Modul 03 Hidrologi dan Neraca Air · Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan...

Modul 03

HIDROLOGI DAN NERACA AIR

DIKLAT TEKNIS PERENCANAAN IRIGASI

TINGKAT DASAR

2016

PUSAT PENDIDIKAN DAN PELATIHAN SUMBER DAYA AIR DAN KONSTRUKSI

Modul 03 Hidrologi dan Neraca Air

Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi i

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa atas selesainya

validasi dan penyempurnaan Modul Hidrologi dan Neraca Air sebagai Materi

Substansi dalam Diklat Teknis Operasi dan Pemeliharaan Irigasi Tingkat Dasar.

Modul ini disusun untuk memenuhi kebutuhan kompetensi dasar Aparatur Sipil

Negara (ASN) di bidang Sumber Daya Air (SDA).

Modul Hidrologi dan Neraca Air disusun dalam 10 (sepuluh) bab yang terbagi atas

Pendahuluan, Materi Pokok, dan Penutup. Penyusunan modul yang sistematis

diharapkan mampu mempermudah peserta pelatihan dalam memahami Hidrologi

dan Neraca Air dalam perencanaan irigasi. Penekanan orientasi pembelajaran

pada modul ini lebih menonjolkan partisipasi aktif dari para peserta.

Akhirnya, ucapan terima kasih dan penghargaan kami sampaikan kepada Tim

Penyusun dan Narasumber Validasi, sehingga modul ini dapat diselesaikan

dengan baik. Penyempurnaan maupun perubahan modul di masa mendatang

senantiasa terbuka dan dimungkinkan mengingat akan perkembangan situasi,

kebijakan dan peraturan yang terus menerus terjadi. Semoga Modul ini dapat

memberikan manfaat bagi peningkatan kompetensi ASN di bidang SDA.

Bandung, November 2016

Kepala Pusat Pendidikan dan Pelatihan

Sumber Daya Air dan Konstruksi

Dr. Ir. Suprapto, M.Eng.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................... i

DAFTAR ISI ........................................................................................................... ii

DAFTAR TABEL .................................................................................................... v

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... vi

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL .................................................................. vii

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... I-1

1.1. Latar Belakang ....................................................................................... I-1

1.2. Deskripsi Singkat ................................................................................... I-1

1.3. Tujuan Pembelajaran ............................................................................. I-2

1.3.1. Kompetensi Dasar ........................................................................... I-2

1.3.2. Indikator Keberhasilan ..................................................................... I-2

1.4. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok ...................................................... I-2

1.5. Estimasi Waktu ...................................................................................... I-3

BAB II BANJIR DAN DRAINASE........................................................................ II-1

2.1. Pemahaman Tentang Banjir dan Drainase ............................................ II-1

2.2. Banjir ..................................................................................................... II-2

2.3. Drainase ............................................................................................... II-3

2.4. Latihan .................................................................................................. II-6

2.5. Rangkuman........................................................................................... II-6

BAB III BANJIR RENCANA ................................................................................III-1

3.1. Pengertian.............................................................................................III-1

3.2. Methoda Melchior..................................................................................III-3

3.3. Methoda Weduwen ...............................................................................III-4

3.4. Latihan ..................................................................................................III-4

3.5. Rangkuman...........................................................................................III-5

BAB IV DRAINASE LAHAN PERTANIAN ......................................................... IV-1

4.1. Drainase Lahan Pertanian .................................................................... IV-1

4.2. Drainase Internal .................................................................................. IV-3

4.2.1. Drainase Permukaan ..................................................................... IV-3

4.2.2. Drainase Air Tanah ........................................................................ IV-3


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi iii

4.3. Drainase Eksternal ............................................................................... IV-5

4.4. Analisa pengaruh drainasi pada pertanian ........................................... IV-6

4.5. Drainase dan Hidrologi ......................................................................... IV-6

4.5.1. Neraca air pada lahan secara umum ............................................. IV-6

4.5.2. Neraca air pada tanaman .............................................................. IV-7

4.6. Drainase, Kondisi Fisik Tanah dan Pertumbuhan Tanaman ................. IV-8

4.6.1. Aerasi tanah .................................................................................. IV-8

4.6.2. Struktur tanah ................................................................................ IV-8

4.6.3. Temperatur tanah .......................................................................... IV-9

4.6.4. Daya dukung tanah........................................................................ IV-9

4.6.5. Penurunan tanah ........................................................................... IV-9

4.7. Drainase, Kondisi Kimia Tanah, dan Pertumbuhan Tanaman .............. IV-9

4.7.1. Supply nutrisi ................................................................................. IV-9

4.7.2. Salinitas dan alkalinitas tanah ........................................................ IV-9

4.7.3. Aciditas tanah ................................................................................ IV-9

4.8. Formulasi dan kriteria desain ............................................................... IV-9

4.8.1. Tipe variabel .................................................................................. IV-9

4.8.2. Kedalaman, durasi dan analisa frekuensi .................................... IV-10

4.8.3. Tipe dari kriteria sehubungan pada durasi dan frekuensi. ............ IV-10

4.9. Latihan ............................................................................................... IV-11

4.10. Rangkuman .................................................................................... IV-11

BAB V DRAINASI PADA DAERAH IRIGASI ...................................................... V-1

5.1. Umum ................................................................................................... V-1

5.2. Debit Drainasi Sawah Untuk Padi ......................................................... V-1

5.3. Debit Drainase Sawah Non Padi ........................................................... V-2

5.4. Debit Pembuang ................................................................................... V-3

5.5. Latihan .................................................................................................. V-4

5.6. Rangkuman........................................................................................... V-4

BAB VI PENGUMPULAN DATA........................................................................ VI-1

6.1. Umum .................................................................................................. VI-1

6.2. Jenis Data ............................................................................................ VI-1

6.3. Data Curah Hujan ................................................................................ VI-2

6.4. Data Evapotranspirasi .......................................................................... VI-2


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi iv

6.5. Data Aliran Sungai ............................................................................... VI-3

6.6. Data Perkolasi ...................................................................................... VI-3

6.7. Latihan ................................................................................................. VI-3

6.8. Rangkuman.......................................................................................... VI-4

BAB VII KETERSEDIAAN AIR ......................................................................... VII-1

7.1. Perencanaan Irigasi ............................................................................ VII-1

7.2. Debit Andalan ..................................................................................... VII-1

7.3. Latihan ................................................................................................ VII-3

7.4. Rangkuman......................................................................................... VII-3

BAB VIII KEBUTUHAN AIR ............................................................................. VIII-1

8.1. Kebutuhan Air di Sawah untuk Tanaman Padi ................................... VIII-1

8.2. Kebutuhan Air untuk Tanaman Non Padi/ Palawija ............................ VIII-5

8.3. Sistem Rotasi ..................................................................................... VIII-6

8.4. Latihan ............................................................................................... VIII-7

8.5. Rangkuman........................................................................................ VIII-7

BAB IX NERACA AIR ........................................................................................ IX-1

9.1. Umum .................................................................................................. IX-1

9.2. Latihan ................................................................................................. IX-3

9.3. Rangkuman.......................................................................................... IX-3

BAB X PENUTUPAN ......................................................................................... X-1

10.1. Simpulan ............................................................................................ X-1

10.2. Tindak Lanjut ..................................................................................... X-1

DAFTAR PUSTAKA .............................................................................................. ix

GLOSARIUM ......................................................................................................... x


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi v

DAFTAR TABEL

Tabel 6. 1 – Ringkasan Parameter .................................................................... VI-2

Tabel 6. 2 - Parameter perencanaan evapotranspirasi ..................................... VI-3

Tabel 7. 1 – Analisa Debit Andalan .................................................................. VII-1

Tabel 8. 1 - Harga koefisien tanaman ............................................................. VIII-4

Tabel 8. 2 – Tabel Peningkatan ...................................................................... VIII-6

Tabel 9. 1 - Perhitungan neraca air: menurut KP 01 ......................................... IX-2


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi vi

DAFTAR GAMBAR

Gambar IV. 1 – Tipe Drainase ........................................................................... IV-2

Gambar IV. 2 – Hooghoudt ............................................................................. IV-5

Gambar IV. 3 – Neraca Air pada Zona Perakaran ............................................. IV-7

Gambar IV. 4 – Depht Duration Frequency Curve of Rainfall .......................... IV-11

Gambar VIII. 1 – Faktor – Faktor Kebutuhan Air Sawah .................................. VIII-1


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi vii

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

Deskripsi

Modul Hidrologi dan Neraca Air ini terdiri dari 8 kegiatan belajar mengajar.

Kegiatan belajar pertama yaitu mengenai banjir dan drainase. Kegiatan

belajar kedua mengenai banjir rencana, kegiatan belajar tiga mengenai

drainase lahan pertanian. Selanjutnya kegiatan belajar ke empat mengenai

drainase pada daerah irigasi, kegiatan belajar kelima membahas

pengumpulan data. Kegiatan belajar ke enam mengenai ketersedian air,

selanjutnya akan membahas kebutuhan air dan diakhiri dengan materi

neraca air.

Peserta diklat mempelajari keseluruhan modul ini dengan cara yang

berurutan. Pemahaman setiap materi pada modul ini diperlukan untuk

memahami mengenai hidrologi dan perhitungan neraca air. Setiap kegiatan

belajar dilengkapi dengan latihan atau evaluasi yang menjadi alat ukur

tingkat penguasaan peserta diklat setelah mempelajari materi dalam modul

ini.

Persyaratan

Dalam mempelajari modul pembelajaran dasar ini peserta diklat diharapkan

dapat menyimak dengan seksama penjelasan dari pengajar, sehingga dapat

memahami dengan baik materi Hidrologi dan Neraca Air. Untuk menambah

wawasan, peserta diharapkan dapat membaca terlebih dahulu materi terkait

hidrologi dan neraca air.

Metode

Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan adalah

dengan kegiatan pemaparan yang dilakukan oleh Widyaiswara/Fasilitator,

adanya kesempatan tanya jawab, curah pendapat, bahkan diskusi.

Alat Bantu/media

Untuk menunjang tercapainya tujuan pembelajaran ini, diperlukan Alat

Bantu/Media pembelajaran tertentu, yaitu: LCD/projector, Laptop, white

board dengan spidol dan penghapusnya, bahan tayang dan film singkat,

serta modul dan/atau bahan ajar.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi viii

Kompetensi Dasar

Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta diklat diharapkan mampu

memahami garis besar Hidrologi Irigasi dan neraca air yang disajikan dengan

cara ceramah dan tanya jawab.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi I-1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Air sebagai sumber hidup dan kehidupan manusia pelestarian sumber air

memegang peranan penting dalam sistem pengelolaannya dan ini melibatkan

masyarakat dan instansi terkait dengan pengelolaan Sumber Daya Air

Penggunaan air untuk berbagai keperluan antara lain menunjang pertanian,

penyediaan air bersih, pembangkit tenaga listrik, transportasi dan

sebagainya. Indonesia sebagai Negara agraris pernah mencapai produksi

beras yang cukup untuk keburuhan dalam negeri, namun sekarang pada

posisi pengimport beras dari luar negeri. Untuk mengembalikan kemampuan

seperti semula perlu langkah intensifikasi dan ekstensifikasi. Dalam rangka

pembangunan jaringan irigasi baru perlu didahului dengan tahap

perencanaan dengan mempertimbangkan beberapa faktor antara lain :

a) Lahan irigasi /sawah dilihat dari lokasi dan tingkat kesuburan tanah

b) Ketersediaan air disumber air baik air permukaan maupun air bawah

tanah

c) Penggunaan air

d) Neraca air

e) Kelembagaan pengelola jaringan irigasi uleh pemrrintah, masyarakat

petani atau perusahaan

1.2. Deskripsi Singkat

Modul Hidrologi dan Neraca Air ini terdiri dari 8 kegiatan belajar mengajar.

Kegiatan belajar pertama yaitu mengenai banjir dan drainase. Kegiatan

belajar kedua mengenai banjir rencana, kegiatan belajar tiga mengenai

drainase lahan pertanian. Selanjutnya kegiatan belajar ke empat mengenai

drainase pada daerah irigasi, kegiatan belajar kelima membahas

pengumpulan data. Kegiatan belajar ke enam mengenai ketersedian air,

selanjutnya akan membahas kebutuhan air dan diakhiri dengan materi

neraca air.



1.3. Tujuan Pembelajaran

Tujuan pembelajaran dalam mata diklat ini adalah

1.3.1. Kompetensi Dasar

Setelah mengikuti pembelajaran ini peserta diklat diharapkan mampu

memahami garis besar Hidrologi Irigasi dan neraca air yang disajikan

dengan cara ceramah dan tanya jawab.

1.3.2. Indikator Keberhasilan

Setelah mengikuti pembelajaran, peserta mampu menjelaskan:

1) Banjir dan Drainase

2) Banjir Rencana

3) Drainase Lahan Pertanian

4) Drainase pada Daerah Irigasi

5) Pengumpulan Data

6) Ketersediaan Air

7) Kebutuhan Air

8) Neraca Air

1.4. Materi Pokok dan Sub Materi Pokok

1) Banjir dan Drainase:

a) Pemahaman tentang banjir dan drainase

b) Banjir

c) Drainase

2) Banjir Rencana;

a) Pengertian

b) Methoda Melchior

c) Methoda Weduwen

3) Drainase Lahan Pertanian:

a) Drainase internal

b) Drainase eksternal

c) Analisa pengaruh drainase pada pertanian

d) Drainase dan hidrologi

e) Drainase, kondisi fisik tanah dan pertumbuhan tanaman

f) Drainase, kondisi kimia tanah, dan pertumbuhan tanaman

g) Formulasi dan kriteria desain



4) Drainase pada Daerah Irigasi

a) Debit drainase sawah untuk padi

b) Debit drainase sawah untuk non padi

c) Debit pembuang

5) Pengumpulan Data

a) Jenis Data

b) Data curah hujan

c) Data evapotranspirasi

d) Data aliran sungai

e) Data perkolasi

6) Ketersediaan Air

a) Perencanaan Irigasi

b) Debit andalan

7) Kebutuhan Air

a) Kebutuhan air di sawah untuk tanaman padi

b) Kebutuhan air untuk tanaman non padi

8) Neraca Air

1.5. Estimasi Waktu

Alokasi waktu yang diberikan untuk pelaksanaan kegiatan belajar mengajar

untuk mata diklat Hidrologi dan Neraca Air ini adalah 12 (duabelas) jam

pelajaran (JP) atau sekitar 540 menit.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi II-1

BAB II

BANJIR DAN DRAINASE

Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diklat mampu menjelaskan tentang

banjir dan drainase.

2.1. Pemahaman Tentang Banjir dan Drainase

Banjir dan Drainasi adalah dua hal yang didalam terjadinya penyebabnya

adalah sama namun dalam implementasi atau praktiknya adalah dua hal

yang berbeda. Kesamaannya banjir dan drainasi adalah tentang kelebihan

air yang tentunya disebabkan oleh hujan, dimana kelebihan air sebagai

penyebab banjir berdampak bencana, kerugian secara ekonomi maupun

kesejahteraan /keselamatan jiwa yang harus dihindarkan/dikurangi efek

kerugiannya. Banjir ini tidak bisa dihilangkan selalu ada, sehingga

pemikiran-pemikiran awam/masyarakat bahwa dengan proyek-proyek

pengurangan banjir akan mencegah terjadinya banjir selama- lamanya

perlu diluruskan pemahamannya. Sedangkan pada drainasi adalah

memang merupakan sesuatu kebutuhan dalam mencapai keseimbangan

air secara lingkungan/fisik dimana dibutuhkan air pada drainasi yang

berfungsi sebagai media alir yang membuat lingkungan terjaga dengan

bersih seperti pada drainasi-drainasi permukiman, perkotaan atau kondisi

lahan yang tercuci dari racun-racun seperti pada tanah–tanah bermasalah.

Sehingga drainasi bukan masalah kelebihan air atau sesuatu kejadian yang

perlu dihindarkan, malah harus diciptakan.

Banjir dan drainasi adalah peristiwa/kejadian yang disebabkan oleh hujan,

jatuhnya hujan di suatu daerah baik menurut waktu maupun menurut

pembagian hidrografisnya tidak tetap melainkan berubah-ubah. Setiap saat

banyaknya turun hujan tidak sama dan juga hujan maksimum untuk

berbagai tahun adalah berlainan. Hujan-hujan kecil akan lebih sering terjadi

dari hujan – hujan yang lebih besar, dan hujan-hujan yang besarnya

tertentu mempunyai masa ulang rata-rata tertentu pula dalam jangka waktu

yang cukup panjang. Selanjutnya hujan-hujan dengan masa ulang rata-rata

yang pendek adalah lebih kecil daripada hujan dengan masa ulang rata-



rata yang panjang. Jadi hujan ini merupakan perkiraan dari kemungkinan-

kemungkinan yang mungkin terjadi.

Dalam hal banjir dan drainasi yang disebabkan hujan yang sifatnya

demikian, kita dapatkan pula besarnya banjir dan drainasi yang sifat

kejadiannya equivalen.

Untuk memperkirakan besarnya banjir dan drainasi diselesaikan dengan

analisa frekuensi yang merupakan bahagian dari ilmu statistik.

2.2. Banjir

Banjir adalah kejadian/peristiwa. Menurut Robert Kodoatie & Roestam

Syarief. (Pengelolaan Sumber Daya Air Terpadu)

a) Pertama - Kejadian banjir/genangan yang terjadi pada daerah yang

biasanya tidak terjadi banjir.

b) Kedua - Peristiwa banjir terjadi karena limpasan air banjir dari sungai

karena debit banjir tidak mampu dialirkan oleh alur sungai atau debit

banjir lebih besar dari kapasitas pengaliran sungai yang ada.

Peristiwa banjir sendiri tidak menjadi permasalahan apabila tidak

mengganggu terhadap aktivitas atau kepentingan manusia dan

permasalahan akan menjadi bencana setelah manusia melakukan kegiatan

pada daerah dataran banjir.

Ada juga keuntungan yang diperoleh dari peristiwa banjir yaitu dengan

terbawanya unsur-unsur hara oleh air banjir yang akan mengendap pada

daerah yang digenanginya yang dapat dimanfaatkan oleh para petani.

Menurut Multilingual Technical Dictionary on Irrigation and Drainage, ICID

Banjir adalah: “A relatively high flow or stage in a river, markedly higher

than the usual; also the inundation of low land that may result therefrom. A

body of water, rising, swelling and overflowing the land not usually thus

covered”

Dengan adanya perubahan-perubahan pada daerah aliran sungai

(DAS),debit pengaliran di dalam sungai yang disebabkan oleh hujan sifat

alamnya yang tidak tetap akan berubah lagi.



Perubahan – perubahan pada DAS ini dapat diakibatkan oleh intervensi

manusia dan juga akibat alam sendiri. Sehingga masa ulang rata-rata debit

yang sebelumnya akan berkurang lagi . Contoh dari masa ulang rata-rata

debit 50 tahun akan menjadi lebih pendek dari 50 tahun misalnya menjadi

25 tahun.

Dalam perencanaan bangunan-bangunan pada DAS ataupun daerah irigasi

pada DAS tersebut berapakah besarnya debit yang disalurkan untuk

menampung air hujan agar dapat mengalir sampai kesungai. Kalau yang

harus disalurkan adalah debit suatu saluran drainasi atau sungai,maka

besarnya debit tidak tertentu dan berubah-ubah karena adanya banjir.

Sebagai debit air yang harus kita salurkan kita ambil suatu debit banjir

tertentu yang cukup besar. Debit banjir ini disebut banjir rencana.

2.3. Drainase

Secara umum drainasi didefinisikan adalah usaha untuk mengalirkan air

yang berlebihan dalam suatu konteks pemanfaatan tertentu.

Air hujan yang jatuh di suatu daerah perlu dialirkan atau dibuang agar tidak

terjadi genangan atau banjir. Caranya yaitu dengan pembuatan saluran

yang dapat menampung air hujan yang mengalir di permukaan tanah

tersebut. Sistem saluran tersebut selanjutnya dialirkan ke sistem yang lebih

besar.

Pada prakteknya drainasi terbagi atas tiga tugas pokok, yaitu: drainase

untuk daerah perkotaan/permukiman,drainasi lahan pertanian dan drainasi

jalan raya. Dalam pembahasan lebih lanjut akan dibicarakan drainase untuk

lahan pertanian. Kita tinjau lebih dahulu tugas pokok untuk drainasi

perkotaan dan drainasi jalan raya.

a) Drainasi perkotaan/permukiman

Pada perencanaan dan pengembangan sistim drainasi ini perlu

kombinasi antara perkembangan perkotaan, daerah rural dan daerah

aliran sungai (DAS). Untuk pengembangan suatu wilayah baru di

perkotaan, perencanaannya harus disesuaikan dengan sistim drainase

alami yang sudah ada maupun yang telah dibuat.



Sesuai dengan prinsip sebagai jalur pembuangan maka pada waktu

hujan, air yang mengalir di permukaan diusahakan secepatnya dibuang

agar tidak menimbulkan genangan-genangan yang dapat mengganggu

aktifitas di perkotaan dan bahkan dapat menimbulkan kerugian sosial

ekonomi terutama yang menyangkut aspek- aspek kesehatan

lingkungan permukiman kota. Namun bagi pengembangn sumber daya

air, perlu diperhatikan pula daerah resapan yang bisa difungsikan,

sehingga air hujan tidak terbuang percuma ke laut karena merupakan

sumber air yang dipakai pada musim kemarau.

Pada kebanyakan kasus perkiraan besar aliran yang dibutuhkan adalah

besar aliran puncak,tetapi bila direncanakan adanya penampungan atau

pemompaan air maka volume aliran harus pula diketahui. Bangunan

drainasi direncanakan untuk dapat membuang aliran dari suatu hujan

yang mempunyai jangka ulang tertentu,yang harus ditetapkan atas

dasar jaminan kepastian.

Untuk pemilihan jangka waktu, pertimbangan dapat dilakukan pada

besarnya kerugian yang akan timbul .Untuk kerugian yang kecil seperti

pada daerah tempat tinggal dapat dipilih jangka waktu yang pendek

pada daerah perdagangan mungkin dapat dipilih jangka waktu yang

lebih panjang dst.

Metode untuk menghitung debit puncak yang umum digunakan adalah

rumus rasional,dan metode yang lebih memuaskan adalah dengan

metode simulasi aliran diseluruh sistim dari daerah kota dengan data

curah hujan yang didapat.

Outputnya adalah debit aliran pada semua titik penting dalam sistim

yang bersangkutan. Dari output ini,puncak-puncak banjir tahunan dapat

dipilih dan dilakukan analisa frekuensi untuk menetapkan debit rencana

pada masing-masing titik. Kalibrasi dari model simulasi haruslah dibuat

terhadap sungai dengan pos pengukuran terdekat,yang mempunyai ciri-

ciri fisik serupa dengan daerah kota yang di selidiki. Pendekatan

simulasi ini menghindari anggapan-anggapan kasar tentang koefisien



limpasan yang bsarnya tetap,keseragaman intensitas hujan,frekuensi

yang sama antara curah hujan dan limpasan dsb.

b) Drainasi Jalan Raya.

Jalan raya berbentuk daerah jalur lahan yang panjang dan sempit dan

menimbulkan dua jenis masalah drainasi. Pertama air yang terkumpul di

atas atau lereng berdekatan dengan jalan, yang harus dibuang tanpa

menimbulkan genangan atau kerusakan jalan serta daerah sekitarnya

disebut drainasi memanjang. Kedua alur drainasi alamiah yang dilintasi

jalan raya, sehingga air yang dialirkan oleh alur- alur ini haruslah dapat

menyeberangi daerah milik jalan tanpa menghalangi aliran d dalam alur

di hulu jalan dan tanpa merusak hak milik di luar jalan tersebut disebut

drainasi silang.

Beberapa formulasi untuk menghitung debit rencana untuk drainasi

memanjang salah satunya adalah metode Izzard

Q : iL

q : puncak aliran persatuan panjang lapisan aspal

i : intensitas curah hujan untuk jangka waktu tc dan jangka

waktu ulang yang diinginkan

tc : Waktu konsentrasi

0,00013 L0,77/S0,385 jam (rumus empiris)

0,0195 (L/S0,5)0,77 menit (rumus Kirpich)

L : panjang aliran di atas permukaan lahan yang diukur

tegaklurus terhadap garis tinggi

L : w(r2+1)1/2

R

Pada drainasi memanjang (parit-parit) yang panjang dengan lereng

landai dapat digunakan dengan metode penelusuran Muskingum.

Untuk menghitung debit rencana bangunan-bangunan drainasi silang,

gorong- gorong,jembatan untuk sungai-sungai besar analisis frekuensi

dari debt-debit yang tercatat cukup memuaskan.

c) Drainasi Lahan



Drainasi lahan membuang air permukaan yang berlebihhan dari suatu

daerah atau menurunkan permukaan air tanah ke bawah zona

perakaran untuk memperbaiki pertumbuhan tanaman dan mengurangi

penumpukan racun-racun/ garam – garam tanah.

Drainasi lahan mempercepat aliran limpasan, sehingga meningkatkan

debit puncak di hilir daerah yang bersangkutan. Akibat peningkatan ini

haruslah dipertimbangkan dalam perancangan sistim drainasi.

Dalam perencanaan hidrologis, drainasi lahan adalah untuk membuang

sejumlah air dalam jangka waktu yang wajar.

Drainasi yang dibangun untuk membuang air kelebihan yang berasal

dari hujan umumnya direncanakan untuk membuang sejumlah tertentu

dalam 24 jam yang dikenal sebagai modulus drainasi atau koefisien

drainasi.

Jika drainasi bawah tanah direncanakan untuk membuang racun-

racun/membilas garam-garam tanah maka volume pembilas yang harus

dipakai harus dapat membuang volume ini dalam jangka waktu antara

saat-saat pemberian air/irigasi. Lahan yang sudah direncanakan

terlindung oleh pengendalian banjir/tanggul sering mengalami kelebihan

air akibat rembesan dari sungai yang menembus bawah tanggul. Debit

rencana untuk sistim drainasi dalam hal ini juga harus didasarkan pada

perkiraan laju rembesan dengan taraf air tinggi yang diharapkan terjadi

bersamaan dengan musim hujan, maka rembesan haruslah

ditambahkan pada modulus drainasi.

2.4. Latihan

1) Jelaskan perbedaan banjir dan drainase!

2.5. Rangkuman

Banjir dan Drainasi adalah dua hal yang didalam terjadinya penyebabnya

adalah sama namun dalam implementasi atau praktiknya adalah dua hal

yang berbeda. Banjir adalah kejadian/peristiwa. Drainase adalah adalah

usaha untuk mengalirkan air yang berlebihan dalam suatu konteks

pemanfaatan tertentu. Tugas pokok pada drainase adalah drainase

perkotaan, drainase jalan raya dan drainase lahan.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi III-1

BAB III

BANJIR RENCANA

Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diklat mampu menjelaskan banjir

rencana

3.1. Pengertian

Pada perencanaan bangunan-bangunan air ataupun saluran-saluran

masalahnya adalah berapakah besarnya besar debit yang harus disalurkan

melalui bangunannya.

Debit air yang harus kita salurkan kita ambil sebagai suatu debit banjir

tertentu yang cukup besar. Banjir ini disebut banjir rencana,yaitu banjir

yang kita pakai sebagai dasar untuk perhitungan ukuran bangunan air yang

kita pakai.

Penetapan besarnya banjir rencana ini adalah masalah pertimbangan

hidro- ekonomis yang didasarkan terutama pada :

a) Besarnya kerugian yang akan diderita kalau bangunan dirusak oleh

banjir dan sering tidaknya perusakan itu terjadi.

b) Umur ekonomis bangunan

c) Biaya pembangunan

Pemilihan banjir rencana untuk bangunan-bangunan air adalah suatu

masalah yang tergantung pada analisa statistik dari urutan kejadian banjir

baik berupa debit air di sungai maupun intensitas hujan dan bergantung

pada segi ekonomi dan dampak yang diakibatkan pemilihan banjir rencana

tersebut.

Dalam pemecahan yang dibahas disini pertimbangan ekonomi dan dampak

lainnya diabaikan sehingga hanya berdasarkan peristiwa terjadinya saja

berdasarkan teori kemungkinan. Kemungkinan terjadinya banjir rencana

sekali atau lebih ”selama umur bangunan” (life time).

Resiko kegagalan digambarkan dengan rumus :

R = 1- (1-1/T)L



R = Resiko kegagalan

L = Umur bangunan

T = kala ulang (tahun)

Perkiraan mengenai besarnya banjir-banjir dengan masa ulang tertentu

dilakukan dengan analisa frekwensi banjir.

a) Banjir rencana (design flood)

Besar debit yang diharapkan terjadi rata-rata sekali setiap T tahun

(Periode ulang T tahun) dalam kurun waktu yang panjang

b) Periode Ulang (return period)

Recurence Interval (T)

Waktu rata-rata dalam tahunan diantara kejadian-kejadian banjir yang

menyamai atau lebih besar dari Banjir T tahun tersebut

Banjir rencana adalah debit maksimum di sungai atau saluran alamiah

dengan periode ulang (rata-rata)yang sudah ditentukan yang dapat

dialirkan tanpa membahayakan proyek irigasi dan stabilitas bangunan-

bangunanya. (KP-01 Standar perencanaan Irigasi)

Hubungan empiris antara curah hujan – limpasan air hujan berdasarkan

rumus rasional :

Qn= α β qn A

dimana : Qn = debit banjir (puncak) dalam m3/dt dengan

kemungkinan tidak terpenuhi n%.

α = koefisien limpasan air hujan (runoff)

β = koefisien pengurangan luas daerah hujan.

Qn = curah hujan dalam m3/dt km2 dengan

kemungkinan tidak

A = Terpenuhi n%.luas daerah aliran sungai (km2)

Untuk menetapkan curah hujan empiris-limpasan air hujan dengan metode

Der Weduwen dan metode Melchior.



Kedua metode ini menetapkan hubungan empiris untuk α dan β dan q.

Waktu konsentrasi diambil sebagai fungsi debit puncak,panjang sungai dan

kemiringan rata-rata sungai.

3.2. Methoda Melchior

Metoda Melchior untuk perhitungan banjir diterbitkan pertama kali pada

tahun 1914 sbb :

a) Koefisien limpasan air hujan

Koefisien limpasan air hujan α diambil dengan harga tetap. Pada

mulanya dianjurkan harga-harga ini berkisar antara 0,41 sampai 0,62

yang ternyata harga-harga ini sering terlalu rendah

Harga-harga koefisien limpasan air hujan (US Soil Conservation

Service-USBR)

Tanah Penutup Kelompok Hidrologis Tanah

C D

Hutan lebat 0,60 0,70

Hutan dengan ketebalan sedang 0,65 0,75

Tanaman lading 0,75 0,80

Kelompok C : Tanah –tanah dengan laju infiltrasi rendah pada waktu

dalam keadaan samasekali basah,dan terutama terdiri dari tanah-tanah

yang lapisannya menghalangi gerak turun air atau tanah dengan tekstur

agak halus sampai halus.

Kelompok D : Tanah – tanah dalam kelompok memiliki laju infiltrasi

sangat rendah pada waktu tanah basah samasekali,terutama terdiri dari

tanah lempung dengan potensi mengembang tinggi,tanah dengan muka

air tanah tinggi dan permanen,tanah dengan lapi lempung.

b) Curah hujan

Curah hujan q diambil sebagai intensitas rata-rata curah hujan sampai

waktu terjadinya debit puncak. Ini adalah periode T (waktu konsentrasi)

setelah mulainya turun hujan.



c) Waktu konsentrasi

Tc = 0,186 L Q-0,2I-0,4

Tc = waktu konsentrasi,jam

L = panjang sungai,km

Q = debit puncak,m3/det

I = kemiringan rata-rata sungai.

d) Perhitungan banjir rencana.

3.3. Methoda Weduwen

Metoda perhitungan banjir Weduwen (1937) untuk daerah seluas 100 km2

a) Hubungan dasar

Qn = α β qn A b)

α

β

qn

=

=

=

1 – 4,1/(βq +7)

[120 + {(t+1)/(t+9)}A]/(120+A)

(Rn/240)/{67,65/(t+1,45)}

t = 0,25 L Q-0,125 I-0,25

Qn

Rn

=

=

debit banjir(m3/det) dengan kemungkinan gagal n%

curah hujan harian maksimum (mm/hari) dengan kemungkinan

gagal n%

α = koefiseien limpasan air hujan

β = koefisien pengurangan daerah untuk curah hujan daerah aliran

Sungai

q = curah hujan (m3/det.km2)

A = Luas`daerah aliran (km2) sampai 100 km2

L = panjang sungai (km)

I = gradien (melchior) sungai atau medan

3.4. Latihan

1) Apakah yang dimaksud dengan banjir rencana?

2) Apakah fungsi dari metode Melchior?



3.5. Rangkuman

Pemilihan banjir rencana untuk bangunan-bangunan air adalah suatu

masalah yang tergantung pada analisa statistik dari urutan kejadian banjir

baik berupa debit air di sungai maupun intensitas hujan dan bergantung

pada segi ekonomi dan dampak yang diakibatkan pemilihan banjir rencana

tersebut.

Banjir rencana adalah debit maksimum di sungai atau saluran alamiah

dengan periode ulang (rata-rata)yang sudah ditentukan yang dapat

dialirkan tanpa membahayakan proyek irigasi dan stabilitas bangunan-

bangunanya.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi IV-1

BAB IV

DRAINASE LAHAN PERTANIAN

Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diklat mampu menjelaskan drainase

lahan pertanian

4.1. Drainase Lahan Pertanian

Untuk berperan sebagai media yang baik bagi pertumbuhan tanaman,tanah

harus dapat menyimpan dan menyediakan air dan unsur hara, serta bebas

dari konsentrasi bahan beracun yang berlebihan. Sistim tanah-air-tanaman

harus menjadi sistim yang sehat disebabkan kenyataan bahwa akar-akar

tanaman harus bernafas terus, dan kebanyakan tanaman tidak mampu

menyalurkan oksigen dari bagian tanaman yang berada diatas tanah ke

bagian perakaran dengan kecepatan yang mencukupi bagi pernafasan

akar. Oleh karena itu tanah harus mempunyai aerasi yang baik,dengan

pertukaran terus menerus oksigen dan karbon dioksida dan antara pori-pori

tanah yang berisi udara dengan atmosfir luar.

Tanah sangat basah akan melumpuhkan perakaran dan juga tanah yang

sangat kering akan menyebabkan akar kering.

Irigasi adalah penambahan kekurangan air tanah secara buatan yakni

dengan memberikan air secara sistematis pada tanah pertanian,sebaliknya

jika pemberian air ini berlebih akan merusakkan tanaman.

Drainasi berfungsi membuat lahan/tanah menjadi lahan pertanian yang

produktif sebagai tempat pertumbuhan tanaman dengan mengalirkan air

yang berlebih dari lahan yang diolah ,membuang bahan-bahan beracun

dari dalam tanah serta memperbaiki struktur tanah agar mempunyai aerasi

yang baik.

Pada pembicaraan disini drainase dibatasi untuk drainase lahan pertanian

dimana umumnya adalah drainase buatan (artificial drainage) karena tidak

cukupnya drainase alam untuk keperluan pertanian.



Lahan-lahan yang datar dapat digenangi dari penggenangan sungai atau

pasang- surut. Dengan berbagai pertimbangan maka drainase dapat

didefinisikan sbb:

“Agriculture Land drainage is the establishment and operation of a system

by which the flow of water from the soil is enhanced to the benefit of

agriculture”

Drainasi lahan pertanian dapat dibagi atas dua sistim yaiti sistim drainasi

internal dan sistim drainasi eksternal.

Sistim drainasi internal adalah sistim drainasi untuk mengalirkan air

berlebih di permukaan tanah atau melalui tanah area lahan yang digunakan

melalui sistim drainasi permukaan dan sistim drainasi subpermukaan

(drainasi air tanah)

Sistim drainasi eksternal terdiri dari saluran-saluran yang menerima aliran

dari sistim internal dan mengalirkannya ke luar lahan. Juga eksternal drain

menerima aliran –aliran dari luar lahan agar tidak memasuki areal

pertanian.

Gambar IV. 1 – Tipe Drainase



4.2. Drainase Internal

4.2.1. Drainase Permukaan

Pembuangan air bebas yang cenderung terakumulasi diatas permukaan

tanah adalah”drainasi permukaan”

Drainasi permukaan dapat dibagi atas dua tipe yaitu tipe intersepsi dan tipe

relief. Tipe relief dibagi lagi atas dua tipe yaitu tipe preventive dan

occasional. Tipe preventif untuk mencegah penggenangan dan tingginya

muka air. Tipe ini adalah tipe yang umum pada sistim drainasi. Tipe

occasional drainasi tidak praktis mencegah penggenangan ,tetapi hanya

memindahkan air dari lahan . Pada kolam sawah sebagai contoh drainasi

normalnya tidak dipertimbangkan,hanya jika lahan dibuat kering pada saat

panen akan diperlukan drainasi.

4.2.2. Drainase Air Tanah

Bila hujan atau irigasi berhenti dan simpanan air permukaan berkurang

karena evaporasi atau infiltrasi ,maka proses infiltrasi berhenti karena tidak

ada lagi air yang masuk ke dalam tanah.

Tetapi gerakan air kebawah tidak segera berhenti dan hal ini dapat

bertahan dalam waktu yang panjang karena saat itu air akan diditribusikan

ke dalam profil tanah. Lapisan tanah yang dibasahi mendekati nilai jenuh

(saturated) selama infiltrasi tidak dapat mempertahankan kadar airnya

secara penuh,karena sebagian air ini bergerak ke lapisan lebih bawah

karena pengaruh gravitasi ataupun karena gradien hisapan.

Bila muka air tanah tinggi atau jika profil awalnya jenuh seluruhnya maka

gerakan pasca infiltrasi ini mengalirkan air yang lebih dari profil tanah hal

inilah kondisi ” drainasi air tanah”

Istilah ini digunakan dalam pengertian umum menyatakan aliran air yang

keluar dari tanah yang berperan sebagai pembuangan secara buatan dari

air yang berlebih dari dalam tanah,umumnya dengan membuat rendah

muka air tanah atau mencegah muka air tanah tersebut naik.

Kejenuhan tanah saja tidak selalu berbahaya bagi tanaman. Perakaran

kebanyakan tanaman dalam kenyataannya dapat hidup dalam air asalkan



air tersebut bebas dari bahan beracun dan mengandung cukup oksigen

untuk respirasi akar secara normal. Faktor-faktor yang mempengaruhi

drainasi:

a) Keterhantaran hidraulik

b) Konfigurasi muka air tanah

c) Kedalaman saluran

d) Jarak horizontal antar fasilitas drainasi

e) Sifat fasilitas drainasi

f) Lubang-lubang aliran masuk dalam saluran/pipa drainasi

g) Diameter saluran drainasi

h) Laju air yang ditambahkan ke dalam tanah

Persamaan rancangan drainasi. Persamaan dasar untuk aliran dalam tanah

dalam keadaan jenuh adalah Darcy’s Law.

q= k.∆h/∆x

k = daya hantar hidraulik

h = tinggi energi hidrolis.(hydraulic head)/ piezometric head

h = hp + Zi

hp = pw/

hp = tinggi tekanan matric tanah

Z = elevasi

pw = tekanan air pori

= berat jenis air = w g

Salah satu persamaan yang banyak diterapkan dari persamaan Darcy ini adalah

persamaan Hooghoudt (1937) yang dirancang untuk menduga tinggi muka air

tanah yang ada pada suatu hujan atua irigasi tertentu,bila keterhantaran hidraulik

tanah dan jarak serta kedalama dari saluran drainasi diketahui atau sebaliknya.

Persamaan ini ini didasarkan pada asumsi sbb

a) Tanah bersifat homogeny

b) Saluran drainasi adalah parallel

c) Gradien hidraulik pada tiap titik di bawah muka air tanah adalah sama

d) Suatu lapisan kedap terdapat pada kedalaman tertentu

e) Pemberian air dari atas oleh hujan atau irigasi adalah pada debit q yang tetap



Gambar IV. 2 – Hooghoudt

4.3. Drainase Eksternal

Sistim drainasi eksternal terdiri dari saluran-saluran yang menerima aliran

dari sistim internal dan mengalirkannya ke luar lahan. Juga eksternal drain



menerima aliran – aliran dari luar lahan agar tidak memasuki areal

pertanian.

Saluran-saluran yang lebih kecil disebut drainasi kolektor dimana saluran-

saluran yang lebih besar disebut saluran drainasi utama. Untuk drainasi air

tanah dengan gravitasi dibutuhkan saluran drainasi kolektor yang dalam

(normalnya dibawah muka ait tanah). Pada kolektor drain yang dangkal

melayani drainasi permukaan.

4.4. Analisa pengaruh drainasi pada pertanian

Tujuan ini dapat diperoleh dari pengaruh drainasi baik pengaruh langsung

ataupun tidak langsung. Pengaruh langsung dari sistim drainasi adalah:

a) Menurunkan rata-rata muka air diatas ataupun dalam tanah.

b) Mengalirkan air melalui sistim internal atapun eksternal

Pengaruh langsung ditentukan terutama oleh kondisi hidrologi dan

karakteristik hidrolik dari tanah dan sistim drainasi.

Pengaruh langsung menimbulkan sejumlah pengaruh tidak langsung yang

ditentukan oleh iklim,tanah,tanaman dan praktek pertanian. Hal ini dapat

dibedakan pada pengaruh positif(keuntungan) dan pengaruh

negatif(kerugian), seperti :

a) Pengaruh positif aliran : membuang racun-racun dari tanah , reuse dari

air drainasi.

b) Pengaruh negatif dari aliran : kerugian secara lingkungan (racun-racun

dan keasaman) air yang didrainasi,masuk ke selokan-selokan dan

saluran-saluran dan infrastruktur.

c) Pengaruh positif muka air : aerasi dari tanah,perbaikan struktur

tanah,panenan yang lebih baik,mengurangi puncak debit dengan

meningkatkan penyimpanan air dalam tanah.

d) Pengaruh negatif dari muka air: dekomposisi dari gambut, pengasaman

tanah cat clays,meningkatkan resiko kekeringan, kerusakan lingkungan

4.5. Drainase dan Hidrologi

4.5.1. Neraca air pada lahan secara umum

Persamaan neraca air yang umum adalah: Air yang masuk = Air yang

keluar + ∆



∆ adalah perobahan simpanan air. Untuk meningkatkan ∆ positif dimana

kondisi air yang keluar menurun. Jika ∆ = 0 adalah pada kondisi tetap.

Jika tanah dan permukaan adalah menjadi tempat penyimpanan air yang

dapat dibagi atas 4 sektor, maka rumus umum menjadi :

Permukaan : Irr + Hujan = Infiltrasi + Evaporasi+ aliran permukaan +∆s

Daerah perakaran : Irr + Kapiler = Evapotranspirasi+ perkolasi +∆i

Daerah fluktuasi watertable : Perkolasi + aliran keatas vertikal

= Kapilarity+drainasi kebawah

vertikal+subsurfase drainase + ∆h

Daerah Air tanah dalam : aliran air tanah dating horizontal+aliran kebawah

vertical = Aliran air tanah keluar horizontal + aliran keatas.

4.5.2. Neraca air pada tanaman

Kesetimbangan air dalam bentuk yang sederhana pada suatu periode,

W = Wi Wo

W = perobahan kandungan air dalam tanah

Wi = jumlah air yang diberikan

Wo = jumlah air yang diambil

Gambar IV. 3 – Neraca Air pada Zona Perakaran

Bentuk kesetimbangan yang lebih lengkap pada zona perakaran adalah,



S +V = (P+I+U) (R+D+E+T)

S = perobahan kandungan air tanah pada zona perakaran.

V = perobahan kandungan air yang terjadi pada tanaman.

P = hujan

I = irigasi

U = aliran kapiler

R = limpasan

E = evaporasi dari permukaan tanah

T = tanspirasi dari tanaman.

V dapat diabaikan ,karena kurang penting,sehingga persamaan

(3.38) menjadi, dS/dt = (p + i + u) (r + d + e + t)

Perobahan kandungan air tanah terhadap kedalaman dan pada periode

tertentu adalah,

z t2

S = /t dz dt

0 t1

= kadar air tanah dalam persen volume.

4.6. Drainase, Kondisi Fisik Tanah dan Pertumbuhan Tanaman

4.6.1. Aerasi tanah

Akar memerlukan oksigen untuk respirasi dan aktivitas metabolisme yang

lain,akar menyerap air dan mengambil nutrisi dari tanah,dan memproduksi

carbondioksida yang mana harus diganti dengan oksigen dari udara.

Proses ini adalah dikenal dengan aerasi yang pengambilannya dengan

difusi dan aliran massa memerlukan ruang pori yang terbuka dalam tanah.

Jika perakaran akan berkembang baik, air dan nutrisi dan udara harus

dapat diambil terus-menerus.

4.6.2. Struktur tanah

Struktur tanah yang baik (agregat dan ukuran partikel tanah) dapat dengan

kondisi yang baik untuk simultan aerasi dan penyimpanan dari kelembaban

tanah. Pengaruh drainasi terhadap struktur tanah mempengaruhi muka air

tanah.



4.6.3. Temperatur tanah

Pengurangan dari kadar air dan peningkatan kadar udara karena drainasi

akan menghasilkan penurunan dari panas tertentu tanah.

4.6.4. Daya dukung tanah

Dengan drainasi yang cukup kadar kelembaban dari lapisan permukaan

tanah pada rata-rata tidak meningkat diatas kapasitas lapang. Hal ini

penting sebab ada range yang sempit dari kadar kelembaban yang sesuai

untuk pengolahan tanah,yang untuk kebanyakan tanah adalah dibawah

kapasitas lapang.

4.6.5. Penurunan tanah

Penurunan tanah akan terjadi dibawah pengaruh dari drainasi utama pada

tanah yang baru direklamasi yang pada aslinya adalah kebanykan air dan

tanah gambut.

4.7. Drainase, Kondisi Kimia Tanah, dan Pertumbuhan Tanaman

4.7.1. Supply nutrisi

Berbagai proses aktivasi oleh bakteri,fungi atau micro dan macro

organisme tergantung pada aerasi dan drainasi. Nitrogen fixation dan

nitrification oleh mikro organisme yang dapat dikatakan dua dari proses

aerobic utama dan penting mempengaruhi pertumbuhan dan

perkembangan tanaman. Drainasi yang baik juga meningkatkan

dekomposisi mkrobiologi dari zat organik.

4.7.2. Salinitas dan alkalinitas tanah

4.7.3. Aciditas tanah

4.8. Formulasi dan kriteria desain

4.8.1. Tipe variabel

Pada perencanaan drainasi ada tiga jenis variabel ;

a) Engineering Variabel: Variabel-variabel tentang komponen teknis dan

material dari sistim yang dijabarkan dalam tender dokumen.



b) Environmental Variabel: Variabel-variabel yang menguraikan kondisi

natural atau kondisi batas dari fungsi sistim drainasi. Penilaian pilihan

adalah parameter lingkungan.

c) Criteria Variabel: Variabel-variabel sehubungan pada penagruh dari

sitim dan tujuan. Variabel ini dapat dioptimasi, maksudnya dapat dipilih.

Nilai optimal ini disebut kriteria. Hal ini akan memberikan instruksi pada

perencana dan setalah implementasi, sistim ini dievaluasi untuk

mengkoreksi perencanaan,implementasi dan operasi.

4.8.2. Kedalaman, durasi dan analisa frekuensi

Sebagai hasil dari berbagai kondisi iklim, muka air adalah berfluktuasi.

Dengan demikian drainasi tidak mungkin ditetapkan pada muka air uang

konstan. Karena itu kita harus memilih nilai yang representative dari muka

air dari distribusi frekuensi.

Satu karakteristik yang penting dari distribusi frekuensi adalah nilai rata-

rata. Kedua adalah nilai ekstrem,ketiga adalah skewnes yang dapat

diperoleh dari perbedaan antara nilai rata-rata dan nilai tengah atai nilai

modal.

4.8.3. Tipe dari kriteria sehubungan pada durasi dan frekuensi.

Jika ditunjuk satu kriteria sebagai satu pertimbangan rata-rata dalam suatu

periode yang panjang, diformulasikan perintah kriteria pertama.

Suatu contoh dari kriteria untuk drainasi subsurface pada lahan beririgasi

adalah: kedalaman muka air tanah rata-rata selama periode pemberian air

tidak boleh kurang dari 1 m.

Jika ditunjuk satu kriteria pada term dari frekuensi dari nilai

ekstrem,diformulasikan perintah kriteria kedua. Contoh dari kriteria untuk

sistim drainasi disposal adalah: hanya sekali dalam 100 tahun terjadi muka

air dalam saluran drainasi yang overtopping.



Gambar IV. 4 – Depht Duration Frequency Curve of Rainfall

4.9. Latihan

1) Apakah yang dimaksud dengan irigasi?

2) Apakah yang dimaksud dengan sistem drainase internal dan external

dan sebutkan contohnya?

3) Apakah pengaruh langsung yang ditimbulkan dari praktek pertanian dan

jelaskan ?

4.10. Rangkuman

Drainasi berfungsi membuat lahan/tanah menjadi lahan pertanian yang

produktif sebagai tempat pertumbuhan tanaman dengan mengalirkan air

yang berlebih dari lahan yang diolah, membuang bahan-bahan beracun

dari dalam tanah serta memperbaiki struktur tanah agar mempunyai aerasi

yang baik. Drainasi lahan pertanian dapat dibagi atas dua sistim yaitu sistim

drainasi internal dan sistim drainasi eksternal.

Pembuangan air bebas yang cenderung terakumulasi diatas permukaan

tanah adalah drainasi permukaan

Drainasi air tanah menyatakan aliran air yang keluar dari tanah yang

berperan sebagai pembuangan secara buatan dari air yang berlebih dari



dalam tanah, umumnya dengan membuat rendah muka air tanah atau

mencegah muka air tanah tersebut naik.

Pengaruh langsung menimbulkan sejumlah pengaruh tidak langsung yang

ditentukan oleh iklim,tanah,tanaman dan praktek pertanian. Hal ini dapat

dibedakan pada pengaruh positif (keuntungan) dan pengaruh negatif


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi V-1

BAB V

DRAINASI PADA DAERAH IRIGASI

Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diklat mampu menjelaskan drainase

pada daerah irigasi

5.1. Umum

Daerah irigasi adalah kesatuan lahan yang mendapat air dari satu jaringan

irigasi. Irigasi adalah usaha penyediaan, pengaturan, dan pembuangan air

irigasi untuk menunjang pertanian yang jenisnya meliputi irigasi permukaan,

irigasi rawa, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa, dan irigasi tambak.

Pembuangan air irigasi, selanjutnya disebut drainasi, adalah pengaliran

kelebihan air yang sudah tidak dipergunakan lagi pada suatu daerah irigasi

tertentu (PP no 20 tahun 2006 tentang Irigasi)

Pada daerah-daerah yang diirigasi secara teknis, pengaliran air yang

berlebih direncanakan secara gravitasi. Untuk menghindarkan masuknya

air banjir masuk kedalam lahan ,daerah irigasi dilengkapi dengan

bangunan-bangunan pengendali banjir disepanjang sungai. Dalam hal ini

drainasi mempunyai dua fungsi :

a) Drainasi internal – permukaan, untuk mengalirkan kelebihan air dari

sawah untuk mencegah terjadinya genangan dan kerusakan

tanaman,atau untuk mengatur banyaknya air tanah sesuai dengan yang

dibutuhkan tanaman.

Dalam hal ini, kelebihan air di lahan ditampung dalam sistim jaringan

drainasi (tersier,kuarter) kemudian mengalirkannya ke dalam jaringan

sekunder,primer dan seterusnya ke sungai.

b) Drainasi eksternal,untuk mengalirkan air dari luar daerah irigasi.

Dalam hal ini air berlebih dari luar dari daerah irigasi biasanya

memasuki daerah pertanian melalui saluran-saluran drainasi alamiah

yang akan merupakan bagian dari sistim jaringan drainasi utama dari

daerah irigasi dimaksud.

5.2. Debit Drainasi Sawah Untuk Padi

Kelebihan air di dalam petak tersier disebabkan oleh;



a) Hujan

b) Melimpahnya air irigasi atau buangan yang berlebih dari sistim jaringan

primer atau sekunder

c) Rembesan atau limpahan kelebihan air irigasi di dalam petak tersier.

Drainasi permukaan untuk petak dinyatakan sbb:

D(n) = R (n)T + n(I-ET-P) - ∆ S

n = jumlah hari berturut-turut

D(n) = limpasan pembuang permukaan selama n hari dalam mm

R (n)T = curah hujan dalam n hari berturut-turut dengan periode ulang T

tahun,mm

I = pemberian air irigasi,mm/hari

ET = evapotranspirasi,mm/hari

P = perkolasi,mm/hari

∆ S = tanpungan tambahan ,mm

Untuk penghitungan modulus pembuangan ,komponennya diambil sbb:

a) Dataran rendah

b) Daerah terjal

Besarnya modulus pembuang adalah :

Dm = D(3)/(3x8,64)

Dm = modulus pembuang,l/dt/ha

D(3) = limpasan pembuang permukaan selama 3 hari,mm

1 mm/hari = 1/8,64 l/dt.ha

Debit pembuang rencana dari sawah:

Qd = 1,62 Dm A0,92

Qd = debit pembuang rencana,l/det

A = luas`daerah yang dibuang airnya,ha

5.3. Debit Drainase Sawah Non Padi

Daerah non sawah selain padi adalah:

a) Daerah-daerah aliran sungai yang berhutan



b) Daerah-daerah dengan tanaman lading

c) Daerah-daerah permukiman

Dalam merencanakan saluran pembuang untuk daerah-daerah ini perlu

dipertimbangkan dalam dua hal;

a) Debit puncak maksimum dalam waktu pendek

b) Debit rencana yang dipakai untuk perencanaan saluran

Debit puncak ,luas area sampa 100 km2 dihitung dengan rumus Der

Weduwen. Debit rencana dihitung menurut USBR 1973

Qd = 0,116 α R(1)5 A0,92

α

R(1)5

A

=

=

=

koefisien limpasan air hujan

curah hujan sehari,dengan kemungkinan terpenuhi 20%

luas daerah yang dibuang airnya.,ha

5.4. Debit Pembuang

Debit rencana akan dipakai untuk merencanakan kapasitas saluran

pembuang dan tinggi muka air. Debit pembuang terdiri dari air buangan dari

sawah dan dari tempat-tempat lain diluar sawah.

Jaringan pembuang akan direncanakan untuk mengalirkan debit pembuang

rencana dari daerah sawah dan non sawah. Muka air yang dialirkan tidak

boleh menghalangi pembuanagan air dari sawah – sawah di daerah irigasi.

Debit puncak akan dipakai untuk menghitung muka air tertinggi di jaringan

pembuang. Muka air tertinggi akan digunakan untuk merencanakan

pengendalian banjir dan bangunan. Selama terjadi debit puncak,

terhalangnya pembuangan air dari sawah dapat diterima. Tinggi muka air

puncak sering melebihi tinggi muka tanah. Dalam hal ini sarana-sarana

pengendali banjir akan dibuat di sepanjang saluran pembuang,dimana tidak

boleh terjadi penggenangan.

Periode ulang untuk debit puncak dan debit rencana berbeda untuk debit

puncak ,periode ulang dipilih sebagai berikut:

a) 5 tahun untuk saluran pembuang kecil di daerah irigasi atau



b) 25 tahun atau lebih,bergantung pada apa yang akan dilindungi,untuk

sungai periode ulangnya diambil sama dengan saluran pembuang yang

besar

c) Periode ulang debit rencana diambil 5 tahun.

5.5. Latihan

1) Sebutkan dua fungsi drainase dan sebutkan contohnya!

2) Apa penyebab kelebihan air didalam petak tersier?

5.6. Rangkuman

Daerah irigasi adalah kesatuan lahan yang mendapat air dari satu jaringan

irigasi. Dalam hal ini drainasi mempunyai dua fungsi :

a) Drainasi internal

b) Drainasi eksternal

Debit pembuang terdiri dari air buangan dari sawah dan dari tempat-tempat

lain diluar sawah


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi VI-1

BAB VI

PENGUMPULAN DATA

Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diklat mampu menjelaskan

pengumpulan data

6.1. Umum

Kegiatan tahap perencanaan dibagi menjadi dua bagian yaitu tahap

perencanaan pendahuluan/studi dan tahap perencanaan teknis data yang

dikumpulkan perencanaan tehnis lebih detail dibandingkan dengan pada

tahap studi. Data yang dikumpulkan adalah data yang berhubungan

dengan hidrologi, topografi dan geotelogi teknik. Karena masalah topografi

dan geologi teknik dibahas dalam modul lain maka dalam bab ini hanya

dibahas data yang berkaitan dengan hidrologi..Data yang menyangkut

hidrologi seperti curah hujan dan debit sungai bervariasi setiap waktu oleh

karena itu dibutuhkan data series yang cukup banyak untuk memperoleh

hasil yang teliti. Namun kadang-kadang data terbatas bahkan tidak ada

sama sekali sehingga perlu pengamatan data didaerah terdekat yang

mempunyai data lengkap dengan cara membandingkannya. Selain

tersedianya data juga perlu dievaluasi tentang tingkat ketelitian data.

Dengan makin telitinya data akan diperoleh perhitungan yang mendekati

benar,

6.2. Jenis Data

Untuk keperluan perencanaan jaringan irigasi parameter hidrologi yang

penting adalah:

a) Data curah hujan

b) Data evapotranspirasi

c) Debit puncak dan debit harian

d) Angkutan sediment

Parameter tersebut diatas dikumpulkan, dianalisa dan dievaluasi bahkan

dievaluasi ulang kalau ada tambahan data baru. Perencana seharusnya

memeriksa tempat–tempat pengambilan data untuk memastikan kebenaran

cara pengambilan data. Sebagai dasar analisa data diperlukan pula peta-



peta, data debit disungai dan data meteorologi. Ringkasan parameter dapat

dilihat dalam table dibawah ini.

Tabel 6. 1 – Ringkasan Parameter

Cek Data Analisis & Evaluasi Parameter perencanaan

Total

Harga–harga

tinggi

Double

massplot

Diluar tempat

pengukuran

yang

dijadikan

referensi

-distribusi bulan/musim

-distribusi tahunan

-isohyet

-tahunan

-pengaruh

ketinggian,angina

-transposisi

-hujan lebat

Curah hujan efektif”:curah hujan

minimum tengah bulanan, dengan

kemungkinan tak terpenuhi 20 %

Curah hujan lebih : curah hujan 3

harian maksimum dengan

kemungkinan tak terpenuhi 20 %

Hujan lebat: curah hujan sehari

maksimum dengan kemungkinan

tak terpenuhi 20 %

6.3. Data Curah Hujan

Data curah hujan dikumpulkan dati stasiun pencatatan hujan manual

maupun otomatis. Analisa curah hujan dilakukan untuk menghitung curah

hujan efektif dan curah hujan lebih.Curah hujan efektif diperlukan untuk

perencanaan pemberian iar irigasi sedang curah hujan lebih untuk

menghitung kapasitas pembuangan dan debit banir.

6.4. Data Evapotranspirasi

Evapotranspirasi adalah jumlah air yang menguap dari permukaan tanah

maupun dari tanaman itu melalui daun. Untuk menghitung besarnya nilai

evapotranspirasi dibutuhkan data iklim terdiri dari:

a) Temperature harian maksimim,minimum dan rata-rata

b) Kelembaban relative

c) Sinar matahari lamanya dalam sehari



d) Kecepatan dan arah angina

e) Evaporasi catatan harian

Parameter perencanaan evapotranspirasi disajikan pada tabel 2 dibawah

ini

Tabel 6. 2 - Parameter perencanaan evapotranspirasi

Metode Data Parameter perencanaan

Dengan pengukuran Kelas Pan.A harga harga

evapotranspirasi

Jumlah rata rata 10 harian

atau 30 harian untuk

setiap tengah bulanan

Perhitungan dengan

rumus Penman atau yang

sejenis

Temperatur,kelembaban

relative,siar matahari,

angin

Harga rata-rata tengah

bulanan

6.5. Data Aliran Sungai

Data aliran sungai diukur dengan alat pengukur debit atau dengan data

ketinggian muka air sungai.yang diolah menjadi debit sungai.

6.6. Data Perkolasi

Perkolasi adalah besarnya air yang meresap kedalam tanah yang dapat

mengurangi air dipermukaan tanah.Besarnya angka perkolasi tergantung

dari jenis tanah.Sebagai contoh tanah lempung berat mempunyai laju

perkolasi sebesar 1 s/d 3 mm/hari untuk yang berjenis ringan angka

rembesan makin besar.

6.7. Latihan

1) Sebutkan parameter-parameter hidrologi untuk keperluan perencanaan

jaringan irigasi !

2) Apa yang dimaksud dengan evapotranspirasi?

3) Apa yang dimaksud dengan perkolasi?



6.8. Rangkuman

Kegiatan tahap perencanaan dibagi menjadi dua bagian yaitu tahap

perencanaan pendahuluan/studi dan tahap perencanaan teknis data.

Untuk keperluan perencanaan jaringan irigasi parameter hidrologi yang

penting adalah:

a) Data curah hujan

b) Data evapotranspirasi

c) Debit puncak dan debit harian

d) Angkutan sediment


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi VII-1

BAB VII

KETERSEDIAAN AIR

Setelah mengikuti pembelajaran ini, peserta diklat mampu menjelaskan mengenai

ketersediaan air

7.1. Perencanaan Irigasi

Perencanaan irigasi memerlukan lahan, petani dan ketersediaan air untuk

pemberian air. Air dapat berasal dari air permukaan maupun air tanah

sesuai dengan siklus hidrologi yaitu air laut yang menguap keatas,berubah

menjadi awan, kemudian karena temperatur diatas berubah menjadi hujan

yang turun kebumi sebagian mengalir dipermukaan tanah dan sebagian

lagi masuk dalam bumi sebagai air bawah tanah kemudian mengalir kelaut.

7.2. Debit Andalan

Dalam pemanfaatan air untuk keperluan air perlu diperhitungkan berapa

ketersediaan air ditempat tersebut, debit tersebut dinamakan debit andalan

(dependable flow). Dengan pengertian bahwa debit andalan adalah debit

minimum sungai untuk kemungkinan terpenuhinya kebutuhan air untuk

irigasi. Kemungkinan terpenuhinya ditetapkan sebesar 80 % dan ditentukan

untuk periode tengah bulanan. Debit minimum sungai dianalisis atas dasar

data debit harian sungai. Agar analisanya cukup baik diperlukan data untuk

periode 20 tahun. Ada beberapa cara analisa debit andalan antara lain

dalam tabel dibawah ini.

Tabel 7. 1 – Analisa Debit Andalan

NO CACATAN

DEBIT METODE

PARAMETER

PERENCANAAN

1° Data cukup 20

tahun atau lebih

Analisis frekuensi distribusi,

frekuensi normal

Debit rata2 tengah

bulanan dengan

kemungkinan gagal

20 %

1b Data terbatas Analisis frekuensi,hubungan debit

dengan rangkaian curah hujan

Seperti 1 a tetapi

kurang teliti



2 Data minimal

atau tidak ada

a) Model simulasi perimbangan air

dari Dr,Mock dengan input data

hujan,evapotranspirasi,tanah,ge

ologi daerah aliran

b) Perbandingan dengan daerah

aliran sungai didekatnya

Seperti 1 b tetapi

kurang teliti

3 Data tidak ada Metode kapasitas saluran dari

potongan melintang dan kemiringan

dasar sungai

Seperti 1 b tetapi

ketelitian kurang

Debit andalan yang dihitung dengan cara ini tidak sepenuhnya dapat

dipakai untuk irigasi karena aliran sungai yang dielakkan terlalu bervariasi

sekitar harga rata-rata tengah bulanan .Sebagai harga praktis dapat

diandalkan kehilangan 10%. Hasil analisis variasi dalam jangka waktu

tengah bulanan dan pengaruhnya terhadap pengambilan yang

direncanakan akan memberi angka lebih tepat.

Ada 3 metode analisis untuk debit andalan yaitu:

a) Analisis frekuensi

Dilakukan untuk setengah bulanan dengan rata-rata bulanan yang

dihitung tersebut Frekuensi distribusi normal bisa mulai dihitung untuk

harga harga ploting diatas kerta logaritmis.Dibuat lengkung debit sungai

untuk mencari besarnya debit sungai dari ketinggian muka air.

Bandingkan curah hujan rata rata didaerah aliran sungai dengan debit

rata rata sungai.Gunakan harga harga kehilangan rata ratatahunan

untuk membuat perbandingan antara curah hujan dan debit tahunan.

Jika data yang terbatas analisis frekuensi dapat dilakukan dengan

menilai frekuensi relatif yang dihitung frekuensi relatif masing masing

harga tengan bulanan dimusim kering. Debit musim kering dibandingkan

dengan. curah hujan menjelang musim kering tersebut.

b) Neraca air

Metode neraca Dr.Mock memberikan metode perhitungan sederhana

untuk bermacam macam komponen :



1) Curah hujan rata rata bulanan dihitung dari data pengukuran curah

hujan dan evapotranspirasi

2) Perbedaan antara curah hujan dan evapotranspirasi merupakan

limpasan (direct runoff) Debit2 ini dituliskan lewat persamaan

persamaan dengan parameter daerah aliran sungai yang

disederhanakan

3) Perlu pengetahuan luas tentang luas daerah aliran dan pengalaman

yang cukup dengan model neraca air Van Mock ini.

4) Kalibrasi model didaerah aliran sungai yang diselidiki debitnya dan

data data meteorogi akan menambah keandalan hasil model.

5) Apabila data sangat kurang usahakan jangan memakai mofel

Dr.Mock ini karena hasilnya banyak kesalahan.

c) Pengamatan lapangan

Hasil –hasil pengamatan lapangan langsung diperoleh dari penduduk

dijadikan indikasi mengenai debit minimum sebenarnya. Muka air yang

rendah akan dikonversikan menjadi debit dengan menunjukkan

kekurangtepatan yang ada akibat kekeliruan dalam mengambil angka

kekasaran talud dan dasar. Rekonstruksi hidrograf tahunan menjadi

sulit ,karena hanya muka air terendah saja yang diingat.Informasi

semacam ini dapat dipakai untuk pemeriksaan susulan terhadap hasil

hasil yang diperoleh dari pengamatan langsung

7.3. Latihan

1) Apakah yang dimaksud dengan debit andalan?

2) Sebutkan cara menganalisa debit andalan!

7.4. Rangkuman

Perencanaan irigasi memerlukan lahan, petani dan ketersediaan air untuk

pemberian air. Dalam pemanfaatan air untuk keperluan air perlu

diperhitungkan berapa ketersediaan air ditempat tersebut. Ada 3 metode

analisis untuk debit andalan yaitu:

a) Analisis frekuensi

b) Neraca air

c) Pengamatan lapangan


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi VIII-1

BAB VIII

KEBUTUHAN AIR


kebutuhan air

8.1. Kebutuhan Air di Sawah untuk Tanaman Padi

Kebutuhan air disawah untuk padi ditentukan oleh faktor faktor berikut

a) Penyiapan lahan

b) Penggunaan konsumtif

c) Perkolasi dan rembesan

d) Pergantian lapisan air

e) Curah hujan efektif

Gambar VIII. 1 – Faktor – Faktor Kebutuhan Air Sawah

Kebutuhan total air disawah ( GFR) mencakup faktor a) sampai d).

Kebutuhan bersih air disawah ( NGR ) juga memperhitungkan curah hujan

efektif. Satuan untuk kebutuhan air disawah dinyatakan dalam mm/hari

atau l/dt.ha dengan memperhitungkan tingkat efisiensi irigasi ditingkat

tersier dan jaringan utama.

a) Penyiapan Lahan

Kebutuhan air untuk penyiapan lahan umumnya menentukan kebutuhan

air maksimum ,factor penting menetukan kebutuhan air untuk penyiapan

lahan adalah

1) Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan pekerjaan

penyiapan lahan yang dipengaruhi oleh tersedianya tenaga kerja

dan ternak atau peralatan traktor, Perlu memperpendek waktu

Reff

NFR

Et = Ev . C

Pud

Per



penyiapan lahan untuk mendapatkan waktu menanam yang

cukupUntuk beberapa daerah memerlukan waktu 1,5 bulan untuk

mempersiapkan lahan seluruh jaringan, kalau dengan mesin dapat

dihemat menjadi 1 bulan.Perlu diingat bahwa waktu transpalansi

dapat dimulai setelah 3 -4 minggu setelah penyiapan lahan selesai.

2) Kebutuhan air untuk penyiapan lahan ditentukan berdasarkan

kedalaman serta porositas tanah disawah.Rumus yang dipakai

sebagai berikut:

( S a – Sb ) N.d

PWR = --------------------------- + Pd + Fl

10 4

PWR = kebutuhan air untuk penyiapan lahan ,mm

S a = derajad kejenuhan tanah setelah penyiapan dimulai ,%

Sb = derajad kejenuhan tanah sebelum penyiapan lahan. %

N = porositas tanah dalam % pada rata rata kedalaman tanah

d = asumsi kedalaman genangan tanah setelah penyiapan lahan,

mm

Pd = kedalaman genangan setelah penyiapan lahan,mm

Fl = kehilangan air disawah selama 1 hari,mm

Untuk tanah bertekstur berat tanpa retak retak kebutuhan air untuk

penyiapan lahan diambil 200 mm diatambah 50 mm lapisan air

disawah setelah transplansi ,sedang untuk tanah yang lama

bero/kering kebutuhan air 300 mm ditambah 50 mm untuk

penggenangan setelah transplansi.

Untuk tanah ringan dengan laju perkolasi tinggi kebutuhan air untuk

penyiapan lahan bisa lebih tinggi lagi.



Kebutuhan air untuk penyiapan lahan dapat pula dihitung dengan

rumus van de Goor dan Ziljstra berdasarkan laju air konstan dalam

l/dt selama periode penyiapan lahan:

IR = M.ek / (ek – 1)

IR = kebutuhan air irigasi ditingkat persawahan mm/hari

M = kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi

dan perkolasi mm/hari

k = MT/S

T = jangka waktu penyiapan lahan

S = kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air

50 mm, jadi 200 mm + 50 mm = 250 mm

b) Penggunaan Konsumtif

Penggunaan konsumtif dihitung dengan rumus sebagai berikut:

ET c = kc x ET0

Dimana ETC = evapotranspirasi tanaman mm/hari

ET0 = evapotranspirasi tanaman acuan mm/hari

Kc = koefisien tanaman

Evapotranspirasi tanaman memakai acuan tanaman rumput pendek ET0

adalah kondisi evaporasi berdasarkan keadaan meteorologi :

a) temperatur

b) sinar matahari

c) kelembaban

d) angin

Angka evaporasi yang diukur dilapangan dengan alat pan Kelas A

disebut E pan dikonversikan kedalam angka –angka ET0 memakai faktor

Kp antara 0.65 s/d 0.85

ET0 = Kpx E pan



Untuk perhitungan evaporasi dianjurkan menggunakan rumus Penman

yang dimodifikasi,temperatur,kelembaban dan sinar matahari menjadi

parameter rumus tersebut.Data diukur dari rata rata 10 hari. Menurut

Penman untuk rumput pendek ET0 diambil sebesar 0,25. Sehingga

untuk perhitungan Etc dapakai ET0 =0,25

Kalau data didaerah tersebut tidak ada maka dipergunakan data daerah

sebelahnya. Penggunaan komsumtif dihitung secara tengah bulanan

demikian pula harga evapotranspirasi acuan Setiap jangka waktu

setengah bulan harga Etc ditetapkan dengan analisis frekuensi dengan

asumsi distribusi normal.

c) Koefisien tanaman

Harga koefisien tanaman untuk taman padi dapat dilihat pada tabel

Tabel 8. 1 - Harga koefisien tanaman

BULAN

NEDECO/PROSIDA FAO

Varietas biasa Varietas unggul Varietas biasa Varietas unggul

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

1.20

1.20

1.32

1.40

1,35

1,24

1,12

0

1.20

1.27

1.33

1.30

1.30

0

1.10

1.10

1.10

1.10

1.10

1.05

0,95

0

1.10

1.10

1.05

1.05

0.95

0



d) Perkolasi

Laju perkolasi sangat tergantung sifat tanah,tanah lempung 1-3 mm/hari

tanah lebih ringan angka lebih tinggi

e) Penggantian lapisan air dilaksanakan dua kali masing masing 50 mm

selama setengah bulan,sebulan dan dua bulan setelah transplantasi

f) Curah hujan efektif

Untuk irigasi padi curah hujan efektif dihitung bulanan diambil 70 % dari

curah hujan minimum tengah bulanan dengan periode ulang 5 tahun

Re = 0.70 x ---- R ( setengah bulanan )

15

Re = curah hujan efektif

R = curah hujan minimum tengah bulananperiode ulang 5 tahun/mm

g) Perhitungan kebutuhan air disawah untuk petak tersier

Perhitungan kebutuhan air disawah petak tersier dipengaruhi sistem

rotasi karena kegiatan penyiapan lahan diselesaikan secara bertahap

dan harus selesai 1 bulan atau 1,5 bulan.

8.2. Kebutuhan Air untuk Tanaman Non Padi/ Palawija

a) Penyiapan lahan dipelukan dengan cara menjaga kelembaban tanah

untuk persemaian yang baru tumbuh.Jumlah air yang dibutuhkan 50

mm sampai 100 mm untuk tanaman palawija dan 100 mm sampai 120

mm untuk tebu

b) Penggunaan konsumtif seperti halnya tanaman padi untuk non padi

memakai rumus Penman yang dimodifikasi dengan asumsi

1) evapotranspirasi harian 5 mm

2) kecepatan angin 0 s/d 5 m/dt

3) kelembaban relatif minimum 70 %

4) frekuensi irigasi/curah hujan per 7 hari

c) Perkolasi pada tanaman palawija hanya terjadi pada pemberian air

irigasi.dalam mempertimbangkan efisiensi irigasi,besarnya perkolasi

dipertimbangkan



d) Curah hujan efektif untuk tanaman palawija dihitung dengan metode

yang diperkenalkan oleh USDA dalam tabel terlampir

e) Efisiensi irigasi

Agar diperoleh angka –angka irigasi yang realistis untuk tanaman

palawija dan tebu diperlukan penelitian. Tetapi dengan kepemilikan

tanah yang kecil tingkat efisiensinya tinggi sebagai pedoman dapat

dilihat dalam tabel dibawah ini

Tabel 8. 2 – Tabel Peningkatan

AWAL Peningkatan yang dapat dicapai

Jaringan irigasi utama Petak tersier Keseluruhan

0,75 0,65 0,50

0,80 0,75 0,60

8.3. Sistem Rotasi

Untuk memperkecil debit pengambilan dibuatlah rencana rotasi dari sistem

pemberian air.Keuntungan dari sistem rotasi antara lain :

a) berkurangnya kebutuhan pengambilan puncak

b) kebutuhan pengambilan bertambah secara berangsur angsur seiring

dengan makin tambahnya debit puncak, sehingga pengambilan puncak

dapat tertunda

Selain untung rotasi juga memberi hal yang kurang menguntungkan:

a) timbulnya komplikasi sosial

b) eksploitasi jaringan irigasi lebih rumit

c) kehilangan air akibat eksploitasi lebih tinggi

d) jangka waktu irigasi untuk tanam pertama lebih lama ,akibatnya lebih

sedikit waktu tersedia untuk tanaman kedua

e) daur gangguan serangga menambah pemakaian insektisida

Rotasi teknis dengan cara membagi petak-petak tersier menjadi sejumlah

golongan , petak tersier yang termasuk dalam golongan yang sama akan

mengikuti pola penggarapan yang sama. Didalam petak tersier tidak dibuat

rotasi karena termasuk dalam satu golongan.



Kebutuhan pengambilan tanpa rotasi teknis dihitung dengan cara membagi

kebutuhan bersih air disawah NFR dengan keseluruhan efisiensi irigasi.

Contoh dapat dilihat dalam lampiran terlampir.

8.4. Latihan

1) Sebutkan faktor penting yang menentukan kebutuhan air untuk

penyeiapan lahan!

2) Sebutkan kondisi evaporasi berdasarkan keadaan meteorologi!

8.5. Rangkuman

Kebutuhan air dibedakan menjadi 3 bidang yaitu Meteorologi, Agronomi

dan tanah Jaringan irigasi. Factor penting menetukan kebutuhan air untuk

penyiapan lahan adalah lamanya waktu dan kebutuhan air. Agar diperoleh

angka–angka irigasi yang realistis untuk tanaman palawija dan tebu

diperlukan penelitian. Tetapi dengan kepemilikan tanah yang kecil tingkat

efisiensinya tinggi.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi IX-1

BAB IX

NERACA AIR


neraca air

9.1. Umum

Perhitungan neraca air dilakukan untuk memeriksa apakah air yang

tersedia cukup memadai kebutuhan air irigasi dilokasi yang bersangkutan.

Dibedakan adanya tiga unsur pokok :

a) Tersedianya air

b) Kebutuhan air

c) Neraca air

Perhitungan pendahuluan neraca air dibuat pada tahap studi proyek.Pada

taraf perencanaan pendahuluan ahli perencanaan irigasi akan meninjau

dasar dasar perhitungan ini.Kalau dipandang perlu akan diputuskan

mengenai pengumpukan data data tambahan, inspeksi dan uji lapangan.

Ahli irigasi harus yakin akan keandalan data tersebut

Perhitungan neraca air akan sampai pada kesimpulan mengenai:

a) Pola tanam akhir yang akan dipakai untuk jaringan irigasi yang sedang

direncanakan

b) Penggambaran akhir daerah proyek irigasi

Dalam perhitungan neraca air kebutuhan pengambilan yang dihasilkan nya

untukpola tanam yang dipakai akan dibandingkandengan debit andalan

untuk tiap setengah bulan dan luas daerah yang bias diairi.

Apabila debit sungai melimpah, maka luas daerah irigasi adalah tetap

karena luas maksimum daerah layanan irigasi dan proyek akan

direncanakan sesuai dengan pola tanam yang dipakai.Bila debit sungai

tidak melimpah dan kadang kadang terjadi kekurangan maka ada 3 pilihan

yang bisa dipertimbangkan:

a) Luas daerah irigasi dikurangi

bagian bagian tertentu dari daerah yang bisa diairi ( luas maksimum )

tidak diairi



b) Melakukan modifikasi dalam pola tanam

Dapat diadakan perubahan dalam pemilihan tanaman atau tanggal

tanam untuk mengurangi kebutuhan air irigasi disawah ( lt/dt.ha )agar

ada kemungkinan untuk mengairi areal yang lebih luas dengan debit

yang tersedia

c) Rotasi teknis/golongan

Untuk mengurangi kebutuhan puncak air irigasi rotasi teknis atau

golongan mengakibatkan eksploitasi yang lebih kompleks dan

dianjurkan hanya untuk proyek irigasi yang luasnya sekitar 10.000 ha

atau lebih.

Kebutuhan air yang dihitung akan meliputi kebutuhan – kebutuhan air untuk

minum,budidaya ikan,keperluan rumah tangga, pertanian dan industry.

Tabel 9. 1 - Perhitungan neraca air: menurut KP 01

Bidang Parameter Referensi Neraca air Kesimpulan

Hidro logi

Meteorologi

Tabah

Agronomi

Debit andalan

Evapotranspirasi

Curah hujab

efektif

Pola tanam

Koefisien tanam

Perkolasi

Pasal 4.2.5

Bab 4 dan

lampiran 2

Lampiran 2

Debit minimum per

setengah bulan

periode 5 tahun

kering pada

banunan utama

Kebutuhan bersih

irigasi dalam l/dt.ha

disawah

-Jatah

debit/kebutuhan

-luas daerah

iriga si

-pola tanam

-pengaturan

rotasi



Jaringan

irigasi

Topografi

Kebutuhan

penyiapan lahan

Efisiensi irigasi

Rotasi

Daerah layanan

Lampiran 2

Daerah yang berpo

tensi untuk diairi

9.2. Latihan

1) Bila debit air sungai tidak melimpah dan kadang-kadang terjadi

kekurangan, ada beberapa pilihan yang bisa dipertimbangkan, sebutkan

dan jelaskan!

9.3. Rangkuman

Perhitungan neraca air dilakukan untuk memeriksa apakah air yang

tersedia cukup memadai kebutuhan air irigasi dilokasi yang bersangkutan

Perhitungan pendahuluan neraca air dibuat pada tahap studi proyek. Kalau

dipandang perlu akan diputuskan mengenai pengumpukan data data

tambahan, inspeksi dan uji lapangan.Ahli irigasi harus yakin akan

keandalan data tersebut.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi X-1

BAB X

PENUTUPAN

10.1. Simpulan

Pembelajaran Mengenai mata diklat ini dimaksudkan agar pembangunan

dan pengelolaan Irigasi diselenggarakan dengan tertib, desain dan

konstruksi layak teknis, aman dalam pengelolaannya, sehingga risiko

terjadinya banjir dapat dicegah atau sekurang- kurangnya dikurangi.

Hidrologi Irigasi bertujuan untuk kelestarian fungsi Irigasi, dan Drainase

memberikan jaminan keamanan lingkungan dan melindungi masyarakat dari

terjadinya bencana banjir.

10.2. Tindak Lanjut

Sebagai tindak lanjut dari pelatihan ini, peserta diharapkan mengikuti kelas

lanjutan untuk dapat memahami detail tentang pengaturan drainasi dan

irigasi serta ketentuan pendukung terkait lainnya, sehingga memiliki

pemahaman yang komprehensif mengenai pengaturan drainasi dan irigasi.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi ix

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. (1982). Introduction to Soil Physics Daniel Hillel Orlando-Florida.

Anonim. (1983). Drainage for Agriculture RJ Oosterban ILRI-Wageningen.

Anonim. (1983). Groundwater Flow ti drains or Wells RJ.Osterban ILRI-

Wageningen.

Asdak, C., (2002). Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai.

Gadjah Mada University Press; Yogyakarta.

BAPPENAS. (2010). Identifikasi Masalah Pengelolaan Sumber Daya Air di

Pulau Jawa. Bab 3.

Buckman, H. O., dan N. C. Brady., (1982). Ilmu Tanah, Penerbit

Bratharakarya. Aksara; Jakarta.

Departemen Perhubungan Direktorat Djendral Perhubungan Udara

Lembaga Meteorologi dan Geofisika. (1969). Tjurah Hudjan Rata-

rata di Djawa dan Madura: Periode 1931-1960. Jakarta

Islami, T., clan W. H. Utomo., (1995). Hubungan Tanah, Air, dan Tanaman.

Penerbit IKIP Semarang Press; Semarang

Nurjani, E., dan Asisten. (2004). Buku Petunjuk Pratikum Hidrologi.

Fakultas Geografi. UGM; Yogyakarta

Pemerintah Republik Indonesia. (2004). Undang-undang Tentang Sumber

Daya Air No. 7 Tahun 2004.Sekretariat Negara RI

Subarkah, Iman. (1970). Hidrologi untuk Bangunan Air. Jakarta.

Van Bemmelen, R.W., (1970). The Geology of Indonesia Volume IA. The

Hague Netherland.

Wilson, A.M. (1976). Engineering Hydrologi. England.


Pusat Pendidikan dan Pelatihan Sumber Daya Air dan Konstruksi x

GLOSARIUM

Lazim : Sudah biasa, sudah umum

Rehabilitasi : Pemulihan, perbaikan

Konsepsi : Pengertian; pendapat (paham)

Inventarisasi : Pencatatan atau pengumpulan data

Inspeksi : Pemeriksaan

Modul 03 Hidrologi dan Neraca Air · Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan...

Documents

Transcript of Modul 03 Hidrologi dan Neraca Air · Dalam pelaksanaan pembelajaran ini, metode yang dipergunakan...