BAB I PENDAHULUAN
1.1. 1.1. LAT LATAR BEL BELAK AKAN ANG G
Semua tanaman membutuhkan air, tanah, udara dan sinar matahari untuk pertumbuhannya. Tanpa air, tanaman tidak dapat tumbuh, tetapi jika terlalu banyak air juga tidak baik untuk pertumbuhan tanaman. Pada umumnya tanaman untuk memenuhi kebutuhan airnya diperoleh dari hujan. Tetapi jika terlalu banyak hujan, maka tanah akan penuh dengan air sehingga kelebihan air ini harus dibuang dengan pembuatan saluran drainase. Jika tidak ada hujan atau hujan terlalu sedikit maka diperlukan sumber air lain atau melalui air irigasi. Jumlah air yang diperlukan melalui air irigasi tidak saja tergantung kepada air yang tersedia dari curah hujan, tetapi juga tergantung pada total air yang dibutuhkan oleh berbagai jenis tanaman yang kita tanam. Ada dua faktor utama dalam perhitungan kebutuhan air irigasi, yaitu total kebutuhan air dari berbagai jenis tanaman dan jumlah air dari curah hujan yang tersedia untuk tanaman. Jadi jumlah air yang dibutuhkan tanaman dikurangi dengan air yang tersedia dari curah hujan sama dengan air irigasi yang dibutuhkan tanaman yang kita tanam. Untuk dapat mencukupi kebutuhan air pada fase pertumbuhan tanaman, sehingga dapat menyesuaikan antara waktu panen dan permintaan pasar, maka pelaksanaan pengelolaan air melalui irigasi sangat dibutuhkan khususnya untuk memenuhi kebutuhan air di musim kemarau. Sehubu Sehubung ngan an dengan dengan jumlah jumlah air yang yang relatif relatif terbata terbatas, s, sement sementara ara permin permintan tan air terus terus mening meningkat kat,, maka maka secara secara alamiah alamiah akan akan terjadi terjadi kompet kompetisi isi penggu penggunaa naan n air antar antar sektor sektor perta pertania nian, n, air minum, minum, domesti domestik k dan indust industri!, ri!, antar antar wilaya wilayah h dan antar antar waktu. waktu. Untuk Untuk mengantisipasi kompetisi dalam distribusi dan alokasi air antar sektor, maka pemanfaatan air yang efisien mutlak diperlukan. Salah satu cara adalah dengan menggunakan irigasi sprinkler. Secara garis besar, Schwab et al. "#$"! membagi pengairan ke dalam empat cara, yaitu% "! pemberian air di permukaan tanah surface irrigation!, irrigation!, Pemberian air di permukaan tanah meliputi meliputi penggenan penggenangan gan flooding !, !, biasan biasanya ya di persaw persawaha ahan, n, dan pember pemberian ian air melalu melaluii saluran&saluran furrow furrow irrigation! irrigation ! dan dalam barisan tanaman corrugation corrugation irrigation!. irrigation !. '! pemberian air di bawah permukaan tanah subsurface irrigation!, irrigation!, Pemberian air di bawah permukaan tanah dilakukan dengan menggunakan pipa tiles! tiles! yang dibenamkan ke dalam tanah. Pemberian air di permukaan dan di bawah permukaan tanah disebut juga pengairan gra( gra(it itasi asi,, kare karena na air air dial dialirk irkan an berd berdasa asark rkan an gaya gaya berat berat air. air. )! peny penyir iram aman an sprinkle sprinkle
1
irrigation!, irrigation!, dan Pemberian air dengan cara penyiraman mancakup oscillating sprinkler dan rotary rotary sprink sprinkler ler,, semuan semuanya ya disebu disebutt juga juga o(erhe o(erhead ad irriga irrigatio tion n karena karena air diberik diberikan an atau atau disiramkan dari atas seperti air hujan. Pemberian air dengan penyiraman sangat efisien. Pada tanah bertekstur kasar, efisiensi pemakaian air dengan penyiraman dua kali lebih tinggi dari pemberian air permukaan. *! irigasi tetes drip drip or trickle irrigation!. irrigation!. Pada irigasi tetes, air diberikan dalam kecepatan yang rendah di sekitar tanaman menggunakan emitter. Pada pemberian air dengan penyiraman dan irigasi tetes, ke dalam air pengairan dapat ditambahkan pestisida atau pupuk.
1.2. TUJUAN
a.
+eng +engeta etahu huii fung fungsi si dar darii irig irigasi asi curah curah
b.
+engetahui manfaat dan efisiensi irigasi curah
c.
+eng +engeta etahu huii apl aplik ikasi asi iriga irigasi si curah curah
2
3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. SISTEM IRIGASI SPRINKLER 2.1.1.Definisi
rigasi sprinkler adalah metode pengaplikasian air irigasi yang mirip dengan curah hujan alami. Air didistribusikan melalui sistem pipa biasanya dengan cara memompa. -al ini kemudian disemprotkan ke udara melalui alat penyiram sehingga memecah menjadi tetes air kecil yang jatuh ke tanah. Penyiram air adalah alat penyiram yang menyediakan irigasi untuk pertanian, tanaman pangan, (egetasi, atau untuk rekreasi, sebagai sistem pendingin, atau untuk pengendalian debu, lansekap dan lapangan golf. Keuntungan %
Sistem irigasi sprinkler cocok untuk semua jenis tanah apabila application ratenya sesuai dengan kapasitas inflitrasi tanahnya. Termasuk juga pada lahan marginal yang memiliki kapasitas infitrasi atau kapasitas menyimpan air yang rendah.
apat mengontrol pemberian air pada tanaman sehingga dapat mengurangi tingkat pertumbuhan tanaman yang (egetatif dan memperbesar peluang tanaman untuk tumbuh secara generatif dimana akan meningkatkan produkti(itas hasil panen.
esain dapat dirancang secara fleksibel sesuai dengan jenis tanaman, tenaga kerja yang tersedia dan penghematan energi
apat dilakukan fertigation atau pemberian nutrisi tanaman melalui system irigasi
apat digunakan untuk mengontrol iklim bagi pertumbuhan tanaman
apat menjaga tanah tetap lembut agar cocok bagi pertumbuhan seedling persemaian!
+empercepat perkecambahan dan penentuan panen
Kekuangan %
+emerlukan biaya in(estasi yang tinggi
/eseragaman distribusi air dapat terus menurun seiring dengan waktu
Angin sangat berpengaruh atas keseragaman distribusi air
apat mengakibatkan kanopi tanaman lembab dan mendatangkan penyakitmtanaman
apat merusak tanaman muda pada saat air disiramkan
1
2.1.2.Jenis ! "enis Siste# S$ink%e
Sistem sprinkler dapat diklasifikasikan menjadi sistem permanent Fixed/solid set !, portable dan semi portable hand move atau mechanical move!, traveling irrigator gun atau boom!, center pivot atau linear move.
S&%i' Set Siste# adalah sebuah system rigasi Sprinkler dimana jaringan pipa dan
sprinkler ditempatkan secara permanent pada lahan. 0iasanya jarak antar pipa sama dengan jarak antar sprinkler sehingga menimbulkan jarak yang bujur sangkar square spacing !. Pipa dapat dikubur di dalam tanah biasanya P12 atau besi! atau dapat juga berjenis alumunium dan dapat dipindahkan.
Ga#(a 2.1. esain dan Aplikasi Sistem rigasi Solid Set Sprinkler
Hand Move System System portable yang paling simple adalah digerakkan atau dipindah dengan tangan. Terdiri dari satu pompa, pipa utama dan pipa lateral dilengkapi dengan rotary sprinkler dengan jarak #&'* m setiap bagian. Pipa lateral biasanya berdiameter 34 mm s5d "'3 mm, dapat diangkat atau dipindahkan dengan mudah. 2ara operasinya pipa lateral dipindah dari satu bagian ke bagian lain dengan tenaga manusia dengan melepas sambungan pada pipa utama. 0erpindahnya pipa
2
lateral tergantung pada settime. Untuk areal yang lebih luas dapat digunakan lebih dari satu pipa lateral.
Ga#(a 2.2. System Portable dengan menggunakan dua buah pipa later al
Side Roll Sistem Side roll atau biasa disebit juga 6heel roll seperti terlihat pada gambar, terdiri dari sebuah lateral, biasanya panjangnya ",'3 mil7 Pipanya berperan seperti sebuah poros sumbu. Pipa berdiamater antara *&3 inci.7 dan roda berdiameter *&"4 kaki. System ini mampu mengairi lahan seluas 849#4 kaki. Setelah selesai mengairi satu set, mesin akan menindahkan roda ke set berikutnya. Sprinkler diletakkan diatas connector yang memungkinkannya tetap berada diatas ketika roda berputar. System ini tidak direkomendasikan untuk topografi lahan yang mempunyai kemiringan lebih dari 3 persen.
Ga#(a 2.). esain dan Aplikasi Side :oll System
3
Sistem Tra(eling 0ig ;un menggunakan sprinkler berkapasitas besar diameter )5* sampai ",3 inci! dan bertekanan besar #4&"'3 PS! untuk melemparkan air ke tanaman radius "<3&)34 kaki!. Tra(eling big guns dapat terdiri dari pipa hard hose dan selang fleksibel. Pada system selang yang keras, selang polietilen keras di pasang pada rel atau trailer. Trailer ini berada ditengah ataupun diujung lahan. ;un ditempatkan diujung selang kemudian selang ditarik ke ujung lahan. Selang ini kemudian ditarik oleh rel mengitari lahan. Pada flexible hose system, gun dipasang pada sebiah kereta. Sebuah pipa fleksibel yang tersambung dengan mainline mengisi air ke gun.
Ga#(a 2.*. esain dan Aplikasi Tra(eling 0ig ;un
%enter Pivot Pada system ini mesin yang digunakan terdiri dari pipa lateral dari baja gal(anis yang berputar dalam satu sumbu dari luas areal yang diairi. Pipa lateral mensuport air dari ketinggian ) m diatas tanah dipegang oleh frame baja dan kabel&kabel. Jarak antara frame rata&rata )4 m, panjang pipa lateral ber(ariasi "34&844 m. Air disuplai ke pusat pi(ot melalui pipa utama menyilang lapangan atau dari sumur yang berlokasi dekat pi(ot, kemudian didistribusi melalui swi(el joint ke lateral dan sprinkler. /etika mengairi, pipa lateral berputar secara kontinyu. Pembasahan
4
radius lapangan bias mencapai "44 ha, tergantung juga panjang pipa lateral yang ada. Satu putaran membutuhkan "&"44 jam tergantung dari letak puncak air yang dipakai. =ambatnya putaran pipa lateral berarti lebih banyak air yang digunakan.
Ga#(a 2.+. esain dan Aplikasi 2enter Pi(ot
&inear Move Sistem irigasi =inear +o(e sering disebut juga lateral mo(e! dibangun dengan cara yang sama seperti center pi(ot. Perbedaannya adalah menara bergerak pada kecepatan dan arah yang sama. System ini dirancang untuk mengairi petak lapangan berbetuk persegi yang bergerak secara kontinyu. Salah satu cara untuk mengairi areal yang luas umumnya dikonstruksi melalui center pi(ot yang mensupport pipa lateral di atas tanaman melalui tower yang tersedia. Air dapat disuplai dari suatu fleksibel hose atau dari saluran sepanjang tepi atau ditengah& tengah lapangan. Pipa lateral digerakkan dengan motor yang ada pada setiap tower dan dikontrol sama seperti pada center pi(ot.
5
Ga#(a 2.,. esain dan Aplikasi =inear +o(e
2.1.).Ti$e Pen-ua
:entang nosel tekan lengan sprinkler dan lempar air lebih jauh!.
Spreader no>>le opsional7 +enerapkan lebih banyak air di dekat sprinkler!.
Sudut lintasan
Penyiram bagian lingkaran.
igunakan pada semua jenis irigasi, tapi terutama tanaman pertanian
Ga#(a 2./. mpact Sprinkler
6
?nergi di dalam air mengubah turbin yang memutar nosel melalui roda gigi biasanya digunakan di area lansekap terbuka yang besar
Ga#(a 2.0. Turbine&dri(en rotor w5adjustable spray angle
Air jet menyerang pad
Pad menyebarkan air dan mungkin halus atau bergerigi
Populer di pi(ot pusat dan sistem pergerakan linier
Ga#(a 2.. Spray pad springklers
/epala tidak memutar @o>>le dibentuk untuk mengairi sudut cakupan tertentu 0iasanya digunakan untuk area berbentuk kecil atau tidak beraturan
7
/epala pop&up dipasang flush dengan ground dan naik saat ditekan
Ga#(a 2.1. Pop&up spray head
8
BAB III PEMBAHASAN
).1. K3MP3NEN IRIGASI SPRINKLER
rigasi sprinkler disebut juga sebagai o(erhead irrigation karena pemberian air dilakukan dari bagian atas tanaman terpancar menyerupai curah hujan. /omponen penyusun sistem irigasi sprinkler adalah sebagai berikut% a.
Sumber Air rigasi Sumber air irigasi dapat berasal dari mata air, sumber air yang permanen sungai, danau, dsb!, sumur, atau suatu sistem suplai regional. dealnya sumber air terdapat di atas hamparan, bersih tidak keruh! dan tersedia sepanjang musim. 2ontoh sumber air irigasi dapat dilihat pada gambar )."
Ga#(a ).1. Sumber air irigasi sprinkle
b.
Sumber ?nergi untuk Pengairan Sistem irigasi dapat dioperasikan dengan menggunakan sumber energi yang berasal dari gra(itasi jauh lebih murah!, pemompaan pada sumber air, atau penguatan tekanan denganmenggunakan pompa penguat tekanan booster-pump!. 2ontoh sumber air irigasi dapat dilihat pada gambar ).' berikut ini %
Ga#(a ).2. ?nergi penggerak pompa! irigasi sprinkler
1
c.
Jaringan Pipa yang terdiri dari %
=ateral, merupakan pipa tempat diletakkannya sprinkler
+anifold, merupakan pipa dimana pipa&pipa lateral dihubungkan.
1al(e line, merupakan pipa tempat diletakkan katup air.
+ainline, merupakan pipa yang dihubungkan dengan (al(e line.
Supply line, merupakan pipa yang menyalurkan air dari sumber air.
Skema jaringan irigasi sprinkler dan contoh jaringan pipa dapat dilihat pada gambar ).) berikut ini %
Ga#(a ).). Skema jaringan irigasi sprinkler
).2. KINERJA SPRINKLER ).2.1.De(it S$ink%e
Tergantung pada jenis sprinkler, no>>le si>e, dan tekanan yang beroperasi.
engan% s
B
ebit gpm!
2d
B
/oefisien debit no>el dan sprinkler C 4,#8
B
diameter no>el inchi!
P
B
tekanan air di no>el psi!
2
Ta(e% ).1. ebit untuk no>el
).2.2.Jaak Le#$aan
iameter maksimum dibasahi oleh sprinkler pada tingkat yang signifikan untuk penggunaan yang diinginkan. 0ergantung pada tekanan operasi dan desain sprinkler dan nosel termasuk sudut lintasan!.
3
Ta(e% ).2. iameter =emparan
).2.).P&%a Disti(usi
Ga#(a ).*. istribusi sprinkler pada tekanan operasi yang berbeda
4
5
Uniform Aplication % D(erlap G 34F of sprinkler wetted diameter
@on uniform Applicaton % o(erlap EE 34F of sprinkler wetted diameter
Ga#(a ).+. D(erlapped sprinklers
6
Ta(e% ).). Pengaruh angin terhadap jarak sprinkler
).2.*.Rata4ata A$%ikasi
Ta(e% ).*. Jarak +aksimum Penyiraman
7
).2.+.Efisiensi
engan% dn
B
kedalaman irigasi bersih
dg
B
kedalaman irigasi kasar
?(aporasi
=impasan
Perkolasi mendalam
engan% = B
kedalaman rata&rata kedalaman air yang diterima
d>
kedalaman rata&rata yang diterapkan
B
engan% 2U
B koefisien keseragaman, persen
Hi
B kedalaman air di wadah ke i, mm
8
).). PR3SEDUR DESAIN IRIGASI SPRINKLER ).).1.Tata Letak
Sesuai dengan kapasitas dan luas lahan yang diairi serta kondisi topografinya, tata letak sistem irigasi sprinkler dapat digolongkan menjadi tiga, yaitu % a.
5a# S6ste#, sistem dirancang untuk suatu luas lahan dan merupakan satu&satunya
fasilitas pemberian air irigasi. b.
5ie%' S6ste#, sistem dirancang untuk dipasang dibeberapa lahan pertanian dan
biasanya dipergunakan untuk pemberian air pendahuluan pada lokasi persemaian. c.
In-&#$%ete 5a# S6ste# , sistem dirancang untukdapat diubah dari Iarm System
menjadi Iield System atau sebaliknya. ?fisiensi irigasi sprinkler dapat diukur berdasarkan keseragaman penyebaran air dari sprinkler. ?fesiensi irigasi sprinkler yang tergolong tinggi keseragaman tergolong baik! adalah bila nilai Coefficient of Uniformity 2U! lebih besar dari $3F. ).).2.Hi'&%ika Pi$a
/ebutuhan total tekanan suatu sistem irigasi sprinkler terdiri atas% a.
Stati- ea' adalah jarak (ertikal dimana air harus diangkat atau diturunkan antara
sumber air dengan titik pengeluaran tertinggi. b.
Pessue ea' adalah perbedaan ketinggianantara pompa dengan hidran tertinggi dan
terendah yang mengoperasikan lateral sepanjang pipa utama dan pipa sub utama, yang akan memberikan nilai static head maksimum dan minimum. c.
5i-ti&n ea' adalah kehilangan head sepanjang pipa utama, manifold karena adanya
katup dan sambungan. d.
7e%&-it6 ea'8 kecepatan aliran dalam suatu sistem irigasi sprinkler jarang melebihi
',3 m5det, sehingga (elocity head dapat diabaikan. e.
Su-ti&n %ift atau perbedaan antara ele(asi sumber air dan ele(asi pompa. 0esarnya
nilai suction lift ini merupakan akumulasi antara nilai S6= tatic !ater "evel ! dengan nilai surutan drawdown! suatu sumur. /ehilangan head pada sub unit Ps! dibatasi tidak lebih dari '4F dari tekanan operasi rata&rata sistem. /ehilangan head hf! pada lateral harus B -l, demikian juga halnya pada manifold, kehilangan headnya hf! harus B -m. Tekanan inlet lateral yang tertinggi diambil sebagai outlet manifold pada sub unit.
9
dimana % Ps
B kehilangan head yang diijinkan pada sub&unit m!
-l
B kehilangan head yang diijinkan pada lateral m!
-a
B tekanan operasi rata&rata sprinkler m!
-m
B kehilangan head yang diijinkan pada manifold m!
K lateral
B perbedaan ele(asi sepanjang lateral m!
K manifold
B perbedaan ele(asi sepanjang manifold m!
).).).La"u Pen6ia#an
alam
rancangan
desain
irigasi
sprinkler,
diameter
curahan5penyiraman
no>el
mempengaruhi nilai laju penyiraman dan penentuan jarak no>el pada dan antar lateral, serta menentukan luas lahan yang dapat terairi. =aju penyiraman adalah laju jatuhnya air ke permukaan tanah yang disemprotkan dari lubang no>el. @ilai laju penyiraman ini tidak boleh melebihi dari laju infiltrasi, untuk menghindari terjadinya kehilangan air berupa limpasan run off !. ).).*.S$esifikasi P&#$a
Jenis pompa yang biasa digunakan pada suatu sistem irigasi sprinkler adalah sentrifugal dan turbin. Pompa sentrifugal digunakan apabila debit dan tekanan yang dibutuhkan relatif kecil, sedangkan pompa turbin digunakan apabila debit dan tekanan yangdibutuhkan relatif besar. /arakteristik suatu pompa biasanya ditunjukkan olehsuatu kur(a karakteristik pompa yang menyatakan hubungan antara kemampuan menaikkan air -!, besarnya debit !, efisiensi ?!, jumlah putaran per menit @!, dan besarnya tenaga P!. 0esarnya tenaga yang diperlukan untuk pemompaanair tergantung pada debit pemompaan, total head dan efisiensi pemompaan yang secara matematis ditunjukkan pada persamaan berikut %
dengan % 0-P
B tenaga penggerak k6!
B debit pemompaan l5detik!
10
T-
B total dynamic head m!
2
B faktor kon(ersi sebesar "4',4
?p
B efisiensi pemompaan F!
).*. TAHAPAN DESAIN IRIGASI SPRINKLER
Tahapan desain irigasi sprinkler sebagai berikut % a.
+enyusun nilai faktor&faktor rancangan, yang meliputi sifat fisik tanah, air tanah tersedia, laju infiltrasi, e(apotranspirasi tanaman, curah hujan efektif, dan kebutuhan air irigasi.
b.
+enyusun rancangan pendahuluan, mencakup pembuatan skema tata letak lay&out! serta penetapan jumlah dan luas sub&unit dan blok irigasi.
c.
Perhitungan rancangan hidrolika sub&unit dengan mempertimbangkan karakteristik hidrolika pipa dan spesifikasi sprinkler. Apabila persyaratan hidrolika sub&unit tidak terpenuhi, alternatif langkah5penyelesaian yang dapat dilakukan adalah a! modifikasi tata letak, b! mengubah diameter pipa dan atau c! mengganti spesifikasi sprinkler.
d.
Iinalisasi optimalisasi! tata letak.
e.
Perhitungan total kebutuhan tekanan total dynamic head ! dan kapasitas sistem, berdasarkan desain tata letak yang sudah final serta dengan mempertimbangkan karakteristik hidrolika pipa yang digunakan.
f.
Penentuan jenis dan ukuran pompa air beserta tenaga5mesin penggeraknya.
Perhitungan rancangan hidrolika sub unit merupakantahapan kunci dalam proses desain irigasi sprinkler. Persyaratan hidrolika jaringan perpipaan harus dipenuhi untuk mendapatkan penyiraman yang seragam nilai koefisien keseragaman5coefficient of uniformity harus L $3F!. +engingat jumlah dan spesifikasi sprinkler maupun jenis dan diameter pipa yang sangat beragam,maka tahapan rancangan hidrolika sub unit harus dilakukan dengan metoda coba&ralat.
11
Ga#(a ).,. Prosedur desain irigasi sprinkler
12
BAB I7 PENUTUP
*.1. KESIMPULAN
a.
/euntungan irigasi sprinkler antara lain dapat digunakan pada areal yang tidak rata, hasil cukup merata dan kurang menimbulkan erosi, dapat digunakan pada tanah yang banyak mengandung pasir tanpa banyak kehilangan air akibat perkolasi yang dalam, jumlah air yang diberikan mudah diatur dan dirasionalisasikan pemakaiannya, dapat diotomatisasi.
b.
/elemahan dari irigasi curah diantaranya adalah biaya dalam pembelian alat dan aplikasi yang rumit
1
