ATURAN OPERASI WADUK OPTIMAL

UNTUK KASUS WADUK MALAHAYU, JAWA TENGAH *)

(Optimal Reservoir Operation Rule for Case of Malahayu Reservoir, Central Java)

Andik Pribadi dan M. Yanuar Jarwadi Purwanto

Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor

Abstract

Water efficiency on reservoir operation can be improved through application of optimal

reservoir operation rule. The rule can be specified by analysis of reservoir water balance

model that it included reservoir water availability and irrigation requirement, and also

analysis of crops response to fulfilment of irrigation requirement. Reservoir water balance

model was empirically developed based on the availability of reservoir operation data,

which later it was used for reservoir operation simulation. The simulation was done by

taking several values of irrigation sufficiency factor (k factor) till got the optimal reservoir

operation rule, i.e. reservoir operation that results in minimum crop stress based on Stress

Daily Index (SDI) analysis. Result of reservoir water balance model analysis at Malahayu

showed that reservoir seepage value was 0.1 mm/day, with coefficient of determination

(R2) was 0.89. Result of reservoir operation simulation and SDI analysis showed that

optimal reservoir operation rule at normal year type by applying annual mean k factor

value was 0.9 (∑ SDI = 0). The k factor values at dry and wet year types were 0.9 (∑ SDI

= 0) and 0.8 (∑ SDI = 6.28).

Key words: reservoir operation rule, irrigation sufficiency factor, and Stress Daily Index

Abstrak

Efisiensi air pada operasi waduk irigasi dapat ditingkatkan melalui penerapan aturan

operasi waduk optimal. Aturan tersebut dapat ditetapkan dengan melakukan analisis

model neraca air waduk, yang mencakup ketersediaan air waduk dan kebutuhan air irigasi,

serta analisis respon tanaman terhadap pemenuhan kebutuhan air irigasi. Model neraca air

waduk dikembangkan secara empiris berdasarkan data-data pengoperasian waduk yang

tersedia, yang selanjutnya digunakan untuk simulasi pengoperasian waduk. Simulasi ini

dilakukan dengan cara mengambil beberapa nilai faktor kecukupan air irigasi (faktor k)

hingga didapatkan aturan operasi waduk optimal, yaitu pengoperasian waduk yang

menghasilkan stres tanaman terkecil berdasarkan analisis Indeks Harian Stres (SDI). Hasil

analisis model neraca air Waduk Malahayu menunjukkan bahwa nilai rembesan air waduk

sebesar 0.1 mm/hari, dengan koefisien determinasi (R2) sebesar 0.89. Hasil simulasi

pengoperasian waduk dan analisis SDI menunjukkan bahwa aturan operasi waduk optimal

pada tipe tahun normal adalah dengan penerapan nilai faktor k rata-rata tahunan sebesar

0.9 (∑ SDI = 0). Nilai faktor k pada tipe tahun basah dan kering masing-masing sebesar

0.9 (∑ SDI = 0) dan 0.8 (∑ SDI = 6.28).

Kata kunci: aturan operasi waduk, faktor kecukupan irigasi, dan indeks harian stres

_____________________________________________________

*) Disampaikan pada Seminar Nasional Mekanisasi Pertanian dan Kongres Luar Biasa

PERTETA pada tanggal 29 – 30 November 2006 di Bogor

1

ATURAN OPERASI WADUK OPTIMAL

UNTUK KASUS WADUK MALAHAYU, JAWA TENGAH

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Keberhasilan suatu proyek irigasi secara luas terlihat pada kecukupan persediaan

airnya dan kemampuannya dalam memenuhi kebutuhan air irigasi. Apabila aliran alami

suatu sungai tidak mencukupi untuk keperluan air irigasi maka biasanya dibangun suatu

waduk dan besar kelebihan limpasan pada musim hujan dapat ditampung sampai

dibutuhkan pada tahun kering (Hansen et al., 1979). Namun dengan cara ini, investasi

yang dibutuhkan tidaklah sedikit. Bahkan tidak jarang dalam proyek pembangunan sebuah

waduk, turut diiringi pula dengan munculnya berbagai permasalahan dan konflik sosial

yang menyebabkan kerugian di berbagai pihak.

Hal tersebut menyebabkan diperlukannya upaya pengelolaan waduk dengan cara

terbaik selepas konstruksi agar tujuan pembangunannya dapat dicapai semaksimal

mungkin. Operasional waduk irigasi harus mampu memenuhi kebutuhan air irigasi bagi

tanaman sesuai dengan ketersediaan airnya. Ketidaktepatan penentuan operasi waduk akan

menyebabkan tidak terpenuhinya kebutuhan air tanaman pada musim kering dan

menimbulkan stress bagi tanaman sehingga menurunkan produksinya. Dalam skala luas,

hal ini tentu akan menimbulkan kerugian yang besar.

Perencanaan sistem pengelolaan air yang efisien dengan tujuan memaksimumkan

hasil yang diperoleh sangatlah penting di masa sekarang ini, apalagi dengan meningkatnya

kebutuhan air serta biaya produksi tanaman. Penelitian ini dilaksanakan dengan

pendekatan perbaikan pengelolaan air waduk dari kondisi aktual yang telah berjalan

dengan penyusunan model aturan operasi waduk yang optimal sehingga diharapkan dapat

meningkatkan produktivitas pertanian di daerah irigasi yang bersangkutan.

Tujuan

Tujuan penelitian ini adalah menentukan aturan operasi waduk optimal sebagai

pedoman pengelolaan air waduk irigasi yang efisien.

2

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan di Waduk Malahayu yang terletak di Desa Malahayu,

Kecamatan Banjarharjo, Kabupaten Brebes, Jawa Tengah. Pengambilan data dimulai pada

bulan Februari 2001 sampai dengan Maret 2001.

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah data-data sekunder dalam

beberapa tahun (time series) yang diperlukan dalam analisis model simulasi operasi waduk

yang terdiri atas:

1. Data agroklimatologi (tahun 1991 – tahun 2000)

2. Curah hujan harian (tahun 1981 – tahun 2000)

3. Laporan pengoperasian waduk, yang meliputi data fluktuasi muka (elevasi) air

waduk, debit outflow waduk, evaporasi panci kelas A serta curah hujan harian

di waduk (tahun 1991 – tahun 2000)

4. Hubungan elevasi-volume-luas waduk (hasil pengukuran tahun 1993)

5. Realisasi pola tanam dan faktor k rata-rata di daerah irigasi (tahun 1991/1992 –

tahun 1999/2000).

Adapun alat-alat yang diperlukan dalam penelitian ini adalah perangkat pengolah

data yang meliputi kalkulator dan komputer IBM-PC.

Metode

Penelitian ini dilaksanakan dengan pendekatan perbaikan pengelolaan waduk dari

kondisi aktual yang telah berjalan dengan penyusunan model aturan operasi waduk yang

optimal. Diagram kerangka metode penelitian secara lengkap disajikan dalam Gambar 1.

Tahap awal penelitian adalah pengumpulan data-data penelitian yang selanjutnya

digunakan untuk menganalisis beberapa parameter, antara lain:

a. Kebutuhan Air Irigasi

Kebutuhan air irigasi dihitung berdasarkan kebutuhan air tanaman teoritis, yaitu

berdasarkan data agroklimatologi. Pada penelitian ini, hanya kebutuhan air tanaman

padi yang dihitung secara teoritis.

3

Mulai

Pengumpulan

data

Identifikasi

karakteristik waduk

Penghitungan keb.

air irigasi standar

Penghitungan keb.

air irigasi teoritis

Penghitungan inflow andalan

dan rembesan waduk

Kalibrasi dan validasi

model neraca air waduk

Simulasi operasi waduk pada tiap

tipe tahun dengan berbagai outflow

waduk berdasarkan nilai faktor k

Penentuan faktor k optimal

dan nilai respon tanaman

dari hasil simulasi

Penetapan model

operasi waduk

Faktor k optimal untuk

aturan operasi waduk pada

tiap tipe tahun

Selesai

Penghitungan

outflow

waduk standar

Penghitungan

outflow

waduk teoritis

Penentuan

tipe tahun

Gambar 1. Bagan kerangka metode penelitian

4

Penggunaan Konsumtif (Evapotranspirasi)

Penggunaan konsumtif tanaman ditentukan oleh besarnya evapotranspirasi

tanaman (ETc). Evapotranspirasi acuan (ETo) tengah bulanan dihitung dari rata-rata

data penguapan harian dari panci kelas A (Epan) menggunakan persamaan (Mori et al.,

1989) :

ETo = Epan x kpan (1)

dimana: kpan = 0.65 – 0.85.

Curah Hujan Efektif

Curah hujan efektif di daerah irigasi dihitung berdasarkan nilai curah hujan

andalan tengah bulanan dengan peluang 80%. Besar curah hujan rata-rata dihitung

dengan menggunakan metode rata-rata aljabar curah hujan harian selama 20 tahun dari

tiga stasiun pengukur curah hujan di daerah irigasi Kabuyutan, yaitu Stasiun Bendung

Nambo, Stasiun Cilembu dan Stasiun Cimunding.

Nilai faktor-faktor yang lain dalam penentuan kebutuhan air irigasi, yaitu

kebutuhan air untuk penyiapan lahan, perkolasi, penggantian lapisan air dan efisiensi

irigasi, besarnya diasumsikan dengan mengacu kepada KP-01 Departemen PU.

Kebutuhan air untuk penyiapan lahan diambil 250 mm untuk jangka waktu penyiapan

30 hari. Perkolasi yang terjadi di lahan sawah diasumsikan besarnya 3 mm/hari.

Penggantian lapisan air dilakukan sebanyak 2 kali masing-masing 50 mm (3.3 mm/hari

selama setengah bulan) selama sebulan dan dua bulan setelah pemindahan bibit.

Sedangkan efisiensi total irigasi besarnya diambil 0.65.

b. Respon Tanaman

Respon tanaman terhadap kekurangan maupun kelebihan air irigasi dihitung

dengan metode Indeks Harian Stres (Stress Daily Index, SDI) yang dikembangkan oleh

Hiler (1969). Penelitian ini hanya memperhitungkan respon tanaman padi terhadap

kekurangan air, dengan asumsi padi merupakan tanaman dengan kebutuhan air

tertinggi di daerah irigasi sehingga dapat dijadikan parameter terhadap pemenuhan

kebutuhan air irigasi secara keseluruhan.

Selang lengas tanah optimum ditentukan berdasarkan jenis tanah di daerah

irigasi, yaitu jenis tanah alluvial. Jenis tanah ini mempunyai titik layu permanen,

kapasitas lapang dan kondisi jenuh masing-masing pada lengas tanah 60 mm, 90 mm

dan 120 mm. Hal ini berarti lengas tanah optimum berada pada kisaran 90 – 120 mm.

5

Analisis respon tanaman dilakukan dengan menggunakan prinsip keseimbangan

neraca air di petak sawah menggunakan persamaan (Handoko, 1993):

(I + CHE) – (P + ET) = ST – STo (2)

dimana : I = irigasi yang diberikan (mm)

CHE = curah hujan efektif (mm)

P = perkolasi (mm)

ET = evapotranspirasi tanaman (mm)

ST = lengas tanah pada saat t (mm)

STo = lengas tanah pada saat (t-1) (mm).

Indeks harian stres (SDI) diakumulasikan tiap tahun. Nilai faktor CS (crop

susceptibility factor) yang digunakan adalah nilai hasil penelitian Hiler (1974) yaitu

sebesar 0.3 untuk fase vegetatif (umur 1-40 hari), 0.36 untuk fase reproduktif (umur

41-80 hari) dan 0.36 untuk fase pematangan (umur 81-105 hari). Pada awal musim

tanam pertama, tanah diasumsikan pada kondisi jenuh yaitu dengan kandungan lengas

tanah sebesar 120 mm, sedangkan ketinggian maksimal genangan air untuk

pengelolaan air irigasi yang optimal diambil sebesar 50 mm, sehingga air maksimal di

petak sawah sebesar 170 mm.

c. Karakteristik Waduk

Volume dan Luas Waduk

Volume dan luas genangan harian waduk dapat diketahui dari data fluktuasi

muka (elevasi) air waduk harian yang dikaitkan dengan data hubungan elevasi-volume-

luas waduk.

Evaporasi dan Hujan di Waduk

Besar evaporasi harian dari waduk didapatkan dengan mengalikan evaporasi

aktual yang terukur dengan luas genangan waduk harian. Sedangkan volume hujan

harian yang jatuh ke waduk merupakan hasil perkalian antara tinggi curah hujan

dengan luas genangan waduk harian.

Rembesan (Seepage) Waduk

Besar rembesan dari waduk merupakan nilai yang diduga dan ditentukan

dengan cara trial and error (coba-ralat) karena nilai yang sebenarnya tidak terukur di

lapangan.

6

Debit Sungai Masuk (Inflow) Waduk

Debit sungai masuk (inflow) waduk harian aktual tidak diukur di lapangan

sehingga ditentukan berdasarkan keseimbangan neraca air di waduk dengan persamaan:

(I + R) – (O + E + Sp) = S – So (3)

Berdasarkan persamaan (3), inflow waduk dapat dicari dengan persamaan :

It = [S(t+1) – St] – Rt + (Ot +Et + Spt) (4)

dimana : It = inflow waduk selama interval waktu t

S(t+1) = volume waduk saat (t+1)

St = volume waduk saat t

Rt = curah hujan selama interval waktu t

Ot = outflow waduk selama interval waktu t

Et = evaporasi waduk selama interval waktu t

Spt = rembesan selama interval waktu t.

Inflow waduk andalan dianalisis dari data inflow rata-rata tengah bulanan aktual

selama 10 tahun dengan menggunakan metode Sebaran Peluang Gumbel.

Model Neraca Air Waduk

Model neraca air waduk disusun dengan menggunakan persamaan

keseimbangan neraca air di waduk, dengan nilai rembesan yang ditetapkan dengan cara

trial and error, sedangkan nilai inflow waduk yang digunakan adalah inflow andalan

dengan peluang terlewati 60%. Untuk mendapatkan nilai rembesan yang mendekati

kenyataan, maka model perlu dikalibrasi dengan berbagai nilai rembesan serta

dilakukan uji keabsahan model yang didapatkan pada periode tahun yang lain.

Tolok ukur uji keabsahan model ini didasarkan pada :

a) Penampilan hubungan antara volume model waduk dan volume aktual secara

grafik sehingga dapat ditentukan nilai mutlak (maksimum-minimum) data yang

diperoleh.

b) Nilai koefisien determinasi (R2) yang diperoleh dengan persamaan (Fleming,

1975) :

R2 = 1 - { [ ∑(Yi – yi)

2] / [ ∑ (Yi – Y)

2 ] } (5)

dimana : Yi = volume aktual waduk ke-i

yi = volume model waduk ke-i

Y = rata-rata volume aktual waduk

7

Koefisien determinasi mempunyai nilai antara 0 – 1. Hubungan volume model dan

volume aktual yang paling baik adalah yang mempunyai koefisien determinasi terbesar

atau mendekati 1.

d. Simulasi Operasi Waduk

Simulasi operasi waduk dilakukan pada tiap tahun dengan menerapkan prinsip

keseimbangan neraca air waduk, dengan berbagai besar outflow waduk berdasarkan

faktor k, yaitu faktor kecukupan air, serta menggunakan nilai rembesan dan inflow

waduk sesuai hasil perhitungan sebelumnya. Data curah hujan dan evaporasi waduk

yang digunakan merupakan data aktual harian sesuai hasil pengukuran.

Besar kebutuhan air irigasi acuan (k=1) yang digunakan dalam simulasi ini

merupakan kebutuhan standar yang ditetapkan PU yang sudah biasa diterapkan di

daerah irigasi ini. Simulasi dilakukan dengan mengambil nilai faktor k sama dengan

0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.1 dan 1.2 untuk tiap-tiap tahun. Faktor k sama dengan 0.6 artinya

jumlah air yang diberikan sebesar 60% dari total kebutuhan air ideal bagi tanaman.

Dari simulasi yang dilakukan, dapat diketahui nilai faktor k yang paling optimal

pada tiap-tiap tahun berdasarkan dua tolok ukur, yaitu pengoperasian waduk dengan

kondisi volume akhir waduk mendekati volume awal waduk (simulasi A), dan

pengoperasian berdasarkan garis standar yang diperoleh dari rata-rata volume awal dan

volume akhir waduk pada tiap-tiap tahun yaitu sebesar 11 juta m3 (simulasi B).

e. Kebijakan Aturan Operasi Waduk

Aturan operasi waduk yang optimal pada masing-masing tahun didapatkan

dengan membandingkan simulasi A dan simulasi B yang dikaitkan dengan pemenuhan

kebutuhan air irigasi tanaman. Hal ini dapat diketahui dengan menghitung stres

tanaman tahunan sebagai respon dari pemberian air irigasi pada berbagai faktor k.

Simulasi yang dipilih sebagai kebijakan aturan operasi waduk optimal adalah simulasi

dengan total nilai stres tanaman yang terkecil.

f. Aturan Operasi Waduk Optimal

Aturan operasi waduk optimal ditetapkan menggunakan simulasi model aturan

operasi waduk yang disusun dalam tiga tipe tahun, yaitu tahun normal, tahun basah dan

tahun kering. Masing-masing tipe tahun ditetapkan dengan membandingkan hujan

tahunan pada tiap-tiap tahun. Model disusun dengan dua cara penetapan kebutuhan air

irigasi, yaitu berdasarkan kebutuhan air tanaman yang ditetapkan Dinas PU Pengairan

8

(standar) dan berdasarkan perhitungan dari data iklim yang didapatkan (teoritis).

Variasi nilai faktor k diterapkan pada masing-masing model. Berdasarkan hasil

simulasi yang telah dipilih, dapat ditentukan variasi nilai faktor k yang optimal untuk

diterapkan pada masing-masing tipe tahun.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Model Neraca Air Waduk

a. Analisis Volume dan Luas Genangan Waduk

Volume dan luas genangan harian waduk dapat diketahui dari data fluktuasi muka

(elevasi) air waduk harian yang dikaitkan dengan data hubungan elevasi-volume-luas

waduk.

b. Analisis Curah Hujan dan Evaporasi Waduk

Besar volume hujan harian yang jatuh ke waduk merupakan hasil perkalian antara

tinggi curah hujan dengan luas genangan waduk harian. Sedangkan besar evaporasi harian

dari waduk didapatkan dengan mengalikan evaporasi aktual yang terukur dengan luas

genangan waduk harian.

c. Analisis Inflow Andalan

Inflow waduk andalan dianalisis dari data inflow rata-rata tengah bulanan aktual

selama 10 tahun dengan menggunakan metode Sebaran Peluang Gumbel. Pada model ini,

nilai inflow yang digunakan adalah inflow andalan dengan peluang terlewati 60%.

d. Kalibrasi Model

Model yang disusun dikalibrasi dengan menggunakan data operasi waduk aktual

tahun 1998. Persamaan (3) yang merupakan persamaan keseimbangan air waduk

digunakan dengan memakai nilai rembesan (seepage) waduk yang diasumsikan sebesar 0.1

mm/hari. Gambar 2 menampakkan perbandingan volume model dan volume aktual tahun

1998. Dengan menggunakan persamaan (5) didapatkan koefisien determinasi (R2) sebesar

0.89 yang berarti mempunyai koefisien korelasi (R) sebesar 0.94. Sebagai aturan umum

dapat ditentukan bahwa korelasi antara dua variabel adalah lemah apabila 0≤│R│≤0.5 dan

mempunyai korelasi kuat apabila 0.5≤│R│≤1 (Gordon et al., 1992 dalam Asdak, 1995).

Hal ini berarti volume model dan volume aktual tahun 1998 mempunyai korelasi yang

kuat, sehingga nilai rembesan sebesar 0.1 mm/hari mendekati kenyataan dan dapat

diterima untuk penyusunan model.

9

0

5.000.000

10.000.000

15.000.000

20.000.000

25.000.000

30.000.000

35.000.000

40.000.000

45.000.000

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

Periode (hari ke-)

Volu

me (

m3)

Model

Aktual

R2 = 0,89

Gambar 2. Grafik hasil kalibrasi model dengan data tahun 1998

e. Uji Keabsahan Model

Model yang telah disusun perlu diuji keabsahannya (validasi) agar benar-benar

representatif terhadap kondisi aktual. Pengujian keabsahan dilakukan dengan

menggunakan data aktual tahun 1997 dan 1999. Hasil validasi model yang dilakukan

menunjukkan koefisien determinasi untuk tahun 1997 dan 1999 masing-masing sebesar

0.87 dan 0.93. Hal ini berarti model yang disusun cukup representatif dan dapat diterapkan

untuk perhitungan neraca air waduk.

Simulasi Operasi Waduk

Simulasi operasi waduk diterapkan pada tahun 1992 – 1999, dengan menggunakan

prinsip keseimbangan air waduk. Data curah hujan, evaporasi dan inflow waduk

merupakan data aktual harian, sedangkan data rembesan waduk merupakan data hasil

kalibrasi dan validasi model neraca air waduk, yaitu sebesar 0.1 mm/hari. Simulasi

diterapkan pada masing-masing tahun dengan variasi outflow waduk berdasarkan faktor k

pemenuhan kebutuhan air irigasi. Faktor k yang disimulasikan bernilai 0.6, 0.7, 0.8, 0.9,

1.0, 1.1 dan 1.2. Simulasi ini dibatasi oleh volume maksimal dan volume minimal waduk.

Volume maksimal waduk adalah 40 juta m3 sesuai dengan batas elevasi pintu pelimpas,

sedangkan volume minimal waduk sebesar 1 juta m3 sesuai dengan kapasitas mati (dead

storage) Waduk Malahayu. Penampakan grafik hasil simulasi tahun 1999 disajikan dalam

Gambar 3.

10

0

5.000.000

10.000.000

15.000.000

20.000.000

25.000.000

30.000.000

35.000.000

40.000.000

45.000.000

50.000.000

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

hari ke-

volu

me (

m3)

vol. aktual

k = 0,6k = 0,7

k = 0,8

k = 0,9

k = 1,0k = 1,1

k = 1,2

Gambar 3. Simulasi pengoperasian waduk tahun 1999

Hasil analisis stres tanaman menunjukkan bahwa total Indeks Harian Stres (SDI)

tahun 1992 – 1999 sesuai dengan kondisi aktual, simulasi A dan simulasi B masing-masing

sebesar 132.28, 98.00 dan 80.67. Stres tanaman terbesar terjadi pada kondisi aktual yang

berarti bahwa pengoperasian waduk selama ini masih kurang optimal. Sedangkan stres

tanaman terkecil dihasilkan oleh simulasi B sehingga parameter simulasi B yaitu

pengoperasian waduk berdasarkan garis standar (volume 11 juta m3) digunakan sebagai

dasar kebijakan dalam penyusunan model aturan operasi waduk.

Aturan Operasi Waduk Optimal

1. Tipe Tahun

Berdasarkan analisis data curah hujan, dapat diketahui bahwa tahun 1995

memiliki curah hujan terbesar sebesar 3123 mm dan tahun 1997 memiliki curah hujan

terkecil sebesar 1841 mm. Sehingga tahun 1995 dipakai sebagai tipe tahun basah dan

tahun 1997 sebagai tahun kering. Sedangkan tahun 1999 dengan curah hujan sebesar

2928 mm dipilih sebagai tipe tahun normal.

2. Penetapan Model Aturan Operasi Waduk

Model aturan operasi waduk ditetapkan menggunakan parameter garis standar.

Pada model ini, volume awal waduk diasumsikan sebesar 11 juta m3 sesuai dengan

rata-rata volume awal dan akhir waduk aktual selama 8 tahun. Gambar 4 – 6

menampilkan grafik volume waduk hasil simulasi model dengan variasi nilai faktor k

pada tiga tipe tahun berdasarkan kebutuhan air tanaman standar.

11

0

5.000.000

10.000.000

15.000.000

20.000.000

25.000.000

30.000.000

35.000.000

40.000.000

45.000.000

50.000.000

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

Periode (hari ke-)

Volu

me (

m3)

Vol. aktual

k = 0,6

k = 0,7

k = 0,8

k = 0,9

k = 1,0

k = 1,1

k = 1,2

Grs Standar

Gambar 4. Aturan operasi waduk pada tahun normal berdasarkan

kebutuhan air tanaman standar.

0

5.000.000

10.000.000

15.000.000

20.000.000

25.000.000

30.000.000

35.000.000

40.000.000

45.000.000

50.000.000

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

Periode (hari ke-)

Volu

me (

m3)

Vol. aktual

k = 0,6

k = 0,7

k = 0,8

k = 0,9

k = 1,0

k = 1,1

k = 1,2

Grs Standar

Gambar 5. Aturan operasi waduk pada tahun basah berdasarkan

kebutuhan air tanaman standar.

0

5.000.000

10.000.000

15.000.000

20.000.000

25.000.000

30.000.000

35.000.000

40.000.000

45.000.000

50.000.000

0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300 330 360

Periode (hari ke-)

Volu

me (

m3)

Vol. aktual

k = 0,6

k = 0,7

k = 0,8

k = 0,9

k = 1,0

k = 1,1

k = 1,2

Grs Standar

Gambar 6. Aturan operasi waduk pada tahun kering berdasarkan

kebutuhan air tanaman standar.

12

Pemakaian garis standar sebagai parameter pengoperasian waduk berarti bahwa

volume akhir waduk harus di atas 11 juta m3. Dari grafik simulasi yang didapatkan,

menunjukkan bahwa tidak semua nilai faktor k yang disimulasikan dapat diterapkan

untuk penyusunan model. Penerapan faktor k yang terlalu besar menyebabkan

ketidakcukupan kapasitas waduk untuk memenuhi kebutuhan air irigasi. Tabel 1 dan 2

berikut ini menyajikan nilai-nilai faktor k yang dapat diterapkan dalam penyusunan

aturan operasi waduk pada masing-masing tipe tahun sesuai grafik simulasi di atas.

Selain itu disajikan pula hasil perhitungan stres tanaman tahunan pada masing-masing

faktor k.

Tabel 1. Nilai faktor k optimal dan stres tanaman yang ditimbulkannya berdasarkan

kebutuhan air tanaman standar

Tipe Tahun Faktor k optimal ∑ SDI

Normal 0.6

0.7

0.8

24.89

17.40

11.75

Basah 0.6

0.7

0.8

20.93

15.02

9.77

Kering 0.6

0.7

50.59

38.45

Tabel 2. Nilai faktor k optimal dan stres tanaman yang ditimbulkannya berdasarkan

kebutuhan air tanaman teoretis

Tipe Tahun Faktor k optimal ∑ SDI

Normal 0.6

0.7

0.8

0.9

9.59

2.82

0.18

0.00

Basah 0.6

0.7

0.8

0.9

7.39

2.49

0.09

0.00

Kering 0.6

0.7

0.8

30.16

15.35

6.28

13

Berdasarkan Tabel 1 dan 2 di atas, secara umum aturan operasi waduk

berdasarkan kebutuhan air tanaman teoretis lebih optimal daripada berdasarkan

kebutuhan air tanaman standar. Hal ini ditunjukkan dari total stres tanaman tahunan

yang lebih kecil pada nilai faktor k yang sama. Selain itu, nilai faktor k yang dapat

diterapkan pada masing-masing tipe tahun juga lebih besar, sehingga kebutuhan air

irigasi lebih terjamin.

Adapun kebijakan penetapan aturan operasi waduk yang paling optimal

berdasarkan kedua tabel di atas adalah sebagai berikut :

a. Aturan operasi waduk pada tipe tahun normal

Aturan paling optimal adalah berdasarkan kebutuhan air irigasi teoretis dengan

menerapkan nilai faktor k rata-rata tahunan sebesar 0.9.

b. Aturan operasi waduk pada tipe tahun basah

Aturan paling optimal pada tipe tahun ini juga berdasarkan kebutuhan air irigasi

teoretis dengan menerapkan nilai faktor k rata-rata tahunan sebesar 0.9.

c. Aturan operasi waduk pada tipe tahun kering

Aturan paling optimal pada tipe tahun kering adalah berdasarkan kebutuhan air

irigasi teoretis dengan menerapkan nilai faktor k rata-rata tahunan sebesar 0.8.

Perencanaan pengoperasian kebijakan waduk yang tepat menuntut penentuan

tipe tahun yang tepat pula, sebelum tahun tersebut berjalan. Penentuan tipe tahun yang

akan datang ini dapat dilakukan dengan cara konsultasi pihak pengelola waduk dengan

Badan Meteorologi dan Geofisika (BMG).

Aturan operasi waduk di atas dapat diterapkan sebagai aturan alternatif untuk

mendapatkan hasil produksi pertanian yang lebih tinggi daripada aturan yang saat ini

diterapkan. Aturan ini perlu diterjemahkan lebih dulu ke dalam panduan praktis

pengoperasian waduk oleh pihak pengelola waduk agar dapat dijalankan dengan baik oleh

operator pintu waduk. Sehingga meskipun tanpa arahan langsung dan terus menerus dari

atasan, operator waduk dapat menjalankan aturan tersebut dengan baik. Untuk

mendapatkan hasil seperti yang diharapkan, aturan ini perlu didukung dan dipatuhi oleh

semua pihak yang terkait, meliputi pihak pengelola waduk termasuk operator pintu waduk,

pengelola air irigasi, petani pengguna air irigasi, serta masyarakat pada umumnya.

14

KESIMPULAN

Beberapa hal yang dapat disimpulkan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Analisis Indeks Harian Stres (SDI) menunjukkan bahwa simulasi operasi waduk yang

dilakukan memberikan hasil yang lebih optimal dibandingkan dengan kodisi aktual.

Akumulasi SDI tahunan (1992-1999) berdasarkan irigasi aktual sebesar 132.28

sedangkan berdasarkan simulasi A dan simulasi B masing-masing sebesar 98.00 dan

80.67.

2. Secara umum pada berbagai tipe tahun, aturan operasi waduk berdasarkan kebutuhan

air tanaman teoretis lebih optimal daripada berdasarkan kebutuhan air tanaman standar.

3. Aturan operasi waduk paling optimal pada tahun normal adalah dengan menerapkan

nilai faktor k rata-rata tahunan sebesar 0.9 (∑ SDI = 0), pada tahun basah dengan

menerapkan nilai faktor k rata-rata tahunan sebesar 0.9 (∑ SDI = 0), sedangkan pada

tipe tahun kering dengan menerapkan nilai faktor k rata-rata tahunan sebesar 0.8 (∑

SDI = 6.28).

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah

membantu terlaksananya penelitian ini dengan baik, terutama kepada Kepala beserta

seluruh Staf Balai Pengelolaan Sumberdaya Air (BPSDA) Wilayah Pemali serta Dinas PU

Pengairan Kabupaten Brebes. Ucapan terima kasih kami sampaikan pula kepada para Staf

di Departemen Teknik Pertanian IPB atas saran dan masukannya dalam penelitian maupun

penulisan makalah ini, kepada Panitia Seminar Nasional Mekanisasi Pertanian dan

Kongres Luar Biasa PERTETA di Bogor, serta semua pihak yang tidak bisa kami sebutkan

satu persatu.

DAFTAR PUSTAKA

Asdak, C. 1995. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada

University Press. Yogyakarta.

Departemen PU. 1986. Standar Perencanaan Irigasi (KP-01) Direktorat Jendral Pengairan

Departemen PU. CV Galang Persada. Jakarta.

Fleming, G. 1975. Computer Simulations Techniques in Hydrology. ELSEVIER

Environmental Science Service. New York.

15

Handoko, 1993. Klimatologi Dasar, Landasan Pemahaman Fisika Atmosfer dan Unsur-

unsur Iklim. Penerbit Pustaka Jaya. Jakarta.

Linsley, R.K. dan J.B. Franzini. 1991. Teknik Sumberdaya Air, Jilid 1 (Terjemahan).

Penerbit Erlangga. Jakarta.

Mize, J.H. dan J.G. Cox. 1963. Essential of Simulation. Prentice-Hall, Inc. New Jersey.

Mori, K. 1976. Hidrologi Untuk Pengairan (Terjemahan). Penerbit PT Pradnya Paramita.

Jakarta.

Sabi, I.M. 1993. Simulasi Pendugaan Respon Hasil Tanaman Terhadap Kelebihan dan

Kekurangan Air. Skripsi. Jurusan Mekanisasi Pertanian, Institut Pertanian

Bogor.

Simarmata, Dj.A. 1982. Operations Research : Sebuah Pengantar, Teknik-teknik Optimasi

Kuantitatif dari Sistem-Sistem Operasional. PT Gramedia. Jakarta.

Sri Harto Br. 1993. Analisis Hidrologi. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.