14/11/2013

1

11

PERENCANAAN DAN PERANCANGAN JARINGAN

IRIGASI CURAH (SPRINKLER)

Ahmad Tusi

22

IRIGASI CURAH :

� Pemberian air irigasi dengan cara menyemprotkan air ke udara dan menjatuhkannya di sekitar tanaman seperti hujan

� Dengan mengalirkan air bertekanan melalui orifice kecil atau nozzle

Ahmad Tusi

14/11/2013

2

33

KESESUAIAN

� Hampir semua tanaman, kecuali padi dan yute

� Hampir semua jenis tanah, kecuali liat halus (f < 4mm/jam)

Ahmad Tusi

44

KELEBIHAN:

a) Efisiensi cukup tinggi (± 75 %)

b)Tidak memerlukan perataan lahan (land grading).

c) Menekan erosi.

d) Pemupukan, herbisida dan fungisida dapat dilakukan bersama-sama

dengan air irigasi.

e) Biaya tenaga kerja untuk operasi < irigasi permukaan

f) Mengurangi lahan yang tidak dapat ditanami

g)Tidak mengganggu operasi alat dan mesin pertanian.

Ahmad Tusi

14/11/2013

3

55

KELEMAHAN :

a) Pola penyebaran air dipengaruhi kecepatan angin

(kec. angin < 13 km/jam)

a) Air irigasi harus cukup bersih

c) Investasi awal cukup tinggi tanaman dg nilai ekonomi tinggi

d) Diperlukan tenaga penggerak untuk menekan air (0.5 - 10 kg/cm2).

Ahmad Tusi

66

KLASIFIKASI

A. Berdasarkan nozzle :

a) Nozzle berputar

(Rotating head)

Ahmad Tusi

14/11/2013

4

77

b) Pipa berlubang

(perporated pipe)

Ahmad Tusi

88

B. Berdasarkan portability :

a) Portable

Ahmad Tusi

14/11/2013

5

99

b) Semi portable :

pompa tetap, lainnya portable

Ahmad Tusi

1010

c) Semi permanent :

pompa dan pipa utama tetap

Ahmad Tusi

14/11/2013

6

1111

d) Solid set :

pompa, pipa utama dan pipa

subutama tetap, pipa lateral

dipindah pd musim lain

Ahmad Tusi

1212

e) Permanent :

semua unit tetap

Ahmad Tusi

14/11/2013

7

1313

KOMPONEN1. Pompa air

2. Pipa utama

3. Pipa lateral

4. Sprinkler head

5. Komponen lain:

a) Saringan

b) Pompa boster

c) Katup sadap

d) Katup pengontrol aliran

e) Katup pengaman

f) Tangki injeksi

Ahmad Tusi

1414

1. Pompa air

� Mengangkat dan memberi tekanan

� Centrifugal atau turbin

� Tekanan 0.5 – 10 kg/cm2 (bar)

� Tenaga penggerak :

- motor bakar

- motor listrik

Ahmad Tusi

14/11/2013

8

1515

2. Pipa utama

� Besi, galvanis, semen, PVC (pralon), alumunium

� Ditanam atau dipermukaan tanah

� Permanen atau portable

Ahmad Tusi

1616

3. Pipa lateral

� Besi, galvanis, semen, PVC (pralon), alumunium

� Ditanam atau dipermukaan tanah

� Permanen, dipindah secara periodik atau kontinu (center pivot, wheeled)

Ahmad Tusi

14/11/2013

9

Asep Sapei 1717

Wheeled

Center pivot

1818

4. Pipa riser

� Utk memasang sprinkler head

� Besi, galvanis, PVC (pralon), alumunium

Ahmad Tusi

14/11/2013

10

1919

5. Sprinkler head

� Alat utk menyemprotkan air

� Karakteristik

- Tekanan 0.5 –10 kg/cm2

(bar)

- Diameter pembasahan

antara 6 – 140 m

- Kecepatan putar 0.5 – 1 rpm

- Spasi 9 – 100 m

- Debit 0.2 – 50 lt/det.

Ahmad Tusi

2020

6. Komponen lain

� Saringan

� Kolam pengendapan

� Pompa buster

� Katup sadap (pada lateral)

� Katup pengontrol aliran (pada pipa riser)

� Katup pengaman

� Tangki injeksi

� Dll

Ahmad Tusi

14/11/2013

11

2121

SPRINKLER HEAD

single nozzle sprinkler

two nozzle sprinkler

pop up sprinkler

giant sprinkler

Ahmad Tusi

2222Ahmad Tusi

14/11/2013

12

2323Ahmad Tusi

2424

LAJU APLIKASI(application rate),

� Laju siraman dari sekelompok sprinkler � Tergantung : ukuran nozzle, tekanan operasional, spasi antar

sprinkler, dan arah serta kecepatan angin� Harus lebih kecil dari laju infiltrasi tanah

Diameter nozzle (mm)

Tekanan (bar)

Diameter basah (m)

Debit (m3/jam)

Laju aplikasi (mm/jam)untuk spasing (m)

18 x 18 18 x 24 24 x 244 3,0 29 1,02 3,25 3,0 32 1,67 5,2 3,86 3,0 35 2,44 7,5 5,7 4,28 4,0 43 4,96 15,3 11,4 8,610 4,5 48 8,13 25,1 18,9 14,0

Ahmad Tusi

14/11/2013

13

2525

SEBARAN AIR

� Umumnya terbanyak berada di dekat sprinkler dan berkurang ke arah ujung.

� Pola sebaran berbentuk segitiga

Ahmad Tusi

2626

Spasi sprinkler (kondisi normal) : 65 % dari diameter basah

Ahmad Tusi

14/11/2013

14

2727

Pengaruh angin

Kecepatan angin

(km/jam)

Spasi dari diameter basahSpasi

sepanjang lateral

Spasi sepanjang pipa utama

0 50 % 65 %1-6 45 % 60 %

7-12 40 % 50 %> 12 30 % 30 %

Ahmad Tusi

2828

Keseragaman Sebaran Air

� Dinyatakan dg Koefisien Keseragaman (Uniformity coefficient, CU)

� Cu yg baik ± 85 %

� Perhitungan CU :

1. Wilcox dan Swailes

U: koefisien keseragaman distribusi, persen

S: Standar deviasi, ccx : rata-rata volume air, ccS/x: koefisien variasi, Cv

−=x

SU 1100

Ahmad Tusi

14/11/2013

15

2929

2. Hart

UCH: koefisien keseragaman distribusi, persen

3. Karmeli

UCL: koefisien keseragaman linier

b: kemiringan kurva regresi

4. Merrian dan Keller

DU: keseragaman distribusi

−=x

S..UCH 8001100

b.UCL 2501−=

100kedalaman rata-rata

terendahkedalaman seperempat dari ratarataxDU

−=

Ahmad Tusi

3030

5. Christiansen

CU: koefisien keseragaman, persen

Xi : kedalaman air di wadah ke i, mm

Hubungan CU dan DU

∑

∑ −−=

i

i

X

xX.CU 01100

( )DU.CU −−≅ 100630100

( )CU.DU −−≅ 100591100

Ahmad Tusi

14/11/2013

16

3131

Pengaruh Nilai CU

Ahmad Tusi

3232

Pengukuran Cu

o menggunakan wadah-wadaho jarak 1 atau 2 m

o air yg tertampung selamaperiode waktu tertentudiukur

(a)

(b)

(c)

Ahmad Tusi

14/11/2013

17

3333Ahmad Tusi

3434

CONTOH

Data pengukuran distribusi penyemprotan (mm) sebagai berikut:

S 8.9 7.6 6.6 S8.1 7.6 9.9 10.2 8.38.9 9.1 9.1 9.4 8.99.4 7.9 9.1 8.6 9.1S 7.9 6.6 6.8 S

∑ = 178iX mm

488.x = mm

417.xX i =∑ − mm

maka 2390178

4171100 .

.CU =

−= %

Ahmad Tusi

14/11/2013

18

3535

EFISIENSI

� Kedalaman aplikasi VS luas

(a)

(b)

Ahmad Tusi

3636

o Efisiensi distribusi, DE

o Efisiensi penyimpanan, E

o Efisiensi Penggunaan Air, Eap

Re: proporsi air yg sampai ke permukaan tanah

Oe : proporsi air efektif karena kehilangan dalam bentuk lain, dpt

diasumsikan = 1

%100100

100kedalaman rata-rata

dibutuhkan yang minimalkedalaman x

BA

GxDE

+==

%pemberiankedalaman

perkolasikedalaman 1001001

−=

+−=

+=

BA

B

BA

AE

xOeReDExEap =

Ahmad Tusi

14/11/2013

19

Asep Sapei 3737

3838

KEBUTUHAN AIR IRIGASI

� Air tersedia : kapasitas lapangan – titik layu permanen

No Tekstur tanah Air tersedia

Selang

(mm/m)

Rata-rata

(mm/m)

1

2

3

4

5

6

7

Tekstur sangat kasar – pasir sangat kasar

Tekstur kasar – pasir kasar, pasir halus dan pasir berlempung

Tekstur agak kasar – lempung berpasir

Tekstur sedang – lempung berpasir sangat halus, lempung dan

lempung berdebu

Tekstur agak halus – lempung berliat, lempung liat berdebu dan

lempung liat berpasir

Tekstur halus – liat berpasir, liat berdebu dan liat

Gambut

33 – 62

62 – 104

104 – 145

125 – 192

145 – 208

133 – 208

167 - 250

42

83

125

167

183

192

208

Ahmad Tusi

14/11/2013

20

3939

� MAD : defisit air yang dibolehkan

MAD (%) Tanaman dan kedalaman akar

25 – 40

40 – 50

50

Perakaran dangkal, tanaman sayuran dan buah-buahan

bernilai tinggi

Buah-buahan1), perdu, berri dan tanaman dalam baris

dengan perakaran sedang

Tanaman pakan, tanaman biji-bijian dan tanaman baris

dengan perakaran dalam

Ahmad Tusi

4040

� Air irigasi yang dibutuhkan, dx (mm)

Wa : air tanah tersedia, mm/mZ : kedalaman perakaran, m

� Interval irigasi, f (hari)

f = dn/Ud

dn : kebutuhan air irigasi bersih = dx + kehilangan, mmUd : kebutuhan air tanaman, mm/hari

ZWMAD

d ax 100=

Ahmad Tusi

14/11/2013

21

4141

� Laju pemberian air ≤ laju infiltrasi

I: laju pemberian air mm/mntQ : debit curahan sprinkler, l/mntSe : spasi sepanjang lateral, m,Sl : spasi antar lateral, m.

No Tekstur dan profil tanahLaju (cm/jam) pada kemiringan (%)

0 - 5 5 - 8 8 - 12 12 - 161234

56

7

Pasir kasar sampai 2 mPasir kasar di atas tanah yang lebih padatLempung berpasir ringan sampai 2 mLempung berpasir ringan di atas tanahyang lebih padatLempung berdebu sampai 2 mLempung berdebu di atas tanah yanglebih padatLiat berat atau lempung berliat

5.03.72.52.0

1.30.8

0.4

3.72.52.01.3

1.00.6

0.3

2.52.01.51.0

0.80.4

0.2

1.31.01.00.8

0.50.3

0.1

)/(60 le xSSQI =

Ahmad Tusi

4242

� Lama pemberian air, T (jam)

d : kedalaman air total yang diberikan, mmI : laju pemberian, mm/jam

� Kapasitas sistem sprinkler

IdT /=

fTE

Ad782=Q .

Q: kapasitas debit pompa (lt/det)A: luas areal yang akan diairi (hektar)d: kedalaman pemakaian air neto (mm)f: jumlah hari untuk 1 kali irigasi (periode atau lama irigasi) (hari)T: jumlah jam operasi aktual per hari (jam/hari)E : efisiensi irigasi

Ahmad Tusi

14/11/2013

22

4343

Contoh:

Tentukan kapasitas sistem irigasi curah untuk mengairi 16 hektar tanaman jagung. Laju konsumsi air rencana (evapotranspirasi tanaman) = 5 mm/hari. Lengas tanah yang digantikan di daerah perakaran pada setiap irigasi = 6 cm. Efisiensi irigasi 70%. Periode (lamanya) irigasi adalah 10 hari, dengan selang irigasi 12 hari. Sistem ini dioperasikan untuk 20 jam operasi per hari.

Penyelesaian :Diketahui A = 16, f = 10, T = 20, d = 6, E = 0,7Kapasitas sistem Q = 2,78 x (A x d)/(f x T x E) = 2,78 x (16 x 60)/(10 x 20 x 0,7) = 19 lt/det.

Ahmad Tusi

4444

HIDROLIKA NOZLE

Debit Sprinkler :

o

q: debit sprinkler (l/menit)Kd: koefisien debit nozel sesuai dengan peralatan yang digunakan H: head operasi sprinkler (m)

o Toricelli :

q: debit nozzle (m3/det)a: luas penampang nozzle atau orifice (m2)h: head tekanan pada nozzle (m); g: gravitasi (m/det2)C: koefisien debit yang merupakan fungsi dari gesekan dan kehilangan energi

kontraksi (C untuk nozzle yang baik berkisar antara 0,95 - 0,96).

HIDROLIKA IRIGASI CURAH

HKdq =

2g.hC.a=q

Ahmad Tusi

14/11/2013

23

4545

Indeks pemecahan air

Pd: indeks pemecahan airh: head tekanan pada nozzle (m)q: debit sprinkler (lt/det).

Jika Pd < 2, kondisi ukuran jatuhan termasuk baikPd = 4, kondisi ukuran jatuhan terbaikPd > 4, tekanan banyak yang hilang percuma

(10q)

h=P 0.4d

Ahmad Tusi

4646

HIDROLIKA ALIRAN DALAM PIPA

o Kehilangan head karena gesekan

Hazen-William

C: koefisien gesekan pipaL: panjang pipa (m)D: diameter dalam pipa (m)hf : kehilangan head (m)Q : debit aliran (m3/detik)

Scobey (1930)

Hf: kehilangan tekanan karena gesekan (m)Ks: koefisien Scobey, L: panjang pipa (m)Q: debit pipa (lt/det) D: diameter dalam (mm). Nilai Ks = 0.40 untuk pipa besi dan alumunium dengan coupler; 0.42 untuk pipagalvanis dengan coupler

LDC

Qh f 87,485,1

85,1

.

.684,10=

)1010,4( 69,4

9,1−= x

D

LQKH s

f

Ahmad Tusi

14/11/2013

24

4747

Jenis pipa Koefisien Kehalusan “C”Pipa besi cor, baru 130Pipa besi cor, tua 100Pipa baja, baru 120 ~ 130Pipa baja, tua 80 ~ 100Pipa dengan lapisan semen 130 ~ 140Pipa dengan lapisan asphalt 130 ~ 140Pipa PVC 140 ~ 150Pipa besi galvanis 110 ~ 120Pipa beton (baru, bersih) 120 ~ 130Pipa beton (lama) 105 ~ 110Alumunium 135 ~ 140Pipa bambu (betung, wulung, tali) 70 ~ 90

Ahmad Tusi

4848

Lt/det ft3/det

Nominal diameter luar102 mm(4 in)

127 mm(5 in)

152 mm(6 in)

202 mm(8 in)

254 mm(10 in)

G NG G NG G NG G NG G NGKehilangan tekanan (m/100 m atau ft/100 ft)

10 0,35 1,88 1,80 0,65 0,62 0,27 0,26 0,07 0,07

15 0,52 4,07 3,86 1,40 1,31 0,59 0,55 0,15 0,14

20 0,71 6,94 6,57 2,41 2,26 1,01 0,94 0,26 0,24 0,09 0,09

30 1,06 14,86 14,02 5,16 4,82 2,18 2,01 0,57 0,52 0,20 0,18

40 1,41 8,87 8,26 3,74 3,45 0,98 0,89 0,35 0,31

50 1,77 5,71 5,25 1,50 1,35 0,54 0,48

75 2,65 12,24 11,23 3,24 2,92 1,16 1,03

100 3,53 5,57 5,00 2,01 1,77

125 4,41 8,54 7,65 3,08 2,71

150 5,30 12,02 10,74 4,35 3,82

Pipa 6 m, tambahkan 10 % untuk G dan 7 % untuk NGPipa 12 m, kurangkan 5 % untuk G dan 4 % untuk NGG : berpintu, NG : tanpa pintu

Kehilangan tekanan karena gesekan dari pipa alumunium

Ahmad Tusi

14/11/2013

25

4949

DebitNominal diameter (iron pipe size ; Standar ratio diameter : 21)

101,6 mm(4 in)

127,0 mm(5 in)

154,2 mm(6 in)

203,2 mm(8 in)

254,0 mm(10 in)

304,8 mm(12 in)

Lt/det ft3/det Kehilangan tekanan (m/100 m atau ft/100 ft)6,0 0,21 0,48 0,17 0,078,0 0,29 0,82 0,29 0,1210,0 0,35 1,24 0,44 0,19 0,0515,0 0,53 2,62 0,94 0,40 0,11 0,0420,0 0,71 4,47 1,60 0,68 0,19 0,06 0,0325,0 0,88 6,75 2,42 1,08 0,28 0,10 0,0430,0 1,06 9,46 3,39 1,44 0,40 0,14 0,0640,0 1,41 5,77 2,45 0,68 0,23 0,1050,0 1,77 8,72 3,71 1,02 0,35 0,1560,0 2,12 12,23 5,20 1,43 0,49 0,2180,0 2,82 8,86 2,44 0,84 0,36100,0 3,53 3,69 1,26 0,55150,0 5,30 7,82 2,67 1,17200,0 7,06 4,56 1,99250,0 8,83 6,89 3,00300,0 10,59 9,66 4,21350,0 12,36 12,85 5,60

Kehilangan tekanan karena gesekan dari pipa PVC

Ahmad Tusi

5050

Contoh :

Hitung kehilangan tekanan (head) karena gesekan pada pipa besi (baru)berdiameter 10 cm, panjang 120 m jika air mengalir dengan debit 10liter/detik.

Penyelesaian:Dari Tabel, C untuk pipa besi baru = 130Menggunakan rumus :

Lh f ×=87,485,1

85,1

)1,0(130

)01,0(684,10= 0,019 x 120 m = 2,3 m

Ahmad Tusi

14/11/2013

26

5151

Persamaan lain utk menghitung kehilangan head karena gesekanpada pipa plastik

o Untuk pipa kecil (< 125 mm)

o Untuk pipa besar (≥ 125 mm)

oTanpa outlet

o Dengan multi outlet yang berjarak seragam

o Untuk sambungan

J: gradien kehilangan head (m/100 m)hf: kehilangan head akibat gesekan (m)hl: kehilangan head akibat adanya katup dan sambungan (m)Q: debit sistem (l/det), D: diameter dalam pipa (mm)F: koefesien reduksiKr: koefesien resistansiL: panjang pipa (m).

)/(1089,7 75,475,17 DQJ ××=

)/(1058,9 83,483,17 DQJ ××=

)100/(LJhf ×=

)100/(LFJhf ××=

)/(1026,8 424 DQKrhl ×××=

Ahmad Tusi

5252

Kehilangan head akibat gesekan untuk pipa PVC

Ahmad Tusi

14/11/2013

27

5353

Koefisien reduksi (F) untuk pipa multi outlet

JumlahOutlet

F Jumlah Outlet

FUjung1) Tengah2) Ujung1) Tengah2)

1 1,00 1,00 8 0,42 0,382 0,64 0,52 9 0,41 0,373 0,54 0,44 10 - 11 0,40 0,374 0,49 0,41 12 - 15 0,39 0,375 0,46 0,40 16 - 20 0,38 0,366 0,44 0,39 21 - 30 0,37 0,367 0,43 0,38 ≥ 30 0,36 0,36

1) Sprinkler pertama berjarak 1 interval dari pipa utama2) Sprinkler pertama berjarak 1/2 interval dari pipa utama

Ahmad Tusi

5454

Koefisien resistansi, Kr, untuk pipa plastik dan alumunium

Fitting/katupNominal diameter , in

2 3 4 5 6 8 10 12Coupler :- ABC- Hook-latch- Ring-lock

1,20,6

0,80,4

0,40,3

0,30,20,2

0,20,2

0,2 0,2 0,2

Elbow :- Radius besar- Radius kecil

0,40,8

0,30,7

0,30,6

0,30,6

0,20,6

0,20,6

0,20,6

0,20,5

Tee :- Hidran- Side outlet- Line flow- Side inlet

1,60,82,4

0,61,30,71,9

0,51,20,61,7

0,41,10,61,5

0,31,00,51,4

0,30,90,51,2

0,30,80,41,1

0,30,80,41,1

Katup :- Butterfly- Plate- Check- Hidran

1,22,02,2

1,22,02,08,0

1,12,01,87,5

1,02,01,57,0

0,82,01,56,7

0,62,01,3

0,52,01,2

0,52,01,1

Strainer 1,5 1,3 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5

Ahmad Tusi

14/11/2013

28

5555

Distribusi debit sepanjang pipa lateral

100×−=∆x

xx

Pe

PendPinQ

∆Q: perbedaan debit sprinkler sepanjang lateral (%)Pin: tekanan pada inlet/pangkal lateral (m)Pend: tekanan pada outlet/ujung lateral (m)Pe: tekanan rata-rata pada sprinkler (m)x: eksponen debit sprinkler

Ahmad Tusi

5656

Diameter pipa ditentukan berdasarkan kehilangan tekanan yang diijinkan

Penentuan diameter pipa pada berbagai debit dan panjang pipa

Debit (m3/jam)

Panjang pipa (m)< 250 250 - 500 > 500

Diameter pipa (mm)5 50 5010 75 7525 75 7550 100 10060 100 125 15070 100 125 15080 125 150 150

Ahmad Tusi

14/11/2013

29

5757

Pedoman (Rule of thumb) :

o Variasi debit sepanjang lateral maks 10%

o Kehilangan head pada sub unit (∆Ps) dibatasi tidak lebih dari 20% dari tekanan operasi rata-rata sistem

o Kehilangan head (hf) pada lateral ≤ ∆Hl

o Pada manifold (pembagi) kehilangan headnya (hf) ≤ ∆Hm

o Kehilangan tekanan karena gesekan di pipa utama maksimum sebesar 0.41 m/10 m

o Tekanan inlet lateral yang tertinggi diambil sebagai outlet manifold pada sub unit.

Ahmad Tusi

5858

∆Ps = 20% x Ha

∆Hl = 0,55 ∆Ps ± Z lateral

∆Hm = 0,45 ∆Ps ± Z manifold

∆Ps: kehilangan head yang diijinkan pada sub-unit (m)∆Hl: kehilangan head yang diijinkan pada lateral (m)Ha: tekanan operasi rata-rata sprinkler (m)∆Hm: kehilangan head yang diijinkan pada manifold (m)Z lateral: perbedaan elevasi sepanjang lateral (m)Z manifold: perbedaan elevasi sepanjang manifold (m)-: elevasi menurun, +: elevasi menaik

Ahmad Tusi

14/11/2013

30

5959

Tekanan operasi rata-rata (Ha, m) :

Ha = Ho + 0,25 Hf + 0,4 He

Ho: tekanan operasi di nozzle terjauh (m)Hf: kehilangan tekanan karena gesekan (m)He: perbedaan ketinggian maksimum antara pangkal dan ujung lateral (m).

Tekanan pada pangkal lateral (Hn, m):

Hn = Ha + 0,75 Hf ± 0,6He + Hr

Hr: tinggi pipa riser (m)Nilai He akan positif apabila lateral terletak menaik lereng dan negatif apabila menuruni lereng

Ahmad Tusi

6060

TEKANAN POMPA

� Tergantung :

oTekanan yang disarankan pada sprinklero Kehilangan tekanan di pipa utama dan lateral,o Perubahan elevasi lahan

Ahmad Tusi

14/11/2013

31

6161

Persamaan lain:

Ht = Hn + Hm + Hj + Hs

Ht: total tekanan rencana yang diperlukan pompa untuk bekerja=TDH (m)Hn: maksimum tekanan yang diperlukan pada pipa utama untuk menggerakan

sprinkler pada lateral dengan tekanan operasional tertentu, termasuk tinggi raiser (m)

Hm: maksimum energi hilang karena gesekan pada pipa utama, tinggi hisap dan NPSH (net positive suction head) pompa (m)

Hj: beda elevasi antara pompa dengan titik sambung lateral dengan pipa utama (m)

Hs: beda elevasi antara pompa dengan muka air sesudah drawdown (m).

Ahmad Tusi

6262

Tenaga pompa :

EpC

TDHQBHP

××=

BHP: tenaga penggerak (kW)Q: debit pemompaan (l/detik)TDH: total dynamic head (m)C: faktor konversi sebesar 102,0,Ep: efisiensi pemompaan

Ahmad Tusi

14/11/2013

32

6363

PROSEDUR YANG DISARANKAN :

1. Kumpulkan informasi/data mengenai tanah, topografi, sumber air, sumber tenaga, jenis tanaman yang akan di tanam dan rencana jadwal tanam

2. Penentuan kebutuhan air irigasi :a) Prediksi jumlah atau kedalaman air irigasi yang

diperlukan pada setiap pemberian airb) Tentukan kebutuhan air irigasi: puncak, harian,

musiman atau tahunanc) Tentukan frekuensi atau interval irigasid) Tentukan kapasitas sistem yang diperlukane) Tentukan laju pemberian air yang optimal

RANCANGBANGUN IRIGASI CURAH

Ahmad Tusi

6464

3. Desain sistem :a) Tentukan spasi, debit, ukuran nozle dan tekanan operasi dari

sprinkler pada kondisi laju pemberian air yang optimal serta jumlah sprinkler yang dioperasikan secara bersamaan

b) Desain tata-letak dari sistem yang terbaik yang memenuhi (a)

Tata Letak Lateral

Tergantung: - Jumlah sprinkler- Lateral yg dibutuhkan- Topografi- Kondisi angin

- Jumlah sprinkler Nn = Qs/qa

Nn: Jumlah sprinkler minimum yang dioperasikan secara simultanQs : kapasitas debit total dari sistem, l/detqa : debit sprinkler rata-rata, l/det

Ahmad Tusi

14/11/2013

33

6565

Ukuran nozzlemm

TekananRata-rata

kPa

DebitLt/det

Diameterefektif D

m

Kecepatan angin, m/det0 - 5 2 - 7 5 - 9 7 - 11

3,18 x 2,38 240 0,20 20 12 11 10 93,57 x 2,58 260 0,26 21 13 12 10 93,97 x 3,18 280 0,38 24 14 13 12 104,37 x 3,18 290 0,43 25 16 13 12 104,76 x 3,18 310 0,49 27 16 15 13 115,16 x 3,18 325 0,57 28 17 15 13 125,56 x 3,18 340 0,63 29 17 16 14 126,35 x 4,78 410 1,08 34 20 18 16 147,14 x 4,78 450 1,35 35 22 20 17 157,94 x 4,78 455 1,58 37 22 20 18 168,73 x 4,78 480 1,89 38 23 21 18 169,53 x 4,78 520 2,18 39 23 21 19 169,53 x 6,35 520 2,73 44 27 24 21 1911,11 x 6,35 550 3,46 50 31 27 24 2112,70 x 6,35 550 4,06 53 32 29 26 2314,26 x 6,35 620 5,24 57 34 31 27 2415,88 x 6,35 620 6,12 60 36 32 29 25

- Spasi sprinkler

Ahmad Tusi

6666

- Jumlah lateral yang dioperasikan secara simultan Tergantung:

o Jumlah sprinkler minimum yang dioperasikan secara simultan, atau

o Jumlah lateral yang dipindahkan per hari dan lama pemberian air setiap kali pemberian

- Pengaruh topografi

o Variasi tekanan di lateral karena gesekan dan beda elevasi harus < 20 % dari tekanan operasi rencana, Pa

o Panjang lateral dibatasi oleh variasi tekanan yang diperkenankan

o Peletakan lateral menaiki bukit harus dihindario Lateral yang menurun akan meningkatkan tekanan, shg

dapat lebih panjang

Ahmad Tusi

14/11/2013

34

6767

- Jumlah lateral yang dioperasikan secara simultan

Tergantung:

o Jumlah sprinkler minimum yang dioperasikan secara simultan, atau

o Jumlah lateral yang dipindahkan per hari dan lama pemberian air setiap kali pemberian

Ahmad Tusi

6868

- Pengaruh topografi

o Variasi tekanan di lateral karena gesekan dan beda elevasi harus < 20 % dari tekanan operasi rencana, Pa

o Panjang lateral dibatasi oleh variasi tekanan yang diperkenankan

o Peletakan lateral menaiki bukit harus dihindario Lateral yang menurun akan meningkatkan tekanan, shg

dapat lebih panjango Tanaman dalam baris menurut kontur hand-move

atau solido System Lahan berteras lateral dapat paralel dan

menurun

Ahmad Tusi

14/11/2013

35

6969Ahmad Tusi

7070

- Pengaruh anginArah lateral tegaklurus dari arah angin

Tata Letak Pipa Utama dan Stasiun Pompa

o Pipa utama atau subutama/manifold diletakan searah lereng (menaik atau menurun)

o Jika lateral diletakan menuruni bukit, maka pipa utama diletakan disepanjang punggung bukit

o Pipa utama diletakan sedemikian rupa sehingga pipa lateral dapat dipindah-pindah secara split line

o Stasiun pompa diusahakan diletakan dititik pusat dari areal rencana

o Kadang-kadang diperlukan pompa kedua (booster pump)untuk meningkatkan tekanan

Ahmad Tusi

14/11/2013

36

7171Ahmad Tusi

7272

c) Bila diperlukan lakukan penyesuaian (adjusment) dari (2) dan (3a)

d) Tentukan ukuran (diameter) dan tekanan pipa laterale) Tentukan ukuran (diameter) dan tekanan pipa utama

4. Penentuan pompa :

a) Tentukan total tenaga dinamik (TDH) yang diperlukanb) Tentukan pompa yang sesuai dengan debit dan TDH yang

diperlukan

Ahmad Tusi

14/11/2013

37

7373

FAKTOR DESAIN

Ahmad Tusi

7474Ahmad Tusi

14/11/2013

38

7575

Tentukan rancang bangun sistim irigasi sprinkler berpindah untuk lahan seluas 16.2 ha. Laju pemberian maksimum = 15 mm/jam, laju pemberian 58 mm selama 8.1 hari atau seluas 2 ha per hari. Kecepatan angin = 6.7 km/jam, Ha = 276 kPa, Hj = 1,0 m, He = 0,6 m, Hs = 5.0 m, Hr = 0.8 m, NPSH = 2.0 m, Sl = 12 m dan Sm = 18 m. Variasi tekanan di lateral yang diijinkan = 20 % dari tekanan rata-rata. Sumur terletak di tengah lahan.

Ahmad Tusi

7676

Penyelesaian:

Tata letak dari sprinkler, lateral dan pipa utama adalah sepertiberikut

Ahmad Tusi

14/11/2013

39

7777

Asumsi bahwa sprinkler pertama berjarak 12 m dari pipa utama, maka jumlah sprinkler per lateral = (201.2 – 12)/12 = 15,8 , dibulatkan menjadi 16 buah

Asumsi bahwa lateral pertama berjarak 12 m dari sisi, maka jumlah lateral = (402,5 – 12)/18 = 21,7 , dibulatkan menjadi 22 buah.

(1) Jumlah lateral yang beroperasi per hari : (2,0 ha x 10000 m2/ha)/(16 x 12 m x 18 m) = 5,8 , dibulatkan menjadi 6 buah lateral

Untuk menekan jumlah lateral yang dipindahkan, maka dapat dipilih 2 buah lateral yang beroperasi bersamaan dan dipindahkan 3 kali per hari

Ahmad Tusi

7878

(2) Sprinkler :

Debit per sprinklerQ = (12 m x 18 m x 15 mm/hr x 10000 cm2/m2)/(10 mm/cm x 100 cm3/lt x 3600 det/jam) = 0.9 lt/detDebit per lateral = 16 x 0.9 = 14.4 lt/detDebit per operasi = kapasitas sistem = 2 x 14.4 = 28.8 lt/det

Dari Tabel dengan Ha= 276 kPa dan debit 0,9 lt/det, sprinkler yang sesuai adalah yang berukuran 6.35 mm x 3, 97 mm dengan diameter pembahasan 31 m.

Kecepatan angin 6 km/jam : diameter pembasahan sprinkler sepanjang lateral = 12/0.45 = 27 m diameter pembahasan sprinkler antar lateral = 18/0.69 = 30 mKeduanya < 31 m, maka sprinkler dapat digunakan

Ahmad Tusi

14/11/2013

40

7979

(3) Pipa lateral dan utama

Kehilangan tekanan di lateral yang diijinkan = 0.20 x 276 = 55.2 kPa = 55.2/9.8 = 5.6 mKehilangan tekanan karena gesekan saja = 5.6 – He = 5.6 – 0.6 = 5.0 mKehilangan tekanan di pipa utama yang diijinkan = 0.41/10 x 189 = 7.7 mHitung kehilangan tekanan pada pipa lateral (192 m) dan pipa utama (189 m) untuk pipa 76.2 mm, 101.6 mm dan 127.0 mm. Nilai F untuk 16 sprinkler = 0.38

Diameter

(mm)

Kehilangan tekanan karena gesekan (m)

Lateral Hf x F Utama

76.2101.6127.0

13.53.21.0

35.08.22.7

Ahmad Tusi

Ahmad Tusi 8080

Dipilih pipa lateral yang berdiameter 101.6 mm (3.2 m < 5.0 m) dan pipa utama yang berdiameter 127.0 mm (2.7 < 7.7)

(4) Tekanan yang diperlukan pada pangkal lateral terjauhHn = (276/9.8) + 0.75(3.2) + 0.6(0.6) + 0.8 = 31.8 m

(5) Kapasitas pompaHt = 31.8 + 2.0 + 2.7 + 1.0 + 5.0 = 42.5 m