STUDI PENINGKATAN KEUNTUNGAN MELALUI OPTIMASI

SISTEM PEMBERIAN AIR DAERAH IRIGASI GEMBLENG KANAN

DENGAN PROGRAM DINAMIK

JURNAL

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST.)

Disusun Oleh :

ALVIN RUSIANDO PUTRA

NIM. 0910640022-64

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK PENGAIRAN

MALANG

2014

STUDI PENINGKATAN KEUNTUNGAN MELALUI OPTIMASI

SISTEM PEMBERIAN AIR DAERAH IRIGASI GEMBLENG KANAN

DENGAN PROGRAM DINAMIK

JURNAL

Diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan

memperoleh gelar Sarjana Teknik (ST.)

Disusun Oleh:

ALVIN RUSIANDO PUTRA

NIM. 0910640022 – 64

Telah diperiksa dan disetujui oleh :

Dosen Pembimbing I

Dr. Ir. Lily Montarcih Limantara, M.Sc.

NIP. 196209171987012001

Dosen Pembimbing II

Dr. Ir. Pitojo Tri Juwono, MT.

NIP. 19700721200012001

Studi Peningkatan Keuntungan Melalui Optimasi Sistem Pemberian Air

Daerah Irigasi Gembleng Kanan Dengan Program Dinamik

Alvin Rusiando Putra1, Lily Montarcih

2, Pitojo Tri Juwono

2

1Mahasiswa Program Sarjana Teknik Jurusan Pengairan Universitas Brawijaya

2Dosen Teknik Pengairan Fakultas Teknik Universitas Brawijaya

e-mail: Rusiandoalvin@gmail.com

ABSTRAK Pemanfaatan sumber daya air salah satunya adalah dalam hal pertanian yaitu untuk kepentingan

irigasi. Berbagai macam cara yang dapat dilakukan untuk mendapatkan pemanfaatan air yang maksimal,

diantaranya adalah dengan teknik optimasi. Teknik optimasi umum dipakai untuk mengatasi masalah

pengembangan sumber daya air di suatu wilayah dengan berbagai aspek yang perlu ditelaah antara lain

adalah irigasi dengan segala kendala yang banyak dijumpai dalam pengembangannya.

Studi berlokasi pada daerah irigasi Gembleng Kanan di Kabupaten Banyuwangi dengan luas 407 ha,

tetapi terjadi kekurangan air dan terjadi penurunan intensitas masa tanam pada musim kemarau 2. Untuk

mengidentifikasi masalah tersebut dilakukan analisa sistem pemberian air dan peningkatan hasil produksi

tanaman menggunakan optimasi program dinamik.

Hasil kajian menunjukkan kebutuhan air irigasi rerata per musim tanam berdasarkan pola tata

tanam terpilih adalah 0,236 m3/dt pada musim hujan, 0,275 m3/dt pada musim kemarau 1, 0,14 m3/dt pada

musim kemarau 2. Berdasarkan ketersedian debit maka sistem pemberian air dapat di lakukan secara terus

menerus pada musim hujan dan Musim kemarau 1, namun sistem rotasi dilakukan pada musim kemarau 2.

Dengan penerapan program dinamik, keuntungan yang diperoleh dari debit yang dialirkan pada Daerah

Irigasi Molek untuk Musim Kering 2 adalah sebesar Rp 1.835.570.000,00 yaitu terjadi peningkatan

keuntungan sebesar 11,5 %.

Kata kunci: Irigasi, Sistem Pemberian Air, Optimasi, Program Dinamik

ABSTRACT Irrigation is one of utilization of water resources in agriculture. Various ways can be done to get the

maximum use of water, such as the optimization technique. Common optimization techniques used to solve

problems of water resource development in an area with a variety of aspects that need to be explored include

irrigation with all the many obstacles encountered in its development.

The study is located on the Gembleng Kanan irrigation in Banyuwangi with irrigational area 407

ha, but there is a shortage of water and a decrease in the intensity of the growing season on the dry season 2.

Systems analysis and improvement of crop production using dynamic program optimization used to identify

the problems.

Studies show the average irrigation water requirement at a growing season by selected layout

pattern of crop is 0.236 m3/sec during the rainy season, 0.275 m

3/sec during the dry season 1, 0.14 m

3/sec

during the dry season 2. Based on the availability of the system of water discharge can be done continuously

during the rainy season and dry season 1, but the rotation system during the dry season 2. With the

application of dynamic program, the benefits of discharge that flowed on Gembleng Kanan Irrigation Area

in Dry Season 2 is Rp 1,835,570,000.00, 11.5 % increase in profits.

Keywords : Irrigation, Water Dispensing System, Optimization, Dynamic Program

1. Pendahuluan

Pemanfaatan sumber daya air salah

satunya adalah dalam hal pertanian yaitu

untuk kepentingan irigasi. Mengingat

banyak kendala yang terjadi pada proses

irigasi, diantaranya adalah terbatasnya

jumlah air yang dialirkan, maka diper-

lukan perencanaan pemanfaatan air se-

baik-baiknya sehingga didapatkan ke-

untungan yang maksimum dari persedia-

an air yang ada sesuai dengan fungsinya.

Daerah Irigasi Gembleng Kanan mem-

punyai baku sawah yang cukup luas yaitu

407 ha yang terletak di Desa Aliyan Kec.

Srono Kab. Banyuwangi. Pada Daerah

Irigasi Gembleng Kanan terdapat Saluran

Induk dengan beberapa bangunan bagi,

sadap, dan bagi sadap. Besarnya debit

yang harus mengalir pada setiap

bangunan irigasi harus melalui per-

hitungan yang tepat agar didapatkan hasil

yang maksimal sehingga mampu mem-

berikan keuntungan yang optimal. Pada

Daerah Irigasi Gembleng Kanan untuk

RTTG 2012/2013 terjadi kekurangan air

pada perhitungan kebutuhan air irigasi

untuk periode tanam MK 2 saat debit air

kering dan menurunnya intensitas tanam

menjadi 365 ha sehingga dalam studi ini

dikaji ulang agar tidak terjadi kekurangan

air dan untuk meningkatkan intensitas

masa tanam. Untuk mengatasi ke-

kurangan air tersebut terutama di saat

musim kemarau diperlukan suatu upaya

pengaturan sistem pemberian air yang

sesuai dengan kondisi debit yang ada.

Salah satu model optimasi sistem

pemberian air yang dapat digunakan

untuk menghitung besarnya debit yang

dapat dialirkan pada tiap bangunan irigasi

pada suatu Daerah Irigasi adalah dengan

program dinamik.

Tujuan dari studi ini adalah untuk

mengefisienkan pemberian air di Daerah

Irigasi Gembleng Kanan yang paling

optimal yang dapat terairi pada kondisi

musim hujan dan musim kemarau dalam

suatu periode musim tanam sesuai

dengan penerapan pola tata tanam yang

tertera pada RTTG. Dalam studi ini, yang

dimaksud optimal adalah air yang

tersedia dapat mengairi luas lahan yang

ada sehingga dapat menghasilkan

keuntungan maksimal, dalam hal ini

adalah hasil produksi.

Manfaat dari studi ini adalah untuk

mengoptimalkan pemberian air dengan

debit air irigasi yang telah tersedia di

Daerah Irigasi Gembleng Kanan melalui

program dinamik. Manfaat lain dari studi

ini adalah agar dijadikan bahan evaluasi

dalam melaksanakan pembagian air

irigasi di DI Gembleng Kanan.

2. Pustaka dan Metodologi Kebutuhan

Air Irigasi

Tanaman membutuhkan air agar ia dapat

tumbuh dan berproduksi dengan baik. Air

tersebut dapat berasal dari air hujan

maupun air irigasi. Air irigasi adalah

sejumlah air yang umumnya diambil dari

sungai atau waduk dan dialirkan melalui

jaringan sistem irigasi, guna menjaga

keseimbangan jumlah air di lahan per-

tanian, sehingga sesuai dengan kebutuhan

tanaman.

Evaporasi

Evaporasi (penguapan) merupakan pe-

ristiwa berubahnya air menjadi uap dan

bergerak dari permukaan tanah dan

permukaan air ke udara. Evaporasi

merupakan faktor penting dalam studi

tentang pengembangan sumber-sumber

daya air. Evaporasi sangat mempengaruhi

debit sungai, besarnya kapasitas waduk,

besarnya kapasitas pompa untuk irigasi,

penggunaan konsumtif untuk tanaman

dan lain-lain.

Air akan menguap dari tanah, baik tanah

gundul atau yang tertutup oleh tanaman

dan pepohonan, pada permukaan yang

tidak tembus air seperti atap dan jalan

raya, air bebas mengalir. Laju evaporasi

atau penguapan akan berubah-ubah

menurut warna dan sifat pemantulan

permukaan dan hal lain juga akan

berbeda untuk permukaan yang langsung

tersinari oleh matahari dan yang

terlindungi dari sinar matahari.

Besarnya faktor meteorologi yang

mempengaruhi besarnya evaporasi adalah

sebagai berikut:

1. Radiasi matahari

2. Angin

3. Kelembaban (humiditas) relatif

4. Suhu (temperatur)

Transpirasi

Hanya sebagian kecil air saja yang

terserap oleh sistem akar tumbuh-

tumbuhan yang tetap berada dalam

jaringan pohon, sesungguhnya semuanya

dilepaskan ke atmosfer sebagai uap

melalui transpirasi. Proses ini merupakan

suatu fase penting dari siklus (daur)

hidrologi karena merupakan mekanisme

utama dengan hujan yang jatuh di

permukaan tanah dikembalikan ke

atmosfer.

Proses transpirasi berjalan terus hampir

sepanjang hari di bawah pengaruh sinar

matahari. Pada malam hari pori-pori daun

(yang terletak di bagian bawah daun),

yang disebut stomata tanaman, menutup,

yang menyebabkan terhentinya proses

transpirasi dengan drastis (Soemarto,

1986).

Evapotranspirasi

Evapotranspirasi adalah air dalam tanah

yang naik ke udara melalui tumbuh-

tumbuhan. Transpirasi dan evaporasi dari

permukaan bersama-sama disebut

evapotranspirasi atau kebutuhan air

(comsumtive-use) (Sosrodarsono, S.

1987).

Evapotranspirasi dapat dihitung dengan

rumus-rumus teoritis-empiris dengan

mempertimbangkan faktor meteorologi

seperti sinar matahari (atau radiasi),

angin, kelembaban relatif dan suhu

(temperatur). Evapotranspirasi tanaman

merupakan kebutuhan air tanaman yang

diperlukan untuk pertumbuhan tanaman,

yang merupakan hasil kali dengan

koefisien tanaman.

ETc = kc x Eto

Dimana :

ETc : Evapotranspirasi tanaman

(mm/hari)

kc : Koefisien tanaman yang

tergantung dari jenis tanaman dan

periode pertumbuhan tanaman

Eto : Evapotranspirasi tanaman acuan

(mm/hari)

Kegiatan mengatur jenis, varietas dan

umur tanaman disebut sebagai

pengaturan pola tanam. Dengan demikian usaha mengatur pola tata tanam dimaksudkan untuk mengatur besar koefisien tanaman agar mendapatkan besar ETo sehingga sesuai dengan ketersediaan air irigasi. Besarnya evapotranspirasi potensial dapat

dihitung dengan menggunakan Metode

Penman Modifikasi yang telah

disesuaikan dengan keadaaan daerah

Indonesia (Suhardjono, 1994) dengan

rumus sebagai berikut :

ETo = c . Eto*

Eto* = W.(0,75.Rs-Rn1)+(1-W).f(u).(ea-

ed)

Dimana :

C : angka koreksi Penman

W : faktor yang berhubungan dengan

suhu (t) dan elevasi daerah

Rs : radiasi gelombang pendek

(mm/hr)

Rs : (0,25 + 0,54 . n/N).Ra

Ra : radiasi gelombang pendek

yang memenuhi batas luar

atmosfir (angka angot),

tergantung letak lintang daerah

(mm/hr)

N : lama kecerahan matahari yang

nyata (tidak terhalang awan)

dalam 1 hari (jam)

Rn1 : radiasi bersih gelombang

panjang (mm/hr)

Rn1 : f(t).f(ed).f(n/N)

f(t) : fungsi suhu

: Ta4

f(ed) : fungsi tekanan uap

: ed044,034,0

f(n/N) : fungsi kecerahan

: 01, + 0,9.n/N

f(u) :fungsi kecepatan angin pada

ketinggian 2 m di atas

permukaan tanah (m/dt)

: 0,27 (1 + 0,864.u)

(ea–ed) : perbedaan tekanan uap jenuh

dengan tekanan uap yang

sebenarnya

ed : tekanan uap jenuh

: ea . RH

Ea : tekanan uap sebenarnya

RH : kelembaban udara relatif (%)

Analisa Curah Hujan

Pada umumnya untuk menghitung curah

hujan daerah dapat digunakan standar

luas daerah sebagai berikut

(Sosrodarsono, 1976):

1. Daerah dengan luas 250 Ha yang

mempunyai variasi topografi yang

kecil, dapat diwakili oleh sebuah alat

ukur curah hujan.

2. Daerah dengan luas 250 Ha sampai

50.000 Ha dengan dua atau tiga titik

pengamat hujan dapat digunakan cara

rerata aljabar.

3. Daerah dengan luas 120.000 Ha

sampai 500.000 Ha yang mempunyai

titik pengamat yang tersebar cukup

merata dan dimana data curah

hujannya tidak terlalu dipengaruhi

kondisi topografi, dapat digunakan

cara rerata aljabar. Jika titik-titik

pengamatan tidak tersebar merata

maka digunakan cara Thiessen.

4. Daerah dengan luas lebih besar dari

500.000 Ha dapat digunakan cara

Isohiet.

Berdasarkan data curah hujan selama 10

tahun pada tiga stasiun curah hujan yang

mewakili Daerah Irigasi Gembleng

Kanan, dilakukan analisa data curah

hujan yang diamati dari setiap titik (point

rainfall) / pos stasiun hujan menjadi

curah hujan wilayah /daerah (areal

rainfall) adalah dengan menggunakan

Metode Rerata Aljabar dengan

persamaan sebagai berikut

(Sosrodarsono, 1976):

)...(1

21 nRRRn

R

Dimana :

R : curah hujan daerah (mm)

R1, R2, ..., Rn : besarnya curah hujan di

tiap titik pengamatan (mm)

N : jumlah titik-titik (pos-pos)

pengamatan

Uji Konsistensi Data Curah Hujan Perubahan dalam lokasi pengukuran,

pemaparan, instrumentasi, dan cara

pengamatannya dapat menyebabkan

suatu perubahan relatif dalam

penangkapan hujan. Jika data hujan tidak

konsisten yang diakibatkan oleh

berubahnya atau terganggunya

lingkungan di sekitar tempat dimana

penakar hujan dipasang, misalnya:

terlindung oleh pohon, terletak

berdekatan dengan gedung yang tinggi,

perubahan cara penakaran dan

pencatatannya, pemindahan letak penakar

dan sebagainya dapat mengakibatkan

penyimpangan data hujan yang diukur.

Curah Hujan Efektif Curah hujan efektif adalah sejumlah

curah hujan yang jatuh pada suatu daerah

dan dapat digunakan oleh tanaman untuk

pertumbuhannya. Untuk mendapatkan

curah hujan efektif, digunakan metode

Basic Year, dimana menentukan suatu

tahun tertentu sebagai tahun dasar

perencanaan. Dalam studi ini,

probabilitas keandalan curah hujan

disesuaikan dengan probabilitas

keandalan debit sehingga dapat dihitung

dengan persamaan sebagai berikut :

1

100

100

X

nRX

Dimana :

RX : curah hujan yang terjadi dengan

tingkat keandalan tertentu (mm)

N : periode lamanya pengamatan

curah hujan (tahun)

X : tingkat keandalan yang

dikehendaki (%)

Curah Hujan Efektif Untuk Tanaman

Padi

Besarnya curah hujan efektif untuk

tanaman padi ditentukan dengan 70%

dari curah hujan andalan. Sedangkan

besarnya curah hujan andalan didapat

dengan menggunakan metode Basic Year.

Curah hujan efektif diperoleh dari per

periode waktu pengamatan sehingga

persamaannya adalah sebagai berikut

(Anonim/KP Penunjang, 1986):

)(7,0Re Xpadi R

Dimana :

Re padi: curah hujan efektif untuk padi

sawah (mm/hr)

RX : tingkat hujan yang terjadi

dengan tingkat kepercayaan

tertentu (mm)

Curah Hujan Efektif Untuk Tanaman

Palawija

Curah hujan efektif untuk tanaman

palawija dan tanaman tebu ditentukan

berdasarkan evapotranspirasi yang ter-

jadi, hujan serta ketersediaan air tanah

yang siap untuk diserap (pendekatan

kedalaman perakaran) dengan persamaan

sebagai berikut (Anonim/KP-01, 1986):

Re plw/tebu :

)10()93,225,1( *0095,0824,0 EtoRFD

FD = )1032,2()1094,8()0116,0(53,0 3725 DDD

Re plw/tebu : curah hujan efektif untuk

palawija/tebu (mm/hr)

FD : faktor kedalaman air tanah yang

bisa dimanfaatkan oleh tanaman

palawija/tebu (mm)

D : kedalaman perakaran tanaman yang

siap pakai (mm)

Kebutuhan Air di Sawah Pendugaan kebutuhan air di sawah

dilakukan berdasarkan jenis tanaman,

persamaan netto kebutuhan air (Netto

Farm Requirement) dengan Metode

Standar Perencanaan Irigasi yaitu dengan

persamaan sebagai berikut (Anonim/KP-

01, 1986):

NFR padi : LP + ET + WLR + P – Re

padi

NFR plw : ET – Re plw

Dimana :

NFR padi : netto kebutuhan air padi

sawah (mm/hr)

NFR plw : netto kebutuhan air palawija

(mm/hr)

LP : kebutuhan air untuk

persiapan lahan (mm/hr)

ET : kebutuhan air untuk

tanaman (mm/hr)

WLR : (Water Level Requirement)

kebutuhan air untuk

penggantian lapisan air

(mm/hr)

P : perkolasi (mm/hr)

Re padi : curah hujan efektif untuk padi

sawah (mm/hr)

Re plw : curah hujan efektif untuk

palawija (mm/hr)

Kebutuhan Air Tanaman Besar kebutuhan air tanaman adalah

sebesar jumlah air yang hilang akibat

proses evapotranspirasi. Kebutuhan air

tanaman dapat dirumuskan sebagai

berikut (Suhardjono, 1994):

ET = k . ETo

Dimana :

ET : kebutuhan air untuk tanaman

(mm/hr)

k : koefisien tanaman, yang besarnya

tergantung pada jenis, macam,

dan umur tanaman

ETo : evapotranspirasi potensial (mm/hr)

Perkolasi Perkolasi adalah gerakan air ke bawah

dari zona tidak jenuh, yang terletak

diantara permukaan tanah sampai ke

permukaan air tanah (zona jenuh)

(Soemarto, 1987).

Pada daerah studi yaitu Daerah Irigasi

Gembleng Kanan mempunyai jenis tanah

liat lempung yang tanahnya berwarna

hitam dan mempunyai tampilan bongkah-

bongkah yang pecah (retakan-retakan)

dengan nilai perkolasi sebesar 1,8 mm/hr.

Kebutuhan Air Untuk Penyiapan

Lahan

Kebutuhan air untuk penyiapan lahan

dapat dihitung dengan metode yang

dikembangkan oleh Van de Goor dan

Zijlstra (1968) dengan persamaan sebagai

berikut (Anonim/KP-01, 1986: 160):

)1(

.

k

k

e

eMIR

Dimana :

IR : kebutuhan air untuk pengolahan

lahan (mm/hr)

M : kebutuhan air untuk mengganti

kehilangan air akibat

evapotranspirasi dan perkolasi di

sawah yang sudah dijenuhkan

(mm/hr)

: Eo + P

Eo : evaporasi air terbuka selama

penyiapan lahan (mm/hr)

: 1,1 . ETo

P : perkolasi

K : (M . T) / S

T : jangka waktu penyiapan lahan (hari)

S : kebutuhan air untuk penjenuhan

ditambah dengan lapisan air 50

mm, yakni 200 + 50 = 250 mm

seperti sudah diterangkan

sebelumnya.

e : bilangan eksponensial (2,71828)

Penggantian Lapisan Air (WLR) Pergantian lapisan air dimaksudkan untuk

memenuhi kebutuhan air yang terputus

akibat kegiatan di sawah dengan

ketentuan sebagai berikut (Dirjen

Pengairan, 1986):

a).WLR diperlukan saat terjadi

pemupukan maupun penyiangan,

yaitu 1-2 bulan dari transplanting.

b).WLR = 50 mm (diperlukan

penggantian lapisan air, diasumsikan

50 mm).

c).Jangka waktu WLR = 1,5 bulan

(selama 1,5 bulan air digunakan untuk

WLR sebesar 50 mm).

Kebutuhan Air Irigasi

Besarnya kebutuhan air irigasi harus

disesuaikan dengan besarnya masukan

(inflow). Adapun faktor-faktor yang

mempengaruhi besarnya kebutuhan air di

bangunan pengambilan air irigasi adalah:

1). Luas daerah irigasi

2). Pola tata tanam yang direncanakan

3). Evapotranspirasi potensial

4). Koefisien tanaman

5). Teknik pengolahan lahan

6). Perkolasi

7). Curah hujan efektif

8). Efisiensi irigasi

Debit Andalan Debit andalan adalah debit minimum

sungai untuk kemungkinan terpenuhi

yang dapat menjamin kelangsungan

pemberian air untuk keperluan irigasi.

Perhitungan debit andalan dilakukan

dengan metode tahun dasar (Basic Year),

yaitu mengambil satu pola debit dari

tahun tertentu. Peluang kejadiannya

dihitung dengan persamaan Weibull

(Subarkah, 1980):

%1001

n

mP

Dimana :

P : probabilitas (%)

m : nomor urut data debit

n : banyaknya data debit

Neraca Air

Dalam perhitungan neraca air, kebutuhan

yang dihasilkannya untuk pola tata tanam

yang dipakai akan dibandingkan dengan

debit andalan untuk tiap setengah bulan

dan luas tanah yang bisa diairi. Apabila

debit sungai melimpah, maka luas daerah

proyek irigasi adalah tetap karena luas

maksimum daerah layanan dan proyek

akan direncanakan sesuai dengan pola

tanam yang dipakai. Bila debit sungai

tidak berlimpah dan kadang-kadang

terjadi kekurangan debit, maka ada 3

pilihan yang bisa dipertimbangkan

(Anonim/KP-01, 1986 ) :

1). Luas daerah irigasi dikurangi.

2). Melakukan modifikasi dalam pola tata

tanam.

3). Rotasi teknis atau golongan

Sistem Pemberian Air Sistem pemberian air yang akan

diterapkan pada suatu lahan pertanian

merupakan masalah pokok sebelum

jaringan tersier direncanakan (anonim/

KP 05, 1986:24). Pemilihan sistem

pemberian air dan jenis tanaman

bertujuan agar kebutuhan air di jaringan

irigasi selama masa irigasi sesuai dengan

air yang tersedia.

Pada musim penghujan dimana

ketersediaan air cukup untuk kebutuhan

irigasi, maka pembagian airnya dilakukan

secara terus-menerus. Sedangkan pada

musim kemarau dimana kemungkinan

terjadi kekurangan air karena persediaan

air yang sangat terbatas, maka pemberian

air dilakukan secara bergiliran.

Sistem Pemberian Air Secara Terus-

Menerus Air diberikan secara terus-menerus dari

saluran ke petakan sawah atau dari

petakan sawah yang satu ke petakan

sawah yang lain. Sistem pembagian air

secara terus-menerus memerlukan

pembagian air yang proporsional,

sehingga besarnya bukaan pada boks

harus proporsional atau sebanding

dengan daerah irigasi sebelah hilir.

Sistem Pemberian Air Secara Giliran Irigasi secara bergiliran atau rotasi adalah

pemberian air secara bergantian menurut

bagian daerah atau blok tertentu dalam

jadwal tertentu dalam jangka waktu yang

telah ditentukan sesuai gilirannya.

Sistem pemberian air secara giliran

dipakai di jaringan irigasi selama debit

rendah untuk mengatasi kehilangan air

yang relatif tinggi. Sistem rotasi

diterapkan jika debit yang tersedia

dibawah 80% dari debit rencana.

PKriteria sistem pembagian air irigasi

berdasarkan jumlah petak tersier yang

ada di daerah irigasi adalah sebagai

berikut :

1). Petak tersier yang terbagi menjadi 4

blok.

2). Petak tersier yang terbagi menjadi 3

blok.

3). Petak tersier yang terbagi menjadi 2

blok.

Program Dinamik

Program dinamik adalah suatu kumpulan

teknik-teknik programisasi matematis

yang digunakan untuk pengambilan

keputusan yang terdiri dari banyak tahap.

Suatu masalah pengambilan keputusan

yang multistage dipisah-pisahkan

menjadi suatu seri masalah (atau

submasalah) yang berurutan dan saling

berhubungan.

Tujuan utama model ini adalah untuk

mempermudah penyelesaian persoalan

optimasi yang mempunyai karakteristik

tertentu. Ide dasar program dinamik ini

adalah membagi persoalan menjadi

beberapa bagian yang lebih kecil

sehingga memudahkan penyelesaiannya.

Akan tetapi, berbeda dengan program

linier, pada persoalan program dinamik

ini tidak ada formulasi matematis yang

standar. Karena itu, persamaan-

persamaan yang terpilih untuk digunakan

harus dikembangkan agar dapat

memenuhi masing-masing situasi yang

dihadapi.

Konsep Dasar Program Dinamik

Program dinamik yang digunakan dalam

studi ini adalah program dinamik

stokastik. Program dinamik stokastik

merupakan program dinamik dengan

suatu distribusi probabilitas untuk

ketetapan dalam tahap-tahap keputusan

yang berurutan (Subagyo, 1984).

Program dinamik stokastik menangani

situasi dimana sebagian atau semua

parameter dari problem dinyatakan dalam

bentuk variabel-variabel acak. Situasi

demikian kelihatannya memang

merupakan realitas dimana-mana,

termasuk juga di dalam sistem keairan,

dimana adalah sulit untuk menentukan

nilai dari parameter-parameter secara

eksak.

Elemen-Elemen Model Program

Dinamik

Gambar 1. Diagram Urutan Problem

Dinamik Serial Mengacu Gambar 1. di atas, elemen-

elemen model program dinamik adalah

sebagai berikut (Montarcih, 2009) :

1. Tahap/Stage (n)

Merupakan bagian dari problem

dimana keputusan (decision) diambil.

Jika suatu problem dapat dipecah

menjadi N subproblem, maka ada N

tahap dalam formulasi DP tersebut.

Tahapan pada multi stage problem

yang dimaksudkan dalam studi ini

adalah tahapan tempat yaitu antara

bangunan bagi, sadap, dan bagi sadap

yang satu dengan yang lain pada Induk

Saluran Gembleng Kanan.

2. Variabel Keputusan/Decision Variable

(dn)

Merupakan besaran dari keputusan

(decision) yang diambil pada setiap

tahap. Variabel keputusan dalam studi

ini adalah besarnya debit yang

dialokasikan atau debit yang

dibutuhkan tiap bangunan irigasi serta

keuntungan bersih yang diperoleh.

Keputusan yang diambil pada setiap

tahap akan ditransformasikan ke

keputusan berikutnya pada tahap

berikutnya, sehingga didapat optimum

secara keseluruhan.

3. Variabel Status/State Variable (Sn)

Merupakan variabel yang

mewakili/menjelaskan status (state)

dari sistem yang berhubungan dengan

tahap ke-n. Fungsi dari variabel status

adalah untuk menghubungkan tahap-

tahap secara berurutan sedemikian

sehingga, apabila setiap tahap

dioptimasi secara terpisah, maka

keputusan yang dihasilkan adalah

layak (feasible) untuk seluruh

problem. Lebih lanjut, keputusan-

keputusan optimal dapat diambil untuk

tahap tersisa tanpa harus melakukan

cek pada akibat dari keputusan

berikutnya terhadap keputusan yang

telah diambil terdahulu. Untuk tahap

ke-n, variabel status di belakangnya

(Sn) disebut sebagai variabel status

input, sedangkan variabel status di

depannya (Sn+1) disebut sebagai

variabel status output. Dalam studi ini,

variabel status berupa debit yang ada

atau tersedia terus menerus pada pintu

pengambilan (intake) Bendung

Gembleng kanan.

4. Akibat Tahap/Stage Return (rn)

Merupakan ukuran skalar dari hasil

keputusan yang diambil pada setiap

tahap. Akibat tahap (stage return) ini

merupakan fungsi dari variabel-

variabel Sn (status input), Sn+1 (state

output), dan dn (keputusan). Akibat

tahap dalam studi ini merupakan

keuntungan sebagai fungsi debit pada

suatu kondisi debit tertentu.

5. Stage Transformation / Tranformasi

Tahap (tn)

Merupakan suatu transformasi nilai

tunggal yang menyatakan hubungan

antara variabel-variabel Sn (status

input), Sn+1 (status output), dan dn

(keputusan).

Stage Transformation dalam studi ini

adalah perubahan air tersedia sampai

air yang terdistribusikan pada tiap

bangunan irigasi pada Induk Saluran

Gembleng Kanan.

Prosedur Perhitungan Teknik perhitungan programisasi dinamik

terutama didasarkan pada prinsip

optimasi recursive (bersifat pengulangan)

yang diketahui sebagai prinsip

optimalisasi (principle of optimality).

Prinsip ini mengandung arti bahwa bila

dibuat keputusan multistage mulai pada

tahap tertentu, kebijakan optimal untuk

tahap-tahap selanjutnya tergantung pada

ketetapan tahap permulaan tanpa

menghiraukan bagaimana diperoleh suatu

ketetapan tertentu tersebut (Subagyo,

1984).

3. Hasil dan Pembahasan

Dasar perhitungan untuk mendapatkan

curah hujan andalan dan curah hujan

efektif adalah dari masing-masing data

curah hujan rata-rata 10 harian dari ketiga

stasiun selama 10 tahun (2003-2012).

Curah hujan efektif untuk tanaman padi

ditentukan dengan berdasarkan 70%

dari hujan andalan dengan tingkat

keandalan yang telah ditentukan dan

disesuaikan dengan keandalan debit yaitu

sebasar 97% (kering), 75% (rendah), 51%

(normal), dan 26% (cukup). Sedangkan

curah hujan efektif untuk tanaman

palawija ditentukan berdasarkan evapo-

transpirasi potensial yang terjadi, curah

hujan rata-rata dan ketersediaan air tanah

yang siap dipakai (D) (pendekatan

kedalaman perakaran).

Tabel 1. Curah Hujan Andalan

Tabel 2. Curah Hujan Efektif

Sumber : Hasil Perhitungan

Perhitungan evapotranspirasi potensial

menggunakan metode Penman

Modifikasi. Data klimatologi diambil dari

Stasiun Klimatologi Kabupaten

Banyuwangi. Data klimatologi yang

digunakan pada tahun 2012.

Tabel 3. Evapotranspirasi Potensial

Sumber : Hasil Perhitungan

Kebutuhan air irigasi merupakan

kebutuhan bersih air irigasi di lahan

sawah seluas layanan petak tersier yang

dibagi dengan besarnya nilai efisiensi

saluran irigasi.

Tabel 4. Kebutuhan Air Irigasi

Sumber : Hasil Perhitungan

Debit yang tersedia di bendung diartikan

sebagai debit yang diharapkan tersedia di

bendung yang bisa dibagi maupun

disadap oleh pintu pengambilan. Untuk

Tahun R Tahun R

1 2003 1375.33 2005 1258.00

2 2004 1647.67 2003 1375.33

3 2005 1258.00 2012 1396.67

4 2006 1551.33 2009 1499.67

5 2007 1581.67 2008 1549.67

6 2008 1549.67 2006 1551.33

7 2009 1499.67 2007 1581.67

8 2010 2817.33 2011 1610.00

9 2011 1610.00 2004 1647.67

10 2012 1396.67 2010 2817.33

Sumber : Hasil Perhitungan

R 97 (Kering)

R 75 (Rendah)

R 51 (Normal)

R 26 (Cukup)

Tabel 4.6. Perhitungan Curah Hujan Andalan (mm)

(R 97, R 75, R 51, R 26)

NoData Hujan (mm) Rangking Data

Keterangan

(mm) (mm/hr) Pol (mm) Pol (mm/hr)

Jan 1 15.33 10.73 1.07 33.39 3.34

2 20.33 14.23 1.42 30.17 3.02

3 20.00 14.00 1.40 54.99 5.50

Feb 1 17.00 11.90 1.19 55.92 5.59

2 110.00 77.00 7.70 44.72 4.47

3 35.67 24.97 2.50 53.97 5.40

Mar 1 126.67 88.67 8.87 67.80 6.78

2 52.67 36.87 3.69 42.80 4.28

3 3.33 2.33 0.23 41.81 4.18

Apr 1 58.00 40.60 4.06 51.88 5.19

2 27.00 18.90 1.89 41.39 4.14

3 30.00 21.00 2.10 19.40 1.94

Mei 1 6.67 4.67 0.47 44.83 4.48

2 8.67 6.07 0.61 29.42 2.94

3 8.67 6.07 0.61 20.27 2.03

Jun 1 21.00 14.70 1.47 12.27 1.23

2 12.00 8.40 0.84 14.84 1.48

3 30.67 21.47 2.15 20.06 2.01

Jul 1 31.33 21.93 2.19 7.80 0.78

2 64.67 45.27 4.53 15.17 1.52

3 7.33 5.13 0.51 10.19 1.02

Ags 1 5.67 3.97 0.40 6.76 0.68

2 2.67 1.87 0.19 4.81 0.48

3 37.33 26.13 2.61 7.94 0.79

Sep 1 0.00 0.00 0.00 6.42 0.64

2 0.00 0.00 0.00 18.02 1.80

3 2.67 1.87 0.19 3.28 0.33

Okt 1 10.67 7.47 0.75 11.53 1.15

2 50.33 35.23 3.52 19.76 1.98

3 9.00 6.30 0.63 14.19 1.42

Nov 1 3.00 2.10 0.21 28.62 2.86

2 23.00 16.10 1.61 26.52 2.65

3 36.67 25.67 2.57 29.34 2.93

Des 1 189.67 132.77 13.28 33.90 3.39

2 118.00 82.60 8.26 45.15 4.52

3 62.33 43.63 4.36 57.68 5.77

Re (berdasar kedalaman perakaran)Bulan Periode R 97

Re padi (kering)

Bulan Eto (mm/hari)

Jan 4.70

Feb 6.23

Mar 4.98

Apr 6.23

Mei 4.59

Jun 4.51

Jul 4.77

Ags 5.26

Sep 6.32

Okt 6.88

Nov 7.84

Des 6.32

Kebutuhan Air Irigasi

m^3/dt

Jan-1 0.491

Jan-2 0.391

Jan-3 0.303

Feb-1 0.349

Feb-2 0.078

Feb-3 0.328

Mar-1 0.000

Mar-2 0.176

Mar-3 0.300

Apr-1 0.221

Apr-2 0.427

Apr-3 0.492

Mei-1 0.339

Mei-2 0.266

Mei-3 0.232

Jun-1 0.204

Jun-2 0.267

Jun-3 0.227

Jul-1 0.259

Jul-2 0.139

Jul-3 0.223

Ags-1 0.223

Ags-2 0.131

Ags-3 0.000

Sep-1 0.116

Sep-2 0.083

Sep-3 0.180

Okt-1 0.201

Okt-2 0.210

Okt-3* 0.000

Nov-1 0.232

Nov-2 0.196

Nov-3 0.105

Des-1 0.016

Des-2 0.000

Des-3 0.399

* Terjadi pengeringan pada intake

Bulan

perhitungannya digunakan analisa debit

andalan metode basic year.

Perhitungan debit andalan di intake dan

perbandingan antara debit tersedia

dengan debit kebutuhan selengkapnya

dapat dilihat pada Tabel.

Tabel 5. Neraca Air

Sumber : Hasil Perhitungan

Pada Daerah Irigasi Gembleng Kanan

sistem pemberian air irigasi direncanakan

dibagi menjadi dua alternatif yaitu sistem

pemberian air secara terus menerus dan

sistem pemberian air secara giliran.

Sistem pemberian air secara terus

menerus dilakukan apabila debit tersedia

> 80% sedangkan pemberian air secara

giliran dilakukan apabila debit tersedia <

80%. Pada Daerah Irigasi Gembleng

Kanan di bagi menjadi 4 blok.

Gambar 2. Pembagian Blok pada DI

Gembleng Kanan

Sistem pemberian air pada tahun kering di tentukan berdasarkan besarnya debit tersedia dan debit yang di butuhkan. Tabel 6. Sistem Pemberian Air

Sumber : Hasil Perhitungan

Q Tersedia (m^3/dt) Kelebihan (+) /

Q Andalan di Intake (m^3/dt) Kekurangan (-)

Jan-1 0.491 0.501 0.010 lebih

Jan-2 0.391 0.395 0.004 lebih

Jan-3 0.303 0.305 0.002 lebih

Feb-1 0.349 0.648 0.299 lebih

Feb-2 0.078 0.468 0.390 lebih

Feb-3 0.328 0.507 0.179 lebih

Mar-1 0.000 0.402 0.402 lebih

Mar-2 0.176 0.427 0.251 lebih

Mar-3 0.300 0.430 0.130 lebih

Apr-1 0.221 0.269 0.048 lebih

Apr-2 0.427 0.154 -0.273 kurang

Apr-3 0.492 0.196 -0.296 kurang

Mei-1 0.339 0.234 -0.105 kurang

Mei-2 0.266 0.229 -0.037 kurang

Mei-3 0.232 0.296 0.064 lebih

Jun-1 0.204 0.530 0.326 lebih

Jun-2 0.267 0.384 0.117 lebih

Jun-3 0.227 0.372 0.145 lebih

Jul-1 0.259 0.263 0.004 lebih

Jul-2 0.139 0.378 0.239 lebih

Jul-3 0.222 0.291 0.069 lebih

Ags-1 0.223 0.164 -0.059 kurang

Ags-2 0.131 0.142 0.011 lebih

Ags-3 0.000 0.150 0.150 lebih

Sep-1 0.116 0.150 0.034 lebih

Sep-2 0.083 0.149 0.066 lebih

Sep-3 0.180 0.149 -0.031 kurang

Okt-1 0.201 0.284 0.083 lebih

Okt-2 0.210 0.167 -0.043 kurang

Okt-3* 0.000 0.000 0.000 -

Nov-1 0.232 0.188 -0.044 kurang

Nov-2 0.196 0.188 -0.008 kurang

Nov-3 0.105 0.188 0.083 lebih

Des-1 0.016 0.771 0.755 lebih

Des-2 0.000 0.900 0.900 lebih

Des-3 0.399 0.804 0.405 lebih

Q Kebutuhan (m^3/dt) Keterangan

* Terjadi Pengeringan Pada Intake

Bulan

Q Tersedia (m^3/dt) %

Q Andalan di Intake (m^3/dt) Debit Tersedia

Jan-1 0.49 0.50 101.99 Terus menerus

Jan-2 0.39 0.40 100.92 Terus menerus

Jan-3 0.30 0.31 100.63 Terus menerus

Feb-1 0.35 0.65 185.67 Terus menerus

Feb-2 0.08 0.47 597.40 Terus menerus

Feb-3 0.33 0.51 154.55 Terus menerus

Mar-1 0.00 0.40 0.00 -

Mar-2 0.18 0.43 243.11 Terus menerus

Mar-3 0.30 0.43 143.14 Terus menerus

Apr-1 0.22 0.27 121.63 Terus menerus

Apr-2 0.43 0.15 36.09 Rotasi III

Apr-3 0.49 0.20 39.86 Rotasi III

Mei-1 0.34 0.23 69.13 Rotasi I

Mei-2 0.27 0.23 86.19 Terus menerus

Mei-3 0.23 0.30 127.54 Terus menerus

Jun-1 0.20 0.53 259.23 Terus menerus

Jun-2 0.27 0.38 144.05 Terus menerus

Jun-3 0.23 0.37 163.72 Terus menerus

Jul-1 0.26 0.26 101.43 Terus menerus

Jul-2 0.14 0.38 272.27 Terus menerus

Jul-3 0.22 0.29 130.79 Terus menerus

Ags-1 0.22 0.16 73.53 Rotasi I

Ags-2 0.13 0.14 108.66 Terus menerus

Ags-3 0.00 0.15 0.00 -

Sep-1 0.12 0.15 129.08 Terus menerus

Sep-2 0.08 0.15 180.10 Terus menerus

Sep-3 0.18 0.15 82.57 Terus menerus

Okt-1 0.20 0.28 141.47 Terus menerus

Okt-2 0.21 0.17 79.48 Rotasi I

Okt-3* 0.00 0.00 0.00 -

Nov-1 0.23 0.19 80.88 Terus menerus

Nov-2 0.20 0.19 95.93 Terus menerus

Nov-3 0.11 0.19 178.45 Terus menerus

Des-1 0.02 0.77 4798.09 Terus menerus

Des-2 0.00 0.90 0.00 -

Des-3 0.40 0.80 201.49 Terus menerus

Bulan Q Kebutuhan (m^3/dt) Sistem Pemberian Air

* Terjadi Pengeringan Pada Intake

Berdasarkan analisa Program Dinamik di

dapatkan kebutuhan air irigasi untuk tiap

bangunan.

Tabel 7. Kebutuhan Air Irigasi Tiap

Bangunan

Sumber : Hasil Perhitungan

Berdasarkan analisa Program Dinamik

intensitas tanam DI Gembleng Kanan

mengalami peningkatan.

Tabel 8. Perbandingan Intensitas

Tanam DI Gembleng Kanan

Sumber : Hasil Perhitungan

Berdasarkan analisa Program Dinamik

terjadi penurunan kebutuhan debit pada

MK 2.

Tabel 9. Perbandingan Kebutuhan

Debit

Sumber : Hasil Perhitungan

Berdasarkan analisa Program Dinamik

keuntungan yang didapat DI Gembleng

Kanan mengalami peningkatan.

Tabel 10. Perbandingan Keuntungan

DI Gembleng Kanan

Sumber : Hasil Perhitungan

4. Kesimpulan

1. Kebutuhan air irigasi rerata per musim

tanam berdasarkan pola tata tanam

terpilih adalah 0,236 m3/dt pada

musim hujan, 0,275 m3/dt pada

musim kemarau 1 dan 0,14 m3/dt pada

musim kemarau 2.

2. berdasarkan hasil analisa pada kondisi

eksisting sistem pemberian air di

Daerah Irigasi Gembleng Kanan

diketahui kebanyakan menggunakan

sistem pemberian air secara terus

menerus namun terjadi sistem

pemberian air secara rotasi pada bulan

April Periode 2 dan 3, bulan Mei

periode 1, Bulan Agustus periode 1,

Bulan Oktober periode 2.

3. Dengan penerapan program dinamik,

distribusi debit air irigasi optimum

yang harus dialirkan pada masing-

masing bangunan bagi, sadap, dan

bagi sadap adalah untuk BB. A

sebesar 0,02 m3/det, debit guna BB. B

sebesar 0,01 m3/det, debit guna BS. C

sebesar 0,03 m3/det, debit guna BS. D

sebesar 0,06 m3/det, debit guna BB. E

sebesar 0,02 m3/det, debit guna BS. F

sebesar 0,05 m3/det.

4. Dengan penerapan program dinamik,

keuntungan yang diperoleh dari debit

yang dialirkan pada Daerah Irigasi

Sebelum Optimasi Setelah Optimasi

Palawija Palawija

A 29 29.00 29

B 13 13.00 13

C 75 75.00 75

D 139 126.00 139

E 30 25.00 30

F 121 97.00 121

BB/BS/BBSPotensial

Total 407 365

Luas (ha)

407

Kebutuhan maksimum Total Sebelum Total Setelah

Palawija Optimasi Optimasi

A 29 0.000637 0.02 0.02

B 13 0.000637 0.01 0.01

C 75 0.000637 0.05 0.03

D 139 0.000637 0.08 0.06

E 30 0.000637 0.02 0.02

F 121 0.000637 0.06 0.05

0.23 0.19

Debit (m³/det)

BB/BS/BBS

Total 407

Potensial

Sebelum Optimasi Setelah Optimasi

Palawija Palawija

A 29 130,790,000.00 130,790,000.00

B 13 58,630,000.00 58,630,000.00

C 75 338,250,000.00 338,250,000.00

D 139 568,260,000.00 626,890,000.00

E 30 112,750,000.00 135,300,000.00

F 121 437,470,000.00 545,710,000.00

1,646,150,000.00 1,835,570,000.00

Keuntungan (Rp)

BB/BS/BBS

Total 407

Potensial

Molek untuk Musim Kering 2 adalah

sebesar Rp 1.835.570.000,00 yaitu

terjadi peningkatan keuntungan

sebesar 11,5 %.

Daftar Pustaka

1. Dirjen Pengairan, Departemen PU.

1986. Standar Perencanaan Irigasi

(Kriteria Perencanaan 01-07).

Bandung: CV. Galang Persada.

2. Dirjen Pengairan, Departemen PU.

1986. Standar Perencanaan

Irigasi (Bagian Penunjang, KP

01 – 07). Direktorat Jenderal

Pengairan: Departemen Pekerjaan

Umum.

3. Soemarto, C. D. 1986. Hidrologi

Teknik Edisi 1. Surabaya: Penerbit

Usaha Nasional.

4. Sosrodarsono, S & Takeda, K.

1976. Hidrologi untuk

Pengairan. Jakarta: PT. Pradnya

Paramita.

5. Subagyo, P., Asri, M. & Handoko, T.

H. 1984. Dasar-Dasar Operation

Research.Yogyakarta: BPFE.

6. Subarkah, I. 1980. Hidrologi Untuk

Perencanaan Bangunan Air.

Bandung: Idea Dharma

7. Suhardjono. 1994. Kebutuhan Air

Tanaman. Malang: Institut

Teknologi Nasional.

8. Montarcih, L. 2007. Optimasi

Distribusi Air irigasi Dengan

Program Dinamik. Malang: CV.

Asrori Malang..