i

DESAIN BANGUNAN BAGI NUMBAK DAN NGERIRUN PADA SISTEM DISTRIBUSI AIR IRIGASI SUBAK

BERDASARKAN KONSEP PEMIAS

SKRIPSI

Oleh :

NI KADEK SUMIASIH

NIM. 1211305006

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN

2016

ii

DESAIN BANGUNAN BAGI NUMBAK DAN NGERIRUN PADA SISTEM DISTRIBUSI AIR IRIGASI SUBAK

BERDASARKAN KONSEP PEMIAS

SKRIPSI

Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana

Teknologi Pertanian pada Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Udayana

Oleh :

NI KADEK SUMIASIH

NIM. 1211305006

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTANIAN

FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

UNIVERSITAS UDAYANA

BUKIT JIMBARAN

2016

iii

iv

Ni Kadek Sumiasih 1211305006. Desain Bangunan Bagi Numbak dan Ngerirun pada Sistem Distribusi Air Irigasi Subak Berdasarkan Konsep Pemias. Di bawah bimbingan Ir. I Wayan Tika, MP. selaku pembimbing I dan I Putu Gede Budi Sanjaya, S.TP., MT. selaku pembimbing II.

ABSTRAK Bangunan bagi (tembuku) numbak dan ngerirun merupakan salah satu jenis bangunan bagi yang digunakan pada subak. Pembelokan aliran pada bangunan bagi ngerirun menyebabkan terjadinya reduksi yang dipengaruhi oleh perbedaan kecepatan dan menyebabkan adanya perbedaan debit dengan bangunan bagi numbak. Tujuan dari penelitian ini adalah: (1) untuk mengetahui tingkat koefisien pemias pada bangunan bagi (tembuku) dengan aliran numbak dan ngerirun, dan (2) untuk mendapatkan dimensi bangunan bagi (tembuku) numbak dan ngerirun yang memberi keadilan ditinjau dari aspek pemias. Analisis debit riil dilakukan dengan mengukur lebar ambang dan tinggi air pada bangunan bagi dan debit seharusnya dihitung dengan menggunakan perbandingan luas lahan yang dialiri. Debit riil dan debit seharusnya digunakan untuk menentukan koefisien pemias dan koefisien pemias digunakan untuk menentukan desain lebar ambang seharusnya pada bangunan bagi. Berdasarkan hasil analisis rata-rata koefisien pemias adalah 0.095 dengan nilai reduksi 0.095. Hubungan tinggi air dengan koefisien pemias sangat tinggi dengan R2 sebesar 0.942. Nilai RMSE lebar ambang sebesar 38.86%. Lebar ambang seharusnya pada subak didapat dengan membagi lebar ambang riil dengan koefisien pemias. Setelah disosialisasikan ke beberapa pekaseh sebagian besar pekaseh setuju jika ada koefisien pemias yang bisa digunakan untuk memberi pelampias pada bangunan bagi ngerirun. Kata Kunci: Bangunan bagi (tembuku), numbak dan ngerirun, Debit, Koefisien

Pemias, Lebar Ambang, Subak.

v

Ni Kadek Sumiasih 1211305006. Desain Bangunan Bagi Numbak dan Ngerirun pada Sistem Distribusi Air Irigasi Subak Berdasarkan Konsep Pemias. Supervised by Ir. I Wayan Tika, MP. as first suvervisor dan I Putu Gede Budi Sanjaya, S.TP., MT. as second suvervisor.

ABSTRACT

Divider structure (tembuku) numbak and ngerirun is one of structure that used as divider in Subak irrigation. Diversion of flow in the tembuku ngerirun was causing reduction is influenced by the difference speed and makes the difference rate of flow with tembuku numbak. The purposes of this research were: (1) to determine the level of the pemias coefficient on tembuku numbak and ngerirun, and (2) to get the dimensions of the tembuku numbak and ngerirun that review by pemias aspects. The real rate of flow analysed by measuring the width and height of water on the tembuku and the must rate of flow calculated by using the ratio of irrigated land area. The real rate of flow and the must rate of flow were used to determine pemias coefficients and pemias coefficients used to determine the must width of the threshold design of tembuku. Based on analysis, the average pemias coefficient was 0.095 or a value of pemias reduction was 0.095. Correlation of height of water and pemias coefficient was very high with R2 was 0.942. RMSE of width threshold value was 38.86%. The must width of the threshold at Subak is obtained by dividing the real width threshold with (1- pemias coefficients). After socialized to some pekaseh, they were mostly agree if there pemias coefficients that can be used to give pelampias on tembuku ngerirun. Keywords: Divider stucture (tembuku), numbak and ngerirun, Rate of flow,

Pemias coefficient, width threshold, Subak.

vi

RINGKASAN

Dalam usaha mendapatkan air irigasi dari suatu sumber, subak

membangun berbagai fasilitas irigasi. Cara untuk mendistribusikan air kepada

segenap anggota subak adalah melalui bangunan bagi (tembuku). Bangunan bagi

yang secara tradisional masih dipakai oleh subak adalah bangunan bagi yang

dikenal dengan istilah numbak dan ngerirun dengan pembagian air yang

proporsional dengan luas lahan. Aliran numbak artinya aliran yang lurus,

sedangkan aliran ngerirun merupakan aliran yang berbelok ke samping, sehingga

akan menyebabkan adanya reduksi aliran.

Di lapangan dapat ditemukan bahwa untuk menghindari konflik yang

terjadi pada bangunan bagi dengan sistem numbak dan ngerirun biasanya lebar

atau tinggi saluran antara bangunan numbak dan ngerirun berbeda yang kemudian

disebut dengan pelampias/pemias. Pemias dalam saluran irigasi merupakan

jumlah air yang susut atau berkurangnya debit air yang diterima karena adanya

perbedaan kecepatan aliran karenan pembelokan (pada bangunan bagi) atau

berkurangnya debit air yang diterima dari hulu sampai dengan hilir karena adanya

penyusutan yang disebabkan oleh rembesan, infiltrasi dan perkolasi (pada

saluran). Koefisien Pemias merupakan koefisien reduksi dari aliran yang

seharusnya dan digunakan untuk mengetahui lebar yang harus ditambahkan pada

masing-masing ambang bangunan bagi.

Jika dikaitkan dengan konsep mekanika fluida, kecepatan aliran fluida (V)

dari suatu penampang aliran tidak sama diseluruh penampang aliran, akan tetapi

bervariasi menurut tempatnya (Anonim, 2012). Apabila cairan bersentuhan

dengan batasnya (di dasar dan dinding saluran) kecepatan alirannya adalah nol.

vii

Dengan adanya perbedaan aliran tersebut maka terdapat perbedaan debit yang

terjadi pada bangunan bagi irigasi khususnya pada sistem ngerirun yangmana

debit pada bangunan bagi ngerirun akan lebih kecil daripada bangunan bagi

numbak. Oleh karena itu perlu dilakukan analisis koefisien pemias pada distribusi

air irigasi dengan sistem numbak dan ngerirun di subak agar debit yang keluar

proporsional dengan luas lahan yang dialiri. Tujuan dari penelitian ini adalah: (1)

untuk mengetahui tingkat koefisien pemias pada bangunan bagi (tembuku) dengan

aliran numbak dan ngerirun, dan (2) untuk mendapatkan dimensi bangunan bagi

(tembuku) numbak dan ngerirun yang memberi keadilan ditinjau dari aspek

pemias dalam rangka untuk mendesain bangunan bagi.

Penelitian ini menggunakan pendekatan analisis kuantitatif melalui survey

dan pengambilan data primer menggunakan 15 sampel penelitian. Sesuai dengan

syarat penelitian yang dikemukakan oleh Suryani (2015), jumlah minimum

sampel pada penelitian eksperimen adalah 15 sampel. Survey dilakukan untuk

memperoleh bangunan bagi numbak dan ngerirun dan luas lahan yang di aliri oleh

setiap bangunan bagi tersebut. Pengukuran data primer dilakukan untuk

memperoleh debit riil dan debit seharusnya agar mendapat niali koefisien pemias.

Setelah mendapatkan koefisien pemias kemudian dilakukan perhitungan nilai

RMSE, hubungan tinggi air dengan koefisien pemias, dan aplikasi pemias (desain

lebar ambang berdasarkan konsep pemias) pada masing-masing subak.

Hasil penelitian menunjukan bahwa rata-rata koefisien pemias dari

keseluruhan subak sampel adalah sebesar 0.095 yang artinya debit air yang ada

pada masing-masing bangunan bagi yang menjadi sampel penelitian adalah

sebesar x seharusnya adalah x/(1-0.095) sehingga lebar ambang dilebarkan dibagi

viii

dengan (1- koefisien pemias). Hasil rata-rata koefisien pemias 0.095

mengindikasikan bahwa rerugi atau reduksi yang dihasilkan pada bangunan bagi

ngerirun adalah sebesar 0.095 yang masih lebih tinggi dari rerugi yang bisa

diabaikan sehinggi lebar ambang perlu dievaluasi atau dilebarkan.

Semakin tinggi air pada bangunan bagi maka koefisien pemias akan

semakin rendah yang artinya reruginya juga semakin rendah. Nilai R2 adalah

sebesar 0.942 yang artinya variabel tinggi air memiliki pengaruh sebesar 94.2%

terhadap variabel koefisien pemias. Persamaan regresi dari kedua variabel tersebut

adalah Y = -0.0028X + 0.071. Nilai RMSE sebesar 38.86% yang mana nilai

tersebut >10% sehingga secara umum dapat dinyatakan bahwa pembagian air dari

segi lebar ambang pada bangunan bagi numbak dan ngerirun masih kurang akurat

atau kurang proporsional.

Aplikasi pemias pada masing-masing subak dilakukan dengan cara

mencari lebar ambang seharusnya yaitu hasil bagi antara lebar ambang riil dengan

1- koefisien pemias. L1, L2, L3 merupakan lebar ambang berturut-turut dari lebar

ambang kiri, lebar ambang tengah, lebar ambang kanan. Seperti contoh kasus

pada Subak Bunyuh BB.2 lebar ambang dari kiri, tengah, kanan secara berturut-

turut adalah 14 cm, 66 cm, 40 cm menjadi 15.5 cm, 66 cm, 44 cm. Begitu pula

untuk subak-subak sampel yang lain mengikuti perhitungan pada Subak Bunyuh

BB.2. Setelah diinformasikan ke beberapa pekaseh sebagian besar pekaseh setuju

jika ada koefisien pemias yang bisa digunakan untuk memberi pelampias pada

bangunan bagi ngerirun.

ix

RIWAYAT HIDUP

Penulis adalah Ni Kadek Sumiasih dilahirkan di Kecamatan Karangasem

pada tanggal 1 Desember 1994. Penulis merupakan anak pertama dari dua

bersaudara pasangan I Made Sibet dan Ni Wayan Sukimi. Penulis memulai

pendidikan di SD N 5 Seraya Barat, Karangasem Bali pada tahun 2000 dan

menyelesaikannya pada tahun 2006, kemudian melanjutkan pendidikan di SMP N

3 Amlapura dan berhasil menyelesaikannya pada tahun 2009. Tahun 2009 penulis

melanjutkan pendidikan ke SMA N 3 Amlapura sampai dengan tahun 2012.

Penulis tercatat sebagai mahasiswa Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Udayana pada tahun 2012 melalui jalur SNMPTN undangan dengan

mendapatkan beasiswa BIDIKMISI dan mengambil Program studi Teknik

Pertanian (TEP). Selama menjadi mahasiswa, penulis aktif dalam organisasi intra

dan ekstra kampus, diantaranya menjabat sebagai Bendahara II HMJ (Himpunan

Mahasiswa Jurusan) Teknik Pertanian periode 2013-2014, Sekretaris I HMJ

(Himpunan Mahasiswa Jurusan) Teknik Pertanian periode 2014-2015, Divisi

Infokom pada Ikatan Mahasiswa Teknik Pertanian Indonesia (IMATETANI)

periode 2014, Divisi Badan Pengawas Organisasi (BPO) pada Ikatan Mahasiswa

Teknik Pertanian Indonesia (IMATETANI) periode 2015, serta aktif sebagai

panitia pelaksana dan pengarah kegiatan mahasiwa Fakultas Teknologi Pertanian

Universitas Udayana. Penulis juga pernah mengikuti Praktek Kerja Lapangan di

Balai Pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP) Bali.

x

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, atas segala

rahmat serta anugrah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul

“Desain Bangunan Bagi Numbak dan Ngerirun Pada Sistem Distribusi Air Irigasi

Subak Berdasarkan Konsep Pemias”. Penulisan skripsi ini dimaksudkan untuk

memenuhi salah satu syarat mencapai gelar Sarjana Teknologi Pertanian di

Program Studi Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas

Udayana.

Keberhasilan penulis tidak hanya didasarkan atas kerja keras penulis tetapi

juga berkat dukungan serta bantuan yang penulis terima dari awal dimulainya

penelitian ini hingga akhir penulisan skripsi. Untuk itu, penulis mengucapkan

terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:

1. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi, Kementrian Pendidikan dan

Kebudayaan Republik Indonesia yang telah memberikan bantuan biaya

pendidikan berupa beasiswa BIDIKMISI sejak tahun 2012 sampai dengan

2016.

2. Bapak Dr. Ir. I Dewa Gde Mayun Permana, MS. selaku Dekan Fakultas

Teknologi Pertanian, Universitas Udayana.

3. Bapak Dr. Ir. I Wayan Widia, M.SIE. selaku Ketua Jurusan Teknik Pertanian,

FTP Unud.

4. Bapak Ir. I Wayan Tika MP. selaku pembimbing I dan Bapak I Putu Gede

Budi Sanjaya, S.TP., MT. sebagai pembimbing II yang telah banyak

membantu, membimbing dan mengarahkan selama penelitian hingga

penyelesaian skripsi ini.

xi

5. Para Pekaseh Subak (Subak Bregiding, Subak Taman, Subak Citra, Subak

Blakiuh, Subak Tembin, Subak Banjar Rame, Subak Tunon, Subak

Lodtunduh, Subak Bunyuh dan Subak Guama) yang telah mengizinkan dan

memberikan segala informasi yang berkaitan dengan penelitian.

6. Bapak/Ibu dosen TEP dan staf pegawai FTP Unud yang telah membantu

penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

7. Kedua orang tua (I Made Sibet dan Ni Wayan Sukimi), adik-adik (Ni

Nyoman Ayu Sarianti dan Ni Nyoman Arliani), serta I Gede Arnawa,

Amd.Kep., yang selalu memberikan dukungan, doa, semangat, dan menjadi

tempat berbagi keluh kesah.

8. Teman-teman TEP angkatan 2012 khususnya Cik, Eva, Ayu Adi, Ria, Yanti

yang sudah membantu dan menemani dalam pengambilan data ke subak, serta

teman-teman lainnya yang sudah selalu memberi semangat, sharing, berbagi

canda tawa dan menemani di perpustakaan.

9. Rekan-rekan FTP Unud angkatan 2012 yang tak bisa disebut satu persatu,

terima kasih atas segala semangat dan dukungannya.

Penulis berharap, semoga skripsi ini dapat dipergunakan sebagai mana

mestinya sehingga dapat bermanfaat bagi banyak orang. Penulis sadar bahwa

penulisan skripsi ini jauh dari sempurna, sehingga penulis berharap kritikan serta

saran-saran dari para pembaca yang bersifat membangun.

Denpasar, Juli 2016

Penulis

xii

DAFTAR ISI

Halaman

COVER i

JUDUL ii

HALAMAN PENGESAHAN iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

RINGKASAN vi

RIWAYAT HIDUP ix

KATA PENGANTAR x

DAFTAR ISI xii

DAFTAR TABEL xiv

DAFTAR GAMBAR xv

DAFTAR LAMPIRAN xvi

DAFTAR ISTILAH xvii

I. PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang 1

1.2 Rumusan Masalah 3

1.3 Tujuan 3

1.4 Manfaat Penelitian 4

1.5 Batasan Sistem Penelitian 4 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Sistem Distribusi Air di Subak 5

2.1.1 Bangunan Bagi Numbak dan Ngerirun 7

2.2 Prinsip Aliran Fluida 8

2.2.1 Debit Aliran 8

2.2.2 Pola Kecepatan Aliran 9

2.2.3 Bilangan Reynold 10

2.3 Pengukuran Debit Secara Langsung 11

2.4 Kehilangan Air dan Pemias.……………………………………………….. 15

xiii

2.5 Reduksi pada Pembelokan Pipa…………………………………………… 17 III. METODE PENELITIAN 3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 18

3.2 Sarana Penelitian 18

3.3 Pelaksanaan Penelitian 18

3.4 Asumsi-Asumsi 19

3.5 Analisis Debit Riil dan Seharusnya 19

3.6 Analisis Koefisien Pemias 20

3.7 Analisis Hubungan Tinggi Air dengan Koefisien Pemias 21

3.8 Menghitung Nilai RMSE 22

3.9 Contoh Aplikasi pada Salah Satu Subak 22

3.10 Diagram Alir Pelaksanaan Penelitian 25

IV. PEMBAHASAN

4.1 Debit Riil dan Debit Seharusnya 26

4.2 Koefisien pemias 31

4.3 Hubungan Tinggi Air dengan Koefisien Pemias 33

4.4 Nilai RMSE (Root Mean Square Error) 37

4.5 Contoh Aplikasi Pemias pada Masing-masing Subak 39

V. KESIMPULAN

4.1 Kesimpulan 41

4.2 Saran 42

DAFTAR PUSTAKA 43

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Debit Riil dan debit seharusnya 24

Tabel 2. Debit Riil pada pengukuran 1 26

Tabel 3. Debit Riil pada pengukuran 2 27

Tabel 4. Debit Riil pada pengukuran 3 28

Tabel 5. Debit Seharusnya pada pengukuran 1 29

Tabel 6. Debit Seharusnya pada pengukuran 2 29

Tabel 7. Debit Seharusnya pada pengukuran 3 30

Tabel 8. Nilai Koefisien Pemias pada masing-masing subak sampel 31

Tabel 9. Hubungan Tinggi air dengan koefisien pemias 34

Tabel 10. Nilai RMSE 38

Tabel 11. Lebar ambang seharusnya pada bangunan bagi 39

xv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Jaringan Irigasi Subak 6

Gambar 2. Bangunan bagi numbak dan ngerirun dengan sudut lebih dari 900……. 7 Gambar 3. Bangunan bagi numbak dan ngerirun dengan sudut 90 8

Gambar 4. Distribusi kecepatan aliran di arah horisontal 9

Gambar 5. Distribusi kecepatan aliran di arah vertikal 10

Gambar 6. Bendung Trapesium atau Bendung Cipoletti Tampak Depan 12

Gambar 7. Bendung Trapesium atau Bendung Cipoletti Tampak Samping 13

Gambar 8. Bendung segitiga dengan sudut 900 Tampak Depan 14

Gambar 9. Bendung segitiga dengan sudut 900 Tampak Samping 14

Gambar 10. Bendung empat persegi dengan kontraksi ujung tampak depan 15

Gambar 11. Bendung empat persegi dengan kontraksi ujung tampak samping 15

Gambar 12. Perbedaan pembelokan pada pipa 17

Gambar 13. Bendung empat persegi dengan kontraksi ujung tampak depan 20

Gambar 14. Titik Bangunan Bagi yang diukur 21

Gambar 15. Contoh Bangunan Bagi yang diukur 23

Gambar 16. Diagram alir pelaksanaan penelitian 25

Gambar 17. Grafik hubungan tinggi air dengan koefisien pemias 35

Gambar 18. Grafik hubungan tinggi air dengan koefisien pemias tinggi air 1-5 35

Gambar 19. Grafik hubungan tinggi air dengan koefisien pemias tinggi air >5 36

xvi

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Debit Air 45

Lampiran 2. Koeifsien Pemias…………………………………………………….. 48 Lampiran 3. Analisis regresi tinggi air dengan koefisien pemias 52

Lampiran 4. Aplikasi pemias pada masing-masing subak 54

Lampiran 5. Dokumentasi penelitian 55

xvi

xvii

DAFTAR ISTILAH Abangan = talang

Aungan = terowongan

Bindu = lubang udara dan lubang kontrol dalam bentuk tegak

Calung = lubang udara dan lubang kontrol dalam bentuk mendatar.

Empelan = bendung atau (free intake)

Langki atau tanjerig = pembatas aliran banjir

Ngerirun = aliran kesamping pada bangunan bagi.

Numbak = aliran lurus pada bangunan bagi

Pangkung = lembah alam

Pekiyuh = peluap samping

Pemias = air yang tereduksi

Petaku = terjunan

Telabah = saluran terbuka untuk mengalirakan air dari bangunan utama

Telabah pemaron = saluran tersier

Telabah penyahcah = saluran kuarter

Telabah pengutangan = saluran pembuangan

Telepus = siphon

Tembuku aya = bangunan bagi primer

Tembuku gede = bangunan bagi skunder

Tembuku pemaron = bangunan bagi tersier

Tembuku penyahcah = bangunan bagi kuarter

Tembuku pengalapan = bangunan pembagi di petak sawah