Optimasi Pola Tanam Daerah Irigasi

  • Published on
    07-Jan-2016

  • View
    26

  • Download
    3

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Jurnal

Transcript

<ul><li><p>OPTIMASI POLA TANAM DAERAH IRIGASIKAITI SAMO KABUPATEN ROKAN HULU</p><p>MENGGUNAKAN PROGRAM LINIER</p><p>Mukhlas Abror, Manyuk Fauzi, M. Efendi Saputra</p><p>Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas RiauKampus Bina Widya Jl. HR Soebrantas KM 12,5 Pekanbaru, Kode Pos 28293</p><p>email: cow_pluto@yahoo.co.id</p><p>ABSTRACT</p><p>The main purpose of this study is to optimize the utilization of water resources and landin Kaiti Samo Irrigation Area of Rokan Hulu District through variations of crop patterns. KaitiSamo Irrigation Area with 1654 Ha of potential area, the functional area is only 700 Ha. Theprocessing of agricultural land at the location is also done twice a year with Padi -Padi-Beracrop pattern.</p><p>The research methode used is optimization study to obtain the maximum profits offarming results based on the optimal planting area using a linear program. The existingdependable volume and crops water requirements of each alternative crop pattern planned areused as restrictions/constrains as input for operation of linear program. The resu lts of thesecalculations are expected to know the optimal planting area according to the crop pattern andcrop season, also the greatest profits will be obtioned.</p><p>The results of one early planting alternative planned, crop pattern is obtained which getthe greatest profits is Padi Padi Kacang Hijau at early planting November period I. The profitsis Rp 8.829.000.000,00 with the planting area for crop season I: Padi = 1180 Ha, crop season II:Padi = 1180 Ha, crop season III: Kacang Hijau = 1140 Ha, and crop intensity 237%.</p><p>Key words : dependable volume, crop water requirement, crop pattern, optimization, linearprogram</p><p>PENDAHULUANProgram Operasi Pangan Riau Makmur</p><p>(OPRM) merupaka n program ya ngdilaksanakan oleh Provinsi Riau dalam rangkamewujudkan swasembada beras bagi ProvinsiRiau pada tahun 2013 dengan menjadikanlahan di Riau sebagai lahan untuk pertaniank o m o d i t i p a d i . P r o g r a m i n i p a d apelaksanaannya dilakukan dengan dua langkahyaitu intensifikasi dan ekstensifikasi.Intensifikasi merupakan usaha perbaikanpertanian dengan cara melakukan optimalisasipada jenis komoditi, pola tanam, dan intensitastanam, sedangkan ekstensifikasi merupakanusaha perluasan wilayah pertanian.</p><p>Kabupaten Rokan Hulu merupakansalah satu kabupaten yang menjadi lumbungberas bagi Provinsi Riau. Banyak wilayah dikabupaten ini yang dijadikan sebagai lahan</p><p>pertanian atau daerah irigasi (DI). Salah satudaerah yang dijadikan lahan pertanian adalahDI Kaiti Samo yang terletak di Desa Kaiti,Kecamatan Rambah. Luas lahan pertanian DIKaiti Samo sebesar 1.654 Ha, namun belummampu memberikan hasil pertanian dankeuntungan maksimun bagi petani, hal inidisebabkan oleh faktor-faktor berikut ini:</p><p>1. Lahan yang dimanfaatkan sebagai lahanpertanian (lahan fungsional) adalah 700Ha.</p><p>2. Pengolahan lahan pertanian oleh petanidua kali setahun dengan pola tanam padi-padi-bera.</p><p>3. Selain itu didukung dengan air di bendungyang masuk ke kolam-kolam ikanmasyarakat setempat yang ada disekitarBendung Kaiti.</p></li><li><p>Untuk mendukung pelaksanaanprogram OPRM dan meningkatkan hasilpertanian dan kesejahteraan petani di DI KaitiSamo, maka diperlukan upaya untukmeningkatkan produksi pertanian. Salah satucara untuk meningkatkan hasil pertanian padat iap sa tuan luas nya ada lah denganmenggunakan pengaturan cara pemberian airirigasi yang baik dan juga pengaturan polatanam yang lebih optimal.</p><p>TINJAUAN PUSTAKAa. Uji konsistensi data</p><p>Sebelum data hidrologi tersebut digunakan,harus dilakukan pengujian terhadapkonsistensinya. Konsistensi dari pencatatanhujan dalam penelitian ini diperiksamenggunakan metode Rescaled AdjustedPartial Sums (RAPS).</p><p>,</p><p>dengan:k = 1, 2, 3, .....nDy = standar deviasiSk* = nilai kumulatif penyimpangan rata-</p><p>rataSk** = hasil nilai uji RAPS</p><p>b. EvapotranspirasiPeristiwa berubahnya air menjadi uap ke udarabergerak dari permukaan tanah, permukaan air danpenguapan melalui tanaman dinamakanevapotranspirasi. Apabila ketersediaan air tidakterbatas maka evapotranspirasi yang terjadi disebutevapotranspirasi potensial (ET0). Rumus yangmenj elaskan evapotranspirasi acuan secara telitiadalah rumus Penman-Modifikasi yang diuraikansebagai berikut :</p><p>Eto = C(W. Rn + (1 W). f(U). (ea - ed)</p><p>keterangan :ea = Tekanan uap jenuh (mbar)ed = Tekanan uap nyata (mbar)</p><p>f(U) = Fungsi angin (m/s)U = Kecepatan angin (m/s)1 W = Faktor pembobotRn = Rns RnlRns = Radiasi gelombang pendek nett oRnl = Radiasi gelombang panjang nett oC = Koefisien bulananc. Curah Hujan AndalanCurah hujan andalan adalah curah hujan reratadaerah minimun untuk kemungkinan terpenuhiyang sudah ditentukan dan dapat dipakai untuk</p><p>keperluan irigasi. Curah hujan andalan untuktanaman padi ditetapkan sebesar 80%,sedangkan untuk tanaman palawija sebesar50%. Curah hujan andalan ditentukanmenggunakan rumus sebagai berikut :</p><p>R80 =</p><p>R50 = 2 + 1</p><p>dengan :R80 = Curah hujan yang terjadi dengan tingkatkeandalam 80% (mm),R50 = Curah hujan yang terjadi dengan tingkatkeandalam 50% (mm),n = Jumlah tahun pengamatan.d. Curah Hujan Efektif</p><p>Curah hujan efektif adalah curah hujan yangdigunakan tanaman untuk pertumbuhan. Untuktanaman padi nilai curah hujan efektifnyadapat dihitung dengan menggunakanpersamaan berikut :</p><p>Re = 70% x R80</p><p>Sedangkan untuk tanaman palawija, nilaicurah hujan efektifnya dihitung denganpersamaan sebagai berikut :</p><p>Re = R50dengan :Re = Curah hujan efektif (mm).e. Debit Andalan</p><p>Debit andalan adalah debit minimum sungaidengan besaran tertentu yang mempunyaikemungkinan terpenuhi yang dapat digunakanuntuk keperluan irigasi. Debit aliran sungaiharus diketahui sebelum menentukan debitandalan sungai. Untuk mengetahui debit aliransungai yang tidak diketahui datanya makadilakukan perhitungan dengan metode tertentu.</p><p> Debit Sungai Hujan-Aliran MetodeFJ.Mock</p><p>Pada dasarnya metode ini adalah hujan yangjatuh pada catchment area sebagian akanhilang sebagai evapotranspirasi, sebagian akanlangsung menjadi aliran permukaan (direct runoff) dan sebagian lagi akan masuk kedalamtanah (infiltrasi), dimana infiltrasi pertama-</p><p>+ 15</p></li><li><p>tama akan menjenuhkan top soil, kemudianmenjadi perkolasi membentuk air bawah tanah(ground water) yang nantinya akan keluar kesungai sebagai aliran dasar (base flow).Adapun tahapan yang digunakan dalammetode ini adalah seperti yang digambarkandalam bagan alir di bawah ini.</p><p> Debit Andalan Metode WeibullDalam perencanaan proyekproyekpenyediaan air terlebih dahulu harus dicaridebit andalan (dependable discharge). Untukmenghitung debit andalan tersebut, dihitungpeluang 80 % dari debit inflow sumber airpada pencatatan debit pada periode tertentu.Dalam menentukan besarnya debit andalandengan peluang 80 % digunakan probabilitasMetode Weibull, dengan rumus :</p><p>x 100%</p><p>dengan:P = Peluang (%),m = Nomor urut data,n = Jumlah data.</p><p>f. Optimasi Menggunakan Program LinierModel optimasi adalah penyusunan modelsuatu sistem yang sesuai dengan keadaannyata, yang nantinya dapat diubah ke dalammodel matematis dengan pemisahan elemen-elemen pokok agar suatu penyelesaian sesuai</p><p>dengan sasaran atau tujuan pengambilankeputusan tercapai (Montarcih, 2008).</p><p>P =+1</p></li><li><p>Sumber : Hasil Perhitungan, 2013</p><p>Pada dasarnya program linier memiliki tigaunsur penting (Montarcih, 2008), yaitu:</p><p>1. Variabel PutusanVariabel putusan merupakan variabelyang akan dicari dan memberi nilai yangpaling baik bagi tujuan yang hendakdicapai.</p><p>2. Fungsi TujuanFungsi tujuan adalah fungsi matematikayang harus dimaksimumkan ataudiminimumkan, dan mencerminkan tujuanyang hendak dicapai.</p><p>3. Fungsi KendalaFungsi kendala adalah fungsi matematikayang menjadi kendala bagi usaha untuku n t u k m e m a k s i m u m k a n a t a umeminimumkan fungsi tujuan, mewakilikendala yang harus dicapai.</p><p>Bentuk matematika untuk pemecahanmasalah dengan program linier adalah sebagaiberikut :Fungsi tujuan = maksimisasi</p><p>Zmax = C1X1 + C2X2 + ...... + CnXnFungsi kendala :</p><p>a11X1 + a11X1 + ...... + a1nXn b1a21X1 + a21X1 + ...... + a2nXn b2</p><p>am1X1 + am1X1 + ...... + amnXn bmNon negativity :</p><p>X1 0; X2 0; ...... ; Xn 0dengan :Zmax = fungsi tujuan (objective function),Xn = variabel,Cn = koefisien variabel (cost),amn = jumlah sumber daya m yang dikonsumsi</p><p>oleh setiap unit kegiatan n,bm = jumlah sumber daya m yang tersedia</p><p>untuk dialokasikan,m = jumlah sumber daya yang terbatas,n = jumlah kegiatan yang memerlukan sumber</p><p>daya yang terbatas.</p><p>METODOLOGI PENELITIANLokasi penelitian adalah di DI Kaiti SamoDesa Pasir Baru, Suka Maju, Sialang Jaya,Rambah Samo Tengah Barat, Rambah tengahHilir, Kec. Rambah dan Desa Baru, RambahUtama Kec. Rambah Samo, Kabupaten Rokan</p><p>Hulu, Provinsi Riau. Luas potensial DI Kaiti</p></li><li><p>Samo adalah 1654 Ha dengan luas chatchmentarea sebesar 31,688 km2.</p><p>Proses pelaksanaan studi ini pada prinsipnyaterbagi dalam tiga bagian yaitu pengumpulandata, pengolahan data/perhitungan dankeluaran berupa hasil analisa sebagair e k o m e n d a s i k e p a d a p i h a k y a n gmembutuhkan. Langkah-langkah yang diambildalam prosedur penelitian ini adalah studiliteratur dan pengumpulan data. Pola pikirpelaksanaan studi dalam penelitian ini adalahseperti yang digambarkan dalam bagan alir dibawah ini.</p><p>Adapun bagan alir debit Metoda F.J Mockdapat dilihat sebagai berikut :</p><p>Adapun bagan alir Optimasi Program Linierdapat dilihat sebagai berikut :</p><p>HASIL DAN PEMBAHASANa. Uji Konsistensi</p><p>Tabel 1. Uji Konsistensi DAS Rambah Utamadengan RAPS</p></li><li><p>Sumber : Hasil Perhitungan, 2013</p><p>Dari hasil analisis diperoleh :Qhitungan = 1,006 &lt; Qkritik = 1,46Rhitungan = 1,344 &lt; Rkritik = 1,7.</p><p>Tabel 2. Hasil Uji Konsistensi masing-masingstasiun</p><p>DAS SIAK</p><p>StasiunUji Konsistensi</p><p>RAPS Kurva Massa GandaRambah Utama konsisten Tidak dilakukanLubuk Bendahara konsisten Tidak dilakukanUjung Batu konsisten Tidak dilakukan</p><p>Sumber : Hasil Perhitungan, 2013</p><p>b. EvapotranspirasiAnalisis evapotranspirasi potensial (ETo)diperlukan dalam perhitungan ketersediaan air(Q80) dan kebutuhan air (QIR). Berdasarkandata klimatologi dari stasiun hujan RambahUtama yang telah dianalisis di atas, makadapat dihitung besarnya evapotranspirasiPotensial (ETo). Adapun hasil perhitunganE v a p o t r a n s p i r a s i p o t e n s i a l (E T o )menggunakan metode Penman-Modifikasiuntuk adalah berikut ini.</p><p>Tabel 5. Evapotranspirasi</p><p>Sumber : Hasil Perhitungan, 2013</p><p>c. Curah Hujan AndalanCurah hujan andalan merupakan curah hujanrata-rata 15 harian dengan kemungkinankegagalan 20% yang dihitung denganmenggunakan metode Basic Year. Berikutadalah contoh perhitungan curah hujanandalan untuk bulan Januari periode I.</p><p>Tabel 6. Curah Hujan Andalan Januari 1</p><p>Sumber : Hasil Perhitungan, 2013</p><p>Langkah pertama adalah mengurutkancurah hujan rata-rata mulai dari nilai terkecilhingga yang terbesar. Kemudian curah hujanandalan ditentukan menggunakan persamaan</p><p>10+ 1 = 3, maka diperoleh nilai curah</p><p>hujan dengan keandalan 80% adalah14.1 mm,</p><p>10+ 1 = 6, maka diperoleh nilai</p><p>curah hujan dengan keandalan 50% adalah17.2 mm. Untuk perhitungan curah hujanandalan bulan lainnya menggunakan cara yangsama.1. Curah Hujan Efektif Padi dan PalawijaCurah hujan efektif merupakan curah hujanyang dapat dimanfaatkan untuk kebutuhankonsumtif tanaman.Hasil dari perhitungancurah hujan efektif dapat dilihat pada tabelberikut.</p><p>Tabel 7. Probabilitas hari hujan dan kering</p><p>R80 = 5</p><p>dan R50 = 2</p></li><li><p>Sumber: Hasil Perhitungan, 2013</p><p>Tabel 7 menunjukkan bahwa untuk tanamanpadi, curah hujan tinggi terjadi pada bulanApril periode I sebesar 1,01 mm/hari, Meiperiode I 0,99 mm/hari dan bulan Novemberperiode I sebesar 0.97 mm/hari. Apabiladihubungkan dengan kebutuhan air tanaman,pada bulan-bulan tersebut merupakan waktuya ng te pa t un tuk ma sa pe ngola ha ntanah/penyiapan lahan. Hasil analisis padaTabel 7 di atas menunjukkan bahwa untuktanaman palawija, curah hujan efektif tinggipada bulan Mei periode I sebesar 1,79mm/hari. Curah hujan terendah terjadi padabulan Agustus periode I sebesar 0.66 mm/hari.2. Debit Andalan</p><p> Debit Sungai Hujan-Aliran MetodeFJ.Mock</p><p>Tahap pertama adalah melakukan kalibrasi antaradebit hasil hitungan dan debit terukur di lapanganuntuk meperkirakan nilai parameter DAS. Namundisebabkan data debit terukur untuk debit SungaiKaiti dan Sungai Samo yang tidak tersedia, makakalibrasi dilakukan dengan membandingkan debithitungan andalan Sungai Kaiti dan Sungai Samodengan debit hasil konversi dari data AWLRStasiun Pasir Pengarayan tahun 2009 yangdiperoleh dari Balai Wilayah Sungai Sumatra III,Selanjutnya verifikasi merupakan prosesperhitungan dengan menggunakan datamasukkan selain yang digunakan pada tahapkalibrasi, akan tetapi menggunakan parameterDAS yang dihasilkan pada tahap kalibrasi.Berikut merupakan hasil perhitunganketersediaan air pada Sungai Kaiti denganmetode F.J.Mock pada bulan Januari tahun2002 :Tabel 8. Perhitungan Pengalihragaman Hujan</p><p>menjadi Debit dengan Metode MockPada Tahun 2002</p><p> Debit Andalan Metode WeibullAnalisis debit andalan Sungai Kaiti danSungai Samo dihitung menggunakan datadebit yang diperoleh melalui perhitungan debitMetode FJ Mock, dengan panjang data 10tahun mulai dari tahun 2002 hingga tahun2011. Untuk menentukan besarnya debitandalan dengan peluang 80 % digunakanprobabilitas Metode Weibull. Dari perhitunganprobabilitas Weibull, diperoleh debit andalan(Q80) Sungai Kaiti diambil dari nilaiprobabilitas 72,7%. Adapun hasil perhitungandebit andalan Sungai Kaiti dan Sungai Samodisajikan pada tabel berikut :</p><p>Tabel 9. Debit dan Volume Andalan</p><p>Sumber : Hasil Perhitungan, 2013</p><p>e. Kehilangan Air DilapanganAnalisis Kehilangan Air di Lapangan Pada DIKaiti Samo diperoleh dengan menggunakandata hasil pengukuran langsung pada saluranprimer yang ada pada DI Kaiti Samo.Pengukuran ini dilakukan pada saluran primerdengan tujuan untuk mengetahui berapa debityang dialirkan bendungan Samo menuju DIKaiti Samo, serta mengetahui berapakehilangan air disaluran tersebut akibat adanyapengambilan air dalam jumlah yang cukup</p></li><li><p>besar oleh warga setempat untuk mengairitambak/kolam ikan milik mereka.</p><p>Gambar 1. Lokasi Pengukuran, Saluran PrimerDi Kaiti Samo,Kabupaten Rokan HuluMetoda pengukuran adalah denganmenggunakan Curentmeter, Curentmeteradalah alat untuk mengukur kecepatan aliran.Curentmeter bisa dugunakan pada saluran atausungai yang memiliki debit 0,5 m3/detik s/d 5m3/detik. Sebelum mengukur kecepatan denganmetoda satu titik. dua titik dan seterusnya,terlebih dahulu membagi saluran menjadi pias-pias kecil (Pada pengukuran ini dibagi empatpias) dengan tujuan untuk mendapatkankecepatan yang lebih mendekati dengankecepatan sebenarnya. Selanjutnya Setelahmendapatkan kecepatan aliran denganmenggunkan curentmeter, untuk menghitungdebit pada titik tersebut terlebih dulu dikalikandengan luas penampang basah salurantersebut. Adapun hasil pengukuran debitlapangan pada saluran primer DI Kaiti Samodapat dilihat pada tabel berikut :Tabel 10. Hasil Pengukuran Debit Dilapangan</p><p>Sumber: Hasil Perhitungan, 2013</p><p>Dari tabel diatas didapat kehilangan air padasaluran primer adalah sebesar 30 %. hal inidesebakan oleh berbagai faktor yaituperubahan bentuk tampang saluran serta,pengambilan air yang digunakan untummengairi tambak dan kolam ikan milik warga...</p></li></ul>