BAB II TINJAUAN PUSTAKA

D3 TEKNIK SIPIL POLITEKNIK NEGERI BANDUNG

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Definisi Irigasi

Irigasi adalah usaha untuk mendapatkan dan mendatangkan air untuk keperluan pertanian (sawah, ladang, kebun, tambak dsb.), membagi air secara merata kepada daerah yang memerlukan, serta mebuang air (kelebihan) yang tidak diperlukan lagi setelah dipergunakan sebaik-baiknya.

2.2 Fungsi Pokok Dan Klasifikasi Jaringan Irigasi

Suatu jaringan irigasi sebetulnya mempunyai empat macam fungsi pokok yang harus dipenuhi, yaitu : a.

Mengambil air dari sumbernya, biasanya berasal dari mata air, sungai, danau atau akuifer

b.

Membawa air dari bangunan pengambilan ke petak – petak (tersier)

c.

Membagikan air ke petak-petak sawah

d.

Mengalirkan kelebihan air kesaluran pemutus, yang biasanya dipakai saluran alam atau sungai. Secara umum jaringan irigasi dapat dibedakan menjadi tiga klasifikasi.

Pembedaan ini tidak begitu tajam, dan kadang-kadang sukar untuk menentukan termasuk golongan mana suatu jaringan. Bahkan didalam satu jaringan, irigasi dapat dianggap termasuk dalam berbagi klasifikasi. Tiga klasifikasi jaringan irigasi adalah : a.

Jaringan Irigasi Sederhana Jaringan irigasi sederhana adalah jaringan irigasi yang mempunyai bangunan

pengambilan air dan bangunan-bangunan lainnya bersifat sementara atau tidak permanen. Persedian air pada jaringan ini tidak diukur dan diatur. b.

Jaringan Irigasi Semi-Teknis Jaringan irigasi semi-teknis adalah jaringan irigasi yang mempunyai

bangunan pengambilan air yang permanen, tetapi belum terdapat bangunanbangunan pelengkap yang dapat menjalankan pembagian air secara teratur.

Imam Nurhibam, dan Rico Cokro Triadi, Perencanaan Saluran Induk…… II - 1


c.

Jaringan Irigasi Teknis Jaringan irigasi teknis adalah jaringan irigasi yang mempunyai pengambilan

air, saluran pembawa dan pembuang serta bangunan pelengkap lainnya, yang digunakan untuk mengairi lahan pertanian secara teratur. dapat

2.3

Susunan Daerah Irigasi Susunan daerah irigasi sangat bergantung dari tujuan, sumber air, cara

pengambilan air, cara membawa air, cara pemberian air dan cara membagi

bagikan airnya. Namun secara umum adalah sama dan yang berbeda adalah bentuk-bentuk atau jenis bangunannya. Secara umum susunan suatu daerah

irigasi, yang sering juga disebut jaringan irigasi terdiri dari dua bagian utama yaitu: 2.3.1 Petak Irigasi Seluruh daerah pertanian yang akan/direncanakan akan dialiri disebut petak irigasi. Selanjutnya petak irigasi diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama, masing-masing terdiri dari dua tingkatan, yaitu : a. Jaringan Utama (Main System), terdiri petak primer dan petak sekunder. b. Jaringan Tersier ( Sub System ), terdiri dari petak tersier dan petak kuarter. 2.3.1.1 Petak Primer Petak primer terdiri dari beberapa petak sekunder yang mengambil langsung air dari saluran primer. Petak primer dilayani oleh satu saluran primer yang mengambil air langsung dari bangunan penyadap. Daerah di sepanjang saluran primer sering tidak dapat dilayani dengan mudah dengan cara menyadap air dari saluran sekunder. Apabila saluran primer melewati sepanjang garis tinggi daerah saluran primer yang berdekatan harus dilayani langsung dari saluran primer. 2.3.1.2 Petak Sekunder Petak sekunder terdiri dari beberapa petak tersier yang kesemuanya dilayani oleh satu saluran sekunder. Biasanya petak sekunder menerima air dari bangunan bagi yang terletak di saluran primer atau sekunder. Batas-batas petak sekunder ada urnumnya berupa tanda topografi yang jelas misalnya saluran drainase. Luas petak sukunder dapat berbeda-beda tergantung pada kondisi topografi daerah yang bersangkutan. Imam Nurhibam, dan Rico Cokro Triadi, Perencanaan Saluran Induk…… II - 2


Saluran sekunder pada umumnya terletak pada punggung mengairi daerah di sisi kanan dan kiri saluran tersebut sampai saluran drainase yang membatasinya.

Saluran sekunder juga dapat direncanakan sebagai saluran garis tinggi yang mengairi lereng-lereng medan yang lebih rendah.

2.3.1.3 Petak Tersier dan Kuarter Perencanaan dasar yang berkenaan dengan unit tanah adalah petak tersier, yaitu pembagian seluruh daerah irigasi menjadi satuan-satuan areal yang kecil.

Petak ini menerima air irigasi yang dialirkan dan diukur melalui bangunan sadap yang terletak disepanjang saluran pembawa. Di petak tersier ini pambagian tersier

air, eksploitasi dan pemeliharaannya menjadi tanggung jawab para petani pemakai air dibawah bimbingan pemerintah. Oleh karena itu ukuran petak ini tidak boleh terlalu besar, agar pembagian airnya efisien. Biasanya untuk daerah pertanian yang ditanam padi luas petak ideal adalah antara 50 – 100 ha. Selanjutnya satu petak tersier dibagi-bagi lagi menjadi beberapa petak kwarter dengan luas antara 8-15 ha. Petak-petak inilah yang menerima air irigasi langsung dari saluran yang telah dibagi melalui box-box tersier/kwarter. Saluran ini disebut saluran kwarter. 2.3.2 Bangunan Irigasi Sesuai dengan tujuannya, untuk mendatangkan, membawa, membagi, dan membuang kelebihan air irigasi, diperlukan prasarana dan sarana yang berbentuk bangunan-bangunan irigasi yang disebut jaringan irigasi. Adapun bangunan irigasi terdiri dari : 2.3.2.1 Bangunan Utama Bangunan utama dimaksudkan sebagai penyadap dari suatu sumber air untuk dialirkan ke seluruh daerah irigasi yang dilayani. Berdasarkan sumber airnya, bangunan utarna dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori, (1) bendung, (2) pengambilan bebas, (3) pengambilan dari waduk, dan (4) stasiun pompa. a. Bendung Bendung adalah adalah bangunan air dengan kelengkapannya yang dibangun melintang sungai atau sudetan yang sengaja dibuat dengan maksud untuk Imam Nurhibam, dan Rico Cokro Triadi, Perencanaan Saluran Induk…… II - 3


meninggikan elevasi muka air sungai. Apabila muka air di bendung mencapai elevasi tertentu yang dibutuhkan, maka air sungai dapat disadap dan dialirkan

secara gravitasi ke tempat-ternpat yang mernerlukannya. Terdapat beberapa jenis bendung, diantaranya adalah (1) bendung tetap (weir), (2) bendung gerak

(barrage) dan (3) bendung karet (inflamble weir). Pada bangunan bendung biasanya dilengkapi dengan bangunan pengelak, peredam energi, bangunan pengambilan, bangunan pembilas , kantong lumpur dan tanggul banjir.

b. Pengambilan bebas Pengambilan bebas adalah bangunan yang dibuat ditepi sungai menyadap air

sungai untuk dialirkan ke daerah irigasi yang dilayani. Perbedaan dengan bendung adalah pada bangunan pengambilan bebas tidak dilakukan pengaturan tinggi muka air di sungai. Untuk dapat mengalirkan air secara, gravitasi muka air di sungai harus lebih tinggi dari daerah irigasi yang dilayani. c. Pengambilan dari waduk Salah satu fungsi waduk adalah menampung air pada saat terjadi kelebihan air dan mengalirkannya pada saat diperlukan. Dilihat dari kegunaannya, waduk dapat bersifat eka guna dan multi guna. Pada urnumnya waduk dibangun memiliki banyak kegunaan seperti untuk irigasi, pernbangkit listrik, peredam banjir, pariwisata, dan perikanan. Apabila salah satu kegunaan waduk untuk irigasi, maka pada bangunan outlet dilengkapi dengan bangunan sadap untuk irigasi. Alokasi pernberian air sebagai fungsi luas daerah irigasi yang dilayani serta karakteristik waduk. d. Stasiun Pompa Bangunan pengambilan air dengan pompa menjadi pilihan apabila upayaupaya penyadapan air secara gravitasi tidak memungkinkan untuk dilakukan, baik dari segi teknik maupun ekonomis. Salah satu karakteristik pengambilan irigasi dengan pompa adalah investasi awal yang tidak begitu besar namun biaya operasi dan eksploitasi yang sangat besar. 2.3.2.2 Bangunan Pembawa Bangunan pernbawa mempunyai fungsi mernbawa / mengalirkan air dari sumbernya menuju petak irigasi. Bangunan pembawa meliputi saluran primer, Imam Nurhibam, dan Rico Cokro Triadi, Perencanaan Saluran Induk…… II - 4


saluran sekunder, saluran tersier dan saluran kwarter. Termasuk dalam bangunan pernbawa adalah talang, gorong-gorong, siphon, tedunan dan got miring. Saluran

primer biasanya dinamakan sesuai dengan daerah irigasi yang dilayaninya. Sedangkan saluran sekunder sering dinamakan sesuai dengan nama desa yang

terletak pada petak sekunder tersebut. Berikut ini penjelasan berbagai saluran yang ada dalam suatu sistern irigasi. a. Saluran primer membawa air dari bangunan sadap menuju saluran sekunder

dan ke petak-petak tersier yang diairi. Batas ujung saluran primer adalah pada

bangunan bagi yang terakhir.

b. Saluran sekunder membawa air dari bangunan yang menyadap dari saluran primer menuju petak-petak tersier yang dilayani oleh saluran sekunder tersebut. batas akhir dari saluran sekunder adalah bangunan sadap terakhir. c. Saluran tersier membawa air dari bangunan yang menyadap dari saluran sekunder menuju petak-petak kuarter yang dilayani oleh saluran sekunder tersebut. batas akhir dari saluran sekunder adalah bangunan boks tersier terakhir. d. Saluran kuarter membawa air dari bangunan yang menyadap dari boks tersier menuju petak-petak sawah yang dilayani oleh saluran sekunder tersebut. batas akhir dari saluran sekunder adalah bangunan boks kuarter terkahir. 2.3.2.3 Bangunan Bagi dan sadap Bangunan bagi merupakan bangunan yang terletak pada saluran primer, sekunder dan tersier yang berfungsi untuk membagi air yang dibawa oleh saluran yang bersangkutan. Khusus untuk saluran tersier dan kuarter bangunan bagi ini masing-masing disebut boks tersier dan boks kuarter. Bangunan sadap tersier mengalirkan air dari saluran primer atau sekunder menuju saluran tersier penerima. Dalam rangka penghematan bangunan bagi dan sadap dapat digabung menjadi satu rangkaian bangunan. Bangunan bagi pada saluran-saluran besar pada umumnya mempunyai 3 (tiga) bagian utama, yaitu : a. Alat pembendung, bermaksud untuk mengatur elevasi muka air sesuai dengan tinggi pelayanan yang direncanakan. Imam Nurhibam, dan Rico Cokro Triadi, Perencanaan Saluran Induk…… II - 5


b. Perlengkapan jalan air melintasi tanggul, jalan atau bangunan lain menuju saluran cabang. Konstruksinya dapat berupa saluran terbuka ataupun gorong

gorong. Bangunan ini dilengkapi dengan pintu pengatur agar debit yang

masuk saluran dapat diatur.

c. Bangunan ukur debit, yaitu suatu bangunan yang dimaksudkan untuk mengukur besarnya debit yang mengalir. 2.3.2.4 Bangunan pengatur dan pengukur

Agar pemberian air irigasi sesuai dengan yang direncanakan, perlu

dilakukan pengaturan dan pengukuran aliran di bangunan sadap (awal saluran

primer), cabang saluran jaringan primer serta bangunan sadap primer dan sekunder. Bangunan pengatur muka air dimaksudkan untuk dapat mengatur muka air sampai batas-batas yang diperlukan untuk dapat memberikan debit yang konstan dan sesuai dengan yang dibutuhkan. Sedangkan bangunan pengukur dimaksudkan untuk dapat memberi informasi mengenai besar aliran yang dialirkan. Kadangkala, bangunan pengukur dapat juga berfungsi sebagai bangunan pangatur. 2.4 Pemberian Nama, Nama Singkatan Dan Nomor Untuk mempermudah pengenalan, eksploitasi dan pemeliharaan suatu sistem irigasi beserta semua saluran dan bangunan yang penting dalam sistem tersebut, maka perlu diberi nama, singkatan nama dan nomor. Nama, singkatan dan nomor ini dikenal dengan nomenklatur, nama tersebut diberikan untuk petak, saluran dan bangunan-bangunan yang terdapat pada jaringan irigasi. 2.4.1 Daerah Irigasi Daerah irigasi diberi nama sama dengan wilayah atau desa yang terkenal didaerah tersebut atau dekat bangunan utama, misalnya daerah irigasi Jatiluhur dengan singkatan DI Jatiluhur. Selain itu dapat pula diberi nama sesuai dengan nama sumber air dimana air irigasi diambil, misalnya daerah irigasi Cikalong dengan nama singkatan DI Cikalong,

karena sesuatu hal pada sungai tersebut dibangun dua atau lebih

bangunan utama, maka daerah irigasi diberi nama desa yang terkenal pada lokasi



banguan tersebut atau dengan diberi nomor, misalnya DI Cikalong I dan DI Cikalong II.

Pemberian nama untuk bangunan utama, dapat diberikan sesuai dengan : a. Nama daerah yang bersangkutan atau berdekatan

b. Nama sungai dimana bangunan tersebut dibangun, misalnya bendung Caringin, nama Caringin diambil dari nama sungai. 2.4.2 Bangunan Bagi Dan Bangunan Sadap

Bangunan bagi dan sadap dapat diberi nama sesuai saluran dihulunya dan

notasi 1,2,3 dan seterusnya, misalnya BS 1 dan BS 2. diberi

2.4.3 Saluran Pembawa Saluran primer dan sekuder diberi nama sesuai dengan nama sungai, daerah irigasi, desa atau nama kampung yang terdekat. Saluran tersier diberi nama sesuai nama boks yang terletak di kedua ujung saluran tersebut. Saluran kwarter diberi nama sesuai dengan petak rotasi dan diikuti nomor urut menurut arah jarum jam. 2.5 Skema Irigasi Skema daerah irigasi adalah gambar susunan jaringan irigasi yang dibuat secara sistematis tanpa skala, sehingga dapat dengan mudah memperlihatkan susunan dan urutan seluruh bangunan yang terdapat dalam suatu jaringan irigasi. Untuk daerah irigasi yang kecil mungkin dapat dibuatkan dalam satu skema, sedangkan untuk daerah irigasi yang besar dapat dibuat dalam dua skema, yaitu skema jaringan irigasi dan skema jaringan bangunan irigasi yang dibuat secara terpisah. Berikut ini gambar 2.1 dan gambar 2.2 merupakan contoh skema jaringan irigasi dan bangunan irigasi.



Saluran Primer Saluran Sekunder

Gambar 2.1 Skema jaringan irigasi Sumber : KP-03



Gambar 2.2 Skema Bangunan irigasi Sumber : KP-0



2.6 Analisa Hidrologi

Bertitik tolak dari rencana Detail Desain D.I.Caringin di Kabupaten

Sukabumi, salah satu aspek yang ditelaah adalah aspek hidrologi yang mencakup analisis ketersediaan air, debit banjir rancangan dan keseimbangan air di lokasi

rencana bendung. Untuk mengetahui hal-hal tersebut di atas diperlukan beberapa kegiatan

yang antara lain pengumpulan data hidrologi, analisis hujan rancangan, analisis

data klimatologi, distribusi hujan jam-jaman, desain banjir rencana, analisis

ketersediaan air dan analisis keseimbangan air.

2.6.1 Curah Hujan Rata-Rata Dari beberapa stasiun hujan yang berpengaruh dan digunakan, harus ditentukan suatu harga sebagai harga rata-rata suatu kawasan yang mewakili suatu daerah pengaliran. Untuk menentukan curah hujan rata-rata ini digunakan cara rata-rata aritmatik karena jumlah pos pengamatan yang terbatas (hanya ada dua), selain itu dari data curah hujan, curah hujan rata-rata dari tiap stasiun nilainya hampir sama, rumus yang digunakan sebagai berikut : 𝑅1+𝑅2+ ……………………………..+𝑅𝑛 𝑅̅ = = 𝑛

∑𝑛 1 𝑅𝑖 𝑛

………………..(2.1)

Dimana : 𝑅̅ = Curah hujan rata-rata kawasan Ri = Curah hujan pengamatan ke i n

= Jumlah pengamatan

2.6.2 Air yang tersedia Ketersedian air perlu ditinjau dari dua aspek, yaitu aspek kuantitas dan aspek kualitas. Aspek kuantitas adalah menyangkut jumlah air yang tersedia dan dapat dimanfaatkan untuk kebutuhan irigasi, sedangkan aspek kualitas menyangkut kecocokan air bagi tanaman. 2.6.2.1 Kuantitas Air Perhitungan debit andalan bertujuan untuk menentukan areal daerah irigasi yang dapat diairi. Perhitungan ini menggunakan cara analisis water balance dari Dr.F.J. Mock (Mock, 1973) berdasarkan atas daur hidrologi. Metoda Mock dikembangkan untuk menghitung debit bulanan rata-rata. Data-data yang



dibutuhkan dibutuhkan dalam perhitungan debit dengan metoda Mock ini adalah data klimatologi, luas dan penggunaan lahan dari Catchment area.

Pada prinsipnya, metoda Mock memperhitungkan volume air yang masuk,

keluar, dan yang disimpan dalam tanah (soil storage). Volume air yang masuk

adalah hujan. Air yang keluar adalah infiltrasi, perkolasi dan yang dominan adalah

akibat evapotranspirasi. Perhitungan evapotranspirasi menggunakan metode Pennmann. Sementara soil storage adalah volume air yang disimpan dalam pori pori tanah, sehingga kondisi tanah menjadi jenuh. Secara keseluruhan,

perhitungan debit dengan metoda Mock ini mengacu pada water balance, dimana

volume air total yang ada di bumi adalah tetap, hanya sirkulasi dan distribusinya yang bervariasi. Proses perhitungan yang dilakukan dalam metode Mock dijelaskan dalam gambar berikut ini : Perhitungan Evapotranspirasi Potensial (Metode Penman)

Perhitungan Evapotranspirasi Aktual

Perhitungan Water Surplus

Base Flow, Direct run off dan Storm Run Off

Gambar 2.3 Bagan Alir Perhitungan Debit dalam Metode Mock

2.6.2.1.1 Perhitungan Evaporasi Potensial Evapotranspirasi potensial adalah evapotranspirasi yang mungkin terjadi pada kondisi air yang tersedia berlebihan. Faktor penting yang mempengaruhi evapotranspirasi potensial adalah tersedianya air yang cukup



banyak. Jika jumlah air selalu tersedia secara berlebihan dari yang diperlukan oleh tanaman selama proses transpirasi, maka jumlah air yang ditranpirasikan akan

relatif lebih besar dibandingkan apabila tersedianya air di bawah keperluan.

Metode Mock menggunakan rumus empiris dari Penman untuk

menghitung evapotranspirasi potensial. Rumus empiris Penman memperhitungkan

banyak data klimatologi yaitu temperatur, radiasi matahari, kelembaban, dan kecepatan angin sehingga hasilnya relatif lebih akurat. Perhitungan evaporasi potensial Penman didasarkan pada keadaan bahwa keadaaan bahwa agar terjadi

evaporasi diperlukan panas.

Menurut Penman, besarnya evapotranspirasi potensial diformulasikan sebagai berikut : ……………….…..(2.2) dengan : H = energi budget, H = R (1-r) (0,18 + 0,55 S) – B (0,56 – 0,092 √𝑒𝑑 ) (0,10 + 0,9 S) .................(2.3) D = panas yang diperlukan untuk evapotrasnpirasi, dan D = 0,35 ( ea − ed ) (k + 0,01w) dimana : A

= slope vapour pressure curve pada temperatur rata-rata, dalam mmHg/ oF

B

= radiasi benda hitam pada temperatur rata-rata, dalam mmH2O/hari

ea

= tekanan uap air jenuh (saturated vapour pressure) pada temperatur rata-rata, dalam mmHg

Besarnya A, B, ea tergantung pada temperatur rata-rata. Hubungan temperatur rata-rata dengan parameter evapotranspirasi ini ditabelkan pada Tabel 2.1.



Tabel 2.1 Hubungan Temperatur Rata-Rata dengan parameter Evapotranspirasi A, B, ea

(Sumber : Mock, 1973)

R = radiasi matahari, dalam mm/hari. Besarnya tergantung letak lintang dan nilainya berubah-ubah menurut bulan, seperti Tabel 2.2 berikut ini

Tabel. 2.2 Nilai Radiasi Matahari pada permukaan Horizontal di luar Atmosfir, dalam mm/hari

(Sumber : Mock, 1973)

r = koefisien refleksi, yaitu perbandingan antara radiasi elektromagnetik (dalam sembarang rentang nilai panjang gelombang yang ditentukan) yang dipantulkan oleh suatu benda dengan jumlah radiasi yang terjadi, dan dinyatakan dalam persentasi. r=

Radiasi elektromagnetik yang dipantulkan Jumlah radiasi yang terjadi

x100%…………..(2.4)

Selain dengan menggunakan rumus di atas, nilai r dapat diambil dari Tabel 2.3



Tabel. 2.3 Koefisien Refleksi (r)

No. 1 2

3

4 5 6

7

8 9 10 11 12 13 14 15

Permukaan Rata-rata permukaan bumi Cairan salju yang jatuh diakhir musim masih segar Spesies tumbuhan padang pasir dan daun berbulu

Koefisien Refleksi [r] 45%. 40 - 85% 30 - 40%

Rumput tinggi dan kering Permukaan padang pasir Tumbuhan hijau yang membayangi seluruh tanah Tumbuhan muda yang membayangi sebagian tanah

31 - 33% 24 - 28% 24 - 27%

Hutan musiman Hutan yang menghasilkan buah Tanah gundul kering Tanah gundul lembab Tanah gundul basah Pasir basah-kering Air bersih, elevasi matahari 45° Air bersih, elevasi matahari 20°

15 - 20% 10 - 15% 12 - 16% 10 - 12 % 8 - 9% 9 - 18% 5%. 14%.

15 - 24%

S

= rata-rata persentasi penyinaran matahari bulanan, dalam persen (%)

ed

= tekanan uap air sebenarnya (actual vapour pressure), dalam mmHg. ea x h

h

= kelembaban relatif rata-rata bulanan, dalam persen (%)

k

= koefisien kekasaran permukaan evaporasi (evaporating surface).untuk permukaan air nilai k = 0,50 dan untuk permukaan vegetasi nilai k = 1,0

W = kecepatan angin rata-rata bulanan, dalam km/jam Setelah disubtitusi ke dalam persamaan-persamaan di atas, maka menghasilkan rumus empiris sebagai berikut : E=

𝐴(0,18+0,55𝑠) 𝐴−0,27

x R(1-r) -

𝐴𝐵(0,56−0,092√𝑒𝑑) 𝐴−0,27

x (0,1 + 0,9S) +

0,27𝑥0,35(𝑒𝑎−𝑒𝑑) 𝐴−0,27

x

(k + 0,01w) jika,

F1 =

𝐴(0,18+0,55𝑠)

F2 =

𝐴𝐵(0,56−0,092√𝑒𝑑)

𝐴−0,27

𝐴−0,27



F3 =

0,27𝑥0,35(𝑒𝑎−𝑒𝑑) 𝐴−0,27

: maka

E= F1 x R(1-r) – F2 x (0,1 + 0,9S) + F3 x (k + 0,01w)

Dan jika : E1 = F1 x R(1-r)

E2 = F2 x (0,1 + 0,9S) E3 = F3 x (k + 0,01w)

bentuk yang sederhana dari persamaan evapotranspirasi potensial menurut Maka

Penman adalah : E = E1 – E2 + E3 ……………….…..(2.5) Formulasi inilah yang dipakai dalam metoda Mock untuk menghitung besarnya evapotranspirasi potensial dari data-data klimatologi yang lengkap (temperatur, lama penyinaran matahari, kelembaban relatif dan kecepatan angin). Besarnya evapotranspirasi potensial ini dinyatakan dalam mm/hari. Untuk menghitung besarnya evapotranspirasi potensial dalam 1 bulan maka dikalikan dengan jumlah hari dalam bulan itu. 2.6.2.1.2 Perhitungan Evapotranspirasi Aktual Jika dalam evapotranspirasi potensial air yang tersedia dari yang diperlukan oleh tanaman selama proses transpirasi berlebihan, maka dalam evapotranspirasi aktual ini jumlah air tidak berlebihan atau terbatas. Evapotranspirasi aktual dipengaruhi oleh proporsi permukaan luar yang tertutupi tumbuhan hijau (exposed surface) pada musim kemarau. Besarnya exposed surface (m) untuk tiap daerah berbeda. F.J. Mock mengklasifikasikan menjadi tiga daerah dengan masingmasing nilai exposed surface seperti pada Tabel 2.4 berikut.



Tabel. 2.4 exposed surface (m)

Selain exposed surface evapotranspirasi aktual juga dipengaruhi oleh jumlah hari hujan (n) dalam bulan yang bersangkutan. Menurut Mock, rasio

antara selisih evapotranspirasi potensial dan evapotranspirasi aktual dipengaruhi oleh exposed surface (m) dan jumlah hari

hujan, seperti ditunjukkan dalam

formulasi berikut :

……………….…..(2.6) Etl = Ep - ΔE……………….…..(2.7)

dimana : ΔE = Selisish Ep dan Etl (mm/hari)

Ep

= Evaporasi potensial (mm/hari)

Etl = Evaporasi terbatas (mm/hari) m

= Prosentase lahan yang tidak tertutup vegetasi 10 – 40% untuk lahan yang tererosi 30 – 50% untuk lahan pertanian yang diolah

n

= Jumlah hari hujan

Dari formulasi di atas dapat dianalisis bahwa evapotranspirasi potensial akan sama dengan evapotranspirasi aktual (atau ΔE = 0) jika: a. Evapotranspirasi terjadi pada hutan primer atau hutan sekunder. Dimana daerah ini memiliki harga exposed surface (m) sama dengan 0 b. Banyaknya hari hujan dalam bulan yang diamati pada daerah itu sama dengan 18 hari Jadi evapotranspirasi aktual adalah evapotranspirasi potensial yang memperhitungkan faktor exposed surface dan jumlah hari dalam bulan yang



bersangkutan. Sehingga evapotranspirasi aktual adalah evapotranspirasi yang sebenarnya terjadi atau actual evapotranspiration, dihitung sebagai berikut :

Eactual = Ep − ΔE ……………….…..(2.8)

2.6.2.1.3 Perhitungan Water Surplus Water surplus didefinisikan sebagai air hujan (presipitasi) yang telah mangalami evapotranspirasi dan mengisi tampungan tanah (soil storage, disingkat SS). Water surplus ini berpengaruh langsung pada infiltrasi atau perlokasi dan total run off yang merupakan komponen debit. Persamaan water surplus (SS)

adalah sebagai berikut: WS = (P – Ea) + SS ……………….…..(2.9) Tampungan kelembaban tanah (soil moisture storage, disingkat SMS) terdiri dari kapasitas kelembaban tanah (soil moisture capacity, disingkat SMC), zona infiltrasi, limpasan permukaan tanah dan tampungan tanah (soil storage, disingkat (SS).

Gambar 2.4 Komponen Water Surplus

Besarnya soil storage capacity (SMC) tiap daerah tergantung dari tipe tanaman penutup lahan (land covery) dan tipe tanahnya. Dalam metoda Mock, tampungan kelembaban tanah dihitung sebagai berikut : SMS = ISMS + (P – Ea) ……………….…..(2.10)



Dimana : ISMS = initial soil moisture storage (tampungan kelembaban tanah

awal), merupakan soil moisture capacity (SMC) bulan

sebelumnya P – Ea = presipitasi yang telah mengalami evapotranspirasi

Asumsi yang dipakai oleh F.J.Mock adalah air akan memenuhi SMC terlebih dahulu sebelum water surplus tersedia untuk infiltrasi dan perlokasi yang

lebih dalam atau melimpas langsung (direct run off). Ada dua keadaan untuk menentukan SMC, yaitu:

1. SMC = 200 mm/bulan, jika P – Ea ≥ 0 Artinya soil moisture storage (tampungan tanah lembab) sudah mencapai kapasitas maksimumnya atau terlampaui sehingga air tidak disimpan dalam tanah lembab. Ini berarti soil storage (SS) sama dengan nol dan besarnya water surplus sama dengan P – Ea 2. SMC = SMC bulan sebelumnya + (P – Ea), jika P – Ea < 0 Untuk keadaan ini, tampungan tanah lembab (soil moisture storage) belum mencapai kapasitas maksimum, sehingga ada air yang disimpan dalam tanah lembab. Besarnya air yang disimpan ini adalah P – Ea. Karena air berusaha untuk mengisi kapasitas maksimumnya, maka untuk keadaan ini tidak ada water surplus. Selanjutnya WS ini akan mengalami infiltrasi dan melimpas di permukaan (run off). Besarnya infiltrasi tergantung pada koefisien infiltrasi.

2.6.2.1.4 Perhitungan Base flow, Direct Off dan Storm run off Air hujan yang mengalami evapotranspirasi dan disimpan dalam tanah lembab selanjutnya akan melimpas di permukaan (surface run off) dan mengalami perkolasi. Berikutnya menurut Mock, besarnya infiltrasi adalah water surplus (WS) dikalikan dengan koefisien infiltrasi (if), atau Infiltrasi (i) = WS x if ……………….…..(2.11) Koefisien infiltrasi ditentukan oleh kondisi porositas dan kemiringan daerah pengaliran. Lahan yang bersifat poros umumnya memiliki koefisien yang cenderung besar. Namun jika kemiringan tanahnya terjal, dimana air tidak sempat



mengalami infiltrasi dan perkolasi ke dalam tanah, maka koefisien infiltrasinya bernilai kecil.

Infiltrasi terus terjadi sampai mencapai zona tampungan air tanah (ground

storage, disingkat GS) water

a. Infiltrasi (i), makin besar infiltrasi maka ground water storage makin besar pula, begitu pula sebaliknya b. Konstanta resesi aliran bulanan.

Konstanta resesi aliran bulanan (monthly flow recession constant)

disimbolkan dengan K adalah proporsi dari air tanah bulan lalu yang masih ada bulan sekarang. Nilai K ini cenderung lebih besar pada bulan basah.

c. Ground water storage bulan sebelumnya (GSom) Nilai ini diasumsikan sebagai konstanta awal, dengan anggapan bahwa water balance merupakan siklus tertutup yang ditinjau selama rentang waktu menerus tahunan tertentu. Dengan demikian maka nilai asumsi awal bulan pertama tahun pertama harus dibuat sama dengan nilai bulan terakhir tahun terakhir. Dari ketiga faktor di atas, Mock merumuskan sebagai berikut : GS = {0,5x(1+ K)xi} +{KxGSom} ……………….…..(2.12) Seperti telah dijelaskan, metoda Mock adalah metoda untuk memprediksi debit yang didasarkan pada water balance. Oleh sebab itu, batasan-batasan water balance ini harus dipenuhi. Salah satunya adalah bahwa perubahan ground water storage ( ΔGS ) selama rentang waktu tahunan tertentu adalah nol, atau (misalnya untuk 1 tahun) : 𝑘𝑒 12 ∑𝑏𝑢𝑙𝑎𝑛 𝑖=𝑏𝑢𝑙𝑎𝑛 𝑘𝑒 1 ΔGS = 0……………….…..(2.13)

Perubahan ground water storage (ΔGS ) adalah selisih antara ground water storage bulan yang ditinjau dengan ground water storage bulan sebelumnya. Perubahan ground water storage ini penting bagi terbentuknya aliran dasar sungai (base flow, disingkat BF). Dalam hal ini merupakan selisih antara Infiltrasi dengan perubahan ground water storage, dalam bentuk persamaan :



BF = i - ΔGS ……………….…..(2.14)

Jika pada suatu bulan ΔGS bernilai negatif (terjadi karena GS bulan yang

ditinjau lebih kecil dari bulan sebelumnya), maka base flow akan lebih besar dari nilai infiltrasinya. Karena water balance merupakan siklus tertutup dengan

perioda tahunan tertentu (misalnya 1 tahun) maka perubahan ground water storage (ΔGS ) selama 1 tahun adalah nol. Dari persamaan di atas maka dalam 1 tahun jumlah base flow akan sama dengan jumlah infiltrasi.

Selain base flow, komponen debit yang lain adalah direct run off (limpasan

langsung) atau surface run off (limpasan permukaan). Limpasan permukaan

berasal dari water surplus yang telah mengalami infiltrasi. Jadi direct run off dihitung dengan persamaan : DRO = WS – i ……………….…..(2.15) Setelah base flow dan direct run off, komponen pembentuk debit yang lain adalah Storm run off, yaitu limpasan langsung ke sungai yang terjadi selama hujan deras. Storm run off ini hanya beberapa persen saja dari hujan. Storm run off hanya dimasukkan ke dalam total run off, bila presipitasi kurang dari nilai maksimum soil moisture capacity. Menurut Mock, Storm run off dipengaruhi oleh percentage factor, disimbolkan dengan PF. Percentage factor adalah persen hujan yang menjadi limpasan. Besarnya PF oleh Mock disarankan 5 % - 10 %, namun tidak menutup kemungkinan untuk meningkat secara tidak beraturan hingga mencapai 37,3 %. Dalam perhitungan debit ini, Mock menetapkan bahwa: a. Jika presipitasi (P) > maksimum soil moisture capacity maka nilai Storm run off = 0 b. Jika P < maksimum soil muisture capacity maka Storm run off adalah jumlah curah hujan dalam satu bulan yang bersangkutan dikali percentage factor seperti persamaan di bawah ini. SRO = P x PF ……………….…..(2.16)



Dengan demikian maka total run off (TRO) yang merupakan komponenkomponen pembentuk debit sungai (stream flow) adalah jumlah antara base flow,

direct run off dan Storm run off seperti persamaan di bawah ini.

TRO = BF + DRO + SRO ……………….…..(2.17)

Total run off ini dinyatakan dalam mm/bulan. Maka jika TRO ini dikalikan dengan Catchment area (luas daerah tangkapan air) dalam km2 dengan suatu konversi tertentu akan didapatkan besaran debit dalam m3 / det . angka 2.6.2.2

Kualitas Air

Untuk keperluan irigasi, terutama bagi tanaman, air yang tersedia dari suatu sumber, tidak selamanya langsung dapat dimanfaatkan. Seperti halnya bila air tersebut mempunyai salinitas yang tinggi, air yang terlalu asam atau terlalu basa, air yang tercemar dan sebagainya, justru akan mengganggu pertumbuhan tanaman. Pengolahan tanah yang baik, pemberian pupuk yang tepat dan pemakaian bibit unggul dalam usaha pertanian, baru akan memberikan hasil yang baik, apabila disertai dengan pemberian air yang berkualitas baik atau paling tidak air yang tidak merusak bagi tanaman. Untuk menilai sifat dan kualitas air perlu diketahui konsentrasi total, serta konsentrasi bahan-bahan tertentu yang terkandung dalam air irigasi. Kadar garam total merupakan kriteria yang terpenting. Sedangkan keasaman tanah yang disebabkan oleh air irigasi masih dapat di atasi dengan pemberian kapur secukupnya. Dalam penelitian kualitas air irigasi untuk kepentingan usaha tani, maka perlu dikaji kandungan zat-zat pada air irigasi tersebut yang berpengaruh negatif pada tanah dan tanaman. Zat-zat yang sangat berpengaruh pada pertumbuhan tanaman adalah ; a) Zat atau unsur garam yang terlarut dalam air dan dapat menghambat pertumbuhan tanaman, yaitu kadar garam total yang dinyatakan dalam satuan ppm atau sebagai DHL (daya hantar listrik) dalam satuan mhos/cm. b) Unsur Natrium ( Na+ ) yang terkandung dalam air irigasi dan tanah dalam bentuk yang dapat dipertukarkan. Unsur Na+ ini dalam kadar yang relatif tinggi dibandingkan dengan kation-kation lain dapat mengakibatkan perubahan sifat fisik dan kimiawi dalam tanah.



c) Unsur Boron yang terkandung dalam air yang merupakan salah satu bahan peracunan (phitotoxic) dalam kadar yang relatif tinggi, adalah sangat

menghambat pertumbuhan tanaman.

Kebutuhan Air Irigasi 2.6.3

Kebutuhan air irigasi adalah banyaknya air yang dibutuhkan oleh suatu

jenis tanaman untuk dapat tumbuh dengan baik selama masa hidupnya. Besar kebutuhan ini sangat tergantung dari jenis dan masa pertumbuhan tanaman.

Kebutuhan air untuk tanaman dapat diketahui dengan penyelidikan-penyelidikan langsung di lapangan dengan pembuatan suatu eksperimen, investigasi, diadakan

penelitian dan pengukuran-pengukuran secara langsung di lapangan. Selain itu dapat pula dilakukan dengan memperhitungkan faktor-faktor iklim dengan mempergunakan rumus (emperical formula). Besar kebutuhan air sawah untuk padi, ditentukan oleh faktor-faktor di bawah ini. a. penyiapan lahan, b. penggunaan konsumtif, c. perkolasi, d. penggantian lapisan air, e. curah hujan efektif. Secara umum besar kebutuhan air tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut 

Kebutuhan air di sawah untuk padi : NFR = ETc + P + WLR – Re ……………….…..(2.18)



Kebutuhan air pengambilan di sumber : 𝐷𝑅 =

𝑁𝐹𝑅 𝑒

……………….…..(2.19)

Dimana : ETc = penggunaan konsumtif ( evapotranspirasi ) (mm/hari) P = perkolasi (mm) WL = penggantian lapisan air(mm) Re = curah hujan efektif (mm) E = efisiensi irigasi keseluruhan Dr = kebutuhan pengambilan (l/dt/ha)



2.6.3.1 Penyiapan Lahan Kebutuhan air untuk penyiapan lahan umumnya menentukan kebutuhan

maksimum air irigasi pada suatu proyek irigasi. Faktor-faktornya sebagai berikut : a. Tekstur dan struktur tanah sawah.

b. Pengaruh terhadap pemakaian tanah sebelumnya. c. Dalamnya rencana galian tanah sawah pada saat proses pengolahan tanah. Untuk perhitungan kebutuhan air irigasi selama penyiapan lahan, digunakan

metoda yang dikembangkan oleh Van de Goor dan Zijlstra . Metoda ini didasarkan pada laju air konstan dalam l/dt. selama periode penyiapan lahan dan

menggunakan persamaan di bawah ini. 𝐼𝑅 = Dimana :

𝑀.𝑒 𝑘

……………….…..(2.20)

(𝑒 𝑘 −1)

IR = kebutuhan air pengerjaan lahan ditingkat persawahan, mm/hari. M = kebutuhan air untuk mengganti/mengkompensasi kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang sudah dijenuhkan. M = Eo + P , mm/hari. ……………….…..(2.21)

Dimana :

Eo = evaporasi air terbuka yang diambil 1,1 ETo selama penyiapan lahan, mm/hari P = perkolasi. T = jangka waktu penyiapan lahan. S = kebutuhan air untuk penjenuhan 250 mm. Tabel 2.5 Menunjukan besarnya kebutuhan air irigasi selama

penyiapan lahan yang dihitung menurut rumus di atas.



Tabel 2.5 Kebutuhan air selama penyiapan lahan

Sumber : modul irigasi

2.6.3.2 Curah Hujan Efektif Hujan efektif adalah curah hujan yang jatuh selama masa pertumbuhan tanaman yang dapat dipergunakan untuk memenuhi air konsumtif bagi tanaman. Untuk irigasi padi, curah hujan efektif bulanan diambil 70% dari curah hujan minimum tengah bulanan dengan periode ulang 5 tahun. Perhitungan curah hujan efektif menggunakan metode empiris Re = 0,7 x 1/15 R(setengah bulan)5. ……………….…..(2.22) Dimana : Re = curah hujan efektif, mm/hari. R(setengah bulan)5 = curah hujan minimum tengah bulanan dg periode ulang 5th’ mm Menurut Harza Engineering Comp. Int. besar curah hujan efektif dapat diambil berdasarkan R80, yaitu besar curah hujan yang sama atau lebih besar dari curah hujan tersebut terjadinya 8 dari 10 tahun kejadian. Sedangkan untuk palawija diambil R50 yaitu besar curah hujan yang sama atau lebih besar dari curah hujan tersebut terjadinya 5 dari 10 tahun kejadian. Untuk menentukan besar R80 dan R50 ini digunakan kertas probabilitas Gumbel, yaitu hubungan antara log. Tr dan curah hujan yang dinyatakan dengan persamaan di bawah ini. Tr =

𝑁+1 𝑚

……………….…..(2.23)



Dimana : Tr = periode ulang. N = lama periode pengamatan, tahun.

m = peringkat data.

2.6.3.3 Penggunaan Konsumtif

Penggunaan konsumtif adalah kehilangan air yang disebabkan oleh evapotranspirasi (evaporasi dan transpirasi ). Secara umum ada dua cara untuk menentukan besar kebutuhan air, yaitu dengan pengukuran langsung di lapangan

dan dengan perhitungan pendekatan. Cara pengukuran langsung dengan melakukan percobaan lapangan merupakan cara yang terbaik, karena diukur

secara langsung sesuai dengan kebutuhan tanaman yang bersangkutan. Dua faktor yang dapat diukur secara langsung, yaitu faktor evapotranspirasi dan perkolasi. Bila dilakukan dengan perhitungan, terlebih dahulu ditentukan harga evapotranspirasi pada tanaman acuan ( ETo ), Selanjutnya besar evapotranspirasi tanaman dimaksud ( misalnya padi ), adalah evapotranspirasi tanaman acuan dikalikan dengan koefisien tanaman. Pada KP-01 besarnya ETo dihitung dengan menggunakan metode Penman yang dimodifikasi oleh Food and Agriculture Organization (FAO). ETo dihitung dengan menggunakan rumus-rumus teoritis empiris dengan memperhatikan faktor-faktor meteorologi, yaitu suhu maksimum, suhu minimum, kelembaban udara, kecepatan angin dan penyinaran matahari. ETc = kc x ETo……………….…..(2.24) Dimana : ETc = evapotranspirasi tanaman, mm/hari. ETo = evapotranspirasi tanaman acuan, mm/hari. Kc = koefisien tanaman. a. Evapotranspirasi dan Perkolasi Evapotranspirasi dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain temperatur, kelembaban udara, penyinaran matahari, kecepatan angin, pelaksanaan pemberian air, jenis tanaman dan tahapan masa pertumbuhannya, presipitasi dsb. Sedangkan Perkolasi dipengaruhi antara lain oleh tekstur tanah, permeabilitas tanah, tebal lapisan atas tanah dan letak permukaan airtanah.





Cara Langsung. Salah satu cara pengukuran evapotranspirasi dan perkolasi secara langsung

adalah dengan menggunakan metoda lysimeter, yaitu kotak (box) yang terbuat dari bahan kedap air (logam atau seng) dengan ukuran panjang, lebar dan tinggi

masing-masing 1 m. Kotak ini ditanam ditengah sawah dengan bagian yang

masuk kedalam tanah setinggi 80 cm. Besar evapotranspirasi diperoleh dengan mengukur perubahan muka air di dalam lysimeter setiap hari. Dalam pengukuran

biasanya digunakan dua jenis lysimeter, yaitu lysimeter dengan alas tertutup dan lysimeter tanpa alas.



Cara Perhitungan Pendekatan. Dalam hal ini yang dapat ditentukan adalah besar evapotranspirasi untuk

tanaman acuan (ETo) yaitu rerumputan pendek. Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk menghitung evapotranspirasi ini, tergantung dari data yang tersedia, salah satunya adalah dengan mengggunakan Metode Penman yang dimodifikasi. Berikut ini rumus-rumus perhitungan dengan Metode Penman yang dimodifikasi ETo = c [ W . Rn + ( 1-W) . f(u) . (ea - ed) ] ................................................. (2.25) ed = ea . H .................................................................................................. (2.26) f(u) = 0,27 ( 1 + 0,01 U ) ........................................................................... (2.27) Rn = Rns - Rn1 .......................................................................................... (2.28) Rns = ( 1 - ∝ ) Rs ....................................................................................... (2.29) Rn1 = f(T) . f(ed) . f(n/N) .......................................................................... (2.30) f(ed ) = 0,34 - 0,04√ed ............................................................................... (2.31) f(n/N) = 0,1 + 0,9 (n/N) ............................................................................ (2.32) Rs = ( 0,25 + 0,50 n/N ) Ra ........................................................................ (2.33) Dimana :

ETo = evapotranspirasi tanaman acuan, mm/hari. C

= faktor penyesuaian untuk mengkompensasi efek kondisi cuaca siang dan malam.

W

= faktor penyesuaian sehubungan dengan kondisi temperatur.

Rn

= radiasi netto sesuai dengan evaporasi ekivalen, mm/hari.



= fungsi berhubungan dengan kecepatan angin.

ea

= tekanan uap jenuh, mbar.

ed

= tekanan uap udara rata-rata aktual.

H

= kelembaban udara.

U

= kecepatan angin pada ketinggian 2 m di atas muka tanah.

Rn1

= radiasi gelombang panjang netto.

f(u)

Rns

= radiasi gelombang pendek netto.

Rs

= radiasi matahari.

∝

= koefisien refleksi.

f(T)

= efek temperatur terhadap radiasi gelombang panjang.

f(ed)

= efek tekanan uap terhadap radiasi gelombang panjang.

f(n/N)

= efek perbandingan penyinaran matahari aktual dan maksimum.

Ra

= ekstra terestrial.

Berikut ini tabel-tabel variable yang terdapat pada perhitungan evapotranspirasi : Tabel.2.6 Faktor penyesusaian akibat perbedaan kecepatan angin siang dan malam (c)

Sumber : modul irigasi



Tabel 2.7 Nilai - Nilai Faktor Penyesuaian Efek Radiasi Terhadap ETo pada Beda temperatur dan Elevasi

Sumber : Modul Irigasi

Tabel 2.8 Tekanan Uap Jenuh ( ea ), dalam mbar, Sebagai Fungsi Temperatur.


Tabel 2.9.Efek Temperatur f(T) Terhadap Radiasi Gelombang Panjang ( Rn1 ).




Tabel 2.10 Kemungkinan Lama Penyinaran Matahari Rata-Rata Maksimum ( N ).


Tabel 2.11 Radiasi Ekstra Terestrial ( Ra ), dalam mm/hari


Tabel 2.12 Radiasi Ekstra Terestrial ( Ra ), dalam mm/hari (lanjutan).




Tabel 2. 13 Faktor Koreksi Kecepatan Angin Terhadap Ketinggian 2 m Di atas Muka Tanah. Tinggi Pengukuran Faktor Koreksi

0.5

1

1.5

2

3

4

5

6

10

1.35

1.15

1.06

1

0.93

0.88

0.85

0.83

0.54


2.6.3.4 Koefisien Tanaman Koefisien tanaman diberikan untuk menghubungkan evapotranspirasi (ETo) dengan evapotranspirasi tanaman acuan (ETtanaman) dan dipakai dalam rumus Penman. Harga-harga koefisien tanaman padi diberikan pada Tabel 2.14 Tabel 2.14 Harga-Harga Koefisien Tanaman (kc) Untuk Padi

Nedeco/Prosida

Bulan

FAO

Varietas

Varietas

Varietas

Varietas

Biasa

Unggul

Biasa

Unggul

0.5

1.2

1.2

1.10

1.10

1

1.2

1.27

1.10

1.10

1.5

1.32

1.33

1.10

1.05

2.0

1.40

1.30

1.10

1.05

2.5

1.35

1.30

1.10

0.95

3.0

1.24

0

1.05

0

3.5

1.12

0.95

4.0

0

0


2.6.3.5 Penggantian Lapisan Air Setelah pemupukan, dijadwalkan penggantian lapisan air menurut kebutuhan. Jika tidak ada penjadwalan semacam itu, lakukan penggantian sebanyak dua kali, masing-masing 50 mm ( atau 3,3 mm/hari, selama 0,5 bulan ), sebulan dan dua bulan setelah transplantasi. 2.6.3.6 Efisiesi Irigasi Sebelum sampai kepetak-petak sawah, dari sumbernya air diangkut melalui jaringan irigasi (saluran pembawa), sehingga disepanjang perjalanannya akan mengalami kehilangan. Oleh karena itu supaya besar kebutuhan di sawah tetap terpenuhi, maka besar kebutuhan/ pengambilan air disumbernya harus diperhitungkan termasuk faktor kehilangan di jalan ini, yang disebut efisiensi irigasi.



Bila tidak diperhitungkan secara khusus, bedasarkan kriteria perencanaan irigasi maka besar efisiensi ini dapat diambil sebagai berikut :

di jaringan tersier

: 80 %

di jaringan sekunder : 90 %

di Jaringan primer

: 90 %, sehingga efisiensi keseluruhan sama dengan 65 %.

2.6.3.7 Perhitungan Kebutuhan Air Di Sawah Untuk menghitung besar kebutuhan air sepanjang tahun, terlebih dahulu

ditentukan pola tanam, yaitu pola pengaturan jadwal penanaman dan jenis tanaman yang akan digunakan pada daerah irigasi yang akan dikembangakan

tersebut. Setelah semua faktor kebutuhan air ditentukan, selanjutnya dilakukan perhitungan besar kebutuhan air sesuai dengan pola tanam yang telah ditetapkan di atas. 2.7

Neraca Air Untuk mengetahui luasnya daerah irigasi yang dapat dikembangkan, atau

seberapa besar kemampuan debit yang tersedia untuk mengairi irigasi yang akan dikembangkan, maka debit yang tersedia diperbandingkan dengan besar kebutuhan air keseluruhan (di sumber), yang disebut neraca air. Dengan nereca air kita dapat menentukan pola tanam yang tepat sesuai dengan kebutuhan dan ketersedian air. 2.8

Perencanaan Saluran

2.8.1 Saluran Menurut fungsinya, sistem saluran dalam suatu jaringan terbagi menjadi dua kelompok, yaitu saluran pembawa dan pembuang. Sedangkan masing-masing kelompok terbagi

lagi menjadi beberapa tingkatan, yaitu saluran primer,

sekunder, tersier dan kuarter. Akan tetapi secara umum dasar perencanaannya adalah sama, yaitu tergantung dari debit yang akan diangkut. Bedanya untuk saluran pembawa berdasarkan debit kebutuhan irigasi, sedangkan saluran pembuang berdasarkan debit banjir rencana.



Faktor yang perlu diperhitungkan dalam perencanaan dimensi saluran sebagai berikiut :

a. macam material yang membentuk tubuh saluran, untuk menentukan koefisien kekasarannya,

b. kecepatan aliran maksimum dan minimum yang dihasilkan agar tidak terjadi pengendapan dan penggerusan, c. kemiringan dasar saluran dan dinding saluran,

d. tinggi jagaan (freebord), e. penampang yang paling efisien.

Penampang melintang dan memanjang dari suatu saluran dapat ditentukan berdasarkan trase, kapasitas dan permukaan air yang dibutuhkan. Keekonomisan pun menjadi salah satu faktor penentu kriteria perencanaan, bagi dari segi pelaksanaan maupun pemeliharaannya. Biaya pemeliharaan akan semakin murah jika pengendapan dan penggerusan lumpur kecil. Sebelum menghitung dimensi saluran terlebih dahulu menghitung debit rencana saluran dengan rumus di bawah ini. Q=

𝑐.𝑁𝐹𝑅.𝐴 𝑒

……………….…..(2.34)

Dimana : Q = debit rencana c = koefisien pengurangan karena sistem golongan NFR = kebutuhan bersih (netto) air disawah, l/dt/ha A = luas daerah yang akan dialiri, ha e = efisiensi irigasi Rumus yang digunakan untuk perencanaan saluran DI Caringin ini mengguanakan Rumus Debit di bawah ini. Q = V.A……………….…..(2.35) Dimana : Q = debit, m3 / dt A = luas penampang basah, m3 V = kecepatan aliran, m/dt Kecepatan aliran menggunakan Rumus Stickler : 𝑉 = 𝑘. 𝑅 2/3 . 𝐼1/2 ……………….…..(2.36)



𝐴

R = 𝑃……………….…..(2.37)

Dimana : k = koefisien kekasaran Stickler, m1/3/dt

P = keliling basah, m R = jari-jari hidrolis, m I = kemiringan dasar Pada setiap saluran harus diberi tinggi jagaan tinggi jagaan berguna untuk :

a. Menaikan muka air di atas tinggi muka air maksimum b. Mencegah kerusakan tanggul saluran

Meningginya muka air sampai di atas tinggi yang telah direncanakan bisa

disebabkan oleh penutupan pintu secara tiba-tiba disebelah hilir, variasi ini akan bertambah dengan membesarnya debit. Meningginya muka air dapat pula diakibatkan oleh pengaliran air buangan ke dalam saluran. Untuk tinggi jagaan ditentukan berdasarkan debit saluran. Berikut Tabel 2.15 Tinggi Jagaan. Tabel 2.15 Tinggi Jagaan.

Sumber : KP-03

2.9 Perencanaan Bangunan Bagi dan Sadap Peran bangunan air dalam jaringan irigasi sangat penting guna mengoptimalisasi saluran irigasi yang telah ada. Didasarkan hal tersebut maka perencanaan bangunan irigasi menjadi penting untuk dilaksanakan. 2.9.1 Alat Pengukur Debit Pada Perencanaan Saluran Induk DI Caringin, digunakan alat pengukur debit yaitu pintu ukur romijn. Pintu ukur romijn tidak hanya digunakan sebagai alat ukur debit saja tetapi digunakan juga sebagai pengatur muka air. 

Perencanaan hidrolis Q = 2/3.Cd.√2/3𝑔.be.h11.5……………….…..(2.38)



Dimana :

Q

= debit, m3/dt.

Cd = koefisien debit

g

= percepatan gravitasi, m/dt2

be

= lebar mercu, m

h1

= kedalaman air hulu, terhadap ambang ukur, m

koefisien debit

Cd = 0,93 + 0,10 H1/L dan H1 = h1 + v12/2g……………….(2.39)

Dimana : h1 = tinggi energi hulu di atas meja, m.

v1 = kecepatan di hulu alat, m/dt.

Berikut Gambar 2.5 tampak samping dan Gambar 2.6 tampak depan dari pintu Romijn :

Gambar 2.5 Pintu ukur romijn Sumber : KP 04



Gambar 2.6 Sketsa Isometris romijn Sumber : KP 04

2.9.2 Bangunan Pengatur Tinggi Muka Air Pada Perencanaan Saluran Induk DI Caringin, digunakan bangunan pengatur tinggi muka air yaitu pintu sorong. 

Perencanaan hidrolis

Q μ a b √2𝑔𝑧……………….…..(2.40)

Dimana : Q = debit, (m3/dt) K = faktor aliran tenggelam μ = koefisien debit (0.8) a = bukaan pintu, m b = lebar pintu, m g = percepatan gravitasi, m/dt2 z = kehilangan tinggi tekanan,(0.2 m) 2.10 Bangunan Silang Dalam jaringan irigasi sering dijumpai kondisi persilangan antara jaringan irigasi dengan bangunan lain seperti jalan raya, jalan kereta api, atau sungai. Untuk mengatasi hal ini maka diperlukan suatu bangunan silang, sehingga



bangunan-bangunan tersebut tetap sesuai dengan fungsinya masing-masing dan tidak saling mengganggu. Bangunan silang terdapat berbagai macam berikut ini

penjelasan berbagai macam bangunan silang. 2.10.1

Talang

Bangunan talang adalah bangunan persilangan yang dibuat untuk melintasi saluran irigasi dengan saluran pembuangan alam, sungai, cekungan, jalan, dan lain-lain. (Mawardi, 2007)

Perhitungan dimensi talang sama seperti perhitungan dimensi saluran yaitu menggunakan Rumus 2.35 dan Rumus 2.36.

2.10.2

Gorong-Gorong

Bangunan gorong-gorong adalah salah satu banguan air pada persilangan untuk menyalurkan air yang lewat dari satu sisi jalan ke sisi jalan yang lain atau untuk mengalirkan air pada persilangan dua buah saluran dengan tinggi muka air yang berbeda pada kedua saluran tersebut (Mawardi, 2007). Pada gorong-gorong aliran bebas, benda-benda yang hanyut dapat lewat dengan mudah, akan tetapi biaya pembuatannya pada umumnya mahal dibandingkan dengan gorong-gorong tenggelam. Rumus yang digunakan untuk perhitungan gorong-gorong sama seperti perhitungan dimensi saluran lihat Rumus 2.35 dan Rumus 2.36. 2.11 Kehilangan Energi Akibat Bangunan Dalam perencanaan bangunan silang di sepanjang saluran yang terpenting adalah pembatasan kehilangan energi. Dalam jaringan saluran kehilangan energi ini harus dipertahankan sekecil mungkin, karena sekali energi ini diturunkan tidak mungkin untuk menaikannya kembali. Secara umum ada tiga jenis kehilangan energi : a. Kehilangan energi akibat gesekan. b. Kehilangan energi akibat peralihan. c. Kehilangan energi akibat belokan. 2.11.1

Kehilangan Akibat Gesekan Kehilangan energi akibat gesekan dapat dihitung dengan persamaan di

bawah ini.



ΔHf =

𝐿 𝑋 𝑉2 𝑅 𝑋 𝐶2

.......................................... (2.41)

Dimana :

ΔHf = kehilangan energi akibat gesekan (m) V

= kecepatan aliran di dalam bangunan

L

= panjang bangunan (m)

R

= jari-jari hidrolis (m)

A

= luas penampang basah (m2)

` P = keliling basah (m)

C = koefisien Chezy = k x R1/6

k = koefisien kekasaran Strickler 2.11.2

Kehilangan Energi Peralihan

Untuk peralihan dalam saluran terbuka, kehilangan energi dihitung dengan persamaan di bawah ini. 𝛥𝐻𝑚 = 𝜉𝑚 𝛥𝐻𝑘 = 𝜉𝑘

(𝑉𝑎−𝑉1)2 2𝑔

(𝑉2−𝑉𝑎)2 2𝑔

.................................(2.42) .................................(2.43)

Dimana : ΔHm

= kehilangan energi pada pemasukan (m)

ΔHk

= kehilangan energi pada pengeluaran (m)

𝜉𝑚, 𝜉𝑘 = faktor kehilangan energi yang tergantung pada bentuk hidrolis peralihan v1, v2

= kecepatan aliran di saluran hulu dan hilir, (m/dt)

g

= kecepatan gravitasi, (m/dt2)

2.11.3

Kehilangan Energi Pada Gorong-Gorong Aliran Penuh

Untuk gorong-gorong pendek, L < 20 m, seperti yang biasa direncanakan dalam jaringan irigasi menggunakan rumus di bawah ini. Q = µ x A x (2xgxZ)0.5...............................(2.44) Dimana : Q = debit (m3/detik) µ = koefisien debit, lihat Tabel 2.16



A = luas penampang (m2) g = percepatan gravitasi (m/detik2)

z = kehilangan energi pada gorong-gorong (m) Berikut ini Tabel 2.16 Tabel 2.16 Harga-Harga µ Dalam Gorong-Gorong Pendek

Sumber : KP-04


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Recommend Documents