Upload
lehanh
View
246
Download
5
Embed Size (px)
Citation preview
1
MAKALAH TUGAS AKHIR
STUDI OPTIMASI TATA GUNA AIR PADA PENGEMBANGAN J.I PETERONGAN SEHUBUNGAN DENGAN PERUBAHAN TATA GUNA LAHAN D.I DELTA BRANTAS
AYU SUSANTI NRP 3108 100 118 Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Nadjadji Anwar, MSc JURUSAN TEKNIK SIPIL Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2012
2
STUDI OPTIMASI TATA GUNA AIR PADA PENGEMBANGAN J.I PETERONGAN
SEHUBUNGAN DENGAN PERUBAHAN TATA GUNA LAHAN D.I DELTA
BRANTAS
Nama Mahasiswa : AYU SUSANTI
NRP : 3108 100 118
Jurusan : Teknik Sipil FTSP-ITS
Dosen Pembimbing : Prof. Dr. Ir. Nadjadji Anwar, MSc.
ABSTRAK
Jaringan Irigasi Peterongan ada di wilayah Kabupaten Jombang, dengan luas layanan
mencapai 7091 Ha dan terdiri dari 177 petak tersier. Pada saat ini, kebutuhan air dialiri dari Waduk Siman melalui Saluran Sekunder Lemurung, kemudian masuk Kali Talang dan Kali Pait Atas.
Pemenuhan kebutuhan air irigasi tidak bisa optimal, hanya berkisar antara 30%-40% dari ketersediaan
air yang ada. Hal ini diakibatkan oleh panjangnya saluran serta keterbatasan bangunan operaisonal, sehingga terjadi banyaknya kehilangan air. Selain itu juga karena adanya kebocoran air akibat
rusaknya saluran dan penyadapan liar yang tidak bertanggung jawab. Untuk mengatasi kekurangan air,
para petani di daerah ini membuat sawah tadah hujan dan mengggunakan sistem pompa air di musim kemarau. Luas areal persawahan yang dialiri oleh sistem pompanisasi sekitar 389 Ha yang terletak di
Desa Kapuh Kajang, Sembung, Gempol Legundi, Tanggungan, Glagah, dan Desa Pati Kelem. Oleh
karena kurangnya alokasi air di Jaringan Irigasi Petrongan, maka pola tanam yang digunakan adalah
Padi Polowijo-Polowijo dengan intensitas tanam 225% dengan produksi padi berkisar antara 3,50 ton/Ha – 4,80 ton/Ha. Sekarang ini pengembangannya J.I Peterongan akan diambilkan debit pada
Saluran Induk Mrican Kanan, karena itu dalam studi ini akan dilakukan analisa dengan menggunakan
program bantu Quantity Methods for Windows 2 dengan input kebutuhan air tiap masing – masing jenis tanaman dari J.I Peterongan dan Mrican Kanan dan volume andalan dari Inflow Mrican sebagai
kendala atau batasan. Output dari perhitungan ini ialah luasan tiap jenis tanaman pada tiap musim
tanam.
Berdasarkan besarnya volume andalan dan kebutuhan air yang ada, hasil perhitungan menggunakan bantu QM for Windows 2 didapat intensitas tanam terbesar yaitu 300% pada pemodelan
1(debit eksisting mrican kanan) di awal tanam Okt III,Nop I, Nop II, Des I, dan Des II. Untuk
pemodelan 2 (debit sisa) alternatif pertama, intensitas tanam pada semua awal tanam untuk mrican Kanan sebesar 300%, dan bervariasi untuk Peterongan yaitu dengan intensitas terbesar pada awal
tanam Desember I dengan intensitas 293,32 % . Dan untuk alternatif kedua intensitas mrican kanan
mencapai 300% untuk semua awal tanam, dan 300% pada peterongan di awal tanam Nopember I sampai Desember II.
Kata kunci : Jaringan Irigasi Peterongan, pola tanam, optimasi, D.I. Mrican Kanan
3
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
J.I Peterongan merupakan jaringan Irigasi
yang ada di Jombang. Jaringan irigasi ini
merupakan bagian dari arel layanan Saluran Induk Pari Terong yang berasal dari Bendung
Gerak Mrican yang terletak di Jung Biru
Kabupaten Kediri. Batas arel layanan Irigasi Peterongan ini meliputi; sebelah utara dibatasi
oleh Kali Ring Ngotok, sebelah timur dibatasi
oleh Pembuang Tejo, sebelah selatan dibatasi oleh Rencana Saluran Peterongan, dan sebelah
barat dibatasi oleh Saluran Induk Papar.
Luas layanan Jaringan Irigasi Peterongan
mencapai 7091 Ha dan terdiri dari 177 petak tersier. Pada saat ini kebutuhan air irigasi dialiri
dari Waduk Siman. Pemenuhan kebutuhan air
irigasi tidak bisa optimal yaitu sekitar 30-40%. Untuk mengatasi kekurangan air, para petani
membuat sawah tadah hujan dan menggunakan
sistem pompa air pada musim kemarau. Luas
areal persawahan yang dialiri sitem pompanisasi sekitar 389 Ha yang terletak di Desa Kepuh
Kajang, sembung, Gempol Legundi,
Tanggungan, Glagahan, dan Desa Jati Pelem. Karena kurangnya alokasi air tersebut, maka pola
tanam yang digunakan adalah Padi Polowijo-
Polowijo dengan intensitas tanam 225% dengan produksi padi berkisar antara 3,50 ton/Ha- 4,80
ton/Ha.
Dalam pengambangannya, Saluran Induk
Peterongan akan mengambil air dari B.Pp.30 di Saluran Induk Papar yang dalam kondisi masih
baik. Jaringan Irigasi Peterongan sebenarnya
sudah ada, tetapi tidak sepanjang rencana pengembangan. Adapun fisik yang sudah
dilaksanakan sejak tahun 1999-2003 dengan
panjang saluran 3000 m yang melayani kebutuhan 700 Ha.
Kondisi lahan J.I Peterongan saat ini
merupakan lahan beririgasi bagian hilir dari
Sistem Irigasi Waduk Siman, sedangkan kondisi sistem irigasi sebagian irigasi setengah teknis dan
irigasi teknis.
Rencana pemenuhan kebutuhan air pada pengembangan Daerah Irigasi ini adalah dengan
memindahkan alokasi air Daerah Irigasi Delta
Brantas dimana telah terjadi perubahan tata guna
lahan irigasi
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari tugas akhir ini telah
dibagi menjadi beberapa poin berikut :
1. Bagaimana perubahan tata guna lahan setiap tahunnnya di DI Delta Brantas?
2. Berapa debit yang bisa dialirkan ke J.I
Peterongan yang berasal dari tahanan DI Delta Brantas?
3. Bagaimana kebutuhan air di J.I Peterongan
dengan pola-pola tanam yang diajukan? 4. Bagaimana teknik optimasi agar luas daerah
yang terairi maksimum?
1.3 Tujuan 1. Mengetahui luas area J.I Peterongan yang
dapat diairi
2. Mengetahui perubahan tata guna lahan di DI Delta brantas sehingga akan diketahui alokasi
air yang dapat dialirkan
3. Menghitung kebutuhan air di J.I Peterongan
dengan pla-pola tanam yang dianjurkan 4. Mengoptimasi kebutuhan air di J.I Peterongan
sehingga luas yang bisa terairi maksimum.
1.4 Batasan Masalah
1. Debit tahanan akibat perubahan tata guna
lahan DI Delta Brantas,tidak dihitung secara fungsional tetapi hanya perkiraan dari regresi
data-data debit inflow terhadap perubahan tata
guna lahan pada tahun-tahun sebelumnya.
2. Penelitian tidak mencakup perencanaan saluran J.I Peterongan.
3. Kondisi D.I Mrican Kanan diasumsikan sama
dengan kondisi J.I Peterongan 4. Data-data yang digunakan adalah data
sekunder.
5. Pola tanam yang dihitung merupakan
kombinasi dari padi dan polowijo, dan tebu, karena merupakan target dari pengambangan
DI. Peterongan ini.
6. Pembagian awal tanam direncanakan 7 awal tanam yang berbeda mulai dari awal tanam
Oktober II – Desember II dengan pembagian
musim sebagai berikut : Musim Hujan: Berkisar antara Bulan
Nopember – Februari.
Musim Kemarau 1: Berkisar antara Bulan
Maret – Juni. Musim Kemarau 2: Berkisar antara Bulan Juli
– Oktober.
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Kebutuhan Air Irigasi
a. Penggunaan Konsumtif (ETc) Penggunaan konsumtif dihitung dengan
rumus berikut
ETc = Kc x ETo Dimana :
ETc = evapotranspirasi tanaman, mm/ hari
Kc = Koefisien tanaman ETo = evapotransirasi tanaman acuan, mm/
hari
b. Evapotranspirasi
Pada analisa klimatologi, akan dihitung
besarnya evaporasi potensial pada wilayah studi. Dari perhitungan evaporasi potensial ini dapat
diketahui besarnya evapotranspirasi tanaman,
sehingga nantinya akan didapat kebutuhan air
untuk setiap jenis tanaman. Peristiwa evaporasi dan transpirasi yang
terjadi bersama-sama disebut evapotranspirasi.
Banyak rumus tersedia untuk menghitung besarnya evapotranspirasi yang terjadi, salah
satunya adalah Metode Penman modifikasi FAO
sebagai berikut (Pruit, W. O.:1977) :
ETo = c { W. Rn + (1-W). f(u). (ea - ed) }
……………….. ( 2.1 )
dimana : c = faktor pergantian cuaca akibat siang
dan malam.
W = faktor berat yang mempengaruhi penyinaran matahari pada
evapotranspirasi Potensial.
( mengacu pada tabel Penman
hubungan antara temperatur dengan ketinggian ).
(1-W) = faktor berat sebagai pengaruh angin
dan kelembaban pada Eto (ea - ed ) = perbedaan tekanan uap air jenuh
dengan tekanan uap air nyata (mbar)
dimana ed = ea x RH Rn = Radiasi penyinaran matahari dalam
perbandingan Penguapan/ Radiasi
matahari bersih (mm/hari)
Rn = Rns – Rn1
Rns = Rs( 1 – α ) ; (α = koefisien
pemantulan = 0,25 ) Rs = ( 0.25 + 0.5 ( n / N ) ) Ra
Rn1 = 2.01 x 109. T
4 ( 0.34 – 0.44 ed
0.5 ) (
0.1 + 0.9 n/N ) F ( u ) = Fungsi Pengaruh angin pada ETo
= 0.27 x ( 1 + U2/100 ) dimana U2
merupakan kecepatan angin selama 24 jam dalam km/hari di ketinggian
2 m.
c. Koefisien Tanaman Harga – harga koefisien tanaman padi
yang diberikan pada Tabel 2.1 berikut ini.
Tabel 2.1 Tabel Koefisien Tanaman periode periode
tengah bulan variasi biasa Variasi unggul Bulan
1 1.1 1.1 0.5 0 - 1 0.55
2 1.1 1.1 0.95 1 - 2 0.8
3 1.1 1.05 0.96 2 - 2.5 0.9
4 1.1 1.05 1.05 2.5 - 4 1
5 1.1 0.95 1.02 4 - 10 1.05
6 1.05 0 0.95 10 - 11 0.8
7 0.95 - 0 11 - 12 0.6
8 0 - - - -
TebuPadi
Jagung
Sumber :Direktorat Jendral Pengairan, Standar
Perencanaan Irigasi KP – 01
d. Curah Hujan Efektif Suatu daerah dan dapat digunakan tanaman
untuk pertumbuhannya. Jumlah curah hujan yang
dapat dimanfaatkan oleh tanaman tergantung pada jenis atnaman. Untuk tanaman padi
probabilitas curah hujan yang digunakan sebesar
80%, sedangkan probabilitas 50% digunakan pada tanaman palawijo. Dalan pengerjaan Tugas
Akhir ini, data yang diperoleh berupa data curah
hujan selama 20 tahun dari tahun 1991 – 2010.
Tahap awal perhitungan curah hujan efektif adalah dengan perhitungan probabilitas
curah hujan rata-rata.
Contoh perhitungannya adalah sebagai berikut : 1. Mengurutkan data curah hujan pada
Lampiran B Tabel B.1 per-baris 10 harian
mulai yang terbesar hingga terkecil. 2. Setelah data diurutkan seperti tertera pada
Lampiran B Tabel B.2 , digunakan rumus
Weibull untuk penentuan besarnya
probabilitas curah hujan tiap kolomnya.
)1(
N
mP
Dimana :
P = probabilitas data (%) m = nomor urut data curah hujan dari
yang terbesar hingga terkecil
n = jumlah data di setiap baris = 20
)120(
mP
5
3. Jika probabilitas yang dihitung memakai
rumus tidak tepat menghasilkan prosentase 80% dan 50%, maka dilakukan interpolasi.
Setelah perhitungan probabilitas curah hujan
selesai, maka dilakukan perhitungan curah hujan efektif dengan langkah sebagai berikut :
1. Menghitung nilai curah hujan efektif dari
nilai curah hujan rata-rata 10 harian dengan
probabilitas 80% dan 50% dengan memakai rumus :
Re80 = ( 0,7x R80)/10
Re50 = ( 0,7x R50)/10 2. Curah hujan efektif 80% digunakan untuk
menghitung kebutuhan air untuk padi,
sedangkan probabilitas 50% digunakan
untuk menghitung kebutuhan air untuk palawijo.
Sedangkan untuk curah hujan efektif masing –
masing tanaman ditentukan dengan menggunakan rumus sebagai berikut (SPI KP 1: 1986) :
e. Perencanaan Golongan Agar kebutuhan pengambilan puncak
dapat dikurangi, maka areal irigasi harus dibagi –
bagi menjadi sekurang – kurangnya tiga atau empat golongan. Hal ini dilakukan agar bisa
mendapatkan luas lahan tanam maksimal dari
debit yang tersedia. Langkah ini ditempuh
dengan alasan tidak mencukupinya jumlah kebutuhan air apabila dilakukan penanaman
secara serentak atau bisa juga dengan asumsi
apabila tidak turunnya hujan untuk beberapa saat ke depan. Termasuk juga dikarenakan
keterbatasan dari sumber daya manusianya
maupun bangunan pelengkap yang ada.
f. Perkolasi
Laju perkolasi sangat bergantung pada
sifat-sifat tanah. Dari hasil penyelidikan tanah pertanian dan penyelidikan kelulusan, besarnya
laju perkolasi serta tingkat kecocokan tanah
untuk pengolahan tanah dapat ditetapkan dan dianjurkan pemakaiannya. Guna menentukan laju
perkolasi, tinggi muka air tanah juga harus
diperhitungkan. Perembesan terjadi akibat
meresapnya air melalui tanggul sawah. Laju perkolasi normal pada tanah lempung sesudah
dilakukan genangan berkisar antara 1 sampai 3
mm/hari. Di daerah dengan kemiringan diatas 5 %, paling tidak akan terjadi kehilangan 5
mm/hari akibat perkolasi dan rembesan.
g. Kebutuhan Penyiapan Lahan
Untuk perhitungan kebutuhan
irigasi selama penyiapan lahan, digunakan
metode yang dikembangkan oleh van de Goor
dan Zijlstra (1968). Metode tersebut didasarkan pada laju air konstan dalam 1/dt selama periode
penyiapan lahan dan menghasilkan rumus berikut
:
IR = M ek/ (ek– 1)
dimana :
IR = Kebutuhan air irigasi di tingkat persawahan, mm/ hari
M = Kebutuhan air untuk mengganti/
mengkompensari kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang
sudah dijenuhkan
M = Eo + P, mm/ hari
Eo = Evaporasi air terbuka yang diambil 1,1, ETo selama penyiapan lahan, mm/ hari
P = Perkolasi
k = MT/S T = jangka waktu penyiapan lahan, hari
S = kebutuhan air, untuk penjenuhan
ditambah dengan laposan air 50 mm, yakni 200 + 50 = 250 mm seperti yang
sudah diterangkan di atas.
h. Penggantian Lapisan Air Pergantian lapisan air dapat dilakukan
dengan cara sebagai berikut :
a. Setelah pemupukan, usahakan untuk menjadwalkan dan mengganti lapisan air
menurut kebutuhan
b. Jika tiak ada penjadwalan semacam itu, lakukan penggantian sebanyak 2 kali, masing-
masing 50 mm (atau 3,3 mm/ hari selama ½
Bulan) selama sebulan dan dua bulan setelah
transplantasi.
i. Efisiensi Irigasi
Efisiensi merupakan persentase perbandingan antara jumlah air yang dapat
digunakan untuk pertumbuhan tanaman dengan
jumlah air yang dikeluarkan dari pintu
pengambilan. Biasanya Efisiensi Irigasi dipengaruhi oleh besarnya jumlah air yang hilang
di perjalanannya dari saluran primer, sekunder
hingga tersier.
Tabel 2.3 Besaran Efisiensi
Jaringan Primer 80%
Jaringan Sekunder 90%
Jaringan Tersier 90%
Total EI 65%
Efisiensi Irigasi
Sumber : Direktorat Jendral Pengairan, Standar Perencanaan Irigasi KP – 01
6
j. Kebutuhan Air di Sawah (NFR)
Kebutuhan air irigasi ialah jumlah volume air yang diperlukan untuk memenuhi
kebutuhan evapotranspirasi, kehilangan air,
kebutuhan air untuk tanaman dengan memperhatikan jumlah air yang diberikan oleh
alam melalui hujan dan kontribusi air tanah.
Suatu pertumbuhan tanaman sangat dibatasi oleh
ketersediaan air yang di dalam tanah. Kekurangan air akan mengakibatkan terjadinya
gangguan aktifitas fisiologis tanaman, sehingga
pertumbuhan tanaman akan terhenti. Kebutuhan air untuk tanaman pada suatu jaringan irigasi
merupakan air yang dibutuhkan untuk tanaman
untuk pertumbuhan yang optimal tanpa
kekurangan air yang dinyatakan dalam Netto Kebutuhan Air Lapang ( Net Field Requirement,
NFR ).
Besarnya kebutuhan air untuk tanaman di sawah ditentukan oleh beberapa faktor, yakni
penyiapan lahan, penggunaan konsumtif,
perkolasi dan rembesan, pergantian lapisan air dan curah hujan. Faktor lain yang juga perlu
diperhatikan adalah efisiensi irigasi karena faktor
tersebut dapat mengurangi jumlah air irigasi pada
tingkat penyaluran air. Berikut ini adalah rumusan yang
digunakan dalam mencari besaran kebutuhan air
di sawah untuk beberapa jenis tanaman: NFRpad i= Etcpadi + P – Repadi + WLR
NFRpol = Etcpol – Repol
NFRtebu = Etctebu – Retebu dimana :
Etc = Kebutuhan air untuk konsumtif
tanaman(mm/hari)
P = Kehilangan air akibat perkolasi (mm/hari)
Re = Curah Hujan efektif (mm/hari)
WLR= Pergantian lapisan air (mm/hari) NFR= Kebutuhan air di sawah (mm/hari)
k. Kebutuhan Air di Pintu Pengambilan
Kebutuhan air di pintu pengambilan merupakan jumlah kebutuhan air di sawah dibagi
dengan effisiensi irigasinya. Kebutuhan air di
pintu pengambilan dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut :
DR = NFR / 8.64 x EI
dimana : DR = Kebutuhan air di pintu pengambilan (
lt/dt/Ha )
NFR = Kebutuhan air di sawah ( mm/hari )
EI = Efisiensi irigasi secara total ( % ) 8.64 = Angka konversi satuan dari mm/hari ke
lt/dt/hari
2.2 Ketersediaan Air Andalan
Debit andalan adalah debit yang tersedia untuk keperluan tertentu, misalnya irigasi, air
minum, PLTA sepanjang tahun dengan resiko
kegagalan tertentu. Andalan dimaksud adalah nilai probabilitas 80% untuk kondisi musim
kemarau (pesimis) dan 50% untuk kondisi normal
(rerata). Perhitungan menggunakan cara statistika
dengan asumsi distribusi data pola normal atau log normal dan lain-lain.
Distribusi normal banyak digunakan
dalam analisis hidrologi, misal dalam analisis frekuensi curah hujan, analisis statistik dari
distribusi rata-rata curah hujan tahunan, debit
rata-rata tahunan, debit andalan dan sebagainya.
Perhitungan debit andalan menggunakan metode Weibull. Persamaan yang digunakan adalah:
)1(
N
mP
dengan: P = probabilitas kejadian (%)
m = nomor urut data debit dari besar ke
kecil, N = jumlah data.
(Soewarno. 1995)
Tahapan analisis cara Weibull adalah sebagai
berikut:
1. Urutkan data debit pada setengah bulan
tertentu dari data yang bernilai besar ke data yang bernilai kecil.
2. Hitung probabilitas kejadian untuk masing-
masing urutan dengan menggunakan Persamaan diatas.
2.3 Optimasi dengan Program Linear Permasalahan dalam pengelolaan
sumberdaya air pada dasarnya berkaitan erat
dengan usaha untuk memeperoleh hasil dan
manfaat yang optimum. Untuk mencapai hasil tersebut salah satu cara dapat dilakukan dengan
teknik optimasi. Optimasi dilakukan dengan
memformulasikan permasalahan yang ada menjadi persamaan matematik. Dalam teknik
optimasi, terdapat fungsi tujuan (objective
function) dan kendala (constrain) yang
dituangkan dalam persamaan matematik sebagai fungsi variabel keputusan (decision variables).
Fungsi tujuan dapat berupa nilai optimum yang
dapat diperoleh ataupun skala prioritas pemanfaatan sumberdaya air yang ada.
Untuk menyelesaikan persoalan program
linier, terutama bila mempunyai jumlah peubah
7
2121 42.)..(..,42. XXzmaksdengansamaXXzMin
yang lebih dari dua buah, maka penggunaan tabel
simpleks akan sangat membantu.
Maks/Min : nn bCbCbCZ .2211 .....
Pembatas:
0,...,,
......
......
......
321
2211
22222121
11212111
XXX
bXAXAXA
bXAXAXA
bXAXAXA
nmnmnn
mm
mm
Bandingkan bentuk standar metode simpleks ini dengan rumusan standar program
linier dimana fungsi – fungsi pembatas dapat
bertanda atau,, . Dalam penyelesaiannya,
rumusan liniernya harus diubah / disesuaikan terlebih dahulu ke dalam bentuk rumusan standart
metode simpleks dengan ketentuan sebagai
berikut :
1) Fungsi pembatas merupakan persoalan maksimasi atau minimasi. Bila semua suku
pada persoalan maksimasi dikalikan dengan
angka -1 (minus 1) maka akan menjadi persoalan minimasi.
Misalnya :
2) Semua fungsi kendala dirubah menjadi bentuk
persamaan, dengan cara menambah atau
mengurangi dengan bilangan – bilangan slack, surplus atau artifisial.
3) Semua ruas kanan fungsi kendala bertanda
positif 4) Semua peubah tidak negatif. Misalnya
0.1 X
BAB III
METODOLOGI
3.1 Survey Pendahuluan
Dilakukan penyelidikan guna
memperoleh data yang diperlukan untuk
membuat perencanaan pendahuluan. Data yang diperlukanakan dirinci untuk tahap
perencanaan
3.2 Pengumpulan Data
Setelah mengidentifikasi dari
permasalahan yang ada di lapangan maka
langkah selanjutnya adalah mencari data pendukung untuk menyelesaikan permasalahan
tersebut. Data yang digunakan dalam penulisan
ialah data sekunder. Data sekunder data yang
diperoleh secara tidak langsung berupa catatan
maupun hasil penelitian dari pihak lain. Adapun data-data sekunder tersebut meliputi :
Skema jaringan irigasi J.I Peterongan yang
akan digunakan untuk menganalisa kebutuhan
air
Data curah hujan yang nantinya akan
digunakan untuk mengetahui curah hujan
efektif.
Data debit inflow untuk menghitung
volume/debit andalan.
Data Klimatologi yang meliputi suhu udara
rata-rata, kelembaban relatif, lamanya penyinaran matahari dan kecepatan angin
yang terjadi di daerah studi. Data-data tersebut
yang nantinya akan diolah untuk mendapatkan besarnya evapotranspirasi yang terjadi pada
daerah studi.
Data pola tanam pada daerah eksisting yang
nantinya akan dijadikan acuan dalam merencanakan pola tanam yang baik.
Perubahan tata guna lahan serta debit yang
dialirkan pada DI Delta Brantas setiap
tahunnya
Data pengairan DI Siman, dimana surplus air
yang ada akan dialirkan di J.I Peterongan yang belum terairi.
3.3 Analisa data/proses perhitungan Tahapan selanjutnya adalah analisa
data/proses perhitungan yang meliputi :
Analisa hidrologi yang membahas
perhitungan volume/debit andalan.
Analisa klimatologi yang akan membahas perhitungan evapotranspirasi yang terjadi.
Analisa kebutuhan air dari tiap-tiap alternatif
pola tanam yang disajikan. Ada beberapa hal
yang mempengaruhi besarnya kebutuhan air
yang diperlukan, yakni jenis tanaman, besarnya perkolasi yang terjadi di lapangan,
efisiensi irigasi dan evapotranspirasi.
3.4 Optimasi pola tanam dengan
menggunakan program linear
Adapun tahapan yang akan dilakukan adalah
sebagai berikut : a) Menentukan model optimasi.
b) Menentukan peubah-peubah yang akan
dioptimasi. c) Menghitung harga batasan-batasan dalam
persamaan model optimasi.
8
Fungsi Tujuan
Adapun tujuan yang ingin dicapai ialah memaksimalkan luas area yag terairi
Z = Xi = C1.X1 + C2.X2 + C3.X3 …. Dst
Fungsi kendala
Adapun yang mejadi batasan / kendala antara lain debit air, pola tanam, serta
kebutuhan air untuk industri.
XiAi. = A1.X1 + A2.X2 + A3.X3 + …
Vb
X1,X2,X3 ... batas maksimal luas areal
yang dioptimasi X1 , X2 , X3 … 0
Keterangan :
Z = luasan maksimal (ha) Ai = kebutuhan air masing – masing
tanaman (m3)
V = Volume andalan (m3) Xi = pola tanam masing-masing area
3.5 Analisa hasil optimasi
Tahapan ini diambil untuk mendapatkan luasan optimum yang dapat diairi dengan debit
tahanan dari DI Delta Brantas serta kelebihan
dari debit DI. Mrican Kanan
Start
Analisa data:
- pembagian data eksisting
- analisa kebutuhan air
- Analisa ketersediaan air
Pemodelan optimasi
Optimasi Linear Programming
Analisa hasil optimasi
Penentuan alternatif terbaik
End
Survey pendahuluan
Studi pustakaPengumpulan data:
- data klimatologi, debit, luas,
pola tanam
- skema rencana jaringan DI
Peterongan
Kesimpulan dan saran
Gambar 3.1 Diagram Alir Tugas Akhir
Start
Fungsi tujuan:
Max Z = X ijk
i = daerah irigasi
j = musim tanam
k = jenis tanaman
Fungsi kendala:
1. Luas lahan n Σ k=1 X ijk = A I
2. Debit andalan n Σ k=1 C k X ijk = Q i
End
Pemodelan optimasi berdasarkan luas tanam
Penentuan fungsi-fungsi
Verifikasi data
Kesimpulan hasil optimasi
1. intensitas maksimum
2. suplesi
Pemilihan alternatif terbaik
Gambar 3.2 Diagram Alir Linear
Programming
BAB IV
ANALISA KETERSEDIAAN AIR
4.1 Analisa Pengurangan Debit D.I. Delta
Brantas
Daerah Irigasi Delta Brantas yang merupakan salah satu dari layanan irigasi Sungai
Brantas, telah mengalami banyak perubahan tata
guna lahan. Karena itu lahan irigasinya pun
mengalami banyak pengurangan seperti yang ditunjukkan pada Grafik 4.1.
Grafik 4.1 Perubahan Luas D.I. Delta Brantas
Sumber : Dinas PU Pengairan Sidoarjo
9
Dari data perubahan luas lahan pertanian
tersebut, kemudian hal yang harus ditinjau adalah pemberian air di D.I. Delta Brantas sendiri,
apakah mengalami penurunan atau kenaikan.
Dari data POWAA (Pola Operasi Waduk dan Alokasi Air) Das Kali Brantas periode 10 hari-an
dari tahun 2003 sampai 2011, yang berisi data
data debit inflow Mrican dan alokasi air untuk
daerah irigasi Mrican Kanan, Mrican Kiri, Brantas Kiri Kediri, Jati Mlerek, Menturus, Jati
Kulon, dan keperluan untuk industri, maka
dibuatlah trendline alokasi debit selama tahun 2003-2011 (324 periode) pada Lampiran A.
Dengan rumus pendekatan linear pada
trendline masing-masing debit maka dibuat
analisa pada Tabel 4.1.
Tabel 4.1 Analisa Sisa Debit pada Daerah
Irigasi di DAS Brantas
Daerah
Irigasi Trendline
Periode ke-0 (x
= 0)
Periode ke-324 (x = 324)
(m3/det) (m
3/det)
Mrican Kiri y = 0,009x + 11,20 11,2 14,116
Mrican
Kanan y = 0,002x + 13,98 13,98 14,628
Brantas Kiri Kediri
y = -6E-05x + 0,688 0,688 0,688
Jati Mlerek y = 0,001x + 1,398 1,398 1,722
Menturus y = 0,003x + 2,276 2,276 3,248
Jati Kulon y = 9E-05x + 0,542 0,542 0,542
Kep. Industri
y = -0,004x + 3,022 3,022 1,726
Delta Brantas
y = -0,027x + 29,61 29,61 20,682
Total 62,716 57,352
Sumber : Perhitungan
Dari data pada Tabel 4.1 dapat disimpulkan bahwa masih ada surplus air yang
bisa di ditahan pada Bendung Mrican dan
dialirkan Saluran Irigasi Mrican Kanan dan
digunakan untuk memenuhi kekurangan air di J.I. Peterongan.
4.2 Debit Andalan Debit andalan didefinisikan sebagai
jumlah air (debit) yang tersedia untuk keperluan
tertentu, misalnya irigasi,air minum,atau PLTA
sepanjang tahun dengan resiko kegagalan tertentu. Andalan yang dimaksud adalah nilai
probabilitas 80% untuk kondisi musim kemarau
(pesimis) dan 50% untuk kondisi normal (rerata). Pada tugas akhir ini, data debit yang
diperoleh adalah debit inflow dari POWAA (
Pola Operasi Waduk dan Alokasi Air) DAS Kali
Brantas pada Bendung Mrican, dimana debit
inflow (Tabel 4.1) itu masih harus dikurangi oleh alokasi debit-debit pada Saluran Induk Mrican
Kiri, Brantas Kiri Kediri, Jati Mlerek, Menturus,
Jati Kulon, dan keperluan untuk industri di wilayah Sungai Brantas, agar didapat debit
inflow yang bisa dimasukkan ke Mrican Kanan.
Untuk lebih jelasnya kondisi tersebut
digambarkan dalam Gambar 4.1.
D.I. Jatimlerek D.I. Menturus D.I. Delta Brantas
D.I. Jatikulon
D.I. Mrican Kanan
D.I. Mrican Kiri
D.I. Brantas Kiri,
Kediri
K. Brantas
Bendung Menturus Bendung Lengkong
BaruBendung Jatimlerek
Bendung SelorejoBendung Mrican
K. S
ura
ba
ya
Gambar 4.1 Skema Alokasi Air Inflow Mrican
Tabel 4.2 Inflow Mrican (m3/det) TAHUN
200
3
200
4
200
5
200
6
200
7
200
8
200
9
201
0
201
1
BULA
N
PERI
ODE
Januar
i
I 88,8
0
144,
04
147,
79
142,
64
101,
38
130,
27
145,
83
225,
42
271,
62
II 87,4
8
162,
81
162,
60
149,
09
117,
90
148,
15
149,
11
219,
41
261,
11
III 93,8
4
172,
71
178,
21
190,
26
159,
01
180,
45
187,
64
238,
62
297,
04
Februa
ri
I 101,
94
209,
24
217,
50
201,
12
185,
98
197,
50
202,
48
257,
40
227,
37
II 98,1
2
188,
04
186,
54
191,
87
193,
05
191,
78
193,
07
239,
82
303,
55
III 88,4
9
186,
63
175,
80
177,
95
97,5
2
179,
65
183,
43
228,
01
270,
74
Maret
I 82,3
0
199,
09
194,
93
206,
32
179,
75
204,
58
207,
31
225,
04
332,
57
II 94,5
7
211,
29
208,
24
177,
85
159,
86
205,
27
212,
22
229,
82
320,
52
III 98,5
9
208,
53
204,
14
206,
46
128,
49
200,
08
215,
80
245,
47
322,
95
April
I 81,9
6
185,
28
182,
89
192,
58
114,
78
195,
21
203,
53
225,
11
263,
76
II 88,8
9
168,
52
172,
28
167,
18
102,
01
170,
72
182,
62
211,
46
270,
76
III 78,1
8
160,
45
165,
12
145,
99
95,1
1
153,
61
158,
89
185,
36
215,
97
Mei
I 66,7
8
134,
89
142,
16
126,
71
79,2
0
124,
63
126,
76
150,
23
149,
31
II 60,0
9
100,
82
100,
74
95,6
9
66,8
9
100,
19
101,
33
114,
13
115,
10
III 65,6
9 94,7
7 93,7
6 89,3
6 63,5
5 91,8
5 100,
14 115,
07 116,
95
Juni
I 55,0
1 158,
08 75,7
3 139,
20 84,0
2 86,0
5 210,
17 138,
90 113,
77
II 58,4
7 142,
93 72,3
8 142,
04 78,2
4 93,2
9 227,
98 114,
97 90,8
5
III 37,7
0 161,
44 65,2
9 140,
20 77,4
5 79,2
2 176,
07 93,7
8 78,6
1
Juli
I 43,0
5 162,
58 60,6
2 154,
57 76,4
4 76,4
1 172,
23 78,1
1 89,0
1
II 37,0
6 173,
48 59,7
0 158,
97 74,5
8 72,8
2 209,
81 69,4
7 69,0
3
III 37,0
4 140,
24 53,7
9 137,
79 65,9
7 65,8
5 185,
26 66,6
5 65,2
0
Agustus
I 53,3
5 158,
05 53,6
2 135,
80 60,3
9 59,4
0 146,
98 61,0
7 61,5
5
II 50,9
1 145,
35 54,0
0 126,
30 56,9
9 54,1
7 126,
15 59,9
8 59,7
7
III 47,4
8 144,
66 50,9
9 124,
57 57,9
9 54,0
9 156,
70 59,7
9 62,4
5
Septe
mber
I 46,1
9
141,
24
50,8
2
137,
52
57,0
9
54,1
5
147,
76
59,6
4
59,9
8
II 46,5
6
148,
86
51,3
2
132,
86
57,1
8
54,9
4
141,
03
59,7
3
62,8
2
III 46,4
8
147,
49
53,6
3
136,
90
58,0
5
53,4
4
142,
48
59,8
8
61,6
8
Oktob
er
I 47,3
6
146,
94
55,0
9
136,
17
61,5
6
53,6
5
162,
12
60,0
2
62,3
5
II 51,3
0
149,
95
56,0
8
150,
14
65,8
4
53,6
3
140,
14
60,3
0
74,8
7
III 58,3 162, 60,2 170, 74,8 61,1 156, 65,5 86,2
10
5 19 4 56 4 3 64 5 1
November
I 57,3
0 181,
19 66,3
3 164,
54 77,8
7 67,5
2 155,
69 70,2
3 104,
58
II 60,8
0 166,
18 77,7
2 177,
64 79,2
0 75,9
5 164,
36 76,0
2 115,
87
III 66,3
2 184,
46 98,2
8 181,
92 91,8
9 87,7
3 162,
81 98,5
8 131,
14
Desem
ber
I 115,
48 110,
58 109,
70 63,3
3 81,2
8 120,
15 174,
02 267,
05 151,
26
II 104,
92
105,
26
104,
92
67,3
9
91,2
2
108,
51
176,
14
224,
88
151,
84
III 121,
96
121,
79
132,
32
83,8
1
130,
16
138,
66
203,
86
261,
91
176,
56
Sumber : POWAA UPT Pengairan Puncu Selodono
Kediri
Kemudian setelah dikurangi alokasi-alokasi
untuk Daerah Irigasi yang sebelumnya sudah
disebutkan, debit inflow yang dapat dimasukkan kedalam D.I. Mrican Kanan adalah sebagai
berikut :
Tabel 4.3 Inflow Mrican Sisa (m3/det) TAHUN 200
3
200
4
200
5
200
6
200
7
200
8
200
9
201
0
201
1 BULA
N
PERI
ODE
Januar
i
I 24,
17
61,9
6
62,8
7
57,4
1
20,2
4
56,4
9
77,2
1
144,
13
197,
74
II 14,
06
82,9
0
77,5
2
64,8
5
26,1
6
71,3
7
80,2
3
138,
27
187,
32
III 28,
99
95,0
6
93,0
3
105,
29
67,9
6
103,
99
124,
11
164,
50
226,
45
Februa
ri
I 41,
24
131,
79
138,
16
128,
31
96,1
3
122,
04
140,
36
185,
93
159,
94
II 38,
99
113,
27
110,
39
118,
54
107,
26
116,
51
130,
98
168,
66
236,
24
III 26,
54
116,
44
104,
98
100,
57
16,2
5
105,
68
122,
00
158,
09
205,
26
Maret
I 15,
44
129,
93
129,
61
129,
51
105,
55
133,
86
146,
09
154,
44
270,
39
II 22,
72
145,
75
147,
64
103,
80
94,4
2
138,
00
152,
05
158,
88
258,
40
III 48,
89
141,
88
144,
78
132,
11
65,2
0
133,
29
155,
95
183,
65
262,
48
April
I 32,
62
115,
38
117,
80
117,
42
53,3
8
126,
08
139,
71
162,
61
201,
09
II 25,
91
97,4
8
98,7
5
92,3
3
35,8
1
102,
00
118,
65
141,
54
208,
87
III 18,
38
86,9
9
90,6
1
69,8
6
24,7
2
81,5
4
94,8
0
112,
10
154,
58
Mei
I -
5,5
0
58,2
4
71,1
0
55,6
3
15,4
0
52,8
0
63,5
4
70,7
4
87,4
7
II -
7,6
0
21,95
29,32
24,03
14,01
28,56
42,50
34,84
53,53
III 5,2
0
15,8
4
23,3
6
18,6
7
13,1
1
20,3
0
41,3
1
37,7
8
56,3
8
Juni
I -
7,9
9
81,6
9
10,9
4
63,3
9
18,8
3
20,0
0
147,
83
76,7
6
48,4
6
II 5,7
5
69,1
5 9,34 72,0
6
13,5
5
16,6
8
160,
16
53,4
3
27,0
5
III -
17,
64
92,1
7 6,34 54,7
9
11,9
6
16,3
1
107,
06
34,4
4
16,9
3
Juli
I -
14,
82
82,4
1 4,43 82,4
4
11,5
8
15,2
1
102,
87
20,9
0
30,6
6
II -
20,
44
107,
48 4,65 81,4
5
13,0
8
15,6
0
148,
00
13,3
5
11,6
5
III -
3,3
8
67,8
2 2,95 64,1
9 8,98 11,1
8
123,
03
12,1
9
10,8
0
Agust
us
I 12,
02
91,9
5 5,03 67,4
0 8,19 8,59 79,2
5
10,3
1 8,40
II 12,
11
75,1
1 5,54 41,2
1 8,81 8,91 65,4
1
10,0
2 8,96
III 10,
98
75,8
6 5,58 55,9
6
10,2
3 8,29 91,3
4
10,0
3
11,9
5
Septe
mber
I 9,8
8
65,8
2 5,42 63,8
6
10,3
3 8,64 88,7
8
10,0
7 9,18
II 9,8
6
76,5
1 7,70 62,9
2 9,85 9,22 84,6
2
10,0
4
11,1
6
III 9,8
1
80,5
2 7,82 70,7
5 9,29 8,21 77,3
6
10,0
4 9,47
Oktob
er
I 10,
66
71,9
3 8,82 58,9
5 8,54 8,52 100,
84
10,0
3 9,78
II 10,
12
67,0
5 5,57 76,4
4 8,41 8,24 80,9
0
10,0
1
20,9
3
III 11,
15
82,8
1 8,33 88,2
8 9,22 11,6
3
96,5
5
11,4
6
30,3
4
Nove
mber
I 10,
46
101,
12 8,72 92,7
4
11,3
9
13,7
1
89,4
8
13,3
6
47,3
9
II 11,
61
90,8
7
12,4
2
100,
78
12,4
9
17,5
5
103,
13
18,5
6
57,5
4
III 13,
92
108,
71
15,7
2
100,
20
24,2
1
24,5
1
101,
57
40,0
4
70,8
7
Desem
ber
I 41,
02
25,2
2
25,9
0
13,9
5
14,2
2
55,1
6
95,4
6
195,
81
80,0
4
II 27,
75
18,9
3
19,3
7
13,8
7
21,6
8
42,5
0
97,6
9
152,
10
76,6
5
III 42,81
35,64
46,91
14,38
57,36
70,12
123,43
188,13
101,55
Sumber : Perhitungan
Perhitungan debit andalan ini akan menggunakan metode Weilbull penentuan
besarnya probabilitas curah hujan tiap kolomnya.
)1(
N
mP
Dimana : P = probabilitas data (%)
m = nomor urut data curah hujan dari
yang terbesar hingga terkecil
n = jumlah data di setiap baris = 10
Tabel 4.4 Debit Andalan Inflow Mrican
Sisa (m3/det) PROBABILITAS
BULA
N
PERI
ODE
10
%
20
%
30
%
40
%
50
%
60
%
70
%
80
%
90
%
Januari
I 197,
74
144,
13
77,2
1
62,8
7
61,9
6
57,4
1
56,4
9
24,1
7
20,
24
II 187,
32
138,
27
82,9
0
80,2
3
77,5
2
71,3
7
64,8
5
26,1
6
14,
06
III 226,
45
164,
50
124,
11
105,
29
103,
99
95,0
6
93,0
3
67,9
6
28,
99
Februa
ri
I 185,
93
159,
94
140,
36
138,
16
131,
79
128,
31
122,
04
96,1
3
41,
24
II 236,
24
168,
66
130,
98
118,
54
116,
51
113,
27
110,
39
107,
26
38,
99
III 205,
26
158,
09
122,
00
116,
44
105,
68
104,
98
100,
57
26,5
4
16,
25
Maret
I 270,
39
154,
44
146,
09
133,
86
129,
93
129,
61
129,
51
105,
55
15,
44
II 258,
40
158,
88
152,
05
147,
64
145,
75
138,
00
103,
80
94,4
2
22,
72
III 262,
48
183,
65
155,
95
144,
78
141,
88
133,
29
132,
11
65,2
0
48,
89
April
I 201,
09
162,
61
139,
71
126,
08
117,
80
117,
42
115,
38
53,3
8
32,
62
II 208,
87
141,
54
118,
65
102,
00
98,7
5
97,4
8
92,3
3
35,8
1
25,
91
III 154,
58
112,
10
94,8
0
90,6
1
86,9
9
81,5
4
69,8
6
24,7
2
18,
38
Mei
I 87,4
7
71,1
0
70,7
4
63,5
4
58,2
4
55,6
3
52,8
0
15,4
0
5,4
0
II 53,5
3
42,5
0
34,8
4
29,3
2
28,5
6
24,0
3
21,9
5
14,0
1
7,6
0
III 56,3
8
41,3
1
37,7
8
23,3
6
20,3
0
18,6
7
15,8
4
13,1
1
5,2
0
Juni
I 147,
83
81,6
9
76,7
6
63,3
9
48,4
6
20,0
0
18,8
3
10,9
4
7,9
9
II 160,
16 72,0
6 69,1
5 53,4
3 27,0
5 16,6
8 13,5
5 9,34 5,7
5
III 107,
06
92,1
7
54,7
9
34,4
4
17,6
4
16,9
3
16,3
1
11,9
6
6,3
4
Juli
I 102,
87
82,4
4
82,4
1
30,6
6
20,9
0
15,2
1
14,8
2
11,5
8
4,4
3
II 148,
00
107,
48
81,4
5
20,4
4
15,6
0
13,3
5
13,0
8
11,6
5
4,6
5
III 123,
03
67,8
2
64,1
9
12,1
9
11,1
8
10,8
0 8,98 3,38 2,9
5
Agustu
s
I 91,9
5
79,2
5
67,4
0
12,0
2
10,3
1 8,59 8,40 8,19 5,0
3
II 75,1
1
65,4
1
41,2
1
12,1
1
10,0
2 8,96 8,91 8,81 5,5
4
III 91,3
4
75,8
6
55,9
6
11,9
5
10,9
8
10,2
3
10,0
3 8,29 5,5
8
Septe
mber
I 88,7
8
65,8
2
63,8
6
10,3
3
10,0
7 9,88 9,18 8,64 5,4
2
II 84,6
2
76,5
1
62,9
2
11,1
6
10,0
4 9,86 9,85 9,22 7,7
0
III 80,5
2
77,3
6
70,7
5
10,0
4 9,81 9,47 9,29 8,21 7,8
2
Oktob
er
I 100,
84
71,9
3
58,9
5
10,6
6
10,0
3 9,78 8,82 8,54 8,5
2
II 80,9
0
76,4
4
67,0
5
20,9
3
10,1
2
10,0
1 8,41 8,24 5,5
7
III 96,5
5
88,2
8
82,8
1
30,3
4
11,6
3
11,4
6
11,1
5 9,22 8,3
3
Nove
mber
I 101,
12
92,7
4
89,4
8
47,3
9
13,7
1
13,3
6
11,3
9
10,4
6
8,7
2
II 103,
13
100,
78
90,8
7
57,5
4
18,5
6
17,5
5
12,4
9
12,4
2
11,
61
III 108,
71
101,
57
100,
20
70,8
7
40,0
4
24,5
1
24,2
1
15,7
2
13,
92
Desem
ber
I 195,
81
95,4
6
80,0
4
55,1
6
41,0
2
25,9
0
25,2
2
14,2
2
13,
95
II 152,
10
97,6
9
76,6
5
42,5
0
27,7
5
21,6
8
19,3
7
18,9
3
13,
87
III 188,
13
123,
43
101,
55
70,1
2
57,3
6
46,9
1
42,8
1
35,6
4
14,
38
Sumber : Perhitungan
Dengan cara yang sama pula, dilakukan
perhitungan debit andalan pada eksisting Mrican
Kanan yang kemudian nantinya akan dimasukkan
pada permodelan optimasi.