MENGHITUNG NERACA AIR LAHAN BULANAN
Kirimkan Ini lewat EmailBlogThis! EmailBlogThis!Berbagi ke TwitterBerbagi TwitterBerbagi ke Facebook
" LAPORAN DAS ”
”
OLEH : PRASETYO SIAGIAN (D1A009112)
AGROEKOTEKNOLOGI AGROEKOTEKNOLOGI (C/3) FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS JAMBI 2011
HARI /TANGGAL : KAMIS /19 MEI 2011 WAKTU : 10.00 – 10.00 – 12.00/ 12.00/ TEMPAT : LAB.ILMU TANAH JUDUL : MENGHITUNG NERACA AIR LAHAN BULANAN KELOMPOK : VIII
BAB I ( PENDAHULUAN ) 1.1 Latar belakang Dewasa ini telah terjadi ketidakseimbangan antara ketersediaan air dengan kebutuhan di bidang pelayanan air. Ketersediaan akan air semakin hari semakin menurun sementara kebutuhan akan air semakin meningkat. Berdasarkan data dari Direktorat Pengairan dan Irigasi pada tahun 2003 sudah terjadi defisit air. Defisit ini diperkirakan akan semakin tinggi pada tahun 2020, di mana jumlah penduduk dan aktifitas perekonomian meningkat secara signifikan. Sub daerah aliran sungai (DAS) bagian hulu merupakan jantung dari sistem pengelolaan daerah aliran sungai di DAS, sehingga kerusakan pada sub DAS bagian hulu akan mempengaruhi pada sistem pengelolaan sumber daya air. Perubahan penggunaan lahan yang dilakukan di DAS Hulu, tidak hanya akan berdampak pada tempat kegiatan berlangsung, tetapi juga akan berdampak pada daerah hilir di antaranya dalam bentuk perubahan besar debit aliran air. Kenyataan di lapangan menunjukkan bahwa umumnya hutan dan vegetasinya saat ini sudah rusak akibat penebangan liar dan terutama di daerah DAS bagian hulu. Kerusakan hutan dan DAS di Indonesia meningkat setiap tahunnya. Menurunnya luas tutupan hutan mengakibatkan meningkatnya aliran permukaan. Hal ini berakibat terhadap kemampuan DAS dalam menyimpan dan menyerap serta mendistribusikan air hujan yang jatuh ke tanah. Kenyataannya pada musim kemarau beberapa daerah mengalami defisit air, dan pada waktu musim hujan terjadi banjir. Air ialah salah satu faktor yang sangat dibutuhkan oleh semua makhluk hidup di bumi. Begitu pentingnya air bagi kehidupan, sehingga manusia berusahamelestarikan air agar penggunaannya dapat lebih efektif dan efisien sertamencegah kehilangan air secara siasia.Air hujan sebagai salah satu sumber air yang murah dan melimpah, dalambidang pertanian dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya untuk menghasilkanproduksi yang maksimal. Namun seringkali hadirnya hujan belum disertai denganpenanman jenis-jenis tanaman yang mempunyai kebutuhan air sesuai dengankeadaan curah hujan. Hal tersebut dapat mengakibatkan banyaknya air hujanyang tersisa bahkan malah kekurangan air (jika merupakan daerah tadah hujan).Penaksiran kebutuhan air untuk satu lahan pertanaman sangat diperlukanuntuk menentukan pola tanam berdasarkan kebutuhan dan ketersediaan air hujanyang ada. Hal tersebut dilakukan sebagai usaha untuk memanfaatkan sumber daya alam (hujan) dengan sebaik-baiknya serta untuk mendapatkan hasilsemaksimal mungkin.Untuk menganalisis hubungan iklim, tanah dan tanaman dilakukan denganmetode neraca air. Metode neraca air digunakan untuk mengetahui kecukupan air untuk tanaman tertentu pada jenis tanah tertentu dan lokasi tertentu. Kecukupan air selama masa pertanaman menentukan potensi kehilangan hasil tanaman yangbersangkutan. Tanaman membutuhkan air yang cukup selama masapertumbuhannya. Kekurangan air akan mengakibatkan reduksi transpirasi tanamandan kondisi ini berakibat pada penurunan hasil tanaman. Input air tanaman berasaldari curah hujan, sedangkan air yang tersimpan pada zona perakaran digunakanoleh tanaman untuk transpirasi, dan sebagian hilang melalui evaporasi. Metodeneraca air umum dan neraca air lahan perhitungan-perhitungan terhadap curahhujan (CH), Evaporasi (Eo) dan Evaporasi potensial (ETP).
1.2 Tujuan Praktikum 1. Mahasiswa mampu menghitung curah hujan rata -rata bulanan dengan metode regresi,
statistika dan ranking. 2. Mahasiswa mampu menghitung dan menganalisis neraca air lahan bulanan metode thorthwaite
1.3 Media 1. Kalkulator atau 2. Komputer dengan program Sofware MS Excel
BAB II Landasan Teori Dalam konsep siklus hidrologi bahwa jumlah air di suatu luasan tertentu di permukaan bumi dipengaruhi oleh besarnya air yang masuk (input) dan keluar (output) pada jangka waktu tertentu. Neraca masukan dan keluaran air di suatu tempat dikenal sebagai neraca air (water balance). Karena air bersifat dinamis maka nilai neraca air selalu berubah dari waktu ke waktu sehingga di suatu tempat kemungkinan bisa terjadi kelebihan air (suplus) ataupun kekurangan (defisit). Apabila kelebihan dan kekurangan air ini dalam keadaan ekstrim tentu dapat menimbulkan bencana, seperti banjir ataupun kekeringan. Bencana tersebut dapat dicegah atau ditanggulangi bila dilakukan pengelolaan yang baik terhadap lahan dan lingkungannya. Neraca air lahan merupakan neraca air untuk penggunaan lahan pertanian secara umum. Neraca ini bermanfaat dalam mempertimbangkan kesesuaian lahan pertanian; mengatur jadwal tanam dan panen; mengatur pemberian air irigasi dalam jumlah dan waktu yang tepat. Hubungan antara masukan air total dengan keluaran air total yang dapat terjadi pada suatu DAS tertentu. Hubungan itu umumnya disebut dengan neraca air. Menurut Dinas PU Pengairan Provinsi Jawa Timur (2004) neraca air adalah gambaran potensi dan pemanfaatan sumberdaya air dalam periode tertentu. Dari neraca air ini dapat diketahui potensi sumberdaya air yang masih belum dimanfaatkan dengan optimal. Secara kuantitatif, neraca air menggambarkan prinsip bahwa selama periode waktu tertentu masukan air total sama dengan keluaran air total ditambah dengan perubahan air cadangan (change in storage). Nilai perubahan air cadangan ini dapat bertanda positif atau negatif (Soewarno, 2000). Konsep neraca air pada dasarnya menunjukkan keseimbangan antara jumlah air yang masuk ke, yang tersedia di, dan yang keluar dari sistem (sub sistem) tertentu. Secara umum persamaan neraca air dirumuskan dengan (Sri Harto Br., 2000) I = O ± ΔS dengan : I = masukan (inflow) O = keluaran (outflow) Yang dimaksud dengan masukan adalah semua air yang masuk ke dalam sistem, sedangkan keluaran adalah semua air yang keluar dari sistem. Perubahan tampungan adalah perbedaan antara jumlah semua kandungan air (dalam berbagai sub sistem) dalam satu unit waktu yang ditinjau, yaitu antara waktu terjadinya masukan dan waktu terjadinya keluaran. Persamaan ini tidak dapat dipisahkan dari konsep dasar yang lainnya (siklus hidrologi) karena pada hakikatnya, masukan ke dalam sub sistem yang ada, adalah keluaran dari sub sistem yang lain dalam siklus tersebut (Sri Harto, 2000).
Hillel (1972) menyatakan bahwa pengelolaan lahan kering melalui analisis neraca air lahan merupakan sesuatu yang penting karena neraca air merupakan perincian tentang semua masukan, keluaran, dan perubahan simpanan air yang terdapat pada suatu lahan. Analisis neraca air berguna untuk menetapkan jumlah air yang terkandung di dalam tanah yang menggambarkan perolehan air (surplus atau defisit) dari waktu ke waktu. Selain itu, neraca air dapat digunakan sebagai masukan atau pertimbangan dalam peramalan produksi, klasifikasi iklim suatu daerah, dan pengaturan air irigasi (Chang, 1968). Nasir (1999) menambahkan bahwa curah hujan bersama evapotranspirasi yang didukung oleh sifat fisik tanah akan dapat memberikan keterangan penting tentang jumlah air yang dapat diperoleh untuk menentukan periode surplus atau defisit air lahan, air yang tidak dapat tertampung dan kapan saat terjadinya yang semuanya hanya dapat dianalisis melalui perhitungan neraca air. Periode surplus atau defisit air suatu daerah penting diketahui untuk mengatur pola tanam maupun jadwal pemberian air irigasi, sehingga dengan pengelolaan berdasarkan acuan hasil perhitungan neraca air diharapkan akan dapat diperoleh hasil pertanian yang lebih baik. Di bidang Agroklimatologi, Frere dan Popov (1979) seperti yang dikutip oleh Oldeman dan Frere (1982) mengartikan neraca air sebagai selisih antara jumlah air yang diterima oleh tanaman dan kehilangan air dari tanaman beserta tanah melalui evapotranspirasi. Hillel (1980) untuk kepentingan penerapan ilmu fisika tanah bagi pertanian, menyatakan bahwa neraca air merupakan penjelasan rinci dari hukum kekekalan massa (untuk air) yakni: massa tidak bertambah maupun berkurang tetapi hanya berubah bentuk dan atau berpindah tempat. Dalam kajian ini, neraca air yang digunakan adalah neraca air lahan yang dimanfaatkan untuk memberikan informasi ketersediaan air tanah khususnya untuk sektor pertanian. Berdasarkan tujuan penggunaannya, neraca air dapat dibedakan atas neraca air umum, neraca air lahan dan neraca air tanaman. Manfaat analisis neraca air lahan ini terutama untuk penggunaan Pertanian secara umum dengan tujuan sebagai berikut : • Untuk mempertimbangkan kesesuaian bagi pertanian lahan tadah hujan berdasarkan kandungan air tanahnya; • Mengatur jadwal tanam dan jadwal panen; • Mengatur pemberian air irigasi baik dalam jumlahnya maupun waktunya sesuai dengan keperluan Perhitungan neraca air lahan memerlukan data dan informasi fisika tanah terutama nilai kandungan air pada tingkat kapasitas lapang (KL) dan pada titik layu permanen (TLP). Prioritas penggunaan air hujan adalah untuk memenuhi kebutuhan evapotranspirasi, kehilangan air yang lain akan mengisi cadangan air tanah. Bila simpanan air tanah telah mencapai batas maksimum, maka kelebihan air dihitung sebagai surplus. Batas maksimum simpanan air tanah didefinisikan sebagai jumlah air yang dapat ditahan oleh tanah dengan potensial sebesar 1/3 atm. Batas ini dikenal sebagai kapasitas lapang, sedangkan titik layu permanen merupakan batas minimum tanaman menyimpan airpada tekanan potensial 15 atm yang pada saat itu tanaman tidak mampu melakukan aktivitasnya dan mengalami kekeringan fisiologis jika tidak diberi tambahan air.
BAB III CARA KERJA
1. Kolom curah hujan (CH) Diisi dengan data curah hujan rata -rata bulanan atau curah hujan dengan peluang tertentu (misal CH dengan peluang (P > 75%)) yang dapat mewakili seluruh lahan. 2. Kolom evapotranspirasi potensial (ETP) Diisi dengan nilai ETP dari stasiun setempat dengan urutan prioritas ETP dari : Lysimeter, Panci klas A dikali dengan koefisien dan pendugaan ETP dengan rumus empiris (Penman, Thorthwaite, Blaney -Criddle dsb). 3. Kolom CH – ETP Diisi dengan nilai selisih CH dengan ETP 4. Kolom akumulasi potensial kehilangan air untuk penguapan (APWL) Diisi dengan penjumlahan nilai CH-ETP yang negatif secara berurutan bulan demi bulan. 5. Kolom kandungan air tanah (KAT) Isi dulu nilai KAT dimana terjadi APWL dengan rumus : KAT = TLP + [ [ 1,00041 – (1,07381/AT)]| APWL| x AT] dimana, TLP =titik layu permanen dan KL = kapasitas lapang dan air tersedia, AT = KL – TLP |APWL| = nilai absolut APWL Misal KAT Mei (APWL = -9) KL=250 mm, TLP =100 maka AT = 250 – 100 = 150 mm, sehingga KAT mei = 100 + [[1.00041-(1,07381/150)]9 x 150] = 241,1 mm Kemudian isi nilai KAT pada kolom dimana tidak terjadi APWL dengan cara: KAT = KAT terakhir + CH - ETP , jika bila nilai KAT-nya mencapai Kapasitas Lapang (KL) maka yang diambil adalah nilai KL. Misal untuk bulan Nopember : KAT terakhir = KAT oktober (124 mm) dan CH-ETP Nopember = 63 mm, maka KAT Nop = 124 + 63 = 187 (belum mencapai KL). Misal untuk bulan Pebruari : KAT terakhir = KAT Januari (250 mm) dan CH-ETP Januari = 128 mm, maka KAT Nop = 250 + 128 = 378 (melebihi KL = 250 mm) sehingga KAT Januari = 250 mm. 6. Kolom perubahan kadar air tanah (dKAT) Nilai dKAT bulan tersebut adalah KAT bulan tersebut dikurangi KAT bulan sebelumnya. Nilai positif menyatakan perubahan kandungan air tanah yang berlangsung pada CH > ETP (musim hujan), penambahan berhenti bila Dkat =0 setelah KL tercapai. Sebaliknya bila CH < ETP atau dKAT negatif, maka seluruh CH dan sebagian KAT akan di evapotranspirasi-kan. 7. Kolom Evapotranspirasi Aktual (ETA) Bila CH > ETP maka ETA = ETP karena ETA mencapai maksimum. Bila CH < ETP maka ETA = CH + |dKAT| karena seluruh CH dan dKAT seluruhnya akan dievapotranspirasikan. 8. Kolom Defisit (D) Defisit berarti berkurangnya air untuk dievapotranspirasikan sehingga, D = ETP – ETA , berlangsung pada musim kemarau.
9. Kolom Surplus (S) Surplus berarti kelebihan air ketika CH >ETP sehingga, S = CH-ETP-dKAT , berlangsung pada musim hujan. 10. Kolom Run Off Run off (RO) merupakan aliran permukaan atau limpasan. Thornthwaite dan Mather (1957) membagi RO menjadi dua bagian : 1. 50% dari Surplus bulan sekarang (Sn). 2. 50% dari RO bulan sebelumnya (ROn -1). Nilai 50% adalah koefisien run off studi di Amerika. Nilai ini dapat berubah sesuai kondisi setempat. Sehingga, RO bulan sekarang (Rn) = 50% (Sn + ROn -1) Misal untuk RO Maret = 50% (152 + 137) = 144 mm. Khusus RO bulan Januari, karena ROn -1 belum terisi maka ROn-1 diambil 50% dari surplus bulan Desember (50% dari 56 = 28 mm).
Analisis Neraca Air Untuk melihat secara jelas bulan surplus dan defisit dari neraca air maka buatlah grafik dimana sumbu-x adalah bulan dan sumbu-y adalah curah hujan, ETP dan ETA.
BAB IV HASIL MENGHITUNG NERACA AIR LAHAN BULANAN BULAN CH ETP CH-ETP APWL KAT d KAT ETA Defisit Surplus Run-off JANUARI 300 112 188 190 0 112 0 188 121 FEBRUARI 296 118 178 190 0 118 0 178 119.25 MARET 250 130 120 190 0 130 0 120 89.8125 APRIL 244 120 124 190 0 120 0 124 84.45313 MEI 120 138 -18 -18 172.8292362 -17.1708 137.1708 0.8292 0 21.11328 JUNI 86 118 -32 -32 161.1632083 -11.666 97.666 20.334 0 5.27832
JULI 62 110 -48 -48 149.4116842 -11.7515 73.7515 36.2485 0 1.31958 AGUSTUS 40 105 -65 -65 138.5454789 -10.8662 50.8662 54.1338 0 0.329895 SEPTEMBER 50 108 -58 -58 142.8321423 4.286663 54.28666 53.71334 0 0.082474 OKTOBER 140 133 7 149.8321423 7 133 0 0 0.020618 NOVEMBER 205 130 75 190 40.16786 130 0 34.83214 17.42123 DESEMBER 255 146 109 190 0 146 0 109 58.85531
diket : KL = 190 TLP = 68 AT = 122
PEMBAHASAN Dalam melakukan analisis neraca air lahan dari tabel di atas perlu dilakukan penghitungan tiap komponen yang mempengaruhi sistem yaitu : total curah hujan, evapotranspirasi aktual, dan aliran sungai. Karena unit analisis yang digunakan dalam penelitian adalah DAS dengan mempelajari kondisi hidrologi yang ada di dalamnya yang antara lain terjadinya penguapan total, atau umumnya disebut evapotranspirasi, yang mencakup penguapan dari seluruh tubuh air, tanah, tumbuh-tumbuhan, dan permukaan bumi serta transpirasi dari vegetasi maka semua komponen evaporasi diasumsikan telah masuk ke dalam perhitungan evapotranspirasi Sumber masukan air utama tabel adalah berupa curah hujan dan evapotranspirasi. bahasan diatas dapat disimpulkan: (1) Defisit air terjadi selama 5 bulan yaitu mulai bulan mei sampai dengan bulan September. Dan deficit terbesar adalah pada bulan September yaitu 53,71 mm dan deficit air terendah ada pada bulan mei yaitu sebesar 0,8 mm. dan total deficit air nya adalah 165,25 mm . (2) Sedangkan pada bulan januari – sampai dengan bulan april dan november sampai desember terjadi surplus air .dan surplus terbesar terjadi pada bulan januari yaitu sebesar 188 mm dan surplus terkecil terjadi pada bulan november yaitu sebesar 34,83 mm . Dan pada bulan oktober antara evapotranspirasi dan defisit air terjadi keseimbangan yaitu 0 .ini berarti bahwa tanah tidak mengalami kelebihan dan kekurangan air pada bulan oktober karena terjadi musim panca roba yg terjadi pada b ulan September . Karena air bersifat dinamis maka nilai neraca air selalu berubah dari waktu ke waktu sehingga di suatu tempat kemungkinan bisa terjadi kelebihan air ( suplus) ataupun kekurangan (defisit). Apabila kelebihan dan kekurangan air ini dalam keadaan ekstrim tentu dapat menimbulkan bencana, seperti banjir ataupun kekeringan.
BAB V KESIMPULAN - Dalam perhitungan neraca air bulanan ini dapat disimpulkan bahwa ketersediaan air tanah adalah cukup dalam 1 tahun dimana hanya terjadi 5 bulan deficit air dan 7 bulan surplus air . - Penaksiran kebutuhan air untuk satu lahan pertanaman sangat diperlukan untuk menentukan pola tanam berdasarkan kebutuhan dan ketersediaan air hujanyang ada. Hal tersebut dilakukan sebagai usaha untuk memanfaatkan sumber daya alam (hujan) dengan sebaik baiknya serta untuk mendapatkan hasilsemaksimal mungkin.Untuk menganalisis hubungan iklim, tanah dan tanaman dilakukan denganmetode neraca air.
DAFTAR PUSTAKA - Website : http://mmahbubwordpress.com (diakses tanggal 24 MEI 2011) - Penuntun Praktikum Agrohidrologi (oleh Ir. M. Mahbub, MP, PS Ilmu Tanah Unlam) - Jurnal oleh EKO NOERHAYATI ,neraca air dengan metode thornthwaite dan matter di das konto hulu - http://Journal.ipb.ac.id/index.php/konservasi/article/view/2218/1242
