Journal homepage: http://iptek.its.ac.id/index.php/jats
Perencanaan  Jaringan  Irigasi  Hidroponik  Guna  Ekstensifikasi  Lahan  pada  Sawah Tadah Hujan di Kelurahan Made, Kecamatan Sambikerep, Kota Surabaya
Choirul Anwar 1 , S. Kamilia Aziz 1 , Dwi Indriyani 1,* , Deris Faisa Ralindra 1 , Fitria Wahyuni 1
Departemen Teknik Infrastruktur Sipil, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, Surabaya 1 Koresponden*, Email: d.indriyani@ce.its.ac.id
Info Artikel Abstract
Diajukan                  03 Februari 2021
Diperbaiki                28 Februari 2021 Disetujui                  15 Maret 2021 Keywords: Aquaponic, Biofloc, Hydroponic, Urban Farming.
The population of Surabaya city from 2014 to 2015 increased by 4.45%. Agricultural land in the Surabaya city experiences 75 hectares of land every year. The increase in the population of the  city  of  Surabaya  is  inversely  proportional  to  the  availability  of  agricultural  land.  The solution is to apply a new concept of urban farming. The optimization of the existing resulted in cropping intensity of 289% with rice-palawija-palawija cropping patterns, while optimization of the plan resulted in cropping intensity of 240% with palawija-palawija  cropping patterns (top  level  hydroponics),  311%  with  palawija-palawija-palawija  cropping  patterns  (low  level hydroponics), and catfish farming by biofloc’s system. The water demand is 3.63x106  liters while the water supply is 3.75x106 liters. BCR of existing and plans are 0.09 and 1.43. NPV of existing and  plans are -115,719,410.06 IDR  and 2,956,052,297.26.  IDR. PP of existing  and plans require 12.39 years and 1.7 years.
Kata kunci: Aquaponik, Bioflok,
Hidroponik, Urban Farming.

## Abstrak
Jumlah  penduduk Kota Surabaya dari  tahun  2014 sampai 2015 mengalami peningkatan sebesar 4,45%. Lahan pertanian di Kota Surabaya mengalami penyusutan lahan sebesar 75  hektar  setiap  tahunnya.  Peningkatan  jumlah  penduduk  Kota  Surabaya  berbanding terbalik dengan ketersediaan lahan pertanian. Solusinya adalah menerapkan konsep baru urban  farming .  Hasil  optimasi  eksisting  menghasilkan  intensitas  tanam  sebesar  289% dengan  pola  tanam  padi-palawija-palawija,  sedangkan  optimasi  rencana  menghasilkan intensitas tanam sebesar 240% dengan pola tanam palawija-palawija (hidroponik tingkat atas),  intensitas  tanam  sebesar  311%  dengan  pola  tanam  palawija-palawija-palawija (hidroponik tingkat bawah), dan budidaya ikan lele sistem bioflok. Kebutuhan air rencana sebesar 3,63x106 liter sedangkan ketersediaan tampungan air total sebesar 3,75x106 liter. Nilai Benefit Cost Ratio (BCR) eksisting dan rencana masing-masing sebesar 0,09 dan 1,43. Nilai  Net  Present  Value (NPV)  eksisting  dan  rencana  masing-masing  sebesar  Rp- 115.719.410,06  dan  Rp2.956.052.297,26.  Nilai Payback  Period (PP) eksisting dan  rencana membutuhkan 12,39 tahun dan 1,7 tahun.

## 1. Pendahuluan
Surabaya merupakan kota terbesar kedua di Indonesia se- telah Jakarta. Menurut Dinas Kependudukan dan Catatan Si- pil  Kota  Surabaya  jumlah  penduduk  Kota  Surabaya  pada tahun  2014  yaitu  2.848.583  jiwa.  Pada  tahun  2015  jumlah penduduk Kota Surabaya tercatat sebanyak 2.975.359 jiwa. Jumlah penduduk dari tahun 2014 sampai 2015 mengalami peningkatan  sebesar  4,45%  [1].  Surabaya  memiliki  lahan pertanian sebesar 1.400 hektar. Lahan pertanian tersebut me- ngalami penyusutan lahan sebesar 75 hektar setiap tahunnya menurut Dinas Pertanian Kota Surabaya. Peningkatan jumlah penduduk Kota Surabaya berbanding terbalik dengan keter- sediaan lahan pertanian [2].
Perbedaan antara peningkatan jumlah penduduk dan pe- nurunan lahan menyebabkan harga sayur-sayuran di Suraba- ya semakin tinggi. Jumlah ketersediaan sayuran terbatas se- dangkan permintaan semakin meningkat. Menurut data BPS Jatim  pada  Tahun  2016  Kota  Surabaya  mengalami  inflasi
sebesar  0,73%.  Komoditas  sayur-sayuran  penyumbang  in- flasi terbesar dari kelompok bahan makanan sebesar 2,36% [1].
Untuk mengatasi ketidakseimbangan tersebut pemerintah Kota  Surabaya  membuat  program  urban  farming.  Menurut Bappeko  Kota  Surabaya  program  ini  dituangkan  dalam Rencana Pembangunan Jangka Menengah Daerah (RPJMD) tahun 2006-2010 dan dilanjutkan kembali pada tahun 2011- 2015.  Salah  satu  kegiatan  urban  farming  ini  terdapat  di Kelurahan  Made  Kecamatan  Sambikerep  Surabaya.  Luas lahan  Urban  Farming  tersebut  sebesar  211,85  hektar  dan produksi tanaman mencapai 6.000 ton per tahun [1].
Pemerintah Kota Surabaya sejak tahun 2007 hingga tahun 2013  belum  menentukan  tolak  ukur  keberhasilan  pelak- sanaan urban farming. Pengembangan desain urban farming di seluruh wilayah Kota Surabaya termasuk Kelurahan Made berjalan lambat [1].
Choirul Anwar dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 2, Mei 2021 (167-176)
Oleh karena itu, diperlukan sebuah desain inovasi untuk mengembangkan  urban  farming  di  Kota  Surabaya.  Peren- canaan  Jaringan  Irigasi  Hidroponik  Guna  Ekstensifikasi Lahan pada Sawah Tadah Hujan di Kelurahan Made, Keca- matan  Sambikerep,  Kota  Surabaya  merupakan  salah  satu upaya untuk pengembangan urban farming tersebut.

## 2. Metode
2.1. Konsep Urban Farming Made
Konsep urban farming Made dapat dilihat pada Gambar 1 dengan penjelasan sebagai berikut ini:
a. Air hujan akan ditangkap oleh atap greenhouse . Air yang sudah dikumpulkan oleh atap akan dialirkan ke tampungan air (kolam budidaya ikan) melalui pipa dengan gaya  gravi- tasi.
b. Air ini  digunakan untuk membudidayakan ikan lele de- ngan metode bioflok. Air bekas dari ikan lele akan dialir- kan ke kolam hidroponik sistem terapung melalui pipa de- ngan gaya gravitasi.
c. Air bekas budidaya ikan lele akan ditampung di kolam hi- droponik  sistem  terapung  yang  dimanfaatkan  sebagai aquaponik. Kandungan air bekas lele bermanfaat sebagai nutrisi untuk tanaman sawi.
d. Air  bekas  aquaponik  dicampur  dengan  pupuk  AB  mix akan dipompa keatas dan akan digunakan sebagai hidro- ponik fertigasi tetes untuk tanaman cabai.
e. Air dengan pupuk AB mix tersebut akan dialirkan melalui pipa-pipa ke tanaman cabai. Air yang tidak diserap oleh tanaman cabai akan dikembalikan lagi ke kolam budidaya ikan.

## 2.2. Koefisien Pengaliran (C)
Koefisien runoff sangat  dipengaruhi oleh daerah  kedap air seperti persamaan (1). Dimana Cp adalah koefisien runoff
untuk daerah tidak kedap air, dan Im adalah rasio kedap air (luas kedap air dibagi dengan luas total) [3].
p m m C ) I - (1 + I 0,9 = C (1).
2.3. Ketersediaan Penampungan Air Hujan ( Inflow )
Ketersediaan penampungan air hujan didapatkan dari air limpasan pada atap greenhouse seperti persamaan (2). C a- dalah koefisien limpasan, i adalah intensitas curah hujan, dan A adalah luas atap [4].
A i C = Runoff (2)

## 2.4. Evapotranspirasi Peinmonteh
Evapotranspirasi adalah gabungan dari dua peristiwa yakni evaporasi  dan  transpirasi  yang  terjadi  secara  bersamaan. Evapotranspirasi  dipengaruhi  beberapa  faktor  iklim  seperti suhu  udara,  kelembaban,  kecepatan  angin,  tekanan  udara, sinar matahari. Beberapa metode untuk menghitung evapo- transpirasi adalah rumus Blaney Criddle, Penmann dan Ture- Langhein-Wunt.  Untuk  daerah  tropis  besarnya  evapotrans- pirasi  yang  terjadi  dihitung  menggunakan  Metode  Penman modifikasi FAO pada persamaan (3).
ed)} - (ea W).f(u). - (1 c{W.R = Eto n  (3)
Dimana c adalah  faktor  pergantian  cuaca  akibat  siang  dan malam,  W  adalah  Faktor  berat  yang  mempengaruhi  penyi- naran  matahari  pada  evapotranspirasi  potensial,  Rn  adalah radiasi penyinaran matahari dalam perbandingan penguapan atau  radiasi matahari bersih (mm/hari), f (u) adalah Fungsi Pengaruh  angin  pada  ETo,  dan  (ea-ed)  adalah  perbedaan tekanan uap air jenuh dengan tekanan uap air nyata (mbar) [5].

## 2.5. Evapotranspirasi Greenhouse
Stanghellini (1987) merevisi persamaan penman-Monteith (3) untuk mewakili kondisi di rumah kaca, di mana kecepatan udara  biasanya  rendah  (<1,0  ms-1).  Model  Stanghellini persamaan (4) – (7) meliputi perhitungan fluks panas radiasi matahari yang berasal dari karakteristik empiris dari gelom- bang  pendek  dan  penyerapan  radiasi  gelombang  panjang dalam  kanopi  Multi-lapisan.  LAI  adalah  indeks  area  daun yang digunakan untuk memperhitungkan pertukaran energi dari beberapa lapisan daun pada tanaman rumah kaca (m2). Resistensi internal dan eksternal rc dan ra untuk kanopi yang digunakan  adalah  70  detik/m  dan  430  detik/m.  Kt  adalah faktor konversi satuan waktu (3600 mm/jam), To adalah suhu daun  ( o C),  Cp  adalah  spesifik  udara  (MJ/kg o C),  ρ  adalah kepadatan  udara  berarti  (kg/m3),  ε  adalah  air  untuk mengeringkan rasio berat molekul (-), λ adalah panas laten dari  vapourization  (MJ/kg),  σ  adalah  konstan  Stefan Boltzmann  (MJ/m2K4hari),  rR  adalah  resistensi  radiatif
Gambar 1. Konsep Urban Farming Made
(detik/m), P adalah tekanan atmosfer (kPa), dan VPD adalah defisit tekanan uap (kPa). [6]
) 1 ( r C . VPD. K G) - (R 1 . 2 ET a p t n o a c r r LAI          (4)
R p ns r T T C R ) .( . . 252 . 07 , 0 R 0 n     (5)
  P C p .  (6) 3 R ) 15 , 273 ( 4 . r   T C p   (7)
2.6. Evapotranspirasi Tanaman
Evapotranspirasi tanaman (Etc, mm/hari) didapatkan dari koefisien  tanaman  (Kc)  dengan  evapotransirasi  tanaman acuan  (Eto,  mm/hari)  pada  persamaan  (8).  Nilai  Kc  cabai awal,  vegetatif,  pembungaan,  pembuahan,  dan  pemasakan adalah 0,4; 0,75; 1,1; 1; dan 0,9 [7]. Sedangkan nilai Kc sawi awal, tengah, dan akhir pertumbuhan adalah 0,30; 1,20; dan 0,60 [8].
o c c ET K = ET  (8)
2.7. Intensitas Tanam
Panen  tanaman  padi  dan  palawija  dapat  dilakukan  lebih dari satu kali dalam setahun sehingga luas panen per tahun dapat  dihitung  dengan  mengalikan  antara  intensitas  perta- naman ( Cropping  Intensity ) dengan  luas baku sawah. Oleh karean itu Intensitas tanam bisa dihitung dengan persamaan (9). Dimana CI adalah intensitas tanam (kali/tahun), A adalah luas panen (ha), dan LS adalah luas baku sawa (ha) [9].
CI  = (9) 2.8. Kebutuhan Air pada Hidroponik ( Outflow )
Laju  pemberian  air  yang  tepat  pada  kolam  hidroponik sistem  terapung  diperlukan  untuk  mempertahankan  tinggi muka air atau mengkompensasi laju konsumsi air tanaman. Debit kebutuhan air dapat dihitung dengan persamaan (10). Dimana Q adalah debit kebutuhan air (m 3 /hari), Etc adalah laju  evapotranspirasi  aktual  (mm/hari)  pada  Greenhouse, P adalah  panjang  kolam  (m),  dan  L  adalah  lebar  kolam  (m) [10].
PL 1000 ET Q c  (10)
2.9. Tampungan Air
Tampungan  air  dihitung  menggunakan  metode  Ripple atau kurva Massa. Metode ini menghitung besarnya kapasitas
tampungan efektif untuk kebutuhan air yang konstan. Pada diagram Gambar 2 nilai Inflow (S) adalah debit kumulatif tampungan air dengan kemiringan kurva massa pada waktu tertentu. Outflow (D) adalah debit kebutuhan air dengan ke- miringan  kurva  massa.  Kapasitas  penyimpanan  ( active storage ) adalah nilai kumulatif maksimum antara garis sing- gung dari garis permintaan (D) ditarik pada titik tertinggi dan titik terendah dari kurva massa (S) memberikan tingkat pena- rikan dari tampungan air selama perode kritis [11].

## 2.10. Analisa Ekonomi
Analisa ekonomi yang digunakan pada penelitian ini ada- lah menggunakan metode Benefit Cost Ratio (BCR), metode Net Present Value (NPV), dan metode Payback Period (PP) [12].
Metode  BCR  ini  memberikan  penekanan  terhadap  nilai perbandingan antara aspek manfaat ( benefit ) yang akan dipe- roleh dengan aspek biaya dan kerugian yang akan ditanggung ( cost )  dengan  adanya  investasi  tersebut.  Metode  ini  sangat baik  dilakukan  dalam  rangka  mengevaluasi  proyek-proyek pemerintah  yang  berdampak  langsung  pada  masyarakat banyak ( Public government project ). Metode ini memiliki 2 kriteria. Jika BCR > 1 artinya investasi layak ( feasible ) dan jika BCR < 1 artinya investasi tidak layak ( unfeasible ).
Metode NPV pada dasarnya memindahkan cash flow yang menyebar sepanjang umur investasi ke waktu awal investasi (t=0)  atau  kondisi present. Metode  ini  memiliki  2  kriteria. Jika NPV ≥ 0 artinya investasi akan menguntungkan/layak ( feasible )  dan  jika  NPV  <  0  maka  artinya  investasi  tidak menguntungkan/layak ( unfeasible ).
Analisis Payback  Period pada  dasarnya  bertujuan  untuk mengetahui  seberapa  lama  (periode)  investasi  akan  dapat dikembalikan  saat  terjadinya  kondisi  pulang  pokok  ( break even-point). Lamanya periode pengembalian (k) saat kondisi cost -nya  bersifat  annual  dapat  dihitung  dengan  persamaan (11)
k = x Periode Waktu (11)
Gambar  2. Metode  Kurva  massa  dan  Analisis  Kurva Massa [11]
Choirul Anwar dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 2, Mei 2021 (167-176)

## 3. Hasil dan Pembahasan
3.1. Koefisien Pengaliran (C)
Koefisien  pengaliran  (C)  didapat  dari  luasan  atap Greenhouse sebesar 10.706,560 m 2 . Atap Greenhouse terbuat dari atap plastik yang bersifat kedap air. Rasio kedap air (Im) sebesar 1. Koefisien runoff untuk daerah tidak kedap air (Cp) sebesar  0  karena  semua  daerah  kedap  air.  Sehingga  nilai koefiseien Pengaliran (C) sebesar 0,9.
3.2. Ketersediaan Penampungan Air Hujan ( Inflow )
Ketersediaan penampungan air hujan didapatkan dari air limpasan  ( runoff )  atap Greenhouse yang  akan  ditampung pada reservoir. Reservoir tersebut nantinya akan dimanfaat- kan  untuk  kebutuhan  air  dari  tanaman  hidroponik  dan budidaya  ikan  (aquaponik).  Intensitas  curah  hujan  (i)  yang digunakan  adalah  rerata  curah  hujan  atau  sebesar  50%. Volume  penampungan  air  hujan  dapat  dilihat pada tabel  1 dan gambar 3 . Pada Tabel 1 menunjukkan bahwa volume terbesar  pada  bulan  Februari  sebesar  3,723  juta  liter.  Se- dangkan volume terkecil pada bulan Agustus sebesar 0,059 juta liter. Hal ini karena pada bulan Agustus adalah musim kemarau.  Rata-rata  volume  dalam  1  tahun  adalah  sebesar 1,724 juta liter.
3.3. Perbandingan Evapotranspirasi
Data  klimatologi  mengunakan  dari  Stasiun  meteorologi Perak II Surabaya. Data klimatologi berupa data kelembaban, temperatur, lama penyinaran matahari, dan kecepatan angin. Jumlah data klimatologi adalah sebanyak 9 data, mulai dari tahun 2010 sampai dengan tahun 2018.
Menurut  Stanghellini,  greenhouse  dapat  mengurangi evapotranspirasi  (ET)  sebanyak  70%  dari  sawah  terbuka. Menurut  Fernandes  dalam  Peter  Tipis  Ole  Mpusia    peng- gunaan greenhouse di daerah kering mengurangi kebutuhan tanaman air dengan mengurangi evapotranspiration [6].
Penutup plastik yang  digunakan pada greenhouse beru- bah  secara  lokal  keseimbangan  radiasi  dengan  entrapping radiasi gelombang panjang dan menciptakan penghalang un- tuk  kerugian  kelembaban.  Akibatnya  ETo  berkurang  seba- nyak 60% sampai 85% dibanding di luar rumah kaca. Hal ini berbanding  lurus  dengan  penelitian  ini  dapat  dilihat  pada tabel  2 dan gambar  4 menunjukan  bahwa  nilai  evapo- transpirasi  potensial  harian  (Eto)  metode  Stanghellini  ( in- door )  lebih  rendah  daripada  evapotranspirasi  metode  po- tensial  harian  (Eto)  Penman Modifikasi  (outdoor).  Besaran penurunan evapotranspirasi dari 49,77% sampai 76,09%.
3.4. Kebutuhan Air ( Outflow )
Kebutuhan  air  ini  diperoleh  dari  kebutuhan  air  untuk tanaman yang berada di dalam greenhouse dan kebutuhan air
Tabel 1. Volume Penampungan Air Hujan
Bu lan I (mm) A (m 2 ) C Runnoff *  Runnoff ** Kumul Runnoff** Nov 147 10706.59 0.900 1.417 1.417 1.417 Des 345 10706.59 0.900 3.327 3.327 4.744 Jan 325 10706.59 0.900 3.130 3.130 7.874 Feb 386 10706.59 0.900 3.723 3.723 11.596 Mar 371 10706.59 0.900 3.579 3.579 15.175 Apr 224 10706.59 0.900 2.158 2.158 17.333 Mei 159 10706.59 0.900 1.530 1.530 18.863 Jun 69 10706.59 0.900 0.663 0.663 19.526 Jul 32 10706.59 0.900 0.304 0.304 19.830 Agu 6 10706.59 0.900 0.059 0.059 19.889 Sep 17 10706.59 0.900 0.167 0.167 20.056 Okt 65 10706.59 0.900 0.628 0.628 20.684 1.724 1.724
* × 1.000 m 3 ; ** × 1.000.000 liter
Gambar 3. Grafik Volume Penampungan Air Hujan.
Tabel 2. Perbandingan Evapotranspirasi potensial (Eto)
Bulan Eto Indoor Eto Outdoor Kum. Outflow* Nov 3.94 6.202 63.50% Des 3.08 5.123 60.10% Jan 2.936 5.476 53.60% Feb 2.897 5.822 49.80% Mar 3.122 5.934 52.60% Apr 3.122 5.322 58.70% Mei 3.527 5.123 68.90% Jun 3.697 5.067 73.00% Jul 4.028 5.294 76.10% Agu 4.586 6.088 75.30% Sep 4.824 6.796 71.00% Okt 5.213 7.121 73.20%
Gambar 4. Grafik  Perbandingan Evapotanspirasi potensial
(Eto) outdoor dengan indoor. Nop Des Jan Peb Mar Apr Mei Juni Juli Agust Sept Okt Eto outdoor 6.20 5.12 5.48 5.82 5.93 5.32 5.12 5.07 5.29 6.09 6.80 7.12 Eto indoor 3.94 3.08 2.94 2.90 3.12 3.12 3.53 3.70 4.03 4.59 4.82 5.21 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 m m /h ar i) Waktu Evapotranspirasi Periode Satu Bulanan
untuk budidaya ikan. Desain irigasi terdiri dari 3 komponen yaitu hidroponik tingkat atas, tingkat bawah, dan tampungan air dapat dilihat pada gambar 5 dan 6.

## 3.5. Kebutuhan Air untuk Hidroponik Tingkat Atas
Hidroponik  tingkat  atas  akan  ditanami  tanaman  cabai.
Sistem  irigasi  hidroponik  menggunakan  sistem  fertigasi hidroponik.  Tanaman  cabai  ditanam  di  polybag  yang diletakan  sebuah  angkringan.  Irigasi  tanaman  cabai  dialiri dengan metode irigasi tetes untuk memenuhi kebutuhan air dan  nutrisi.  Luas  baku  sawah  (LS)  yang  ditanami  cabai mencapai 100% dari luas total (1,072 Ha). Dari hasil optimasi pola tanam tersebut didapatkan luas panen (A) sebesar 2,573 Ha.  Sehingga  intensitas  tanam  cabai  adalah  2,4 kali  dalam setahun  atau  sebesar  240%. Pola  tanam  cabai  dapat  dilihat pada gambar 7. Kebutuhan air tanaman cabai dapat dilihat pada tabel 3 atau pada gambar 8 dan 9 .
3.6. Kebutuhan Air untuk Hidroponik Tingkat Bawah Hidroponik  tingkat  bawah  akan  ditanami  tanaman  sawi. Dalam penelitian yang dilakukan Suryo Adi Wibowo tentang pengaruh pemberian naungan dengan intensitas cahaya ter- hadap pertumbuhan sawi [13]. Dimana penelitian itu mem- bandingkan  3  perlakuan naungan  yaitu  tanpa  naungan  0%, dengan naungan 50%, dan dengan naungan 75%. Hasil dari penelitian menyatakan bahwa sawi yang di naungan dengan intensitas  cahaya  50%  memberikan  pertumbuhan  dan  hasil yang terbaik dibandingkan dengan naungan dengan intensitas cahaya 25% maupun tanpa naungan. Pada hidroponik tingkat atas yang ditanami dengan cabai memiliki jarak 60 cm x 60 cm untuk setiap tanaman. Hal ini mengakibatkan intensitas cahaya  untuk  tanaman  sawi  berkurang.  Oleh  karena  itu, tanaman sawi dipilih untuk hidroponik tingkat bawah.
Sistem  hidroponik  tanaman  sawi  berupa  teknologi hidroponik  sistem  terapung  (THST).  Teknologi  ini  dipilih
Gambar 5. Desain Hidroponik pada Urban Farming Made )
Gambar  6 .  Desain  Tampungan  Air  pada Urban  Farming Made
Gambar 7. Pola Tanam Hidroponik Cabai
Tabel 3. Kebutuhan Air untuk Hidroponik Cabai
Bulan  Luas (Ha) Q (l/detik) Ouflow cabai* Kum. Outflow* Inflow* Kum. Inflow* Nov 1.072 0.521 1.350 1.350 1.417 1.417 Des 1.072 0.474 1.268 2.618 3.327 4.744 Jan 1.072 0.504 1.350 3.968 3.130 7.874 Feb 1.072 0.505 1.222 5.190 3.723 11.596 Mar 1.072 0.469 1.255 6.445 3.579 15.175 Apr 1.072 0.510 1.322 7.767 2.158 17.333 Mei 1.072 0.592 1.585 9.352 1.530 18.863 Jun 1.072 0.602 1.559 10.912 0.663 19.526 Jul 1.072 0.620 1.662 12.573 0.304 19.830 Agu 1.072 0.624 1.672 14.246 0.059 19.889 Sep 1.072 0.607 1.573 15.819 0.167 20.056 Okt 1.072 0.643 1.723 17.542 0.628 20.684
* × 1.000.000 liter
Gambar 8. Grafik Kebutuhan Air untuk Hidroponik Cabai
Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agu Sep Okt Outflow Cabai (10^6 ltr) 1.35 1.27 1.35 1.22 1.25 1.32 1.59 1.56 1.66 1.67 1.57 1.72 Inflow  (10^6 ltr) 1.42 3.33 3.13 3.72 3.58 2.16 1.53 0.66 0.30 0.06 0.17 0.63 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00 (L ite r) Waktu GRAFIK KEBUTUHAN AIR HIDROPONIK CABAI
Gambar 9. Grafik Kebutuhan Air untuk Hidroponik Cabai
Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agu Sep Okt Outflow Cabai (10^6 ltr) 1.35 2.62 3.97 5.19 6.45 7.77 9.35 10.91 12.57 14.25 15.82 17.54 Inflow  (10^6 ltr) 1.42 4.74 7.87 11.60 15.18 17.33 18.86 19.53 19.83 19.89 20.06 20.68 0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 (L ite r) Waktu GRAFIK KUMULATIF KEBUTUHAN AIR HIDROPONIK CABAI
Choirul Anwar dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 2, Mei 2021 (167-176)
karena  lebih  mudah  daripada  sistem  fertigasi  hidroponik. Teknologi  ini  hanya  diletakkan  di  atas  kolam  tampungan dengan ketinggian 40 cm tanpa menggunakan pompa untuk mengaliri air. Luas baku sawah (LS) yang digunakan untuk 80% (0,858 Ha) dari luas total (1,072 Ha) atau 89% dari luas tampungan air (0,965 Ha) dan 11% dari luas tampungan air digunakan sebagai ruang kosong untuk sirkulasi cahaya dan udara pada pertumbuhan budidaya ikan. Dari hasil optimasi didapatkan  luas  panen  (A)  sebesar  2,668  Ha.  Sehingga menghasilkan  intensitas  tanam  sebesar  3,11  kali  dalam setahun  atau  sebesar  311%.  Pola  tanam  sawi  dapat  dilihat pada gambar 10.
Kebutuhan  air  untuk  hidroponik  tingkat  bawah  (sawi) didapatkan dari sisa air kebutuhan tanaman cabai. Sehingga inflow sawi pada tabel 4 adalah hasil pengurangan dari inflow air  hujan  dikurangi  dengan outflow tanaman  cabai.  Hal  ini untuk mengoptimalkan ketersediaan air hujan ( inflow ) secara maksimal.  Kebutuhan  air  tanaman  sawi  dapat  dilihat  pada tabel 4 atau pada gambar 11 dan 12 .
3.7. Tampungan Air.
Tampungan  air  ini  memiliki  2  fungsi.  Yang  pertama menjadi tempat penyimpanan air untuk kebutuhan air irigasi (hidroponik  tingkat  atas  dan  bawah).  Yang  kedua  sebagai budidaya  ikan  tawar.  Pemanfaatan  ini  bisa  menambahkan keuntungan dari pembudidayaan ikan pada sistem ini. Selain itu kotoran yang dihasilkan oleh ikan bisa digunakan sebagai pupuk  dan  nutrisi  untuk  tanaman  sawi.  Hal  ini  dapat menghemat pengeluaran  untuk membeli pupuk dan  nutrisi.
Luasan tampungan air terdiri dari 90% (0,965 Ha) dari luas total (1,072 Ha) dan 10% dari luas total digunakan sebagai jalan akses untuk mempermudahkan operasi dan pemeliha- raan irigasi. Tampungan air memiliki 2 macam kolam yaitu kolam budidaya ikan seluas 10% (0,107 Ha) dari luas total dan kolam hidroponik sistem terapung seluas 80% (0,858 Ha) dapat dilihat pada gambar 13 .
3.8. Kebutuhan Tampungan Air untuk Kebutuhan Tanaman Cabai dan Sawi.
Kebutuhan tampungan air didapatkan dari kebutuhan air total dari tanaman cabai dan sawi dapat dilihat pada tabel 5 atau gambar 14 dan 15 . Tampungan minimal sebesar -1,613 juta  liter,  tampungan  maksimal  sebesar  2,017  juta  liter, sedangkan kebutuhan tampungan air sebesar 3,630 juta liter.
3.9. Kebutuhan  Tampungan  Air  untuk  Kolam  Budidaya Ikan
Kolam  budidaya  ikan  berbentuk  persegi  panjang  yang terbuat  dari  kerangkan  besi  diameter  6  cm  dengan  dilapisi terpal.  Desain  Perencanaan  kolam  untuk  budidaya  ikan memiliki  tinggi  1,3  m  dengan  kedalaman  air  1,1  m.  Luas kolam sebesar 1,720 m 2 . Sehingga volume kolam budidaya ikan sebesar 1,180 juta liter.
Gambar 10. Pola Tanam Hidroponik Sawi
Tabel 4. Kebutuhan Air untuk Hidroponik Sawi
Bulan Luas (Ha) Q (l/detik) Ouflow sawi* Kum. Outflow sawi* Inflow sawi * Kum. Inflow sawi* Nov 0.000 0.000 0.000 0.000 0.067 0.067 Des 0.858 0.272 0.728 0.728 2.059 2.125 Jan 0.858 0.108 0.289 1.017 1.780 3.906 Feb 0.858 0.256 0.618 1.635 2.501 6.406 Mar 0.858 0.115 0.307 1.943 2.324 8.730 Apr 0.858 0.275 0.714 2.657 0.836 9.566 Mei 0.858 0.13 0.347 3.004 -0.055 9.510 Jun 0.095 0.036 0.093 3.098 -0.896 8.614 Jul 0.095 0.016 0.044 3.141 -1.358 7.256 Agu 0.000 0.000 0.000 3.141 -1.614 5.643 Sep 0.000 0.000 0.000 3.141 -1.406 4.237 Okt 0.000 0.000 0.000 3.141 -1.095 3.141 * × 1.000.000 liter
Gambar 11. Grafik Kebutuhan Air untuk Hidroponik Sawu
Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agu Sep Okt Outflow (10^6 ltr) 0.00 0.73 0.29 0.62 0.31 0.71 0.35 0.09 0.04 0.00 0.00 0.00 Inflow Sawi (10^6 ltr) 0.07 2.06 1.78 2.50 2.32 0.84 -0.06 -0.90 -1.36 -1.61 -1.41 -1.10 -2.00 -1.50 -1.00 -0.50 0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 (L it er ) Waktu GRAFIK KEBUTUHAN AIR HIDROPONIK SAWI
Gambar 12. Grafik Kebutuhan Air untuk Hidroponik Sawi
Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agu Sep Okt Outflow (10^6 ltr) 0.00 0.73 1.02 1.64 1.94 2.66 3.00 3.10 3.14 3.14 3.14 3.14 Inflow Sawi (10^6 ltr) 0.07 2.13 3.91 6.41 8.73 9.57 9.51 8.61 7.26 5.64 4.24 3.14 0.00 2.00 4.00 6.00 8.00 10.00 12.00 (L it er ) Waktu GRAFIK KUMULATIF KEBUTUHAN AIR HIDROPONIK SAWI
Gambar 13. Sketsa Kolam pada Urban Farming Made.

## 3.10. Kebutuhan  Tampungan  Air  untuk  Kolam  Budidaya Sawi Teknologi Hidroponik Sistem Terapung (THST)
Kolam untuk budidaya sawi dengan menggunkan teknologi hidroponik  sistem  terapung  (TSHT)  berbentuk  persegi panjang yang akan di tutup styrofoam sebagai media apung tanaman  sawi.  Luas  kolam  sebesar  8.576  m2.  Ketinggian kolam sebesar 40 cm dengan kedalaman air 30 cm. Sehingga volume kolam hidroponik sistem terapung sebesar 2,570 juta liter.

## 3.11. Water Balance
Water  balance  adalah  keseimbangan  penggunaan  air antara  kebutuhan  air  ( outflow )  dengan  ketersedian  air
( inflow )  Kebutuhan  air  total  sebesar  3,630  juta  liter. Ketersediaan air dari kolam budidaya ikan sebesar 1,180 juta liter ditambah dari kolam hidroponik sistem terapung sebesar 2,570  juta  liter menghasilkan  ketersediaan  air  total  sebesar 3,750  juta  liter.  Sehingga  surplus  water  balance  sebesar +0,120 juta liter.

## 3.12. Blok dan Pedoman Awal Taman
Pembagian  blok  bertujuan  untuk  memudahkan  pola operasi  dan  pemeliharan  jaringan  irigasi.  Pedoman  awal tanam  bertujuan  untuk  memudahkan  dalam  penjadwalan awal tanam yang disesuikan dengan hasil optimasi. Pebagian blok dan pedoman awal tanam dapat dilihat pada tabel 6 dan gambar 16.

## 3.13. Analisa Ekonomi
Analisa  ekonomi  bertujuan  untuk  mengetahui  apakah proyek ini bisa atau tidak dikerjakan. Analisa berupa benefit cost  rasio  (BCR),  net  present  value  (NPV),  dan  payback period (PP). Pendapatan (benefit) urban farming Made dida- patkan dari penjualan cabai hidroponik, sawi hidroponik, dan ikan lele. Hasil produksi tanaman hidroponik lebih besar dari tanaman konvensional. Harga penjualan tanaman hidroponik lebih mahal dibandingkan dengan tanaman model konvesn- ional.  Hal  inilah  yang  menghasilkan  banyak  pendapatan dengan sistem hidroponik.
Hasil  produksi  cabai  dengan  sistem  hidroponik  dapat menghasilkan 35 ton/ha. Hasil produksi sawi dengan sistem hidropinik dapat menghasilkan 50 ton/ha menurut penelitian dari Simbolon (2011) [14]. Hasil produksi ikan lele dengan sistem  bioflok  lebih  besar  daripada  sistem  konvensional. Padat  tebar  dengan  menggunakan  sistem  bioflok  sebesar 1000  ekor/m3  dengan  hasil  panen  sebesar  93  kg/m3  [15]. Dalam  proyek  ini  ada  2  model  kolam  ikan  yang  bisa
Tabel 5. Kebutuhan Air untuk Total
Bulan Outflo w cabai* Outflo w sawi* Ouflow Total* Kum. Outflow Total* Infl ow* Kum. Inflow* Selisih Nov  1.350  0.000  1.350  1.350  1.417  1.417 0.067 Des  1.268  0.728  1.996  3.346  3.327  4.744 1.331 Jan  1.350  0.289  1.639  4.985 3.13-  7.874 1.491 Feb  1.222  0.618  1.841  6.826  3.723  11.596 1.882 Mar  1.255  0.307  1.562  8.388  3.579  15.175 2.017 Apr  1.322  0.714  2.036  10.424  2.158  17.333 0.122 Mei  1.585  0.347  1.932  12.357 1.53-  18.863 -0.402 Jun  1.559  0.093  1.653  14.009  0.663  19.526 -0.990 Jul  1.662  0.044  1.706  15.715  0.304  19.83 -1.402 Agu  1.672  0.000 1.672  17.387  0.059  19.889 -1.613 Sep  1.573  0.000 1.573  18.960  0.167  20.056 -1.406 Okt  1.723  0.000 1.723  20.684  0.628  20.684 -1.095 Tampungan Minimal -1.613 Tampungan Maksimal 2.017
Kebutuhan Tampungan 3.630 * × 1.000.000 liter
Gambar 14 . Grafik Kebutuhan Air Total Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agu Sep Okt Outflow Total 1.350 1.996 1.639 1.841 1.562 2.036 1.932 1.653 1.706 1.672 1.573 1.723 Inflow 1.417 3.327 3.130 3.723 3.579 2.158 1.530 0.663 0.304 0.059 0.167 0.628 0.000 0.500 1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500 4.000 (L it er ) GRAFIK KEBUTUHAN AIR TOTAL
Gambar 15. Grafik Kebutuhan Air Total
Nov Des Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Agu Sep
Okt Outflow Total 1.350 3.346 4.985 6.826 8.388 10.424 12.357 14.009 15.715 17.387 18.960 20.684 Inflow 1.417 4.744 7.874 11.596 15.175 17.333 18.863 19.526 19.830 19.889 20.056 20.684 0.000 5.000 10.000 15.000 20.000 25.000 (L ite r) GRAFIK KUMULATIF KEBUTUHAN AIR TOTAL Gambar 16 . Blok Tersier pada Urban Farming Made. )
Choirul Anwar dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 2, Mei 2021 (167-176)
dimanfaatkan. Kolam budidaya ikan dengan tinggi 1,3 meter yang menghasilkan 4 siklus pertahun dan kolam hidroponik sawi terapung hanya 2 siklus per tahun. Hal ini dikarenakan kolam hidroponik sawi dimanfaatkan untuk menanam sawi selama  6  bulan  dengan  sistem  hidroponik  terapung  yang mana  kolam  akan  ditutup  dengan  styrofoam.  Total  penda- patan  urban  farming  sebesar  Rp16.625.534.956,38  dapat dilihat pada tabel 7.
Biaya (cost) urban farming Made didapatkan dari biaya tetap untuk tenaga kerja pada tabel 8 , biaya tetap bangunan pada tabel 9 , dan biaya variabel pada tabel 10 . Biaya tetap untuk tenaga kerja dalam setahun sebesar Rp1.168.694.400,00.  Biaya  tetap  untuk  bangunan  meliputi pembuatan  greenhouse,  peralatan,  saluran  irigasi,  sewa lahan,  dan  biaya  listrik  sebesar  Rp375.010.396,27.  Harga
dari  pembuatan  greenhouse,  peralatan,  saluran  irigasi,  dan fasilitas dihitung dengan mempertimbangkan nilai penyusu- tan.  Biaya  variabel  pertahun  sebesar  Rp5.291.036.533,29. Jadi  total  biaya  operasional  sebesar  Rp6.834.741.329,56. sehingga keuntungannya sebesar Rp9.790.793.626,82.
Analisa ekonomi menggunakan metode benefit cost ratio (BCR) sebesar 1,43. Nilai BCR proyek ini memenuhi syarat karena  melebihi  dari  1  (>1).  Analisa  dengan  metode  net present value (NPV) Rp2.956.052.297,26. Nilai NPV proyek ini  memenuhi  syarat  karena  melenihi  dari  0  (>0).  Analisa metode payback period (PP) membutuhkan 1,7 tahun untuk kembali  modal.  Dari  analisa  ekonomi  dengan  berbagai metode diketahui bahwa proyek ini layak untuk dikerjakan.

## 5. Simpulan
Tabel 6. Blok dan Pedoman Awal Tanam No Blok Tanaman Awal Tanam Petak Tersier  Luas 1 BLOK-1 Cabai I Nov A1, B2, B4, E1, E2 0,218 Cabai II Apr Cabai III Sep Sawi I Des 0,174 Sawi II Feb Sawi III April Sawi IV Jun 0,049 2 BLOK-2 Cabai I Des A2 ,A3, A4 0,211 Cabai II Mei Cabai III Okt Sawi I Des 0,169 Sawi II Feb Sawi III April 3 BLOK-3 Cabai I Jan B1, B3, B5 0,201 Cabai II Jun Sawi I Des 0,161 Sawi II Feb Sawi III April 4 BLOK-4 Cabai I Feb C1, C2, C3, C4 0,206 Cabai II Jul Sawi I Des 0,165 Sawi II Feb Sawi III April Sawi IV Jun 0,046 5 BLOK-5 Cabai I Mar D1, D2, D3, D4 0,236 Cabai II Agu Sawi I Des 0,189 Sawi II Feb Sawi III April
Tabel 7. Pendapatan Urban Farming Made Urai an Luas Tanam (Ha) Hasil Produksi (Ton/Ha) Hasil Produksi (Ton) Harga per Kg. (Rp) Total (Rp) Cabai   2.573     35.00 90,048.00    30,000.00    2,701,440,000.00 Sawi   2.668   50.00    133,377.87    16,000.00    2,134,045,996.38 Lele * 1.072   331.45   355,316.54    15,000.00    5,329,748,160.00 ** 1.072   401.76   430,686.72    15,000.00    6,460,300,800.00 Total 16,625,534,956.38
* Ikan Lele pada kolam budidaya ikan
** Ikan Lele pada kolam hidroponik sistem terapung
Tabel 8. Biaya Tetap Tenaga Kerja
Uraian Volu me (org) Bula n Luas (Ha) Harga satuan (Rp) Total (Rp) Persemaian  8.00  12.00  1.072 125,000.00 321,600,000.00 Panen 8.00  12.00  1.072 125,000.00    241,200,000.00 Pasca Panen 8.00  12.00  1.072 125,000.00    321,600,000.00 Pengawas  8.00  12.00  1.072 4,200,000.00    162,086,400.00 Manajer 8.00  12.00  1.072 5,000,000.00 64,320,000.00 Asisten Manajer 8.00  12.00  1.072 4,500,000.00 57,888,000.00 Total 1,168,694,400.00 Tabel 9. Biaya Tetap Bangunan Uraian Volume Harga satuan (Rp) Total (Rp) Sewa Lahan 10,720.00 500.00 5,360,000.00 Biaya Listrik 1.00 1,800,000.00 1,800,000.00 Greenhouse 9,561.03 9,750.00 93,220,050.30 Sarana Irigasi 1.00 4,200,000.00    123,308,603.73 Kolam 1.00 149,727,397.20    149,727,397.20 Fasilitas Greenhouse 1.00 1,594,345.04 1,594,345.04 Total 375,010,396.27 Tabel 10. Biaya Variabel Bulan Satuan Volume Lu as Harga Satuan Total (Rp) Tanaman Cabai Bibit Pcs 7,172.57  2.57 65.00 1,199,484.00 Media Tanam Kg 358,628.73  2.57 2,000.00  1,845,360,000.00 Tanaman Sawi Bibit Kg 0.60  2.67  120,000.00 192,064.14 Rockwool Pcs 88,889.00  2.67 100.00 23,711,651.82 Ikan Lele Bibit Ek  3,500,000.00  1.07 125.00 469,000,000.00 Pakan Kg 280,000.00  1.07 8,200.00  2,461,312,000.00 Probiotik Ltr 933.33  1.07  25,000.00 25,013,333.33 Molase Ltr 23,333.33  1.07 6,000.00 150,080,000.00 Tepung Kg 46,666.67  1.07 6,000.00 300,160,000.00 Premix Kg 46.67  1.07  250,000.00 12,506,666.67 Desinfektan Btl 233.33  1.07  10,000.00 2,501,333.33 Total 5,291,036,533.29
Berdasarkan hasil pembahasan maka dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Intensitas  tanam  sebesar  240%  dengan  pola  tanam Palawija-Palawija  untuk  hidroponik  tingkat  atas  dan intensitas  tanam  sebesar  311%  dengan  pola  tanam Palawija-Palawija untuk hidroponik tingkat bawah.
2. Kebutuhan air rencana sebesar 3,630 juta liter sedangkan ketersediaan tampungan air total sebesar 3,750 juta liter (kolam ikan sebesar 1,180 juta liter dan kolam hidroponik herpung sebesar 2,570 juta liter). Sehingga mengahsilkan defisit air sebesar + 0,120 juta liter.
3. Nilai  benefit  cost  ratio  (BCR)  1,43.  Nilai  net  present value  (NPV)  Rp2.956.052.297,26.  dan  nilai  payback period (PP) membutuhkan 1,7 tahun.

## Daftar Pustaka
[1] Dewi,  Renny  Ratna  dan  Eko  Budi  Santoso.  Arahan Peningkatan Pengelolaan Program Urban Farming di Kelurahan  Made  Kecamatan  Sambikerep  Surabaya. Jurnal Perencanaan Wilayah dan Kota Volume 5 No 2.  Surabaya:  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember (2016) Hal C203 - C208
[2] Putra,  Yudha  Manggala.  (2016.  18  Maret).  Lahan Pertanian  di  Surabaya  Menyusut  [online].  Pada https://www.republika.co.id/
[3] SNI  2415-2016  Tata  Cara  Perhitungan  Debit  Banjir Rencana
[4] Lade,  Omolara  dan  David  Olok. Assessment  of Rainwater  Harvesting  Potential  in  Ibadan.  Nigeria. West Midlands: School of Technology . University of Wolverhampton. Environ. Eng. Res. 2013 June.18(2): 91-94.
[5] Doorenbos  J,  WO  Pruitt.  Guidelinis  for  Predicting Crop  Water  Requirement  Book  24.  FAO.  Rome (1977) 144 p.
[6] Mpusia,  Peter  Tipis  Ole.  Comparison  of  Water Consumption  between  Greenhouse  and  Outdoor Cultivation. Thesis. Enschede: International Institute For Geo-Information Science And Earth Observation
(2006) hal 15-19.
[7] Supriadi,  Devie  Rienzani,  Anas  D.  Susila,  dan  Eko Sulistyono. Penetapan Kebutuhan Air Tanaman Cabai Merah  (Capsicum  annuum  L.)  dan  Cabai  Rawit (Capsicum  frutescens  L.).  J.  Hort.  Indonesia,  April
2018, 9(1): 38-46
[8] Sari,  Dinda  Puspa.  Kajian  kinerja  irigasi  tetes  pada tanah  andosol  dengan  budidaya  tanaman  caisim (Braassica  Juncea  L.).  Medan:  Universitas  Sumatera
Utara.  J.  Rekayasa  Pangan  dan  Pert.,  Vol.2  No.3 Tahun (2016).
[9] Maulana, Mohamad. Peranan Luas Lahan, Intensitas Pertanaman  Dan  Produktivitas  Sebagai  Sumber Pertumbuhan Padi Sawah Di Indonesia 1980 – 2001.
Bogor:  Pusat  Penelitian  dan  Pengembangan  Sosial Ekonomi Pertanian. Jurnal Agro Ekonomi, Volume 22 No.1, Mei 2004: 74 - 95
[10] Muharomah,  Riani.  Analisis  Laju  Konsumsi  Air Tanaman Selada Pada Teknologi  Hidroponik Sistem Terapung  Dalam  Rumah  Tanaman.  Thesis.  Bogor: Institut Pertanian Bogor Tahun (2017) hal 7.
[11] Ulfa,  Azura.  Perhitungan  Kinerja  Waduk  Dan Evaluasi  Kapasitas  Waduk  Ngancar  Batuwarno, Wonogiri,  Jawa  Tengah.  Yogyakarta:  UGM.  Jurnal Bumi Indonesia Volume 5. Nomer 4 Tahun (2016).
[12] Giatman, M. Ekonomi Teknik. Jakarta: Rajawali Pres,
(2011).  Hal 67-90.
[13] Wibowo, Suryo Adhi. Pengaruh Pemberian Naungan Dengan  Intensitas  Cahaya  Yang  Berbeda  Terhadap Pertumbuhan  Dan  Hasil  Berbagai  Jenis  Tanaman Sawi  (Brassica  Juncea  L)  Yogyakarta:  Universitas Sarjanawiyata Tamansiswa. Jurnal Ilmih Agroust Vol 2. No. 1 Tahun (2018).
[14] Moerhasrianto,  PradytoRespon  Pertumbuhan  Tiga Macam  Sayuran  Pada  berbagai  konsentrasi  nutrisi larutan  hidroponik,  Jember:  Universitas  Jember Skripsi Tahun (2011)
[15] Direktorat  Produksi  dan  Usaha  Budidaya  KPP  RI. Budidaya  Ikan  Lele  Sistem  Biofok.  Buku  Saku. Jakarta tahun (2017)
Choirul Anwar dkk, Jurnal Aplikasi Teknik Sipil, Volume 19, Nomor 2, Mei 2021 (167-176)