Download - BAB II perancangan irigasi
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
1/22
BAB II
TINJAUAN KEPUSTAKAAN
Perancangan jaringan irigasi teknis dan bangunan air, diperlukan dasar
teori atau rumus-rumus yang akan digunakan dalam metode perhitungan berikut
ini akan dijelaskan beberapa teori yang berhubungan dengan perencanaan jaringan
irigasi teknis beserta bangunannya.
2.1 Perhitungan Kebutuhan Air Irigasi
2.1.1 Evapotranspirasi Potensial
Menurut Yuliannur (2005, besaran e!apotranspirasi potensial yang terjadi
dapat dihitung dengan menggunakan metode Penman Modi"ikasi. #umus ini
besarnya e!apotranspirasi yang terjadi dipengaruhi oleh beberapa !aktor
klimotologi seperti temperatur udara, kelembaban udara, kecepatan angin, dan
penyinaran matahari.
Persamaan Penman Modi"ikasi dirumuskan sebagai berikut$
( ) ( ) ( )[ ]ed eau f W RnW c ET −××−+××= %0 ......................... (2.%
&eterangan$
'0 ) '!apotrasnpirasi tanaman acuan, mm*hari.
c ) +aktor yang menunjukkan pengaruh perbedaan kecepatan angin pada
siang dengan malam hari.
) +aktor pembobot
#n ) 'nergi radiasi bersih yang menghasilkan e!aporasi, mm*hari
f (u ) +ungsi kecepatan angin rata rata yang diukur pada ketinggian 2 m
dengan satuan kecepatan angin dalam km*hari.
(ea-ed ) Perbedaan tekanan uap jenuh dengan tekanan uap aktual (mbar
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
2/22
1. Perbedaan teanan uap !ea " ed#
erdasarkan nilai temperatur udara rata rata (mean, dari tabel di
ba/ah ini dapat diperoleh nilai tekanan uap jenuh (ea.
Tabel 2.1 ekanan ap 1enuh (ea Menurut emperatur dara #ata #ata.
emperatur (0 0 % 2 3 4 5 6 7 8 %0ea (mbar ,% , 6,% 6, 7,% 7,6 8,7 %0,0 %0,6 %%,5 %2,3emperatur (0 %% %2 %3 %4 %5 % %6 %7 %8 20 2%ea (mbar %3,% %4,0 %5,0 %,% %6,0 %7,2 %8,4 20, 22,0 23,4 24,8emperatur (0 22 23 24 25 2 26 27 28 30 3% 32
ea (mbar 2,4 27,% 28,7 3%,6 33, 35,6 36,7 40,% 42,4 44,8 46,emperatur (0 33 34 35 3 36 37 38 - - - -ea (mbar 50,3 53,2 5,2 58,4 2,7 ,3 8,8 - - - -
Sumber: Debit Intake Irigasi – Dr. Ir. Alfiansyah Yulianur !
9pabila mean terletak diantara nilai yang tertera pada abel 2.3, maka nilai ea
dihitung dengan cara interpolasi linear, dengan rumus sebagai berikut$
( ) %%2%2
% eaeaeaT T
T Tmeanea +−×
− −=
..................................... (2.2
:edangkan untuk mencari nilai tekanan uap actual (ed digunakan rumus yang
menyatakan besar kelembaban relati!e (#h, yaitu$
;55;,%00 =×= Rhdenganea
ed Rh ..................................... (2.3
2. $ungsi Ke%epatan angin f(u)
Pengaruh angin terhadap '0 yang dihitung dengan rumus Penman
Modi"ikasi ditunjukkan dengan rumus$
+×=
%00%26,0(
uu f ........................................................... (2.4
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
3/22
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
4/22
&eterangan$
∆ ) gradien perubahan tekanan uap terhadap perubahan temperatur.
γ ) konstanta "sychr#metric
=ilai ini dapat juga diperoleh dari abel 2. di ba/ah ini, yaitu berdasarkan
posisi ketinggian daerah yang diamati dan temperatur udara rata rata.
Tabel 2.). =ilai +aktor Pembobot
emperatur ( 0 2 4 7 %0 %2 %4 % %7 20
&etinggian (> m0
500%0002000
0,43
0,440,40,48
0,4
0,470,480,52
0,48
0,5%0,520,55
0,52
0,540,550,57
0,55
0,560,570,%
0,57
0,00,%0,4
0,%
0,20,40,
0,4
0,50,0,8
0,
0,60,80,6%
0,8
0,600,6%0,63
emperatur ( 0 22 24 2 27 30 32 34 3 37 40
&etinggian (> m0
500%0002000
0,6%
0,620,630,65
0,63
0,640,650,66
0,65
0,60,660,68
0,66
0,670,680,7%
0,67
0,680,700,72
0,70
0,7%0,720,74
0,72
0,720,730,75
0,73
0,740,750,7
0,74
0,750,70,76
0,75
0,70,760,77
2.1.2 PerolasiMenurut Yuliannur (2005. ?aju perkolasi untuk tanaman pala/ija sama
dengan tanaman padi, pada daerah yang mempunyai tanah lempung diperkirakan
berkisar %-3 mm*hari. anah yang banyak mengandung pasir, laju prkolasi dan
rembesan dapat mencapai angka lebih tinggi.
2.1.& (atu Persiapan *ahan
9nonim @ (2002 menyebutkan kebutuhan air untuk penyiapan lahan
umumnya menentukan kebutuhan maksimum air irigasi pada suatu proyek irigasi.
+aktor-"aktor yang menentukan besarnya kebutuhan air untuk penyiapan lahan
adalah$.
%. Janga (atu Pen+iapan *ahan
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
5/22
1angka /aktu yang dibutuhkan untuk penyiapan lahan dipengaruhi oleh
tersedianya tenaga kerja, ternak penghela, traktor, dan kondisi social budaya
masyarakat penggarap. :ebagai pedoman diambil jangka /aktu % (satu bulan
untuk penyiapan lahan di seluruh petak tersier bagi lahan yang dikerjakan dengan
traktor secara luas. agi lahan yang tidak dikerjakan dengan traktor secara luas
diambil jangka /aktu untuk penyiapan lahannya selama %,5 bulan (9nonim @,
2002.
2. Kebutuhan Air untu Pen+iapan *ahan
Menurut 9nonim % (2002, kebutuhan air untuk penyiapan lahan
dipengaruhioleh kedalaman dan porositas tanah di sa/ah. ntuk tanah bertekstur
berat tanpa retak-retak kebutuhan air untuk penyiapan lahan diambil 200 mm. @ni
termasuk air untuk penjenuhan dan pengolahan tanah. :etelah transplantasi
selesai, lapisan air disa/ah akan ditambah 50 mm. :ecara keseluruhan lapisan air
yang diperlukan 250 mm untuk penyiapan lahan dan untuk lapisan air a/al
setelah transplantasi selesai.Pada lahan yang dibiarkan bera atau tidak digarap
dalam jangka /aktu 2,5 bulan ataulebih, maka lapisan air yang diperlukan untuk
penyiapan lahan diambil 300 mm, 250 mm untuk penyiapan lahan dan 50 mm
untuk penggenangan setelah transplatasi.
3. Kebutuhan Air Sela'a Pen+iapan *ahan
Menurut 9nonim % (2002 $ 4, besarnya kebutuhan air selama
penyiapanlahan dihitung dengan metode yang dikembangkan oleh Aan de Boor
dan Ciljlstra,dengan rumus sebagai berikut.
%( −
×
= k
k
ee $ IR ............................................................................. (2.6
% E $ += 0 ............................................................................. (2.7
S
T $ k
×= ............................................................................. (2.8
&eterangan$
@# ) &ebutuhan air untuk penyiapan lahan, mm*hari.
M ) &ebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat e!aporasi dan
perkolasi di sa/ah yang telah dijenuhkan tanahnya, mm*hari.
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
6/22
'0 ) '!aporasi air terbuka yang diambil %,% '0, mm*hari.
P ) Perkolasi, mm*hari.
) 1angka /aktu penyiapan lahan, hari.
: ) 1umlah air untuk penjenuhan dn lapisan air.
Tabel 2., &ebutuhan 9ir ntuk Penyiapan ?ahan.
M ) '0 D P
(Mm*hari
) 30 hari ) 45 hari
: ) 250 mm : ) 300 mm : ) 250 mm : ) 300 mm
5,0
5,5
,0
,5
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,5
%0,0
%0,5
%%,0
%%,5
%%,%
%%,4
%%,6
%2,0
%2,3
%2,
%3,0
%3,3
%3,
%4,0
%4,3
%4,6
%5,0
%5,3
%2,6
%3,0
%3,3
%3,
%3,8
%4,2
%4,5
%4,7
%5,2
%5,5
%5,7
%,2
%,5
%,7
7,4
7,7
8,%
8,4
8,7
%0,%
%0,5
%0,7
%%,2
%%,
%2,0
%2,4
%2,7
%3,3
8,5
8,7
%0,%
%0,4
%0,7
%%,%
%%,4
%%,7
%2,%
%2,5
%2,8
%3,2
%3,
%3,8
Sumber: Debit Intake Irigasi – Dr. Ir. Alfiansyah Yulianur !
2.%.4 Kebutuhan Air untu Penggunaan Konsu'ti- Tana'an
esarnya penggunaan konsumti" tanaman dapat dihitung berdasarkan
metode prakira empiris, dengan menggunakan data iklim dan koe"isien tanaman
pada tahap pertumbuhan (9nonim @, 2002. Perhitungan kebutuhan air dengan
menggunakan rumus diba/ah ini.
ET% % × ET/ .................................................................... (2.%0
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
7/22
&eterangan$
'c ) &ebutuhan air untuk penggunaan konsumti" tanaman, mm*hari
% ) &oe"isien tanaman
'0 ) '!apotranspirasi potensial tanaman acuan (dihitung dengan rumus
Penman Modi"ikasi, mm*hari
%. Koe-isien tana'an
Earga koe"isien tanaman padi (k c yang dipakai bersama dengan '0 hasil
perhitungan dengan rumus Penman Modi"ikasi untuk menghitung 'c
diperlihatkan pada abel 2.2. 9pabila '0 dihitung dengan rumus Penman
Modi"ikasi yang diperkenalkan oleh =edeco*Prosida, maka harga koe"isien
tanaman yang digunakan untuk menghitung 'c adalah harga koe"isien tanaman
padi yang ada pada kolom =edeco*Prosida di abel 2.
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
8/22
2.1., Penggantian *apisan Air
?# (ater ?ayer #eGuirement setinggi 50 mm dilakukan dua kali,yaitusatu bulan setelah pemindahan bibit ke petak sa/ah (transplantasi dan dua
bulansetelah transplantasi. Penggantian lapisan air dilakukan setelah proses
pemupukandilakukan. Fleh karena itu jad/al penggantian air sangat dipengaruhi
oleh umurtanaman padi (9nonim %, 2002 $ . Penggantian lapisan air dapat
diberikan selamasetengah bulan yaitu 50 mm dibagi setengah bulan (%5 hari
sebesar 3,3 mm*hari danselama satu bulan yaitu 50 mm dibagi satu bulan (30
hari sebesar %,6 mm*hari.
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
9/22
ntuk menentukan curah hujan e"ekti" dapat dilakukan dengan langkah
langkah berikut, yaitu$
%. rutkan data dari nilai terbesar ke nilai terkecil.
2. Eitung probabilitas (peluang terpenuhi dengan rumus$
;%00%×
+=n
m " .................................................................. (2.%3
&eterangan$
p ) probabilitas, ;.
m ) nomor urut data setelah diurut dari besar ke kecil.
n ) jumlah tahun data.
2.1.4 Pola Tana'
Pola tanam disesuaikan dengan daerah. Pola tanam adalah penggantian
berbagai jenis tanamn yang di tanam dalam /aktu tertentu. Musim tanam adalah
penentuan /aktu untuk melakukan penanaman. Penentuan untuk satu kali tanam
ditentukan oleh umur dan jenis tanaman (Yuliannur, 2005.
2.%.7 Kebutuhan Air di Sa5ah untu Padi
Menurut Yuliannur (2005, kebutuhan air bersih untuk padi di sa/ah
(=+#)=et +ield ater #eGuirement dapat dihitung dengan persamaan
$&ebutuhan bersih air di sa/ah saat penyiapan lahan
=+# ) @# #e ................................................... (2.%4
&ebutuhan air bersih setelah penanaman padi atau sesudah penyiapan lahan
=+# ) 'tc D P #e D ?# ................................................... (2.%5
:edangkan kebutuhan air bersih untuk pala/ija dihitung dengan menggunakan
persamaan$
=+# ) 'tc D ?# D P #e ................................................... (2.%
&eterangan$
@# ) kebutuhan air untuk penyiapan lahan, mm*hari.
#e ) hujan e"ekti", mm*hari.
'c ) kebutuhan air untuk penggunaan konsumti" tanaman, mm*hari.
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
10/22
?#) kebutuhan air untuk pergantian lapisan air, mm*hari.
P ) kebutuhan air untuk perkolasi dan rembesan, mm*hari.
2.1.6 Kebutuhan Penga'bilan Untu Padi
&ebutuhan pengambilan (
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
11/22
1. 8adiasi Bersih !8n#
#adiasi bersih (#n adalah selisih antara semua radiasi yang datang
dengan semua radiasi yang pergi meninggalkan permukaan bumi. #adiasi bersih
dapat dihitung dengan menggunakan rumus rumus di ba/ah ini.
( ) Ra ( n Rs ××+= *50,025,0 ................................................... (2.20
( ) Rs Rns ×−= α % ................................................... (2.2%
( ) ( ) ( ) ( n f ed f t f Rn *% ××= ................................................... (2.22
% Rn Rns Rn −= ................................................... (2.23
ntuk mencari nilai "(t dengan cara interpolasi linear digunakan rumus$
( )[ ] %%2%2
% ((( T f T f T f T T
T T T f +−×
−−
= ......................................... (2.24
ntuk mencari nilai "(ed dengan cara interpolasi linear digunakan rumus$
( )[ ] %%2%2
% ((( ed f ed f ed f ed ed
ed ed ed f +−×
−−
= ................................ (2.25
ntuk mencari nilai "(n*= dengan cara interpolasi linear digunakan rumus$
( )[ ] %%2%2
% *(**(**
***( ( n f ( n f ( n f
( n ( n
( n ( n ( n f +−×
−−
= .............. (2.2
&eterangan$
#a ) radiasi yang sampai pada lapisan atas atmos"er, mm*hari
#s ) radiasi matahari yang sampai ke bumi, mm*hari
#ns ) radiasi bersih matahari gelombang pendek, mm*hari
#n% ) radiasi bersih gelombang panjang, mm*hari
#n ) radiasi bersih, mm*hari
n*= ) perbandingan jam cerah aktual dengan jam curah teoritis, yang
besarnya sama dengan persentase penyinaran matahari
α ) albedo atau persentase radiasi yang dipantulkan, untuk tanaman
acuan pada rumus Penman Modi"ikasi diambil α ) 0,25
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
12/22
Tabel 2.4 =ilai #a 'ki!alen
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
13/22
Tabel 2.9 Pengaruh emperatur "( erhadap #n%
%&' 0 # $ " 10 1# 1 1$ 1"F(%) 11,0 11, 11,7 1#,0 1#, 1#,7 13,1 13,5 13," 1,#
%&' #0 ## # #$ #" 30 3# 3 3$
F(%) 1,$ 15,0 15, 15,! 1$,3 1$,7 17,# 17,7 1",1
Sumber: Debit Intake Irigasi – Dr. Ir. Alfiansyah Yulianur !
Tabel 2.6 Pengaruh ekanan ap "(ed erhadap #n%
e* +bar $ " 10 1# 1 1$ 1" #0 ##
(e*) 0,#3 0,## 0,#0 0,1! 0,1" 0,1$ 0,15 0,1 0,13
e* +bar # #$ #" 30 3# 3 3$ 3" 0
(e*) 0,1# 0,1# 0,11 0,10 0,0! 0,0" 0,0" 0,07 0,0$
Sumber: Debit Intake Irigasi – Dr. Ir. Alfiansyah Yulianur !
Tabel 2.1/ Pengaruh Persentase Penyinaran Matahari "(n*= erhadap #n%
n-N 0 0,05 0,10 0,15 0,#0 0,#5 0,30 0,35 0,0 0,5 0,50
(n-N) 0,10 0,15 0,1! 0,# 0,#" 0,33 0,37 0,# 0,$ 0,51 0,55
n-N 0,55 0,$0 0,$5 0,70 0,75 0,"0 0,"5 0,!0 0,!5 1,00
(n-N) 0,$0 0,$ 0,$! 0,73 0,7" 0,"# 0,"7 0,!1 0,!$ 1,00
Sumber: Debit Intake Irigasi – Dr. Ir. Alfiansyah Yulianur !
2.2 Peren%anaan Jaringan Irigasi Tenis
Menurut 9nonim % (2002, perencanaan jaringan irigasi teknis pada
dasarnya adalah mengatur tata letak saluran, agar air irigasi dapat dibagi
secara merata kepetak-petak sa/ah. 1aringan irigasi teknis adalah pemisahan
antara jaringan irigasi dan jaringan pembuang. Eal ini berarti bah/a saluran
irigasi maupun pembuang tetap bekerja sesuai dengan "ungsinya masing-
masing. :aluran irigasi mengalirkan air irigasi ke sa/ah dan saluran pembuang
mengalirkan air lebih dari sa/ah kesaluran pembuang. Perencanaan jaringan
pada dasarnya berkenaan dengan unit tanah pada petak tersier. Petak ini
menerima air irigasi yang dialirkan dan diukur pada bangunan sadaptersier.
angunan sadap tersier mengalirkan air ke saluran tersier. atas ujungsaluran
tersier adalah boks bagi kuarter yang terakhir. ?uas petak tersier yang ideal antara
50-%00 ha. oks tersier hanya membagi air irigasi ke saluran kuarter saja.oks
tersier membagi air irigasi antara saluran kuarter dan tersier. Petak tersier harus
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
14/22
mempunyai batas-batas yang jelas seperti parit, jalan dan batas desa. Petak tersier
dibagi menjadi petak-petak kuarter dengan luas masing-masing 7-%5 ha (9nonim
%,2002.
2.& Trase Saluran
:aluran irigasi terdiri dari saluran primer, sekunder, dan tersier.
:alurantersebut dapat merupakan saluran garis tinggi dan dapat juga saluran
punggungtergantung pada keadaan topogra"i di lapangan yang direncanakan.
:aluran induk atau primer, biasanya selalu merupakan saluran garis tinggi dan
adakalanya berakhirdengan saluran punggung. ?etak saluran induk direncanakan
pada lahan palingtinggi, supaya luas sa/ah yang dapat diairi menjadi seluas
mungkin.Menurut 9nonim % (2002, kriteria yang akan diterapkan untuk
perencanaan jaringan didasarkan pada kondisi topogra"i, panjang saluran kuarter J
500 m, panjangsaluran tersier J %500 m, jarak antara saluran kuarter dan saluran
pembuang J 300 m.
2.) Saluran Pe'ba5a
Menurut 9nonim % (%87, saluran pemba/a terdiri dari saluran
primer,sekunder dan tersier. :aluran primer memba/a air dari jaringan utama ke
saluransekunder dan ke petak-petak tersier yang diairi. atas ujung saluran primer
adalahpada bangunan bagi yang terakhir. :aluran sekunder memba/a air dari
saluranprimer ke petak-petak tersier yang di layani oleh saluran sekunder tersebut.
atasujung saluran sekunder adalah pada bangunan sadap terakhir. :aluran muka
tersiermemba/a air dari bangunan sadap tersier ke petak tersier yang terletak di
seberangpetak tersier lainnya.
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
15/22
2., 7i'ensi Saluran
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
16/22
2.0 Potongan :elintang Saluran
2.0.1 Ke'iringan saluran
ntuk menekan biaya pembebasan tanah dan penggalian, talud saluran
direncana securam mungkin. ahan tanah, kedalaman saluran dan terjadinya
rembesan akan menentukan kemiringan maksimum untuk talud yang stabil.
Tabel 2.11 &emiringan Minimum alud ntuk erbagai ahan anah.
ahan anah :imbol &isaran &emiringan
atu J 0,25Bambut &enyal Pt % 2
?empung &enyal, Beluh%, anah lus ?, E, ME % 2
?empung Pasiran, anah Pasiran
&ohesi" :, :M %,5 2,5
Pasir ?anauan :M 2 3
Bambut ?unak Pt 3 4
Sumber: Standar %erencanaan Irigasi 0% – 1-2 *345
Tabel 2.12 &emiringan alud Minimum ntuk :aluran imbunan yang
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
17/22
inggi jagaan minimum yang diberikan pada saluran primer dan
sekunder dikaitkan dengan debit rencana saluran, seperti yang diperlihatkan dalam
abel 2.%3 dan Bambar 2.%
Tabel 2.1& inggi 1agaan ntuk :aluran Pasangan.
I
(m3*dt
inggi 1agaan (+%
(mJ 0,5 0,20
0,5 %,5 0,20
%,5 5,0 0,25
5,0 %0,0 0,30
%0,0 %5,0 0,40
K %5,0 0,50Sumber: Standar %erencanaan Irigasi 0% – 1-2 *345
2.0 Intensitas u3an
Bambar 2.2 ipe ipe Potongan Melintang :aluran @rigasi
:umber$ :tandar Perencanaan @rigasi &P 03, %87
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
18/22
@ntensitas hujan ialah ketinggian hujan yang terjadi pada suatu kurun
/aktu air hujan terkonsentrasi. iasanya intensitas hujan dihubungkan dengan
durasi hujan jangka pendek, misalnya 5 menit, 30 menit, 0 menit dan jam-jaman.
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
19/22
Bambar 2.2 (a Eidrogra" rasional durasi hujan ( sama dengan /aktu
konsentrasi (c. (b
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
20/22
&eterangan$
# r ) Eujan rencana periode ulang tahun (mmH
R ) hujan harian tahunan maksimum rata-rata (mmH
& ) "aktor "rekuensi untuk periode ulang tahun sesuai dengan tipe sebaran
data hujanH
:d ) standar de!iasi (mmH
#i ) hujan harian maksimum tahun ke iH
n ) jumlah data atau tahun.
2.9 8u'us 8asional
9da banyak rumus rasional yang dibuat secara empiris yang dapat
menjelaskan hubungan antara hujan dengan limpasannya diantaranya adalah$
A I !s! . ××××= 267,0 ........................................................ (2.36
&eterangan$
I )
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
21/22
&eterangan$
I )
-
8/16/2019 BAB II perancangan irigasi
22/22
Tabel 2.1) &oe"isien Penyebaran Eujan ( β
?uas