J URNAL S AINSTEK STT P EKANBARU - V OL . 08 N O . 02 (2020)
Terbit online pada laman web jurnal : http://jurnal.sttp-yds.ac.id

## SAINSTEK
(e-Journal)
|    ISSN (Print) 2337-6910    |    ISSN (Online) 2460-1039    |

## .Hidrologi
Analisis Kebutuhan Air Irigasi DAS Batang Arau Kota Padang (Studi Kasus : DAS Batang Arau Kota Padang)
Marta Yudha Ozman a , Manyuk Fauzi b , Lita Darmayanti b
a Universitas Riau, Kampus Bina Widya Jl. HR Soebrantas KM 12,5, Pekanbaru, 28293, Indonesia
b Universitas Riau, Kampus Bina Widya Jl. HR Soebrantas KM 12,5, Pekanbaru, 28293, Indonesia

## I NFORMASI A RTIKEL

## A B S T R A C T
Sejarah Artikel: Diterima Redaksi: 29 Desember 19 Revisi Akhir: 26 November 20
Diterbitkan Online : 31 Desember 20 Kebutuhan air  irigasi  secara  keseluruhan perlu  diketahui  karena merupakan salah  satu  tahap  penting  yang  diperlukan  dalam  perencanaan  dan pengelolaan  sistem  irigasi.  Berdasarkan  hal  tersebut,  maksud  penelitian  ini adalah untuk menganalisis kebutuhan air irigasi dengan tujuan mendapatkan prediksi  nilai  kebutuhan  air  irigasi  maksimum  dan  minimum  pada  daerah studi  dalam  hal  ini  Daerah  Irigasi  DAS  Batang  Arau  Kota  Padang  Provinsi Sumatera  Barat.  Luas  daerah  irigasinya  seluas  1.425  Ha.  Sumber  air irigasinya berasal dari Sungai Batang Arau. Faktor-faktor untuk menentukan kebutuhan  air  irigasi  antara  lain  penyiapan  lahan,  penggunaan  konsumtif, perkolasi  dan  rembesan,  pergantian  lapisan  air  dan  curah  hujan  efektif. Perhitungan dilakukan dengan cara konsep KP-01 dimulai dari periode kedua November  menggunakan  pola  tanam  padi-padi-bera.  Perhitungan  manual (konsep  KP-01)  kebutuhan  air  maksimun  didapat  sebesar  2,14  m 3 /dt  terjadi pada periode kedua Desember dan kebutuhan minimum didapat sebesar 0,59 m 3 /dt terjadi pada periode pertama bulan Maret.
K ATA K UNCI
Model Analisis regional, Neraca Air, Proyeksi

## K ORESPONDENSI
Telepon: +62 (0761) 66596
E-mail: manyuk.fauzi@unri.ac.id

## 1. PENDAHULUAN
Daerah  Aliran  Sungai  atau  yang  lebih  dikenal  dengan  istilah DAS merupakan daerah yang dibatasi oleh punggung-punggung gunung  dimana  air  hujan  yang  jatuh  pada  daerah  tersebut  akan ditampung  oleh  punggung  gunung  tersebut  dan  akan  dialirkan melalui  sungai-sungai  kecil  ke  sungai  utama.  DAS  berfungsi menampung, menyimpan dan mengalirkan air yang berasal dari curah  hujan  ke  danau  atau  ke  laut  secara  alami  [1].  Provinsi Sumatera Barat tapatnya Ibu Kota Padang memiliki 3 DAS yaitu DAS  Batang  Arau,  DAS  Kuranji  dan  DAS  Air  Dingin.  DAS Batang  Arau  meniliki  luas  sebesar  174,67  km,  dengan  daerah tangkapan  air  bagian  hulu  hanya  30,90  km.  Sumber  air  utama DAS Batang Arau berasal dari Lubuk Paraku. DAS Batang Arau memiliki  9  kecamatan  dari  Kota  Padang  dan  2  Kecamatan  dari Kabupaten Solok dan Pesisir Selatan.
Kota  Padang  merupakan  ibu  kota  Provinsi  Sumatera  Barat, sehingga  pertumbuhan  penduduk  sangat  pesat  di  kota  tersebut. Pesatnya pertumbuhan penduduk akan mengakibatkan bertambahnya  kebutuhan  air  pada  kota  tersebut.  Hal  ini  akan berpengaruh terhadap bertambahnya aliran permukaan ( run off ) dan berkurangnya infiltrasi. Jika dibiarkan saja tanpa ada usaha untuk  memperbaiki  situasi  ini,  maka  akan  mengakibatkan potensi  debit  air  sungai  di  sungai  Batang  Arau  menjadi berkurang    akibat  kurang  nya  resapan  air.  Kota  padang  juga dikenal dengan masyarakatnya  yang suka bercocok tanam pada lahan pertanian, karna tanah nya banyak yang subur dan mudah untuk kita menanam apapun bisa tumbuh ditanah tersebut. Maka dari  itu  pemerintah  kota  Padang  perlu  mengantisipasi  sumber daya  air  untuk  tetap  terjaga  dan  budaya  bercocok  tanam  terus berlanjut.
Sumber  daya  air  dapat  menimbulkan  bencana  apabila  tidak dikelola dengan baik. Perbandingan rasio debit pada sungai arau pada tahun 2004  memiliki 144,0 m 3 /detik pada keadaan musim
hujan  dan  1,12  m 3 /detik  pada  keadaan  musim  kemarau  [3].
Artinya  pada  saat  musim  hujan  sungai  Batang  Arau  akan mengalami  luapan  air  permukaan  sehingga  mengakibatkan kebanjiran  dan  pada  saat  musim  kemarau  akan  mengakibatkan kekeringan.  Maka  tidak  salah  pada  saat  musim  hujan  beberapa kecamatan pada kota padang mengalami kebanjiran.
Suatu  DAS  dikatakan  memiliki  fungsi  hidrologi  yang  baik apabila  memiliki  peranan  yang  baik  dalam  mengatasi  lonjakan naik dan turunnya permukaan aliran setelah turunnya hujan dan menstabilkan  besarnya  jumlah  air  pada  musim  kering.  Proses pengalihragaman hujan menjadi aliran (Rainfall-runoff transformation), pada  proses  hidrologi  merupakan  suatu  proses yang  sangat  kompleks.  Input  hujan  mengandung  variabilitas ruang  dan  waktu  yang  sangat  tinggi  serta  tidak  dapat diperkirakan untuk beberapa waktu ke depan. Dengan  demikian akan memerlukan analisis hidrologi yang sangat kompleks serta memerlukan  hitungan  yang  sangat  banyak.  Analisis  yang dilakukan  dengan  mengandaikan  suatu  proses  transformasi terjadi  mengikuti  kondisi  tertentu  harus  sedekat  mungkin  dan mencerminkan  karakter  DAS  yang  dianalisis,  yang  dikenal sebagai model hidrologi.

## 2. TINJAUAN PUSTAKA

## 2.1 Evapotranspirasi Metode penman-Monteith
Evapotranspirasi  merupakan  penguapan  yang  terjadi  dari permukaan  yang  bervegetasi.  Evapotranspirasi  merupakan gabungan  dari  peristiwa  evaporasi  dan  transpirasi  yang berlangsung secara bersama-sama. Perhitungan evapotranspirasi tanaman  acuan  menurut  metode  Penman-Monteith  memerlukan data iklim [5]. Data iklim tersebut adalah:
a. Suhu udara rata-rata dalam satuan derajat celcius ( o C)
b. Kelembaban relatif rata-rata dalam persen (%)
c. Kecepatan  angin  rata-rata  dalam  satuan  meter  per  detik
(m/dt)
d. Lama  penyinaran  matahari  dalam  satu  hari  yang dinyatakan  dengan  satuan  jam  atau  dalam  persentase  n/N
(%).
Perhitungan  evapotranspirasi  tanaman  acuan  dengan  metode Penman-Monteith adalah:
o
n ( ) (e s -e a ) ( )
dengan :
=  evapotranspirasi tanaman acuan (mm/hari);
=  radiasi  matahari  netto  di  atas  permukaan  tanaman (MJ/m 2 /hari);
=  suhu udara rata-rata ( o C);
=  kecepatan  angin  pada  ketinggian  2  m  dari  atas permukaan tanah, (m/s);
=  tekanan uap air jenuh (kPa);
=  tekanan uap air aktual (kPa);
=  kemiringan  kurva  tekanan  uap  air  terhadap  suhu (kPa/ o C);
=  konstanta psikrometrik (kPa/ o C)

## 2.2 Kebutuhan Air Irigasi
Perhitungan  kebutuhan  air  irigasi  pada  umumnya  digunakan  dengan merujuk pada standar perhitungan Dirjen Pengairan (KP01). Kebutuhan air irigasi merupakan jumlah volume air yang diperlukan untuk memenuhi kebutuhan evaporasi, kehilangan air, kebutuhan air untuk tanaman dengan memperhatikan  jumlah  air  yang  diberikan oleh  alam  melalui  hujan dan konstribusi air tanah [4]. Analisis kebutuhan air irigasi merupakan salah satu tahap penting yang diperlukan dalam perencanaan dan pengelolaan sistem  irigasi.Besarnya  kebutuhan  air  irigasi  bergantung  pada  cara pengolahan lahan perkolasi, curah hujan efektif, luas daerah irigasi, pola dan jadwal tanam, sistem golongan dan efisiensi saluran irigasi [2]
perhitungan  irigasi  selama  perhitungan  lahan  didasarkan  pada laju air yang konstan dalam liter/detik selama periode penyiapan lahan dan diperoleh rumus sebagai berikut.
- ( 4 )
( 5 ) ( 6 ) dengan : IR =  kebutuhan air pengolahan tanah (mm/hari) M =  kebutuhan air untuk mengganti atau mengkompensi   kehilangan air akibat evaporasi dan  perkolasi  di  daerah  yang  sudah  dijenuhkan (mm/hari),
E O = evaporasi  air  terbuka  yang  diambil 1,1  dari  Eto selama penyiapan lahan (mm/hari), P =  perkolasi, T =  jangka waktu penyiapan lahan (hari), S = kebutuhan air yang diperlukan untuk penjenuhan  ditambah  dengan  lapisan  air,  yakni 250 + 50 = 300 mm, e =  eksponensial.
Kebutuhan air untuk tanaman adalah nilai ETo dikalikan dengan suatu  koefisien  tanaman.  Adapun  penggunaan  konsumtif  dapat dihitung dengan persamaan:
( 7 )
dengan :
=    penggunaan konsumtif (mm/hari)
=    koefisien tanaman
=    evapotranspirasi potensial (mm)
Menghitung  besarnya  curah  hujan  efektif  dinyatakan  dengan rumus sebagai berikut:
( 8 )
3. METODOLOGI

## 3.1. Lokasi Penelitian
Lokasi penelitian berada di wilayah Kota Padang tepatnya pada DAS  Batang  Arau  dengan  Stasiun  Duga  Air  Lubuk  Paraku, secara  administrasi  terletak  di  Provinsi  Sumatera  Barat,  DAS Batang  Arau  dengan  letak  geografis  00°  48'  0"-  00°  56'  0"  LS dan 100° 21' 00" - 100° 33' 00" BT dengan luas DAS Batang Arau sebesar 174,67 km 2 dan luas irigasi sebesar 1.425 Ha  [3]. Peta lokasi penelitian dapat dilihat pada Gambar 2 di bawah ini.

## Gambar 2 Peta Lokasi Penelitian

## 3.2. Prosedur Penelitian
Prosedur  dari  penelitian  ini  dilihat  secara  garis  besar  melalui beberapa tahap yaitu :
1. Pengumpulan  data  Sekunder,  yaitu  :  data  curah  hujan, data debit, dan data klimatologi.
2. Pengolahan data hujan.
3. Perhitungan  evapotranspirasi  menggunakan  metode Penman monteiht.
4. Analisis kebutuhan air irigasi.
5. Proyeksi  dengan  membandingkan  hasil  dari  4  metode yang digunakan untuk mendapatkan standart deviasi dan factor korelasi yang maksimal.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN

## 4.1. Evapotranspirasi
Perhitungan  berdasarkan  nilai  rerata  10  tahun  data klimatologi  Stasiun  gunung  nago  periode  tahun  2008  hingga tahun  2017  untuk  mendapatkan  nilai  evapotranspirasi.  Analisis evapotranspirasi menggunakan metode penman monteith seperti terlihat pada Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1 Rata-rata Evapotranspirasi Potensial BULAN ETo (mm/hari) ET0 (mm) bulanan Jan 2,85 88,46 Feb 3,06 94,79 Mar 3,12 96,67
BULAN ETo (mm/hari) ET0 (mm) bulanan Apr 2,98 92,44 Mei 2,66 82,38 Jun 2,72 84,42 Jul 2,82 87,36 Aug 3,05 94,56 Sept 2,93 90,96 Okt 2,78 86,30 Nov 2,75 85,19 Dec 2,63 81,60

## 4.2. Menentukan Curah Hujan Efektif
Rekapitulasi perhitungan curah hujan efektif tanaman padi dapat dilihat pada Tabel 2 di bawah ini.
Tabel 2 Rekapitulasi Perhitungan Curah Hujan Efektif Bulan Periode R80 Padi (mm/15 hari) (mm/hari) Jan 1 64,3 4,77 2 65,7 7,63 Feb 1 63,1 5,30 2 94,3 6,50 Mar 1 50,2 4,60 2 146,8 8,60 Apr 1 96,9 9,10 2 89,2 9,07 Mei 1 71,7 6,30 2 49,2 5,47 Jun 1 92,7 6,37 2 73,6 6,67 Jul 1 95,4 7,40 2 17,8 0,83 Agt 1 59,8 5,67 2 110,5 10,30 Sep 1 81,5 6,23 2 39,7 3,10 Okt 1 42,5 4,17 2 45,4 3,27 Nov 1 207,8 16,87 2 137,9 10,90 Des 1 127,3 9,10 2 80,7 8,10
I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II I II 1 Pola Tata Tanam MT 1 Des 2 LP LP 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0 LP LP 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0 MT 2 Apr 2 LP LP 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0 LP LP 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0 MT 3 LP LP 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0 LP LP 1,1 1,1 1,05 1,05 0,95 0 Rata-rata
1,1 1,08 1,05 1,02 0,63 0 1,1 1,08 1,05 1,02 0,63 0
2 Eto mm/hr 2,7 2,7 2,6 2,6 2,9 2,9 3,1 3,1 3,1 3,1 3,0 3,0 2,7 2,7 2,7 2,7 2,8 2,8 3,0 3,0 2,9 2,9 2,8 2,8
3 P mm/hr 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0
4 R mm/hr 9,7 6,4 5,9 3,8 3,3 3,1 2,9 4,4 2,3 5,0 4,5 4,2 3,3 2,3 4,3 3,4 4,5 0,8 2,8 5,2 3,8 1,9 2,0 2,1
M 6,1 6,1 6,4 6,4 5,9 5,9 6,0 6,0 T 30
hr
S
300 mm IR mm/hr 13,238 13,238 13,467 13,467 5 WLR mm/hr
1,535 1,535 1,535 1,535
1,482 1,482 1,482 1,482 6 Etc mm/hr 13,238 13,238 3,141 3,093 3,207 3,105 1,972 0,0 13,467 13,467 2,927 2,883 2,862 2,771 1,786 0,0 7 NFR mm/hr 7,297 9,472 4,339 4,562 4,798 3,240 2,629 8,945 9,304 4,063 5,068 3,017 3,818 0,334 lt/dt 0,845 1,096 0,502 0,528 0,555 0,375 0,304 1,035 1,077 0,470 0,587 0,349 0,442 0,039 Efisie nsi Te rsie r 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 Se kunde r 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 Prime r 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 0,90 8 DR 1,16 1,50 0,69 0,72 0,76 0,51 0,42 1,42 1,48 0,65 0,80 0,48 0,61 0,00 Dive rsion Re quire me nt Q= DR * A ( lt/detik) 1.651 2.143 982 0 1.085 733 595 0 2.024 2.105 919 1.147 683 864 0 Q= DR * A ( m3/detik ) 1,65 2,14 0,98 0,00 1,09 0,73 0,59 0,00 2,02 2,10 0,92 1,15 0,68 0,86 0,00 No Uraian Satuan Nov
De s Me i Jun Jul
Agt Se p Okt Jan Fe b Mar Apr

## 4.3. Kebutuhan Air Irigasi
Kebutuhan air irigasi di DAS Batang Arau dihitung dengan awal musim  tanam  pada  bulan  November  pada  periode  2.  Analisis kebutuhan air irigasi adalah sebagai berikut.
a. Curah  hujan  efektif  Bulan  November  periode  kedua  = 137,90 mm
b. Evapotranspirasi ( Eto ) = 2,75 mm/hari
c. Perkolasi ( P ) = 3 mm/hari
d. Waktu  pengolahan  lahan  ( T )  diasumsikan  sebesar  30 hari.
e. Kebutuhan  air  pada  saat  penjenuhan  ( S )  diasumsikan sebesar 300 mm
f. Menghitung nilai Eo
g. Menghitung nilai M h. Menghitung nilai K
i. Kebutuhan air di sawah (IR)
( ) ( )
Kebutuhan  air  di  sawah  untuk  persiapan  lahan  (NFR)  dihitung dengan persamaan berikut ini.
mm/hari NFR = 0,78 l/det/ha
Kebutuhan air bangunan pengambilan dapat dihitung menggunakan  persamaan  II.26.  Masa  tanam  padi  dimulai  pada Bulan Januari periode satu setelah penyiapan lahan dengan data
sebagai berikut:
a. Evapotranspirasi = 2,9 mm/hari
b. Perkolasi ( P ) = 3 mm/hari
c. Curah hujan efektif ( Re ) = 3,0 mm/hari
d. Penggantian lapisan air ( WLR ) = 1,53 mm/hari
e. Koefisien tanaman ( Kc ) = 1,10
Perhitungan  NFR  pada  masa  tanam  padi  akan  berbeda  dengan pada  saat  penyiapan  lahan.  Berikut  persamaan  untuk  mencari NFR pada masa tanam.
( ) ( )
4,67 mm/hari
NFR = 0,54 l/det/ha
Kemudian  dicari  masukkan  faktor  efisiensi  tersier,  sekunder, dan primer yang bernilai 0,9 dengan perhitungan di bawah ini.
Setelah  mendapatkan  seluruh  nilai  penyediaan  air  irigasi  atau kebutuhan  air  irigasi  per  ha,  maka  dilanjutkan  dengan perhitungan  untuk  seluas  areal  pertanian  pada  lokasi  penelitian yaitu seluas 1.425 ha dengan perhitungan seperti di bawah ini.

## deti
Perhitungan selanjutnya secara lengkap dapat dilihat pada  tabel 3. Nilai rata-rata kebutuhan irigasi selama 1 tahun  didapat 2,14 m 3 /detik.
Tabel 3 Rakapitulasi perhitungan kebutuhan air irigasi
5.

## KESIMPULAN DAN SARAN

## 5.1. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  analisis  dan  pembahasan  yang  telah dilakukan, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :
1. Dengan  luas  wilayah  Daerah  Irigasi  Sungai  Batang  Arau sebesar  1.425  ha  dengan  kebutuhan  air  irigasi  pola  tanam padi-padi dimulai awal pengolahan lahan pada awal Bulan November maka pada perhitungan manual (konsep KP-01) kebutuhan  air  irigasi  maksimum  didapat  sebesar  3,12 m 3 /dt.
2. hasil kebutuhan air irigasi yang di dapatkan masih aman untuk pertanian kota padang.

## 5.2 Saran
Berdasarkan  hasil  perhitungan  yang  telah  dilakukan  dalam peneltian  ini,  maka  dapat  diberikan  beberapa  saran  sebagai berikut :
1. Diharapkan  adanya  studi  tambahan  mengenai  analisis kebutuhan  irigasi  konsep  KP-01  dengan  membandingkan hasilnya  dengan  metode  lain  agar  prediksi  kebutuhan  air lebih akurat.
2. Kepada  mahasiswa  lain  yang  ingin  memperdalam  lagi studi sebaiknya mencoba alternatif lain seperti menggunakan data curah hujan lebih dari satu stasiun.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Zulkipli,  Soetopo  W,  Prasetijo  H.  2012.  Analisis  neraca air  permukaan  DAS  Renggung  untuk  memenuhi kebutuhan  air  irigasi  dan  domestik  penduduk  Kabupaten Lombok Tengah. Jurnal Teknik Pengairan .
[2] Priyonugroho,  A.  (2014,  September).  analisis  Kebutuhan Air  Irigasi  (Studi  Kasus  pada  Daerah  Irigasi  Sungai  Air Keban Daerah Kabupaten Empat Lawang). 2 , 1-32.
[3] Badan  Pusat  Statistik  Kota  Padang,  2017.  Kota  Padang dalam Angka 2017. Padang: Badan Pusat Statistik.
[4] Sukmanda,  B.  (2016).  Analisa  Ketersediaan  dan Kebutuhan  Air  pada  daerah  aliran  sungai  percut  untuk memenuhi kebutuhan air bersih di kabupaten deli serdang. Medan: Universitas Sumatra Utara.
[5] SNI 6728.1:2015.Tata cara perhitungan evapotranspirasi tanaman acuan dengan metode penman-monteith.