Jumat, 22 April 2011

sumber daya air dalam bidang pertanian


I. PENDAHULUAN
Latar Belakang

Air merupakan salah satu unsur yang sangat penting dalam produk pangan. Jika air tidak tersedia maka produksi pangan akan terhenti. Ini berartibahwa sumberdaya air menjadi faktor kunci untuk berkelanjutan pertanian khusunya pertanian beririgasi. Pertanian berkelanjutan (sustainable agriculture) secara sederhana diartikan disini sebagai upaya memelihara, memperpanjang, meningkatkan dan meneruskan kemampuan produktif dari sumberdaya pertanian untuk memenuhi kebutuhan konsumsi pangan. Guna mewujudkan pertanian berkelanjutan, sumberdaya pertanian seperti air dan tanah yang tersedia perlu dimanfaatkan secara berdaya guna dan berhasil guna. Kebutuhan akan sumberdaya air dan tanah cenderung meningkat akibat pertambahan jumlah penduduk dan perubahan gaya hidup, sehingga kompetisi dalam pemanfaatannya juga semakin tajam baik antara sektor pertanian dengan sektor non-pertanian maupun antar pengguna dalam sektor pertanian itu sendiri.
Makalah ini mencoba membahas berbagai permasalahan yang terkait dengan sumberdaya air. Beranjak dari permasalahan tersebut selanjutnya diketengahkan langkah-langkah kebijaksanaan yang kiranya perlu ditempuh dalam pengelolaan sumberdaya air guna mendukung pertanian bekelanjutan.












II. DASAR TEORI

Polaritas molekul air dan kecenderungannya membentuk ikatan hidrogen dengan molekul-molekul yang lain, air dijuluki pelarut universal. Sebuah molekul air (yang diekspresikan dalam simbol kimiawi H20), terdiri dari dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Berdiri sendiri, atom hidrogen mengandung satu proton positif di intinya; sedang satu elektron negatif berputar mengelilinginya dalam sebuah kerangka tiga dimensi. Sedang oksigen memiliki delapan proton di dalam intinya dengan delapan elektron berputar mengitarinya. Dalam notasi kimia, oksigen seringkali diperlihatkan sebagai huruf O yang dikelilingi delapan titik yang mewakili empat pasang elektron. Satu elektron hidrogen dan delapan elektron oksigen merupakan kunci kimia kehidupan, sebab atom hidrogen dan oksigen bergabung untuk membentuk sebuah molekul air atau berpisah untuk membentuk ion-ion. Hidrogen cenderung mengalami ionisasi dengan kehilangan elektron tunggalnya dan membentuk ion H+ yang simpel yang hanya merupakan proton yang terisolasi karena atom hidrogen tidak memiliki neutron. Sebuah ikatan hidrogen terjadi saat elektron sebuah atom hidrogen bersama-sama dipakai dengan atom elektronegatif yang lain (misalnya oksigen yang kehilangan sebuah elektron) (Anonim, 2008).
Air adalah zat atau materi atau unsur yang penting bagi semua bentuk kehidupan yang diketahui sampai saat ini di bumi, tetapi tidak di planet lain. Air menutupi hampir 71% permukaan bumi. Terdapat 1,4 triliun kilometer kubik (330 juta mil³) tersedia di bumi. Air sebagian besar terdapat di laut (air asin) dan pada lapisan-lapisan es (di kutub dan puncak-puncak gunung), akan tetapi juga dapat hadir sebagai awan, hujan, sungai, muka air tawar, danau, uap air, dan lautan es. Air dalam obyek-obyek tersebut bergerak mengikuti suatu siklus air, yaitu: melalui penguapan, hujan, dan aliran air di atas permukaan tanah (runoff, meliputi mata air, sungai, muara) menuju laut. Air bersih penting bagi kehidupan manusia. Di banyak tempat di dunia terjadi kekurangan persediaan air. Selain di bumi, sejumlah besar air juga diperkirakan terdapat pada kutub utara dan selatan planet Mars, serta pada bulan-bulan Europa dan Enceladus. Air dapat berwujud padatan (es), cairan (air) dan gas (uap air). Air merupakan satu-satunya zat yang secara alami terdapat di permukaan bumi dalam ketiga wujudnya tersebut. Pengelolaan sumber daya air yang kurang baik dapat menyebakan kekurangan air, monopolisasi serta privatisasi dan bahkan menyulut konflik (Helmi, 1997).

Air merupakan salah satu unsur yang sangat penting dalam produksi pangan. Jika air tidak tersedia maka produksi pangan akan terhenti. Ini berarti bahwa sumberdaya air menjadi faktor kunci untuk keberlanjutan pertanian khususnya pertanian beririgasi. Pertanian berkelanjutan (sustainable agriculture) secara sederhana diartikan disini sebagai upaya memelihara, memperpanjang, meningkatkan dan meneruskan kemampuan produktif dari sumberdaya pertanian untuk memenuhi kebutuhan konsumsi pangan. Guna mewujudkan pertanian berkelanjutan, sumberdaya pertanian seperti air dan tanah yang tersedia perlu dimanfaatkan secara berdaya guna dan berhasil guna. Kebutuhan akan sumberdaya air dan tanah cenderung meningkat akibat pertambahan jumlah penduduk dan perubahan gaya hidup, sehingga kompetisi dalam pemanfaatannya juga semakin tajam baik antara sektor pertanian dengan sektor non-pertanian maupun antar pengguna dalam sektor pertanian itu sendiri ( Mahar, 1999).
















III. ISI

            Air merupakan asal mula dari segala macam bentuk kehidupan di muka bumi ini. Dari air bermula kehidupan dan karena air peradaban tumbuh dan berkembang. Logika sebenarnya, tanpa air peradaban akan surut dan bahkan kehidupan akan musnah dan bumi akan menjadi sebuah bola batu dan pasir raksasa yang luar biasa panas, masif, dan mengambang di alam raya menuju kemusnahan.
Berbagai permasalahan sumber daya air yang terjadi antara lain :

Adanya Gejala Krisis Air
Gejala krisis air rupanya sudah mulai nampak dewasa ini. Krisis air dapat diukur dari Indeks Penggunaan Air (IPA) yaitu rasio antara penggunaan dan ketersediaan air. Semakin tinggi angka IPA semakin memprihatinkan ketersediaan air di suatu wilayah. Apabila angka IPA berkisar antara 0,75– 1,0 maka dikatakan keadaan “kritis”.Jika lebih dari 1,0 maka suatu wilayah dikatakan “sangat kritis”atau defisit air, sedangkan jika IPA -nya berkisar antara 0,30 – 0,60 tergolong “normal” dari segi ketersediaan air .
Terjadinya krisis air dapat dipicu oleh sikap dan prilaku masyarakat yang cenderung boros dalam memanfaatkan air karena air sebagai milik umum (common property) dianggap tidak terbatas adanya dan karenanya dapat diperoleh secara cuma-cuma atau gratis.

 Menyusutnya Lahan Pertanian Beririgasi Akibat Alih Fungsi
Alih fungsi lahan pertanian untuk tujuan non-pertanian merupakan proses yang tidak terhindarkan. Hal ini disebabkan karena adanya ledakan jumlah penduduk yang menunutut pertambahan pemukiman, transportasi, pembangunan industri dan berbagai prasarana fisik untuk memenuhi kebutuhan hidup manusia modern yang semuanya itu niscaya membutuhkan tanah. Misalnya selama kurun waktu 1984-1990 di Jawa Barat telah terjadi alih fungsi lahan sawah untuk non-pertanian seluas 27.768 ha atau rata-rata 5.554 ha per tahun. Selanjutnya di Jawa dan Bali, selama periode 1981- 1986 luas lahan sawah yang telah beralih fungsi mencapai 224.184 ha dengan rata-rata 37.364 ha / tahun. Dari sawah seluas 224.184 ha itu 55,77% masih dipergunakan sebagai lahan pertanian sedangkan sisanya sebanyak 44,23 % dialih -fungsikan ke non-pertanian (Nasoetion dan Winoto, 1996 ).
Alih fungsi lahan sawah beririgasi ke non-pertanian merupakan proses yang bersifat irreversible atau tidak dapat balik.Alih fungsi lahan cenderung diiringi dengan perubahan-perubahan orientasi ekonomi,sosial,budaya, dan politik masyarakat yang umumnya juga bersifat irreversible (Nasoetion dan Winoto. 1996).

PENGEMBANGAN AIR YANG TELAH DI BUDIDAYAKAN
            Jenis pengembangan sumber daya air yang telah dibudidayakan adalah:
1. kompor air hemat energy
Dengan kompor ini, pennguna cukup memakai kombinasi antara satu sendok the minyak tanah yang ditambah dengan satu liter air sebagai bahan bakar maka kompor tersebut akan menyala selama satu jam. Dibandingkan dengan kompor biasa yang bias menghabiskan satu liter minyak untuk waktu yang sama. Kompor ini juga memiliki semburan api yang lebih kencang. Kompor air tersebut mampu menyala dengan api yang sangat kuat, tidak menimbulkan asap, jelaga, bauk dan tingkat suhu yang juga tinngi (warna api agak biru dan bahkan lebih panas dibandingkan kompor gas). Sesuai dengan namanya, tentu saja kelebihan kompor tersebut terdapat pada iritnya bahan bakar yang diperlukan. Untuk satu jam menyala hanya membutuhkan satu sendok the minyak tanah dan untuk memasak air menggunakan panic uukuran besar hanya membutuhkan waktu 5-10 menit.

2.Kincir Air (Water Wheel)
Air merupakan unsur penting bagi petani untuk mengairi areal persawahan. Untuk sawah yang letaknya lebih tinggi dari sumber air atau aliran sungai/irigasi maka kebutuhan air akan menjadi persoalan karena air tersebut tidak dapat begitu saja dialirkan, harus ada pemompa air. Sedangkan dari segi pompa air dapat ditinjau dari harga pompa, biaya operasional, biaya perawatan dan suara (kebisingan) yang ditimbulkan oleh pompa tersebut. Oleh karena itu, diperlukan suatu alat yang ekonomis, mudah dalam penggunaan serta tidak menimbulkan suara kebisingan, yaitu seperti alat pemindah air dengan sistem kincir yang dibantu oleh kecepatan angin. Energi yang cukup besar ini dapat digunakan untuk menggerakkan baling-baling dan kincir air. Pada setiap baling-baling diberi wadah sebagai tempat air, kemudian berputar maka air akan dipindahkan ke tempat penampungan. Selanjutnya air dialirkan ke sawah melalui pipa saluran. Cara ini sangat mudah dan murah serta ramah lingkungan karena tidak menggunakan bahan bakar. Dan alat ini juga dapat dipindahtempatkan sesuai dengan kebutuhan, kemudian perawatannya juga tidak sulit. Sangat baik dipasang pada tempat yang tidak ada aliran listrik dan sulit bahan bakar. Apalagi disaat sekarang ini dimana harga bahan bakar dan tarif listrik sudah sangat memberatkan masyarakat.
Dengan menggunakan alat ini maka jumlah masa tanam dapat ditingkatkan dari dua kali setahun bisa menjadi tiga kali setahun. Hal ini dikarenakan penggunaan alat ini tidak bergantung pada jadwal distribusi pemberian air untuk sawah yang telah ditentukan oleh pihak yang berwenang untuk masing-masing daerah. Sehingga pada gilirannya akan dapat meningkatkan hasil produksi padi pertahunnya dan dapat menambah penghasilan bagi masyarakat.

Keuntungan:
a.Tidakmenggunakan bahan bakar
b. Dapat memindahkan air yang letaknya lebih rendah dari tempat yang    diinginkan.
c. Kontruksi lebih sederhana
d. Biaya pembuatan relative murah
e. Tidak bersuara
f. Kapasitas dapat diatur dengan mudah dengan mengganti ukuran tempat air
g. Tidak menggunakan biaya operasional


kelemahan:
a. Tidak dapat dimatikan atau dihentikan jika tidak dipakai
b.Cukup berat bila mau dipindahkan
c. Putaran kincir dipengaruhi oleh kecepatan angin
Kincir air merupakan saran untuk merubah energy air menjadi energy mekanik berupa torsi pada poros kincir. Ada beberapa tipe kincir air yaitu :
1)      Kincir Air Overshot
2)      Kincir Air Undershot
3)      Kincir Air Breastshot
4)      Kincir Air Tub.

1) kincir Air Overshot
            Bekerja bila air yang mengalir jatuh kedalam bagian sudut-sudut sisi bagian atas dan karena gaya berat air roda kincir berputar. Kincir air overshot adalah kincir air yang paling banyak digunakan dibandingkan dengan jenis kincir yang lain.

Keuntungan
·         Tingkat efesiensi yang tinggi dapat mencapai 85% .
·         Tidak  membutuhkan aliran yang deras.
·         Konstruksi yang sederhana.
·         Mudah dalam perawatan.
·         Teknologi yang sederhana mudah diterapkan di daerah yang yang terisolir.
Kerugian
·         Karena aliran air berasal dari atas maka biasanya reservoir air atau bendungan air, sehingga memerlukan investasi yang lebih banyak.
·         Tidak dapat diterapkan untukkan  mesin putaran tinggi.
·         Membutuh ruang yang lebih luas untuk penempatan.
·         Daya yang dihasilkan relative kecil.

2) Kincir Air Undershot
            Kincir air ini bekerja bila air yang mengalir menghantam sudut yang terletak pada bagian bawah dari kincir air. Tipe ini cocok dipasang pada perairan dangkal pada daerah yang rata.

Keuntungan
·         Konstruksi lebih sederhana
·         Lebih ekonomis.
·         Mudah untuk dipindahkan

Kerugian
·         Efesiensi kecil.
·         Daya yang dihasilkan relative kecil.
3) Kincir Air Breastshot
            Kincir air ini merupakan perpaduan antara Tipe overshot dan undershot dilihat dari energy yang diterimanya. Jarak tinggi jatuhnya air tidak melebihi diameter kincir, arah aliran air yang menggerakkan kincir air disekitar sumbu poros dari kincir air.

Keuntungan
·         Lebih efesien dari tipe undershot.
·         Tinggi jatuhnya lebih pendek dari tipe overshot.
·         Dapat diaplikasikan pada sumber air aliran datar.

Kerugian
·         Sudut-sudut dari tipe ini tidak rata seperti tipe undershot.
·         Diperlukan Dam pada arus aliran datar.
·         Efisiensi lebih kecil dari pada tipe overshot.




4) Kincir Air Tub
            Kincir ini merupakan kincir air yang kincir nya diletakkan secara horizontal dan sudu-sudu nya miring terhadap garis vertical, dan tipe ini dapat dibuat lebih kecil dari pada overshot dan undershot. Karena arah gaya dari pancuran air menyamping, maka energy yang diterima oleh kincir yaitu energy potensial dan kinetic.

Keuntungan
·         Memiliki konstruksi yang lebih ringkas
·         Kecepatan putarnya lebih cepat.
Kerugian
·         Tidak menghasilkan gaya yang besar.
·         Karena komponennya lebih kecil membutuhkan tingkat ketelitian yang lebih teliti.

Penggunaan kincir air
§  Mesin Penggiling Gandum
§  Mesin Pemintal Benang
§  Mesin Gergaji Kayu
§  Masin Tekstil

5). Kincir Ait Kaki Angsa
                        http://kakiangsa.files.wordpress.com/2008/05/image015.jpg?w=365&h=273
Bentuk kincir ini (Kincir Kaki Angsa) hampir sama dengan kincir air yang dipergunakan petani untuk mengairi sawah. Hanya ada beberapa bagian yang dirubah disesuaikan dengan kebutuhan. Berdasarkan pengalaman di atas, kincir kaki angsa ini dirancang lebih pendek dan lebih panjang dan seluruh badan kincir kaki angsa ini dirancang lebih pendek dan lebih panjang dan seluruh badan kincir di benamkan atau dipasang di dasar sungai sehingga tidak terpengaruh dengan pasang surut air sungai maka bentuk kincir ini dirancang khusus agar dapat berputar di dalam air.

3. Turbin Air
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/21/Turbine_ship_propulsion.jpg
   Turbin air dikembangkan pada abad 19 dan digunakan secara luas untuk pembangkit tenaga listrik. Turbin air mengubah energy petensial air menjadi energy mekanis. Energy mekanis diubah dengan generator listrik menjadi tenaga listrik.. Aplikasi airfoil untuk blade turbin sesuai untuk system konversi energi pada saluran ultra low head. Turbin dengan diameter 600 mm dan jumlah sudu 3 mampu membangkitkan daya 240,61 watt pada aliran air irigasi dengan kecepatan permukaan 0,92 m/s dan debit 0,2329 m3/s. Jenis turbin ini dapa dipasang pada sungai maupun saluran irigasi. Berdasarkan prinsip kerja turbin dalam mengubah energi potensial air menjadi energy mekanis, turbin air dibedakan menjadi dua kelompok yaitu turbin impuls dan turbin reaksi.


Tabel 1.1 pengelompokan Turbin

High head
Medium head
Low head
Impulse- turbines
Pelton Turgo
Cross-flow multi-jet pelton Turgo
Cross-flow
Reaction -turbines

Francis
Propeller kaplan

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar