Bab v. Pemberian Air Dan Efisiensi Irigasi

Irigasi dan Drainase (AGT 212)-2010

VI. PEMBERIAN AIR DAN EFISIENSI IRIGASI

Menurut Arsyad (2010), irigasi berarti pemberian air kepada tanah untuk memenuhi kebutuhan air bagi pertumbuhan tanaman. Tujuan irigasi adalah mem-berikan air kepada tanaman dalam jumlah yang cukup dan pada waktu yang diperlukan. Selain dari kegunaan untuk memenuhi kebutuhan air tanaman, air irigasi mempunyai kegunaan lain, yaitu:

(a) mempermudah pengolahan tanah,(b) mengatur suhu tanah dan iklim mikro(c) mencuci tanah dari kadar garam atau asam

yang terlalu tinggi,(d) membersihkan kotoran dari selokan (sanitasi),

dan(e) menggenangi tanah untuk memberantas gulma

dan hama serta penyakit tanaman.Pekerjaan irigasi meliputi penampungan dan

pengambilan air dari sumbernya, pengaliran air mela-lui saluran terbuka atau pipa ke areal tanaman, dan pembuangan air yang berlebih (air lebih) dari areal tanaman.

A. Cara Pemberian Air

Cara pemberian air irigasi berbeda-beda, tergan-tung pada kondisi tanah, topografi, ketersediaan air, jenis tanaman, iklim, kebiasaan petani, dll

1

1


►►Menurut Sudjarwadi (1990), cara pemberian air irigasi secara garis besar dapat dibedakan menjadi 4 (empat) cara. 1. Pemberian air lewat permukaan, 2. Pemberian air melalui bawah permukaan, 3. Pemberian air dengan cara pancaran,4. Pemberian air dengan cara tetesan.

1. Cara Pemberian Air Lewat Permukaan (surface irrigation)

Cara pemberian air melalui permukaan meliputi: a. peluapan dan penggenangan bebas, b. peluapan dan penggenangan terkendali, c. sistem kalenan, d. pembuatan cekungan-cekungan penggenangan.

Cara pemberian air irigasi dengan peluapan dan penggenangan bebas, telah lama digunakan. Misalnya sistem irigasi kuno yang dilaksanakan di Mesir. Dalam hal ini, air diberikan pada areal irigasi dengan jalan peluapan untuk penggenangan meliputi daerah luas, yaitu daerah pada kanan kiri sungai yang relatif mempunyai permukaan datar.

Efisiensi pemberian air dengan cara peluapan penggenangan bebas adalah rendah, maka untuk kea-daan dengan air yang tersedia tidak berlimpah, orang

2

2


sering masih memakai cara peluapan penggenangan, tetapi penggenangan itu dikendalikan.

peluapan muka air peluapan

=

sungai

Gambar 1. Peluapan Penggenangan Bebas

Contoh pemberian air lewat permukaan lainnya adalah peluapan dan penggenangan terkenda-likan. Cara yang umum dipakai dalam hal ini adalah penggunaan parit pemberi, kemudian dari parit pada satu sisi suatu petak sawah, air dimasukkan ke petak tersebut melalui peluap-peluap khusus yang telah ditentukan letaknya maupun ukurannya. Gambar 2.

Contoh berikutnya adalah sistem kalenan. Dalam hal ini, penggenangan hanya diberikan pada kalenan-kalenan yang umumnya dibuat dengan arah sejajar dengan lajur-lajur tanaman. Gambar 3.

Termasuk pula dalam cara pemberian air lewat permukaan adalah pembuatan cekungan-cekungan penggenangan. Cara ini umumnya hanya dipakai untuk tanaman buah-buahan. Gambar 4.

3

3


Menurut Arsyad (2008), irigasi permukaan (surface irrigation) yang umum digunakan adalah:

a. Irigasi selokan/alur (furrow irrigation),b. Irigasi tepi (border irrigation),c. Irigasi basin (basin irrigation).

Air pada umumnya disalurkan menggunakan tenaga gravitasi.

Irigasi selokan (furrow irrigation) adalah pemberian air pada selokan yang ada di antara dua galengan baris tanaman. Irigasi selokan digunakan pada tanaman yang akan mengalami kerusakan jika akarnya terendam air, seperti tanaman jagung, kacang tanah, kedelai, kapas dan berbagai jenis sayuran dan kacangan lainnya.

Irigasi tepi (border irrigation) adalah pembe-rian air ke bagian tepi yang digali sekeliling areal tanaman. Air mengalir secara alami ke areal tersebut dan ke bagian bawah melalui alur yang telah dibuat sekeliling areal tanaman. Metode pemberian air seperti ini sesuai bagi tanaman yang tumbuh rapat seperti alfalfa dan rumput makanan ternak lainnya.

Irigasi basin (basin irrigation) adalah metode pemberian air irigasi dengan mengalirkan air ke per-mukaan lahan yang bertanaman. Metode pemberian air demikian ini dapat digunakan untuk berbagai jenis

4

4


tanaman. Akan tetapi yang paling dikenal adalah pemberian air pada lahan padi sawah.

2. Pemberian Air Melalui Bawah Permukaan (sub-surface irrigation)

Cara ini sering juga disebut pemberian air dengan cara resapan. Memang pada tempat-tempat tertentu keadaan tanah asli dan keadaan topografi sesuai untuk pemakaian cara ini.

Cara yang dipakai bisa dengan sistem saluran terbuka, dan air meresap ke kiri kanan melalui dinding-dinding saluran. Umumnya pada cara ini air diberikan pada tanah di bawah zone perakaran, di atas muka air tanah. Oleh daya kapiler, lengas tanah digerakan memasuki zone perakaran dan dapat di-manfaatkan oleh tanaman. Gambar 5.

Cara lain adalah dengan menggunakan pipa-pipa yang dipasang di bawah permukaan tanah. Pipa yang digunakan adalah pipa berpori, atau pipa yang diberi lubang-lubang kecil tertentu, selanjutnya kedalaman letak pipa diatur sesuai jenis tanah dan jenis tanaman, demikian pula jarak pipa disesuaikan dengan keper-luan bagi masing-masing tempat. Gambar 6.

3. Pemberian Air dengan Pancaran Cara ini sering disebut sprinkler irrigation.

Prinsip yang digunakan yaitu memancarkan air ke

5

5


udara, kemudian air yang dipancarkan tersebut jatuh ke permukaan tanah menyerupai hujan.

Irigasi sprinkler juga dinamai overhead irrigation. Peralatan irigasi sprinkler berkisar dari sprinkler yang dapat digerakan dengan tangan dan micro-sprinkler untuk usaha tani kecil, sampai pada sprinkler yang menggunakan center pivot (suatu alat pengayun pusat), dipindahkan secara linier, dan alat yang baru-baru ini dikembangkan yang dinamai sistem LEPA (Low Energy Precise Application) untuk usaha tani berskala luas. Di dunia saat ini sekitar 20 juta hektar lahan menggunakan sprinkler irrigation (Arsyad, 2008).

Cara pancaran ini mempunyai berbagai variasi, antara lain penggunaan pipa berpori, penggunaan alat pancar yang dapat berputar, dll.

Irigasi mikro (micro irrigation) dicirikan dengan penyaluran air dengan laju rendah ke permukaan tanah terbatas di sekitar tanaman. Peralatan yang digunakan meliputi penetes (drippers), penyemprot (sprayers), penggelembung (bubblers), dan micro jets.

4. Pemberian Air dengan Cara Tetesan

Cara ini sering disebut trickle irrigation, atau kadang-kadang disebut drip irrigation. Sistem yang digunakan memakai pipa-pipa dan pada tempat-

6

6


tempat tertentu diberi perlengkapan untuk jalan keluarnya air menetes pada tanah. Tempat untuk keluarnya tetes-tetes air tersebut diletakkan sedikit di atas tanah dan jangan terlampau tinggi.

►►Menurut Arsyad (2010), cara pemberian air irigasi dapat dibagi dalam empat golongan, yaitu:1. Pemberian air pada permukaan tanah, yang dapat

dilakukan berupa (Roe, 1950):a. Penggenangan (flooding), yang dapat berbentuk

(1) penggenangan bebas, (2) penggenangan tepi (border method), dan (3) penggenangan dengan galengan (check method)

b. Pemberian air dalam selokan/saluran (furrow irrigation)

c. Pemberian air di antara baris tanaman (corrugation irrigation)

d. Pemberian air pada bokoran tanaman pohonan (basin irrigation)

2. Pemberian air di bawah permukaan tanah atau di dalam profil tanah (sub-surface irrigation). Air diberikan melalui pipa liat (tile) atau bahan lain yang dibenamkan di bawah permukaan tanah.

3. Pemberian air dengan cara penyiraman (sprinkler irrigation), yang dapat berupa:

7

7


a. Penyiraman bergoyang (oscillating sprinkler) yang umum dinamai metode skinner.

b. Penyiraman berputar (rotary sprinkler).

4. Pemberian air melalui lubang-lubang kecil yang dibuat sepanjang saluran plastik atau karet lang-sung ke tanaman dengan laju aliran yang rendah. Dalam bahasa inggris metode ini disebut Trickle irrigation atau drip irrigation.

5. Pemberian berupa embun melalui udara.

Cara pemberian air yang pertama dan kedua juga disebut irigasi gravitasi (gravitation irrigation) oleh karena penyiraman didasarkan pada gaya gravitasi, sedangkan pemberian air pada cara yang ketiga disebut overhead irrigation oleh karena air diberikan dari atas, seperti hujan.

B. Efisiensi Irigasi

Efisiensi irigasi adalah perbandingan antara jumlah air yang nyata bermanfaat bagi tanaman yang diusahakan dengan jumlah air yang diberikan yang dihitung dalam persen (%).

Menurut Arsyad (2010), efisiensi irigasi dipenga-ruhi oleh efisiensi pemakaian air di petak sawah dan

8

8


efisiensi pengaliran air dari bendung (sumber air) sampai ke sawah, yang dipengaruhi oleh:

a)kondisi tanah tekstur lapisan olah dan permeabi-litas lapisan bawah (sub-soil),

b)keadaan topografi, c)banyaknya air di dalam saluran, dan d)sistem pengelolaan air (water management).

Pemakaian air untuk pertanian adalah yang terba-nyak, untuk Indonesia diperkirakan sekitar 76% dari pemakaian air total dalam tahun 1987 (Gleicik, 1998 dalam Arsyad, 2010) dan 64% dalam tahun 1990 menurut perkiraan Balai Penyelidikan Air.

Kehilangan air sistem pendistribusian berbeda tergantung pada metode distribusi dan pemberian air. Kehilangan air pada sistem pendistribusian dengan sistem distribusi saluran terbuka yang salurannya tidak dilapisi ditaksir sebesar 40%. Pada sistem irigasi pipa, kehilangan air berkisar dari 10% untuk sistem irigasi mikro lokal dan irigasi tetes (drip irrigation), sedangkan pada sistem irigasi sprinkler sampai 30% (Arsyad, 2008). Dalam praktek irigasi terjadi kehilangan air. Kehilangan air dapat terjadi karena menguap di saluran irigasi, rembesan dari saluran ke luar, bahkan diambil orang untuk kebutuhan rumah tangga atau penyadapan air secara ilegal. Apabila kehilangan sangat besar, nilai efisiensi irigasi menjadi rendah.

9

9


Menurut Sujarwadi (1999) efisiensi irigasi meliputi.

1. Efisiensi pengaliran (Water conveyance efficiency).

AsaEPNG = x 100 % Adb

EPNG: efisiensi pengaliran.Asa : jumlah air yang sampai di areal irigasi.Adb : jumlah air yang diambil dari bangunan

sadap.

Faktor yang mempengaruhi efisiensi pengaliran: - kondisi jaringan irigasi, - penyadapan air secara liar.

2. Efisiensi pemakaian (Water aplication efficiency)

Adzp EPMK = x 100 % Asa EPMK : efisiensi pemakaian air.Adzp : jumlah air yang ditahan pada zone

perakaran. Asa : jumlah air yang sampai di areal irigasi.

10

10


Kehilangan air itu dapat berupa aliran permukaan keluar daerah irigasi, dan sebagian dapat berupa perkolasi. Tebal genangan yang terlalu tinggi sering-kali dipandang sebagai penyebab besarnya kehilang-an air irigasi. Seringkali untuk suatu lokasi diadakan penelitian tentang efisiensi pemakaian sebagai fungsi dari tinggi genangan: EPMK = f (TG)

Faktor yang mempengaruhi efisiensi pemakaian: - metode/cara pemberian air, - sifat tanah dan bentuk topografi, - luas kompleks areal pertanaman, - kualitas air irigasi.

3. Efisiensi penyimpanan (Water storage efficiency). Adk EPNY = x 100 % Asp

EPNY: efisiensi penyimpanan.Adk : air yg diberikan. Asp : air simpanan penuh.

Salah satu sebab lain yang menimbulkan kecil-nya EPNY adalah sulitnya infiltrasi; berarti air irigasi

11

11


sulit melewati (menembus) permukaan tanah untuk memasuki zone perakaran. Kecilnya persediaan air dan kecilnya kapasitas infiltrasi tanah berpengaruh terhadap nilai EPNY.

Faktor yg mempengaruhi efisiensi penyimpanan: - tata air tanah, - permeabilitas dan kapasitas lapang, - mutu pengolahan tanah.

4. Efisiensi Sebaran

Efisiensi sebaran ini sering pula disebut efisiensi distribusi. Mengingat pentingnya keseragaman seba-ran air irigasi dalam zone perakaran. Keadaan umum menunjukkan suatu gejala, bahwa makin seragam sebaran air irigasi pada zone perakaran, akan makin baiklah produksi tanaman. Sebagai indikator (petunjuk) tentang efisiensi sebaran digunakan rumus:

ESB = (1- (y/d) x 100 %

ESB : efisiensi sebaran y : rata-rata deviasi numerik dari kedalaman air

tersimpan, terhadap nilai d.

12

12


d : rerata kedalaman air tersimpan selama periode irigasi.

Secara prinsip, untuk suatu masalah yang ditinjau nilai efisiensi adalah:

(Adbk – Ahl) Ef = x 100 % Adbk

EF : efisiensi Adbk : air yang diberikan Ahl : air yang hilang

Kehilangan air utama pada saluran adalah rembes-an. Menurut Arsyad (2010), penyebab rembesan adalah:

1)Sifat tanah yang dilalui saluran; rembesan saluran besarnya dari 50 mm/hari pada tanah liat, sampai 500 mm/hari pada tanah berpasir.

2)Geometri saluran; lebih dalam air di dalam salu-ran semakin besar rembesan dan semakin besar parameter basah, semakin besar kemungkinan rembesar.

3)Dalamnya air bawah tanah; semakin jauh letak permukaan air bawah tanah dari saluran semakin besar rembesan.

13

13


4)Kandungan sedimen di dalam air yang disalur-kan; kandungan sedimen yang tinggi akan dengan cepat menutupi pori-pori tanah yang akan memperkecil rembesan.

Kehilangan air pada saluran-saluran biasanya tinggi, yaitu berkisar antara 20-45% untuk saluran primer dan sekunder. Salah satu cara untuk mening-katkan efisiensi air yang disalurkan untuk irigasi adalah mengurangi volume air yang hilang oleh rembesan selama perjalanan air melalui saluran ke lahan-lahan tani, dengan melapisi saluran.

Menurut Arsyad (2008), beberapa alasan teknis untuk melapisi saluran air adalah:

1) berkurangnya air hilang oleh rembesan,2) meningkatnya kapasitas saluran melepaskan air

(discharge capacity),3) terhambatnya pertumbuhan gulma, 4) berkurangnya waterlogging,5) tercegahnya erosi tebing saluran,6) distribusi air lebih merata,7) terhindarnya kerusakan lahan yang berdekatan, 8) berkurangnya biaya drainase.

Penelitian di Nebraska, Amerika Serikat, menun-jukkan bahwa pelapisan saluran primer dengan beton dapat mengurangi kehilangan air dari 300 mm/hari menjadi 140 mm/hari, sedangkan di India menunjuk-

14

14


kan bahwa pelapisan dengan beton dapat mengurangi kehilangan air oleh rembesan sebesar 50% di saluran primer dan 45% di saluran distribusi (sekunder dan tersier) (Plusquellec and Ochs, 2003 dalam Arsyad, 2010).

Efisiensi pemakaian air pada tingkat lapangan atau petak usaha tani akan meningkat jika air yang masuk merata ke seluruh petak. Masuknya air ke petak usaha tani secara merata sulit dicapai jika per-mukaan tanah tidak rata, yang akan mengakibatkan rendahnya efisiensi pemakaian air dan hasil tanaman yang tidak baik.

Peningkatan efisiensi pemakaian air pada tingkat lapangan atau petak usaha tani selain dari meratakan permukaan tanah, dapat dilakukan dengan:

1)Penggunaan tanaman berumur pendek; penggu-naan tanaman berumur 90 hari akan menghemat banyak air dari pada tanaman berumur 120 hari,

2)Perbaikan genetik tanaman; seleksi tanaman yg kebutuhan airnya lebih rendah dapat dilakukan,

3)Penggenangan air lebih rendah pada tanaman padi sawah dan cara pengolahan tanah sawah memperbaiki efisiensi pemakaian air pada padi sawah,

4)Pemberian air padi di bawah kandungan air kapasitas lapang untuk tanaman bukan padi sawah meningkatkan efisiensi pemakaian air,

15

15


5)Penggunaan sisa tanaman dan mulsa plastik dan berbagai metode konservasi tanah,

6)Pergiliran pemberian air, berdasarkan saluran sekunder, tersier atau petak sawah.

Usaha yang dapat dilakukan untuk meningkatkan efisiensi:- memperbaiki sarana jaringan irigasi,- saluran irigasi dibuat lurus dengan kemiringan

tertentu,- pengolahan tanah yang baik/rata,- dapat memanfaatkan curah hujan semaksimal

mungkin,- menerapkan pola tanam teratur dan pemberian air

dengan sistim golongan,- pemakaian air dalam jumlah yang wajar pada

waktu yang tepat,- dilakukan penyatuan lahan yang sempit,- mempersingkat waktu pengolahan tanah, antara

lain dengan persemaian dijadikan satu.

C. Metode Drainase

Dalam praktek irigasi kelebihan air harus dibuang ke luar areal irigasi agar muka air tanah tidak naik sampai zone perakaran dan merendam akar tanaman. Bila akar tanaman terendam air dapat mengganggu

16

16


pertumbuhan tanaman, bahkan dapat membusukkan akar.

Drainase pada keadaan khusus kadang-kadang memerlukan pemasangan pipa-pipa di bawah permu-kaan tanah, dan sistem ini disebut drainase bawah tanah.

Sistem drainase yang umum dipakai pada usaha pertanian khususnya untuk persawahan adalah sistem drainase permukaan, dengan pembuatan parit-parit drainase serta mengalirkan kelebihan air dengan prinsip pengaliran pada saluran terbuka.

Saluran drainase Permukaan tanah Saluran drainase

Garis muka air tanah Muka air di selokan drainase

Gambar Muka Air Tanah di Antara Dua Selokan Drainase

17

17


VI. KUALITAS AIR DAN DEBIT

A. KUALITAS AIR

Kualitas air menyatakan tingkat kesesuaian air untuk dipergunakan bagi pemenuhan tertentu bagi kehidupan manusia (Arsyad, 2010). Kualitas air ditentukan oleh kandungan sedimen tersuspensi dan bahan kimia yang terlarut di dalam air tersebut.

Air yang dialirkan dari sumber air dapat berpengaruh:a)Netral: air irigasi yang dialirkan melewati daerah

yang memiliki jenis tanah yang sama dengan lahan yang dialiri.

b)Menambah/suplementer: tanah yang telah kehi-langan unsur hara karena pencucian atau panen akan dilengkapi lagi oleh air pengaliran.

c)Memiskinkan: dengan pemberian air akan meng-akibatkan pencucian unsur hara.

d)Memperkaya: bila kandungan unsur hara dari air irigasi lebih banyak dari yang hilang akibat pencucian atau panen.

Penilaian kualitas air antara lain:

1. Penilaian terhadap kadar garam total yang dapat dinyatakan sebagai tingkat daya hantar listrik (konduktivitas/DHL) air yang

18

18


dinyatakan dalam millimhos (mmhos) per cm atau sebagai parts per million (ppm) pada suhu 25o C.

2. Penilaian terhadap kation/anion, khususnya Na+ terlarut atau persentase Natrium tertukar/ Exchangable sodium percentage (ESP).

Na+

ESP = X 100 % Na+ + K+ + Ca++ + Mg++

3. Keseimbangan antara ion-ion Na, Ca, Mg. Nisbah jerapan Natrium/Sodium Adsorption Ratio (SAR).

Na+

SAR = Ca++ + Mg++

2

Kadar garam dapat menurunkan permeabilitas tanah.

Garam Ca, Mg, Na, K, yang berlebihan akan menurunkan aktivitas osmose/menurunkan penyerapan air dan hara.

Unsur mikro (Si, S, Fe, Zn, dll) dapat meracuni tanaman.

19

19


Sifat air irigasi yang terpenting yang mempenga-ruhi kesesuaiannya untuk irigasi adalah (USDA, 1954 dalam Arsyad, 2010):

1)Konsentrasi total garam terlarut,2)Perbandingan natrium terhadap kation lainnya,3)Konsentrasi unsur unsur secara potensial yang

merupakan racun bagi tanaman, dan4)Konsentrasi bikarbonat sehubungan dengan

konsentrasi kalsium dan magnesium.

Kandungan bikarbonat yang tinggi di dalam air dapat menyebabkan terendapnya Ca dan Mg dalam bentuk CaC03 dan MgC03 yang mengakibatkan meningkatnya SAR air.

Persyaratan air irigasi yang baik: tidak mengandung zat yang dapat meracuni

tanaman,bila air keruh berwarna kuning/coklat, lumpur yang dibawa bertekstur sedang,pH 6-8,suhu optimal antara 25o-30oC.

Kriteria kualitas air yang dapat membahayakan terhadap tanah & tanaman antara lain: kadar garam total yang terlarut, kation & anion, kandungan lumpur.

20

20


Klasifikasi:

1. Air salinitas rendah: DHL/EC: 0 – 0,25 µ ohm/cm, kadar garam 200 mg/liter.

Salinitas sedang: DHL 0,25 – 0,75 µ ohm/cm, kadar garam: 200 -500 mg/liter.

Salinitas tinggi: DHL 0,75 -2,25 µ ohm/cm, kadar garam 500 – 1500 mg/liter.

2. BoronBoron: 0,33 ppm baik.Meskipun esensial bagi tanaman untuk tumbuh dgn normal, pada keadaan tertentu dengan konsentrasi 1/3 ppm dapat merupakan racun bagi tanaman.

3. Permeabilitas baik < 0,25 µ ohm/cm pada 25o C.Permeabilitas tidak baik: >2,0 µ ohm/cm pada 25oC .

SAR < 6,0 baik SAR 6-9 kurang baik SAR > 9 membahayakan

B. PENGUKURAN DEBIT

Debit air adalah jumlah air yang mengalir pada sungai/saluran persatuan waktu (m3/detik atau liter/detik)

21

21


1.Pengukuran debit dengan bendung.

Rumus-rumus debit adalah sebagai berikut (Sosrodarsono, S. dan Kensaku Takeda, 1999):

a. Bendung segitiga siku-siku (Gbr. 1)

Q = Kh5/2

Q : debit (m3/menit) h : tinggi air (m) K : Koefisien debit

0,24 12 hK = 81,2 + + (8,4 + )( − 0,09)2 h D B

B : lebar saluran (m) D : tinggi dari dasar saluran ke titik terendah dari

bendung (m)

Interval penerapan rumus ini adalah,B = 0,50 sampai 1,20 mD = 0,10 sampai 0,75 mh = 0,07 sampai 0,26 m.h = < B/3

22

22


b. Bendung persegi empat (Gbr. 2)

Q = K b h3/2

Q: debit (m3/menit) B : lebar mercu (m) h : tinggi air (m) K : Koefisien debit

0,177 h (B − b) h BK = 107,1 + + 14,2 − 25,7 + 2,04 h D DB D

Interval penerapan rumus ini adalah,B = 0,50 sampai 6,30 mD = 0,15 sampai 5,50 mb = 0,15 sampai 5,00 m.bD = lebih dari 0,06B2

h = 0,03 sampai 0,45 b (m)

c. Bendung lebar penuh (Gbr.3)

Q = KBh3/2

Q : debit (m3/menit)

23

23


B : lebar mercu (m) h : tinggi air (m) K : Koefisien debit

0,177 hK = 107,1 + ( + 14,2 ) (1 +

Є ) H D

D : tinggi dari dasar saluran ke mercu bendung (m) Є : suku pengkoreksi Untuk D < 1 m Є = 0 Untuk D > 1 m Є = 0,55 (D − 1)

Interval penerapan rumus ini adalah,B = lebih dari 0,50 mD = 0,30 sampai D m (tetapi h kurang dari 0,8 m)h = < B/4

B B 900 b

= = h h D D

Gambar 1. Gambar 2.

24

24


B

=

h D

Gambar 3.

2. Pengukuran debit dengan sekat ukur.

a. Sekat ukur tipe Cipoletti (bentuk trapesium) Q = 0,0186 bh3/2

Q : debit (m3/det) B : lebar bibir ambang (m) h : tinggi muka air (m)

b. Sekat ukur tipe Thomson (bentuk segi tiga)

Q = 0,0138 h5/2

Q : debit (m3/detik) h : tinggi muka air (m)

25

25


c. Sekat ukur tipe Romijn (segi empat)

Q = 1,71 bh3/2

Q : debit (m3/detik) b : lebar ambang (m) h : tinggi muka air (m)

►Pengukuran dan Perhitungan Debit Sungai/Saluran

Pengukuran tidak langsungDigunakan Tiga Cara:

1. Velocity area methods2. Slope area methods 3. Dilution methods

1. Velocity area methods

Pada prinsipnya untuk mengetahui debit suatu saluran/sungai dilakukan pengukuran kecepatan aliran dan penampang sungai. Rumus umum untuk menghitung debit adalah:

Q = A x V

Q : debit (m3/detik)A : luas penampang basah (m2)

26

26


V : kecepatan aliran rata-rata (m/detik)Pengukuran kecepatan aliran dapat dilakukan

dengan dua cara, yaitu:a. Pengukuran dengan pelampungb. Pengukuran dengan current meter

a. Pengukuran kecepatan aliran dengan pelampung

Bila kecepatan aliran diukur dengan pelampung, maka diperoleh persamaan debit sebagai berikut:

Q = A x k x u

Q : debit (m3/detik)A : luas penampang basah (m3)k : koefisienu : kecepatan pelampung

Nilai k tergantung dari jenis pelampung yang dipakai. Nilai tersebut dapat dihitung dengan persamaan (menurut YB Francis) adalah sebagai berikut:

k = 1 – 0,116 (√1− λ − 0,1)

k : koefisienλ : kedalaman tangkai (h) per kedalaman air (d)λ : h/d V = k x u

27

27


V : kecepatan aliaran (m/detik)Pada angka-angka λ yang tertentu, koefisien k dapat dihitung:

λ 0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 0,99

k 0,954 0,961 0,968 0,975 0,981 1,000

Pada Kementerian Konstruksi di Jepang, jenis pelam-pung, dalamnya air dan kedalaman tangkai ditentu-kan sebagai berikut:

Plng No.1 No. 2 No.3 No.4 No.5d (m) < 0,70 0,70-1,30 1,30-2,60 2,60-5,40 > 5,20h (m) 0,0 0,50 1,0 2,0 4,0k 0,85 0,88 0,91 0,94 0,96

= MA

h d

28

28


Gambar Pelampung Tongkat c. Pengukuran Dengan Current Meter

Kecepatan aliran biasanya diukur dengan meng-gunakan alat ukur current meter (alat ukur kecepatan yang berbentuk propeler). Alat berbentuk propeler tersebut dihubungkan dengan kotak pencatat (alat monitor yang akan mencatat jumlah putaran selama propeler tersebut berada di dalam air) kemudian di-masukkan ke dalam sungai yang akan diukur kece-patan alirannya. Bagian ekor alat tersebut menyerupai sirip dan akan berputar karena gesekan aliran air sungai.

Pengukuran biasanya dilakukan dengan membagi kedalaman sungai menjadi beberapa bagian dengan lebar permukaan yang berbeda. Kecepatan aliran sungai pada setiap bagian diukur sesuai dengan keda-laman, misalnya pada kedalaman 0,6 atau kedalaman rata-rata antara 0,2 dan 0,8.

Kecepatan aliran dihitung berdasarkan jumlah putaran baling-baling (cup) per waktu putarannya (n). Persamaan kecepatan aliran adalah sebagai berikut:

V = a n + b

V : kecepatan aliran (m/detik)a & b : konstanta alatn : jumlah putaran per waktu

29

29


Vs 0,2d V0,2

d d 0,6d V0,6

0,8d V0,8

Vb

Gambar Distribusi kecepatan aliran

Pemilihan jumlah vertikal yang akan diukur pada prinsipnya didasarkan atas:

a. Bentuk dan ukuran penampang sungaib. Sifat aliranc. Waktu yang tersedia

Pada sungai yang konfigurasi dasarnya tidak teratur sebaiknya lebih rapat dari pada yang teratur. Dari hasil pengukuran kecepatan aliran pada masing-masing vertikal, dapat dihitung debit aliran pada masing-masing seksi. Debit total (debit sungai) meru-pakan total debit seksi.

Pengukuran debit dapat dilakukan dengan cara Mid-section (Gambar-1) dan Mean-section (Gambar-2).

30

30


n-1 n n+1 an = dn x b bn + bn+1 bn bn+1 = dn x dn-1 2 dn qn = an x Vn dn+1 1 Q = q1 + q2 +…..+qn

Gambar-1 Cara Mid-section

Lebar satu sub-seksi ditentukan oleh setengah jarak di sebelah kiri dan setengah jarak di sebelah kanan dari pengukuran vertikalnya.

dn + dn+1

n-1 n n+1 an = ( ) x bn+1

2 bn bn+1 Vn + Vn+1

dn-1 qn =( ) dn 2 dn+1 Q = q1 + q2 +…+ qn

Gambar-2 Cara Mean-section

Lebar satu sub-seksi ditentukan oleh dua pengukuran vertikal yang bersebelahan (dn dan dn+1)

31

31


2. Slope-area Method

Prakiraan besarnya debit dengan pendekatan slope-area method akan memberikan hasil yang memadai apabila pemilihan badan air yang akan diprakirakan kecepatan airnya memiliki aliran yang kurang lebih seragam. Artinya, lebar dan kedalaman aliran, kecepatan aliran, keadaan dasar sungai, dan kemiringan dasar permukaan sungai/saluran air relatif seragam atau tidak berubah secara mencolok (Asdak, 2002).

Cara ini mendasarkan pada rumus Manning:

V = 1/n R2/3 S½

Q = AVQ = A 1/n R2/3 S1/2

Q : debit sungai (m3/detik)A : luas penampang basah (m2)R : merupakan perbandingan antara luas penam-

pang melintang basah (A) dengan keliling (perimeter) basah (p).

R : A/pn : koefisien kekasaran Manning

32

32


3. Metode Larutan ( Delution Methods )

Pengukuran debit dengan menggunakan bahan-bahan kimia, pewarna atau radioaktif sering digunakan untuk jenis sungai yang aliran airnya tidak beraturan (turbulent). Menurut Church, (1974) dalam Gordon et al., (1992) dalam Asdak, (2002), untuk maksud-maksud pengukuran hidrologi, bahan-bahan penelusur (tracers) seperti tersebut di atas seyogyanya dalam bentuk: a) mudah larut dalam air sungai,b) bersifat stabil,c) mudah dikenali dalam konsentrasi rendah,d) tidak meracuni biota perairan dan tidak menim-

bulkan dampak negatif yang permanen pada badan perairan,

e) relatif tidak mahal harganya.

Metode larutan dilakukan pada sungai yang dangkal, berbatu, dan sungai yang memiliki derajat turbulensi tinggi, sehingga tidak mungkin menggu-nakan Current meter.

Metode larutan didasarkan pada perhitungan per-bedaan konsentasi ion yang terkandung dalam air dan menggunakan alat Electric Conductivity Meter (EC-Meter). Dalam pengukuran digunakan garam dapur

33

33


(NaCl), yang mudah didapat dan tidak berpengaruh terhadap tanaman maupun ikan.Ada dua cara perhitungan debit:

Metode Injeksi Tetap

(C1 – C2) Q = q (C2 – C0)

Q : debit sungai (m3/detik) Q : debit injeksi larutan C0 : konsentrasi air sungai awal (tanpa larutan) C1 : konsentrasi larutan C2 : konsentrasi sungai setelah bercampur larutan

Metode Injeksi Sesaat

V C1

Q = ( ) ( ) T C2

Q : debit sungai (m3/detik)V : volume larutanT : waktuC1 : konsentrasi larutanC2 : konsentrasi air sungai setelah bercampur larutan

34

34


Konsentrasi

b = a + c

b

a C2 c C0

T Waktu

35

35


V. SALURAN IRIGASI DAN DRAINASE

A. Kapasitas Saluran

1. Kapasitas saluran irigasi

Yang dimaksud dengan kapasitas saluran irigasi dalam hal ini adalah kapasitas saluran pemberi.

Sungai bendung saluran pemberi petak usaha pertanian

saluran drainase

Misalnya petak usaha pertanian pada gambar diatas diusahakan untuk tanaman padi. Sebagai ilustrasi dalam membuat perhitungan kapasitas saluran pemberi, maka diperlukan penggunaan persamaan neraca air:

Air masukan air keluar Sawah

36

36


Misalnya pemberian air pada saat tidak ada hujan, untuk pengolahan tanah sebesar 15 mm/hari. Kemu-dian nilai ET maksimum 6 mm/hari, dengan nilai perkolasi sebesar 10 mm/hari. Saat apakah kebutuhan air itu maksimum?

Setelah disimak ternyata kebutuhan saat Et maksimum adalah: (6 + 10) mm/hari, karena 10 mm berguna untuk perkolasi. Padahal (10 + 6) mm/hari = 16 mm/hari, lebih besar dari 15 mm/hari, yaitu kebutuhan untuk pengolahan tanah.

Sebagai dasar hitungan dalam hal ini, diambil nilai kebutuhan petak 16 mm/hari. Apabila nilai efisiensi pengaliran sebesar 0,80 maka air yang akan lewat saluran adalah (16 mm/0,80) tiap hari = 20 mm/hari.

Nilai 20 mm/hari dapat diubah menjadi nilai kapasitas saluran dengan dimensi (liter/(det.ha).(200 mm x 1 ha)/hari = (20/1000) x 10.000 m3/(hari.ha) = 200.000 / (24 x 60 x 60) l/(det.ha) = 2,315 l/(det.ha)

Apabila luas petak yang dilayani sebesar 700 ha, maka kapasitas saluran yang dibutuhkan adalah:

2,315 l/(det.ha) x 700 ha = 1620,5 l/det berarti = 1,6205 m3/det.

37

37


Kebutuhan air maksimum tidak selalu berupa kebutuhan untuk ET dan perkolasi. Untuk jenis tanaman tertentu, dapat terjadi bahwa kebutuhan air maksimum terjadi untuk pengolahan tanah.

Untuk latihan, hitunglah kapasitas saluran pem-beri berdasar kondisi sebagai berikut:

Sungai

Bendung

I Kebutuhan air harian III II maksium 14 mm/hari

Kebutuhan air harian IV

maksimum 12 mm/hari. 1500 ha

600 ha.

Efisiensi ruas saluran I adalah 0,95, ruas II sebesar 0,90, ruas III sebesar 0,90, dan ruas IV sebesar 0,85. Hitung kapasitas ruas saluran I, dengan dimensi m3/det.

38

38


Jawab:

Ruas II, efisiensi = 0,90

14 mm/0,9 = 15,55 mm/hariUntuk satu hektar = (15,55/1000) m x 10.000 m2/(hari.ha) = 155,5 m3/hari/ha. = 155,5/(24 x 60 x 60) m3/det/ha. = 1,7997. 10-3 m3/det/ha.

Bila yang dilayani 1500 ha = 2,6996 m3/det.Jadi kapasitas saluran II = 2,6996 m3/det.

Ruas IV, efisiensi = 0,85

12 mm/hari/0,85 = 14,1176 mm/hari Untuk satu hektar = (14,1176/1000 m) x 10.000 m2/(hari/ha) = 141,175 m3/hari/ha. = 1,6339. 10-3 m3/det/ha.

Bila yang dilayani 600 ha = 0,9803 m3/det.Jadi kapasitas saluran IV = 0,9803 m3/det.

Ruas III, efisiensi = 0,90

Ruas III merupakan lanjutan dari ruas IV.Maka kapasitas saluran III = 0,9803/0,90 m3/det. = 1,0892 m3/det.

39

39


Ruas saluran I = ruas II + ruas III

= 1,0892 m3/det + 2,6996 m3/det. = 3,9888 m3/det.

Efisiensi ruas saluran I = 0,95Kapasitas ruas saluran I = 3,9888/0,95 m3/det. = 3,9882 m3/det.

Jadi kapasitas ruas saluran I = 3,9882 m3/det.

2. Hitungan kapasitas saluran drainase

Apabila dari analisa data hidrologi telah dipilih curah hujan sebagai dasar penentuan kapasitas saluran misalnya Rx (mm) maka:

10 x f.Rx x AQ = m3/det. 3600 T

Dengan: A : daerah tampung (ha)f : koefisien pengaliranRx : curah hujan sebagai dasar perenca-

naan, yaitu curah hujan selama x jam (mm)

T : waktu pembuangan (jam)

40

40


Apabila debit telah diketahui, luas tampang lintang (LTL) adalah = Q/V dengan V sebagai kecepatan rerata aliran yang direncanakan.

Pada jaringan drainase, saluran-saluran makin ke hilir makin besar ukurannya.

Luas daerah 120 ha luas daerah 50 ha

0,90 m3/det. 0,35 m3/det.

1,25m3/det.

Luas daerah 120 ha

0,80 m3/det.

2,05 m3/det.

41

41


B. Susunan Daerah Irigasi

1. Susuan saluran

Saluran air dari bangunan penangkap air pada sungai (bendung) sampai petak-petak sawah ukuran-nya berturut-turut makin kecil. Saluran perta-ma yang mengambil dari bendung disebut saluran primer dan melayani daerah irigasi yang merupakan sekumpulan petak sekunder.

Klasifikasi saluran irigasi berdasarkan urutan dari saluran besar sampai saluran kecil yang umum dijumpai pada daerah irigasi teknis, yaitu:

(a). saluran primer(b). saluran sekunder(c). saluran sub-sekunder(d). saluran tersier(e). saluran sub-tersier(f). saluran kwarter

42

42

Bab v. Pemberian Air Dan Efisiensi Irigasi

Documents

Transcript of Bab v. Pemberian Air Dan Efisiensi Irigasi