bab ii tinjauan pustaka g09snu-4

5/10/2018 BAB II Tinjauan Pustaka G09snu-4 - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/bab-ii-tinjauan-pustaka-g09snu-4 1/5

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Siklus HidrologiPada umumnya ketersediaan air terpenuhi

dari hujan. Hujan merupakan hasil dari proses

penguapan. Proses-proses yang terjadi pada

peralihan uap air dari laut ke daratan dankembali lagi ke laut membentuk suatu siklusyang disebut sebagai siklus hidrologi (Gambar

1). Proses awal siklus hidrologi yaitu

penguapan air dari perairan dan vegetasi. Uap

tersebut terangkat ke atas daratan oleh massa

udara yang bergerak. Uap air yang naik akan

mengalami pendinginan akibat penurunan

tekanan yang diikuti oleh penurunan suhu

sehingga terjadi butiran air yang membentuk

awan atau kabut dan kemudian jatuh sebagai

hujan (Linsley RK dan Joseph BF, 1994). Air

hujan yang jatuh ke permukaan akan mengalir

dari tempat tinggi ke tempat yang rendah,

sampai ke pantai dan bermuara di laut.Air yang mengalir akan membentuk

beberapa aliran (Gambar 1). Aliran air di

permukaan disebut aliran permukaan. Aliran

ini akan memasuki daerah aliran menuju ke

sistem jaringan sungai atau waduk. Selain

mengalir di permukaan, air juga masuk ke

dalam tanah dan mengisi pori-pori mikro.

Sebagian air yang masuk akan keluar kembali

dan masuk ke sungai. Aliran tersebut dikenal

sebagai aliran antara (interflow). Selanjutnya,

sisa air akan masuk ke dalam tanah dan

menjadi air tanah ( groundwater ) yang keluar

sebagai aliran dasar. Aliran dasar (baseflow)

akan mengisi jaringan sungai secara tetap dankontinyu saat hujan jarang terjadi.

Gambar 1. Siklus Hidrologi(Sjarief R dan Robert J, 2005 )

2.2 Komponen Sumber Daya Air

Air merupakan salah satu sumber daya

yang berharga di Bumi. Hal yang harus

diperhatikan agar terhindar dari krisis yaitu

pengelolaan komponen sumber daya air.

Komponen tersebut terbagi menjadi dua

kelompok, yaitu komponen alami dan

komponen artifisial (Sjarief R dan Robert J,

2005).Komponen alami sumber daya air

merupakan komponen yang terbentuk secara

alami oleh sifat air yang mengalir dari hulu ke

hilir. Contohnya seperti sungai, muara, rawa,

danau, pantai, air tanah, dan mata air.Keseimbangan alam dari komponen tersebut

dipengaruhi oleh siklus hidrologi, kondisi

geologi, kondisi wilayah, dan kegiatan

manusia (Sjarief R dan Robert J, 2005).

Selain komponen alami, sumber daya air

juga memiliki komponen artifisial berupa

bangunan utama dengan beberapa bangunan

pelengkap yang dibuat oleh manusia untuk

tujuan tertentu (Sjarief R dan Robert J, 2005).

Salah satu contoh dari komponen artifial

sumber daya air yaitu waduk. Penjelasan

tentang waduk dapat dilihat pada subbab

waduk.

2.3 Potensi Air di Kabupaten PidieKabupaten Pidie terletak di 04

030’ –

04060’ LU dan 95

075’ – 96

020’ BT, berada di

dekat kawasan pantai dengan elevasi antara

1.20mdpl - 52.50 mdpl (BPS, 2006). Luas

wilayah ± 4160,50 km2

dengan jumlah

penduduk ± 517.000 jiwa (BPS, 2006).

Bagian Utara dari kabupaten Pidie berbatasan

dengan Selat Malaka, bagian barat berbatasan

dengan Aceh Besar, bagian timur berbatasan

dengan Bireuen, dan bagian selatan

berbatasan dengan Aceh Jaya (Gambar 2).

Gambar 2. Lokasi Kabupaten Pidie

Kabupaten Pidie digolongkan ke dalam

wilayah beriklim tropis. Temperatur berkisar

dari suhu minimum 19 – 220C sampai dengan

suhu maksimum 30 – 350C. Intensitas curah

hujan yang jatuh di wilayah tersebut, yaitu

antara 1700-2900 mm/tahun. Musim hujan di

kabupaten ini di mulai dari Agustus sampai

dengan Maret.



Keberadaan air hujan merupakan salah

satu faktor yang mendukung sumber daya air di Kabupaten Pidie. Air hujan yang masuk ke

jaringan sungai atau waduk dalam bentuk

aliran permukaan, aliran antara, dan aliran

dasar akan menjadi sumber air untuk daerah

tersebut. Beberapa sumber air di kabupatenPidie yaitu Krueng Cubo/Krueng Pante raja,

Krueng Meureudu, embung Rajui, Krueng

Baro, Krueng Tiro, dan Krueng Rukoh (Dinas

Sumber Daya Air, 2005). Setiap sungai

dialokasikan untuk tempat-tempat tertentu,

seperti Krueng Tiro yang merupakan sumber

air bagi kecamatan Tiro Tursep, Geulumpang

Tiga, Bandar Baru, dan Kembang Tanjong,

sedangkan Krueng Baro merupakan sumber

air untuk kecamatan Keumala, Sakti, Mutiara,

Simpang Tiga, Kembang Tanjong, Delima,

Pidie, Indra Jaya, dan Pekan Baru (Dinas

Sumber Daya Air, 2005).

2.4 Waduk Waduk merupakan bangunan struktur

pengendali air yang dibuat pada tempattertentu di alur sungai. Waduk dibangun

untuk menampung air pada periode kelebihan

air (musim hujan) dan dipakai pada saat

kekurangan air (musim kemarau). Melalui

pembangunan waduk diharapkan dapat

mencegah terjadi banjir saat air berlebih dan

mengantisipasi krisis air saat kekeringan.

Pemilihan tempat dan jenis bendungan

merupakan masalah kelayakan teknis yang

terdiri dari keadaan topografi dan geologi

(Linsley RK dan Joseph BF, 1994). Selainitu, pemilihan lokasi juga memperhatikan

aspek biaya. Menurut Linsley RK dan Joseph

BF (1994), aturan umum pemilihan lokasi

waduk terdiri dari :

Harga bendungan.

Harga pembebasan lahan untuk waduk.

Lokasi waduk memiliki kapasitas yang

cukup memadai.

Menghindari daerah-daerah anak sungai

yang produktif menghasilkan sedimen.

Mutu air yang ditampung memenuhi

tujuan pemanfaatannya.

Tebing waduk dan lereng bukit yang

berdekatan harus stabil.Waduk sebagai bangunan utama memiliki

bangunan penunjang lainnya (Gambar 3).

Bangunan pelimpah ( spillway) merupakan

salah satu bangunan penunjang waduk yang

berfungsi untuk melimpahkan kelebihan air di

dalam waduk. Selain bangunan pelimpah,

waduk juga memiliki bangunan pengambilan

(intake) yang berfungsi untuk pengambilan air

dari waduk. Keberadaan bangunan penunjang

tersebut dapat membantu koordinasi

pengelolaan sumber air yang lebih baik.

Gambar 3. Bangunan Waduk (Wahana Adya Konsultan, 2005)

2.4.1 Ciri Fisik Waduk Ciri fisik utama waduk yaitu kapasitas

simpanan. Hal ini sesuai dengan fungsi

waduk yaitu menyediakan simpanan air.

Kapasitas waduk ditentukan oleh keadaan

alami lembah tempat air akan ditampung

bersama dengan ketinggian suatu bendungan

yang harus menampung sejumlah air yang

dibutuhkan dan tersedia (Linsley RK dan

Joseph BF, 1995).

Secara alami, kapasitas waduk dapat

dilihat berdasarkan pengukuran topografi.

Suatu lengkung luas-elevasi dibuat dengan

cara mengukur luas yang diapit oleh tiap-tiapgaris kontur di dalam lokasi waduk tersebut.

Integral dari lengkung luas-elevasi tersebut

merupakan lengkung simpanan atau lengkung

kapasitas waduk.

Air yang tertampung di waduk akan

menjadi simpanan. Pertambahan simpanan

dari dua buah elevasi yang dihitung dengan

mengalikan luas rata-rata pada kedua elevasi

merupakan volume simpanan pada ketinggian

tersebut. Elevasi maksimum yang dicapai

oleh kenaikan permukaan waduk pada kondisi

operasi biasa disebut sebagai permukaan

genangan, sedangkan elevasi terendah yang

dapat diperoleh bila genangan dilepaskan padakondisi normal disebut sebagai permukaan

genangan normal. Pertambahan bersih dari

kapasitas simpanan yang berasal dari

pembangunan waduk yaitu kapasitas

keseluruhan dikurangi dengan simpanan

lembah alamiah (Linsley RK dan Joseph BF,

1995). Menurut Linsley dan Joseph (1995)



ada beberapa macam simpanan dalam waduk

(Gambar 4), yaitu :a. Simpanan berguna, yaitu volume

simpanan yang terletak di antara

permukaan genangan minimum dan

normal.

b. Simpanan mati, yaitu air yang ditahan di bawah permukaan genangan minimum.

c. Simpanan tambahan, yaitu kelebihan air

yang dapat mengakibatkan banjir.

d. Simpanan tebing, yaitu simpanan dari

tebing yang meloloskan air sehingga

dapat masuk ke dalam tanah saat waduk

terisi dan keluar lagi bila permukaan air

turun.

e. Simpanan lembah, yaitu simpanan yang

berasal dari air di dalam alur alamiah.

Gambar 4. Daerah-daerah Simpanan di

Suatu Waduk

(Linsley RK dan Joseph BF, 1995)

2.4.2 Keandalan Waduk Keandalan waduk menggambarkan

peluang kemampuan waduk untuk memenuhi

kebutuhan yang direncanakan sepanjang umur

ekonomisnya sebagai fungsi dari kapasitas

waduk. Besar simpanan yang diperlukan

untuk memenuhi suatu jumlah kebutuhan

yang ditetapkan disusun menurut peringkat

besarnya dan digambarkan sebagai lengkung

frekuensi. Hasil dari lengkung frekuensi berupa suatu lengkung keandalan yang

memiliki kisaran 0 - 100%.

2.5 Kebutuhan AirPengembangan sumber daya air timbul

karena tuntutan ketersediaan air dalam

memenuhi kebutuhan. Air yang tersedia akan

digunakan untuk memenuhi kebutuhan air

domestik, pertanian, dan keperluan lainnya.

2.5.1 Kebutuhan Air Domestik Kebutuhan air domestik sangat ditentukan

oleh jumlah penduduk dan penggunaan air per

kapita. Penggunaan air sebagai kebutuhan air

domestik juga dipengaruhi oleh beberapa

faktor, seperti tingkat sosial, pendidikan,kebiasaan penduduk, letak geografis, dan lain-

lain.

Dasar pendugaan kebutuhan air domestik

yaitu penentuan laju pertumbuhan penduduk.

Hal tersebut perlu dilakukan karena jumlah penduduk akan terus bertambah dan

diperlukan estimasi jumlah penduduk di masa

yang akan datang sebagai upaya untuk

mengontrol ketersediaan air dalam memenuhi

kebutuhan air domestik.

2.5.2 Kebutuhan Air IrigasiKebutuhan air irigasi yaitu jumlah air yang

ditambahkan untuk tanaman selain dari air

hujan. Pemenuhan kebutuhan air irigasi

bertujuan untuk mencapai hasil produksi

pertanian yang optimal di masa tanam saat

terjadi kekurangan air.

Air yang disalurkan ke petak sawahkhususnya untuk tanaman padi didasari oleh

kebutuhan air untuk penyiapan lahan,

penggunaan air konsumtif, perkolasi, dan penggantian lapisan air. Akumulasi dari

faktor-faktor tersebut disebut sebagai

kebutuhan air bersih pada petak sawah,

sedangkan kebutuhan air yang harus tersedia

di intake yaitu selisih antara kebutuhan air

bersih pada petak sawah dengan curah hujan

efektif.

• Penggunaan Air Konsumtif

Menurut Murdiyarso (1999) kebutuhan air

tanaman yaitu banyaknya air yang hilang dari

areal bervegetasi persatuan luas, persatuanwaktu yang digunakan untuk transpirasi dan

yang dievaporasikan dari permukaan tanah.

Pada prinsipnya kebutuhan air tanaman adalah

evapotranspirasi. Bila proses penguapan air

bebas (evaporasi) dan penguapan melalui

tanaman (transpirasi) terjadi bersama-sama

maka terjadilah proses evapotranspirasi yang

nilainya setelah dikalikan dengan koefisien

tanaman (k c) menjadi acuan untuk besarnya

kebutuhan air konsumtif. Nilai koefisien

tanaman tergantung dari jenis dan fase

pertumbuhan vegetasi.

0 ET k ETcCWR c ×==

CWR = Kebutuhan air tanaman

=ck Koefisien tanaman (standar FAO)

ET 0 = Evapotranspirasi potensial sebagai

acuan



Evapotranspirasi potensial sebagai acuan

untuk menduga besar pemakaian konsumtif tanaman dapat dihitung dengan menggunakan

data evaporasi panci, dimana :

0 E k ETo ETp p ×==

• Perkolasi Perkolasi yaitu gerakan air di dalam tanah

karena gaya gravitasi. Gerakan air tersebut

terjadi secara vertikal yang dipengaruhi oleh

sifat-sifat fisik tanah, antara lain permeabilitas

dan tekstur tanah, pengendapan lumpur, dan

kedalaman muka air tanah (Dept PU, 1997).

Nilai perkolasi bervariasi, dipengaruhi oleh

tingkat permebilitas dan laju infiltrasi tanah.

• Curah Hujan Efektif Curah hujan efektif yaitu bagian dari curah

hujan total yang tidak hilang akibat surfacerunoff , perkolasi, evapotranspirasi, dan

intersepsi. Curah hujan efektif dapat

dikatakan sebagai curah hujan andalan yang jatuh di suatu daerah yang digunakan tanaman

untuk pertumbuhan.

• Penyiapan Lahan Penyediaan air untuk penyiapan lahan

bertujuan untuk mempermudah pembajakan

dan menjaga kelembaban tanah. Keadaan

tersebut akan mempengaruhi pertumbuhan

tanaman. Besarnya kebutuhan air untuk

penyiapan lahan didasari oleh kebutuhan air

untuk mengganti kekurangan air akibat

evaporasi dan perkolasi di sawah yang telah

dijenuhkan selama periode penyiapan lahan

(Dept PU, 1997). Faktor-faktor yang

menentukan besarnya kebutuhan air tersebut

adalah lama waktu penyelesaiaan dan jumlah

air yang dibutuhkan untuk penyiapan lahan.

• Penggantian Lapisan AirUpaya penerapan pemakaian pupuk yang

efektif dan menghasilkan pembuahan yang baik dalam budi daya tanaman padi dilakukan

melalui sistem penurunan muka air pada petak

sawah (Dept PU, 1997). Penggantian air

dilakukan selama satu setengah bulah setelah

transplantasi. Air yang diganti sebesar 50 mm(3.33 mm/hari).

• Efisiensi Irigasi Sistem irigasi terdiri atas sumber air,

bangunan pengambilan (intake), saluran primer, saluran sekunder, saluran tertier,

saluran kuarter, dan saluran pembuang

(Gambar 5). Saluran primer, sekunder, tertier,

dan kuarter disebut sebagai jaringan irigasi.

Air yang berasal dari air permukaan (waduk)

disalurkan dari bangunan pengambilan ke

jaringan irigasi.

Kehilangan air yang berlangsung selama

proses pemindahan air dari sumber ke lahan

pertanian dan selama pengelolaan lahan

pertanian akan mempengaruhi efisiensi irigasi.Menurut Doorenbos J dan Pruitt W.O (1975),

efisiensi irigasi digolongkan menjadi dua

komponen, yaitu :

Efisiensi pengangkutan, yaitu persentase

air yang hilang dari sistem saluran induk ke sekunder.

Efisiensi di lahan pertanian (sawah), yaitu

persentase air yang hilang dari saluran

tertier dan kegiatan air irigasi di lahan

pertanian.

Akumulasi dari kedua komponen tersebut

disebut sebagai efisiensi irigasi total.

Gambar 5. Sistem Irigasi

(Sjarief R dan Robert J, 2005 )

2.6 Model TangkiSugawara et al. (1984) mengemukakan

bahwa model tangki merupakan suatu model

sederhana non-linier yang terdiri dari

beberapa tangki yang diatur tegak lurus secara

berurutan. Model tangki dikembangkan untuk

menggambarkan keberadaan aliran limpasansebagai jumlah air yang tersimpan di dalam

tanah (Setiawan, et al., 2003). Model tersebut

terdiri dari 2 saluran yaitu saluran samping

dan saluran bawah. Saluran samping mewakili

limpasan, sedangkan saluran bawah mewakili penyerapan air secara vertikal. Komponen

simpanan tangki mewakili proses limpasan di

suatu daerah aliran sungai.

Model tangki dapat dihubungkan dengan

mekanisme proses limpasan di dalam daerah

pengaliran (Gambar 6). Gambaran dari

perilaku model tangki menunjukkan berbagai

jenis tanggapan dari masukan curah hujan.

Suatu model yang terdiri dari 4 tangki dimanacurah hujan yang jatuh ke permukaan akan

mengalami evapotranspirasi, infiltrasi, dan

aliran permukaan (tangki 1). Air yang keluar

dari lubang bawah tangki akan menjadi

simpanan dalam akifer I. Bila air yang

tersimpan melebihi batas tertentu maka akan

terjadi interflow (tangki 2) dan air akan

terperkolasi mengalir ke akifer dibawahnya.

Bila simpanan di akifer tersebut telah



melebihi kapasitas tampungannya maka air

akan keluar sebagai sub-baseflow (tangki 3)dan air yang terperkolasi ke akifer selanjutnya

akan keluar sebagai baseflow (tangki 4).

Aliran-aliran tersebut akan terkumpul menjadi

debit sungai.

Gambar 6. Standar Model Tangki(Setiawan, et al., 2003)

bab ii tinjauan pustaka g09snu-4

Documents