EFISIENSI IRIGASI. Latar Belakang Perkiraan 2015 kebutuhan air irigasi di Indonesia juta m3 atau %

(1)

EFISIENSI IRIGASI

• Latar Belakang

• Perkiraan 2015 kebutuhan air irigasi di

Indonesia 110.102 juta m3 atau 92.15 %

dari kebutuhan total

• Persaingan dg domistik dan industri

• OKI, perlu kesepakatan makna dari “ EI”

• Jadi Nilai EI, digunakan untuk alat

mengukur tingkat keragaan sistem

managemen operasional irigasi di suatu

DI.

(2)

Konsep Efisiensi Irigasi (EI)

• Pengertian EI, timbul krn terjadi kehilangan air selama proses penyaluran dan pemakaian air irigasi di petak sawah.

• Definisinya : perbandingan antara jumlah air yg diberikan dikurangi kehilangan air dg jumlah yang diberikan.

• EI dibedakan E. Distribusi (ED), E. Pemakaian (EP) air di petakan. • Kehilangan air irigasi saat distribusi krn i) seepage di penampang

basah saluran, ii) EV umumnya kecil dan iii) kehilangan operasional basah saluran, ii) EV umumnya kecil dan iii) kehilangan operasional tergantung sistem pengelolaan air irigasi.

• Kehilangan i) dan ii) umumnya disebut sbg ED atau E. penyaluran • Kehilangan untuk menggambarkan kehilangan air yg ke 3

(operasional) digunakan kriteria Management Performance Ratio

(MPR) = perbandingan antara debit aktual dengan debit yg direncanakan di berbagai pintu sadap selama periode

(3)

NILAI MPR

• Nilai MPR >1 berarti air yg diberikan berlebihan, bila < 1

air yg diberikan kurang. MPR yg konstan mendekati 1 di

setiap pintu sadap tersier pada setiap periode irigasi pd

ms.kemarau, kondisi ini menggambarkan managemen

operasional yg baik di jaringan utama

.

• Nilai keadilan ( equity ) dan keandalan (reliability) dapat

dilaksanakan dengan baik. Keandalan sangat penting

untuk menjamin keberhasilan pola tanam di daerah

irigasi teknis, karena sangat mempengaruhi sikap dan

kerjasama petani.

• Dalam kondisi DEBIT AIR tidak dapat

diandalkan

dalam

jumlah dan waktu, SULIT dapat diharapkan

sikap

(4)

MPR

• Diterjemahkan menjadi RPM ( rasio prestasi

manajemen),

Diklasifikasikan

• baik bila 0.75 < RPM <1.25,

• cukup bila 0.60 < RPM < 0.75 atau

1.25 < RPM < 1.40;

• kurang 0.40 < RPM< 0.60 atau 1.40 <RPM<160;

• sangat kurang bila RPM < 0.40 atau RPM >1.60

(5)

Sistem Distribusi

Mulai dr bendung, s.primer, sekunder, tersier, kuarter maka ED dapat dinyatakan ED primer, sekunder,tersier dan kuarter. ED primer dan sekunder disebut ED jaringan utama, dan ED tersier dan kuarter disebut ED jaringan tersier.

sal.primer sal. sekunder

Bendung ---> pintu sadap ---> pintu sadap Bendung ---> pintu sadap ---> pintu sadap

sekunder tersier sal. Tersier sal. kuarter

Tanaman ---> Petakan sawah ---> pintu sadap kuarter

(6)

Upaya meningkatkan EPA

1. Memperkecil perkolasi, rembesan, pematang dan

limpasan permukaan

2. Hal ini dpt dilakukan bila i) debit petani diberikan

secara tepat ( 15-30 lt/det) dg ii) perhitungan waktu

selang irigasi (interval) dan lama irigasi yg tepat; iii)

mudahnya operasional di lapangan

3. Kehilangan air irigasi dari pintu sadap tersier sampai ke

petakan sawah disebut Efisiensi Distribusi Tersier

(EDT)

4. Definisi efisiensi irigasi dapat digambarkan pada

skematis sbb :

(7)

ISTILAH

1. EPA padi = (jumlah air irigasi yg digunakan untuk ET tan + tinggi genangan + Perkolasi - Hujan efektif )/ jumlah air irigasi yg diberikan di petakan sawah

2. EPA non padi = ( ET – hujan efektif) / jumlah air irigasi yg diberikan di petakan

3. Efisiensi Distribusi air tersier (EDT) = jumlah air irigasi di petakan sawah / jumlah air irigasi di pintu sadap tersier

4. Efisiensi Distribusi di Sekunder ( EDS) = jumlah air irigasi di pintu 4. Efisiensi Distribusi di Sekunder ( EDS) = jumlah air irigasi di pintu

sadap tersier / jumlah air irigasi di pintu sadap sekunder

5. Efisiensi Distribusi di Primer (EDP) = Jumlah air irigasi di pintu sekunder / jumlah air irigasi di sadap primer (bendung)

6. Efisiensi Irigasi di jaringan Utama (EJU) = EDP x EDS 7. Efisiensi Irigasi Total (EIT) = EDP x EDS x EDT x EPA

EDT antara 0.775 – 0.850 EDS antara 0.875 – 0.925 EDP antara 0.875 – 0.925

(8)

Konsep Efisiensi Distribusi

Sistem kebutuhan air dinyatakan sbb :

Tingkat kebutuhan air satuan

1. Sawah kebutuhan air irigasi netto di sawah (NFR) lt/det/ha 2. Petak tersier kebutuhan air di sadap tersier (TOR) lt/det

TOR = NFR x luas areal (ha) /EDT

3. Petak sekunder Kebutuhan air di bangunan sadap sekunder (SOR) lt/dt atau SOR = Jumlah TOR x 1/EDS m3/det 4. Petak primer Kebutuhan air sadap primer (MOR) lt/dt atau

MOR = jumlah SOR x 1/EDP m3/det 5. Bendung DR ( diversion requirement) = MOR kiri + MOR kanan m3/det NFR = net fann requirement ; TOR = tertiary offtake requirement; SOR = secondary offtake

(9)

Efisiensi Pemakaian Air (EPA)

• Kehilangan air irigasi dari petak sawah ke tanaman dinyatakan dg Efisiensi Pemakaian Air (EPA).

• EPA = perbandingan jumlah air irigasi yg diperlukan tanaman

(tersedia untuk tanaman) dengan jumlah air yg diberikan di petakan sawah, sedangkan air irigasi yg diperlukan tanaman = air untuk

konsumsi dikurangi dengan hujan efektif. konsumsi dikurangi dengan hujan efektif.

• Rumusan ini dipakai karena perbandingan antara jumlah air yang ditahan (disimpan) di daerah perakaran tan dengan jumlah air yang diberikan di petak, sukar untuk mengukurnya di lapangan krn perlu data perbhan lengas tanah antara sblm dan ssdh irigasi secara vertikal dan lateral di petak sawah. Sebagai alternatif maka untuk EPA non padi = (Evapotranspirasi – Hujan efektif )/ jumlah air yang sampai di petak

(10)

Kesimpulan

• ED air irigasi dari bendung, primer sampai

ke pintu sadap sekunder ( EDP, EDS)

tergantung pada manajemen operasional

irigasi di jaringan utama yg jadi tanggung

jawab Dinas Pengairan. Sedangkan EDT

tergantung pd manajemen operasional

irigasi tersier yg mrpkan tanggung jawab

P3A. Sedangkan EPA tergantung pada

cara pemberian air irigasi pada tanaman

yg mrpkan tanggung jawab petani

(11)

Efisiensi irigasi di saluran

EI di saluran bentuk umumnya :

rasio antara debit air yang keluar ( Qk)

dengan debit air yang masuk (Qm)

dalam satu penggal saluran (sal primer

dan sekunder di jaringan utama) antara 2

bangunan bagi sadap

(12)

Efisiensi irigasi di saluran

• Efisiensi di saluran = efisiensi volumetris (Ef vs)

• Ef vs = ( Qk/Qm) x 100 %

• Ketepatan sosio-teknis antara lain i) rancang bangun

konstruksi dan ii) Operasional dan pemeliharaan (O dan P)

• Ef vs rendah dapat dilihat 2 hal yaitu : i) kehilangan air

secara umum adalah merembes kesamping (seepage),

perkolasi dan penguapan dan ii) Keragaman antar

penggal saluran cukup bervariasi OKI Efvs sulit

digeneralisasi dan iii) secara hidrolika; air yg hilang di

saluran tergantung :

a. Fisik saluran, b. Jarak pengaliran, c. Debit pengaliran

dan d. Kekhasan aliran

(13)

EFISIENSI PENGALIRAN

• Batasan efisiensi

• Efisiensi aplikasi di lapang

• Efisiensi pengangkutan

Kehilangan karena seepage

Kehilangan karena evaporasi

Kehilangan karena operasional

(14)

Efisiensi Aplikasi

• Beberapa faktor yang berpengaruh pada

effisiensi aplikasi :

1. Metode irigasi

2. Macam tanah

3. Layout lapangan ( panjang saluran,

kemiringan dan status tanah)

dan beberapa variabel yang kurang lebih

mempengaruhi efisiensi aplikasi

(15)

Beberapa Faktor Pendukung

• Praktek petani memberikan air

• Persiapan lapang terutama pengolahan

tanah

• Ketebalan pemakaian ( jumlah air yang

diberikan )

• Aliran /ukuran aliran/ debit aliran

• Waktu pemakaian

(16)

Efisiensi Irigasi Permukaan

Efisiensi pemakaian > 90 persen

Nilai indikator untuk efisiensi aplikasi

Wet crop : irigasi kontinyu 80 % ( tidak

termasuk perkolasi)

Irigasi terputus 95 % ( tdk termasuk perkolasi)

Dry cop : intermitten irigasi

Infiltrasi tinggi medium rendah

Tingkat aplikasi depth < 50 mm 60 % 65 % 75 %

irigasi aplikasi depth > 50 mm 65 % 70 % 80 %

Graded Tanpa and check 65 % 65 % 65 %

Irigasi with and check 70 % 75 % 80 %

(17)

EFFISIENSI PENGANGKUTAN

• Penghitungan effisiensi pengangkutan

untuk kehilangan air terjadi di jaringan

irigasi bagian atas

• Kehilangan meliputi

1. Kehilangan seepage

2. Kehilangan evaporasi

3. Kehilangan operasional

(18)

Kehilangan Air Secara Hidrolika

Air yang hilang di saluran tergantung :

1. Fisik saluran

2. Jarak pengaliran

3. Debit

4. Kekhasan aliran

Maka jumlah air yang hilang tergantung

variabel ini; variabel ini saling tergantung

satu sama lain.

(19)

Pengukuran kehilangan air

di saluran utama

• Berdasarkan hasil kajian didapatkan persamaan empiris :

• Qx/Qm x A xe bx

• Qm = debit air mula-mula di ujung hulu saluran, lt/dt

• A,b = nilai tetapan fungsi

• Qx = debit air di ujung hilir penggal saluran yang berjarak

Xm dari ujung hulu penggal saluran lt/dt

• E = bilangan natural

• Contoh pers empiris kehilangan air selama pengaliran

adalah : Qx/Qm = 0.97 e -0.00032 x ; sehingga untuk jarak

5000 secara perkiraan Ef vs sebesar 19.58 %

(20)

Kehilangan air di petak sawah

• Lahan yang memperoleh layanan irigasi

dibedakan : i) lahan layanan rancang

bangun (A dis), ii) lahan layanan nasabah

(A nas), iii) lahan layanan pemanfaat

(A man).

(21)

Budidaya

tanaman padi sawah memerlukan tanaman padi sawah memerlukan

(22)

Hub A dis, A nas, A man dg status ketepatan rancang bangun dan konstruksi pengelolaan sistem irigasi

Status pengelolaan Status rancang bangun dan konstruiksi

Baik Jelek

Baik Kondisi A Kondisi C

A dis = A nas A dis = A nas + A man Efisiensi tinggi A man > 0

Efisiensi sedang sampai tinggi

Baik Kondisi C Kondisi D

A dis = A nas + A man A dis < A nas + A man A man > 0 A man > 0

Efisiensi sedang Efisiensi rendah sampai tinggi sampai sedang

(23)

Effisiensi volumeteris penggunaan di petak

• Vm = V gn + V gp + Vit M3 N..

• Vm = 3.6 (Qm x tm) + 10 ( Rf x A dis) M3

• Vgp + Vgn = 10 (D grx(Ans+Aman)): 10 (S dan P + Etp) x (Anas+Aman) = 0 ( A nas+A man)(Drg+(S & P + Etp) x tin) M3

• Vm = volume aior yang dimasukkan ke petak tersier, m3 • Qm = Debit air irigasi yang masuk ke petak tersier, lt/dt • Tm = lama waktu pemberian air, jam

• Tm = lama waktu pemberian air, jam

• Rf = tebal hujan selama tenggang waktu pemberian air irigasi di petak, mm • Tin = tenggang waktu antar pemberian air irigasi

• Vgp= volume air yg berguna bagi pemanfaat di petak tersier, m3

• Dgr=tebal genangan rata-rata antar pemberian air irigasi yang berurutan, mm

• S&P=Laju perkolasi dari rembesan ke samping, mm/hari • Etp=Laju evapotranspirasi, mm/hari

• Vit = Volume air yang hilang dari petak tersier (tidak dipergunakan di petak tersier, m3)

(24)

Efisiensi irigasi di petak tersier

Efisiensi penggunaan air di petak sawah msh

beranggapan bahwa jaringan irigasi dirancang dan

dikontruksi sempurna sehingga A dis = A nas dan tidak

ada A man. OKI maka effisiensi air irigasi jaringan irigasi

di petak tersier adalah Efvp dinyatakan dengan tebal air

(IRRI 1982).

Efvp = (( Etp + S & P) 1 ( Ir + Rf )) x 100 %

Ir = Tebal air yang dimasukkan ke petak tersier,

0.36 m x t m / A dis, mm

(25)

Efisiensi Air irigasi di Saluran (jaringan ) utama

• Nilai tetapan A dan b pada persamaan Qx/Qm x A xe bx tergantung debit awal • A dan b dipengaruhi oleh musim

• Contoh kehilangan air dan effisiensi pengaliran E fvs sbb :

Lokasi jarak dr debit air kehilangan air di penggal keterangan sumber, m m3/det saluran, % debit

sumber, m m3/det saluran, % debit

x bar Ksm Sdv

Sekunder 1000 s/d 0.1 s/d 0.4 10.4 1.9 s/d 18.8 6.8 kemarau n = 9 Teluk,DI 2500

Jagung

1000 s/d 0.1 s/d 0.4 13.5 5.3 s/d 34.2 9.99 penghujan n = 8 x bar = rata-rata ; Ksrn = kisaran ; Sdv = simpangan baku

Standar perencanaan Irigasi Dirjen Pengairan (1986) berkisar 7.5 – 12.5 % Berarti dari data tsb ada yang melampaui standar kehilangan.

(26)

Efisiensi Irigasi di Petak Sawah

Beberapa kesulitan untuk mendapat angka Efvp :

i) Batas layanan lahan irigasi yg dimaksud dlm rancangan

tak jelas,

ii) Variabel untuk menentukan Efvp sangat khas,

iii) Kajian efisiensi irigasi di petak tersier (sawah) secara

sistematis belam ada, terbatas di plot (pengolahan

tanah, kebt air, perkolasi dan rembesan) dan

iv) Tebal air di petak sawah sbg komponen kebutuhan air

yg penting dan penyebaran di petak tersier yg diairi

belum diterima sbg kesepatan.

(27)

Contoh efisiensi penggunaan air irigasi di plot percobaan,

DI Jurangsate ( 1990/1991)

Lokasi Efisiensi irigasi di plot menurut cara pemberian airnya terputus terus menerus kebiasaan lokal PHJN-KMR PHJN-KMR PHJ-KMR

Sintung 58 85 31 26 21 18

Jelantik 21 30 29 10 11 12 Jelantik 21 30 29 10 11 12

Puyung 34 53 19 10 19 10

Sumber data : Sukirno (1986 )

Keterangan : PHJN = penghujan ; KMR = Kemarau

Nilai efisiensi dipengaruhi : kekhasan lahan plot, musim saat penelitian. Ada kesulitan cara menentukan efisiensi irigasi di petak tersier shg ada

(28)

Rerata kisaran dan simpangan baku efisiensi irigasi

penggunaan air di petak tersier

Musim Rerata Kisaran Efvp Simpangan Baku Efvp Efvp (%) (%) ( %) Penghujan 63 46 – 76 13 ( n = 5 ) Gadu I 56 25- 86 17 (n = 16 ) Gadu II 52 13 – 92 25 ( n = 11 )

Berdasarkan uraian sebelumnya : bila azas efisiensi akan dikembangkan untuk penghematan pemakaian air maka perlu dilakukan beberapa upaya sbb

(29)

Upaya Penghematan Pemakaian Air sbb :

1. Menetapkan secara tegas batas keliling sistem irigasi yg berupa : a. Batas lahan layanan

b. Atas siapa nasabah dan siapa pemeroleh manfaat yang diijinkan c. Cakupan set kerapatan sistem : i) sistem usahatani beririgasi, ii) sistem ekonomi pertanian, iii) sistem ekonomi dan iv) sistem sosio-ekonomi

2. Menentukan secara baku cara perhitungan dan pengumpulan data yang diperlukan untuk menentukan effisiensi

3. Menempatkan peran pengelolaan pemanfatan air di petak yg secara interakstif menentukan angka pemakaian air secara keseluruhan

4. Menempatkan angka efisiensi volumetris sbg satu kesatuan mutu kinerja pengelolaan air irigasi (penghematan air) dengan efisiensi hidrologis dan produktivitas air. Sambil menyempurnakan tatacara dan tatalaksana penentuan efisiensi volumetris yg sesuai dg sistem irigasi persawahan yg berlaku, maka angka effisiensi yg telah

(30)

Efisiensi Transport

Kehilangan air di pengangkutan :

1. Kehilangan melalui seepage

2. Kehilangan melalui evaporasi

3. Kehilangan melalui operasional

(31)

Kehilangan melalui Seepage

Kehilangan seepage per km panjang saluran :

A q sp + P x Sp x K sp x 11.6 l/dt/km

A q sp = kehilangan seepage dlm liter/detik/kilometer panjang saluran P = pembasahan perimeter saluran , m

Sp = besarnya seepage pada saluran m3/m2 pada perimeter Sp = besarnya seepage pada saluran m3/m2 pada perimeter

per hari, m3/m2/hari Ksp = faktor koreksi;

- pada saluran dg operasional terus menerus k sp = 1

- pada saluran dg operasional tidak terus menerus 1 < ksp < 1.5 A qsp dapat dihitung, effisiensi pengangkutan karena seepage dapat

(32)

Seepage

e sp/tr = Q/ ( Q+L + A q sp ) x 100 %

e sp/tr = efisiensi pengangkutan karena seepage %

Q = debit air di saluran bagian bawah hingga akhir saluran l/dt L = panjang saluran km

A q sp = kehilangan seepage per km panjang saluran l/dt/km A q sp = kehilangan seepage per km panjang saluran l/dt/km A Q sp = L x A q sp kehilangan seepage di saluran l/dt

Pada jaringan irigasi, kenyataannya seepage dapat diukur ( air masuk ke petak – air yang keluar, dan penggenangan);

Beberapa nilai kehilangan air karena seepage pada beberapa jenis tanah dapat dilihat pada tabel berikut :

(33)

Nilai seepage, kondisi operasional irigasi

terus menerus

Tanah

Nilai Seepage m3/m2/hari

Liat

< 0.20

Lempung

0.15-0.30

Lempung berpasir

0.30-0.50

Pasir

> 0.45

Pasir

> 0.45

Sumber : Kraatz, J.A., 1977

FAO land and water development series No.1, FAO, Rome,

Italy.

(34)

Perhitungan effisiensi transport akibat seepage

Qnet m3/det 0.010 0.025 0.050 0.100 1.00 5.00 W bed m 0.20 0.30 0.40 0.60 1.50 4.00 P=h/v 1 1 1 1 1 1 1/2 2 S m/km 1 1 1 1 1 0.5 kM m1/3/s 13 15 15 15 20 25 D m 0.23 0.30 0.39 0.48 0.87 1.39 P m 0.86 1.15 1.49 1.95 4.63 10.22 Wws m 0.67 0.90 1.17 1.55 4.10 9.56 A m2 0.101 0.181 0.305 0.513 2.43 9.43 V m/s 0.10 0.14 0.16 0.19 0.41 0.53 e sp/tr = Q/ ( Q+L + A q sp ) x 100 %