1

METODE PERENCANAAN SISTEM IRIGASI AIR

DENGAN CARA

SISTEM IRIGASI PANCARAN ( SPRINGKLE IRRIGATION )

DAN SISTEM IRIGASI TETESAN ( DRIP IRRIGATION )

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SUMATRA

UTARA

TAHUN AJARAN

2012/2013

1

2

SISTEM IRIGASI PANCARAN ( IRRIGATION

SPRINGKLE )1. Umum

Secara garis besar, Schwab et al. (1981) membagi pengairan ke dalam

empat cara, yaitu: 1) pemberian air di permukaan tanah (surface irrigation),

Pemberian air di permukaan tanah meliputi penggenangan (flooding),

biasanya di persawahan, dan pemberian air melalui saluran-saluran (furrow

irrigation) dan dalam barisan tanaman (corrugation irrigation).2) pemberian

air di bawah permukaan tanah (subsurface irrigation), Pemberian air di

bawah permukaan tanah dilakukan dengan menggunakan pipa (tiles) yang

dibenamkan ke dalam tanah. Pemberian air di permukaan dan di bawah

permukaan tanah disebut juga pengairan gravitasi, karena air dialirkan

berdasarkan gaya berat air 3) penyiraman (sprinkle irrigation), dan

Pemberian air dengan cara penyiraman mancakup oscillating sprinkler dan

rotary sprinkler, semuanya disebut juga overhead irrigation karena air

diberikan 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. 4)

irigasi tetes (drip or trickle 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.

2. Sistem Irigasi Sprinkler

2.1 Definisi

Sistem Sprinkler

Irigasi Sprinkler (Sprinkler or spray Irrigation) adalah suatu metode

pemberian air keseluruh lahan yang akan diirigasi dengan menggunakan pipa

yang bertekanan melalui

nozzle. Sistem sprinkler dapat diklasifikasikan menjadi system permanent

(Fixed/solidset), portable dan semi portable (hand move atau mechanical

move), traveling irrigator

(gun atau boom), center pivot atau linear move

2

3

Keutamaan

Irigasi Sprinkler adalah suatu system irigasi yang fleksibel dimana

selain dapat

digunakan untuk menyiram tanaman juga dapat digunakan untuk

pemupukan dan

pengobatan dan untuk menjaga kelembaban tanah dan mengontrol kondisi

iklim agar

sesuai bagi pertumbuhan tanaman.

Adopsi dari system sprinkler ini tergantung pada keuntungan ekonomis

dan

lingkungan yang akan didapatkan dibandingkan dengan system irigasi yang

lain. Sistem

sprinkler sekarang ini digunakan untuk berbagai jenis tanaman terutama

komoditas

yang bernilai tinggi seperti buah-buahan, sayuran dan digunakan pada

berbagai jenis

lahan dan topografi.

Keuntungan Irigasi Sprinkler

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.

Dapat mengontrol pemberian air pada tanaman sehingga dapat

mengurangi

tingkat pertumbuhan tanaman yang vegetatif dan memperbesar peluang

tanaman untuk tumbuh secara generatif dimana akan meningkatkan

produktivitas hasil panen.

Desain dapat dirancang secara fleksibel sesuai dengan jenis

tanaman, tenaga

kerja yang tersedia dan penghematan energi

Dapat dilakukan fertigation atau pemberian nutrisi tanaman melalui

system

irigasi

3

4

Dapat digunakan untuk mengontrol iklim bagi pertumbuhan tanaman

Dapat menjaga tanah tetap lembut agar cocok bagi pertumbuhan

seedling

(persemaian)

Mempercepat perkecambahan dan penentuan panen

Kerugian Sistem Sprinkler

Memerlukan biaya investasi yang tinggi

Keseragaman distribusi air dapat terus menurun seiring dengan waktu

Angin sangat berpengaruh atas keseragaman distribusi air

Dapat mengakibatkan kanopi tanaman lembab dan mendatangkan

penyakit

tanaman

Dapat merusak tanaman muda pada saat air disiramkan

2.2 Jenis-Jenis Sistem Sprinkler

Sistem sprinkler dapat diklasifikasikan menjadi system permanent

(Fixed/solid

set), portable dan semi portable (hand move atau mechanical move),

traveling irrigator

(gun atau boom), center pivot atau linear move

a. Sistem permanent (Fixed/Solid Set)

Solid Set Sistem adalah sebuah system Irigasi Sprinkler dimana

jaringan pipa

dan sprinkler ditempatkan secara permanent pada lahan. Biasanya jarak

antar pipa

sama dengan jarak antar sprinkler sehingga menimbulkan jarak yang bujur

sangkar

(square spacing). Pipa dapat dikubur di dalam tanah (biasanya PVC atau besi)

atau

dapat juga berjenis alumunium dan dapat dipindahkan.

4

5

Gambar 1. Desain dan Aplikasi Solid Set Sistem Irigasi Sprinkler

b. portable dan semi portable (hand move atau mechanical move),

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 9-24 m setiap bagian. Pipa lateral biasanya

berdiameter 50 mm

s/d 125 mm, dapat diangkat atau dipindahkan dengan mudah. Cara

operasinya pipa

lateral dipindah dari satu bagian ke bagian lain dengan tenaga manusia

dengan melepas sambungan pada pipa utama. Berpindahnya pipa lateral

tergantung pada set

time. Untuk areal yang lebih luas dapat digunakan lebih dari satu pipa lateral.

5

6

Gambar 2.

Gambar 2. system portable dengan menggunakan dua buah pipa

lateral

Side Roll

Sistem Side roll atau biasa disebit juga Wheel roll seperti terlihat pada

gambar,

terdiri dari sebuah lateral, biasanya panjangnya 1,25 mil; Pipanya berperan

seperti

sebuah poros sumbu. Pipa berdiamater antara 4-5 inci.; dan roda

berdiameter 4-10

kaki. System ini mampu mengairi lahan seluas 60x90 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

6

7

ini tidak direkomendasikan untuk topografi lahan yang mempunyai

kemiringan lebih

dari 5 persen.

Gambar 3. Desain dan Aplikasi Side Roll System

c. Traveling Big Gun

Sistem Traveling Big Gun menggunakan sprinkler berkapasitas besar

(diameter 3/4 sampai 1,5 inci) dan bertekanan besar (90 -125 PSI) untuk

melemparkan air ke tanaman (radius 175-350 kaki). Traveling 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. Gun 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.

Gambar 4. Aplikasi

Traveling Big Gun

7

8

d. Center pivot atau Linear move

Center Pivot

Pada system ini mesin yang digunakan terdiri dari pipa lateral dari baja

galvanisyang berputar dalam satu sumbu dari luas areal yang diairi. Pipa

lateral mensuport airdari ketinggian 3 m diatas tanah dipegang oleh frame

baja dan kabel-kabel. Jarak antara frame rata-rata 30 m, panjang pipa lateral

bervariasi 150-600 m.air disuplai ke pusat pivot melalui pipa utama

menyilang lapangan atau dari sumur yang berlokasi dekat pivot, kemudian

didistribusi melalui swivel joint ke lateral dan sprinkler. Ketika mengairi, pipa

lateral berputar secara kontinyu. Pembasahan radius lapangan bisa

mencapai 100 ha, tergantung juga panjang pipa lateral yang ada. Satu

putaran membutuhkan 1- 100 jam tergantung dari letak puncak air yang

dipakai. Lambatnya putaran pipa lateral berarti lebih banyak air yang

digunakan.

Gambar 5. Desain dan Aplikasi Center Pivot

Linear Move

Sistem irigasi Linear Move (sering disebut juga lateral move) dibangun

dengan cara yang sama seperti center pivot. 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 pivot 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 pivot.

8

9

Gambar 6.

Gambar 6. Desain dan

Aplikasi Linear Move

3.3. Desain Sistem Stationary Big Gun

3.3.1. Definisi

Sistem ini dapat digunakan untuk berbagai pada berbagai aplikasi

sistem irigasi.

Sistem ini terdiri dari pompa dan pipa mainline. Keuntungan dari sistem gun

ini adalah

memberikan aplikasi debit (flow rate) yang lebih besar dan diameter basahan

yang lebih besar pula sehingga kebutuhan akan tenaga kerja dapat

dikurangi. Gun memiliki ukuran nozzle berkisar antara 0,5 sampai 2 inci dan

beroperasi baik pada tekanan 50 sampai dengan 120 PSI. Gun sprinkler

biasanya mempunyai tingkat application Rate yang tinggi.

Gambar 7. Salah Satu contoh Lay Out Stationary Big Gun

9

10

Keuntungan:

Memiliki lebih sedikit benda mekanik sehingga mengurangi mal fungsi

Masalah plugging lebih sedikit karena ukuran nozzle lebih besar

Lebih fleksibel untuk diaplikasikan pada berbagai bentuk lahan

Kebutuhan akan pipa jauh lebih sedikit

Kebutuhan akan tenaga kerja jauh lebih sedikit

Kelemahan:

Biaya investasi tinggi

Pola aplikasi air mudah dipengaruhi oleh angin

Memiliki kecenderungan untuk mengaplikasikan air lebih besar dari

kebutuhannya.

Figure 8. Gun sprinklers use large diameter

nozzles to discharge high flow rates at high

pressures.

Sistem gun memerlukan input energi yang lebih

besar karena operasi tekanan yang

lebih besar.

3.3.2. Komponen-komponen Dasar dari Sistem Gun

a. Gun Nozzle

Gun sprinkler memiliki ukuran nozzle, debit, tekanan dan diameter

basahan

yang lebih besar daripada sprinkler biasa. Seperti terlihat pada tabel dibawah

ini

Table 1. General Flow Rates and Coverage Diameters for Big Gun Sprinklers.

Nozzle size is in inches. Flow rate is gallons per minute (G P M). Operating

pressure is in pounds per square inches (P S I). Coverage diameter (D I A) is

in feet (f t)

10

11

Berbagai jenis sprinkler dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

b.

Riser

Riser adalah pipa berdiameter kecil yang menghubungkan sprinkler

dengan

lateral. Ukuran pipa berkisar antara 12-25 mm tergantung dari ukuran

sprinkler itu

sendiri. Riser dan sprinkler ini dihubungkan dengan menggunakan sekrup

yang

menyusup. Tinggi dari pipa riser ditentukan agar sprinkler dapat beroperasi

diatas

canopy tanaman. Riser dipasang pada lateral di coupler pipa.

c. Pipa lateral

11

12

Pipa lateral adalah pipa yang berfungsi untuk mengantarkan air dari

pipa utama ke komponen sprinkler. Pipa ini juga dapat diletakkan permanent

atau portable dan terbuat dari bahan yang sama seperti pipa utama dengan

ukuran yang lebih kecil.

d. pipa utama

Main line (pipa utama) adalah pipa yang berfungsi menghantarkan air

dari

pompa ke pipa lateral. Dalam prakteknya pipa utama adalah berupa pipa

yang dapat

ditempatkan permanent di atas medan, atau pada beberapa kasus ada yang

ditempatkan di bawah tanah, dan ada juga yang dibuat mudah diangkat

(portable)

sehingga mudah dipindah dari satu lapangan ke lapangan lainnya.

e. Pipa sub utama

Sama halnya pipa utama pipa ini berfungsi menghantarkan air ke pipa

lateral,

namun hanya diperlukan apabila jaringan pipa utama cukup sulit untuk

langsung

menjangkau pipa lateral secara langsung. Berbagai kriteria atau persyaratan

yang diperlukan dalam memilih pipa mainline atau lateral adalah sebagai

berikut:

Pemilihan pipa lateral harus memperhitungkan jumlah sprinkler yang akan

dipasang sepanjang lateral sehingga perbedaan antar tekanan sprinkler tidak

melebihi 10 persen dari operasi tekanan sprinkler.

12

13

* Based on using one Class 160 lateral pipe size.

Ukuran pipa dipilih agar kecepatan aliran tidak melebihi 5 fps (feet per

second)

Table 2 memberikan gambaran maximum flow rate pada berbagai ukuran

pipa.

13

14

f. pengatur tekanan/ aliran /valve and coupler

g. pompa

Pompa berfungsi untuk menyalurkan air dari sumbernya (reservoir,

sungai, sumur/air tanah) kemudian menyalurkan ke system irigasi melalui

komponenkomponen

system irigasi sprinkler lainnya. Pompa digerakkan dengan unit tenaga mesin

pembakaran dalam suatu motor listrik.

3.2. Prinsip Hidrolika dalam Perencanaan Sistem Sprinkler

3.2.1 Hidrolika Dasar

Hidrologi dasar merupakan ilmu yang mempelajari mengenai

pergerakan air dari satu lokasi ke lokasi lainnya. Air bergerak dari atas ke

bawah, atau lebih tepatnya, air mengalir dari tempat yang memiliki energi

tinggi ke tempat yang memiliki energi lebih rendah. Energi ini disebut

dengan Energi Potensial (Ep). Sementara itu jenis Energi Potensial yang lain

adalah tekanan. Kedua jenis Energi Potensial ini memiliki hubungan sebagai

berikut: 1 PSI = 2,31 Feet

Pada Sistem Irigasi Sprinkler, air berasal dari tempat yang bertekanan

tinggi lalu keluar dari lubang nozzle dimana dimana tekanannya berubah

menjadi nol. Energi tersebut tidak hilang tetapi berubah menjadi kecepatan

aliran air yang disebut dengan Energi Kinetik. Hubungan antara kedua energi

14

15

tersebut, dirumuskan ke dalam sebuah persamaan yang disebut dengan

persamaan Bernaulli:

H = V2/2g + p/w + y

Dimana :

H = energi air

V = kecepatan aliran air

G = percepatan gravitasi

W = berat air per unit volume air

Y = elevasi

Salah satu prinsip energi menyebutkan bahwa energi tidak dapat

dihilangkan namun dapat berubah bentuk ke bentuk energi lainnya. Sehingga

suatu massa air yang bergerak tidak dapat hilang energinya namun dapat

berkurang akibat adanya friction loss. Hubungan aliran energi pada satu

tempat (A) ke tempat lain (B) dan friction loss adalah sebagai berikut:

Ha = Hb + hf

Friction loss terkait erat dengan aliran air dalam pipa dan tingkat

kekasaran dinding pipa. Semakin tinggi kecepatannya maka semakin tingggi

pula friction loss. Dan semakin kasar dinding dalam pipa maka semakin tinggi

pula kehilangan energi akibat friction loss. Friction Loss dihitung dengan

formula Hazen-Williams sebagai berikut:

Dimana:

hf = friction loss sepanjang pipa lateral (m)

L = panjang pipa (m)

D = Diameter pipa

Q = debit total sepanjang pipa lateral (L/det)

CHW= koefosien Hazwn-Williams

Sedangkan Q dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:

Q = 5,163 x 10-6 C D2,63 S0,54 (Bouthillier, 1981)

Dimana :

15

16

Q = Flow rate l/min

C = konstanta C = 130 untuk pipa alumunium

D = diameter dalam mm

S = head loss dalam m/km

Untuk mendapatkan actual Head loss

dalam lateral, Head loss dalam pipa

harus

dikalikan dengan value dari f pada

tabel dibawah ini.

16

17

Tabel 4. “F” Nilai pengali dengan Friction loss untuk mendapatkan actual loss

pada

sepanjang pipa lateral.

Pada pipa lateral, diameter pipa harus dipilih sedemikian rupa

sehingga friction loss ditambah dengan adanya perubahan elevasi sepanjang

pipa lateral tidak lebih besar perbedaannya sebanyak 20% dari rata-rata

tekanan yang dibutuhkan masingmasing sprinkler (Withers, 1980).

Berdasarkan catatan Prof. Penkava, perbedaan maksimal dari tekanan yang

dibutuhkan setiap sprinkler antara sprinkler pertama dengan sprinkler

terakhir tidak lebih dari 5 PSI. Untuk mengitung perbedaan tekanan (energi)

sepanjang lateral dapat menggunakan prinsip energi dan hubungannya

dengan friction loss seperti disebutkan diatas. Dimana energi air yang

mengalir sepanjang pipa adalah tekanan (pressure) dan debit (flow rate). Jika

energi disalah satu ujung pipa telah diketahui maka kita dapat mengetahui

energi diujung pipa lainnya dengan menguranginya dengan friction loss. Pada

prinsipmya, Friction loss ditambah dengan energi kinetik air akan sama

dengan energi air pada ujung pipa.

Tekanan

Tekanan adalah ukuran dari energi yang diperlukan untuk operasi

system sprinkler. Lebih spesifik adalah menentukan suatu gaya yang bekerja

secara merata pada suatu luas permukaan yang diukur dalam Newton per

meter persegi (N/m2). Tekanan juga sering dinyatakan dalam bar. 1 bar =

100 kN/m2. untuk suatu system rotary sprinkler dengan skala kecil biasanya

dioperasikan pada tekanan 300 kN/m2 atau 3 bar. Satuan lain dari ukuran

tekanan adalah dalam pon per inchi kuadrat (Pon Per Square Inch/PSI) untuk

imperial unit dan kilogram per centimeter persegi untuk unit eropa.

Discharge atau Debit

17

18

Kecepatan aliran air dalam pipa disebut velocity, yang diukur dalam

meter per detik (m/dtk). Debit adalah volume air yang mengalir sepanjang

pipa setiap detik yang diukur dalam meter kubik perdetik (m3/dtk). Debit

aliran dalam pipa diukur menggunakan pengukuran aliran (flow meter).

Dengan mencatat waktu yang diperlukan didapat perhitungan debit sebagai

berikut:

3.3.2.2. Energi Air untuk menggerakkan Sistem Irigasi Sprinkler

Gravity Flow Water System

Pompanisasi

18

19

Bila kita melihat suatu pompa sebagai sebuah mesin, maka kita

melihat bagaimana mesin pembakaran dalam (internal combustion engine)

atau motor listrik yang ada dalam pompa merubah energi mekanik yang

dihasilkan menjadi energi air. Dalam sistem sprinkler untuk irigasi

penyediaan energi berdasarkan tekanan dan debit yang diperlukan untuk

mendistribusi air ke dalam pipa utama (mainline) dan pipa lateral untuk

dipencarkan ke areal irigasi. Pompa yang paling umum digunakan untuk

sistem sprinkler adalah pompa tipe centrufugal. Kinerja pompa centrifugal

direncanakan dengan kecepatan konstan, dimana kinerja pompa dapat

ditampilkan dari:

Tekanan dan debit

Kebutuhan tenaga

Efisiensi

Perhitungan dalam pemilihan pompa

Membuat sketsa pompa dan lay out pemipaan

Menentukan kapasitas

Menentukan tinggi tekan total

Mengkaji kondisi cairan yang dipompa

Memilih kelas dan jenis pompa

A pump must provide the required flow at the pressure needed to

deliver the water to the application devices (e.g., sprinkler heads).

3.3.4. Operasional Sistem Sprinkler

a. Distribusi Air dan sprinkler spacing

Untuk mendesain suatu sistem sprinkler terutama rotary sprinkler yang

menghasilkan irigasi secara merata untuk semua bagian yang dibasahi

adalah sangat sulit. Normalnya dalam penggunaannya hanya bagian

permukaan yang merata sedangkan pola distribusi yang terjadi berbentuk

seperti segitiga (triangle) seperti terlihat pada gambar. Agar distribusi lebih

merata, beberapa sprinkler dapat dioperasikan secara bersama-sama dan

didistribusi secara saling menindih (overlapping), lihat gambar. Penentuan

jarak diantara sprinkler satu dengan yang lain untuk overlaping yang baik

harus 65% dari diameter basah.

19

20

Gambar

Gambar Areal Basahan (Wetted Area) dari sprinkler tanpa overlap

b. application rate

Application Rate (Ar) adalah jumlah rata-rata air yang dapat

disampaikan ke tanah ketika sprinkler beroperasi. Ar diukur dalam mm per

jam atau inches per hour.

Rumus dari Ar adalah sebagai berikut :

Ar = Application Efficiency (Ea) × Precipitation rate (Pr)………………………. (1)

20

21

Dimana

Nilai application eficiency dari setiap sprinkler bervariasi dari

60% to 80%, atau rata-rata 70%

The Precipitation Rate (Pr) adalah jumlah air rata-rata yang

dikeluarkan dari ebuah nozzle untuk menutupi areal yang akan dibasahi oleh

sebuah nozzle Precipitation rate dapat dihitung dengan menggunakan

formula sebagai berikut:

Tingkat Infiltrasi

Application rate harus selalu lebih kecil dari rate pada kondisi

kemampuan tanah menyerap air (infliltration rate). Ini dilakukan untuk

mencegah pengaruh aliran permukaan (run off) yang terjadi dan

kemungkinan erosi tanah. Jumlah air yang dapat diserap oleh tanah disebut

dengan infiltration rate. Ir ditentukan oleh beberapa hal, terutama oleh

tekstur tanah itu sendiri. Dibawah ini adalah petunjuk mengenai tingkat

infiltrasi yang mungkin terjadi pada beberapa jenis tekstur tanah.

21

22

c. kebutuhan air tanaman (root zone, ET)

Ketersediaan air bagi tanaman dipengaruhi oleh hujan, air irigasi,

drainase, perkolasi dan evapotransporasi. Kebutuhan air tanaman merupakan

evapotranspirasi (Et) adalah merupakan kombinasi dari transpirasi tanaman

ditambah evaporasy dari permukaan tanah. Et dapat diukur dengan

menggunakan beberapa metode seperti metode Thornthwaite (1948),

Penman (1956), serta Blaney dan Criddle (1962). Parameter-parameter

penduga kebutuhan air yang digunakan antara lain adalah iklim, tanah, dan

faktor tanaman (kc)

d. Set time dan Penjadwalan Irigasi

Set time adalah waktu yang diambil untuk sprinkler dalam mengirigasi

areal dalam satu posisi. Set time tergantung pada application rate dan irigasi

yang diperlukan. Menyesuiakan set time dengan kedalaman air irigasi yang

diperlukan dengan application rate dilakukan agar didapat pengoperasian

sistem yang bagus sehingga dapat memaksimalkan air yang dapat disimpan

pada kedalaman akar yang diperlukan tanaman.

Set Time = Irrigation Need / Application Rate

Penjadwalan pengairan adalah proses untuk menentukan kapan untuk

mengairi lahan dan seberapa banyak air yang disiramkan. Penjadwalan

dipengaruhi oleh desain sistem, perawatan dan pengoperasian sistem serta

ketersediaan air. Tujuan penjadwalan penyiraman adalah untuk

mengaplikasikan air hanya untuk keperluan tanaman saja dengan telah

memperhitungkan evaporasi, run off dll.

e. Angin

Pancaran air dari sprinkler sangat mudah ditiup oleh angin dan ini

dapat mengurangi pola pembasahan areal secara uniform. Untuk mengurangi

pengaruh dari angin, sprinkler dapat dioperasikan secara bersama-sama

(serentak). Hubungan pengaruh dari kecepatan angin yang terjadi pada

22

23

sepanjang jarak dari penyemprotan dan diameter lingkaran basah yang

terjadi diberikan pada tabel dibawah ini.

3.3.5 Tahapan Desain Sistem Sprinkler

Desain irigasi sprinkler dilakukan dengan mengikuti diagram alir

prosedur desain seperti pada Gambar 2. Tahapan desain tersebut adalah

sebagai berikut:

a. Menyusun nilai faktor-faktor rancangan, yang meliputi sifat fisik

tanah, air tanah tersedia, laju infiltrasi, evapotranspirasi tanaman, curah

hujan efektif, dan kebutuhan air irigasi.

b. Menyusun rancangan pendahuluan, mencakup pembuatan skema

tata letak (layout) 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

langkah/penyelesaian yang dapat dilakukan adalah

(a)modifikasi tata letak,

(b) mengubah diameter pipa dan atau

(c) mengganti spesifikasi sprinkler.

d. Finalisasi (optimalisasi) tata letak.

e. Perhitungan total kebutuhan tekanan (total dynamic head) dan

kapasitas sistem,berdasarkan desain tata letak yang sudah final serta

dengan mempertimbangkankarakteristik hidrolika pipa yang digunakan.

23

24

f. Penentuan jenis dan ukuran pompa air beserta tenaga/mesin

penggeraknya. Perhitungan rancangan hidrolika sub unit merupakan tahapan

kunci dalam prosesdesain irigasi sprinkler. Persyaratan hidrolika jaringan

perpipaan harus dipenuhi untuk mendapatkan penyiraman yang seragam

(nilai koefisien keseragaman/coefficient of uniformity harus > 85 %).

Mengingat jumlah dan spesifikasi sprinkler maupun jenis dan diameter pipa

yang sangat beragam, makatahapan rancangan hidrolika sub unit harus

dilakukan dengan metoda coba-ralat.

24

25

Sistem Irigasi Tetes (Trickle Irrigation)

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.

Alat dengan konsep menarik ini didesain oleh seorang desainer asal Melbourne bernama Edward Linacre. Konsep irigasi Tetesan Air (airdrop irrigation) ini lahir dari pengalaman Australia yang memiliki kondisi lahan pertanian yang juga memiliki banyak tantangan.

Hillel (1982) mendefiniskan irigasi tetes sebagai pengaliran air secara perlahan dalam bentuk tetesan yang berlainan, tetesan yang terus menerus, cucuran yang kecil atau spray mini melalui peralatan mekanik yang dinamakan emiter yang terletak pada titik-titik tertentu sepanjang aliran air.

Beberapa keuntungan, dari sistem irigasi tetes adalah :1. Pengelolaannya mudah, semprotan hama, panen, pemangkasan dan sebagainya dapat dikerjakan pada saat yang sama dengan irigasi, yang sangat besar manfaatnya untuk kebun buah-buahan.2. Mengurangi tenaga kerja, hal ini penting bagi negara-negara yang sulit untuk memperoleh tenaga kerja di lahan dan sangat mahal.3. Dapat mengontrol air dan pupuk, dimana jumlah air, pupuk dan frekuensi pemakaian dapat dikotrol dengan sistem ini. Irigasi ini dapat mengontrol jumlah air dan pupuk pada daerah akar dan sekitarnya sehingga pertumbuhannya meningkat. Peningkatan sampai 10-20% hasil panen dan 20 –30% penghematan air dapat diharapkan dar penggunaan irigasi tetes ini (Turner, 1984).4. Kehilangan air akibat perkolasi dan evaporasi berkurang, karena air langsung diberikan dekat dengan tanaman yang menyebabkan basah di daerah perakaran

25

26

saja. Sehingga penguapan air sangat efisien dan peningkatan penggunaan efektivitas air dapat tercapai.

5. Mudah mengendalikan hama penyakit, gulma, bakteri dan jamur, karena sebagian saja tanah yang basah, sedang di daerah lainnya tetap kering yang menyebabkan tanaman pengganggu sulit untuk tumbuh dan berkembang (Scwab, 1981)6. Dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas hasil panen, sebagai akibat dari kemampuan irigasi tetes dalam memelihara tanah agar tetap lembab pada daerah perakaran. Irigasi ini sangat baik untuk tanaman buah-buahan yang mempunyai nilai ekonomis yang tinggi, seperti : apel, tomat, jeruk, anggur, arbei dan sebagainya. Namun, tidak praktis dan ekonomis untuk tanaman yang ditanam secara rapat, seperti padi-padian.

Disamping keuntungan tersebut, irigasi tetes juga mempunyai beberapa kelemahan, diantaranya :1. Sensitif terhadap penyumbatan, masalah yang paling besar dari sistem irigasi ini adalah penyumbatan pada emiter. Partikel pasir, liat, sampah, lapisan endapan bahan kimia dari pupuk dan bahan organik yang dapat menyumbat aliran dari pemancar.2. Perkembangan akar terbatas, karena irigasi tetes memberikan air hanya pada sebagian volume tanah,maka akar tanaman akan terkonsentrasi pada daerah pembasahan saja (Turner, 1984).3. Biaya investasi mahal.4. Dibutuhkan tenaga kerja yang mempunyai keahlian untuk dapat merancang, mengoperasikan dan memelihara peralatan penyaringan dan peralatan irigasi tetes.5. Akumulasi garam di dekat daerah perakaran. Bila garam yang tidak larut tertinggal di dalam tanah, karena air yang digunakan oleh tanaman, pengendapan yang paling banyak adalah di daerah perakaran. Apabila hujan membilas garam dekat permukaan ke dalam daerah perakaran dapat

mengakibatkan kerusakan yang hebat pada tanaman (Hansen, 1979)

26

27

27