irigasi tetes

33
 Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR Teknik Irigasi dan Drainase 1 Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes Pendahuluan Tujuan instruksional khusus: mahasiswa mampu menerangkan tentang pengertian dan komponen irigasi tetes, uniformity dan efisiensi irigasi tetes. Merancang irigasi tetes Bahan Ajar 1. Pengantar Pemberian air pada irigasi tetes dilakukan dengan menggunakan alat aplikasi (applicator, emission device) yang dapat memberikan air dengan debit yang rendah dan frekuensi yang tinggi (hampir terus-menerus) disekitar perakaran tanaman.Tekanan air yang masuk ke alat aplikasi sekitar 1.0 bar dan dikeluarkan dengan tekanan mendekati nol untuk mendapatkan tetesan yang terus menerus dan debit yang rendah. Sehingga irigasi tetes diklasifikasikan sebagai irigasi bertekanan rendah. Pada irigasi tetes, tingkat kelembaban tanah pada tingkat yang optimum dapat dipertahankan. Sistem irigasi tetes sering didesain untuk dioperasikan secara harian (minimal 12 jam per hari). Gambar 1  berikut memperlihatkan tanaman anggur dan tanaman pisang yang diberi air menurut irigasi tetes. (A) (B) Gambar 1. Penerapan irigasi tetes pada tanaman anggur (A) dan tanaman pisang (B) Irigasi tetes dapat diterapkan pada daerah-daerah dimana: a. Air tersedia sangat terbatas atau sangat mahal  b. Tanah berpasir, berbatu atau sukar didatarkan c. Tanaman dengan nilai ekonomis tinggi Irigasi tetes pertama kali diterapkan di Jerman pada tahun 1869 dengan menggunakan  pipa tanah liat. Di Amerika, metoda irigasi ini berkembang mulai tahun 1913 dengan menggunakan pipa berperforasi. Pada tahun 1 940-an irigasi tetes ban yak digunakan di rumah-rumah kaca di Inggris. Penerapan irigasi tet es di lapangan kemudian berkembang di Israel pada tahun 1960-an. Irigasi tetes mempunyai kelebihan dibandingkan dengan metoda irigasi lainnya, yaitu: a. Meningkatkan nilai guna air

Transcript of irigasi tetes

Page 1: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 1/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

1

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes

Pendahuluan

Tujuan instruksional khusus: mahasiswa mampu menerangkan tentang pengertian dan

komponen irigasi tetes, uniformity dan efisiensi irigasi tetes. Merancang irigasi tetes

Bahan Ajar

1. Pengantar

Pemberian air pada irigasi tetes dilakukan dengan menggunakan alat aplikasi

(applicator, emission device) yang dapat memberikan air dengan debit yang rendah dan

frekuensi yang tinggi (hampir terus-menerus) disekitar perakaran tanaman.Tekanan air

yang masuk ke alat aplikasi sekitar 1.0 bar dan dikeluarkan dengan tekanan mendekati

nol untuk mendapatkan tetesan yang terus menerus dan debit yang rendah. Sehingga

irigasi tetes diklasifikasikan sebagai irigasi bertekanan rendah. Pada irigasi tetes, tingkat

kelembaban tanah pada tingkat yang optimum dapat dipertahankan. Sistem irigasi tetessering didesain untuk dioperasikan secara harian (minimal 12 jam per hari). Gambar 1

berikut memperlihatkan tanaman anggur dan tanaman pisang yang diberi air menurut

irigasi tetes.

(A) (B)

Gambar 1. Penerapan irigasi tetes pada tanaman anggur (A) dan tanaman pisang (B)

Irigasi tetes dapat diterapkan pada daerah-daerah dimana:

a.  Air tersedia sangat terbatas atau sangat mahal

b.  Tanah berpasir, berbatu atau sukar didatarkan

c.  Tanaman dengan nilai ekonomis tinggi

Irigasi tetes pertama kali diterapkan di Jerman pada tahun 1869 dengan menggunakan

pipa tanah liat. Di Amerika, metoda irigasi ini berkembang mulai tahun 1913 dengan

menggunakan pipa berperforasi. Pada tahun 1940-an irigasi tetes banyak digunakan di

rumah-rumah kaca di Inggris. Penerapan irigasi tetes di lapangan kemudian berkembang

di Israel pada tahun 1960-an. Irigasi tetes mempunyai kelebihan dibandingkan dengan

metoda irigasi lainnya, yaitu:

a.  Meningkatkan nilai guna air

Page 2: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 2/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

2

Secara umum, air yang digunakan pada irigasi tetes lebih sedikit dibandingkan

dengan metode lainnya. Penghematan air dapat terjadi karena pemberian air yang

bersifat local dan jumlah yang sedikit sehingga akan menekan evaporasi, aliran

permukaan dan perkolasi. Transpirasi dari gulma juga diperkecil karena daerah yang

dibasahi hanya terbatas disekitar tanaman.

b.  Meningkatkan pertumbuhan tanaman dan hasil

Fluktuasi kelembaban tanah yang tinggi dapat dihindari dengan irigasi tetes ini dankelembaban tanah dipertahankan pada tingkat yang optimal bagi pertumbuhan

tanaman.

c.  Meningkatkan efisiensi dan efektifitas pemberian

Pemberian pupuk atau bahan kimia pada metode ini dicampur dengan air irigasi,

sehingga pupuk atau bahan kimia yang digunakan menjadi lebih sedikit, frekuensi

pemberian lebih tinggi dan distribusinya hanya di sekitar daerah perakaran.

d.  Menekan resiko penumpukan garam

Pemberian air yang terus menerus akan melarutkan dan menjauhkan garam dari

daerah perakaran.

e.  Menekan pertumbuhan gulma

Pemerian air pada irigasi tetes hanya terbatas di daerah sekitar tanaman, sehingga

pertumbuhan gulma dapat ditekan.f.  Menghemat tenaga kerja

Sistem irigasi tetes dapat dengan mudah dioperasikan secara otomatis, sehingga

tenaga kerja yang diperlukan menjadi lebih sedikit. Penghematan tenaga kerja pada

pekerjaan pemupukan, pemberantasan hama dan penyiangan juga dapat dikurangi.

Sedangkan Kelemahan atau kekurangan dari metode irigasi tetes adalah sebagai berikut:

a.  Memerlukan perawatan yang intensif 

Penyumbatan pada penetes merupakan masalah yang sering terjadi pada irigasi

tetes, karena akan mempengaruhi debit dan keseragaman pemberian air. Untuk itu

diperlukan perawatan yang intesif dari jaringan irigasi tetes agar resiko

penyumbatan dapat diperkecil.

b.  Penumpukan garamBila air yang digunakan mengandung garam yang tinggi dan pada derah yang

kering, resiko penumpukan garam menjadi tinggi.

c.  Membatasi pertumbuhan tanaman

Pemberian air yang terbatas pada irigasi tetes menimbulkan resiko kekurangan air

bila perhitungan kebutuhan air kurang cermat.

d.  Keterbatasan biaya dan teknik 

Sistem irigasi tetes memerlukan investasi yang tinggi dalam pembangunannya.

Selain itu, diperlukan teknik yang tinggi untuk merancang, mengoperasikan dan

memeliharanya.

2.  Metoda Pemberian Air Pada Irigasi Tetes

Pemberian air irigasi pada irigasi tetes meliputi beberapa metoda pemberian, yaitu

sebagai berikut:

a.  Irigasi tetes (drip irrigation). Pada metoda ini, air irigasi diberikan dalam bentuk 

tetesan yang hampir terus menerus di permukaan tanah sekitar daerah perakaran

dengan menggunakan emitter . Debit pemberian sangat rendah, biasanya kurang dari

12l/jam untuk  point source emitter atau kurang dari 12l/jam per m untuk line source

emitter .

Page 3: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 3/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

3

(1) (2)

(3)

b.  Irigasi bawah permukaan (sub-surface irrigation). Pada metoda ini air irigasi

diberikan menggunakan emitter di bawah permukaan tanah. Debit pemberian pada

metoda irigasi ini sama dengan yang dilakukan pada irigasi tetes.

c.   Bubbler irrigation. Pada metoda ini air irigasi diberikan ke permukaan tanah seperti

aliran kecil menggunakan pipa kecil (small tube) dengan debit sampai dengan 225

l/jam. Untuk mengontrol aliran permukaan (run off) dan erosi, seringkali

dikombinasikan dengan cara penggenangan (basin) dan alur ( furrow)d.  Irigasi percik (spray irrigation). Pada metoda ini, air irigasi diberikan dengan

menggunakan penyemprot kecil (micro sprinkler ) ke permukaan tanah. Debit

pemberian irigasi percik sampai dengan 115 l/jam. Pada metoda ini, kehilangan air

karena evaporasi lebih besar dibandingkan dengan metoda irigasi tetes lainnya.

Irigasi tetes juga dapat dibedakan berdasarkan jenis cucuran air menjadi (Gambar 2):

(a) Air merembes sepanjang pipa lateral (viaflo)

(b) Air menetes atau memancar melalui alat aplikasi yang di pasang pada pipa lateral

(c) Air menetes atau memancar melalui lubang-lubang pada pipa lateral

Gambar 2. Viaflo (1), alat aplikasi yang dipasang pada lateral (2)

dan pipa berlubang (3)

a.  Komponen Irigasi Tetes

Sistem irigasi tetes di lapangan umumnya terdiri dari jalur utama, pipa pembagi,

pipa lateral, alat aplikasi dan sistem pengontrol seperti yang ditunjukkan oleh

Gambar 3. Terdapat berbagai variasi tata-letak (layout) irigasi tetes seperti pada

Gambar 4.

1.  Unit utama (head unit )

Unit utama terdiri dari pompa, tangki injeksi, filter (saringan) utama dan

komponen pengendali (pengukur tekanan, pengukur debit dan katup). Gambar

2.3 komponen unit utama dari suatu sistem irigasi tetes.

2.  Pipa utama (main line)

Pipa utama umumnya terbuat dari pipa  polyvinylchlorida (PVC), galvanized 

steel atau besi cor dan berdiameter antara 7.5–25 cm. Pipa utama dapat dipasang

di atas atau di bawah permukaan tanah.

Page 4: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 4/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

4

 

Gambar 3. Komponen irigasi tetes

3.  Pipa pembagi (sub-main, manifold )

Pipa pembagi dilengkapi dengan filter kedua yang lebih halus (80-100 μm),

katup selenoid, regulator tekanan, pengukur tekanan dan katup pembuang. Pipa

sub-utama terbuat dari pipa PVC atau pipa HDPE (high density polyethylene)

dan berdiameter antara 50 – 75 mm.

Penyambungan pipa pembagi–pipa utama dapat dibuat seperti yang ditunjukkan

pada Gambar 6.

4.  Pipa Lateral

Pipa lateral merupakan pipa tempat dipasangnya alat aplikasi, umumnya dari

pipa polyethylene (PE) seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7, berdiameter 8 –

20 mm dan dilengkapi dengan katup pembuang.

Penyambungan pipa lateral–pipa pembagi dapat dilakukan dengan berbagai cara

seperti pada Gambar 8.

5.  Alat aplikasi (applicator, emission device)

Alat aplikasi terdiri dari penetes (emitter ), pipa kecil (small tube, bubbler ) dan

penyemprot kecil (micro sprinkler ) yang dipasang pada pipa lateral, seperti yangditunjukkan oleh Gambar 9, Gambar 10 dan Gambar 11. Alat aplikasi terbuat

dari berbagai bahan seperti PVC, PE, keramik, kuningan dan sebagainya.

Alat aplikasi yang baik harus mempunyai karakteristik :

1.  Debit yang rendah dan konstan

2.  Toleransi yang tinggi terhadap tekanan operasi

3.  Tidak dipengaruhi oleh perubahan suhu

4.  Umur pemakaian cukup lama

Page 5: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 5/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

5

 

Gambar 4. Berbagai variasi tata-letak sistem irigasi tetes

Gambar 5. Unit utama

Page 6: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 6/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

6

 

Gambar 6. Penyambungan pipa pembagi – pipa utama

Gambar 7. Pipa polyethylene (PE)

Gambar 8. Berbagai cara penyambungan pipa lateral – pipa pembagi

Page 7: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 7/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

7

 

Gambar 9. Berbagai jenis emitter  

Gambar 10. Bubbler  

Gambar 11. Penyemprot kecil (micro sprinkler )

Page 8: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 8/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

8

b.  Kebutuhan Air Pada Irigasi Tetes

Sistem irigasi tetes umumnya didesain dan dioperasikan untuk memberikan air

irigasi dengan debit yang rendah dan kerap serta membasahi sebagian dari

permukaan tanah.

Tanah Yang Terbasahkan

Pergerakan air arah horizontal pada irigasi tetes sangat terbatas. Pada tanahberpasir, walaupun pergerakan arah vertikal masih terus berlangsung, pergerakan air

arah horizontal akan mencapai suatu jarak maksimum tertentu. Umumnya daerah

yang terbasahkan menyerupai bola lampu (bulb) seperti yang ditunjukkan pada

Gambar 12. Area terbasahkan dari irigasi tetes dengan volume tertentu tetapi

diberikan dengan debit pemberian yang berbeda adalah hampir serupa seperti yang

ditunjukkan oleh Roth (1974) seperti Gambar 13.

Gambar 12. Profil terbasahkan irigasi tetes

Gambar 13. Area terbasahkan dengan volume yang sama (12 gal)

Page 9: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 9/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

9

 

Luas daerah terbasahkan oleh sebuah emitter sepanjang bidang horizontal pada

kedalaman 30 cm dari permukaan tanah disebut dengan luasan terbasahkan (wetted 

area, Aw). Nilai Aw tergantung kepada laju dan volume pemberian air, serta textur,

struktur, kemiringan dan lapisan-lapisan tanah.

Persamaan empiris untuk menghitung kedalaman dan diameter terbasahkan adalahsebagai berikut:

45.0

63.01 )( ⎟⎟

 ⎠

 ⎞⎜⎜⎝ 

⎛ =

q

K V K  z s

w .. /1/; dan

17.0

22.02 )(

⎟⎟ ⎠

 ⎞⎜⎜⎝ 

⎛ =

q

K V K w s

w ... /2/ 

dimana z : kedalaman terbasahkan, m, w : diameter terbasahkan, m, K1 : koefisien

(29.2), Vw : volume pemberian air, l, Ks : konduktivitas jenuh, m/det dan K2 :

koefisien (0.031).

Tabel 1 memberikan nilai perkiraan Aw dari emitter standar 4 l/jam pada berbagai

kedalaman dan tekstur tanah. Luas terbasahkan pada Tabel 3.1 tersebut berdasarkan

kepada bidang persegiempat. Sisi terpanjang merupakan diameter terbasahkanmaksimum yang diharapkan (w), dan sisi terpendek merupakan 80 % dari diameter

terbasahkan maksimum yang diharapkan (Se’).

Tabel 1. Perkiraan nilai Aw dari emitter dengan debit 4 l/jam

Ekuivalen luas terbasahkan (mxm)Kedalaman dan

tekstur Tanah homogen Tanah semi-berlapis Tanah berlapis

Kedalaman 0.75 m

- Kasar

- Sedang

- Halus

0.4 x 0.5

0.7 x 0.9

0.9 x 1.1

0.6 x 0.8

1.0 x 1.2

1.2 x 1.5

0.9 x 1.1

1.2 x 1.5

1.5 x 1.8

Kedalaman 1.5 m

- Kasar- Sedang

- Halus

0.6 x 0.81.0 x 1.2

1.2 x 1.5

1.1 x 1.41.7 x 2.1

1.6 x 2.0

1.4 x 1.82.2 x 2.7

2.0 x 2.4

Parameter yang digunakan untuk menyatakan tingkat pembasahan adalah persentase

terbasahkan (Pw, wetted percentage), yaitu merupakan nisbah antara luas areal yang

terbasahkan (pada kedalaman 15 – 30 cm) dengan luas bayangan tajuk tanaman

pada siang hari. Persentase terbasahkan dipengaruhi oleh debit dan volume

pemberian air dari setiap alat aplikasi, spasi alat aplikasi dan jenis tanah.

Nilai Pw secara umum berkisar antara 1/3 (33 %) sampai 2/3 (67 %). Pw untuk 

daerah yang menerima banyak hujan dan tanah bertekstur sedang sampai berat dapat

lebih kecil dari 33 %. Pw untuk tanaman yang ditanam renggang diusahakan

dibawah 67 % agar daerah antara tanaman cukup kering dan memudahkan

perawatan tanaman. Pw dapat mendekati 100 % untuk tanaman yang ditanam rapat

dengan spasi lateral kurang dari 1.8 m. Gambar 14 menunjukkan pengaruh tata letak 

alat aplikasi dengan nilai Pw pada tanaman individual. Nilai Pw dapat dihitung

seperti berikut:

a. Untuk sistem lateral tunggal dan lurus:

Page 10: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 10/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

10

100r  p

e p

SS

wS N Pw = /3/ 

dimana : Pw : persentase luas tanah yang terbasahkan sepanjang bidang

horizontal 30 cm dibawah permukaan tanah (%), Np : jumlah emitter per

tanaman, Se : spasi emitter (m atau ft), Sp : spasi tanaman (m atau ft), Sr : spasi

barisan tanaman (m atau ft).Jika Se > Se’ (yaitu merupakan spasi emitter optimum yang besarnya 80 % dari

perkiraan diameter terbasahkan, Aw)

b. Untuk sistem lateral ganda:

1002 / )'('

r  p

ee p

SS

wSS N Pw

+= /4/ 

dimana w adalah lebar terbasahkan yang sama dengan diameter lingkaran

terbasahkan pada emitter tunggal.

Jika Se < Se’, maka Se’ pada persamaan di atas diganti dengan Se

c. Untuk spray emitter :

[ ]100

2 / )'(

r  p

es p

SS

 xPSS A N Pw

+= /5/ 

dimana As : luas permukaan tanah yang terbasahkan oleh sprayer, m2

atau ft2 

dan PS : keliling area terbasahkan, m atau ft.

Jumlah emitter per tanaman tergantung kepada spasi tanaman dan tingkat area

terbasahkan. Tabel 2 dapat digunakan sebagai pedoman kasar untuk menentukan

spasi emitter .

Tabel 2. Spasi emitter yang disarankan

Debit emitter (l/jam)

2 4 8Tanah

Spasi yang disarankan (m x m)

Ringan

Menengah

Berat

0.4 x 0.4

0.8 x 0.8

1.2 x 1.2

0.8 x 0.8

1.2 x 1.2

1.6 x 1.6

1.2 x 1.2

1.6 x 1.6

2.0 x 2.0

Kebutuhan Air Irigasi Tetes

Pada irigasi tetes, evaporasi ditekan sekecil mungkin, sehingga secara praktis,kebutuhan air tanaman hanya berupa transpirasi. Transpirasi harian pada periode

puncak ditentukan dengan persamaan:

5.0)(1.0 d d d  PU T  = /6/ 

dimana Td : transpirasi harian pada periode puncak (mm/hari), Ud : kebutuhan air

harian rata-rata pada bulan puncak dan pertumbuhan tanaman maksimum dengan

Page 11: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 11/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

11

canopy sempurna (mm/hari), dan Pd : persentase dari penutupan permukaan tanah

oleh bayangan canopy pada siang hari (%).

Pada saat canopy tanaman sangat sedikit, Pd sama dengan 1 % atau lebih besar dan

Td minimum > 0.1 Ud. Bila canopy semakin meningkat, maka nilai Td akan

mendekati nilai Ud, sehingga pada saat Pd = 100 %, maka Td = Ud. Tanaman buah-

buahan yang matang umumnya mempunyai nilai Pd maksimum = 80 %.Untuk satu musim, transpirasi tanaman akan menjadi :

5.0)(1.0 d s PU T  = /7/ 

Kebutuhan air irigasi bersih maksimum per pemberian (aplikasi) adalah sama

dengan MAD (management allowed deficit) dan dihitung dengan persamaan:

 Z W P MAD

d  aw

 x100100

= /8/ 

dimana dx : jumlah air irigasi maksimum per aplikasi (mm), Wa : air tersedia di

dalam tanah (mm/m) dan Z : kedalaman perakaran (m).

Kebutuhan air irigasi bersih per aplikasi, dn dihitung dengan persamaan:

' f T d  d n = /9/ dan

 x x

d  f  = /10/ 

dimana f’ : interval irigasi (hari), fx : interval irigasi maksimum (hari). Penentuan

nilai f’ haruslah menghasilkan dn ≤ dx. Sedangkan jika f’ = 1 maka dn = Td.

Kebutuhan air irigasi keseluruhan (gross) per aplikasi haruslah meliputi kehilangan

air karena perkolasi yang tak dapat dihindarkan. Akan tetapi perkolasi yang bergunauntuk pencucian (leaching) pada daerah arid tidak termasuk kedalam kehilangan air,

yang besarnya dihitung dengan :

)(max2)(( ) e

w

dw

w

 N n

 N 

nn

n

 EC 

 EC 

 EC 

 EC 

 L D

 L

 Ld 

 L LR ==

+=

+= /11/ 

dimana LR : nisbah keperluan pencucian yang berupa nisbah antara kedalaman air

untuk pencucian dengan kedalaman air irigasi yang dibutuhkan (ET dan pencucian),

dn : kedalaman air irigasi bersih per aplikasi (mm), Dn : kebutuhan air irigasi bersih

musiman atau tahunan (mm), Ln : kebutuhan air untuk pencucian per aplikasi (mm),

LN : kebutuhan air irigasi musiman atau tahunan (mm), ECw : konduktivitaselektrik air irigasi (dS/m), ECdw : konduktivitas elektrik air perkolasi (dS/m) dan

max ECe : konduktivitas elektrik maksimum dimana produksi turun menjadi nol

(dS/m).

Pada periode puncak, diperlukan tambahan kebutuhan air karena adanya perkolasi

yang tak dapat dihindarkan dan dinyatakan dengan nisbah transmisi (kedalaman air

irigasi keseluruhan yang dibutuhkan untuk memenuhi transpirasi dibagi dengan

Page 12: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 12/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

12

transpirasi). Nisbah transmisi pada periode puncak (Tr) dan musiman (TR) dijelaskan

pada Tabel 3 dan Tabel 5

Gambar 14. Tata letak alat aplikasi dan nilai Pw

Nilai TR yang besar pada zona iklim basah juga mencakup kesulitan penjadwalan

irigasi karena hujan. Kebutuhan air keseluruhan ini mencerminkan efisiensi dari

sistem irigasi tetes tersebut. Untuk selama satu musim disebut dengan efisiensi

musiman (Es) dan dhitung dengan:

- Bila perkolasi musiman sama atau lebih kecil daripada kebutuhan pencucian (TR 

≤ 1.0/(1.0-LRt) :

Page 13: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 13/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

13

 EU  E s = /12/ 

- Bila perkolasi musiman lebih besar daripada kebutuhan pencucian (TR > 1.0/(1.0-

LRt) :

)0.1( t  R

s

 LRT 

 EU  E 

= /13/ 

Tabel 3. Nilai Tr pada berbagai kedalaman perakaran dan tekstur tanah

Tekstur tanahKedalaman perakaran

Sangat kasar Kasar Menengah Halus

- Dangkal : < 0.8 m

- Menengah : 0.8 – 1.5 m

- Dalam : > 1.5 m

1.20

1.10

1.05

1.10

1.05

1.00

1.05

1.00

1.00

1.00

1.00

1.00

Kedalaman air irigasi keseluruhan per irigasi (dg) dan per musim (Dg) dalam mm

menjadi:

- Untuk Tr ≥ 0.9/(1.0-LRt) : EU 

T d d  r ng

100= .../14/ dan

 EU 

T  D D  Rn

g

100= ... /15/ 

- Untuk Tr < 0.9/(1.0-LRt) :)0.1(

100

ng

 LR EU 

d d 

−= ... /16/ dan

)0.1(

100

ng

 LR EU 

 D D

−= ... /17/ 

Volume air irigasi (l) keseluruhan per tanaman per hari, G, adalah:

r  p

gSS

 f 

d G

'= /18/ 

sedangkan volume air irigasi keseluruhan dalam satu musim (Vs) dalam ha-m

dihitung dengan:

 A DV 

g

s = /19/ 

dimana A : luas tanaman, ha dan K : konstanta (=1000)

Page 14: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 14/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

14

 

Tabel 4. Nilai ECe beberapa jenis tanaman

Tabel 5. Nilai TR.pada berbagai kedalaman perakaran dan tekstur tanah

Tekstur tanahZona iklim dan

kedalaman perakaran Sangat kasar Kasar Menengah Halus

Kering

- < 0.8 m- 0.8 – 1.5 m

- > 1.5 m

1.151.10

1.05

1.101.10

1.05

1.051.05

1.00

1.051.05

1.00

Basah

- < 0.8 m

- 0.8 – 1.5 m- > 1.5 m

1.35

1.251.20

1.25

1.201.10

1.15

1.101.05

1.10

1.051.00

c.  Emitter

Tipe Emitter

Tipe emitter yang utama antara lain adalah long path, short orifice, vortex, pressure

compensating dan   porous pipe. Skema dari beberapa tipe emitter  tersebut

Page 15: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 15/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

15

ditunjukkan pada Gambar 15. Berdasarkan pemasangan di pipa lateral, penetes

dapat dibedakan menjadi (Gambar 16) :

a.  On-line emitter . On-line emitter  di pasang pada lubang yang dibuat di pipa

lateral

b.    In-line emitter .   In-line emitter di pasang pada pipa lateral dengan cara

memotong pipa lateral.

 Emitter  juga dapat dibedakan berdasarkan jarak spasi atau debitnya (Gambar 17),

yaitu:

a.  Point source emitter . Point source emitter  di pasang dengan spasi yang

renggang dan mempunyai debit yang relatif besar. Point source emitter dapat

dipasang dengan pengeluaran (outlet ) tunggal, ganda maupun multi.

b.   Line source emitter .  Line source emitter dipasang dengan spasi yang lebih rapat

dan mempunyai debit yang kecil. Pipa porous dan pipa berlubang juga

dimasukkan pada katagori ini.

 Emitter  berpengeluaran tunggal dapat untuk mengairi areal yang sempit atau di

pasang disekitar tanaman yang lebih besar seperti emitter berpengeluaran ganda atau

multi. Emitter berpengeluaran ganda umumnya digunakan untuk tanaman perdu danemitter  berpengeluaran multi untuk tanaman buah-buahan. Tanaman dalam baris

seperti sayuran lebih sesuai menggunakan line source emitter .

Debit Emitter

Debit emitter dihitung dengan persamaan :

a. Untuk orifice emitter :

21

0 )2(6.3 gH  AC q = /20/ 

dimana q : debit emitter, l/jam, A : luas penampang orifice, mm2, Co : koefisien

orifice (0.6), H : tekanan, m, dan g : percepatan gravitasi, 9.81 m/det2.

b. Untuk long path emitter :

21

) / 2(8.113  fLgHD Aq = /21/ 

dimana D : diameter dalam, mm, L : panjang pipa, m dan f : faktor gesekan

(Darcy-Weisbach).

Secara empiris debit aliran dari kebanyakan emitter dinyatakan dengan persamaan

: x

KH q =    /22/ 

dimana : q : debit emitter , l/jam, K : koefisien debit, H : tekanan operasi padaemitter, m dan x : eksponen debit.

Nilai k dan x dapat ditentukan dengan mengetahui 2 nilai debit (q1 dan q2) yang

dihasilkan dari 2 tekanan (H1 dan H2) yang berbeda. Nilai dihitung dengan:

) / log(

) / log(

21

21

 H  H 

qq x = /23/ 

Page 16: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 16/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

16

kemudian nilai K dihitung dengan menggunakan persamaan /24/.

Umumnya, nilai x = 0.5 untuk emitter dengan aliran turbulen (orifice dan nozzle

emitter dan sprayer ), x = 0 untuk  fully compensating emitter , x = 0.7 – 0.8 untuk 

long path emitter , x = 0.4 untuk vortex emitter dan x = 0.5 – 0.7 untuk  tortuous

 path emitter .

Gambar 15.Skema beberapa tipe emitter : (a) orifice emitter , (b) orifice-vortex emitter , (c)emitter using flexible orifice in series, (d) continuous flow principle for multiple

 flexible orifice, (e) ball and slotted seat , (f) long-path emitter small tube, (g) long-

  path emitter , (h) compensating long-path emitter , (i) long-path multiple outlet 

emitter , (j) groove and flop short-path emitter , (k) groove and disc short-path

emitter (l) twin wall emitter lateral 

Variasi Debit Emitter 

Emitter yang baik haruslah menghasilkan debit yang sama pada tekanan operasi

yang sama. Akan tetapi, setiap emitter tidak dapat dibuat persis sama. Tingkat

variasi debit emitter ini dinyatakan dengan koefisien variasi pabrikasi emitter  

(coefficient of manufacturing for the emitter), v , yaitu:

Page 17: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 17/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

17

(a) (b)

a

an

q

nnqqqqv

)1 /().....(222

2

2

1 −−+++= /25/ 

dimana q1, q2 … qn : debit setiap emitter, l/jam, n : jumlah emitter (≥ 50 buah) dan

qa : debit emitter rata-rata, l/jam.. Nilai v yang disarankan diklasifikasikan seperti

pada Tabel 6 berikut.

Gambar 16. In line emitter (a) dan on line emitter (b)

Tabel 6. Klasifikasi v yang disarankan

Tipe emitter  v KlasifikasiPoint source < 0.05

0.05 – 0.10

0.10 – 0.15

> 0.15

Baik 

Menengah

Kurang

Tidak baik 

 Line source < 0.10

0.10 – 0.12

> 0.2

Baik 

Menengah

Kurang hingga tidak baik 

Pada penggunaan emitter  yang lebih dari satu untuk setiap tanaman, diterapkan

system coefficient of manufacturing variation, vs, yaitu :

 p

s

 N 

vv = /26/ 

dimana Np : jumlah emitter per tanaman.

Keseragaman Emisi

Keseragaman pemberian air dari setiap emitter pada keseluruhan sistem irigasi tetes

dinyatakan dengan Keseragaman Emisi ( Emission Uniformity, EU) yang dihitung

menggunakan persamaan : 

Page 18: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 18/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

18

a

n

q

q EU 

'100= ; atau /27/ 

a pq

qv

 N  EU  min)

27.10.1(100 −=    /28/ 

dimana qn’ : debit rata-rata dari 25 % debit terendah (l/jam), qa : debit rata-rata dari

keseluruhan emitter (l/jam), dan qmin : debit minimum terendah (l/jam).

Keseragaman emisi (EU) yang disarankan oleh ASAE seperti yang disajikan pada

Tabel 7 berikut.

Tabel 7. Keseragaman emisi (EU) yang disarankan

Tipe emitter  Topografi EU untuk daerah kering (%)

Point source pada tanaman

permanena 

Seragamc 

Bergelombangd 

90 – 95

85 - 90

Point source pada tanamanpermanen atau semi permanen

SeragamBergelombang

85 – 9080 - 90

 Line source pada tanaman

tahunan dalam baris

Seragam

Bergelombang

80 – 90

70 - 85a spasing > 4 mb

spasing < 2 mc

kemiringan < 2 %d kemiringan > 2 %

Untuk daerah basah (humid) nilai EU lebih rendah hingga 10 %

Penentuan Debit Dan Tekanan Operasi

Untuk menentukan debit emitter rata-rata (qa), terlebih dahulu tentukan suatu debitemitter  tertentu qa (l/jam), kemudian dihitung lama pemberian air Ta (jam/hari)

dengan persamaan:

a p

aq N 

GT  = /29/ 

Maximum lama pemberian air per hari haruslah < 90 % dari waktu tersedia (24 jam)

yaitu kurang dari 21.6 jam/hari. Selain itu, sistem haruslah dioperasikan srcara

hampir terus-menerus setidaknya 12 jam/hari.

Jika sistem dibagi menjadi beberapa unit stasiun operasi (Ns), maka lama pemberian

air untuk setiap unit menjadi 21.6/Ns jam. Dengan konsep ini, jumlah unit stasiunoperasi yang diperlukan dapat ditentukan dan kemudian di tentukan nilai Ta dimana

12 jam/hari < Ta < 21.6 jam/hari. Pengambilan keputusan penentuan qa dan Ta

adalah sebagai berikut :

a) Jika Ta ≈ 21.6 jam/hari, gunakan satu stasiun operasi, Ns = 1, pilih Ta ≤ 21.6

 jam/hari, dan sesuaikan besar qa

b) Jika Ta ≈ 10.8 jam/hari, gunakan Ns = 2, pilih Ta ≤ 10.8 jam/hari, dan sesuaikan

besar qa

Page 19: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 19/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

19

c) Jika 12 < Ta < 18 jam/hari, untuk mendapatkan Ta ≈ 90 %, pilih emitter lain atau

 jumlah emitter  per tanaman yang berbeda. Hal ini akan mengurangi biaya

investasi.

Gambar 17. Point dan line source emitter  

Tekanan emitter  rata-rata (Ha) yang memberikan debit yang telah ditentukan (qa)

dapat menggunakan spesifikasi dasar dari emitter  yang berupa hubungan antara

debit (q) dengan tekanan (H). Ha dihitung dengan :

Page 20: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 20/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

20

 x

aa

q

q H  H 

 / 1

⎟⎟ ⎠

 ⎞⎜⎜⎝ 

⎛ = /30/ 

d.  Pipa Lateral

Pipa lateral mengalirkan air dari pipa utama dan pipa pembagi ke alat aplikasi. Pipalateral didesain untuk dapat memberikan variasi debit dari alat aplikasi sepanjang

pipa pada tingkat yang dapat diterima. Faktor utama yang menyebabkan variasi

debit dari alat aplikasi sepanjang pipa lateral adalah perbedaan tekanan operasi

sepanjang pipa karena gesekan, kehilangan minor dan perbedaan elevasi.

Umumnya pipa lateral mempunyai diameter yang konstant. Penggunaan beberapa

diameter pipa (semakin mengecil ke arah ujung lateral) dapat menekan biaya

investasi, akan tetapi penggunaan lebih dari 2 diameter pipa menjadi tidak praktis.

Banyak sistem mempunyai sepasang pipa lateral, yang memanjang kearah yang

berlawanan dari pipa pembagi. Pada lahan dengan kemiringan searah pipa lateral <

3 %, kedua pipa lateral dapat mempunyai panjang yang sama, karena tekananoperasi dikedua ujung pipa lateral relatif sama. Pada lahan dengan kemiringan

searah pipa lateral yang besar, pipa lateral menaik (upslope) akan lebih pendek sari

pada pipa lateral menurun (downslope).

Hidrolika Pipa Lateral

Kehilangan tekanan karena gesekan dapat dihitung dengan menggunakan persamaan

Hazen-William :852.1871.4

) / 100(628.0 C Q LDh f −= /31/ 

dimana hf  : kehilangan tekanan, m, L : panjang pipa, m, D : diameter pipa, mm, Q :

debit aliran, l/jam, dan C : koefisien (130 – 150).

Kehilangan tekanan karena gesekan pada pipa plastik halus dengan diameter kurang

dari 125 mm disederhanakan menjadi :

75.4

75.1100

 D

QK 

 L

h J 

 f  == /32/ 

dimana J : gradien kehilangan tekanan, m/100 m, hf  : kehilangan tekanan karena

gesekan, m, K : konstanta (7.89 x 107), Q : debit aliran, l/det, L : panjang pipa, m,

dan D : diameter dalam pipa, m.

Pemasangan emitter pada pipa lateral menyebabkan tambahan kehilangan tekanan

dan dihitung dengan :

e

ee

S

 f S j J  +=' /33/ 

dimana J’ : gradien kehilangan tekanan ekivalen dari pipa lateral dengan emitter ,

m/100 m, Se : spasi emitter, m, f e : kehilangan tekanan karena pemasangan emitter

dan dinyatakan dengan panjang lateral, m.

Nilai J dari pipa polyethylene disajikan pada Tabel 8 dan nilai fe ditentukan

menggunakan Gambar 18 .

Page 21: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 21/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

21

 

Kehilangan tekanan pipa lateral dengan pengeluaran (outlet ) yang dipasang pada

spasi tertentu (hf ) dan debit yang sama dari setiap pengeluaran ditentukan dengan:

100 / ' FL J h f  = /34/ 

dimana F : koefisien reduksi. Karena pipa lateral selalu mempunyai pengeluaran

lebih dari 15, maka F = 0.36.

Kehilangan tekanan pada titik-titik tertentu sepanjang lateral ditentukan dengan :75.2

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡= L

 xhh  f  fx /35/ 

dimana hfx : kehilangan tekanan dari titik x sampai ujung pipa (m), x : jarak antara

titik x dengan ujung pipa (m), L : panjang pipa lateral (m).

Keller dan Karmelli (1975) menyatakan bahwa kehilangan tekanan di pipa lateral

umumnya sebesar 55 % dari kehilangan tekanan total.

Debit pipa lateral rata-rata (Ql) dalam l/menit adalah:

6060

a

e

al

q

S

 L NqQ == /36/ 

dimana N : jumlah emitter sepanjang pipa lateral

Debit emitter rata-rata dan tekanan operasi rata-rata pada pipa lateral sama dengan

debit emitter rata-rata dan tekanan operasi rata-rata pada sub unit (qa dan Ha). Akan

tetapi tekanan operasi minimum pada ujung pipa lateral (Hn’) lebih besar dari pada

tekanan operasi minimum pada sub unit (Hn).

Variasi Tekanan Operasi

Pada pipa lateral, pipa pembagi dan sub unit, tekanan operasi tidak sama pada setiap

titik. Gambar 19 memperlihatkan distribusi debit secara skematik pada suatu sub

unit irigasi tetes.

Tekanan operasi pada sub unit tersebut berada pada Hn sampai Hm, yang akan

menghasilkan debit dari qn sampai qm. Ha merupakan tekanan rata-rata yang

memberikan debit emitter rata-rata.

Minimum debit emitter (qn) yang memberikan EU yang sesuai, ditentukan dengan

persamaan EU berdasarkan qa yang telah ditentukan. Kemudian hitung tekananminimal (Hn).

Beda tekanan (ΔHs) rencana yang dibolehkan adalah :

)(5.2 nas  H  H  H  −=Δ /37/ 

Page 22: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 22/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

22

Tabel 8. Nilai J dalam m/100 m pipa polyethylene

Page 23: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 23/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

23

 

Gambar 18. Kurva

hubungan diameter dalampipa dengan

kehilangan tekanan karenaemitter

Untuk mendapatkan keseragaman emisi (EU) yang sesuai, tekanan operasi harus

antara Hn dan (Hn + ΔHs). Jika ΔHs yang didapat terlalu kecil untuk mengatasi

gesekan dan perbedaan elevasi, dapat ditempuh beberapa cara, yaitu :

- Ganti emitter dengan nilai x, ν atau keduanya yang lebih kecil

- Naikkan jumlah emitter per tanaman- Gunakan emitter lain atau ubah sistem agar diperoleh Ha yang lebih besar

Tekanan di pangkal pipa lateral (Hl) dalam m menjadi :

 Elkh H  H   f al Δ++= 5.0 /38/ 

dimana k : konstanta (0.75 untuk pipa dengan diameter konstant dan 0.63 untuk pipa

dengan dua diameter yang berbeda) dan ΔEl : beda elevasi antara pangkal dan ujung

pipa lateral, m.

Kehilangan tekanan total pada pipa lateral (ΔHl) menjadi :

 El H  H  Elh H  nl f l Δ+−=Δ+=Δ ' /39/ 

Page 24: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 24/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

24

 

Gambar 19. Distribusi tekanan pada sub unit

Pemeriksaan Pipa Lateral

Wu (1977) mengembangkan nomogram untuk memeriksa pipa lateral apakah sangat

sesuai, sesuai, atau tidak sesuai dengan yang direncanakan seperti Gambar 20.

Untuk memeriksa pipa lateral tersebut diperlukan data panjang pipa, tekanan

operasi, kehilangan tekanan dan kemiringan lahan.

Gambar 20. Nomogram pipa lateral

Page 25: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 25/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

25

e.  Pipa Pembagi ( Manifold )

Pipa pembagi juga merupakan pipa dengan pengeluaran banyak seperti pipa lateral.

Pipa pembagi dapat terdiri dari satu, dua, tiga atau empat ukuran pipa. Penggunaan

beberapa ukuran pipa dilakukan untuk menekan biaya investasi dan mengendalikan

variasi tekanan. Kecepatan aliran di pipa pembagi dibatasi sampai sekitar 2 m/detik.

Pipa pembagi dapat dipasang kedua arah (pipa pembagi ganda) atau hanya kesatuarah (pipa pembagi tunggal) dari pipa utama.

Karakteristik Pipa Pembagi

1. Variasi tekanan yang diijinkan

Variasi tekanan yang diijinkan mengikuti persamaan :

lsam  H  H  H  Δ−Δ=Δ )( /40/ 

dimana (ΔHm)a : variasi tekanan yang diijinkan, m, ΔHs : variasi tekanan subunit

yang diijinkan, m, dan ΔHl : variasi tekanan sepanjang pipa lateral, m.

2. Panjang pipa

Panjang pipa pembagi tunggal : r r  S N  L )5.0( −= /41/ Panjang pipa pembagi ganda : r r  p S N  L )1( −= /42/ 

Dimana L : panjang pipa pembagi tunggal (m), Lp : panjang pipa pembagi ganda

(m), Nr : jumlah lateral pada pipa pembagi, dan Sr : spasi lateral (m).

3. Lokasi pipa utama

Pemasukan (intake) dari pipa pembagi ganda diletakkan pada pipa pembagi yang

mengarah ke atas (uphill) yang mempunyai tekanan minimum. Untuk pipa

pembagi dengan satu ukuran, lokasi pemasukan, Y=x/Lp, merupakan titik tengah

dari pipa yang mengarah ke atas dan ke bawah. Sedangkan untuk pipa pembagi

dengan beberapa ukuran, lokasi pemasukan ditentukan dengan kurva pada

Gambar 21.

)1(

)1()()(

 E Y  H 

 E Y  H  amam

−Δ−−Δ

=Δ+Δ

/43/ 

)1(2

12

)( Y Y 

 H 

 E 

am −−

=ΔΔ

/44/ 

dimana Y : lokasi pemasukan terbaik, x/Lp, dan ΔE : perbedaan elevasi mutlak 

diantara kedua ujung pipa, m

4. Tekanan pemasukanTekanan pemasukan untuk subunit persegiempat :

lml f lm  H  H  Elkh H  H  −Δ+=Δ++= 5.0 /45/ 

dimana Hm : tekanan pemasukan pipa pembagi (m), Hl : tekanan rata-rata

pemasukan pipa letaral (m), ΔHm-l : jumlah perbedaan tekanan pemasukan pipa

utama dengan tekanan pemasukan rata-rata pipa lateral (m), k : 0.75 untuk pipa

pembagi dengan satu ukuran, 0.63 untuk dua ukuran dan 0.5 untuk tiga atau lebih

Page 26: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 26/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

26

ukuran, hf  : kehilangan tekanan pada pipa pembagi karena gesekan (m), dan ΔEl :

perbedaan elevasi ujung pipa pembagi (+ bila menaik dan – bila menurun) (m).

Gambar 21. Kurva untuk menentukanlokasi pemasukan

Kehilangan Tekanan

Kehilangan tekanan karena gesekan, hf , untuk pipa PVC dapat ditentukan denganmenggunakan kurva seperti pada Gambar 22 atau menggunakan persamaan Hazen-

William (persamaan 31)

hf juga dapat ditentukan dengan persamaan :

100 /  JFLh f  = /46/ 

dimana J : gradien kehilangan tekanan (Tabel 9) (m/100 m), F : faktor reduksi

(Tabel 10) dan L : panjang pipa pembagi.

Gambar 22.Kehilangan tekanan

pipa PVC

Untuk sub unit yang tdak persegi empat, kehilangan tekanan pada pipa pembagi

ditentukan dengan terlebih dahulu menghitung faktor bentuk, Sf , dengan :

alcl f  QQS ) /()(= /47/ 

dimana (Ql)c : debit yang masuk ke pipa laeral paling ujung (l/det), dan (Ql)a : rata-

rata debit yang masuk ke pipa lateral sepanjang pipa pembagi (l/det).

Page 27: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 27/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

27

 

Kehilangan tekanan dihitung dengan :

100 / FL JF h s f  = /48/ 

dimana Fs : faktor penyesuai (Gambar 23).

Secara umum, kehilangan tekanan di pipa pembagi sebesar 45 % dari kehilangan

tekanan total (Keller dan Karmeli, 1975).

Tabel 9. Gradien kehilangan tekanan pipa PVC

Page 28: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 28/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

28

Tabel 10. Faktor reduksi

Variasi Tekanan

Variasi tekanan pada pipa pembagi, ΔHm, untuk pipa yang mendatar atau menaik 

(s ≥ 0):

)100 / ( Lsh H   f m +=Δ /49/ 

dan untuk pipa pembagi yang menurun (s < 0) atau ΔE < hf :

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡⎟ ⎠

 ⎞⎜⎝ 

⎛  −+=Δ100

36.00.1

 L

nsh H   f m /50/ 

dimana s : kemiringan pipa pembagi (+ untuk pipa yang menaik dan – untuk pipa

yang menurun), dan n : jumlah ukuran pipa yang digunakan.

Gambar 23. Faktor

penyesuai

Page 29: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 29/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

29

 

Kurva Hubungan Ukuran Pipa-Debit-Kemiringan Atau Nisbah Panjang

Dengan Tekanan

Wu dan Gitlin (1974, 1975) mengembangkan dua buah kurva hubungan antara

ukuran pipa pembagi dengan debit total dan kemiringan pipa (Gambar 24) danantara ukuran pipa pembagi dengan debit total dan nisbah antara panjang pipa

dengan tekanan operasi (Gambar 25).

Gambar 24. Kurva

hubungan ukuran pipapembagi-debit-

kemiringan

Gambar 25. Kurva

hubungan ukuranpipa pembagi-

debit-nisbah

panjang dengantekanan

f.  Pipa Utama

Pada sistem irigasi tetes, umumnya pengendalian debit dan tekanan dilakukan di

pemasukan pipa pembagi. Karena itu, kehilangan tekanan di pipa utama tidak akan

mempengaruhi keseragaman dari sistem, terutama sistem irigasi tetes yang

sederhana dengan satu atau dua sub unit. Penentuan pipa utama berdasarkan

pertimbangan ekonomi (biaya) saja, baik biaya untuk memberi tekanan pada al;iran

aitr maupun biaya untuk investasi pipa.

Page 30: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 30/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

30

 

Kehilangan tekanan karena gesekan pada pipa utama ditentukan dengan

menggunakan persamaan Hazen-William (persamaan 31) berdasarkan debit total

yang dibutuhkan. Pada sistem dengan beberapa sub unit (pipa pembagi), total debit

pada pipa utama akan berkurang dari satu penggal pipa utama ke penggal pipa

berikutnya.

Wu (1975) mengembangkan sebuah nomogram hubungan antara ukuran pipa utama

dengan kemiringan garis energi dan debit seperti Gambar 26.

Gambar 26. Nomogram

hubungan ukuran pipa-kemiringan garis enersi

dan debit

g.  Desain Irigasi Tetes

Desain suatu sistem irigasi tetes adalah merupakan integrasi dari komponen-

komponen (emitter , katup, filter, pipa dsb.) menjadi satu susunan sistem, yang

mampu memasok air kepada tanaman sesuai dengan kebutuhan, pada kondisi tanah,

air dan peralatan yang terbatas. Beberapa faktor ekonomi seperti kesesuaian,

investasi awal, tenaga kerja, menjadi kendala bagi desain.

Data yang diperlukan untuk desain irigasi tetes meliputi data air dan lahan, data

tanah dan tanaman serta data emitter . Data tersebut direkap dalam bentuk tabel dataseperti Tabel 11. Untuk mendapatkan desain hidrolika dari jaringan, dilakukan

serangkaian perhitungan seperti penentuan spasi emitter , debit emitter  rata-rata,

tekanan emitter  rata-rata, variasi tekanan yang diijinkan dan lama operasi.

Perhitungan-perhitungan tersebut seringkali dilakukan secara coba dan salah (trial

and error ) dan hasilnya direkap pada tabel faktor desain seperti Tabel 12.

Tekanan Dinamik Total (Tdh, Total Dynamic Head )

Tekanan dinamik total (TDH) merupakan tekanan pada titik pemasukan sistem dan

merupakan total tekanan yang dibutuhkan untuk :

a)  Mengangkat air

b)  Kehilangan tekanan pada sistem pemasok 

c)  Kehilangan tekanan untuk pengendalian sistem (filter, pengukur debit, injektor,

dll)

d)  Tekanan yang dibutuhkan pada pemasukan pipa pembagi

e)  Tekanan yang dibutuhkan untuk mengatasi gesekan dan perbedaan elevasi

antara unit utama dengan pipa pembagi

f)  Kehilangan tekanan di sub unit (filter, regulator tekanan, dll)

g)  Faktor keamanan kehilangan tekanan karena gesekan, umumnya sebesar 10 %

dari total kehilangan tekanan

h)  Tekanan yang dibutuhkan untuk mengatasi penurunan kualitas emitter  

Page 31: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 31/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

31

Tabel 11. Data untuk desain

I. PEKERJAAN

II. LAHAN DAN AIR

(a) Jumlah petak

(b) Luas lahan – ha A

(c ) Hujan efektif – mm Rn

(d) Air tanah tersisa - mm Ms

(e) Suplai air – l/det

(f) Water storage - ha - m

(g) Kualitas air – dS/m (mmhos/cm) ECw & SAR

(h) Kelas kualitas air 

III. TANAH DAN TANAMAN

(a) Tekstur tanah

(b) Air tersedia- mm/m Wa

(c ) Ketebalan tanah – m

(d) Soil limitations

(e) Defisit diizinkan - % MAD

(f) Tanaman

(g) Jarak tanam - m x m Sp x Sr 

(h) Kedalaman perakaran - m Z

(i) Persentase area tertutupi - % Pd

(i) ET rata-rata- mm/hari Ud

(k) Kebutuhan air musiman U

(l) Rasio kebutuhan pencucian (leaching ) LRt

IV. PENETES

(a) Tipe

(b) Outlet per emiter 

(c ) Head tekanan - kPa [m] P [H]

(d) Debit @ H - l/jam q

(e) Eksponen debit x

(f) Koefisien peubah v

(g) Koefisien debit Kd

(h) Nilai loss karena sambungan & belokan- m f e

Page 32: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 32/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

32

Tabel 12. Faktor desain

I. PEKERJAAN

II. RANCANGAN PENDAHULUAN

(a) Tata letak penetes

(b) Jarak emiter - m x m Se x Sl (c ) Jumlah emiter per tanaman Np

(d) Persentase area terbasahi - % Pw

(e) Kedalaman maksimum netto – mm dx

(f) Rata-rata transpirasi maksimum - mm/hari Td

(g) Interval maksimum – hari f x 

(h) Frekuensi irigasi – hari f’ 

(i) Kedalaman netto per irigasi - mm dn 

(j) Asumsi keseragaman - % EU

(k) Kedalaman gross irigasi - mm d

(l) Kebutuhan air gross per tanaman – l/hari G

(m) Waktu irigasi – jam Tg

III. RANCANGAN AKHIR

(a) Waktu irigasi – jam Tg

(b) Interval irigasi– hari*

f’

(c ) Kedalaman gross per irigasi - mm d

(d) Debit emiter rata-rata - l/jam aa

(e) Tekanan emiter rata-rata - m Ha

(f) Variasi head emiter diizinkan - m ∆Hs

(g) Jarak emiter - m x m Se x Sl

(h) Persentase area terbasahi - % Pw

(i) Jumlah stasiun Ns

(j) Kapasitas sistem - L/jam Os

(k) Efisiensi per musim - % Es

(l) Irigasi per musim – ha m v

(m) Operasi per musim – jam at

(n) total head dinamik l - m TDH

(o) Keseragaman aktual - % EU

(p) Jumlah air irigasi netto - mm/jam In

Page 33: irigasi tetes

5/14/2018 irigasi tetes - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/irigasi-tetes-55a824ba53532 33/33

 

Topik 12. Teknologi Irigasi Tetes- AS, PR

Teknik Irigasi dan Drainase

33

PERTANYAAN:

(1) Sebutkan kelebihan dan kelemahan irigasi tetes

(2) Bagaimana caranya menghitung uniformity dan efisiensi pada irigasi tetes

(3) Jelaskan mengapa secara teoritis penerapan irigasi tetes cenderung lebih efisien

dibanding irigasi tetes maupun irigasi permukaan(4) Jelaskan persyaratan hidrolika pipa pada desain irigasi tetes untuk memperoleh

uniformity yang tinggi

(5) Jelaskan mengapa ada keterkaitan yang erat antara desain irigasi tetes dan

rencana pengoperasian jaringan

(6) Sebutkan komponen utama irigasi tetes serta fungsi-fungsinya

(7) Jelaskan kriteria penerapan irigasi tetes dilihat dari aspek agroklimat dan

lahan/tanah

Daftar Pustaka

1.  Benami, A dan A. Ofen, 1984, Irrigation Engineering, IESP, Haifa

2.  Giley, J.R.,-, Bahan Kuliah Irrigation Engineering, Texas A&M University,

Texas

3.  Jensen, M.E.(ed.), 1980, Design and Operation of Farm Irrigation System,

ASAE, Michigan

4.  Keller, J. dan R.D. Bliesner, 1990, Sprinkler and Trickle Irrigation, Van

Nostrand Reinhold, New York 

5.  Michael , A. M., 1978, Irrigation, Theory and Practices, Vikas Publishing House

PVT.Ltd., New Delhi

6.  Phocaides, A., 2000, Technical Hand Book on Pressurized Irrication

Techniques, FAO, Rome, Italy.

7.  Prastowo, 2002. Prosedur Rancangan Irigasi Tetes. Laboratorium Teknik Tanah

dan Air, Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut

Pertanian Bogor.