ciri jaringan irigasi sederhana ini adalah : 1. Sudah memiliki bangunan-bangunan pengatur untuk membagi air, namun tidak dilengkapi dengan alat ukur. 2. Bangunan penyadap air di sungai umumnya mempunyai konstruksi permanen serta melayani suatu areal yang cukup luas. 3. Umur bangunan panjang karena tidak rawan mengalami kerusakan pada waktu banjir. 4. Saluran yang ada mempunyai fungsi ganda : sebagai saluran pemberi dan sebagai saluran pembuang 5. Saluran ada yang memotong garis kontur dan ada pula yang mengikuti garis kontur. 6. Tingkat penggunaan air sudah mulai hemat, karena sudah dapat melakukan penggiliran pembagian air Luas areal dapat lebih besar akibat efisiensi penggunaan air yang memadai. 8. Petak tersier belum dikembangkan sepenuhnya dan bangunan tersier masih jarang digunakan. Gambaran suatu jaringan irigasi semi teknis, seperti Gambar 2.8. Jaringan semi teknis merupakan peningkatan dari jaringan irigasi sederhana. Pada gambar tersebut nampak bahwa dengan dibangunnya bendung permanen, bangunan penyadap sungai yang sebelah Gambar 2.8. Jaringan Irigasi Semi Teknis 26 hilir tidak lagi difungsikan sebagai bangunan penyadap. Pada jaringan irigasi semi teknis ini petani yang memanfaatkan jaringan irigasi sudah harus membentuk perkumpulan untuk mengatur pembagian air, terutama kalau sudah memerlukan penggiliran pembagian air. 2.2.3 Jaringan Irigasi Teknis. Pada jaringan irigasi teknis ini pembagian air sudah diupayakan optimal dengan mengatur maupun mengukur banyaknya air yang diperlukan pada setiap petak sawah. Pengaturan pembagian air dilakukan dengan melengkapi jaringan dengan bangunan pembagi air, sedangkan pengukuran dilakukan dengan bangunan pengukur yang terpisah dengan bangunan pembagi atau dengan menggunakan pintu ukur yang dapat mengukur dan sekaligus mengukur banyaknya air seperti pintu Romijn. Jaringan irigasi teknis ini umumnya merupakan peningkatan dari jaringan irigasi semi teknis yang ada. Tututan akan peningkatan jaringan irigasi semi teknis menjadi jaringan irigasi teknis adalah bertambah luasnya sawah yang perlu diairi sejalan pertambahan penduduk di desa yang bersangkutan, sedangkan debit sungai yang ada tetap atau bahkan semakin berkurang. Dengan demikian, maka ciri-ciri jaringan irigasi sederhana ini adalah : 1. Sudah memiliki bangunan-bangunan pengatur untuk membagi air, yang telah dilengkapi dengan alat ukur. 2. Bangunan penyadap air di sungai maupun bangunan pembagi airnya mempunyai konstruksi permanen serta melayani suatu areal yang cukup luas. 3. Umur bangunan panjang karena tidak rawan mengalami kerusakan pada waktu banjir. 4. Sudah terjadi pemisahan fungsi saluran yang ada, antara sebagai saluran pemberi dan sebagai saluran pembuang. 5. Saluran ada yang memotong garis kontur dan ada pula yang mengikuti garis kontur. 6. Tingkat penggunaan air sudah hemat, karena sudah dapat melakukan penggiliran pembagian air maupun banyaknya air yang diberikan sudah diukur. 7. Luas areal cukup besar akibat effisiensi penggunaan air yang baik. 8. Petak tersier sudah dikembangkan sepenuhnya, dimana setiap petak tersier mempunyai satu titik pengambilan dan satu titik pembuangan. 9. Bangunan tersier sudah ada di setiap petak terseir. Gambaran suatu jaringan irigasi teknis yang merupakan peningkatan dari jaringan irigasi, seperti pada Gambar 2.9. yang merupakan peningkatan semi teknis terdahulu. Pada gambar tersebut nampak bahwa pembagian petak terseir telah dilakukan sepenuhnya dan 27 saluran pemberi terpisah dari saluran pembuang. Pada jaringan irigasi teknis ini petani yang memanfaatkan jaringan irigasi sudah harus membentuk perkumpulan untuk mengatur pembagian air, terutama pada petak tersier. Untuk pembagian air tingkat jaringan utama dilakukan oleh petugas pengairan yang bekerja sama dengan perkumpulan petani. Gambar 2.9 . Jaringan Irigasi Teknis. 28 BAB 3 HUBUNGAN AIR, TANAH, UDARA DAN TANAMAN 3.1 Keseragaman Tanaman dan Jenis Tanah Keseragaman jenis tumbuh-tumbuhan menunjukkan adanya pengaruh iklim yang kompleks. Jenis tumbuhan-tumbuhanya akan berbeda pada daerah beriklim tropis dan beriklim dingin. Sehingga kebutuhan air untuk tanaman pun akan berbeda dalam kaitannya untuk pertumbuhan. Selain air, tanaman juga memerlukan media atau tempat untuk tumbuh yang dinamakan dengan tanah. Tanah yang baik untuk usaha pertanian yakni :  Tanah yang mudah dikerjakan.  Bersifat produktif  Suatu tanah yang subur ( banyak mengandung unsur hara)  Tanah tersebut juga memberikan kesempatan pada tanaman untuk tumbuh dengan mudah.  Tanah tersebut dapat menjamin sirkulasi air dan udara secara baik pada zone perakaran.  Tanah memiliki persediaan hara dan persediaan kelembaban yang cukup. Tanah tersusun dari bahan-bahan mineral dan organik. Tanah yang tersusun dengan unsur mineral yang lebih banyak dinamakan dengan tanah mineral. Misalnya pasir, lumpur atau lempung. Tanah yang tersusun dengan unsur organik yang lebih banyak dinamakan dengan tanah organik. Tanah bila ditinjau dari unsur asalnya dapat dikelompokan kedalam beberapa bagian, yakni :  Tanah hasil pelapukan kulit bumi, baiik secara kimia maupun secara fisik. Dan selama pembentukannya mendapat pengaruh dari tanaman.  Tanah endapan aerolian (loss) yang terutama tanah sebagai hasil pengendapan oleh angin.  Tanah aluvial, yakni tanah hasil pengendapan oleh air disepanjang jalur aliran sungai. 29 Tanah bila ditinjau dari letak dalam lapisan tanah dikelompokan kedalam beberapa bagian, yakni :  Tanah bagian atas yang mengalami usaha pengolahan tanah atau tanah permukaan (surface–soil), misalnya untuk pertanian , pencangkulan pembajakan dan sebagainya.  3.2 Tanah di bawah permukaan (subsoil), untuk perakaran tanaman dan perambatan air. Komposisi Tanah. Komposisi tanah untuk tanah pertanian umumnya memiliki tanah mineral dengan kandungan bahan organik atau humus, yang relatif berjumlah sedikit. Udara dan air mengisi pori-pori diantarannya dianggap sebagai unsur senyawa tanah. Dengan demikian yang dinamakan tanah sebenarnya memiliki 3 komponen yakni : air, udara, dan tanah. Kandungan air dan udara dalam tanah jumlahnya berubah-ubah tetapi butir-butiran tanah relative tetap. Butir tanah mineral diklasifikasikan sebagai pasir, lumpur ataupun lempung. Menurut besarnya ukuran butiran perbandingan unsur air, udara, dan tanah merupakan faktor yang penting yang mempengaruhi kehidupan dan pertumbuhan tanaman. Gambar 3.1 . Keberadaaan Air dan Udara pada Pori-pori Tanah. Supaya penyerapan hara dapat lancar dan tanaman dapat hidup dengan baik, maka perbandingan antara butir-butir air, udara, dan tanah. Perlu diusahakan agar memenuhi nilai dalam batas-batas tertentu. Cara yang dilakukan untuk pengaturan kadar air dan udara dalam tanah adalah dengan cara kombinasi antara sistem irigasi dan drainasi. Pada saat kadar air kurang, maka saluran pemberi (supply-channel) memberikan air untuk keperluan menaikan kadar air, dan pada saat kelebihan air saluran drainase bertugas untuk mengalirkan kelebihan air dari areal usaha tani. 30 Gambar 3.2 . Profil Tanah 3.3 Kedududukan Air Dalam Tanah Kedudukan air dalam tanah dapat dilukiskan sebagaimana Gambar 3.3: Gambar 3.3 . Ilustrasi Skematik Kedudukan Air dalam Tanah Dibawah permukaan tanah, pori-pori tanah mengandung air dan udara dengan jumlah yang berubah-ubah. Setelah air hujan jatuh dipermukaan tanah, air hujan dapat bergerak ke bawah melalui zone aerasi, sebagian lagi mengisi pori-pori tanah. dan tinggal dalam pori ditahan oleh gaya kapiler atau gaya tarik menarik molekul disekililing butir-butir tanah. Air yang berada pada lapisan atas dari zone aerasi dinama Lengas tanah. Apabila kapasitas menahan air tanah pada zone aerasi telah terpenuhi, air akan bergerak kebawah menuju zone saturasi. Air pada zone saturasi ini dinamakan air tanah. Di atas zone saturasi terdapat air kapiler, yang berasal dari air hujan dan air dari air tanah yang terangkat oleh gaya –gaya kapiler. 31 3.4 Lengas Tanah yang Sesuai untuk Tanaman. Tanaman membutuhkan air, oleh karena itu zone perakaran perlu tersedia lengas tanah yang cukup. Air yang diberikan tidak boleh berlebihan, pemberian air harus sesuai dengan kebutuhan dan sifat-sifat tanah serta tanaman. Sebagai contoh padi adalah satu jenis tanaman yang tahan terhadap pengenangan, tetapi kacang kedelai akan mati bila zone perakaran terdapat terlalu banyak air. Beberapa jenis tanaman untuk lahan pertanian, tidak boleh terdapat kelebihan air karena akan menganggung dalam perakarannya serta tanaman akan kekurangan oksigen sehingga produksi mejadi tidak baik. Pada suatu areal yang memiliki sistem drainase yang baik, pemberian air secara berlebihan akan menaikkan permukaan air tanah. Apabila pemberian air tanah berlebihan tersebut berlangsung terus menerus maka permukaan tanah dapat memasuki zone perakaran dan sebagian akan menjadi busuk. Untuk menentukan kondisi lengas tanah yang sesuai dengan areal irigasi, maka diperlukan tinjauan mengenai jumlah lengas yang dapat diambil oleh akar dan dapat dipakai untuk pertumbuhan tanaman. Jumlah lengas yang dapat dimanfaatkan tanaman tersebut adalah terbatas. Kadar lengas tanah dalam tanah dipengaruhi oleh volume ruang pori-pori diantara butir-butir tanah. Dan gaya tarik butir yang memegang suatu lapis tipis air sekeliling butir dengan kuat. Sehingga akar tidak mampu menyerap air dari lapis tipis tersebut. Apabila ruang-ruang pori tani penuh air, tanah dikatakan dalam suatu keadaan jenuh. Kondisi jenuh ini selalu dijumpai pada tanah dibawah permukaan air tanah. Yakni zone saturasi. Keadaan yang jenuh ini pada umumnya tidak terjadi pada zone aerasi. Apabila terjadi kondisi jenuh pada zone aerasi umunya hanya pada suatu daerah tipis dibawah permukaan tanah. Dan kondisi ini terbentuk saat segera sesudah pemberian air irigasi atau sesudah hujan. Pada areal yang mempunyai sistem drainase yang baik keadaan jenuh pada zone perakaran dapat ditiadakan oleh perkolasi yang terjadi. Sebelum timbul gangguan yang berarti pada tanaman. Terdapat dua sifat penting dalam kaitan dengan lengas tanah yakni kapasitas lapang dan titik layu permanen.  Kapasitas Lapang Kapasitas lapang adalah kondisi ketika komposisi air dan udara di dalam tanah berimbang. Kondisi ini dapat kita lihat seperti pada contoh pot yang telah disiram air hingga jenuh yang mengentaskan semua air hingga tak ada lagi air yang keluar dari 32 lubang yang terdapat pada bagian bawah pot. Hampir semua tanaman menyukai tanah pada kondisi kapasitas lapang. Dalam kondisi kapasitas lapang, udara menempati pori makro tanah sedangkan air hanya terdapat dalam pori mikro tanah. Air yang terdapat dalam pori mikro tanah tersebut dikenal dengan istilah air tersedia atau air perkolasi. Air tersedia adalah air yang dapat diambil oleh tanaman, terdapat di antara kondisi kapasitas lapang dan kondisi titik layu permanen. Air tersedia berbentuk larutan yang mengandung berbagai unsur hara yang diperlukan untuk pertumbuhan tanaman. Kemampuan tanah untuk menyimpan air tersedia sangat dipengaruhi oleh struktur pembentuk tanah tersebut yakni liat, lempung, dan pasir Titik Layu Permanen  Titik layu permanen adalah kandungan air tanah dimana akar-akar tanaman mulai tidak mampu lagi menyerap air dari tanah, sehingga tanaman menjadi layu. Tanaman akan tetap layu baik pada siang ataupun malam hari. meskipun ke dalam tanah ditambah lengasnya/ tidak bisa segar kembali meskipun tanaman ditempatkan ke dalah ruangan yang jenuh uap air. Hal ini terjadi karena peristiwa plasmolisis.Plasmolisis yang terjadi pada sel tanaman sudah lanjut dan sel terlanjur mati, meskipun tanaman disiram deplasmolisis tidak akan terjadi, tanaman mati. Karakteristik titik layu permanen adalah sebagai berikut: 3.5 a) Air yang ada berupa air higroskopis b) Batas bawah air tersedia c) Ditentukan dengan mengukur kandungan lengas pada saat tanaman indikator d) layu, dan tidak dapat segar kembali setelah dibiarkan semalam di udara basah Bentuk Lengas Tanah. Bentuk lengas tanah diklasifikasikan sebagai :  Air Grafitasi  Air Kapiler.  Air Hidroskopis Air grafitasi kadang disebut dengan air hidrostatis atau air bebas. Air ini akan merembes kebawah diantara pori-pori kapiler akibar gaya grafitasi dan sebagian besar tidak melewati pori-pori kapiler. Air grafitasi ini dapat diserap oleh akar tanaman, tetapi hanya 33 tersedia dalam periode singkat. Hal ini disebabkan karena air grafitasi hanya lewat. Bukan merupakan penghuni zone perakaran. Air Kapiler merupakan bagian air dalam tanah yang termasuk pada pori-pori. Oleh gaya kapiler. Air kapiler dapat bergerak bebas ke segala arah tergantung pada tegangan-tegangan kapiler yang bekerja. Tetapi gerakan air kapiler masih dipengaruhi oleh gaya grafitasi. Air kapiler merupakan titik-titik air yang mengisi pori-pori kapiler. Dan kadang-kadang titiktitik air kapiler dan terbentuklah suatu rantai yang mengisi rangkaian pori dan terbentuklah pipa –pipa kapiler, Air kapiler ini dapat diserap oleh akar tanaman, jadi juga merupakan air yang dapat dimanfaatkan oleh tanaman. Air hidroskopis berupa sebagian air yang tidak dapat diserap oleh tanaman pada umumnya kecuali oleh beberapa jenis tanaman gurun, jumlah air hidroskopis ini umumnya sedikit kurang dari 1 %, hanya pada keadaan khusus, misalkan suatu jenis tanah lempung tertentu kandungan air hidroskopis dapat mencapai 15%. Jumlah air dalam tanah ini biasanya dinyatakan sebagai prosentase terhadap berat tanah kering. Seperti Gambar 3.4 Gambar 3.4 . Ilustrasi Kedudukan Air dalam Tanah 3.6 Kedalaman Zone Perakaran. Dalamnya zone perakaran dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor-faktor tersebut :  Tekstur tanah  Formasi tanah  Dalamnya permukaan air tanah  Jumlah lengah tanah yang tersedia 34 Tekstur tanah memang berpengaruh, sebagai contoh akar tanaman mudah menembus tanah pasir daripada menembus tanah lempung. Formasi tanah dibawah permukaan berpengaruh misalkan cadas akan merintangi penembusan yang dilakukan oleh akar-akar tanaman. Kedalaman zone perakaran berbagai jenis tanaman dapat dilihat sebagai berikut : Tabel 3.1 Kedalaman Zone Perakaran Berbagai Jenis Tanaman No Tanaman Kedalaman akar (cm) 1 Padi 60-90 2 Tembakau 30-60 3 Jagung 130-190 4. Tebu 130-160 5 Kacang tanah 130 Gambar 3.5. Ilustrasi Zona Perakaran dalam Tanah Permukaan air tanah yang dangkal akan menghalangi pertumbuhan akar kebawah, akar cenderung menyebar pada lapisan tanah bagian atas yakni di atas permukaan air tanah. Jumlah lengas tanah berpengaruh karena akar-akar tanaman tidak dapat tumbuh baik pada tanah yang kurang air. 3.7 Kesuburan Tanah Dan Reaksi Kimia Tanah untuk areal irigasi perlu ditinjau pula dari kesuburan dan reaksi kimiawi. Kesuburan fisik memang ditentukan oleh struktur tanah, tetapi kesuburan kimiawi ditentukan oleh kemampuan tanah dalam menyediakan unur Hara dalam jumlah yang cukup dan seimbang. Unsur-unsur utama yakni : C,H,O,N,S,P,K,Ca,Mg,Fe,Mn,Cu,B,Zn,Mo dan Cl Unsur-unsur C,H dan O diambil tanaman dari udara dan air. Unsur-unsur N,S,P,K,Ca dan Mg dalam tanah disebut unsur makro dan sisanya disebut unsur mikro. Apabila tanaman kekurangan beberapa unsur tertentu yang dibutuhkan tanaman berarti hidup dan tumbuhnya 35 tanaman terganggu, cara untuk mengatasinya yakni dengan pemberian pupuk, yang mana dalam hal ini bertujuan menambah unsur hara. Serta memperbaiki struktur tanah. Untuk pH tanah nilainya 6,5 – 7,5 yang dianggap sebagai pH netral, jika pH tanah > 6,5 dinamakan tanah masam sedangkan diatas 7,5 dinamakan Alkalis. Dan pH dibawah 4 basa tyang mana berpengaruh buruk terhadap tanaman. Kisaran nilai pH yang sesuai untuk pertumbuhan tanaman secara umum adalah : Tabel 3.2 Kadar pH pada masing-masing Jenis Tanaman No 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. Tanaman Padi Tembakau Jagung Tebu Ubi kayu dan Jalar Kacang tanah Kentang Pisang Kedelai Nenas Kelapa Kadar pH 5-6 5,5-7,5 5,5 - 7,5 6,0-8,0 5,8-6,0 5,3-6,6 4,8 – 6,50 6,0-7,5 6,0-7,5 5,0-6,50 5,5-7,50 Gambar 3.6 . Zona Perakaran dalam Tanah 3.8 Pengaruh Air Terhadap Tanaman. Sebelum kita membahas banyaknya air yang diperlukan tanaman, kita perlu memahami terlebih dahulu pengaruh air terhadap tanah dan tanaman. Pemberian air kepada tanaman sebaiknya dapat memberikan pengaruh yang menguntungkan dan mengurangi pengaruh yang merugikan. Beberapa pengaruh yang perlu kita perhatikan adalah : 36 3.8.1 Pengaruh Timbal Balik. Pengaruh air terhadap tanah dan tanaman bersifat timbal balik. Air mempengaruhi kondisi tanah dan pertumbuhan tanaman, karena air mengisi mengisi ruang antara butir-butir tanah dan air yang berada diantara butir-butir tanah tersebut yang diambil oleh tanaman melalui akarnya. Tapi juga kondisi dan sifat tanah akan mempengaruhi pertumbuhan tanaman serta kondisi air, baik yang berada didalam tanah maupun yang berada dipermukaan tanah. Unsur hara yang tersedia dan dapat diambil oleh tanaman, sangat dipengaruhi oleh kondisi tanah itu sendiri. Begitu juga banyaknya air yang dapat ditahan oleh tanah serta kualitas airnya sangat dipengaruhi oleh sifat-sifat fisik maupun kimia tanahnya. Sebaliknya juga jenis tanaman yang ditanam serta pertumbuhannya, akan mempengaruhi kandungan air didalam tanah serta dapat melindungi tanah dari pengaruh erosi. Tanaman yang mempunyai akar serabut akan lebih dapat menahan tanah terhadap erosi permukaan dibanding dengan tanaman yang berakar tunjang. Tapi tanaman yang berakar tunjang akan lebih mampu menahan tanah terhadap bahaya longsor, karena tanaman tersebut mempunyai akar yang jauh masuk kedalam tanah. 3.8.2 Pengaruh Air Terhadap Sifat Mekanis Tanah. Pengaruh air terhadap sifat mekanis tanah, terutama pada daya dukung tanah. Pada tanah yang jenuh air seperti pada daerah rawa atau pada endapan lumpur sesudah terjadi banjir mempunyai daya dukung tanah yang kecil sekali karena tanah sangat lembek. Apabila tanah mengering, maka kadar air dalam tanah juga akan menurun. Seiring dengan penurunan kadar air ini daya dukung tanah akan naik. Kenaikan daya dukung ini akan sampai pada kadar air optimal. Kalau kadar air ini terus diturunkan dengan mengeringkan tanah, sampai dibawah kadar air optimal ini, maka hubungan/kohesi antara butir-butir tanah akan berkurang sehingga daya dukungnya akan menurun. Dalam keadaan sangat kering tanah akan mudah menjadi debu apabila menerima beban. 3.8.3 Pengaruh Air Terhadap Keasaman Tanah. Pengaruh air terhadap keasaman tanah, sangat nampak pada daerah rawa. Pada daerah seperti ini, air akan menggenangi lahan sehingga tanah tidak dapat berhubungan dengan udara dan akibatnya proses oksidasi menjadi terhambat. Kalaupun terjadi oksidasi, itu merupakan proses bakteriologis (yang dilakukan oleh bakteri ) dengan mengambil oksigen dari senyawa yang ada disekitarnya, sehingga terjadi proses reduksi. Akibat proses ini air akan menjadi asam. 37 Kondisi drainase akan mempengaruhi keasaman tanah. Drainase dapat menurunkan dan dapat juga menaikkan keasaman tanah. Secara umum pada daerah rawa seperti diuraikan diatas, apabila genangan yang menggenangi lahan tadi dapat dibuang oleh sistem drainase yang dibuat, maka tanah akan mendapat kesempatan untuk berhubungan dengan udara, sehingga terjadi proses oksidasi sehingga keasaman tanah akan menurun. Kenaikan kemasaman tanah akibat drainase akan terjadi pada daerah rawa pantai yang dulunya merupakan laut. Karena proses pengendapan, maka laut tersebut akan menjadi daratan. Dengan demikian daratan tersebut (terutama pada lapisan bawah ) dulunya terendam air laut. Akibatnya ruang pori tanah juga pernah terisi air laut. Dilain pihak, walaupun sedikit, tanah tadi mesti mengandung bahan organik yang berasal dari sisa-sisa akar atau sisa-sisa daun. Pembusukan bahan organik tadi dilakukan oleh bakteri yang ada didalam tanah. Bakteri ini memerlukan oksigen. Tapi karena jenuh air, maka tidak mungkin mengambil oksigen dari udara. Dengan demikian bakteri tadi harus mengambil oksigen dari ion sulfat yang terkandung dalam air laut tersebut. Menurut para ahli, setiap liter air laut mengandung sekitar 2 gram ion sulfat. Karena oksigennya diambil, maka ion sulfat tadi berubah menjadi sulfida. Sulfida ini akan bereaksi dengan unsur besi yang terkandung dalam air laut. Akibatnya terbentuklah sulfida besi yang tidak larut didalam air. Selagi tanah yang mengandung besi sulfida masih terendam air, tidak menimbulkan masalah, karena kemasamannya juga masih normal yaitu antara 6 dan 7. Dengan drainase, tanah menjadi kering dan kemasukan udara sehingga timbul proses oksidasi. Proses oksidasi ini sebagian merupakan proses kimia, yaitu reaksi antara oksigen dengan besi sulfida. Tapi sebagian lagi merupakan proses bakteriologis, dimana proses oksidasi tadi dilakukan oleh bakteri tanah. Akibat oksidasi tadi, sulfida akan berubah menjadi sulfat. Kalau tanah mengandung komponen netral seperti kalsium karbonat, maka sulfat yang ada akan dinetralkan sehingga tidak menimbulkan masalah. Tapi kalau komponen netral ini tidak ada, maka sulfat yang timbul akan bereaksi kembali dengan besi sehingga terbentuk jarosit, suatu senyawa yang sangat masam dan berwarna kuning. Terbentuknya jarosit inilah yang menjadikan tanah tersebut tanah sulfat masam. Karena tanah ini sangat masam, tidak jarang kemasaman tanah akan cukup tinggi sehingga pH tanah akan turun sampai 2 atau 3. 38 3.8.4 Pengaruh Air Terhadap Pertumbuhan Tanaman. Pengaruh air terhadap pertumbuhan tanaman terutama oleh kedudukan muka air tanahnya. Muka air tanah ini merupakan daerah jenuh air yang tekanan air potensialnya maksimal. Muka air tanah ini terbentuk kalau terdapat lapisan kedap air yang mencakup daerah yang cukup luas, atau karena adanya cekungan pada lapisan tanah atau pada daerah muara sungai. Kedudukan muka air tanah yang terlalu dekat permukaan tanah dapat mengakibatkan terkonsentrasikannya garam pada lapisan permukaan, terutama pada daerah yang mempunyai penguapan besar tapi curah hujan kecil. Penguapan akan menarik air kearah permukaan tanah, meninggalkan garam-garam yang terkandung dalam air tanah. Kondisi ini akan menaikkan konsentrasi garam pada daerah dekat permukaan. Selain itu semakin dekat muka air tanah kepermukaan, semakin sedikit ruang yang dapat ditempati sistim perakaran. Dan semakin sedikit akar yang dapat berkembang, pertumbuhan tanaman juga kurang baik. Namun muka air tanah yang terlalu jauh dari permukaan tanah juga akan membuat tanaman kekurangan air. Kekurangan air pada umumnya tanaman akan mengakibatkan tanaman menjadi stress dan produksi tanaman akan menjadi menurun. Smedema, Vlotman, and Rycroft (2014) dalam bukunya: Land Drainage, mengemukanan bahwa berdasar hasil penelitian di Belanda menunjukkan bahwa pada tanah lempung berpasir (sandy loam), produksi optimum terjadi pada kedalaman muka air tanah 60 cm dibawah muka tanah. Sedang pada tanah liat (clay), produksi optimum terjadi kalau muka air tanah berada 1 meter dibawah muka tanah. Kalau kedalaman air tanah jauh lebih rendah dari angka tadi, kemungkinan tanaman akan kekurangan air karena kadar air berkurang. FAO ( Food and Agriculture Organization ) - suatu organisasi dibawah PBB - dalam bukunya Darainage Design Factors, memberi patokan bahwa pada perencanaan drainase untuk tanah berbutir atau bertekstur halus atau yang lulus air, muka air tanah supaya diambil 1,20 meter dibawah muka tanah kalau jarak saluran didisain berdasar rumus langgeng (steady state), untuk tanaman semusim. Tapi kalau saluran drainasinya didisain dengan rumus tidak langgeng ( Non Steady Formulae ), muka air tanah tersebut ketinggiannya dapat diambil lebih kecil yaitu 0,9 meter. Untuk tanah yang bertekstur ringan, kedalamannya dapat lebih kecil. Khusus untuk tanaman perkebunan, kedalaman muka air tanah tersebut disarankan 1,60 meter untuk saluran yang didisain dengan rumus langgeng dan 1,40 meter untuk saluran yang didisain dengan rumus yang tidak langgeng. 39 Untuk tanaman padi, walaupun padi bukan tanaman air, tapi dia memerlukan banyak air untuk pertumbuhannya. Menurut Siregar (1981) dalam Budidaya Tanaman Padi di Indonesia mencatat bahwa pertumbuhan tanaman padi akan maksimum kalau sawah mempunyai lapisan air setebal 5 cm dan airnya terus mengalir. Kalau tidak mengalir, maka penghasilan padi akan turun 7,6 % menjadi 92,3 % dari produksi maksimum. Dengan demikian tinggi genangan pada sawah akan mempengaruhi produksi padi. Apalagi kalau sampai padi kekurangan air pada saat bunting. Pada masa tersebut terjadi perubahan pada tubuh tanaman yaitu dari pertumbuhan vegetatif menjadi pertumbuhan generatif. Pada masa itu padi membentuk primordia yang kemudian akan menjadi bulir-bulir dengan segala bagian bulirnya seperti mayang dan bakal gabah. Pada masa itu diperlukan banyak ait untuk melarutkan macam-macam hara yang ada dalam tanah kemudian diserap oleh tanaman melalui akar untuk disalurkan ke primordia tersebut. Kekurangan air pada masa ini dapat mengakibatkan matinya primordia atau paling tidak akan menyebabkan bakal butir gabah kekurangan makanan dan ini akan menyebabkan banyak gabah akan hampa. 3.8.5 Pengaruh Air Terhadap Penurunan Tanah Gambut. Tanah gambut merupakan hasil penumpukan bagian tanaman yang mati dan selalu tergenang air. Karena genangan yang menutupi bekas-bekas tanaman tadi, maka udara tidak dapat masuk kedalam tanah sehingga proses oksidasi terhambat. Proses oksidasi yang terjadi adalah proses oksidasi secara mikrobiologis atau oksidasi yang dilakukan oleh bakteri tanah. Untuk mempercepat proses ini maka dibuatlah saluran drainase agar genangan yang terjadi dapat dialirkan sehingga udara dapat masuk dan oksidasi dapat lebih cepat terjadi. Proses oksidasi ini merupakan sebagian dari proses mineralisasi atau proses pembusukan. Proses ini akan menjadikan volume tanah menjadi menyusut dan penurunan muka tanah. Penurunan tanah gambut ini pada awalnya tidak akan menimbulkan masalah. Tapi kalau berlangsung terus, akhirnya muka tanah akan lebih rendah dari muka air sungai terdekat, akibatnya lahan akan selalu tergenang. Selain itu proses penurunan tanah itu juga dipengaruhi sifat tanah itu sendiri yaitu : kadar air yang dikandungnya, kemampuannya menahan air tidak terpulihkan kalau dikeringkan serta berat jenisnya yang kecil/ringan. Kadar air atau banyaknya air yang mengisis pori diantara butir-butir tanah, pada tanah gambut dapat mencapai nilai 700 % sampai 1200 %. Dengan kondisi seperti ini jelaslah kalau tanah gambut akan menyusut kalau kering. 40 Sifat kedua yang mempengaruhi adalah kemampuannya menahan air tidak terpulihkan apabila dikeringkan. Dalam keadaan aslinya kemampuan tanah gambut menahan air sampai 12 kali berat keringnya seperti diuraikan diatas. Tapi kalau sudah sempat kering, kemampuannya menahan air tidak akan sebesar keadaan aslinya. Ditambah lagi dengan sifatnya yang ketiga, yaitu berat jenisnya yang kecil maka gambut yang kering tadi akan mudah tererosi. Gambut yang kering tadi menjadi gambut mati dan kalau terjadi hujan maka akan mudah hanyut, sehingga muka tanah akan menurun. Penurunan permukaan tanah akibat hanyutnya gambut mati ini kalau digabung dengan penurunan akibat penyusutan tanah gambut itu sendiri, kemungkinan akan cukup besar sehingga dapat sampai ketingkat yang cukup mengkhawatirkan karena lebih rendah dari muka air sungai. Hal ini tentu tidak dikehendaki. 3.9 KEBUTUHAN AIR UNTUK TANAMAN. Untuk mempermudah kita menghitung kebutuhan air untuk tanaman, kita uraikan kebutuhan air untuk tanaman tersebut kedalam beberapa unsur kebutuhan/kehilangan air seperti yang akan dibahas berikut ini. Namun tidak pada setiap kasus akan didapati unsurunsur yang sama, tergantung dengan kondisi air, kondisi tanah, kondisi tanaman serta permasalahan yang dihadapi. Unsur-unsur tersebut adalah sebagai berikut : 3.9.1 Kebutuhan Air Untuk Mengimbangi Penguapan. Penguapan dapat terjadi pada setiap permukaan yang basah, baik itu permukaan air, permukaan aliran sungai, waduk maupun dari permukaan tanaman. Penguapan dari tanaman ini dapat berupa penguapan dari pemukaan daun yang basah karena hujan atau embun dan dapat juga berupa penguapan air dari dalam jaringan tanaman itu sendiri. Banyaknya air yang diuapkan juga berbeda antara keduanya. Disamping itu ada beberapa faktor lain yang mempengaruhi besarnya penguapan itu : a. Luas Permukaan yang diuapkan. Semakin luas permukaan, semakin banyak air yang diuapkan. b. Jenis tanaman. c. Tiap jenis tanaman mempunyai jenis daun yang berbeda baik lebar maupun lebatnya. Karena itu besarnnya penguapan juga berbeda. Kelembaban. Pada daerah dengan kelembaban tinggi, besarnya penguapan relatif lebih kecil dibanding dengan daerah dengan kelembaban rendah. 41 d. Kecepatan angin. e. Pada daerah yang berangin kencang, penguapan akan lebih besar dibanding dengan daerah berangin lemah. Suhu. Penguapan yang terjadi pada suhu tinggi akan lebih besar dibanding dengan penguapan pada suhu yang rendah. 3.9.2 Kebutuhan Air Untuk Jaringan. Air yang dihisap tanaman melalui akarnya akan mengalir kedalam jaringan tanaman. Air ini diperlukan untuk membentuk jaringannya, tapi sebagian air akan diuapkan kembali melalui permukaan daun. Kalau jumlah air yang diambil akar tidak sebanding dengan yang digunakan tanaman atau penguapan, maka tanaman akan menjadi layu. Dalam perhitungan, banyaknya air untuk transpirasi atau membentuk jaringan ini sulit dipisahkan dengan banyaknya air untuk penguapan, baik penguapan dari tanaman maupun penguapan dari tanah sekitar tanaman. Karena itu didalam analisa, banyaknya air untuk evaporasi (penguapan) dan transpirasi (membentuk jaringan) ini, digabung menjadi kebutuhhan air untuk evapotranspirasi. Banyaknya air untuk evapotranspirasi ini sering disebut pemakaian air konsumtif tanaman. Banyaknya air untuk evapotranspirasi ini pada dasarnya hanya dapat ditentukan melalui pengamatan/penelitian. Namun karena data dari hasil pengamatan/penelitian tidak selalu ada, maka sering digunakan rumus-rumus empiris untuk menghitungnya. Apalagi hasil penelitian/ pengamatan disuatu tempat belum tentu sama dengan hasil penelitian/ pengamatan untuk tanaman yang sama di tempat yang lain. Dari beberapa hasil perhitungan evapotranspirasi untuk padi sekitar 4 mm/hari. 3.9.3 Kebutuhan Air untuk Pencucian. Kebutuhan air untuk pencucian ini diperlukan kalau pada tanah terdapat senyawasenyawa yang merugikan tanaman seperti pada daerah rawa. Baik pada rawa pantai maupun rawa pedalaman, kemampuan lahan terbatas karena drainase terhambat. Terhambatnya drainase ini menyebabkan tanah mengandung senyawa-senyawa yang merugikan tanaman yang umumnya bersifat masam. Walaupun kemampuan lahan dapat ditingkatkan melalui drainase, namun kemampuan lahan ini akan cepat meningkat kalau pada lahan tersebut dapat dialirkan air segar, sehingga senyawa-senyawa yang merugikan tadi dapat dihanyutkan/dicuci. Banyaknya air untuk mencuci ini tergantung dari kondisi tanah serta 42 kondisi air segar yang digunakan untuk mencuci. Namun seringkali terjadi, pemberian air untuk pencucian ini tidak dapat dilakukan walau diperlukan. 3.9.4 Kebutuhan Air untuk Penggelontoran. Kalau kwalitas air yang ada di saluran pada lahan sudah cukup jelek akibat tercemar, maka satu-satunnya jalan adalah menggelontor keluar air yang ada di lahan dengan memasukkan air yang baik kedalam lahan. Seperti misalnya untuk daerah pertanian didaerah pantai yang terluapi air laut, mungkin sulit untuk mengalirkan air yang tercampur air asin keluar lahan dengan cara drainase biasa. Dalam keadaan ini maka harus dimasukkan air segar untuk mendorong air asin tadi keluar lahan. 3.9.5 Kehilangan Air karena Perkolasi. Kehilangan air karena perkolasi adalah kehilangan air karena air terus meresap kedalam tanah, sehingga meninggalkan daerah perakaran dan dengan demikian tidak dapat digunakan oleh tanaman. Baik air irigasi maupun air hujan yang jatuh ke permukaan tanah, mula-mula akan membasahi tanah pada daerah perakaran. Tapi kalau pemberian air tersebut berlangsung terus, maka sebagian dari air tersebut akan terus masuk kedalam tanah sehingga meninggalkan daerah perakaran. Besarnya kehilangan air karena perkolasi ini sangat tergantung pada jenis tanah dan besarnya pemberian air atau curah hujan yang jatuh. Tapi selain itu juga tergatung pada kedudukan air tanah atau kondisi lahan. Pada daerah rawa dimana muka air tanah tinggi, perkolasi ini akan kecil atau bahkan mungkin tidak terjadi. Sedangkan pada daerah perbukitan atau sawah yang berteras-teras, perkolasi ini relatif lebih tinggi dibanding dengan pada sawah di daerah datar. Pada dasarnya perkolasi ini bisa berupa perkolasi vertikal, yaitu meresapnya air secara vertikal kebawah dan meninggalkan perakaran. Kemudian perkolasi horisontal, dimana resapann terjadi kesamping. Yang terakhir ini akan lebih besar terjadi pada daerah perbukitan. 3.9.6 Kebutuhan Air untuk Penggenangan pada Waktu Pengolahan Tanah. Umumnya pada waktu pengolahan tanah, sawah digenangi dulu agar mudah dibajak. Tinggi genangan umumnya diambil 15 cm atau 150 mm. Dapat saja sawah diolah dalam keadaan kering, namun sesuai dengan catatan. Siregar (1981) dalam bukunya Budi Daya Tanaman Padi di Indonesia, tanah yang diolah kering untuk tanaman padi produktifitasnya 43 turun antara 54 sampai 77 % dibanding dengan kalau tanah diolah dengan digenangi. Apalagi pengolahan tanah dalam kedaan basah akan lebih mudah dibanding dengan dalam keadaan kering. Menurut Standar Perencanaan Irigasi, Direktorat Jenderal Pengairan Departemen PU (Irigasi, 1986), besarnya kebutuhan air di sawah untuk tanaman ladang dianjurkan diambil antara 50 - 100 mm. Sedangkann untuk tanaman tebu, dianjurkan antara 100 - 120 mm. Untuk sawah, standar tadi menyajikan rumus kebutuhan air untuk penyiapan lahan yang akan dibahas dalam Bab Selanjutnya. Standar perencanaan tersebut menyampaikan bahwa banyaknya air untuk penyiapan lahan pada tanah yang bertekstur berat tanpa retak-retak diambil 200 mm. Ini termasuk air untuk penjenuhan dan pengolahan tanah. Pada permulaan tranplatasi tidak akan ada air tersisa di sawah. Setelah transplatasi selesai, lapisan air di sawah akan ditambah 50 mm. Secara keseluruhan, ini berarti bahwa lapisan air yang diperlukan menjadi 250 mm untuk penyiapan lahan dan untuk lapisan awal setelah transplatasi selesai. 44 BAB 4 EVAPOTRANSIRASI DAN KEBUTUHAN AIR TANAMAN 4.1 SIKLUS HIDROLOGI DAN NERACA AIR. Hidrologi dapat diartikan sebagai ilmu pengetahuan yang membahas secara mendalam tentang air di bumi. Pembahasan itu meliputi terjadinya (occurance), peredaran atau sirkulasinya (circulation) dan penyebarannya (distribution) air di bumi, disamping itu juga membahas tentang sifat fisik dan kimia air serta reaksinya terhadap lingkungan termasuk reaksi terhadap benda-benda hidup (Asdak, 2018; Loebis & Soewarno, 1993; Soemarto, 1987; Sosrodarsono & Takeda, 1978) Hidrologi membahas tentang air yang ada di bumi, yaitu; kejadian, sirkulasi dan penyebaran, sifat-sifat fisis dan kimiawi serta reaksinya terhadap lingkungan, termasuk hubungannya dengan kehidupan (Loebis & Soewarno, 1993). Pergerakan air di bumi, secara umum dapat dinyatakan sebagai suatu rangkaian kejadian yang biasa disebut siklus hidrologi yang merupakan suatu sistem tertutup, dalam arti bahwa pergerakan air pada sistem tersebut selalu tetap berada pada siklusnya. Siklus hidrologi adalah suatu pristiwa peredaran yang dialami oleh gerakan air laut, ke udara, kemudian jatuh ke permukaan tanah dan akhirnya mengalir ke laut kembali. Peristiwa siklus tersebut sebenarnya tidaklah sederhana yang kita bayangkan karena, Pertama, daur itu dapat berupa daur pendek, yaitu hujan yang segera dapat mengalir kembali ke laut. Kedua, tidak adanya keseragaman waktu yang diperlukan oleh suatu daur. Ketiga, intensitas dan frekuensi daur, tergantung kepada letak geografi dan keadaan iklim suatu lokasi. Keempat, berbagai bagian daur dapat menjadi sangat komplek, sehingga kita hanya dapat mengamati bagian akhir saja terhadap suatu curah hujan di atas permukaan tanah yang kemudian mencari jalannya untuk kembali ke laut (Soemarto, 1987; Sosrodarsono & Takeda, 1978). Untuk lebih jelasnya, siklus hidrologi dapat dijelaskan seperti Gambar 4.1 45 Gambar 4.1 . Siklus Hidrologi (Sosrodarsono and Takeda 1978). Air laut akan menghasilkan uap air, selanjutnya menguap karena radiasi matahari dan mengumpul diangkasa dalam bentuk awan (awan yang terjadi oleh penguapan air bergerak di atas daratan karena tertiup angin). Proses penguapan ini dapat terjadi dipermukaan tanah yang ditanami atau yang tidak ditanami, permukaan air di danau, laut maupun sungai-sungai. Selain itu penguapan juga terjadi pada permukaan daun, baik berupa penguapan air hujan atau embun yang menempel didaun ataupun penguapan air dari dalam jaringan tanaman yang didapat dari tanah melalui akar-akarnya. Apabila awan ini sudah jenuh dan karena perubahan tekanan, maka awan tersebut akan berubah menjadi titik-titik air atau berubah menjadi butiran es yang halus yang disebut salju atau dalam bentuk butiranes yang agak besar. Semua itu akan turun kebumi dalam bentuk persipitasi. Presipitasi yang terjadi karena adanya tabrakan antara butir-butir uap air akibat desakan angin, dapat berbentuk hujan atau salju. Setelah air jatuh ke permukaan tanah selanjutnya akan mengalami tiga kejadian. Kejadian pertama, sebagian dari air tersebut akan mengalir melalui permukaan tanah dalam bentuk aliran limpasan permukaan (runoff) yang mengalir kembali ke laut. kedua, sebagian akan masuk ke dalam tanah (infiltrasi). Air yang masuk ke dalam tanah (infiltrasi) memberi hidup kepada tumbuhan namun ada diantaranya naik ke atas lewat akuifer diserap akar dan batangnya, sehingga terjadi transpirasi, yaitu evaporasi (penguapan) lewat tumbuh-tumbuhan melalui bagian bawah daun (stomata). Air yang tertahan di permukaan tanah (surface detention) sebagian besar mengalir masuk ke sungai-sungai sebagai limpasan permukaan (surface runoff) ke dalam palung sungai. Selanjutnya air bergerak terus ke bawah (perkolasi) ke dalam daerah jenuh (saturated zone) yang terdapat di bawah permukaan air tanah atau yang juga dinamakan permukaan freatik. Peresapan air kedalam tanah akan mempunyai dua 46 kemungkinan : menambah air tanah atau mengalir didalam tanah/dibawah permukaan tanah sebagai aliran dalam tanah (interflow). Air dalam daerah ini bergerak perlahan-lahan melewati akuifer. Aliran dalam tanah ini juga akhirnya akan mencapai sungai sebagai aliran dasar (base flow) atau ke laut. Ketiga, sebagian lagi tertahan dicekungan-cekungan di permukaan sungai dan danau yang mengalami penguapan (evaporasi), sehingga masih ada lagi air yang dipindahkan menjadi uap. Penguapan kembali (intersepsi) lahan dan tumbunan. Akhirnya, air yang tidak menguap ataupun mengalami infiltrasi tiba kembali ke laut melalui palung-palung sungai. Air tanah yang bergerak jauh lebih lambat mencapai laut dengan jalan keluar melewati alur-alur masuk ke sungai atau langsung merembes ke pantai-pantai.. Dengan demikian terjadi suatu sirkulasi, dimana uap air yang berasal dari penguapan air laut, setelah melalui beberapa tahap akhirnya kembali lagi kelaut. Seluruh daur telah dijalani, kemudian akan berulang kembali Sirkulasi ini yang disebut sebagai siklus hidrologi. Peristiwa-peristiwa yang terjadi dalam siklus hidrologi antara lain adalah :  Evaporasi adalah peristiwa berubahnya air menjadi uap dan bergerak dari permukaan tanah dan permukaan air ke udara. Air yang diuapkan ini dapat berupa penguapan air pada permukaan tanah, pemukaan air atau air yang berada pada jatuh ke permukaan daun.  Transpirasi adalah peristiwa penguapan air pada tanaman  Evapotranspirasi adalah peristiwa berubahnya air menjadi uap dan bergerak dari permukaan tanah, tanaman dan permukaan air ke udara  Kondensasi adalah uap air yang menjadi awan  Presipitasi adalah nama umum dari uap yang mengkondensasi dan jatuh ke tanah dalam rangkaian siklus hidrologi. Contoh bentuk presipitasi antara lain; embun, salju, hujan dll  Infiltrasi adalah proses air permukaan masuk ke dalam tanah melalui zona (lapisan tanah) tidak jenuh (unsaturated),  Perkolasi adalah proses air permukaan masuk ke dalam tanah melalui zone (lapisan) jenuh air Jumlah air dibumi relatif stabil, tidak bertambah serta tidak berkurang, hanya posisi atau tempat dan kualitasnya yang sering berubah. Secara teoritis semua air yang ada di bumi kondisinya tidak statis oleh karena panas matahari bumi, tinggi rendahnya permukaan bumi sehingga air bergerak terus mengikuti hukum siklus hidrologi. 47 Siklus hidrologi akan memutar atau memindahkan air dari berbagai tempat. Semula di daratan, dilautan dipindahkan ke udara selanjutnya kembai ke tanah dan seterusnya. Perkiraan jumlah air yang ada di bumi, seperti terlihat pada Tabel 4.1 Tabel 4.1 Perkiraan Konstribusi Jumlah Air di Bumi Volume air dalam kubik mil Volume air dalam kubik kilometers Persent air segar Total water % 321,000,000 1,338,000,000 -- 96.54 Ice caps, Glaciers, & Permanent Snow 5,773,000 24,064,000 68.7 1.74 Groundwater 5,614,000 23,400,000 -- 1.69 Fresh 2,526,000 10,530,000 30.1 0.76 Saline 3,088,000 12,870,000 -- 0.93 Soil Moisture 3,959 16,500 0.05 0.001 Ground Ice & Permafrost 71,970 300,000 0.86 0.022 Lakes 42,320 176,400 -- 0.013 Fresh 21,830 91,000 0.26 0.007 Saline 20,490 85,400 -- 0.006 Atmosphere 3,095 12,900 0.04 0.001 Swamp Water 2,752 11,470 0.03 0.0008 509 2,120 0.006 0.0002 Sumber air Oceans, Seas, & Bays Rivers Source: (Igor, 1993) chapter "World fresh water resources" in Peter H. Gleick (editor), 1993, Water in Crisis: A Guide to the World's Fresh Water Resources (Oxford University Press, New York). Persediaan air di bumi kita ini dapat di laut, di sungai, di danau ataupun didalam tanah sebagai air tanah. Persediaan yang terbesar adalah terdapat dilaut yaitu sekitar 96,54 %, kemudian 1,74 % dalam bentuk es, sedangkan yang berada didaratan, baik di sungai, di danau maupun di dalam tanah hanya sekitar 0,013 %, yang dalam bentuk uap air sangat sedikit yaitu sekitar 0,001 % (Sosrodarsono & Takeda, 1978). 4.2 NERACA AIR. Neraca air (water balance) merupakan suatu analisa terhadap keseimbangan air atau neraca masukan dan keluaran air disuatu tempat pada periode tertentu, sehingga dapat 48 mengetahui jumlah air tersebut kelebihan (surplus) ataupun kekurangan (defisit) (Nasir & Effendy, 2000). Kegunaan mengetahui kondisi air pada surplus dan defisit dapat mengantisipasi bencana yang kemungkinan terjadi, serta dapat pula untuk mendayagunakan air sebaik-baiknya. Water balance atau neraca air yang dimaksud disini adalah masukan dan keluaran suatu lahan pertanian (Thornthwaite & Mather, 1957). Analisa keseimbangan ini digunakan untuk mengetahui berapa banyaknya air irigasi yang diperlukan. Analisa ini pada prinsipnya menganut prinsip siklus hidrologi untuk skala kecil yaitu lahan pertanian (Rosadi, 2015). Kesetimbangan air dalam suatu sistem tanah-tanaman dapat digambarkan melalui sejumlah proses aliran air yang kejadiannya berlangsung dalam satuan waktu yang berbeda-beda. Pada suatu petak sawah yang ditanami padi dan diairi dengan sistim genangan, keseimbangan air yang akan terjadi mengikuti persamaan sebagaimana Persamaan 4.1: Is + R + Ig = S + E + Gv + Gh + Os 4.1 dimana : Is = Debit air yang masuk kepetak sawah. R = Besarnya curah hujan efektif. Ig = Air yang masuk dari rembesan samping. S = Jumlah air yang tersedia pada permukaan tanah atau didalam tanah E = Evapotranspirasi ( Evaporasi + Transpirasi ). Gv = Perkolasi kebawah ( vertikal ). Gh = Perkolasi kesamping ( horisontal ). Os = Air yang keluar melalui permukaan tanah. Kesimbangan air untuk lahan kering/ladang, mempunyai persamaan yang sedikit berbeda, seperti Persamaan 4.2 : Ir + R + Ge + Wb = E . 4.2 dimana : Ir = Pemberian Air Irigasi. E = Evapotranspirasi. R = Curah Hujan efektif. Ge = Kontribussi Air Tanah. Wb = Air tanah yang tersimpan diawal musim. 49 Kedua persamaan tersebut, belum termasuk kebutuhan air yang hanya terjadi dalam keadaan khusus, yaitu untuk pencucian dan untuk penggelontoran. Kalau dalam suatu kasus, salah satu atau kedua kebutuhann terjadi, maka kebutuhan air harus dimasukkan kedalam ruas kanan persamaan. Hujan atau air irigasi merupakan tambahan aliran permukaan, yang masuk ke petak dan pembagiannya menjadi infiltrasi dan limpasan permukaan (genangan di permukaan) dalam skala waktu detik sampai menit. Infiltrasi kedalam tanah dan drainasi dari dalam tanah melalui lapisan- lapisan dalam tanah melewati jalan pintas, seperti retakan yang dinamakan by-pass flow. Hal ini berlangsung dalam skala waktu menit sampai jam. Selanjutnya, aliran bertahap untuk menuju kepada kesetimbangan hidrostatik dalam skala waktu jam sampai hari. Pengaliran air dalam larutan tanah antara lapisan-lapisan tanah melalui aliran massa (mass flow) . Penguapan atau evaporasi dari permukaan tanah dalam skala waktu jam sampai hari. Penyerapan air oleh tanaman dalam rentang skala waktu jam hingga hari, tetapi sebagian besar terjadi pada siang hari ketika stomata terbuka. Kesetimbangan hidrostatik melalui sistem perakaran dalam skala waktu jam hingga hari, tetapi hampir semua terjadi pada malam hari pada saat transpirasi nyaris tidak terjadi. Pengendali hormonal terhadap transpirasi (memberi tanda terjadinya kekurangan air) dalam skala waktu jam hingga minggu. Perubahan volume ruangan pori makro (dan hal lain yang berkaitan) akibat penutupan dan pembukaan rekahan (retakan) tanah yang mengembang dan mengerut serta pembentukan dan penghancuran pori makro oleh hewan makro dan akar. Peristiwa ini terjadi dalam skala waktu hari hingga minggu. Pengaruh utama kejadian adalah terhadap aliran air melalui jalan pintas (by-pass flow) dan penghambatan proses pencucian unsur hara. 4.3 EVAPORASI. 4.3.1 Pristiwa Evaporasi Evaporasi merupakan proses pada peristiwa perubahan cairan menjadi gas (Sosrodarsono & Takeda, 1978). Proses penguapan air yang terjadi di alam merupakan sutu komponen fundamental dalam Siklus Hidrologi. Dalam proses penguapan ini air berubah menjadi uap dengan menyerap energi panas. Proses ini merupakan satu satunya bentuk transper yang mengubah air daratan dan lautan menjadi uap dan memasuki atmosfir. Evaporasi juga diartikan sebagai proses bentuk cair dikonversi menjadi uap air (vaporization) dan dipindahkan dari permukaan penguapan (vapour removal) (Asdak, 2018). 50 Air dapat terevaporasi dari berbagai permukaan, seperti danau, sungai, tanah dan vegetasi hijau. Evaporasi juga merupakan proses pertukaran melalui molekul air di atmosfer atau peristiwa berubahnya air atau es menjadi uap di udara. Penguapan terjadi pada tiap keadaan suhu sampai udara di permukaan tanah menjadi jenuh dengan uap air. Evaporasi didefiniskan sebagai proses fisik yg merubah zat cair dari fase cair menjadi gas/uap dr permukaan yang mengalami penguapan ke udara tanpa memperhatikan zat cair itu berada, apakah di permukaan air dan tanah (Hakim et al., 1986) Penguapan air dapat dibedakan menjadi 2 (dua) yakni : penguapan internal dan penguapan eksternal. Penguapan eksternal terjadi pada permukaan tanah (evaporasi) dan terjadi pada tanaman (transpirasi), sedangkan penguapan internal terjadi dalam pori-pori tanah (Hakim et al., 1986). Air yang mempunyai permukaan secara langsung berinfiltrasi kedalam tanah atau melintas diatas pemukaan tanah. Sebagian darinya, secara langsung atau setelah penyimpanan permukaan. Hilangnya dalam bentuk evaporasi yaitu proses dimana air menjadi uap, dan transpirasi yaitu proses dimana air menjadi uap melalui metabolisme tanaman (Asdak, 1995). 4.3.2 Transpirasi Transpirasi adalah air yang diserap melalui akar dan dialirkan melalui batang ke jaringan tanaman dan air ini sebagian kecil tertahan di jaringan dan sebagian besar menguap kembali ke udara melalui permukaan tanaman, khususnya permukaan daun (Asdak, 1995). Proses transpirasi meliputi penguapan cairan (air) yang terkandung pada jaringan tanaman dan pemindahan uap ke atmosfir. Tanaman umumnya kehilangan air melalui stomata (Hakim et al., 1986). Stomata merupakan saluran terbuka pada permukaan daun tanaman melalui proses penguapan dan perubahan wujud menjadi gas. Air bersama beberapa nutrisi lain diserap oleh akar dan disalurkan/dibagikan ke seluruh tanaman. seperti disajikan pada Gambar 4.2 Gambar 4.2 . Skema Stomata Pada Daun Tanaman 51 Hampir semua air yang diserap oleh akar keluar melalui proses transpirasi dan hanya sebagian kecil saja yang digunakan dalam tanaman. Proses penguapan terjadi dalam daun, yang disebut ruang intercellular, dan pertukaran uap ke atmosfir dikontrol oleh celah stomata (stomatal aperture). Laju transpirasi seperti hanya evaporasi, tergantung pada suplai energi, tekan uap air dan angin. Kandungan lengas tanah dan kemampuan tanah melewatkan air ke akar juga menentukan laju transpirasi, termasuk genangan air dan salinitas air tanah. Laju transprasi juga dipengaruhi oleh karakteristik tanaman, aspek lingkungan dan praktek pengolahan dan pengelolaan lahan. Perbedaan jenis tanaman akan memberikan laju transpirasi yang berbeda, bukan hanya tipe tanaman, tetapi juga pertumbuhan tanaman, lingkungan dan manajemen. 4.3.3 Evaporasitranspirasi Evapotranspirasi (ET) yang sering disebut sebagai kebutuhan konsumtif tanaman diareal irigasi merupakan salah satu mata rantai proses dalam siklus hidrologi yang dapat didefinisikan sebagai penguapan di semua permukaan yang mengandung air dari seluruh permukaan air, permukaan tanah, permukaan tanaman dan permukaan yang tertutup tanaman dan kembali lagi ke atmosfer. Evapotranspirasi merupakan kombinasi proses kehilangan air dari suatu lahan bertanam melalui evaporasi dan transpirasi. Evapotranspirasi dapat juga diartikan sebagai proses perubahan molekul air dari permukaan bumi, tanah dan vegetasi menjadi uap dan kembali lagi ke atmosfer (Loebis & Soewarno, 1993). Perkiraan evaporasi dan transpirasi adalah sangat penting dalam pengkajianpengkajian hidrometeorologi. Pengaruh langsung evaporasi dan evaportranspirasi dari air ataupun permukaan lahan yang benar adalah tidak mungkin pada saat ini. Akan tetapi, jika keragaman waktu evaporasi permukaan maka air bebas berbanding langsungdengan radiasi bersih, kita dapat mengharapkan nilai-nilai maksimum pada siang hari (Seyhan & Subagyo, 1990). Evaportranspirasi akan berlangsung hanya bila pasokan air tidak terbatas bagi stomata tanaman dan permukaan tanah, lebih dekat pada fase dengan radiasi matahari karena hanya sedikit panas disimpan oleh tanaman dan juga karena stomata menutup pada malam hari. Evaportranspirasi ini biasanya dipengaruhi oleh faktor meteorologi, geografi dan lainnya seperti kandungan lengas tanah, karakteristik kapiler tanah, jeluk muka air tanah dan sebagainya (Seyhan & Subagyo, 1990). 52 Faktor-faktor yang mempengaruhi besarnya evapotranspirasi adalah data klimatologi (Loebis & Soewarno, 1993). Klimatologi sendiri berasal dari kombinasi dua kata Yunani, yaitu klima yang diartikan sebagai kemiringan (slope) bumi yang mengarah pada pengertian lintang tempat, dan logos yang diartikan sebagai ilmu. Jadi klimatologi didefinisikan sebagai ilmu yang mencari gambaran dan penjelasan sifat iklim, mengapa iklim di berbagai tempat di bumi berbeda, dan bagaimana kaitan antara iklim dengan aktivitas manusia. Klimatologi dapat juga didefinisikan sebagai ilmu yang mempelajari jenis iklim dimuka bumi dan faktor penyebabnya. Dimana data klimatologi itu meliputi, antara lain : a) Suhu Udara Suhu udara dapat disebut sebagai ukuran derajat panas udara. Suhu udara yang diukur dengan termometer merupakan unsur cuaca dan iklim yang sangat penting. Suhu adalah unsur iklim yang sulit didefinisikan. Bahkan ahli meteorologi pun mempertanyakan apa yang dimaksud dengan suhu udara, karena unsur cuaca ini berubah sesuai dengan tempat. Beberapa faktor yang mempengaruhi suhu udara di antaranya: tinggi tempat, daratan atau lautan, radiasi matahari, indeks datang matahari, angin. Suhu udara umumnya diukur berdasarkan skala tertentu menggunakan termometer. Satuan suhu udara yaitu derajat Celcius (C), Fahrenheit (F), Reamur (R) dan Kelvin (K). Dua skala yang sering dipakai dalam pengukuran suhu udara adalah skala Fahreinheit yang dipakai di negara Inggris dan skala Celcius atau skala seperseratus yang dipakai oleh sebagian besar negara di dunia. Satuan suhu udara yang umum dipakai di Indonesia adalah derajat Celcius (C). Alat ukur suhu udara skala Celcius dapat dilihat pada Gambar 4.3 Gambar 4.3. Alat Ukur Suhu Udara Skala Celcius Bila pengukuran suhu tidak menggunakan termohigrograf, data temperatur udara dalam sehari dibaca minimal sekali yaitu sekitar jam 7.00-8.00 pagi hari waktu setempat. Bila diperlukan dapat dibaca 3 kali sehari, yaitu pukul 7.00, 13.00 dan 18.00 waktu setempat, menggunakan termometer maksimum dan minimum. 53  Suhu harian rata-rata Suhu harian rata-rata dapat dihitung dengan Persamaan 4.3 dan Perrsamaan 4.4 T 2.T7  T13  T18 4 ...................................... (4.3) T Tmak  T min 2 ............................. (4.4) = suhu harian Rata-rata (T, average daily) (C) T T7, T13, T18 = suhu yang dibaca pada pukul 7 pagi, 13 siang dan 18 malam waktu setempat, menggunakan termometer biasa Tmak = suhu maksimum (dibaca dari termometer maksimum) Tmin = suhu minimum (dibaca dari termometer minimum)  Suhu bulanan dan tahunan rata-rata Suhu bulanan rata-rata dihitung dari jumlah nilai temperatur harian rata-rata dalam satu Kendali Iklim Unsur Iklim Radiasi matahari Suhu Darat dan Air Endapan tekanan tinggi dan rendah Massa udara Bekerja pada Pegunungan Kelembaban Tekanan Udara Menghasilkan Jenis Cuaca Dan Iklim Angin Arus laut Badai Gambar 4.4. Hubungan antara Unsur Iklim Dengan Kendali Iklim bulan dibagi dengan jumlah hari dalam satu bulan. Temperatur tahunan secara praktis dapat dihitung dari jumlah suhu rata-rata dibagi 12. b) Kelembaban Relatif Kelembaban menyatakan banyaknya kadar air yang ada di udara. Besaran yang sering dipakai untuk menyatakan kelembaban udara adalah kelembaban relatif. Kelembaban relatif berubah sesuai dengan tempat dan waktu. Menjelang tengah hari kelembaban relatif berangsur-angsur turun kemudian pada sore hari sampai menjelang pagi bertambah besar. Banyaknya uap air yang bergerak di dalam atmosfer berpengaruh terhadap besarnya hujan, lamanya hujan dan intensitas hujan. Di Indonesia, kelembaban tertinggi umumnya terjadi pada musim penghujan dan paling rendah pada musim kemarau. Variasi kelembaban bergantung dari suhu udara, jika suhu rendah (di pagi hari), maka kelembaban akan lebih tinggi jika dibanding pada siang 54 hari pada saat suhu udara bertambah panas. Untuk melaksanakan pengukuran kelembaban di pos klimatologi dapat menggunakan alat ukur sebagai berikut : Pengukuran kelembaban udara dilakukan pada tempat yang sama seperti mengukur temperatur udara. Alat ukur kelembaban udara diletakkan pada sangkar meter (sekitar 1,202,00 m dari muka tanah). Pengukuran dapat dilakukan dengan cara :  Manual, yaitu dengan menggunakan termometer bola basah dan bola kering, yang dipasang vertikal bersama-sama dengan termometer maksimum dan minimum, rangkaian alat ini disebut psikrometer standar.  Otomatis, data kelembaban udara direkam secara otomatis pada grafik termohidrograf, bersama-sama dengan suhu udara. Pena bagian bawah mencatat nilai kelembaban relatif, dinyatakan mulai dari 0-100% pada skala tegak, sedangkan skala mendatar menunjukkan waktu dalam satu minggu (hari, tanggal, jam, menit). Kelembaban relatif nilainya berkisar antara 0%-100%. Nilai 0% berarti udara kering tanpa sedikitpun mengandung uap air, nilai 100% berarti udara jenuh dengan uap air dan akan menjadi titik-titik air. Beberapa cara untuk menghitung kelembaban relatif berdasarkan data yang tersedia, diantaranya :  Dengan cara menghitung nilai depresi Bila pengukuran kelembapan relatif dilakukan dengan psikrometer standar (termometer bola basah dan bola kering), datanya dibaca minimal sekali setiap hari, yaitu pukul 7.00-8.00 waktu setempat, atau bila perlu dibaca 3 kali sehari, yaitu pukul 7.00, 13.00 dan 18.00 waktu setempat. Bila menggunakan psikrometer standar, kelembaban relatif dihitung berdasarkan nilai depresi. Sebagaimana Persaman 4.5 : D  Td  Tw ............................................... (4.5) dimana D = depresi Td = bola kering Tw = bola basah  Dengan cara menghitung tekanan uap Kelembaban relatif (%) dapat dirumuskan sebagaimana Persamaan 4.6 : RH  es x100 ea ............................................ (4.6) dimana: RH = Kelembaban relatif (%) 55 ea = tekanan uap aktual es = tekanan uap jenuh Tekanan uap aktual dan tekanan uap jenuh dapat dinyatakan dalam satuan tinggi milimeter air raksa (1 mm Hg = 1,33 mbar), atau diukur dalam bar (1 bar = 105 N/m2, 1milibar = 102 N/m2). Nilai ea dapat dihitungg dengan Persamaan 4.7 dan Persamaan 4.8 : ea  ew  A.P(Td  Tw ) ................................ (4.7) ea  ew  A.P(Td  Tw ) ............................... (4.8) dimana : ea = tekanan uap saat pengukuran (hektopascal, hpa, 1 hpa = 0,750062 mmHg) (1 mm Hg = 1,33324 hpa). P = tekanan atmosfer ew = tekana uap jenuh (hpa) pada temperatur bola basah, Tw (°C) saat pengukuran Td = temperatur bola kering (°C) saat pengukuran A = koefisien psikrometer  Dengan cara menghitung tekanan uap berdasarkan suhu udara dan suhu titik embun Dari permukaan air terbuka, hubungan antara temperatur (T) dengan tekanan uap jenuh (es) dapat diperkirakan dengan Persamaan 4.9 :  17,27T  es  exp    237,3  T  ............................................ (4.9) dimana es = tekanan uap jenuh (dalam paskal, Pa) T = temperatur udara (°C) Nilai tekanan uap aktual (ea) dapat dihitung dengan rumus diatas, kelembaban spesifik dapat dihitung dengan Persamaan 4.10 : q s  0,622 ea p ................................................... (4.10) diaman qs = kelembaban spesifikasi (kg air/kg udara lembab) ea = tekanan uap aktual (paskal, pa) p = tekanan uap udara (paskal, pa) c) Penyinaran Matahari 56 Matahari merupakan kendali iklim yang sangat penting dan sebagai sumber energi utama di bumi yang menggerakkan udara dan arus laut. Diameter matahari 1,42 x 106 km dan suhu permukaannya ± 6000 K. Setiap cm2 dari permukaan matahari mengemisikan energi rata-rata sebesar 6,2 kilowatt atau 9,0 x 104 kalori per menit. Energi matahari diradiasikan serba sama ke segala arah, sebagian besar dari energi tersebut hilang ke alam semesta, dan hanya sebagian kecil saja yang dapat diterima bumi. Radiasi elektromagnetik cukup penting dalam proses pertukaran energi di dalam atmosfer. Radiasi ini menjalar dalam bentuk gelombang dengan kecepatan = 3 x 10 cm/detik. Faktor iklim merupakan salah satu faktor yang menentukan fenomena hidrologi suatu DAS, misal curah hujan, penguapan, kelembaban dan debit. Jumlah radiasi yang diterima permukaan bumi bergantung banyak faktor, antara lain: peredaran bumi mengelilingi matahari, kondisi atmosfer, durasi/lamanya penyinaran matahari, intensitas radiasi matahari. Durasi penyinaran matahari dalam satu hari dapat dinyatakan sebagai lamanya waktu dari suatu tempat menerima sinar matahari (dalam jam), untuk analisa hidrologi seperti neraca air atau perkiraan penguapan umumnya dinyatakan dalam (%), yaitu lamanya penyinaran (dalam jam) dalam satu hari terhadap lamanya waktu (dalam jam) sejak waktu matahari terbit sampai terbenam di suatu tempat di permukaan bumi. Alat yang digunakan untuk mengukur lama penyinaran matahari, yaitu: jenis Marvin, jenis Forter, jenis Jordan, jenis Campbell-Stokes. Sejak tahun 1962, WMO, memutuskan menggunakan CampbellStokes sebagai alat standar (reference instrument). Di Indonesia umumnya menggunakan Campbell-Stokes (CASELLA) dipasang pada ketinggian 1,20 m dari permukaan tanah sampai pada alat. Alat tersebut terdiri dari bola gelas pejal dengan diameter sekitar 10,16 cm yang dipasang simetris dalam suatu bidang cekung berbentuk bola. Alat ukur durasi penyinaran Matahari seperti pada Gambar 4.5 Gambar 4.5. Alat Ukur Durasi Penyinaran Matahari 57 Beberapa cara untuk menghitung durasi penyinaran matahari berdasarkan data yang tersedia, diantaranya : Perhitungan dengan durasi penyinaran matahari  Durasi penyinaran matahari dihitung berdasarkan rekaman data pembakaran dari kartu uang diapasang setiap hari. Panjang data pembakaran dapat dinyatakan dalam waktu (jam) atau dalam satuan 10 bergantung skala kartu yang digunakan. Durasi penyinarn matahari dalam satu hari umumnya dinyatakan dalam persentase (%), yang dapat dihitung dengan Persamaan 4.11 : DM  n N x100 . ................................. (4.11) dimana DM = Durasi penyinaran matahari (%) n = Lamanya penyinaran matahari dari rekaman kartu (jam) N = Kemungkinan maksimum durasi penyinaran matahari dari matahari terbit sampai matahari terbenam dari lokasi pos klimatologi yang dihitung.  Perhitungan intensitas radiasi matahari global dari data durasi penyinaran matahari Rumus empiris untuk menghitung radiasi matahari global, berdasarkan data pengukuran durasi penyinaran matahari adalah sebagaimana Persamaan 4.12 : R s  R a p  qn N  ............................................... (4.12) Untuk tujuan praktis, bila persamaan lokal belum dibuat FAO menyarankan (Loebis & Soewarno, 1993), seperti Persamaan 4.13 : Rs = (0,25 + 0,50 n/N) Ra...........................................(4.13) dimana Rs = radiasi matahari global (kal/cm2/hari) n = durasi penyinaran matahari total (jam) dari data pengukuran lapangan N = durasi penyinaran matahari teoritis atau lamanyan siang hari p,q = konstanta Ra = radiasi maksimum teoretis (kal/cm2/hari), nilai Ra dapat diperkirakan menurut waktu (bulan) dan garis lintang, dapat ditentukan dalam Tabel 4.2. Tabel 4.2. Radiasi Berdasarkan Lintang LINTANG UTARA () 90 80 70 60 50 JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AGS SEP OKT NOV DES 0 0 0 90 225 0 0 70 215 360 40 125 275 425 555 470 480 565 670 750 900 890 855 890 930 1085 1075 1025 1000 1010 1010 995 945 945 970 670 660 685 770 S30 170 255 385 510 640 0 25 145 285 435 0 0 0 60 190 0 0 15 120 265 58 40 30 20 10 0 380 520 660 780 885 505 630 750 840 915 675 775 850 900 925 845 S95 920 925 900 965 975 960 915 850 1020 1000 965 900 820 985 990 960 905 830 S95 925 935 915 S70 740 820 875 905 905 565 685 785 S65 910 SELATAN () JAN FEB MAR APR MEI JUN JUL AGS SEP OKT NOV DES 10 965 960 915 840 755 710 730 795 875 935 955 975 885 765 650 590 615 705 930 1000 20 1020 820 30 1050 965 830 665 525 460 480 595 750 900 1020 40 1055 925 740 545 390 315 345 465 650 840 995 50 1035 S65 640 415 250 180 205 325 525 760 975 785 510 55 75 19 390 920 60 1000 280 110 660 70 1000 695 375 130 10 0 0 55 250 550 885 1035 945 225 15 450 905 80 0 0 0 0 100 00 1035 660 135 0 0 0 0 0 15 440 920 catatan : untuk mengubah satuan kal/cm2/hari menjadi mm/hari, nilai pada table dibagi 58,6 (Soewarno, 2000) 950 1025 1065 1080 1075 1060 1090 1140 1160 d) Tabel 4.2. Radiasi Berdasarkan Lintang (Lanjutan) 415 560 685 800 890 335 490 630 760 875 Kecepatan dan Arah Angin Sirkulasi umum atmosfer adalah gerak rata-rata dari angin di permukaan bumi. Mekanisme dasar terjadinya gerak udara disebabakan oleh penimbunana, pelenyapan dan alih panas dari matahar. Daerah lintang rendah antara equator dan tropis selalu lebih panas dibandingkan daerah kutub yang dingin. Pemahaman sirkulasi umum atmosfer dapat didekati dengan pemeriksaan pola angin utama dan pemeriksaan berbagai daerah bertekanan rendah dan tinggi yang telah diamati, direkam atau dipetakan. Di sekitar equator yang tekananya rendah, angin akan memusat dan naik, dan angin permukaan menjadi lemah atau berubah. Daerah pita (belt) di sekitar equator disebut dengan berbagai nama, seperti daerah melempem (lesu), tekanan rendah equator, palung equator, pita konvergensi equator, equator klimatologis, dan daerah konvergensi intertropis. Nama yang terakhir adalah istilah yang sesuai dan sering dipakai. Pada masingmasing sisi daerah konvergensi intertropis berhembus angin pasat timur laut di belahan bumi utara dan angin pasat tenggara di belahan bumi selatan. Meskipun gaya gradien tekanan berarah dari tekanan tinggi subtropis menuju daerah konvergensi intertropis, angin dibelokkan oleh rotasi bumi sehingga angin membuat sudut pada waktu mendekati equator. Sumber dari angin pasat adalah tekanan tinggi subtropis, yang kadang-kadang disebut sebagai ’ lintang kuda ’. Tekanan tinggi subtropis bukan pita (belt) kontinu melainkan putusputus berbentuk sel. Karena sebagian besar gerak udara adalah ke bawah, maka karakteristik angin dalam sel ini cenderung tenang atau berubah-ubah. Sebagian udara yang menyebar akan menjadi angin pasat, dan sebagian berhembus ke daerah kutub membentuk angin utama baratan (westerlies). Di belahan bumi utara angin baratan berasal dari barat daya dan di 59 belahan bumi selatan berasal dari barat laut. Angin baratan merupakan daerah badai siklonik. Meskipun angin siklonik ini dapat berhembus dari beberapa penjuru, angin baratan lebih berpengaruh. Massa daratan yang luas di belahan bumi utara mengacaukan angin baratan, tetapi di belahan bumi selatan yang terdapat perairan yang luas antara lintang 40oS dan 60oS, angin baratan lebih tetap arahnya. Angin baratan dan angin timuran kutub bertemu dan memusat pada daerah tekanan rendah kutub dan front kutub. Di daerah pertemuan ini terjadi perbedaan yang besar antara suhu angin dari daerah subtropis dan angin dari kutub yang menyebabkan meningkatnya badai siklonik sepanjang angin baratan. angin timuran kutub membawa udara ke luar dari tekanan tinggi kutub yang merupakan daerah angin turun (subsidensi). Angin adalah massa udara yang bergerak dengan arah sejajar dengan permukaan bumi, yang dimaksud dengan massa udara adalah udara dalam ukuran yang sangat besar dan mempunyai sifat fisik yang seragam pada arah horiontal, sifat fisik itu adalah suhu dan kelembaban. Apabila massa udara itu bergerak ke arah vertikal disebut dengan arus. Gerakan angin umumnya disebabkan oleh perbedaan tekanan udara, angin berasal dari daerah yang bertekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Seperti halnya kecepatan aliran sungai yang besarnya kecepatan aliran itu ditentukan oleh kemiringan dasar sungai, maka kecepatan angin ditentukan oleh besarnya kemiringan tekanan udara, disamping faktor intensitas dan gerakan. Kecepatan angin umumnya dinyatakan dalam satuan km/jam, m/det, knots (1 kn = 1,852 km/jam = 1,51 mil/jam = 0,514 m/detik, 1 km/jam = 0,621 mil/jam = 0,278 kn). Kecepatan berpengaruh terhadap proses penguapan (evaporation) dan apabila udara lembab melayang di udara terbawa oleh angin masuk ke dalam awan hujan maka akan terjadi hujan. Alat ukur kecepatan angin disebut dengan anemometer dan umumnya di pasang pada pos klimatologi. Cara pemasangan anemometer ini ada beberapa macam ketinggian. Untuk keperluan analisa iklim dapat dipasng 10 m diatas permukaan tanah. Untuk keperluan pertanian dan perhitungan penguapan umumnya dipasang 2,0 m dari permukaan tanah. Pemasangan anemometer di pos klimatologi di Indonesia untuk keperluan analisa hidrologi umumnya 2,0 m diatas permukaan tanah. Bila dipasang disamping panci penguapan (evaporation pan) maka disimpan pada ketinggian 0,50 m dari dasar panci penguapan atau 0,15 m diatas permukaan panci penguapan (kelas A). Nilai kecepatan angin dihitung dari hasil pembacaan alat hitung putaran angin (counter) pada spidometer, yang dibaca antara pukul 7.00-8.00 pagi waktu setempat. Anemometer harus dikalibrasi secara berkala minimal 3 tahun sekali. Arah angin sangat penting untuk pekerjaan perencanaan, oleh karen itu 60 disarankan setiap pos klimatologi dipasang alat pengukur arah angin (wind vane). Kadangkadang dipasang antara anemometer digabung menjadi satu dengan wind vane, atau disebut dengan anemovne. Alat ukur kecepatan angin, seperti Gambar 4.6 Gambar 4.6. Alat Ukur Kecepatan Angin Beberapa cara untuk menghitung kecepatan angin berdasarkan data yang tersedia, diantaranya :  Berdasarkan pembacaan alat ukur kecepatan angin Perhitungan kecepatan angin bergantung tipe anemometer yang digunakan, misalnya : 1. Untuk tipe Thies, dalam satuan meter x 100 Contoh pembacaan spidometer pada pukul 7.00 pagi Tanggal 10 Maret 1996 = 141.290 Tanggal 11 Maret 1996 = 141.100 – Selisih = 190 Kecepatan angin tanggal 10 Maret 1996 adalah 190 x 100 meter = 19000 m/hari = 19,0 km/hari 2. Untuk tipe Casella, kecepatan angin diperoleh dari pembacaan spidometer ditulis satu angka dibelakang koma Contoh pembacaan spidometer pada pukul 7.00 pagi Tanggal 10 Maret 1996 = 14.129,0 Tanggal 11 Maret 1996 = 14.110,0 Selisih = 19,0 Kecepatan angin tanggal 10 Maret 1996 = 19,0 km/hari.  Berdasarkan rumus Empiris Adanya pengaruh gesekan permukaan bumi ataupun air terhadap angin maka terdapat suatu hubungan antara kecepatan angin dan ketinggian. Hubungan tersebut secara empiris telah dibuat oleh beberapa ahli, beberapa di antaranya Persamaan 4.14: 61  2m  U 2m  U z   z  0.2 .................................................... (4.14) dimana U2 = kecepatan angin pada ketinggian 2 m Uz = kecepatan angin pada ketinggian pada z meter z = ketinggian alat ukur kecepatan angin. Standar ketinggian untuk anlisis iklim diperlukan data pengukuran kecepatan angin adalah 10 m diatas permukaan tanah, tetapi kadang-kadang karena suatu hal anemometer dipasang beberapa dari ketinggian standar Rumus Hellman's dapat digunakan untuk koreksi, seperti Persamaan 4.15 : U h  0,233  0,656logh  4,75U10 ............. ...... (4.15) dimana Uh = kecepatan angin pada ketinggian (h) meter U10 = kecepatan angin pada ketinggian 10 meter Persamaan lain untuk memperkirakan kecepatan angin setiap titik antara permukaan bumi sampai pada ketinggian 610 m, seperti Persamaan 4.16 : 1  h 7 U  Ua   ha  .............................................. (4.16) dimana U = Kecepatan angin pada ketinggian (h) meter dari muka tanah (m/detik) Ua = Kecepatan angin yang diukur dari anemometer pada ketinggian (ha) meter dari permukaan tanah (m/detik) h = Ketinggian (m). Rumusan evapotranspirasi, sebagaimana Persamaan 4.17 : ET = T + It + Es + Eo (4.17) dengan T = transpirasi vegetasi, It = intersepsi total, Es = evaporasi dari tanah batuan dan jenis permukaan tanah lainnya, dan Eo = evaporasi permukaan air terbuka seperti sungai. danau. dan waduk. Untuk tegakan hutan nilai Eo dan Es biasanya diabaikan dan ET = T + It. Bila unsur vegetasi dihilangkan, ET = Es. 62 Evapotranspirasi dapat dibedakan menjadi dua yaitu evapotranspirasi potensial (PE atau ETP) dan evatranspirasi aktual (AET atau ETo). Evapotranspirasi potensial dipengaruhi oleh faktor-faktor meteorologi dan evapotranspirasi aktual lebih dipengaruhi oleh faktor fisiologi tanaman dan unsur tanah (Hakim et al., 1986). 4.3.4 Evapotranspirasi Potensial (ETP) Evapotranspirasi potensial (ETP) merupakan suatu konsepsi oleh (C. W. Thornthwaite, 1948) sebagai evapotranspirasti dari areal tumbuhan yang menutupi permukaan tanah dengan lengas tanah yang cukup setiap waktu. (Penman, 1948) mengusulkan definisi yang serupa (ETP) dengan istilah (Evapotranspirasi, ET) dari tumbuhan pendek berdaun hijan yyang tumbuh baik baik dan menutupi permukaan tanah yang tidak pernah kekurangan air. Definisi ETP berbagai macam, namun intinya satu untuk suatu tanaman dalam kondisi klimatologi tertentu, yakni keadaan tumbuhan subur, dan tidak pernah kekurangan air. Beberapa definisi yang ada dintaranya(Loebis & Soewarno, 1993) mendefisinikan Evapotranspirasi potensial (potential evapotranspiration), adalah laju evapotranspirasi yang terjadi dengan anggapan persediaan air atau kelembaban tanah cukup tersedia sepanjang waktu atau evapotranspirasi yang mungkin terjadi pada kondisi air yang tersedia berlebihan Faktor penting yang mempengaruhi evapotranspirasi potensial adalah tersedianya air yang cukup banyak . Jika jumlah air selalu tersedia secara berlebihan dari yang diperlukan oleh tanaman selama proses transpirasi, maka jumlah air yang ditranspirasikan relatif lebih besar dibandingkan apabila tersedianya air di bawah keperluan. Evapotranspirasi potensial dari areal tumbuhan yang menutupi permukaan tanah dengan lengas tanah cukup setiap waktu. Atau keadaan tumbuhan subur dan tanah tidak pernah kekurangan air. Menurut Wikipedia (2019), Evapotranspirasi potensial adalah nilai yang menggambarkan kebutuhan lingkungan, sekumpulan vegetasi, atau kawasan pertanian untuk melakukan evapotranspirasi yang ditentukan oleh beberapa faktor, seperti intensitas penyinaran matahari, kecepatan angin, luas daun, temperatur udara, dan tekanan udara. Beberapa rumus empiris untuk menghitung evapotranspirasi potensial adalah rumus empiris dari: Thornthwaite, Blaney-Criddle, dan Penman. a) Metode Thornthwaite Thornthwaite (1948) telah mengembangkan suatu metode untuk memperkirakan besarnya evapotranspirasi potensial dari data klimatologi. Evapotranspirasi potensial (PET) tersebut berdasarkan suhu udara rerata bulanan dengan standar 1 bulan 30 hari, dan lama 63 penyinaran matahari 12 jam sehari. Metode ini memanfaatkan suhu udara sebagai indeks ketersediaan energi panas untuk berlangsungnya proses ET dengan asumsi suhu udara tersebut berkorelasi dengan efek radiasi matahari dan unsur lain yang mengendalikan proses ET. Rumusan Thornthwaite (1948), dalam bentuk Persamaan 4.18 : 4.18 PET = 1,6 dimana : PET = evapotranspirasi potensial bulanan (cm/bulan) T = temperatur udara bulan ke-n (OC) I = indeks panas tahunan a = koefisien yang tergantung dari tempat Harga a dapat ditetapkan dengan menggunakan rumus a = 675  10-9 ( I3 ) – 771  10-7 ( I2 ) + 1792  10-5 ( I ) + 0,49239 Jika rumus tersebut diganti dengan harga yang diukur, maka PET = evapotranspirasi potensial bulanan standart (belum disesuaikan dalam cm) Karena banyaknya hari dalam sebulan tidak sama, sedangkan jam penyinaran matahari yang diterima adalah berbeda menurut musim dan jaraknya dari katulistiwa, maka PET harus disesuaikan menjadi Persamaan 4.19 : PE = PET = dimana . (4.19) s = jumlah hari dala bulan dan Tz = jumlah jam penyinaran matahari rerata perhari. b) Metode Blaney-Criddle Metode ini digunakan untuk menentukan besarnya evapotranspirasi dari tumbuhan (consumtive use) yang pengembangannya didasarkan pada kenyataan bahwa evapotranspirasi bervariasi sesuai dengan keadaan temperatur, lamanya penyinaran matahari/siang hari: kelembaban udara dan kebutuhan tanaman (Reclamation, 1974), seperti pada Persamaan 4.20: U=K= dimana : . (4.20) 64 U = consumtive use (inch) selama pertumbuhan tanaman K = koefisisen empiris yang tergantung pada tipe dan lokasi tan am an P = persentase jumlah jam penyinaran matahari per bulan dalam 1 (satu) tahun (%) T = temperatur bulan ke-n (°F) c) Metode Blaney-Criddle yang dimodifikasi Blaney-Criddle memodifikasi seperti pada Persamaan 4.21: U=K = Dimana ( , ) U = tranpirasi bulanan (mm/bulan) T = suhu udara bulan ke-n (°C) P = persentase jam siang bulanan dalam setahun (4.21) dimana: K = Kt x Kc Kt = 0,031 l(t) + 0,24 Kc = koefisien tanaman bulanan dalam setahun = 0,94 Harga-harga Kc padi di Indonesia telah ditetapkan oleh lembaga-lembaga terkait. d) Metode Penman (1948) Penman mengusulkan rumusan dasar perhitungan evapotranspirasi dari muka air bebas (Reclamation, 1974), seperti Persamaan 4.22 dimana LE = ( ⁄ ) ( ⁄ ) (4.22) E = evaporasi dari permukaan air bebas (mm/hari, 1 hari = 24 jam) Ho = net radiation (cal/cm2/hari) menunjukan kemiringan kurva hubungan tekanan uap yang diselidiki (mmHg/oC), konstanta Psychrometri (=0,485 mmHg/oC) L = panas latent dari evaporasi sebesar 0,1 cm3 (= 59 cal) Nilai Ex dapat dicari dengan Persamaan 4.23 : Ex = 0,35 (0,5 + 0,5 U2) ( e Sat –e2) (4.23) dengan V2 = kecepatan angin ketinggian 2 m (m/det) e sat = tekanan uap jenuh (mmHg) e2 = tekanan uap aktual ketinggian 2 m (mmHg) 65 Persamaan Penman tersebut dapat dijabarkan agar menjadi mudah perhitungannya, seperti dalam Persamaan 4.24 : E= ( , ) , ( ) (4.24) I. merupakan nilai  sebagai fungsi temperatur II. merupakan nilai (a + bn/N) , dengan a dan b adalah konstanta, n = lamanya sinar matahari; N = panjang hari 9 jam. III. Niai H top/sh, yang merupakan fungsi garis lintang IV. nilai dari 118.10-19 (273 + Tz)4, merupakan fungsi suhu V. nilai dari 0,47 – 0,077√ , merupakan fungsi tekanan uap aktual ketinggian 2 m VI. Nilai dari 0,30 + 0,8 n/N VII. Nilai dari 0,485 x 0,35 (0,50 +0,54U) VIII. Nilai dari tekanan uap (esat) Penman memodifikasi rumusan dengan mengunakan pendekatan gabungan antara neraca energi dan pengaruh aerodinamik (pengaruh pengangkatan uap air oleh gerakan angin), seperti pada Persamaan 4.25 ET = dimana ( ( )( ) ) (4.25) Δ = gradien tekanan uap air jenuh terhadap suhu udara (Pa K-1) Q = radiasi neto (W m-2)  = konstanta psikrometer (66.1 Pa K-1) f(u) = fungsi aerodinamik (MJ nr2 Pa-1) u = kecepatan angin (m s-1) = defisit tekanan uap air (Pa) = panas spesifik untuk penguapan (2.454 MJ kg-1).  e) − Metode Stephens (1965) Stephens (1965) mengembangan rumusan evapotranspirasi rujukan/acuan seperti pada Persamaan 4.26 : PET = (0,014 T -0,37) ( ⁄1500) ........................................ (4.26) 66 Keterangan : ET0 = Evapotranspirasi potensial (inchi/hari) T = Suhu (oC/hari) RS = Radiasi global (kal/cm2/hari) f) Metode Turc (Turc, 1961) mengembangan rumusan evapotranspirasi acuan pada 2 (dua) kondisi. Untuk kelembaban relatif kurang dari 50% , seperti pada Persamaan 4.27  50  RH   T  PET  0,013   R S  50 1  70    T  15  .................. (4.27) Untuk kelembaban relatif lebih dari 50%, seperti pada Persamaan 4.28  T  PET  0,013  R S  50   T  15  ... .................................. (4.28) Keterangan : ET0 = Evapotranspirasi potensial (mm/hari) T = Suhu (oC/hari) RS = Intensitas radiasi matahari (Kal/cm2/hari) RH = Kelembaban relatif (%) g) Makkink (1957) Makkink (1957) menggunakan data intensitas radiasi RS (kal/cm2/hari) atau setara dengan penguapan ES (mm/hari), maka evapotranspirasi rujukan (ET0, mm/hari) dapat dihitung dengan menggunakan Persamaan 4.29 :    PET  0,61  E S   0,12     ................................... (4.29) FAO juga mengembangan rumusan, juga mengusulkan rumusan intensitas radiasi tanpa koreksi, sebagaimana Persamaan 4.30 :    PET   E S   0,30    ........................................... (4.30) dimana PET = Evapotranspirasi potensial (mm/hari) ES = Radiasi matahari setara dengan penguapan (mm/hari)  = Konstanta psikometrik (0,66 mb/oC = 0,485 mm Hg)  = Kemiringan kurva tekanan uap jenuh (m/bar/oC) pada suhu H(oC), dapat diperkirakan dengan Persamaan 4.31 : 67   0,00815 T  0,89127 .................... ................ (4.31) 4.3.5 Evapotranspirasi Aktual Jika dalam evapotranspirasi potensial air yang tersedia dari yang diperlukan oleh tanaman selama proses transpirasi berlebihan, maka dalam evapotranspirasi aktual ini jumlah air tidak berlebihan atau terbatas. Jadievapotranspirasi aktual adalah evapotranspirasi yang terjadi pada kondisi air yang tersedia terbatas. Evapotranspirasi aktual dipengaruhi oleh proporsi permukaan luar yang tidak tertutupi tumbuhan hijau (exposed surface) pada musim kemarau. Besarnya exposed surface (m) untuk tiap daerah berbeda – beda. Turc-Langbein (Keijne, 1973) telah mengembangkan sebuah metode penentuan evapotranspirasi potensial yang didasarkan pada penggunaan faktor-faktor klimatologi yang paling sering diukur, yaitu kelembaban relatif dan temperatur udara, rumusan seperti pada Persamaan 4.32: dimana Et = , ⁄ dan E = 325 + 21 T + 0,90 T Et = evapotranspirasi aktual (mm/tahun) P = curah hujan rata-rata DAS (mm/tahun) T = suhu udara rata-rata tahunan ( Celcius) Eo = evaporasi permukaan air bebas (mm/tahun) (4.32) Nilai T (suhu udara) dapat ditentukan berdasarkan suhu rata-rata tahunan dari stasiun yang sudah diketahui. Penentuan suhu udara stasiun lainnya berdasar perhitungan dengan menggunakan rumus Mock (1973), sebagaimana Persamaan 4.33: t1 = t2  (h1-h2) 0,006 C (4.33) dimana t1 = suhu udara stasiun yang dicari (ºC) t2 = suhu udara stasiun yang diketahui (ºC) h1 = tinggi tempat stasiun yang dicari (m) h2 = tinggi tempat stasiun yang diketahui (m) 0,006 = gradien temperatur yang menunjukkan setiap kenaikan 100 m tinggi tempat maka temperaturnya turun 0,6 ºC. Dapat pula suhu digunakan Persamaan 4.34 : 68 4.3.6 Evapotranspirasi Acuan. T= ∑ (4.34) Pada dasarnya, untuk mengetahui besarnya evapotranspirasi ini harus dilakukan di lapangan. Namun kegiatan ini memerlukan waktu dan biaya. Oleh karena itu dalam perencanaan irigasi, sering diperlukan ramalan besarnya evapotranspirasi berdasar data yang tersedia. Ada beberapa metoda yang selama ini digunakan, dan FAO (FAO Group on Crop Water Requirement) telah menghasilkan pedoman yang dihasilkan melalui sidangnya di Lebanon tahun 1971 dan Roma tahun 1972. Pedoman ini kemudian dihaluskan lagi berdasar tanggapan yang diterima serta hasil uji coba penggunaan pedoman tersebut. Dan konsep pedoman tersusun pada tahun 1975 dan hasilnya adalah buku "Crop Water Requirements" (Doorenbos, 1975). Evapotranspirasi acuan (ETo) menurut definisi FAO (Food and Agriculture Organization of The United Nations ) adalah besarnya evapotranspirasi pada lahan yang ditutupi rumput pada seluruh permukaan lahan, tingginya seragam antara 8 sampai 15 cm, tumbuh secara aktif dan tidak kekurangan air, yang dinyatakan dalam mm/hari. Definis lain menyatakan bahwa Evapotranspirasi acuan (ETo) adalah besarnya evapotranspirasi dari tanaman hipotetik (teoritis) yaitu dengan ciri ketinggian 12 cm, dengan tahanan dedaunan ditetapkan sebesar 70 detik/m dan pantulan radiasi (albedo) sebesar 0,23. Hal ini mirip evapotranspirasi dari tanaman rumput hijau yang luas dengan ketinggian seragam, tumbuh subur, menutup tanah seluruhnya dan tidak kekurangan air (M Smith et al., 1991). Beberapa literatur menyamakan evapotranspirasi acuan dengan evaporasi standar atau evaporasi pada suatu permukaan standar yang dapat diperoleh dari lahan dengan lahan tajuk penuh oleh rerumputan hijau yang ditanam pada lahan subur berkadar air tanah cukup tinggi antara 8-15 cm (Allen, Pereira, Raes, & Smith, 1998). Berbasis pada ketersediaan data iklim, maka untuk memperkirakan ET0, dapat dihitung dengan menggunakan beberapa model, yaitu; model temperatur, temperatur dan kelembaban, radiasi global, radiasi bersih, kombinasi, regresi. Banyak metode yang digunakan dalam perhitungan Evapotranspirasi acuan (ETo), diantaranya :     Blaney Criddle. Radiation. Penman. Pan evaporation. 69 4.4 Menghitung Evapotranspirasi Acuan Metode Blaney Criddle. Blaney-Criddle (1950), mengusulkan perhitungan kebutuhan air untuk tanaman yang dihitung dengan menggunakan persamaan adalah kebutuhan konsumtif (consumtive use). Dengan pengertian " banyaknya air yang secara potensial diperlukan untuk mencukupi evapotranspirasi tanaman pada wilayah tersebut, sedemikian rupa sehingga produksi tanaman tidak terganggu oleh kekurangan air." Besarnya kebutuhan konsumtif tergantung dari jenis tanaman yang dinyatakan dengan koefisien tanaman, suhu rata-rata yang didapat dari data pengamatan, serta nilai jam siang bulanan yang besarnya tergantung dari garis lintang lokasi yang ditinjau. Dengan demikian maka faktor iklim yang dihitung, hanyalah faktor suhu udara. Nilai kebutuhan konsumtif pada daerah yang mempunyai suhu dan garis lintang sama, walaupun dengan kondisi cuaca berlainan. Nilai kebutuhan konsumtif yang dihitung menurut Blaney-Criddle (1950), dirasa kurang akurat. Karenanya FAO menyarankan agar rumusan Blaney-Criddle (1950) hanya digunakan kalau data iklim yang tersedia hanya berupa data suhu. Jika data iklim lainnya tersedia, disarankan menggunakan metode lain. Persamaan Blaney - Criddle ini telah banyak dimodifikasi. Modifikasi rumus BlaneyCriddle ini mula-mula dilakukan terhadap satuannya. Dalam persamaan aslinya, satuan yang digunakan untuk besarnya pemakaian konsumtif adalah inch. Selanjutnya dimodifikasi menjadi satuan mm. Sedangkan untuk suhu, persamaan aslinya menggunakan derajat Farenheit, selanjutnya dimodifikasi dalam derajat Celcius. 1. FAO melakukan modifikasi lebih lanjut dengan memasukkan faktor - faktor :  Kelembaban minimum ( Rhmin ).  Perbandingan waktu matahari bersinar antara yang terjadi dengan yang mungkin ( n/N )  Kecepatan angin pada ketinggian 2 meter diatas tanah ( Uday ). Ketiga faktor iklim ini tidak dimasukkan nilainya, melainkan hanya perkiraan saja. Beberapa faktor dikategorikan sebagai rendah, sedang dan tinggi. Sehingga diperoleh 27 kategori. Masing-masing keadaan mempunyai grafik berbeda yang menunjukkan hubungan antara evapotranspirasi dengan faktor suhu. Nilai koefisien tanaman (k) pada metoda Blaney-Criddle (1950) dimodifikasi oleh FAO untuk tidak digunakan lagi. Hal ini dikarenakan : 70 a) Perhitungan pada ETo, yaitu evepotranspirasi untuk tanaman rumput yang seragam. b) Koefisien tanaman ini sangat tergantung pada iklim dan nilai (k) yang sangat bervariasi menyebabkan pemilihan nilai yang benar menjadi sulit. (dalam rumus yang dimodifikasi sebelumnya : k = Kc X kt, dimana kt adalah faktor suhu ). c) Hubungan antara p (0,46 T + 8,13 ) dengan ETo dinyatakan sebagai koefisien penyesuaian (c), yang besarnya tergantung kelembaban relatif minimum, jam matahari bersinar dan perkiraan kecepatan angin. 4.4.1 Rumus yang digunakan. Persamaan Blaney Criddle (1950) yang pertama diusulkan, seperti Persamaan 4.35 : U=k.f (4.35) dimana : U = Pemakaian konsumtif dalam inch. k = Koeffisien tanaman sesuai dengan jenis tanaman. f = Faktor suhu = ( t + p )/100. t = suhu udara rata-rata bulanan dalam derajat Farenheit. p = persentase jam siang bulanan dalam setahun. Persamaan Blaney Criddle yang dimodifikasikan sebelumnya, termasuk yang banyak digunakan di Indonesia, seperti Prsamaan 4.36 : U = [ K . p ( 45,7 + 813 ) ] /100 (4.36) K = Kc . Kt Kt = 0,0311 t + 0,240 dimana : U = Evapotranspirasi bulanan dalam mm. t = Suhu udara rata-rata dalam derajat Celcius. Kc = Koefisien tanaman. p = Persentase jam siang bulanan dalam setahun. Sedangkan persamaan Blaney Criddle yang dimodifikasi oleh FAO adalah sebagaimana Persamaan 4.37 : Eto = C [ p ( 0,46 T + 8 ) ] (4.37) dimana : ETo = Evapotranspirasi Acuan dalam mm/hari. T = Rata-rata harian suhu udara pada bulan yang ditinjau dalam derajat Celsius. 71 C = Koeffisien penyesuaian yang tergantung pada kelembaban relatif minimum, jam matahari yang bersinar dan perkiraan kecepatan angin. p = Faktor lamanya waktu jam siang pada bulan yang ditinjau (%), Nilai rata-rata harian dari persentase jam siang hari untuk berbagai garis lintang dapat dilihat pada Tabel 4.3 Tabel 4.3 : Rata-Rata harian Persentase ( p ) Jam Siang Hari untuk berbagai Garis Lintang Garis Lintang Utara Selatan 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Garis Lintang Utara Selatan 60 58 56 54 52 50 48 46 44 42 40 35 30 25 20 15 10 Bulan Januari Juli 0.15 0.16 0.17 0.18 0.19 0.19 0.20 0.20 0.21 0.21 0.22 0.23 0.24 0.24 0.25 0.26 0.26 0.27 0.27 Pebruari Agustus 0.20 0.21 0.21 0.22 0.22 0.23 0.23 0.23 0.24 0.24 0.24 0.25 0.25 0.26 0.26 0.26 0.27 0.27 0.27 Juli Januari 0.40 0.39 0.38 0.37 0.36 0.35 0.35 0.34 0.34 0.33 0.33 0.32 0.31 0.31 0.30 0.29 0.29 Agustus Pebruari 0.34 0.34 0.33 0.33 0.33 0.32 0.32 0.32 0.31 0.31 0.30 0.30 0.29 0.29 0.29 0.28 0.28 Maret September 0.26 0.26 0.26 0.26 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 April Oktober 0.32 0.32 0.32 0.31 0.31 0.31 0.31 0.30 0.30 0.30 0.30 0.29 0.29 0.29 0.28 0.28 0.28 0.28 0.27 Bulan September Oktober Maret April 0.28 0.22 0.28 0.23 0.28 0.23 0.28 0.23 0.28 0.24 0.28 0.24 0.28 0.24 0.28 0.24 0.28 0.25 0.28 0.25 0.28 0.25 0.28 0.25 0.28 0.26 0.28 0.26 0.28 0.26 0.28 0.27 0.28 0.27 Mei Nopember 0.38 0.37 0.36 0.36 0.35 0.34 0.34 0.34 0.33 0.33 0.32 0.31 0.31 0.30 0.29 0.29 0.28 0.28 0.27 Juni Desember 0.41 0.40 0.39 0.38 0.37 0.36 0.36 0.35 0.35 0.34 0.34 0.32 0.32 0.31 0.30 0.29 0.29 0.28 0.27 Nopember Mei 0.17 0.18 0.18 0.19 0.20 0.20 0.21 0.21 0.22 0.22 0.22 0.23 0.24 0.25 0.25 0.26 0.26 Desember Juni 0.13 0.15 0.16 0.17 0.17 0.18 0.19 0.20 0.20 0.21 0.22 0.23 0.24 0.25 0.25 0.26 0.27 72 5 0 0.28 0.27 0.28 0.27 0.28 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 Dari Tabel 4.3, dapat lihat bahwa untuk garis khatulistiwa, besarnya rata-rata harian dari persentase jam siang hari adalah sama, karena jam siang pada garis khatulistiwa hampir sama sepanjang tahun. Persentasenya menjadi : 100 % /365 hari = 0,27 %/hari. Posisi garis lintang Utara, pada bulan April s/d September, nilai ( p ) akan diperoleh hasil lebih besar dari 0,27, karena matahari pada bulan tersebut berada di bagian Utara khatulistiwa. Sehingga jam siang lebih panjang dari jam malam. Sebaliknya pada bulan Oktober s/d Maret, nilai (p) di tempat tersebut lebih kecil, hal ini dikarenakan matahari berada di selatan khatulistiwa. Sehingga jam siang lebih pendek dari jam malam. Untuk garis lintang selatan terjadi sebaliknya. FAO memberikan hubungan antara ETo dengan besarnya f = p (0,46 t + 8). Persamaan berupa garis lurus, yang nyatakan dalam bentuk Tabel 4.4. Tabel 4.4. Persamaan Eto Pada Berbagai Nilai Jam Penyinaran Matahari, Kelembaban Relatif Minimum dan Kecepatan Angin. Jam matahari bersinar Tinggi (n/N sekitar 0.9) Kelembaban Relatif Minimum Rendah (RHmin < 20 %) Sedang (Rhmin 20-50 %) Tinggi (RHmin > 50 %) Sedang (n/N sekitar 0.7 ) Rendah (RHmin < 20 %) Sedang (Rhmin 20-50 %) Tinggi (RHmin > 50 %) Rendah (n/N sekitar 0.45) Rendah (RHmin < 20 %) Sedang (Rhmin 20-50 %) Tinggi (RHmin > 50 %) Kecepatan Angin Persamaan Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) ETo = 1.62 f - 2.14 ETo = 1.76 f - 1.82 ETo = 1.84 f - 1.58 ETo = 1.49 f - 2.23 ETo = 1.62 f - 2.14 ETo = 1.76 f - 2.02 ETo = 1.18 f - 2.06 ETo = 1.26 f - 2.02 ETo = 1.36 f - 2.02 ETo = 1.42 f - 1.94 ETo = 1.38 f - 1.36 ETo = 1.44 f - 0.98 ETo = 1.32 f - 2.14 ETo = 1.48 f - 2.06 ETo = 1.57 f - 1.89 ETo = 1.06 f - 1.87 ETo = 1.14 f - 1.78 ETo = 1.2 f - 1.65 ETo = 1.23 f - 1.71 ETo = 1.42 f - 1.74 ETo = 1.76 f - 1.76 ETo = 1.12 f - 1.74 ETo = 1.24 f - 1.68 ETo = 1.36 f - 1.72 ETo = 0.89 f - 1.68 ETo = 0.94 f - 1.48 ETo = 1.02 f - 1.02 73 4.4.2 Langkah Perhitungan Blaney-Criddle Perhitungan besarnya evepotranspirasi dengan menggunakan metoda Blaney Criddle, dapat dilakukan dengan mengikuti langkah sebagai berikut : a) Menghitung suhu rata-rata. Berdasar data yang tersedia, kita mencari t ( suhu rata-rata bulanan ). b) Cari nilai p. Berdasar garis lintang lokasi yang kita tnjau, kita cari nilai p ( rata-rata harian persentase jam siang pada bulan yang ditinjau ) dari Tabel 4.3. c) Menghitung nilai f. Hitunglah nilai f = p ( 0,46 t + 8 ), dengan menggunakan nilai t dan p dari langkah di point a dan b.. d) Memperkirakan jam matahari bersinar. Perkirakanlah perbandingan antara jam matahari bersinar yang mungkin dengan kenyataannya. Hal ini dapat diperkirakan berdasar banyaknya awan yang menutupi lokasi setiap harinya. Kalau jam matahari yang terjadi sekitar 0,45 dari yang mungkin, maka itu termasuk rendah. Kalau sekitar 0,7 termasuk sedang dan kalau sekitar 0,9 termasuk tinggi. e) Perkirakanlah Kelembaban minimum ( Rhmin ). Untuk daerah yang lembab, dimana kelembaban diperkirakan lebih besar dari 50 %, tergolong sebagai kelembaban tinggi. Sedangkan pada daerah kering, dimana kelembabannya diperkirakan lebih rendah dari 20 %, tergolong kelembaban rendah. Untuk nilai diantaranya, tergolong sedang. f) Perkirakanlah kecepatan angin (Uday ). Untuk daerah yang pada waktu siang hari tidak banyak angin atau kecepatan angin dibawah 2 meter/detik, kita golongkan kecepatan angin rendah. Sedangkan untuk daerah yang berangin kuat atau kecepatannya anatar 5 meter/detik sampai 8 meter/detik, tergolong kecepatan angin tinggi. Untuk kecepatan diantaranya tergolong sedang. g) Menghitung besarnya ETo. Berdasarkan ketiga perkiraan tersebut, kita cari persamaan ETo dengan mempergunakan Tabel 4.4. Dengan memasukkan nilai n/N, maka didapat besarnya ETo. 74 4.4.3 Contoh Perhitungan Blaney-Criddle. Contoh perhitungan metode Balaney Criddle, berdasar data iklim dari Sagaranten untuk Daerah Irigasi Cikaso, Sukabumi Selatan, seperti pada Tabel 4.5. Tabel 4.5. Contoh perhitungan ETo dengan cara Blaney-Criddle, untuk Sukabumi. No 1.. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. No 1.. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. No 1.. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. a. Langkah sumber Januari Pebruari Maret April Suhu ( t ) Persentase jam siang ( p ) f = p (0.46t+8) Jam siang (n/N) Kelembaban min.(Rhmin) Kecepatan angin ( Uday ) Persamaan ETo = ETo ( mm ) data daftar perhitunga n perkiraan 24.20 0.28 5.36 Rendah Tinggi Sedang 0.94f-1.48 3.56 24.60 0.28 5.41 Rendah Tinggi Sedang 0.94f-1.48 3.60 24.30 0.28 5.37 Sedang Tinggi Sedang 1.14f-1.78 4.34 25.10 0.27 5.28 Sedang Tinggi Sedang 1.14f-1.78 4.24 Mei Juni Juli Agustus 24.60 0.27 5.22 Sedang Tinggi Sedang 1.14f-1.78 4.17 23.50 0.27 5.08 Sedang Tinggi Tinggi 1.2f-1.65 4.44 23.00 0.27 5.02 Tinggi Tinggi Tinggi 1.2f-1.65 4.37 23.00 0.27 5.02 Tinggi Tinggi Tinggi 1.2f-1.65 4.37 Septembe r 24.00 Oktober Nopembe r 25.20 Desember Langkah Suhu ( t ) Persentase jam siang ( p ) f = p (0.46t+8) Jam siang (n/N) Kelembaban min.(Rhmin) Kecepatan angin ( Uday ) Persamaan ETo = ETo ( mm ) Langkah Suhu ( t ) Persentase jam siang ( p ) f = p (0.46t+8) Jam siang (n/N) Kelembaban min.(Rhmin) Kecepatan angin ( Uday ) Persamaan ETo = ETo ( mm ) Suhu. perkiraan perkiraan daftar perhitunga n sumber data daftar perhitunga n perkiraan perkiraan perkiraan daftar perhitunga n sumber data daftar perhitunga n perkiraan perkiraan perkiraan daftar perhitunga n 0.27 5.14 Rendah Tinggi Tinggi 1.02f-1.02 4.22 24.60 0.28 5.41 Rendah Tinggi Tinggi 1.02f-1.02 4.50 0.28 5.49 Rendah Tinggi Sedang 0.94f-1.48 3.68 24.80 0.28 5.43 Rendah Tinggi Sedang 0.94f-1.48 3.63 Suhu pada Tabel 4.5, diambil dari data yang tersedia, setelah diambil rata-ratanya pada bulan bersangkutan dari tahun-tahun yang tersedia datanya. b. Persentase jam siang hari. Pada Tabel 4.3, untuk garis lintang 5o Lintang Selatan dan lokasi yang ditinjau mempunyai garis lintang 7o. Namun karena perbedaan antara lokasi 5o dan 10o Lintang Selatan tidak banyak berbeda, maka diambil untuk lokasi 5o Lintang Selatan. 75 c. Besarnya f = p ( 0,86 t + 8 ). Besarnya nilai f ini, tergantung dari besarnya t dan p diatas. Terlihat bahwa nilai f untuk setiap bulan tidak sama. d. Jam siang matahari. Pada bulan Okrtober sampai Januari merupakan musim hujan, maka perbandingan jam matahari yang terjadi dengan yang mungkin diperkirakan rendah. Hal ini dikarenakan di musim hujan sering tertutup awan. Sebaliknya dimusim kemarau, yang akan mencapai puncaknya bulan Juli dan Agustus, umumnya cuaca cerah. Sehingga perbandingan menjadi tinggi. Pada bulan lainnya diperkirakan sedang saja. e. Kelembaban minimum. Kelembaban minimum daerah yang ditinjau diperkirakan tinggi sepanjang tahun karena merupakan daerah persawahan. f. Kecepatan angin. Kecepatan angin di lokasi yang ditinjau diperkirakan tinggi pada bulan Juni s/d Oktober, sedang pada bulan lainnya diperkirakan sedang. Berdasar perkiraan pada butir d dan e diatas, dari Tabel 4.4. dapat ditentukan persamaan ETo-nya. g. Besarnya ETo. Dengan memasukkan nilai f dalam butir g, kita akan dapatkan besarnya Eto Dari perhitungan yang kita lakukan pada Tabel 4.5. Berdasarkan Tabel 4.5 terlihat perhitungan ETo suatu bulan tidak berbeda jauh, dengan bulan lainnya. Mungkin karena suhu di daerah tersebut relatif konstan (antara 23o sampai 25o Celcius). Hasil perhitungan ETo juga memberi hasil yang hampir sama, yaitu antara 3,5 sampai 4,5 mm/hari. 4.5 Menghitung Evapotranspirasi Acuan Metode Radiasi. Metode radiasi pada dasarnya penerapan dari rumusan Makkink (1957). Metode ini bertolak dari pemikiran bahwa penguapan (evaporasi), akan tergantung pada radiasi matahari yang jatuh ke permukaan bumi. Radiasi yang jatuh ke lapisan atas atmosfir (Ra), besarnya tergantung garis lintang posisi di lokasi, serta waktu terjadinya. Radiasi dari lapisan atas atmosfir tidak seluruhnya sampai ke bumi, karena terhalang awan. Dalam data iklim dinyatakan sebagai jam penyinaran matahari yang terjadi (n). Radiasi total yang terjadi dalam satu hari, tergantung dari jumlah jam siang hari yang mungkin (N). 76 Perbandingan penyinaran matahari antara terjadi dengan yang mungkin (n/N), selain dihitung dengan cara radiasi, dapat juga diperkirakan dengan data awan (cloudines), yang dinyatakan dalam satuan oktas atau tenthes. Data awan harus dikonversikan dulu ke dalam perbandingan penyinaran matahari antara yang terjadi dengan mungkin (n/N). Selanjutnya sinar matahari yang sampai ke bumi akan menyebabkan terjadinya penguapan (evaporasi). Besarnya evaporasi tergantung dari besarnya radiasi, semakin besar radiasi makin besar pula evaporasi. Besarnya radiasi sampai ke bumi (Rs), dinyatakan dalam satuan mm/hari. Hal ini sesuai dengan ekivalensi penguapan yang ditimbulkana. Besarnya radiasi pada lapisan atas atmosfir (Ra) serta perbandingan jam penyinaran matahari antara terjadi dengan yang mungkin (n/N). Namun radiasi ini harus dikoreksi terhadap suhu udara dan ketinggian, dengan menggunakan faktor penimbang (weighting factor: W). Besarnya evapotranspirasi acuan ETo pada metode radias, diperoleh dengan faktor penimbang. Selanjutnya harus dikalikan lagi dengan faktor penyesuaian (c). Besarnya faktor penyesuaian tergantung tingkat kelembaban relatif rata-rata dan kecepatan angin di siang hari dengan ketinggian 2 m di atas tanah. Dengan demikian, metode ini dapat digunakan untuk data iklim tersedia tidak hanya suhu udara, tetapi juga data jam penyinaran matahari yang terjadi (n) atau data awan (cloudiness). Sedangkan data angin dan data kelembaban tidak diperlukan secara akurat. 4.5.1 Rumus yang digunakan untuk Metode Radiasi Global Selanjutnya rumus radiasi ini, dikembangakan oleh FAO dalam bukunya Crop Water Requirement, adalah seperti Persamaan 4.38 ETo = c (W.Rs) dan Rs = (0,25 + 0,50 n/N) Ra (4.38) di mana : ETo = Evapotranspirasi acuan dalam mm/hari. Rs = Radiasi matahari ke bumi ekivalensinya terhadap penguapan mm/hari. Ra = Radiasi matahri yang jatuh ke lapisan atas atmosfir. n = Jam penyinaran matahari yang terjadi (jam). N = Jam penyinaran matahari yang mungkin (jam) W = Faktor penimbang (weighting factor) c = Faktor penyesuaian. a) Ra (radiasi matahari pada lapisan atmosfir) : Besarnya radiasi ini tergantung pada garis lintang lokasi yang ditinjau. Besarnya dapat dilihat dari Tabel 4.6. 77 Tabel 4.6. Radiasi Matahari (Ra) pada Berbagai Garis Lintang Belahan Bumi Utara 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Jan 3.8 4.3 4.9 5.3 5.9 6.4 6.9 7.4 7.9 8.3 8.8 9.3 9.8 10.2 10.7 11.2 11.6 12.0 12.4 12.4 13.2 13.6 13.9 14.3 14.7 15.0 Peb 6.1 6.6 7.1 7.6 8.1 8.6 9.0 9.4 9.8 10.2 10.7 11.1 11.5 11.9 12.3 12.7 13.0 13.3 13.6 13.6 14.2 14.5 14.8 15.0 15.3 15.5 Mar 9.4 9.8 10.2 10.6 11.0 11.4 11.8 12.1 12.4 12.8 13.1 13.4 13.7 13.9 14.2 14.4 14.6 14.7 14.9 15.1 15.3 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 Apr 12.7 13.0 13.3 13.7 14.0 14.3 14.5 14.7 14.8 15.0 15.2 15.3 15.3 15.4 15.5 15.6 15.6 15.6 15.7 15.7 15.7 15.6 15.4 15.5 15.3 15.3 Mei 15.8 15.9 16.0 16.1 16.2 16.4 16.4 16.4 16.5 16.5 16.5 16.5 16.4 16.4 16.3 16.3 16.1 16.0 15.8 15.7 15.5 15.3 15.1 14.9 14.6 14.4 Jun 17.1 17.2 17.2 17.2 17.3 17.3 17.2 17.2 17.1 17.0 17.0 16.8 16.7 16.6 16.4 16.4 16.1 15.9 15.7 15.5 15.3 15.0 14.7 14.4 14.2 13.9 Jul 16.4 16.5 16.6 16.6 16.7 16.7 16.7 16.7 16.8 16.8 16.8 16.7 16.6 16.5 16.4 16.3 16.1 15.9 15.7 15.5 15.3 15.1 14.9 14.6 14.3 14.1 Ags 14.1 14.3 14.5 14.7 15.0 15.2 15.3 15.4 15.5 15.6 15.7 15.7 15.7 15.8 15.8 15.9 15.8 15.7 15.7 15.6 15.5 15.4 15.2 15.1 14.9 14.8 Sep 10.9 11.2 11.5 11.9 12.2 12.5 12.8 13.1 13.4 13.6 13.9 14.1 14.3 14.5 14.6 14.8 14.9 15.1 15.1 15.2 15.3 15.3 15.3 15.3 15.3 15.3 Okt 7.4 7.8 8.3 8.7 9.1 9.6 10.0 10.6 10.8 11.2 11.6 12.0 12.3 12.6 13.0 13.3 13.6 14.1 14.1 14.4 14.7 14.8 15.0 15.1 15.3 15.4 Nop 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 9.5 9.9 10.3 10.7 11.1 11.6 12.0 12.8 12.8 13.3 13.6 13.9 14.2 14.5 14.8 15.1 Des 3.2 3.7 4.3 4.7 5.2 5.7 6.1 6.6 7.2 7.8 8.3 8.8 9.3 9.7 10.2 10.7 11.1 12.0 12.0 12.5 12.9 13.3 13.7 14.1 14.4 14.8 Sep 8.9 9.3 9.7 10.2 10.6 11.0 11.4 11.7 12.0 12.4 12.7 13.0 13.2 13.4 12.6 13.9 14.1 14.3 14.5 14.7 14.8 14.9 15.0 15.1 15.2 15.3 Okt 12.9 13.2 13.4 13.7 14.0 14.2 14.4 14.6 14.9 15.1 15.3 15.4 15.5 15.6 14.8 15.8 15.8 15.8 15.8 15.8 15.9 15.8 15.7 15.6 15.5 15.4 Nop 16.5 16.6 16.7 16.7 16.8 16.9 17.0 17.0 17.1 17.2 17.3 17.2 17.2 17.1 16.5 17.0 16.8 16.7 16.5 16.4 16.2 16.0 15.8 15.5 15.3 15.1 Des 18.2 18.2 18.3 18.3 18.3 18.3 18.3 18.2 18.2 18.1 18.1 17.9 17.8 17.7 17.5 17.4 17.1 16.8 16.6 16.5 16.2 16.0 15.7 15.4 15.1 14.8 Belahan Bumi Selatan 50 48 46 44 42 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Jan 17.5 17.6 17.7 17.8 17.8 17.9 17.9 17.9 17.8 17.8 17.8 17.7 17.6 17.5 17.5 17.3 17.1 16.9 16.7 16.6 16.4 16.1 15.8 15.5 15.3 15.0 Peb 14.7 14.9 15.1 15.3 15.5 15.7 15.8 16.0 16.1 16.2 16.4 16.4 16.4 16.5 17.0 16.5 16.5 16.4 16.4 16.3 16.3 16.1 16.0 15.8 15.7 15.5 Mar 10.9 11.2 11.5 11.9 12.2 12.5 12.8 13.2 13.5 13.8 14.0 14.3 14.4 14.6 15.7 15.0 15.1 15.4 15.3 15.4 15.5 15.5 15.6 15.6 15.7 15.7 Apr 7.0 7.5 7.9 8.4 8.8 9.2 9.6 10.1 10.5 10.9 11.3 11.6 12.0 12.3 13.7 13.0 13.2 13.5 13.7 14.0 14.2 14.4 14.7 14.9 15.1 15.3 Mei 4.2 4.7 5.2 5.7 6.1 6.6 7.1 7.5 8.0 8.5 8.9 9.3 9.7 10.2 11.6 11.0 11.4 11.7 12.1 12.5 12.8 13.1 13.4 13.8 14.1 14.4 Jun 3.1 3.5 4.0 4.4 4.9 5.3 5.8 6.3 6.8 7.3 7.8 8.2 8.7 9.1 10.0 10.0 10.4 10.8 11.2 11.6 12.0 12.4 12.8 13.2 13.5 13.9 Jul 3.5 4.0 4.4 4.9 5.4 5.9 6.3 6.8 7.2 7.7 8.1 8.6 9.1 9.5 9.6 10.4 10.8 11.2 11.6 12.0 12.4 12.7 13.1 13.4 13.7 14.1 Ags 5.5 6.0 6.5 6.9 7.4 7.9 8.3 8.8 9.2 9.6 10.1 10.4 10.9 11.2 10.6 12.0 12.3 12.6 12.9 13.2 13.5 13.7 14.0 14.3 14.5 14.8 78 b) n (jam penyinaran matahari yang terjadi) Besarnya n didapat dari data iklim yang biasanya diukur dengan alat pengukur penyinaran matahari pada stasiun iklim. c) N (jam penyinaran matahari yang mungkin). Besarnya N untuk tiap kedudukan secara lintang dapat kita ambil dari Tabel 4.7. Tabel 4.7. Besarnya Jam Penyinaran Matahari Berdasarkan Garis Lintangnya GL Jan. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 42 44 46 48 50 12.0 11.8 11.6 11.3 11.0 10.7 10.4 10.1 9.6 9.4 9.3 9.1 8.8 8.5 GL Jan. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 42 44 46 48 50 12.0 12.3 12.6 12.9 13.2 13.5 13.9 14.3 14.7 14.9 15.2 15.4 15.6 15.9 Lintang Utara Pebr. Maret Apri Mei Juni l 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 11.9 12.0 12.2 12.3 12.4 11.8 12.0 12.3 12.6 12.7 11.6 12.0 12.5 12.8 13.0 11.5 12.0 12.6 13.1 13.3 11.3 12.0 12.7 13.3 13.7 11.1 12.0 12.9 13.6 14.0 11.0 11.9 13.1 14.0 14.5 10.7 11.9 13.3 14.4 15.0 10.6 11.9 13.4 14.6 15.2 10.5 11.9 13.4 14.7 15.4 10.4 11.9 13.5 14.9 15.7 10.2 11.8 13.6 15.2 16.0 10.1 11.8 13.8 15.4 16.3 Lintang Selatan Pebr. Maret Apri Mei Juni l 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 12.3 12.1 12.0 11.9 11.8 12.4 12.1 11.8 11.6 11.5 12.6 12.2 11.8 11.4 11.2 12.8 12.3 11.7 11.2 10.9 13.0 12.3 11.6 10.9 10.6 13.2 12.4 11.5 10.6 10.2 13.5 12.4 11.3 10.3 9.8 13.7 12.5 11.2 10.0 9.3 13.9 12.6 11.1 9.8 9.1 14.0 12.6 11.0 9.7 8.9 14.2 12.6 10.9 9.5 8.7 14.3 12.6 10.9 9.3 8.3 14.5 12.7 10.8 9.1 8.1 Juli 12.0 12.3 12.6 12.9 13.2 13.5 13.9 14.3 14.7 14.9 15.2 15.4 15.6 15.9 Juli 12.0 11.8 11.6 11.3 11.0 10.7 10.4 10.1 9.6 9.4 9.3 9.1 8.8 8.5 Agu s. 12.0 12.3 12.4 12.6 12.8 13.0 13.2 13.5 13.7 13.9 14.0 14.2 14.3 14.5 Se pt. 12. 0 12. 1 12. 1 12. 2 12. 3 12. 3 12. 4 12. 4 12. 5 12. 6 12. 6 12. 6 12. 6 12. 7 Ok t. 12. 0 12. 0 11. 8 11. 8 11. 7 11. 6 11. 5 11. 3 11. 2 11. 1 11. 0 10. 9 10. 9 10. 8 Nop . 12.0 11.9 11.6 11.4 11.2 10.9 10.6 10.3 10.0 9.8 9.7 9.5 9.3 9.1 Des . 12. 11.8 11.5 11. 10.9 10.6 10. 9.8 9.3 9.1 8.9 8.7 8.3 8.1 Agu s. 12.0 11.9 11.8 11.6 11.5 11.3 11.1 11.0 10.7 10.6 10.5 10.4 10.2 10.1 Se pt. 12. 12. 12. 12. 12. 12. 12. 11. 11. 11. 11. 11. 11. 11. Ok t. 12. 12. 12. 12. 12. 12. 12. 13. 13. 13. 13. 13. 13. 13. Nop . 12.0 12.3 12.6 12.8 13.1 13.3 13.6 14.0 14.4 14.6 14.7 14.9 15.2 15.4 Des . 12.0 12. 12.7 13.0 13. 13.7 14.0 14. 15.0 15.2 15.4 15. 16.0 16.3 d) W (faktor penimbang atau weighting faktor). Besarnya faktor penimbang, berdasarkan suhu udara rata-rata dan ketinggian lokasi dari permukaan laut dapat dilihat pada Tabel 4.8. 79 Tabel 4.8 Besarnya Faktor Penimbang (W) Berdasar Suhu Rata-Rata dan Ketinggian. 20 2 0.43 0.44 4 0.46 0.48 6 0.49 0.51 8 0.52 0.54 10 0.55 0.57 12 0.58 0.60 14 16 18 0.61 0.64 0.66 0.62 0.65 0.67 1000 2000 0.46 0.49 0.49 0.52 0.52 0.55 0.55 0.58 0.58 0.61 0.61 0.64 0.64 0.66 0.69 0.66 0.69 0.71 0.71 3000 4000 0.52 0.54 0.55 0.58 0.58 0.61 0.61 0.64 0.64 0.66 0.66 0.69 0.69 0.71 0.73 0.71 0.73 0.75 0.75 0.77 22 0.71 24 0.73 26 0.75 28 0.77 30 0.78 32 0.80 34 36 38 0.82 0.83 0.84 0.85 500 1000 0.72 0.73 0.74 0.75 0.76 0.77 0.78 0.79 0.79 0.8 0.81 0.82 0.82 0.84 0.85 0.83 0.85 0.86 0.86 0.87 2000 3000 0.75 0.77 0.77 0.79 0.79 0.81 0.81 0.82 0.82 0.84 0.84 0.85 0.85 0.86 0.87 0.86 0.87 0.88 0.88 4000 0.79 0.81 0.82 0.84 0.85 0.86 0.87 0.89 Suhu rata-rata 0 500 Suhu rata-rata 0 0.9 0.69 0.7 0.73 40 0.89 0.9 e) Data awan (cloudiness). Untuk mengkonversikan data awan ke dalam perbandingan n/N, dapat digunakan Tabel 4.9. Tabel 4.9. Nilai Konversi Data Awan Menjadi Perbandingan n/N. Data Awan (oktas ) n/N f) 0 0.95 1 0.85 2 0.75 3 0.65 4 0.55 5 0.45 6 0.35 7 0.15 8 -- Data Awan ( tenths) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 n/N 0.95 0.85 0.80 0.75 0.65 0.55 0.50 0.40 0.30 0.15 10 --- c (faktor penyesuaian). Besarnya faktor penyesuaian, FAO menyajikan dalam bentuk Tabel Tabel tersebut memberikan hubungan antara besarnya (W.Rs) dengan ETo. Karena grafik tersebut merupakan garis lurus, maka kalau grafik tersebut dibuat persamaannya adalah sebagai dalam Tabel 4.10. Tabel 4.10. Persamaan Hubungan W.Rs dengan Eto, Berdasar Penyesuaian FAO. Kelembaban rata-rata Kecepatan angin siang Persamaan Rendah ( Rh < 40 % ) Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) ETo = 1.04 (W.Rs) - 0.48 ETo = 1.14 (W.Rs) - 0.37 Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) S.tinggi ( Uday > 8 m/detik ) ETo = 1.22 (W.Rs) - 0.44 ETo = 1.28 (W.Rs) - 0.26 Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) ETo = 0.98 (W.Rs) - 0.41 ETo = 1.06 (W.Rs) - 0.41 Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) S.tinggi ( Uday > 8 m/detik ) ETo = 1.13 (W.Rs) - 0.35 ETo = 1.19 (W.Rs) - 0.24 Sedang ( Rh = 40 - 55 % ) 80 Tabel 4.10. Persamaan Hubungan W.Rs dengan Eto, Berdasar Penyesuaian FAO (lanjutan) Kelembaban rata-rata Kecepatan angin siang Persamaan Tinggi ( Rh = 55 - 70 % ) Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) ETo = 0.96 (W.Rs) - 0.42 Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) S.tinggi ( Uday > 8 m/detik ) ETo = 1.03 (W.Rs) - 0.46 ETo = 1.08 (W.Rs) - 0.46 Rendah ( Uday 0 - 2 m/detik ) Sedang ( Uday 2 - 5 m/detik ) ETo = 0.87 (W.Rs) - 0.39 Tinggi ( Uday 5 - 8 m/detik ) S.tinggi ( Uday > 8 m/detik ) ETo = 0.93 (W.Rs) - 0.40 ETo = 0.95 (W.Rs) - 0.30 Sangat Tinggi ( Rh > 70 % ) ETo = 0.90 (W.Rs) - 0.50 ETo = 0.82 (W.Rs) - 0.44 4.5.2 Langkah Perhitungan Radiasi Global a. Ra (Radiasi pada lapisan atas atmosfir) b. Berdasar data garis lintang lokasi yang ditinjau, dan menggunakan Tabel 4.6, maka dicari besarnya Ra. Menghitung besarnya n/N c. Kalau data penyinaran matahari yang terjadi (n) tersedia, gunakan data tersebut. Selanjutnya dari Tabel 4.7, sesuai dengan garis lintang lokasi yang ditinjau, diperoleh nilai N. Kita akan peroleh nilai n/N yang kita perlukan. Umpama yang tersedia adalah data awan (cloudiness), maka gunakan Tabel 4.9,untuk merubah data awan tadi menjadi n/N. Menghitung Rs (radiasi sampai ke bumi). Hitunglah Rs dengan menggunakan Persamaan (4.13) ; Rs = (0,25 + 0,50 n/N) Ra dengan menggunakan nilai n/N dan Ra dari langkah a dan b. d. Mencari nilai W (faktor penimbang) Berdasar suhu udara rata-rata dan ketinggiak lokasi dari muka laut, dengan menggunakan Tabel 4.8 (carilah nilai W). kalikan nilai ini dengan Rs, sehingga didapat W.Rs. e. Mencari persamaan ETo (Evapotransiprasi acuan) Berdasar perkiraan tingkat kelembaban rata-rata dan kecepatan angin siang pada ketinggian 2 m, carilah persamaan untuk ETo dengan menggunakan Tabel 4.10. f. Menghitung besarnya ETo. Dengan menggunakan persamaan yang kita dapat dari langkah e, kita masukan nilai W.Rs dari langkah d, sehingga didapat nilai ETo. 4.5.3 Contoh Perhitungan Metode Radiasi Global Sebagai contoh perhitungan kita ambil lokasi yang sama dengan contoh perhitungan untuk Blaney-Criddle, yaitu Sukabumi. 81 a. Mencari nilai Ra Karena lokasi yang kita tinjau terletak pada garis lintang Selatan 7 derajat, maka untuk mencari besarnya Ra (Tabel 4.6). Kita gunakan garis lintang yang terdekat yaitu 5 derajat lintang selatan. Hasilnya kita lihat pada baris 1 pada Tabel 4.11. Tabel 4.11. Contoh Perhitungan ETo dengan cara Radiasi untuk Sukabumi No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Langkah sumber Ra daftar Data penyinaran matahari tersedia n data N daftar Data awan tersedia Data awan data - okta - tenth n/N perhitungan Rs = ( 0.25 + 0.5 n/N ) perhitungan Suhu ( t ) data Elevasi 800 m dml W daftar W.Rs perhitungan Kelembaban rata-rata perkiraan Kecepatan angin perkiraan Persamaan ETo daftar ETo ( mm/hari ) perhitungan No. Langkah sumber 1 Ra daftar 2 Data penyinaran matahari tersedia n data N daftar 3 Data awan tersedia Data awan data - okta - tenth 4 n/N perhitungan 5 Rs = ( 0.25 + 0.5 n/N ) perhitungan 6 Suhu ( t ) data 7 Elevasi 800 m dml 8 W daftar 9 W.Rs perhitungan 10 Kelembaban rata-rata perkiraan 11 Kecepatan angin perkiraan 12 Persamaan ETo daftar 13 ETo ( mm/hari ) perhitungan Januari 15.8 Pebruari 16.0 Maret 15.6 3.20 12.3 5.95 12.3 6.34 12.1 0.26 6.01 24.20 0.48 7.87 24.60 0.52 7.99 24.30 0.74 4.44 S.Tinggi Sedang 0.74 5.82 S.Tinggi Sedang 0.74 5.91 S.Tinggi Sedang 0.87 (W.Rs)-0.39 3.48 0.87(W.Rs)-0.39 0.87(W.Rs)-0.3 9 April 14.7 5.20 12.0 0.43 6.86 25.10 0.74 5.08 S.Tinggi Sedang 0.87 (W.Rs)-0.39 4.68 4.75 4.03 Mei 13.4 Juni 12.8 Juli 13.1 Agustus 6.80 11.9 6.70 11.8 5.55 11.8 6.65 0.57 7.18 24.60 0.57 6.83 23.50 0.47 6.36 23.00 0.74 5.31 S.Tinggi Sedang 0.74 5.06 S.Tinggi Tinggi 0.74 4.70 S.Tinggi Tinggi 0.87 (W.Rs)-0.39 4.23 0.93(W.Rs)-0.40 0.93(W.Rs)-0.4 0 4.30 3.97 14.0 11.9 0.56 7.41 23.00 0.74 5.48 S.Tinggi S.Tinggi 0.95(W.Rs)-0.30 4.91 82 Bulan September- Desember No. Langkah sumber September Oktober Nopember 1 Ra daftar 15.0 15.7 15.8 2 Data penyinaran matahari tersedia n data 4.71 3.95 4.70 N daftar 12.0 12.2 12.3 3 Data awan tersedia Data awan data - okta - tenth 4 n/N perhitungan 0.39 0.32 0.38 5 Rs = ( 0,25+ 0,50 n/N ) perhitungan 6.69 6.47 6.97 6 Suhu ( t ) data 24.00 24.60 25.20 7 Elevasi 800 m dml 8 W daftar 0.74 0.74 0.74 9 W.Rs perhitungan 4.95 4.79 5.16 10 Kelembaban rata-rata perkiraan S.Tinggi S.Tinggi S.Tinggi 11 Kecepatan angin perkiraan S.Tinggi Tinggi Sedang 0.95(W.Rs)-0.30 0.93(W.Rs)-0.40 0.87(W.Rs)-0.39 12 Persamaan ETo daftar 13 ETo ( mm/hari ) perhitungan 4.41 4.05 4.10 b. Desember 15.7 4.40 12.4 0.35 6.71 24.80 0.74 4.97 S.Tinggi Sedang 0.87 (W.Rs)-0.39 3.93 Menghitung n/N Perhitungan n/N mengunakan Tabel 4.7 (karena data penyinaran matahari tersedia). Karena lokasi mempunyai garis lintang selatan 7 derajat, maka ambil nilai N untuk garis lintang selatan 6 derajat (Tabel 4.7). Nilai N yang dihitung dengan nilai n/N untuk tiap bulan. c. Menghitung Rs. Berdasar nilai n/N dan Ra , maka hitung besarnya Rs, dengan mengikuti rumus : Rs = (0,25 +0,50 n/N) Ra (Persamaan 4.13) d. Mencari faktor penimbang (W) Berdasar data besarnya suhu udara serta ketinggain lokasi yaitu 800 meter, maka kita cari nilai faktor penimbang (W). e. Menghitung W.Rs Besarnya W diatas dikalikan dengan Rs dari langkah d, untuk mendapatkan W.Rs. f. Mencari persamaan ETo. Dalam mendapatkan hasil ETo, dilakukan dengan tingkat kelembaban rata-rata dan kecepatan angin. Dengan asumsi kelembaban rata-rata untuk lokasi yang ditinjau adalah sangat tinggi, sedangkan kecepatan angin umumnya sedang kecuali bulan Juni, Juli dan Oktober yang mempunyai kecepatan angin tinggi, pada bulan Agustus dan 83 September mempunyai kecepatan angin tinggi, maka persamaan ETo dapat dicari dari Tabel 4.10. g. Menghitung besarnya ETo Dengan memasukkan nilai dari W.Rs dari langkah 5, makadidapatkan besarnya ETo. Untuk lengkapnya dapat dilihat Tabel 4.11.. 4.6 Menghitung Evapotranspirasi Acuan Metode Penman. Penman (1948) mengusul rumusan pertama kali dalam rangka memperkirakan besarnya penguapan pada panci penguapan kelas A, berdasar data iklim yang tersedia. Seperti halnya metode radiasi, Persamaan Penman (1948), juga bertolak dari pemikiran bahwa besarnya penguapan tergantung dari besarnya radiasi matahari yang jatuh ke bumi. Namun selain pengaruh radiasi ini, Penman juga memasukkan pengaruh aerodinamis (angin dan kelembaban). Ilustrasi Radiasi dari Matahari ke Bumi, seperti Gambar 4.7 Rs Gambar 4.7. Radiasi Matahari Bumi (https://www.geomacorner.com/2017/12/radiasiMatahari-radiasi-bumi-dan-neraca-radiasi-sistem-bumi-atmosfer.html Radiasi matahari pada lapisan atas atmosfir (Ra) atau radiasi ekstra terrestrial, akan sampai ke bumi sebesar Rs, karena sebagian terserap oleh awan. Namun tidak seluruh Rs ini mengakibatkan penguapan. Sebagian dari Rs dipantulkan kembali sebesar Rs, sisanya disebut radiasi matahari gelombang pendek (Rns) yang memanaskan bumi. Besarnya radiasi matahari gelombang pendek tergantung dari permukaan yang memantulkan. Pada permukaan air, radiasi ini besarnya sekitar 5 - 7 % dan berkisar 15 - 25 % untuk permukaan yang ditutupi tanaman. Perbedaan nilai akan dipengaruhi oleh tingkat penutupan permukaan oleh tanaman serta kelembaban permukaan. Namun ada kehilangan radiasi lain. Radiasi matahar yang lapisan atas atmosfir, sebagian akan diserap oleh atmosfir 84 dan selanjutnya sampai ke bumi sebagai radiasi gelombang panjang. Radiasi ini sampai ke bumi untuk memanaskan permukaan bumi. Namun akibat radiasi gelombang pendek tadi, permukaan bumi akan timbul radiasi gelombang panjang yang akan memanaskan udara diatasnya. Besarnya radiasi ditimbulkan, umumnya lebih besar dari radiasi gelombang panjang yang diterimanya. Selisih antara radiasi gelombang panjang datang dengan yang ditimbulkan ini disebut radiasi gelombang panjang (Rnl). Dikarenakan radiasi yang ditimbulkan selalu lebih besar, maka radiasi gelombang panjang dihitung sebagai kehilangan energi. Dengan demikian energi bersih (Rn) yang diserap oleh permukaan merupakan hasil pengurangan antara radiasi gelombang pendek (Rns) dengan radiasi gelombang panjang (Rnl). Walaupun besarnya radiasi ini dapat dinyatakan dengan berbagai satuan. Dalam perhitungan penguapan, besarnya radiasi selalu diambil setara/ ekivalen dengan penguapan yang ditimbulkan. Energi bersih ini sebagian digunakan oleh permukaan untuk pemanasan udara diatasnya (Q), dan sebagian lagi digunakan untuk penguapan air (E). Besarnya energi yang digunakan pemanasan udara di atas permukaan (Q) tergantung pada kecepatan angin di atas permukaan, dan perbedaan suhu antara suhu permukaan dengan suhu udara diatasnya. Sedangkan besarnya energi untuk penguapan (E) tergantung juga pada kecepatan angin dan kelembaban yang dinyatakan sebagai sisa tekanan uap jenuh (es - ed), atau selisih tekanan uap jenuh suhu permukaan dengan tekanan uap yang terjadi pada suhu udara yang ada. Disamping itu kemampuan udara untuk mengeringkan permukaan (Ea) tergantung pada selisih antara tekanan uap jenuh suhu udara, dengan tekanan uap pada suhu yang ada (es-ed). Perbedaannya, kalau energi untuk penguapan (E) tergantung tekanan uap jenuh suhu permukaan, sedangkan pada kemampuan udara untuk mengeringkan tergantung tekanan uap jenuh suhu udara. Tekanan uap yang ada belum mencapai tekanan uap jenuh, maka akan terjadi perubahan molekul air menjadi uap air sampai tekanan uap udara diatas. Hal in menyebabkan permukaan air sama dengan yang jenuh. Untuk mengkonversikan energi untuk penguapan (E) menjadi kemampuan udara untuk mengeringkan (Ea). Penman menggunakan besaran () yang menunjukkan kemiringan tekanan uap/suhu. Hubungan kemiringan tekanan uap dan penguapan diperoleh dari data iklim yang tersedia. Berdasarkan hubungan tersebut akan didapatkan persamaan untuk menghitung penguapan 85 yang akan terjadi pada panci penguapan kelas A. Besarnya evapotranspirasi acuan (ETo), yang ada, memerlukan 2 faktor, yaitu faktor: penimbang W dan (1-W), serta faktor penyesuaian c. Dengan demikian metode Penman ini baru dapat digunakan, kalau data iklim yang meliputi : suhu, kelembaban, angin, penyinaran matahari atau radiasi matahari tersedia cukup. Dan dibanding dengan metoda yang telah dibahas sebelumnya, metode akan memberikan hasil yang cukup memuaskan. 4.6.1 Rumus Yang Digunakan Metode Penman a. Besarnya radiasi gelombang pendek (Rns) yang memanaskan bumi, dinyatakan dalam Persamaan 4.39 Rns = (1 -  )(0.25 + 0.50 n/N) (4.39) dimana : Rns = radiasi gelombang pendek yang memanaskan bumi dalam mm/hari. n = jam penyinaran matahari yang terjadi. N = jam penyinaran matahari yang mungkin.  = faktor refleksi, untuk perhitungan evapotrnspirasi acuan (ETo) diambil faktor refleksi permukaan air = 0.25. Rumusan faktor koreksi koefisien refleksi (a) dan tidak kekurangan air, dinyakan dengan Persamaan 4.40 :  = 0.29  0.06 sin30M  0.333.N  2.25 ...................... (4.40) dimana b.  = Albedo M = Bulan ke-n N = Jumlah hari bulan n Besarnya radiasi gelombang panjang (Rnl), sebagaimana Persamaan 4.41 : Rnl = f (T). f (ed). f (n/N) (4.41) f (T) = Tk4 f (ed) = 0.34 - 0.044 ed f (n/N) = 0.1 + 0.9 n/N di mana : Rnl = radiasi gelombang panjang dalam mm/hari. f (T) = faktor suhu/ konstanta Bloztman. 86 f (ed) = faktor kelembaban. f (n/N) = faktor penyinaran matahari. ed = tekanan uap pada suhu yang ada, dalam mm/hari. n/N = perbandingan jam penyinaran matahari yang terjadi dengan yang mungkin. c. Radiasi bersih (Rn), sebagaimana Persamaan 4.42 : Rn = Rns – Rnl dengan Rns =Q+E (2.42) di mana : d. Rns = radiasi gelombang pendek (dari butir 2 diatas) Rnl = radiasi gelombang panjang (dari butir 3 diatas) Enersi untuk Persamaan Udara (Q), sebagaimana Persamaan 4.43 : Q =  f(u) (Ts - Ta) dengan f(u) = 0.27 (1 + u/100) (2.43) di mana : e. Q = Enersi untuk pemanasan udara.  = konstanta untuk penyesuaian satuan. f(u) = faktor angin/ fungsi angin. u = kecepatan angin, 2 m diatas permukaan dalam km/hari. Ts = suhu permukaan (air, tanah atau permukaan daun). Ta = suhu udara. Enersi untuk penguapan (E), sebagaimana Persamaan 4.44 : E = f(u) (es - ed) (2.44) di mana : E = enersi untuk penguapan es = tekanan uap jenuh pada suhu permukaan f(u) dan ed seperti pada catatan diatas. f. Kemampuan udara untuk mengeringkan (Ea) , sebagaimana Persamaan 4.45 : Ea g. = f(u) (ea - ed) dengan f(u) = 0.27 (1 + u/100) Kemiringan tekanan uap jenuh/ suhu , sebagaimana Persamaan 4.46 : ( h) (4.45) ∆=( Rumus penguapan Penman ) ) atau T − T = ( ∆ ) (2.46) Kalau ke dalam Persamaan (4.46) butir g, dimasukkan Persamaan (4.43), butir d Rn - E = Q dan Q =  f(u) (T − T ) = f(u) (e − e )⁄∆ 87 Rn - E =  f(u) (T − T ) = f(u) (e − e )⁄∆ Sehingga dengan memasukkan persamaan 4.44 (butir e) dan Persamaan 4.45 (butir f), kita dapat Persamaan 4.47: ∆⁄ (Rn E) = f(u)(e − e ) = f(u)(e − e ) (e − e ) Pada Persamaan butir e dan f, kita peroleh /  (Rn - E) = E - Ea ======> /  Rn - / E = E - Ea E + / E = Ea + /  Rn ======> E (1+ / ) = Ea + /  Rn Sehingga diperoleh E = ((/  Rn )+ Ea ) / (1+ / ) ………………… (4.47) di mana : Rn = {( 1 -  )( 0.25 + 0.50 n/N )} - {( Tk4 ( 0.34 - 0.044  ed)( 0.1 + 0.9 n/N )} Ea = { 0.27 (1 + u/100)} (ea - ed) ed = Rh x ea Besarnya penguapan pada panci penguapan kelas A, kalau data iklim diketahui. Besaran yang digunakan dalam rumus tersebut yang diambil dari data iklim adalah n = jam penyinaran matahari yang terjadi. u = kecepatan angin selama 24 jam dan setinggi 2 m dari permukaan (km/hari). Rh = kelembaban rata-rata dalam %. Sedangkan besaran lainnya : Ra = diambil dari Tabel 4.6 terdahulu (garis lintang lokasi yang ditinjau)  = diambil dari koeffisien Refleksi, seperti pada Tabel 4.12 Tabel 4.12. Koefisien Refleksi. No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Jenis Permukaan Permukaan air Batu Permukaan berjamur kering ( dry mould ) Permukaan berjamur basah ( Wet Mould ) Rumput Salju baru jatuh ( freshly fallen snow ) Salju yang bersih dan lembab ( Ripe clean moist snow ) Salju yang kotor Tanaman hijau ( gambaran umum ) Koefisien Refleksi ( α ) 0,006 0,12 - 0,15 0,14 0,08 - 0,09 0,10 - 0,33 0,09 0,40 0,10 0,20 N = diambil dari Tabel 4.7 (garis lintang lokasi yang ditinjau) ea = diambil berdarkan suhu dalam derajat Celcius, seperti Tabel 4.13 88 Tabel 4.13. Besarnya ea dalam Mbar berdasar Suhu dalam Derajat Celcius. Suhu udara 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Tekanan uap jenuh 6.1 6.6 7.1 7.6 8.1 8.7 9.3 10.0 10.7 11.5 12.3 13.1 14.0 15.0 Suhu udara 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Tekanan uap jenuh 16.1 17. 18.2 19.4 20.6 22.0 23.4 24.9 26.4 28.1 29.8 31.7 33.6 35.7 Suhu udara 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Tekanan uap jenuh 37.8 40.1 42.4 44.9 47.6 50.3 53.2 56.2 59.4 62.8 66.3 69.9 = diambil sebesar 0.27 untuk satuan seperti diatas. = diambil dari pengaruh suhu f(T) terhadap Radiasi Gelombang Panjang (Rnl  Tk4 seperti yang terlihat di Tabel 4.14 Tabel 4.14. Pengaruh Suhu F(T) Terhadap Radiasi Gelombang Panjang (Rnl ) To C f(T)= Tk4 0 11.0 2 11.4 4 11.7 6 12.0 8 12.4 10 12.7 12 13.1 14 13.5 16 13.8 To C f(T) = Tk4 20 14.6 22 15.0 24 15.4 26 15.9 28 16.3 30 16.7 32 17.2 34 17.7 36 18.1 18 14.2 = Besarnya  pada berbagai nilai suhu udara diambil dari Tabel 4.15.  Tabel 4.15. Besarnya  pada Berbagai Nilai Suhu Udara.  (mmHg/oC 0 0.16 1 0.17 Suhu udara ( derajat Celcius ) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0.19 0.21 0.23 0.25 0.27 0.29 0.31 0.33 0.35 11 12 13 0.37 0.39 0.41  (mmHg/oC 145 0.44 15 0.47 Suhu udara ( derajat Celcius ) 16 17 18 19 20 21 22 233 24 0.50 0.53 0.56 0.60 0.63 0.66 0.69 0.76 0.76 25 26 27 0.80 0.84 0.89  (mmHg/o 28 0.94 29 0.99 Suhu udara ( derajat Celcius ) 30 31 32 33 34 35 36 37 38 1.04 1.10 1.16 1.22 1.28 1.34 1.40 1.46 1.53 39 40 41 1.60 1.67 1.74 Nilai koefisien refleksi jika dimasukkan adalah permukaan air, maka didapat besarnya E yaitu besarnya penguapan pada panci penguapan. Namun kalau yang dimasukkan adalah koefisien refleksi untuk tanaman, di mana  = 0.25, akan didapat evapotranspirasi (ETo). 89 4.6.2 Rumus Penman menurut FAO. FAO melakukan modifikasi terhadap rumus Penman diatas dengan memasukkan faktor penimbang (W) dan koefisien penyesuaian (C). Dengan menggunakan faktor, sebagaimana Persamaan 4.48: (4.48) W = ∆⁄(∆ + γ) Rumus Penman Persamaan 4.48, diatas dapat ditulis menjadi Persamaan 4.49 : E = ((/  Rn )+ Ea ) / (1+ / ) = W Rn + (1-W) Ea …… (4.49) Persamaan Penman diatas pada dasarnya untuk menghitung penguapan pada panci penguapan, maka untuk mendapatkan evapotranspirasi acuan, FAO mengalikan ruas kanan dengan koefisien penyesuaian (c). Besarnya Ea sendiri dari rumus pada Persamaan (2.44) telah dinyatakan bahwa : Ea = (0.27 (1 + u/100)) (ea - ed) atau Ea = f(u) (ea - ed) dimana : f(u) = 0.27 (1 + u/100) Sehingga rumus Penman hasil modifikasi FAO seperti yang diuraikan dalam bukunya Crop Water Requirement, disajikan dalam bentuk Persamaan 4.50: Eto = c {W.Rn + (1 – W) f(u) (ea – ed)} (4.50) Rn = Rns - Rnl Rns = (1 - )(0.25 + 0.50 n/N) Ra Rs = (0.25 + 0.50 n/N)Ra Rnl = f(T) f(ed) f(n/N) f(T) =  Tk4 f(ed) = 0.34 - 0.044  ed f(n/N) = 0.1 + 0.9 n/N f(u) = 0.27 ( 1 + u/100) Menurut FAO, besarnya  diambil = 0.25 sedangkan besarnya Ra, N dan Tk4 diambil dari Tabel 4.6., Tabel 4.7. dan Tabel 4.13. Selain itu untuk menghitung besarnya suhu (1 -  )(0.25 +0.50 n/N) untuk  = 0.25, FAO menyajikan daftar seperti pada f(n/N) Tabel 4.16. Begitu juga untuk f(ed) pada Tabel 4.17 dan Tabel 4.18 Tabel 4.16 Faktor Konversi Radiasi pada Lapisan Atmosfir (Ra) ke Radiasi Matahari sampai ke Bumi Netto ( Rns ), untuk Nilai = 0,25. n/N ( 1- )(0.25+0.50n/N) 0.00 0.19 0.05 0.21 0.10 0.23 0.15 0.24 0.20 0.26 0.25 0.28 0.30 0.30 0.35 0.32 0.40 0.34 0.45 0.36 n/N 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.85 0.90 0.95 1.00 (1- )(0.25+0.50n/N) 0.39 0.41 0.43 0.45 0.47 0.49 0.51 0.53 0.54 0.56 90 0.50 0.38 Tabel 4.17 . Besarnya Faktor Kelembaban F(Ed) pada Berbagai Tekanan Uap (Ed) dalam Menghitung Radiasi Gelombang Panjang Netto (Rnl) ed (mbar) f(ed)=0.34-0.044 ed 6 0.23 8 0.22 10 0.20 12 0.19 14 0.18 16 0.16 18 0.15 20 0.14 22 0.13 ed (mbar) 24 26 28 30 32 34 36 38 40 f(ed)=0.34-0.044 ed 0.12 0.12 0.11 0.10 0.09 0.08 0.08 0.07 0.06 Tabel 4.18. Besarnya Faktor Penyinaran Matahari F(N/N) Untuk Menghitung Besarnya Radiasi Gelombang Panjang (Rnl). n/N f((n/N) =0.1+ 0.9n/N 0. 0.10 0.05 0.15 0.1 0.19 n/N F(n/N)=0.1+0.9n/N 0.15 0.24 0.2 0.28 0.55 0.6 0.60 0.64 0.25 0.33 0.3 0.37 0.65 0.7 0.69 0.73 0.35 0.42 0.4 0.46 0.75 0.8 0.78 0.82 0.45 0.51 0.85 0.9 0.95 1.0 0.87 0.91 0.96 1.00 0.5 0.55 Sedangkan untuk menghitung besarnya (ea - ed), mengajukan 3 cara, tergantung pada data yang tersedia. a) Data tersedia : suhu rata-rata (Tmean) dan kelembaban rata-rata (RHmean) o Nilai ea diambil dari Tabel 4.13 sesuai dengan suhu rata-rata yang diketahui. o Nilai ed dihitung dari rumus : ed = ea x RHmean/100. Catatan : Mungkin saja data yang ada berupa Tmax, Tmin, RHmax dan RHmin. Untuk ini harus dihitung dulu rata-ratanya. b) Data tersedia : suhu bola basah dan suhu bola kering pada psychro-matic. o Nilai ea diambil dari Tabel 4.13. sesuai dengan suhu rata-rata yang diketahui. o Berdasar suhu bola kering serta selisih suhu bola basah dengan bola kering, dengan menggunakan Tabel 4.19 atau Tabel 4.20.. Table 4.19 Besarnya Tekanan Uap Pada Berbagai Suhu Bola Kering (Tdry) dan Suhu Bola Basah (Twet) Dalam Derajat Celcius, dengan Menggunakan Psychrometer. Suhu bola basah ( Twet ), Ketinggian < 1000 meter. Tdry 40 38 36 34 32 30 28 26 24 0 73.8 66.3 59.4 53.2 47.5 42.4 37.8 33.6 29.8 2 64.7 57.8 51.6 45.9 40.8 36.2 32.0 28.2 24.8 4 56.2 50.0 44.4 39.2 34.6 30.4 26.6 23.2 20.2 6 48.4 42.8 37.6 33.0 28.8 25.0 21.6 18.6 15.8 8 41.2 36.0 31.4 27.2 23.4 20.0 17.0 14.2 11.8 10 34.4 29.8 25.6 21.8 18.4 15.4 12.6 10.2 8.0 12 28.2 24.0 20.2 16.8 13.8 11.0 8.6 6.4 4.4 14 22.4 18.6 15.2 12.2 9.4 7.0 4.8 2.8 1.1 16 17.0 13.6 10.6 7.8 5.4 3.2 1.2 18 12.0 9.0 6.2 3.8 1.6 20 7.4 4.6 2.2 91 22 3.0 0.6 Table 4.19 Besarnya Tekanan Uap Pada Berbagai Suhu Bola Kering (Tdry) dan Suhu Bola Basah (Twet) Dalam Derajat Celcius, dengan Menggunakan Psychrometer Suhu bola basah ( Twet ), Ketinggian < 1000 meter. 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 26.4 23.4 20.6 18.2 16.0 14.0 12.3 10.7 9.3 8.1 7.1 2 21.8 19.0 16.6 14.4 12.4 10.7 9.1 7.7 6.5 5.5 4.5 4 17.4 15.0 12.8 10.8 9.1 7.5 6.1 4.9 3.9 2.9 2.3 0 6.1 3.7 1.5 Twet Tdry 40 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Tabel 4.20 . Twet Tdry 40 38 36 6 13.4 11.2 9.2 7.5 5.9 4.6 3.3 2.3 1.5 0.9 8 9.6 7.6 5.9 4.3 3.0 1.7 0.7 10 6.0 4.3 2.7 1.4 0.1 12 2.7 1.1 14 16 18 20 8 42.0 36.9 32.3 28.1 24.3 20.9 17.9 15.1 12.7 10.5 8.5 6.8 5.2 3.8 2.6 1.6 0.6 10 35.6 31.0 26.8 23.0 19.6 16.6 13.8 11.4 9.2 7.2 5.5 3.9 2.5 1.3 0.3 12 29.6 25.4 21.2 18.2 15.2 12.4 10.0 7.8 5.8 4.1 2.5 1.1 14 34.1 20.3 16.9 13.9 11.1 8.7 6.5 4.5 2.8 1.2 16 18.9 15.5 12.5 9.7 7.3 5.1 3.1 1.4 18 14. 11. 8.3 5.9 3.7 1.7 20 9.8 7.0 4.6 2.4 0.4 22 Ketinggian 1000 - 2000 meter. 0 73.8 66.3 59.4 53.2 47.5 42.4 37.8 33.6 29.8 26.4 23.4 20.6 18.2 16.0 14.0 12.3 10.7 9.3 8.1 7.1 6.1 2 64.9 58.0 51.4 46.1 41.0 36.4 32.2 28.4 25.0 22.0 19.2 16.8 14.6 12.6 10.9 9.3 7.9 6.7 5.7 4.7 3.8 4 56.7 50.5 44.8 39.7 35.1 30.9 27.1 23.7 20.7 17.9 15.5 13.3 11.3 9.6 8.0 6.7 5.4 4.4 3.4 2.5 1.7 6 49.1 43.4 38.3 33.7 29.5 25.7 22.3 19.3 16.5 14.1 11.9 9.9 8.2 6.6 5.2 4.0 3.0 2.0 1.1 0.3 22 5.6 3.2 1.0 Besarnya Tekanan Uap (Ed) Dalam Mbar, pada berbagai Suhu Bola Kering (Tdry) dan Bola Basah (Twet) dalam Derajat Celcius, dengan Menggunakan Psychrometer tidak Berventilasi. Twet, Ketinggian < 1000 meter. 0 73.8 66.3 59.4 2 64.9 58.1 51.9 4 56.8 50.5 44.9 6 49.2 43.6 38.4 8 42.2 37.1 32.5 10 35.8 31.1 26.9 12 29.8 25.6 21.8 14 24.3 20.5 17.1 16 19.2 15.8 12.7 18 14.4 11.4 8.6 20 10.1 7.3 4.9 92 2 6. Tabel 4.20 Besarnya Tekanan Uap (Ed) Dalam Mbar, pada berbagai Suhu Bola Kering (Tdry) dan Bola Basah (Twet) dalam Derajat Celcius, dengan Menggunakan Psychrometer tidak Berventilasi Twet Tdry 40 34 32 30 28 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Twet, Ketinggian < 1000 meter. 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 73.8 53.2 47.5 42.4 37.8 33.6 29.8 26.4 23.4 20.6 18.2 16.0 14.0 12.3 10.7 9.3 8.1 7.1 6.1 64.9 46.2 41.1 36.5 32.3 28.5 25.1 22.0 19.3 16.8 14.6 12.7 10.9 9.4 8.0 6.8 5.7 4.8 4.0 56.8 39.8 35.1 30.9 27.2 23.8 20.7 18.0 15.5 13.3 11.4 9.6 8.1 6.7 5.5 4.4 3.4 2.8 2.0 49.2 33.8 29.6 25.8 22.4 19.4 16.6 14.2 12.0 10.0 8.3 6.7 5.3 4.1 3.1 2.1 1.6 0.8 42.2 28.3 24.5 21.1 18.0 15.3 12.8 10.6 8.7 6.9 5.4 4.0 2.8 1.7 0.8 35.8 23.2 19.8 16.7 14.0 11.5 9.3 7.4 5.6 4.1 2.7 1.5 29.8 18.4 15.4 12.6 10.2 8.0 6.0 4.3 2.7 1.4 24.3 14.0 11.3 8.8 6.7 4.7 2.9 1.4 19.2 10.0 7.5 5.3 3.4 1.6 14.4 6.2 4.0 10.1 22 6.0 Suhu bola basah ( Twet), Ketinggian 1000 - 2000 meter Tdry Twet 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 40 73.8 65.2 57.1 49.8 43.0 41.8 31.0 25.6 20.7 16.2 12.0 38 36 34 32 30 28 26 24 22 20 18 66.3 59.4 53.2 47.5 42.4 37.8 33.6 29.8 26.4 23.4 20.6 58.2 52.1 46.4 41.3 36.7 32.5 28.7 25.3 22.3 19.5 17.1 50.9 45.2 40.1 35.5 31.3 27.5 24.1 21.1 18.3 15.9 13.7 44.1 39.0 34.4 30.2 26.4 23.0 20.0 17.2 14.3 12.6 10.6 37.9 33.3 29.1 25.3 21.9 18.9 16.1 13.9 11.5 9.5 7.8 36.7 32.1 24.1 20.7 17.7 14.9 12.5 10.3 8.3 6.6 5.0 26.8 23.0 19.6 16.6 13.8 11.4 9.2 7.2 5.5 3.9 2.5 21.8 18.4 15.4 12.6 10.2 8.0 6.0 4.3 2.7 1.3 0.1 17.3 14.3 11.5 9.1 6.9 4.9 3.2 1.6 0.2 13.2 10.4 8.0 5.8 3.8 2.1 0.5 9.2 6.8 4.6 2.6 0.9 16 14 12 10 18.2 16.0 14.0 12.3 14.9 12.9 11.2 9.6 11.7 10.0 8.4 7.0 8.9 7.3 5.9 4.7 6.2 4.8 3.6 2.6 3.6 2.4 1.4 0.4 1.3 0.3 8 6 4 2 0 10.7 9.3 8.1 7.1 6.1 8.2 7.0 6.0 5.0 4.1 5.8 4.8 3.8 2.9 2.1 3.7 2.7 1.8 1.0 1.6 0.7 93 22 8.1 5.7 3.5 1.5 c) Data tersedia : suhu rata-rata dan data suhu pada titik embun. Besarnya f(u) = 0.27 (1 + u/100) pada berbagai harga kecepatan angin (u2) dapat dilihat pada Tabel 4.21 Tabel 4.21. Besarnya Faktor Angin F(U)= 0,27( 1 + U2/100) Kecepatan Angin (km/hari.) Angin (km/hari) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 100 0.54 0.30 0.57 0.32 0.59 0.35 0.62 0.38 0.65 0.41 0.68 0.43 0.70 0.46 0.73 0.49 0.76 0.51 0.78 200 0.81 0.84 0.86 0.89 0.92 0.95 0.97 1.00 1.03 1.05 300 1.08 1.11 1.13 1.16 1.19 1.22 1.24 1.27 1.30 1.32 400 1.35 1.38 1.40 1.43 1.46 1.49 1.51 1.54 1.57 1.59 500 1.62 1.65 1.67 1.70 1.73 1.76 1.78 1.81 1.84 1.86 600 1.89 1.92 1.94 1.97 2.00 2.03 2.05 2.08 2.11 2.13 700 2.16 2.19 2.21 2.24 2.27 2.30 2.32 2.35 2.38 2.40 800 2.43 2.46 2.48 2.51 2.54 2.57 2.59 2.62 2.65 2.67 900 2.70 90 Besarnya faktor penimbang W dan (1 - W) dapat diambil dari Tabel 4.22. dan Tabel 4.23. untuk nilai suhu udara dan ketinggian lokasi yang ditinjau. Tabel 4.22. Besarnya Faktor Penimbang ( W ) Berdasar Suhu Rata-Rata dan Ketinggian . Suhu udara rata-rata 2 4 6 8 10 12 14 16 18 0 0.4 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.7 20 0.7 500 0.4 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 1000 0.5 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 2000 0.5 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.7 3000 0.5 0.6 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.7 0.8 4000 0.5 0.6 0.6 0.6 0.7 0.7 0.7 0.7 0.8 0.8 Suhu udara rata-rata Ketinggian 0 22 0.7 24 0.7 26 0.8 28 0.8 30 0.8 32 0.8 34 0.8 36 0.8 38 0.8 40 0.9 500 0.7 0.7 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 1000 0.7 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 2000 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9 3000 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 4000 0.8 0.8 0.8 0.8 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 Ketinggian 94 Tabel 4.23 Besarnya Faktor Penimbang ( 1 – W ) Berdasar Suhu Rata-Rata Dan Ketinggian. Suhu udara rata-rata 2 Ketinggian 4 6 8 10 12 14 16 18 0 0.57 0.54 0.51 0.48 0.45 0.42 0.39 0.36 0.34 500 0.56 0.52 0.49 0.46 0.43 0.4 0.38 0.35 0.33 1000 0.54 0.51 0.48 0.45 0.42 0.39 0.36 0.34 0.31 2000 0.51 0.48 0.45 0.42 0.39 0.36 0.34 0.31 0.29 3000 0.48 0.45 0.42 0.39 0.36 0.34 0.31 0.29 0.27 4000 0.46 0.42 0.39 0.36 0.34 0.31 0.29 0.27 0.25 20 0.31 0.30 0.29 0.27 0.25 0.23 Suhu udara rata-rata 22 24 26 28 30 32 34 36 38 0 0.29 0.27 0.25 0.23 0.22 0.2 0.18 0.17 0.16 500 0.28 0.26 0.24 0.22 0.21 0.19 0.18 0.16 0.15 1000 0.27 0.25 0.23 0.21 0.2 0.18 0.17 0.15 0.14 2000 0.25 0.23 0.21 0.19 0.18 0.16 0.15 0.14 0.13 3000 0.23 0.21 0.19 0.18 0.16 0.15 0.14 0.13 0.12 4000 0.21 0.19 0.18 0.16 0.15 0.14 0.13 0.11 0.1 Ketinggian 40 0.15 0.14 0.13 0.12 0.11 0.10 Sedangkan besarnya koefisien penyesuaian dapat diambil dari Tabel 2.23 sesuai dengan : - Nilai kelembaban maximum (RHmax) ; besarnya radiasi sampai ke bumi (Rs); kecepatan angin siang (Uday); dan perbandingan angin siang dan malam (Uday/ Unight). Tabel 4.24. Besarnya Faktor Penyesuaian (C) pada Perhitungan Eto dengan Metoda Penman. Rs mm/day Uday m/sec 0 3 RHmax = 30 % 6 9 RHmax = 60 % 3 6 9 12 RHmax = 90 % 3 6 9 12 12 Uday/Unight = 4.0 0.86 1.00 1.00 1.00 0 0.96 0.98 1.05 1.05 0 1.02 1.06 1.10 3 0.79 0.84 0.92 0.97 3 0.92 1.00 1.11 1.19 3 0.99 1.10 1.27 6 0.68 0.77 0.87 0.93 6 0.85 0.96 1.11 1.19 6 0.94 1.10 1.26 9 0.55 0.65 0.78 0.90 9 0.76 0.88 1.02 1.14 9 0.88 1.01 1.16 1.10 1.32 1.33 1.27 Uday/Unight = 3.0 0 0.86 1.00 1.00 1.00 0 0.96 0.98 1.05 1.05 0 1.02 1.06 1.10 3 0.76 0.81 0.88 0.94 3 0.87 0.96 1.06 1.12 3 0.94 1.04 1.18 6 0.61 0.68 0.81 0.88 6 0.77 0.88 1.02 1.10 6 0.86 1.01 1.15 9 0.46 0.56 0.72 0.82 9 0.67 0.79 0.88 1.05 9 0.78 0.92 1.06 1.10 1.28 1.22 1.18 Uday/Unight = 2.0 0 0.86 1.00 1.00 1.00 0 0.96 0.98 1.05 1.05 0 1.02 1.06 1.10 3 0.69 0.76 0.85 0.92 3 0.83 0.91 0.99 1.05 3 0.89 0.98 1.10 6 0.53 0.61 0.74 0.84 6 0.70 0.80 0.94 1.02 6 0.79 0.92 1.05 9 0.37 0.48 0.65 0.76 9 0.59 0.70 0.84 0.95 9 0.71 0.81 0.96 95 1.10 1.14 1.12 1.06 Tabel 4.24. Besarnya Faktor Penyesuaian (C) pada Perhitungan Eto dengan Metoda Penman Rs mm/day 3 RHmax = 30 % 6 9 RHmax = 60 % 3 6 9 12 RHmax = 90 % 3 6 9 12 12 Uday/Unight = 1.0 0 0.86 1.00 1.00 1.00 0 0.96 0.98 1.05 1.05 0 1.02 1.06 1.10 3 0.64 0.71 0.82 0.89 3 0.78 0.86 0.94 0.99 3 0.85 0.92 1.01 6 0.43 0.53 0.68 0.79 6 0.62 0.70 0.84 0.93 6 0.72 0.82 0.95 9 0.27 0.41 0.59 0.70 9 0.50 0.60 0.75 0.87 9 0.62 0.72 0.87 4.6.3 Langkah Perhitungan Dalam menggunakan metoda Penman ini, sebaiknya menggunakan metoda Penman yang telah dimodifikasi oleh FAO, dengan langkah- langkah sebagai berikut : 1. Kumpulkan data iklim yang diketahui seperti : o garis lintang o ketinggian o suhu rata-rata o kelembaban (kelembaban rata-rata atau suhu bola basah/ kering atau suhu pada titik embun) o penyinaran matahari atau data awan o kecepatan angin o perbandingan kecepatan angin siang dengan malam hari Pada Tabel 4.14. carilah nilai ea sesuai dengan suhu rata-rata udara (Tmean). Kalau yang diketahui suhu maximum dan minimum, hitung rata-ratanya dulu. Carilah harga ed, dengan salah satu cara sesuai dengan data yang tersedia. o Kalau kelembaban (RHmean) diketahui maka ed = RHmean x ea. o Kalau suhu bola basah/kering diketahui, gunakan Tabel 4.19 atau Tabel 4.20 untuk mendapatkan nilai ed. o Kalau suhu pada titik embun (Tdew) diketahui gunakan Tabel 4.14. Pada suatu titik embun tersebut, nilai ea yang didapat adalah ed. Hitunglah (ea - ed) dengan mengguanakn nilai ea dan ed dari langkah 2 dan 3 diatas. Hitunglah f(u) = 0.27 (1+ u/100) atau dengan menggunakan Tabel 4.21. Carilah faktor penimbang (1 - W) dari Tabel 4.23. Cari nilai Ra dari Tabel 4.16. sesuai dengan garis lintang lokasi yang ditinjau. Ambil nilai jam penyinaran matahari (n) dari data iklim. 96 1.10 1.05 1.00 0.96 Cari besarnya jam penyinaran matahari yang mungkin (N) untuk bulan dan garis lintang yang ditinjau. Hitung n/N dari nilai n dan N dari langkah sebelumnya. Hitung besarnya Rs = (0.25 + 0.50 n/N) Ra dengan nilai n/N dari langkah 10 dan Ra (Tabel 4.7) Hitunglah nilai Rns = (1 - a) Rs dengan menggunakan nilai Rs . Carilah nilai f(T) = r Tk4 dnegan menggunakan Tabel 4.14. Carilah nilai f(ed) = 0.34 - 0.044 ed atau dengan menggunakan Tabel 4.17. Carilah nilai f(n/N) = 0.1 + 0.9 n/N atau dengan menggunakan daftar Tabel 4.18 Hitunglah nilai Rnl = f(T) f(ed) f(n/N) dari nilai yang didapat dari langkah sebelumnya Hitunglah Rn - Rns - Rnl dengan nilai Rns dari langkah 12 dan nilai Rnl dari langkah 16. Carilah nilai faktor penimbang (W) dari daftar Tabel 2.22. Carilah besarnya faktor penyesuaian (c) dari Tabel 2.24 Hitunglah nilai ETo = c [W.Rn + (1 - W) f(u) (ea - ed) dengan nilai c, Rn, nilai (1 - w), f(u) dan (ea - ed) . 2.6.4 Contoh Perhitungan. Sebagai contoh perhitungan, berikut ini adalah contoh perhitungan Evapotranspirasi Acuan dengan Metoda Penman untuk Daerah Irigasi Cikaso Sukabumi. Perhitungan ini didasarkan data Stasiun Iklim di Sagaranten, stasiun yang paling dekat dekat Daerah Irigasi Cikaso tersebut. Tabel 2.25. Perhitungan Evapotranspirasi Acuan dengan Metoda Penman. Nama tempat : Sagaranten, Sukabumi Ketinggian : 800 meter. Garis Lintang 7o 14' 88" U/S : S No. 1 2 Item satuan TMax oC Tmin oC Trata oC Tbasah oC Tkering oC RHmax % RHmin % RHrata % U2 km/hri Uday m/dt Ud/Un ea mbar Sumber data data perhitungan data data data data perhitungan data data data tabel 4.14 Jan 32.0 17.0 24.5 Peb 32.0 17.0 24.5 Mar 33.0 14.0 23.5 Apr 37.0 17.0 27.0 Mei 32.0 14.0 23.0 Jun 33.0 17.0 25.0 100 99 99.5 513 5.9 1.0 29.8 99 91 95.0 487 5.6 1.0 29.8 92 90 91.0 411 4.8 1.0 29.8 100 99 99.5 324 3.8 1.0 35.7 94 88 91.0 425 4.9 1.0 29.8 94 81 87.5 467 5.4 1.0 31.7 97 No. 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Item satuan ed mbar (ea-ed) mbar f( U ) (1-W) Ra n jam N jam n/N Rs Rns f(T) f(ed) f(n/N) Rnl Rn W c ETo mm/hr No. Item Sumber perhitungan perhitungan tabel.4.21 tabel 4.23 tabel. 4.6 Data tabel 4.7 perhitungan perhitungan perhitungan tabel 4.13 tabel 4.17 tabel 4.18 perhitungan perhitungan tabel 4.22 tabel 4.24 perhitungan Jan 29.7 0.1 1.66 0.26 16.7 3.2 12.9 0.25 6.2 4.7 15.7 0.10 0.32 0.5 4.2 0.74 0.80 2.52 Peb 28.3 1.5 1.58 0.26 16.4 6.0 12.6 0.47 8.0 6.0 15.7 0.11 0.52 0.9 5.1 0.74 0.82 3.58 Mar 27.1 2.7 1.38 0.26 15.3 6.3 12.2 0.52 7.8 5.8 15.5 0.11 0.57 1.0 4.9 0.74 0.94 4.29 Apr 35.5 0.2 1.14 0.22 13.7 5.2 11.8 0.44 6.4 4.8 16.2 0.08 0.50 0.6 4.2 0.78 0.85 2.82 Mei 27.1 2.7 1.42 0.26 12.1 6.8 11.4 0.60 6.6 5.0 15.4 0.11 0.64 1.1 3.9 0.74 0.91 3.52 Jun 27.7 4.0 1.53 0.26 11.2 6.7 11.2 0.60 6.1 4.6 15.8 0.11 0.64 1.1 3.5 0.74 0.88 3.68 Sumber Juli Agustus Sept. Okt. Nop. Des. data data perhitungan data data data data perhitungan data data data tabel 2.14 perhitungan perhitungan tabel.2.21 tabel 2.23 tabel. 6 Data tabel .7 perhitungan perhitungan perhitungan tabel 2.13 tabel 2.17 tabel 2.18 perhitungan perhitungan tabel 2.22 Table 2.24 perhitungan 32.0 14.0 23.0 31.0 14.0 22.5 31.0 14.0 22.5 31.0 18.0 24.5 31.0 18.0 24.5 32.0 17.0 24.5 95 89 92 537 6.2 1.0 28.1 25.9 2.2 1.72 0.28 11.6 5.4 11.3 0.48 5.7 4.3 15.4 0.12 0.53 0.9 3.3 0.72 0.95 3.29 90 86 88 467 5.4 1.0 26.4 28.5 4.9 1.53 0.28 12.9 6.7 11.6 0.58 7.0 5.2 15.2 0.13 0.62 1.2 4.0 0.72 0.85 4.22 100 94 97 800 9.3 1.0 26.4 25.6 0.8 2.43 0.28 14.5 4.7 12.0 0.39 6.5 4.8 15.2 0.12 0.45 0.8 4.0 0.72 0.94 3.23 96 93 95 551 6.4 1.5 29.8 28.2 1.6 1.76 0.26 15.8 3.5 12.5 0.28 6.2 4.6 15.7 0.11 0.35 0.6 4.0 0.74 0.82 3.06 83 60 72 446 5.2 1.5 29.8 21.3 8.5 1.47 0.26 16.4 4.7 12.8 0.37 7.1 5.3 15.7 0.14 0.43 0.9 4.4 0.74 0.84 5.48 90 88 89 375 4.3 1.5 29.8 26.5 3.3 1.28 0.26 16.5 4.4 13.0 0.34 6.9 5.2 15.7 0.11 0.40 0.7 4.5 0.74 0.92 4.05 Tabel 4.25. Perhitungan Evapotranspirasi Acuan dengan Metoda Penman ( lanjutan ). 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 satuan TMax oC Tmin oC Trata oC Tbasah oC Tkering oC RHmax % RHmin % RHrata % U2 km/hr Uday m/dt Ud/Un ea mbar ed mbar (ea-ed) mbar f( U ) (1-W) Ra n jam N jam n/N Rs Rns f(T) f(ed) f(n/N) Rnl Rn W c ETo mm/hr 98 4.7 EVAPOTRANSPIRASI METODE PANCI PENGUAPAN. Panci penguapan dibuat untuk laju penguapan dari muka air bebas, dengan cara mencatat penurunan tinggi muka air dalam panci terhadap tinggi muka air yang telah ditentukan sebagai pedoman titik awal. Cara ini paling sederhana dan banyak digunakan di Indonesia. Pada saat mencatat penurunan tinggi muka air tersebut harus dicatat pula kondisi lingkungan sekeliling panci, misal panci terlindung dari pohon, tumbuhnya rumput yang cukup tinggi, disamping itu harus dicatat pula tipe panci penguapan yang digunakan. Beberapa tipe panci penguapan yang telah banyak digunakan di antaranya : a. Panci penguapan kelas A (class A evaporation pan); b. Panci penguapan tertanam (sunken evaporation pan); dan c. Panci penguapan terapung (floating evaporation pan). Pengukuran penguapan yang terjadi dilakukan pada panci berisi air, yang diletakkan diatas tanah dan diudara terbuka. Pengukuran ini akan mendapatkan besarnya penguapan pada permukaan air akibat radiasi, suhu dan kelembaban secara terpadu. Besarnya penguapan akan naik/ turun sesuai dengan perubahan faktor iklim. Pada faktor iklim dengan pola sama, pengaruh faktor iklim terhadap naik/turunnya penguapan air akan mempunyai dampak yang sama dengan penguapan pada tanaman. Namun demikian masih ada beberapa faktor yang menyebabkan penguapan air berbeda dengan penguapan pada tanaman atau transpirasi. Faktor-faktor tersebut adalah :  Refleksi pada permukaan air hanya 5 - 8 %, sedangkan refleksi pada tanaman sekitar 20 - 25 %.  Panas yang tersimpan pada panci dapat menghasilkan penguapan pada siang maupun malam hari. Sedangkan transpirasi pada sebagian besar tanaman hanya pada malam hari.  Turbulensi, suhu serta kelembaban udara sedikit diatas permukaan air akan berbeda dengan sedikit permukaan daun.  Pemindahan panas melalui sisi panci akan cukup besar, terutama pada panci tertanam jenis Colorado.  Warna panci serta saringan yang terpasang akan mempengaruhi besarnya penguapan pada panci.  Kedudukan panci serta lingkungannya akan mempengaruhi hasil pengukuran terutama apabila panci dipasang pada lahan yang siap ditanami. 99 4.7.1 Rumus Yang Digunakan untuk Metode Panci Rumus yang digunakan untuk panci penguapan adalah sebagaimana Persamaan 4.51 : Eto = Kp. Epan (4.51) di mana : Eto = Evapotranspirasi acuan Kp = Koefisien panci (koefisien panci 0.7 - 0.8) Epan = Penguapan pada panci Koefisien panci penguapan yang dimaksud merupakan faktor penyesuaian nilai Ep terhadap nilai Eto. Nilai koefisien panci penguapan juga dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan (Cuenca, 1988) seperti Persamaan 2.51 : Kp = 0.475 - (0.24x10-3) (U2m) + 0.00516 (RHMean) + 0.00118 (d) – (0.16x10-4) (RHMean)2 - (0.101x10-5) (d)2 - 0.8x10-8 (RHMean)2(U2m) – 1x10-8 (RHMean)2(d) U2m = kecepatan angin pada ketinggian 2 m, (km/hari) Rhmean = kelembapan relatif, (%) d = jarak dari panci ke vegetasi sekitar panci (m) Catatan : (2.51) Pengukuran menggunakan Panci Klas A memerlukan juga pengukuran curah hujan untuk menentukan Eo. Evaporasi panci (Eo) lebih besar dari ETp karena : a) tidak ada hambatan aliran air melalui tanaman maupun tanah seperti pada ETp, air langsung menguap dari permukaan air, b) badan air dalam panci relatif kecil dibandingkan pada permukaan lahan yang luas sehingga laju evaporasi panci menjadi lebih tinggi Laju evapotranspirasi potensial tidak sama dengan penguapan yang terukur dari panci penguapan. Baik pada panci Kelas A maupun pada panci tertanam Colorado, besarnya Kp ditinjau terhadap dua kondisi lingkungan: panci diletakkan pada lahan yang sudah ditanami atau pada lahan yang belum ditanami. Untuk lahan yang sudah ditanami, perlu diperhatikan jauhnya lahan yang belum ditanami pada sebelah angin datang. Semakin dekat jaraknya, semakin kecil koefisien Kp. Tetapi lahan tersebut mempunyai lebar minimal 50 meter. Begitu juga sebaliknya pada lahan yang belum ditanami, perlu ditinjau jauhnya lahan sudah ditanami dari arah datangnya angin. Selain itu dalam memilih faktor Kp, faktor iklim yang perlu diperhatikan adalah : angin dan kelembaban. 100 Kecepatan angin selama 24 jam dibagi dalam 4 kategori : lemah, sedang kuat dan sangat kuat. Besarnya koefisien panci diatas, untuk panci penguapan kelas A dapat dilihat pada Tabel 4.26. Tabel 4.26 Koefisien Panci ( Kp ) untuk Panci Klas A. Kasus A : Panci terletak pada lahan yang ditanami Kelembaban rata-rata rendah sedang ( RHmean % ) < 40 40-70 Kecepatan angin ( km/hari ) Jauhnya angin melewati lahan yang ditanami (m) Lemah ( < 175 ) 1 0.55 0.65 10 0.65 0.75 100 0.70 0.80 1000 0.75 0.85 Sedang ( 175 - 425 ) 1 0.50 0.60 10 0.60 0.70 100 0.65 0.75 1000 0.70 0.80 Kuat ( 425 - 700 ) 1 0.45 0.50 10 0.55 0.60 100 0.60 0.65 1000 0.65 0.70 Sangat kuat ( > 700 ) 1 0.40 0.45 10 0.45 0.55 100 0.50 0.60 1000 0.55 0.60 tinggi > 70 0.75 0.85 0.85 0.85 0.65 0.75 0.80 0.80 0.60 0.65 0.70 0.75 0.50 0.60 0.65 0.65 Kasus B : Panci terletak pada lahan yang siap tanam. Kelembaban rata-rata ( RHmean % ) Kecepatan angin ( km/hari ) Jauhnya angin melewati lahan yang siap ditanami (m) Lemah ( < 175 ) 1 10 100 1000 rendah < 40 sedang 40 - 70 tinggi > 70 0.70 0.60 0.55 0.50 0.80 0.70 0.65 0.60 0.85 0.80 0.75 0.70 sedang 40-70 0.75 0.65 0.60 0.55 0.65 0.55 0.50 0.45 tinggi > 70 0.80 0.70 0.65 0.60 0.70 0.65 0.60 0.55 Kasus A : Panci terletak pada lahan yang ditanami Kelembaban rata-rata rendah ( RHmean % ) < 40 Sedang ( 175 - 425 ) 1 0.65 10 0.55 100 0.50 1000 0.45 Kuat ( 425 - 700 ) 1 0.60 10 0.50 100 0.45 1000 0.40 101 Tabel 4.26 Koefisien Panci ( Kp ) untuk Panci Klas A (lanjutan) Kasus A : Panci terletak pada lahan yang ditanami Kelembaban rata-rata rendah ( RHmean % ) < 40 Sangat kuat ( > 700 ) 1 0.50 10 0.45 100 0.40 1000 0.35 sedang 40-70 0.60 0.50 0.45 0.40 tinggi > 70 0.65 0.55 0.50 0.45 Sedangkan untuk panci penguapan tertanam Colorado dapat dilihat pada Tabel 4.27. Tabel 4.27 : Koefisien Panci ( Kp ) untuk panci Colorado. Kasus A : Panci terletak pada lahan yang ditanami Kelembaban rata-rata ( RHmean % ) Kecepatan angin ( km/hari ) Jauhnya angin melewati lahan yang ditanami (m) Lemah ( < 175 ) Sedang ( 175 - 425 ) Kuat ( 425 - 700 ) Sangat kuat ( > 700 ) Lemah ( < 175 ) Sedang ( 175 - 425 ) rendah < 40 sedang 40-70 tinggi > 70 1 0.75 0.75 0.80 10 1.00 1.00 1.00 > atau = 100 1.10 1.10 1.10 1 0.65 0.70 0.70 10 0.85 0.85 0.90 > atau = 100 0.95 0.95 0.95 1 0.55 0.60 0.65 10 0.75 0.75 0.75 > atau = 100 0.80 0.80 0.80 1 0.50 0.55 0.60 10 0.65 0.70 0.70 > atau = 100 0.70 0.75 0.75 1 1.10 1.10 1.10 10 0.85 0.85 0.85 100 0.75 0.75 0.80 1000 0.70 0.70 0.75 1 0.95 0.95 0.95 10 0.75 0.75 0.75 100 0.65 0.65 0.70 1000 0.60 0.60 0.65 102 Tabel 2.27 : Koefisien Panci ( Kp ) untuk panci Colorado (Lanjutan) Kasus B : Panci Terletak Pada Lahan Yang Siap Tanam. Kelembaban rata-rata ( RHmean % ) Kecepatan angin ( km/hari ) Jauhnya angin melewati lahan yang siap tanam (m) Kuat ( 425 - 700 ) 1 10 100 1000 Sangat kuat ( > 700 ) 1 10 100 1000 rendah < 40 sedang 40 - 70 tinggi > 70 0.80 0.65 0.55 0.50 0.70 0.55 0.50 0.45 0.80 0.65 0.60 0.55 0.75 0.60 0.55 0.50 0.80 0.65 0.65 0.60 0.75 0.65 0.60 0.55 Kalau panci diletakkan dilingkungan kecil dan dikelilingi pohon yang agak tinggi, seperti jagung yang mempunyai tinggi 2.5 meter, maka koefisien harus dikurangi sampai 30 % untuk iklim kering dan berangin. Tapi untuk angin yang sedang dan lembab, pengurangan tersebut hanya 5 sampai 10 persen saja. Panci dipasang pada lahan yang berumput tipis, tanah kering atau juga permukaan aspal atau beton, suhu panci akan naik 2 sampai 5 derajat dan kelambabannya akan turun 20 sampai 30%. Lahan yang belum dikembangkan pertaniannya atau lahan baru dibuka, nilai Kp untuk lahan yang kering berangin harus dikurangi sampai 20 %. Sedangkan untuk angin, kelembaban dan suhu, besarnya nilai Kp dikurangi 5 sampai 10 %. Iklim yang lembab dan dingin tidak perlu dikurangi. Koefisien pada Tabel 4.26. dan Tabel 4.27, digunakan untuk panci yang dicat dengan cat alumunium. Kalau panci dicat dengan cat putih, koefisien Kp akan mengalami sedikit perbedaan. Pengurangan sebesar 10 % akan terjadi kalau panci dicat dengan warna hitam. Perbedaan material untuk membuat panci hanya sedikit memberi perbedaan. Tapi kedalaman air pada panci yang sangat menurun, yang akan memberikan perbedaan cukup besar. Panci kelas A, kalau muka air turun sampai 10 cm di bawah standar, yaitu 5 sampai 7.5 cm di bawah bibir panci, maka terjadi perbedaan sampai 15 %. Pemasangan saringan diatas panci akan menaikkan penguapan sampai 10 %. Untuk mencegah burung meminum air dalam panci, perlu dipasang panci yang lain yang terisi penuh air didekat panci penguapan. Burung akan lebih menyukai minum air dari panci yang penuh. Kekeruhan sampai 5 % tidak akan mempengaruhi hasil pengukuran, seperti Gambar 4.8 103 2. Eo 3. 4. 5. Gambar 4.8. Panci penguapan kelas A (class evaporation pan) Sedangkan untuk panci jenis lainnya, perbandingan antara penguapan yang terjadi pada panci tertanam Colorado dengan panci ybs, dapat dilihat pada Tabel 4.28. Setelah besarnya penguapan pada panci yang dipakai dikonversikan menjadi penguapan pada panci tertanam Colorado dengan menggunakan faktor pada Tabel 4.27, baru dikalikan dengan koefisien panci dari Tabel 4.28. Tabel 4.28 : Perbandingan Antara Penguapan Pada Panci Lain Terhadap Panci Colorado Perbandingan Epan panci ybs terhadap Epan Colorado. Iklim Iklim lembab Lingkungan sekeliling panci ( 50 meter atau lebih ) CGI Panci tertanam. Panci Symmons. BPI Panci Kenya. Panci Australia. Panci Aslyng CGI 3000 Panci tertanam Negara Dia dalam Rusia Israel 5 m. 12 ft 2 m. 3.3 ft Luas Panci (m2) 20.0 10.5 Inggris 6 ft2 2 ft 3.3 Amerika Kenya Australi a Denmak Rusia Belanda 6 ft 4 ft 3 ft 2 ft 14 in 3 ft 2.6 1.2 0.7 0.33 m2 61.8 cm 50 cm 1m 60-80 cm 25 cm 0.3 0.3 0.2 Iklim kering sampai agak kering Penutup hijau pendek Lahan kering siap tanam Penutup hijau pendek Lahan kering siap tanam 1.0 1.1 1.05 1.25 1.0 1.0 1.0 1.0 0.95 1.0 0.95 4.7.2 Langkah Perhitungan a) Jenis Panci Apakah yang digunakan adalah panci penguapan kelas A, panci tertanam Colorado atau jenis lainnya. Untuk panci yang termasuk jenis lainnya, harus dikonversikan ke panci tertanam Colorado dengan mengguankan Tabel 4.28. Kalau panci diletakkan 104 pada lahan yang ditanami, gunakan kasus A. Tapi kalau diletakkan pada lahan yang belum ditanami gunakan kasus B. b) Kelembaban Kalau kelembaban dibawah 40 % maka tingkat kelembaban adalah rendah. Untuk kelembaban antara 40 - 70 %, tingkat kelembaban sedang dan kelembaban diatas 70 % adalah tinggi. c) Kecepatan Angin Untuk kecepatan angin dibawah 175 km/hari, kecepatan angin tergolong rendah. Untuk kecepatan angin antara 175 - 425 km/hari digolongkan sedang. Kecepatan angin antara 425 - 700 digolongkan tinggi sedangkan kecepatan angin diatas 700 digolongkan sangat tinggi. d) Mencari Koefisien Panci (Kp) Berdasar kategori yang didapat dari langkah 1 s/d 5, dari Tabel 4.26. atau Tabel 4.27. kita cari besarnya Kp. e) Menghitung Evapotranspirasi Acuan (ETo) Besarnya ETo dihitung dengan menggunakan nilai Kp dari butir d dan rumus ETo = Kp. Epan. 4.7.3 Contoh perhitungan pada Metode Panci Berikut ini contoh perhitungan Evapotranspirasi Acuan (ETo) yang dihitung berdasar data penguapan pada panci penguap, sebagaimana Tabel 4.29: Tabel 4.29 Contoh Perhitungan Eto dengan Menggunakan Metoda Panci Penguapan. Jenis Panci :Klas A. No. 1 2 3 4 5 6 7 No. 1 2 3 4 5 6 7 Langkah Sumber Januari Pebruari Maret Kasus ( A/B) Data A A A Panci Penguapan ( Epan ) Data 3,14 4,8 5,37 Kelembaban minimum (Rhmin) Perkiraan Tinggi Tinggi Tinggi Kecepatan angin ( Uday ) Perkiraan Kuat Kuat Sedang Jarak lahan yang sudah/belum Perkiraan 1000 1000 1000 ditanami Kp Daftar 0,75 0,75 0,80 ETo perhitungan 2,35 3,6 4,29 Langkah Sumber Mei Juni Juli Kasus ( A/B) Data A A A Panci Penguapan ( Epan ) Data 4,42 4,60 4,03 Kelembaban minimum (Rhmin) Perkiraan Tinggi Tinggi Tinggi Kecepatan angin ( Uday ) Perkiraan Kuat Kuat Kuat Jarak lahan yang sudah/belum Perkiraan 1000 1000 1000 ditanami Kp Daftar 0,80 0,80 0,80 ETo perhitungan 3,53 3,68 3,22 April A 3,22 Tinggi Sedang 1000 0,80 2,57 Agustus A 4,48 Tinggi Kuat 1000 0,80 3,58 105 Tabel 4.49 Contoh Perhitungan Eto dengan Menggunakan Metoda Panci Penguapan Jenis Panci :Klas A. No. 1 2 3 4 5 6 7 4.8 Langkah Sumber Septemb Oktober Nopemb Desember Kasus ( A/B) Data A A A A Panci Penguapan ( Epan ) Data 4,98 4,04 7,40 5,00 Kelembaban minimum (Rhmin) Perkiraan Tinggi Tinggi Tinggi Tinggi Kecepatan angin ( Uday ) Perkiraan S. kuat Kuat Kuat Sedang Jarak lahan yang sudah/belum Perkiraan 1000 1000 1000 1000 ditanami Kp Daftar 0,65 0,75 0,75 0,80 ETo perhitungan 3,23 3,03 5,55 4,00 Menghitung Evapotranspirasi Metode Hargreaves Metode (Hargreaves, 1975), menggunakan metode radiasi global (RS, kal/cm2/hari) atau dapat setara dengan penguapan (ES, mm/hari) dan data Suhu rata-rata (oF/bulan), maka dapat diperkirakan evapotranspirasi potensial (PET). Rumusan evapotranspirasi potensial seperti pada Persamaan 4.52 (4.52) PET = 0,0135 (T + 17,8) Metode Hargreaves and Samani (1982), rumusan evapotranspirasi potensial seperti pada Persamaan 4.53: PET = 0,0135 (KT)(R )(KT) (T + 17,8).................................. (4.53) Dengan KT = 0,00185 (TD) − 0,0433TD + 0,4023 TD = suhu harian maksimum dikurangi suhu harian minimum (C) Ra = radiasi ekstraterestrial (mm/hari) KT = koefisien empiris T = suhu harian rata-rata (C)  = laten heat of vaporization = 2.45 (MJ/kg), ..Metode Hargreaves and Samani (1985) perkirakan evapotranspirasi rujukan/acuan (ET0), seperti Persamaan 4.54: ET0  0,0075 E S .T ......................................................... (4.54) dimana ES = Radiasi global setara dengan penguapan (mm/hari), yang diperoleh dari Persaman 4.55 : ES  RS .L .............................. (4.55) 106 dimana RS = Radiasi global (kal/cm2/hari)  = Kerapatan air (gram/cm3) L = Panas laten untuk penguapan (kal/gram) Dalam menggunakan metode Hargreaves, Makkink dan Radiasi FAO, nilai radiasi global RS (kal/cm2/hari) harus diubah dahulu dengan nilai ES, yaitu nilai radiasi global yang setara (equivalent) dengan penguapan (mm/hari). Nilai  dan L bergantung dari temperatur dan nilainya dapat dilihat pada Tabel 4.30 : Tabel 4.30 Karekteristik Air (Soewarno, 2000) Suhu (To) Berat Jenis (cm3/gr) Kerapatan air (gram /cm2)  0 0.99987 0.99984 5 0.99999 0.99996 10 0.99973 15 0.99913 Panas laten untuk Penguapan (kal/gram) L Viskositas Tekanan Uap absolut (cp) kinematik (cs) 597.30 1.790 1.790 4.58 6.11 6.23 594.50 1.520 1.520 6.54 8.72 8.89 0.99970 591.70 1.310 1.310 9.20 12.27 12.51 0.99910 588.90 1.140 1.140 12.78 17.04 17.38 20 0.99824 0.99821 586.00 1.000 1.000 17.53 23.37 23. 83 25 0.99708 0.99705 583.20 0.890 0.893 23.76 31.67 32.30 30 0.99568 0.99565 580.40 0.798 0.801 31.83 42.43 43.27 35 0.99407 0.99404 574.70 0.719 0.723 42.18 56.24 57.34 40 0.99225 0.99222 569.00 0.653 0.658 55.34 73.78 75.23 50 0.98807 0.98804 563.20 0.547 0.554 92.56 123.40 125 .83 60 0.98323 0.98320 569.00 0.466 0.474 149.46 199.26 203.19 70 0.97780 0.97777 557.40 0.404 0.413 233.79 311.69 317.84 80 0.97182 0.97179 551.40 0.355 0.365 355.28 473.67 4S3.01 90 0.96534 0.96531 545.30 0.315 0.326 525.89 701.13 714.95 100 0.95839 0.95836 539.10 0.282 0.294 760.00 1013.25 1033.23 mmHg mbar g/cm2 Untuk mempercepat perhitungan secara kasar guna mendapatkan nilai ES (mm/hari) maka bila satuan nilai RS (kal/cm2/hari) dapat dibagi dengan 58,6 dan bila satuan nilai RS (MJ/m2/hari) dikalikan dengan nilai 0,408. 4.9 Pengukuran Evapotranspirasi dengan Lysimeter Laju evapotranspirasi dapat diestimasi dengan beberapa pendekatan/ metode atau dapat diukur secara langsung. Pengukuran evapotranspirasi diukur secara langsung dengan Lysimeter. Pengamatan meliputi besarnya penguapan yang berlangsung pada sebidang tanah bervegetasi (Hansen, 2018; Tachyan, 1992). 107 Pengukuran evapotranspirasi potensial pada sebidang tanah bervegetasi, dengan mempergunakan alat yang disebut evapotranspirometer atau disebut juga Lysimeter. Alat ini berupa sebuah bejana cukup besar, yang diisi tanah dan ditanami. Lysimeter merupakan alat untuk mengukur evapotranspirasi dengan sebidang tanah bervegetasi secara langsung. Ilustrasi sebidang tanah bervegetasi secara langsung, dapat dilihat pada Gambar 4.9. Gambar 4.9. Lysemeter Sederhana (https://ustadzklimat.blogspot.com/2012/07/menghitung) Lysimeter berupa wadah besar di dalam tanah, dengan tanaman yang tumbuh di atasnya. Lysimetri ini dapat menghitung air yang masuk dan keluar dari dalamnya. Lysimeter dikuburkan di dalam tanah. Prinsip pengukuran evapotranspirasi, seperti dalam Persamaan 4.56: R + Sa = E + P+JK (4.56) dimana R = curah hujan (mm/hari) Sa = air siraman (mm/hari) E = evapotranspirasi (mm/hari) P = air perkolasi (mm/hari) JK = jumlah air untuk penjenuhan tanah sampai tercapai kapasitas lapang Seluruh komponen pada Persamaan (2.60), diukur dengan satuan yang sama, selanjtnya dirubah kesatuan tinggi air (mm). Perhitungan besaran air perkolasi (P) diperlukan, guna mengetahui jumlah air yang terkumpul di bagian dasar lysimeter. Pengukuran evapotranspirasi potensial, berupa penguapan yang berasal dari tanaman dan tanah. Apabila kondisi tanah terjaga lembabnya (hampir mendekati kapasitas lapang), sehingga airnya tak terbatas oleh penambahan air dan tertutup penuh oleh vegetasi. Idealnya berupa petakan rumput. Pada kondisi vegetasi dan tanah terkurung dalam lysimeter, maka pengukuran evapotranspirasi dapat dilakukan dengan air yang masuk berasal dari curah 108 hujan (rainfall) dan air yang ditambahkan (water added). Sedangkan air yang keluar merupakan air perkolasi dari lahan yang telah diterima. Ilutrasi dapat dilihat pada Gambar 4.10 Gambar 4.10. Ilustrasi Sitem Air Perkolasi pada Lysimeter Lysimetri merupakan suatu metode yang memberikan informasi lengkap dari seluruh komponen neraca air. Lysimeter tidak hanya dapat pergunakan untuk mengukur evapotranspirasi, tetapi juga dapat juga dipakai untuk mengecek rumus empiris metode Evapotranspirasi. Ada beberapa jenis lysimeter di antaranya: 1. Lysimeter drainase 2. Lysimeter thornwaite 3. Lysimeter timbangan Lysimeter drainase dibuat dari bejana yang ditanam di dalam tanah. Lysimeter terbuat dari plat baja dengan ukuran panjang: 100 cm ; lebar: 100 cm ; tinggi rusuk terpanjang: 150 cm ; tinggi rusuk terpendek: 135 cm. Ilustrasinya seperti pada Gambar 4.11 Gambar 4.11. Ilustrasi Lysimeter Drainase Sederhana 109 4.10 Evapotranspirasi Tanaman Air sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan dan kelangsungan hidup tumbuhan. Tanah menyusun 70%-80% dari berat tumbuhan ketika tanaman masih hidup. Air juga berfungsi sebagai meadia transportasi unsur hara dan terlibat dalam reaksi biokimia dalam sel tumbuhan (Fardiaz, 1992). Dibidang pertanian, air untuk pertumbuhan tanaman diperoleh dari hujan dan irigasi. Sebagian air juga berasal dari bawah tanah yang bergerak ke atas secara lambat sebagai pengganti kehilangan air pada tanaman. Cara terbaik untuk memperoleh air secara terus menerus ialah melalui irigasi. Air juga dapat hilang dalam evapotranspirasi. Proses kehilangan air pada tanaman dipengaruhi oleh beberapa faktor. Faktor utama yang mempengaruhi adalah jenis tanaman, kondisi tanah (kelengasan tanah), dan cuaca/iklim dimana tanaman itu berada. Evapotranspirasi adalah proses kehilangan air menuju atmosfer dari tanah dan tumbuhan. Evapotranspirasi terjadi pada siang hari ketika keberadaan matahari menyebabkan air dari tanah dan pada tumbuhan terjadi prose menguapan. Evapotransiprasi dalam bidang pertanian merupakan kebutuhan air pada tanaman. Kebutuhan air pada tanaman dapat diartikan sebagai jumlah air yang diperlukan untuk memenuhi kehilangan air melalui evapotranspirasi oleh tanaman. Kebutuhan air tanaman dapat diukur melalui perkalian antara koefisien tumbuhan (kc) dengan nilai evapotranspirasi acuan atau standar, yang dikenal dengan evapotranspirasi tanaman. Rumusannya dapat disajikan dalam bentuk Persamaan 4.57 : ETc = ETo X kc atau ETc = PET x kc (4.57) Berdasarkan konsep PET, lysimeter mengukur nilai evapotranspirasi acuan (Eto), sebagai pengukur pengukur (Eto). Jika Eto = PET , maka a). irigasi untuk mempertahankan kadar air tanah tetap tinggi. b). menggunakan rumput, untuk menutup tanah secara sempurna (sepanjang tahun) dan dipotong pendek. Beberapa pengertian dari evapotranspirasi tanaman diantaranya adalah besarnya evapotranspirasi yang terjadi pada setiap tahapan pertumbuhan tanaman, atau dapat pula diartikan evapotranspirasi yang terjadi dari suatu lahan luas dengan tanaman sehat berkecukupan hara dan bebas hama penyakit, yang ditanam dengan kondisi air tanah optimum dan mencapai produksi penuh di bawah keadaan suatu iklm tertentu. Nilai ETc berubah-ubah menurut umur atau fase perkembangan pada setiap tahapan pertumbuhan tanaman. Besarnya koefisien tanaman tersebut tergantung jenis tanaman, umur tanaman serta tingkat pertumbuhan tanaman. Dengan mengetahui nilai evaporasi tanaman atau kebutuhan 110 air yang hilang pada tanaman, maka pihak terkait dengan pertanian dapat mengetahui metode yang tepat untuk melakukan pengairan. Evapotranspirasi tanaman (ETc) merupakan proses dimana air berpindah dari permukaan bumi ke atmosfer termasuk evaporasi air dari tanah dan transpirasi dari tanaman melalui jaringan tanaman melalui transfer panas laten persatuan area (Hillel, 2013) 1983). Ada 3 faktor yang mendukung kecepatan evapotranspirasi yaitu (1) faktor iklim mikro, mencakup radiasi netto, suhu, kelembaban dan angin, (2) faktor tanaman, mencakup jenis tanaman, derajat penutupannya, struktur tanaman, perkembangan tanaman sampai masak, keteraturan dan banyaknya stomata, mekanisme menutup dan membukanya stomata, (3) faktor tanah, mencakup kondisi tanah, aerasi tanah, potensial air tanah dan kecepatan air tanah bergerak ke akar tanaman (Linsley, Franzini, & Sasongko, 1985), seperti terlihat Gambar 4.12 Gambar 4.12. Ilustrasi Skema Faktor Penentu Evapotranspirasi 2.10.1 Koefisien Tanaman. Koefisien tanaman (kc) merupakan perbandingan antara evapotranspirasi suatu tanaman (Etc) terhadap evapotranspirasi acuan ( ETo ), pada lahann luas dan kondisi lingkungan optimum serta menghasilkan produksi yang maksimum. Kondisi optimum ini diartikan bebas dari serangan penyakit, ketersediaan air yang optimum, pemupukan yang optimum (Martin Smith, Allen, & Pereira, 1998). Nilai koefisien tanaman dinyatakan dalam Persamaan 4.58: kc = ETc / Eto (4.58) Setiap jenis tanaman akan mempunyai koefisien tanaman yang berbeda. Menurut FAO, tanaman yang mempunyai koefisien tanaman diatas 1,0 atau ETc > ETo, adalah kapas, tomat, tebu dan apel, atau dengan tanaman penutup. Sedangkan untuk tanaman nanas, jeruk dan tebua mempunyai koefisien tanaman kurang dari 1,0 atau ETC < ETo. Selain itu, 111 besarnya koefisien tanaman juga berbeda untuk tinggi tanaman yang berbeda serta tingkat pertumbuhan tanaman yang berbeda (baru semai atau menjelang panen ). Pengaruh iklim, seperti akibat kondisi penguapan yang tinggi, seperti angin yang kuat atau kelembaban yang rendah, nilai ETo akan naik dari 12 menjadi 14 mm/hari dan nilai ETc akan naik dari 15 menjadi 17 mm, terutama untuk daerah tandus yang sangat dipengaruhi oleh iklim kering yang kuat. Panjangnya musim tanam untuk tanaman semusim akan berpengaruh pada nilai ETc total, kerena besarnya koeffsien tanaman untuk setiap tingkat pertumbuhan dalam suatu musim tanam akan berbeda. Pada tanaman padi, yang ditanam di musim hujan atau rendeng, dengan yang ditanam pada musim kemarau (gadu), akan berbeda terutama pada saat padi mulai dewasa. Padi yang ditanam di Asia akan mempunyai kc yang berbeda dengan yang ditanam di Eropa. Gambar 4.13. Skema Pengaruh Koefisien Tanaman 4.10.2 Koefisien Tanaman untuk Padi Menurut Standar Perencanaan Irigasi, Ditjen Pengairan (Irigasi, 1986), koefisien tanaman, diterapkan pada rumusan Evapotraspirasi. FAO dalam bukunya" Crop Water Requirement", dan Nedeco/Prosida untuk daerah Asia yang basah, besarnya koefisien tanaman adalah sebagai pada Tabel 4.31 : 112 Tabel 4.31 Koefisien Tanaman (kc) Padi Menurut Nedeco/Prosida dan FAO (Irigasi, 1986) Bulan 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 Nedeco/Prosida Varietas biasa Varietas unggul 1,20 1,35 1,20 1,30 1,20 1,24 1,27 0,00 1,32 1,12 1,33 0,00 1,40 1,30 Varietas biasa 1,10 1,10 1,10 1,10 1,10 1,05 0,95 0,00 FAO Varietas Unggul 1,10 1,10 1,05 1,05 0,95 0,00 . Menurut FAO, dalam musim kering kelembaban minimum lebih besar dari 70 %, sehingga yang digunakan adalah koefsien tanaman musim hujan. Dengan asumsi, bahwa tidak ada perbedaan nilai kc antara tanaman padi disebar/ditugal dengan yang ditandur, walaupun persentase penutupan lahan pada awal musim tanam pada yang ditandur akan sedikit lebih kecil dibanding disebar. Masa tanam padi akan berbeda untuk setiap varitas. Oleh karena itu lamanya tengah musim perlu disesuaikan. Sedangkan untuk padi ladang, koefisien tanamannya dapat digunakan dalam pelaksanaannya dengan kadar air pada permukaan tanah dijaga mendekati jenuh. Hanya pada awal musim tanah nilai kc dapat dikurangi 15 sampai 20 persen. Tabel 4.32. Harga Koefisien Tanaman untuk padi – FAO (Allen et al., 1998) Uraian Musim hujan - Angin lemah/sedang - Angin kuat Musim kering - Angin lemah/sedang - Angin kuat Masa Tanam Panen Juni - Juli Nop-Des Des - Jan Tengah Mei Bulan ke 1 dan 2 Tengah musim 4 minggu terakhir 1,10 1,15 1,05 1,10 0,95 1,00 1,10 1,15 1,25 1,35 1,00 1,05 4.10.3 Koefisien Tanaman Tebu. Koefisien tanaman tebu yang disarankann oleh FAO, seperti pada Tabel 2.33. Pengertian rimbun pada Tabel 4.33 adalah full canopy dengan maksud bahwa pada saat tanaman telah mencapai tahap berdaun rimbun, sehingga bila dilihat dari atas tanah diselaselanya tidak nampak. Pemberian air irigasi umumnya dihentikan 4 sampai 6 minggu menjelang panen. 113 Tabel 4.33. Koeffisien Tanaman untuk Tebu. Umur tanaman 12 bln 24 bln 0-1 1-2 2 - 2,5 2,5 - 4 4 - 10 10 - 11 11 - 12 0 - 2,5 2,5 – 3,5 3,5 – 4,5 4,5 - 6 6 – 17 17 – 22 22 – 24 Tahap Pertumbuhan saat tanam sampai 0,25 rimbun 0,25 - 0,5 rimbun 0,5 - 0,75 rimbun 0,75 sampai rimbun penggunaan air puncak awal berbunga menjadi masak Rhmin < 70 % Rhmin < 20 % angin kecil angin angin kecil angin sampai sedang sedang sampai sedang kencang 0,55 0,60 0,40 0.45 0,80 0,85 0,75 0,80 0,90 0,90 0,95 1,00 1,00 1,00 1,10 1,20 1,05 1,15 1,25 1,30 0,80 0,85 0,95 1,05 0,60 0,65 0,70 0,75 2.10.4 Koefisien untuk Tanaman Semusim. FAO meninjau pertumbuhan tanaman semusim ini dalam 4 tahap. Besarnnnya kc untuk setiap tahap dipenngaruhi oleh besarnnya kelembaban minimum dan kecepatan angin. Keempat tahap pertumbuhan tersebut adalah : a) Tahap pertumbuhan awal. Tahap pertumbuhan awal ini dimulai dari saat penanaman atau persemaian, sampai tanaman dapat menutupi lahan sekitar 10 %. Pada tahap ini, penguapan yang terjadi di tanah sekeliling tanaman menjadi lebih dominan, dibanding dengan evapotranspirasi tanaman itu sendiri. Besarnnnya kc pada tahap ini tidak tergantung pada jenis tanaman. besarnya kc pada tahap ini dipengaruhi oleh sering turunnya hujan atau pemberian air irigasi. Semakin jarang hujan turun atau pemberian air irigasi, semakin kecil pula besarnya kc. Selain itu besarnya kc ini tergantung pada besarnya ETo yang dihitung terdahulu. Untuk nnilai kc kecil, nilai kc justru lebih besar dibanding dengan kc pada nilai ETo yang besar. b) Tahap pertumbuhan tanaman. Tahap pertumbuhan tanaman merupakan kelanjutannn dari tahap pertumbuhann awal sampai tingkat pertumbuhan. Penutupan lahan oleh tanaman cukup efektif, yaitu telah mencapai 70 - 80 %. Penutupann belum menncapai puncak, sehingga tinggi tanamann juga belum mencapai puncaknya juga. Namun demikian tingkat pertumbuhan tanaman, besarnya kc sudah mendekati nilai kc pada pertumbuhan maksimum. Pada tahap ini terjadi peralihan antara kondisi penguapan tanah masih dominan sampai menjadi evapotranspirasi tanaman dominan. Besanya nilai kc juga berangsur-angsur naik dari nilai kc pertumbuhan awal menjadi kc pertumbuhan maksimum. Nilai kc pada setiap tahap merupakan innterpolasi antara nilai kc pada tahap awal dengan nilai kc pada tahap pertengahan musim tanam. 114 c) Tahap pertengahan musim tanam. Tahap pertengahan musim tanam merupakan kelanjutan dari tahap pertumbuhan tanaman. Tahap ini dimulai dari akhir masa pertumbuhan tanaman sampai tanaman sudah menutupi seluruh permukaan lahan. Selanjutnya sebagai akhir dari tahap ini adalah dimana tanaman telah memberikan tanda-tanda masak. Pada tanaman kedelai misalnya ditandai dengan menguningnya daun. Sedangkan pada tanaman kapas ditandai dengan gugurnya daun. Pada tanaman bit gula tanda masak ini sudah dekat dengan waktu panen, sedangkan pemberian air telah dihentikan untuk meningkatkan produktifitas dan kualitas atau keduanya. Dilihat dari segi pertumbuhan tanaman, pada tahap inilah puncak pertumbuhan terjadi. Karenanya nilai kc maksimum akan tercapai pada tahap ini. d) Tahap akhir masa tanam. Tahap akhir masa tanam dimulai dari adanya tanda masak sampai tanaman benar- benar masak dan dipanen. Pada tahap ini terjadi penurunan evapotranspirasi, sehingga nilai kc juga menurun. Seringkali pemberian air juga dihentikan menjelang panen. Besarnya kc pada tanaman semusim ini pada dasarnya berbentuk garis lengkung, namun untuk mempermudah, garis lengkung tadi disederhanakan menjadi garis lurus, sesuai tahap pertumbuhan tanaman diatas. Sebagai contoh, grafik tanaman kedelai adalah seperti pada Gambar 4.14 : Gambar 4.14. Koefisien Tanaman pada Kedelai Untuk mendapatkan nilai kc pada setiap tahap pertumbuhan, maka kita harus tahu dulu umur tanaman pada satu musim tanam, serta umur tanaman pada setiap tahap pertumbuhan. FAO dalam bukunya Crop Water Requirement, menyajikan beberapa tanaman semusim. 115 Pada beberapa jenis tanaman, kalau ditanam pada lokasi dan konndisi iklim yang berbeda, maka umur tanaman juga akan berbeda. Karenanya Ditjen Pengairan menggunakan besarnya koefisien tanaman yang diberikan oleh FAO (dengan data untuk negara yang mirip). Asumsi yang digunakan oleh Ditjen Pengairan adalah sebagai berikut : a) Evapotranspirasi harian (ETo ) sebesar 5 mm. b) Kecepatan angin antara 0 sampai 5 m/dt. c) Kelembaban relatif minnimum 70 %. d) Frekwensi irigasi/curah hujan per 7 hari. Berdasar besarnya ETo = 5 mm dan frekwensi = 7 hari, maka berdasar grafik FAO, didapat bahwa nilai kc untuk tanaman semusim di Indonesia pada awal pertumbuhan adalah 0,5. Sedanngkan hal itu semua maka besarnya koeffisien tanaman untuk setiap jenis tanaman adalah seperti pada Tabel 4.34 :. Tabel 4.34. Besarnya Koefisien Tanaman pada Setiap Tahap Pertumbuhan Tanaman (Crop Water Requirement, FAO,1984) No. Jenis tanaman. Umur tanam an 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Bawang Buncis Sawi-sawian Jagung Kedelai Timun Wortel Seledri Terong Kentang Kacang Tanah Tomat Semangka Kapas 70 75 80 80 85 105 120 125 130 130 130 145 160 195 Tahap pertumbuhan awal hari 25 15 20 20 15 20 25 25 30 25 25 30 30 30 Kc 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 Tahap pertum buhan tanaman hari 30 25 30 20 15 30 35 40 40 30 35 40 45 50 kc 0,5-0,95 0,5-0,95 0,5-0,95 0,5-1,05 0,5-1,00 0,5-0,90 0,5-1,00 0,5-1,00 0,5-0,95 0,5-1,05 0,5-0,95 0,5-1,05 0,5-0,95 0,5-1,05 Tahap Pertengahan musim hari kc 10 0.95 25 0.95 20 0.95 30 1.05 40 1.00 40 0.90 40 1.00 45 1.00 40 0.95 45 1.05 45 0.95 45 1.05 65 0.95 60 1.05 Tahap akhir masa tanam hari 5 10 10 10 15 15 20 15 20 30 25 30 20 55 kc 0.95 0,95-0.85 0,95-0.80 1,05-0.95 1,00-0.45 0,90-0.70 1,00-0.70 1,00-0.90 0,95-0.80 1,05-0.70 0,95-0.55 1,05-0.60 0,95-0.65 1,05-0.65 Perlu diperhatikan bahwa umur tanaman serta tahap pertumbuhan diatas dan masih perlu dicek terhadap umur dari varitas tanaman yang ditanam serta umur setiap tahap pertumbuhan tanaman. Karena pemberian air irigasi biasanya dihitung setiap 15 hari, maka besarnya kc perlu dijabarkan menjadi nilai kc untuk setiap 15 hari. Sebagai contoh kita akan susun nilai Kc untuk tanaman wortel, dengan grafik seperti Gambar 4.15 116 Gambar 4.15. Koefisien Tanaman pada Wortel Gambar 4.14 menunjukan bahwa untuk minggu pertama, koefisien tanaman masih 0,5 karena masih tahap awal pertumbuhan. Sedangkan untuk minggu kedua, pada 10 hari pertama masih tahap awal, sehingga koefisien tanaman masih 0,5. Lima hari berikutnya sudah memasuki tahap pertumbuhan, dimana kc pada akhir periode ini adalah : 0,5 + 5/35 x ( 1,00 - 0,50 ) =0,57. Sehingga koefisien tanaman harian untuk 15 harian kedua ini : ( ( 5 x 0,5 ) + [ ( 0,5 + 0,57)/2 x 10 ] )/15 = 0,51. Demikian seterusnya sampai 15 harian ke 8. Dengan cara tersebut, koefisien tanaman pada Tabel 2.34 dijabarkan dalam koefisien tanaman 15 harian, adalah seperti pada Tabel 4.35. Tabel 4.35 Koefisien Tanaman 15 harian untuk beberapa Tanaman Semusim. No. Tanaman 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 1 Bawang 0,5 Buncis 0,5 Sawi-sawian 0,5 Jagung 0,5 Kedelai 0,5 Timun 0,5 Wortel 0,5 Seledri 0,5 Terong 0,5 Kentang 0,5 Kacang Tanah 0,5 Tomat 0,5 Semangka 0,5 Kapas 0,5 2 0,51 0,64 0,55 0,59 0,75 0,54 0,51 0,51 0,5 0,52 0,51 0,5 0,5 0,5 3 0,65 0,89 0,85 0,96 1,00 0,73 0,68 0,66 0,58 0,73 0,66 0,6 0,58 0,58 4 0,88 0,95 0,95 1,05 1,00 0,89 0,89 0,84 0,75 0,99 0,85 0,81 0,73 0,75 Kc untuk 15 harian ke 5 6 7 8 9 0,63 0,92 0,94 0,28 1,04 0,33 0,97 0,42 0,9 0,9 0,8 1,00 1,00 -.99 0,81 0,99 1,00 1,00 0,98 0,31 0,91 0,95 0,95 0,93 0,56 1,05 1,05 1,04 0,90 0,51 0,95 0,95 0,95 0,83 0,42 1,00 1,05 1,05 1,04 0,86 0,88 0,95 0,95 0,95 0,95 0,87 1,03 1,05 1,05 1,05 10 11 0,45 0,90 1,03 0,48 12 13 Pada beberapa tanaman, pada 15 harian terakhir, sisa umur tanaman tidak sampai 15 hari. Misalnya pada bawang, pada 15 harian ke 5, umur tanaman hanya 10 hari. Namun karena dalam perhitungan ETo dalam menghitung Etc nantinya akan tetap dihitung 15 hari, maka kc dalam 10 hari tersebut dibagi 15 hari. Perlu diperhatikan bahwa Tabel 4.35 berlaku sepanjang umur tanaman untuk masing-masing tanaman adalah seperti pada Tabel 4.34. Untuk umur tanaman yang lain, perlu dihitung kembali besarnya koeffisien tanaman 15 harian ini. 117 4.10.5 Koefisien Tanaman Untuk Kakao. Menurut FAO, tanaman kakao tumbuh pada daerah dengann kelembaban tinggi, suhu tinggi dan curah hujan diatas 1500 mm/tahun. Kakao mempunyai daerah perakaran yang dangkal, maka kakao cukup peka terhadap kekeringan. Pertumbuhan kakao diamati berhenti, jika dua pertiga dari air yang tersedia di daerah perakaran telah digunakan. Sedangkan produksi akan menurun kalau setengah dari air yang tersedia didalam tanah telah terpakai. Untuk tanaman kakao yang cukup rapat, tanpa tanaman penutup dan tanaman pelindung besarnya kc berkisar antara 0,9 sampai 1,00. Sedangkan dengan tanaman pelindung nilai kc tersebut adalah 1,10 sampai 1,15. 4.10.6 Koefisien Tanaman Untuk Tanaman Pisang. Menurut FAO, besarnnya koefisien tanaman untuk pisang yang ditanam pada daeah tropis adalah sebagai pada Tabel 4.36 Tabel 4.36. Koefisien Tanaman untuk Pisang (Crop Water Requirement, FAO,1984) Masa pertumbuhan Bertunas Berbunga Panen Bulan ke 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 kc 0,40 0,40 0,45 0,50 0,60 0,70 0,85 1,00 1,10 1,10 0,90 0,80 0,80 0,95 1,05 4.10.7 Koefisien Tanaman untuk Kopi. Ada dua jenis kopi yang menguasai produksi kopi, yaitu kopi arabica dann kopi robusta. Hanya kopi arabica yang penanamannya menggunakan irigasi secara terbatas, kebanyakan ditanam pada daerah ketinggian ( 1000 - 2000 m ). Tanaman kopi yang ditanam tanpa pohon pelindung dan dengan pengolahan tanah yang bersih dan pemotongan rumput yang berat, FAO menyarankan nilai koefisien tanaman yang digunakan sebesar 0,9 untuk sepanjang tahun. Kalau pembersihan dilakukan seadanya, koeffisien tanaman lebih tepat diambil 1,05 sampai 1,10. 118 4.10.8 Koefisien Tanaman Untuk Jeruk. Besarnya koefisien tanaman untuk jeruk dibedakan atas persentase tanah yang tertutup tanaman. Pada tanaman muda, diperkirakan hanya 20 % tanah yang tertutup. Sedangkan tanaman yang mulai dewasa diperkirakan 50 % dari luas tanah tertutup tanaman. Sedangkan pada tanaman yang telah cukup tua luas penutupan tanahnya akan mencapai 70 %. Selain tingkat penutupan tanahnya, besarnya kc dibedakan atas kondisi permukaan tanahnya. Pada tanah yang diolah bersih, nilai kc yang diberikan FAO lebih kecil dibanding kalau terhadap gulma yang batangnya tidak dilakukan pengendalian. Tanaman jeruk ini umumnya ditanam pada daerah yang kering dengan angin lemah sampai sedang. Menurut FAO nilai kc untuk tanaman jeruk seperti pada Tabel 4.37 Tabel 4.37. Koefisien Tanaman untuk Jeruk (Crop Water Requirement, FAO,1984) Penutupan lahan 70 % Diolah bersih Tanpa pengendalian gulma Penutupan lahan 70 % Diolah bersih Tanpa pengendalian gulma Penutupan lahan 70 % Diolah bersih Tanpa pengendalian gulma Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des 0,75 0,90 0,75 0,90 0,70 0,85 0,70 0,85 0,70 0,85 0,65 0,85 0,65 0,85 0,65 0,85 0,65 0,85 0,70 0,85 0,70 0,85 0,70 0,85 0,65 0,90 0,65 0,90 0,60 0,85 0,60 0,85 0,60 0,85 0,55 0,85 0,55 0,85 0,55 0,85 0,55 0,85 0,55 0,85 0,60 0,85 0,60 0,85 0,55 1,00 0,55 1,00 0,50 0,95 0,50 0,95 0,50 0,95 0,45 0,95 0,45 0,95 0,45 0,95 0,45 0,95 0,45 0,95 0,50 0,95 0,50 0,95 4.10. 9 Menghitung Besarnya Evapotranspirasi Tanaman. Seperti telah diuraiakan terdahulu, besarnya Evapotranspirasi tanaman dapat dihitung menurut rumus : ETc = ETo X kc. Kasus I : Pola tanam Padi-padi-palawija, permulaan tanam September. Pada daerah Irigasi Cikaso Sukabumi, direncanakan pola tanam Padi - Padi - Palawija. Padi yang dipilih adalah jenis unggul, sedang palawija yang dipilih adalah jagung dengan umur 80 hari. Untuk tanaman padi, permulaan tanam pertama direncanakan bulan September, dengan penyiapan lahan bulan Agustus. Sedangkan penanaman kedua direncanakan ditanam bulan Januari dengan Penyiapan lahan bulan Desember. Untuk tanaman jagung direncanakan ditanam pada bulan April. Data Evapotranspirasi Acuan (ETo) diambil dari Tabel 4.37. Perhitungan besarnya Evapotranspirasi Tanaman ( ETc ) pada setiap setengah bulan untuk pola Padi-padi-palawija  Perhitungan ETc untuk kasus I ini disajikan dalam Tabel 4.37, didapat bahwa : 119 - Sesudah panen padi terjadi bero (tidak ditanami ) sebelum tanaman padi atau jagung berikutnya ditanam. Etc tertinggi pada bulan Nopember, karena ETo pada bulan tersebut juga terbesar. Perhitungan selanjutnya dapat lihat pada Tabel 4.38 Tabel 4.38. Perhitungan ETc untuk Pola Tanam Padi-Padi-Palawija. Januari Bulan Pebruari Pola Tanam ETo kc ETc Maret April Mei Padi Jagung PL Bl-0,5 Bl-1 Bl-1,5 Bl-2 Bl-2,5 Bl-3 2.35 0.00 2.35 1.10 2.585 3.6 1.10 3.96 3.6 1.05 3.780 4.29 1.05 4.505 4.29 0.95 4.076 2.57 0.00 0.00 Bulan Juli Pola Tanam Jagung Agustus September TA 2.57 0.00 Oktober TP TM M PL PL Bl-0,5 Bl-1 Bl-1,5 Bl-2 ETo 3.22 3.22 3.58 3.58 3.23 3.23 3.03 kc 1.04 0.33 - - 1.10 1.10 1.05 ETc 3.349 1.063 0.000 0.000 3.553 3.553 3.182 TM 3.53 3.53 3.68 0.50 0.59 0.96 1.765 2.083 3.533 Nopember 3.53 1.05 3.707 Desembe r Padi Padi TM Catatan : PL Juni Bl-3 - PL 3.03 Bl-2, 5 5.55 5.55 4 4 1.05 0.95 0.00 - 3.182 5.273 0.000 0.000 0.000 = Penyiapan lahan. TA = Tahap pertumbuhan awal. TP = Tahap pertumbuhan tanaman. TM = Tahap pertengahan musim. M = Tahap akhir tanaman ( masak ). Kasus II : Pola tanam Wortel – Kol – Buncis. Pada suatu daerah pertanian di sekitar Sagaranten, Sukabumi ditanam sayur-sayuran. Pada bulan Dessember ditanam Wortel, pada bulan April ditanam Kol dan pada bulan September ditanam Buncis. Karena lokasinya disekitar Sagaranten, maka besarnya ETo diambil sama yang digunakan diatas (yang diperlukan adalah besarnya ETc pada setiap tengah bulan). Perhitungan besarnya ETc untuk kasus II ini sama seperti diatas. Dari perhitungan tersebut tampak bahwa antara musim tanam tiap jenis tanam masih terdapat masa bero (tidak ditanami), asalkan untuk kol ditanamnya pertengahan bulan, seperti Tabel 4.39 120 Tabel 4.39. Perhitungan ETc untuk Pola Tanam Wortel-Kol-Buncis. Bulan Pola Tanam Januari Pebruari Maret April Mei Wortel Juni Kol TP TP TM TM TM M - TA TA TP TP TM ETo 2.35 2.35 3.6 3.6 4.29 4.29 2.57 2.57 3.53 3.53 3.68 3.53 kc 0.680 0.890 1.000 1.000 0.900 0.810 - 0.500 0.550 0.850 0.950 0.940 ETc 1.598 2.092 3.6 3.6 3.861 3.475 0 1.285 1.942 3.001 3.496 3.32 Bulan Pola Tanam Juli Agustus September Oktober Kol Nopember Desember Buncis Wortel M - - - TA TA TP TM M - TA TA ETo 3.22 3.22 3.58 3.58 3.23 3.23 3.03 5.55 5.55 4 4 kc 0.28 - - - 0.50 0.64 0.89 0.92 - 0.50 0.51 ETc 0.902 0 0 0 1.615 2.067 2.697 3.0 3 0.9 5 2.8 79 5.106 0 2 2.04 Kasus III : Tanaman Jeruk Tanpa Pengendalian Gulma. Pada suatu perkebunan jeruk di daerah Sukabumi, ditanam jeruk tanpa pengendalian gulma. Karena stasiun iklim terdekat adalah Sagaranten, maka dalam perhitungan ETo juga menggunakan data Stasiun Sagaranten, sehingga nilai ETo untuk setiap bulan sama seperti pada perhitungan diatas. Perhitungan besarnya ETc untuk kasus II ini adalah seperti pada Tabel 4.40 Tabel 4.40. Perhitungan Etc Pola Tanam untuk Tanaman Jeruk. Bulan Januari Pebruari Maret April Mei Juni ETo 2.35 2.35 3.6 3.6 4.29 4.29 2.57 2.57 3.53 3.53 3.68 3.53 kc 0.9 0.9 0.90 0.90 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 ETc 2.11 5 2.115 3.24 3.24 3.647 3.647 2.185 2.185 3.001 3.001 3.128 3 Bulan Juli ETo 3.22 3.22 3.58 3.58 3.23 3.23 3.03 kc 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 ETc Agustus September 2.737 2.737 3.043 3.043 2.746 Oktober Nopember Desember 3.03 5.55 5.55 4 4 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 2.746 2.576 2.576 4.718 4.718 3.4 3.4 121 BAB 5 KEBUTUHAN AIR IRIGASI 5.1 SATUAN KEBUTUHAN AIR IRIGASI. Air yang dibutuhkan untuk lahan usaha pertanian digunakan untuk memenuhi kebutuhan evapotranspirasi (ET) dengan satuan adalah mm/hari. Satuan ini diubah menjadi satuan volume untuk setiap hektar tiap waktu. Sebagai contoh 1 (satu) mm air untuk areal 1 (satu) ha ekivalen dengan 1mm x 10.000 m2. Atau 0,001 x 10.000 m3, yang berarti pula 10 m3. Dengan demikian untuk ET = 4,0 mm/hari memerlukan 40 m3/hari untuk 1 hektar (ha) areal pertanian. Sehingga untuk memenuhi kebutuhan ET 4 mm/hari pada 1 ha areal irigasi dibutuhkan aliran air 40 m3/(hari.ha) atau 50.000 liter/(24 x 60 x60 detik.ha) = 0,579 liter/ detik. Ha. Satuan yang digunakan untuk menghitung kebutuhan air irigasi untuk pertanian ada berbagai macam, namun satuannya dapat diubah kedalam debit air untuk memenuhi satuan luas. Oleh karena itu akan diperoleh informasi mengenai debit aliran yang digunakan untuk suplai air untuk pengairan. 5.2 KEBUTUHAN AIR IRIGASI. Kebutuhan air merupakan salah satu unsur yang sangat penting dalam perencanaan sistem irigasi. Hal ini disebabkan karena besarnya angka kebutuhan air merupakan dasar perhitungan untuk menentukan dimensi saluran beserta bangunan-bangunannya, baik ditingkat jaringan utama maupun jaringan tersier. Kebutuhan air irigasi didefiniskan sebagai banyaknya air yang harus dimasukkan ke sawah/lahan pertanian untuk mengimbangi defisit yang terjadi antara air yang masuk ke lahan dengan air yang keluar dari lahan. Selain itu kebutuhan air irigasi juga didefisniskan sebagai jumlah volume air yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan evaporasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk tanaman dengan memperhatikan jumlah air yang diberikan oleh alam melalui hujan dan kontribusi air tanah (Hansen, 2018; Rosadi, 2015; Takeda & Sosrodarsono, 2003). 122 Banyak rumusan yang digunakan untuk menghitung kebutuhan air irigasi pada satu periode dan untuk suatu areal pertanian. Rumusan yang digunaka didasarkan kaidah yang sama, yakni kaidah neraca air atau imbangan air, namun asumsi yang dibuat berbeda-beda mengikuti kondisi setempat. Van de Goor & Zijlstra (1968), mengusulkan rumusan keseimbangan air yang masuk dan keluar petak sawah,sebagaimana Persamaan 5.1 : Is + R + Ig = S + E + Gv + Gh + Os (5.1) dimana : Is = Debit air yang masuk kepetak sawah. R = Besarnya curah hujan effektif. Ig = Air yang masuk dari rembesan samping. S = Jumlah air yang tersedia pada permukaan tanah atau didalam tanah E = Evapotranspirasi (Evaporasi + Transpirasi). Gv = Perkolasi kebawah ( vertikal ). Gh = Perkolasi kesamping ( horisontal ). Os = Air yang keluar melalui permukaan tanah. Dalam perhitungan kebutuhan air irigasi, air yang masuk dari rembesan samping tidak diharapkan terjadi sehingga diambil = 0. Besarnya air yang keluar dari permukaan tanah juga tidak diharapkan sehingga juga diambil = 0. Sedangkan besarnya perkolasi, perkolasi horisontal dengan perkolasi vertikal digabung menjadi perkolasi (P). Sedangkan untuk jumlah air yang tersedia pada permukaan tanah dihitung sebagai kebutuhan air untuk penyiapan lahan. Sehingga Persamaan (5.1) berubah menjadi Persamaan 5.2 : Is = S + E + P – R (5.2) Direktorat Irigasi Ditjen Pengairan (Irigasi, 1986) menggunakan notasi yang sedikit berbeda, tapi maksudnya serupa , seperti dalam Persamaan 5.3 : NFR = ETc + P - Re + WLR (5.3) dimana : NFR = Kebutuhan bersih air disawah (liter/detik/ha) ETc = Evapotranspirasi tanaman (mm/hr) P = Perkolasi.(mm/hari) Re = Curah Hujan effektif (mm/hari) WLR = Penggantian lapisan air (mm/hari) 123 Namun untuk menghitung banyaknya kebutuhan air selama penyiapan lahan, Direktorat Irigasi menggunakan metode van de Goor dan Zijlstra (1968) yang secara rinci akan dibahas dalam bab ini. Metode untuk menghitung besarnya evapotranspirasi tanaman, telah dibahas dalam bab sebelumnya. Sedangkan metode untuk menghitung kebutuhan air untuk penyiapan lahan, perhitungan curah hujan efektif, perkolasi, kontribusi air tanah serta menghitung banyaknya air tanah yang tersimpan pada awal musim tanam, akan dibahas dalam bab ini. 5.3 CURAH HUJAN EFEKTIF Curah Hujan efektif adalah curah hujan andalan yang jatuh disuatu daerah dan digunakan tanaman untuk pertumbuhannya. Curah hujan tersebut merupakan curah hujan wilayah yang harus diperkirakan dari beberapa titik pengamatan yang dinyatakan dalam mm (Takeda & Sosrodarsono, 2003). Definisi lainnya menyatakan curah hujan efektif adalah jumlah curah hujan yang dilihat dari kemungkinan terjadinya maupun dari kemampuan tampung tanah, secara efektif tersedia untuk kebutuhan air untuk tanaman. Curah hujan efektif untuk menghitung kebutuhan irigasi. Curah hujan efektif atau andalan adalah bagian dari keseluruhan curah hujan yang secara efektif tersedia untuk kebutuhan air tanaman (Irigasi, 1986). Dalam perencanaan irigasi besarnya curah hujan yang mempunyai peluang terjadi cukup memadai disebut curah hujan andalan, yaitu besarnya curah hujan yang mungkin terjadi pada perioda yang ditinjau pada lokasi yang direncanakan. Tapi tidak seluruh curah hujan tersebut akan efektif karena sebagian dari curah hujan meninggalkan lahan sebagai limpasan (run-off ), perkolasi dan evaporasi. Sedang yang efektif adalah curah hujan yang dapat masuk kedalam tanah dan tersimpan didaerah perakaran. Hujan yang tidak lebat tapi lama akan lebih effektif dibanding hujan lebat tapi sebentar. Banyaknya air yang dapat tersimpan pada daerah perakaran, tergantung pada kedalaman perakaran dan kondisi tanah, khususnya kemampuan tanah dalam menahan air (holding capacity). Kandungan air maksimum yang dapat ditahan oleh tanah disebut kapasitas lapang (field capacity ), yang merupakan kandungan air yang dapat ditahan oleh tanah setelah air bebas mengalir akibat gravitasi telah habis. Meskipun kandungan air ditambah, maka tambahan kandungan air tersebut akan keluar dari daerah perakaran secara gravitasi dalam bentuk perkolasi. Sedangkan kandungan minimum air yang ada didalam tanah adalah titik layu tetap (permanent wilting point ), yaitu kandungan air didalam tanah pada waktu tanaman mulai layu dan menguning secara tetap dan tidak mengalami 124 pertumbuhan lagi. Oleh karena itu kandungan air yang tersedia merupakan selisih antara kapasitas lapang dengan titik layu permanen. Besarnya kapasitas lapang, berbeda untuk setiap jenis tanah. Tanah pasir kasar, kapasitas lapang ini sekitar 3 %, tanah pasir lanauan (sandy loam) 18 % dan untuk tanah lempung (clay) sekitar 30 % dan lanau (loam) sebesa 38 %. Nilai titik layu tetap, umumnya berkisar 14 %. Besarnya kandungan air tersedia berkisar antara 11 % sampai 35 %. Menurut FAO berdasar beberapa penelitian, kandungan air yang tersedia pada kenyataannya bisa merupakan seluruh kandungan, tetapi juga bisa hanya sebagian. Hal ini tergantung dari kondisi tanaman (kepadatan akar, kedalaman perakaran, kecepatan memanjang akar), kondisi tanah (tampungan - strorage, konduktifitas, potensial ), serta kondisi iklim mikro yang umum dan dapat dipertimbangkan. Pada pemberian irigasi normal, tingkat pemakaian air sekitar 50 % atau lebih dari kandungan air tersedia. Namun untuk tanah yang berbutir halus, dengan kondisi kapasitas lapang tinggi, maka tingkat pemakaian dibatasi sampai tegangan perakaran, dalam rangka menarik kandungan air itu sebesar - 1 atmosfir. Menurut buku Standar Perencanaan Irigasi dari Ditjen Pengairan (Irigasi, 1986), yang mengambil data dari FAO Guidelines, besarnya air tanah yang siap pakai dalam mm untuk beberapa jenis tanaman dan kondisi tanah adalah seperti pada Tabel 5.1. Tabel 5.1 Air yang Tersedia bagi Tanaman Ladang untuk Berbagai Jenis Tanah. Tanaman Dalamnya akar ( m ) Fraksi air yang tersedia Kedelai Jagung Kacang Tanah Bawang Buncis Kapas Tebu 0,6 - 1,3 1,0 - 1,7 0,5 - 1,0 0,3 - 1,0 0,5 - 0,7 1,0 - 1,7 1,2 - 2,0 0,50 0,60 0,40 0,25 0,45 0,65 0,65 Air tanah tersedia yang siap pakai dalam mm. Halus 100 120 80 50 90 130 130 Sedang 75 80 55 35 65 90 90 Kasar 35 40 25 15 30 40 40 Perlu diperhatikan bahwa harga-harga tersebut diatas cocok dengan jenis-jenis tanah jika harga Et tanaman 5 sampai 6 mm/hari. Perhitungan curah hujan andalan ini dilakukan dalam rangka perencanaan, dimana diperlukan data curah hujan yang mencerminkan besarnya curah hujan yang mungkin terjadi pada perioda yang ditinjau pada lokasi yang direncanakan. Sedangkan pada saat pemberian air irigasi besarnya curah hujan yang digunakan untuk menghitung curah hujan efektif adalah data curah hujan yang terjadi pada saat itu. 125 Besarnya curah hujan efektif dipengaruhi oleh :  Cara pemberian air irigasi (rotasi, menerus atau berselang)  Laju pengurangan air genangan di sawah yang harus ditanggulangi  Kedalaman lapisan air yang harus dipertahankan di sawah  Cara pemberian air di petak  Jenis tanaman dan tingkat ketahanan tanaman terhadap kekurangan air Menurut Ditjen Pengairan, analisa untuk menghitung curah hujan andalan ini harus dilakukan berdasar data curah hujan harian. Parameter curah hujan andalan ini didasarkan pada jumlah curah hujan tengah bulanan. Penentuan curah hujan efektif didasarkan atas curah hujan bulanan dasar perencanaan (basic month), dengan menggunakan R80 (artinya bahwa dari 10 kejadian curah hujan yang direncanakan akan terlampaui sebanyak 8 kali) yang berarti harga-harga curah hujan andalan ditentukan dengan kemungkinan tidak terpenuhi 20 % dengan menggunakan cara analisa frekwensi. Beberapa metode untuk menentukan curah hujan efektif, yakni :  Chow, Maidment, & Mays (1994) dengan rumusan dalam Persamaan 5.4 : R80 = n + 15 dengan Re = 0,7 x R80/15 (5.4) dimana : R80 = Curah hujan andalan tengah bulan (mm/hari) Re = Curah hujan efektif (mm/hari) n = Jumlah tahun pengamatan curah hujan.  Curah hujan efektif dapat juga dihitung dengan Persamaan 5.5 dam 5.6 : Re = Rtot (125 – 0,2 Rtot)/125 ; Rtot < 250 mm ………… (5.5 ) Re = 125 + 0,1 Rtot ; Rtot > 250 mm ………………......... (5.6 ) dimana : Rtot adalah jumlah curah hujan bulanan (mm/hari)  Menggunakan Basic Year rumus Harza, seperti Persamaan 5.7: R80 , m = n/5 + 1 dan R50 m= n/2 + 1 (5.7) Dengan : m = Rangking dari urutan terkecil n = jumlah tahun pengamatan R80 = curah hujan bulanan dengan probabilitas 80 . R50 = curah hujan bulanan dengan probabilitas 50 % Curah hujan efektif diperoleh dari 70% x R80 per periode waktu pengamatan. Apabila data hujan yang digunakan 15 harian maka persamaannya menjadi : Re padi =(R80x 70%)/15 mm/hari. ; Retebu =(R80x 60%)/15mm/hari. Re polowijo = (R80 x 50%) / 15 mm/hari; R(efektif padi) = (0,70 x R80)/hari R(efektif palawija) = R50 untuk palawija;Rumus (Irigasi, 1986), seperti pada Pesamaan 5.8 : 126 R80 = R - 0,842.SD (5.8) dimana R = curah hujan bulanan rata-rata ( mm ) SD = standard deviasi  Curah hujan efektif (R80) , dihitung dengan Persamaan 5.9 : m = n*0,20 + 1 (5.9) dimana : m = data urutan ke m yang akan dipakai sebagai R80 Harga-harga curah hujan andalan dapat ditentukan dengan kemungkinan tidak terpenuhi 20 % dengan menggunakan cara analisa frekwensi. Metode Gumber, distribusi gumbel, distribusi frekwensi normal atau log normal dan harga-harga sekali setiap 20 % bisa dengan mudah diketemukan dengan cara interpretasi grafik pada kertas pencatat kemungkinan normal ataupun log - normal. Salah satu cara interpretasi grafik adalah menggunakan kertas Probabilitas Gumbell seperti pada Gambar 5.1. Gambar 5. 1 : Kertas Probabilitas Gumbell 127 5.3.1 Metode Gumbel Di Indonesia metode ini secara umum sering digunakan untuk perancangan pemanfaatan air dan pengendalian banjir. Perhitungan besarnya curah hujan dengan metode Gumbel dapat digunakan 2 (dua) cara, yaitu : a. Metode Gumbel secara matematis b. Metode Gumbe secara grafis (dengan persamaan regresi) 5.3.2 Metode Gumbel secara Matematis Metode Gumbel secara matematis pada frekwensi sebagaimana Persamaan 5.10: dimana : X = x+ . (Y − Y ) ……………………………..(5.10) XTr = curah hujan rencana dalam periode ulang T tahun (mm) x = curah hujan rata-rata hasil pengamatan (mm). Tr = perioda ulang, seperti terilihat pada Tabel 5.2 : Tabel 5.2. Hubungan Periode Ulang (Tr) dengan Reduksi Variabel (Y) (Suwarno, 1995) Sx Periode (Tr) Nilai Y 2 tahunan 0,3065 5 tahunan 1,4999 10 tahuna 2,2504 20 tahunan 2,9702 50 tahunan 3,9019 100 tahunan 4,6001 = reduced standar deviasi, merupakan fungsi dari banyaknya, Sx = standar deviasi , ditetapkan dengan persamaan, ditetapkan dengan Persamaan 5.11 Sx = x ∑( ) (5.11) = nilai varian ke i Yn = reduced mean, merupakan fungsi dari banyaknya data (n) (Tabel 5.3) Yt = reduced variabel, parameter Gumbel untuk periode Ttahun (Tabel 5.4) 128 Tabel 5.3. Hubungan Reduksi Variat Rata-Rata (Yn ) dengan Jumlah Data (n) n Yn n Yn 10 0,4952 34 0,5396 11 0,4996 35 0,5402 12 0,5035 36 0,5410 13 0,5070 37 0,5418 14 0,5100 38 0,5424 15 0,5128 39 0,5430 16 0,5157 40 0,5439 17 0,5181 41 0,5442 18 0,5202 42 0,5448 19 0,5220 43 0,5453 20 0,5236 44 0,5458 21 0,5252 45 0,5463 22 0,5268 46 0,5468 23 0,5283 47 0,5473 24 0,5296 48 0,5477 25 0,5309 49 0,5481 26 0,5320 50 0,5485 27 0,5332 51 0,5489 28 0,5343 52 0,5493 29 0,5353 53 0,5497 30 0,5362 54 0,5501 31 0,5371 55 0,5504 32 0,5380 56 0,5508 33 0,5388 57 0,5511 Sumber : Suwarno, 1995 (Hidrologi) n 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 Yn 0,5515 0,5518 0,5521 0,5524 0,5527 0, 5530 0,5533 0,5535 0, 5538 0,5540 0,5543 0, 5545 0,5548 0,5550 0,5552 0,5555 0,5557 0,5559 0,5561 0,5563 0,5565 0,5567 0,5569 0,5570 N 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 - Yn 0,5572 0,5574 0,5576 0,5578 0,5580 0,5581 0,5583 0,5585 0,5586 0,5587 0,5589 0,5591 0,5592 0,5593 0,5595 0,5596 0,5598 0,5599 0,5600 - Tabel 5.4. Hubungan antara Deviasi Standar (Sn) dengan Jumlah Data (n) n 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Sn 0,9496 0,9676 0,9833 0,9971 1,0095 1,0206 1,0316 1,0411 1,0493 1,0565 N 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 Sn 1,1226 1,1255 1,1285 1,1313 1,1339 1,1363 1,1388 1,1413 1,1436 1,1458 n 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 Sn 1,1696 1,1708 1,1721 1,1734 1,1747 1,1759 1,1770 1,1782 1,1793 1,1803 n 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 Sn 1,1930 1,1938 1,1945 1,1953 1,1959 1,1967 1,1973 1,1980 1,1987 1,1994 129 Tabel 5.4. Hubungan antara Deviasi Standar (Sn) dengan Jumlah Data (n) n 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 Sn 1,0628 1,0696 1,0754 1,0811 1,0864 1,0915 1,0961 1,1004 1,1047 1,1086 1,1124 1,1159 1,1193 N 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 Sn 1,1480 1,1499 1,1519 1,1538 1,1557 1,1574 1,1590 1,1607 1,1623 1,1638 1,1658 1,1667 1,1681 n 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 Sn 1,1814 1,1824 1,1834 1,1844 1,1854 1,1863 1,1873 1,1881 1,1890 1,1898 1,1906 1,1915 1,1923 n 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 - Sn 1,2001 1,2007 1,2013 1,2020 1,2026 1,2032 1,2038 1,2044 1,2049 1,2055 1,2060 1,2065 - 5.3.3 Metode Gumbel Secara Grafis (Dengan Persamaan Regresi) Metode Gumbel secara matematis pada frekwensi sebagaimana Persamaan 5.11: dimana : X Y X = N + .Y (5.12) = ordinat dari hujan maksimum (mm) = absis dari reduced variate N = X− .Y dan = (5.13) Dalam perhitungan dengan menggunakan metode ini, data curah hujan disusun dari yang terbesar ke terkecil. Untuk memindahkan data ke dalam kertas grafik probabilitas (Gambar 5.1), maka Gumbel menggunakan Persamaan 5.14 : Dimana : T = Y = − ln − ln (5.14) dengan n adalah lamanya tahun pengamatan dan m nomor urut hujan 5.3.4 Contoh Perhitungan Metode Gumbel Matematis Contoh diketahui data curah hujan sebagaimana Tabel 5.5 130 Tabel 5.5. Data Curah Hujan Rata-Rata Di Stasiun Kalimantan Barat (mm/hari) Besarnya Curah Hujan Bulanan Rata-rata (mm/hari) Tahun Jan Peb Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt Nop Des 1986 13.58 12.92 10.84 13.66 16.21 13.06 20.75 4.27 10.29 16.72 16.93 21.25 1987 18.31 12.92 16.40 18.96 17.23 16.03 12.30 10.79 12.74 21.38 28.33 23.92 1988 15.04 10.67 19.13 20.64 25.38 20.20 11.25 21.46 22.25 6.42 13.02 13.69 1989 19.96 24.09 15.85 7.59 18.98 13.58 11.95 8.59 16.47 16.39 16.95 18.13 1990 12.37 27.80 25.23 22.13 20.18 22.09 12.56 1.75 6.13 20.41 14.09 16.64 1991 7.93 14.78 23.05 12.75 21.04 22.62 1.47 6.00 2.00 5.18 18.86 27.07 1992 25.10 14.95 14.55 11.65 14.53 13.28 11.79 15.28 19.06 14.40 24.85 21.79 1993 24.61 24.06 27.04 13.89 16.72 22.93 7.46 1.00 15.75 17.26 16.12 15.58 1994 17.43 12.00 12.56 11.75 24.02 17.48 10.10 0.00 1.67 10.72 27.78 32.37 1995 19.82 17.53 9.60 28.84 17.30 18.51 21.69 11.34 11.77 14.86 26.77 25.04 1996 10.27 13.11 14.14 11.90 12.91 17.76 10.88 13.38 13.49 20.66 15.70 13.67 1997 16.27 10.00 12.15 18.57 18.19 6.79 25.06 3.42 5.20 11.32 11.61 27.39 1998 16.75 24.69 28.37 16.78 15.27 22.52 15.91 15.28 13.94 18.68 10.89 36.46 1999 19.25 13.83 10.77 15.46 12.46 9.76 20.36 19.30 26.99 21.44 18.94 16.50 2000 13.10 18.84 12.29 9.44 11.22 8.27 6.52 35.54 10.99 12.58 23.38 15.95 2001 28.48 13.63 18.78 12.11 21.20 32.69 17.63 11.43 15.86 17.80 25.50 18.02 2002 20.28 8.20 19.71 13.91 15.91 21.83 19.17 5.65 7.90 12.62 13.31 21.70 2003 24.61 27.04 10.08 16.85 3.26 14.04 27.19 15.70 17.36 16.28 24.14 17.50 2004 23.30 37.73 14.82 13.67 32.65 16.04 11.83 3.12 14.92 17.09 23.83 18.26 2005 10.09 12.01 25.19 20.13 14.04 9.50 31.77 3.95 26.25 22.28 18.38 22.75 2006 12.17 11.22 19.55 18.08 19.30 16.41 3.40 0.30 7.65 8.93 14.21 16.37 2007 10.55 11.39 17.46 18.94 8.91 16.52 17.30 9.53 10.48 15.44 33.29 22.21 2008 11.46 10.24 10.49 12.52 10.35 26.43 9.44 13.19 23.68 28.91 12.08 33.79 2009 35.88 11.17 10.68 26.87 10.68 28.43 3.57 3.83 8.96 26.99 27.30 24.10 2010 10.87 14.84 17.44 10.84 11.26 15.25 15.22 15.64 18.47 23.50 16.45 11.45 2011 30.32 21.15 8.26 12.24 9.43 34.65 18.43 26.70 8.03 16.00 26.70 15.16 2012 11.82 21.90 7.29 19.29 8.04 24.72 5.30 29.20 11.20 16.01 13.53 25.34 2013 11.67 16.41 7.79 22.88 23.99 20.79 27.39 6.22 16.28 15.46 11.05 15.46 2014 12.54 11.04 11.05 11.87 14.48 19.35 18.70 13.91 17.41 17.41 17.98 19.10 2015 20.54 33.13 20.67 15.08 33.20 4.30 10.83 4.20 9.52 9.52 19.34 25.54 2016 16.34 16.58 11.53 18.42 18.18 15.28 23.68 10.60 20.98 14.05 16.33 12.55 Jumlah Rata2 540.7 17.44 529.83 17.09 482.74 15.57 497.69 16.05 506.53 16.34 561.09 18.10 450.89 14.54 340.53 0.98 423.66 13.67 506.70 16.35 597.63 19.28 644.73 20.80 Selanjutnya dilakukan penyortiran data, sebagaimana Tabel 5.6 131 Tabel 5.6 Data Curah Harian Maksimum Setelah Disortir No. Rata - rata 14.21 16.61 16.60 15.71 16.78 13.56 16.77 16.87 16.17 18.59 13.16 13.83 19.63 17.09 14.84 19.43 15.01 17.84 18.94 18.03 12.30 16.00 16.88 18.20 15.10 18.92 16.14 16.28 15.40 17.15 16.21 508.24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Jumlah Rata2 Tahun Pengamatan 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Jumlah Rata2 16.39 Rata - rata 19.63 19.43 18.94 18.92 18.59 18.20 18.03 17.84 17.15 17.09 16.88 16.87 16.78 16.77 16.61 16.60 16.28 16.21 16.17 16.14 16.00 15.71 15.40 15.10 15.01 14.84 14.21 13.83 13.56 13.16 12.30 508.24 Tahun Pengamatan 1998 2001 2004 2011 1995 2009 2005 2003 2015 1999 2008 1993 1990 1992 1987 1988 2013 2016 1994 2012 2007 1989 2014 2010 2002 2000 1986 1997 1991 1996 2006 16.39 Dengan data diatas Rata2 = 16,39 mm; Standart Deviasi (Sx) = ∑( ) = 1,811 mm Untuk n = 31, dari Tabel 5.33 dan Tabel 5.34, diperoleh nilai : Yn = 0,5380 (Tabel 3.33); Sn = 1,1159 (Tabel 5.34) Maka diperoleh beasrnya dinilai curah hujan adalah X = x+ . (Y − Y ) =X = 16,39 + , , . (Y − 0,5380) 132 Maka curah pada periode ulang akan diperoleh sebagai berikut : 2 tahun 5 tahun 10 tahun 20 tahun 50 tahun 100 tahun 16.39 16.3949 16.3949 16.3949 16.3949 16.3949 + + + + + + (0.38) 1.59 2.82 4.01 5.55 6.70 = = = = = = 16.013 mm 17.982 mm 19.220 mm 20.407 mm 21.944 mm 23.95 mm 5.3.5 Contoh Perhitungan Metode Gumbel Grafis Dengan menggunakan rumusan Persamaan (5.12) sampai Persamaan (5.14): 1,811 1 S = = = 1,623 1,1159 α S N = X − .Y = 16,39 – 1,623 (0,5380) = 15,52 mm Persamaan Regresinya adalah : X = N + . Y ======> X = 15,52 + 1,623. Y Untuk : Y Untuk Y = 0 =================> X = 15,52 mm = 5 =================> X = 23,635 mm Maka curah pada periode ulang akan diperoleh sebagai berikut (pada Gambar 5.2) 2 tahun matematis) = 16,20 mm; 5 tahun = 18,00 mm (hampir sama dengan 16,2 18,0 Gambar 5.2:Hasil Metode Gumbel denagan Grafik Perhitungan curah hujan andalan dimabil R80 pada masing-masing bulan. 133 5.3.6 Curah Hujan Efektif Untuk Lahan Kering/Ladang. Menurut FAO dalam bukunya Crop water Requirement, kebutuhan air untuk tanaman pada perhitungan curah hujan efektif dilakukan melelui dua tahap, pertama menghitung curah hujan andalan ( dependable rainfall ) dan kedua, curah hujan andalan yang menjadi curah hujan efektif. Besarnya curah hujan andalan dihitung berdasar probabilitas 75 % (3 dari 4 data ) atau 80 % (4 dari 5 data ). Besarnya probabilitas atau tingkat keandalannya dipilih, berdasar jenis dan kondisi tanamannya. Tanaman berkecambah atau tanaman yang peka terhadap kekurangan air, menggunakan probabilitas 90 % (9 dari 10 data ). Sedangkan bagian curah hujan andalan yang efektif didasarkan pada pertimbangan bahwa, tidak semua curah hujan menjadi curah hujan efektif, karena sebagian besar menjadi limpasan/run-off. Semakin besar curah hujan, semakin kecil bagian yang menjadi run-off. Selain itu, besarnya curah hujan efektif, tergantung besarnya Evapotranspirasi tanaman. Semakin besar ETc, semakin besar juga bagian curah hujan yang menjadi efektif, karena sebagian dari curah hujan efektif ini untuk menutupi kebutuhan air untuk Evapotranspirasi. Menurut Standar Perencanaan Irigasi, Ditjen Pengairan (Irigasi, 1986), memberikan hubungan antara curah hujan efektif dengan Et tanaman dan Curah Hujan bulanan, seperti pada Tabel 5.7 Tabel 5.7 Curah Hujan Efektif Rata-Rata Bulanan Dikaitkan Dengan Et Tanaman RataRata Bulanan Dan Curah Hujan Rata-Rata Bulanan (Irigasi, 1986) Curah hujan bulanan rata-rata dalam mm 12.5 Etc 25 37,5 50 62,5 75 87,5 100 112,5 125 137,5 150 162,5 175 187,5 200 25 8 16 24 Curah hujan efektif rata-rata bulanann/mm 50 8 17 25 32 39 46 75 9 18 27 34 41 48 56 62 69 100 9 19 28 35 43 52 59 66 73 80 87 94 100 125 10 20 30 37 46 54 62 70 76 85 92 98 107 116 120 150 10 21 31 39 49 57 66 74 81 89 97 104 112 119 127 133 175 11 23 32 42 52 61 69 78 86 95 103 111 118 126 134 141 200 11 24 33 44 54 64 73 82 91 100 109 117 125 134 142 150 225 12 25 35 47 57 68 78 87 96 106 115 124 132 141 150 159 250 13 25 38 50 61 72 84 92 102 112 121 132 140 150 158 167 134 Tabel 5.7 , berlaku untuk kedalaman bersih air yang dapat ditampung dalam tanah sebesar 75 mm. Untuk nilai yang lebih besar atau lebih kecil, perlu dikalikan dengan faktor koreksi seperti pada Tabel 5.8. Tabel 5.8. Faktor Koreksi untuk Kedalaman Bersih Air yang Ditampung Dalam Tanah Lebih Besar Atau Lebih Kecil Dari 75 mm. Tampungan effektif 20 25 37,5 50 62,5 75 100 125 150 175 200 Faktor Tampungan 0,73 0,77 0,86 0,93 0,97 1,00 1,02 1,04 1,06 1,07 1,08 Untuk perhitungan curah hujan efektif untuk ladang, pertama-tama harus dihitung dulu curah hujan andalannya. Salah satu cara yang dapat digunakan adalah seperti pada pola tanam seperti kasus II pada bab II, dimana ditanam wortel - kol - buncis, dimana perhitungan ETc untuk pola tanam tersebut telah dihitung pada Tabel 3.9. dan curah hujan andalan diambil dari Tabel 5.8 diatas, maka besarnya curah hujan effektif adalah seperti dihitung pada Tabel 5.9. Tabel 5.9 Perhitungan Curah Hujan Efektif untuk Tanaman Wortel - Kol - Buncis. Januar i 347 Pebruari Maret April Mei Juni C.Hujan andalan 252 340 356 244 133 ETo(mm/hr) 2.35 3.6 4.29 2.57 3.53 3.68 kc 0.9 0.90 0.85 0.85 0.85 0.85 ETc (mm/hr) 2.115 3.24 3.6465 2.1845 3.0005 3.128 ETc (mm/bln) 65.57 90.72 113.04 65.54 93.02 93.84 Re (mm/bln) 65.57 90.72 113.04 65.54 93.02 87.00 Re (mm/hr) 2.12 3.24 3.65 2.18 3.00 2.90 Juli Agustus Oktober Nopember Desember C.Hujan andalan 147 133 Septem ber 121 190 348 279 ETo(mm/hr) 3.22 3.58 3.23 3.03 5.55 4 kc 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 ETc (mm/hr) 2.737 3.043 2.7455 2.5755 4.7175 3.4 ETc (mm/bln) 84.85 94.33 82.37 79.84 141.53 105.40 Re (mm/bln) 78.85 77.51 72.24 79.84 133.00 105.40 Re (mm/hr) 2.54 2.50 2.41 2.58 4.43 3.40 Tabel 5.9, diliahat pada bulan Januari, curah hujan andalannya sangat tinggi dibanding dengan evepotranspirasi, maka seluruh hujan diperkirakan efektif. Namun untuk bulan Juli, tidak seluruh curah hujan andalan menjadi efektif dan curah hujan efektifnya masih lebih kecil dari evapotranspirasi tanamannya. 135 5.3.7 Perhitungan Curah Hujan Andalan/efektif untuk Lahan Sawah. Perhitungan curah hujan efektif tanaman padi yang ditanam di sawah, tidak sama dengan cara perhitungan curah hujan efektif untuk ladang/lahan kering. Hal ini dikarenakan adanya genangan yang ditampung, pada petak sawah yang dibatasi pematang. Dengan adanya pematang, maka seluruh curah hujan yang jatuh ke petak sawah akan tertampung, sehingga seluruh hujan andalan menjadi efektif. Semakin tinggi curah hujan, semakin tinggi pula naiknya genangan di sawah. Dengan demikian besarnya curah hujan efektif hanya ditinjau terhadap kemungkinan terjadinya. Atau dengan perkataan lain bahwa curah hujan effektif pada sawah adalah sebesar curah hujan andalannya. 5.4 KEBUTUHAN AIR UNTUK PENYIAPAN LAHAN. 5.4.1 Penyiapan Lahan Untuk Padi Di Sawah. a. Perlunya Pengolahan Tanah. Hasil pertanaman padi pada tanah yang diolah dengan air cukup banyak, senantiasa lebih tinggi dibandingkan pertanaman dengan tanah yang diolah secara kering ataupun dengan persediaan air yang serba kurang (Siregar, 1981). Padi dengan varietas mas misalnya, hasil padi pada tanah yang diolah dengan genangan air yang cukup akan menghasilkan padi sebanyak 2,69 ton/ha. Dan kalau ditanam pada tanah yang diolah dengan persediaan air yang serba kurang hasilnya akan turun menjadi 2,07 ton/ha atau turun 23 %. Pada varietas Genjah Raci penurunan terjadi sampai 46 %, dimana dengan genangan yang cukup menghasilkan 2,5 ton/ha dan kalau kurang air sewaktu mengolah tanah hasilnya hanya 1,36 ton/ha. Pengolahan tanah yang menggunakan air yang cukup, maka bongkah-bongkah tanah akan dipecah-pecah dalam air, sehingga berbentuk lumpur yang lunak serta halus sekali hampir berbentuk kolloida. Pada kolloida ini terikat macam-macam hara yang diperlukan tanaman padi. Makin sempurna pengolahan tanah, semakin halus tanah itu jadinya dan semakin banyak pula kolloida yang terbentuk. Dalam keadaan ini semakin banyak pula hara yang dapat diambil oleh tanaman melalui akar-akarnya. Koloida yang menutupi/menyumbat pori-pori tanah sehingga perkolasi akan berkurang secara berangsur-angsur. Hal ini akan menyebabkan terbentuknya dulangan keras (Siregar, 1981). b. Masa Pengolahan Lahan. Pengolahan lahan dilakukan pada awal musim tanam. Lamanya pengolahan lahan sangat tergantung dari alat yang digunakan. Kalau menggunakan traktor, waktu yang 136 diperlukan akan lebih cepat, jika dibanding dengan yang menggunakan bajak. Apalagi yang menggunakan cangkul, waktu yang diperlukan akan lebih lama lagi. Gambar 5.3 Pengolahan Tanah Pengolahan lahan ini mula-mula dilakukan pada petak persemaian yang luasnya sekitar 1/20 sampai 1/25 dari luas sawah yang akan ditanami. Sedangkan pengolahan lahan diluar persemaian akan dilakukan setelah selesai pengolahan lahan persemaian. Pengolahan lahan pada sawah diluar petak persemaian, harus selesai pada saat benih siap dipindahkan dari persemaian ke sawah. Umumnya benih dipindahkan pada umur 25 hari dan kalau waktu untuk pengolahan tanah persemaian memerlukan waktu 5 hari, maka pengolahan lahan ini memerlukan waktu 1 bulan. Namun karena keterbatasan alat, penetapan pedoman diambil jangka waktu 1,5 bulan untuk menyelesaikan penyiapan lahan diseluruh petak tersier (Irigasi, 1986). Namun untuk pengolahan lahan ini menggunakan peralatan mekanis secara luas, maka jangka waktu penyiapan lahan ini dapat diambil satu bulan. c. Banyaknya Air untuk Pengolahan Tanah. Pada dasarnya banyaknya air untuk pengolahan tanah tergantung pada kedalaman serta porositas tanah. Direktorat Irigasi memberikan rumus berikut ini untuk memperkirakan kebutuhan air untuk penyiapan lahan, seperti pada Persamaan 5.15 : dimana : PWR = ( . ) . +P +F (5.15) PWR = Kebutuhan air untuk penyiapan lahan, mm. Sa = derajat kejenuhan tanah setelah penyiapan lahan dimulai, %. Sb = derajat kejenuhan tanah sebelum penyiapan lahan dimulai, %. N = porositas tanah dalam % pada harga tanah rata-rata untuk kedalaman tanah. d = asumsi kedalaman tanah setelah pekerjaan penyiapan lahan,mm. Pd = Kedalaman genangan setelah pekerjaan penyiapan lahan, mm. 137 Fl = Kehilangan air disawah selama satu hari, mm. Besarnya kebutuhan air untuk penyiapan lahan, mencakup kebutuhan air penjenuhan dan pengolahan lahan. Besarnya kejenuhan tanah setelah selesai penyiapan lahan, idealnya adalah 100 %, sedangkan sebelum penyiapan lahan, tentu bervariasi tergantung dengan masa bero/istirahat dari penen sebelumnya sampai permulaan penyiapan lahan. Dengan waktu yang lama, tanah akan semakin kering, kalau tidak ada hujan. Sedangkan besarnya porositas tanah, tergantung pada jenis tanah. Kedalaman tanah setelah pekerjaan penyiapan lahan untuk persawahan umumnya berkisar 30 cm atau sedalam mata cangkul. Kedalaman genangan setelah penyiapan lahan umumnya sebesar nol. karena pada saat pemindahan benih/transplantasi tanah dibiarkan macak-macak. Namun setelah tranplantasi selesai, sawah digenangi setinggi 50 mm. Kehilangan air disawah selama satu hari, tergantung kondisi tanah. Kalau dulangan keras sudah terbentuk, maka kehilangan ini akan kecil sekali. Untuk perencanaan irigasi Direktorat Irigasi menyarankan besarnya kebutuhan air untuk penyiapan lahan (S) sebesar 250 mm. Ini sudah termasuk banyaknya air untuk penggenangan setelah pemindahan benih/transplantasi selesai dilakukan yang besarnya 50 mm serta kebutuhan air untuk persemaian. Untuk lahan yang suda lama bero, yaitu antara panen sebelumnya sampai permulaan tanam sampai 2,5 bulan atau lebih disarankan menggunakan besarnya kebutuhan air untuk penyiapan lahan sebesar 300 mm. Lebih lanjut Direktorat Irigasi menyarankan agar untuk tanah-tanah ringan dengan laju perkolasi yang tinggi, harga - harga kebutuhan air untuk pengolahan lahan ini bisa diambil lebih tinggi. Kebutuhan air untuk penyiapan lahan ini sebaiknya dipelajari dari daerahdaerah didekatnya yang kondisi tanahnya serupa dan hendaknya didasarkan pada hasil-hasil penyiapan di lapangan. d. Kebutuhan Air Selama Penyiapan Lahan. Kebutuhan air irigasi selama penyiapan lahan, selain tergantung dari banyaknya air untuk penyiapan lahan, akan dipengaruhi juga oleh banyaknya air untuk mengganti akibat penguapan dari tanah maupun oleh besarnya perkolasi, yaitu kehilangan air akibat air meninggalkan daerah perakaran. Direktorat Irigasi dalam Standar Perencanaan Irigasi, menyajikan metoda yang dikembangkan oleh Van de Goor & Zijlstra (1968) untuk perhitungan kebutuhan air dalam penyiapan lahan. Metoda tersebut didasarkan pada laju air konstan dalam liter/detik selama periode penyiapan lahan dan menghasilkan rumus sebagaimana Persamaan 5.16 : 138 IR M = Eo + P Eo = 1,1 ETo k = M.T/S = M. ek/(ek - 1) (5.16) dimana : IR = Kebutuhan air irigasi di tingkat persawahan dalam mm/hari. M = Kebutuhan air untuk mengganti/mengkompensasi kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi pada sawah yang dijenuhkan, mm/hari. Eo = Evaporasi air terbuka, mm/hari. To = Evapotranspirasi acuan. P = Perkolasi, mm/hari. T = jangka waktu penyiapan lahan, hari. S = Banyaknya air untuk penyiapan lahan. Besarnya kebutuhan bersih air irigasi ( NFR ) pada masa penyiapan lahan ini adalah: NFR = IR - Re. 5.4.2 Penyiapan Lahan Di Sawah Untuk Tanaman Ladang Dan Tebu. Pemberian air untuk penyiapan lahan disawah, kalau yang ditanam itu tanaman ladang atau tebu, diperlukan untuk mempermudah pengolahan tanah dan membasahi lahan agar persemaian dapat tumbuh dengan baik. Namun tidak semua tanaman memerlukan pengolahan tanah sebelum semai, karena ada tanaman yang ditanam begitu selesai panen padi. Misalnya kedelai yang dapat ditanam setelah padi panen tanpa pengolahan tanah dan penanaman dengan ditugal. Menurut Direktorat Irigasi, jumlah air yang dianjurkan untuk tanaman ladang/palawija adalah 50 sampai 100 mm dan untuk tebu 100 sampai 200 mm. 5.5 KEBUTUHAN AIR PENGGANTIAN AIR DI SAWAH. Penggantian air hanya perlu dilakukan terhadap padi, karena padi ditanam dengan pengenangan. Tanaman ladang/palawija maupun tebu tidak memerlukan penggenangan, sehingga tidak memerlukan air untuk penggantian air. Pengeringan lahan sawah yang ditanami padi perlu dilakukan 3 kali (Siregar, 1981) a) Pengeringan pertama. Pengeringan pertama dilakukan pada waktu pertanaman telah berumur kurang lebih satu bulan terhitung dari tanggal pemindahan bibit dari persemaian (transplantasi). 139 Pengeringan pertama ini bertepatan dengan waktunya penyiangan pertama dilakukan, untuk kemudian diikuti dengan pemberian pupuk. Pengeringan pertama ini dimaksudkan untuk mematikan rerumputan yang menjadi saingan berat untuk tanaman padi. Juga untuk memberi kesempatan pada tanah untuk mendapatkan udara segar dan memberi kesempatan racun-racun yang berupa gas dalam tanah dapat menguap. b) Pengeringan kedua. Pengeringan kedua dilakukan pada waktu tanaman berumur kira-kira 2 bulan. Pada pengeringan kedua ini dilakukan penyiangan yang kedua yang diikuti dengan pemupukan kedua. Tujuan pengeringan kedua ini merupakan upaya agar tanaman padi dapat serentak berbunga dan berarti pula serentaknya padi masak. c) Pengeringan ketiga. Pengeringan ketiga dilakukan sekitar 3 minggu setelah tanaman mulai berbunga. Pengeringan ini bertujuan untuk menyempurnakan proses metabolisme yaitu proses pembentukan karbohidrat dari cadangan dalam daun dan batang beralih ke dalam biji. Namun pengeringan ketiga ini tidak boleh dilakukan lebih awal karena akan menurunkan mutu gabah. Jadi pengeringan ketiga ini merupakan penghentian pemberian air irigasi, karena sampai panen, pemberian air irigasi tidak lagi diberikan. Sesudah pengeringan pertama dan kedua itulah perlunya dilakukan penggantian air disawah. Banyaknya air yang perlu digantikan adalah setinggi 50 mm dan dilakukan selama 15 hari, sehingga kebutuhan air untuk penggantian ini adalah 3,3 mm/hari. Jadi pemberian air irigasi untuk penggantian air ini dilakukan pada bulan pertama dan bulan kedua sebanyak 3,3 mm/hari masing-masing selama 15 hari. Namun karena kegiatan ini tidak dapat serempak pada seluruh lahan, maka dalam perhitungan kebutuhan air irigasi. Kalau kegiatan penggantian air ini dapat dikelompokkan dalam 3 kelompok, maka besarnya kebutuhan air untuk penggantian air ini adalah seperti pada Tabel 5.10 : Tabel 5.10 Besarnya Kebutuhan Air untuk Penggantian Air. Bulan ke 1 2 Pertengahan bulan ke 1 2 1 2 WLR1 PL PL 3.30 WLR2 PL PL 3.30 WLR3 PL PL WLR rata-rata 1.10 1.10 Catatan : WLR rata-rata = ( WLR1 + WLR2 + Wlr3 )/3 1 3.30 3.30 2.20 3 2 3.30 1.10 1 4 2 3.30 1.10 Pada Daerah Irigasi yang tidak terlalu luas, dapat saja hanya dibagi menjadi 2 kelompok, sehingga pemberian air untuk penggantian air ini diambil sebesar 1,65 mm/hari 140 selama satu bulan penuh pada bulan pertama dan satu bulan penuh kedua setelah pemindahan benih/transplantasi. 5.6 KEBUTUHAN AIR PERKOLASI DAN PENCUCIAN. 5.6.1 Besarnya Perkolasi. Besarnya perkolasi menurut Rice Irrigation in Japan OTCA 1973 ( Ir.Sadeli W : Halhal yang perlu mendapat perhatian didalam menentukan banyaknya air untuk tanaman padi ), adalah sebagai berikut : a) Sandy Loam ( geluh pasiran ) : 3-6 mm/hari. b) Loam ( geluh ) : 2-3 mm/hari. c) Clay Loam ( geluh lempungan ) : 1-2 mm/hari. Sedangkan menurut Stardar Perencanaan Irigasi, Direktorat Jenderal Pengairan Departemen PU, besarnya perkolasi pada tanah-tanah lempung berat dengan karakteristik pengolahann ( puddling ) yang baik, laju perkolasi dapat mencapai 1 sampai 3 mm/hari. Pada tanah-tanah yang lebih ringan, laju perkolasi bisa lebih tinggi. 5.6.2 Besarnya Kebutuhan Air untuk Pencucian ( Leaching ). Besarnya kebutuhan air untuk pencucian, dapat dihitung sebagai bagian dari perkolasi karena proses pencucian ini pada dasarnya adalah mendorong kebawah air yang mengandung kemasaman dan zat yang meracuni tanaman, keluar dari daerah perakaran. Besarnya kebutuhan air untuk perkolasi/pencucian ini, International Rice Research Institute (IRRI) merekomendasikan untuk sawah sebesar 8 mm/hari. Untuk tanaman palawija dapat diambil 2 mm/hari. 5.7 PERHITUNGAN KEBUTUHAN AIR IRIGASI DI SAWAH. 5.7.1 Prinsip Perhitungan. Perhitungan kebutuhan air irgasi di sawah harus dihitung setiap 15 hari (Irigasi, 1986). Dengan demikian maka data yang digunakan sebaiknya juga 15 harian. Data curah hujan 15 dapat dihitung berdasar data harian. Namun, tidak semua stasiun menyediakan data curah hujan harian, umumnya disediakan adalah curah hujan bulanan. Dalam perhitungan kebutuhan air irigasi ini, sering diambil sebagai curah hujan 15 harian (separuh dari curah hujan bulanan). Begitu pula data yang lainnya, sebaiknya digunakan data harian yang kemudian dijadikan data setengah bulanan. Demikian juga koefisien tanaman, yang diambil setengah bulanan, sehingga pemberian airnya juga dihitung setengah bulanan. 141 Pengolahan tanah tidak dapat dilakukan serentak di seluruh lahan sawah dalam petak tersier. Oleh karena itu akan terjadi rotasi/pergiliran alami, dan penyiapan lahan pada seluruh lahan petak tersier dapat dilakukan secara bergiliran. Penyiapan lahan pada pengolahan sawah dengan alat mekanis, akan diselesaikan selama 1 bulan. Sawah yang ada dibagi dalam dua golongan, setiap golongan mempunyai permulaan tanam berbeda 15 hari, sehingga koefisien tanamannya juga berbeda setiap saat. Pada pembagian golongan ini, dijadikan dasar untuk menghitung Evapotranspirasi Tanaman adalah koefisien tanaman rata-rata dari kedua kelompok/golongan tersebut. Pada sawah yang dikerjakan bukan dengan alat mekanis, penyiapan lahan diperkirakan akan diselesaikan selama 1,5 bulan. Pengolongan sawah dibagi dalam 3 kelompok dengan permulaan tanam berbeda 15 hari, dengan koefisien tanaman juga diambil rata-ratanya. Perhitungan kebutuhan air irigasi dilakukan melalui dua tahap, pertama tahap penyiapan lahan, dan kedua, tahap sesudah penyiapan lahan. Pada tahap penyiapan lahan besarya kebutuhan air irigasi dihitung menurut rumus van de Goor dan Zijlstra (1968). Sedangkan pada tahap sesudah penyiapan lahan, besarnya kebutuhan bersih air irigasi dihitung menurut Persamaan 5.17 : NFR = ETc + P - Re + WLR (5.17) 5.7.2 Tahap Pertumbuhan Tanaman. Perhitungan kebutuhan air irigasi ini harus disesuaikan dengan tahap pertumbuhan padi, sesuai dengan varietas yang ditanam. Tahap pertumbuhan padi yang berkaitan dengan pemberian air irigasi adalah : a) Pengolahan Lahan. Pengolahan lahan yang dilakukan terlebih dahulu adalah pengolahan lahan untuk persemaian. Luas lahan persemaian hanya 1/20 sampai 1/25 dari luas sawah, maka pengolahan lahan persemaian ini diperkirakan dapat selesai dalam waktu 1-2 hari. Sedangkan pengolahan lahan sisanya diselesaikan sebelum transplantasi (pemindahan benih) dilakukan. Waktu yang tersedia untuk pengolahan lahan ini, sekitar 20 hari. Kebutuhan air pada saat ini, dihitung sebagai kebutuhan air untuk penyiapan lahan. Jadi kebutuhan air untuk penyiapan lahan ini diterapkan pada setengah bulanan pertama dari masa tanam. b) Persemaian. Padi dengan varietas unggul mempunyai umur yang pendek. Padi ditanam di persemaian berumur sampai dengan umur 20 hari. Padi bukan varietas unggul, mempunyai lama padi 142 waktu persemaian setelah berumur 25 - 40 hari. Luas persemaian ini relatif kecil. Perhitungan kebutuhan airnya masih dihitung sebagai kebutuhan air untuk penyiapan lahan. Kegiatan persemaian ini sebagian besar masuk ke setengah bulanan pertama, dan sebagian kecil masuk ke setengah bulanan kedua Pada setengah bulanan kedua perhitungan kebutuhan air irigasinya tidak lagi dihitung sebagai kebutuhan iar untuk penyiapan lahan. c) Transplantasi/Pemindahan Benih. Pemindahan benih ke sawah dilakukan setelah umur padi cukup. Setelah ditanam dan diberi pupuk, lahan kemudian digenangi setinggi 50 mm. Banyaknya air untuk menggenangi ini sudah termasuk kebutuhan air untuk penyiapan lahan (termasuk kedalam setengah bulanan pertama). Kebutuhan air selanjutnya, yaitu setengah bulanan kedua dihitung sebagai kebutuhan air irigasi dengan koefisien tanaman = 1,10. d) Pemupukan Pertama. Pemupukan pertama dilakukan pada waktu jumlah anakan sudah maksimal. Menjelang pemupukan ini, genangan air disawah dikurangi sampai sawah menjadi macak-macak. Pada saat penyiangan dan pemupukan selesai, lahan digenangi kembali. Dalam tahapan ini diperlukan penggantian air. Pemupukan dilakukan sekitar satu bulan, setelah pemindahan benih (antara 45 - 60 hari) semenjak pengolahan tanah. Pada setengah bulanan ketiga dan keempat diperlukan penggantian air sebanyak 50 mm/bulan (3,3 mm/hari) selaman 15 hari dan 1,7 mm/hari selama satu bulan. Sedangkan koefisein tanaman untuk varietas unggul berturut-turut 1,10 dan 1,05. e) Pemupukan kedua. Seminggu setelah pemupukan padi sudah berbunga merata, dan sepuluh hari kemudian tanaman padi sudah mencapai masak susu. Kondisi masak susu ini, pada umur padi sekitar 80 hari, selanjutnya padi perlu dipupuk kembali. Sama halnya pemupukan pertama menjelang pemupukan kedua ini, genangan dikurangi dan setelah pemupukan sawah digenangi kembali. Pada tahapan ini akan terjadi lagi penggantian air seperti pada saat pemupukan pertama. Penggantian air sebanyak 50 mm/bulan ini terjadi pada bulan kedua, setelah transplantasi atau menginjak tengah bulanan kelima atau keenam. Koefisien tanaman pada tengah bulanan kelima dan keenam ini 1,05 dan 0,95. f) Penghentian air irigasi. Penghentian pemberian air irigasi dilakukan sekitar satu minggu atau sepuluh hari menjelang panen. Kalau umur padi 100 hari, maka pengehentian pemberian air irigasi itu 143 dihentikan pada umur 90 hari atau tengah bulanan ketujuh. Karena itu koeffisien tanaman untuk tengah bulanan ketujuh ini = 0. Skema pertumbuhan tanaman dan kebutuhan air dapat dilihat pada Gambar 5.4 Gambar 5.4. Skema Pertumbuhan Tanaman Dan Kebutuhan Air 5.7.3 Contoh Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi. Pada contoh perhitungan kebutuhan air irigasi, digunakan dengan pola tanam padipadi-kedelai, dengan permulaan tanam yang berbeda, yaitu Agustus, September, Oktober, Nopember dan Desember. Jenis padi yang digunakan dalam perhitungan adalah jenis padi varietas unggul dengan umur 100 hari. Sedangkan penanaman kedelai yang direncanakan, ditanam tanpa pengolahan tanah. 1. Pada kolom pertama dari daftar tersebut adalah bulan pemberian air. Karena perhitungan dilakukan secara tengah bulanan, maka setiap bulan menempati dua baris. Kolom kedua menunjukkan ETo, yang didapat dari perhitungan evapotranspirasi acuan menurut metoda Penman. Karena dalam perhitungan tersebut dilakukan berdasar data bulanan, maka besarnya ETo untuk kedua tengah bulanan dari setiap bulan diambil sama. Kolom ketiga adalah perkolasi ( P ) yang besarnya diambil sama yaitu 2 mm/hari. Dan kolom keempat adalah curah hujan efektif (Re). Sedangkan kolom kelima adalah Curah hujan effektif yang dikoreksi (Re*) untuk tanaman kedelai. Koreksi ini dilakukan berdasar Tabel 5.1. dengan kedalam bersih air yang ditampung dalam tanah diperkirakan adalah sedalam 75 cm. 144 Kolom keeenam adalah banyaknya air untuk penggantian ( WLR ) yang besarnya diambil 50 mm setiap kali penggantian air yang dilakukan setiap bulan, sehingga kebutuhan ini perhari diambil 2,2 mm/hr pada bulan pertama dan 1,1 mm/hr pada bulan kedua. Kolom ketujuh sampai ke sembilan adalah koefisien tanaman setiap kelompok/golongan, dimana seluruh lahan dibagi menjadi 3 kelompok/ golongan dengan perbedaan permulaan tanam setengah bulan. Koeffisien tanaman masing-masing kelompok adalah c1, c2 dan c3. Jumlah kelompok ini harus sesuai dengan pembagian keompok pada perhitungan kebutuhan air untuk penggantian air. Kolom kesepuluh adalah nilai rata-rata koefisien tanaman dari koefisien dari masing-masing kelompok/golongan. Kolom kesebelas adalah besarnya ETc, yang untuk masa penyiapan lahan (PL) besarnya dihitung berdasar rumus van de Moor dan Zijlstra (1968) : IR= M. ek/(ek - 1) Sedangkan diluar masa penyiapan lahan dihitung menurut rumus ETc = ETo x c Kolom kedua belas, adalah besarnya kebutuhan bersih air disawah, yang pada masa penyiapan lahan dihitung berdasar rumus : NFR = ETc - Re Dan diluar masa penyiapan lahan dihitung menurut rumus :NFR = ETc + P - Re + WLR Perlu diperhatikan bahwa nilai Re untuk masa penanaman kedelai yang digunakan adalah nilai Re*. Pola tanam : Padi-padi-kedelai dan Permulaan tanam : Awal Oktober, Untuk jelasnya dapat dilihat pada Tabel 5.11 samapat Tabel 5.13 Tabel 5.11 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi Stasiun Bojong Lopang. Bulan Januari Pebruari Maret April Mei ETo P Re Re* mm/h mm/h mm/h mm/h r r r r 2.52 2.00 8.71 WLR c1 c2 c3 c ETc NFR mm/h mm/h r r 2.56 (3.05) 1.1 0.95 1.05 1.05 1.02 0.00 0.95 1.05 0.67 1.68 (5.03) 0.00 0.95 0.47 1.71 (0.68) PL PL 13.27 10.88 2.52 2.00 8.71 3.60 2.00 4.39 3.60 2.00 4.39 PL 4.30 2.00 8.55 PL PL PL PL 13.74 7.19 4.30 2.00 8.55 1.10 1.10 PL PL PL 13.74 8.29 2.83 2.00 9.57 1.10 1.10 1.10 PL PL 12.77 6.30 2.83 2.00 9.57 2.20 1.05 1.10 1.10 1.08 3.07 (2.30) 3.52 2.00 6.23 1.10 1.05 1.05 1.10 1.07 3.75 0.62 3.52 2.00 6.23 1.1 0.95 1.05 1.05 1.02 3.58 0.45 145 Bulan Juni Juli Agustus ETo P Re Re* mm/hr mm/h mm/h mm/hr r r 3.68 2.00 3.47 WLR c1 c2 c3 c 0.00 0.95 1.05 0.67 ETc NFR mm/hr mm/hr 2.45 0.98 3.68 2.00 3.47 2.25 0.50 0.00 0.95 0.48 1.78 1.53 3.28 2.00 3.10 2.28 0.75 0.50 0.00 0.42 1.37 1.08 3.28 2.00 3.10 2.02 1.00 0.75 0.50 0.75 2.46 2.44 3.60 2.00 0.90 0.69 1.00 1.00 0.75 0.92 3.30 4.61 3.60 2.00 0.90 0.70 1.00 1.00 1.00 1.00 3.60 4.90 Septemb er 3.24 2.00 2.07 1.42 1.00 1.00 1.00 1.00 3.24 3.82 3.24 2.00 2.07 1.39 0.73 1.00 1.00 0.91 2.95 3.56 Oktober 3.05 2.00 5.42 PL 0.73 1.00 PL 12.92 9.50 3.05 2.00 5.42 PL PL 0.73 PL 12.92 9.50 5.48 2.00 9.97 1.10 1.10 PL PL PL 14.55 7.68 5.48 2.00 9.97 1.10 1.10 1.10 PL PL 14.55 7.68 4.05 2.00 8.03 2.20 1.05 1.10 1.10 1.08 4.39 0.56 4.05 2.00 8.03 1.10 1.05 1.05 1.10 1.07 4.32 (0.61) Nopemb er Desemb er Koreksi curah hujan efektif untuk kedelai. Juni R80 Etc Juli Agustus September 104 104 96 96 28 28 62 62 mm/hr 3.37 3.68 3.28 2.98 3.30 3.60 3.24 2.95 Etc mm/bl 101.10 110.40 101.68 92.38 102.30 111.60 97.20 88.45 Re* mm/bl 64.58 67.43 70.80 62.64 21.30 21.70 42.50 41.80 Re* mm/hr 2.15 2.25 2.28 2.02 0.69 0.70 1.42 1.39 Catatan : Re* adalah curah hujan effektif untuk kedelai dan untuk data diluar daftar III.4, besarnya Re* diambil sama dengan Etc. Tabel 5.12 Perhitungan kebutuhan air irigasi Stasiun Bojong lopang. Pola tanam : Padi-padi-kedelai Permulaan tanam : Pertengahan Oktober P Re Re* ETo mm/hr mm/hr mm/hr mm/h r Januari 2.52 2.00 8.71 Bulan Pebruari Maret April WLR c1 c2 c3 c ETc NFR mm/hr mm/hr 1.10 1.05 1.05 1.10 1.07 2.69 (2.92) 1.1 0.95 1.05 1.05 1.02 2.56 (3.05) 0.00 0.95 1.05 0.67 2.40 0.01 0.00 0.95 0.47 1.71 (0.68) PL PL 13.74 7.19 2.52 2.00 8.71 3.60 2.00 4.39 3.60 2.00 4.39 4.30 2.00 8.55 PL 4.30 2.00 8.55 PL PL PL PL 13.74 7.19 2.83 2.00 9.57 1.10 1.10 PL PL PL 12.77 6.30 2.83 2.00 9.57 1.10 1.10 1.10 PL PL 12.77 6.30 146 Tabel 5.12 Perhitungan kebutuhan air irigasi Stasiun Bojong lopang (Lanjutan) Pola tanam : Padi-padi-kedelai Permulaan tanam : Pertengahan Oktober Bulan Mei Juni Juli Agustus ETo P Re Re* mm/hr mm/hr mm/hr mm/h r 3.52 2.00 6.23 WLR c1 c2 c3 c ETc NFR mm/hr mm/hr 2.20 1.05 1.10 1.10 1.08 3.81 1.78 3.52 2.00 6.23 1.10 1.05 1.05 1.10 1.07 3.75 0.62 3.68 2.00 3.47 1.1 0.95 1.05 1.05 1.02 3.74 3.37 3.68 2.00 3.47 0.00 0.95 1.05 0.67 2.45 0.98 3.28 2.00 3.10 2.28 0.50 0.00 0.95 0.48 1.59 1.30 3.28 2.00 3.10 2.02 0.75 0.50 0.00 0.42 1.37 1.35 3.60 2.00 0.90 0.69 1.00 0.75 0.50 0.75 2.70 4.01 3.60 2.00 0.90 0.70 1.00 1.00 0.75 0.92 3.30 4.60 Septemb er 3.24 2.00 2.07 1.42 1.00 1.00 1.00 1.00 3.24 3.82 3.24 2.00 2.07 1.39 1.00 1.00 1.00 1.00 3.24 3.85 Oktober 3.05 2.00 5.42 0.73 1.00 1.00 0.91 2.78 4.78 3.05 2.00 5.42 PL 0.73 1.00 PL 12.92 9.50 PL PL 0.73 PL 14.55 6.58 1.10 PL PL PL 14.55 7.68 Nopemb er 5.48 2.00 9.97 5.48 2.00 9.97 Desemb er 4.05 2.00 8.03 1.10 1.10 1.10 PL PL 13.57 8.64 4.05 2.00 8.03 2.20 1.05 1.10 1.10 1.08 4.39 0.56 1.10 Koreksi curah hujan effektif untuk kedelai. Juni R80 Juli Agustus September Oktober 104 96 96 28 28 62 62 168 Etc mm/hr 3.68 3.28 2.98 2.70 3.30 3.24 3.24 2.78 Etc mm/bl 110.40 101.68 92.38 83.70 102.30 97.20 97.20 86.18 Re* mm/bl 67.43 70.80 62.64 21.30 21.70 42.50 41.80 86.18 Re* mm/hr 2.25 2.28 2.02 0.69 0.70 1.42 1.39 2.78 Catatan : Re* adalah curah hujan effektif untuk kedelai dan untuk data diluar daftar III.4, besarnya Re* diambil sama dengan Etc. Tabel 5.13 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi Stasiun Bojong Lopang. Pola tanam : Padi-padi-kedelai Permulaan tanam : Awal nopember Bulan Januari Pebruari ETo P Re Re* mm/hr mm/h mm/hr mm/h r r 2.52 2.00 8.71 WLR c1 c2 c3 c ETc mm/hr 2.20 1.05 1.10 1.10 1.08 2.73 NFR mm/h r (1.78) 2.52 2.00 8.71 1.10 1.05 1.05 1.10 1.07 2.69 (2.92) 3.60 2.00 4.39 1.1 0.95 1.05 1.05 1.02 3.66 2.37 3.60 2.00 4.39 0.00 0.95 1.05 0.67 2.40 0.01 147 Bulan ETo P Re Re* mm/hr mm/h mm/hr mm/hr r 4.30 2.00 8.55 Maret April Mei Juni Juli Agustus WLR c1 c2 c3 c ETc mm/hr 0.00 0.95 0.47 2.04 NFR mm/h r (4.51) PL PL 13.74 7.19 4.30 2.00 8.55 PL 2.83 2.00 9.57 PL PL PL PL 12.77 5.20 2.83 2.00 9.57 1.10 1.10 PL PL PL 12.77 6.30 3.52 2.00 6.23 1.10 1.10 1.10 PL PL 13.22 10.09 3.52 2.00 6.23 2.20 1.05 1.10 1.10 1.08 3.81 1.78 3.68 2.00 3.47 1.10 1.05 1.05 1.10 1.07 3.93 3.56 3.68 2.00 3.47 1.1 0.95 1.05 1.05 1.02 3.74 3.37 3.28 2.00 3.10 0.00 0.95 1.05 0.67 2.19 1.09 3.28 2.00 3.10 1.59 0.50 0.00 0.95 0.48 1.59 2.00 3.60 2.00 0.90 0.69 0.75 0.50 0.00 0.42 1.50 2.81 3.60 2.00 0.90 0.70 1.00 0.75 0.50 0.75 2.70 4.00 Septemb er 3.24 2.00 2.07 1.42 1.00 1.00 0.75 0.92 2.97 3.55 3.24 2.00 2.07 1.39 1.00 1.00 1.00 1.00 3.24 3.85 Oktober 3.05 2.00 5.42 3.05 1.00 1.00 1.00 1.00 3.05 2.00 3.05 2.00 5.42 2.78 0.73 1.00 1.00 0.91 2.78 2.00 5.48 2.00 9.97 PL 0.73 1.00 PL 14.55 6.58 5.48 2.00 9.97 PL PL 0.73 PL 14.55 6.58 4.05 2.00 8.03 1.10 1.10 PL PL PL 13.57 8.64 4.05 2.00 8.03 1.10 1.10 1.10 PL PL 13.57 8.64 Nopemb er Desemb er Koreksi curah hujan effektif untuk kedelai. Juli R80 Agustus September Oktober 96 96 28 28 62 62 168 168 3.24 Etc mm/hr 2.19 1.59 1.50 2.70 2.97 3.05 2.78 Etc mm/bl 67.79 49.15 46.50 83.70 89.10 97.20 94.55 86.04 Re* mm/bl 67.79 49.15 18.20 18.30 41.80 42.50 94.55 86.04 Re* mm/hr 2.19 1.59 0.69 0.70 1.42 2.78 1.39 3.05 Catatan : Re* adalah curah hujan effektif untuk kedelai dan untuk data diluar daftar III.4, besarnya Re* diambil sama dengan Etc. Dari perhitungan Tabel diatas, besarnya kebutuhan bersih air disawah untuk setiap permulaan tanam, berdasar NFR maksimumnya adalah sebagai berikut : Permulaan tanam : Awal Oktober NFR = 10,88 mm/hari. Pertengahan Oktober NFR = 9,50 mm/hari. Awal Nopember NFR = 10,09 mm/hari. Dengan demikian maka nilai NFR yang optimal dengan pola tanam padi-padi-kedelai adalah dengan permulaan tanam pertengahan Oktober adalah 9,50 mm/hari. Besarnya 148 kebutuhan air di pengambilan/bendung, akan lebih besar karena adanya kehilangan air disaluran. Dalam perencanaan biasanya diambil effisiensi 65 % atau hanya 65 % air dari pengambilan/bendung yang sampai ke petak sawah. Dengan demikian kebutuhan air di pengambilan ( DR ) adalah : DR = NFR/eff. Sehingga dalam perhitungan kita diatas kebutuhan air di pengambilan/ bendung adalah DR= 9,50/0,65= 14,61 mm/hari atau dalam satuan liter/detik/ha menjadi : DR = 14,61 x 10000 / ( 24 x 60 x 60 ) = 1,69 liter/detik/ha. 5.8 Rotasi Teknis atau Sistim Golongan. Rotasi teknis merupakan penggiliran pemberian air kepetak-petak irigasi, dan dengan penggiliran ini dapat dilakukan penghematan air pada musim kemarau. Untuk itu petak sawah yang dilayani oleh suatu bendung dikelompokkan kedalam 2 atau 3 kelompok yang jumlah luasnya sebaiknya sama yang sering disebut golongan. Setiap kelompok/golongan tidak harus menempati suatu hamparan yang sama, tapi dapat saja dibagi rata untuk setiap saluran induk. Setiap kelompok diatur permulaan tanamnya berbeda 2 minggu, sehingga kebutuhan air puncaknya juga bergeser 2 minggu. Dengan pergeseran ini maka kebutuhan rata-rata dari kesemua kelompok/golongan akan berkurang. Untuk jelasnya dapat dilihat pada Tabel (5.14), dimana :  Kolom 1 adalah besarnya NFR kalau permulaan tanam serentak pada awal Oktobe  Kolom2 adalah besarnya NFR kalau permulaan tanam serentak pada pertengahan Oktober  Kolom 3 adalah besarnya NFR kalau permulaan tanam serentak pada awal Nopember  Kolom 4 adalah besarnya NFR kalau dilakukan dua golongan, yang satu permulaan tanamnya awal Oktober dan yang satu permulaan tanamnya pertengahan Oktober.  Kolom 5 adalah besarnya NFR kalau dilakukan dua golongan, yang satu permulaan tanamnya pertengahan Oktober dan yang satu permulaan tanamnya awal Nopember.  Kolom 6 adalah besarnya NFR kalau dilakukan dua golongan, yang satu permulaan tanamnya awal Oktober dan yang satu permulaan tanamnya awal Nopember.  Kolom 7 adalah besarnya NFR kalau dilakukan tiga golongan, yang satu permulaan tanamnya awal Oktober, yang satu permulaan tanamnya pertengahan Oktober dan yang satu permulaan tanamnya awal Nopember. 149 Tabel 5.14 Besarnya NFR Dengan Sitim Golongan Atau Rotasi Teknis. Awal Oktober A 1 Bulan NFR mm/hr Januari - 3.05 - 5.03 Pertengahan Oktober B 2 NFR Mm/hr - 2.92 - 3.05 Awal Nopember C 3 NFR mm/hr - 1.78 - 2.92 Dua Golongan A+B 4 NFR mm/hr - 2.98 - 4.04 Dua Golongan A+C 5 NFR Mm/hr - 2.41 - 3.97 Dua Golongan B+C 6 NFR mm/hr - 2.35 - 2.98 Tiga Golongan A+B+C 7 NFR Mm/hr - 2.58 - 3.67 Pebrua ri - 0.68 10.88 0.01 - 0.68 2.37 0.01 - 0.33 5.10 0.84 5.44 1.19 - 0.33 0.57 3.40 Maret 7.19 8.29 7.19 7.19 - 4.51 7.19 7.19 7.74 1.34 7.74 1.34 7.19 3.29 7.56 April 6.30 - 2.30 6.30 6.30 5.20 6.30 6.30 2.00 5.75 2.00 5.75 6.30 5.93 3.43 Mei 0.62 0.45 1.78 0.62 10.09 1.78 1.20 0.53 5.35 1.12 5.93 1.20 4.16 0.95 Juni 0.98 1.53 3.37 0.98 3.56 3.37 2.17 1.25 2.27 2.45 3.46 2.17 2.64 1.96 Juli 1.08 2.44 1.30 1.35 1.09 2.00 1.19 1.89 1.09 2.22 1.19 1.67 1.16 1.93 Agust us 4.61 4.90 4.01 4.60 2.81 4.00 4.31 4.75 3.71 4.45 3.41 4.30 3.81 4.50 Septe mber 3.82 3.56 3.82 3.85 3.55 3.85 3.82 3.70 3.68 3.70 3.68 3.85 3.73 3.75 Oktobe r 9.50 9.50 4.78 9.50 2.00 2.00 7.14 9.50 5.75 5.75 3.39 5.75 5.43 7.00 Nope mber 7.68 7.68 6.58 7.68 6.58 6.58 7.13 7.68 7.13 7.13 6.58 7.13 6.95 7.31 Desem ber 0.56 - 0.61 8.64 0.56 8.64 8.64 4.60 - 0.03 4.60 4.01 8.64 4.60 5.95 2.86 Dari daftar tersebut kita lihat bahwa : a. Tanpa rotasi teknis, besarnya NFR yang optimal adalah dengan permulaan tanam pertengahan Oktober yaitu 9,50 mm/hari. b. Dua golongan, kalau permulaan tanamnya awal Oktober dan awal Nopember (kolom 5 : A + C ) didapat NFR 7,74 mm/hari. Ini berarti besarnya koeffisien rotasi = 7,74/9,50 x 100 % = 81,47 %. Namun ini berarti perbedaan permulaan tanam bergeser 1 bulan. 150 c. Untuk tiga golongan didapat besarnya NFR = 7,56 mm/hari. Ini berarti besarnya koefisien rotasi teknis = 7,56/9,50x100 % = 79,57 %. Ini berarti lebih effisen walaupun perbedaan perbedaan permulaan tanam juga bergeser 1 bulan. Hal-hal yang tidak menguntungkan dalam penerapan rotasi teknis ini adalah : a) Perbedaan waktu panen yang dapat menimbulkan komplikasi sosial, karena mereka yang panen terlebih dahulu akan mendapat harga jual yang lebih baik. b) Eksploitasi irigasi menjadi lebih rumit karena pemberian air yang tidak serempak. c) Kehilangan air akibat eksploitasi sedikit lebih tinggi. d) Jangka waktu irigasi untuk irigasi menjadi lebih lama. 151 BAB 6 PERENCANAAN IRIGASI DAN BANGUNAN AIR 6.1 UMUM. Perencanaan irigasi didasarkan pada sejumlah kriteria dan ketentuan-ketentuan yang telah dibuat oleh Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum (Irigasi, 1986). Kriteria dan ketentuan ini dipilih berdasarkan sejumlah besaran fisik yang seperti topografi, hidroklimatologi dan mekanika tanah, yang berpengaruh pada daerah areal pertanian. Informasi lainnya berupa penyelidikan langsung di daerah aliran sungai dan jaringan irigasi untuk melengkapi dan memperdalam pengetahuan mengenai gejala-gejala hidrologi. Penyelidikan lapangan dipusatkan pada keadaan aliran sungai dan daerah pembuangan. Data-data yang dikumpulkan berkenaan dengan tinggi muka air maksimum dan minimum, peluapan tanggul sungai, kondisi palung dan tanggul sungai, kekasaran dan kemiringan saluran, debit pada saat itu, dan potongan melintang sungai. Jaringan Irigasi yang akan dibahas dalam bab ini adalah suatu rangkaian yang terdiri dari bangunan irigasi yang menghubungkan saluran-saluran guna melayani pemberian air irigasi, serta pembuangan air kelebihan pada areal pertanian. Pemberian airnya dengan menggunakan cara irigasi genangan dengan tingkatan irigasi teknis. Jaringan irigasi ini akan dibahas, karena jaringan irigasi tersebut banyak digunakan di Indonesia. 6.2 Jaringan Irigasi dan Peta Ikhtisar 6.2.1 Jaringan Irigasi Salah satu prinsip dalam perencanaan jaringan teknis adalah pemisahan antara jaringan irigasi dan jaringan pembuang(drainase). Hal ini berarti bahwa baik saluran irigasi maupun pembuang tetap bekerja sesuai dengan fungsinya masing-masing, dari pangkal hingga ujung. Saluran irigasi mengalirkan air irigasi ke sawah-sawah dan saluran pembuang mengalirkan air lebih dari sawah-sawah ke saluran pembuang alamiah yang kemudian akan diteruskan ke laut (Irigasi, 1986). Ilustrasi jaringan irigasi seperti pada Gambar 6.1 152 Sal pembawa drainasi Gambar 6.1 Ilustrasi Jaringan Irigasi Petak tersier menduduki fungsi sentral dalam jaringan irigasi teknis. Perlunya batasan luas petak tersier yang ideal hingga maksimum adalah agar pembagian air di saluran tersier lebih efektif dan efisien hingga mencapai lokasi sawah terjauh (Irigasi, 1986). 6.2.2 Petak Tertier Petak tersier adalah hamparan yang dilayani oleh suatu saluran tersier. Suatu petak tersier dan juga petak sawah pada irigasi teknis hanya boleh mendapat air dari satu inlet dari saluran satu tersier Petak tersier merupakan satuan wilayah yang terkecil pada perencanaan irigasi teknis. Pembagian petak tersier harus dilakukan dengan memperhatikan hal-hal sebagai berikut :  Luas petak yang ideal adalah antara 50 – 100 ha, walaupun kadang-kadang dapat mencapai 150 Ha.  Bentuk petak yang ideal adalah bujur sangkar.  Petak tersier sebaiknya berbatasan dengan : saluran induk, saluran sekunder, saluran pembuang, sungai, batas desa dan jalan.  Panjang saluran tersier sebaiknya kurang dari 1500 meter.  Petak tersier sebaiknya berada pada satu wilayah desa.  Batas petak sebaiknya bertepatan dengan batas hak milik tanah. Pengelolaan air dipetak tersier menjadi tanggung jawab petani melalui Perkumpulan Petani Pemakai Air (P3A), sehingga usaha-usaha pengembangan petak tersier hendaknya melibatkan petani melalui P3A. Efisiensi pembagian air, petak tersier dibagi dalam petak kuarter. Petak kuarter ini mendapat air dari saluran kuarter yang menyadap air dari saluran tersier. Saluran tersier membawa air dari bangunan sadap tersier pada jaringan utama ke petak-petak kuarter. Dengan demikian ujung saluran tersier adalah boks bagi kuarter yang 153 terakhir. Saluran kuarter membawa air dari boks bagi kuarter melalui saluran kuarter. Air dari saluran kuarter disadap melalui lubang sadap atau saluran cacing ke petak sawah. Saluran kuarter sebaiknya berakhir di saluran pembuang, hal ini agar air yang tidak terpakai bisa dibuang. Saluran pembuang kuarter menampung air buangan dari sawah-sawah dan menyalurkan ke saluran pembuang tersier dan seterusnya kesaluran pembuang sekunder dan primer. Ukuran petak kuarter sebaiknya antara 8 Ha sampai 15 Ha dengan panjang saluran kuarter kurang dari 500 meter, sedangkan jarak antara saluran kuarter ke saluran pembuang sebaiknya kurang dari 300 meter. 6.2.3 Pandangan Teknis. Berdasarkan pandangan teknis suatu petak tertier yang merupakan kumpulan petakpetak kwarter, yang dibedakan menjadaipetak tersier sederhana, setengah teknis dan teknik. Untuk mendapatkan gambara lebih dapat dilihat pada Gambar 4.2 smapai Gambar 4.4 Gambar 6.2 Ilustrasi Jaringan Tertier Sederhana (Sujawadi, 1987) Jaringan tertier sederhana sudah terdapat saluran drainasi yang belum mendapat perhatian. Box tertier belum ada dan cara pengambilan air belum teratur, terjadi aliran dari petakan sawah lainnya tanpa control dalam upaya pengaliran air sesuai kebutuhan tanamnnya. Tanda panah aliran air pada Gambar 6.2 yang menunjukan ketidak teraturan. Pintu Tertier Telah ada Saluran Drainase Telah ada Box Tertier Gambar 6.3 Ilustrasi Jaringan Tertier Setengan Teknis (Sujawadi, 1987) 154 Dalam suatu petak tertier setengan teknis, terdapat box tertier. Selain itu sauran pembuang telah mendapat perhatian. Petak ini telah memiliki saluran tertier dan sub-tertier permanen. Suatu petak kwarter menerima air hanya dari satu tempat. Saluran drainasi telah direncana dengan baik Terdapat pintu tertier, box tertier, box pembagi sub tertier dan box kwarter Gambar 6.4 Ilustrasi Jaringan Tertier Teknis (Sujawadi, 1987) Dalam betak tertier teknis telah bangunan box, sub tertier dan kwarter. Saluran drainasi telah direncanakan dengan baik, sehingga pengambilan dan pembuangan air kelebihan benar-benar telah diatur. 6.2.4 Petak Sekunder Petak sekunder merupakan hamparan pertanian yang dilayani dari suatu saluran sekunder dan terdiri dari beberapa petak tersier. Petak sekunder menerima air dari bangunan bagi yang terletak di saluran primer atau sekunder. Oleh karena itu batas-batas petak sekunder adalah batas petak tersier paling luar, berupa saluran induk, saluran sekunder, saluran pembuang, sungai, batas desa dan jalan. Luas petak sekunder bisa berbeda-beda, tergantung pada situasi daerah dan petak tersier yang dilayani. Saluran sekunder sering terletak di punggung medan, yang akan mengairi kedua sisi saluran hingga saluran pembuang yang membatasinya. Saluran sekunder boleh juga direncana sebagai saluran garis tinggi yang mengairi lereng - lereng medan yang lebih rendah saja. 6.2.5 Petak Primer Petak primer merupakan hamparan pertanian yang pembagian air irigasinya dilayani melalui suatu saluran induk/primer. Petak Primer terdiri dari beberapa petak sekunder dan tersier, yang mengambil air langsung dari saluran primer. Petak primer dilayani oleh satu saluran primer yang mengambil airnya langsung dari sumber air, biasanya sungai. Seringkali 155 suatu Daerah Irigasi dilayani oleh dua saluran induk : Induk Kiri dan Induk Kanan. Ini menghasilkan dua petak primer. Selain melayani saluran sekunder, seringkali saluran induk harus melayani petak terseier tanpa melalui saluran sekunder. Terutama saluran induk yang mengikuti garis tinggi, petak tersier yang berada pada daerah sepanjang saluran induk harus dilayani langsung oleh saluran induk. Luas petak primer tergantung dari luas petak sekunder dan luas petak tersier yang dilayani. 6.3 SUSUNAN DAERAH IRIGASI DAN SISTEM JARINGAN 6.3.1 Susunan Saluran Jalannya air dari bangunan penangkap air (bendung atau pengambil bebas) pada sungai sampai ke petak-petak sawah akan melalui saluran. Ukuran saluran disesuaikan dengan kapasitas saluran Irigasi. Kapasitas saluran yang dimaksud adalah kapasista saluran pemberik atau suplai. Dimensi saluran berturut-turut akan semakin mengecil. Saluran pertama yang mengambil air dari bendung dinamakan saluran primer dan melayani daerah irigasi, yang berupa sekumpulan petak sekunder. Dalam saluran sekunder, ukurannya lebih kecil dari saluran primer. Selanjutnya ke salauran tertier.Saluran tertier melayani suatu petak tertier dan saluran yang melayani petak kuarter dinamakan saluran kuarter. Dalam daerah irigasi teknis tidak jarang dijumpai suatu cara klasifikasi saluran, sbb a) Saluran primer b) Saluran sekunder dan Saluran sub_sekunder c) Saluran tertier dan Saluran sub tertier d) Saluran Kwarter 6.3.2 Saluran Primer Saluran primer merupakan saluran pertama yang keluar dari bendungan atau dari bendung untuk mengalirkan air ke sawah atau dari bangunan utama sampai bangunan bagi akhir. 6.3.3 Saluran Sekunder. Saluran ini menyadap air irigasi dari saluran induk melalui bangunan bagi. Untuk selanjutnya air dari saluran sekunder ini dialirkan ke saluran terseir melalui bangunan sadap. Karenanya ujung saluran sekunder ini adalah bangunan sadap akhir. 156 6.3.4 Saluran Tersier. Saluran ini menyadap air irigasi dari saluran sekunder atau saluran primer/induk melalui bangunan sadap. Saluran ini membawa air sampai ke boks kuarter yang selanjutnya dialirkan melalui saluran kuarter ke petak sawah. 6.4 JENIS DAN BAHAN PEMBENTUK SALURAN Dilihat dari bahan pembentuknya saluran ini dibedakan atas : 6.4.1 Saluran tanah. Saluran tanah merupakan saluran irigasi yang digali pada tanah asal atau pada tanah timbunan, tanpa lapisan yang memperkuat dinding maupun dasar saluran. Perencanaan saluran tanah ini harus memenuhi beberapa kriteria hidrolis yaitu : a) Mampu mengalirkan debit yang direncanakan. b) Tidak mengalami sedimentasi sehingga mendangkalkan saluran. c) Tidak mengalami erosi baik pada dinding maupun dasar saluran. Dalam mengalirkan debit yang direncanakan, maka saluran irigasi harus mempunyai penampang basah dan kemiringan memanjang saluran yang memadai sehingga didapat rencana penampang dan kecepatan aliran yang mampu mengalirkan debit yang direncanakan. Agar tidak terjadi sedimentasi yang menyebabkan pendangkalan saluran, maka kecepatan aliran yang didapat tidak boleh terlalu rendah sehingga pada kecepatan yang rendah tersebut, pengendapan akan terjadi. Pada kemiringan memanjang saluran serta penampang yang direncanakan harus menjamin tidak terjadinya endapan. Agar tidak terjadi erosi, maka kecepatan aliran tidak boleh melebihi kecepatan yang diijinkan sesuai dengan karakteristik tanah dimana saluran tersebut dibuat. Besarnya kecepatan ijin tersebut sangat dipengaruhi oleh jenis tanah, nilai perbandingan rongga (void ratio), kedalaman dan lengkungan mendatar. 6.4.2 Saluran Pasangan Saluran pasangan merupakan saluran yang dinding dan dasar salurannya dilapisi dengan bahan yang kedap air. Banyak bahan yang dapat digunakan untuk pasangan, namun menurut Standar Perencanaan Irigasi jenis pasangan yang dianjurkan adalah : pasangan batu, beton, tanah yang dipadatkan. Penggunaan bahan-bahan yang lain tidak dianjurkan, karena sulitnya memperoleh persediaan bahan, teknik pelaksanaan yang lebih rumit dan kelemahankelemahan bahan itu sendiri. 157 Kegunaan saluran pasangan ini dimaksudkan untuk :  mencegah kehilangan air akibat rembesan,  mencegah gerusan dan erosi,  mencegah merajalelanya tumbuhan air,  mengurangi biaya pemeliharaan,  memberi kelonggaran untuk lengkung yang lebih besar,  tanah yang dibebaskan lebih kecil. 6.4.3 Saluran Pembuang. Saluran pembuang adalah saluran yang berfungsi membuang air kelebihan keluar daerah irigasi agar tidak terjadi genangan. Berdasar fungsinya dibedakan atas : a. Saluran Pembuang Tersier. Saluran Pembuang ini menampung buangan dari petak tersier melalui saluran pembuang kuarter untuk selanjutnya membuangnya kesaluran pembuang sekunder. b. Saluran Pembuang Sekunder. Saluran pembuang sekunder ini menampung air buangan dari saluran pembuang ke saluran pembuang primer atau langsung ke saluran alami seperti parit atau sungai. c. Saluran Pembuang Primer. Saluran pembuang primer ini menampung air buangan dari saluran pembuang sekunder keluar daerah irigasi. Saluran pembuang primer ini sering berupa saluran alami seperti parit atau sungai yang kemudian membuangnya ke sungai utama atau langsung kelaut. 6.5 PERENCANAAN SISTEM JARINGAN IRIGASI Kriteria Perencanaan Jaringan lrigasi ini merupakan bagian dari Standar Kriteria Perencanaan dari Direktorat Jenderal Sumber Daya Air. Kriteria Perencanaan terdiri dari bagian-bagian berikut : KP – 01 Perencanaan Jaringan Irigasi ;KP – 02 Bangunan Utama (Head works) ;KP – 03 Saluran KP – 04 Bangunan ;KP – 05 Parameter Bangunan ; KP – 06 Petak Tersier ; KP – 07 Standar Penggambaran. Kriteria tersebut dilengkapi dengan: Gambar-gambar tipe dan Standar Bangunan Irigasi; Persyaratan Teknis untuk Pengukuran, Penyelidikan dan Perencanaan - Buku Petunjuk Perencanaan. Bagian mengenai Kriteria. Perencanaan sistem jaringan Irigasi ini khusus membicarakan berbagai tahap perencanaan yang mengarah kepada penyelesaian jaringan utama irigasi. 158 Penggambaran Sistem Jaringan Irigasi Peta rancangan untuk sistem irigasi umum dibuat berdasarkan peta topografi yang dilengkapi dengan garis-garis kontur dengan skala 1:25.000. Peta ikhtisar detail yang biasa disebut peta petak, dipakai untuk perencanaan dibuat dengan skala 1:5.000, dan untuk petak tersier 1:5.000 atau 1:2.000. Berikut ini akan dijelaskan mengenai langkah – langkah yang dilakukan pada perencanaan sistem jaringan irigasi sungai Kaliwuri (Hamdani, 2014). Langkah langkah tersebut adalah sebagai berikut: 1. Menyiapkan Peta Situasi/topografi Lokasi, seperti Gambar 4.5 Gambar 6.5 Contoh Peta Situasi (Hamdani, 2014). 2. Tentukan letak bendung di sungai, berikan nama bendung sesuai dengan nama sungai pada jaringan irigasi dengan sungai utama atau inisial nama kampung yaitu Mulok Misal Mulok maka digunakan nama BM0 untuk bendung, seperti Gambar 4.6 Lokasi Bendung Gambar 6.6 Rencana Lokasi Bendung 159 3. Tarik saluran pembuang alami di lembah dari saluran yang ada (existing) atau yang diberi dengan warna biru, seperti Gambar 6.7: Lokasi Bendung Saluran alam Perkampungan Gambar 6.7 Rencana Saluran Pembuang/Drainase 4. Selanjutnya dilakukan pembuatan trase pada saluran. Trase pada peta tata letak pendahuluan dan ketinggian tanah pada trase perlu diperhatikan terlebih dahulu. Perencanaan trase hendaknya secara planimetris mengacu kepada  Garis-garis lurus sejauh mungkin, yang dihubungkan oleh lengkunglengkung bulat  Tinggi muka air yang mendekati tinggi medan atau sedikit diatas tinggi medan guna mengairi sawah-sawah di sebelahnya  Tinggi muka air tanah mendekati tinggi muka air rencana atau sedikit lebih rendah  Perencanaan potongan yang berimbang dengan jumlah bahan galian sama atau lebih banyak dari jumlah bahan timbunan. Dalam jaringan irigasi trase saluran primer pada umumnya kurang lebih paralel dengan garis-garis tinggi (saluran garis tinggi) dengan saluran-saluran sekundernya di sepanjang punggung medan. Oleh karena itu perencanaan trase saluran sekunder dengan kemiringan tanah sedang merupakan prosedur langsung. Penentuan trase saluran primer lebih kompleks karena parameter-parameter seperti kemiringan dasar, bangunan-bangunan silang dan ketinggian pada pengambilan yang dipilih di sungai harus dievaluasi (Irigasi, 1986). 160 Untuk penentuan trase saluran primer, ada dua keadaan yang mungkin terjadi, yakni : a. Debit yang tersedia untuk irigasi berlimpah dibandingkan dengan tanah irigasi yang ada; b. Air irigasi terbatas akibat tanah yang dapat diairi diambil maksimum. Pada kasus ini tarik saluran induk dengan warna biru, garis – titik – garis. Sejajar garis kontur Usahakan turun elevasi, nama saluran induk disesuaikan dengan nama sungai yaitu saluran induk BM. Seperti pada Gambar 6.8 Gambar 6.8 Rencana Trase Saluran 5. Selanjutnya dilakukan pembuatan trase pada saluran. Trase pada peta tata letak Tentukan tempat untuk bangunan bagi atau sadap di saluran induk tadi.Berikan nama bangunan itu sesuai dengan urutan bangunan sejak bangunan pertama yaitu : BM1, BM2, BM3, dan BM4. Ruas antara bendung dan bangunan pertama (BM0 – BM1) merupakan saluran induk dan seterusnya. 6. Beri nama bangunan – bangunan yang ada pada saluran sekunder dengan inisial nama kampung yang terlewati maupun yang dekat dengan saluran atau bila tidak kampung maka dapat diberi nama yang sesuai dengan keinginan tapi dalam jaringan irigasi tidak boleh ada nama yang sama, seperti pada Gambar 6.9 161 Gambar 6.9 Rencana Pemberian Nama Bangunan 7. Tentukan luas petak tersier maksimum (misalnya 60 ha). Beri nama petak tersier sesuai dengan nama saluran sekunder. Contoh BM2 kiri untuk sebelah kiri dan BM2 kanan untuk sebelah kanan, Seperti pda Gambar 6.10 : Gambar 6.10 Rencana Penentuan Luas Petak 162 6.6 STANDAR TATA NAMA Pemberian nama pada Daerah Irigasi, saluran irigasi, saluran pembuang maupun bangunanbangunan harus dilakukan menurut standar harus jelas dan logis. Nama yang diberikan harus pendek dan tidak mempunyai tafsiran ganda (ambigu). Nama-nama harus dipilih dan dibuat sedemikian sehingga jika dibuat bangunan baru kita tidak perlu mengubah semua nama yang sudah ada. 6.6.1 Nama Daerah Irigasi. Nama daerah irigasi diberi sesuai dengan nama daerah setempat. Nam ini bisa diambil dari nama daerah setempat atau nama desa yang penting dan mudah diukenal. Dapat juga nama daerah irigasi ini diberi nama sesuai dengan nama sungai yang dibendung. Seperti nama D.I. Sanggau Ledo yang skema irigasi ada pada gambar berikut ini, nama tersebut diambil dari nama kota kecamatan yang berdekatan dengan Daerah Irigasi, walaupun sungai yang dibendung adalah sungai Tebudak. Tapi pada kasus lain di Kabupaten Sanggau untuk daerah irigasi D.I. Merowi, nama D.I. tersebut diambil dari sungai yang dibendung, karena nama sungai tersebut lebih dikenal dibanding dengan nama desa didekatnya. 6.6.2 Nama Saluran Irigasi. Nama saluran induk irigasi diberi nama sesuai dengan nama Daerah Irigasi atau nama bendung dimana saluran induk itu berpangkal. Pada gambar berikut ini, pada Daerah Irigasi Sanggau Ledo terdapat dua saluran induk. Saluran induk yang mengairi daerah irigasi Sanggau Ledo sebelah kiri diberi nama saluran induk Tebudak Kiri, karena nama bendung itu adalah bendung Tebudak. Yang mengairi areal sebelah kanannya diberi nama Tebudak Kanan. Bisa saja saluran induk tersebut diberi nama sesuai dengan nama D.I. yaitu saluran Induk Sanggau Ledo Kiri dan Sanggau Ledo Kanan. Nama saluran sekunder, diberi nama sesuai dengan nama desa yang dilalui oleh saluran sekunder tersebut. Seperti pada D.I. Sanggau Ledo, saluran sekunder Transos adalah saluran sekunder yang melewati desa Transos. Sedangkan saluran sekunder Paket A adalah saluran sekunder yang melewati desa Paket A, yang merupakan desa transmigrasi. Seperti pada Gambar 6.11 163 . Gambar 6.11 Peta Situasi D.I. Sangau Ledo 164 Gambar 6.12 Peta Skema D.I. Sangau Ledo Saluran Induk dan saluran sekunder dibagi dalam ruas-ruas dan setiap ruas diberi nomor. Saluran Induk Ruas 1 adalah saluran induk mulai bendung sampai bangunan ke satu. Saluran sekunder ruas 1 adalah saluran sekunder dari pangkalnya ( berupa bangunan bagi ) sampai bangunan pertama beriukutnya. Ruas saluran ini disingkat R pada pemberian nama saluran Pada saluran induk Tebudak kiri Ruas 1 diberi nama TU Kr R1, yaitu saluran induk dari bendung sampai bangunan sadap pertama. Sedangkan untuk Saluran induk Tebudak 165 Kanan Ruas 6 diberi nama TU Kn R6 adalah saluran induk antara bangunan sadap ke 5 dengan bangunan bagi ke 6 6.6.3 Nama Bangunan . Nama bangunan diberi nama sesuai dengan nama salurannya. Untuk bangunan bagi dan bangunan sadap, penomoran diberi nomor : 1,2,3 dst. dengan diawali dengan huruf B (Bangunan ). Untuk bangunan sadap pertama pada saluran induk Tebudak kiri, misalnya diberi nama : BTU Kr 1. Untuk bangunan bagi pada saluran sekunder Paket A, untuk bangunan ketiga diberi nama BPA 3. Begitu dan seterusnya. Bngunan lain selain bangunan bagi atau sadap, pemberian nama diberikan sesuai nomor ruas salurannya dan diikuti dengan huruf kecil. Gorong-gorong antara bangunan BTU Kn3 dengan BTU Kn4 misalnya, diberi nama BTU Kn4a, karena terletak pada saluran induk Tebudak Kanan Ruas 4. Kalau pada ruas tersebut terdapat beberapa bangunan, maka bangunan-bangunan itu diberi huruf sesuai urutannya sehingg menjadi : BTU Kn 4a, BTU Kn 4b, BTU Kn 4c dst. 6.6.4 Nama Petak Dan Saluran Tersier. Petak Tersier diberi nama sesuai nama saluran, yang menyadap. Untuk petak tersier yang menyadap dari saluran induk Tebudak Kanan Ruas 3 pada bangunan BTU Kn 3, diberi nama petak tersier disebelah kiri saluran : TU Kn 3 kr dan untuk sebelah kanan diberi nama TU Kn 3 Kn. Kalau disebelah kiri saluran terdapat dua petak tersier, maka nama tepak tersier tersebut menjadi TU Kn 3 kr kr dan TU Kn 3 kr kn atau TU Kn 3 kr 1 dan TU Kn 3 kr 2. Nama saluran tersier mengikuti nama petak tersiernya. Untuk saluran tersier yang melayani petak tersier TU Kn 3 kr diberi nama saluran tersier TU Kn 3 kr. Untuk bangunan sadap akhir, sering dijumpai ada petak tersier diantara dua petak tersier kiri dan kanan, seperti pada saluran sekundere Transos Ruas 3, dimana terdapat 3 petak tersier : TS 3 ki, TS 3 kn dan TS 3 tg ( tengah ). 6.6.5 Nomenklatur Nomenklatur adalah membuat sebutan atau nama dari jenis, tempat dari obyek irigasi. Manfaat Nomenklatur: a) Untuk memudahkan penyelenggaraan irigasi, penulisan laporan tentang obyek irigasi b) Memudahan pembedaan antara daerah irigasi yang satu dengan lainnya. c) Memudahkan dalam satu daerah irigasi sering ditemui bangunan maupun saluran yang sejenis dalam jumlah yang lebih dari satu. 166 d) Penamaan harus menunjukkan nama daerah/desa, pemberian nama ini sebaiknya yang telah terkenal di daerah tersebut atau sungai yang diambil airnya untuk kepentingan irigasi. Suatu kejadian yang tidak dapat dilupakan oleh masyarakat sekitar Singkatan harus betul-betul singkat. a) Singkatan satu huruf. Ditambah angka. b) Dimungkinkan menambah tanpa merubah singkatan dari sistem yang ada. c) Dapat menyatakan perbedaan fungsi jenis saluran atau bangunan. d) Dapat menyatakan jenis dan letak petak. Petak–petak diberi nama kanan atau kiri sesuai arah aliran air irigasi. e) Sebutan dalam satu daerah irigasi tidak boleh sama, Jr untuk Jragung dan Jr untuk Jrakah. Sebaiknya dibedakan misalnya Jg untuk Jragung dan Jk untuk Jrakah Dalam memudahkan penggambaran jaringan, maka dibuat suatu simbol atau notasi/legenda dari berbagai macam bangunan seperti berikut ini = Saluran Primer = Bangunan Terjun = Saluran Sekunder = Saluran Tertier = Bangunan Talang = Saluran Pembuang = Bangunan Penangkap = Gorong-gorong = Bangunan Sadap = Sypon = Bangunan Bagi = Bangunan Bagi = Bangunan Pelimpah = gorong/Jembatan = Bangunan Pintu Bilas Nama petak menunjukkan lokasi Luas areal yang ada dipetak tsb Debit kebutuhan air di peta 167 BAB 7 PERENCANAAN DIMENSI SALURAN 7.1 UMUM Kapasitas tampung saluran diperoleh dengan menghitung debit yang dapat ditampung saluran dengan dimensi yang telah ada, kemudian dibandingkan dengan debit banjir rencana untuk mengetahui apakah saluran masih mampu menampung debit banjir di masa yang akan datang. Kapasitas tampung saluran eksisting yang telah diperoleh dibandingkan dengan debit banjir rencana kala ulang, sehingga dapat diketahui saluran drainase masih dapat menampung debit banjir atau perlu dilakukan redesain saluran agar mampu menampung debit banjir yang terjadi. Untuk mengetahui kapasitas tampung saluran suplai dan drainasi eksisting, maka dilakukan dengan cara memperhitungan unsur-unsur geometris saluran. Unsur geometeri saluran suplay dan drainasi seperti dimensi saluran, luas catchment area, koefisien aliran dan kemiringan lahan (slope), yang nantinya akan diperoleh debit kapasitas tampung saluran 7.2 DASAR PERHITUNGAN Debit rencana sebuah saluran dihitung dengan Persamaan 7.1 : Q= dimana : . . Q = Debit rencana, l/dt c = Koefisien pengurangan karena adanya sistem golongan, (7.1) NFR = Kebutuhan bersih (netto) air di sawah, liter/dt/ha . Besarnya kebutuhan air disawah (NFR), dihitung berdasar : a. Besarnya Evapotransirasi tanaman ( Etc ). b. Besarnya perkolasi ( P ). c. besarnya curah hujan effektif ( Re ). d. Besarnya kebutuhan air untuk penggantian air ( WLR ). A = Luas daerah yang diairi, ha Eff = Efisiensi irigasi secara keseluruhan 168 Efisiensi irigasi didasarkan asumsi bahwa sebagian dari jumlah air yang diambil akan hilang baik disaluran maupun di petak sawah. Kehilangan ini disebabkan oleh kegiatan eksploitasi, evaporasi dan rembesan. Kehilangan air akibat evaporasi dan rembesan pada umumnya relatif kecil jika dibandingkan dengan kehilangan air akibat eksploitasi, sehingga pemberian air di bangunan.pengambilan harus lebih besar dari kebutuhan air sawah (Irigasi, 1986). Efisiensi irigasi menunjukkan angka daya guna pemakaian air yaitu merupakan perbandingan antara jumlah air yang digunakan dengan jumlah air yang diberikan yang dinyatakan dalam persen (%). turun dan begitu Bila angka kehilangan air naik maka efisiensi akan pula sebaliknya. Efisiensi diperlukan karena adanya pengaruh kehilangan air yang disebabkan oleh evaporasi, perkolasi, infiltrasi, kebocoran dan rembesan. Perkiraan efisiensi irigasi ditetapkan sebagai berikut (KP 01, 1986). Rumusan effisiensi sebagaimana Persamaan 7.2: x 100% Eff = (7.2) Bila angka kehilangan air naik maka efisiensi akan turun dan begitu pula sebaliknya. Efiesiensi diperlukan karena adanya pengaruh kehilangan air yang disebabkan oleh evaporasi, perkolasi, infiltrasi, kebocoran dan rembesan. Besarnya effisiensi irigasi = 100 %, Untuk perkiraan efisiensi irigasi ditetapkan sebagai berikut (KP 01, 1986):  Jaringan tersier (et) = 80 % (= 77,5 % - 85 %)  Jaringan sekunder (es) = 90 % (87,5 % - 92,5 %  Jaringan primer (ep) = 90 % (87,5 % - 92,5 %) Faktor efisiensi irigasi secara keseluruhan (eff) adalah perkalian dari 80 % x 90 % x 90 % = 65 % atau berkisaran antara (0,59 – 0,73)% Besarnya kehilangan air di jaringan irigasi menurut Standar Perencanaan Irigasi adalah sebagai berikut :  15 – 22,5 % di petak tersier, antara bangunan sadap tersier dan sawah.  7,5 % - 12,5 % di saluran sekunder.  7,5 % – 12,5 % di saluran utama. Presentase kemungkinan tak terpenuhi pada debit rencana, yang dipakai untuk perencanaan irigasi (KP 01, 1986): - Bagian atas pangkal bangunan 0,1% 169 - Bangunan utama dan bangunan-bangunan di sekitarnya 1% - Jembatan jalan Bina Marga 2% - Bangunan pembuang silang, pengambilan di sungai 4% - Bangunan pembuang dalam proyek 20% - Bangunan sementara 20% - 4% 7.3 Perhitungan Sistem Jaringan Irigasi Perencanaan sistem jaringan irigasi, bukan penggambaran saja. Selain itu pengolahan data – data , digunakan untuk merancang saluran yang akan digunakan. Dalam perencanaan sistem jaringan irigasi,terdapat rumus – rumus yang digunakan untuk mengolah data –data yang ada. Penggunaan rumus – rumus tersebut adalah untuk membantu dalam perancangan atau mendesain saluran 7.3.1 Luas Areal Pertanian yang diairi Luas daerah yang diairi oleh saluran tersier adalah luas petak tersier yang bersangkutan. Mengingat ada petak tersier yang menyadap langsung ke saluran primer dan ada yang menyadap dari saluran sekunder, maka diberikan notasi yang berbeda terhadap keduanya :  Luas petak tersier yang menyadap langsung ke saluran primer : Atp.  Luas petak tersier yang menyadap ke saluran sekunder : Ats. Sedangkan luas daerah irigasi yang diairi oleh saluran sekunder adalah jumlah luas petak petak tersier yang menyadap pada saluran sekunder yang bersangkutan. Kalau luas yang diari oleh saluran sekunder adalah As, seperti Persamaan 7.3: As =  Ats. (7.3) Perhitungan luas daerah yang diairi oleh saluran primer merupakan luas daerah yang diairi oleh saluran sekunder dan saluran tersier, yang mengambil air dari saluran primer tersebut. Kalau luas daerah irigasi yang diairi oleh saluran primer ini adalah Ap, seperti Persamaan 7.4: Ap =  As +  Atp (7.4) 7.3.2 Debit Rencana untuk Saluran Tersier, Sekunder dan Primer. Berdasar uraian tersebut diatas, maka besarnya debit rencana seperti yang diasmpaikan pada awal bab ini penerapannya adalah sebagai berikut :  Saluran Tersier, seperti pada Persamaan 7.5 170 Q  atau Q  c . NFR . Atp et (7.5) c . NFR .  Ats es . et (7.6) Saluran Sekunder, seperti pada Persamaan 7.6 Q  c . NFR . Ats et c . NFR . As es atau Q Saluran primer. seperti pada Persamaan 7.7 Q Q c . NFR .  As  es . ep c . NFR .  Ats et . es . ep  c . NFR .  Atp et . ep atau (7.7) c . NFR .  Atp et . ep Contoh perhitungan. Daerah Irigasi (D.I). Una Aha yang mempunyai luas areal (Ha), yang dialirkan melalui satu saluran primer Una Aha. Pada saluran primer ini pada bangunan bagi sadap BU 7, mencabang saluran sekunder Belo yang melayani 156 Ha dan saluransekunder Tongauna yang melayani 209 Ha. Sedangkan petak tersier yang dilayani adalah petak Tersier U7 Ka 1 seluas 97 Ha, tersier U7 Ka 2 seluas 90 Ha dan tersier U7 Tg3. Seperti Gambar.7.1 Gambar 7.1 Contoh Daerah Irigasi (D.I). Una Aha Daerah Irigasi tersebut, ditentukan oleh  Kebutuhan air normal (NFR) adalah 1,2 liter /detik/ha.  Efisiensi jaringan tersier 0.8 atau kehilangan air 20 %.  Efisiensi jaringan sekunder 0,90 atau kehilangan air 10 %.  Efisiensi jaringan primer 0,95 atau kehilangan air 5 %.  Koefisien pengurangan = 1 Kebutuhan air untuk saluran tersier U7TG 3. Q c . NFR . Ats et  1 . 1, 2 . 60 0,8  90 liter/ detik . 171 Luas areal yang dilayani 60 ha =====>  Kebutuhan air untuk saluran tersier U7 ka2 : Luas yang dilayani 90 ha  Q 1 . 1, 2 . 90 0,8 et 1 . 1, 2 . 97  0,8  135  145.05 liter/ detik . liter/ detik . Kebutuhan air saluran Sekunder Belo c . NFR .  Ats Q et .es 1 . 1, 2 . 155  0,8 . 0.9  258.33 liter/ detik .  348,33 liter/ detik . Kebutuhan air saluran Sekunder Tongauna Luas yang dilayani 209 ha.  c . NFR .  Ats Q Luas yang dilayani 155 ha.  et  Kebutuhan air saluran tersier U7Ka 1 : Luas yang dilayani 97 ha.  c . NFR .  Ats Q c . NFR .  Ats et .es  1 . 1, 2 . 209 0,8 . 0.9 Kebutuhan air saluran Saluran induk Una Aha Ruas 7 Langsung dari Saluran primer ( Atp) : 247 ha. Lewat saluran sekunder ( Ats) : 364 ha. Maka jumlah luas yang dilayani 977,17 ha. Q c . NFR .  Ats et . es . ep  c . NFR .  Atp et . ep  1.1, 2 . 364 0,80 . 0,90 . 0,95  1.1, 2 . 247 0,8 . 0,95  1.028,60 liter / det ik 7.4 Kapasitas Saluran Kapasitas saluran atau debit yang dapat dialirkan oleh suatu penampang, dapat dihitung melalui Persamaan 7.8: Q = V.A (7.8) dimana : Q = Debit yang dialirkan, m3/detik. V = Kecepatan aliran, m/detik. A = Luas penampang basah, m2. Besarnya kecepatan aliran dihitung dengan menggunakan rumus berikut ini sedangkan luas penampang basah dihitung berdasar bentuk penampang, serta kedalaman basahnya. Rumusan kecepatan dalam saluran irigasi,biasanya menggunakan rumusan Strickler. Rumus Strickler, seperti dalam Persamaan 7.9: dimana : V v = kecepatan aliran, meter/detik. k = koefisien kekasaran Stickler. = k . R2/3 . I½ (7.9) 172 R = Jari-jari hiraulis = A/P A = Luas penampang basah,m2. P = Keliling basah, m. I = Kemiringan memanjang saluran. Elemen penampang saluran yaitu :  luas penampang ( A ),  keliling basah ( P ) dan  jari-jari hidraulis ( R ), tergantung bentuk penampang seperti Tabel 7.1 Tabel 7.1 Elemen Penampang Saluran. Bentuk penampang Luas penampang Keliling basah Jari-jari hidraulis persegi b.h b+2h trapesium ( b + mh ) h 7.5 ( b  mh ) h 2 b  2h ( 1  m ) Perencanaan Saluran Tanah. 7.5.1 Karakteristrik Saluran Tanah Besarnya koeffisien Stickler ( k ), tergantung kepada faktor-faktor berikut ini :  kekasaran permukaan saluran,  ketidak teraturan permukaan saluran,  trase,  vegetasi ( tetumbuhan ),  sedimen. Bentuk dan besar/kecilnya partikel di permukaan saluran merupakan ukuran kekasaran. Pada saluran tanah ini, hanya merupakan bagian kecil saja dari kekasaran total. Pada saluran irigasi, ketidakteraturan permukaan menyebabkan perubahan dalam keliling basah dan potongan melintang, Kondisi ketidakteraturan permukaan mempunyai pengaruh yang lebih penting, pada koefisien kekasaran saluran daripada kekasaran permukaan. Perubahan-perubahan mendadak pada permukaan saluran akan mcmperbesar koefisien kekasaran. Perubahan ini dapat disebabkan oleh penyelesaian konstruksi saluran yang jelek 173 atau karena erosi pada talut saluran. Terjadinya riak-riak di dasar saluran akibat interaksi aliran di perbatasannya juga berpengaruh terhadap kekasaran saluran. Pengaruh vegetasi terhadap hambatan/perlawanan sudah jelas; panjang dan kerapatan vegetasi adalah faktor-faktor yang menentukan. Akan tetapi tinggi air dan kecepatan aliran sangat membatasi pertumbuhan vegetasi. Vegetasi diandaikan minimal untuk harga-harga k yang dipilih dan dipakai dalam perencanaan saluran. Pengaruh trase saluran terhadap koefisien kekasaran dapat diabaikan, karena dalam perencanaan saluran tanpa pasangan akan dipakai tikungan berjari-jari besar. Fktor-faktor yang berpengaruh terhadap koefisien kekasaran saluran, akan bervariasi menurut ukuran saluran. Ketidakteraturan pada permukaan menyebabkan perubahan kecil di daerah potongan melintang di saluran yang besar ketimbang di saluran kecil. Koefisien kekasaran untuk perencanaan saluran irigasi disajikan pada Tabel 7.2 (KP.03, 1986) 7.5.2 Perbandingan Lebar dan Kedalaman (b/h) Pada debit yang kecil perbandingan b/h diambil = 1, sedangkan pada debit yang lebih besar b/h diambil lebih dari 1. Kalau b/h diambil kurang dari 1, maka saluran menjadi tidak stabil. Menurut Standar Perencanaan Irigasi Ditjen Pengairan, besarnya perbandingan b/h untuk berbagai debit adalah seperti pada Tabel 7.2 (KP.03, 1986) Tabel 7.2 Karakteristik saluran tanah menurut Standar Perencanaan Irigasi. Debit dalam m3/detik 0,15 – 0,30 0,30 – 0,50 0,50 – 0,75 0,75 – 1,00 1,00 – 1,50 1,50 – 3,00 3,00 – 4,50 4,50 – 5,00 5,00 – 6,00 6,00 – 7,50 7,50 – 9,00 9,00 – 10,00 10,00 – 11,00 11,00 – 15,00 15,00 – 25,00 25,00 – 40,00 kemiringan talut 1 : m 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 2,0 2,0 2,0 2,0 perbandingan b/h 1,0 1,0 – 1,2 1,2 – 1,3 1,3 – 1,5 1,5 – 1,8 1,8 – 2,3 2,3 – 2,7 2,7 – 2,9 2,9 – 3,1 3,1 – 3,5 3,5 – 3,7 3,7 – 3,9 3,9 – 4,2 4,2 – 4,9 4,9 – 6,5 6,5 – 9,0 faktor kekasaran Stickler ( k ) 35 35 35 35 40 40 40 40 42,5 42,5 42,5 42,5 45 45 45 45 174 7.5.3 Kecepatan Rencana. Pada dasarnya kecepatan rencana ditentukan berdasar kecepatan yang diijinkan. Besarnya kecepatan yang diijinkan ini besarnya tergantung pada :  Jenis Tanah.  Nilai Banding Rongga.  Perbandingan antara Jari-jari lengkungan terhadap lebar permukaan air.  Kedalaman air rencana. Namun untuk Irigasi sederhana dan tanah lempung yang normal (tidak terlalu berpasir dan tidak terlalu banyak butir halus ) nilai kecepatan rencana ini sebaiknya diambil antara 0,20 meter/detik sampai 0,60 meter/detik. Untuk saluran kecil sebaiknya menggunakan kecepatan yang lebih rendah. 7.5.4 Tinggi Jagaan ( w ) Jagaan atau freeboard suatu saluran ialah jarak vertikal dari puncak saluran ke permukaan air pada kondisi rencana. Jagaan ini berguna untuk menjaga kerusakan tanggul saluran akibat :  Meningginya muka air diatas muka air maksimum sehingga air melimpah lewat atas tanggul.  Mencegah kerusakan tanggul saluran akibat gelombang yang terjadi pasa saluran. Meningginya muka air melebihi tinggi yang telah direncanakan, dapat terjadi oleh penutupan pintu secara tiba-tiba disebelah hilir maupun akibat bertambah besarnya debit. Meningginya muka air disaluran dapat pula terjadi akibat pengaliran air buangan ke saluran. Timbulnya gelombang antara lain disebabkan oleh gerakan angin. Besarnya tinggi jagaan minimum yang diberikan pada saluran primer dan sekunder pada debit rencana saluran adalah seperti pada Tabel 7.3 Tabel 7.3. Tinggi Jagaan untuk Saluran Tanah (KP.03, 1986) Debit = Q ( m3/detik ) Tinggi jagaan ( w ). < 0,5 0,40 0,5 – 1,5 0,50 1,5 – 5,0 0,60 5,0 – 10,0 0,75 10,0 – 15,0 0,85 > 15,0 1,00 Gambar penampang 175 7.5.5 Lebar Tanggul Untuk tujuan eksploitasi, pemeliharaan dan inspeksi akan diperlukkan tanggul di sepanjang saluran dengan lebar minimum seperti yang disajikan pada Tabel 7.4 Tabel 7.4 Lebar Minimum Tanggul Debit = Q ( m3/detik ) Tanpa Jalan Inpeksi (m) Dengan Jalan Inpeksi (m) < 1,0 1,0 – 5,0 5,0 – 10,0 10,0 – 15,0 > 15,0 1,00 1,50 2,00 3,00 3,50 3,0 5,0 5,0 5,0  5,0 Contoh – contoh potongan melintangnya diberikan pada Gambar 7.2. 7.5.6 Contoh Perhitungan Perencanaan Saluran Tanah  Kasus I : Kemiringan memanjang dicari. Saluran Saluran induk Una Aha Ruas 7: Luas areal yang dilayani 611 ha terdiri dan dari contoh perhitungan terdahulu didapat : Q = 1.028,60 liter/detik = 1,03 m3/detik. Sesuai dengan Tabel 7.3, untuk Q = 1,03 m3/detik didapat :  Kemiringan talut : m = 1,0  b/h = 1,5 – 1,8  Koeffisien kekasaran Stikler k = 40 Kecepatan rencana diperkirakan sebesar : 0,60 meter/detik. A = Q/V = 1,03/0,60 --> A = 1,71 m2 m = 1,0 ===> b = h A = ( b + mh ) = ( 1.6h + h ) h = 2,6 h2 --> 2,6 h2 = 1,71 --> h = 0,81 meter 176 ===> diambil lebar 1,20 meter dan tinggi h = 0,84 meter. A = ( b + mh ) h = (1,20 + 1 . 0,84) 0,84 = 1,71 m2 2 P = b  2 h ( 1  m ) = 1,20 + 2 . 0,84 2 = 3,58 meter R = A / P = 1,71/3,59 = 0,48 Rumus Stickler : v = k . R2/3 . I½ v = 0,60 meter/detik ; k = 40 ; R = 0,48 2 2  0,60   v    0,0006. I 2/3  2/3  k .R   40 . 0,48   Kasus II : Kemiringan medan diketahui dan kemiringan memanjang saluran = kemiringan medan. Saluran induk Una Aha Ruas 7: Luas areal yang dilayani 611 ha terdiri dan dari contoh perhitungan terdahulu didapat : Q = 1.028,60 liter/detik = 1,03 m3/detik. Direncanakan dengan saluran tanah dengan kemiringan memanjang saluran sama dengan kemiringan medan : 0,000285 Sesuai dengan Tabel 7.3, untuk Q = 1,03 m3/detik didapat :  Kemiringan talut : m = 1,0  b/h = 1,5 – 1,8  Koeffisien kekasaran Stikler k = 40 Lebar dasar saluran diambil 1,20 meter dan dengan cara coba-coba dihitung dengan berbagai h seperti pada daftar berikkut ini : h 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00 1,05 1,10 m 1 1 1 1 1 1 1 A 1,92 2,04 2,16 2,28 2,4 2,52 2,64 P 3,46 3,60 3,75 3,89 4,03 4,17 4,31 R 0,55 0,57 0,58 0,59 0,60 0,60 0,61 k 40 40 40 40 40 40 40 I 0,000275 0,000275 0,000275 0,000275 0,000275 0,000275 0,000275 V 0,45 0,45 0,46 0,46 0,47 0,47 0,48 Q 859,91 926,27 993,03 1.060,14 1.127,56 1.195,25 1.263,20 Diperoleh h yang memenuhi syarat adalah h = 1,00 meter dengan Q = 1.060,14 lt/detik = 1,06 m3/detik > 1,03 m3/detik . Dalam menghitung dimensi saluran, dengan penggunaan komputer, sebaiknya menggunakan daftar yang dikerjakan dengan program Microsofty Exel seperti pada daftar berikut ini : 177 Saluran Sal U7TG 3 Sal U7 ka2 Sal U7Ka 1 Sekunder Belo Sekunder Tongauna Sal.induk Una Aha R7 Q b h m A P R V Q 90,00 0,3 0,3 1 0,18 1,15 0,16 k 35 0,00245 I 0,50 90,76 135,00 145,50 0,4 0,4 0,3 0,35 1 1 0,24 0,28 1,25 1,39 0,19 0,20 35 35 0,00245 0,00192 0,58 0,53 138,64 147,72 258,33 348,33 0,4 0,5 0,5 0,5 1 1 0,4 0,5 1,81 1,91 0,22 0,26 35 35 0,00256 0,00238 0,65 0,70 258,78 349,17 1.028,60 1,2 1 1 2,4 4,03 0,60 35 0,000285 0,42 1004,39 Dalam Tabel tersebut rumus yang digunakan adalah : A = ( b + mh) h P = b + 2h √ ( 1 + m )2 R = A/P V = k . R2/3 . I½ Q=V.A 7.6 PERENCANAAN SALURAN PASANGAN. 7.6.1 Jenis - jenis Saluran Pasangan dan kegunaannya. Saluran pasangan adalah saluran yang dinding dan dasar salurannya dilapisi dengan bahan yang kedap air. Banyak bahan yang dapat digunakan untuk pasangan, namun menurut Standar Perencanaan Irigasi (KP 03,1986), jenis pasangan yang dianjurkan adalah :  pasangan batu,  beton,  tanah. Penggunaan bahan-bahan yang lain tidak dianjurkan, karena sulitnya memperoleh persediaan bahan. Teknik pelaksanaan lebih rumit dan kelemahan-kelemahan bahan itu sendiri. Tebal minimum untuk pasangan batu diambil 30 cm dan untuk beton tebal minimum 8 cm untuk saluran kecil (sampai 6 m3/detik ) yang dikonstruksi dengan baik dan 10 cm untuk saluran yang lebih besar. Untuk saluran pasangan semen tanah atau semen tanah yang dipadatkan, tebal minimum diambil 10 cm untuk saluran kecil dan 15 cm untuk saluran yang lebih besar. Tebal saluran pasangan tanah diambil 60 cm untuk dasar saluran dan 75 cm untuk talud saluran. Kegunaan saluran pasangan ini dimaksudkan untuk :  mencegah kehilangan air akibat rembesan,  mencegah gerusan dan erosi,  mencegah merajalelanya tumbuhan air,  mengurangi biaya pemeliharaan, 178  memberi kelonggaran untuk lengkung yang lebih besar,  tanah yang dibebaskan lebih kecil. Besarnya rembesan dapat dihitung dengan rumus Moritz ( USBR ), seperti pada Persamaan S = 0,035 . C .  ( Q/V ) (7.10) dimana : S = kehilangan akibat rembesan, m3/dt per km panjang saluran. Q = debit, m3/detik. V = kecepatan, m/detik. 0,035 = faktor konstanta, m/km. Tabel 7.5 Besarnya Harga C (KP.03, 1986) Jenis tanah kerikil sedimentasi dan lapisan penahan ( hard pan) dengan geluh pasiran lempung dan geluh lempungan geluh pasiran abu volkanik pasir dan abu volkanik atau lempung lempung pasiran dengan batu batu pasiran dan kerikilan Harga C, m/hari 0,10 0,12 0,20 0,21 0,37 0,51 0,67 7.6.2 Karerkteristrik Saluran Pasangan. Besarnya koeffisien Stickler (k) untuk saluran pasangan yang dianjurkan dipakai menurut Standar Perencanaan Irigasi adalah :  pasangan batu 60  pasangan beton 70  pasangan tanah 35 – 45 7.6.3 Perbandingan b/h. Untuk saluran pasangan tidak ada ketentuan untuk perbandingan b/h, namun idealnya penampang saluran tahan erosi seperti saluran pasangan ini didisain sebagai penampang hidrolis terbaik, yaitu penampang yang memiliki keliling basah terkecilsehingga memiliki hantaran terbaik. Untuk saluran irigasi dimana bentuk penampang yang umum dipakai adalah penampang persegi dan penampang trapesium, penampang hidrolis terbaik, sebagaimana Tabel 7.6 179 Tabel 7.6 Elemen Penampang Saluran Dengan Penampang Hidrolis Terbaik. Bentuk penampang persegi, setengah bujur sangkar b = 2h trapesium, setengah segi enam m = 1/3  3 Luas penampang (m2) Keliling basah (m) Jari-jari hidraulis (m) 2 h2 4h 0,5 h h2 3 2 h 3 ½h b = 1/3 h 3 Menurut standar perencanaan Irigasi kemiriniungan talud saluran ( m ) untuk saluran pasangan besarnya ditentukan berdasar kondisi tanah dasarnya, seperti Tabel 7.7 Tabel 7.7 Harga – Harga Kemiringan Talut Untuk Saluran Pasangan. Jenis tanah lempung pasiran tanah pasiran kohesif tanah pasiran lepas geluh pasiran, lempung berpori tanah gambut lunak h < 0,75 meter 0,75 meter < h < 1,5 meter 1 1 1 1,25 1 1,5 1,25 1,5 7.6.4 Kecepatan Rencana. Kecepatan maksimum untuk aliran subkritis berikut ini diajurkan pemakaiannya menurut Standar Perencanaan Irigasi :  pasangan batu : 2 m/detik.  pasangan beton : 3 m/detik  pasangan tanah : kecepatan maksimum yang diijinkan. 7.6.5 Tinggi Jagaan ( w ) Besarnya tinggi jagaan minimum yang diberikan pada saluran primer dan sekunder pada debit rencana saluran adalah seperti pada Tabel 7.8 Tabel 7.8 Tinggi Jagaan untuk Saluran Pasangan. Debit = Q ( m3/detik ) < 0,5 0,5 – 1,5 1,5 – 5,0 5,0 – 10,0 10,0 – 15,0 > 15,0 Tanggul ( F ) ( m ) 0,40 0,50 0,60 0,75 0,85 1,00 Pasangan ( F1 ) ( m ) 0,20 0,20 0,25 0,30 0,40 0,50 180 7.6.6 Contoh Perhitungan Perencanaan Saluran Pasangan.  Kasus I : Kemiringan memanjang dicari. Saluran induk Una Aha Ruas 7: Luas areal yang dilayani 611 ha terdiri dan dari contoh perhitungan terdahulu didapat : Q = 1.028,60 liter/detik = 1,03 m3/detik. Direncanakan dengan saluran pasangan dengan bentuk persegi panjang, dengan h = ½ b. Bagian yang diberi pasangan dengan pasangan batu kecepatan rencana diambil 2 meter/detik. Q = v . A --> 1,03 = 2 A --> A = 0,512 m2 Dengan penampang persegi panjang dan penampang hidrolis terbaik, b = 2h dan A = b.h= 2 h2, sehingga h = √ ½ A = 0,507 m dan b = 2 h = 1,015 m. Diambil b = 1,00 m h = 0,52 m. A = b . h = 0,52 x 1,00 = 0,52 P = b + 2 h √ ( 1 + m2 ) = 2,040 m R = A/P = 0,255 Rumus Stickler : v = k . R2/3 . I½ v = 2 meter/detik ; k = 60 ; R = 0,26 2 2   2  v    0,0017. I  2/3   k . R 2/3   60 . 0,255  Cek : apakah aliran masih subkritis : Bilangan Freude Fr   v gh  2 9,8 . 0,52  0,88 ternyata < 1 berarti masih sub kritis. Kasus II : Kemiringan medan diketahui dan kemiringan memanjang saluran = kemiringan medan. Saluran induk Una Aha Ruas 7: Luas areal yang dilayani 611 ha terdiri dan dari contoh perhitungan terdahulu didapat : Q = 1.028,60 liter/detik = 1,03 m3/detik. Direncanakan dengan saluran pasangan dengan bentuk persegi panjang, dengan h = ½ b. Bagian yang diberi pasangan dengan pasangan batu kecepatan rencana diambil 2 meter/detik. Direncanakan sebagian ruas diberi saluran pasangan dengan kemiringan memanjang saluran sama dengan kemiringan medan : 0,003, dengan Koeffisien kekasaran Stikler k = 60 dan kecepatan rencana diperkirakan sebesar : 2 meter/detik. Q = v . A --> 1,03 = 2 A --> A = 0,515 m2 181 Penampang hidrolkis terbaik : lebar saluran = b = 2h A = 2h2 ; P =b + 2h = 4h ; R = A / P Rumus Stickler : v = k . R2/3 . I½ v = 2 meter/detik ; k = 60 ; I = 0,003, dengan cara coba – coba : b 1.00 1.10 1.20 1.30 1.40 1.50 1.60 1.00 h 0.50 0.55 0.60 0.65 0.70 0.75 0.80 0.50 m 0 0 0 0 0 0 0 0 A 0.50 0.61 0.72 0.85 0.98 1.13 1.28 0.50 P 2.00 2.20 2.40 2.60 2.80 3.00 3.20 2.00 R 0.25 0.28 0.30 0.33 0.35 0.38 0.40 0.25 k 60 60 60 60 60 60 60 60 I 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 V 1.31 1.39 1.47 1.55 1.63 1.71 1.79 1.31 Q 653 842 1,061 1,314 1,601 1,924 2,285 653 Dari Tabel disamping ini dapat dilihat bahwa untuk b = 1,20 meter dan h = 0,60 meter akan memberi nilai Q = 1,061 m3/detik yang mendekati dengan harga Q = 1,03 m3/detik. Dengan demikian dimensi Saluran Induk Una Aha Ruas 7 untuk kemiringann 0,003 adalah : b = 1,20 meter ; h = 0,60 meter ; F tanggul = 0,50 meter; F1 = 0,20 meter. I = 0,003; A = 0,72 m2 Kecepatan yang terjadi dari Tabel tersebut : 1,47 meter/detik. Cek : apakah aliran masih subkritis : Bilangan Freude 0,82 ternyata < 1 berarti masih sub kritis. 7.7 PERENCANAAN SALURAN PEMBUANG. 7.7.1 Jaringan Pembuang. Jaringan Pembuang pada suatu daerah irigasi mempunyai dua fungsi :  Pembuang Intern untuk mengalirkan kelebihan air dari sawah untuk mencegah terjadinya genangan dan kerusakan tanaman, atau untuk mengatur banyaknya air tanah sesuai dengan yang dibutuhkan oleh tanaman.  Pembuang ekstern untuk mengalirkan air dari luar daerah irigasi. Jaring pembuang intern terdiri dari saluran pembuang kuarter, tersier, sekunder dan primer yang berturut-turut mengalirkan air kelebihan dari petak sawah ke sungai atau laut. Sedangkan pembuang ekstern dilayani oleh sungai-sungai atau parit yang masuk dari luar daerah Irigasi dan melintasi daerah irigasi. Perencanaan jaringan pembuang yang membuang langsung ke sungai alami, perlu memperhatikan kondisi aliran sungai tersebut, terutama akibat banjir yang mengakibatkan tertahannya aliran saluran pembuang oleh muka air sungai. 182 Khusus pada daerah pantai, dimana muka air sungai sangat dipengaruhi pasang surut laut atau saluran pembuang berhubungan dengan laut, maka naik turunnya muka air sungai akibat pasang surut laut perlu dipertimbangkan. Kalau dirasa perlu di hilir saluran pembuang dilengkapi dengan bangunan pengatur pembuangan, baik dalam bentuk pintu sorong maupun dalam bentuk pintu klep otomatis yang menutup pada waktu muka air sungai naik. 7.7.2 Debit Pembuang untuk Padi Sawah. Padi yang dinaman di sawah, tumbuh dalam keadaan tergenang. Oleh karenanya kalau terjadi air kelebihan baik dari hujan maupun dari melimpahnya air irigasi yang berlebihan, maka air kelebihan tersebut akan menambah genangan pada petak sawah. Namun genangan yang melebihi 20 cm harus dihindari karena akan mengurangi hasil panen. Besar kecilnya penurunan hasil panen yang diakibatkan oleh air kelebihan tergantung pada :  Dalamnya air kelebihan itu.  Berapa lamanya genangan tersebut terjadi.  Tahap pertumbuhan tanaman.  Varietas padi. Menurut Standar Perencanaan Irigasi, jika tanaman tergenang sedalam lebih dari 20 cm selama jangka waktu lebih dari 3 hari, maka hampir dapat dipastikan bahwa tidak akan ada panenan. Untuk itu perhitungan debit pembuang didasarkan atas limpasan pembuang yang dihitung menurut Persamaan 7.11 D(n) = R (n)T + n ( I – Et – P ) -  S. (7.11) dimana : D (n) = limpasan pembuang selama n hari berurut-turut dan sesuai dengan lamanya genangan, n diambil 3 hari. R (n)T = curah hujan dalam mm, selama n hari berurut-turut dengan periode ulang T tahun, sesuai dengan diatas, n diambil 3 hari dan T diambil 5 tahun. I = Pemberian air irigasi, mm/hari. Besarnya I = 0 kalau irigasi dihentikan, kalau irigasi tidak dihentikan I = Et. Et = Evapotranspirasi, mm/hari. P = Perkolasi, mm/hari. Untuk daerah datar P diambil = 0 sedangkan pada daerah terjal P = 3 mm/hari. 183 S = tampungan tambahan, mm. Tampungan tambahan disawah 150 mm lapisan air maksimum, tampungan tambahan  S pada akhir hari-hari berturutan n diambil maksimum 50 mm. Berdasar limpasan pembuang tersebut dihitung besarnya modulus pembuang dengan rumus sebagaimana Persamaan 7.12: Dm  D(3) 3 x 8,64 (7.12) dimana : Dm = modulus pembuang, lt/detik.ha. D(3) = limpasan pembuang selama 3 hari. 1 mm/hari = 8,64 liter/detik.ha. Besarnya debit pembuang rencana, dihitung menurut Persamaan 7.13 Qd = 1,62 Dm A0,92 (7.13) dimana : Qd = debit pembuang rencana, liter/detik. Dm = modulus pembuang, liter/detik.ha. A = luas daerah yang dibuang airnya , ha. Faktor pengurangan luas 1,62 A0,92 diambil menurut Standar Perencanaan Irigasi, karena semakin luas areal, semakin jauh juga pusat curah hujan sampai daerah curah hujan dan dengan demikian tampungan sementara yang relatif lebih besar, maka dipakai harga pembuang yang lebih kecil. 7.7.3 Debit Pembuang untuk Daerah bukan Sawah. Untuk lahan yang bukan sawah, seperti daerah permukiman, lahan kering diantara sawah, maka perhitungan debit rencana dihitung dengan rumus drainase yang umum dipakai yaitu sebagaimana Persamaan 7.14 : Qd = 0,116  R(1)5 A0,92 (7.14) dimana : Qd = debit rencana, liter/detik. R(1)5 = curah hujan harian dengan periode ulang 5 tahun, mm A = luas daerah yang dibuang airnya, ha.  = koeffisien limpasan air hujan, lihat Tabel 7.9. 184 Tabel 7.9 Besarnya Koefisien Limpasan Air Hujan. Penutup tanah Hutan lebat Hutan tidak lebat Tanaman ladang atau daerah terjal Kelompok hidrologis tanah C : Kelompok hidrologis tanah C D 0,60 0,70 0,65 0,75 0,75 0,80 Tanah yang laju infiltrasinya rendah apabila dalam keadaan jenuh sama sekali dan terutama terdiri dari tanah dengan lapisan yang menahan gerak turun air atau tanah dengan tekstur agak halus sampai halus. Tanah-tanah ini memiliki laju penyebaran (transmisi ) air yang rendah. Kelompok hidrologis tanah D : Tanah yang memiliki laju infiltrasi amat rendah apabila dalam keadaan jenuh sama sekali dan terutama terdiri dari tanah lempung dengan potensi mengembang tinggi, tanah dengan muka air tanah tinggi yang permanen, tanah dengan lapisan liat di atau di dekat permukaan dan tanah dangkal pada bahan yang hampir kedap air. Tanahtanah ini memiliki laju penyebaran yang lamban. Kelompok A dab B tidak digunakan disini. 7.7.4 Debit Pembuang untuk Sungai Alami. Kalau pada suatu daerah irigasi melintas sungai alami, maka debit yang harus dibuang melalui sungai tersebut dihitung sebagai debit banjir rencana sungai tersebut. Menurut Standar Perencanaan Irigasi, perhitungan debit banjir rencana dapat dilakukan dengan berbagai metoda : 1. Data banjir pada sungai tersedia. a. Analisis frekuensi dengan distribusi frekuensi ekstrim, kalau data yang ada cukup. b. Analisis frekuensi dengan metode “debit diatas ambang”, kalau data yang ada kurang dari 20 tahun. 2. Data banjir tidak tersedia. a. Hubungan empiris antara curah hujan – limpasan hujan :  Metode der Weduwen untuk daerah aliran < 100 km2,  Metode Melchior untuk daerah aliran lebih dari 100 km2, b. Metoda kapasitas saluran, hanya untuk mencek metoda lainnya. 185 Kerena itu perhitungan debit banjir untuk sungai alami yang melintasi daerah irigasi, umumnya digunakan metode Weduwen sebagai berikut ini. Metode ini pada dasarnya merupakan pengembangan dari metode rasional, dimana pada catchment yang agak luas curah hujan yang terjadi pada seluruh daerah pengaliran tidak akan sama dengan curah hujan yang terjadi pada salah satu stasiun curah hujan yang ada. Untuk itu Weduwen menggunakan koeffisien reduksi, untuk mendapatkan besarnya curah hujan yang mewakili besarnya curah hujan yang merata di seluruh daerah pengaliran. Koeffisien reduksi ini bersama dengan luasnya daerah pengaliran, oleh Weduwen dihitung mempengaruhi besarnya koefisien pengaliran. Rumus yang digunakan adalah sebagai berikut : a. Koeffisien aliran (α) dihitung menurut Persamaan 7.15  1 4,1  q7 (7.15) b. Koeffisien reduksi (β) dihitung dengan Persamaan 7.16 t 1 A t9 120  A 120   (7.16) c. Waktu konsentrasi dihitung menurut Persamaan 7.17 : t  0,25 L Q 025 I 0,25 (7.17) d. Curah hujan maksimum dihitung menurut Persamaan 7.18 : qn  Rn 240 67,65 t  1,45 (7.18) e. Debit banjir dihitung menurut 7.19 : Qn    qn A (7.19) dimana : Q = Debit banjir ( m3/detik ).  = Koeffisien aliran.  = Koeffisien reduski. A = Luas daerah pengaliran ( km2 ). q = Hujan maksimum (m3 /km2 /detik ). Rn = Curah hujan harian dengan priode ulang n tahunan ( mm). t = lamanya curah hujan. Curah hujan maksimum ( Rn ) yang digunakan dalam perhitungan tersebut diatas, adalah curah hujan harian dengan periode ulang tertentu yang didapat sebagai hasil analisa 186 frekwensi dari data curah hujan harian maksimum yang terjadi setiap tahun dan sekurangkurangnya ada 10 tahun pengamatan. Analisa frekwensi ini dapat menggunakan metode Gumbell , atau metoda lainnya. Dari rumus-rumus tersebut diatas nampak adanya saling ketergantungan dari masing-masing variabel. Lamanya curah hujan tergantung dari besarnya debit, sedangakan besarnya debit tergantung dari curah hujan maksimum. Curah hujan maksimum ini besarnya juga tergantung dari lamanya hujan. Oleh karena itu dalam perhitungan, lamanya hujan diperkirakan dahulu. Dari perkiraan ini dihitunglah besarnya debit banjir. Berdasar debit banjir yang didapat, dihitung lamanya hujan. Kalau lamanya hujan dari hasil perhitungan ini tidak sama dengan perkiraan awal, maka angka hasil perhitungan digunakan sebagai perkiraan awal kemudian dihitung debit banjir dan kemudian lamanya hujan. Iterasi ini dihentikan sampai besarnya lamanya hujan pada perkiraan sama dengan hasil perhitungan. 7.7.5 Karakteristrik Saluran Pembuang. Besarnya koeffisien Stickler ( k ), tergantung kepada faktor-faktor berikut ini :  kekasaran dasar dan talut saluran,  lebatnya vegetasi ( tetumbuhan ),  panjangnya batang vegetasi  ketidak teraturan permukaan saluran dan trase,  jari-jari hidrolis dan dalamnya saluran. Karena saluran pembuang tidak selalu terisi air, vegetasi akan mudah sekali tumbuh dan akan mengurangi harga k. Penyiangan yang teratur akan memperkecil pengureangan harga k. Standar Perencanaan Irigasi menyarankan penggunaan harga k untuk saluran yang vegetasinya dipotong secara teratur sebagai berikut :  Kedalaman air di saluran pembuang > 1,5 meter k = 30.  Kedalaman air di saluran pembuang  1,5 meter k = 25. Untuk saluran – saluran alami tidak ada harga k yang dapat diberikan. Standar Perencanaan Irigasi menyarankan menggunakan harga k menurut kepustakaan yang relevan seperti dalam buku “Hidrolika Saluran Terbuka oleh Van Te Chow “ dimana koeffisien Chezy menurut Ganguillet - Kutter , seperti Persamaan 7.20 (Varshney, Gupta, & Gupta, 1977) 0.0281 1,811 0.00155 1 23    S S n n atau dalam metrik adalah : C  C 0.00281  n 0.00155  n   1   41,65  1   23    S S    R  R 41,65  (7.20) 187 Sedangkan besarnya nilai n adalah seperti dalam Tabel 7.10 Table 7.10 Nilai Koefisien Kekasaran Maning Beberapa Material (Varshney et al., 1977) No. 1 Dispripsi saluran Tanah, lurus dan seragam. a. Bersih lurus dan seragam b. bersih setelah pembersihan c. Rumput pendsek dengan sedikit gulma. Galian batu. a. halus dan seragam b. Tidak beraturan 2 Nilai n 0,016 sampai 0,020 0,018 sampai 0,025 0,022 sampai 0,033 0,025 sampai 0,040 0,035 sampai 0,050 7.7.6 Kecepatan Maksimum yang diijinkan. Kecepatan maksimum yang diijinkan untuk saluran pembuang pada dasarnya sama dengan kecepatan maksimum untuk saluran irigasi. Pada saluran pembuang ini untuk periode ulang yang tinggi, kecepata yang dijinkan dapat diambil lebih tinggi, karena terjadinya banjir dengan periode ulang diatas 10 tahun sudah jarang terjadi. 7.7.7 Geometri saluran. Potongan melintang saluran pembuang direncanakan lebih dalam dari saluran irigasi dengan alasan sebagai berikut : untuk mengurangi biaya pelaksanaan dan pembebasan tanah, variasi tinggi muka air lebih besar, perubahan – perubahan pada debit pembuangandapat diterima untuk jaringan pembuang permukaan.  saluran pembuang yang dalam akan memiliki aliran yang stabil pada debit yang rendah, sedangkan pada saluran pembuang yang lebar akan menunjukkan aliran yang berkelok-kelok. 7.7.8 Perbandingan b/h.   Perbandingan b/h saluran pembuang sekunder diambil antara 1 dan 3. Untuk saluran pembuang yang lebih besar nilai ini diambil lebih dari 3. Untuk saluran pembuang primer dan sekunder, lebar dasar minimum diambil 0,60 meter. 7.7.9 Kemiringan Talut Saluran. Kemiringan talut saluran pembuang mirip dengan saluran irigasi. Menurut Standarb Perencanaan Irigasi, talut saluran pembuang adalah sebagaimana Tabel 7.11 Tabel 7.11 Hubungan Kedalaman Galian dan Kemiringan No. 1 2 3 D = Kedalaman galian ( meter ). D  1,0 1,0  D < 2,0 D > 2,0 kemiringan minimum talut ( 1 horisontal dan m vertikal ) 1,0 1,5 2,0 188 7.7.10 Lengkung Saluran Pembuang. Jari-jari minimum lengkung sebagai diukur dalam as untuk saluran pembuang buatan adalah sebagaimana Tabel 7.12 Tabel 7.12 Hubungan debit dan Jari-jari Minimum No. 1 2 3 4 5 Q5 5 < Q  7,5 7,5 < Q  10 10 < Q  15 Q > 15 Q rencana ( m3/detik ) Jari-jari minimum, meter 3 x lebar dasar 4 x lebar dasar 5 x lebar dasar 6 x lebar dasar 7 x lebar dasar Jika diperlukan jari- jari yang lebih kecil, jari- jari tersebut dapat dikurangi sampai 3 x lebar dasar dengan cara memberi pasangan bagian luar lengkung saluran. 7.7.11 Tinggi Jagaan ( w ) Debit pembuang rencana akan terjadi dengan periode ulang rata – rata 5 tahun, maka tinggi muka air rencana maksumum diambil sama dengan tinggi muka tanah. Untuk jaringan pembuang yang juga mengalirkan air hujan buangan dari daerah – daerah bukan sawah dan harus memberikan perlindungan penuh terhadapo banjir, maka tinggi jagaan akan diambil 0,4 – 1,0 meter. 7.7.12 Contoh Perhitungan : Pada Daerah Irigasi Sanggau Ledo, sebagian dari petak primer kiri dibuang melalui sungai Ngadan. Areal yang akan dibuang airnya melalui sungai tersebut mencapai areal seluas 837 ha, 625 ha diantaranya berupa sawah dan sisanya adalah pemukiman serta lahan kering. Luas Catchment sungai ini sampai batas daerah irigasi Sanggau Ledo adalah 5,6 km2 dengan panjang sungai = 3,3 km dan kemiringan sungai = 0,01. Data curah hujan yang digunakan adalah dari Stasiun Seluas Kabupaten Sambas, untuk tahun 1979 pada bulan Januari adalah sebagai Tabel berikut: Tanggal 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 C. Hujan 84.8 0.2 1.4 7.6 13.2 0 0 0 72.3 90.3 0 0 0 0 0 0 Tanggal C. Hujan 17 0 18 0 26 127.7 27 0.9 19 4.7 20 5.5 21 68.1 22 9.0 23 0.5 24 8.2 25 20.0 28 4.8 29 0 30 73.3 Sedangkan besarnya curah hujan harian maksimum tahunan adalah sebagai berikut : Tahun Curah Hujan 1978 105 1979 145 1980 67 1981 133 1982 113 1983 190 Tahun Curah Hujan 1985 69 1986 124 1987 157 1988 130 1989 96 1990 99 1984 108 189 31 8.4 Data tersebut merupakan curah hujan harian dan 3 harian yang terbesar dalam tahun 1979 tersebut dan ternyata juga dari hasil analisa curah hujan dengan periode ulang 5 tahunan didapat bahwa curah hujan yang terjadi pada tahun 1979 itu merupakan curah hujan dengan periode ulang 5 tahunan. Untuk itu akan dihitung berapa debit yang harus dialirkan oleh saluran pembuang serta debit yang harus dialirkan oleh sungai Ngadan pada DI Sanggau Ledo tersebut. 7.7.13 Debit Pembuangan dari Sawah. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa curah hujan maksimum harian adalah sebesar 127.7 mm yang terjadi pada tanggal 26. Namun curah hujan 3 harian terjadi pada tanggal 9, 10 dan 11 yaitu sebesar 162,6 mm. Dengan demikian, maka curah hujan harian maksimum adalah 127,7 mm dan curah hujan 3 harian maksimum., maka R(3)5 untuk stasiun Seluas tersebut adalah 162,6 mm. Gambar 7.2 Hubungan Neraca di Sawah dan Curah Hujan Pada Gambar (7.2) menunjukan bahwa bahwa : a. Curah hujan kumulatif pada hari pertama adalah 72,3 mm sedangkan pada hari ke 2 dan ke 3 sebesar 162,6 mm. b. Pemberian air irigasi dihentikan sehingga I = 0 mm. c. Besarnya genangan yang diijinkan ( S ) adalah 50 mm dan S maksimum pada hari kedua belum mencapai 200 mm. d. Evapotranspirasi diperkirakan 6 mm/hari sehingga untuk 3 hari ( n Et ) = 18 mm. e. Besarnya perkolasi dihitung = 0 karena untuk tanah datar. f. Pembuangan yang harus dilakukan selama 3 hari ( n Dm ) adalah 94.6 mm. g. Untuk setiap harinya limpasan pembuangan = 94,6/3 = 31,5 mm/hari h. Dan modulus pembuangnya = 31,5/8,64 = 3,64 liter/detik/ha. Atau dengan rumus : D(n) = R (n)T + n ( I – Et – P ) -  S = 162,6 + 3 ( 0 – 6 – 0 ) – 50 = 94,6 mm 190 Dm  D(3) 31,5   3,64 liter/detik/ha. 3 x 8,64 3 x 8,64 Dengan luas sawah 625 ha, maka debit pembuang rencana untuk daerah persawahan adalah : Qd = 1,62 Dm A0,92 = 1,62 . 3,64 . 6250,92 = 2.202 liter/detik = 2,2 m3/detik. 7.7.14 Debit Pembuangan dari bukan sawah. Luas bukan sawah = 837 – 625 = 212 ha. Karena lahan bukan sawah tersebut umumnya permukiman dan tegalan, maka  diambil untuk tanaman ladang dan sesuai dengan kondisi tanah yang ada, kondisi tanah diperkirakan sesuai dengan kelompok C, sehingga nilai  = 0,75. Besarnya curah hujan maksimum harian adalah sebesar 127.7 mm ( sesuai dengan perhitungan diatas ), maka : Qd = 0,116  R(1)5 A0,92 = 0,116 . 0,75 . 127,7 . 2120,92 = 1.534 liter/detik = 1,5 m3/detik. Dengan demikian maka debit saluran pembuang adalah m3/detik. 7.8 Q = 2,2 + 1,5 = 3,7 Bangunan Sadap Bangunan sadap adalah bangunan yang dipergunakan utnuk menyadap/mengambil air dari sungai,waduk, saluran primer atau dari saluran primer ke saluran sekunder dan saluran sekunder ke saluran tertier. Bangunan sadap direncanakan untuk mengalirkan air yang debitnya dapat diatur sesuai dengan luas daerah yang akan diairi. Konstruksi dibuat sedemikian rupa sehingga dapat dicegah adanya kotoran atau benda yang hanyut yang akan masuk ke saluran. Bangunan sadap yang mengambil langsung dari bangunan induk,sungai atau waduk dinamakan bangunan sadap primer. Bangunan sadap untuk mengalirkan air dari saluran sekunder disebut bangunan sadap sekunder. Akhirnya untuk mengalirkan air pada saluran tertier dinamakan bangunan sadap tertier. Gambar 7.3 Bangunan Sadap Primer 191 Gambar 7.4 Bangunan Sadap Sekunder Gambar 7.5 Bangunan Sadap Tertier Gambar 7.6 Bangunan Sadap Akhir 192 7.9 Bangunan Ukur Aliran yang diukur di hulu (udik) saluran primer, pada cabang saluran jaringan primer dan dibangunan sadap sekunder, maupun tersier. Bangunan ukur dapat dibedakan menjadi bangunan ukur aliran atas bebas (free overflow) dan bangunan ukur alirah bawah (underflow). Beberapa dari bangunan pengukur dapat juga dipakai untuk mengatur aliran air. Penyederhanaan operasi dan pemeliharaan, bangunan ukur yang dipakai disebuah jaringan irigasi hendaknya tidak terlalu banyak, dan diharapkan pula pemakaian alat ukur bisa benar-benar mengatasi permasalahan yang dihadapi para petani. Peralatan berikut dianjurkan pemakaiannya :  hulu saluran primer Untuk aliran besar alat ukur ambang lebar dipakai untuk pengukuran dan pintu sorong atau radial untuk pengatur.  bangunan bagi bangunan sadap sekunder Pintu Romijn dan pintu Crump-de Gruyter dipakai untuk mengukur dan mengatur aliran. Bila debit terlalu besar, maka alat ukur ambang lebar dengan pintu sorong atau radial bisa dipakai seperti untuk saluran primer.  bangunan sadap tersier Untuk mengatur dan mengukur aliran dipakai alat ukur Romijn atau jika fluktuasi di saluran besar dapat dipakai alat ukur Crump-de Gruyter. Di petak-petak tersier kecil di sepanjang saluran primer dengan tinggi muka air yang bervariasi dapat dipertimbangkan untuk memakai bangunan sadap pipa sederhana, di lokasi yang petani tidak bisa menerima bentuk ambang sebaiknya dipasang alat ukur parshall atau cut throat flume. Alat ukur parshall memerlukan ruangan yang panjang,presisi yang tinggi dan sulit pembacaannya, alat ukur cut throatflume lebih pendek dan mudah pembacaanny Beberapa tipe pintu ukur yang sering digunakan adalah : a. Pintu Ukur Ambang Lebar. Alat ukur ambang lebar ini merupakan alat ukur overflow, karena air melimpah lewat atas ambang. Besarnya debit diukur berdasar tinggi muka air diatas ambang. Agar pengukuran dapat dilakukan dengan baik, maka aliran nya harus bersifat aliran yang melimpah sempurna, diaman muka air hilir cukup rendah sehingga kenaikan muka air hilir tidak mempengaruhi muka air di hulu. Selain itu bangunan ini harus cukup jauh dihilir bangunan bagi agar aliran dihulu pintu ukur sudah tenang. Alat ukur ini umumnya digunakan 193 pada saluran sekunder atau induk, dimana kehilangan tinggi yang diperlukan bangunan ini masih dapat dipenuhi, seperti pada Gambar 7.8: Gambar 7.7 Bangunan Ukur Ambang b. Pintu Ukur Cipoletti. Pintu ukur Cipoletti dibuat berdasar prinsip aliran melimpah sempurna lewat ambang tajam. Beberapa syarat khususyang harus dipenuhi dalam pembuatan pintu Cipoletti ini :  Air diudik ambang harus mengalir tenang, agar tinggi muka air dapat dibaca seksama pada papan duga yang dipasang dimuka tembok sekat sebelah udik.Untuk ini ambang poelimpah harus dipasang cukup jauh dari pintu sadap saluran, yaitu 12 sampai 30 meter. Untuk lebih menenangkan mengalirnya air di sebelah hulu ambang, maka lebar saluran hendaknya diambil lebih lebar dari semestinya. Tetapi akan mengakibatkan terjadinya lebih banyak pengendapan dihulu bangunan.  Tinggi ambang sebelah hulu diukur dari dasar saluran sebelah hulu harus diambil minimal 3 kali tinggi muka air diatas ambang, sedangkan jarak antara pinggir lubang dengan didnding saluran harus diambil paling sedikit sama denagn dua kali tinggi air diatas ambang.. Pada debit kecil,tinggi air diatas ambang paling sedikit 5 @ 6 cm dan letak muka air dihilir ambang paling sedikit 2,5 cm lebih rendah dari mercu ambang . Gambar 7.8 Bangunan Ukur Cipoletti Pintu ini dibuat dari pasangan batu atau beton sedangkan mercunya dibuat dari besi siku. Untuk mencegah kerusakan akibat air yang melimpah, di bagiab hilir pintu ukur ini dibuat 194 kolam olakan dan sebelah hulunya juga diberi pasangan batu. Karena bangunan ukur ini tidak bergerak, maka untuk mencegah terjadinya endapan lumpur dibagian hulu pintu, maka di bagian bawah ambang sebaiknya dipasang lubang yang dapat disumbat, yang apabila diperlukan untuk menguras endapan, sumbat tersebut dibuka. c. Pintu Ukur Thomson. Pintu ukur Thonson ini juga didasarkan pada prinsip aliran yang melimpah sempurna melalui ambang tajam. Hanya bedanya pada pintu ukur Thomson ambang berbentuk segi tiga siku-siku. Pintu ukur ini umumnya terbuat dari plat besi yang ditanamkan pada pasangan batu. Dalam penggunannya pintu ukur Thomson ini digunakan untuk mengukur air yang debitnya kecil, seperti di saluran yang mengalirkan air ke kebun tebu. Pintu ukur ini sering juga digunakan pada saluran kuarter atau tersier yang melayani areal kecil. . Gambar 7.9 Bangunan Ukur Thomson. d. Pintu Ukur Parshall. Pintu ukur ini didasarkan kepada aliran melalui penampang yang menyempit. Aliran ini merupakan aliran sempurna apabila perbandingan kedalaman dibagian udik ( Ha ) dengan kedalaman air dibagian hilir ( Hb ) adalah : Hb/Ha = 0,70 Pintu ukur ini terdiri dari tiga bagian :  Bagian yang menyempit tapi datar.(bagian udik )  Bagian yang lebarnya tetap tapi miring kebawah ( bagian leher )  Bagian yang melebar dan miring keatas ( bagian hilir ). e. Pintu Ukur Romijn. Gambar 7.10 Bangunan Ukur Parshall Alat ukur ini mengambil prinsip yang sama dengan alat ukur ambang lebar, hanya ambang yang digunakan disini berupa meja yang dapat dinaik turunkan. Dengan demikian pintu ini tidak hanya mengukur tapi juga mengukur debit. Untuk mempermudah penyediaan 195 pintu ukur, maka pintu ini dibuat dengan ukuran standar. Pintu ukur ini terutama digunakan pada saluran tersier serta saluran sekunder yang tidak besar Gambar 7.13 Bangunan Ukur Pintu Ukur Romijn Pembacaan papan duga h cm 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 Besarnya debit dalain l/dct lebar ambang dalam m b = 0,60 b = 1.20 1.03 2,91 5,33 8,21 11,47 15,08 19,00 23,22 27,70 32,44 36,94 43,09 48,22 53,35 54,55 65,66 71,82 77,98 85,16 91,31 98,50 105,68 2.05 5,80 10.67 16.42 22,93 ' 30,16 37,95 46,43 55,40 64,88 73,87 86,18 96,44 106.70 119,02 131,33 113.64 155.95 170..'2 182,63 192,95 211,28 Pembacaan papan duga h cm 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 Besarnya debit dalam l/det lebar ambang dlm.m b = 0,60 b = 1,20 112,86 121,07 128,25 136,46 143,64 151.65 160,06 169,30 177,50 185.71 194,94 203,15 212,38 222,91 232,26 241.75 251,35 261,08 270,93 280,90 290,99 301,20 311,53 225,64 241,97 257,30 272,92 287,30 303,70 302,11 338,60 355,00 371.41 389,88 406,28 424,76 445,82 464,52 483,49 502,69 522,16 541,86 561,80 581,99 602.40 623,06 196 7.10 Bangunan Pengatur Tinggi Muka Air. Bangunan ini dapat merupakan bangunan tersendiri dan dapat juga menjadi bagian dari bangunan bagi atau bangunan air lainnya. Ada dua sisi fungsi yang terkait : mengatur muka air hulu dan mengatur besarnya debit yang melewati bangunan ini. 7.10.1 Pintu Sorong. Pintu sorong ini merupakan pintu yang dapat dinaik turunkan sesuai dengan keperluan. Air mengalir lewat bawah pintu, dimana besarnya debit yang melewati pintu ini tergantung dari bukaan pintu dan muka air hulu. Kalau debit yang melewati pintu ini sama dengan debit saluran, diperlukan bukaan pintu tertentu untuk mendapatkan tinggi muka air hulu yang diinginkan. Kalau bukaan ini ditambah, maka muka air hulu akan turun. Begitu juga halnya kalau bukaan dikecilkan, maka muka air dihulu akan naik. Dengan cara ini bangunan akan mengatur permukaan air dihulu bangunan. Kalau pintu sorong ini merupakan bagian dari bangunan lain seperti bangunan bagi, maka pintu ini lebih berfungsi untuk mengatur besarnya debit yang melewatinya, karena muka air dihulu konstan ( sesuai dengan muka air rencana ). Dengan muka air konstan, maka bukaan pintu akan mengatur banyaknya air yang melewatinya. Semakin besar bukaan, semakin besar pula debitnya. Dengan cara ini pintu sorong akan mengatur banyaknya air yang akan dibagi ke saluran sekunder atau tersier yang merupakan cabang dari bangunan bagi. Gambar 7.12 Bangunan Ukur Pintu Sorong dan Sekat 7.8.2 Balok Sekat. Balok sekat ini terdiri dari balok-balok yang disusun dari bawah keatas dan akan menyekat aliran dan air akan melimpah melewati atas pintu. Banyaknya air yang melimpah tergantung dari tinggi muka air diatas balok, sehingga ketinggian muka air hulu adalah sama dengan ketinggian balok ditambah dengan tinggi muka air diatas balok. Dengan cara ini maka ketinggian muka air dihulu bangunan akan dapat diatur. 197 Kalau balok sekat ini merupakan bagian dari bangunan lain seperti bangunan bagi, maka pintu ini lebih berfungsi untuk mengatur besarnya debit yang melewatinya, karena muka air dihulu konstan dan besarnya debit tergantung pada tinggi air diatas balok, maka besarnya debit diatur dengan mengatur tinggi balok. 7.8.3 Mercu Tetap. Mercu tetap yang digunakan untuk mengatur muka air ini dapat berbetuk mercu bulat atau ambang lebar, dimana air melimpah diatasnya. Ketinggian mercu tetap dan banyaknya air yang melimpah tergantung dari tinggi muka air diatas mercu, sehingga ketinggian muka air hulu adalah sama dengan ketinggian mercu ditambah dengan tinggi muka air diatas mercu. Dengan cara ini maka ketinggian muka air dihulu bangunan akan dapat diatur. Kalau mercu tetap ini merupakan bagian dari bangunan lain seperti bangunan bagi, maka mercu ini tidak dapat difungsikan untuk mengatur besarnya debit yang melewatinya. Gambar 7.12 Contoh Perhitungan Neraca Air di Sawah 198 DAFTAR PUSTAKA Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (1998a). Crop EvapotranspirationGuidelines For Computing Crop Water Requirements-FAO Irrigation And Drainage Paper 56. Fao, Rome, 300(9), D05109. Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (1998b). Crop EvapotranspirationGuidelines For Computing Crop Water Requirements-FAO Irrigation And Drainage Paper 56. Fao, Rome, 300(9), D05109. Anonim. 2010. Irigasi Menuju Pertanian Sehat. <http://www.ptpn-11.com/irigasimenuju pertanian-sehat.html>. Diakses pada tanggal Januari 2019. Anonim. 2011. Kualitas Air. <http://www.tkcmindonesia.com/bahasa/waterquality.html>. Diakses pada tanggal 11 Januari 2019. Asdak, C. (1995). Hidrologi dan Pengelolaan Daerah. Alimn Sungaz ‘, UGM. Asdak, C. (2018). Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada University Press. Chow, V. T., Maidment, D. R., & Mays, L. W. (1994). Hidrología Aplicada. McGraw-Hill. Cuenca, R. H. (1988). Hydrologic Balance Model Using Neutron Probe Data. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 114(4), 644–663. Doorenbos, J. (1975). Guidelines for Predicting Crop Water Requirements. Food and Agriculture Organization. Rome, Irrig. Drainage Pap., 24. Erman, M. (2007). Desain Hidraulik Bangunan Irigasi. Alfabeta, Bandung. Fardiaz, S. (1992). Polusi Air dan Udara. Kanisius. Hakim, N., Nyakpa, M. Y., Lubis, A., Nugroho, S. G., Saul, M. R., Diha, M., … Bailey, H. (1986). Dasar-Dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung. Lampung, 488. Hamdani, 2014. Laporan Perencanaan Irigasi, Program Studi Teknik Sipil S1 Jurusan Pendidikan Teknik Sipil Fakultas Pendidikan Teknologi Dan Kejuruan Universitas Pendidikan Indonesia Hansen, V. E. (2018). Dasar-Dasar dan Praktek Irigasi. Jakarta : Erlangga. Hargreaves, G. H. (1975). Moisture Availability and Crop Production. Transactions of the ASAE, 18(5), 980–0984. Hargreaves, G. H., & Samani, Z. A. (1982). Estimating Potential Evapotranspiration. Journal of the Irrigation and Drainage Division, 108(3), 225–230. 199 Hargreaves, G. H., & Samani, Z. A. (1985). Reference Crop Evapotranspiration From Temperature. Applied Engineering in Agriculture, 1(2), 96–99. Harmayani, K. D. (2007). Pencemaran Airtanah Akibat Pembuangan Limbah Domestik Di Lingkungan Kumuh: Studi Kasus Banjar Ubung Sari, Kelurahan Ubung: Laporan Penelitian. Fakultas Teknik, Universitas Udayana. Haslam, S. M. (1990). River Pollution: An Ecological Perspective. Belhaven press. Hillel, D. (2013). Fundamentals of Soil Physics. Academic press. Igor, S. (1993). World Fresh Water Resources. Peter H. Gleick, Eds. Irianto, I. K. (2015). Kualitas Air Menuju Pertanian Berkelanjutan. Irigasi, D. (1986). Standar Perencanaan Irigasi. Bandung: PT. Galang Persada. Isidoro, D., & Aragüés, R. (2007). River Water Quality And Irrigated Agriculture In The Ebro Basin: An Overview. Water Resources Development, 23(1), 91–106. Kodoatie, R. J., & Sjarief, R. (2010). Tata Ruang Air. Penerbit Andi. KP 01. (1986). Standar Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencanaan Bagian Jaringan Irigasi,(KP 01). Departemen Pekerjaan Umum, Jakarta. Linsley, R. K., Franzini, J. B., & Sasongko, D. (1985). Teknik Sumber Daya Air. Erlangga. Loebis, J., & Soewarno, B. S. (1993). Hidrologi Sungai. Chandy Buana Kharisma. Jakarta. Machbub, B., & Mulyadi, M. (2000). Kualitas Air Sungai Alamiah Sebagai Standar Kualitas Sumber Air. Buletin PUSAIR, (34), 31–38. Makkink, G. (1957). Testing the Penman Formula by Means of Lysimeters. Journal of the Institution of Water Engineerrs, 11, 277–288. Nasir, A., & Effendy, S. (2000). Konsep Neraca Air Untuk Penentuan Pola Tanam. Kapita Selekta Agroklimat. No. 32/PRT/M/. (2007). Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 32 Tahun 2007 tentang Pedoman Operasi dan Pemeliharaan Jaringan Irigasi. No. 17/PRT/M/2007. 2007. “Peraturan Menteri Pekerjaan Umum Nomor 17 Tahun 2015 Tentang Komisi Irigasi No. 82/PP/2001. Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001 Tentang Pengelolaan Kualitas Air Dan Pengendalian Pencemaran Air Presiden Republik Indonesia, 200 Notohadiprawiro, T. (1998). Tanah dan Lingkungan. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Departemen Pendidikan Dan Kebudayaan. Jakarta, 237. Nurlidiawati, N. (2014). Sungai Sebagai Wadah Awal Munculnya Peradaban Umat Manusia. Rihlah Jurnal Sejarah Dan Kebudayaan, 2(01), 96–106. Oppenheimer, S., & Syahrir, I. (2010). Eden in the East. Ufuk Press. Pasandaran, E. (1991). Irigasi di Indonesia: Strategi dan pengembangan. Lembaga Penelitian, Pendidikan dan Penerangan, Ekonomi dan Sosial. Penman, H. L. (1948). Natural Evaporation from Open Water, Bare Soil and Grass. Proc. R. Soc. Lond. A, 193(1032), 120–145. PP No 20. (2006). Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 2006 Tentang Irigasi. PP No 23. (1982). Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor. 23 tahun 1982 Tentang Irigasi. PP No 77. (2001). Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 77 Tahun 2001 Tentang Irigasi. PP No 82. (2001). Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 82 Tahun 2001 Tentang Pengelolaan Kualitas Air Dan Pengendalian Pencemaran Air Presiden Republik Indonesia. Reclamation, L. (1974). Improvement/ILRI. Wageningen, Netherlands Wageningen. Rosadi, B. (2015). Dasar-Dasar Teknik Irigasi. Graha Ilmu, Yogyakarta. Rosmarkam, A., & Yuwono, N. W. (2002). Ilmu Kesuburan Tanah. Kanisius. Rupa, I. N. (1985). Subak. Baru. Seyhan, E., & Subagyo, S. (1990). Dasar-Dasar Hidrologi. Gadjah Mada University Press. Siregar, H. (1981). Budidaya Tanaman Padi di Indonesia. Sastra Hudaya. Smedema, L. K., Vlotman, W. F., & Rycroft, D. (2014). Modern Land Drainage: Planning, Design And Management Of Agricultural Drainage Systems. CRC Press. Smith, M, Allen, R., Monteith, J., Perrier, A., Pereira, L., & Segeren, A. (1991). Report On The Expert Consultation On Procedures For Revision Of FAO Guidelines For Prediction Of Crop Water Requirements. Rome: FAO. Smith, Martin, Allen, R., & Pereira, L. (1998). Revised FAO Methodology For Crop-Water Requirements. 201 Soemarto, C. (1987). Hidrologi Teknik. Usaha Nasional. Surabaya. Soewarno. (2000). “Hidrologi Operasional”. Bandung : Nova. Song, A. N., & Banyo, Y. (2011). Konsentrasi Klorofil Daun Sebagai Indikator Kekurangan Air Pada Tanaman. Jurnal Ilmiah Sains, 11(2), 166–173. Sosrodarsono, S., & Takeda, K. (1978). Hidrologi untuk Pengairan. PT Pradnya Paramita, Jakarta. Stephens, J. C. (1965). Discussion of “Estimating Evaporation from Insolation.” J Hydraul, 504(91), 171–182. Sujarwadi, 1987. Dasar- Dasar Teknik Irigasi, Keluarga Besar Mahasiswa Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Gajah Mada, Yogyakarta Sutanto, R. (2002). Pertanian organik: Menuju pertanian alternatif dan berkelanjutan. Kanisius. Tachyan, E. P. (1992). Dasar-Dasar dan Praktek Irigasi. Jakarta: Erlangga. Takeda, K., & Sosrodarsono, S. (2003). Hidrologi untuk Pengairan. Editor Sosrodarsono, S. PT Pradnya Paramita: Jakarta. Thornthwaite, C., & Mather, J. (1957). Instruction And Tables For Computing Potential Evapotranspiration And The Water Balance, 5th Printing, V. 10. CW Thornthwaite Associates, Laboratory of Climatology, Elmer, NJ, USA. Thornthwaite, C. W. (1948). An Approach Toward A Rational Classification Of Climate. Geographical Review, 38(1), 55–94. Turc, L. (1961). Estimation Of Irrigation Water Requirements, Potential Evapotranspiration: A Simple Climatic Formula Evolved Up To Date. Ann. Agron, 12(1), 13–49. Umar, M. (2009). Mesopotamia dan Mesir Kuno: Awal Peradaban Dunia. El-Harakah, 11(3). Van de Goor, G., & Zijlstra, G. (1968). Irrigation Requirements For Double Cropping Of Lowland Rice In Malaya= Les Besoins En Eau Pour Une Double Recolte De Riz Par An En Malaisie= Der Wasserbedarf In Reisfeldern Mit Zwei Ernten Pro Jahr In Malaysia. Veenman. Varshney, R., Gupta, S., & Gupta, R. (1977). Theory & Design of Irrigation Structures. 202 Glosarium Anonim = arti kiasan yang menggambarkan sesuatu/orang tanpa nama atau tanpa identitas pribadi. Bangunan Bagi = bangunan yang terletak pada saluran Primer yang membagi air ke saluran – saluran sekunder atau saluran sekunder yang membagi air ke saluran sekunder lainnya atau pada suatu titik cabang dan berfungsi untuk membagi aliran antara dua saluran atau lebih Bangunan Sadap = bangunan yang menglirkan air dari aliran saluran primer dan atau saluran skunder ke saluran tersier penerima melalui pintu ukur Bangunan Bagi – Sadap apabila pada suatu lokasi diperlukan adanya bangunan bagi dan bersamaan itu pula bangunan sadap yang merupakan kombinasi dari bangunan bagi dan bangunan sadap Bendung = pengempang untuk menahan air di sungai (tepi laut dan sebagainya); tanggul; atau rintangan yang bersifat kontinu dan padat, letaknya tidak selalu melintangi sebuah sungai, tujuannya untuk mengalihkan, mengawasi, dan mengukur aliran air; bangunan air yang dibangun melintang sungai digunakan untuk menaikan tinggi muka air agar dapat mengairi lahan irigasi yang direncanakan Bangunan Pengatur Muka Air = bangunan yang bersifat mengatur muka air di saluran pada elevasi yang dikehendaki Bangunan Terjun = bangunan air yang dibangun apabila muka air rencana dalam saluran cukup tinggi di atas medan terlalu tingg (beda < 1 m). Bangunan Got miring = suatu saluran dengan pasangan yang mempunyai kemiringan yang besar (beda kontur > 1m). Boks Bagi = bangunan air yang digunakan untuk membagi-bagi air irigasi ke seluruh petak tertier dan kwarter. Formasi tanah = formasi yang dibentuk oleh berbagai lapisan dalam tanah Gorong-gorong = saluran tertutup yang dibangun untuk melmbawa air irigasi yang melewati jalan Irrigatie-Afdeling = Departemen irigasi yang dibentuk Hindia Belanda pada tanggal 1 januari 1889 pertama kali dibentuk daerah irigasi yaitu Irrigatie-Afdeling Serayu yang meliputi karesidenan Banyumas dan Bagelan di Jawa Tengah. Irigasi = usaha penyediaan, pengaturan, dan pembuangan air irigasi untuk menunjang pertanian yang jenisnya meliputi irigasi permukaan, irigasi rawa, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa, dan irigasi tambak Irigasi Permukaan atau Genangan = penerapan irigasi dengan cara mendistribusikan air ke lahan pertanian dengan cara gravitasi (membiarkan air mengalir di permukaanlahan pertanian) Irigasi Siraman (Sprinkler Irrigation) = sistem irigasi dimana air diberikan kepada tanaman dengan menyemprotkan air keatas sehingga menyerupai hujan ketika air jatuh ketanah Irigasi Tetesan (Drip/Trickle Irrigation)= sistem irigasi dengan menggunakan pipa atau selang berlubang dengan menggunakan tekanan tertentu yang nantinya air akan keluar dalam bentuk tetesan langsung pada zona tanaman Irigasi Bawah Permukaan = irigasi yang dilakukan dengan cara meresapkan air ke dalam tanah dibawah zona perakaran tanaman melalui sistem saluran terbuka maupun dengan pipa bawah tanah Jaringan Irigasi Sederhana = jaringan irigasi yang konstruksi bangunan-bangunannya masih bersifat tidak permanen ( sementara ), dan jaringan ini juga tidak dilengkapi dengan pintu-pintu pengatur maupun bangunan / alat pengukur debit air. Jaringan Irigasi Semi Teknis = jaringan irigasi yang konstruksi bangunannya dibuat permanen atau semi permanen, dilengkapi dengan pintu-pintu pengatur akan tetapi tidak dilengkapi dengan bangunan / alat pengukur debit air Jaringan Irigasi Teknis = Jaringan Irigasi Teknis, yaitu jaringan irigasi yang konstruksi bangunan-bangunannya dibuat permanen, dilengkapi dengan pintu pengatur dan alat pengukur debit air, sehingga yang dialirkan ke petak-petak sawah dapatdiatur dan diukur dengan baik. Kolmatase = usaha meninggikan muka tanah dengan mengalirkan air yang mengandung lumpur ke permukaan tanah dan apabila lumpur ini mengendap, maka permukaan tanah akan bertambah tinggi Pelimpah = struktur yang digunakan untuk menyediakan aliran yang terkendali dari bendungan atau tanggul ke daerah hilir, biasanya menjadi sungai yang dibendung Permeabel = dapat ditembus oleh partikel. Penggelontoran air = mengalirkan air banyak-banyak supaya hanyut Pemupukan = pemberian bahan yang dimaksudkan untuk menyediakan hara bagi tanaman Pintu Pengatur Muka Air (Check Gate) = bangunan air untuk mengatur muka air agar dapat masuk ke saluran lain maka sebelah hilirnya dibangun pintu pengatur muka air Siphon = Bangunan Silang berupa saluran tertutup yang mengalirkan air dibawah bangunan lain Talang = Bangunan air yang dibangun dimana air mengalir dengan permukaan bebas yang dibuat melintasi cekungan, Saluran , Sungai, Jalan ataupun sepanjang Lereng bukit Talang Siphon = bangunan air yang dibangun apabila suatu talang melintasi lembah yang cukup dalam sehingga tianggnya akan tinggi Tanah = bagian kerak bumi yang tersusun dari mineral dan bahan organic Tanah aerolian = merupakan lahan yang terjadi karena bentukan asal proses angin dan gabungan pelapukan dengan aliran air dimana lokasi tersebut Tanah aluvial (coluvial) atau tanah endapan adalah tanah yang terbentuk dari lumpur sungai yang mengendap didataran rendah dimana lokasi tersebut memiliki sifat fisik tanah yang subur dan cocok untuk lahan pertanian Tanah endapan = jenis tanah yang terbentuk karena endapan Tanah bagian atas = merupakan bagian yang optimum untuk kehidupan tumbuhtumbuhan. Tanah lapisan atas berwarna gelap dan kehitam-hitaman, tebalnya antara 10 – 30 cm. Lapisan ini merupakan lapisan tersubur, karena adanya bunga tanah atau humus. Lapisan tanah atas (top soil) Tanah di bawah permukaan = Tanah lapisan bawah warnanya lebih cerah dan lebih padat daripada tanah lapisan atas. Lapisan tanah ini tebalnya antara 50 – 60 cm, lebih tebal dari lapisan tanah atas, sering disebut tanah cadas atau tanah keras Tanah Humus = tanah yang sangat subur terbentuk dari lapukan daun dan batang pohon di hutan hujan tropis yang lebat Tanah Pasir = tanah yang bersifat kurang baik bagi pertanian yang terbentuk dari batuan beku serta batuan sedimen yang memiliki butir kasar dan berkerikil Tanah Podzolit = tanah subur yang umumnya berada di pegunungan dengan curah hujan yang tinggi dan bersuhu rendah / dingin Tanah Laterit = tanah tidak subur yang tadinya subur dan kaya akan unsur hara, namun unsur hara tersebut hilang karena larut dibawa oleh air hujan yang tinggi. Contoh : Kalimantan Barat dan Lampung Tanah Mediteran / Tanah Kapur = tanah sifatnya tidak subur yang terbentuk dari pelapukan batuan yang kapur Tanah Gambut / Tanah Organosol = jenis tanah yang kurang subur untuk bercocok tanam yang merupakan hasil bentukan pelapukan tumbuhan rawa. Contoh : rawa Kalimantan, Papua dan Sumatera. Indeks DAS = Daerah Aliran Sungai NTU = Nephelometric Turbidity Units pH = derajat keasaman yang digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan SEKILAS TENTANG PENULIS Hari Wibowo Penulis adalah pengajar di Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Tanjungpura Pontianak Kalimantan Barat  Lahir di Pontianak, tanggal 19 Oktober 1971. pendidikan yang diperoleh di antaranya: Menempuh pendidikan S1 pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Tanjungpura Pontianak 1990-1995 (judul tugas akhir : perencanaan bendung tetap)  Menempuh pendidikan S2 pada Program Pasca Sarjana Jurusan Teknik Sipil Bidang khusus Teknik Sumberdaya Air, , Institut Teknologi Bandung 1998-2001  Menempuh pendidikan S3 pada Program Doktoral Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Semarang 2012-2017 Semenjak Tahun 1997 bekerja sebagai dosen tetap di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Sipil Universitas Tanjungpura Pontianak sampai Sekarang. Tahun 2002 sebagai dosen diperbantukan pada Fakultas Teknik Universitas Panca Bakti Pontianak sampai Tahun 2008. Mengajar mata kuliah Irigasi Dan Bangunan Air 1, Irigasi Dan Bangunan Air 2, Hidrolika 2, Drainase Perkotaan, Rekayasa Bendungan (PL), Pengembangan Sumber Air, Mekanika Fluida/Hidrolika1, Fisika Dasar, Matematika 1, Matematika 2, Matematika 3 Matematika 4, Calculus 1 sampai Calculus 4, Rekayasa Hidrologi, Mekanika Fluida , Bahasa Pemograman serta Mengambar Rekayasa dan Bangunan Struktur 1. Disamping mengajar, penulis juga pernah mengikuti pelatihan Tenaga Ahli Konstruksi Dalam Rangka Perencanaan Sumber Daya Air Wilayah Sungai, Pelatihan Tenaga Ahli Konstruksi Dalam Rangka Pelatihan Tenaga Ahli Perencanaan Reklamasi Rawa di Pontianak, serta beberapa kali mengikuti workshop Penulisan Karya Ilmiah untuk Jurnal Internasional. Beberapa penelitian dan hasil penelitian terutama yang berkaitan dengan pengembangan sumber daya air, sedimentasi, bentuk dasar saluran, koefisien kekasaran Manning , dan dituangkan dalam bentuk jurnal nasional maupun internasional. Pengalaman di lapangan, pernah menangani pekerjaan Pengembangan Sumber Daya Air SWS, Perencanaan pada Pekerjaan O dan P Transisi Inpeksi Lapangan, Kalibrasi, Running Test (uji coba) Aliran Operasi dan Pemeliharaan rutin Daerah Irigasi, Pengukuran dan Perencanaan 2=daerah irigasi dan rawa.