1 | P a g e J u r u s a n T a n a h F P U B
PRAKTIKUM
AUDIT SISTEM IRIGASI
(Mei 2016)A. Pengantar
Dengan adanya isu krisis air saat ini, pemberian air irrigasi yang tepat, akurat dan sesuai sasaran kebutuhan tanaman sehingga memberikan efisiensi irrigasi yang tinggi adalah suatu kebutuhan. Irrigasi yang baik adalah aplikasi air irigasi yang efisien dengan jumlah air yang tepat dengan pemberian air pada tanaman pada waktu yang tepat dan di tempat yang tepat (Gambar 1). Untuk itu dalam pemberian air irigasi ke lahan, manajer lahan perlu mempertimbangkan:
Akurasi rancangan lahan irrigasi termasuk sistem irigasinya;
Karakteristik, jumlah, laju aliran dan kualitas pasokan air;
Penilian sistem Pertanian yang diterapkan– Perkiraan kebutuhan air;
Faktor pembatas ketersediaan air – dan implikasinya pada lahan;
Strategi untuk mengatasi kekeringan;
Jenis dan sifat tanah serta kedalaman zona akar;
Jadwal irigasi;
Target kinerja sistem;
Isu kualitas air;
Biaya air;
Dampak terhadap lingkungan sebagai akibat praktek irigasi;
Ketrampilan dan pelatihan staf;
Strategi untuk mengadopsi teknologi baru;
Evaluasi sistem manajemen dan efisiensi irrigasi secara berkala;
Prosedur perawatan;
Dokumentasi perbaikan sistem irigasi.
Efisiensi irigasi harus menjadi prioritas bagi manajer pertanian. Ada beberapa persyaratan utama yang harus berhasil dicapai dalam rangka untuk memastikan irigasi yang efisien.Persyaratan utama efisiensi irigasi adalah:
Rancangan sistem irigasi berkualitas tinggi;
Pemasangan sistem sesuai dengan kualitas rancangan;
Standar tinggi dalam pemeliharaan hardware di sistem / peralatan irigasi;
Presisi manajemen dan kontrol (penjadwalan) dari sistem irigasi.
Di lapangan,sayangnya ada beberapa contoh situasi di mana air yang terbuangmelalui praktek-praktek pengelolaan air dalam sistem irigasi yang buruk. Ini termasuk:
Jumlah air diterapkan melebihi dari kebutuhan tanaman;
Kurang seragamnya aplikasi air;
Tingkat curah hujan lebih tinggi dari tingkat infiltrasi tanah;
2 | P a g e J u r u s a n T a n a h F P U B
Bila menggunakan irrigasi springkler: beroperasi dalam kondisi berangin;
Limpasan permukaan;
Penyemprotan yang berlebihan dari dari alat sprinkler dan karena salah arah penyiramannya.
Untuk itu praktikum ini dirancang agar praktikan dapat melakukan teknik monitoring dan evaluasi untuk memastikan bahwa irigasi di lahan pertanian efisien yaitu melalui pemahaman, pengukuran dan analisis data terkait dengan:
Jumlah air yang diterapkan adalah sesuai kebutuhan tanaman dan kondisi tanah;
Waktu aplikasi air sesuai dengan kebutuhan tanaman dan kondisi cuaca;
Air diterapkan secara seragam dan efektif;
Air diterapkan pada zona akar tanaman tanpa kehilangan akibat limpasan permukaan, drainase dalam, kurang efektifnya cakupan irrigasi dan penyebab lainnya.
Gambar 1. Prinsip praktek irigasi yang baik B. Tujuan
Tujuan kegiatan praktikum adalah agar setelah melakukan kegiatan praktikum: 1. Mahasiswa mampu memahami prinsip kegiatan audit sistem irigasi khususnya
mengenai evaluasi kemerataan sistem irigasi, rata-rata curahan air irigasi dan koefisien keseragaman;
2. Mahasiswa mampu melakukan evaluasi kemerataan metode irigasi sprinkler (curah);
3. Mahasiswa mampu menghitung rata-rata curahan air dalam sistem irigasi sprinkler (curah); dan
4. Mahasiswa mampu menghitung berbagai koefisien keseragaman irigasi sprinkler (curah), antara lain: koefisien keseragaman (curah), antara lain: koefisien distribusi keseragaman (KDS), koefisien keseragaman Cristiansen (KKC), penjadwalan koefisien (SC) dan indeks irigasi (Ii).
3 | P a g e J u r u s a n T a n a h F P U B C. Alat dan Bahan
C.1. Gambaran umum Boom Traveller
BoomTraveller-Micro Model MR 43 yang merupakan sistem irigasi bergerak dengan
menggunakan sprinkler pistol besar atau boom dipasang di roda atau trailer di gunakan dalam praktikum ini (Gambar 2).
Gambar 2. Boom Traveller-Micro Model MR 43
Alat irigasi ini dilengkapi dengan selang air fleksibel atau selang air lunak, yang digulung dalam reel sepanjang 120 m. Selang air ini digulung dalam putaran dalam tempat gulungan reel secara otomatis, hose reel berputar stasioner menggulung selang kembali ke reel dekatmesin pompa - Boom Traveller.Tekanan air saat alat ini beroperasi berkisar antara 2-4 atmosfir tergantung tekanan di Rain-gun. Alat ini digerakkan dengan mesin Honda GX 160, pistol besar/jenis sprinkler adalah big gun sprinkler, ukuran nozel 9 mm, lebar area yang dibasahi sepanjang 17.5 -21 m, dengan aliran air sebesar 71-100 L/menit, dalam tekanan 3,3-5.8 atmosfir, dengan diameter dan panjang selang adalah 43 mm dan 120 m, daerah irigasi per run 0.36 – 0.44 ha dan tingkat aplikasi 15 – 18 m / jam. Dengan daerah yang teririgasi 80% adalah 28-34 %. Alat irrigasi ini sering digunakan dan efektif untuk mengairi kebun buah buahan atau perkebunan, tanaman hortikultura, padang rumput, tanaman pakan ternak, sayuran dan hampir semua tanaman pangan. Alat ini mudah dioperasikan dan bisa dipindah pindah dan sangat cocok untuk aplikasi air limbah organik untuk pemupukan.
D. Cara Kerja Pelaksanaan Praktikum
1. Penetapan kebutuhan air dihitung dengan aplikasi Cropwat dengan data iklim dari Stasiun Sengkaling, Kecamatan Dau tahun 2006 dengan komoditas yang diirigasi adalah tanaman rumput (kedalaman perakaran 40 cm), jenis tanah alluvial dengan
4 | P a g e J u r u s a n T a n a h F P U B total ketersediaan air 200 mm/m, kecepatan infiltrasi maximum 12 mm/jam. Hasil simulasi aplikasi Cropwat tersaji pada Tabel 1.
Tabel 1. Kebutuhan air tanaman rumput hasil simulasi Cropwat
Catatan:
Kebutuhan air untuk tanaman rumput dilihat pada kebutuhan air pada tanggal 9 dan 10 Mei ditentukan berdasarkan kebutuhan air irigasi pada tanggal 11 Mei. 2. Mengevaluasi tingkat kemerataan sistem irigasi spinkler dengan alat soft hose
traveller. Evaluasi tingkat kemerataan dilakukan dengan memasang toples
penampung air untuk menampung air curahan dari alat sprinkler. Skema peletakkan toples penampung disajikan pada Gambar 3 berikut.
5 | P a g e J u r u s a n T a n a h F P U B Gambar 3. Skema peletakan toples penampung air
3. Lakukan pengamatan bagian-bagian alat irrigasi Boom Traveller hingga anda mampu mengoperasikan dengan benar dan diskusi dengan instruktor.
4. Mengoperasikan alat irrigasi Boom Traveller.
5. Pengukuran "volume air" pada setiap toples penampung air. Volume air dalam tiap toples kemudian dikonversi menjadi "kedalaman air dengan rumus:
Kedalaman air = volume air (cm3) / luas area permukaan toples (cm2).
6. Bandingkan volume air (kedalaman air) tertampung dengan jumlah air irigasi yang telah dihitung menggunakan CropWat dimana pada tanggal 11 Mei kebutuhan air irigasi adalah 62 mm. Apabila jumlah air tertampung masih lebih rendah dari kebutuhan air irigasi, maka tetapkan berapa kali alat irrigasi tersebut perlu dioperasikan agar terpenuhi kebutuhan air irrigasi sebanyak 62 mm?
7. Lakukan audit irigasi dengan cara evaluasi kinerja irigasi pada point F. 8. Buat laporan secara kelompok dari hasil praktikum ini.
E. Evaluasi Kinerja Irigasi E.1. Pertimbangan
Kinerja dan pengelolaan sistem irigasi harus diperiksa secara berkala. Hal ini penting untuk mengetahui karakteristik operasi dari sistem dan juga untuk menentukan apakah kinerja aktual sistem irigasi memenuhi standar yang telah ditetapkan.
6 | P a g e J u r u s a n T a n a h F P U B Banyak faktor yang berkontribusi terhadap kinerja sistem irigasi termasuk desain, pemilihan peralatan, fungsi peralatan, instalasi, pemeliharaan dan manajemen masalah. Sebagai contoh, kegagalan fungsi dari katup individu sprinkler dapat mempengaruhi kinerja sistem. Untuk itu evaluasi berkelanjutan mengenai sistem irigasi dipandang penting.
Dalam kasus sistem irigasi sprinkler, penting untuk mempertimbangkan baik efektivitas sistem operasi pada setiap titik waktu dan pengelolaan irigasi selama waktu yang lebih lama, misalnya keseluruhan musim irigasi. Ada dua kategori dalam indikator kinerja irigasi, yaitu kategori yang mengevaluasi efektivitas aplikasi atau keseragaman sistem dan kategori yang mengevaluasi seberapa baik sistem dikelola dalam hal jumlah air yang diterapkan dibandingkan dengan jumlah yang seharusnya digunakan. Dua bacaan kinerja utama dalam audit irigasi tersebut akan memberikan gambaran tentang (1) tingkat rata-rata curahan air dari sistem irrigasi dan (2) pemerataan atau keseragaman aplikasi. Kedua hal tersebut adalah informasi penting untuk manajemen mutu sistem irigasi.
E.2. Tingkat rata-rata curahan air dari sistem irigasi
Tingkat dimana air diterapkan pada daerah irigasi penting karena dua alasan, yaitu air harus diterapkan tanpa adanya pemborosan dan tanpa limpasan. Untuk mencapai hal ini sistem irigasi harus dirancang sedemikian rupa sehingga tingkat curah hujan lebih kecil dari laju infiltrasi tanah. Peran lain dari tingkat curahan air dari sistem irigasi adalah untuk mencapai target kedalaman air yang sebagai sasasaran irigasi.
Tingkat curahan air dari sistem irigasi (kadar air jatuh ke tanah), dinyatakan dalam milimeter (kedalaman) per jam. Ini adalah tanggung jawab perancang sistem untuk memilih tingkat curah hujan yang sesuai dengan jenis tanah dan kondisi setempat. Hal ini memerlukan identifikasi jenis tanah, kondisi permukaan dan sifat infiltrasi tanah. peralatan Outlet (mis. sprinkler nozel) harus dipilih sehingga penyiram atau semprotan air sesuai dengan kebutuhan air irrigasi. Tingkat curahan air dari sistem irrigasi harus dirancang kurang dari laju infiltrasi tanah.
Uji audit irigasi ini akan memberitahu kita rata-rata curahan air dari sistem irigasi aktual yang dicapai di lapangan di bawah kondisi operasi irigasi tertentu. Ini memberikan pengujian untuk sistem irigasi yang baru dan memberikan informasi yang akurat mengenai kinerja curahan air dari sistem irrigasi.
7 | P a g e J u r u s a n T a n a h F P U B E.3. Perhitungan rata-rata curahan air sistem irigasi
Rata-rata curahan air sistem irigasi dihitung dengan rumus:
PR (mm/jam) = (V
avgX 600) / (T X Ac)
dimana:PR (precipitation rate) : rata-rata curahan air (mm/jam)
Vavg : volume rata-rata dari pembacaan toples penampung air (mL)
T : waktu (menit)
Ac : luas area tampungan air/toples (cm2)
E.4. Koefisien Keseragaman Tujuan Analisis Keseragaman
Tujuan umum dari sistem irigasi adalah untuk memberikan jumlah yang seragam dan akurasi pemberian air ke zona akar tanaman. Efektivitas sistem sprinkler rumput tergantung pada penerapan air yang seragam.Semprotan air dari sistem sprinkler tidak selalu seragam dalam proses irigasi. Tumpang tindih distribusi sprinkler juga bisa terjadi, oleh karena itu diperlukan informasi keseragaman.
Koefisien Distribusi Keseragaman
Untuk menetapkan keseragaman dapat dinyatakan dalam Koefisien Distribusi keseragaman (DU) yang membandingkan rata-rata 25% terendah dari pengujian dengan rata-rata dari semua bacaan. DU 100% akan menunjukkan bahwa aplikasi itu sempurna. Dalam prakteknya, hal ini tidak dapat terjadi. Secara umum sistem sprinkler minimal memiliki DU 75%. Nilai koefisien distribusi keseragaman dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut:
DU (%) = (d
lq/ d
z) x 100
dimana:dz : nilai rata-rata tingkat curahan air dari sistem irigasi (mm) dlq : rata-rata terendah 25% dari pembacaan (mm)
Koefisien Keseragaman Christiansen (CU)
Koefisien distribusi keseragaman lain yang direkomendasikan adalah Koefisien Keseragaman Christiansen (CU). Nilai CU dihitung dengan menentukan berapa banyak variasi (jika ada) untuk setiap lokasi pengukuran curahan air dari sistem irigasi. Variasi total dari rata-rata dihitung dengan menjumlahkan perbedaan, apakah di atas atau di bawah nilai rata-rata, dengan rumus:
CU = [1 – (Σ(Id
i-d
zI) / (n x d
z))] x 100%
dz : nilai rata-rata rata-rata tingkat curahan air dari sistem irrigasi (mm)8 | P a g e J u r u s a n T a n a h F P U B di : kedalaman irigasi pada toples ke i (mm)
n : jumlah tempat toples
Nilai CU 100% akan mewakili sebuah aplikasi seragam sempurna. Standar irrigasi menetapkan bahwa KKC lebih besar dari 84%.
Irigasi Indeks - Ii (Tidak boleh lebih besar dari 1.0)
Rasio kedalaman air diterapkan pada sebuah lokasi dibandingkan dengan kedalaman air yang yang dibutuhkan dari simulasi aplikasi CropWat. Dihitung dengan rumus:
I
i= kedalaman air aplikasi (mm)/kedalaman air yang dibutuhkan (mm)
Profil Infiltrasi
Gambar profil infiltrasi F. Tugas Mahasiswa
Mahasiswa melakukan pengujian kemerataan irigasi sprinkler kemudian menjawab pertanyaan-pertanyaan yang ada dan menuliskannya dalam bentuk laporan. Adapun pertanyaan yang harus terjawab setelah kegiatan praktikum adalah:
1. Apakah masalah yang ditemui selama kegiatan praktikum hubungannya dengan penggunaan metode irigasi sprinkler?
2. Berapa rata-rata curahan air (PR) dari sprinkler yang digunakan? 3. Berapa koefisien distribusi keseragamannya (DU)?
4. Berapa koefisien keseragaman Christiansennya (CU)?
5. Berapa nilai koefisien penjadwalan (SC) dan indek irigasinya (Ii)? G. Ketentuan Pengumpulan Laporan
Laporan dikumpulkan pada saat kegiatan tutorial/praktikum minggu depan. Laporan dikoordinir dan dikumpulkan oleh ketua kelas kepada asisten praktikum. Keterlambatan pengumpulan tugas akan ada pengurangan nilai sesuai dengan peraturan yang telah dijelaskan diawal tutorial dan praktikum. Laporan ditulis tangan, gambar dan grafik dapat ditempel. Komponen penilaian tugas meliputi ketepatan waktu pengumpulan tugas dan kesesuaian dengan isi laporan.
9 | P a g e J u r u s a n T a n a h F P U B OUTLINE LAPORAN Nama : _________________ Nim : _________________ Kelas : _________________ Asisten : _________________ Lokasi Pengukuran : Waktu Pengukuran : Deskripsi Lokasi : Cara Kerja :
Sketsa Penempatan Toples :
Hasil dan perhitungan kinerja irigasi : 1. Tabel-tabel hasil pengukuran 2. Perhitungan-perhitungan
o Precipitation Rate (PR)
o Keseragaman distribusi (DU)
o Christiansen Uniformity (CU)
o Kedalaman Air Irigasi (Ii)
o Profil Infiltrasi
Pembahasan :
