LAPORAN OBSERVASI PRAKTIKUM PENGUKURAN DEBIT AIR SALURAN IRIGASI
Disusun Oleh:
Rizqan Alfian
(20140210146)
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH YOGYAKARTA 2015
I.
PENDAHULUAN
A. Latar belakang Air sangat dibutuhkan oleh setiap tanaman. Kebutuhan air untuk setiap luasan lahan berbeda-beda. Air merupakan salah satu kebutuhan yang sangat penting bagi tanaman, karena sebagian besar penyusun tubuh tanaman terdiri dari air. Selain itu banyak proses pada tanaman yang membutuhkan air, oleh karena itu jika tanaman kekurangan air akan menyebabkan tanaman layu bahkan mati. Untuk menghindari hal tersebut maka diperlukan saluran irigasi jika kekurangan air atau drainase untuk meminimalisir kelebihan air (Direktorat Jenderal Pengairan. 1986). Irigasi adalah penambahan kekurangan kadar air tanah secara buatan dengan cara menyalurkan air yang perlu untuk pertumbuhan tanaman ke tanah yang diolah dan mendistribusikannya secara sistematis. Sebaliknya pemberian air yang berlebih pada tanah yang diolah itu akan merusakkan tanaman. Jika terjadi curah hujan yang lama yang disebabkan oleh curah hujan yang deras, maka tanah yang diolah itu akan tergenang dan dibanjiri air, yang kadang-kadang mengakibatkan kerusakan yang banyak. Daerah-daerah yang rendah yang kurang baik drainasenya, selalu akan tergenang air. Pada daerah-daerah demikian, pelapukan dan dekomposisi tanah tidak berkembang, sehingga daerah itu tidak akan menjadi lingkungan yang baik untuk pertumbuhan padi. Banyaknya air yang diperlukan untuk berbagai tanaman, masing-masing daerah dan masing-masing musim adalah berlainan. Hal ini tergantung dari beberapa faktor antara lain jenis tanaman, sifat tanah, keadaan tanah, cara pemberian air, pengelolaan tanah, iklim, waktu tanam, kondisi saluran dan bangunan, serta tujuan pemberian air. Oleh karena itu diperlukan perhitungan yang tepat agar pemberian air pada lahan tidak melebihi yang dibutuhkan tanaman untuk proses pertumbuhan dan perkembangan. B. Tujuan Untuk mengetahui kecepatan debit air sungai dengan berbagai luasan penampang yang berbeda-beda dan untuk mengetahui kecukupan air bagi luasan lahan.
1
II.
TINJAUAN PUSTAKA
A. Debit Air Menurut Asdak (2002) debit adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu. Dalam satuan SI besarnya debit dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik (m3/dt). Pengukuran debit air sangat dipengaruhi oleh kecepatan arus air. Kecepatan arus yang berkaitan dengan pengukuran debir air ditentukan oleh kecepatan gradien permukaan, tingkat kekasaran, kedalaman, serta lebarnya perairan. Data debit atau aliran sungai merupakan informasi yang paling penting bagi pengelola sumberdaya air (Bazak. 1999). Debit puncak (banjir) diperlukan untuk merancang bangunan pengendali banjir. Sementara data debit aliran kecil diperlukan untuk perencanaan alokasi (pemanfaatan) air untuk berbagai keperluan terutama pada musim kemarau panjang. Debit rata-rata tahunan dapat memberikan gambaran potensi sumberdaya air yang dapat dimanfaatkan dari suatu daerah aliran sungai. Menurut Harsoyo (1977) Metode pengukuran debit dilakukan dengan dua metode, yaitu pengukuran debit secara langsung dan pengukuran debit secara tidak langsung. Dimana pengukuran ini dilakukan dengan alat dan cara yang telah ditetapkan sebelumnya. a. Pengukuran debit secara langsung (debit sesaat) : Dalam pengukuran debit air secara langsung digunakan beberapa alat pengukur yang langsung dapat menunjukkan ketersediaan air dalam pengairan bagi penyaluran melalui jaringan-jaringan yang telah ada atau telah dibangun. Dalam hal ini berbagai alat pengukur yang telah biasa digunakan yaitu : 1. Alat Ukur Pintu Romin Ambang dari pintu Romin dalam pelaksanaan pengukuran dapat di naik turunkan, yaitu dengan bantuan alat pengangkat. Pengukuran debit air dengan pintu ukur romijin yaitu dengan menggunakan rumus: Q= 1,71 b h3/2 Keterangan: Q
= debit air
b
= lebar ambang
2
3
h
= tinggi permukaan air
2. Sekat Ukur Thompson Berbentuk segitiga sama kaki dengan sudut 90o dapat dipindah-pindahkan karena bentuknya sangat sederhana (potable), lazim digunakan untuk mengukur debit air yang relatif kecil. Penggunaan dengan alat ini dengan memperhatikan rumus sebagai berikut: Q = 0,0138 Keterangan: Q
= debit air
h
= tinggi permukaan air
3. Alat Ukur Parshall Flume Alat ukur tipe ini ditentukan oleh lebar dari bagian penyempitan, yang artinya debit air diukur berdasarkan mengalirnya air melalui bagian yang menyempit (tenggorokan) dengan bagian dasar yang direndahkan. 4. Bangunan Ukur Cipoletti Prinsip kerja bangunan ukur Cipoletti di saluran terbuka adalah menciptakan aliran kritis. Pada aliran kritis, energi spesifik pada nilai minimum sehingga ada hubungan tunggal antara head dengan debit. Dengan kata lain Q hanya merupakan fungsi H saja. Pada umumnya hubungan H dengan Q dapat dinyatakan dengan: Q = k . H3./2 . b Keterangan: Q
= debit air
H
= head
k dan n = konstanta ,(0/0186) Besarnya konstanta k dan n ditentukan dari turunan pertama persamaan energi pada penampang saluran yang bersangkutan. Pada praktikum ini besarnya konstanta k dan n ditentukan dengan membuat serangkaian hubungan H dengan Q yang apabila diplotkan pada grafik akan diperoleh garis hubungan H-Q yang paling sesuai untuk masing-masing jenis bangunan ukur. Dalam pelaksanaan pengukuran-pengukuran debit air secara langsung dengan pintu ukur romijin, sekat ukur tipe cipoletti dan sekat ukur tipe
4
Thompson biasanya lebih mudah karena untuk itu dapat memperhatikan daftar debit air yang tersedia. b. Pengukuran debit air secara tidak langsung 1. Pelampung Menurut Harsoyo (1977) terdapat dua tipe pelampung yang digunakan yaitu: (1) pelampung permukaan, dan (2) pelampung tangkai. Tipe pelampung tangkai lebih teliti dibandingkan tipe pelampung permukaan. Pada permukaan debit dengan pelampung dipilih bagian sungai yang lurus dan seragam, kondisi aliran seragam dengan pergolakannya seminim mungkin. Pengukuran dilakukan pada saat tidak ada angin. Pada bentang terpilih (jarak tergantung pada kecepatan aliran, waktu yang ditempuh pelampung untuk jarak tersebut tidak boleh lebih dari 20 detik) paling sedikit lebih panjang dibanding lebar aliran. Kecepatan aliran permukaan ditentukan berdasarkan rata-rata yang diperlukan pelampung menempuh jarak tersebut. Sedang kecepatan rata-rata didekati dengan pengukuran kecepatan permukaan dengan suatu koefisien yang besarnya tergantung dari perbandingan antara lebar dan kedalaman air. Koefisien kecepatan pengaliran dari pelampung permukaan sebagai berikut : B/H
5’
10’
15’
20’
30’
40’
Vm/Vs
0,98
0,95
0,92
0,90
0,87
0,85
Keterangan: B
= lebar permukaan aliran
H
= kedalaman air
Vm
= kecepatan rata – rata
Vs
= kecepatan pada permukaan Dalam pelepasan pelampung harus diingat bahwa pada waktu pelepasannya,
pelampung tidak stabil oleh karena itu perhitungan kecepatan tidak dapat dilakukan pada saat pelampung baru dilepaskan, keadaan stabil akan dicapai 5 detik sesudah pelepasannya. Pada keadaan pelampung stabil baru dapat dimulai pengukuran kecepatannya. Debit aliran diperhitungkan berdasarkan kecepatan rata-rata kali luas penampang. Pada pengukuran dengan pelampung, dibutuhkan paling sedikit 2 penampang melintang. Dari 2 pengukuran
5
penampang melintang ini dicari penampang melintang rata-ratanya, dengan jangka garis tengah lebar permukaan air kedua penampang melintang yang diukur pada waktu bersama-sama disusun berimpitan, penampang lintang ratarata didapat dengan menentukan titik-titik pertengahan garis-garis horizontal dan vertikal dari penampang itu, jika terdapat tiga penampang melintang, maka mula-mula dibuat penampang melintang rata-rata antara penampang melintang rata-rata yang diperoleh dari penampang lintang teratas dan terbawah. Debit aliran kecepatan rata-rata: Q = C . Vp Ap Keterangan: Q
=
debit aliran
C
=
koefisien yang tergantung dari macam pelampung yang digunakan
Vp
=
kecepatan rata – rata pelampung
Ap
=
luas aliran rata – rata
2. Pengukuran dengan Current meter Alat ini terdiri dari flow detecting unit dan counter unit. Aliran yang diterima detecting unit akan terbaca pada counter unit, yang terbaca pada counter unit dapat merupakan jumlah putaran dari propeller maupun langsung menunjukkan kecepatan aliran, aliran dihitung terlebih dahulu dengan memasukkan dalam rumus yang sudah dibuat oleh pembuat alat untuk tiap – tiap propeller. Pada jenis yang menunjukkan langsung, kecepatan aliran yang sebenarnya diperoleh dengan mengalihkan factor koreksi yang dilengkapi pada masing-masing alat bersangkutan. Propeler pada detecting unit dapat berupa : mangkok, bilah dan sekrup. Bentuk dan ukuran propeler ini berkaitan dengan besar kecilnya aliran yang diukur. Debit aliran dihitung dari rumus : Q = V x A dimana : V = Kecepatang aliran A = Luas penampang Dengan demikian dalam pengukuran tersebut disamping harus mengukur kecepatan aliran, diukur pula luas penampangnya. Distribusi kecepatan
6
untuk tiap bagian pada saluran tidak sama, distribusi kecepatan tergantung pada :
Bentuk Saluran
Kekasaran Saluran dan
Kondisi Kelurusan Saluran
Dalam penggunaan current meter pengetahuan mengenai distribusi kecepatan ini amat penting. Hal ini bertalian dengan penentuan kecepatan aliran yang dapat dianggap mewakili rata-rata kecepatan pada bidang tersebut. Dari hasil penelitian “United Stated Geological Survey” aliran air di saluran (stream) dan sungai mempunyai karakteristik distribusi kecepatan sebagai berikut: a. Kurva distribusi kecepatan pada penampang melintang berbentuk parabolic. b. Lokasi kecepatan maksimum berada antara 0,05 s/d 0,25 h kedalam air dihitung dari permukaan aliran. c. Kecepatan rata-rata berada ± 0,6 kedalaman dibawah permukaan air. d. Kecepatan rata-rata ± 85 % kecepatan permukaan. e. Untuk memperoleh ketelitian yang lebih besar dilakukan pengukuran secara mendetail kearah vertical dengan menggunakan integrasi dari pengukuran tersebut dapat dihitung kecepatan rata-ratanya. Dalam pelaksanaan kecepatan rata-rata nya. Pengukuran luas penampang aliran dilakukan dengan membuat profil penampang melintangnya dengan cara mengadakan pengukuran kearah horizontal (lebar aliran) dan ke arah vertical (kedalamam aliran).Luas aliran merupakan jumlah luas tiap bagian (segmen) dari profil yang terbuat pada tiap bagian tersebut di ukur kecepatan alirannya. Debit aliran di segmen = (Qi) = Ai x Vi Keterangan :
Qi : Debit aliran segmen i Ai : Luas aliran pada segmen i Vi : Kecepatan aliran pada segmen in
7
Untuk dapat menentukan debit air maka harus mengetahui satuan ukuran volume dan satuan ukuran waktu terlebih dahulu, karena debit air berkaitan erat dengan satuan volume dan satuan waktu. Perhatikan konversi satuan waktu berikut : 1 jam = 60 menit, 1 menit = 60 detik, 1 jam = 3.600 detik, 1 menit = 1/60 jam, 1 detik = 1/60 detik, 1 jam = 1/3.600 detik. Konversi satuan volume : 1 liter = 1 dm³ = 1.000 cm³ = 1.000.000 mm³ = 0.001 m³ 1 cc = 1 ml = 1 cm Persamaan debit air yang diperoleh adalah : Q = A × K × U m3/detik Keterangan : Q = debit aliran (m3/detik) U = kecepatan pelampung K = koefisien pelampung A = luas penampang basah
B. Irigasi Irigasi adalah usaha penyediaan dan pengaturan air untuk menunjang pertanian yang jenisnya meliputi irigasi air permukaan, irigasi air bawah tanah, irigasi pompa dan irigasi rawa (Susanto. 2006). Semua proses kehidupan dan kejadian di dalam tanah yang merupakan tempat media pertumbuhan tanaman hanya dapat terjadi apabila ada air, baik bertindak sebagai pelaku (subjek) atau air sebagai media (objek). Proses-proses utama yang menciptakan kesuburan tanah atau sebaliknya yang mendorong degradasi tanah hanya dapat berlangsung apabila terdapat kehadiran air. Oleh karena itu, tepat kalau dikatakan air merupakan sumber kehidupan (Bustomi. 2000). Irigasi berarti mengalirkan air secara buatan dari sumber air yang tersedia kepada sebidang lahan untuk memenuhi kebutuhan tanaman. Dengan demikian tujuan irigasi adalah mengalirkan air secara teratur sesuai kebutuhan tanaman pada saat persediaan lengas tanah tidak mencukupi untuk mendukung pertumbuhan tanaman, sehingga tanaman bisa tumbuh secara normal (Lenka.
8
1991). Pemberian air irigasi yang efisien selain dipengaruhi oleh tatacara aplikasi, juga ditentukan oleh kebutuhan air guna mencapai kondisi air tersedia yang dibutuhkan tanaman (sudjarwadi. 1990). Adapun fungsi irigasi yaitu : a.
memasok kebutuhan air tanaman
b.
menjamin ketersediaan air apabila terjadi betatan
c.
menurunkan suhu tanah
d.
mengurangi kerusakan akibat frost (pembekuan)
e.
melunakkan lapis keras pada saat pengolahan tanah
Tujuan irigasi yaitu sebagai berikut : a.
Irigasi bertujuan untuk membantu para petani dalam mengolah lahan pertaniannya, terutama bagi para petani di pedesaan yang sering kekurangan air.
b.
Meningkatkan produksi pangan terutama beras
c.
Meningkatkan efisiensi dan efektifitas pemanfaatan air irigasi
d.
Meningkatkan intensitas tanam
e.
Meningkatkan dan memberdayakan masyarakat desa dalam pembangunan jaringan irigasi perdesaan.
Irigasi sangat bermanfaat bagi pertanian, terutama di pedesaan. Dengan irigasi, sawah dapat digarap tiap tahunnya, dapat dipergunakan untuk peternakan, dan keperluan lain yang bermanfaat. Macam-macam irigasi, yaitu : a.
Irigasi Permukaan Irigasi Permukaan terjadi di mana air dialirkan pada permukaan lahan. Di sini dikenal alur primer, sekunder dan tersier. Pengaturan air ini dilakukan dengan pintu air. Prosesnya adalah gravitasi, tanah yang tinggi akan mendapat air lebih dulu.
b.
Irigasi curah Irigasi curah atau siraman (sprinkle) menggunakan tekanan untuk membentuk tetesan air yang mirip hujan ke permukaan lahan pertanian. Disamping untuk memenuhi kebutuhan air tanaman. Sistem ini dapat pula digunakan
untuk
mencegah
pembekuan,
mengurangi
erosi
angin,
9
memberikan pupuk dan lain-lain. Pada irigasi curah air dialirkan dari sumber melalui jaringan pipa yang disebut mainline dan sub-mainlen dan ke beberapa lateral yang masing-masing mempunyai beberapa mata pencurah (sprinkler) (Prastowo, 1995). c.
Irigasi pompa Pompa Irigasi digunakan bila Muka Air berada jauh dari lahan pertanian yang diusahakan. Menaikan Muka air selain dengan membangun konstruksi bagunan bendung dan mengalirkannya melalui saluran memang sangat tepat namun pembiayaan pembangunan juga sangat tinggi. Penggunaan pompapompa irigasi dapat mengatasi hal tersebut. Namun peyediaan dan pengoperasian pompa mekanis berbahan bakar minyak juga memerlukan biaya operasi dan pemeliharaan yang tinggi pula dan mereka belum tahu bagaimana menggunakan mesin-mesin penggerak untuk pompa-pompa irigasi dengan baik, apalagi memelihara mesin-mesin itu supaya tetap dapat terawat dengan baik. Maka penggunaan pompa irigasi sederhana tanpa menggunakan BBM dapat menjadi alternatifnya.
d.
Irigasi tetes Irigasi tetes adalah metode irigasi yang menghemat air dan pupuk dengan membiarkan air menetes pelan-pelan ke akar tanaman, baik melalui permukaan tanah atau langsung ke akar, melalui jaringan katup, pipa dan emitor. Kegiatan menyiram tanaman di musim kemarau bagi sebagian petani tradisional menjadi rutinitas yang cukup merepotkan. Mulai dari mengambil air dari sumbernya, mengangkutnya ke kebun, hingga menyiramkannya satu per satu pada setiap tanaman, merupakan aktivitas yang melelahkan. Namun bagi petani yang "melek" teknologi kegiatan menyiram tanaman menjadi hal yang mudah dan praktis, tinggal putar kran maka semua tanaman pun akan tersiram secara merata. Salah satu cara mempermudah rutinitas penyiraman tersebut adalah dengan sistem irigasi tetes (drip irrigation). Sistem irigasi ini menggunakan air sedikit sekali yang langsung mengalirkan air ke tanamantanaman secara terus menerus sesuai kebutuhan. Irigasi jenis ini terbukti berhasil menyuburkan tanaman di daerah pertanian Israel yang kering.
10
Prinsip dasar irigasi tetes adalah memompa air dan mengalirkannya ke tanaman dengan perantaraan pipa-pipa yang dibocorkan tiap 15 cm (tergantung jarak antartanaman). Penyiraman dengan sistem ini biasanya dilakukan dua kali sehari pagi dan petang selama 10 menit. Sistem tekanan air rendah ini menyampaikan air secara lambat dan akurat pada akar-akar tanaman, tetes demi tetes. Keuntungannya dengan sistem ini sedikit menggunakan air, air tidak terbuang percuma, dan penguapan pun bisa diminimalisir. Irigasi tetes tampaknya bisa dijadikan pilihan cerdas untuk mengatasi masalah kekeringan atau sedikitnya persediaan air di lahan-lahan kering
III.
BAHAN dan ALAT
A. Waktu dan Tempat Observasi pengukuran debit air saluran irigasi dilakukan pada tanggal 19 Desember 2015 pada pukul 07:30 pagi sampai dengan pukul 11:30 siang. Observasi ini dimulai dari tempat pemberhentian pertama yaitu Bendungan Kamijoro yang berada Di Pedukuhan Kamijoro, Desa Sendangsari, Kecamatan Pajangan, Kabupaten Bantul, D.I.Yogyakarta, Kemudian dilanjutkan ke tempat kedua yaitu bendungan Makam Bulan. Pemberhentian ketiga yaitu Bendungan Pasar Pijenan yang terletak di Pedukuhan Gesikan, Desa Wijirejo, Kecamatan Pandak, Kabupaten Bantul, D.I. Yogyakarta dan tempat pemberhentian terakhir yaitu Bendungan Gejlik Pintu yang merupakan saluran sekunder dari Bendungan Pijenan. B. Bahan dan Alat 1. Stop Watch 2. Roll Meter 3. Botol Pelampung 4. Alat tulis (Pena/pensil) 5. Alat hitung (kalkulator) 6. Buku 7. Curent Meter C. Metode Praktikum Metode yang digunakan dalam observasi berupa praktikum pengukuran debit air saluran air irigasi yang dilakukan pada dua tempat yaitu saluran irigasi di bendungan Pasar Pijenan sebagai saluran induk dan saluran air irigasi Gejlik pitu sebgai saluran sekunder dengan menggunakan dua metode yaitu dengan menggunakan alat current meter dan pelampung dari botol yang sebelumnya ditentukan jarak alirannya. Cara menggunakan current meter yaitu dengan mencelupkan batang besi yang terdapat baling-baling sehingga didapatkan kecepatan alirannya. Sedangkan dengan menggunakan botol pelampung yaitu dengan membiarkan botol pelampung bergerak yang mengikuti kecepatan aliran sungai dalam kurun waktu tertentu. Data yang diperoleh yaitu bentuk penampang irigasi, lebar penampang, ketinggain penampang basah, ketinggian penampang
11
12
kering, total ketinggian saluran, luas penampang basah, waktu putaran current meter, jumlah putaran current meter, kecepatan aliran dari alat current meter, panjang sungai yang ditentukan dan waktu. Sehingga dengan menggunakan rumus maka didapatkan debit air yang akan digunakan untuk memenuhi kebutuhan air untuk penanaman oleh petani. A. Prosedur kerja Dengan menggunakan currentmeter: 1. Batang besi yang tedapat baling-balingnya dicelupkan diair irigasi yang akan dihitung debitnya, pastikan baling-baling tercelup air dan bergerak, 2. Baling-baling akan bergerak dan currentmeter akan menunjukkan data waktu berputar, jumlah putaran dan kecepatan aliran, cata masing data, 3. Mengukur lebar sungai dan kedalaman sungai dengan menggunakan roll meter, 4. Menghitung luas penampang dan debit irigasi. Dengan menggunakan cara manual atau pelampung: 1. Memilih saluran irigasi terbuka dengan penampang yang lurus, 2. Menentukan jarak aliran dengan menggunakan meteran, 3. Mengisi air pada botol dengan ukuran 250 ml kira-kira 1/8 dari isi botol 4. Setelah mengisi air, masukkan botol kedalam saluran, 5. Membiarkan botol mengalir mengikuti arus air, 6. Saat botol dititik awal dari jarak, maka mulai pula menghitung waktu botol mengalir dengan menggunakan stopwatch, 7. Menghentikan waktu stopwatch saat botol dititik akhir, 8. Mengulangi prosedur kerja nomor 5-7 sebanyak tiga kali agar didapatkan waktu yang konstan, 9. Kemudian
waktu
dirata-rata,
menghitung
luas
penampang
menghitung debit air sesuai dengan data yang didapatkan.
dan
IV.
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Perhitungan Perhitungan debit air dilakukan pada saluran primer Pijenan dan saluran sekunder pijenan (Gejlig Pitu) dengan menggunakan karam meter dan manual dengan botol pelampung. 1. Saluran Pijenan (Primer) Mengairi
: 2300,5 hektar 2,7 meter
2 meter
1,5 meter
Bentuk penampang irigasi
: persegi panjang
Lebar penampang
: 2,7m
Ketinggian penampang basah : 150 cm atau 1,5 m Ketinggian penampang kering: 50 cm Total ketinggian saluran
:2m
Luas penampang basah
: ketinggian penampang basah x lebar = 1,5m x 2,7m = 4,05 m2
Alat ukur
: current meter
Waktu putaran current meter : 1 menit (60 detik) Jumlah putaran current meter : 1922 kali Kecepatan aliran
: 1,8507 m/menit
Debit air Rumus debit aliran dengan pengukuran menggunakan Current meter : Q=V.A Keterangan: V = Kecepatang aliran (m/s)
13
14
A = Luas penampang (m2) Debit = Kecepatan aliran x Luas penampang basah = = = = 0,125 m3/ detik = 125,0 lt/detik Jadi, Saluran Induk Pijenan digunakan untuk mengairi 2300,5 Ha sawah, maka saluran tersebut dapat mengairi sawah sebanyak
125,0 lt/detik : 2300,5 Ha =
0,0543lt/detik/Ha.
2. Saluran Gejlig Pitu; SalSek (Saluran Sekunder) Pijenan Kanan Mengairi
: 625 hektar 2 meter
1,2 meter 0,9 meter
Bentuk penampang irigasi
: persegi panjang
Lebar penampang
:2m
Ketinggian penampang basah : 90 cm atau 0,9 m Ketinggian penampang kering: 30 cm atau 0,3 m Total ketinggian saluran
: 1,2 m
Luas penampang basah
: ketinggian penampang basah x lebar = 0,9 m x 2 m = 1,8 m2
Alat ukur
: current meter
Waktu putaran current meter : 5 detik Jumlah putaran current meter : 0,6 putaran Kecepatan aliran
: 0,0926 m/detik
15
Debit air Rumus debit aliran dengan pengukuran menggunakan Current meter :
Q=V.A
Keterangan : V = Kecepatang aliran (m/s) A = Luas penampang (m2) Debit = Kecepatan aliran x Luas penampang basah = 0,0926 m/detik x 1,8 m2 = 0,16668 m3/ detik = 166,68 lt / detik Alat ukur
: manual dengan menggunakan pelampung botol dan meteran
Botol Pelampung
Aliran sungai
Titik awal
15 meter
titik akhir
Panjang sungai yang ditentukan: 15 meter Waktu pelampung bergerak T1
= 24,6 detik,
T2
= 24,5 detik,
T3
= 22,6 detik,
Rerata T = 71,7 detik / 3 = 23,9 detik Nilai
= Bagian botol aqua yang tercelup air : penampang basah = 10 cm : 90 cm = 0,11
Nilai Konstanta Pelampung (C)
=
[
]
√
= 1 – (0,116 √
0,1
= 1 – (0,116. 0,94. 0,1)
16
= 1 – 0,0109 = 0,989 Debit air Rumus debit aliran dengan pengukuran menggunakan pelampung (botol aqua bekas) : Q=CxVxA Keterangan: Q = debit aliran (detik) C = Konstanta pelampung V = kecepatan pelampung didapat dari rumus V = S / t, yaitu jarak dibagi rata-rata waktu A = luas penampang (m2)
Debit = {
} x konstanta
={
} x 0,989
={
} x 0,989
= 1, 129 m3/detik x 0,989 = 1,116 m3/detik = 1116 lt/detik Jadi, Saluran Sekunder Pijenan Kanan digunakan untuk mengairi 625 Ha sawah, maka saluran tersebut dapat mengairi sawah yang dihitung dengan Current meter 166,68 lt / detik : 625 Ha = 0,266 lt/detik/Ha dan dengan pelampung sebanyak 1116 lt/detik : 625 Ha = 1,7856 lt/detik/Ha.
3. Saluran Gejlig Pitu; SalSek (Saluran Sekunder) Pijenan Tengah Mengairi
: 324 ha 1,2 meter
1,2 meter 0,8 meter
17
Bentuk penampang Irigasi
: Persegi panjang
Lebar penampang
: 1,2 m
Ketinggian penampang basah : 80 cm atau 0,8 m Ketinggian penampang kering: 40 cm atau 0,4 m Total ketinggian saluran
: 1,2 m
Luas penampang basah
: Ketinggain penampang basah x lebar = 0,8 m x 1 m = 0,8 m2
Alat ukur
: manual dengan menggunakan pelampung botol dan meteran
Botol Pelampung
Aliran sungai Titik awal
10 meter
titik akhir
Panjang sungai yang ditentukan: 10 m Waktu T1
= 16,10 detik,
T2
= 14,95 detik,
T3
= 16,81 detik,
Rerata T= 47,86 detik / 3 =15,95 detik Nilai
= Bagian botol aqua yang tercelup air : penampang basah = 10 cm : 80 cm = 0,125
Nilai Konstanta Pelampung (C)
=
[
√
= 1 – (0,116 √
] 0,1)
= 1 – (0,116. 0,93. 0,1) = 1 – 0,0107 = 0,989 Debit Air
18
Rumus debit aliran dengan pengukuran menggunakan pelampung (botol aqua bekas) : Q=CxVxA Keterangan: Q = debit aliran (detik) C = Konstanta pelampung V = kecepatan pelampung didapat dari rumus V = S / t, yaitu jarak dibagi rata-rata waktu A = luas penampang (m2)
Debit = {
} x konstanta
={
} x 0,989
={
} x 0,989
= 0,5015 m3/detik x 0,989 = 0,4959 m3/detik = 495,9 lt/detik Jadi, Saluran Sekunder Pijenan Tengah digunakan untuk mengairi 324 Ha sawah, maka saluran tersebut dapat mengairi sawah sebanyak 495,9 lt/detik : 324 Ha = 1,530 lt/detik/Ha. 4. Saluran Gejlig Pitu; salsek (saluran Sekunder) pijenan Kiri Bentuk penampang Irigasi
: Persegi panjang 3 meter
1,1 meter 0,5 meter
Lebar penampang
:3m
Ketinggian penampang basah : 50 cm atau 0,5 m Ketinggian penampang kering: 60 cm atau 0,6 m
19
Total ketinggian saluran
: 1,1 m
Luas penampang basah
: Ketinggain penampang basah x lebar = 0,5 m x 3 m = 1,5 m2 : manual dengan menggunakan pelampung botol dan meteran
Alat ukur
Botol Pelampung
Aliran sungai
Titik awal
15 meter
titik akhir
Panjang sungai yang ditentukan: 15 m Waktu T1= 21,73 detik, T2= 23,78 detik, T3= 22,07 detik, Rerata T= 67,58 detik / 3 = 22,52 detik Nilai
= Bagian botol pocari sweet yang tercelup air : penampang basah = 5 cm : 50 cm = 0,1
Nilai Konstanta Pelampung (C)
=
[
]
√
= 1 – (0,116 √
0,1)
= 1 – (0,116. 0,948. 0,1) = 1 – 0,0109 = 0,989 Debit Air Rumus debit aliran dengan pengukuran menggunakan pelampung (botol aqua bekas) : Q=CxVxA Keterangan: Q = debit aliran (detik)
20
C = Konstanta pelampung V = kecepatan pelampung didapat dari rumus V = S / t, yaitu jarak dibagi rata-rata waktu A = luas penampang (m2)
Debit = {
} x konstanta
={ ={
} x 0,989 } x 0,989
= 0,9991 m3/detik x 0,989 = 0,9881 m3/detik = 988,1 lt/detik B. Pembahasan Pada observasi dalam rangka praktikum perhitungan debit air irigasi yang dilakukan pada tanggal 19 Desember 2015, yang dilakukan di beberapa bendungan yaitu, Bendungan Kamijoro, Bendungan Makam Bulan, Bendungan Pasar Pijenan dan Bendungan Gejlik Pitu telah di dapatkan data perhitungan saluran air irigasi dari dua bendungan yaitu bendungan saluran utama berupa Bendungan Pijenan dan Bendungan Gejlik Pitu. a. Bendungan Kamijoro Bendungan Kamijoro terletak di Pedukuhan kamijoro, tepatnya di Desa Sendangsari, Kecamatan Pajangan, Kabupaten Bantul, D.I.Yogyakarta. Bendungan ini merupakan Bendungan Primer atau Saluran Induk Utama yang mengaliri air yang diambil dari Kali Progo atau Sungai Progo menuju ke bendungan Makam Bulan dan bendungan Gejlik Pitu untuk memenuhi kebutuhan sumber daya air bagi tanaman yang dibudidayakan di 4 kecamatan yakni Pandak, Srandakan, Sanden, dan Kretek yang memiliki 11 desa. Saluran irigasi dari bendungan ini dapat mengaliri area dengan luas sekitar 2300,5 ha. Bendungan Kamijoro sebagai pintu pengambilan sendiri mengambil air dari sungai Progo dengan cara pengambilan lansung atau yang disebut dengan intake. Pada saat observasi diketahui bahwa bendungan ini sedang tidak dapat digunakan dikarenakan curah hujan yang terlalu tinggi yang menyebabkan di Kali Progo banjir sehingga ditakutkannya air yang akan diambil dari pintu pengambilan bendungan akan
21
membawa butiran pasir yang dapat mengendap di sepanjang saluran irigasi sehingga menyebabkan sedimen pasir yang lama-kelamaan akan semakin tinggi dan akhirnya volume penyimpanan air di bendungan ini semakin lama akan semakin menyusut dikarenakan tingginya sedimen yang terbentuk dari butiran pasir yang terbawa oleh air dari sungai Progo. Pada praktikum kali ini fungsi saluran induk atau primer dari bendungan Kamijoro digantikan oleh bendungan Pijenan sebagai saluran induk untuk mengalirkan air menuju bendungan Gejlik Pitu untuk mencukupi kebutuhan air tanaman di setiap masing-masing desa yang akan dialiri oleh air irigasi dari bendungan ini. Di desa yang dialiri oleh air irigasi dari bendungan Kamijoro ini memiliki pola tanam dan musim tanam sesuai dengan ketersediaan air yang telah disediakan pada setiap musimnya. Pada musim tanam 1, umumnya para petani disarankan untuk menanam tanaman padi dikarenakan musim tanam 1 ini dilakukan pada bulan Oktober atau November yang mana merupakan awal dari musim penghujan sehingga dapat memenuhi kebutuhan air dari tanaman padi pada musim ini. Musim tanam 2 dilakukan pada bulan Februari dan petani masih tetap bisa menanam tanaman padi dikarenakan kebutuhan air tanaman padi masih tetap dapat tercukupi oleh air irigasi dan adanya penambahan air dari curah hujan yang masih terjadi pada bulan ini. Pada musim tanam 3 dilakukan pada bulan Juni atau awal dari musim kemarau. Pada musim tanam 3 ini para petani disarankan untuk lebih menanam tanaman yang tahan akan kurangnya kecukupan air dikarenakan ketersidaan air semakin sedikit yang disebabkan kurangnya intensitas curah hujan yang mengakibatkan ketersediaan air menurun. Tanaman palawija yang dapat ditanam oleh petani pada musim ini dapat berupa tanaman kacangkacangan, jagung, tebu dan bero serta tanaman yang bersifat tahan dalam kodisi kekurangan air lainnya. b. Bendungan Makam Bulan Bendungan makam bulan ini merupakan saluran sekunder yang terletak sejauh 2 km dari bendungan kamijoro sebagai saluran primer atau saluran induk. Bendungan irigasi makam bulan memiliki bentuk penampang berupa trapesium. Pada saat obsevasi, diketahui jika bendungan makam bulan ini belum dapat dibuka untuk mengaliri air irigasi menuju ke bendungan ketiga atau tersier yaitu berupa bendungan Gejlik Pitu yang selanjutnya akan mengairi tanaman budidaya warga. Pintu irigasi dari bendungan makam bulan sendiri ditutup dikarenakan bendungan kamijoro yang merupakan saluran
22
induk untuk menyuplai air ke bendungan ini belum dapat dibuka untuk mengairi air yang disebabkan oleh sungai progo yang meluap dikuatirkan akan membawa butiran pasir sehingga mengakibatkan sedimentasi pasir, tidak hanya pada area bendungan kamijoro tetapi juga dapat mengakibatkan sedimen di sekitar area benndungan makam bulan yang menerima suplai air dari bendugan kamijoro. Apabila bendungan makam bulan dibuka untuk mengaliri air irigasi menuju bendungan gejlik pitu dikuatirkan akan menyebabkan masalah yang sama di sepanjang aliran sungainya akan terjadi sedimentasi oleh pasir sehingga akan menurunkan kapasitas penyimpanan air pada bendungannya. Oleh karena benudngan primer kamijoro dan bendungan sekunder makam bulan belum dapat mengairi air irigasi menuju bendungan gejlik pitu maka digunakanlah atau dibukalah pintu irigasi dari bendungan primer atau saluran induk Pijenan sebagai penambah (suplisi) air irigasi menuju bendungan gejlik pitu. c. Bendungan Pijenan Bendungan pijenan adalah salah satu saluran primer atau saluran induk yang berfungsi sebagai penambah air irigasi menuju bendungan gejlik pitu apabila saluran air primer dari bendungan kamijoro tidak dapat mengairi air irigasi menuju bendungan makam bulan dan gejlik pitu. Bendungan ini terletak di Pedukuhan Gesikan, Desa Wijirejo, Kecamatan Pandak, Kabupaten Bantul, D.I.Yogyakarta. Saluran ini mendapatkan air dari sungai bedog yang difungsikan untuk mengairi 4 kecamatan. Pada observasi kali ini, saluran induk pijenan dapat dibuka untuk mengairi air menuju bendungan gejlik pitu sehingga dapat dilakukan pengukuran untuk mengetahui besarnya debit air dari bendungan gejlik pitu ini. Metode yang digunakan untuk mengukur debit air pada bendungan gejlik pitu ini yaitu dengan metode pengukuran debit air secara tidak langsung dengan menggunakan alat pengukur current meter. Hasil yang didapatkan dari pengukuran jumlah putaran dengan waktu putaran selama 1 menit (60 detik) adalah sebanyak 1922 kali dengan kecepatan aliran sebesar 1,8507 m/menit. Bentuk penampang basahnya berupa persegi panjang dengan lebar 2 m dan tinggi penampang basah 90 cm atau 0,9 m serta penampang keringnya setinggi 30 cm atau 0,3 m dengan total ketinggian sebesar 1,2 m, didapatkan pula luas penampang basahnya yaitu sebsar 1,8 m2. Dari data pengukuran dengan menggunakan metode alat current meter ini didapatkan besarnya debit air yang mengalir dari bendungan pijenan ini yaitu sebesar 125,0 lt/detik. Saluran Induk Pijenan digunakan untuk mengairi 2300,5 Ha
23
sawah, maka saluran tersebut dapat mengairi sawah sebanyak 125,0 lt/detik : 2300,5 Ha = 0,0543 lt/detik/Ha. d. Bendungan Gejlik Pitu Bendungan gejlik pitu ini merupakan saluran sekunder yang menampung air irigasi yang berasal dari saluran induk bendungan pijenan. Bandungan ini memiliki pintu pengambilan air irigaasai sesuai dengan namanya yaitu sebanyak 7 pintu. Dari 7 pintu yang terdapat di bendungan gejlik pitu ini hanya 3 pintu saja untuk dihitung debit airnya yang digunakan untuk memenuhi kebuthan air tanaman warga. Adapaun ketiga pintunya yaitu: 1) Pintu pengambilan air gejlik pitu kanan Pada observasi perhitungan debit air didaptkan hasil atau data dari penggunaan alat current meter yaitu waktu putaran selama 5 detik dengan jumlah putaran sebanyak 0,6 putaran dan kecepatan aliran sebesar 0,0926 m/detik. Bentuk penampangnya berupa persegi panjang dengan lebar penampang 2 m dan ketinggian penambang basahnya sebesar 90 cm atau 0,9 m dan tinggi penampang kering sebesar 30 cm atau 0,3 m serta didapatkan total ketinggian penampang sebesar 1,2 m dan luas penampangnya 1,8 m2. Dari data yang didapatkan dari alat ukur current meter tersebut didaptkan perhitungan debit air sebesar 166,68 lt /detik. Pada metode perhitungan dengan menggunakan botol apung haruslah terlebih dahulu ditentukan panjang sungai sebagai acuan pemberhentian botol dengan panjang sekitar 15 meter dengan rerata botol apung bergerak 23,9 detik dan dicari nilai konstanta botol apung senilai
0,11 dan nilai konstanta pelampungnya (C) 0,989 detik. Dari data
tersebut maka didapatkan debit air yang mengalir yaitu 1116 lt/detik.
Jadi, Saluran Sekunder Pijenan Kanan digunakan untuk mengairi 625 Ha sawah, maka saluran tersebut dapat mengairi sawah yang dihitung dengan Current meter 166,68 lt / detik : 625 Ha = 0,266 lt/detik/Ha dan dengan pelampung sebanyak 1116 lt/detik : 625 Ha = 1,7856 lt/detik/Ha. Namun, terdapat hasil yang berbeda jauh dengan menggunakan metode yang berbeda, karena disebabkan kedua alat memiliki tingkat kestabilan yang berbeda. 2) Pintu pengambilan air gejlik pitu tengah Dari pengamatan diketahui bahwa bentuk penampang irigasi dari pintu pengambilan air gejlik pitu tengah berupa persegi panjang dengan lebar penampang
24
yaitu 1,2 m dan ketinggian penampang basahnya 80 cm atau 0,8 m dan ketinggian penampang keringnya yaitu 40 cm atau 0,4 m dan total ketinggian penampang yaitu 1,2 m serta luas penampang basahnya yaitu 0,8 m2. Dari perhitungan yang telah dilakukan dengan menggunakan metode botol apung yang sudah ditentukan panjang titik awal hingga titik akhir botol apung yaitu 10 m dengan rerata waktu sebesar 15,95 detik dan dicari nilai konstanta pelampungnya yaitu dengan nilai
0,125 dan nilai konstanta
pelampung (C) 0,989, sehingga didapatkan besarnya debit air yang mengalir yaitu sebesar 495,9 lt/detik. 3) Pintu pengambilan air gejlik pitu kiri Dari hasil pengamatan didapatkan data berupa bentuk penampang dari bendungan gejlik pitu kiri ini berupa persegi panjang dengan lebar 3 m dan ketinggian penampang basahnya sebesar 50 cm atau 0,5 m dan tinggi penampang keringnya yaitu 60 cm atau 0,6 m sehingga seluruh total ketinggiannya yaitu 1,1 m dengan luas penampang basahnya 1,5 m2. Metode yang digunakan untuk menghitung debit air di pintu pengambilan ini adalah metode botol apung yang ditentukan panjang titik awal menuju titik akhirnya sepanjang 15 m dan didapatkan rerata waktu dari 3 percobaan penghanyutan botol apung sebesar 22,52 detik. Karena menggunakan botol aqua maka harus dicari nilai konstanta pelampungnya yaitu dengan nilai
0,1 dan Nilai Konstanta
Pelampung (C) 0,989. Sehingga dari data tersebut didapatkan debit air yang mengalir yaitu 988,1 lt/detik. Dari semua data perhitungan yang telah diperoleh diketahui bahwa adanya ketidaksesuaian hasil perhitungan antara debit air masukkan yang lebih kecil dan debit air keluarannya yang lebih besar. Namun, perbedaan hasil perhitungan debit air diantara kedua bendungan tersebut tidaklah terlalu signifikan. Hal ini diduga dikarenakan pada saat perhitungan saluran induk pijenan hanya digunakan metode perhitungan mengguanakan alat current meter sedangkan ketiga saluran sekunder gejlik pitu menggunakan metode perhitungan botol pelampung dan hanya saluran skunder pintu pengambilan gejlik pitu kanan yang menggunakan dua metode perhitungan debit air, sehingga dengan adanya perbedaan cara, dimana botol pelampung memiliki nilai konstanta dan tingkat kestabilan yang berbeda-beda yang tidak didaptkan oleh metode pengukuran dengan menggunakan alat current meter sehingga terjadi perbedaan debit air antara bendungan pijenan dan gejlik ptiu.
25
Dengan bedanya debit masukkan dan debit keluaran, saluran ini digunakaan untuk memenuhi kebutuhan air di 4 kecamatan yakni Pandak, Srandakan, Sanden, dan Kretek yang memiliki 11 desa dengan luas area 2300,5 ha. Air yang digunkan sebagai air irigasi haruslah mencukupi kebutuhan air tanaman dari ke- 4 kecamatan tersebut. . Adapun sebelas desa tersebut yakni Desa Trimurti, Poncosari (Kecamatan Srandakan), Caturharjo (Kecamatan Pandak), Murtigading, Gadingsari, Gadingharjo, Srigading (Kecamatan Sanden), Tirtomulyo, Donotirto, Tirtohargo Dan Tirtosari (Kecamatan Kretek) dengan luas area 2300,5 hektar Air yang tersedia didapatkan dari Q kebutuhan tanaman dibagi Q debit atau Q bendung. Dari masing-masing saluran yaitu Saluran Induk Pijenan dengan air irigasi mengalir sebanyak 125,0 lt/detik. Pada Saluran Sekunder Gejlik Pintu atau Salsek Pijenan Kanan dengan air irigasi mengalir sebanyak 166,68 lt / detik dengan menggunakan current meter dan 1116 lt/detik dengan menggunakan pelampung. Pada Saluran Sekunder Gejlik Pintu atau Salsek Pijenan Tengah dengan air irigasi mengalir sebanyak 495,9 lt/detik dengan menggunakan pelampung. Pada Saluran Sekunder Gejlik Pintu atau Salsek Pijenan kiri dengan air irigasi mengalir sebanyak 988,1 lt/detik dengan menggunakan pelampung. Sedangkan untuk kebutuhan air pada bulan Desember ini yang termasuk musim tanam pertama yaitu tanaman padi untuk 2300,5 ha x kebutuhan air (1,5) = 3450 lt/det. Dari saluran tersebut tidak dapat memenuhi kebutuhan air tanaman sehingga terjadi kekurangan air. Namun, untuk menambah kebutuhannya maka dibutuhkan suplisi dari Bendungan Kamijoro namun tidak mengalir karena ditutup. Jika Bendungan Kamijoro di alirkan maka akan lebih dari >3000 lt/ det debit air yang keluar sedangkan untuk kebutuhan air 3450 lt/det. Kurangnya air dapat dipenuhi karena saat ini sedang musim hujan maka dapat dipenuhi oleh suplisi dari air hujan yang dihitung setiap terjadi hujan turun.
V.
PENUTUP
A. KESIMPULAN Berdasarkan hasil observasi dalam rangka praktikum pengukuran debit air yang dilakukan pada tanggal 19 Desember 2015, dapat disimpulkan bahwa: 1. Debit air adalah laju aliran air (dalam bentuk volume air) yang melewati suatu penampang melintang sungai per satuan waktu yang dinyatakan dalam satuan meter kubik per detik ( m3/dt) 2. Sistem irigasi yang terdapat di Bantul memiliki saluran induk utama berupa Bendungan Kamijoro dan saluran induk penambah berupa Bendungan Pijenan dan saluran induk Makam Bulan merupakan saluran sekunder sedangkan Bendungan Gejlik pitu merupakan saluran tersier dari Bendungan Kamijoro dan sekunder dari Bendungan Pijenan. 3. Setiap saluran dari pintu pengambilan memiliki kecepatan dan luas penampang yang berbeda-beda yang menyebabkan perbedaan besarnya debit air yang dikeluarkan, namun hal ini dikarenakan setiap saluran mengairi lahan dengan luas lahan yang berbeda-beda pula. 4. Debit air yang mengalir pada setiap saluran irigasi di Bantul ini tidak memenuhi kebutuhan air tanaman yaitu sebesar 3450 lt/det. Hal itu disebabkan karena bendungan kamijoro dalam kondisi terpenuhi oleh sedimentasi. Tetapi kekurangan tersebut dapat dipenuhi dengan adanya suplisi dari air hujan yang turun. B. SARAN Dengan terus meningkatnya tinggi sedimentasi pasir yang ada di setiap bendungan mengakibatkan kemampuan bendungan dalam menyimpan air menjadi rendah sehingga air yang dapat disimpan lebih sedikit. Apabila kondisi ini terus menerus terjadi maka akan menyebabkan pendistribusian air dari saluran menuju saluran sekunder dan seterusnya akan menjadi berkurang sehingga kebutuhan air tanaman tidak dapat tercukupi pada waktu mendatang. Sebaiknya untuk kelancaran bendungan dalam menyimpan air demi terlaksananya kecukupan air irigasi untuk tanaman warga maka dapat dijaga dan selalu dikontrol kebersihan saluran irigasi dan dapat juga melakukan pengangkatan pasir yang telah menjadi sedimen di dalam bendungan agar kemampuan penyimpanan air dapat lebih optimal.
26
DAFTAR PUSTAKA Asdak, Chay. 2002. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. Bazak, N.N., 1999. Irrigation Engineering. Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, New Delhi. Direktorat Jenderal Pengairan Departemen Pekerjaan Umum Republik Indonesia, 1986, Standart Perencanaan Irigasi, Kriteria Perencencanaan (KP-01, KP-07). Fuad Bustomi, 2000. Simulasi Tujuh Teknik Pemberian Air Irigasi Untuk Padi di Sawah dan Konsekuensi Kebutuhan Air Satu Masa Tanam. Tesis Program Pasca sarjana Program Studi Teknik Sipil UGM, Yogyakarta Harsoyo. 1977. Pengelolaan Air Irigasi. Dinas Pertanian Jawa timur. Lenka, D. 1991. Irrigation and Drainage. Kalyani Publishers, New Delhi. Prastowo, H. 1995. Kriteria Pembangunan Irigasi Sprinkler dan Drip Fateta. IPB. Bogor. Sudjarwadi. 1990. Teori dan Praktek Irigasi. Pusat Antara Universitas Ilmu Teknik, UGM, Yogyakarta. Susanto, E. 2006. Teknik Irigasi dan Drainase. USU Press, Medan.
LAMPIRAN
