metode perencanaan sistem irigasi air.doc
DESCRIPTION
METODE PERENCANAAN SISTEM IRIGASI AIRTRANSCRIPT
1
METODE PERENCANAAN SISTEM IRIGASI AIR
DENGAN CARA
SISTEM IRIGASI PANCARAN ( SPRINGKLE IRRIGATION )
DAN SISTEM IRIGASI TETESAN ( DRIP IRRIGATION )
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUMATRA
UTARA
TAHUN AJARAN
2012/2013
1
2
SISTEM IRIGASI PANCARAN ( IRRIGATION
SPRINGKLE )1. Umum
Secara garis besar, Schwab et al. (1981) membagi pengairan ke dalam
empat cara, yaitu: 1) pemberian air di permukaan tanah (surface irrigation),
Pemberian air di permukaan tanah meliputi penggenangan (flooding),
biasanya di persawahan, dan pemberian air melalui saluran-saluran (furrow
irrigation) dan dalam barisan tanaman (corrugation irrigation).2) pemberian
air di bawah permukaan tanah (subsurface irrigation), Pemberian air di
bawah permukaan tanah dilakukan dengan menggunakan pipa (tiles) yang
dibenamkan ke dalam tanah. Pemberian air di permukaan dan di bawah
permukaan tanah disebut juga pengairan gravitasi, karena air dialirkan
berdasarkan gaya berat air 3) penyiraman (sprinkle irrigation), dan
Pemberian air dengan cara penyiraman mancakup oscillating sprinkler dan
rotary sprinkler, semuanya disebut juga overhead irrigation karena air
diberikan atau disiramkan dari atas seperti air hujan. Pemberian air dengan
penyiraman sangat efisien. Pada tanah bertekstur kasar, efisiensi pemakaian
air dengan penyiraman dua kali lebih tinggi dari pemberian air permukaan. 4)
irigasi tetes (drip or trickle irrigation). Pada irigasi tetes, air diberikan dalam
kecepatan yang rendah di sekitar tanaman menggunakan emitter. Pada
pemberian air dengan penyiraman dan irigasi tetes, ke dalam air pengairan
dapat ditambahkan pestisida atau pupuk.
2. Sistem Irigasi Sprinkler
2.1 Definisi
Sistem Sprinkler
Irigasi Sprinkler (Sprinkler or spray Irrigation) adalah suatu metode
pemberian air keseluruh lahan yang akan diirigasi dengan menggunakan pipa
yang bertekanan melalui
nozzle. Sistem sprinkler dapat diklasifikasikan menjadi system permanent
(Fixed/solidset), portable dan semi portable (hand move atau mechanical
move), traveling irrigator
(gun atau boom), center pivot atau linear move
2
3
Keutamaan
Irigasi Sprinkler adalah suatu system irigasi yang fleksibel dimana
selain dapat
digunakan untuk menyiram tanaman juga dapat digunakan untuk
pemupukan dan
pengobatan dan untuk menjaga kelembaban tanah dan mengontrol kondisi
iklim agar
sesuai bagi pertumbuhan tanaman.
Adopsi dari system sprinkler ini tergantung pada keuntungan ekonomis
dan
lingkungan yang akan didapatkan dibandingkan dengan system irigasi yang
lain. Sistem
sprinkler sekarang ini digunakan untuk berbagai jenis tanaman terutama
komoditas
yang bernilai tinggi seperti buah-buahan, sayuran dan digunakan pada
berbagai jenis
lahan dan topografi.
Keuntungan Irigasi Sprinkler
Sistem irigasi sprinkler cocok untuk semua jenis tanah apabila
application ratenya
sesuai dengan kapasitas inflitrasi tanahnya. Termasuk juga pada lahan
marginal yang memiliki kapasitas infitrasi atau kapasitas menyimpan air
yang rendah.
Dapat mengontrol pemberian air pada tanaman sehingga dapat
mengurangi
tingkat pertumbuhan tanaman yang vegetatif dan memperbesar peluang
tanaman untuk tumbuh secara generatif dimana akan meningkatkan
produktivitas hasil panen.
Desain dapat dirancang secara fleksibel sesuai dengan jenis
tanaman, tenaga
kerja yang tersedia dan penghematan energi
Dapat dilakukan fertigation atau pemberian nutrisi tanaman melalui
system
irigasi
3
4
Dapat digunakan untuk mengontrol iklim bagi pertumbuhan tanaman
Dapat menjaga tanah tetap lembut agar cocok bagi pertumbuhan
seedling
(persemaian)
Mempercepat perkecambahan dan penentuan panen
Kerugian Sistem Sprinkler
Memerlukan biaya investasi yang tinggi
Keseragaman distribusi air dapat terus menurun seiring dengan waktu
Angin sangat berpengaruh atas keseragaman distribusi air
Dapat mengakibatkan kanopi tanaman lembab dan mendatangkan
penyakit
tanaman
Dapat merusak tanaman muda pada saat air disiramkan
2.2 Jenis-Jenis Sistem Sprinkler
Sistem sprinkler dapat diklasifikasikan menjadi system permanent
(Fixed/solid
set), portable dan semi portable (hand move atau mechanical move),
traveling irrigator
(gun atau boom), center pivot atau linear move
a. Sistem permanent (Fixed/Solid Set)
Solid Set Sistem adalah sebuah system Irigasi Sprinkler dimana
jaringan pipa
dan sprinkler ditempatkan secara permanent pada lahan. Biasanya jarak
antar pipa
sama dengan jarak antar sprinkler sehingga menimbulkan jarak yang bujur
sangkar
(square spacing). Pipa dapat dikubur di dalam tanah (biasanya PVC atau besi)
atau
dapat juga berjenis alumunium dan dapat dipindahkan.
4
5
Gambar 1. Desain dan Aplikasi Solid Set Sistem Irigasi Sprinkler
b. portable dan semi portable (hand move atau mechanical move),
Hand Move system
System portable yang paling simple adalah digerakkan atau dipindah
dengan
tangan. Terdiri dari satu pompa, pipa utama dan pipa lateral dilengkapi
dengan rotary
sprinkler dengan jarak 9-24 m setiap bagian. Pipa lateral biasanya
berdiameter 50 mm
s/d 125 mm, dapat diangkat atau dipindahkan dengan mudah. Cara
operasinya pipa
lateral dipindah dari satu bagian ke bagian lain dengan tenaga manusia
dengan melepas sambungan pada pipa utama. Berpindahnya pipa lateral
tergantung pada set
time. Untuk areal yang lebih luas dapat digunakan lebih dari satu pipa lateral.
5
6
Gambar 2.
Gambar 2. system portable dengan menggunakan dua buah pipa
lateral
Side Roll
Sistem Side roll atau biasa disebit juga Wheel roll seperti terlihat pada
gambar,
terdiri dari sebuah lateral, biasanya panjangnya 1,25 mil; Pipanya berperan
seperti
sebuah poros sumbu. Pipa berdiamater antara 4-5 inci.; dan roda
berdiameter 4-10
kaki. System ini mampu mengairi lahan seluas 60x90 kaki. Setelah selesai
mengairi satu
set, mesin akan menindahkan roda ke set berikutnya. Sprinkler diletakkan
diatas
connector yang memungkinkannya tetap berada diatas ketika roda berputar.
System
6
7
ini tidak direkomendasikan untuk topografi lahan yang mempunyai
kemiringan lebih
dari 5 persen.
Gambar 3. Desain dan Aplikasi Side Roll System
c. Traveling Big Gun
Sistem Traveling Big Gun menggunakan sprinkler berkapasitas besar
(diameter 3/4 sampai 1,5 inci) dan bertekanan besar (90 -125 PSI) untuk
melemparkan air ke tanaman (radius 175-350 kaki). Traveling big guns dapat
terdiri dari pipa hard hose dan selang fleksibel. Pada system selang yang
keras, selang polietilen keras di pasang pada rel atau trailer. Trailer ini
berada ditengah ataupun diujung lahan. Gun ditempatkan diujung selang
kemudian selang ditarik ke ujung lahan. Selang ini kemudian ditarik oleh rel
mengitari lahan. Pada flexible hose system, gun dipasang pada sebiah
kereta. Sebuah pipa fleksibel yang tersambung dengan mainline mengisi air
ke gun.
Gambar 4. Aplikasi
Traveling Big Gun
7
8
d. Center pivot atau Linear move
Center Pivot
Pada system ini mesin yang digunakan terdiri dari pipa lateral dari baja
galvanisyang berputar dalam satu sumbu dari luas areal yang diairi. Pipa
lateral mensuport airdari ketinggian 3 m diatas tanah dipegang oleh frame
baja dan kabel-kabel. Jarak antara frame rata-rata 30 m, panjang pipa lateral
bervariasi 150-600 m.air disuplai ke pusat pivot melalui pipa utama
menyilang lapangan atau dari sumur yang berlokasi dekat pivot, kemudian
didistribusi melalui swivel joint ke lateral dan sprinkler. Ketika mengairi, pipa
lateral berputar secara kontinyu. Pembasahan radius lapangan bisa
mencapai 100 ha, tergantung juga panjang pipa lateral yang ada. Satu
putaran membutuhkan 1- 100 jam tergantung dari letak puncak air yang
dipakai. Lambatnya putaran pipa lateral berarti lebih banyak air yang
digunakan.
Gambar 5. Desain dan Aplikasi Center Pivot
Linear Move
Sistem irigasi Linear Move (sering disebut juga lateral move) dibangun
dengan cara yang sama seperti center pivot. Perbedaannya adalah menara
bergerak pada kecepatan dan arah yang sama. System ini dirancang untuk
mengairi petak lapangan berbetuk persegi yang bergerak secara kontinyu.
Salah satu cara untuk mengairi areal yang luas umumnya dikonstruksi
melalui center pivot yang mensupport pipa lateral di atas tanaman melalui
tower yang tersedia. Air dapat disuplai dari suatu fleksibel hose atau dari
saluran sepanjang tepi atau ditengah-tengah lapangan. Pipa lateral
digerakkan dengan motor yang ada pada setiap tower dan dikontrol sama
seperti pada center pivot.
8
9
Gambar 6.
Gambar 6. Desain dan
Aplikasi Linear Move
3.3. Desain Sistem Stationary Big Gun
3.3.1. Definisi
Sistem ini dapat digunakan untuk berbagai pada berbagai aplikasi
sistem irigasi.
Sistem ini terdiri dari pompa dan pipa mainline. Keuntungan dari sistem gun
ini adalah
memberikan aplikasi debit (flow rate) yang lebih besar dan diameter basahan
yang lebih besar pula sehingga kebutuhan akan tenaga kerja dapat
dikurangi. Gun memiliki ukuran nozzle berkisar antara 0,5 sampai 2 inci dan
beroperasi baik pada tekanan 50 sampai dengan 120 PSI. Gun sprinkler
biasanya mempunyai tingkat application Rate yang tinggi.
Gambar 7. Salah Satu contoh Lay Out Stationary Big Gun
9
10
Keuntungan:
Memiliki lebih sedikit benda mekanik sehingga mengurangi mal fungsi
Masalah plugging lebih sedikit karena ukuran nozzle lebih besar
Lebih fleksibel untuk diaplikasikan pada berbagai bentuk lahan
Kebutuhan akan pipa jauh lebih sedikit
Kebutuhan akan tenaga kerja jauh lebih sedikit
Kelemahan:
Biaya investasi tinggi
Pola aplikasi air mudah dipengaruhi oleh angin
Memiliki kecenderungan untuk mengaplikasikan air lebih besar dari
kebutuhannya.
Figure 8. Gun sprinklers use large diameter
nozzles to discharge high flow rates at high
pressures.
Sistem gun memerlukan input energi yang lebih
besar karena operasi tekanan yang
lebih besar.
3.3.2. Komponen-komponen Dasar dari Sistem Gun
a. Gun Nozzle
Gun sprinkler memiliki ukuran nozzle, debit, tekanan dan diameter
basahan
yang lebih besar daripada sprinkler biasa. Seperti terlihat pada tabel dibawah
ini
Table 1. General Flow Rates and Coverage Diameters for Big Gun Sprinklers.
Nozzle size is in inches. Flow rate is gallons per minute (G P M). Operating
pressure is in pounds per square inches (P S I). Coverage diameter (D I A) is
in feet (f t)
10
11
Berbagai jenis sprinkler dapat dilihat pada gambar dibawah ini:
b.
Riser
Riser adalah pipa berdiameter kecil yang menghubungkan sprinkler
dengan
lateral. Ukuran pipa berkisar antara 12-25 mm tergantung dari ukuran
sprinkler itu
sendiri. Riser dan sprinkler ini dihubungkan dengan menggunakan sekrup
yang
menyusup. Tinggi dari pipa riser ditentukan agar sprinkler dapat beroperasi
diatas
canopy tanaman. Riser dipasang pada lateral di coupler pipa.
c. Pipa lateral
11
12
Pipa lateral adalah pipa yang berfungsi untuk mengantarkan air dari
pipa utama ke komponen sprinkler. Pipa ini juga dapat diletakkan permanent
atau portable dan terbuat dari bahan yang sama seperti pipa utama dengan
ukuran yang lebih kecil.
d. pipa utama
Main line (pipa utama) adalah pipa yang berfungsi menghantarkan air
dari
pompa ke pipa lateral. Dalam prakteknya pipa utama adalah berupa pipa
yang dapat
ditempatkan permanent di atas medan, atau pada beberapa kasus ada yang
ditempatkan di bawah tanah, dan ada juga yang dibuat mudah diangkat
(portable)
sehingga mudah dipindah dari satu lapangan ke lapangan lainnya.
e. Pipa sub utama
Sama halnya pipa utama pipa ini berfungsi menghantarkan air ke pipa
lateral,
namun hanya diperlukan apabila jaringan pipa utama cukup sulit untuk
langsung
menjangkau pipa lateral secara langsung. Berbagai kriteria atau persyaratan
yang diperlukan dalam memilih pipa mainline atau lateral adalah sebagai
berikut:
Pemilihan pipa lateral harus memperhitungkan jumlah sprinkler yang akan
dipasang sepanjang lateral sehingga perbedaan antar tekanan sprinkler tidak
melebihi 10 persen dari operasi tekanan sprinkler.
12
13
* Based on using one Class 160 lateral pipe size.
Ukuran pipa dipilih agar kecepatan aliran tidak melebihi 5 fps (feet per
second)
Table 2 memberikan gambaran maximum flow rate pada berbagai ukuran
pipa.
13
14
f. pengatur tekanan/ aliran /valve and coupler
g. pompa
Pompa berfungsi untuk menyalurkan air dari sumbernya (reservoir,
sungai, sumur/air tanah) kemudian menyalurkan ke system irigasi melalui
komponenkomponen
system irigasi sprinkler lainnya. Pompa digerakkan dengan unit tenaga mesin
pembakaran dalam suatu motor listrik.
3.2. Prinsip Hidrolika dalam Perencanaan Sistem Sprinkler
3.2.1 Hidrolika Dasar
Hidrologi dasar merupakan ilmu yang mempelajari mengenai
pergerakan air dari satu lokasi ke lokasi lainnya. Air bergerak dari atas ke
bawah, atau lebih tepatnya, air mengalir dari tempat yang memiliki energi
tinggi ke tempat yang memiliki energi lebih rendah. Energi ini disebut
dengan Energi Potensial (Ep). Sementara itu jenis Energi Potensial yang lain
adalah tekanan. Kedua jenis Energi Potensial ini memiliki hubungan sebagai
berikut: 1 PSI = 2,31 Feet
Pada Sistem Irigasi Sprinkler, air berasal dari tempat yang bertekanan
tinggi lalu keluar dari lubang nozzle dimana dimana tekanannya berubah
menjadi nol. Energi tersebut tidak hilang tetapi berubah menjadi kecepatan
aliran air yang disebut dengan Energi Kinetik. Hubungan antara kedua energi
14
15
tersebut, dirumuskan ke dalam sebuah persamaan yang disebut dengan
persamaan Bernaulli:
H = V2/2g + p/w + y
Dimana :
H = energi air
V = kecepatan aliran air
G = percepatan gravitasi
W = berat air per unit volume air
Y = elevasi
Salah satu prinsip energi menyebutkan bahwa energi tidak dapat
dihilangkan namun dapat berubah bentuk ke bentuk energi lainnya. Sehingga
suatu massa air yang bergerak tidak dapat hilang energinya namun dapat
berkurang akibat adanya friction loss. Hubungan aliran energi pada satu
tempat (A) ke tempat lain (B) dan friction loss adalah sebagai berikut:
Ha = Hb + hf
Friction loss terkait erat dengan aliran air dalam pipa dan tingkat
kekasaran dinding pipa. Semakin tinggi kecepatannya maka semakin tingggi
pula friction loss. Dan semakin kasar dinding dalam pipa maka semakin tinggi
pula kehilangan energi akibat friction loss. Friction Loss dihitung dengan
formula Hazen-Williams sebagai berikut:
Dimana:
hf = friction loss sepanjang pipa lateral (m)
L = panjang pipa (m)
D = Diameter pipa
Q = debit total sepanjang pipa lateral (L/det)
CHW= koefosien Hazwn-Williams
Sedangkan Q dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
Q = 5,163 x 10-6 C D2,63 S0,54 (Bouthillier, 1981)
Dimana :
15
16
Q = Flow rate l/min
C = konstanta C = 130 untuk pipa alumunium
D = diameter dalam mm
S = head loss dalam m/km
Untuk mendapatkan actual Head loss
dalam lateral, Head loss dalam pipa
harus
dikalikan dengan value dari f pada
tabel dibawah ini.
16
17
Tabel 4. “F” Nilai pengali dengan Friction loss untuk mendapatkan actual loss
pada
sepanjang pipa lateral.
Pada pipa lateral, diameter pipa harus dipilih sedemikian rupa
sehingga friction loss ditambah dengan adanya perubahan elevasi sepanjang
pipa lateral tidak lebih besar perbedaannya sebanyak 20% dari rata-rata
tekanan yang dibutuhkan masingmasing sprinkler (Withers, 1980).
Berdasarkan catatan Prof. Penkava, perbedaan maksimal dari tekanan yang
dibutuhkan setiap sprinkler antara sprinkler pertama dengan sprinkler
terakhir tidak lebih dari 5 PSI. Untuk mengitung perbedaan tekanan (energi)
sepanjang lateral dapat menggunakan prinsip energi dan hubungannya
dengan friction loss seperti disebutkan diatas. Dimana energi air yang
mengalir sepanjang pipa adalah tekanan (pressure) dan debit (flow rate). Jika
energi disalah satu ujung pipa telah diketahui maka kita dapat mengetahui
energi diujung pipa lainnya dengan menguranginya dengan friction loss. Pada
prinsipmya, Friction loss ditambah dengan energi kinetik air akan sama
dengan energi air pada ujung pipa.
Tekanan
Tekanan adalah ukuran dari energi yang diperlukan untuk operasi
system sprinkler. Lebih spesifik adalah menentukan suatu gaya yang bekerja
secara merata pada suatu luas permukaan yang diukur dalam Newton per
meter persegi (N/m2). Tekanan juga sering dinyatakan dalam bar. 1 bar =
100 kN/m2. untuk suatu system rotary sprinkler dengan skala kecil biasanya
dioperasikan pada tekanan 300 kN/m2 atau 3 bar. Satuan lain dari ukuran
tekanan adalah dalam pon per inchi kuadrat (Pon Per Square Inch/PSI) untuk
imperial unit dan kilogram per centimeter persegi untuk unit eropa.
Discharge atau Debit
17
18
Kecepatan aliran air dalam pipa disebut velocity, yang diukur dalam
meter per detik (m/dtk). Debit adalah volume air yang mengalir sepanjang
pipa setiap detik yang diukur dalam meter kubik perdetik (m3/dtk). Debit
aliran dalam pipa diukur menggunakan pengukuran aliran (flow meter).
Dengan mencatat waktu yang diperlukan didapat perhitungan debit sebagai
berikut:
3.3.2.2. Energi Air untuk menggerakkan Sistem Irigasi Sprinkler
Gravity Flow Water System
Pompanisasi
18
19
Bila kita melihat suatu pompa sebagai sebuah mesin, maka kita
melihat bagaimana mesin pembakaran dalam (internal combustion engine)
atau motor listrik yang ada dalam pompa merubah energi mekanik yang
dihasilkan menjadi energi air. Dalam sistem sprinkler untuk irigasi
penyediaan energi berdasarkan tekanan dan debit yang diperlukan untuk
mendistribusi air ke dalam pipa utama (mainline) dan pipa lateral untuk
dipencarkan ke areal irigasi. Pompa yang paling umum digunakan untuk
sistem sprinkler adalah pompa tipe centrufugal. Kinerja pompa centrifugal
direncanakan dengan kecepatan konstan, dimana kinerja pompa dapat
ditampilkan dari:
Tekanan dan debit
Kebutuhan tenaga
Efisiensi
Perhitungan dalam pemilihan pompa
Membuat sketsa pompa dan lay out pemipaan
Menentukan kapasitas
Menentukan tinggi tekan total
Mengkaji kondisi cairan yang dipompa
Memilih kelas dan jenis pompa
A pump must provide the required flow at the pressure needed to
deliver the water to the application devices (e.g., sprinkler heads).
3.3.4. Operasional Sistem Sprinkler
a. Distribusi Air dan sprinkler spacing
Untuk mendesain suatu sistem sprinkler terutama rotary sprinkler yang
menghasilkan irigasi secara merata untuk semua bagian yang dibasahi
adalah sangat sulit. Normalnya dalam penggunaannya hanya bagian
permukaan yang merata sedangkan pola distribusi yang terjadi berbentuk
seperti segitiga (triangle) seperti terlihat pada gambar. Agar distribusi lebih
merata, beberapa sprinkler dapat dioperasikan secara bersama-sama dan
didistribusi secara saling menindih (overlapping), lihat gambar. Penentuan
jarak diantara sprinkler satu dengan yang lain untuk overlaping yang baik
harus 65% dari diameter basah.
19
20
Gambar
Gambar Areal Basahan (Wetted Area) dari sprinkler tanpa overlap
b. application rate
Application Rate (Ar) adalah jumlah rata-rata air yang dapat
disampaikan ke tanah ketika sprinkler beroperasi. Ar diukur dalam mm per
jam atau inches per hour.
Rumus dari Ar adalah sebagai berikut :
Ar = Application Efficiency (Ea) × Precipitation rate (Pr)………………………. (1)
20
21
Dimana
Nilai application eficiency dari setiap sprinkler bervariasi dari
60% to 80%, atau rata-rata 70%
The Precipitation Rate (Pr) adalah jumlah air rata-rata yang
dikeluarkan dari ebuah nozzle untuk menutupi areal yang akan dibasahi oleh
sebuah nozzle Precipitation rate dapat dihitung dengan menggunakan
formula sebagai berikut:
Tingkat Infiltrasi
Application rate harus selalu lebih kecil dari rate pada kondisi
kemampuan tanah menyerap air (infliltration rate). Ini dilakukan untuk
mencegah pengaruh aliran permukaan (run off) yang terjadi dan
kemungkinan erosi tanah. Jumlah air yang dapat diserap oleh tanah disebut
dengan infiltration rate. Ir ditentukan oleh beberapa hal, terutama oleh
tekstur tanah itu sendiri. Dibawah ini adalah petunjuk mengenai tingkat
infiltrasi yang mungkin terjadi pada beberapa jenis tekstur tanah.
21
22
c. kebutuhan air tanaman (root zone, ET)
Ketersediaan air bagi tanaman dipengaruhi oleh hujan, air irigasi,
drainase, perkolasi dan evapotransporasi. Kebutuhan air tanaman merupakan
evapotranspirasi (Et) adalah merupakan kombinasi dari transpirasi tanaman
ditambah evaporasy dari permukaan tanah. Et dapat diukur dengan
menggunakan beberapa metode seperti metode Thornthwaite (1948),
Penman (1956), serta Blaney dan Criddle (1962). Parameter-parameter
penduga kebutuhan air yang digunakan antara lain adalah iklim, tanah, dan
faktor tanaman (kc)
d. Set time dan Penjadwalan Irigasi
Set time adalah waktu yang diambil untuk sprinkler dalam mengirigasi
areal dalam satu posisi. Set time tergantung pada application rate dan irigasi
yang diperlukan. Menyesuiakan set time dengan kedalaman air irigasi yang
diperlukan dengan application rate dilakukan agar didapat pengoperasian
sistem yang bagus sehingga dapat memaksimalkan air yang dapat disimpan
pada kedalaman akar yang diperlukan tanaman.
Set Time = Irrigation Need / Application Rate
Penjadwalan pengairan adalah proses untuk menentukan kapan untuk
mengairi lahan dan seberapa banyak air yang disiramkan. Penjadwalan
dipengaruhi oleh desain sistem, perawatan dan pengoperasian sistem serta
ketersediaan air. Tujuan penjadwalan penyiraman adalah untuk
mengaplikasikan air hanya untuk keperluan tanaman saja dengan telah
memperhitungkan evaporasi, run off dll.
e. Angin
Pancaran air dari sprinkler sangat mudah ditiup oleh angin dan ini
dapat mengurangi pola pembasahan areal secara uniform. Untuk mengurangi
pengaruh dari angin, sprinkler dapat dioperasikan secara bersama-sama
(serentak). Hubungan pengaruh dari kecepatan angin yang terjadi pada
22
23
sepanjang jarak dari penyemprotan dan diameter lingkaran basah yang
terjadi diberikan pada tabel dibawah ini.
3.3.5 Tahapan Desain Sistem Sprinkler
Desain irigasi sprinkler dilakukan dengan mengikuti diagram alir
prosedur desain seperti pada Gambar 2. Tahapan desain tersebut adalah
sebagai berikut:
a. Menyusun nilai faktor-faktor rancangan, yang meliputi sifat fisik
tanah, air tanah tersedia, laju infiltrasi, evapotranspirasi tanaman, curah
hujan efektif, dan kebutuhan air irigasi.
b. Menyusun rancangan pendahuluan, mencakup pembuatan skema
tata letak (layout) serta penetapan jumlah dan luas sub-unit dan blok irigasi.
c. Perhitungan rancangan hidrolika sub-unit dengan
mempertimbangkan karakteristik hidrolika pipa dan spesifikasi sprinkler.
Apabila persyaratan hidrolika sub-unit tidak terpenuhi, alternatif
langkah/penyelesaian yang dapat dilakukan adalah
(a)modifikasi tata letak,
(b) mengubah diameter pipa dan atau
(c) mengganti spesifikasi sprinkler.
d. Finalisasi (optimalisasi) tata letak.
e. Perhitungan total kebutuhan tekanan (total dynamic head) dan
kapasitas sistem,berdasarkan desain tata letak yang sudah final serta
dengan mempertimbangkankarakteristik hidrolika pipa yang digunakan.
23
24
f. Penentuan jenis dan ukuran pompa air beserta tenaga/mesin
penggeraknya. Perhitungan rancangan hidrolika sub unit merupakan tahapan
kunci dalam prosesdesain irigasi sprinkler. Persyaratan hidrolika jaringan
perpipaan harus dipenuhi untuk mendapatkan penyiraman yang seragam
(nilai koefisien keseragaman/coefficient of uniformity harus > 85 %).
Mengingat jumlah dan spesifikasi sprinkler maupun jenis dan diameter pipa
yang sangat beragam, makatahapan rancangan hidrolika sub unit harus
dilakukan dengan metoda coba-ralat.
24
25
Sistem Irigasi Tetes (Trickle Irrigation)
Irigasi tetes adalah metode irigasi yang menghemat air dan pupuk dengan membiarkan air menetes pelan-pelan ke akar tanaman, baik melalui permukaan tanah atau langsung ke akar, melalui jaringan katup, pipa dan emitor.
Alat dengan konsep menarik ini didesain oleh seorang desainer asal Melbourne bernama Edward Linacre. Konsep irigasi Tetesan Air (airdrop irrigation) ini lahir dari pengalaman Australia yang memiliki kondisi lahan pertanian yang juga memiliki banyak tantangan.
Hillel (1982) mendefiniskan irigasi tetes sebagai pengaliran air secara perlahan dalam bentuk tetesan yang berlainan, tetesan yang terus menerus, cucuran yang kecil atau spray mini melalui peralatan mekanik yang dinamakan emiter yang terletak pada titik-titik tertentu sepanjang aliran air.
Beberapa keuntungan, dari sistem irigasi tetes adalah :1. Pengelolaannya mudah, semprotan hama, panen, pemangkasan dan sebagainya dapat dikerjakan pada saat yang sama dengan irigasi, yang sangat besar manfaatnya untuk kebun buah-buahan.2. Mengurangi tenaga kerja, hal ini penting bagi negara-negara yang sulit untuk memperoleh tenaga kerja di lahan dan sangat mahal.3. Dapat mengontrol air dan pupuk, dimana jumlah air, pupuk dan frekuensi pemakaian dapat dikotrol dengan sistem ini. Irigasi ini dapat mengontrol jumlah air dan pupuk pada daerah akar dan sekitarnya sehingga pertumbuhannya meningkat. Peningkatan sampai 10-20% hasil panen dan 20 –30% penghematan air dapat diharapkan dar penggunaan irigasi tetes ini (Turner, 1984).4. Kehilangan air akibat perkolasi dan evaporasi berkurang, karena air langsung diberikan dekat dengan tanaman yang menyebabkan basah di daerah perakaran
25
26
saja. Sehingga penguapan air sangat efisien dan peningkatan penggunaan efektivitas air dapat tercapai.
5. Mudah mengendalikan hama penyakit, gulma, bakteri dan jamur, karena sebagian saja tanah yang basah, sedang di daerah lainnya tetap kering yang menyebabkan tanaman pengganggu sulit untuk tumbuh dan berkembang (Scwab, 1981)6. Dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil panen, sebagai akibat dari kemampuan irigasi tetes dalam memelihara tanah agar tetap lembab pada daerah perakaran. Irigasi ini sangat baik untuk tanaman buah-buahan yang mempunyai nilai ekonomis yang tinggi, seperti : apel, tomat, jeruk, anggur, arbei dan sebagainya. Namun, tidak praktis dan ekonomis untuk tanaman yang ditanam secara rapat, seperti padi-padian.
Disamping keuntungan tersebut, irigasi tetes juga mempunyai beberapa kelemahan, diantaranya :1. Sensitif terhadap penyumbatan, masalah yang paling besar dari sistem irigasi ini adalah penyumbatan pada emiter. Partikel pasir, liat, sampah, lapisan endapan bahan kimia dari pupuk dan bahan organik yang dapat menyumbat aliran dari pemancar.2. Perkembangan akar terbatas, karena irigasi tetes memberikan air hanya pada sebagian volume tanah,maka akar tanaman akan terkonsentrasi pada daerah pembasahan saja (Turner, 1984).3. Biaya investasi mahal.4. Dibutuhkan tenaga kerja yang mempunyai keahlian untuk dapat merancang, mengoperasikan dan memelihara peralatan penyaringan dan peralatan irigasi tetes.5. Akumulasi garam di dekat daerah perakaran. Bila garam yang tidak larut tertinggal di dalam tanah, karena air yang digunakan oleh tanaman, pengendapan yang paling banyak adalah di daerah perakaran. Apabila hujan membilas garam dekat permukaan ke dalam daerah perakaran dapat
mengakibatkan kerusakan yang hebat pada tanaman (Hansen, 1979)
26
27
27