laporan praktikum acara 2 neraca air

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Dalam konsep siklus hidrologi bahwa jumlah air di suatu luasan tertentu di permukaan bumi dipengaruhi oleh besarnya air yang masuk ( input) dan keluar (output) pada jangka waktu tertentu Neraca masukan dan keluaran air di suatu tempat dikenal sebagai neraca air ( water balance). Karena air bersifat dinamis maka nilai neraca air selalu berubah dari waktu ke waktu sehingga di suatu tempat kemungkinan bisa terjadi kelebihan air (suplus) ataupun kekurangan (deficit) (Mahbub, 2011).

Apabila kelebihan dan kekurangan air ini dalam keadaan ekstrim tentu dapat menimbulkan bencana, seperti banjir ataupun kekeringan. Bencana tersebut dapat dicegah atau ditanggulangi bila dilakukan pengelolaan yang balk terhadap lahan dan lingkungan nya. Neraca air lahan merupakan neraca air untuk penggunaan lahan pertanian secara umum. Neraca ini bermanfaat dalam mempertimbangkan kesesuaian lahan pertanian; mengatur jadwal tanam dan panen; mengatur pemberian air irigasi dalam jumlah dan waktu yang tepat (Soemarno, 2008).

Dalam perhitungan neraca air lahan bulanan diperlukan data masukan yaitu curah hujan bulanan (CH), evapotranspirasi bulanan (ETP), kapasitas lapang (KL) dan titik layu permanen (TLP). Nilai -nilai yang diperoleh dari analisis neraca air lahan ini adalah harga-harga dengan asumsi-asumsi sebagai berikut:.

1)   lahan datar tertutup vegetasi rumput,

2)   lahan berupa tanah dimana air yang masuk pada tanah tersebut hanya berasal dari curah hujan saja.

3)   keadaan profit tanah homogen sehingga KL dan TLP mewakili seluruh lapisan clan hamparan tanah (Soemarno, 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 metide thorthwaite

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Siklus Hidrologi

Kodoati dan Rustam (2008) menyatakan bahwa siklus hidrologi adalah pergerakan air di bumi berupa cair, gas, dan padat baik proses di atmosfir, tanah dan badan-badan airyang tidak terputus melalui proses 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 dalambentuk air, es,atau kabut. 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:

·         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.

·         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.

·         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.

Gambar 2.1. Siklus Hidrologi (T=transpirasi, E=evaporasi, P=hujan, R=aliran permukaan, G=aliran airtanah dan I=infiltrasi). Sumber: Viessman, 2005).

Dalam konsep siklus hidrologi bahwa jumlah air di suatu luasan tertentu di permukaan bumi dipengaruhi oleh besarnya air yang masuk (input) dan keluar (output) pada jangka waktu tertentu. Semakin cepat siklus hidrologi terjadi maka tingkat neraca air nya semakin dinamis (Soewarno, 2000).

Kesetimbangan air dalam suatu sistem tanah-tanaman dapat digambarkan melalui sejumlah proses aliran  air yang kejadiannya berlangsung dalam satuan waktu yang berbeda-beda (Soewarno, 2000).

2.2  Neraca Air

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 (Soewarno, 2000).

Soewarno (2000) menytakan bahwa model neraca air cukup banyak, namun yang biasa dikenal terdiri dari tiga model, antara lain:

a)    Model Neraca Air Umum. Model ini menggunakan data-data klimatologis dan bermanfaat untuk mengetahui berlangsungnya bulan-bulan basah (jumlah curah hujan melebihi kehilangan air untuk penguapan dari permukaan tanah atau evaporasi maupun penguapan dari sistem tanaman atau transpirasi, penggabungan keduanta dikenal sebagai evapotranspirasi).

b)    Model Neraca Air Lahan. Model ini merupakan penggabungan data-data klimatologis dengan data-data tanah terutama data kadar air pada Kapasitas Lapang (KL), kadar air tanah pada Titik Layu Permanen (TLP), dan Air Tersedia (WHC = Water Holding Capacity).

·         Kapasitas lapang adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukkan jumlah air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Air yang dapat ditahan tanah tersebut akan terus-menerus diserap akar tanaman atau menguap sehingga tanah makin lama makin kering. Pada suatu saat akar tanaman tidak lagi mampu menyerap airsehingga tanaman menjadi layu. Kandungan air pada kapasitas lapang diukur pada tegangan 1/3 bar atau 33 kPa atau pF 2,53 atau 346 cm kolom air.

·         Titik layu permanen adalah kondisi kadar air tanah dimana akar-kar tanaman tidak mampu lagi menyerap air tanah, sehingga tanaman layu. Tanaman akan tetap layu pada siang atau malam hari. Kandungan air pada titik layu permanen diukur pada tegangan 15 bar atau 1.500 kPa atau pF 4,18 atau 15.849 cm tinggi kolom air.

·         Air tersedia adalah banyaknya air yang tersedia bagi tanaman yaitu selisih antara kapasitas lapang dan titik layu permanen.

c)    Model Neraca Air Tanaman. Model ini merupakan penggabungan data klimatologis, data tanah, dan data tanaman. Neraca air ini dibuat untuk tujuan khusus pada jenis tanaman tertentu. Data tanaman yang digunakan adalah data koefisien tanaman pada komponen keluaran dari neraca air. Neraca air adalah gambaran potensi dan pemanfaatan sumberdaya air dalam periode tertentu. Dari neraca air ini dapat diketahui potensi sumberdaya air yang masih belum dimanfaatkan dengan optimal.

Secara kuantitatif, neraca air menggambarkan prinsip bahwa selama periode waktu tertentu masukan air total sama dengan keluaran air total ditambah dengan perubahan air cadangan (change in storage). Nilai perubahan air cadangan ini dapat bertanda positif atau negatif (Soewarno, 2000).

Konsep neraca air pada dasarnya menunjukkan keseimbangan antara  jumlah air yang masuk ke, yang tersedia di, dan yang keluar dari sistem (sub sistem) tertentu. Secara umum persamaan neraca air dirumuskan dengan    (Sri,  2000).

2.3       Kelebihan Air Tanaman

Kelebihan air pada tanaman biasanya terlihat /terjadi ketika awal musim hujan (akhir musim kemarau) dan padsa saat pertengfahan musim hujan. Yang sangat berdampak bagi pertumbuhan tanaman dapat di lihat sebagai berikut:” Awal musim hujan (akhir musim kemarau) (Aak, 2000).

Ciri, 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 bahang 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 (Aak, 2000).

Kesalahan yang sering dilakukan pada fase ini, melihat tanaman nampak layu timbul anggapan tanaman kurang air. Padahal kelayuan muncul bukan karena kekurangan air (seperti pada musim panas), namun akibat terganggunya proses penyerapan air karena transpirasi terhambat. Dampak selanjutnya gampang diduga, zona akar akan kelebihan air dan mengundang penyakit (Aak, 2000).  

                Pertengahan musim hujan. Ciri, 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 (Aak, 2000).

                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 (Aak, 2000).

1.1.     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  Tabel Penghitung CH Peluang 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
1991	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	200	69	19	95
1999	230	35	20	100
CH-rata	142.7
SD	64.29308

4.2.      Tabel 1. Hasil Neraca air bulanan (mm) wilayah X data Lapang (KL) = 225 mm dan Titik Layu Permanen = 75 mm

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						436	815	840

Kurva Perhitungan Neraca Air Lahan Bulanan dengan Metode Thornwaite

4.2.    Pembahasan

          Sebelum menganalisis neraca air lahan, maka diperlukan beberapa data yang akan menunjang dalam perhitungan neraca air lahan, data tersebut antara lain 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.

Pada beberapa bulan di selang waktu bulan juli sampai oktober terjadi defisit air meskipun kondisi curah hujan bisa dikatakan normal ini disebakan oleh 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. Periode ini berlangsung antara 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.        

Berdasarkan tabel (2) terjadi limpasan atau run off sepanjang tahun, nilai run off paling tinggi pada bulan januari sebesar 182 dan yang paling rendah terjaadi pada bulan november yang memiliki nilai 2. Kondisi run off  seperti ini akan mengganggu pertumbuhan tanaman karna terjadi kelebihan 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.  Untuk melakukan penanaman sebaiknya dilakukan pada periode surplus serta panen dilakukan pada periode defisit. Pada bulan juni hingga Oktober, seluruh air hujan mengalami evapotranspirasi karena CH < ETP.

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.