EXECUTIVE SUMMARY
JARINGAN IRIGASI PERPIPAAN
Desember 2012
Executive summary
KATA PENGANTAR
Executive Summary ini merupakan ringkasan dari Laporan Akhir kegiatan Penelitian Jaringan Irigasi Perpipaan yang dilaksanakan oleh Balai Irigasi Pusat Litbang Sumber Daya Air, Badan Litbang Departemen Pekerjaan Umum. Kegiatan ini dibiayai oleh APBN tahun 2012. Tujuan dari kegiatan ini adalah untuk mendapatkan hasil kajian penerapan jaringan irigasi perpipaan pada skala lapangan mulai dari perencanaan, pelaksanaan sampai dengan operasi jaringan, yang diharapkan bermanfaat untuk dijadikan acuan penyusunan kriteria perencanaan jaringan irigasi perpipaan. Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada semua pihak yang telah membantu terlaksananya kegiatan ini. Masukan, saran dan kritik sangat kami harapkan untuk menyempurnakan output kegiatan ini.
Bandung,
Desember 2012
Kepala Pusat Litbang Sumber Daya Air
Ir. Bambang Hargono, Dipl. HE, M.Eng NIP. 195404251980121002
Pusat Litbang Sumber Daya Air
ii
Executive summary
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ................................................................................................ i DAFTAR ISI............................................................................................................. ii 1.
Latar Belakang .......................................................................................... 1
2.
Tujuan ....................................................................................................... 1
3.
Sasaran..................................................................................................... 2
4.
Lingkup Kegiatan ...................................................................................... 2
5.
Metode ...................................................................................................... 2
6.
Hasil Kegiatan dan Pembahasan .............................................................. 3
7.
Kesimpulan dan saran .............................................................................. 5
Pusat Litbang Sumber Daya Air
ii
Executive summary
EXECUTIVE SUMMARY JARINGAN IRIGASI PERPIPAAN 1.
Latar Belakang Adanya perubahan iklim global serta perubahan tataguna lahan di daerah aliran sungai menyebabkan secara kuantitas air menjadi tidak menentu. Hal tersebut menimbulkan banyak kendala dalam operasional jaringan irigasi konvensional dengan saluran terbuka, sehingga produktivitas hasil pertanian menurun dan bahkan banyak yang mengalami kegagalan. Kendala irigasi dengan saluran terbuka yaitu besarnya kehilangan air di saluran, harus mengikuti kontur (gavitasi), sistem pembagian air secara proporsional dan lain-lain, sehingga kebutuhan air irigasi yang harus tepat pada waktu, tepat volume dan tepat mutu tidak dapat terpenuhi. Untuk mengatasi permasalahan tersebut, perlu kirannya alternatif teknologi irigasi yang efisien dalam penyaluranya, cepat dalam distribusinya dan mudah baik operasi maupun pemeliharaanya. Irigasi perpipaan merupakan salah satu alternatif teknologi aplikasi irigasi yang secara teoritis mempunyai beberapa keuntungan dibanding dengan irigasi permukaan. Keuntungan tersebut diantaranya adalah air hanya diambil atau digunakan pada saat diperlukan, jumlah pemberian air mudah diukur dan dikontrol, tidak banyak dipengaruhi oleh perbedaan topografi lahan, Kualitas air dalam penyaluran tidak tercemar, kehilangan air karena rembesan dapat dihilangkan, dan mudah dalam operasi & pemeliharaannya, dll. Oleh karena itu teknologi ini sangat tepat apabila diterapkan pada daerah-daerah yang mempunyai permasalahan efisiensi air irigasi, yang memerlukan teknologi irigasi hemat air. Namun demikian, karena kurangnya pengetahuan masyarakat akan teknologi jaringan irigasi perpipaan dan belum adanya panduan atau pedoman perencanaan dan pelaksanaan jaringan irigasi perpipaan menyebabkan teknologi tersebut belum dapat diterapkan pada skala besar atau luas. Sedangkan dalam penerapannya di lapangan, efisiensi irigasi perpipaan yang tinggi hanya dapat dicapai apabila jaringan irigasi dirancang dengan benar dan dioperasikan secara tepat. Untuk itu diperlukan panduan atau kriteria perencanaan jaringan irigasi perpipaan untuk menuntun para steakholder atau pengguna dalam merencanakan jaringan irigasi perpipaan sesuai dengan yang diharapkan. Berdasarkan uraian diatas, Balai Irigasi Pusat Litbang Sumber Daya Air merasa perlu melakukan percobaan penerapan model jaringan irigasi perpipan pada skala lapangan, guna mendapatkan hasil kajian penerapan jaringan irigasi perpipaan mulai dari perencanaan, pelaksanaan sampai dengan operasi jaringan yang tepat guna mendukung sarana dan prasarana jaringan irigasi yang efektif dan efisien. Tujuan 2.
.Tujuan Tujuan dari kegiatan ini adalah untuk mendapatkan hasil kajian penerapan jaringan irigasi perpipaan pada skala lapangan mulai dari perencanaan, pelaksanaan sampai dengan operasi jaringan, yang diharapkan bermanfaat untuk dijadikan acuan penyusunan kriteria perencanaan jaringan irigasi perpipaan Pusat Litbang Sumber Daya Air
1
Executive summary
3.
Sasaran
-
Model Fisik Jaringan Irigasi Perpipaan (pada daerah miring).
4.
Lingkup Kegiatan Lingkup kegiatan penelitian, meliputi:
a.
Perencanaan model jaringan irigasi perpipaan yang meliputi : identifikasi parameter perencanaan, perencanaan jaringan, dan simulasi model jaringan.
b.
Penerapan model jaringan irigasi yang meliputi pemasangan dan uji kinerja jaringan irigasi perpipaan.
5.
Metodologi
5.1 Penerapan Jaringan Irigasi Perpipaan Penelitian dilakukan dalam bentuk desain dan pengembangan prototip percobaan skala lapangan, dengan metoda eksperimental, kemudian prototip disempurnakan dan diujicoba untuk kemudian dievaluasi kinerjanya. Jaringan irigasi perpipaan dibuat sistem gravitasi, dengan memanfaatkan beda tinggi lokasi penelitian. Jenis pipa yang digunakan adalah pipa polivinil chlorida (PVC). Penentuan titik-titik bangunan dan trase jaringan mengikuti titik-titik bangunan dan trase yang sudah ada, sehingga diharapkan tidak mengganggu tata guna lahan yang sudah ada. Untuk pengamanan jaringan dari tekanan yang melebihi kemampuan pipa, jaringan dilengkapi dengan bangunan pengendali, seperti pelepas udara (air vent) dan pelepas tekan. Untuk mengetahui kinerja jaringan yang telah dibuat, dilakukan uji teknis secara langsung di lapangan, yaitu uji debit dan tekanan (P) pada masing-masing outlet. Tekanan diukur menggunakan alat yang disebut Pressure Gauge, sedangkan debit, diketahui dari Jumlah aliran yang mengalir melalui lintang aliran tiap satuan waktu yang di ukur dengan menggunakan alat Standard Suppressed Rectangulator Weir (Rechbock) yang dipasang di hilir outlet. 5.2 Uji Skala Laboratorium -
Simulasi Sedimentasi Pengujian simulasi sedimentasi dilakukan pada pipa PVC dengan diameter 3”, 4” dan 6” dengan pajang bentang 30 m. pipa uji dipasang pada saluran kaca dan lurus searah aliran air. Bagian hulu pipa uji terdapat bak dengan ukuran 90 cm x 170 cm dengan tinggi 90 cm yang berfungsi untuk mencampur/mengaduk sedimen. Sedangkan bagian hilir pipa uji terdapat bak berukuran 100 cm x 450 cm dengan tinggi 100 cm yang berfungsi sebagai penampung pembuangan sedimen yang lolos dari pipa uji. Sedimen yang dipakai adalah sedimen simulator yang lolos ayakan no.140 (diameter butiran < 0,088 mm). Debit aliran di coba-coba dari debit yang paling rendah hingga diperoleh kondisi sedimentasi di dalam pipa minimum, dengan kondisi aliran full pipa. Pengambilan data dilakukan pada dua lokasi, yaitu dihulu dan dihilir pipa uji. -
keseragaman debit pada outlet petak sawah
Pusat Litbang Sumber Daya Air
2
Executive summary
Pengujian keseragaman debit dilakukan untuk pipa sawah dengan diameter 4”, dengan diameter pipa outlet 2”, 2,5” dan 3”. Jarak outlet di coba-coba dari yang terpendek sampai dengan mendapatkan jarak maksimum dengan keseragaman penyebaran debit masih dalam batas toleransi. Jarak outlet terpendek mengacu pada jarak petakan sawah yang ideal ± 30 m. Keseragaman debit, diketahui dari volume air yang keluar dari masing-masing outlet. volume air ditampung menggunakan collector, kemudian diukur dan dihitung untuk kemudian di evaluasi kinerjanya. 6.
Hasil Kegiatan dan Pembahasan
6.1 Penerapan Jaringan Irigasi Perpipaan - Perencanaan Jaringan Dari kegiatan perencanaan jaringan irigasi perpipaan ada beberapa hal yang harus diperhatikan, antara lain: informasi layout, penentuan trase, desain bangunan pengambilan, dan pemilihan bangunan pelengkap. Apabila dibandingkan antara perencanaan irigasi saluran terbuka dengan jaringan tertutup (perpipaan), ada beberapa perbedaan yang mendasar. Pada perencanaan saluran terbuka pengukuran elevasi di setiap tempat sepanjang rencana saluran sangat penting untuk memperoleh informasi antara galian dan urugan, serta untuk meyakinkan bahwa air dapat mengalir di dalam saluran sampai ke tempat yang dituju. Sedangkan untuk jaringan pipa elevasi yang penting adalah elevasi di lokasi bangunan, karena letak pipa sedikit turun naik menyesuaikan geometri trase juga dapat dilakukan asal jangan sampai terletak pada elevasi yang lebih tinggi dari garis energi. Bila keadaan demikian, pada pipa yang terletak paling tinggi sebaiknya dipasang alat air vent/pelepas udara - Pemilihan Material Dalam pemilihan pipa perlu dilakukan tinjauan terhadap : (i) Topografi dan kondisi lapangan; (ii) Kualitas pipa; (iii) Struktur tanah; (iv) Diameter pipa; (v) Tinjauan sambungan pipa dan perlengkapannya; (vi) Kemudahan dalam handling (penanganan) dan pemasangan; (vii) Biaya yang meliputi biaya material, handling dan pemasangan. Untuk pemilihan pipa disarankan didasarkan: (i) Keamanan terhadap tekanan dari dalam dan luar. (ii) Pipa harus tahan terhadap kondisi tanah; (iii) Jenis pipa harus sesuai dengan keadaan lapangan; (iv) Jenis pipa disesuaikan dengan kwalitas air yang dialirkan. - Kedalam Penanaman Pipa Perpipaan irigasi dengan material pipa PVC sedapat mungkin dipasang di dalam tanah. Hal ini untuk mengurangi kemungkinan rusaknya pipa secara fisik baik oleh tumbuhnya pohon atau kerusakan fisik lainnya. Kedalaman penanaman pipa dihitung dari permukaan tanah terhadap bagian atas pipa tergantung pada kondisi lapangan. Berdasarkan hasil pemantauan dilapangan penanaman pipa yang kurang dari 40 cm bayak terjadi kendala baik karna faktor manusia maupun alam. Untuk itu penanaman disarankan pipa > 50 cm. - Bangunan Pelepas Udara (Air Vent)
Pusat Litbang Sumber Daya Air
3
Executive summary
Dari hasil pemantauan dilapangan kinerja bangunan pelepas udara otomatis dapat bekerja dengan baik. Namun demikian, alat ini realtif mahal, untuk itu perlu dicarikan alternatif bahan yang lebih murah akan tetapi kinerjanya baik. Pada dasarnya bangunan atau alat pelepas udara (Air Vent) adalah suatu alat yang dapat mengalirkan udara yang ada di dalam jaringan pipa ke luar tanpa adanya aliran air yang ikut ke luar. Untuk itu apabila garis energi dalam pengaliran relatif rendah dapat digunakan pipa yang dipasang vertikal dan cukup tinggi (di atas garis permukaan air). - Sambungan Pipa Dari hasil penerapan jaringan, didapat bahwa dalam pekerjaan sambungan pipa dengan sistem rubber ring (cincin karet) perlu diperhatikan dalam hal pemilihan pelicin dan karet rubber ring atau cincin karet harus benar-benar diperhatikan kondisi dan ukurannya, karena kondisi dan ukuran rubber ring akan mempengaruhi mudah tidaknya penyambungan. - Percabangan pipa Dari hasil pengamatan dilapangan, untuk operasi irigasi secara bergiliran, operator cenderung lebih menyukai percabangan pipa tipe dua pintu, dengan alasan lebih mudah dan cepat dalam pengoprasiannya. Sedangkan untuk operasi irigasi secara kontinyu (pemberian air secara terus menerus) tipe satu pintu dapat direkomedasikan. Disamping biaya pembuatannya murah juga pengoperasian pintu lebih simpel dari tipe pertama. 6.2 Uji Skala Laboratorium - Simulasi Sedimentasi Dari hasi uji simulasi sedimentasi pada pipa berdiameter 75 mm, 100 mmdan 150 mm menunjukan bahwa kecepatan sangat berpengaruh terhadap laju pengendapan sedimen, untuk dapat melarutkan sedimen < 0.088 mm dibutuhkan kecepatan aliran minimal 0,49 m/detik, seperti pada grafik hasil uji simulasi sedimentasi di bawah ini.
Gambar 1. Grafik Hasil Uji Sedimentasi
Dari Grafik diatas, kita dapat melihat bahwa dalam mendesain suatu aliran dalam pipa kecepatan aliran harus dibatasi, apabila kecepatan yang terlalu rendah Pusat Litbang Sumber Daya Air
4
Executive summary
ternyata dapat menimbulkan pengendapan sedimen dalam pipa. Di lain pihak, kecepatan yang terlampau tinggi rentan terhadap pukulain air, menimbulkan suara berisik dan getaran terhadap pipa. Hal ini sejalan dengan apa yang terjadi dilapangan, pada saat uji coba jaringan, kecepatan aliran diatas 3 m/dtk terjadi gejala-gejala seperti yang disebutkan diatas. - keseragaman debit pada outlet petak sawah Dari hasil pengujian keseragaman debit pada outlet petak sawah didapat hasil pengujian keseragaman debit di outlet bervareasi tergantung dari jarak outlet, debit yang mengalir, dan diameter pipa yang dipakai, seperti yang terlihat dalam grafik dibawah ini.
Gambar 2.Hasil Uji Keseragaman Debit Pada Outlet Petak Sawah
Untuk memperbesar nilai keseragaman penyebaran debit dapat disiasati dengan memperbesar diameter pipa dan merubah-rubah lubang pipa outlet, namun hal tersebut akan memperbesar biaya pembuatan dan mempersulit dalam penerapan dilapangan, Untuk itu dalam mendesain outlet petak sawah disarankan outlet harus bisa mengatur besar kecilnya debit atau dengan kata lain outlet harus dilengkapi dengan katup pengatur debit. 7.
Kesimpulan dan Saran
7.1 Kesimpulan - Dalam pemilihan material pipa untuk jaringan irigasi didasarkan pada keamanan terhadap tekanan dari dalam dan luar, kondisi tanah setempat, jenis pipa, dan kwalitas air yang dialirkan. - Dalam perencanaan jaringan pipa untuk irigasi ada bebarapa hal yang perlu diperhatikan diantaranya informasi lay-out, penentuan trase jaringan, dan penentuan & tata letak komponen pelengkap. - Dari hasi uji simulasi sedimentasi pada pipa berdiameter 75 mm, 100 mm dan 150 mm menunjukan bahwa kecepatan yang diperlukan agar tidak terjadi pengendapan sedimen < 0,088 mm diperlukan kecepatan sebesar 0,49 m/dtk
Pusat Litbang Sumber Daya Air
5
Executive summary
-
-
-
-
Dari hasil uji keseragaman debit di outlet petak sawah, didapat keseragaman kurang baik, untuk itu pada outlet petak sawah disarakan dilengkapi dengan katup pengatur debit. Pelepas udara tipe otomatis cukup mahal, untuk itu apabila garis energi dalam pengaliran relatif rendah dapat digunakan pipa yang dipasang vertikal diatas garis permukaan air tegak lurus arah pipa distribusi. Pelepas udara tipe otomatis cocok diterapkan pada jaringan perpipaan yang mempunyai garis energi muka air tinggi yang tidak terjangkau oleh pelepas tekan tipe manual. Dari hasil penerapan di lapangan diperoleh percabangan pipa sistem dua pintu lebih cocok diterapakan pada irigasi bergiliran dengan alasan pengoperasian pintu lebih mudah dilaksanakan, sedangkan percabangan pipa sistem satu pintu lebih cocok diterapkan pada irigasi kontinyu (terus menerus) dengan alasan lebih ekonomis dan simpel.
7.2 Saran - Untuk bisa mebagi debit dengan tepat dan akurat, pada jaringan irigasi perpipaan percabangan pipa sebaiknya didesain dilengkapi dengan alat ukur debit. - Dalam merencanakan kecepatan aliran dalam pipa sebaiknya kecepatan berada aliran berada range 0,49 m/dt sampai dengan 3 m/detik.
Pusat Litbang Sumber Daya Air
6
