D. Perancangan Sistem Irigasi Permukaan
1. Kriteria Pemilihan Sistem Irigasi Permukaan
Dalam merencanakan sistem irigasi permukaan ada beberapa parameter yang harus dipertimbangkan sebagai bahan masukan untuk memilih sistem irigasi permukaan, yaitu,
1. Kedalaman air irigasi yang diberikan.
Parameter ini merupakan jumlah air yang harus disimpan di zona perakaran tanaman pada saat air irigasi diberikan dengan tujuan untuk mempertahankan pertumbuhan tanaman agar tetap normal. Kedalaman air irigasi yang diberikan dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut, yaitu jenis tanaman, tingkat pertumbuhan tanaman, ada tidaknya permukaan air tanah yang dangkal, dan pembatas lapisan tanah seperti lapisan padas, dimana kesemua faktor tersebut akan menentukan kedalaman lapisan perakaran yang efektif. Jenis tanah merupakan faktor yang menentukan berapa banyak air dapat disimpan per unit kedalaman tanah. Faktor-faktor ini, bersama dengan kondisi iklim suatu wilayah harus dipertimbangkan untuk menentukan jumlah yang diperlukan aplikasi.
2. Maksimum kecepatan aliran yang diijinkan (Vmax).
Parameter ini digunakan untuk memperkirakan laju aliran air yang tidak menyebabkan erosi. Nilai Vmax umumnya tergantung pada jenis tanah, dan dapat bervariasi dalam kisaran 8 m/menit atau 0.133 m/detik untuk tanah yang mudah tererosi sampai 13 m/menit atau 0.216 m/detik untuk tanah yang lebih stabil.
3. Koefisien kekasaran Manning (n),
Koefisien kekasaran Manning adalah yaitu sebuah parameter dalam persamaan Manning yang dikenal nilai n, digunakan sebagai ukuran efek resistensi saluran ketika air bergerak menuruni saluran, dinding atau
cekungan. Tabel 1 umum digunakan nilai Manning, n dalam irigasi permukaan.
Tabel 1. Tabel Kekasaran Manning untuk saluran
4. Kemiringan dasar saluran (So).
Kemiringan dasar saluran atau dinding perlu diketahui untuk memperkirakan laju aliran non-erosif yang maksimal serta aliran luas penampang atau kedalaman aliran pada setiap bagian saluran diberikan dengan menggunakan persamaan Manning. Kemiringan dasar saluran adalah kemiringan rata-rata dalam arah irigasi dan merupakan parameter yang mudah diukur. Untuk dinding dan alur kemiringan saluran tidak boleh terlalu tinggi karena menyebabkan gerusan dan tidak boleh terlalu rendah agar mengurangi efek sedimentasi dan meningkatkan efisiensi aliran irigasi. Biasanya nilai yang direkomendasikan oleh USDA, yang tergantung pada tanah, yaitu jenis dan kedalaman profil, kombinasi tanaman dan ukuran individu saluran yang digunakan.
5. Laju Infiltrasi (I).
Pengetahuan tentang karakteristik infiltrasi tanah sangat penting untuk evaluasi, desain atau pengelolaan sistem irigasi permukaan. Oleh karena itu, laju infiltrasi, ditentukan sebelum mendesain saluran irigasi.
Analisa Parameter Sistem Irigasi Permukaan
Sebelum suatu jaringan sistem irigasi permukaan dirancang, maka parameter- parameter yang menjadi bahan pertimbangan dalam merancang sistem irigasi permukaan ditentukan. Adapun parameter tersebut adalah data tentang kondisi daerah yang akan dibangun sistem irigasinya dan lingkungan sekitarnya. Data-data tersebut harus diselidiki secara akurat sesuai dengan kondisi lapangan.
Adapun data yang dibutuhkan dalam merencakan sistem irgasi adalah sebagai berikut, yaitu data (1) hidrologi, (2) topografi dan (3) geologi teknik.
a. Data Hidrologi
Parameter-parameter data hidrologi yang sangat penting untuk perencanaan jaringan irigasi adalah curah hujan, laju evapotranspirasi, debit puncak dan debit harian, angkutan sedimen.
Curah hujan
Analisis curah hujan dilakukan dengan maksud untuk menentukan :
Curah hujan efektif untuk menghitung kebutuhan irigasi. Curah hujan efektif atau andalan adalah bagian dari keseluruhan curah hujan yang secara efektif tersedia untuk kebutuhan air tanaman.
Curah hujan berlebih (excess rainfall) dipakai untuk menghitung kebutuhan pembuangan atau drainase dan debit (banjir).
Untuk analisis curah hujan efektif, curah hujan di musim kemarau dan penghujan akan sangat penting artinya. Untuk curah hujan lebih, curah hujan di musim penghujan yaitu bulan-bulan turun hujan. Untuk kedua tujuan tersebut data curah hujan harian akan dianalisis untuk mendapatkan tingkat ketelitian yang dapat diterima. Data curah hujan harian yang meliputi periode sedikitnya 10 tahun akan diperlukan.
Evaportanspirasi
Analisis mengenai evapotraspirasi diperlukan untuk menentukan besarnya laju evapotranspirasi tanaman yang akan dipakai untuk menghitung kebutuhan air irigasi, dan kalau perlu untuk studi neraca air di daerah aliran sungai. Studi ini mungkin dilakukan bila tidak tersedia data aliran dalam jumlah yang cukup.
Data-data iklim yang diperlukan untuk perhitungan ini adalah yang berkenaan dengan:
Suhu, yaitu suhu harian maksimum, minimum dan rata-rata. Kelembaban relatif.
Sinar matahari yaitu lamanya matahari bersinar dalam sehari. Kondisi angin, meliputi kecepatan dan arah angin.
Laju evaporasi yaitu evaporasi harian.
Data-data tersebut di atas adalah standar bagi stasiun-stasiun agrometerologi. Jangka waktu pencatatan untuk keperluan analisis yang cukup tepat dan andal adalah sekitar sepuluh tahun.
Banjir Rencana
Banjir rencana adalah debit maksimum di sungai atau saluran alamiah dengan periode ulang rata-rata yang sudah ditentukan yang dapat dialirkan tanpa membahayakan jaringan irigasi dan stabilitas bangunan- bangunan. Debit banjir ditetapkan dengan cara menganalisis debit puncak, dan biasanya dihitung berdasarkan hasil pengamatan harian tinggi muka air. Untuk keperluan analisis yang cukup tepat dan andal, catatan data yang dipakai harus paling tidak mencakup waktu 20 tahun.
Faktor lain yang lebih sulit adalah tidak adanya hasil pengamatan tinggi muka air atau debit puncak dari catatan data yang tersedia. Data debit
puncak yang hanya mencakup jangka waktu yang pendek akan mempersulit dan bahkan berbahaya bagi si pengamat.
Harga–harga debit rencana sering ditentukan dengan menggunakan metode hidrologi empiris, atau analisis dengan menghubungkan harga banjir dengan harga curah hujan.
Debit Andalan
Debit andalan (dependable flow) adalah debit minimum sungai untuk kemung-kinan terpenuhi yang sudah ditentukan yang dapat dipakai untuk irigasi. Kemungkinan terpenuhi ditetapkan 80% (kemungkinan bahwa debit sungai lebih rendah dari debit andalan adalah 20%). Debit andalan ditentukan untuk periode tengah – bulanan. Debit minimum sungai dianalisis atas dasar data debit harian sungai. Agar analisisnya cukup tepat dan andal, catatan data yang diperlukan harus meliputi jangka waktu paling sedikit 20 tahun. Jika persyaratan ini tidak bisa dipenuhi, maka metode hidrologi analitis dan empiris bisa dipakai.
Dalam menghitung debit andalan, harus dipertimbangkan air yang diperlukan dari sungai di hilir pengambilan. Dalam praktek ternyata debit andalan dari waktu kewaktu mengalami penurunan seiring dengan penurunan fungsi daerah tangkapan air.
Penurunan debit andalan dapat menyebabkan kinerja irigasi berkurang yang mengakibatkan pengurangan areal persawahan. Antisipasi keadaan ini perlu dilakukan dengan memasukan faktor koreksi besaran 80% - 90% untuk debit andalan. Faktor koreksi tersebut tergantung pada kondisi perubahan DAS.
b. Data Topografi
Data topografi lahan merupakan data penting yang sangat menentukan keber-fungsian jaringan irigasi permukaan. Pengukuran dan pemetaan topografi merupakan kegiatan awal yang harus dilakukan dalam perencanaan sistem irigasi permukaan.
Pemetaan bisa didasarkan pada pengukuran di lapangan secara penuh, sehingga dihasilkan peta topografi yang dilengkapi dengan garis konturnya. Untuk sistem irigasi dengan luas lahan sekitar 10.000 ha atau lebih biasanya didasarkan pada peta foto udara dengan dilengkapi detail topografinya.
Persyaratan untuk pembuatan peta topografi umum dirinci sebagai berikut, yaitu:
Potret bentuk tanah (landform) harus memiliki relief mikro dengan bentuk fisik yang jelas, hal ini akan langsung menentukan tata letak dan lokasi saluran irigasi, saluran pembuang dan jalan.
Ketelitian ketinggian permukaan lahan.
Di daerah datar, kemiringan saluran sebaiknya kurang dari 10 cm/km. Ketepatan dalam hal ketinggian adalah penting sekali karena hal ini akan menunjukkan apakah suatu layanan sistem irigasi dan drainase (pembuangan) akan berfungsi.
Di daerah yang memiliki lahan curam, layanan sistem irigasi dan sistem drainase sangat tergantung pada kemiringan lahan dan ketinggian, sesuai dengan interval garis kontur dengan ketentuan, sebagai berikut :
o tanah datar < 2 % dengan interval 0,5 m
o tanah berombak dan landai 2-5 % dengan interval 1,0 m o berbukit-bukit 5 - 20 % dengan interval 2,0 m
Pengukuran Sungai dan Lokasi Bendung
Untuk perencanaan bangunan utama di sungai diperlukan informasi topografi mendetail mengenai sungai dan lokasi bendung. Bersama-sama dengan pengukuran untuk peta topografi umum, harus diukur pula beberapa titik di sungai. Hasil-hasilnya akan digunakan dalam perencanaan pendahuluan jaringan irigasi.
Pengukuran ini mencakup unsur-unsur berikut :
Peta bagian sungai di mana bangunan utama akan dibangun. Skala peta ini adalah 1: 2.000 atau lebih besar yang meliputi 1 km ke hulu dan 1 km ke hilir bangunan utama dan melebar hingga 250 m ke masing- masing sisi sungai. Daerah bantaran harus terliput semuanya. Kegiatan pengukuran ini juga mencakup pembuatan peta daerah rawan banjir. Peta itu harus dilengkapi dengan garis-garis kontur pada interval 1,0 m, kecuali di dasar sungai dimana diperlukan garis-garis kontur pada interval 0,50 m. Peta itu juga harus memuat batas-batas penting seperti batas-batas desa, sawah dan semua prasarananya.
Potongan memanjang sungai dengan potongan melintang setiap 50 m. Panjang potongan memanjang serta skala horisontalnya harus dibuat sama dengan untuk peta sungai di atas skala vertikalnya 1: 200 atau 1 : 500, bergantung kepada kecuraman medan. Skala. potongan melintangnya 1 : 200 horisontal dan 1 : 200 vertikal. Panjang potongan melintang adalah 50 m ke masing-masing sisi sungai. Elevasinya akan diukur pada jarak maksimum 25 m atau untuk beda tinggi 0,25 m mana saja yang bisa dicapai lebih cepat.
Pengukuran detail lokasi bendung yang sebenarnya harus dilakukan, yang menghasilkan peta berskala 1: 200 atau 1: 500 untuk areal seluas kurang lebih 50 ha (1000 x 500 m2). Peta ini akan menunjukkan lokasi seluruh bagian bangunan utama termasuk lokasi kantong pasir dan
tanggul penutup. Peta ini akan dilengkapi dengan titik rincik ketinggian dan garis-garis kontur setiap 0,25 m.
Pengukuran Trase Saluran
Pengukuran trase saluran biasanya mencakup jaringan irigasi maupun drainase. Pengukuran trase saluran (pengukuran strip) akan sebanyak mungkin mengikuti trase saluran yang diusulkan pada tata letak pendahuluan. Pengukuran ini akan meliputi jarak 75 m dari as saluran. Pengukuran trase saluran meliputi pembuatan :
Peta trase saluran dengan skala 1:2000 dengan garis–garis kontur pada interval 0.5 m untuk daerah datar dan 1.0 m untuk tanah berbukit bukit; .
Profil memanjang dengan skala horizontal l:2000 dan skala vertikal 1:200 (atau) 1:100 untuk saluran-saluran kecil,
Potongan melintang pada skala horisontal dan vertical 1:200 atau 1:100 untuk saluran-saluran kecil pada interval 50 m pada ruas-ruas lurus dan 25 m pada tikungan.
