KAJIAN NILAI KEKASARAN SALURAN BEBERAPA
SALURAN TERSIER PADA JARINGAN IRIGASI SEI KRIO
DESA SEI BERAS SEKATA KECAMATAN SUNGGAL
KABUPATEN DELI SERDANG
OLEH :
SARTONO HASUGIAN
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
DESA SEI BERAS SEKATA KECAMATAN SUNGGAL
KABUPATEN DELI SERDANG
OLEH :
SARTONO HASUGIAN
090308027/KETEKNIKAN PERTANIAN
Proposal sebagai salah satu syarat untuk dapat melakukan Penelitian di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara
Disetujui Oleh : Komisi Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Sumono, M.S Ir. Saipul Bahri Daulay, M.Si Ketua Anggota
PROGRAM STUDI KETEKNIKAN PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
ABSTRAK
SARTONO HASUGIAN : Kajian Nilai Kekasaran Saluran Beberapa Saluran Tersier Pada Jaringan Irigasi Sei Krio Desa Sei Beras Sekata Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang, dibimbing oleh SUMONO dan SAIPUL BAHRI DAULAY.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar konstanta kekasaran manning maupun chezy pada ketiga saluran yang diteliti dengan mengukur kecepatan aliran air rata rata, lebar dan dalam saluran serta kemiringan saluran akan diketahui seberapa besar hambatan yang terjadi di dalam ketiga saluran
Hasil Penelitian menunjukkan nilai kekasaran yang berbeda beda pada ketiga saluran, pada saluran tersier 1 nilai kekasaran manningnya 0,0462 dan chezy 13,78; saluran tersier 2 nilai kekasaran manningnya 0,0387 dan chezy 15,98 dan untuk saluran tersier 3 nilai kekasaran manningnya 0,0574 dan chezy 11,38. Faktor faktor seperti bahan penyusun permukaan basah saluran; Sifat fisik tanah di saluran; Ketidakteraturan saluran; Vegetasi yang tumbuh di saluran dan Faktor pengendapan dan penggerusan di saluran sangat mempengaruhi besar kecilnya nilai kekasaran di saluran, dimana kondisi Faktor faktor di tiap saluran yang diteliti berbeda beda yang mengakibatkan nilai kekasaran pada tiga saluran berbeda beda juga.
Kata kunci : konstanta manning dan chezy, kecepatan aliran rata rata, ukuran saluran.
ABSTRACT
SARTONO HASUGIAN : Assessment of channel roughness value Tertiary Channels In Irrigation Rice Sei Sei Krio Sekata Sunggal District of Deli Serdang, guided by SUMONO and SAIPUL BAHRI DAULAY.
This research is a study of channel roughness values at three different tertiary canal irrigation network in the village cryo sei Sei Rice Sekata Sunggal District of Deli Serdang regency. This study was conducted to determine how big the constant rudeness and chezy manning the three channels studied by measuring the average velocity of water flow, and the channel width and channel slope will know how big the obstacles that occur in the third channel. Research shows value of roughness that is different on all three channels, the channel roughness values manningnya tertiary 1 chezy 0.0462 and 13.78; Tertiary channel 2 value of 0.0387 and chezy manningnya roughness and to channel tertiary 15.98 3 0.0574 manningnya roughness values and chezy 11.38. Factors such as the building block of the channel wet surfaces; The physical properties of the soil in the channel; Irregularity of the channel; Vegetation growing in the channel and scour and deposition factor in greatly affect the size of the channel roughness values in the channel, where the condition Factors studied in each channel is different roughness values resulting in three different distinct channel too.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Simalungun pada tanggal 17 Desember 1990, dan merupakan anak keempat dari empat bersaudara, dari pasangan Bapak Lenta Hasugian dan Ibu Nurmaya Manik. Pada tahun 2006 penulis melanjutkan pendidikan di SMA Negeri 1 Tanah Jawa dan lulus pada tahun 2009. Pada tahun 2009 penulis diterima di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara melalui Ujian Masuk Bersama (UMB).
Selama mengikuti masa perkuliahan penulis aktif sebagai anggota dalam Ikatan Mahasisiwa Teknik Pertanian (IMATETA) dan Asisten Laboratorium Erosi dan Bangunan Pencegah.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul
“kajian Nilai Kekasaran Saluran Beberapa Saluran Tersier Pada Jaringan Irigasi Sei Krio Desa Sei Beras Sekata Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang” yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Prof. Dr. Ir. Sumono, M.S selaku ketua komisi pembimbing dan Bapak Ir. Saipul Bahri Daulay, MP selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak membimbing penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada kedua orang tua dan keluarga yang telah banyak memberikan dukungan moril maupun materil.
Untuk lebih menyempurnakan skripsi ini, maka penulis sangat mengharapkan saran dan kritikan yang bersifat membangun. Akhir kata penulis ucapkan terima kasih.
Medan, Mei 2014
DAFTAR ISI
ABSTRAK ... i
ABSTRACT ... i
RIWAYAT HIDUP ... ii
KATA PENGANTAR ... iii
DAFTAR TABEL ... vi
DAFTAR LAMPIRAN... vii
PENDAHULUAN... 1
Latar Belakang ... 1
Tujuan Penelitian ... 3
Kegunaan Penelitian ... 3
TINJAUAN PUSTAKA ... 5
Jaringan Irigasi ... 5
Koefisien Kekasaran menurut Manning dan Konstanta Chezy ... 7
Rumus Manning ... 7
Faktor faktor yang mempengaruhi koefisien Manning ... 8
Bahan Penyusun Permukaan ... 8
Sifat Fisik Tanah ... 9
Tekstur Tanah ... 9
Bahan Organik Tanah ... 10
Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 12
Kerapatan Partikel (Particle Density) ... 13
Porositas Tanah ... 14
Ketidakteraturan Saluran... 15
Trase Saluran (Kelengkungan Saluran)... 16
Vegetasi ... 16
Pengendapan dan Penggerusan... 17
Rumus Chezy ... 18
Rancangan Saluran Irigasi ... 19
Debit ... 19
Kecepatan Aliran Rata-Rata ... 21
Kemiringan Saluran ... 21
Kedalaman Hidrolik ... 24
METODOLOGI PENELITIAN... 26
Waktu dan Tempat Penelitian ... 26
Alat dan Bahan Penelitian ... 26
Metode Penelitian ... 26
Pelaksanaan Penelitian ... 27
Parameter Penelitian ... 28
HASIL DAN PEMBAHASAN... 29
Profil Lokasi Penelitian ... 29
Faktor Faktor yang mempengaruhi Kekasaran Saluran ... 29
Bahan Penyusun Permukaan ... 29
Sifat Fisik Tanah ... 30
Tekstur Tanah ... 30
Ketidakteraturan Saluran ... 36
Vegetasi ... 37
Pengendapan dan Penggerusan... 37
Kecepatan Aliran Rata rata... 37
Kecepatan Aliran Kritis (v0)... 38
Rancangan Saluran ... 39
Debit Aliran ... 39
Kemiringan Saluran ... 39
Penampang Melintang Saluran ... 39
Nilai Kekasaran Manning dan Chezy Pada Ketiga Saluran ... 40
KESIMPULAN DAN SARAN ... 42
Kesimpulan ... 42
Saran... 42
DAFTAR PUSTAKA ... 43
DAFTAR TABEL
No Hal
1. Nilai koefisien kekasaran berasarkan bahan pembentuk ... 9
2. Nilai Kekasaran dari saluran berdasarkan Derajat Ketidakteraturan... 16
3. Nilai kekasaran saluran berdasarkan vegetasi ... 17
4. Kemiringan minimum talud untuk berbagai bahan tanah ... 23
5. Kemiringan talud minimum untuk saluran tanah dipadatkan... 24
6. Tinggi Jaggan minimum untuk Saluran tanah ... 24
7. Bahan Penyusun Permukaan Basah Saluran Tersier ... 30
8. Hasil Analisis Tektsur Tanah ... 31
9. Hasil Analisa Bahan Organik ... 35
10.Hasil Analisa Kerapatan Massa (Bulk Density) ... 36
11.Hasil Analisa Porositas Tanah... 37
12.Hasil Analisa Kerapatan Partikel (Particle Density) ... 38
13.Luas Penampang di hulu dan hilir ketiga saluran... 38
14.Jenis vegetasi yang tumbuh di dalam saluran... 40
15.Hasil Pengukuran Kecepatan Aliran Rata-Rata ... 40
16.Hasil Pengukuran Kecepatan Aliran Kritis ... 41
17.Hasil Pengukuran Debit Saluran ... 42
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
No Hal
1. Flow Chart Penelitian... 48
2. Hasil Analisa Tekstur Tanah dan Bahan Organik Tanah... 49
3. Perhitungan Bulk Density, Particle Density dan Porositas ... 50
4. Perhitungan debit pada saluran satu, dua dan tiga ... 56
5. Ukuran saluran tersier ... 60
6. Perhitungan Kecepatan Rata rata... 61
7. Perhitungan kecepatan kritis (V0)... 62
8. Perhitungan kemiringan pada ketiga saluran ... 63
9. Perhitungan Nilai Kekasaran Manning (N) dan Konstanta Chezy (C) ... 64
ABSTRAK
SARTONO HASUGIAN : Kajian Nilai Kekasaran Saluran Beberapa Saluran Tersier Pada Jaringan Irigasi Sei Krio Desa Sei Beras Sekata Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang, dibimbing oleh SUMONO dan SAIPUL BAHRI DAULAY.
Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui seberapa besar konstanta kekasaran manning maupun chezy pada ketiga saluran yang diteliti dengan mengukur kecepatan aliran air rata rata, lebar dan dalam saluran serta kemiringan saluran akan diketahui seberapa besar hambatan yang terjadi di dalam ketiga saluran
Hasil Penelitian menunjukkan nilai kekasaran yang berbeda beda pada ketiga saluran, pada saluran tersier 1 nilai kekasaran manningnya 0,0462 dan chezy 13,78; saluran tersier 2 nilai kekasaran manningnya 0,0387 dan chezy 15,98 dan untuk saluran tersier 3 nilai kekasaran manningnya 0,0574 dan chezy 11,38. Faktor faktor seperti bahan penyusun permukaan basah saluran; Sifat fisik tanah di saluran; Ketidakteraturan saluran; Vegetasi yang tumbuh di saluran dan Faktor pengendapan dan penggerusan di saluran sangat mempengaruhi besar kecilnya nilai kekasaran di saluran, dimana kondisi Faktor faktor di tiap saluran yang diteliti berbeda beda yang mengakibatkan nilai kekasaran pada tiga saluran berbeda beda juga.
Kata kunci : konstanta manning dan chezy, kecepatan aliran rata rata, ukuran saluran.
ABSTRACT
SARTONO HASUGIAN : Assessment of channel roughness value Tertiary Channels In Irrigation Rice Sei Sei Krio Sekata Sunggal District of Deli Serdang, guided by SUMONO and SAIPUL BAHRI DAULAY.
This research is a study of channel roughness values at three different tertiary canal irrigation network in the village cryo sei Sei Rice Sekata Sunggal District of Deli Serdang regency. This study was conducted to determine how big the constant rudeness and chezy manning the three channels studied by measuring the average velocity of water flow, and the channel width and channel slope will know how big the obstacles that occur in the third channel. Research shows value of roughness that is different on all three channels, the channel roughness values manningnya tertiary 1 chezy 0.0462 and 13.78; Tertiary channel 2 value of 0.0387 and chezy manningnya roughness and to channel tertiary 15.98 3 0.0574 manningnya roughness values and chezy 11.38. Factors such as the building block of the channel wet surfaces; The physical properties of the soil in the channel; Irregularity of the channel; Vegetation growing in the channel and scour and deposition factor in greatly affect the size of the channel roughness values in the channel, where the condition Factors studied in each channel is different roughness values resulting in three different distinct channel too.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Dalam rangka mempertahankan swasembada pangan, maka perlu dilakukan usaha-usaha untuk terus meningkatkan intensitas tanaman pangan khususnya tanaman padi, pembangunan di bidang irigasi untuk menunjang sektor pertanian juga harus terus digalakkan melalui berbagai program dan sumber dananya. Hal itu bertujuan untuk menunjang peningkatan produksi pertanian khususnya padi, memantapkan swasembada pangan, meningkatkan pertumbuhan ekonomi, meningkatkan pendapatan petani, dan optimasi pemanfaatan sumber daya air (Pradana, 2008)
Untuk memenuhi kebutuhan air pengairan (irigasi bagi lahan pertanian), debit air di daerah bendung harus lebih dari cukup untuk disalurkan ke saluran-saluran (induk-sekunder-tersier) yang telah disiapkan di lahan-lahan pertanaman. Agar penyaluran air pengairan ke suatu areal lahan pertanaman dapat diatur dengan sebaik-baiknya dalam arti tidak berlebihan atau agar dapat dimanfaatkan se-efisien mungkin, dengan mengingat kepentingan areal lahan pertanaman lainnya maka dalam pelaksanaannya perlu dilakukan pengukuran-pengukuran debit air. Dengan distribusi yang terkendali, dengan bantuan pengukuran-pengukuran tersebut, maka masalah kebutuhan air pengairan selalu dapat diatasi tanpa menimbulkan gejolak di masyarakat petani pemakai air pengairan (Kartasapoetra dan Sutedjo, 1990).
yang tepat, baik ukuran maupun kecepatan air yang mengalir. Kecepatan aliran air yang mengalir melalui saluran tersier dipengaruhi oleh kekasaran, kemiringan dan ukuran saluran yang dibuat, semakin besar koefisien kekasaran saluran irigasi maka kecepatan aliran air di saluran irigasi semakin kecil, sehingga mengurangi debit air terutama pada saluran yang terbuat dari tanah. Pengaruh kekasaran saluran ini dinyatakan dalam suatu nilai yang disebut koefisien kekasaran.
Bentuk dan besar kecilnya partikel di permukaan saluran akan mempengaruhi kekasaran, semakin besar butiran penyusun permukaan di saluran maka kekasarannya semakin tinggi pula dan sebaliknya. Akan tetapi, untuk saluran tanah, ini hanya merupakan bagian kecil saja dari kekasaran total. Perubahan-perubahan mendadak pada permukaan saluran akan memperbesar koefisien kekasaran. Perubahan-perubahan ini dapat disebabkan oleh penyelesaian konstruksi saluran yang jelek atau karena erosi pada talud saluran. Terjadinya riak-riak di dasar saluran akibat interaksi aliran di perbatasannya juga berpengaruh terhadap kekasaran saluran. Pengaruh vegetasi terhadap resistensi sudah jelas mempengaruhi kekasaran saluran, panjang dan kerapatan vegetasi adalah faktor-faktor yang menentukan. Akan tetapi tinggi air dan kecepatan aliran sangat membatasi pertumbuhan vegetasi. Pengaruh faktor-faktor di atas terhadap koefisien kekasaran saluran akan bervariasi menurut ukuran saluran. Penghalusan permukaan saluran dan menjaga agar saluran bebas dari vegetasi, pemeliharaan rutin akan sangat berpengaruh pada koefisien kekasaran dan kapasitas debit saluran (Direktorat Jenderal SDA, 2010).
merupakan saluran tanah. Pada saluran tanah dapat terjadi kehilangan air yang besar, pengendapan dan penggerusan saluran apabila tidak dirancang dengan baik. Untuk itu pengukuran nilai kekasaran saluran ini diperlukan demi mengkombinasikan kemiringan lahan yang ada.
Tujuan Penelitian
Penelitan ini bertujuan menentukan Nilai Koefisien Kekasaran dan Konstanta Chezy saluran irigasi tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Sei Krio Kabupaten Deli Serdang.
Kegunaan Penelitian
1. Bagi penulis yaitu sebagai bahan untuk menyusun skripsi yang merupakan syarat untuk dapat menyelesaikan pendidikan di Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
2. Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan penelitian lebih lanjut mengenai rancangan saluran irigasi.
TINJAUAN PUSTAKA
Jaringan Irigasi
Jaringan irigasi adalah saluran dan bangunan yang merupakan satu kesatuan yang diperlukan untuk pengaturan air irigasi mulai dari penyediaan, pengambilan, pembagian pemberian dan penggunaannya. Berdasarkan pengelolaanya dapat dibedakan antara jaringan irigasi utama dan jaringan irigasi tersier
1. Jaringan Irigasi Utama:
Meliputi bangunan bendung, saluran-saluran primer dan sekunder, termasuk bangunan-bangunan utama dan pelengkap saluran pembawa dan saluran pembuang. Bangunan utama merupakan bangunan yang mutlak diperlukan bagi eksploitasi meliputi bangunan pembendung, bangunan pembagi dan bangunan pengukur.
2. Jaringan Irigasi Tersier:
Merupakan jaringan air pengairan di petak tersier, mulai air keluar dari bangunan ukur tersier. Terdiri dari saluran tersier dan kuarter termasuk bangunan pembagi tersier dan kuarter, beserta bangunan
pelengkap lainnya yang terdapat di petak tersier (Kartasapoetra dan Sutedjo, 1994).
Menurut Pasandaran (1991), berdasarkan cara pengaturan, pengukuran air dan kelengkapan fasilitas, jaringan irigasi dapat dibedakan ke dalam tiga tingkatan yaitu :
Jaringan irigasi sederhana mempunyai luasan yang tidak lebih dari 500 ha. Pada jaringan irigasi sederhana tidak ada pengukuran maupun pengaturan dalam pembagian debit airnya, air lebih akan mengalir ke saluran pembuang alami. Persediaan air biasanya berlimpah dan kemiringan berkisar antara sedang sampai curam. Oleh karena itu hampir-hampir tidak diperlukan teknik yang sulit untuk pembagian air. Walaupun mudah diorganisasi, jaringan irigasi sederhana memiliki kelemahan-kelemahan yang serius seperti adanya pemborosan air yang terbuang tidak selalu dapat mencapai daerah rendah yang lebih subur.
2. Jaringan Irigasi Semi Teknis
Untuk jaringan irigasi Semi Teknis biasanya memiliki luasan wilayah mencapai 2000 ha. Jaringan irigasi ini hampir sama dengan jaringan irigsi sederhana akan tetapi sudah dipergunakan bendung lengkap dengan pengambilan dan bangunan pengukur di bagian hilirnya. Sistem pembagian air biasanya serupa dengan jaringan irigasi sederhana, hanya saja pengambilan dipakai untuk mengairi daerah yang lebih luas daripada daerah layanan jaringan sederhana. Memiliki organisasi yang lebih rumit dan apabila bangunan tetapnya berupa bangunan pengambilan dari sungai, maka diperlukan keterlibatan dari pemerintah.
3. Jaringan Irigasi Teknis
Koefisien Kekasaran menurut Manning dan Konstanta Chezy
Rumus Manning
Pada tahun 1889 seorang insinyur Irlandia, Robert Manning mengemukakan sebuah rumus untuk menghitung kecepatan rata rata aliran:
V = R / . S / ………..………...….(1)
Sehingga, N =
VR / . S / ………..……….(2)
dengan V kecepatan rata rata (m/s); R jari jari hidrolik (m); S kemiringan saluran (%) dan N koefisien kekasaran, dikenal sebagai nilai N oleh Manning. Berikut Tabel 1 Mengenai nilai kekasaran saluran.
Tabel 1. Nilai kekasaran saluran berdasarkan tipe dan deskripsinya
Tipe Saluran dan deskripsinya Minimum Normal Maksimum a. Tanah lurus dan seragam
1. Bersih, baru dibuat 2. Bersih, telah melapuk
3. Kerikil, penampang seragam, bersih
0,016 0,018 0,022
0,018 0,022 0,025
4. Berumput pendek, sedikit tanaman pengganggu
b. Tanah, berkelok kelok dan tenang 1. Tanpa tetumbuhan
2. Rumput dengan beberapa tanaman pengganggu
3. Banyak tanaman pengganggu atau tanaman air pada saluran yang dalam
4. Dasar tanah dengan tebing dari batu pecah
5. Dasar berbatu dengan tanaman pengganggu pada tebing
6. Dasar berkerakal dengan tebing yang bersih
c. Hasil galian atau kerukan 1. Tanpa tetumbuhan
2. Semak semak kecil di tebing d. Pecahan batu
1. Halus, seragam
2. Tajam, tidak beraturan
e. Saluran tidak dirawat, dengan tanaman pengganggu dan belukar tidak dipo- tong
1. Banyak tanaman pengganggu seting- gi air
2. Dasar bersih, belukar di tebing 3. Idem, setinggi muka air tertinggi 4. Banyak belukar setinggi air banjir
0,022 0,023 0,025 0,030 0,028 0,025 0,030 0,025 0,035 0,025 0,035 0,050 0,040 0,045 0,080 0,027 0,025 0,030 0,035 0,030 0,035 0,040 0,028 0,050 0,035 0,040 0,080 0,050 0,070 0,100 0,033 0,030 0,033 0,040 0,035 0,040 0,050 0,033 0,060 0,040 0,050 0,120 0,080 0,110 0,140 Chow, 1997
Menurut Chow (1997), faktor faktor yang mempengaruhi koefisien manning yaitu :
1. Bahan Penyusun Permukaan
mengakibatkan nilai N yang relatif rendah dan butiran kasar memiliki nilai N yang tinggi.
Pada sungai alluvial dimana butir butir bahannya halus, seperti pasir, lempung, lanau, efek hambatan jauh lebih kecil daripada bila bahannya kasar seperti kerikil dan kerakal. Bila bahannya halus, nilai N rendah dan relatif tidak terpengaruh oleh perubahan taraf/debit aliran. Bila bahan terdiri dari kerikil dan kerakal, nilai N biasanya tinggi terutama pada taraf air tinggi atau rendah. Berikut Tabel 2 Nilai Kekasaran dari saluran berdasarkan Bahan Pembentuk
Tabel 2. Nilai Koefisien Kekasaran Berdasarkan Bahan Pembentuk
Bahan Pembentuk Nilai N (Kekasaran)
Tanah 0,020
Batu Pecah 0,025
Kerikil Halus 0,024
Kerikil Kasar 0,028
Chow, 1997
2. Sifat Fisik Tanah
Sifat Fisik tanah terdiri dari : a). Tekstur Tanah
mempunyai kapasitas besar untuk menyimpan air yang tersedia untuk pertumbuhan tanaman. Pada tanah yang bertekstur lebih halus, kadar air pada tegangan air yang sama lebih tinggi dibandingkan tanah bertekstur kasar. Dengan demikian tanah bertekstur halus lebih kuat menahan air dibanding tanah yang bertekstur kasar (Foth, 1994).
daya hantar air cepat, tetapi kemampuan menyimpan air dan zat hara rendah. Tanah dengan kadar liat yang besar memiliki porositas yang besar juga dan daya ikat yang kuat antarpartikel, sehingga kemungkinan untuk terjadi penggerusan di dalam saluran irigasi kecil. Tanah dengan kondisi seperti ini memiliki kekasaran yang kecil di dalam saluran irigasi (Harry dan Nyle, 1982).
b). Bahan Organik Tanah
Bahan organik adalah kumpulan beragam senyawa senyawa organik kompleks yang sedang atau telah mengalami proses dekomposisi, baik berupa humus hasil humifikasi maupun senyawa-senyawa anorganik hasil mineralisasi dan termasuk juga mikrobia heterotrofik dan ototrofik yang terlibat dan berada didalamnya. Bahan organik tanah dapat berupa : (a) daun, (b) ranting dan cabang, (c) batang, (d) buah, dan (e) akar. Sumber sekunder, yaitu : jaringan mikro fauna dan kotorannya, Sumber dari luar : pemberian pupuk organik berupa: (a) pupuk kandang, (b) pupuk hijau, (c) pupuk bokasi (kompos), dan (d) pupuk hayati. Proses dekomposisi bahan
organik melalui 3 reaksi, yaitu:
belerang (S). (3) pembentukan senyawa-senyawa baru atau turunan yang sangat resisten berupa humus tanah. Berdasarkan kategori produk akhir yang dihasilkan, maka proses dekomposisi bahan organik digolongkan menjadi 2, yaitu: (1) proses mineralisasi terjadi terutama terhadap bahan organik dari senyawa-senyawa yang tidak resisten, seperti: selulosa, gula, dan protein. Proses akhir mineralisasi dihasilkan ion atau hara yang tersedia bagi tanaman. (2) proses humifikasi terjadi terhadap bahan organik dari senyawa-senyawa yang resisten, seperti: lignin, resin, minyak dan lemak. Proses akhir humifikasi dihasilkan humus yang lebih resisten terhadap proses dekomposisi. Tanah dengan kadar bahan organik yang tinggi memiliki porositas yang besar pula sehingga ikatan antarpartikel tanah kuat yang mana akan sulit digerus air, sehingga apabila tanah dengan kondisi seperti ini memiliki nilai tahanan untuk mengurangi laju air kecil (Foth, 1994).
c). Kerapatan Massa Tanah (Bulk Density)
Bulk Density merupakan berat suatu massa tanah persatuan volume tertentu, dimana volume kerapatan tanah termasuk didalamnya adalah ruang pori, yang satuannya adalah gr/cm3. Secara
Matematis dapat dituliskan sebagai :
Bulk density (BD) =
…………..
(3)berarti makin sulit pula meneruskan air atau makin sulit ditembus oleh akar tanaman, dan apabila tanah yang memiliki Bulk Density yang tinggi, berada di dalam saluran irigasi maka akan sulit digerus oleh air. Sehingga, tanah dengan kondisi seperti ini memiliki nilai kekasaran rendah. (Hardjowigeno, 1992).
d). Kerapatan Partikel Tanah (Partikel Density)
Partikel density (PD) adalah berat tanah kering persatuan volume partikel-partikel tanah (tidak termasuk volume pori-pori tanah). Secara matematis dapat dirumuskan sebagai :
PD(gr/cc) =
−
……
...
….
(4)Faktor- faktor yang mempengaruhi Partikel density adalah BD (Bulk Density) dan bahan organik, semakin tinggi BD (Bulk Density) tanah dan bahan organik tanah maka partikel density dalam tanah tersebut akan semakin rendah. Begitu pula sebaliknya (Hardjowigeno, 1992). Pada umumnya kisaran partikel density tanah – tanah mineral kecil adalah 2,6-2,93 gr/cm3. Hal ini disebabkan mineral
kwarsa, feldspart dan silikat koloida yang merupakan komponen tanah sekitar angka tersebut. Jika dalam tanah terdapat mineral – mineral berat sepereti magnetik, garmet, sirkom, tourmaline dan hornblende, partikel density dapat melebihi 2,75 gr/cm3. besar
dengan lapisan bawahnya.karena banyak mengandung bahan organik ( Hakim, 1986).
Faktor-faktor yang mempengaruhi particle density yaitu kadar air, tekstur tanah, struktur tanah, bahan organik, dan topografi. Kadar air mempengaruhi volume kepadatan tanah, dimana untuk mengetahui volume kepadatan tanah dipengaruhi oleh tekstur dan struktur tanah, sebab tanpa adanya pengaruh kadar air maka proses
particle density tidak berlangsung, karena air sangat mempengaruhi volume kepadatan tanah. Selanjutnya volume padatan tanah tersusun oleh fraksi pasir, liar, dan debu sehingga untuk mengetahui volume padatan tanah tertentu dipengaruhi oleh tekstur dan struktur tanah. Kandungan bahan organik di dalam tanah sangat mempengaruhi kerapatan butir tanah. Semakin banyak kandungan bahan organik yang terkandung dalam tanah, maka makin kecil nilai
particle densitynya. Selain itu, dalam volume yang sama, bahan organik memiliki berat yang lebih kecil daripada benda padat tanah mineral yang lain. Sehingga jumlah bahan organik dalam tanah mempengaruhi kerapatan butir. Akibatnya tanah permukaan kerapatan butirnya lebih kecil daripada sub soil. Top soil banyak mengandung bahan organik dan kerapatan butirnya sampai 2,4 gr/cm3 atau bahkan lebih rendah dari nilai itu. Dengan adanya bahan
e). Porositas Tanah (Total Ruang Pori Tanah)
Pori tanah adalah ruang-ruang yang terletak antara padatan bahan tanah. Total ruang pori tanah diartikan sebagai persentase perbandingan antara volume total ruang pori tanah dengan volume tanah (volume padatan tanah), secara matematis dapat dituliskan sebagai :
channel dan chamber, plane yang terdiri dari joint, craze dan skew. Ukuran porositas suatu tanah juga mempengaruhi kekasaran saluran suatu irigasi, dimana tanah dengan porositas besar memiliki ikatan yang kuat antarpartikel, sehingga sulit untuk digerus oleh air, atau dalam arti kuat untuk mempertahankan kondisi yang sebenarnya (tidak berubah). Sehingga bentuk dasar saluran tidak berubah dan tidak meningkatkan kekasaran saluran (Poerwowidodo, 1990).
3. Ketidakteraturan Saluran
Ketidakteraturan saluran mencakup ketidakteraturan keliling basah dan variasi penampang, ukuran dan bentuk di sepanjang saluran. Pada saluran alam, ketidakteraturan seperti ini biasanya diperlihatkan dengan adanya alur alur pasir, gelombang pasir, cekungan dan gundukan, lubang lubang dan tonjolan di dasar saluran. Secara umum, perubahan lambat laun dan teratur dari penampang aliran basah saluran baik dari bentuk dan ukurannya tidak terlalu mempengaruhi nilai N, tetapi perubahan tiba tiba atau peralihan dari penampang kecil ke besar akibat dari banjir ataupun pekerjaan manusia akan mengakibatkan meningkatnya nilai N. Berikut Tabel 3 Nilai Kekasaran dari saluran berdasarkan Derajat Ketidakteraturan Tabel 3. Tabel Nilai Kekasaran dari saluran berdasarkan Derajat
Ketidakteraturan
Derajat Ketidakteraturan Nilai N (Kekasaran Permukaan)
Sangat Kecil 0,000
Sedikit 0,005
Sedang 0,010
Besar 0,020
Chow, 1997
Trase saluran menunjukkan belok belokan pada saluran. Kelengkungan yang landai dengan garis tengah yang besar akan mengakibatkan nilai N yang relatif rendah, sedangkan kelengkungan yang tajam dengan belok belokan yang patah akan memperbesar nilai N. Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan oleh Scobey (1978), dengan memakai talang sebagi saluran, bahwa nilai N akan naik sebesar 0,001 untuk setiap kelengkungan 200 dalam saluran sepanjang 100 kaki. Kelengkungan
dapat mengakibatkan bertumpuknya endapan sehingga secara tidak langsung akan memperbesar nilai N.
5. Vegetasi
Vegetasi dapat digolongkan dalam jenis kekasaran permukaan, tetapi hal ini juga memperkecil kapasitas saluran dan menghambat aliran. Suatu aliran dengan kedalaman secukupnya cenderung melenturkan dan menenggelamkan tetumbuhan dan mengakibatkan nilai N lebih kecil. Kemiringan yang besar menimbulkan kecepatan yang besar sehingga lebih mampu untuk melunturkan tumbuhan di sekitar saluran dan mengakibatkan nilai N yang kecil. Berikut Tabel 4 Nilai Kekasaran dari saluran berdasarkan Vegetasi
Tabel 4. Tabel Nilai Kekasaran dari saluran berdasarkan Vegetasi
Tetumbuhan Nilai N (Kekasaran Permukaan)
Rendah 0,005 - 0,010
Sedang 0,010 - 0,025
Tinggi 0,025 - 0,050
Sangat Tinggi 0,050 - 0,100
Chow, 1997
Secara umum pengendapan dapat mengubah saluran yang sangat tidak beraturan menjadi cukup beraturan dan memperkecil nilai N, sedangkan penggerusan dapat berakibat sebaliknya dan memperbesar nilai N. Namun efek utama dari pengendapan akan bergantung pada sifat alamiah bahan yang diendapkan. Endapan yang tidak teratur seperti gelombang pasir dan alur alur pasir menjadikan saluran tidak beraturan dan kekasaran meningkat. Sebab itu, dasar yang berpasir atau kerikil akan tererosi secara lebih seragam dibandingkan dasar yang berlempung. Pengendapan hasil erosi di hulu akan cenderung memperbaiki ketidakteraturan saluran dibandingkan dengan tanah liat. Energi yang dipakai untuk menggerus dan mengangkut bahan dalam suspensi atau menggulingkannya sepanjang dasar saluran juga akan memperbesar nilai N. Kecepatan aliran kritis adalah kecepatan aliran yang tidak menimbulkan pengendapan atau penggerusan di saluran. Kennedy (1990), menggeluarkan persamaan kecepatan aliran sebagai berikut:
V0= 0,546 x D0,64………..(6)
Dimana D adalah kedalaman air di saluran, dalam satuan meter dan V0
adalah kecepatan aliran Kritis (m/s). Rasio kecepatan aliran kritis adalah perbandingan antara kecepatan rata-rata aliran terhadap kecepatan kritis.
Rkk = V
V
atau m = V
V ………...……….(7)
Jika m = 1, tidak terjadi pengendapan atau penggrusan m > 1, terjadi penggerusan
Rumus Chezy
Pada awal tahun 1769 seorang insinyur Perancis, Antoine Chezy membuat rumus yang mungkin merupakan pertama kali untuk aliran seragam, yaitu rumus Chezy2 yang terkenal, yang biasanya dinyatakan sebagai berikut :
V = C x √RS……….(8)
Sehingga, C = V
√ ……….………(9)
Dengan V kecepatan rata – rata (m/s), R jari jari Hidrolik (m), S kemiringan (%) (Chow, 1997).
Rancangan Saluran Irigasi
1). Debit Air
Debit air adalah suatu koefisien yang menyatakan banyaknya air yang mengalir dari suatu sumber persatuan waktu, biasanya diukur dalam satuan liter per detik. Pengukuran debit dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain:
1. Pengukuran debit dengan bendung
2. Pengukuran debit berdasarkan kerapatan larutan obat
3. Pengukuran kecepatan aliran dan luas penampang melintang, dalam hal ini untuk mengukur kecepatan arus digunakan pelampung atau pengukur arus dengan kincir
Menurut Kartasapoetra dan Sutedjo (1992) pengukuran debit air dapat dilakukan secara langsung maupun tidak langsung, dapat dilakukan dengan beberapa metode dan alat-alat pengukur, sehingga dalam pelaksanaanya tidak mengalami kesulitan. Dalam pengukuran tidak langsung yang sangat diperhatikan yaitu tentang kecepatan aliran (v) dan luas penampang aliran (A), sehingga terdapat rumus pengukuran debit air sebagai berikut:
Q = V x A ...(10)
Sehingga, V = ……….………....(11)
dimana:
Q = debit air (m3/detik)
V = kecepatan aliran (m/detik) A = luas penampang aliran (m2).
Debit air juga dapat diukur secara langsung dengan menggunakan sekat ukur tipe Thomson (Segitiga 90o). Persamaannya adalah:
Q = 0.0138H5/2...(12)
Di mana Q dalam liter per detik dan H dalam sentimeter. Sekat ukur segitiga 90o (tipe Thomson) baik digunakan untuk pengukuran aliran yang tidak
lebih dari 112 l/det atau aliran dengan debit relatif kecil, selain itu sekat ukur segitiga 90o (tipe Thomson) juga sangat mudah konstruksi dan
Gambar 1. Sekat ukur tipe Thompson (Lenka, 1991).
Pada alat pengukur Thomson, harus dipasang tegak lurus pada sumbu saluran pengukur. Pemasangan alat pengukur ini harus betul-betul mendatar, dengan sudut siku-siku di sebelah bawah. Penentuan nilai H dari persamaan 3 diukur dari permukaan air yang meluap setelah disekat sampai ke sudut 900 dari sekat yang telah dimodifikasi sebagai tempat pengeluaran
air (Soekarto dan Hartoyo, 1981).
2). Kecepatan Aliran Rata Rata
Kecepatan aliran diukur melalui aliran permukaan yang dikenal sebagai kecepatan aliran permukaan. Kecepatan aliran tidak sama pada setiap kedalaman saluran atau sungai. Oleh sebab itu untuk menghitung kecepatan rata-rata digunakan kedalaman 0.6D, dimana D adalah kedalaman air di saluran atau sungai. Kecepatan aliran rata-rata dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Chezy (Persamaan 1) atau Manning (Persamaan 8).
3). Kemiringan Saluran
H
[image:31.596.223.455.88.239.2]Kemiringan memanjang saluran ditentukan berdasarkan kemiringan taraf muka air yang diperlukan. Ketinggian taraf muka air ini direncanakan berdasarkan tinggi air di sawah yang diperlukan yang selanjutnya dihitung berdasarkan kehilangan tinggi tekan di setiap bangunan dan di sepanjang saluran. Kemiringan talud saluran bergantung kepada jenis tanah, kedalam saluran dan terjadinya rembesan aliran. Kemiringan minimum talud saluran pembawa untuk jenis tanah lempung berpasir, tanah berpasir kohesif yaitu 1,5 % - 2,5 %. Untuk jenis tanah pasir lanauan 2 % - 3% dan untuk jenis batu < 0,25 % (Mawardi, 2007).
Persoalan kedudukan saluran dalam berbagai segi serupa dengan persoalan letak jalan raya, tetapi pemecahannya dapat lebih sulit karena kemiringan dasar saluran haruslah selalu mengarah ke bawah dan perubahan kemiringan yang berkali-kali (dan demikian juga perubahan penampangnya) haruslah dihindari. Dalam batasan topografi, jalur saluran yang pasti ditentukan oleh kemiringan yang dapat diterima. Kemiringan yang berlebihan dapat mengakibatkan kecepatan yang cukup untuk menggerus dasar dari sisi saluran. Kecepatan yang mengakibatkan mulainya penggerusan tergantung pada jenis bahan dasar dan bentuk penampang saluran. Tanah berbutir halus biasanya tergerus oleh kecepatan yang lebih rendah daripada untuk tanah berbutir kasar, tetapi tidak selalu demikian, karena adanya bahan-bahan perekat pada tanah yang bersangkutan dapat sangat meningkatkan daya tahannya terhadap penggerusan (Linsley and
Pengukuran Kemiringan saluran dapat dilakukan dilakukan dengan 3 cara yaitu Profile Levelling, Differential Levelling dan Breaking Taping. Profile Levelling merupakan salah satu metode mengukur beda ketinggian pada dua titik yang mempunyai kemiringan yang relatif kecil, dan alat utama yang digunakan yaitu abney level. Differential Levelling merupakan salah satu metode mengukur beda ketinggian pada dua titik yang mempunyai kemiringan relatif besar, dan alat utama yang digunakan adalah abney level. Breaking Taping merupakan salah satu metode pengukuran yang menggunakan pembagian pengukuran tinggi menjadi beberapa tahap. Pada pekerjaan breaking taping dilakukan pengukuran jarak vertikal antara garis bidik (stasiun) dengan permukaan titik bidik selanjutnya, alat yang digunakan adalah waterpass, tape (pita ukur) dan jalon. Data yang didapat di lapangan dengan menggunakan salah satu metode tersebut dapat dimasukkan ke dalam rumus :
Kemiringan = E
J H z x 100 %...……….(13)
dimana Beda Elevasi = Elevasi Akhir – Elevasi Awal (m) (Sumono dan Susanto, 2006).
Bahan tanah, kedalaman saluran dan terjadinya rembesan akan menentukankemiringan maksimum untuk dinding saluran yang stabil. Kemiringan talud untuk berbagai jenis bahan disajikan pada Tabel 5 dan kemiringan dinding minimum untuk saluran yang dipadatkan diberikan pada Tabel 5.
Tabel 5. Kemiringan minimum talut untuk berbagai bahan tanah
1. Batu
2. Tanah gambut, rawa 3. Tanah berlapis beton 4. Tanah berlapis batu 5. Lempung kaku 6. Tanah berlapis lepas
7. Lempung berpasir
Hampir tegak lurus ¼ : 1
½ : 1 sampai 1 : 1 1 : 1
1 ½ : 1 2 : 1 3 : 1
Triatmodjo, 1993
Tabel 6. Kemiringan talud minimum untuk saluran tanah dipadatkan No Tinggi Jagaan (m) Kemiringan minimum 1. ≤ 1.0 1 : 1
2. 1.0 – 2.0 1 : 1.5 3. ≥ 2.0 1 : 2 Direktorat Jenderal SDA, 2010
Tinggi jagaan suatu saluran adalah jarak dari puncak saluran ke permukaan air pada kondisi rencana. Jarak ini harus cukup untuk mencegah kenaikan muka air ke tepi saluran. Tinggi jagaan minimum pada saluran primer dan sekunder dikaitkan dengan debit rencana saluran diperlihatkan pada Tabel 7 berikut :
Tabel 7. Tinggi jagaan minimum untuk saluran tanah No. Debit aliran ( m3/ detik ) Tinggi jagaan (m) 1. < 0.5 0,40
2. 0.5 – 1.5 0,50 3. 1.5 – 5 0,60 4. 5.0 – 10.0 0,75 5. 10.0 – 15.0 0,85 6. > 15.0 1,00 Setiawan dan Jahiel, 2004
4). Kedalaman Hidrolik
Kedalaman hidrolik adalah perbandingan antara penampang aliran dengan perimeter basah saluran. Persamaan kedalaman hidrolik adalah sebagai berikut:
[image:34.596.157.516.84.187.2] [image:34.596.155.515.462.566.2]dimana:
A = Penampang melintang saluran (m2)
Pw = Perimeter basah (m) (Bazak,1999).
Penampang melintang saluran dan parimeter basah tergantung pada bentuk saluran.
- Saluran berbentuk persegi panjang :
A = b x y ………...…(15)
Pw = b + 2y ………...(16)
dimana b = lebar saluran (m) y = kedalaman aliran (m)
untuk lebih jelasnya dapat diperlihatkan pada gambar 3.
Gambar 2. Penampang melintang saluran berbentuk persegi panjang
(Chow, 1997). y
[image:35.596.202.415.426.589.2]METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilaksanakan pada bulan November 2013 di desa Sei Beras Sekata daerah irigasi Sei Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang.
Alat dan Bahan Penelitan
Alat Penelitian
Stopwatch digunakan untuk menghitung waktu yang diperlukan, tape
digunakan untuk mengukur panjang saluran, waterpass digunakan untuk mengukur kemiringan saluran, sekat ukur Segitiga 90o (tipe Thomson) digunakan untuk
mengukur debit saluran, ring sample untuk mengambil tanah yang akan dianalisis, dan kalkulator untuk perhitungan dan alat tulis.
Bahan Penelitian
1. Peta jaringan irigasi diperoleh dari dinas pekerjaan umum 2. Petak tersier jaringan irigasi
3. Tanah di saluran
Metode Penelitian
daripada koefisien Kekasaran Manning dan Faktor Penghambat/Konstanta Chezy saluran tersier Daerah Irigasi Sei Krio.
Pelaksanaan Penelitian
1. Menetapkan lokasi pengukuran saluran irigasi. 2. Ditentukan sifat fisik tanah di saluran :
- Ditentukan Tekstur Tanah di saluran.
- Ditentukan Kadar Bahan Organik Tanah di saluran. - Ditentukan Kerapatan Massa Tanah di saluran. - Ditentukan Kerapatan Partikel Tanah di saluran. - Ditentukan Porositas Tanah di saluran.
3. Dicatat ada tidaknya Vegetasi yang terdapat di saluran. 4. Diukur lebar dan dalam saluran yang ada.
5. Dihitung luas penampang basah saluran.
6. Diukur debit saluran tersier dengan menggunakan sekat ukur tipe
Thompson.
7. Dihitung kecepatan aliran rata-rata.
8. Diukur kemiringan saluran dengan menggunakan waterpass. 9. Diukur kedalaman rata-rata hidrolik.
Parameter
1. Sifat Fisik Tanah :
- Tekstur dan Kadar Bahan Organik
Ditentukan melalui analisis di Laboratorium. - Struktur tanah
Ditentukan melalui analisis di Laboratorium. - Kerapatan Massa Tanah
Dihitung dengan menggunakan persamaan (3). - Kerapatan Partikel Tanah
Dihitung dengan menggunakan persamaan (4). - Porositas Tanah
Dihitung dengan menggunakan persamaan (5). 2. Debit
Debit Air diukur dengan menggunakan menggunakan persamaan (15). 3. Kecepatan Aliran Rata-rata
Kecepatan aliran rata-rata dihitung dengan menggunakan persamaan (13). 4. Kemiringan
Kemiringan saluran dihitung dengan menggunakan persamaan (16). 5. Kedalaman rata-rata Hidrolik
Dihitung dengan menggunakan persamaan (17). 6. Koefisien Kekasaran Manning (N)
Dihitung dengan menggunakan persamaan (2). 7. Faktor Penghambat/Konstanta Chezy (C)
HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Profil Lokasi Saluran
Desa Sei Beras Sekata merupakan salah satu desa yang terdapat di Kecamatan Sunggal, Kabupaten Deli Serdang, Provinsi Sumatera Utara. Berdasarkan data WKPP Desa Sei Beras Sekata memiliki topografi datar yaitu kurang dari 5%, berada pada ketinggian 20 mdpl dan jenis tanahnya adalah alluvial. Berdasarkan data Stasiun Sampali Kabupaten Deli Serdang memiliki suhu udara rata-rata bulanan 26,9oC dan besar persentase lama penyinaran matahari bulanan
3,8 %. Batas wilayah Desa Sei Beras Sekata Kecamatan Sunggal, Kabupaten Deli Serdang adalah sebagai berikut:
Utara : Desa Sunggal Kanan Kecamatan Sunggal Selatan : Desa Sukamaju Kecamatan Sunggal Barat : Desa Sukamaju Kecamatan Sunggal
Timur : Desa Tanjung Selamat Kecamatan Sunggal.
Sumber air yang digunakan untuk memenuhi kebutuhan air pada jaringan irigasi ini berasal dari sungai Tanjung Selamat. Jaringan Irigasi ini mengairi lahan pertanian di 12 desa dan salah satunya adalah Desa Sei Beras Sekata. Desa Sei Beras Sekata memiliki luas lahan sawah 412 ha, lahan kering 138 ha, tegal kebun 31 ha dan 137 ha pemukiman (PPL Sei Beras Sekata, 2013).
B. Faktor Faktor yang mempengaruhi Kekasaran Saluran
1. Bahan Penyusun Permukaan Basah Saluran
Tabel 8. Bahan Penyusun Permukaan Basah Saluran Tersier
Lokasi Bahan Penyusun Permukaan
Saluran Tersier 1 Tanah, Kerikil Kasar
Saluran Tersier 2 Tanah, Batu Pecah, Kerikil Halus
Saluran Tersier 3 Tanah, Kerikil Halus
Dari Tabel 8, dapat ditunjukkan bahwa, selain tanah terdapat material seperti kerikil maupun Batu Pecah di dalam saluran. Secara teori bahwa, dengan adanya material seperti kerikil maupun Batu Pecah maka akan menimbulkan efek hambatan. Apabila material ini dibersihkan dari ketiga saluran yang diteliti maka akan mengurangi nilai hambatan/kekasaran saluran. Menurut Chow (1997), seperti yang diperlihatkan pada Tabel 2 mengenai nilai kekasaran saluran, berdasarkan Bahan Pembentuk, apabila saluran dibersihkan dari kerikil halus, maka akan mengurangi kekasaran sebesar 0,004, dikarenakan nilai kekasaran untuk bahan pembentuk tanah yaitu 0,020 dan untuk kerikil halus 0,024, sehingga selisih dari kedua nilai hambatan itu merupakan efek dari hambatan kerikil halus itu. Begitu juga dengan material batu pecah maupun kerikil kasar, apabila dibersihkan dari saluran maka akan mengurangi efek hambatan sebesar 0,005 dan 0,008.
2. Sifat Fisik Tanah Saluran Tersier
Tektur Tanah
[image:40.596.132.514.100.156.2]Tabel 9. Hasil Analisis Tektsur Tanah
Fraksi
Tekstur Tanah
No Lokasi Pasir Debu Liat
(%) (%) (%)
1 Dalam Saluran 1 54,56 27,28 10,16 Lempung berpasir Tepi Saluran 1 46,56 39,28 14,16 Lempung 2 Dalam Saluran 2 52,56 29,28 18,16 Lempung berpasir 3
Tepi Saluran 2 Dalam Saluran 3 Tepi Saluran 3
46,56 48,56 44,56 33,28 37,28 41,28 20,16 14,16 14,16 Lempung Lempung Lempung Dari Tabel 9 dapat dilihat bahwa tanah pada bagian dalam saluran 1 bertekstur lempung berpasir, bagian tepi saluran 1 bertekstur lempung, bagian dalam saluran 2 bertekstur lempung berpasir, bagian tepi saluran 2 bertekstur lempung dan bagian dalam dan tepi saluran 3 bertekstur lempung. Tekstur tanah ditentukan dengan menggunakan segitiga USDA. Perbedaan tekstur di masing-masing lokasi disebabkan oleh kandungan fraksi yang berbeda di setiap lokasinya. Secara umum tekstur tanah pada bagian dalam saluran dengan bagian tepi saluran berbeda, hal ini disebabkan oleh faktor kecepatan aliran di dalam saluran yang menyebabkan pengendapan ataupun penggerusan yang memberi efek bertambah ataupun berkurangnya salah satu fraksi tanah di dalam saluran yang mengalami pengendapan ataupun penggerusan. Menurut Bazak (1999) Kecepatan aliran kritis adalah kecepatan aliran yang tidak menimbulkan pengendapan maupun penggerusan di saluran, secara matematis dirumuskan dalam Persamaan 6. Terjadinya penggerusan didalam saluran karena energi aliran air menggerus tanah melebihi kemampuan tanah dalam menahan terjdinya penggerusan itu.
kecenderungan untuk saling melekat atau menempel pada partikel lain dan menurut Harry dan Nyle (1982) bahwa, tanah dengan kadar liat yang besar memiliki daya ikat yang kuat antarpartikel. Di dalam saluran, air mengalir terus menerus yang dapat mengakibatkan penggerusan tanah di dalam saluran. Fraksi tanah yang paling mudah untuk tergerus adalah fraksi debu. Namun bagi tanah liat apabila mengalami penggerusan akibat aliran yang terus menerus merupakan fraksi yang paling ringan terbawa air. Dari Tabel 9 dapat dilihat bahwa di dalam saluran terjadi penggerusan, dimana baik fraksi liat maupun debunya tergerus air yang dikarenakan energi aliran air yang lebih kuat daripada kemampuan tanah untuk menahan penggerusan itu. Berbeda dengan fraksi pasir yang memiliki massa butiran yang lebih berat daripada debu dan liat sehingga mampu untuk menahan terjadinya penggerusan itu.
Bahan Organik
Hasil analisis bahan organik tanah pada 3 saluran tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Sei Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat dilihat pada Tabel 10.
Tabel 10. Hasil Analisa Bahan Organik
No Lokasi % C-Organik
(%)
Bahan Organik (%)
1 Dalam Saluran 1 1,27 2,19
Tepi Saluran 1 1,35 2,33
2 Dalam Saluran 2 0,38 0,66
3
Tepi Saluran 2 Dalam Saluran 3 Tepi Saluran 3
2,03 1,43 12,41
3,50 2,47 21,40
[image:42.596.145.517.587.698.2]disebabkan oleh faktor vegetasi yang tumbuh di dalam maupun di tepi saluran. Pada saluran 1 dan 2 pada bagian dalam saluran tidak ditumbuhi vegetasi/tanaman liar, berbeda dengan bagian tepinya yang ditumbuhi tanaman liar seperti rumput dan juga tanaman kacang panjang milik petani. Untuk saluran 3 pada bagian dalam dan tepi ditumbuhi vegetasi, pada bagian dalam saluran 3 ditumbuhi oleh vegetasi air yaitu rumput dan lumut. Pada bagian tepi saluran 3 ditumbuhi vegetasi rumput. Namun karena faktor adanya air yang mengalir yang memiliki energi untuk menggeruskan bahan organik pada bagian dalam saluran 3, menyebabkan kandungan bahan organiknya lebih kecil dibandingkan bagian dalam saluran. Menurut Foth (1994), adanya tanaman akan meningkatkan akumulasi bahan organik pada tanah karena sisa-sisa tanaman akan diurai oleh jasad renik menjadi bahan organik.
Kerapatan Massa (Bulk Density)
Pengukuran kerapatan massa tanah pada 3 saluran tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Sei Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat dilihat pada Tabel 11.
Tabel 11. Hasil Analisa Kerapatan Massa (Bulk Density)
No Lokasi Kerapatan Massa (g/cm3)
1 Dalam Saluran 1 1,24
Tepi Saluran 1 1,21
2 Dalam Saluran 2 1,29
3
Tepi Saluran 2 Dalam Saluran 3 Tepi Saluran 3
1,13 1,27 1,16
[image:43.596.143.518.574.679.2]kerapatan massa tanah di dalam ketiga saluran lebih besar dibandingkan di tepi ketiga saluran. Air yang mengalir di dalam saluran dapat mengakibatkan pengendapan sehingga terjadi pemadatan tanah karena pori-pori tanah tertutupi oleh butiran-butiran tanah. Kandungan bahan organik juga mempengaruhi besar kerapatan massa. Dari Tabel 10 dapat dilihat bahwa kandungan bahan organik di tepi saluran1, 2 dan saluran 3 lebih besar dibandingkan pada bagian dalam kedua saluran. Adanya bahan organik akan menyebabkan tanah menjadi gembur sehingga menurunkan kepadatan tanah. Kerapatan massa merupakan petunjuk kepadatan tanah dimana semakin padat suatu tanah maka akan semakin tinggi kerapatan massanya, artinya semakin sulit meneruskan air atau ditembus oleh akar. (Hardjowigeno, 2007).
Kerapatan Partikel (Particle Density)
Pengukuran kerapatan partikel tanah pada 3 saluran tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Sei Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat dilihat pada Tabel 12.
Tabel 12. Hasil Analisa Kerapatan Partikel (Particle Density)
No Lokasi Kerapatan Partikel (g/cm3)
1 Dalam Saluran 1 2,48
Tepi Saluran 1 2,53
2 Dalam Saluran 2 2,47
3
Tepi Saluran 2 Dalam Saluran 3 Tepi Saluran 3
2,51 2,44 2,46
[image:44.596.145.516.535.636.2]bahan organik untuk bagian tepi saluran lebih besar daripada bagian dalamnya, bahan organik dapat meningkatkan porositas tanah yang dapat mengakibatkan menurunnya nilai kerapatan partikel tanah.
Porositas Tanah
Nilai porositas tanah pada 3 saluran tersier di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Sei Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat dilihat pada Tabel 13.
Tabel 13. Hasil Analisa Porositas Tanah
No Lokasi Porositas (%)
1 Dalam Saluran 1 50
Tepi Saluran 1 52,36
2 Dalam Saluran 2 47,13
3
Tepi Saluran 2 Dalam Saluran 3 Tepi Saluran 3
54,98 47,95 52,84
Dari Tabel 13 diperoleh bahwa porositas tanah di dalam saluran lebih kecil daripada di tepi saluran. Nilai kerapatan massa dan kerapatan partikel mempengaruhi besar porositas tanah. Porositas berbanding terbalik dengan Kerapatan massa tanah dan berbanding lurus dengan kerapatan partikelnya jika salah satu nya bernilai tetap. Pada Tabel 12 ditunjukkan bahwa nilai kerapatan partikel di dalam dan di tepi saluran perbedaannya relatif kecil, bila dibandingkan dengan perbedaan kerapatan massa di dalam dan di tepi saluran (Tabel 11). Berdasarkan hal tersebut maka perbedaan nilai porositas tanah di dalam dan di tepi saluran disebabkan oleh nilai kerapatan massa yang lebih kecil pada tepi saluran, sehingga nilai porositas tanah di tepi saluran yang lebih besar dari pada di dalam saluran.
[image:45.596.145.516.308.409.2]Dari Pengamatan yang telah dilakukan bahwa, ketiga saluran tersier di saluran memiliki penampang yang tidak teratur. Dimana keliling basah, ukuran dan bentuk di sepanjang saluran menunjukkan ketidakteraturan. Hal ini ditandai dengan Luas penampang di hulu dan di hilir saluran berbeda. Pada dasarnya saluran tersier tanah yang dibuat para Petani penampangnya umumnya berbentuk persegi maupun persegi panjang dan bentukknya teratur sesuai dengan yang diinginkan, namun dikarenakan faktor penggerusan dan pengendapan yang terjadi di dalam saluran itu, menyebabkan beberapa bagian saluran tergerus maupun terkumpul sedimen dan menjadi tidak teratur. Menurut Chow (1997), pada saluran alam, ketidakteraturan seperti ini biasanya diperlihatkan dengan adanya alur alur pasir, gelombang pasir, cekungan dan gundukan, lubang lubang dan tonjolan di dasar saluran. Keadaan seperti yang dipaparkan Chow (1997) tersebut ada pada ketiga saluran yang diteliti. Tabel 14 Berikut menunjukkan ketidakteraturan saluran tersier
Tabel 14. Luas Penampang di hulu dan hilir ketiga saluran
Lokasi Luas Penampang
Hulu (m2) Hilir (m2)
Saluran Tersier 1 0,090 0,052
Saluran Tersier 2 0,101 0,061
Saluran Tersier 3 0,126 0,073
[image:46.596.132.516.486.558.2]konsevasi ataupun metode untuk membuat saluran irigasi tersier tetap rapi, diantaranya dengan proses pemadatan tanah dan merangkai saluran dengan menggunakan semen yang dapat dibentuk sesuai dengan keinginan sehingga hambatan di dalam saluran menjadi lebih kecil.
4. Vegetasi
Selain di tepi saluran, ternyata vegetasi dapat juga tumbuh di dalam saluran Irigasi tersier. Dari hasil pengamatan, vegetasi yang dapat tumbuh di dalam saluran Irigasi Tersier diantaranya yaitu lumut dan juga rumput. Tabel 15 menunjukkan ada tidaknya vegetasi di saluran tersier.
Tabel 15. Jenis vegetasi yang tumbuh di dalam saluran
Lokasi Vegetasi
Saluran Tersier 1 Rumput
Saluran Tersier 2 Tidak ada
Saluran Tersier 3 Lumut dan Rumput
5. Penggerusan dan Pengendapan
Faktor utama yang menyebabkan Penggereusan dan Pengendapan di saluran adalah Kecepatan aliran rata rata dan Kecepatan Aliran Kritis.
[image:47.596.126.517.358.417.2]Besar kecepatan aliran rata-rata untuk ketiga saluran di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Sei Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat dilihat pada Tabel 16.
Tabel 16. Hasil Pengukuran Kecepatan Aliran Rata-Rata
No Lokasi Debit Rata-Rata (l/det)
Kecepatan Rata-Rata (m/det)
1 Saluran 1 11,64 0,262
2 3
Saluran 2 Saluran 3
7,16 9,50
0,244 0,196
Kecepatan aliran rata rata yang diperoleh dari Tabel 16 diatas merupakan nilai kecepatan aliran yang diperoleh sebelum aliran air masuk ke sadapan/menuju petakan sawah. Dari hasil pengamatan mengenai ketidakteraturan saluran, menunjukkan bahwa ketiga saluran tidak teratur (disebabkan pengendapan sedimen dan penggerusan/pengikisan tanah di saluran), terdapat material batu dan juga vegetasi yang tumbuh di dalam saluran. Sehingga kondisi seperti ini mengakibatkan aliran air di dalam saluran tidak teratur (turbulensi), sehingga kecepatan aliran air di setiap titik berbeda beda. Untuk mendapatkan kecepatan aliran air rata rata saluran, pada penelitian ini digunakan metode dengan mengukur debit air di hulu dan debit air di hilir sehingga diperoleh nilai debit rata rata dari setiap saluran yang pada akhirnya dapat ditentukan kecepatan aliran rata rata di setiap saluran.
Besar kecepatan aliran kritis saluran 1, 2 dan saluran 3 di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Sei Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat dilihat pada Tabel 17.
Tabel 17. Hasil Pengukuran Kecepatan Aliran Kritis
No Lokasi Kedalaman Air
(m)
Kecepatan Aliran Kritis (m/det)
1 Saluran 1 0,092 0,119
2 3
Saluran 2 Saluran 3
0,082 0,148
0,110 0,161
Dari Tabel 17 dapat disimpulakan bahwa, Kedalaman air saluran mempengaruhi besarnya kecepatan kritis, semakin tinggi kedalaman air maka akan semakin tinggi nilai kecepatan kritisnya. Kecepatan aliran kritis merupakan kecepatan aliran yang diharapkan pada saluran irigasi karena saat air mengalir dengan kecepatan sebesar kecepatan kritisnya maka tidak akan terjadi pengendapan di dasar saluran maupun penggerusan di tepi saluran sehingga efisiensi penyaluran air tidak berkurang.
Terjadinya penggerusan atau pengendapan di saluran ditentukan melalui hubungan perbandingan kecepatan aliran rata-rata dan kecepatan aliran kritis (m). Menurut Basak (1999) jika m = 1 maka tidak terjadi pengendapan atau penggerusan, jika m > 1 terjadi penggerusan di tepi saluran dan jika m < 1 terjadi pengendapan di dalam saluran. Dari hasil diperoleh nilai m > 1 pada saluran 1,2 dan saluran 3 (Tabel 18). Hal ini menunjukkan bahwa pada saluran 1,2 maupun saluran 3 terjadi penggerusan.
Tabel 18. Nilai m pada saluran 1,2 dan 3 Lokasi
Kecepatan Aliran rata rata
(m/s)
Kecepatan Aliran Kritis
(m/s)
Kedalaman Air
[image:49.596.146.516.187.259.2] [image:49.596.143.519.703.748.2]Saluran 1 Saluran 2 Saluran 3
0,262 0,244 0,196 0,119 0,110 0,161 0,092 0,082 0,148 2,205 2,224 1,217
C. Rancangan Saluran
1). Debit Aliran
Pengukuran debit pada saluran 1, 2 dan saluran 3 dengan menggunakan sekat ukur tipe Thompson di Desa Sei Beras Sekata Daerah Irigasi Sei Krio Kecamatan Sunggal Kabupaten Deli Serdang dapat dilihat pada Tabel 18. Tabel 18. Hasil Pengukuran Debit Saluran
No Lokasi Saluran 1
(liter/detik)
Saluran 2 (liter/detik)
Saluran 3 (liter/detik) 1 2 Hulu Hilir 13,11 10,18 7,77 6,55 9,92 9,08 Efisiensi
(%) 77,64 84,35 91,60
[image:50.596.131.517.307.392.2]padat tanahnya daripada saluran tersier 1. Sedangkan untuk saluran tersier 2 memiliki efisiensi yang lebih besar daripada saluran 1, hal ini dapat dilihat oleh hal kondisi ketiga saluran yaitu dimana tanah pada saluran 2 merupakan tanah yang paling padat (Tabel 11), menurut Hardjowigeno (2007) semakin padat (bulk density) suatu tanah maka semakin sulit tanah meneruskan air, yang artinya adalah memungkinkan untuk sedikitnya terjadi peresapan air ke tanah, yang pada ujungnya efisiensi lebih besar.
2). Kemiringan Saluran
Tabel 19. Hasil Pengukuran Kemiringan tiga Saluran tersier
Lokasi Kemiringan (%)
Saluran 1 0,54
Saluran 2 0,41
Saluran 3 0,38
Dari Tabel 19 diatas dapat dilihat kemiringan saluran yang paling besar terdapat pada saluran tersier 1, dari persamaan manning dan chezy bahwa besarnya kemiringan saluran berbanding lurus dengan kecepatan aliran, yang artinya semakin besar kemiringan suatu saluran maka semakin besar juga kecepatan alirannya, hal ini dapat dibuktikan pada tabel 18 dimana kecepatan aliran air yang tertinggi terdapat pada saluran tersier 1
3). Penampang Melintang Saluran
[image:51.596.128.517.330.389.2]m Penampang melintang saluran 1, 2 dan 3 yang berbentuk persegi panjang dapat dilihat pada Gambar 2
Saluran 1 Saluran 2
0,092 m 0,082 m
0,484 m 0,362 m
Saluran 3
0,148 m
0,328 m
Gambar 2. Penampang Melintang Saluran Tersier
Ukuran saluran merupakan landasan untuk mengetahui luas daripada penampang melintang saluran. Dari persamaan manning dan chezy bahwa, luas penampang melintang saluran berbanding lurus dengan debit maupun kecepatan aliran air, yang artinya semakin besar luas penampang melintang saluran semakin besar juga debit maupun kecepatannya. Berikut Tabel 20 mengenai luas penampang melintang saluran
Tabel 20. Luas Penampang melintang tiga saluran tersier
Lokasi Luas (m2)
Saluran 1 0,046
Saluran 2 0,029
[image:52.596.139.511.143.448.2] [image:52.596.114.518.692.749.2]D. Nilai Kekasaran Manning dan Chezy Pada Ketiga Saluran
Secara umum dari beberapa faktor yang mempengaruhi nilai kekasaran, nilai kekasaran saluran saluran menurut manning dan nilai konstanta chezy dapat dilihat pada Tabel 19.
Tabel 19. Nilai Kekasaran Manning (N) dan Konstanta Chezy (C)
Lokasi N (Kekasaran Manning) C (Konstanta Chezy)
Saluran Tersier 1 0,0462 13,78
Saluran Tersier 2 0,0387 15,98
Saluran Tersier 3 0,0574 11,38
[image:53.596.118.518.242.306.2]KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Berdasarkan analisis tekstur tanah, tanah pada bagian dalam saluran 1 dan saluran 2 bertekstur lempung berpasir dan saluran 3 bagian dalam bertekstur lempung, bagian tepi saluran 1,2 dan 3 bertekstur lempung.
2. Dari hasil analisis di lapangan disimpulkan bahwa pada ketiga saluran terjadi penggerusan yang mengakibatkan saluran tidak teratur.
3. Dari Hasil pengamatan di lapangan, untuk saluran 1 bahan penyusunnya tanah dan kerikil kasar, saluran 2 bahan penyusunnya tanah, batu pecah dan kerikil halus, saluran 3 bahan penyusunnya tanah dan kerikil halus.
4. Berdasarkan Hasil analisis, nilai kekasaran manning untuk saluran 1 sebesar 0,0462 dan nilai kekasaran chezynya 13,78; nilai kekasaran manning saluran 2 sebesar 0,0387 dan nilai kekasaran chezynya 15,98 dan nilai kekasaran manning saluran 3 sebesar 0,0574 dan nilai kekasaran chezynya sebesar 11,38.
Saran
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 1986. Standar Perencanaan Irigasi (Kriteria Perencanaan 05 Bagian petak Tersier). CV Galang Persada, Bandung.
Anonim. 1986. Standar Perencanaan Irigasi (Kriteria Perencanaan 07 Bagian Standar Penggambaran). CV Galang Persada, Bandung.
Bazak, N.N., 1999. Irrigation Engineering. Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, New Delhi.
Chow, V. T., dan E.V.N. Rosalina, 1997. Hidrolika Saluran Terbuka. Penerbit Erlangga, Jakarta.
Direktorat Jenderal SDA, 2010. Standar Perncanaa Irigasi. Departemen Pekerjaan Umum, Republik Indonesia.
Dumairy, 1992. Ekonomika Sumber Daya Air. BPFE, Yogyakarta.
Foth, Henry D. 1994. Dasar-Dasar Ilmu Tanah. PT.Gelora Aksara Pratama, Jakarta.
Hakim N.M, dkk. 1986. Dasar-dasar Ilmu Tanah. Universitas Lampung. Lampung. Hanafiah, A.K., 2005. Dasar – DasarIlmu Tanah. Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Hansen, V. E., O.W. Israelsen, dan Stringham, 1992. Dasar-Dasar Praktek Irigasi. Erlangga, Jakarta.
Hardjowigeno, S. 1992. Ilmu Tanah. Akademika Pressindo. Makassar.
Harry O. B, dan N. C. Brady. 1982. Ilmu tanah. Bhratara Karya Aksara, Jakarta. Kartasapoetra, A.G., dan M. M. Sutedjo, 1994. Teknologi Pengairan dan Pertanian
Irigasi, Bumi Aksara.
Lenka, D., 1991. Irrigation and Drainage. Kalyani Publishers, New Delhi.
Linsley, R. K., and J. B. Franzini, 1991. Teknik Sumber Daya Air. Alih Bahasa : Djoko Sasongko. Erlangga, Jakarta.
Mawardi, E., 2007. Desain Hidrolik Bangunan Irigasi. Alfabeta, Bandung.
Pasandaran, E., 1991. Irigasi di Indonesia, Strategi dan Pengembangan, LP3ES, Jakarta.
Pradana, A. W., 2008. Studi Rehabilitasi Jaringan Sekunder Jatimlerek I Di Daerah Irigasi Jatimlerek Kabupaten Jombang. Universitas Brawijaya, Malang.
Setiawan, B.,dan J.R. Sidabutar, 2004. Tinjauan Hidraulika Tata Saluran Irigasi Tambak Studi Kasus di Kab. Purworejo. Teknik Sipil UGM, Yogyakarta. Soekarto dan I. Hartoyo, 1981. Ilmu Irigasi, Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan, Jakarta.
Suripin, 2004. Sistem Drainase Pekotaan yang Berkelanjutan. Penerbit Andi, Yogyakarta.
Susanto, E. 2006. Teknik Irigasi dan Drainase. USU Press, Medan. Sumono dan E. Susanto,. 2006. Ilmu Ukur Wilayah. USU Press, Medan. Triatmodjo, B., 1993. Hidraulika II. Beta Offset, Yogyakarta.
Utomo. W. H. 1989. Konservasi Tanah di Indonesia. Suatu Rekaman dan Analisa Rajawali Pers, Jakarta.
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Flow Chart Penelitian
Mulai
Ditentukan Sifat Fisik Tanah
Dihitung kecepatan aliran rata-rata (V) Diukur debit air
Dihitung luas penampang saluran
Dihitung kecepatan kritis (V0)
Dihitung Koefisien Kekasaran Manning (N)
Dihitung Faktor Penghambat/Konstanta Chezy (C)
Lampiran 3. Perhitungan Bulk Density, Particle Density dan Porositas.
Saluran BTKO (gr)
Volume Total (cm3)
Volume Partikel (cm3)
Bulk Density
(g/cm3)
Particle Density
(g/cm3)
Porositas (%) Satu
(dalam) 238,49 192,33 96 1,24 2,48 50
Satu (tepi) 232,72 192,33 92 1,21
