ISSN: 1907-5545Terakreditasi SK Kepala LlPI

Nomor : 99/AKRED-LlPI/P2MBI/5/2007

JllRNAL

IRIGASIVol.4 No.2, November 2009

Pembina : Dr. Ir. Arie Setiadi Moerwanto, M. Sc.

Penanggung Jawab : Ir. Lolly Martina Martief, MT

Penelaah Ahli : DR. A Hafied A Gany, M.Sc.Prof.R. Ir. Dyah Rahayu Pangesti, Dipl.HfDR. Ir. Sigit Supadmo Arif

Redaktur : Dra. Sukarni

Penyunting/Editor : Ir. Damar Susilowati, M.Sc.Subari, MEIr. Muchammad MuqorrobinMarasi Deon Joubert, ST

Redaktur Pelaksana : Dewi Arifianty Agustina, SP

Sekretariat : Mapilindo, AMd.Midiah Sulastry Abubakar, STBambang Sudiarto, S.Sos.Santi Lestari, S. Sos.Supraptini S.

Alamat Redaksi : BALAIIRIGASIJI. Cut Meutia, Kotak Pos 147Bekasi I 7 I I 3

Telp.: 021-8801365,8801345Fax. : 021-8801345

E-mail jurnalirigasi@yahoo.co.idkairigasil@pu.go.id

ISSN: 1907-5545Terakreditasi SK Kepala L1PI

Nomor: 99/AKRED-L1PI/P2MBI/S/2007

JURNAL

IRIGASIVol. 4, No. 2 November 2009

DAFTAR ISIHalaman

Daftar IsiEditorialPengembangan Kriteria Rancangan Hidrolika Sub-Unit IrigasiTetes pada Jaringan Irigasi Air Tanah Dangkal (Development of DripIrrigation Sub-Unit Hydraulics Criteria Within Shallow Groundwater IrrigationSchemes)

Prastowo, Soedodo Hardjoamidjojo dan Satyanto Krido Saptomo

Efektivitas Irigasi Tetes untuk Mendukung OptimalisasiPengelolaan Air Tanah di Lahan Kering - studi kasus Desa AkarAkar, Lombok Utara, Nusa Tenggara Barat (The Effectivity of DripIrrigation to Support the Optima/ization of Groundwater Management on DryLand -case study Desa Akar Akar. Lombok Utara, Nusa Tenggara Barat)

Dadang Ridwan, Indri Swatini S. dan Lolly Martina Martief

Aplikasi Irigasi Defisit pada Tanaman Jagung (Deficit IrrigationApplication on Corn Plant)

Ahmad Tusi dan R.A. Bustomi Rosadi

Simulasi Komputer Penerapan Teknik Kendali Fuzzy Sederhanauntuk Pengaturan Muka Air Tanah di Lahan Padi SRI (ComputerSimulation for the Application of Simple Fuzzy Technical control for WaterTable Regulation in SRI Paddy Field)

Chusnul Arif, S.K. Saptomo, B.I. Setiawan dan M.A. Iskandar

Analisa Model Neraca Air untuk Penerapan Irigasi Terputus SRIdi Tingkat Tersier (The Analyze of Water Balance Model for theImplementation of Intermittent Irrigation for SRI on Tertiary Unit)

Hanhan A. Sof,,!uddin, Budi I. Setiawan, Subari, Lolly M. Martief

Jurnallrigasi Vo!. 4 No. 2., November 2009

iii94 - 106

107 - 119

120 - 130

131 - 144

145 - 153

The Effect of Water Regime and Soil Management on MethaneEmission Reduction From Rice Field (Pengaruh Rejim Air danPengolahan Tanah dalam Mengurangi Emisi Gas Metan dari Sawah)

Prihosto Setyonto don Horris Burhon

Penelitian Kualitas Air Irigasi Pertanian Hortikultura padaPematang Pasir Pantai Glagah di Kabupaten Kulon Progo-Provinsi Daerah Istimewa Yogyakarta (Research on HorticultureIrrigation Water Quality at Glagah Sand Beach Dike in Kabupaten KulonProgo-Daerah Istimewa Yogyakarta)

Rohmodi H. S.

Index PengarangInformasiuntuk Penulis

1S4 - 16S

166 - 180

Jurnallrigasi VD!.4 No. 2, N(1.Iember2009

PENGEMBANGAN KRITERIA RANCANGAN HIDROLIKA SUB-UNITIRIGASI TETES PADA JARINGAN IRIGASI AIRTANAH DANGKAL

(DEVELOPMENT OF DRIP IRRIGA TION SUB-UNIT HYDRAULICSCRITERIA WITHIN SHALLOW GROUNDWA TER IRRIGATION SCHEMES)

Oleh:Prastowo'', Soedodo Hardjoamidjojo?', Satyanto Krido Saptomo*)

ABSTRACT

The technical performance of shallow groundwater irrigation schemes (SGWIS) might beable to be increased, either by improvement of pump operation management- improvementof the conveyance system, or improvement in the technology of irrigation application. Theobjective of this research is to develop sub-unit hydraulics CI;iteria for designing dripirrigation within SGWIS that can ensure a high level of irrigation efficiency. The sub-unithydraulics design criteria of drip irrigation have been developed in form of table, nomogram,as well as computer program, with parameters of diameter and length of manifold andlateral pipelines. With the technical specification of emitter, Ha= 50-150 kPa and qa= 1,41-2,421/h, the option of lateral pipe diameters are 13 mm and 19 mm. With these lateralsizes, the diameters of manifold pipe are 40 mm, 50 mm and 65 mm. The criteria could beused as a standard and it could be developed as a design manual of drip irrigation system ingroundwater irrigation schemes.

Keywords: hydraulics design criteria, irrigation efficiency, shallow groundwater,drip irrigation

ABSTRAKKinerja teknis jaringan irigasi air tanah dapat ditingkatkan melalui perbaikan manajemenpompa, sistem pengaliran, dan atau perbaikan teknologi irigasi. Penelitian ini bertujuanuntuk mengembangkan kriteria hidrolika sub-unit dalam perancangan irigasi tetes padajaringan irigasi air tanah dangkal, untuk menjamin tingkat efisiensi irigasi yang tinggi.Kriteria desain hidrolika sub-unit telah dikembangkan dalam bentuk tabel, nomogram danprogram komputer dengan parameter diameter dan panjang pipa manifold dan pipa lateral.Dengan spesifikasi teknis emmiter, Ha= 50-150 kPa dan qa= 1,41-2,42 Ijjam, pilihandiameter pipa lateral adalah 13 mm dan 19 mm. Dengan ukuran pipa lateral ini, diameterpipa manifold adalah 40 mm, 50 mm and 65 mm. Kriteria ini dapat digunakan sebagaistandar rancangan dan dapat dikembangkan dalam bentuk manual rancangan untuk sistemirigasi tetes pada jaringan irigasi air tanah dangkal.

Kata kunci : kriteria desain hidrolika sub-unit, efisiensi irigasi, air tanah dangkal,irigasi tetes

.) Departernen Teknik Sipil dan Ungkungan Fakultas Teknologi Pertanian, IPB••) Departemen Teknik Sipil, Universitas Pakuan, Bogor

Jumal Irigasi - Vol. 4, No. 2, November 2009 94

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar BelakangPenerapan sistem irigasi tetes tergolongrelatif baru di Indonesia, khususnya padatingkat petani. Oleh karena itu, petani(bahkan mungkin petugas penyuluhirigasi/pertanian) belum mengenal sistemirigasi ini. Keterbatasan pengetahuanteknis sistem irigasi ini merupakan salahsatu kendala yang secara bertahap perludiatasi. Penerapan irigasi tetesmemerlukan optimasi luasan areal yangharus dilayani, sedangkan ke-pemilikan/pengusahaan lahan garapanpetani cenderung tidak seragam danrelatif sempit.

Menurut Departemen Pekerjaan Umum(1994), sistem irigasi tetes dapat

.diterapkan pada daerah yang memenuhikriteria pengembangan, yang meliputiaspek agroklimat, sumberdaya lahan,sumber air, dan aspek kelembagaanusahatani.

Salah satu kriteria pengembangan yangpenting diperhatikan adalah adanyapotensi air tanah untuk irigasi. Padatahap awal pengembangan, sistemirigasi tetes dapat diterapkan padaJaringan Irigasi Air Tanah (JIAT) yangtelah dikembangkan oleh petani maupunoleh pemerintah. Menurut Prastowo etal. (2006), beberapa hasil penelitiantentang efisiensi irigasi tetesmenunjukkan bahwa penerapan irigasitetes di Indonesia belum mencapaiefisiensi irigasi yang tinggi.

Efisiensi irigasi tetes yang tinggi hanyadapat dicapai apabila rancangan jaringanperpipaan memenuhi persyaratanhidrolika jaringan sub-unit sertapersyaratan hidrolika pompa. Meskipunperhitungan rancangan hidrolika pipadan pompa tersebut dapat dilakukandengan menggunakan beberapa rumusmatematik, namun dalam prakteknya

95

masih relatif sulit dilakukan oleh karenamemerlukan ilmu pengetahuan yangkhusus dan dilakukan dengan metodecoba-ralat, Oleh karena itu,pengembangan kriteria hidrolika sub-unitdalam rancangan irigasi tetes sangatdiperlukan untuk memudahkan prosesperhitungan, khususnya bagi parapraktisi di lapangan.

Penelitian ini dilakukan di KabupatenNganjuk Provinsi Jawa Timur, mulaiBulan April 2005 sampai dengan BulanJanuari 2007. Menurut Prastowo et al.(2007b), kinerja teknis jaringan irigasiairtanah (JIAT) dangkal di KabupatenNganjuk telah dievaluasi denganparameter efisiensi sumur, operasipompa, dan efisiensi irigasi. Nilaiefisiensi sumur berkisar antara 55%-77% dengan debit pemompaan optimumsebesar 4 I/det-12 I/det. Kinerjapengoperasian pompa relatif belumoptimum, dan efisiensi irigasi bervariasiantara 49-81%. Meskipun kinerja teknisJIAT dangkal di Kabupaten Nganjukrelatif lebih baik dibanding dengandaerah lain di Indonesia, namun kinerjaJIAT dangkal tersebut masih perluditingkatkan melalui upaya perbaikanpengelolaan pompa, perbaikan sistempenyaluran air irigasi maupun teknologiaplikasi irigasi.

1.2. Tujuan dan Manfaat

Tujuan penelitian ini adalah untukmengembangkan kriteria rancanganhidrolika sub-unit irigasi tetes padajaringan irigasi airtanah dangkal, untukmemperoleh suatu rancangan irigasitetes yang mempunyai efisiensi irigasitinggi. Hasil penelitian ini diharapkandapat menyempurnakan metodeperencanaan dan perancangan jaringanirigasi tetes, dengan membangun suatukriteria rancangan hidrolika sub-unityang dapat digunakan sebagai standarrancangan.

Jumal Irigasi - Vot. 4, No. 2, November 2009

"

11. METODOLOGI

Penelitian iru difokuskan padapersyaratan hidrolika sub-unit IrIgasitetes dengan mempertimbangkanspesifikasi teknis penetes (emitter'), pipa,dan pompa air. Selanjutnyadikembangkan suatu kriteria hidrolikasub-unit yang memenuhi persyaratanuntuk memperoleh keseragaman danefisiensi irigasi yang tinggi. Kriteriarancangan hidrolika sub-unit tersebutdiarahkan untuk dapat digunakansebagai standar rancangan irigasi tetes.Data yang dikumpulkan dalam penelitianini meliputi;a. Tata letak jaringan/perpipaan JIAT

dangkal; data ini dikumpulkan melaluipengamatan lapang dan datasekunder. Oleh karena sebagianbesar jaringan irigasi air tanahdangkal tidak dilengkapi denganjaringan perpipaan, makapengamatan lapang difokuskan padasistem saluran distribusi yang telahdikembangkan oleh petani.

b. Stasiun pompa; data stasiun pompameliputi spesifikasi teknis pompa dantenaga penggeraknya, debitpemompaan, jadwal operasi pompa,serta luas layanan irigasi. Data inidikumpulkan melalui pengamatan,pengukuran, wawancara dan datasekunder. .

c. Spesifikasi teknis komponen irigasitetes; meliputi data spesifikasi teknispenetes dan pipa, khususnya yangbanvak/umum digunakan dantersedia di pasaran.

Analisis persyaratan hidrolika sub-unitirigasi tetes yang dilakukan meliputi;a. Perhitungan kehilangan headtekanan

pada pipa lateral dan pipa manifoldb. Pembuatan persamaan regresi dan

kurva hubungan antara panjang pipalateral dan head tekanan kerja

Jumsl lrigiJsi - Vo!. 4, No. 2, November 2009

penetes, berdasarkan kehilanganheadtekanan pada pipa

c. Pembuatan persamaan regresi dankurva hubungan antara panjang pipalateral dan debit penetes,berdasarkan kehilangan headtekananpada pipa

d. Pembuatan persamaan regresi dankurva hubungan antara panjang pipamanifold dan head tekanan kerja,berdasarkan kehilangan headtekananpada pipa

e. Penyusunan tabel untuk penentuanpanjang maksimum pipa lateral danpipa manifold

f. Pembuatan nomogram untukpenentuan panjang maksimum pipalateral dan pipa manifold

g. Pembuatan program komputerdengan tehnik komputasi numerikdan aplikasi jaringan syaraf tiruan(artificialneuralneh¥or~

Pengembangan kriteria rancanganhidrolika sub-unit dimaksudkan untukmencapai keseragaman debit penetesdan efisiensi distribusi irigasi yang tinggi,dengan indikator nilai koefisienkeseragaman lebih besar atau samadengan 95% (EU ~ 95%).

III.HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Hidrolika Penetes

Hidrolika penetes ditunjukkan olehhubungan antara tekanan kerja dandebit penetes sebagai berikut (Keller danBliesner 1990):

q = KlH'dimana,q : debit penetes, I/jamKl: koefisien debit, suatu konstanta yangmencirikan suatu penetesH : headtekanan kerja pada penetes, mx : eksponen debit penetes

Berdasarkan cara penempatannya padalateral, penetes dapat dibedakan atasdua tipe, yaitu penetes line-source dan

96

penetes point-source. Termasuk dalamtipe penetes point-source di antaranyapenetes long-path, source orifice, vortexdan pressure compensating. Penetesyang termasuk tipe line-source diantaranya porous pipe, double walledpipes, soaker hose dan porous plastics

tubes (Jensen 1983). Dari hasil kajianterhadap beberapa tipe penetes yangrelatif banyak tersedia di pasaran, dapatdirangkum spesifikasi teknis penetesdengan karakteristik hubungan q-Hseperti yang disajikan pada Tabel 1.

Penetes tipe point source

Tabel 1. Spesifikasi teknis penetes, hubungan antara Ha dan q,

Penetes tipe line source

Ha (kPa)qa (I/jam)

Tipe A Tipe BHa (kPa)

q, (I/jam)

Tipe A Tipe B

50

75

100

125

150

1,41 2,96

1,73· 3,58

1,99 4,10

2,22 4,56

2,42 4,96

50

55

60

70

80

100

120

140

1,10 1,60

1,15 1,65

1,20 1,70

1,30 1,80

1,35 1,85

1,50 2,00

1,60 2,10

1,70 2,20Keterangan: Ha - tekanan kerja penetes; q, - debit penetes

Tekanan kerja penetes tipe point-sourceberkisar antara 50-150 kPa dengan debitpenetes 1,41 I/jam-4,96 I/jam, sedang-kan tekanan kerja penetes tipe line-source berkisar antara 50 kPa-140 kPadengan debit penetes 1,10 I/jam -2,20I/jam. Penetes tipe line-source padaumumnya mempunyai spasi penetespada lateral yang relatif tetap sesuaidengan pabrikan, yaitu 11 cm, 20 cm-22cm, 30 cm-32 cm, 44 cm, 50 cm, 64 cm,dan 100 cm. Selain tipe penetes dengan .spesifikasi tersebut, juga dijumpaibeberapa tipe lain meskipun relatif tidakbanyak digunakan di lapangan. Analisiskriteria hidrolika sub-unit dalampenelitian ini dibatasi pada penetes tipedrip dengan spesifikasi seperti padaTabel 1.

97

3.2. Hidrolika Pipa Lateral dan PipaManifold

Kehilangan head pada sub unit, yaitupada pipa lateral dan pipa manifold,dibatasi tidak lebih dari 20% tekanankerja penetes (b.H :5 20% Ha), (Karmeliet el, 1985). Untuk menjagakeseragaman air irigasi sepanjanglateral, maka pemilihan dimensi pipaharus diupayakan menghasilkan variasidebit :5 10% dan variasi tekanan akibatkehilangan head tekanan dan perbedaanelevasi pada pipa lateral, b.H1:5 11% Ha.Perhitungan kehilangan head pada pipamanifold serupa dengan perhitungankehilangan head pada pipa lateral,namun debit yang dihitung adalah debitdari tiap lateral, yaitu debit yang keluardari setiap outlet pada pipa manifold.Untuk memperoleh keseragaman debitlateral yang tinggi, maka besarnya

]urnallrigasi - Vol. 4, No. 2, November 2009

kehilangan head tekanan dan perbedaanelevasi pada pipa manifolct flHm s 9%Ha(Keller dan Bliesner 1990).

Kriteria hidrolika sub-unit irigasi tetestelah dapat diterapkan pada rancanganiriqasi tetes untuk tanaman sernanqkapada jaringan irigasi perpipaan yangsudah terpasang di Daerah Irigasiseropan, dengan melakukan modifikasibentuk dan ukuran petakan lahan sesuaidengan kepemilikannya (Prastowo et si,2007a). Hasil penelitian Adirahardja(1993) menunjukkan bahwa padarancangan irigasi tetes dengankehilangan head pada pipa manifold danplpa lateral sebesar 24,5% dan 23,.1%,menghasilkan nilai keseragaman emisi(EU) sebesar 65%-82%. Padarancangan yang lain, kehilangan headpada sub-unit sebesar 52,5%, yaitu16,1% pada pipa manifold dan 36,4%

pada pipa lateral, menghasilkan nilaikeseragamanemisi sebesar61-81%.

Solomon (1978) menyebutkan bahwadistriousi debit penetes pada suatu sub-unit dapat dihitung berdasarkanpenurunan tekanan kerja pada penetesdan variasi karakteristik penetes sesuaipabrikan. Variasi koefisien penetesmerupakan pertimbangan yang pentingdalam perancangan irigasi tetes. Dalampenelitian ini, hasil perhitungankehilangan head pada pipa lateraldikembangkan dalam bentuk grafikseperti yang disajikan pada Gambar 1.Gambar tersebut menunjukkan salahsatu contoh hubungan antara panjangpipa dengan distribusi tekanan kerjapenetes pada pipa lateral, untukspesifikasi penetes dan spasi tertentu.Hasil perhitungan kehilangan head padapipa manifold juga telah dikembangkandalam bentuk grafik, untuk berbagaispesifikasi teknis penetes.

7,4 ,.------,----'----,------, ---, "T: I

y(32 mm) = -2E-OBx' + 2E-DSx' - O,007Bx + 7,30 I

Y(2S' mm) = -6E-oBx' + SE-OSlo. O,0116x+ 7,30" -. - ..~-

Y(19 mm) =-3E-07x' +O,0001x'-O,019x+7,30 i~_ I

. -.. y( 13 m m) = -2 E-06x' + 0,0 OOSx'- 0,03 95x + 7,30' - .- -1"-- - ---- ...-i ! I i·-..•..-----..---..- -..-....-[----....- ..-;------1-

ii

7,2

6,4

I.--~--~-!-- i.----.------- "1--"--

I

i

106"A.

104%

102%

~e,100% -8

!98% ~

Cl>

!!Il:!

96% Cl>eCl>

"-94%

Il2imm

I6,2 -1----.....,..---+----+------1----;----1----+ 90%

50 100

PanJang lateral (m)

150 200 250 300

92%

350

Gambar 1. Grafik hubungan antara panjang lateral dengan tekanan kerja penetes (el! = 13mm; Ha= 3,5 m;qa=1,411/jam; spasi penetes = 0,5 m)

Jumallrigasi - Vo!. 4, No, 2, November 2009 98

Dengan menggunakan grafik sepertipada Gambar 1, panjang maksimum pipalateral maupun pipa manifold dapatditentukan dengan relatif mudah,berdasarkan distribusi tekanan kerjapenetes maupun variasi debit penetesyang dikehendaki. Hasil penelitianProvenzano et a/. (2005) menunjukkanbahwa dengan spesifikasi penetestertentu, panjang maksimum pipa lateraldapat ditentukan, dengan perbedaannilai kehilangan tekanan pada lateralsebesar ~ 2,4% dari tekanan inlet padaujung pipa lateral. Prosedur tersebutdikembangkan dengan asumsi debitoutlet sepanjang pipa lateral konstan,serta variasi headtekanan masih dalamselang yang ditentukan oleh pabrikan.

Hasil analisis kriteria hidrolika pipa lateraldan pipa manifold tersebut melengkapitabel yang telah dikembangkan olehKizer (1995), yaitu hasil analisis panjangmaksimum pipa lateral pada irigasi tetes,untuk spasi penetes 12 inci, 24 inci, dan36 inci, dengan debit penetes 0,22galon/jam-1,00 galon/jam. Diamaterpipa yang digunakan 5/8 inci dan 7/8inci, dengan asumsi keseragaman emisi(EU) sebesar 85% dan 90%. Hasilpenelitian ini juga telah melengkapimetode analisis hidrolika pipa lateralyang dikembangkan oleh Hathoot (1993)maupun metode rancangan sub-unityang dikembangkan oleh Srinivasan andGuimaraes (1996). Hathoot (1993)mengembangkan metode perhitungandebit penetes berdasarkan perubahantekanan kerja penetes pada pipa lateral,sedangkan Srinivasan and Guimaraes(1996) mengembangkan metoderancangan sub-unit, meliputi kriteriarancangan sub-unit denganpertimbangan persyaratan hidrolika danekonomi. Parameter yang diper-hitungkan adalah tata letak, distribusitekanan kerja penetes, debit penetes,

99

spasi penetes, dan biaya satuanperpipaan.

Dari grafik pada Gambar 1 selanjutnyatelah dapat dikembangkan suatu kriteriahidrolika sub unit irigasi tetes dalambentuk tabel dan nomogram. Contohtabel dan nomogram tersebut disajikanpad~ .Tabel 2 dan Gambar 2. Dengandemikian penelitian ini telah dapatmembangun suatu model kriteriarancangan hidrolika yang lebihsederhana, yang dapat digunakansebagai standar rancangan hidrolika,untuk melengkapi dan menyederhanakanproses rancangan irigasi tetes,khususnya pada JIAT dangkal.

Tabel 2 dan nomogram pada Gambar 2merupakan metode baru dalampenentuan ukuran sub-unit irigasi tetesyanq .dibangun dari hasil perhitunga~hidrolika sepanjang pipa lateral dan pipamanifold. Tabel dan nomogram tersebutdikembangkan dengan memenuhipersyaratan kehilangan head pada pipalateral, llHI:::; 11% Ha, dan kehilanganhead pada pipa manifold, llHm :::; 9% Ha.Dengan demikian, pengulanganperhitungan coba-ralat yang biasa?~Iak~kan dalam prosedur rancanganIngasl tetes tidak diperlukan lagi. Disamping itu, ukuran sub-unit yangoptimum secara langsung dapatditentukan dengan cara memilihdiameter pipa lateral dan pipa manifoldterkecil, yang memberikan ukuran sub-unit sesuai dengan ukuran petakanlahan. Sebagai suatu metodeperhitungan, tabel dan nomogramtersebut dapat dikembangkan lebihlanjut untuk berbagai penetes lainnya,dengan spesifikasi teknis yang berbedadengan yang tertera pada Tabel l.

3.3. Ukuran Sub-unit

Dengan menggunakan tabel dannomogram tersebut diatas, penentuan

Jumallrigasi - Vot. 4, No. 2, November 2009

ukuran sub-unit yang memenuhipersyaratan hidrolik~ dapat dilakukandengan cara yang sederhana, relatiflebih mudah, dan sistematis. Parameterrancangan hidrolika yang dapatditentukan dengan tabel dan nomogramtersebut adalah ukuran pipa manifolddan pipa lateral, yang meliputiparameter:

Nomogl'lf11P,.ntul" PanjanglIIIakRmum Plpa la'm. (8lhan PE)

cI,lam Dnaln Sub-Unlt Irlpsf T..-

q.(~am)

2.'1.21.9

1.7

900 "[[JJJeeo .. i:lJ::LLJ100 .. '. ........".•..... '"

spaopenates2mK2m

1.'

~~ 600 ~--I---+--~-m-l--l q.(~am)

...i H -1.9 peoe1es

i~ 1.7 ~~

: tms tm! 1,.

2 '00 -I---I---J.--IIfI.I-~L/--l q. (~m)

I 2.• spas!J I:.' p'nel".•. 1 O,5mx1m

300 -I---I---J.-.fII-.hl'l-.4-..#,i41.• ~~mxo,sm

l00-l--~-~~~--+--~

o-l--~--+-~--+--~0.00 6.25 12.50 18.15 25.00 J1.25

_ P1pa l.JUnI. O!mml

1. diameter pipa manifold dan lateral-mm

2. panjang maksimum pipa manifolddanlateral-m

3. jumlah maksimum lateral pada subunit-unit

4. jumlah maksimum penetes perlateral-unit

Nomogl'lf11P•••••••• P")o", ••••••••••• p"" •• _ (81"'. PVQ

4.Io•• DlAI.S.UlnftiltpllT ••••Sp. _ ('"''''~8,5tn .8,5tn

OOr-~r-~-~-~~r-~-~q.(Iolam)

2,' 0,.,1"',.13", ••

10

60

! .~.-~.--+_--_~~Ij 50 t-!'=1F==F=-="'=i-F='='-=F===iF4.~-.-j ~(~)

1,' 0,.•.•'.•1,410-

o~~~-+_-I-_+-~~-+_~0,0 12.5 25.0 31.5 so.oszs 15.0 81.5

_PIpo_ ••••.O_

Gambar 2. Contoh nomogram untuk menentukan ukuran pipa manifold dan pipa lateral

lumallrigasi - Vo!.4, No. 2, November 2009 100

I(

Tabel 2. Contoh tabel penentuan panjang maksimum pipa lateral dan pipa manifolddengan tipe penetes point source A

Spasi penetes O,5xO,5 mHa(m) 3,50 7,00 10,50 14,10 17,60Ha(psi) 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00ga (I/jam) 1,41 1,73 1,99 2,22 2,42Lateral

D(mm) Lmax(m) Lmax(m) Lmax(m) Lmax(m) Lmax(m)13 62,00 69,50 73,00 75,00 77,0019 123,50 137,50 145,50 149,50 152,5025 202,00 225,50 237,00 244,50 250,0032 295,50 329,50 346,50 357,00 365,00

Manifo/d(D lateral = 13 mm)25 8,00 9,00 8,50 8,50 9,0040 17,00 17,00 18,00 17,50 18,0050 27,50 28,00 28,50 29,00 29,0065 40,00 41,00 42,50 42,00 42,5075 54,45'· 56,00 57,00 57,50 58,0090 70,00 73,50 74,50 74,50 75,50

Manifo/d(D lateral = 19 mm)25 5,00 5,50 6,00 6,00 6,0040 10,50 11,00 11,00 11,00 11,5050 17,50 18,50 18,50 19,00 18,5065 25,00 26,00 26,50 27,50 27,0075 34,50 35,50 36,50 37,00 37,5090 45,00 47,00 47,50 48,00 48,00

Manifo/d(D lateral = 25 mm)25 3,50 4,00 4,00 4,50 4,5040 8,00 8,00 8,50 8,00 8,0050 13,00 13,50 13,00 13,50 13,5065 18,50 19,50 19,50 19,50 20,0075 25,50 26,50 27,00 27,00 27,5090 33,00 34,00 34,50 35,00 35,50

Manifo/d(D lateral = 32 mm)40 6,00 6,00 6,00 6,50 6,5050 9,50 10,50 10,00 10,50 10,5065 14,00 15,00 15,50 15,00 15,5075 20,00 20,50 20,50 21,00 21,5090 25,50 26,50 27,00 27,00 27,50

Diameter pipa lateral maupun pipa menggunakan tabel atau nomogram.manifold dipilih sekecil mungkin, untuk Melalui prosedur tersebut, ukuran sub-memperoleh ukuran sub-unit dengan unit yang memenuhi persya rata n

101 Jurnal Jrigasi - VoI. 4, No. 2, November 2009

hidrolika dapat dirancang sesuai denganukuran petakan sawah, dengan carayang relatif mudah. Selanjutnya ukuransub-unit tersebut merupakan acuandalam rancangan tata letak irigasi tetes,dan disesuaikan dengan satuan luas blokirigasi (LBI). Dengan demikian dalamsatu blok irigasi dapat terdiri dari satuatau lebih sub-unit. Skema tata letakjaringan irigasi tetes pada JIAT dangkaldisajikan pada Gambar 3.

Hasil analisis menunjukkan bahwadengan spesifikasi penetes, Ha= 50 kPa-150 kPa dan qa= 1,41 l/jam-2,42 I/jam,diameter pipa lateral yang sesuai denganbentuk dan ukuran petakan lahan sawahpada JIAT dangkal adalah 13 mm dan 19mm. Dengan diameter pipa lateraltersebut, diameter pipa manifold yangmemenuhi persyaratan hidrolika adalah40 mm, 50 mm, 65 mm dan 75 mm.Menurut Prastowo et a/. (2007b) bentukpetakan lahan sawah pada JIAT dangkalpada umumnya adalah empat persegipanjang dengan ukuran panjang 40 m-60 m dan lebar 20 m-40 m. Oleh karenaitu, ditinjau dari kriteria hidrolika,alternatif ukuran sub unit irigasi tetesyang disarankan pada JIAT dangkaladalah beberapa kombinasi panjangmaksimum pipa lateral dan plpa manifoldseperti pada Tabel 3.

I-Pai Wu (1997) menyatakan bahwakeseragaman irigasi tetes tidak hanyadipengaruhi oleh rancangan hidrolika,

tetapi juga ditentukan oleh vanastspesifikasi teknis penetes (pabrikan),penyumbatan, karakteristik hidrolikatanah, dan spasi penetes. Pengaruhrancangan hidrolika akan relatif kecilapabila dalam kondisi ada penyumbatan.Apabila tidak ada penyumbatan, variasidebit penetes 10%-20% dalamrancangan hidrolika akan mengurangikoefisien keseragaman sekitar 8%, yaitudari 93% menjadi 85%, dengan caramengatur spasi penetes sebesarsetengah diameter pembasahan.

Apabila didasarkan atas spesifikasiteknispompa air yang telah terpasang padaJIAT dangkal, kapasitas debit pompa danhead tekanan yang belum dimanfaatkanmasing-masing sekitar 4,77 I/det-ll,50I/det dan 5,27 m-ll,05 m (Prastowo etal., 2007b). Dengan demikian spesifikasiteknis penetes yang sesuai adalahpenetes dengan tekanan kerja 50 kPa-75 kPa. Pemilihan tipe dan spesifikasiteknis penetes harus dilakukan secaratepat supaya tidak diperlukan lagiinvestasi pompa air dan atau prasaranatambahan untuk menambah headtekanan. Apabila tekanan kerja peneteslebih besar dari head tekanan yangtersedia, maka diperlukan penyesuaianstasiun pompa dengan penambahansistem reservoir dan head tekanantambahan berupa pompa atau headelevasi (water tower}.

p.

Fiftl!"lr _/ /

Pornpa ~Sentrlf"ugal

$urT'lur

Plo&. Sub Utarna

Ploe lateral

Sub:--unit

Blo-k lrige.si

Gambar 3. Skema tata letak irigasi tetes pada JIAT dangkal

]urnallrigasi - Vo!. 4, No. 2, November 2009 102

Tabel 3. Rekomendasi ukuran sub-unit irigasi tetes pada JIAT dangkal

Diameter Panjang pipa manifold (m)

Tipe pipaPanjang

penetes lateralpipa

D=40mm D=50mm D=65mm D=75mm

(mm)lateral (m)

Tipe point-source

13 62 17 27 40 54Tipe-A

19 123 10 17 25 34

13 38 14 23 33 46Tipe-B

19 76 9 15 21 29

Tipe line-source

Tipe-A 13 29 12 16 25

19 59 7 11 16

Tipe-B 13 23 7 10 14

19 48 4 6 9

3.4. Program Komputer

Dalam penelitian ini, kriteria hidrolika subunit irigasi tetes juga telahdikembangkan dalam bentuk programkomputer dengan tehnik komputasinumerik dan aplikasi jaringan syaraftiruan (artificial neural network; yangtelah dikembangkan oleh Rudiyanto,Suroso, dan Setiawan (2003).Pengembangan model tersebutdimaksudkan untuk menyediakanperangkat perhitungan secara cepat danrelatif mudah apabila tabel dannomogram kriteria hidrolika sub-unitakan dikembangkan lebih lanjut untukberbagai spesifikasi penetes.

Tehnik komputasi numerik hidrolika subunit irigasi tetes dibangun denganmasukan (input) data tipe penetes, debitpenetes (I/jam), tekanan kerja penetes(m), jarak penetes (m), jarak lateral(m), ukuran petakan/lahan: panjang (m)dan lebar (m), diameter pipa lateral

(mm), diameter pipa manifold (mm), danharga pipa (Rp/4m). Keluaran (output)yang dihasilkan adalah panjangmaksimum pipa lateral (m) dan panjangmaksimum pipa manifold (m) dengantiga alternatif ukuran, tata letak, danbiaya pipa sub unit.

Program komputer rancangan hidrolikasub unit irigasi tetes juga telahdikembangkan dengan jaringan syaraftiruan, dengan lapis masukan (inputlaye!) terdiri atas 6 unit, yaitu debitpenetes (I/jam), jarak penetes (m), jaraklateral (m), tekanan kerja penetes (m),diameter pipa lateral (mm) dan diameterpipa manifold (mm). Lapis keluaran(output laye!) dalam model ini terdiriatas 2 unit, yaitu panjang maksimumpipa lateral (m) dan panjang maksimumpipa manifold (m). Jumlah unit padalapis tersernbunyi (hidden laye!)sebanyak 12 unit, sehingga terdapat 96pembobot.

Input Tipe

Ir. Line Sot.coDebit Penetes (lIJe.m) 110

Tekenen Kerja (m) 115 rpciintSourco

Jerek Penetes (m) 15 OutputJerek Lateral (m) 15

Panjang Pipa Lateral (m) 1120.00iameter Lateral

1",,0.00Co 13mm r25mmPanjang Pipa Mriold (m)

('" 19mm r 32mm

Diameter .Manifokl Reset(0: 25 mm rSOmm

r 75mm

Keluar

.' Desain Hidrolika (Newton·Raphson Method) 1_ 11L i!x]

Gambar 4. Tampilan program komputer rancangan hidrolika sub-unit dengan teknik komputasi numerik

.' DesamHidrotika (ArtifICiat Neurat Network) -;:: ':; :RI

Gambar 5. Tampilan program komputer rancangan hidrolika sub-unit dengan aplikasi jaringan syaraf tiruan(an7ficialneuralneGvo~

Kriteria rancangan hidrolika irigasi tetespada JIAT dangkal yang telahdikembangkan dalam penelltian iru,merupakan masukan yang sangat berartiuntuk menyempurnakan danrnenyederhanakan prosedur rancanganirtqasl tetes yang telah dikembangkanoleh Prastowo dan Liyantono (2002).Diagram penentuan parameter

,rancangan hidrolika disajikan padaGambar 4. Dengan kriteria tersebut,rancangan hidrolika sub-unit irigasi tetespada JIAT dangkal dapat dilakukandengan lebih sederhana dan sistematisuntuk memperoleh suatu rancanganirigasi tetes yang mempunyai efisiensiirigasi tinggi.

Bentuk dan ukuran

petakan lahan lSpe.sifikasi penetes,Ha. q.

LUkurans.ub-iJnit• Diarneter Iateral, 0,••• Panjang lateral,LI ••

• Diameter manifold, Om I• Panjang manifold, Lm •! Kapasitas sistem. asKebutuhan TDH •• -l I

I KebiJtuhan •.---------------- ••komponen irigasi

tetes

Tata letak jaringan-~==~..=-. -.!irigasi tetes

Blaya irigasi, C

Gambar 4. Diagram rancangan hidrolika irigasi tetes pada JIAT dangkal

4. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

Kriteria rancangan hidrolika sub-unitirigasi tetes pada JIAT dangkal telahdapat dikembangkan dalam bentuktabel, nomogram, dan programkomputer. Kriteria rancangan hidrollkatersebut meliputi parameter diameterpipa lateral (0Iat), panjang maksimumpipa lateral (lJat), diameter pipa manifold(0m), dan panjang maksimum pipamanifold (lm). Dengan kriteria rancangantersebut, perancangan irigasi tetes padaJIAT dangkal dapat dilakukan denganlebih mudah dan sistematis, untukmemperoleh suatu rancangan irigasitetes yang mempunyai efisiensi irigasirelatif tinggi.

4.2. Saran

1. Perlu dilakukan uji validasi secaramenyeluruh di tingkat usahatani,agar kriteria rancangan hidrolikasub-unit irigasi tetes yang telahdikembangkan dalam penelitian inidapat digunakan untuk menyusunstandar perencanaan irigasi tetespada JIAT danqkal,

2. Tabel, nomogram, dan programkomputer rancangan hidrolika pipasub-unit irigasi tetes dalampenelitian ini dapat dikembangkan/digandakan lebih lanjut untukberbagai spesifikasi penetes.

DAFTAR PUSTAKA

Adirahardja I., 1993, Kinerja Penetes danRancangan Sistem Irigasi TetesPada Lahan Pertanian di DesaCikarawang, Darmaga, Bogor(skripsi), Fakultas TeknologiPertanian - Institut PertanianBogor, Bogor.

Departemen Pekerjaan Umum, 1994,Prospek Penerapan IrigasiSprinkler dan Drip di Indonesia(Laporan Studi), Departemen PU,Jakarta.

Hathoot HM., 1993, Analysis and Designof Drip Irrigation Laterals. JIrrigation & Drainage Eng,119(5): 756-767.

I-Pai Wu, 1997, An Assessment ofHydraulic Design of Micro-Irrigation System, J Agric WaterManagement, p 275-284.http://.sciencedirect.com/science[8 Mei 2007].

Jensen ME, 1983, Design and Operationof Farm Irrigation System. St.Joseph. Michigan: AmericanSociety of Agriculture Engineers.

Karmeli D., Peri G., Todes M., 1985,Irrigation System: Design ofOperation, cape Town: OxfordUniversity Press.

Keller J., Bliesner RD. 1990, Sprinklerand Drip Irrigation, New York: Anavi Book-Van Nostrand Reinhold.

Kizer MA., 1995, Drip (Drip) IrrigationSystems. Oklahoma: Division ofAgricultural Sciences and NaturalResources, Oklahoma StateUniversity. http://www.osuextra.com [7 mei 2007]

Prastowo, Liyantono, 2002, ProsedurDesain Irigasi Tetes (modulpelatihan), Bogor: FakultasTeknoloqi Pertanian, InstitutPertanian Boqor,

Prastowo, Hardjoamidjojo S., Awang YK.,2007, . Rancangan HidrolikaIrigasi Tetes Untuk TanamanSemangka di Lahan Ke/ompokTaniSeropan Makmur, KabupatenGunung Kidu" DIY. JurnalKeteknikan Pertanian 21(1): 37-44.

Prastowo, Hardjoamidjojo S., PramudyaB., Murtilaksono K., 2006,Review on Drip IrrigationApplication in GroundwaterIrrigation Schemes, JurnalKeteknikan Pertanian 20(1): 9-18.

Prastowo, Hardjoamidjojo S., PramudyaB., Murtilaksono K., 2007,Performance of ShallowGroundwater Irrigation Schemesin Nganjuk-East Java, Indonesia,Agricultural EngineeringInternational: the CIGR Journal ofScientific Research andDevelopment vol. IX.

Provenzano G., Pumo D., Di Dio P.,2005, Simplified Procedure toEvaluate Head Losses in DripIrrigation Laterals, J Irrigation &Drainage Eng, 131(6):525-532.

Solomon K., 1978, Drip IrrigationUniformity and Efficiency.J. Irrigation & Drainage Div,104(3): 293-306.

Srinivasan VS, Guimaraes JA, 1996,Criteria for The Economic Designof a Sub-unit of a Drip IrrigationSystem. J Transaction on Eco &Environ Vol 12.www.witpress.com; www.witpress. com [7 Mei 20.07].

Naskah diterima: 10 Oktober 2009 - Naskah disetujui: 26 Oktober 2009