EVALUASI KINERJA JARINGAN IRIGASI CURAH (SPRINKLER IRRIGATION) MELALUI SIMULASI HIDROLIS MENGGUNAKAN EPANET 2.0
HELENA NOVITASARI LASOL
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Curah (Sprinkler Irrigation) melalui Simulasi Hidrolis menggunakan EPANET 2.0 adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Juni 2014 Helena Novitasari Lasol NIM F44100076
ABSTRAK HELENA NOVITASARI LASOL. Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Curah (Sprinkler Irrigation) melalui Simulasi Hidrolis menggunakan EPANET 2.0. Dibimbing oleh YULI SUHARNOTO dan DADANG RIDWAN. Jaringan irigasi curah dapat menjadi investasi yang baik apabila dirancang dengan baik, dipasang, dipelihara secara tepat. Perhitungan secara manual memakan waktu dan menimbulkan human error. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi keragaan (performance) irigasi curah melalui simulasi hidrolik menggunakan perangkat lunak EPANET 2.0 dengan menggunakan data sekunder. Penelitian ini dilakukan pada jaringan irigasi curah yang telah terpasang di Desa Tenilo, Gorontalo dan Desa Akar-akar, NTB. Simulasi menghasilkan tekanan rata-rata pada kedua lokasi melebihi dari tekanan optimum yang direkomendasikan yaitu 40 m, namun belum melebihi tekanan maksimum yang direkomendasikan yaitu 65 m. Variasi tekanan pada masingmasing lokasi sebesar 2.82 m dan 9.35 m. Debit yang dihasilkan juga hampir mendekati debit rencana yaitu 9.11 liter/detik. Kecepatan aliran antara kedua lokasi tidak berbeda jauh. Kecepatan aliran pada kedua lokasi kurang dari kecepatan maksimum yang diijinkan yaitu 3 m/detik, berarti jaringan ini aman dari abrasi dan water hammer pada pipa. Berdasarkan hasil simulasi menunjukkan bahwa jaringan irigasi curah yang telah terpasang di Desa Tenilo dan Desa AkarAkar telah memenuhi kriteria batasan hidrolik dalam mendesain sistem jaringan irigasi curah.. Kata kunci: debit, EPANET 2.0, irigasi curah, kecepatan aliran, tekanan.
ABSTRACT HELENA NOVITASARI LASOL. Performance Evaluation of The Sprinkler Irrigation By Hydraulic Simulation using EPANET 2.0. Supervised by YULI SUHARNOTO and DADANG RIDWAN. Sprinkler irrigation network can be a good investment when well designed, installed, maintained and managed. But the calculation manually is time consuming and gives rise to human error. Therefore, this study aims to evaluate the performance of sprinkler irrigation through simulation using software EPANET 2.0 using secondary data is using and data is analysis by using simulation with software EPANET 2.0. This study was conducted on irrigation network in the village of Tenilo, Gorontalo and the villages of Akar-akar, NTB. The simulation resulted the average pressure at both locations excess of the recommended optimum pressure 40 m, but not exceeding the maximum recommended pressure 65 m,the variation pressure on each location is 2.82 m and 9.35 m. Debit issued by sprinkler is also nearing discharge plan 9.11 liters/second. The velocity of the flow both locations is not different much. It’s less than maximum allowable speed 3 m/s, it means that the network is safe from abrasion and water hammer on a pipe. Based on the results of simulation sprinkler irrigation network installed in the village of Tenilo and the villages of Akar-akar have met the criteria of hydraulic limitation in designing a system of sprinkler irrigation. Keywords: discharge, EPANET 2.0, sprinkler irrigarion, the velocity of the flow, pressure
EVALUASI KINERJA JARINGAN IRIGASI CURAH (SPRINKLER IRRIGATION) MELALUI SIMULASI HIDROLIS MENGGUNAKAN EPANET 2.0
HELENA NOVITASARI LASOL
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan
DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 ini ialah jaringan irigasi, dengan judul Evalusi Kinerja Jaringan Irigasi Curah (Sprinkler Irrigation) melalui Simulasi Hidrolis menggunakan EPANET 2.0. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M.Eng dan Bapak Dadang Ridwan, ST, MPSDA selaku pembimbing, serta Bapak Guntur Safei, ST selaku staf Balai irigasi yang telah banyak memberi saran dan bantuan selama penelitian. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr. Satyanto Krido Saptomo, STP, M.Si selaku penguji luar. Di samping itu, disampaikan penghargaan kepada berbagai pihak yang telah membantu selama pelaksanaan penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada orang tua, seluruh keluarga, dan teman-teman, atas segala doa dan kasih sayangnya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pengembangan khasanah pengetahuan di bidang irigasi. Saran dan masukan sangat diharapkan guna memperbaiki penulisan selanjutnya Bogor, Juni 2014 Helena Novitasari Lasol
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
2
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Irigasi Curah
2
EPANET 2.0
4
METODE
5
Waktu dan Tempat Penelitian
5
Bahan dan Alat
5
Prosedur Analisis Data
5
HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Lokasi
7 7
Tenilo, Gorontalo
7
Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat
7
Sistem Jaringan Irigasi Curah Berdasarkan EPANET 2.0
8
Data perencanaan
8
Jaringan irigasi curah
9
Simulasi Permodelan Jaringan Irigasi Curah
13
Tekanan dan debit
13
Kecepatan aliran
16
SIMPULAN DAN SARAN
19
Simpulan
19
Saran
20
DAFTAR PUSTAKA
20
LAMPIRAN
22
RIWAYAT HIDUP
58
DAFTAR TABEL 1 2 3 4
Data dasar desain sistem irigasi curah Batasan hidrolik pada jaringan irigasi curah Spesifikasi gun sprinkler tipe BIR Versi 1 Karakteristik komponen sistem jaringan irigasi curah di Desa Tenilo, Gorontalo 5 Karakteristik komponen sistem jaringan irigasi curah di Desa AkarAkar, Nusa Tenggara Barat 6 Perbandingan hasil simulasi tekanan dan debit 7 Perbandingan hasil simulasi kecepatan
8 8 9 11 11 16 19
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Skema jaringan irigasi curah Diagram alir penelitian Contoh properties junction Layout sistem irigasi curah di Desa Tenilo, Gorontalo Layout sistem irigasi curah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral terjauh di Desa Tenilo Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral terdekat di Desa Tenilo Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral elevasi permukaan tanah tertinggi di Desa Akar-Akar Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral elevasi permukaan tanah terendah di Desa Akar-Akar Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral terjauh di Desa Tenilo Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral terdekat di Desa Tenilo Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral elevasi permukaan tanah tertinggi di Desa Akar-Akar Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral elevasi terendah di Desa Akar-Akar
3 5 6 10 12 13 14 15 15 17 18 18 19
DAFTAR LAMPIRAN Koefisien kekasaran untuk pipa baru Koefisien minor loss untuk sambungan Hasil simulasi kondisi tekanan dan debit di Desa Tenilo, Gorontalo Hasil simulasi kondisi tekanan dan debit di Desa Akar-akar, NTB Hasil simulasi kondisi kecepatan di Desa Tenilo, Gorontalo Hasil simulasi kondisi kecepatan di Desa Akar-akar, NTB Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terdekat di Desa Tenilo, Gorontalo 8 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terjauh di Desa Tenilo, Gorontalo 9 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk lateral terdekat di Desa Tenilo, Gorontalo 1 2 3 4 5 6 7
22 23 24 25 26 27 28 30 32
10 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terjauh di Desa Tenilo, Gorontalo 11 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan terendah di Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat 12 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan tertinggi di Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat 13 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah terendah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat 14 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah tertinggi di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat
35 38 42 46 52
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Air merupakan salah satu kebutuhan pokok untuk pertumbuhan tanaman. Keberadaan air di dalam tanah perlu diatur sebaik mungkin agar pertumbuhan tanaman dapat tumbuh dengan baik. Pemberian air pengairan (irigasi) terhadap lahan-lahan pertanaman dalam jangkauan pembasahan permukaan tanah atau pun pembasahan tanah di bawah permukaannya (surface and below the surface irrigation) dapat dilakukan dengan beberapa cara sesuai dengan perancangan lahan-lahan pertanian dan kebutuhan tanamannya akan air pengairan. Salah satu cara pemberian air irigasi yaitu irigasi curah atau sprinkler. Irigasi curah adalah sistem pemberian air ke lahan pertanian dengan menggunakan tekanan (pressure). Tekanan biasanya didapatkan dengan cara pemompaan atau gravitasi. Sistem irigasi curah merupakan salah satu alternatif teknologi aplikasi irigasi, yang secara teoritis mempunyai efisiensi irigasi lebih tinggi dibandingkan irigasi permukaan. Oleh karena itu, teknologi irigasi bertekanan lebih tepat diterapkan di daerah-daerah yang relatif kering, yang memerlukan teknologi irigasi hemat air (Departemen Pertanian 2010). Menurut Balai Irigasi Bekasi (2009), irigasi curah (sprinkler) merupakan teknologi dengan input tinggi dan biaya investasi yang tinggi, tetapi sangat cocok dan sesuai untuk pengembangan lahan kering, misalnya di Nusa Tenggara Timur, Nusa Tenggara Barat serta daerah lahan kering lainnya. Teknologi irigasi ini juga diperlukan untuk usaha tani dengan teknik budidaya tanaman tertentu seperti jenis tanaman pangan, jagung, hortikultura, kelapa sawit, tanaman jarak, kapas, nanas, salak, jeruk, cabe, tomat, terong. Jaringan irigasi bertekanan khususnya irigasi curah dapat menjadi investasi yang baik apabila dirancang dengan baik, dipasang, dipelihara secara tepat. Desain jaringan irigasi curah yang baik memerlukan batasan yang diambil untuk dimensi pipa, distribusi tekanan, debit serta sejumlah parameter hidrolik yang lain (Owusu-Ansah 2011). Program komputer dapat digunakan untuk mensimulasi hidrolis jaringan irigasi curah yang telah direncanakan untuk mendapatkan hasil dari setiap batasan tersebut secara detail. Program komputer yaitu diantaranya EPANET 2.0 yang merupakan program komputer yang dapat menampilkan simulasi hidrolis dan kualitas air dalam jaringan pipa. Perumusan Masalah Perencanaan hidrolis jaringan irigasi curah dengan menggunakan perhitungan manual seperti iterasi coba-coba yang memakan waktu dan menimbulkan human error. Perhitungan secara manual tersebut seringkali tidak menghasilkan hasil desain yang memuaskan setelah diterapkan di lapangan, sehingga seringkali dilakukan penyesuaian rancangan. Untuk itu diperlukan alat bantu untuk mengevaluasi desain terlebih dahulu khususnya untuk beberapa parameter hidrolika yang sangat mempengaruhi kinerja jaringan dengan memperoleh rancangan hasil yang detail. Penelitian ini mengusulkan penerapan EPANET 2.0 sebagai alat bantu evaluasi rancangan hidrolis jaringan irigasi curah guna mengurangi human error yang terjadi.
2
Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi keragaan (performance) irigasi curah (sprinkler irrigation) melalui simulasi hidrolis menggunakan perangkat lunak (software) EPANET 2.0. Manfaat Penelitian Hasil kajian dalam penelitian ini diharapkan dapat memberikan masukan pada instansi terkait mengenai penerapan jaringan irigasi curah. Sekaligus sebagai bahan literatur dalam evaluasi keragaan (performance) jaringan irigasi, khususnya pada irigasi curah menggunakan EPANET 2.0. Ruang Lingkup Penelitian Penelitian ini mengambil permasalahan mengenai evaluasi kinerja jaringan irigasi curah. Ruang lingkup penelitian meliputi evaluasi kondisi aliran seperti tekanan, debit, dan kecepatan aliran, berdasarkan kriteria evaluasi penerapan jaringan irigasi curah, menggunakan software EPANET 2.0.
TINJAUAN PUSTAKA Irigasi curah Irigasi curah disebut juga overhead irrigation karena pemberian air dilakukan dari bagian atas tanaman terpancar menyerupai curah hujan (Dinas Pertanian 2010). Menurut Sapei et al. (2006), beberapa keuntungan irigasi curah antara lain: a. Efisiensi pemakaian air cukup tinggi b. Dapat digunakan untuk lahan dengan topografi bergelombang dan kedalaman tanah (solum) yang dangkal, tanpa diperlukan perataan lahan (land grading). c. Cocok untuk tanah berpasir di mana laju infiltrasi biasanya cukup tinggi. d. Aliran permukaan dapat dihindari sehingga memperkecil kemungkinan terjadinya erosi. e. Pemupukan terlarut, herbisida dan fungisida dapat dilakukan bersama-sama dengan air irigasi. f. Biaya tenaga kerja untuk operasi biasanya lebih kecil daripada irigasi permukaan. g. Dengan tidak diperlukannya saluran terbuka, maka tidak banyak lahan yang tidak dapat ditanami g. Tidak mengganggu operasi alat dan mesin pertanian. Menurut Sapei et al. (2006), berbagai faktor pembatas penggunaan irigasi curah adalah: a. Kecepatan dan arah angin berpengaruh terhadap pola penyebaran air b. Air irigasi harus cukup bersih bebas dari pasir dan kotoran lainnya
3
c. Investasi awal cukup tinggi d. Diperlukan tenaga penggerak di mana tekanan air berkisar antara 0,5 - 10 kg/cm2. Menurut Balai Irigasi (2010), umumnya komponen irigasi curah adalah sebagai berikut: a. Tenaga penggerak Sumber tenaga penggerak pompa dapat berupa motor listrik atau motor bakar. Jenis pompa yang biasa digunakan pada suatu sistem irigasi curah adalah pompa sentrifugal dan turbin. Pompa sentrifugal digunakan apabila debit dan tekanan yang dibutuhkan relatif kecil, sedangkan pompa turbin digunakan apabila debit dan tekanan yang dibutuhkan relatif besar. b. Pipa utama Pipa utama (main line) adalah pipa yang mengalirkan air dari pompa ke pipa lateral. Pipa utama dibuat permanen di atas atau di bawah permukaan tanah, dapat pula berpindah (portable) dari satu lahan ke lahan yang lain. Untuk pipa utama yang ditanam, umumnya dipasang pada kedalaman 0.75 m di bawah permukaan tanah. Pipa manifold berdiameter antara 75 – 200 mm. Jenis pipa yang biasa digunakan baik sebagai pipa lateral, manifold, maupun pipa utama antara lain GIP, PVC, PE, dan Alumunium. c. Pipa lateral Pipa lateral adalah pipa yang mengalirkan air dari pipa utama ke sprinkler. Pipa lateral biasanya tersedia di pasaran dengan ukuran panjang 5, 6, atau 12 meter setiap potongnya. Pipa lateral berdiamater lebih kecil dari pada pipa manifold, umumnya lateral berdiameter 50 – 125 mm, dapat bersifat permanen atau berpindah. d. Kepala sprinkler (sprinkler head) Terdapat dua tipe kepala sprinkler untuk mendapatkan semprotan yang baik yaitu: 1. Kepala sprinkler berputar (rotating head sprinkler). Kepala sprinkler berputar mempunyai satu atau dua nozzle dengan berbagai ukuran tergantung pada debit dan diameter lingkaran basah yang diinginkan. 2. Pipa dengan lubang-lubang sepanjang atas dan sampingnya (sprayline) Skema jaringan irigasi curah dan contoh jaringan pipa dapat dilihat pada gambar 1 berikut ini:
Gambar 1 Skema jaringan irigasi curah (Prastowo 2002 dalam Hadi 2010)
4
EPANET 2.0 EPANET 2.0 adalah program komputer yang berbasis windows yang merupakan program simulasi dari perkembangan waktu dari profil hidrolis dan perlakuan kualitas air bersih dalam suatu jaringan pipa distribusi (Agustina 2007). EPANET dikembangkan oleh Water Supply and Water Resources Divission USEPA’S National Risk Mangement Research Laboratory dan pertama kali diperkenalkan padan tahun 1993 dan versi yang baru diterbitkan pada tahun 1999 (Sudirman 2012). Output yang dihasilkan dari program EPANET 2.0 ini antara lain debit yang mengalir dalam pipa, tekanan air dari masing masing titik/node/junction (Agustina 2007). Hasil running dari program ini dapat berupa peta jaringan dengan kode warna, tabel data, grafik time-series, dan kontur plot. Keuntungan menggunakan software EPANET antara lain: Data survei dapat ditafsirkan ke dalam program dengan sedikit perbaikan dalam Microsoft Excel. Semua kalkulasi dapat diselesaikan dengan cepat. Mudah untuk memeriksa pekerjaan orang lain Pergantian cepat dan mudah Kompleksitas dan ukuran jaringan tidak terbatas
METODE Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari sampai Mei 2014. Penelitian ini dilakukan di Kota Bekasi, Provinsi Jawa Barat dan Kampus Dramaga IPB. Alat dan Bahan Alat yang digunakan dalam penelitian ini berupa program perangkat lunak (Software) EPANET 2.0, program Microsoft Excel 2013, program Microsoft Office 2013, software AutoCAD 2010 dan Notebook. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini merupakan data sekunder yang berupa: 1. Layout jaringan irigasi curah di Nusa Tenggara Barat dan Gorontalo. 2. Jaringan irigasi dan komponen jaringan : Jenis pipa, diameter pipa, panjang pipa, spesifikasi emiter dan sprinkler, spesifikasi pompa, serta diameter dan jenis katup yang digunakan pada jaringan irigasi curah di lokasi penelitian Provinsi Nusa Tenggara Barat dan Gorontalo. Prosedur Analisis Data Prosedur pelaksanaan penelitian dirangkum dalam diagram alir proses penelitian pada Gambar 2.
5
Mulai
Studi Pustaka
Pengumpulan Data Sekunder
Simulasi EPANET 2.0
Analisis Hasil Simulasi EPANET 2.0 Perbaikan Rancangan
Batasan Hidrolika: Tekanan, debit, kecepatan aliran
OK
Validasi
Rekomendasi
Selesai Gambar 2 Diagram alir penelitian Prosedur analisis data yang dilakukan terdiri dari: a. Studi pustaka
Tidak OK
6
Studi pustaka dilakukan untuk mengumpulkan publikasi ilmiah atau jurnal, laporan penelitian yang berkaitan dengan permasalahan, dan buku-buku yang menerangkan tentang aspek yang digunakan dalam menganalisis permasalahan. b. Pengumpulan data sekunder Pengumpulan data sekunder bertujuan untuk mendapatkan data-data yang membantu dalam menganalisis jaringan irigasi curah. Data sekunder diperoleh dari berasal Balai Irigasi Bekasi. c. Analisis data Analisis data dilakukan melalui simulasi hidrolis menggunakan software EPANET 2.0. Adapun tahapan simulasi sebagai berikut: 1. Layout jaringan irigasi curah di Nusa Tenggara Barat dan Gorontalo digambar ulang pada software EPANET 2.0. Pembuatan layout sesuai dengan kondisi nyata di lapangan serta disesuaikan dengan tata cara menggunakan software EPANET 2.0. 2. Memilih analisis yang dikehendaki (Hazen-Williams, Darcy-Weisbach, Chezy-Manning) 3. Input data disesuaikan dengan data yang ada pada layout jaringan. Input data meliputi: node, reservoir, pipes, pump, dan valve. Untuk setiap properties memerlukan data masukan yang harus diisi secara manual satu persatu. Untuk data sprinkler, diperlukan data emitter coefficient yang didapatkan dengan menggunakan rumus:
C=
...........................................................(1)
Keterangan: C= koefisien emiter q = debit sprinkler (liter/detik) p = tekanan sprinkler (m) y = eksponen tekanan yaitu 0.5 Setelah mendapat nilai koefisien emiter, kemudian nilai tersebut dimasukkan ke dalam properties junction pada emitter coeff. Properties junction dapat dilihat pada gambar 3.
Gambar 3 Contoh properties junction 4. Setelah semua data dimasukkan, run analisis untuk mengetahui simulasi berhasil atau tidak.
7
5. Simulasi Epanet 2.0 memberikan hasil dalam berbagai tabel, grafik dan angka untuk berbagai parameter seperti debit, head, kecepatan, energi, headloss, dan sebagainya. Hasil dapat ditayangkan untuk setiap pipa, node, tangki atau pompa yang diinginkan.
HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Lokasi Tenilo, Gorontalo Provinsi Gorontalo merupakan daerah agraris dengan keadaan topografi datar, berbukit-bukit sampai dengan bergunung dengan kondisi tipe iklim A sampai dengan tipe iklim E menurut pembagian tipe iklim Smith & Ferguson, sehingga berbagai jenis tanaman pangan dapat tumbuh dengan baik di daerah ini (Ridwan et al. 2010) Lokasi dipasangnya jaringan irigasi curah terletak pada 0° 37’ 33” Lintang Utara dan 122° 56’ 33” Bujur Timur. Luas lahan jaringan irigasi curah tersebut yaitu 8 hektar. Apabila dilihat dari topografinya, lokasi ini merupakan daerah dengan topografi relatif datar. Berdasarkan data analisis fisik tanah, tekstur tanah di lahan tersebut liat berpasir yang memiliki kapasitas menahan air sebesar 133208 mm/m (Balai Irigasi 2009). Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat Lokasi kedua pemasangan jaringan irigasi curah terletak di Arungan Bali Desa Akar-akar Kecamatan Bayan, Kabupaten Lombok Utara, Provinsi Nusa Tenggara Barat (NTB). Lokasi tersebut terletak pada 8° 13’ 31.89” Lintang Selatan dan 116° 21’ 25.99” Bujur Timur. Luas lahan jaringan irigasi curah tersebut yaitu kurang lebih 18 hektar. Apabila dilihat dari peta kontur, daerah ini merupakan daerah yang memiliki elevasi permukaan tanah yang tidak datar atau berlereng. Berdasarkan sistim klasifikasi USDA (Soil Taxonomy) tahun 2003, jenis tanah di daerah lokasi penelitian Arungan Bali masuk dalam ordo tanah Entisol dengan subordo Fluvent dengan sifat dan ciri tanah yang sangat berbeda (Balai Irigasi 2009). Berdasarkan hasil analisa sifat dan karakteristik tanah, tekstur tanah pada daerah ini mempunyai kadar fraksi pasir yang tidak terlalu tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa kemampuan menahan air (water holding capasity) nya baik. Untuk sifat kimia tanah secara umum tanah di Arungan Bali mempunyai tingkat kesuburan tanah yang lebih baik. Hal ini lebih banyak disebabkan oleh praktik pertanian di Arungan Bali yang selama beberapa tahun sebelumnya telah menerapkan pupuk kandang dalam jumlah yang cukup besar 3-5 ton/ha, sehingga berdampak terhadap perubahan fisik yang secara langsung juga dapat memperbaiki sifat kimia tanah (Balai Irigasi 2009)
8
Parameter Rancangan Simulasi Pemodelan Jaringan Irigasi curah Data perencanaan Berdasarkan karekteristik tanah pada masing-masing lokasi, maka tanaman yang ditanam pada kedua daerah ini yaitu tanaman jagung. Tanaman jagung memiliki kebutuhan air puncak pada fase pertengahan musim sebesar 5.405 mm/hari. Pada Desa Tenilo, karakteristik tanah yang liat dan berpasir menyebabkan interval irigasi hanya membutuhkan waktu maksimum 2 hari pada fase pertumbuhan awal dengan waktu pemberian air maksimum 1 jam pada fase pertumbuhan pertengahan musim. Sedangkan di Desa Akar-akar, tanah berpasir menyebabkan interval irigasi yang lebih lama yaitu 5 hari pada semua fase pertumbuhan kecuali pada fase pertumbuhan awal dengan waktu pemberian air maksimum 4 jam pada fase pertumbuhan pembungaan. Tabel 1 menampilkan data dasar yang digunakan untuk perencanaan desain sistem irigasi curah. Tabel 1 Data dasar desain sistem irigasi curah Parameter Jarak antar riser Jarak antar lateral Debit minimum sprinkler Laju pemberian aira Luas area setiap sprinklerb Debit dari setiap sprinklerc a
laju pemberian air =
Lokasi Desa Tenilo dan Desa Akar-akar 66 m 66 m 8.58 liter/detik 7.09 mm/jam 4356 m2 9 liter/detik
Sumber Balai Irigasi Balai Irigasi Balai Irigasi
...(mm/jam)
luas area setiap sprinkler = jarak antar riser x jarak antar lateral...(m2) c debit dari setiap sprinkler = ( )x luas area setiap sprinkler (l/det)
b
Pada perencanaan irigasi curah diperlukan batasan hidrolik agar menghasilkan rancangan yang sesuai dengan kebutuhan. Batasan hidrolik tersebut yaitu debit rencana, tekanan optimum operasi sprinkler, dan kecepatan izin maksimum disajikan pada Tabel 2. Tabel 2 Batasan hidrolik pada jaringan irigasi curah Parameter Nilai Sumber Debit rencana minimum 8.58 liter/detik Balai Irigasi Debit rencana maksimum 11.16 liter/detik Balai Irigasi Kecepatan izin minimum 0.3 m/det Labye et al. (1988) Kecepatan izin maksimum 3 m/detik Labye et al. (1988) Tekanan minimum operasi 35 m Balai Irigasi sprinkler Tekanan maksimum operasi 65 m Balai Irigasi sprinkler Variasi tekanan Tidak lebih 20% dari FAO (2001) tekanan optimum operasi sprinkler
9
Jaringan irigasi curah EPANET memodelkan sistem jaringan irigasi curah sebagai kumpulan dari link yang dihubungkan oleh node sehingga sistem ini akan terdiri berbagai komponen fisik. Link adalah pipa, pompa, dan valve, sedangkan node disini mewakili junction dan reservoir. Pada jaringan irigasi curah menggunakan EPANET 2.0 ini dilakukan analisis dengan memasukan data pada junction, reservoir, pipa, pompa dan valve. Data junction berupa elevasi dan koefisien emiter. Data elevasi dan koefisien emiter setiap junction masing-masing lokasi disajikan pada Lampiran 7 untuk Desa Tenilo dan 11 untuk Desa Akar-akar. Nilai koefisien emiter didasarkan pada jenis sprinkler yang digunakan. Jenis sprinkler yang digunakan yaitu tipe gun sprinkle BIR V.1. Jenis sprinkler ini dipilih karena tanaman jagung termasuk tanaman yang cukup tinggi dan mempunyai ketahanan yang cukup terhadap butiran curahan sprinkler. Berbagai spesifikasi gun sprinkler tipe BIR V.1 disajikan pada tabel 3. Berdasarkan data debit dari setiap srinkler pada tabel 2, spesifikasi sprinkler yang paling sesuai dengan debit tersebut yaitu debit sebesar 9.11 liter/detik dan tekanan 4 m. Sehingga, koefisien emiter dapat diperoleh berdasarkan persamaan 1 yaitu 1.4 liter/detik/m0.5. Tabel 3 Spesifikasi gun sprinkler tipe BIR Versi 1 Tekanan Sprinkler Radius Pancaran (m) (Bar) 3.5 34.2 4.0 36.2 4.5 37.4 5.0 40.4 5.5 42.6 6.0 44.5 6.5 46.2 Sumber: Balai Irigasi Bekasi
Diameter Basah (m)
Debit (Liter/detik)
68.4 72.4 74.8 80.8 85.2 89.0 92.4
8.58 9.11 9.24 9.48 10.00 10.56 11.16
Data reservoir berupa data total head. Pada Desa Tenilo, reservoir berupa sumur air dalam yang memiliki kedalaman 100 m dan posisi pompa diletakan pada kedalaman 30 m dari elevasi permukaan tanah. Elevasi permukaan tanah yaitu 7 m. Sehingga, total head sumur air dalam sebesar -23 m. Pada Desa Akarakar, reservoir berupa sumur air dalam yang memiliki kedalaman 118 m dan posisi pompa diletakan pada kedalaman 34.1 m dari permukaan tanah. Elevasi permukaan tanah 51 m. Sehingga, total head sumur air dalam sebesar 16.9 m. Data pipa berupa data panjang, diameter, koefisien kekasaran pipa, dan koefisien minor loss. Data panjang pipa, diameter pipa, koefisien kekasaran pipa, dan koefisien minor loss pada sambungan setiap pipa untuk masing-masing lokasi secara rinci disajikan pada Lampiran 9 untuk Desa Tenilo dan Lampiran 13 untuk Desa Akar-akar. Pada sistem jaringan irigasi curah di Desa Tenilo digunakan 2 jenis sambungan yaitu medium radius elbow (sambungan 90o) dan standard teeflow trough run (sambungan bentuk T). Sedangkan di Desa Akar-akar digunakan 3 jenis sambungan yaitu medium radius elbow (sambungan 90o), standard teeflow trough run (sambungan bentuk T) dan 45 degree elbow.
10
Data pompa berupa data debit pompa dan tekanan pompa. Pada Desa Tenilo, pompa yang digunakan adalah pompa sentrifugal yang memiliki kapasitas debit sebesar 30 liter/detik dengan tekanan pompa sebesar 80 m. Pada Desa Akarakar, pompa yang digunakan adalah pompa turbin yang memiliki kapasitas debit sebesar 20 liter/detik dengan tekanan pompa sebesar 100 m. Data valve berupa data panjang, diameter, jenis, dan koefisien minor loss. Untuk simulasi sistem jaringan di Desa Tenilo dan Akar-Akar digunakan jenis katup GPV (General Purpose Valve) berbentuk gate valve pada riser dan FCV (Flow Control Valve) pada pipa utama setelah pompa yang juga berbentuk gate valve. Secara umum penggunaan valve dengan kurva valve memperlihatkan penambahan head loss pada pengurangan aliran. GPV digunakan untuk merepresentasikan pipa ketika pengguna mensuplai aliran khusus atau hubungan head loss selain dari formula standard hidrolis. Jenis ini dapat digunakan untuk memodelkan turbin, sumur bor, atau pengurangan/katup pencegah aliran balik. Jenis katup ini memerlukan kurva head loss. Informasi dari pabrik valve harus tersedia untuk membangun kurva tersebut. Sedangkan FCV membatasi aliran dalam harga yang spesifik (Rossman 2000). Pada jaringan ini katup jenis FCV, diatur dengan tekanan sebesar 80 m. Pada analisis sistem jaringan irigasi curah ini digunakan persamaan Hazen-William untuk menghitung nilai kehilangan tekanan. Persamaan ini digunakan karena persamaan ini paling umum dipakai dan lebih cocok untuk menghitung kehilangan tekanan untuk pipa yang berdiameter besar yaitu diatas 10 mm (Amunif 2008) Skema sistem jaringan irigasi curah di Desa Tenilo (Gorontalo) dapat ditampilkan melalui software EPANET 2.0 seperti pada Gambar 4.
Keterangan: Pompa Sumur Katup Sprinkler Pipa utama 1 Pipa utama 2 Pipa utama 3 Pipa utama 4 Pipa lateral 1 Pipa lateral 2
Gambar 4 Layout sistem irigasi curah di Desa Tenilo, Gorontalo
11
Gambar 4 di atas menunjukkan konfigurasi jaringan irigasi curah yang digunakan untuk analisis. Pada jaringan tersebut terdapat 20 posisi sprinkler yang digambarkan sebagai junction pada 10 lateral yang digambarkan sebagai link, dan 46 pipa. Karakteristik komponen sistem disajikan pada Tabel 4. Tabel 4 Karakteristik komponen sistem jaringan irigasi curah di Desa Tenilo, Gorontalo Komponen sistem
Panjang (m)
Diameter (mm)
Jenis
Koefisien Kekasaran Hazen Williama 150 150 150 150 150 150 120
Koefisien minor lossb
Pipa utama 1 60 127 PVC 0.2 Pipa utama 2 10 127 PVC 0.6 Pipa utama 3 56 127 PVC 0.6 Pipa utama 4 66 127 PVC 0.6 Pipa lateral 1 66 101.6 PVC 0.6 Pipa lateral 2 30 101.6 PVC 0.6 Riser 1.5 76.2 Galvanis 0.6 atau 0.8 Katup 76.2 0.2 a dapat dilihat pada lampiran 1 b dapat dilihat pada lampiran 2 Sumber: Balai Irigasi Bekasi 2009 Untuk skema sistem irigasi curah di Desa Akar-Akar (Nusa Tenggara Barat) dapat ditampilkan melalui software EPANET 2.0 seperti pada Gambar 5 dan karakteristik komponen sistem pada Tabel 5. Tabel 5 Karakteristik komponen sistem jaringan irigasi curah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat Komponen sistem
Panjang (m)
Diameter (mm)
Jenis
Pipa utama
66 55 33 66 58 36 33 30 28 24 8 1.5
127 127 127 101.6 101.6 101.6 101.6 101.6 101.6 101.6 101.6 76.2 76.2
PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC PVC Galvanis
Pipa lateral
Riser Katup a dapat dilihat pada Lampiran 1 b dapat dilihat pada Lampiran 2 Sumber: Balai Irigasi Bekasi 2009
Koefisien Kekasaran Hazen Williama 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 120
Koefisien minor lossb 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.2
12
Keterangan: Pompa Sumur Katup Sprinkler Pipa utama Pipa lateral
Gambar 5 Layout sistem irigasi curah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat Gambar 5 di atas menunjukkan konfigurasi jaringan irigasi curah yang digunakan untuk analisis. Pada jaringan tersebut terdapat 34 posisi sprinkler yang digambarkan sebagai junction pada 27 lateral yang digambarkan sebagai link, dan 86 pipa. Lokasi ini memiliki elevasi permukaan tanah pada sprinkler terendah yaitu 41 m dan elevasi permukaan tanah pada sprinkler tertinggi yaitu 60 m, serta lokasi sumur berada pada elevasi permukaan tanah 51 m.
13
Simulasi Pemodelan Jaringan Irigasi Curah
Tekanan dan Debit Tekanan mempunyai kaitan erat dengan debit aliran. Aliran yang mempunyai tekanan cukup akan mampu mengalirkan air dengan baik. Akan tetapi, apabila tekanan dalam pipa tidak mencukupi dapat menyebabkan air tidak dapat mengalir. Faktor tekanan harus diperhatikan karena apabila tekanan yang ada pada sistem melebihi batas maka akan terjadi kerusakan pipa akibat teknis seperti pipa pecah sehingga mengakibatkan kebocoran (Akbar 2013). Performansi suatu sprinkler akan baik jika mengikuti tekanan operasi yang disarankan oleh pabrik pembuatnya. Jika tekanan operasi lebih kecil atau lebih besar dari yang direkomendasikan maka akan terjadi penyimpangan kinerja (Balai Irigasi 2009). Untuk sprinkler tipe gun sprinkler BIR V.1 tekanan operasi optimum yang direkomendasikan yaitu 4 bar atau 40 m. Untuk variasi tekanan 20% (FAO, 2001) antara titik terendah dan titik tertinggi yang diizinkan, kemudian variasi tidak boleh melebihi 8 m (20% dari tekanan optimum sprinkler). Lampiran 5 menampilkan hasil simulasi untuk tekanan pada sistem di Desa Tenilo dan Akar-Akar. Pada Gambar 6 menunjukkan bahwa tekanan yang dihasilkan oleh sprinkler pada lateral yang terletak paling jauh dari sumber air yaitu sebesar 51.95 m dan 53.06 m dengan rata-rata tekanan 52.51 m, terjadi pada elevasi permukaan tanah terendah yaitu 5.5 m. Hasil tersebut terlalu besar dari tekanan optimum yang direkomendasikan yaitu 40 m. Nilai tersebut belum melebihi nilai tekanan izin maksimum yang direkomendasikan yaitu 65 m, berarti air yang dipompa dapat dikeluarkan oleh sprinkler untuk memenuhi kebutuhan debit yang direncanakan sebesar 9.11 liter/detik. Tekanan yang terlalu besar ini, menyebabkan semburan air pecah terlalu banyak menimbulkan kabut yang mudah menguap serta hilang ke udara, dan sebagian besar air akan jatuh dekat sprinkler. Hal tersebut akan mempengaruhi jarak pancaran dan keseragaman sebaran air. Jarak pancaran dan keseragaman sebaran air menjadi lebih rendah yang disebabkan adanya pengaruh angin.
Gambar 6 Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral terjauh di Desa Tenilo
14
Pada lateral yang yang terletak paling dekat dengan sumber air menghasilkan tekanan yang tidak jauh berbeda. Hal tersebut terlihat pada Gambar 7 yang menunjukkan bahwa tekanan yang dihasilkan yaitu sebesar 54.85 m dan 55.80 m dengan rata-rata tekanan 55.33 m, terjadi pada elevasi permukaan tanah tertinggi yaitu 6.7 m dan 6.8 m. Debit yang dikeluarkan masing masing sebesar 10.46 liter/detik dan 10.37 liter/detik. Sehingga, didapatkan nilai variasi tekanan sebesar 2.82 m, berarti variasi tekanan yang keluar dari setiap sprinkler merata karena nilai variasi tekanan kurang dari 8 m.
Gambar 7 Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral terdekat di Desa Tenilo Untuk hasil simulasi tekanan pada jaringan irigasi curah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat ditunjukkan pada Gambar 8 dan 9. Pada Gambar 8 menunjukkan bahwa tekanan yang dihasilkan oleh 2 sprinkler yang aktif pada elevasi permukaan tanah tertinggi (60 m) yaitu sebesar 44.24 m dan 44.15 m dengan rata-rata tekanan 44.20 m. Hasil tersebut tidak terlalu besar dari tekanan operasi optimum yang direkomendasikan yaitu 40 m. Nilai tersebut belum melebihi nilai tekanan izin maksimum yang direkomendasikan yaitu 65 m, berarti air yang dipompa dapat dikeluarkan oleh sprinkler untuk memenuhi kebutuhan debit yang direncanakan sebesar 9.11 liter/detik. Debit yang dikeluarkan masing masing sebesar 9.30 liter/detik dan 9.31 liter/detik.
15
Gambar 8 Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral elevasi permukaan tanah tertinggi di Desa Akar-Akar Pada lateral yang memiliki elevasi permukaan tanah terendah yaitu 41 m menghasilkan tekanan yang jauh berbeda. Hal tersebut terlihat pada Gambar 11 yang menunjukkan bahwa tekanan yang dihasilkan oleh 2 buah sprinkler yang aktif yaitu sebesar 54.22 m dan 52.87 m dengan tekanan rata-rata 53.55 m. Hasil tersebut terlalu besar dari tekanan operasi optimum yang direkomendasikan yaitu 40 m. Nilai tersebut belum melebihi nilai tekanan izin maksimum yang direkomendasikan yaitu 65 m, berarti air yang dipompa dapat dikeluarkan oleh sprinkler untuk memenuhi kebutuhan debit yang direncanakan sebesar 9.11 liter/detik. Debit yang dikeluarkan masing-masing sebesar 10.31 liter/detik dan 10.18 liter/detik. Hal tersebut terjadi seperti di Desa Tenilo, tekanan yang terlalu besar ini dapat menyebabkan semburan air pecah terlalu banyak menimbulkan kabut yang mudah menguap serta hilang ke udara, dan sebagian besar air akan jatuh dekat sprinkler. Hal tersebut akan mempengaruhi jarak pancaran dan keseragaman sebaran air. Jarak pancaran dan keseragaman sebaran air menjadi lebih rendah yang disebabkan adanya pengaruh angin.
Gambar 9 Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral elevasi permukaan tanah terendah di Desa Akar-Akar
16
Nilai variasi tekanan yang dihasilkan sebesar 9.35 m, berarti variasi tekanan yang keluar dari setiap sprinkler tidak merata karena nilai variasi tekanan lebih dari 7 m. Hal tersebut terjadi karena panjang pipa utama pada elevasi tertinggi dari sumber air lebih panjang yaitu 682 m dan beda elevasi 9 m dari sumber air, sehingga tekanan berkurang sepanjang perjalanan menuju sprinkler yang aktif. Sedangkan, panjang pipa utama pada elevasi terendah hanya 363 m. Hal tersebut masih dapat memenuhi kebutuhan debit yang direncanakan untuk setiap sprinkler sebesar 9.11 liter/detik. Hasil simulasi tekanan dan debit secara rinci untuk masing-masing lokasi disajikan pada Lampiran 7 sampai 14. Sedangkan, perbandingan hasil simulasi tekanan dan debit di Desa Tenilo dan Akar-Akar disajikan pada Tabel 6. Tabel 6 Perbandingan hasil simulasi tekanan dan debit Parameter Elevasi permukaan tanah (m) Tekanan rata-rata (m) Variasi Tekanan (m) Debit rata-rata (liter/detik)
Desa Tenilo Terendah Tertinggi 5.5 6.8 52.51 55.33 2.82 10.15 10.42
Desa Akar-Akar Terendah Tertinggi 41 60 53.55 44.20 9.35 10.25 9.31
Tabel 6 menunjukkan bahwa variasi tekanan pada jaringan irigasi curah di Desa Akar-akar lebih besar jauh melebihi variasi tekanan di Desa Tenilo. Hal tersebut dapat terjadi karena adanya perbedaan elevasi permukaan tanah yang sangat besar di Desa Akar-akar yaitu sebesar 19 m yang menyebabkan tekanan rata-rata sprinkler pada elevasi permukaan tanah terendah lebih besar 9.35 m dari pada sprinkler dengan elevasi permukaan tanah tertinggi. Hasil simulasi tekanan dan debit tidak berbeda jauh dari hasil pengukuran di lapangan. Pada Desa Tenilo, hasil pengukuran tekanan operasi di sprinkler bisa mencapai 4,5 kg/cm2 atau 45 m bahkan lebih. Sedangkan di Desa Akar-Akar, hasil pengukuran tekanan operasi sprinkler berkisar antara 3.5 – 6 bar atau 35 – 60 m dengan debit yang dihasilkan berkisar antara 8.58 -10.56 liter/detik (Balai Irigasi 2009) Kecepatan aliran Melacak perubahan kecepatan aliran dalam sebuah jaringan sangat sulit dilakukan secara manual terutama jika jaringan tersebut sangat luas. Pada saat mendesain jaringan, perancang cenderung mengabaikan efek kecepatan dalam sistem. Kecepatan yang tinggi cenderung meningkatkan head loss pada jaringan pipa. Keuntungan dari EPANET adalah bahwa setiap perubahan dalam diameter dan panjang pipa secara otomatis dihitung dan perubahan dalam parameter kunci seperti kecepatan dan tekanan yang ditunjukkan pada layar komputer pada lokasi tertentu untuk perancang dalam membuat keputusan (Owusu-Ansah 2011). Lampiran 9 dan 13 menampilkan hasil simulasi untuk headloss dan kecepatan aliran pada sistem di Desa Tenilo dan Akar-Akar. Menurut Labye et al. (1988), kecepatan minimum yang dipilih untuk memastikan bahwa ada tidak ada pengendapan padatan. Kecepatan maksimum yang dipilih untuk mengurangi konsekuensi dari water hammer (pukulan air)
17
dan untuk membatasi biaya pompa. Nilai-nilai yang biasanya dipilih yaitu 0.3 m/detik dan 3 m/detik masing-masing, tetapi batas ini dapat bervariasi dengan diameter pipa . Pada Gambar 10 menunjukkan bahwa kecepatan aliran pada riser di sprinkler pada yang terletak paling jauh dari sumber air yaitu sebesar 2.21 m/detik dan 2.24 m/detik dengan rata-rata 2.23 m/detik.
Gambar 10 Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral terjauh di Desa Tenilo Pada lateral yang terletak paling dekat dengan sumber air menghasilkan kecepatan yang tidak jauh berbeda. Hal tersebut terlihat pada Gambar 11 yang menunjukkan bahwa kecepatan yang dihasilkan yaitu sebesar 2.29 m/detik dan 2.27 m/detik dengan rata-rata 2.28 m/detik. Berdasarkan hasil simulasi tersebut, kecepatan pada jaringan di Desa Tenilo yang kurang dari kecepatan maksimum yang diizinkan yaitu 3 m/detik, berarti jaringan ini aman dari abrasi dan water hammer pada pipa. Bila aliran dalam pipa dihentikan secara mendadak oleh kran atau katup, tekanan air pada sisi atas akan meningkat dengan tajam dan menimbulkan gelombang tekanan yang akan merambat dengan kecepatan tertentu dan kemudian dapat dipantulkan kembali ke tempat semula. Gejala ini menimbulkan kenaikan tekanan yang sangat tajam sehingga menyerupai suatu pukulan dan dinamakan gejala pukulan air (water hammer). Kerusakan yang ditimbulkan karena pukulan air yaitu pipa dapat pecah karena lonjakan tekanan, peralatan plambing akan rusak akibat tekanan yang ditimbulkan pukulan air, pasangan instalasi akan rusak karena getaran yang diakibatkan pukulan air, sambungan-sambungan instalasi akan cepat bocor/rusak, katup dapat pecah karena lonjakan tekanan (Murni 2007).
18
Gambar 11 Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral terdekat di Desa Tenilo Untuk hasil simulasi kecepatan pada jaringan irigasi curah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat ditunjukan pada Gambar 12 dan 13. Pada Gambar 12 menunjukkan bahwa kecepatan yang dihasilkan oleh riser dari 2 buah sprinkler yang aktif pada elevasi permukaan tanah terendah (41 m) yaitu sebesar 2.04 m/detik.
Gambar 12 Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral elevasi permukaan tanah tertinggi di Desa Akar-Akar Pada lateral yang memiliki elevasi permukaan tanah terendah menghasilkan kecepatan yang tidak jauh berbeda. Hal tersebut terlihat pada Gambar 13 yang
19
menunjukkan bahwa tekanan yang dihasilkan oleh riser pada 2 buah sprinkler yang aktif yaitu sebesar 2.26 m/detik dan 2.23 m/detik dengan rata-rata 2.25 m/detik. Berdasarkan hasil simulasi tersebut, kecepatan aliran di Desa Akar-Akar kurang dari kecepatan maksimum yang diizinkan yaitu 3 m/s, berarti jaringan ini aman dari abrasi dan water hammer pada pipa.
Gambar 13 Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral elevasi terendah di Desa Akar-Akar Perbandingan hasil simulasi kecepatan di Desa Tenilo dan Akar-Akar disajikan pada Tabel 7. Tabel 7 Perbandingan hasil simulasi kecepatan Parameter Elevasi permukaan tanah (m) Kecepatan aliran rata-rata (m/detik)
Desa Tenilo Terendah Tertinggi 5.5 6.8 2.23
Desa Akar-Akar Terendah Tertinggi 41 60
2.28
2.04
2.25
Tabel 7 menunjukkan bahwa kecepatan aliran pada jaringan irigasi curah antara kedua lokasi tersebut tidak berbeda jauh. Meskipun terdapat perbedaan elevasi permukaan tanah yang sangat besar di Desa Akar-akar yaitu sebesar 19 m. Sehingga tidak perlu adanya penambahan diameter pipa. Hasil simulasi kecepatan aliran tersebut tidak jauh berbeda dengan hasil perhitungan manual yang dilakukan dengan membagi debit hasil pengukuran di lapangan yang dihasilkan dengan luas pipa (0.25пD2). Hasil perhitungan manual tersebut menghasilkan kecepatan aliran pada kedua lokasi tersebut berkisar antara 1.88 – 2.32 m/detik.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil simulasi menggunakan software EPANET 2.0 menunjukkan bahwa jaringan irigasi curah yang telah terpasang di Desa Tenilo (Gorontalo) dan Desa Akar-Akar (Nusa Tenggara Barat) telah memenuhi kriteria batasan hidrolik dalam mendesain sistem jaringan irigasi curah. Kriteria hidrolik berupa debit, tekanan dan kecepatan izin di dalam pipa telah memenuhi batasan
20
yang disyaratkan yaitu debit optimum 9.11 liter/detik, tekanan optimum 40 m, tekanan maksimum 65 m dan kecepatan aliran maksimum 3 m/det. Terdapat perbedaan elevasi permukaan tanah yang besar antara sprinkler yang terletak pada elevasi permukaan tanah tertinggi dan pada sprinkler dengan elevasi permukaan tanah terendah. Hal tersebut menyebabkan nilai variasi tekanan di Desa AkarAkar melewati batasan nilai variasi tekanan yang disyaratkan sebesar 20% dari tekanan optimum operasi sprinkler atau 8 m yaitu sebesar 9.35 m. Nilai variasi tekanan ini tidak mempengaruhi kinerja pengoperasian, karena pada saat pengoperasian hanya menggunakan 2 buah sprinkler yang bekerja secara simultan. Saran Untuk mengatur tekanan agar mencapai tekanan optimum dan variasi tekanan yang disyaratkan dapat dilakukan pengaturan pada kran Sedangkan, kecepatan yang tinggi dapat menyebabkan water hammer (pukulan air), sehingga pada saat operasi khususnya dalam pergantian sprinkler antara lateral harus dilakukan dengan benar. Jangan sampai menyebabkan semua kran tertutup dalam keadaan pompa sedang beroperasi. Kecepatan aliran dalam pipa yang hampir mendekati kecepatan maksimum yaitu 3 m/detik perlu dipasang concrete thrust block. Concrete thrust block diperlukan pada pipa yang mengalami beban hidrolik yang tidak seimbang, misalnya pada pergantian diameter, akhir pipa dan belokan.
DAFTAR PUSTAKA Agustina, Dian Vitta. 2007. Analisa Kinerja Sistem Distribusi PDAM Kecamatan Banyumanik di Perumnas Banyumanik (Studi Kasus Perumnas Banyumanik Kel. Srondol Wetan)[Disertasi]. Bogor (ID): Universitas Diponegoro Semarang. Akbar, Taufik 2013. Evaluasi Kinerja Sistem Distribusi Air pada Pdam Tirta Pakuan di Perumahan Griya Melati Bogor, Jawa Barat[Skripsi]. Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor. Amunif. 2008. Simulasi Jaringan Perpipaan secara Mekanika Fluida dengan Menggunakan Software EPANET 2.0[Skripsi]. Semarang(ID): Universitas Muhammadiyah Semarang. Safei Asep, Prastowo, Dedi K. 2006. Teknik Irigasi dan Drainase. Bogor: Institut Pertanian Bogor. [Balai Irigasi] Tim Balai Irigasi. 2009. Pengenalan Irigasi Curah. Bekasi: Balai Irigasi. _____. 2009. Konsep Laporan Akhir Penelitian Jaringan Irigasi Non Padi (Lanjutan). Bekasi: Balai Irigasi. Ridwan D, Lolly M M, Subari, Guntur S. 2010. Uji skala penuh teknologi jaringan irigasi non padi (jinp) di kawasan agropolitan provinsi gorontalo. J Irigasi. 5 (1): 45-56.
21
Departemen Pertanian. 2010. Pedoman Teknis: Pengembangan Irigasi Bertekanan. Direktorat Pengelolaan Air, Direktorat Pengelolahan Lahan dan Air, Departemen Pertanian, Jakarta [20 Januari 2014] FAO. 2001. Sprinkler Irrigation Systems. Planning, design, Operation and Maintenance. FAO Irrigation Manual Module 8, pp. 18. Hadi, Ismail. 2010. Model Rancangan Hidrolika Sub-Unit Irigasi Curah dengan Tekanan Sedang[Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Labye, Y., Olson, M.A., Galand, A., dan Tsiourtis, M. 1988. Design and Optimization of Irrigation Distribution Networks. Irr. & Drainage Paper, FAO, Rome, Italy: 44: 89-146. Murni. 2007. Metode sederhana untuk mencegah terjadinya pukulan air di dalam instalasi plambing. Jurnal.unimus.ac.id. 5. Owusu-Ansah, Frank. 2011. Hydraulic Modelling of Pressurized Irrigation Networks for Optimization in Desaign [Tesis]. Italia: IAO. Rossman, A Lewis. 2000. EPANET 2 User Manual. AKAMITRA Enineering, Penerjemah. AKAMITRA Engineering. Terjemahan dari: AKAMITRA Engineering. Sudirman, Andry. 2012. Analisa Pipa Jaringan Distribusi Air Bersih di Kabupaten Maeros dengan Menggunakan Software Epanet 2.0 [Jurnal]. Makassar: Universitas Hasanuddin.
22
Lampiran 1 Koefisien kekasaran untuk pipa baru Material
Hazen-William C (unitless) 130 - 140 120 - 140
Cast Iron Concrete or Concrete Lined Ga;vanized Iron 120 Plastic 140 - 150 Steel 140 - 150 Vitrified Clay 110 Sumber: Rossman 2000
Darcy-Weisbach ε (feet x 10-3) 0.85 1.0 - 10
Manning’s n (Unitless) 0.012 - 0.015 0.012 - 0.017
0.5 0.005 0.15
0.015 - 0.017 0.011 - 0.015 0.015 - 0.017 0.013 - 0.015
23
Lampiran 2 Koefisien minor loss untuk sambungan FITTING Globe valve, fully open Angle valve, fully open Swing check valve, fully open Gate valve, fully open Short-radius elbow Medium-Rdius elbow Long-radius elbow 45 degree elbow Closed return bend Standard tee – flow through run Standard tee – flow through branch Square entrance Exit Sumber: Rossman 2000
LOSS COEFFICIENT 10.0 5.0 2.5 0.2 0.9 0.8 0.6 0.4 2.2 0.6 1.8 0.5 1.0
24
Lampiran 3 Hasil simulasi kondisi tekanan dan debit di Desa Tenilo, Gorontalo Sprinkler aktif
Sprinkler aktif
25
Lampiran 4 Hasil simulasi kondisi tekanan dan debit di Desa Akar-akar, NTB Sprinkler aktif
Sprinkler aktif
26
Lampiran 5 Hasil simulasi kondisi kecepatan di Desa Tenilo, Gorontalo
27
Lampiran 6 Hasil simulasi kondisi kecepatan di Desa Akar-akar, NTB
28
Lampiran 7 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terdekat di Desa Tenilo, Gorontalo No node
Elevasi (m)
Koefisien emiter (liter/detik/m0.5)
Tekanan (m)
2
6.7
3 4 5 6 7 8
6.8 6.8 6.7 6.6 6.3 6.4
0 0
60.05 60.95
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
6.45 6.65 6.2 5.6 6 6 6 5.5 5.5 6 6 6.5 5.5 6 6.5 6.5 6.5 5.5 5.5 8.2 8.2 8.3 8.3 8.1 8.1 7.8 7.8 7.95 7.95
0 0 0 0 0 0
62.89 62.99 63.09 63.39 63.29 63.24
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4
63.04 63.49 64.09 63.69 63.69 63.69 64.19 64.19 63.69 63.69 63.19 64.19 63.69 63.19 63.19 63.19 64.19 64.19 58.21 54.85 59.16 55.80 61.59 0 61.89 0 61.74 0
29
Lampiran 7 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terdekat di Desa Tenilo, Gorontalo (Lanjutan) No node
Elevasi (m)
38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69
8.15 8.15 7.7 7.7 7.1 7.1 7.5 7.5 7.5 7.5 7 7 7 7 7.5 7.5 8 8 7 7 7.5 7.5 8 8 8 8 7 7 7 7 7 7
Koefisien emiter (liter/detik/m0.5) 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4
Tekanan (m) 61.54 0 61.99 0 62.59 0 62.19 0 62.19 0 62.69 0 62.69 0 62.19 0 61.69 0 62.69 0 62.19 0 61.69 0 61.69 0 62.69 0 62.69 0 63.81 63.79
Keterangan: warna biru menandakan sprinkler yang aktif atau dibuka katupnya
30
Lampiran 8 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terjauh di Desa Tenilo, Gorontalo No node
Elevasi (m)
Koefisien emiter (liter/detik/m0.5)
Tekanan (m)
2
6.7
3 4 5 6 7 8
6.8 6.8 6.7 6.6 6.3 6.4
0 0
63.70 63.60
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
6.45 6.65 6.2 5.6 6 6 6 5.5 5.5 6 6 6.5 5.5 6 6.5 6.5 6.5 5.5 5.5 8.2 8.2 8.3 8.3 8.1 8.1 7.8 7.8 7.95 7.95
0 0 0 0 0 0
63.60 63.45 63.55 63.85 62.73 62.68
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4 0 1.4
62.48 62.93 63.53 61.93 61.93 61.93 62.43 62.43 60.74 60.74 60.24 61.24 60.74 59.04 59.04 59.04 58.20 57.03 62.20 0 62.10 0 62.05 0 62.35 0 61.18 0
31
Lampiran 8 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terjauh di Desa Tenilo, Gorontalo (Lanjutan) Tekanan (m) Koefisien emiter 0.5 (liter/detik/m ) 0 60.98 38 8.15 1.4 0 39 8.15 0 61.43 40 7.7 1.4 0 41 7.7 0 62.03 42 7.1 1.4 0 43 7.1 0 60.43 44 7.5 1.4 0 45 7.5 0 60.43 46 7.5 1.4 0 47 7.5 0 60.93 48 7 1.4 0 49 7 0 60.93 50 7 1.4 0 51 7 0 59.24 52 7.5 1.4 0 53 7.5 0 58.74 54 8 1.4 0 55 8 0 59.74 56 7 1.4 0 57 7 0 59.24 58 7.5 1.4 0 59 7.5 0 57.54 60 8 1.4 0 61 8 0 57.54 62 8 1.4 0 63 8 0 56.41 64 7 1.4 53.06 65 7 0 55.31 66 7 1.4 51.95 67 7 0 64.47 68 7 1.4 64.44 69 7 Keterangan: warna biru menandakan sprinkler yang aktif atau dibuka katupnya No node
Elevasi (m)
32
Lampiran 9
No. Pipa 1 3 4 6 7 8 9 11 12 14 15 16 18 19 21 22 24 25 27 28 29
Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk lateral terdekat di Desa Tenilo, Gorontalo
Panjang (m)
Diameter (m)
Kekasaran pipa
Koefisien minor loss
Debit (liter/detik)
Kecepatan (m/detik)
1.5 66 1.5 33 10 33 1.5 66 1.5 56 33 1.5 66 1.5 33 1.5 66 1.5 66 33 1.5
76.2 101.6 76.2 101.6 127 101.6 76.2 101.6 76.2 127 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2 127 101.6 76.2
120 150 120 150 150 150 120 150 120 150 150 120 150 120 150 120 150 120 150 150 120
0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6
10.37 10.37 10.46 20.83 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2.27 1.28 2.29 2.57 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kehilangan tekanan (m/km) 229.24 15.23 197.39 58.76 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
33
Lampiran 9 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk lateral terdekat di Desa Tenilo, Gorontalo (Lanjutan) No. Pipa 31 38 40 41 42 44 45 47 48 50 51 53 54 55 57 58 60 61 63 64 68 2 5 13
Panjang (m)
Diameter (m)
Kekasaran pipa
66 1.5 66 33 1.5 66 1.5 33 1.5 66 1.5 66 33 1.5 66 1.5 33 1.5 81 1.5 50
101.6 76.2 127 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2 127 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2 127 76.2 76.2 76.2
150 120 150 150 120 150 120 150 120 150 120 150 150 120 150 120 150 120 150 120 150
Koefisien minor loss 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.2 0.2 0.2 0.2
Debit Kecepatan (Liter/detik) (m/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10.37 2.27 10.46 2.29 0 0
Kehilangan tekanan (m/km) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3.36 3.36 0
34
Lampiran 9 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk lateral terdekat di Desa Tenilo, Gorontalo (Lanjutan) Koefisien minor loss 7 76.2 0.2 20 76.2 0.2 23 76.2 0.2 26 76.2 0.2 30 76.2 0.2 33 76.2 0.2 36 76.2 0.2 39 76.2 0.2 43 76.2 0.2 46 76.2 0.2 49 76.2 0.2 52 76.2 0.2 56 76.2 0.2 59 76.2 0.2 62 76.2 0.2 65 76.2 0.2 67 76.2 0.2 Keterangan: warna biru menandakan sprinkler yang aktif atau dibuka katupnya No. Pipa
Panjang (m)
Diameter (m)
Kekasaran pipa
Debit Kecepatan (Liter/detik) (m/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kehilangan tekanan (m/km) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
35
Lampiran 10 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terjauh di Desa Tenilo, Gorontalo
No. Pipa 1 3 4 6 7 8 9 11 12 14 15 16 18 19 21 22 24 25 27 28 29
Panjang (m) 1.5 66 1.5 33 10 33 1.5 66 1.5 56 33 1.5 66 1.5 33 1.5 66 1.5 66 33 1.5
Diameter (m) 76.2 101.6 76.2 101.6 127 101.6 76.2 101.6 76.2 127 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2 127 101.6 76.2
Kekasaran pipa 120 150 120 150 150 150 120 150 120 150 150 120 150 120 150 120 150 120 150 150 120
Koefisien minor loss 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6
Debit (Liter/detik)
Kecepatan (m/detik)
0 0 0 0 20.29 0 0 0 0 20.29 0 0 0 0 0 0 0 0 20.29 0 0
0 0 0 0 1.60 0 0 0 0 1.60 0 0 0 0 0 0 0 0 1.60 0 0
Kehilangan tekanan (m/km) 0 0 0 0 4.76 0 0 0 0 18.32 0 0 0 0 0 0 0 0 18.11 0 0
36
Lampiran 10 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terjauh di Desa Tenilo, Gorontalo (Lanjutan) No. Pipa 34 35 37 38 40 41 42 44 45 47 48 50 51 53 54 55 57 58 60 61 63 64
Panjang (m) 33 1.5 66 1.5 66 33 1.5 66 1.5 33 1.5 66 1.5 66 33 1.5 66 1.5 33 1.5 81 1.5
Diameter (m) 101.6 76.2 101.6 76.2 127 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2 127 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2 101.6 76.2
Kekasaran pipa 150 120 150 120 150 150 120 150 120 150 120 150 120 150 150 120 150 120 150 120 150 120
Koefisien minor loss 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8
Debit (liter/detik) 0 0 0 0 20.29 0 0 0 0 0 0 0 0 20.29 0 0 0 0 20.29 10.20 10.09 10.09
Kecepatan (m/detik) 0 0 0 0 1.60 0 0 0 0 0 0 0 0 1.60 0 0 0 0 2.50 2.24 1.24 2.21
Kehilangan Tekanan (m/km) 0 0 0 0 18.11 0 0 0 0 0 0 0 0 18.11 0 0 0 0 55.96 188.01 14.34 150.97
37
Lampiran 10 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terjauh di Desa Tenilo, Gorontalo (Lanjutan) Koefisien minor loss 68 50 127 150 0.2 2 76.2 0.2 13 76.2 0.2 17 76.2 0.2 20 76.2 0.2 23 76.2 0.2 26 76.2 0.2 30 76.2 0.2 33 76.2 0.2 36 76.2 0.2 39 76.2 0.2 43 76.2 0.2 46 76.2 0.2 49 76.2 0.2 52 76.2 0.2 56 76.2 0.2 59 76.2 0.2 62 76.2 0.2 65 76.2 0.2 67 76.2 0.2 Keterangan: warna biru menandakan sprinkler yang aktif atau dibuka katupnya No. Pipa
Panjang (m)
Diameter (m)
Kekasaran pipa
Debit (liter/detik) 20.29 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10.20 10.09 20.29
Kecepatan (m/detik) 1.6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.24 2.21 1.60
Kehilangan Tekanan (m/km) 17.3511 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3.36 3.35 0.03
38
Lampiran 11
Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan terendah di Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat
No node
Elevasi (m)
2
16.9
3 4 5 6 7 8
41.5 43.9 44 44.7 44.5 46
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
45.8 45 45.4 46.9 46.9 46.5 47.3 48.3 47.8 49.3 49.5 49.9 50 50.8 50.8 47.4 51.6 51 52.3 52.4 51.1 53 53.9 53 55 53 56.5 57
Koefisien emiter (liter/detik/m0.5) 0 0
Tekanan (m) 59.42 58.01
0 0 0 0 0 0
61.48 62.47 63.88 62.38 62.58 64.60
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
64.20 62.70 62.70 64.32 63.52 62.52 64.24 62.74 62.54 62.14 65.85 63.25 62.45 62.45 62.30 62.90 61.60 61.50 62.40 60.90 60.00 60.90 58.90 60.90 57.40 56.90 55.90
39
Lampiran 11 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan terendah di Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan)
No node 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72
Elevasi (m) 58 58 59 61 60.4 62 62 62.8 62.8 64 60 60 60 60 60 60 60 43 45.4 45.5 47.5 46 46.9 46.5 48.4 48 49.8 50.8 49.3 51.4 52.3 51.5 48.9 52.5 53.9 52.6
Koefisien emiter (liter/detik/m0.5) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4
Tekanan (m) 55.90 54.90 54.90 52.90 53.50 61.90 51.90 51.10 51.10 49.90 53.90 53.90 53.90 53.90 53.90 53.90 53.90 54.22 52.87 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
40
Lampiran 11 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan terendah di Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) No node 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109
Elevasi (m) 55.4 56.5 56.5 59.5 61.3 61.9 59.5 63.5 64.3 64.3 61.5 61.5 61.5 61.5 61.5 52.4 43 45.4 45.5 46 47.5 46.5 46.9 48.4 48 49.8 50.8 49.3 51.4 52.3 51.5 48.9 52.5 53.9 55.4 55.4 56.5
Koefisien emiter (liter/detik/m0.5) 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Tekanan (m) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 62.85 57.58 56.23 59/98 62.38 60.88 63.10 62.70 61.20 62.82 61.02 61.24 62.74 60.64 60.95 61.75 64.35 61.40 60.00 61.30 58.50 57.40
41
Lampiran 11 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan terendah di Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) No node 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123
Elevasi (m) 56.5 59.5 61.3 61.9 59.5 63.5 64.3 64.3 61.5 61.5 61.5 61.5 61.5 52.4
Koefisien emiter (liter/detik/m0.5) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Tekanan (m) 57.40 54.40 52.60 52.00 54.40 50.40 49.60 49.60 52.40 52.40 52.40 52.40 52.40 62.85
Keterangan: warna biru menandakan sprinkler yang aktif atau dibuka katupnya
42
Lampiran 12
Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan tertinggi di Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat No node Elevasi (m) Koefisien emiter Tekanan (m) (liter/detik/m0.5) 0 2 16.9 78.73 0 3 41.5 76.33 4 5 6 7 8
43.9 44 44.7 44.5 46
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38
45.8 45 45.4 46.9 46.9 46.5 47.3 48.3 47.8 49.3 49.5 49.9 50 50.8 50.8 47.4 51.6 51 52.3 52.4 51.1 53 53.9 53 55 53 56.5 57 58 58
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
76.23 75.53 75.73 74.23 74.43 75.23 74.83 73.33 73.33 73.73 72.93 71.93 72.43 70.93 70.73 70.33 72.83 70.23 69.43 69.43 68.63 68.69 67.39 67.29 67.17 65.67 64.77 64.65 62.65 63.63 60.13 58.61 57.61 54.74 55.6
43
Lampiran 12 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan tertinggi di Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) No node 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76
Elevasi (m) 59 61 60.4 62 62 62.8 62.8 64 60 60 60 60 60 60 60 43 45.4 45.5 47.5 46 46.9 46.5 48.4 48 49.8 50.8 49.3 51.4 52.3 51.5 48.9 52.5 53.9 52.6 55.4 56.5 56.5 59.5
Koefisien emiter (liter/detik/m0.5) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4
Tekanan (m) 55.6 52.76 53.36 50.74 50.74 48.92 48.92 47.72 51.72 50.71 50.71 50.71 49.36 49.69 49.27 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
44
Lampiran 12 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan tertinggi di Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) No node 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114
Elevasi (m) 61.3 61.9 59.5 63.5 64.3 64.3 61.5 61.5 61.5 61.5 61.5 52.4 43 45.4 45.5 46 47.5 46.5 46.9 48.4 48 49.8 50.8 49.3 51.4 52.3 51.5 48.9 52.5 53.9 55.4 55.4 56.5 56.5 59.5 61.3 61.9 59.5
Koefisien emiter (liter/detik/m0.5) 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 1.4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Tekanan (m) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 44.24 44.15 68.95 77.23 74.83 74.73 74.23 72.73 73.73 73.33 71.83 72.23 70.43 69.43 70.93 68.83 67.93 68.73 71.33 67.19 65.79 66.07 63.27 61.15 60.13 56.11 53.3 51.86 53.24
45
Lampiran 12 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan tertinggi di Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) No node 115 116 117 118 119 120 121 122 123
Elevasi (m) 63.5 64.3 64.3 61.5 61.5 61.5 61.5 61.5 52.4
Koefisien emiter (liter/detik/m0.5) 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Tekanan (m) 49.24 47.42 47.42 50.22 49.21 49.21 47.58 47.49 68.95
Keterangan: warna biru menandakan sprinkler yang aktif atau dibuka katupnya
46
Lampiran 13 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah terendah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat
No. Pipa 3 9 10 11 12 6 17 18 21 24 27 28 31 34 35 38 41 44
Panjang (m) 66 28 66 66 33 66 66 33 66 33 66 33 33 66 8 58 58 66
Diameter (m) 101.6 101.6 101.6 127 101.6 101.6 127 101.6 101.6 101.6 127 101.6 101.6 127 101.6 101.6 101.6 127
Kekasaran pipa 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150
Koefisien minor loss
Debit (liter/detik)
Kecepatan (m/detik)
0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
10.31 20.49 20.49 20.49 0 0 20.49 0 0 0 20.49 0 0 20.49 0 0 0 20.49
1.27 2.53 2.53 1.62 0 0 1.62 0 0 0 1.62 0 0 1.62 0 0 0 1.62
Kehilangan tekanan (m/km) 15.06 60.38 54.04 18.44 0 0 18.44 0 0 0 18.44 0 0 18.44 0 0 0 18.44
47
Lampiran 13 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah terendah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) No. Pipa 45 48 51 54 55 56 59 62 63 66 69 70 73 74 77 78 81 82 85 86 89 90
Panjang (m) 33 33 33 33 33 33 33 66 33 33 66 33 66 33 66 33 66 33 55 33 66 30
Diameter (m) 101.6 101.6 101.6 127 127 101.6 101.6 127 101.6 101.6 127 101.6 127 101.6 127 101.6 127 101.6 127 101.6 127 101.6
Kekasaran pipa 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150
Koefisien minor loss 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6
Debit (liter/detik) 0 0 0 20.49 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kecepatan (m/detik) 0 0 0 1.62 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kehilangan tekanan (m/km) 0 0 0 19.65 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
48
Lampiran 13 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah terendah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) No. Pipa 93 96 97 100 103 106 107 110 113 114 117 122 124 126 128 130 132 1 4 7 13 15
Panjang (m) 33 66 30 66 36 66 30 36 66 24 32 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
Diameter (m) 101.6 127 10 101.6 101.6 127 101.6 101.6 127 101.6 101.6 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2
Kekasaran pipa 150 150 101.6 150 150 150 150 150 150 150 150 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120
Koefisien minor loss 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.8 0.6 0.8 0.6 0.8 0.8 0.8 0.6
Debit (liter/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10.31 10.18 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kecepatan (m/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.26 2.23 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kehilangan tekanan (m/km) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 226.68 187.38 0 0 0 0 0 0 0 0 0
49
Lampiran 13 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah terendah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) No. Pipa 19 25 29 32 36 39 42 46 49 52 57 60 64 67 71 75 79 83 87 91 94
Panjang (m) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
Diameter (m) 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2
Kekasaran pipa 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120
Koefisien minor loss 0.8 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.4 0.8 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
Debit (liter/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kecepatan (m/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kehilangan tekanan (m/km) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
50
Lampiran 13 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah terendah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan)
No. Pipa 98 101 Katup 123 125 127 129 131 133 2 5 8 14 16 20 23 26 30 33 37
Panjang (m) 1.5 78
Diameter (m) 76.2 127 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2
Kekasaran pipa 120 150
Koefisien minor loss 0.8 0.2
Debit (liter/detik)
Kecepatan (m/detik)
Kehilangan tekanan (m/km)
0
0
0
10.31 10.18 0 0 0 0 10.37 10.46 0 0 0 0 0 0 0 0 0
2.26 2.23 0 0 0 0 2.27 2.29 0 0 0 0 0 0 0 0 0
3.36 3.36 0 0 0 0 3.36 3.36 0 0 0 0 0 0 0 0 0
51
Lampiran 13 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah terendah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) No. Pipa
Panjang (m)
Diameter (m)
Kekasaran pipa
Koefisien minor loss
40 76.2 43 76.2 47 76.2 50 76.2 53 76.2 58 76.2 61 76.2 65 76.2 68 76.2 72 76.2 76 76.2 80 76.2 84 76.2 88 76.2 92 76.2 95 76.2 99 76.2 102 76.2 Keterangan: Warna biru menandakan sprinkler yang aktif atau dibuka katupnya
Debit (liter/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 20.49
Kecepatan (m/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.02
Kehilangan tekanan (m/km) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
52
Lampiran 14 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah tertinggi di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat
No. Pipa 3 9 10 11 12 6 17 18 21 24 27 28 31 34 35 38 41 44 45 48 51 54
Panjang (m) 66 28 66 66 33 66 66 33 66 33 66 33 33 66 8 58 58 66 33 33 33 33
Diameter (m) 101.6 101.6 101.6 127 101.6 101.6 127 101.6 101.6 101.6 127 101.6 101.6 127 101.6 101.6 101.6 127 101.6 101.6 101.6 127
Kekasaran pipa 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150
Koefisien minor loss 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
Debit (liter/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kecepatan (m/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kehilangan tekanan (m/km) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
53
Lampiran 14 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah tertinggi di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) No. Pipa 55 56 59 62 63 66 69 70 73 74 77 78 81 82 85 86 89 90 93 96 97 100
Panjang (m) 33 33 33 66 33 33 66 33 66 33 66 33 66 33 55 33 66 30 33 66 30 66
Diameter (m) 127 101.6 101.6 127 101.6 101.6 127 101.6 127 101.6 127 101.6 127 101.6 127 101.6 127 101.6 101.6 127 10 101.6
Kekasaran pipa 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 150 101.6 150
Koefisien minor loss 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
Debit (liter/detik) 18.62 0 0 18.61 0 0 18.61 0 18.61 0 18.61 0 18.61 0 18.61 0 18.61 0 0 18.61 0 0
Kecepatan (m/detik) 1.47 0 0 1.47 0 0 1.47 0 1.47 0 1.47 0 1.47 0 1.47 0 1.47 0 0 1.47 0 0
Kehilangan tekanan (m/km) 16.42 0 0 15.42 0 0 15.42 0 15.42 0 15.42 0 15.42 0 15.22 0 15.42 0 0 15.42 0 0
54
Lampiran 14 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah tertinggi di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan)
No. Pipa 103 106 107 110 113 114 117 122 124 126 128 130 132 1 4 7 13 15 19 22
Panjang (m) 36 66 30 36 66 24 32 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
Diameter (m) 101.6 127 101.6 101.6 127 101.6 101.6 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2
Kekasaran pipa 150 150 150 150 150 150 150 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120
Koefisien minor loss
Debit (liter/detik)
Kecepatan (m/detik)
0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.8 0.6 0.6 0.8 0.6 0.8 0.6 0.8 0.8 0.8 0.6 0.8 0.8
0 18.61 0 0 18.61 9.31 9.3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 1.47 0 0 1.47 1.15 1.15 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kehilangan tekanan (m/km) 0 15.42 0 0 15.42 13.54 13.09 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
55
Lampiran 14 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah tertinggi di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) No. Pipa 25 29 36 39 42 46 49 52 57 60 64 67 71 75 79 83 87 91 94 98 101
Panjang (m) 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 78
Diameter (m) 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 127
Kekasaran pipa 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 150
Koefisien minor loss 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.4 0.8 0.6 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.2
Debit (liter/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 9.31 9.3 18.62
Kecepatan (m/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.04 2.04 1.47
Kehilangan tekanan (m/km) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 186.06 185.68 14.42
56
Lampiran 14 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah tertinggi di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan)
No. Pipa Katup 123 125 127 129 131 133 2 5 8 14 16 20 23 26 30 33 37 40 43
Panjang (m)
Diameter (m)
76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2 76.2
Kekasaran pipa
Koefisien minor loss
Debit (liter/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kecepatan (m/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Kehilangan tekanan (m/km) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
57
Lampiran 14 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah tertinggi di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat (Lanjutan) Koefisien Debit minor loss (liter/detik) 47 76.2 0 53 76.2 0 58 76.2 0 61 76.2 0 65 76.2 0 68 76.2 0 72 76.2 0 76 76.2 0 80 76.2 0 84 76.2 0 88 76.2 0 92 76.2 0 95 76.2 9.31 99 76.2 9.3 102 76.2 18.62 Keterangan: warna biru menandakan sprinkler yang aktif atau dibuka katupnya No. Pipa
Panjang (m)
Diameter (m)
Kekasaran pipa
Kecepatan (m/detik) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2.04 2.04 0.01
Kehilangan tekanan (m/km) 0 0 0 0 3.36 3.35 0.03 0 0 0 0 0 3.34 3.34 0
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan dengan nama Helena Novitasari Lasol pada 7 November 1992 di Kota Fakfak, Papua Barat. Penulis merupakan anak kedua dari tiga bersaudara dari pasangan Bapak Erasmus Lasol dan Ibu Elisabeth Sutiari Lasol. Penulis merupakan lulusan dari Sekolah Menengah Pertama St.Don Bosco Fakfak pada tahun 2007 dan Sekolah Menengah Atas Negeri 1 Fakfak pada tahun 2010. Setelah lulus SMA, penulis melanjutkan studi di Institut Pertanian Bogor pada Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan melalui jalur Beasiswa Utusan Daerah (BUD). Pada bulan Juni-Agustus 2013, penulis melaksanakan praktik lapangan di Balai Irigasi Bekasi dengan judul laporan “Sistem Pemberian Air Irigasi dengan Pancaran (Curah) di Balai Irigasi Bekasi, Jawa Barat” dan pada tahun 2014, penulis menyelesaikan tugas akhir dengan judul “Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi curah (Sprinker Irrigation) melalui Simulasi Hidrolis menggunakan EPANET 2.0” di bawah bimbingan Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M.Eng dan Dadang Ridwan, ST, MPSDA.
