BAB
I
PENDAHULUAN
1.1. Latar
Belakang
Jumlah
air di suatu luasan tertentu hamparan permukaan bumi dipengaruhi oleh masukan
(input) dan keluaran (out put) yang terjadi. Pertimbangan antara masukan dan
keluaran air disuatu tempat dikenal sebagai neraca air (water balance) dan
nilainya berubah-ubah dari waktu kewaktu. Penyusunan neraca air di suatu tempat
dan pada periode dimaksudkan untuk mengetahui jumlah netto air yang diperoleh
sehingga dapat di upayakan pemanfaatan sebaik mungkin.
Kebenaran suatu perhitungan neraca air sangat tergantung pada pertambahan waktu yang dipertimbangkan. Sebagai patokan, evapotranpirasi tekanan normal dapat dihitung secara meyakinkan sebagai perbedaan antara hujan dan aliran rata-rata jangka panjang, karena perubahan simpanan dalam periode tahunan yang panjang tak dapat dihitung (Nasir, 2008).
Kebenaran suatu perhitungan neraca air sangat tergantung pada pertambahan waktu yang dipertimbangkan. Sebagai patokan, evapotranpirasi tekanan normal dapat dihitung secara meyakinkan sebagai perbedaan antara hujan dan aliran rata-rata jangka panjang, karena perubahan simpanan dalam periode tahunan yang panjang tak dapat dihitung (Nasir, 2008).
Air merupakan bahan alami
yang secara mutlak diperlukan tanaman dalam jumlah cukup dan pada saat yang
tepat. Kelebihan ataupun kekurangan air mudah menimbulkan bencana. Tanaman yang
mengalami kekeringan akan berdampak penurunan kualitas ataupun gagal panen. Kelebihan
air dapat menimbulkan pencucian hara, erosi ataupun banjir yang memungkinkan gagal
panen. Pengukuran langsung atas penguapan pada kondisi lapangan tidaklah layak
bila dibandingkan dengan apa yang dapat dilakukan untuk mengukur tinggi
permukaan air sungai, curah hujan dan sebagainya. Sebagai konsekuensinya,
berbagai teknik telah di buat untuk menentukan atau memperkirakan pengangkutan
uap air kepermukaan air, pendekatan yang paling nyata menyangkut perhitungan
neraca air (Abujamin, 2008).
Beberapa sifat tanah yang merupakan
komponen-komponen neraca air, misalnya kapasitas menyimpan air (jumlah ruang
pori), infiltrasi, kemantapan pori sangat dipengaruhi oleh macam-macam
penggunaan lahan atau jenis dan susunan tanaman yang tumbuh di tanah tersebut (Abujamin, 2008).
1.2. Tujuan
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 dengan menggunakan metode thorthwaite
BAB
II
TINJAUAN
PUSTAKA
2.1.
Siklus Hidrologi
Siklus
Hidrologi adalah sirkulasi air yang tidak pernah berhenti dari atmosfir ke bumi
dan kembali ke atmosfir melalui kondensasi, presipitasi, evaporasi dan
transpirasi. Pemanasan air samudera oleh sinar matahari merupakan kunci proses
siklus hidrologi tersebut dapat berjalan secara kontinu, air berevaporasi,
kemudian jatuh sebagai presipitasi dalam bentuk hujan, salju, hujan batu, hujan
es dan salju (sleet), hujan gerimis atau kabut (Suripin, 2004).
Gambar Siklus Hidrologi Sumber :
Suripin (2004)
Suripin
(2004) menjelaskan bahwa pada perjalanan menuju bumi beberapa presipitasi dapat
berevaporasi kembali ke atas atau langsung jatuh yang kemudian diintersepsi
oleh tanaman sebelum mencapai tanah. Setelah mencapai tanah, siklus hidrologi
terus bergerak secara kontinu dalam tiga cara yang berbeda : (a) Evaporasi /
transpirasi – Air yang ada di laut, di daratan, di sungai, di tanaman, dsb.
kemudian akan menguap ke angkasa (atmosfer) dan kemudian akan menjadi awan.
Pada keadaan jenuh uap air (awan) itu akan menjadi bintik-bintik air yang
selanjutnya akan turun (precipitation) dalam bentuk hujan, salju, es. (b) Infiltrasi
/ Perkolasi ke dalam tanah – Air bergerak ke dalam tanah melalui celah-celah
dan pori-pori tanah dan batuan menuju muka air tanah. Air dapat bergerak akibat
aksi kapiler atau air dapat bergerak secara vertikal atau horizontal dibawah
permukaan tanah hingga air tersebut memasuki kembali sistem air permukaan. (c) Air
Permukaan – Air bergerak diatas permukaan tanah dekat dengan aliran utama dan
danau; makin landai lahan dan makin sedikit pori-pori tanah, maka aliran
permukaan semakin besar. Aliran permukaan tanah dapat dilihat biasanya pada
daerah urban. Sungai-sungai bergabung satu sama lain dan membentuk sungai utama
yang membawa seluruh air permukaan disekitar daerah aliran sungai menuju laut.
2.2. Neraca Air
Nasir
(2008) menjelaskan bahwa neraca air (water balance) merupakan neraca
masukan dan keluaran air disuatu tempat pada periode tertentu, sehingga dapat
untuk mengetahui jumlah air tersebut kelebihan (surplus) ataupun kekurangan
(defisit). Kegunaan mengetahui kondisi air pada surplus dan defisit dapat
mengantisipasi bencana yang kemungkinan terjadi, serta dapat pula untuk
mendayagunakan air sebaik-baiknya.
Kesetimbangan air dalam suatu sistem
tanah-tanaman dapat digambarkan melalui sejumlah proses aliran air yang
kejadiannya berlangsung dalam satuan waktu yang berbeda-beda.
Arsyad
(2007) menjelaskan bahwa ada beberapa proses aliran air dan kisaran waktu
kejadiannya yang dinilai penting adalah: (a) Hujan atau irigasi (mungkin dengan
tambahan aliran permukaan yang masuk ke petak atau run-on) dan
pembagiannya menjadi infiltrasi dan limpasan permukaan genangan di permukaan
dalam skala waktu detik sampai menit. (b) Infiltrasi kedalam tanah dan drainasi
(pematusan) dari dalam tanah melalui lapisan- lapisan dalam tanah atau lewat
jalan pintas seperti retakan yang dinamakan by-pass flow dalam skala
waktu menit sampai jam. (c) Drainasi lanjutan dan aliran bertahap untuk
menuju kepada kesetimbangan hidrostatik dalam skala waktu jam sampai hari. (d) Pengaliran
larutan tanah antara lapisan-lapisan tanah melalui aliran massa (mass flow).
(e) Penguapan atau evaporasi dari permukaan tanah dalam skala waktu jam sampai
hari. (f) Penyerapan air oleh tanaman dalam skala waktu jam hingga hari, tetapi
sebagian besar terjadi pada siang hari ketika stomata terbuka. (g) Kesetimbangan
hidrostatik melalui sistem perakaran dalam skala waktu jam hingga hari, tetapi
hampir semua terjadi pada malam hari pada saat transpirasi nyaris tidak
terjadi. (h) Pengendali hormonal terhadap transpirasi (memberi tanda terjadinya
kekurangan air) dalam skala waktu jam hingga minggu. (i) Perubahan volume
ruangan pori makro (dan hal lain yang berkaitan) akibat penutupan dan pembukaan
rekahan (retakan) tanah yang mengembang dan mengerut serta pembentukan dan
penghancuran pori makro oleh hewan makro dan akar.
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
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, 2005).
2.3. Kelebihan Air Tanaman
Aak
(2005) menjelaskan bahwa kelebihan air pada tanaman biasanya terlihat atau terjadi
ketika awal musim hujan (akhir musim kemarau) dan pada saat pertengahan musim
hujan. Yang sangat berdampak bagi pertumbuhan tanaman dapat di lihat sebagai
berikut :
a. Awal musim hujan (akhir musim kemarau)
Sinar matahari cukup banyak, suhu udara panas,
kelembaban udara absolute (Ah) tinggi, kelembaban udara relatip (Rh) tinggi,
hujan masih jarang terjadi, dan sumber air tanah maupun air permukaan sedikit.
Dampak bagi tanaman yaitu proses transpirasi (proses pendinginan) terganggu
karena tingginya nilai Rh. Keadaan ini diperparah dengan sulitnya proses
pendinginan secara konduksi lewat daun, karena bahan panas pada fase musim ini
juga tinggi. Akibatnya tanaman akan kepanasan, daun dan batang tanaman nampak
layu meski masih nampak hijau. Kalau kondisi parah ranting dan daun akan
menguning dan rontok.
b. Pertengahan musim hujan.
Ciri-cirinya
yaitu sinar matahari terhalangi mendung, suhu udara turun, kelembaban udara
absolute (Ah) turun / rendah, kelembaban udara relatip (Rh) tinggi, frekwensi
hujan tinggi, dan sumber air tanah maupun air permukaan melimpah. Dampak bagi
tanaman antara lain Kelembaban (Rh) tinggi pada suhu yang rendah merupakan
kondisi ideal pertumbuhan spora jamur. Tanaman yang tidak sehat atau bagian
tanaman yang tua menjadi rentan serangan jamur. Genangan-genangan air pada
bagian batang, bonggol, dan daun (bagian-bagian yang kaya karbohidrat) cepat
atau lambat akan diserbu jamur.
2.4. Kekurangan Air Tanaman
Kekurangan
air mempengaruhi semua aspek pertumbuhan tanaman, yang meliputi proses
fisiologi, biokimia, anatomi dan morfologi. Pada saat kekurangan air, sebagian
stomata daun menutup sehingga terjadi hambatan masuknya CO2 dan menurunkan
aktivitas fotosintesis. Selain menghambat aktivitas fotosintesis, kekurangan
air juga menghambat sintesis protein dan dinding sel (Salisbury 2006).
Tanaman yang mengalami kekurangan air
secara umum mempunyai ukuran yang lebih kecil dibandingkan dengan tanaman yang
tumbuh normal (Kurniasari 2010). Kekurangan air menyebabkan penurunan hasil
yang sangat signifikan dan bahkan menjadi penyebab kematian pada tanaman
(Salisbury, 2006).
Mansfield (2008) menjelaskan bahwa
respons tanaman yang mengalami kekurangan air dapat merupakan perubahan di
tingkat selular dan molekular yang ditunjukkan dengan penurunan laju
pertumbuhan, berkurangnya luas daun dan peningkatan rasio akar : tajuk. Tingkat
kerugian tanaman akibat kekurangan air dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara
lain intensitas kekeringan yang dialami, lamanya kekeringan dan tahap
pertumbuhan saat tanaman mengalami kekeringan.
Lie (2006) menjelaskan bahwa evaluasi
toleransi tanaman terhadap kekurangan air dapat dilakukan dengan
mengidentifikasi ciri-ciri morfologi, anatomi, dan fisiologi yang berkaitan
erat dengan hasil produksi tanaman di lingkungan yang kekurangan air.
BAB III
METEDOLOGI PENELITIAN
3.1. Waktu Dan Tempat
Praktikum
ini dilaksanakan pada hari Sabtu 21 Juni 2014 di Fakultas Pertanian Universitas
Sumbawa (UNSA) Sumbawa Besar.
3.2. Alat
Dan Bahan
·
Kalkulator
·
Komputer dengan program Sofware MS Excel
·
Bolpoin
·
Buku
·
Modul
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil
Pengamatan
Tabel 1. Menghitung Nilai CH Rata-Rata Dengan Metode
Rekresi, Statistik dan Peluan (P>75%)
|
Bulan Juli
|
Urutan
Besar-Kecil
|
Ranking
|
Peluang
(%)
|
|
|
Tahun
|
CH
|
|||
|
1980
|
150
|
260
|
1
|
5
|
|
1981
|
96
|
244
|
2
|
10
|
|
1982
|
100
|
230
|
3
|
15
|
|
1983
|
244
|
228
|
4
|
20
|
|
1984
|
120
|
220
|
5
|
25
|
|
1985
|
86
|
199
|
6
|
30
|
|
1986
|
162
|
165
|
7
|
35
|
|
1987
|
78
|
162
|
8
|
40
|
|
1988
|
69
|
150
|
9
|
45
|
|
1989
|
199
|
120
|
10
|
50
|
|
1990
|
94
|
120
|
11
|
55
|
|
1991
|
35
|
111
|
12
|
60
|
|
1992
|
220
|
100
|
13
|
65
|
|
1993
|
120
|
96
|
14
|
70
|
|
1994
|
165
|
94
|
15
|
75
|
|
1995
|
228
|
87
|
16
|
80
|
|
1996
|
111
|
86
|
17
|
85
|
|
1997
|
87
|
78
|
18
|
90
|
|
1998
|
260
|
69
|
19
|
95
|
|
1999
|
230
|
35
|
20
|
100
|
|
CH Rata-Rata
|
142,7
|
|
|
|
|
SD
|
64.29308
|
|
|
|
Tabel 2. Perhitungan
Neraca Air Lahan Bulanan dengan Metode Thornwaite
|
Bulan
|
CH
|
ETP
|
CH-ETP
|
APWL
|
KAT
|
dKAT
|
ETA
|
Defisit
|
Surplus
|
run-off
|
|
Jan
|
450
|
150
|
300
|
-
|
225
|
0
|
150
|
0
|
300
|
182
|
|
Feb
|
300
|
132
|
168
|
-
|
225
|
0
|
132
|
0
|
168
|
175
|
|
Mar
|
275
|
130
|
145
|
-
|
225
|
0
|
130
|
0
|
145
|
160
|
|
Apr
|
200
|
125
|
75
|
-
|
225
|
0
|
125
|
0
|
75
|
118
|
|
Mei
|
155
|
135
|
20
|
-
|
225
|
0
|
135
|
0
|
20
|
69
|
|
Jun
|
112
|
140
|
-28
|
-28
|
199
|
-26
|
86
|
54
|
0
|
35
|
|
Jul
|
30
|
145
|
-115
|
-143
|
131
|
-68
|
-38
|
183
|
0
|
18
|
|
Agust
|
50
|
150
|
-100
|
-243
|
103
|
-28
|
22
|
128
|
0
|
9
|
|
Sep
|
76
|
138
|
-62
|
-305
|
94
|
-9
|
67
|
71
|
0
|
5
|
|
Okt
|
137
|
140
|
-3
|
-308
|
93
|
-1
|
136
|
4
|
0
|
3
|
|
Nop
|
250
|
142
|
108
|
-
|
201
|
108
|
142
|
0
|
0
|
2
|
|
Des
|
326
|
175
|
151
|
-
|
225
|
24
|
175
|
0
|
127
|
64
|
|
total
|
2361
|
1702
|
-
|
-
|
-
|
-
|
1262
|
436
|
815
|
840
|
Diketahui : KL = 225 mm, TLP = 75 mm, AT = KL – TLP =
225 – 75 = 150
Kurva Perhitungan
Neraca Air Lahan Bulanan dengan Metode Thornwaite
Keterangan :
CH : Curah Hujan (mm)
ETP : Evapotranspirasi Potensal (mm)
ETA : Evapotranspirasi Aktual (mm)
4.2. Pembahasan
Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan terhadap neraca air lahan dengan
menggunakan Metode Thornwaite. Dimana data utama yang dibutuhkan dalam perhitungan ini adalah curah hujan dan nilai evapotranspirasi.
Dilihat dari tabel (2) mengenai perhitungan neraca air lahan, jumlah air yang tersedia di lahan
mencapai 2361 mm dengan jumlah defisit 436 mm,
evapotranspirasi aktual sebesar 1262 mm,
sehingga selama setahun terjadi surplus dan run-off masing-masing
sebesar 815 mm dan 840 mm.
Meskipun hujan terjadi pada setiap bulan
mengikuti distribusi normal, tetapi pada bulan-bulan tertentu, yaitu bulan Juni
sampai dengan Oktober mengalami defisit air dimana jumlah evapotranspirasi
aktual melebihi jumlah curah hujan. Sehingga selama setahun tersebut terdapat 10 jumlah bulan basah dan 2 bulan
kering. Pada kondisi defisit ini kandungan air tanah pun mengalami penurunan
seiring dengan berkurangnnya curah hujan dan air tanah dimanfaatkan
untuk evapotranspirasi (ETA) maka apabila air tanah tidak disuplai oleh hujan
akan mengalami defisit dan kondisi demikian disebut musim kemarau.
Pada peiode bulan Juni sampai
dengan Oktober terjadi defisi air bahkan dari bulan Juli sampai dengan Agustus
ketersediaan air berada di bawah titik layu permanen. Kondisi ini sangat tidak
mendukung terhadap budidaya tanaman. Setiap tahun
berdasarkan neraca air lahan di atas, pada tabel (1), run-off terjadi sepanjang tahun, namun besarnya tergantung
pada curah hujan. Pada periode surplus dimana terjadinya bulan basah, run-off
, yaitu pada bulan Januari mencapai 182 mm dan terus turun hingga pada bulan Mei hanya mencapai 69 mm. Potensi ini dapat dimanfaatkan dengan pembuatan pemanenan air hujan
sehingga pada saat terjadinya bulan kering, air tangkapan ini dapat
dimanfaatkan untuk menutupi kekurangan air.
Hal ini sejalan dengan pendapat Salisbury (2006) terjadinya kekurangan atau kelebihan air akan berdampak buruk bagi tanaman
dan lingkungan sekitar. Kelebihan air berupa run-off akan mengakibatkan
terjadinya banjir dan tanah menjadi sangat jenuh yang akan mengganggu
kesetimbangan air tanah, dan menurunkan tingkat aerasi tanah. Selain itu
kekurangan air pun akan memberikan dampak besar bagi keberlangsungan tanaman
yang sangat memerlukan air untuk proses fotosintesis.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengamatan yang telah dilakukan
dapat disimpulkan bahwa, Surplus terjadi dalam jangka waktu bulan Januari
hingga Mei sedangkan defisit terjadi dari bulan Juni hingga Oktober, pada bulan
Juni hingga Oktober, seluruh air hujan mengalami evapotranspirasi karena CH
< ETP, periode defisit perlu dilakukan penyiraman, neraca air bulanan pada
grafik diatas surflus terjadi pada bulan Januari sampai bulan Mei.
5.2. Saran
Saran saya dalam praktikum kali ini
yaitu penjelasan mengenai perhitungan neraca air sebaiknya di dalami dengan
baik agar mahasiswa paham tentang perhitungan neraca air yang baik dan
dilakukan dengan hati–hati karena banyak faktor yang harus di hitung, untuk
mendapatkan hasil yang baik, maka perhitungan dari masing-masing faktor perlu di
perhatikan.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar