tahapan desain prosedur irigasi sprinkler.

GUSTI RUSMAYADI

PS. Agroekoteknologi – Faperta Unlam

05117431881

1. pengertian dan komponen irigasi curah, 2. uniformity dan efisiensi irigasi curah, serta 3. merancang irigasi curah

Sprinkler

Tabel 1. Klasifikasi head sprinkler berputar, karakteristik dan kesesuaiannya

Debit

•Kecepatan aliran dalam pipa, m/det. •Debit aliran (m3/det) = luas

penampang aliran (m2) x kecepatan (m/det). •Sprinkler yang kecil, m3/jam. •Pengukuran debit dari nozzle putar

dengan menyambung nozzle dengan slang plastik dan air ditampung dalam wadah. •Debit = volume wadah x waktu

untuk memenuhi wadah

Laju aplikasi Laju siraman dari sekelompok sprinkler disebut laju aplikasi (application rate), satuan mm/jam. Laju aplikasi tergantung pada ukuran nozzle, tekanan operasional, spasi antar sprinkler, dan arah serta kecepatan angin.

Tabel 2. Tipikal karakteristik sprinkler

Laju aplikasi harus lebih kecil dari laju infiltrasi tanah, sehingga limpasan (run off) dan erosi percik dapat dicegah.

unjuk kerja dari sprinkler bernozle tunggal dan ganda yang menunjukkan spasi optimum sprinkler disajikan pada Tabel 5a dan Tabel 5b

Tabel 5a. Spasi optimum (persegi empat) sprinkler ber nozle tunggal

Tabel 5b. Spasing optimum (persegi empat atau persegi tiga) sprinkler ber nozle ganda

Sebaran air

Gambar 1. Pembasahan dan pola sebaran air dari satu – beberapa sprinkler

Koefisien Keseragaman, CU

• keseragaman sebaran air darisprinkler diukur di lapang dengan memasang beberapa wadah penampung air dalam suatu grid dengan jarak tertentu

• Nilai keseragaman sebaran air dinyatakan dengan suatu parameter yang disebut:

• koefisien keseragaman (uniformity coefficient, Cu).

X : nilai rata-rata pengamatan (mm); n : jumlah total pengamatan; Xi : nilai masing-masing pengamatan(mm).

Gambar 2. Tata-letak wadah untuk satu sprinkler (a), satu pipa lateral (b) dan diantara beberapa sprinkler (c)

Contoh perhitungan CU

• Contoh 1: • Tentukan nilai CU dari suatu

percobaan di lapang dimana plot segi-empat dikelilingi oleh 4 buah sprinkler.

• Tipe sprinkler : 4,365 x 2,381 mm nozzle, dengan tekanan 2,8 kg/cm2. Spasi: 24 m x 24 m. Angin : 3,5 km/jam, arah Selatan - Barat. Kelembaban nisbi udara : 42%.

• Waktu pengamatan : 1 jam. Hasil pengamatan seperti pada Gambar 3.

Gambar 34. Pengukuran koefisien keseragaman

Tabel 1. Perhitungan koefisien keseragaman

X : nilai rata-rata pengamatan (mm); n : jumlah total pengamatan; Xi : nilai masing-masing pengamatan(mm).

Latihan 1.

Lateral

1 Lateral 2 Lateral 3 Lateral 4 Lateral 5 Lateral 6 Lateral 7 Lateral 8 Lateral 9 Lateral 10

Sprinkler 1 3 23 9.4 23.7 10.3 23.9 3.1 17.7 20.5 20.2

Sprinkler 2 12 8 10.9 2.6 17.9 15.0 14.5 3.1 14.2 14.8

Sprinkler 3 4 12 13.0 16.7 15.1 8.2 9.7 8.4 8.1 3.3

Sprinkler 4 14 13 3.3 4.2 16.1 19.9 19.7 6.7 17.5 8.8

Sprinkler 5 18 16 5.9 9.1 15.0 6.1 19.0 16.5 23.9 16.1

Sprinkler 6 7 21 20.5 3.4 14.6 15.1 9.6 17.8 0.5 22.4

Sprinkler 7 7 19 9.2 7.9 8.2 2.9 10.0 24.0 0.5 17.7

Sprinkler 8 25 6 14.3 2.5 4.4 16.6 5.6 3.5 3.5 0.6

Sprinkler 9 3 12 2.4 11.6 5.3 2.3 10.0 18.6 22.7 12.8

Sprinkler 10 8 24 17.4 1.7 7.6 16.8 4.7 13.5 23.1 7.2

Sprinkler 11 24 10 4.8 13.2 18.0 1.0 19.5 12.4 12.9 22.1

Sprinkler 12 19 19 23.1 7.3 5.6 4.9 1.0 1.9 14.9 8.5

Sprinkler 13 21 0 16.1 13.6 9.0 7.5 1.4 9.8 15.7 13.4

Sprinkler 14 23 19 18.0 21.3 14.1 18.3 17.4 7.3 24.2 12.3

Sprinkler 15 21 9 18.9 0.7 16.8 15.4 15.5 4.2 16.8 1.9

Sprinkler 16 17 8 20.1 13.8 18.1 22.0 20.9 22.1 17.0 24.0

Sprinkler 17 9 5 7.3 14.4 18.1 3.2 3.7 6.4 22.8 0.7

Sprinkler 18 16 9 2.4 3.5 0.1 3.5 11.8 13.0 8.7 22.7

Sprinkler 19 22 17 15.8 18.0 2.2 10.8 0.6 21.7 24.2 21.0

Sprinkler 20 19 13 10.9 10.8 19.4 2.6 12.7 6.5 4.4 23.9

Tentukan nilai CU Tentukan nilai CU !. NIM Ganjil/Genap

Contoh Assesment Alternative

Set time

• “set” merujuk pada suatu areal lahan yang diari oleh sebuah atau grup sprinkler.

• Set-time adalah waktu yang digunakan sprinkler tersebut untuk menyelesaikan irigasi nya (pemberian sejumlah air) pada satu posisi.

• Set-time tergantung pada laju aplikasi dan jumlah air irigasi yang diperlukan

• Contoh 2: • Suatu sistim sprinkler

digunakan pada laju aplikasi 10 mm/jam mengairi suatu areal lapangan sejumlah 90 mm. Berapa set-time?

• Penyelesaian • Set-time = Air irigasi yang

diperlukan/Laju aplikasi = 90/10 = 9 jam

• Latihan 2: • Jika air irigasi yang diperlukan

hanya 60 mm pada awal musim, maka berapakah set-time nya ?

Kebutuhan air • Air irigasi yang diberikan

berdasarkan kapasitas memegang air tanah yang menunjukkan jumlah air tanah tersedia serta penyerapan air oleh tanaman.

• Air tanah tersedia (AW) = kapasitas lapang (FC) - titik layu permanent WP), Tabel 2 dan Gambar 1.

Tabel 2. Jumlah air tanah tersedia

Tabel 3. MAD

Air irigasi segera diberikan sebelum kadar air tanah mencapai titik layu permanent, defisit air dibolehkan (MAD, management allowed deficit) Tabel 3.

Kedalaman maksimum air irigasi (mm) yang diberikan per irigasi, dx, adalah:

Tabel 4. Kedalaman akar efektif beberapa jenis tanaman

Wa : air tanah tersedia (mm/m) dan Z : kedalaman perakaran (m).

Interval antara dua pemberian air irigasi yang berturutan (f, hari) adalah:

dn : kedalaman air irigasi bersih per irigasi (mm), dan

Ud : kebutuhan air tanaman pada puncak kebutuhan (evapotranspirasi, Tabel 5) (mm/hari).

1

2

Tabel 5. Kebutuhan air puncak beberapa jenis tanaman

Laju, lama dan interval pemberian air

Laju pemberian air dengan sprinkler dipengaruhi oleh laju infiltrasi. Laju pemberian air maksimum (I, mm/jam) dihitung dengan persamaan :

Q: debit curahan sprinkler (l/det), Se: spasing sepanjang lateral (m), dan Sl: spasing antar lateral (m).

Beberapa jenis tanah, laju pemberian maksimum Tabel 6, sedangkan laju minimum 3 mm/jam.

Tabel 6. Laju pemberian air maksimum dengan sprinkler

3

Kapasitas sistem sprinkler • Kapasitas sistem sprinkler tergantung

pada:

– luas areal lahan yang akan diairi (design area),

– kedalaman irigasi kotor (gross) setiap pemberian air dan waktu operasional yang dibolehkan untuk pemberian air tersebut.

• Contoh 3:

• Tentukan kapasitas sistem irigasi curah untuk mengairi 16 ha 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 = 0,7

• Kapasitas 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.

• Latihan 3:

• Jika sistem dioperasikan selama 6 jam operasi per hari. Berapakan kapasitas sistem irigasi curah.

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.

4

Contoh 4 • Suatu sistem irigasi curah dirancang untuk

mengairi 8 hektar sayuran di tanah bertekstur lempung berdebu (silt loam) dengan solum dalam, pada kondisi iklim cukup kering (moderate dry). Lahan bertopografi datar.

• Tentukan:

a) batas laju pemberian air,

b) periode (lama) irigasi,

c) kedalaman air irigasi neto setiap irigasi,

d) jumlah kedalaman air yang dipompa untuk setiap pemakaian, dan

e) kapasitas sistem yang diperlukan per hektar (cm/hari). Jika sistem ini beroperasi 15 jam/hari, tentukan kapasitas pompa (lt/detik)?.

• Penyelesaian :

a) Dari Tabel 6. Batas laju pemakaian air = 1,3 cm/jam

• Dari Tabel 2. Kapasitas tanah menahan air = 9,5 cm/m3

• Dari Tabel 4. Kedalaman daerah perakaran = 60 cm.

• Total lengas tanah tersedia = 9,5 x 60/100 = 5,7 cm.

c) Asumsikan bahwa irigasi dimulai pada keadaan tingkat deplesi 50%, kedalaman air irigasi neto = 5,7/2 = 2,85 cm.

b) Dari Tabel 5, puncak konsumsi air oleh tanaman = 5 mm/hari. Jadi lama irigasi = 2,85/0,5 = 5,7 hari ≈6 hari.

• Asumsikan efisiensi aplikasi (Ea) = 75%, jumlah kedalaman air yang dipompa untuk 1 kali irigasi = 2,85/0,75 = 3,8 cm.

e) Pengairian areal dalam waktu 6 hari, sistem memompa dengan debit (3,8 x 8)/6 = 5,05 ha.cm per hari atau (5,05 x 104 x 102 x 10-1)/(1 hari x 15 jam/hari x 3600 det/jam) = 9,4 lt/det.

• Dapat juga dihitung dengan cara menggunakan persamaan /4/:

e) Kapasitas pompa = Q = 2,78 x (A x d)/(f x T x E) = 2,78 x (8 x 28,5)/(6 x 15 x 0,75) = 9,4 lt/det.

Tabel 6. Laju pemberian air maksimum dengan sprinkler

Tabel 2. Jumlah air tanah tersedia Tabel 4. Kedalaman akar efektif beberapa jenis tanaman

5. Hidrolika dalam sistem irigasi curah

• Pengoperasian perlengkapan sprinkler cukup oleh teknisi tidak memerlukan keahlian rancangan.

• Pengetahuan tentang: – bagaimana air dipompa

dan mengalir dalam pipa, dan

– bagaimana disebarkannya oleh sprinkler akan menolong teknisi atau operator irigasi curah untuk menggunakan peralatannya secara baik dan benar

Tekanan (Head)

Dalam SI unit: Head air (m) = 0,1 x Tekanan (kN/m2), atau Head air (m) = 10 x Tekanan (bar). Imperial units : Head air (ft) = 2,31 x Tekanan (psi).

Hidrolika Nozel Hubungan antara tekanan atau head dengan debit sprinkler atau nozel ditunjukkan persamaan berikut : q = Kd √ P 5 q = Kd √H 6

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

Debit sprinkler juga dapat dihitung dengan rumus aliran pada orifice (Toricelli)

7

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).

8

q: lt/det; d: (mm); P: tekanan pada nozzle dalam kPa. Catatan: 1 mm air = 9,5 Pa; 1 atm = 10,34 m

Tekanan operasi akan mempengaruhi ukuran butiran air yang keluar dari sprinkler. Indeks pemecahan air (index of jet break up):

9

Pd: indeks pemecahan air; h: head tekanan pada nozzle (m); q: debit sprinkler (lt/det). Jika Pd < 2, kondisi ukuran jatuhan termasuk baik Pd = 4, kondisi ukuran jatuhan terbaik Pd > 4, tekanan banyak yang hilang percuma

Aliran dalam Pipa • Jenis pipa dispesifikasikan diameter-

dalam (internal diameter) atau diameter luar tergantung pada:

• bahannya dan • tekanan aman (safe pressure).

• Pipa irigasi berpindah (portable) umumnya tipis dan ringan, sehingga biasanya digunakan nominal diameter.

• Kehilangan tekanan dalam aliran pipa tergantung pada kekasaran pipa, debit aliran, diameter, dan panjang pipa.

• Kekasaran pipa akan bertambah seiring tingkat keausan dan umur dari pipa tersebut.

Kehilangan energi gesekan pipa umumnya dihitung dengan rumus dari Hazen-William

10

11

v: kecepatan rata-rata dalam pipa (m/detik); C: koefisien gesekan pipa; R: jari-jari hidrolik (m); R = D/4 untuk penampang pipa lingkaran; L: panjang pipa (m); D: diameter dalam pipa (m); S : gradien hidrolik = hf/L; hf : kehilangan head (m); Q : debit aliran (m3/detik).

Hf: kehilangan tekanan karena gesekan (m), Ks: koefisien Scobey, L: panjang pipa (m), Q: debit pipa (lt/det) dan D: diameter dalam (mm). Nilai Ks = 0,40 untuk pipa besi dan alumunium dengan coupler; 0,42 untuk pipa galvanis dengan coupler.

Scobey (1930):

Nilai C pada rumus Hazen-William, tergantung pada derajat kehalusan pipa bagian dalam, jenis bahan pembuat pipa dan umur pipa (Tabel 7). Tabel 8 dan Tabel 9 dapat digunakan untuk pendugaan kehilangan energi gesekan dari berbagai jenis pipa dengan nilai C tertentu pada berbagai nilai debit aliran dan diameter pipa.

Tabel 7. Kondisi pipa dan nilai C (Hazen-William)

12

TABEL 8

TABEL 9

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

Contoh 5

Penyelesaian: Dari Tabel 7, C untuk pipa besi baru = 130 Menggunakan rumus /11/:

Berikut ini persamaan-persamaan yang juga biasa digunakan dalam menentukan kehilangan tekanan akibat friksi atau friction loss pada bahan plastik pipa lateral dan pipa utama sistem irigasi curah :

Tanpa outlet

Dengan multi outlet yang berjarak seragam

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 reduksi (Tabel 16), Kr: koefesien resistansi (Tabel 17), L: panjang pipa (m).

Tabel 16. Koefesien Reduksi (F) untuk Pipa Multi Outlet

Tabel 17. Koefisien resistansi, Kr, untuk pipa plastik dan alumunium

Untuk memperoleh penyiraman yang seragam sepanjang lateral, diameter dan panjang pipa serta penempatannya ditentukan sedemikian rupa, sehingga menghasilkan variasi debit yang tidak melebihi 10%. Distribusi debit yang ditentukan berdasarkan distribusi tekanan dijelaskan dengan persamaan berikut :

ΔQ : 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

Kehilangan tekanan pada debit tertentu akan lebih besar terjadi pada diameter pipa yang lebih kecil. Kehilangan tekanan akan naik secara cepat dengan bertambahnya debit aliran, Diameter (Φ) pipa kecil, kehilangan tekanan bertambah secara linier menurut panjang pipa. Diameter pipa ditentukan berdasarkan kehilangan tekanan yang diijinkan, yaitu diameter yang memberikan kehilangan tekanan lebih kecil pada debit aliran yang diinginan. Sebagai pegangan kasar untuk menentukan diameter pipa pada berbagai debit dan panjang pipa dapat digunakan Tabel 17 yang didasarkan pada kecepatan aliran dalam pipa lebih kecil dari 1,5 m/det.

Tabel 17. Pedoman untuk menentukan diameter pipa

Kehilangan head pada sub unit (DPs) dibatasi tidak lebih dari 20% dari tekanan operasi ratarata sistem. Kehilangan head (hf) pada lateral harus ≤ DHl, demikian juga halnya pada manifold (pembagi) kehilangan headnya (hf) harus ≤ DHm. Kehilangan tekanan karena gesekan di pipa utama maksimum sebesar 0.41 m/10 m. Tekanan inlet lateral yang tertinggi diambil sebagai outlet manifold pada sub unit.

DPs : kehilangan head yang diijinkan pada sub-unit (m),

DHl : kehilangan head yang diijinkan pada lateral (m),

Ha : tekanan operasi rata-rata sprinkler (m), DHm: 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

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

Tekanan yang diperlukan pada pemompaan Tekanan yang diperlukan pada sisitim sprinkler dengan pemompaan harus mempertimbangkan: (a) Tekanan yang disarankan pada sprinkler, (b) Kehilangan tekanan di pipa utama dan

lateral, (c) Perubahan elevasi lahan. Kesalahan yang sering terjadi pada instalasi sistim sprinkler adalah pipa yang digunakan terlalu kecil.

Gambar 38. Tekanan pemompaan yang diperlukan pada sistim sprinkler

Besarnya tekanan total dari sistem irigasi curah (total dinamic head,TDH) dihitung dengan persamaan :

TDH = SH + E + Hf1 + Hm + Hf2 + + Hv + Ha + Hs

SH: beda elevasi sumber air dengan pompa (m),

E: beda elevasi pompa dengan lahan tertinggi (m),

Hf1: kehilangan head akibat gesekan sepanjang pipa penyaluran dan distribusi (m),

Hm: kehilangan head pada sambungan-sambungan dan katup (m),

Hf2: kehilangan head pada sub unit (m), besarnya 20 % dari Ha;

Hv: Velocity head (m), umumnya sebesar 0,3 m;

Ha: tekanan operasi rata-rata sprinkler (m); Hs: head untuk faktor keamanan (m),

besarnya 20 % dari total kehilangan head

Atau dengan persamaan:

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).

Ht = Hn + Hm + Hj + Hs

Besarnya tenaga yang diperlukan untuk pemompaan air tergantung pada debit pemompaan, total head, dan efisiensi pemompaan yang secara matematis ditunjukkan pada persamaan berikut

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

Penggunaan Pupuk Larutan pupuk disimpan dalam suatu tangki dan dihubungkan dengan pipa lateral melalui suatu venturi untuk mendapatkan perbedaan tekanan, sehingga larutan pupuk dapat mengalir bersama dengan air irigasi. Kuantitas pupuk yang diinjeksikan dihitung berdasarkan persamaan:

Contoh 6 : Setiap lateral mempunyai 12 sprinkler dengan jarak antar sprinkler 14 meter. Jarak antar lateral 20 meter. Tentukan jumlah pupuk yang digunakan setiap penyiraman apabila dosis yang direkomendasikan 80 kg/ha.

WF = (14 x 20 x 12 x 80)/10.000 = 26,9 kg

WF: jumlah pupuk untuk setiap pemakaian (kg);

Ds : jarak antar sprinkler (m); Dl : jarak antar lateral (m); Ns : jumlah sprinkler; Wf : dosis pupuk yang direkomendasikan

(kg/ha)

Rancang Bangun Irigasi Curah

Untuk merancang bangun suatu sistem irigasi curah, disarankan untuk mengikuti prosedur sebagai berikut:

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 : 1) Prediksi jumlah atau kedalaman air irigasi yang diperlukan pada setiap pemberian air 2) Tentukan kebutuhan air irigasi: puncak, harian, musiman atau tahunan 3) Tentukan frekuensi atau interval irigasi 4) Tentukan kapasitas sistem yang diperlukan 5) Tentukan laju pemberian air yang optimal

3. Desain sistem : 1) Tentukan spasing, debit, ukuran nozle dan tekanan operasi dari sprinkler pada kondisi laju

pemberian air yang optimal serta jumlah sprinkler yang dioperasikan secara bersamaan 2) Desain tata-letak dari sistem yang terbaik yang memenuhi 1) 3) Bila diperlukan lakukan penyesuaian (adjusment) dari (2) dan (3.1) 4) Tentukan ukuran (diameter) dan tekanan pipa lateral 5) Tentukan ukuran (diameter) dan tekanan pipa utama

4. Penentuan pompa: 1) Tentukan total tenaga dinamik (TDH) yang diperlukan 2) Tentukan pompa yang sesuai dengan debit dan TDH yang diperlukan

Contoh 11.9: 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 (tekanan operasi sprinkler, kPa)= 276 kPa, Hj (beda elevasi antara pompa dengan titik sambung lateral dengan pipa)= 1,0 m, He (perbedaan ketinggian maksimum antara pangkal dan ujung lateral, m). = 0,6 m, Hs (beda elevasi antara pompa dengan muka air sesudah drawdown, m).) = 5,0 m, Hr (tinggi pipa riser ,m),V= 0,8 m, NPSH = 2,0 m, Sl (spasing antar lateral, m)= 12 m dan Sm = 18 m. Variasi tekanan di lateral yang diijinkan = 20 % dari tekanan rata-rata. Sumur terletak di tengah lahan. Jumlah sprinkler per lateral 16 buah. Jumlah lateral 22 buah. Jarak antar lateral 18 m

Penyelesaian: Tata letak dari sprinkler, lateral dan pipa utama adalah seperti gambar berikut.

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

Jika sistem irigasi tetap, berapakah jumlah lateral? Kebutuhan air selama operasi 2 hektar/hari?

(2) Sprinkler : Debit per sprinkler Q = (12 m x 18 m x 15 mm/hr x 10000 cm2/m2)/(10 mm/cm x 1000 cm3/lt x 3600 det/jam) = 0.9 lt/det Debit per lateral = 16 x 0.9 = 14,4 lt/det Debit per operasi = kapasitas sistem = 2 x 14,4 = 28,8 lt/det Dari Tabel 1, dengan Ha= 276 kPa dan debit 0,9 lt/det, sprinkler yang sesuai berukuran 6,35 mm x 3, 97 mm dengan diameter pembasahan 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 m Keduanya < 31 m, maka sprinkler dapat digunakan

Tabel 1. Karakteristik manufaktur sprinkler

(3) Pipa lateral dan utama Kehilangan tekanan di lateral yang diijinkan = 0,20 x 276 = 55,2 kPa = 55,2/9,8 = 5,6 m Kehilangan tekanan karena gesekan saja = 5,6 – He = 5,6 – 0,6 = 5,0 m Kehilangan tekanan di pipa utama yang diijinkan = 0,41/10 x 189 = 7,7 m

Dengan persamaan /12/ hitung 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

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 terjauh Ha = Ho + 0,25 Hf + 0,4 He Hn = Ha + 0,75 Hf ± 0,6He + Hr Hn = (276/9,8) + 0,75(3,2) + 0,6(0,6) + 0,8 = 31,8 m

(5) Kapasitas pompa TDH = SH + E + Hf1 + Hm + Hf2 + + Hv + Ha + Hs Ht = Hn + Hm + Hj + Hs Ht = 31,8 + 2,0 + 2,7 + 1,0 + 5,0 = 42,5 m