[123doc.vn] evaluasi kinerja jaringan irigasi ujung gurap untuk meningkatkan efektifitas dan...
TRANSCRIPT
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
1/105
EVALUASI KINERJA JARINGAN IRIGASI UJUNG GURAP
UNTUK MENINGKATKAN EFEKTIFITAS DAN EFISIENSI
PENGOLAHAN AIR IRIGASI
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk melengkapi syarat penyelesaian pendidikan Sarjana Teknik Sipil
Disusun Oleh:
MUSTAPA ALIHASMI SIREGAR
08 0404 033
B I D A N G S T U D I T E K N I K S U M B E R D AYA A I R
D E PA R T E M E N T E K N I K S I P I L
F A K U L T A S T E K N I K
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
2013
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
2/105
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan
tugas akhir.
Penulisan Tugas Akhir ini tidak akan dapat diselesaikan dengan baik oleh
penulis tanpa bantuan dan dukungan dari berbagai pihak, untuk itu penulis
menyampaikan rasa hormat dan terima kasih kepada :
1. Bapak Ivan Indrawan, ST, selaku Dosen Pembimbing yang berperan penting
sebagai orang tua bagi penulis yang telah berkenan meluangkan waktu,
tenaga dan pikiran untuk membantu, membimbing dan mengarahkan penulis
hingga selesainya tugas akhir ini.
2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan, selaku Ketua Departemen Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
3. Bapak Syahrizal ST,MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
4. Bapak Dr. Ir. A. Perwira Mulia Tarigan, M.Sc, Ibu Emma Patricia, ST.M.Eng, selaku Dosen Pembanding/Penguji yang telah memberikan masukan
dan kritikan yang membangun dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
5. Bapak Ir. Terunajaya, M.Sc, selaku koordinator tugas akhir sub jurusan
sumber daya air, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara, yang telah memberikan izin dalam mewujudkan skripsi ini.
6. Kedua orang tua saya Rahmadi Siregar dan Weldiana Batubara yang telah
memberikan bimbingan, dukungan, perhatian dan doanya selama ini sertaadik-adikku Elvi Yunitas Sari Siregar, Hendriani Novita Sari Siregar, Musno
Saidi Siregar, Muhammad Nispu Siregar, dan Zaskia Suci Nalurita Siregar
yang selalu memberikan semangat.
7. Adinda Ayu Karmila yang telah memberikan motifasi, Do’a dan membantu
penulis dalam menyelesaikan tugas akhir ini.
8. Bapak/Ibu staf pengajar serta pegawai Departemen Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sumatera Utara.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
3/105
9. Teman-teman seperjuangan stambuk 2008, rivay, saur, ican, johan, coy,
rahmad, sutan, putra, andri, ivan, lindung, arta, rico, eric, nofandi, hafiz, dani,
deni, panji, dewi, sandro, boy, agi, frengki, moy, abang dan kakak stambuk
’05, ’0 6, ’0 7, adik- adik stambuk ’0 9, ’10, ’11, adik-adik kos dian yulis
wulandari, ayu pratiwi, citra gustianda, widia gustiasari dan semuanya yang
tidak bisa disebutkan namanya satu persatu terima kasih atas bantuannya
selama ini.
Semoga Allah SWT membalas dan melimpahkan rahmat dan karunia-Nya
atas bantuan dan dukungan yang telah diberikan.
Penulis menyadari bahwa di dalam penelitian dan penulisan Tugas Akhir
ini terdapat banyak kekurangan, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik
sehingga dapat menyempurnakan Tugas Akhir ini. Semoga Tugas Akhir ini dapat
memberi manfaat bagi para pembaca.
Medan, Juni 2013
Hormat Saya
Mustapa Alihasmi Siregar
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
4/105
ABSTRAK
Irigasi mempunyai peranan untuk meningkatkan produksi tanaman,dengan cara mengatur, menyediakan kebutuhan air bagi tanaman. Kebutuhan air
bagi tanaman dipengaruhi oleh kehilangan air yang diakibatkan penurunankinerja jaringan irigasi. Untuk itu diperlukan sistem irigasi yang baik agarkebutuhan air bagi tanaman dapat terpenuhi.
Kehilangan air yang terjadi pada saluran irigasi dapat mempengaruhiefisiensi kebutuhan air yang diperlukan oleh tanaman. Untuk meningkatkan
produksi tanaman dapat juga dilakukan dengan cara mengoptimalkan lahan yangtersedia sehingga penggunaan lahan menjadi lebih efektif. Lokasi studi penelitian
berada di daerah irigasi Ujung Gurap Kecamatan Batu Nadua, KabupatenTapanuli Selatan Padang Sidempuan.
Menghitung besarnya kebutuhan air irigasi dilakukan denganmenggunakan metode F.J.Mock, dari analisis kebutuhan air irigasi didapat
besarnya debit andalan DAS Batang Angkola sehingga diperoleh pola dan masatanam yang baik. Dari pengukuran debit tersebut diketahui efisiensi pada saluranirigasi. Sedangkan untuk menghitung efektifitas lahan dilakukan dengan caramembagi luas areal yang terairi dengan luas rancangan.
Berdasarkan penelitian ini debit andalan adalah sebesar 19,39 m 3/det dankebutuhan air adalah sebesar 0,93 lt/dt/ha. Pola tanam yang harus digunakanadalah padi-padi-palawija dengan masa tanam awal November. Efisiensi pada
jaringan sekunder sebesar 89,86 %, efisiensi ini perlu ditingkatkan agar mencapaiefisiensi yang ditetapkan dalam Kriteria perencanaan Irigasi yaitu untuk saluransekunder Efisiensinya 90 %. Dari hasil penelitian di dapat bahwa Irigasi UjungGurap saat ini kurang efektif. Ini terlihat dari awal rencana luas irigasi yangsebesar 1.396 ha dan yang dapat terairi hanya 890 ha, sehingga efektifitas padairigasi Ujung Gurap hanya sebesar 63,75 %.
Kata kunci: Analisis Kebutuhan Air, debit andalan, Efisiensi, Efektifitas.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
5/105
DAFTAR ISI
Daftar Halaman
KATA PENGANTAR ...................................................................................... i
ABSTRAK ........................................................................................................ ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................ v
DAFTAR TABEL ............................................................................................ vii
DAFTAR NOTASI ........................................................................................... viii
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................ 1
1.1. Latar Belakang ................................................................................ 1
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian ...................................................... 3
1.3. Metode dan Tahapan Penelitian ..................................................... 4
1.4. Pembatasan Masalah ...................................................................... 6
1.5. Sistematika Penulisan ..................................................................... 8
BAB II TIJAUAN PUSTAKA ....................................................................... 9
2.1. Siklus Hidrologi ............................................................................. 9
2.2. Daerah Aliran Sungai ..................................................................... 11
2.3. Jaringan Irigasi ............................................................................... 13
2.3.1. Klasifikasi Jaringan Irigasi .................................................... 14
2.3.1.1. Jaringan Sederhana .................................................. 14
2.3.1.2. Jaringan Irigasi Semi Teknis ................................... 16
2.3.1.3. Jaringan Irigasi Teknis ............................................. 172.3.2. Petak Tersier .......................................................................... 18
2.3.3. Petak Sekunder ...................................................................... 18
2.3.4. Petak Primer .......................................................................... 19
2.4. Bangunan Irigasi ............................................................................. 19
2.4.1. Bangunan Utama ................................................................... 20
2.4.1.1. Bendung ................................................................... 20
2.4.1.2. Pengambilan Bebas .................................................. 21
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
6/105
2.4.1.3. Pengambilan dari Waduk ......................................... 21
2.4.1.4. Stasiun Pompa ......................................................... 21
2.4.2. Bangunan Pembawa .............................................................. 22
2.4.3. Bangunan Bagi dan Sadap ..................................................... 23
2.4.4. Bangunan Pengatur dan Pengukur ........................................ 23
2.4.5. Bangunan Drainase ............................................................... 24
2.4.6. Bangunan Pelengkap ............................................................. 25
2.5. Analisa Hidrologi ............................................................................ 25
2.5.1. Curah Hujan Regional ........................................................... 25
2.5.2. Kesetimbangan Air ................................................................ 29
2.5.2.1. Metode Dr. F. J. Mock ............................................. 29
2.5.3. Debit ...................................................................................... 34
2.5.3.1. Debit Air .................................................................. 34
2.5.3.2. Pengukuran Debit .................................................... 35
2.5.3.3. Debit Andalan .......................................................... 41
2.6. Analisa Kebutuhan Air untuk Irigasi .......................................... 41
2.7. Kebutuhan Air Padi di Sawah .................................................... 43
2.7.1. Kebutuhan Air Untuk Pengolahan Lahan Padi ................ 432.7.2. Penggunaan Konsumtif .................................................... 44
2.7.3. Perlokasi ........................................................................... 47
2.7.4. Penggantian Lapisan Air .................................................. 47
2.7.5. Curah Hujan Efektif ......................................................... 47
2.7.6. Efisiensi Irigasi ................................................................. 48
2.7.7. Efektifitas Irigasi .............................................................. 49
2.7.8. Kebutuhan Air Sawah ....................................................... 49
BAB III METODOLOGI PENELITIAN ......... ......... ........ ........ ........ ......... .. 51
3.1. Deskripsi Daerah Studi ............................................................... 51
3.1.1. Kondisi Umum ................................................................. 51
3.1.2. Lokasi Studi ...................................................................... 51
3.1.3. Kondisi Klimatologi ......................................................... 53
3.2. Data Teknis Lapangan ................................................................ 53
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
7/105
3.2.1. Jaringan Irigasi Ujung Gurap ........................................... 53
3.3. Metode Pengumpulan Data ........................................................ 54
3.4. Metode Analisis dan Pengolahan Data ....................................... 55
3.4.1. Analisis Hidrologi ............................................................ 55
3.4.2. Mengukur Debit Aliran .................................................... 55
3.4.3. Analisis Tingkat Efisiensi ................................................. 55
3.4.4. Analisis Tingkat Efektifitas .............................................. 56
BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ............. ........ ........ ......... ........ ..... 58
4.1. Analisa Hidrologi ......................................................................... 58
4.1.1. Perhitungan Curah Hujan Regional ................................... 58
4.1.2. Curah Hujan Efektif ........................................................... 60
4.1.3. Daerah Aliran Sungai Batang Angkola ............................. 63
4.1.4. Evapotranspirasi ................................................................. 64
4.1.5. Debit Andalan Batang Angkola dengan F.J.Mock ............ 65
4.2. Analisa Kebutuhan Air ................................................................ 69
4.2.1. Pola Tanam ........................................................................ 69
4.2.2. Penyiapan Lahan dan Koefisien Tanaman ......................... 704.2.3. Pergantian Lapisan Air ...................................................... 71
4.2.4. Curah Hujan Efektif Bulanan Tanaman Palawija .............. 72
4.3. Kebutuhan Air di Ujung Gurap ................................................. 72
4.4. Analisis Tingkat Efisiensi dan Efektifitas .................................... 78
4.5. Perhitungan Efektifitas Saluran ................................................... 90
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............... ........ ......... ........ ........ ........ . 91
5.1. Kesimpulan .................................................................................. 91
5.2. Saran ............................................................................................ 92
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
8/105
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
Gambar 1.1. Diagram Alir Metode Penelitian ................................................... 5
Gambar 1.2. Peta Lokasi Pekerjaan D.I. Ujung Gurap ...................................... 7
Gambar 2.1. Siklus Pendek ................................................................................ 10
Gambar 2.2. Siklus Sedang ................................................................................ 10
Gambar 2.3. Siklus Panjang ............................................................................... 11
Gambar 2.4. Siklus Hidrologi Secara Lengkap .................................................. 11
Gambar 2.5. Skematis Contoh Jaringan Irigasi Sederhana ................................ 15
Gambar 2.6. Skematis Contoh Jaringan Irigasi Semi Teknis ............................. 16
Gambar 2.7. Skematis Contoh Jaringan Irigasi Teknis ...................................... 17
Gambar 3.1.Peta Lokasi Irigasi Ujung Gurap ..................................................... 51
Gambar 3.2. Alur Pengerjaan dan Pengolahan Data .......................................... 58
Gambar 4.1. Daerah Aliran Sungai Batang Angkola .......................................... 64
Gambar 4.2. Debit Andalan Metode F.J. Mock .................................................. 69
Gambar 4.3. Skema Jaringan Irigasi Ujung Gurap ............................................. 78
Gambar 4.3. Saluran BB1-BUG1 Inflow (Skala 1:50) ....................................... 79
Gambar 4.4. Saluran BB1-BUG1 Outflow (Skala 1:50)..................................... 81Gambar 4.5. Saluran BUG2-BUG3 Inflow (Skala 1:50).....................................82
Gambar 4.6. Saluran BUG2-BUG3 Outflow (Skala 1:50) ................................. 84
Gambar 4.7. Saluran BUG4-BUG5 Inflow (Skala 1:50) .................................... 85
Gambar 4.8. Saluran BUG4-BUG5 Outflow (Skala 1:50) ................................. 87
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
9/105
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
Tabel 2.1. Klasifikasi Jaringan Irigasi ............................................................... 14
Tabel 2.2. Contoh Bangunan Pengukuran Debit ................................................ 24
Tabel 2.3. Jenis-Jenis Alat Pengukuran Debit .................................................... 36
Tabel 2.4. Harga Koefisien Keseragaman Manning ........................................... 41
Tabel 2.5. Harga Koefisiensi Tanaman .............................................................. 47
Tabel 4.1. Curah Hujan Regional DAS Batang Angkola ................................... 61
Tabel 4.2. Rangking Curah Hujan Regional ...................................................... 63
Tabel 4.3. Curah Hujan Efektif untuk Tanaman Padi ........................................ 64
Tabel 4.4. Rekapitulasi Perhitungan Evaporation Potensial (mm/hari) ............. 67
Tabel 4.5. Perhitungan Debit Andalan Metode F. J. Mock ................................ 70
Tabel 4.6. Pola Tanaman Untuk Masa Tanam Awal November ....................... 71
Tabel 4.7. Penyiapan Lahan dan Koefisiensi Tanaman Awal November .......... 72
Tabel 4.8. Pergantian Lapisan Air Masa Tanam Awal November .................... 73
Tabel 4.9. Curah Hujan Efektif Bulanan Tanaman Palawija ............................. 73
Tabel 4.10. Analisa Kebutuhan Air Irigasi Untuk Masa Tanam Awal
November ........................................................................................ 77
Tabel 4.11. Tingkat Efisiensi pada Setiap Saluran Jaringan Irigasi ................... 79
Tabel 4.12. Efisiensi Saluran Sekunder Irigasi Ujung Gurap ............................ 88
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
10/105
DAFTAR NOTASI
Notasi Halaman
A = Luas Daerah yang Dibatasi oleh Garis Isohyet ................................ 28
An = luas basah eksploitasi normal (m 2) ................................................. 30
BF = Aliran Dasar (m 3/dtk/km) .................................................................. 33
d = 27 – (3/2) x n .................................................................................... 30
Dro = Limpasan Langsung ........................................................................... 32
Ea = evapotranspirasi aktual (mm) ............................................................ 30
Ee = Evapotranspirasi terbatas(mm) ........................................................ 32
Etc = penggunaan konsumtif (mm/hari) .................................................. 32
Eto = evapotranspirasi potensial (mm) ........................................................ 30
ET = Evapotranspirasi ................................................................................ 43
Fr = bilangan Froude ............................................................................... 70
G = Volume air tanah (mm) ................................................................... 70
g = percepatan gravitasi (m/s 2) .............................................................. 70
HE = Hujan Efektif .................................................................................... 43
I = Garis Isohyet ..................................................................................... 28
i = Faktor infiltrasi ................................................................................ 70
I = Infiltrasi (mm) ................................................................................. 70
in = Inflasi Bulan ke n (mm) ..................................................................... 32
k = Faktor resesi air tanah ..................................................................... 34
k s = koefisien kekasaran (m 1/3/det) ........................................................ 71
KAI = Kebutuhan Air Irigasi ........................................................................ 43
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
11/105
KA = Kehilangan Air .................................................................................. 43
KK = Kebutuhan Khusus ............................................................................ 43
KAT = Kontribusi Air Tanah ......................................................................... 43
L = Penyimpanan volume air tanah awal terkoreksi .............................. 70
m = Permukaan lahan terbuka (%) ......................................................... 32
n = Jumlah Stasiun Pengamat ................................................................. 26
NFR = kebutuhan air irigasi di sawah (lt/det/Ha) ...................................... 50
PAI = Pemberian Air Irigasi ......................................................................... 43
P = Curah Hujan Wilayah ....................................................................... 27
Qn = Banyaknya Air yang Tersedia ........................................................... 33
qt = Aliran Tanah ...................................................................................... 32
qo = Aliran Tanah pada Awal Bulan ......................................................... 32
Ron = Limpasan Priode n (m 3/dtk/km 2) ....................................................... 33
R = Area Rainfall (mm) .......................................................................... 26
R1 , R2 ,... = Poin Raun Fall Stasiun Ke-i ............................................................. 26
R = Hujan Bulnan ..................................................................................... 30
ΔS = Keseimbangan Air di Permukaan Tanah ........................................... 30
Vn = Volume Simpanan ............................................................................ 32
Vn-1 = volume simpanan air tanah periode n – 1 (m3
) .................................. 32
WS = Water Surplus ................................................................................... 31
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
12/105
ABSTRAK
Irigasi mempunyai peranan untuk meningkatkan produksi tanaman,dengan cara mengatur, menyediakan kebutuhan air bagi tanaman. Kebutuhan air
bagi tanaman dipengaruhi oleh kehilangan air yang diakibatkan penurunankinerja jaringan irigasi. Untuk itu diperlukan sistem irigasi yang baik agarkebutuhan air bagi tanaman dapat terpenuhi.
Kehilangan air yang terjadi pada saluran irigasi dapat mempengaruhiefisiensi kebutuhan air yang diperlukan oleh tanaman. Untuk meningkatkan
produksi tanaman dapat juga dilakukan dengan cara mengoptimalkan lahan yangtersedia sehingga penggunaan lahan menjadi lebih efektif. Lokasi studi penelitian
berada di daerah irigasi Ujung Gurap Kecamatan Batu Nadua, KabupatenTapanuli Selatan Padang Sidempuan.
Menghitung besarnya kebutuhan air irigasi dilakukan denganmenggunakan metode F.J.Mock, dari analisis kebutuhan air irigasi didapat
besarnya debit andalan DAS Batang Angkola sehingga diperoleh pola dan masatanam yang baik. Dari pengukuran debit tersebut diketahui efisiensi pada saluranirigasi. Sedangkan untuk menghitung efektifitas lahan dilakukan dengan caramembagi luas areal yang terairi dengan luas rancangan.
Berdasarkan penelitian ini debit andalan adalah sebesar 19,39 m 3/det dankebutuhan air adalah sebesar 0,93 lt/dt/ha. Pola tanam yang harus digunakanadalah padi-padi-palawija dengan masa tanam awal November. Efisiensi pada
jaringan sekunder sebesar 89,86 %, efisiensi ini perlu ditingkatkan agar mencapaiefisiensi yang ditetapkan dalam Kriteria perencanaan Irigasi yaitu untuk saluransekunder Efisiensinya 90 %. Dari hasil penelitian di dapat bahwa Irigasi UjungGurap saat ini kurang efektif. Ini terlihat dari awal rencana luas irigasi yangsebesar 1.396 ha dan yang dapat terairi hanya 890 ha, sehingga efektifitas padairigasi Ujung Gurap hanya sebesar 63,75 %.
Kata kunci: Analisis Kebutuhan Air, debit andalan, Efisiensi, Efektifitas.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
13/105
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Usaha untuk meningkatkan suatu produksi tanaman pangan khususnya
padi, sebagai suatu komuditas di indonesia pada dasarnya dapat dilakukan melalui
berbagai pendekatan antara lain ekstensifikasi, intensifikasi dan rehabilitasi.
Menurut Saptana, dkk. (2001), Peningkatan produksi pangan dalam jangka waktu
pendek dapat dilakukan secara intensifikasi dengan meningkatkan optimalisasi
pemanfaatan sumberdaya yang ada, pada usaha tani padi sawah optimalisasi
pemanfaatan sumberdaya dapat dilakukan antara lain melalui memanfaatan air
irigasi secara efisien dan efektif.
Kendala utama yang dihadapi untuk memacu pertumbuhan produksi
pangan khususnya padi adalah turunnya produktivitas lahan. Hal ini diakibatkan
oleh over intensifikasi pada lahan sawah terkait dengan intensitas tanam yang
tinggi dengan dosis pemupukan yang cenderung melebihi kebutuhan optimal.
Selain itu, banyak lahan yang mengalami kekurangan air akibat dari menurunnya
kualitas dari suatu irigasi.
Turunnya kualitas irigasi merupakan akibat dari menurunnya kinerja dari
suatu irigasi. Banyak faktor yang menyebabkan terjadinya penurunan kinerja
irigasi diantaranya terjadi karena alih fungsi lahan dari lahan sawah kebentuk
penggunaan lain (pemukiman). Dengan demikian, kondisi jaringan irigasi banyak
yang tidak dimanfaatkan atau dibiarkan rusak.
Penurunan kinerja jaringan irigasi merupakan ancaman nyata terhadap
kurangnya kebutuhan air untuk sawah. Dampak penurunan kinerja irigasi akan
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
14/105
mempengaruhi komitmen petani untuk tetap mempertahankan ekosistem sawah.
Hal ini disebabkan oleh buruknya kinerja irigasi yang mengakibatkan lahan
tersebut kurang kondusif untuk usaha tani khususnya padi.
Rendahnya kualitas fisik jaringan irigasi dikarenakan adanya kerusakan
prasarana terkait dengan terbatasnya sumberdaya untuk melakukan pemeliharaan
dan perbaikan atau akibat terjadinya perubahan lingkungan terutama wilayah hulu
sehingga jaringan irigasi rusak. Menurut Mao Zhi (1989) dalam Small dan
Svendsen (Visi No.11 Ed) penilaian keadaan fisik irigasi dapat dilakukan dengan
menilai sejauh mana bangunan-banguna irigasi dapat berfungsi sebagaimana yang
diharapkan. Indikatornya adalah efektifitas prasaranan yang ditentukan oleh ratio
perbandingan antara jumlah bangunan yang berfungsi dengan jumlah total
bangunan irigasi yang ada pada daerah irigasi.
Perubahan kebijakan pengolahan irigasi yang tengah dilakukan pemerintah
pada saat ini mempunyai sasaran yang lebih jauh yaitu hanya sekedar perubahan
kewenangan pengolahan, namun juga dicapainya tingkat layanan dengan
kapasitas yang cukup tinggi pada tingkat jaringan irigasi primer, sekunder, tersier
dan kuarter.
Untuk mengetahui tingkat layanan dari suatu irigasi perlu diadakannya
penilaian terhadap kinerja jaringan irigasi tersebut. Daerah irigasi ujung gurapkecamatan padang sidempuan Batu Nadua pemerintah kota Padang Sidempuan
merupakan sumber utama dalam hal pengairan persawahan di batu nadua. Dalam
hal ini petani yang memanfaatkan irigasi ujung gurap sebagai sumber air untuk
memenuhi kebutuhan air di areal pertanian banyak yang mengalami kekurangan
air, hal ini diduga kerena menurunnya kinerja jaringan irigasi yang ada.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
15/105
1.2. Tujuan dan Manfaat Penelitian
Penelitian pada tugas akhir ini bertujuan untuk :
1. Bagaimana sistem jaringan irigasi yang terdapat di daerah irigasi ujung gurap
padang sidempuan.
2. Mengetahui kebutuhan air irigasi yang terdapat pada irigasi ujung gurap
3. Mengevaluasi debit andalan yang tersedia untuk irigasi
4. Merencanakan pola dan masa tanam yang baik untuk masing-masing jenis
tanaman di daerah irigasi.
5. Untuk mengetahui efektifitas jumlah lahan yang tidak diairi pada daerah
irigasi Ujung gurap.
6. Mengevaluasi efisiensi yang terdapat pada irigasi ujung gurap padang
sidempuan.
Penelitian ini dapat menjadi bahan masukan untuk mengoptimalkan kinerja
jaringan irigasi dan menjadi masukan bagi daerah lain untuk memperbaiki
jaringan irigasi agar dapat bekerja optimal.selain daripada itu tugas akhir ini dapat
meningkatkan wawasan bagi penulis bagaimana cara meningkatkan kinerja
jaringan irigasi.
1.3. Metode dan Tahapan Penelitian Tugas akhir ini disusun dengan tahapan sebagai berikut:
1. Mengumpulkan beberapa literatur dari buku, makalah, jurnal dan catatan
kuliah yang berkaitan dengan studi untuk studi pustaka.
2. Mengumpulkan data primer berupa dokumentasi lokasi penelitian dan
penghitungan debit air.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
16/105
3. Mengumpulkan data sekunder berupa data curah hujan , skema jaringan
irigasi dan skema bendungan. Data sekunder merupakan data dari instansi,
lembaga masyarakat, dan pihak terkait yang berhubungan dengan
pembahasan.
4. Menganalisa data curah hujan dan klimatologi untuk menghitung debit
andalan, mengatur pola tanam dan menghitung kebutuhan air dengan metode
F.J. Mock.
5. Menganalisa efisiensi dan efektifitas jaringan irigasi.
6. Membuat kesimpulan dan saran. Secara garis besar metode dan tahapan
penelitian dapat dilihat pada Gambar 1.1.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
17/105
Gambar 1.1 Diagram Alir Metode Penelitian
Mulai
Tinjauan Pustaka
Pengumpulan Data
Curah hujan Data Hidrolis Data Lokasi
Efektifitas Jaringan
Kebutuhan Air irigasi
Efisiensi Jaringan Irigasi
Debit Air
Analisa Pola Tanam
Kesimpulan dan saran
Hasil
Selesai
Evapotraspirasi
Klimatologi
Debit Andalan Jenis Tanaman
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
18/105
1.4. Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah yang diambil untuk mempermudah tugas akhir ini
adalah :
1. Perhitungan terhadap debit andalan dan kebutuhan air irigasi dalam mengairi
tanaman hanya menggunakan metode F.J. Mock
2. Analisisa efisiensi jaringan irigasi yang dilakukan hanya pada jaringan irigasi
sekunder.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
19/105
Gambar 1.2. Peta Lokasi Pekerjaan D.I. Ujung Gurap
Gambar 1.2 merupakan peta lokasi studi. Ditinjau dari posisi geografis,
lokasi studi daerah irigasi Ujung Gurap terletak pada posisi 1° 21 1 - 01° 27 1” LU
dan 99° 15 1 – 99° 19 1 BT, di Kecamatan Padangsidimpuan Batunadua.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
20/105
1.5. Sistematika Penulisan
Adapun tahapan sistematika penulisan tugas akhir ini :
Bab I. Pendahuluan
Berisi latar belakang penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan
sistematika penulisan dari tugas akhir ini.
Bab II. Tinjauan Pustaka
Merupakan uraian tentang landasan teori tentang siklus hidrologi, intensitas
curah hujan, evapotranspirasi, jaringan irigasi, analisa hidrologi, teori
tentang efektifitas dan efisiensi jaringan irigasi.
Bab III. Metodologi Penelitian
Berisi uraian tentang persiapan penelitian mencakup tempat dan waktu,
rancangan penelitian, pelaksanaan penelitian dan diagram alir pengerjaan
penelitian.
Bab IV. Analisa dan Pembahasan
Merupakan analisa dan pembahasan hasil penelitian yang meliputi analisis
curah hujan, analisis debit andalan, kebutuhan air irigasi, efisiensi dan
efektifitas kebutuhan air irigasi.
Bab V. Kesimpulan dan Saran
Merupakan kesimpulan dari butir –
butir kesimpulan hasil analisa dan pembahasan yang telah dilakukan. Kesimpulan juga disertai dengan
rekomendasi saran yang ditujukan untuk penelitian selanjutnya atau untuk
penerapan hasil penelitian di lapangan
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
21/105
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Siklus Hidrologi
Siklus hidrologi merupakan rangkaian proses berpindahnya air permukaan
bumi dari suatu tempat ke tempat lainnya hingga kembali ke tempat asalnya.
Air naik ke udara dari permukaan laut atau dari daratan melalui evaporasi. Air di
atmosfer dalam bentuk uap air atau awan bergerak dalam massa yang besar di atas
benua dan dipanaskan oleh radiasi tanah. Panas membuat uap air lebih naik lagi
sehingga cukup tinggi dan dingin untuk terjadi kondensasi. Uap air berubah jadi
embun dan seterusnya jadi hujan atau salju. Curahan (precipitation) turun ke
bawah, ke daratan atau langsung ke laut. Air yang tiba di daratan kemudian
mengalir di atas permukaan sebagai sungai, terus kembali ke laut.
Sebagian dari air hujan yang turun dari awan menguap sebelum tiba di
permukaan bumi, sebagian lagi jatuh di atas daun tumbuh-tumbuhan
(intercception) dan menguap dari permukaan daun-daun. Air yang tiba di tanah
dapat mengalir terus ke laut, namun ada juga yang meresap dulu ke dalam tanah
(infiltration) dan sampai ke lapisan batuan sebagai air tanah. Sebagian dari air
tanah dihisap oleh tumbuh-tumbuhan melalui daun-daunan lalu menguapkan
airnya ke udara (transpiration). Air yang mengalir di atas permukaan menuju
sungai kemungkinan tertahan di kolam, selokan, dan sebagainya ( surface
detention ), ada juga yang sementara tersimpan di danau, tetapi kemudian
menguap atau sebaliknya, sebagian air mengalir di atas permukaan tanah melalui
parit, sungai, hingga menuju ke laut ( surface run off ), sebagian lagi infiltrasi ke
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
22/105
dasar danau dan bergabung di dalam tanah sebagai air tanah yang pada akhirnya
ke luar sebagai mata air. Siklus hidrologi dibedakan ke dalam tiga jenis yaitu:
1. Siklus Pendek : Air laut menguap kemudian melalui proses kondensasi
berubah menjadi butir-butir air yang halus atau awan dan selanjutnya hujan
langsung jatuh ke laut dan akan kembali berulang. Siklus pendek dapat dilihat
pada Gambar 2.1.
Gambar 2.1. Siklus Pendek
2. Siklus Sedang : Air laut menguap lalu dibawa oleh angin menuju daratan dan
melalui proses kondensasi berubah menjadi awan lalu jatuh sebagai hujan di
daratan dan selanjutnya meresap ke dalam tanah lalu kembali ke laut melalui
sungai-sungai atau saluran-saluran air. Siklus sedang dapat dilihat pada
Gambar 2.2.
Gambar 2.2. Siklus Sedang
Universitas Sumatera Utara
http://4.bp.blogspot.com/_UVxaEnfQqQE/S8M7TbAlqLI/AAAAAAAAAD4/R9X22TfEjrY/s1600/2.jpghttp://3.bp.blogspot.com/_UVxaEnfQqQE/S8M7Ac-03XI/AAAAAAAAADw/aPqGkPg6LXI/s1600/1.jpg
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
23/105
3. Siklus Panjang : Air laut menguap, setelah menjadi awan melalui proses
kondensasi, lalu terbawa oleh angin ke tempat yang lebih tinggi di daratan
dan terjadilah hujan salju atau es di pegunungan-pegunungan yang tinggi.
Bongkah-bongkah es mengendap di puncak gunung dan karena gaya beratnya
meluncur ke tempat yang lebih rendah, mencair terbentuk gletser lalu
mengalir melalui sungai-sungai kembali ke laut. Siklus panjang dapat dilihat
pada Gambar 2.3.
Gambar 2.3. Siklus Panjang
Siklus hidrologi secara lengkap dapat dilihat pada Gambar 2.4.
Gambar 2.4. Siklus Hidrologi Secara Lengkap
Universitas Sumatera Utara
http://1.bp.blogspot.com/_UVxaEnfQqQE/S8M762dEUII/AAAAAAAAAEI/uikY7JXuwtQ/s1600/bp-watercycle2.jpghttp://2.bp.blogspot.com/_UVxaEnfQqQE/S8M7jPEo8gI/AAAAAAAAAEA/TgbWgVnC56U/s1600/3.jpg
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
24/105
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
25/105
ketinggian curah hujan, dan terkait untuk kebutuhan pertanian, air bersih,
serta pengolahan air limbah.
Bentuk dae adaah aliran sungai terbagi atas tiga jenis, yaitu :
1. Daerah aliran sungai (DAS) dengan pola bulu burung, di daerah aliran sungai
ini selain terdapat sungai utama, tidak jauh dari sungai utama tersebut, di
sebelah kirinya dan kanan terdapat pola-pola sungai kecil atau anak-anak
sungai.
2. Daerah aliran sungai (DAS) dengan pola radial atau melebar, di daerah aliran
sungai ini pun terdapat sungai utama (besar dengan beberapa anak
sungainya), hanya anak-anak sungainya melingkar dan akan bertemu pada
satu titik daerah.
3. Daerah aliran sungai (DAS) dengan pola paralel atau sejajar, daerah aliran
sungai ini memiliki 2 jalur daerah aliran, yang memang paralel, yang di
bagian hilir keduanya bersatu membentuk sungai besar.
2.3 Jaringan Irigasi
Jaringan irigasi adalah satu kesatuan saluran dan bangunan yang
diperlukan untuk pengaturan air irigasi, mulai dari penyediaan, pengambilan,
pembagian, pemberian dan penggunaannya.Secara hirarki jaringan irigasi dibagi menjadi jaringan utama dan jaringan
tersier. Jaringan utama meliputi bangunan, saluran primer dan saluran
sekunder.Sedangkan jaringan tersier terdiri dari bangunan dan saluran yang
berada dalam petak tersier. Suatu kesatuan wilayah yang mendapatkan air dari
suatu jarigan irigasi disebut dengan daerah irigasi.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
26/105
2.3.1. Klasifikasi Jaringan Irigasi
Berdasarkan cara pengaturan, pengukuran, serta kelengkapan fasilitas,
jaringan irigasi dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis yaitu :
1. Jaringan irigasi sederhana.
2. Jaringan irigasi semi teknis.
3. Jaringan irigasi teknis.
Klasifikasi Jaringan irigasi dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2.1. Klasifikasi Jaringan Irigasi
Klasifikasi Jaringan IrigasiTeknis Semi Teknis Sederhana
Bangunan Utama BangunanPermanen
BangunanPermanen atau semi
Permanen
BangunanSementara
Kemampuandalam mengukurdan mengaturdebit
Baik Sedang Tidak mampumengatur/mengukur
Jaringan saluran Saluran pemberi dan pembuangterpisah
Saluran pemberi dan pembuang tidaksepenuhnya terpisah
Saluran pemberi dan pembuang menjadisatu
Petak tersier Dikembangkansepenuhnya
Belumdikembangkandentitas bangunantersier jarang
Belum ada jaringanterpisah yangdikembangkan
Efisiensi secarakeseluruhan
50-60% 40-50%
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
27/105
mudah untuk mengalirkan dan membagi air. Jaringan irigasi sederhana mudah
diorganisasikan karena menyangkutpemakai air dari latar belakang sosial yang
sama namun jaringan ini masih memiliki beberapa kelemahan antara lain:
1. Terjadi pemborosan air karena banyak air yang terbuang.
2. Air yang terbuang tidak selalu mencapai lahan di sebelah bawah yang lebih
subur.
3. Bangunan penyadap bersifat sementara, sehingga tidak mampu bertahan
lama.
Ilustrasi jaringan irigasi sederhana dapat dilihat pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5. Skematis Contoh Jaringan Irigasi Sederhana
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
28/105
2.3.1.2. Jaringan Irigasi Semi Teknis
Jaringan irigasi semi teknis memiliki bangunan sadap yang permanen atau
pun semi permanen. Bangunan sadap pada umumnya sudah dilengkapi dengan
bangunan pengambil dan pengukur. Jaringan saluran sudah terdapat beberapa
bangunan permanen, namun sistem pembagiannya belum sepenuhnya mampu
mengatur dan mengukur. Karena belum mampu mengatur dan mengukur dengan
baik, sistem pengorganisasian biasanya lebih rumit.
Ilustrasi jaringan irigasi semi teknis sebagai bentuk pengembangan dari jaringan
irigasi sederhana dapat dilihat pada Gambar 2.6.
Gambar 2.6. Skematis Contoh Jaringan Irigasi Semi Teknis
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
29/105
2.3.1.3. Jaringan Irigasi Teknis
Jaringan irigasi teknis mempunyai bangunan sadap yang permanen.
Bangunan sadap serta bangunan bagi mampu mengatur dan mengukur. Disamping
itu terdapat pemisahan antara saluran pemberi dan pembuang. Pengaturan dan
pengukuran dilakukan dari bangunan penyadap sampai ke petak tersier.
Untuk memudahkan sistem pelayanan irigasi kepada lahan pertanian,
disusun suatu organisasi petak yang terdiri dari petak primer, petak sekunder,
petak tersier, petak kuarter dan petak sawah sebagai satuan terkecil. Gambar 2.7.
memberikan ilustrasi jaringan irigasi teknis sebagai pengembangan dari jaringan
irigasi semi teknis.
Gambar 2.7. Skematis Contoh Jaringan Irigasi Teknis
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
30/105
2.3.2. Petak Tersier
Petak tersier terdiri dari beberapa petak kuarter masing-masing seluas
kuranglebih 8 sampai dengan 15 hektar. Pembagian air, eksploitasi dan
perneliharaan di petak tersier menjadi tanggung jawab para petani yang
mempunyai lahan di petak yang bersangkutan dibawah bimbing pemerintah. Petak
tersier sebaiknya mempunyai batas--batas yang jelas, misalnya jalan, parit, batas
desa dan batas-batas lainnya. Ukuran petak tersier berpengaruh terhadap efisiensi
pemberian air. Beberapa faktor lainnya yang berpengaruh dalam penentuan luas
petak tersier antara lain jumlah petani, topografi dan jenis tanaman. Apabila
kondisi topografi memungkinkan, petak tersier sebaiknya berbentuk bujur sangkar
atau segi empat. Hal ini akan memudahkan dalam pengaturan tata letak dan
pembagian air yang efisien.
Petak tersier sebaiknya berbatasan langsung dengan saluran sekunder atau
saluran primer. Sedapat mungkin dihindari petak tersier yang terletak tidak secara
langsung di sepanjang jaringan saluran irigasi utama, karena akan memerlukan
saluran muka tersier yang mebatasi petak-petak tersier lainnya.
2.3.3. Petak Sekunder
Petak sekunder terdiri dari beberapa petak tersier yang kesemuanyadilayani oleh satu saluran sekunder. Biasanya petak sekunder menerima air dari
bangunan bagi yang terletak di saluran primer atau sekunder. Batas-batas petak
sekunder pada urnumnya berupa tanda topografi yang jelas misalnya saluran
drainase. Luas petak sukunder dapat berbeda-beda tergantung pada kondisi
topografi daerah yang bersangkutan.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
31/105
Saluran sekunder pada umumnya terletak pada punggung mengairi daerah
di sisi kanan dan kiri saluran tersebut sampai saluran drainase yang
membatasinya. Saluran sekunder juga dapat direncanakan sebagai saluran garis
tinggi yang mengairi lereng lereng medan yang lebih rendah.
2.3.4. Petak Primer
Petak primer terdiri dari beberapa petak sekunder yang mengambil
langsung airdari saluran primer. Petak primer dilayani oleh satu saluran primer
yang mengambil air langsung dari bangunan penyadap. Daerah di sepanjang
saluran primer sering tidak dapat dilayani dengan mudah dengan cara menyadap
air dari saluran sekunder. Apabila saluran primer melewati sepanjang garis tinggi
daerah saluran primer yang berdekatan harus dilayani langsung dari saluran
primer.
2.4. Bangunan irigasi
Keberadaan bangunan ingasi diperlukan untuk menunjang pengambilan dan
pengaturan air irigasi Beberapa jenis bangunan irigasi yang sering dijumpai dalam
praktek irigasi antara lain :
1.
Bangunan utama2. Bangunan pembawa
3. Bangunan bagi dan sadap
4. Bangunan pengatur muka air
5. Bangunan pernbuangdan penguras
6. Bangunan pelengkap.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
32/105
2.4.1. Bangunan Utama
Bangunan utama dimaksudkan sebagai penyadap dari suatu sumber air
untuk dialirkan ke seluruh daerah irigasi yang dilayani. Berdasarkan sumber
airnya, bangunan utarna dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kategori yaitu:
1. Bendung
2. Pengambilan bebas
3. Pengambilan dari waduk
4. Stasiun pompa.
2.4.1.1. Bendung
Bendung adalah adalah bangunan air dengan kelengkapannya yang
dibangun melintang dengan sungai yang sengaja dibuat dengan maksud untuk
meninggikan elevasi muka air sungai. Apabila muka air di bendung mencapai
elevasi tertentu yang dibutuhkan, maka air sungai dapat disadap dan dialirkan
secara gravitasi ke tempat-ternpat yang mernerlukannya. Terdapat beberapa jenis
bendung, diantaranya adalah:
1. Bendung tetap (weir)
2. Bendung gerak (barrage)
3.
Bendung karet (inflamble weir).Pada bangunan bendung biasanya dilengkapi dengan bangunan pengelak,
peredam energi, bangunan pengambilan, bangunan pembilas , kantong lumpur dan
tanggul banjir.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
33/105
2.4.1.2. Pengambilan Bebas
Pengambilan bebas adalah bangunan yang dibuat ditepi sungai menyadap
air sungai untuk dialirkan ke daerah irigasi yang dilayani. Perbedaan dengan
bendung adalah pada bangunan pengambilan bebas tidak dilakukan pengaturan
tinggi muka air di sungai. Untuk dapat mengalirkan air secara, gravitasi muka air
di sungai harus lebih tinggi dari daerah irigasi yang dilayani.
2.4.1.3. Pengambilan dari Waduk
Salah satu fungsi waduk adalah menampung air pada saat terjadi
kelebihan air dan mengalirkannya pada saat diperlukan. Dilihat dari kegunaannya,
waduk dapat bersifat multi guna. Pada urnumnya waduk dibangun memiliki
banyak kegunaan seperti untuk irigasi, pernbangkit listrik, peredam banjir,
pariwisata, dan perikanan. Apabila salah satu kegunaan waduk untuk irigasi, maka
pada bangunan outlet dilengkapi dengan bangunan sadap untuk irigasi. Alokasi
pernberian air sebagai fungsi luas daerah irigasi yang dilayani serta karakteristik
waduk.
2.4.1.4. Stasiun Pompa
Bangunan pengambilan air dengan pompa menjadi pilihan apabila upaya-upaya penyadapan air secara gravitasi tidak memungkinkan untuk dilakukan, baik
dari segi teknik maupun ekonomis. Salah satu karakteristik pengambilan irigasi
dengan pompa adalah investasi awal yang tidak begitu besar namun biaya operasi
dan eksploitasi yang sangat besar.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
34/105
2.4.2. Bangunan Pembawa
Bangunan pernbawa mempunyai fungsi mernbawa/mengalirkan air dari
surnbemya menuju petak irigasi. Bangunan pernbawa meliputi saluran primer,
saluran sekunder, saluran tersier dan saluran kwarter. Termasuk dalam bangunan
pernbawa adalah talang, gorong-gorong, siphon, tedunan dan got miring. Saluran
primer biasanya dinamakan sesuai dengan daerah irigasi yang dilayaninya.
Sedangkan saluran sekunder sering dinamakan sesuai dengan nama desa yang
terletak pada petak sekunder tersebut. Berikut ini penjelasan berbagai saluran
yang ada dalam suatu sistern irigasi yaitu:
1. Saluran primer membawa air dari bangunan sadap menuju saluran sekunder
dan ke petak-petak tersier yang diairi. Batas ujung saluran primer adalah pada
bangunan bagi yang terakhir.
2. Saluran sekunder membawa air dari bangunan yang menyadap dari saluran
primer menuju petak-petak tersier yang dilayani oleh saluran sekunder
tersebut. batas akhir dari saluran sekunder adalah bangunan sadap terakhir.
3. Saluran tersier membawa air dari bangunan yang menyadap dari saluran
sekunder menuju petak-petak kuarter yang dilayani oleh saluran sekunder
tersebut. batas akhir dari saluran sekunder adalah bangunan boks tersier
terkahir.4. Saluran kuarter mernbawa air dari bangunan yang menyadap dari boks tersier
menuju petak-petak sawah yang dilayani oleh saluran sekunder tersebut. batas
akhir dari saluran sekunder adalah bangunan boks kuarter terkahir
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
35/105
2.4.3. Bangunan Bagi dan Sadap
Bangunan bagi merupakan bangunan yang terletak pada saluran primer,
sekunder dan tersier yang berfungsi untuk membagi air yang dibawa oleh saluran
yang bersangkutan. Khusus untuk saluran tersier dan kuarter bangunan bagi ini
masing masing disebut boks tersier dan boks kuarter. Bangunan sadap tersier
mengalirkan air dari saluran primer atau sekunder menuju saluran tersier
penerima. Dalam rangka penghematan bangunan bagi dan sadap dapat digabung
menjadi satu rangkaian bangunan.Bangunan bagi pada saluran-saluran besar pada
umumnya mempunyai 3 (tiga) bagian utama, yaitu:
1. Alat pembendung, bermaksud untuk mengatur elevasi muka air sesuai dengan
tinggi pelayanan yang direncanakan.
2. Perlengkapan jalan air melintasi tanggul, jalan atau bangunan lain menuju
saluran cabang. Konstruksinya dapat berupa saluran terbuka ataupun gorong-
gorong.Bangunan ini dilengkapi dengan pintu pengatur agar debit yang
masuk saluran dapat diatur.
3. Bangunan ukur debit, yaitu suatu bangunan yang dimaksudkan untuk
mengukur besarnya debit yang mengalir.
2.4.4.
Bangunan Pengatur dan Pengukur
Agar pemberian air irigasi sesuai dengan yang direncanakan, perlu
dilakukan pengaturan dan pengukuran aliran di bangunan sadap (awal saluran
primer), cabang saluran jaringan primer serta bangunan sadap primer dan
sekunder. Bangunan pengatur muka air dimaksudkan untuk dapat mengatur muka
air sampai batas-batas yang diperlukan untuk dapat memberikan debit yang
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
36/105
konstan dan sesuai dengan yang dibutuhkan. Sedangkan bangunan pengukur
dimaksudkan untuk dapat memberi informasi mengenai besar aliran yang
dialirkan. Kadangkala, bangunan pengukur dapat juga berfungsi sebagai bangunan
pangatur. Beberapa contoh bangunan pengukur debit diberikan pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Contoh Bangunan Pengukur Debit
Tipe Alat Ukur Mengukur Dengan Kemampuan MengaturAmbang Lebar Aliran atas TidakParshal Flume Aliran atas Tidak
Cipoletti Aliran atas Tidak
Romijn Aliran atas YaCrump de Gruyter Aliran bawah YaConstant Head Orifice Aliran bawah Ya
Bangunan Sadap Pipa Sederhana Aliran bawah YaSumber :Standar Perencanaan Irigasi KP-01
2.4.5. Bangunan Drainase
Bangunan drainase dimaksudkan untuk membuang kelebihan air di petak
sawah maupun saluran. Kelebihan air di petak sawah dibuang melalui saluran
pernbuang, sedangkan kelebihan air disaluran dibuang melalui bengunan
pelimpah. Terdapat beberapa jenis saluran pembuang, yaitu saluran pembuang
kuerter, saluran pernbuang tersier, saluran pernbuang sekunder dan saluran
pernbuang primer. Jaringan pembuang tersier dimaksudkan untuk :
1. Mengeringkan sawah.
2. Mernbuang kelebihan air hujan.
3. Membuang kelebihan air irigasi
Saluran pembuang kuarter menampung air langsung dari sawah di daerah
atasnya atau dari saluran pernbuang di daerah bawah. Saluran pembuang tersier
menampung air buangan dari saluran pembuang kuarter. Saluran pembuang
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
37/105
primer menampung dari saluran pembuang tersier dan membawanya untuk
dialirkan kembali ke sungai.
2.4.6. Bangunan Pelengkap
Sebagaimana namanya, bangunan pelengkap berfungsi sebagai pelengkap
bangunan-bangunan irigasi yang telah disebutkan sebelumnya. Bangunan
pelengkap berfungsi sebagai untuk memperlancar para petugas dalam eksploitasi
dan pemeliharaan. Bangunan pelengkap dapat juga dimanfaatkan untuk pelayanan
umum. Jenis-jenis bangunan pelengkap antara lain jalan inspeksi, tanggul,
jembatan penyebrangan, tangga mandi manusia, sarana mandi hewan, serta
bangunan lainnya.
2.5. Analisa Hidrologi
2.5.1. Curah Hujan Regional
Curah hujan wilayah yang terdapat pada suatu daerah aliran sungai (DAS)
sangat diperlukan untuk mengetahui mengenai informasi tentang pengaturan air
irigasi, mengetahui neraca air dalam suatu lahan dan untuk mengetahui besarnya
aliran permukaan (run off).
Curah hujan regional di dapat melalui penakaran curah hujan yang terdapat pada setiap wilayah/daerah. Semakin banyak penakar dipasang di lapangan
diharapkan dapat diketahui besarnya rata-rata CH yang menunjukkan besarnya
CH yang terjadi di daerah tersebut. Disamping itu juga diketahui variasi CH di
suatu titik pengamatan. Ada tiga cara untuk menghitung hujan rata-rata daearah
aliran yang bisa dilakukan, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
38/105
1. Metode Arithmetic Mean
Metode ini adalah metode yang paling sederhana untuk menghitung hujan
rerata pada suatu daerah. Pengukuran yang dilakukan di beberapa stasiun dalam
waktu yang bersamaan dijumlahkan dan kemudian dibagi dengan jumlah stasiun.
Stasiun hujan yang digunakan dalam hitungan biasanya adalah berada di dalam
DAS, tetapi stasiun di luar DAS yang masih berdekatan juga bisa diperhitungkan.
Metode rerata aljabar memberikan hasil yang baik apabila
a. Stasiun hujan tersebut tersebar secara merata di DAS
b. Distribusi hujan relatif merata pada seluruh DAS
Persamaan rerata aljabar
R = n1
(R 1 + R 2 + ... + R n ) ...........................................................................2-1
di mana:
R = area rainfall (mm)
n = jumlah stasiun pengamat R1 , R2 , ... , Rn = point rainfall stasiun ke-i (mm).
2. Metode Thiessen
Metode ini memperhitungkan bobot dari masing-masing stasiun yang
mewakili luasan disekitarnya. Pada suatu luasan di dalam DAS dianggap bahwa
hujan adalah sama dengan yang terjadi pada stasiun yang terdekat, sehingga hujan
yang tercatat pada suatu stasiun mewakili luasan tersebut. Metode ini digunakan
apabila penyebaran stasiun hujan di daerah yang ditinjau tidak merata. Hitungan
curah hujan rerata dilakukan dengan memperhitungkan daerah pengaruh dari tiap
stasiun. Pembentukan poligon Thiessen adalah sebagai berikut :
a. Stasiun pencatat hujan digambarkan pada peta DAS yang ditinjau termasuk
stasiun hujan diluar DAS yang berdekatan.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
39/105
b. Stasiun-stasiun tersebut dihubungkan dengan garis lurus (garis terputus)
sehingga membentuk segitiga-segitiga, yang sebaiknya mempunyai sisi
dengan panjang yang kira-kira sama.
c. Dibuat garis berat pada sisi-sisi segitiga.
d. Garis-garis berat tersebut membentuk poligon yang mengelilingi tiap stasiun.
Tiap stasiun mewakili luasan yang dibentuk oleh poligon. Untuk stasiun yang
berada didekat batas DAS, garis batas DAS membentuk batas tertutup dari
poligon.
e. Luas tiap poligon di ukur dan kemudian dikalikan dengan kedalaman hujan di
stasiun yang berada didalam poligon.
f. Jumlah dari hitungan pada butir e untuk semua stasiun dibagi dengan luas
daerah yang ditinjau menghasilkan hujan rerata daerah tersebut yang dalam
bentuk matematik mempunyai bentuk berikut ini :
P =1 1+ 2 2 + 3 3+ ⋯+
1+ 2 3 ⋯ ...........................................................2-2
di mana:
P = curah hujan wilayahP1,P2,...Pn = hujan di stasiun 1,2,3...n
A1,A2,...An = luas daerah yang mewakili stasiun 1,2,3....n
3. Metode Isohyet
Isohyet adalah garis yang menghubungkan titik-titik dengan kedalaman hujan
yang sama. Pada metode isohyet, dianggap bahwa hujan pada suatu daerah di
antara dua garis isohyet adalah merata dan sama dengan nilai rerata dari kedua
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
40/105
garis isohyet tersebut. Pembuatan garis isohyet dilakukan dengan prosedur berikut
ini :
a. Lokasi stasiun hujan dan kedalaman hujan digambarkan pada peta daerah
yang ditinjau.
b. Dari kedua nilai kedalaman hujan di stasiun yang berdampingan dibuat
interpolasi dengan pertambahan nilai yang ditetapkan.
c. Dibuat kurva yang meenghubungkan titik-titik interpolasi yang mempunyai
kedalaman hujan yang sama. Ketelitian tergantungpada pembuatan garis
isohyet dan intervalnya.
d. Diukur luas daerah antara dua isohyet yang berurutan dan kemudian
dikalikan dengan nilai rata-rata dari nilai kedua garis isohyet.
e. Jumlah dari hitungan pada butir d untuk seluruh garis isohyet dibagi dengan
luas daerah yang ditinjau menghasilkan kedalaman hujan rerata daerah
tersebut. Secara matematis hujan rerata tersebut dapat ditulis.
P =1 + +⋯+
1+ +⋯+ ....................................................2-3
di mana :
P = curah hujan wilayahI1,I2,...In = garis isohyet ke 1,2, dan 3A1,A2,...An = luas daerah yang dibatasi oleh garis isohyet ke
1,2 dan 3.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
41/105
2.5.2. Kesetimbangan Air
2.5.2.1. Metode F.J. Mock
Metode ini ditemukan oleh Dr. F.J. Mock. Metode ini dikembangkan
untuk menghitung debit bulanan rata-rata. Dengan metode ini, besarnya aliran dari
data curah hujan, karakteristik hidrologi daerah pengaliran dan evapotranspirasi
dapat dihitung. Pada dasarnya metode ini adalah hujan yang jatuh pada catchment
area sebagian akan hilang sebagai evapotranspirasi, sebagian akan langsung
menjadi aliran permukaan ( direct run off ) dan sebagian lagi akan masuk kedalam
tanah (infiltrasi ), di mana infiltrasi pertama-tama akan menjenuhkan top soil,
kemudian menjadi perkolasi membentuk air bawah tanah ( ground water ) yang
nantinya akan keluar ke sungai sebagai aliran dasar (base flow ). Prinsip Metode
F.J.Mock adalah :
1. Memperhitungkan volume air yang masuk (hujan), keluar (infiltrasi,
perkolasi, dan evapotranspirasi) dan yang disimpan dalam tanah (soil
storage).
2. Dalam sistem mengacu pada waterbalance, volume air total yang berada di
bumi tetap, hanya sirkulasi dan distribusi yang bervariasi.
Adapun ketentuan dari metode ini adalah sebagai berikut :
1.
Data meteorologiData meterologi yang digunakan mencakup :
a. Data presipitasi dalam hal ini adalah curah hujan bulanan dan data curah
hujan harian.
b. Data klimatologi berupa data kecepatan angin, kelembapan udara,
tempratur udara dan penyinaran matahari untuk menentukan
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
42/105
evapotranspirasi potensial (Eto) yang dihitung berdasarkan metode
“Penman Modifikasi“
2. Evapotranspirasi aktual ( Ea)
Evapotranspirasi aktual adalah evapotranspirasi yang terjadi pada kondisi air
yang terbatas, dipengaruhi oleh proporsi permukaan luar yang tidak tertutupi
tumbuhan hijau ( exposed surface ) pada musim kemarau.
Untuk menentukan harga evapotranspirasi aktual dapat dirumuskan sebagai
berikut :
E = Eto x ( d0
) x m ......................................................................................2-4
E = Eto x (0 ) x (18-n)................................................................................2-5
Ea = Eto – E .................................................................................................2-6
di mana:
Ea = evapotranspirasi aktual (mm)
Eto = evapotranspirasi potensial (mm)
d = 27 – (3/2) x n
n = jumlah hari hujan dalam sebulan
m = Perbandingan permukaan tanah tanah yang tidak tertutup
dengan tumbuh-tumbuhan penahan hujan koefisien yang
tergantung jenis areal dan musiman dalam %.
3. Keseimbangan air dipermukaan tanah ( ΔS)
a. Air hujan yang mencapai permukaan tanah dapat dirumuskan sebagai
berikut:
ΔS = R – Ea ..........................................................................................2- 7
di mana:
ΔS = keseimbangan air dipermukaan tanah
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
43/105
R = hujan bulanan
Ea = evapotranspirasi aktual.
Bila harga positif (R>Ea) maka air akan masuk ke dalam tanah bila
kapasitas kelembapan tanah belum terpenuhi. Sebaliknya bila kondisi
kelembapan tanah sudah tercapai maka akan terjadi limpasan permukaan
(surface runoff).
Bila harga tanah ΔS negatif (R>Ea), air hujan tidak dapat masuk
kedalam tanah ( infiltrasi ) tetapi air tanah akan keluar dan tanah akan
kekurangan air (defisit) .
b. Perubahan kandungan air tanah ( soil storage ) tergantung dari harga ΔS.
Bila ΔS negatif maka kapasitas kelembapan tanah akan kekurangan dan
bila harga ΔS positif akan menambah kekurangan kapasitas kelembapan
tanah bulan sebelumnya.
c. Kapasitas kelembapan tanah ( soil moisture capacity ). Didalam
memperkirakan kapasitas kelembapan tanah awal diperlukan pada saat
dimulainya perhitungan dan besarnya tergantung dari kondisi porositas
lapisan tanah atas dari daerah pengaliran. Biasanya diambil 50 s/d 250
mm, yaitu kapasitas kandungan air didalam tanah per m 3. Semakin besar
porositas tanah maka kelembapan tanah akan besar pula.
d. Kelebihan Air ( water surplus )
Water surplus adalah air hujan yang telah mengalami evapotranspirasi dan
mengisi tampungan tanah ( soil stroge, ss)
Water surplus ( Ws) diformulasikan dengan
Ws = ( P – Ea ) + ss.................................................................................. 2-8
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
44/105
Water surplus merupakan air limpasan permukaan ditambah air yang
mengalami infiltrasi.
e. Besarnya air lebih dapat mengikuti formula sbb :
WS = ΔS - Tampungan tanah ................................................................ 2- 9
di mana:
WS = water surplusS = R-Ea
tampungan tanah = perbedaan kelembapan tanah.
4. Limpasan dan penyimpanan air tanah (Run off dan Ground Water storage ).
a. Infiltrasi (i)
Infiltrasi ditaksir berdasarkan kondisi porositas tanah dan kemiringan
daerah pengaliran. Daya infiltrasi ditentukan oleh permukaan lapisan atas
dari tanah. Misalnya kerikil mempuyai daya infiltrasi yang lebih tinggi
dibandingkan dengan tanah liat yang kedap air. Untuk lahan yang terjal
dimana air sangat cepat menipis diatas permukaan tanah sehingga air tidak
dapat sempat berinfltrasi yang menyebabkan daya infiltrasi lebih kecil.
Formula dari infiltrasi ini adalah sebagai berikut:
i = Koefisien Infiltrasi x WS ..................................................................2-10
di mana:
i = infiltrasi (koefisien infiltrasi (i) = 0 s/d 1,0 )WS = kelebihan air.
b. Penyimpanan air tanah (ground water storage) .
Pada permulaan perhitungan yang telah ditentukan penyimpanan air awal
yang besarnya tergantung dari kondisi geologi setempat dan waktu.
Persamaan yang digunakan adalah:
Vn = k. (V n-1) + ½ (1 + k ) i n ................................................................. 2-11
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
45/105
di mana:
Vn = volume simpanan ait tanah periode n ( m 3)
Vn-1 = volume simpanan air tanah periode n – 1 (m 3)
k = qt/qo = faktor resesi aliran air tanah (catchment
are recession factor). Faktor resesi aliran tanah
(k) berkisar antara 0 s/d 1,
qt = aliran tanah pada waktu t (bulan ke t)
qo = aliran tanah pada awal (bulan ke 0)
in = Infiltrasi bulan ke n (mm).
Untuk mendapatkan perubahan volume aliran air dalam tanah
mengikuti persamaan :
ΔVn = V n – V n-1 ...................................................................................2- 12
c. Limpasan ( Run off )
Air hujan atau presipitasi akan menempuh tiga jalur menuju kesungai.
Satu bagian akan mengalir sebagai limpasan permukaan dan masuk
kedalam tanah lalu mengalir ke kiri dan kananya membentuk aliran antara.
Bagian ketiga akan berperkolasi jauh kedalam tanah hingga mencapai
lapisan air tanah. Aliran permukaan tanah serta aliran antara sering
digabungkan sebagai limpasan langsung ( direc runoff ) Untuk memperoleh
limpasan, maka persamaan yang digunakan adalah :
BF = I - ( Δ Vn ) ...... ...............................................................................2-13Dro = WS – I .........................................................................................2-14
Ron = BF +Dro .....................................................................................2-15
di mana:
BF = aliran dasar (m 3/dtk/km)
I = infltrasi (mm)
ΔVn = perubahan volume aliran tanah (m3)
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
46/105
Dro = limpasan langsung (mm)
WS = kelebihan air
Ron = limpasan periode n (m 3/dtk/km 2).
d. Banyaknya air yang tersedia dari sumbernya.
Persamaan yang digunakan adalah:
Qn = Ron x A..........................................................................................2-16
di mana:
Qn = banyaknya air yg tersedia dari sumbernya, periode n
(m 3/dtk)
A = luas daerah tangkapan (catchment area) km 2.
2.5.3. Debit
2.5.3.1. Debit air
Debit air merupakan ukuran banyaknya volume air yang dapat lewat
dalam suatu tempat tiap satuan waktu. Aliran air dikatakan memiliki sifat ideal
apabila air tersebut tidak dapat dimanfaatkan dan berpindah tanpa mengalami
gesekan, hal ini berarti pada gerakan air tersebut memiliki kecepatan yang tetap
pada masing - masing titik saluran dan gerakannya beraturan akibat pengaruh
gravitasi bumi.
2.5.3.2. Pengukuran Debit
Pada hakekatnya penyaluran air secara gravitasi dinyatakan layak apabila
debit air memungkinkan. Pengukuran debit merupakan bagian yang sangat
penting dalam merencanakan sebuah saluran.
Setelah mengetahui debit air, maka kita dapat melakukan analisa lanjutan
akan kebutuhan air per hari untuk jaringan irigasi.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
47/105
Tabel 2.3 menjelaskan jenis-jenis alat pengukuran debit dan kemampuan
mengaturnya.
Tabel 2.3 Jenis dan Alat Pengukur Debit
Tipe Alat Ukur Mengukur DenganKemampuan
Mengatur
Ambang Lebar Aliran atas Tidak
Parshal Flume Aliran atas Tidak
Cipoletti Aliran atas Tidak
Romijn Aliran atas Ya
Crump de Gruyter Aliran bawah Ya
Constant Head Orifice Aliran bawah Ya
Bangunan Sadap Pipa
SederhanaAliran bawah Ya
Sumber :Standar Perencanaan Irigasi KP-01
1. Debit secara Langsung
Dalam pengukuran debit air secara langsung digunakan beberapa alat
pengukur yang langsung dapat menunjukkan ketersediaan air pengairan bagi
penyaluran melalui jaringan-jaringan yang telah ada atau telah dibangun. Dalam
hal ini berbagai alat pengukur yang telah biasa digunakan yaitu:
a. Alat Ukur Pintu Romijn
Alat ini ditemukan oleh seorang insinyur dari belanda pada tahun 1932
bernama D.G Romijn. Selain berfungsi sebagai alat ukur juga sebagai
pintu penyaluran air, ambang dari pintu romijn ini dapat dinaik-turunkan
dengan perantara alat pengangkat.
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
48/105
b. Sekat Ukur Thompson
Berbentuk segitiga sama kaki dengan sudut 90 o, disebut sesuai
dengan nama orang yang menggunakan pertama kali yaitu orang inggris
bernama Y. Thomson. Sekat ukur ini digunakan untuk mengukur debit
yang relatif kecil dan sering dipakai untuk mengukur air saluran tersier
dan kwarter. Alat ukur ini dapat dibuat dalam bentuk yang dapat
dipindah-pindahkan (potable).
Alat ukur ini menggunakan rumus sebagai berikut :
Q = 0,0186 ℎ .....................................................................................2-17
Dimana :
Q = debit air ( liter/detik)h = tinggi muka air ( centimeter)
c. Alat Ukur Parshall Flume
Alat ukur tipe ini ditentukan oleh lebar dari bagian penyempitan,yang
artinya debit air diukur berdasarkan mengalirnya air melalui bagian yang
menyempit (tenggorokan) dengan bagian dasar yang direndahkan.
d. Bangunan Ukur Cipoletti
Alat ukur ini berbentuk trapesium dengan perbandingan sisi 1: 4 disebut
sesuai dengan nama orang yang pertama kali menggunakannya, seorang
insiyur italia yang bernama Cipoletti, dapat digunakan untuk mengukur
debit air yang relatif besar.
Pengukuran debit air dengan menggunakan sekat ukur Cipoletti ini dapat
menggunakan rumus sebagai berikut :
Q = 0,0186 b. h ...................................................................................2-18
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
49/105
Dimana :
Q = debit air ( liter/detik) b = lebar ambang ( centimeter )
h = tinggi muka air ( centimeter )
2. Pengukuran debit air secara tidak langsung
a. Pelampung
Pengukuran debit secara tidak langsung dapat dilakukan dengan
menggunakan Pelampung. Terdapat dua tipe pelampung yaitu:
a) Pelampung permukaan.
b) Pelampung tangkai..
Tipe pelampung tangkai lebih teliti dibandingkan tipe pelampung permukaan.
Pada permukaan debit dengan pelampung dipilih bagian sungai yang lurus dan
seragam, kondisi aliran seragam dengan pergolakannya seminim mungkin.
Pengukuran dilakukan pada saat tidak ada angin. Pada bentang terpilih (jarak
tergantung pada kecepatan aliran, waktu yang ditempuh pelampung untuk jarak
tersebut tidak boleh lebih dari 20 detik) paling sedikit lebih panjang dibanding
lebar aliran. Kecepatan aliran permukaan ditentukan berdasarkan rata- rata yang
diperlukan pelampung menempuh jarak tersebut. Sedang kecepatan rata-rata
didekati dengan pengukuran kecepatan permukaan dengan suatu koefisien yang
besarnya tergantung dari perbandingan antara lebar dan kedalaman air.
Dalam pelepasan pelampung harus diingat bahwa pada waktu pelepasannya,
pelampung tidak stabil oleh karena itu perhitungan kecepatan tidak dapat
dilakukan pada saat pelampung baru dilepaskan, keadaan stabil akan dicapai 5
detik sesudah pelepasannya. Pada keadaan pelampung stabil baru dapat dimulai
pengukuran kecepatannya. Debit aliran diperhitungkan berdasarkan kecepatan
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
50/105
rata-rata kali luas penampang. Pada pengukuran dengan pelampung, dibutuhkan
paling sedikit 2 penampang melintang. Dari 2 pengukuran penampang melintang
ini dicari penampang melintang rata-ratanya, dengan jangka garis tengah lebar
permukaan air kedua penampang melintang yang diukur pada waktu bersama-
sama disusun berimpitan, penampang lintang rata-rata didapat dengan
menentukan titik – titik pertengahan garis – garis horizontal dan vertikal dari
penampang itu, jika terdapat tiga penampang melintang, maka mula – mula dibuat
penampang melintang rata – rata antara penampang melintang rata – rata yang
diperoleh dari penampang lintang teratas dan terbawah. Debit aliran kecepatan
rata – rata:
Q = C . Vp Ap................................................................................................... 2-19
di mana :
Q = debit aliran,C = koefisien yang tergantung dari macam pelampung yang digunakan,
Vp = kecepatan rata – rata pelampung, danAp = luas aliran rata – rata.
b. Pengukuran dengan Current Meter
Alat ini terdiri dari flow detecting unit dan counter unit. Aliran yang diterima
detecting unit akan terbaca pada counter unit, yang terbaca pada counter unit
dapat merupakan jumlah putaran dari propeller maupun langsung menunjukkan
kecepatan aliran, aliran dihitung terlebih dahulu denganmemasukkan dalam rumus
yang sudah dibuat oleh pembuat alat untuk tiap – tiap propeller. Pada jenis yang
menunjukkan langsung, kecepatan aliran yang sebenarnya diperoleh dengan
mengalihkan factor koreksi yang dilengkapi pada masing-masing alat
bersangkutan. Propeler pada detecting unit dapat berupa : mangkok, bilah dan
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
51/105
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
52/105
tersebut dapat dihitung kecepatan rata-ratanya. Dalam pelaksanaan kecepatan
rata-rata nya.
c. Menggunakan Persamaan Manning
Rumus manning pada pengaliran disaluran terbuka dapat rumuskan dalam
bentuk:
V =1 R 2/3 I1/2 ............................................................................................2-21
di mana :
V = kecepatan aliran,n = koefisien kekasaran Manning,
R = jari-jari hidrolik, dan
I = kemiringan dasar saluran.
Berdasarkan pengukuran yang sesungguhnya dan pengalaman dengan
jenis saluran yang berbeda, harga-harga n berikut ini umumkan disarankan untuk
saluran bertepi kukuh (Tabel 2.4)
Tabel 2.4. Harga Koefisien Kekasaram Manning
No Permukaan Harga n yangdisarankan
1 Kaca, plastik, kuningan 0,0102 Kayu 0,011-0,0143 Besi tuang 0,0134 Plesteran semen 0,0115 Pipa pembuangan 0,013
6 Beton 0,012-0,0177 Pasangan batu 0,017-0,0258 Batu Pecah 0,035-0,0409 Batu bata 0,014
Sumber :Standar Perencanaan Irigasi KP-01
2.5.3. Debit Andalan
Debit andalan adalah besarnya debit yang tersedia untuk memenuhi
kebutuhan air dengan resiko yang telah diperhitungkan. Tujuan utama untuk
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
53/105
mencari debit andalan adalah untuk menentukan debit perencanaan yang
diharapkan selalu tersedia di sungai sepanjang tahun. Dalam penelitian ini debit
andalan merupakan debit yang memiliki probabilitas 80%. Debit dengan
probabilitas 80% adalah debit yang memiliki kemungkinan terlampaui sebesar
80% dari 100% kejadian. Jumlah kejadian yang dimaksud adalah jumlah data
yang digunakan untuk menganalisis probabilitas tersebut. Jumlah data minimum
yang diperlukan untuk analisis adalah lima tahun dan pada umumnya untuk
memperoleh nilai yang baik data yang digunakan hendaknya berjumlah 10 tahun
data.
Dalam analisis ini, dikarenakan minimalnya data yang diperoleh maka
dalam perhitungan debit andalan digunakan metode Dr. F.J.Mock (KP.01,1986).
Sebagai data masukan digunakan dari curah hujan di daerah aliran sungai,
evapotraspirasi, vegetasi dan karakteristik geologi daerah aliran yang terdapat di
Batang Angkola.
2.6 Analisa Kebutuhan Air untuk Irigasi
Analisis kebutuhan air irigasi merupakan salah satu tahap penting yang
diperlukan dalam perencanaan dan pengelolaan sistern irigasi. Kebutuhan air
tanaman didefinisikan sebagai jumlah air yang dibutuhkan oleh tanaman padasuatu periode untuk dapat tumbuh dan produksi secara normal. Kebutuhan air
nyata untuk areal usaha pertanian meliputi evapotranspirasi (ET), sejumlah air
yang dibutuhkan untuk pengoperasian secara khusus seperti penyiapan lahan dan
penggantian air, serta kehilangan selama pemakaian. Sehingga kebutuhan air
dapat dirumuskan sebagai berikut (Sudjarwadi 1990):
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
54/105
KAI = ET + KA + KK .......................................................................... 2-22
dengan,
KAI = Kebutuhan Air IrigasiET = Evapotranspirasi
KA = Kehilangan air
KK = Kebutuhan Khusus
Misalnya evapotranspirasi suatu tanaman pada suatu lahan tertentu pada
suatu periode adalah 5 mm per hari, kehilangan air ke bawah (perkolasi) adalah 2
mm per hari dan kebutuhan khusus untuk penggantian lapis air adalah 3 mm per
hari maka. kebutuhan air pada periode tersebut dapat dihitung sebagai berikut
KAI = 5 + 2 + 3
KAI = 10 mm perhari
Untuk memenuhi kebutuhan air ingasi terdapat dua sumber utama. Yaitu
pernberian air irigasi (PAI) dan hujan efektif (HE). Disamping itu terdapat sumber
lain yang dapat dimanfaatkan adalah kelengasan yang ada di daerah perakaran
serta kontribusi air bawah permukaan. Pemberian Air Irigasi dapat dipandang
sebagai kebutuhan air dikurangi hujan efektif dan sumbangan air tanah.
PAI = KAI - HE – KAT......................................................................... 2-23
dengan,
PAI = Pemberian air irigasiKAI = Kebutuhan air
HE = Hujan efektif
KAT = Kontribusi air tanah
Sebagai contoh misalnya kebutuhan air pada suatu periode telah dihitung
sebesar 10 mm per hari, sumbangan hujan efektif pada periode tersebut juga telah
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
55/105
dihitung sebesar 3 mm per hari dan kontribusi air tanah adalah 1 mm per ha, maka
air yang perlu diberikan adalah :
PAI = 10 – 3 -1
PAI = 6 mm per hari
2.7 Kebutuhan Air Padi di Sawah
Analisis kebutuhan air untuk tanaman padi di sawah dipengaruhi oleh
beberapa faktor berikut ini :
1. Pengolahan lahan
2. Penggunaan konsumtif
3. Perkolasi
4. Penggantian lapisan air
5. Sumbangan. hujan efektif
6. Efisiensi irigasi
7. Efektifitas irigasi
8. Kebutuhan air di sawah
Kebutuhan air total di sawah merupakan jumlah faktor 1 sampai dengan 4,
sedangkan kebutuhan netto air di sawah merupakan kebutuhan total dikurangi
faktor hujan efektif. Kebutuhan air di sawah dapat dinyatakan dalam satuanmm/hari ataupun lt/dt.
2.7.1. Kebutuhan Air Untuk Pengolahan Lahan Padi
Pada Standar Perencanaan irigasi disebutkan bahwa kebutuhan air untuk
penyiapan lahan umumnya menentukan kebutuhan maksimum air irigasi pada
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
56/105
suatu proyek irigasi. Ada 2 faktor penting yang menentukan besarnya kebutuhan
air untuk penyiapan lahan ialah:
1. Lamanya waktu yang dibutuhkan untuk penyiapan lahan.
2. Jumlah air yang diperlukan untuk penyiapan lahan.
Metode yang dapat digunakan untuk perhitungan kebutuhan air irigasi
selama penyiapan lahan salah satunya adalah metode yang dikembangkan oleh
van de Goor dan Zijlstra (1968) . Metode ini didasarkan pada laju air konstan
dalam l/dt selama penyiapan lahan dan menghasilkan rumus berikut :
IR = M. e k /(e k – 1) .......................................................................................2-24
M = Eo + P ................................................................................................. 2-25
K = MT/S .................................................................................................. 2-26
di mana:
IR = kebutuhan air irigasi untuk pengolahan tanah (mm/hari)
M = kebutuhan air untuk mengganti kehilangan air akibat evaporasi dan perkolasi di sawah yang telah di jenuhkan (= Eo + P)
Eo = evaporasi air terbuka (mm/hari) (= Eto x 1,10)
P = perkolasi (mm/hari)
T = Jangka waktu penyiapan lahan (hari)
S = kebutuhan air untuk penjenuhan ditambah dengan lapisan air 50
mm, yakni 250 + 50 = 300 mm
k = Konstanta
2.7.2. Penggunaan Konsumtif
Penggunaan air untuk kebutuhan tanaman (consumtive use) dapat didekati
dengan menghitung evapotranspirasi tanaman, yang besarnya dipengaruhi oleh
jenis tanaman, umur tanaman dan faktor klimatologi. Nilai evapotranspirasi
merupakan jumlah dari evaporasi dan transpirasi. Yang dimaksud dengan
Universitas Sumatera Utara
-
8/18/2019 [123doc.vn] Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Ujung Gurap Untuk Meningkatkan Efektifitas Dan Efisiensi Pengolahan…
57/105
evaporasi adalah proses perubahan molekul air di permukaan menjadi molekul air
di atmosfir. Sedangkan transpirasi adalah proses fisiologis alamiah pada tanarnan,
dimana air yang dihisap oleh akar diteruskan lewat tubuh tanaman dan diuapkan
kembali melalui pucuk daun. Nilai evapotranspirasi dapat diperoleh dengan
pengukuran di lapangan atau dengan rumus-rumus empiris. Untuk keperluan
perhitungan kebutuhan air irigasi dibutuhkan nilai evapotranspirasi potensial (Eto)
yaitu evapotranspirasi yang terjadi apabila tersedia cukup air. Kebutuhan air untuk
tanaman adalah nilai Eto dikalikan dengan suatu koefisien tanaman.
Etc = Kc x Eto ............................................................................................2- 27
di mana:
Kc = koefisien tanaman
Eto = evapotranspirasi potensial (mm/hari)
Etc = Evapotranspirasi tanaman (mm/hari).
Kebutuhan air konsumtif ini dipengaruhi oleh jenis dan usia tanaman
(tingkat pertumbuhan tanaman). Pada saat tanaman mulai tumbuh, nilai kebutuhan