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.