Embed Size (px)
Citation preview
43
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Lokasi Studi
Lokasi perencanaan terletak di Desa Sumberkima, Kecamatan Gerokgak, Kabupaten
Buleleng, Bali. Sumber air irigasi direncanakan berasal dari Sumur SBK – 115, kemudian
didistribusikan melalui jaringan irigasi pancar menuju lahan persawahan seluas 20,51 ha
yang dibagi menjadi 16 petak sawah. Berikut adalah tabel dan gambar pembagian petak
sawah.
Tabel 4.1 Pembagian Petak Sawah
PETAK Luas Areal/A (ha)
1 1.33
2 1.5
3 1.27
4 1.71
5 1.34
6 1.81
7 1.01
8 1.25
9 1.18
10 1.13
11 1.54
12 0.97
13 1.18
14 1.6
15 1.24
16 0.45
Sumber : Data
44
48
Halaman ini sengaja dikosongkan
45
46
48
Halaman ini sengaja dikosongkan
47
4.2 Data Sumur
Perencanaan irigasi pancar pada sumur SBK-115 dengan data berdasarkan uji sumur
sebagai berikut :
Debit maksimum sumur = 11,13 liter per detik
Statistik Water Level (SWL) = 6,50 meter
Final pumping water level (PWL) = 25,16 meter
4.3 Pengolahan Data Hujan
Pengolahan data hujan untuk perencanaan jaringan irigasi pancar pada studi ini
menggunakan 2 stasiun hujan, yaitu stasiun hujan Pajarakan dan stasiun hujan Banyupoh.
Data hujan yang digunakan adalah data hujan harian 10 tahun terakhir, yaitu dari tahun
2004 sampai tahun 2013. Pengolahan data hujan yang dilakukan adalah perhitungan curah
hujan daerah dari 2 stasiun hujan dengan cara rata-rata aljabar. Data hujan harian diolah
menjadi data hujan tahunan atau basic years (periode tanam). Perhitungan curah hujan
tahunan daerah dengan cara rata-rata aljabar pada adalah sebagai berikut:
Curah hujan pada tahun 2004 di stasiun hujan Pajarakan adalah 1500 mm dan di
stasiun hujan Banyupoh adalah 2017 mm, sehingga:
R1 = 1500 mm
R2 = 2017 mm
n = 2
R =
x (R1 + R2)
=
x (1500 + 2017)
= 1758,50 mm
Perhitungan selanjutnya ditabelkan sebagai berikut:
48
48
Tahun Hujan Tahunan
mm
[1] [2]
2004 1500.0
2005 960.0
2006 525.0
2007 871.5
2008 1061.5
2009 1021.0
2010 1244.5
2011 833.0
2012 1049.5
2013 437.5
Sumber: Perhitungan
Tabel 4.2 Hujan Tahunan di Stasiun Hujan Pejarakan
Tahun Hujan Tahunan
mm
[1] [2]
2004 2017.0
2005 944.0
2006 785.0
2007 1842.0
2008 1754.0
2009 1301.0
2010 933.0
2011 1061.0
2012 1089.0
2013 782.5
Sumber: Perhitungan
Tabel 4.3 Hujan Tahunan di Stasiun Hujan Banyupoh
49
Tahun Hujan Tahunan
mm
[1] [2]
2004 1758.50
2005 952.00
2006 655.00
2007 1356.75
2008 1407.75
2009 1161.00
2010 1088.75
2011 947.00
2012 1069.25
2013 610.00
Tabel 4.4 Hujan Rata-rata Daerah Tahun 2004-2013
Sumber: Perhitungan
50
4.4 Analisa Kebutuhan Air Irigasi Pancar
4.4.1 Sifat Fisik Tanah
Sifat tanah dari hasil pengamatan yang dilakukan di Desa Sumberkima adalah
sebagai berikut :
a. Jenis Tanah : alluvial coklat kelabu
b. Struktur tanah : liat berpasir
Dari data tersebut dapat diketahui kapasitas menahan air pada tanah liat berpasir yaitu
sebesar 192 mm/m pada Tabel 2.2.
4.4.2 Air Tanah Tersedia
Rencana tanaman yang akan dibudidayakan adalah cabai. Jenis cabai yang akan
dibudidayakan yaitu cabai besar (Capsicum annum L.). Kedalaman akar pada tanaman
cabai tersebut yaitu 40 cm atau 0.4 m. Dengan kedalam akar dapat diketahui jumlah kadar
air yang diijinkan sebesar 40% pada Tabel 2.1.
4.4.3 Koefisien Tanaman
Kebutuhan air tanaman ditentukan oleh koefisien tanaman dengan evapotranspirasi
potensil. Nilai koefisien tanaman bervariasi tergantung pada jenis tanaman, varietas
tanaman dan umur tumbuh tanaman tersebut. Nilai koefisien tanaman cabai besar
(Capsicum annum L.) dapat dilihat pada tabel berikut.
Tabel 4.5 Koefisien Tanaman Cabai
Periode Tumbuh Lama
(Bulan) Nilai Kc
Awal 1 0.30
Vegetatif 1 0.60
Pembungaan 1 0.95
Pembuahan 1 0.85
Pemasakan 2 0.80
Sumber: Doorenbos dan Pruitt, 1997
4.4.4 Evapotranspirasi Tanaman
Evapotranspirasi (ETo) yaitu besarnya air yang digunakan oleh tanaman untuk
evaporasi dan transpirasi. Besar nilai dari evapotrasnpirasi berdasarkan beberapa faktor,
yaitu suhu rerata bulanan (t), kelembaban relative bulanan rerata (Rh), kecepantan angin,
lama penyinaran, dan letak geografis dari lokasi yang ditinjau.
Data klimatologi di Kabupaten Buleleng tahun 2013 dapat dilihat pada tabel 4.6.
51
Besarnya evapotranspirasi potensial pada studi ini dihitung menggunakan metode
Penman modifikasi, sebagai contoh perhitungan diambil data klimatologi pada bulan
januari sebagai berikut:
Suhu rerata (t) = 28,15oC
Untuk suhu tersebut dari tabel 2..diperoleh:
ea = 38,14 mbar
w = 0,77
f(t) = 16,33
Kelembaban relatif (Rh) = 81,03 %
Kecepatan angin (u) = 1,0288 m/dt
Kecerahan matahari (n/N) = 26 %
Radiasi gelombang pendek yang memasuki batas luar atmosfir atau angka angot
(Ra) untuk kedudukan 8o 9’ 50,2” LS dari tabel 2.6. diperoleh = 16,10 mm/hari
Dari data-data tersebut dapat dihitung besarnya evapotranspirasi potensial dengan
langkah-langkah sebagai berikut:
ed = ea x Rh
= 38,14x 0,81
= 30,90 mbar
perbedaan tekanan uap jenuh dengan tekanan uap yang sebenarnya adalah:
(ea – ed) = 38,14– 30,90
= 7,24 mbar
BulanSuhu Rerata
(oC)
Kelembapan
Rerata (%)
Kecepatan
Angin (knot)
Kecepatan
Angin (m/dt)
Lamanya
Penyinaran (%)
Januari 28.15 81.03 2 1.03 26.1
Februari 37.43 79.43 3 1.54 20.32
Maret 28.52 70.23 3 1.54 70.13
April 29.28 69.77 3 1.54 56.93
Mei 28.89 67.58 3 1.54 76.74
Juni 28.51 58.37 4 2.06 66.1
Juli 28.32 63.97 4 2.06 69.39
Agustus 28.11 63.58 2 1.03 70.74
September 28.76 62.67 3 1.54 80.67
Oktober 29.37 63.61 2 1.03 95.8
November 29.05 65.67 3 1.54 71.5
Desember 29.43 71.77 3 1.54 43.61
Sumber: Data
Tabel 4.6 Data Klimatologi Kabupaten Buleleng tahun 2013
52
48
Nilai fungsi tekanan uap adalah:
f(ed) = 0,34 – [0,044 x (ed)0,5
]
= 0,34 – (0,044 x 30,900,5
)
= 0,34 – (0,044 x 5,56)
= 0,34 – 0,2446
= 0,0954
Besarnya nilai radiasi gelombang pendek adalah:
Rs = [0,25 + 0,54 x (n/N)] x Ra
= [0,25 + (0,54 x 0,26)] x 16,10
= (0,25 + 0,1404) x 16,10
= 0,390 x 16,10
= 6,294 mm/hari
Besarnya nilai fungsi kecerahan berdasarkan nilai kecerahan matahari adalah:
f(n/N) = 0,1 + [0,9 x (n/N)]
= 0,1 + (0,9 x 0,26)
= 0,1 + 0,235
= 0,3
Besarnya nilai fungsi kecepatan angin adalah:
f(u) = 0,27 x [1 + (0,864 x u)]
= 0,27 x [1 + (0,864 x 1,029)]
= 0,27 x (1 + 0,889)
= 0,27 x 1,889
= 0,51
Besarnya nilai radiasi bersih gelombang panjang adalah:
Rn1 = f(t) x f(ed) x f(n/N)
= 16,33 x 0,095 x 0,3
= 0,52 mm/hari
Mencari nilai Eto* adalah sebagai berikut:
Eto* = w x [(0,75 x Rs) – Rn1] + [(1-w) x f(u) x (ea – ed)]
= 0,77 x [(0,75 x 6,294) – 0,52] + [(1 – 0,77) x 0,51 x 7,24]
= 0,77 x (4,7205 – 0,52) + (0,23 x 0,51 x 7,24)
= (0,77 x 4,20) + 0,849
= 3,233 + 0,849
53
= 4,082 mm/hari
Angka koreksi penman (c) pada bulan Januari adalah 1,1 ,sehingga besarnya
evapotranspirasi potensial adalah:
Eto = c x Eto*
= 1,1 x 4,08
= 4,49 mm/hari
Perhitungan selanjutnya ditabelkan sebagai berikut:
54
55
Nilai evapotranspirasi puncak (Etc) merupakan hasil perkalian dari koefisien tanaman
(Kc) dengan evapotranspirasi potensial (Eto). Sebagai contoh perhitungan nilai
evapotranspirasi puncak (Etc) sebagai berikut,
1. Etc = Eto x Kc
= 7.96 x 0,30
= 2.39 mm/hari
Besarnya nilai evapotranspirasi selanjutnya ditabelkan sebagai berikut,
Tabel 4.8 Evapotranspirasi Puncak Tanaman (ETc)
Periode Tumbuh Lama (Bulan) Nilai Kc ETc (mm/hari)
Awal 1 0.30 2.39
Vegetatif 1 0.60 4.78
Pembungaan 1 0.95 7.56
Pembuahan 1 0.85 6.77
Pemasakan 2 0.80 6.37
Berdasarkan Tabel 4.8 nilai evapotranspirasi puncak (Etc) terendah sebesar 2.39
mm/hari sedangkan yang tertinggi yaitu sebesar 7.56 mm/hari.
4.4.5 Curah Hujan Efektif
Perhitungan besar nilai curah hujan efektif dengan metode Basic Year, dengan
menghitung curah hujan rancangan dengan probabilitas 50% karena cabai merupakan
tanaman palawija. Cara yang dilakukan yaitu dengan mengurutkan curah hujan rerata
daerah dari yang terbesar ke yang terkecil, data curah hujan rerata daerah dilampirkan,
kemudian menghitung R50 sebagai berikut:
Data hujan yang digunakan adalah data 10 tahun terakhir dari 2004 sampai tahun
2013, maka nilai n = 10
1. R50 =
=
= 6
Curah hujan yang digunakan adalah curah hujan urutan ke 6
56
48
Tabel 4.9 Hujan Rata-rata Daerah Yang Diurutkan
No Tahun Hujan Tahunan
mm
[1] [2] [3]
1 2004 1758.50
2 2008 1407.75
3 2007 1356.75
4 2009 1161.00
5 2010 1088.75
6 2012 1069.25
7 2005 952.00
8 2011 947.00
9 2006 655.00
10 2013 610.00
Sumber: Perhitungan
Keterangan :
: R50
Data curah hujan efektif diperoleh dari perhitungan data curah hujan rerata pada tahun
2004-2013 di stasin hujan banyupoh dan stasiun hujan pejarakan. Data curah hujan rerata
ditabelkan sebagai berikut :
Re = 50
65
= 069 25
65
= 2,93 mm/hari
4.4.6 Pola Tanam
Pola tanam direncanakan dengan adanya pembagian blok atau petak supaya
produksi bisa dikelola sepanjang tahun. Tanaman yang akan dibudidayakan yang utama
adalah tanaman cabai besar (Capsicum annum L.)
Pada perencanaan studi ini diumpamakan kondisi lahan sama, sehingga diambil
contoh perhitungan perencanaan jaringan irigasi pancar pada petak satu (1).
57
4.4.7 Kebutuhan Air Tanaman Cabai Besar (Capsicum annum L .)
Kebutuhan air irigasi pancar selama pemberian pada interval irigasi dengan
memperhitungkan evapotranspirasi tanaman puncak (ETc) dan efisiensi irigasi (Ea)
merupakan kebutuhan air irigasi kotor (Ig). Perhitungan nilai faktor rancangan sebagai
berikut:
Data-data yang diketahui adalah sebagai berikut:
Defisit air yang diperbolehkan (MAD/Management Allowed Deficit) sebesar
40%, sari Tabel 2.1.
Jumlah air yang tersedia (TAM/Tottal Available Moisture) sebesar 192 mm/m,
Tabel 2.2.
Kedalaman akar tanaman cabai (D) sebesar 40 cm atau 0,4 m
Evapotranspirasi puncak (ETc) sebesar 7,56 mm/hari
Eisiensi irgasi sebesar 75%, Tabel 2.3.
Curah hujan efektif sebesar 2,93 mm/hari
Dari data tersebut dapat diketahui faktor rancangan irigasi pancar sebagai berikut,
1. Kedalaman maksimum air irigasi (d)
d = TAM x MAD x D
= 192 x 40% x 0,40
= 30,72 mm
2. Perhitungan kedalaman kotor irigasi (dg)
dg = d / Ea
= 30,72 / 75%
= 40,96 mm
3. Interval irigasi maksimum (imax)
Imax = d / Etc
= 30,72 / 7.56
= 4,06 hari
4. Kebutuhan air irigasi kotor (Ig)
Ig = (Imax x Etc) / Ea
= (4,06 x 7.56) / 75%
= 40,96 mm
5. Kebutuhan air bersih tanaman (dq)
dq = Ig – Reff
58
48
= 40,96 – 2,93
= 37,93 mm
Nilai – nilai sebagai faktor rancangan disajikan pada Tabel 4.10.
Tabel 4.10 Perhitungan Faktor Rancangan
Faktor Rancangan Hasil Satuan
Kebutuhan air tanaman (ETc) max 7.56 mm/hari
Kedalaman bersih irigasi (d) 30.72 mm
Kedalaman kotor irigasi (dg) 40.96 mm
Interval irigasi 4 hari
Kebutuhan air irigasi kotor (Ig) 40.96 mm
Curah hujan efektif 2.93 mm/hari
Kebutuhan air tanaman bersih (dq) 37.93 mm
Sumber: Hasil Perhitungan
4.4.8 Kapasitas Sistem Irigasi Pancar
Kapasitas sistem sprinkler tergantung pada luas lahan yang akan diairi, kedalaman
irigasi kotor setiap pemberian air dan waktu operasional yang diijinkan, contoh
perhitungan pada petak satu (1) sebagai berikut:
Data-data yang diketahui adalah sebagai berikut:
Luas Area (A) sebesar 1.33 ha
Kedalama air bersih (d) sebesar 30,72 mm
Jumlah hari dalam satu kali irigasi (f) direncanakan 4.06 hari
Jumlah jam operasi (T) direncanakan 6 jam
Efisiensi irigasi (E) 75%
Dari data diatas dapat diketahui kapasitas debit pompa sebagai berikut :
1. Q =
==
= 6,21 liter/detik
59
4.5 Tata Letak dan Desain Layout Jaringan Irigasi Pancar
Penentuan tata letak jaringan irigasi pancar berdasarkan komponen-komponen yang
dibutuhkan sesuai dengan Gambar 2.1. Dimana komponen-komponen tersebut terdiri dari
pompa, tampungan, katup pengukur aliran, filter, pipa utama, pipa lateral, dan sprinkler.
Komponen tersebut akan digunakan pada area lahan kering dengan luas 20,51 hektar. Pada
perencanaan studi ini yang digunakan sebagai contoh perencanaan adalah petak satu (1)
seluas 1,33 hektar.
Desain jaringan irigasi pancar yang akan digunakan bersifat permanen, dimana pipa
lateral dan pipa utama akan ditanam didalam tanah agar tidak mudah rusak karena terkena
sinar matahari, sehingga bersifat permanen atau solid set.
4.5.1 Perencanaan Sprinkler
Perencanaan tata letak dan desain sprinkler pada jaringan irigasi pancar meliputi
jumlah tanaman per petak, kebutuhan air tanaman bersih perpetak, perencanaan jarak
sprinkler, jarak pipa lateral, sehingga didapatkan debit nozzle per petak, selanjutnya
direncanakan jumlah sprinkler dan diketahui debit per sprinkler. setelah diketahui debit
sprinkler maka dapat ditentukan jenis sprinkler dan spesifikasinya.
4.5.1.1 Jumlah Tanaman Cabai Merah Per Petak
Yang pertama dalam desain irigasi pancar harus diketahui jumlah tanaman per petak.
Sebagai contoh paa perhitungan petak nomor 1.
Data-data yang diketahui adalah sebagai berikut :
Luas petak 1,33 hektar atau 13300 m2
Jarak tanam cabai merah yaitu 60 cm x 70 cm atau 0,6 m x 0,7 m
Efisiensi lahan sebesar 75%
Dari data-data tersebut diketahui jumlah tanaman cabai yaitu :
1. Jumlah tanaman pada petak 1 =
=
= 23750 pohon
4.5.1.2 Perencanaan Jarak Sprinkler dan Jarak Pipa Lateral
Jarak sprinkler direncanakan 18 meter. Sedangkan untuk jarak pipa lateral yaitu 18
meter. Dari jarak tersebut direncanakan jarak pancar (L) 18 meter. Sudut perpancaran ()
sebesar 45. Dari data tersebut dihasilkan kecepatan pancar sebagai berikut :
60
48
V = √
=√
= √
= 13,29 m/det
Jadi dari perhitungan tersebut maka jarak pancar yang direncanakan adalah 16 meter
dengan kecepatan pancar 13,29 m/det.
4.5.1.3 Perhitungan Kecepatan dan Tinggi Pancar
Tinggi pancar yang direncanakan dihitung dari tekanan dan kecepatan aliran yang
diberikan pada sprinkler.
Kecepatan aliran dihitung dengan rumus sebagai berikut:
V = √
Diketahui besar tekanan pada sprinkler yaitu 3 bar maka kecepatannya adalah
= √
= 20,09 m/det
Setelah kecepatan diketahui maka tinggi pancar dapat dihitung.
Data-data yang diketahui sebagai berikut :
α = 45
si α = 0,71
maka :
Vz = V si α
= 20,09 0,71
= 14,20 m
Perhitungan tinggi pancar yang dihasilkan :
H =
=
= 10,28 m
Selanjutnya perhitungan ditabelkan sebagai berikut :
61
Tabel 4.11 Kecepatan dan Tinggi Pancaran
Tekanan Koefisien
Kecepatan
Kecepatan
aliran
Sudut
Pancar (a) Sin a Vz
Tinggi
Pancaran
bar m m/det m/det m
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]
2.5 25.49 0.82 18.34 45° 0.71 12.97 8.57
3 30.59 0.82 20.09 45° 0.71 14.20 10.28
4 40.79 0.82 23.20 45° 0.71 16.40 13.71
5 50.99 0.82 25.94 45° 0.71 18.34 17.14
Sumber:
Perhitungan
Keterangan :
[1] : Data
[5] : Data
[2] : [1] 10,1974
[6] : sin [5]
[3] : Data
[7] : [4] [5]
[4] : [3] ( 2 9,81 ([2] + 0,2))^ 0,5 [8] : [7]² / (2 9,81)
4.5.1.4 Perhitungan Debit Sprikler Per Petak
Debit sprinkler petak 1 dapat dihitung dengan rumus aliran pada orifice (Toricelli).
Data-data yang diketahui adalah sebagai berikut:
Koefisien debit (C) sebesar 0.95 – 0.96
Tekanan (h) pada nozzle 3 bar atau 30,59 m
Luas penampang nozzle (a) sebesar 2,83 x 10-5
m2
Gravitasi 9.81 m/det
Dari data tersebut dapat diketahui besar debit srprinkler (Q) sebagai berikut:
Q = √
= 0.96 2,37 10-5
√
= 6,65 10-4
m3/det
= 2,39 m3/jam
= 0,00066 m3/det
62
48
4.5.1.5 Penentuan Tipe Sprinkler
Penentuan Tipe sprinkler dalam perencanaan irigasi pancar yang dipilih harus
disesuaikan dengan jenis tanaman, yaitu tanaman cabai. Sprinkler yang akan digunakan
jenis Metal Impact Sprinkler tipe Naan 233B dengan spesifikasi sprinkler seperti pada
Tabel 4.12.
Gambar 4.2 Sprinkler Naan 233B
Sumber: www.naandanjain.com
Tabel 4.12 Spesifikasi Metal Impact Sprinkler
Spesifikasi Nilai Satuan
Jenis/Tipe sprinkler Naan 233B
Diameter nozzle 6 mm
Tekanan operasi 3 bar
Debit 2,26 m3/det
Diameter pembasahan 36 m
Jarak antar sprinkler 18 m
Jarak antar lateral 18 m
Sumber: a jain irrigation company
4.5.1.6 Penentuan Laju Dan Lama Pemberian Air
Data-data yang diketahui adalah
Debit sprinkler sebesar 0,664 l/det
Jarak antar sprinkler 18 m
Jarak antar lateral 18 m
63
Kebutuhan air irigasi kotor (dg) 40,96 mm
Dari data-data tersebut dapat dihitung laju dan lama pemberian irigasi sebagai
berikut:
1. Laju pemberian air
I =
=
= 7,39 mm/jam
2. Lama pemberian Air
T = dg / I
= 40,96/ 7,39
= 5,55 jam
4.5.2 Jenis Pipa Pada Perencanaan Jaringan Irigasi Pancar
Jenis pipa yang akan digunakan pada perencanaan jaringan irigasi pancar yaitu pipa
PVC. Panjang pipa PVC yaitu 4 m. Diameter untuk setiap pipa berbeda, seperti yang
ditabelkan sebagai berikut :
Tabel 4.13 Diameter Pipa PVC Pada Jaringan Irigasi Pancar
Diameter Pipa Luar Tebal Pipa Dalam
inch mm m mm m m
Tongkat Sprinkler 1 32 0.032 2 0.002 0.028
Lateral 4 114 0.114 4.1 0.0041 0.1052
Sub Utama 6 165 0.165 6.4 0.0064 0.1522
Sumber : www.wavin.co.id
4.5.4 Sambungan Pada Pipa PVC
Sambungan pada pipa pvc jaringan irigasi pancar menggunakan beberapa jenis,
yaitu sambungan berupa belokan, sambungan untuk pipa, sambungan karena persimpangan
dan sambungan karena pengecilan pipa. Berikut ini adalah spesifikasi sambungan yang
akan ditabelkan :
64
48
Tabel 4.14 Spesifikasi Diameter Sambungan PipaPVC
No Jenis Sambungan Ukuran Diameter
Panjang (L) D1 D2
(inch) (mm) (mm) (mm)
1 Tee 6" 166 166 460
4" x 2" 114.5 60.35 171
2 Belokan 6" 166 - 132
4" 114.7 - 84
3 Socket 6" 166 - 132
4" 114.7 - 84
4 Reducing Socket 6" x 4" 114.7 166 295
2" x 1" 32.5 60.8 140
5 Faucet Socket 1" x 1/5" 22,4 68.8 61.8
Sumber : www.wavin.co.id
Berikut adalah gambar desain jaringan irigasi pancar (sprinkler irrigation).
65
66
48
Halaman ini sengaja dikosongkan
67
68
48
Halaman ini sengaja dikosongkan.
69
70
48
Halaman ini sengaja dikosongkan
71
72
48
Halaman ini sengaja dikosongkan
73
74
48
Halaman ini sengaja dikosongkan.
75
76
48
Halaman ini sengaja dikosongkan.
77
4.6 Hidrolika Jaringan Irigasi Pancar
Perhitungan ini digunakan untuk mengetahui besar kehilangan tinggi tekan yang
terjadi di sprinkler, pipa lateral dan pipa utama. Perhitungan dimulai dari besardebit,
kecepatan, serta tekanan yang terjadi di sprinkler maupun pipa.
4.6.1 Kehilangan Tinggi Tekan Mayor (Major Loses)
Tinggi tekan mayor pada riser, pipa lateral dan pipa utama yaitu tinggi tekan karena
gesekan yang terjadi dalam pipa. Besar tinggi tekan pada perencanaan jaringan irigasi
pancar berbeda-beda karena panjang tidak sama. Perhitungan kehilangan tinggi tekan
akibat gesekan sebagai berikut :
Sebagai contoh perhitungan adalah kehilangan tinggi tekan akibat gesekan pada pipa
lateral pada petak 1 :
Data-data yang diketahui adalah sebagai berikut :
Diameter pipa (D) adalah 4 inch atau 114 m
Diameter dalam pipa = D – (2 x tebal pipa)
= 114 – (2 x 4,1)
= 105,2 mm
Panjang pipa L1 sebesar 108 m
L/100 = 108/100 = 1,08 m
Jumlah sprinkler pada lateral L1 yaitu 6 buah
Debit pada lateral L1 (QL) = QE x n
= 0,00066 x 6
= 3,988 lt/det
Nilai gradient head pada pipa larteral L1
J =
=
= 0,221 meter
Koefisien Reduksi (F)
F =
=
= 0,451
78
48
Sehingga besar nilai kehilangan tinggi tekan akibat gesekan dalam pipa pada pipa
lateral L1 adalah
hf =
=
= 0,107 m
Hf lateral petak 1 =
= 0,645 m
Perhitungan selanjutnya ditabelkan sebagai berikut :
4.6.2 Kehilangan Tinggi Tekan Minor (Minor Loses)
Kehilangan tinggi tekan minor pada pipa-pipa jaringan irigasi pancar diakibatkan oleh
belokan pada pipa, percabangan pipa, dan katup (valve). Kehilangan tinggi tekan minor
pada setiap pip adalah sebagai berikut:
Sebagai contoh perhitungan berikut adalah perhitungan kehilangan tinggi tekan minor
pada pipa lateral :
Kecepatan aliran dalam pipa (V)
V =
=
=
= 0,46 m/det
Kehilangan tinggi tekan karena belokan
Dari skema didapatkan jumlah belokan pada pipa lateral adalah 1 buah.
n = 6
Debit (Q)Panjang Pipa
(L)
Diameter
Pipa (D)J
Koef.
Reduksi
Multi
L/100 Head Loss (Hf1)
l/det m mm m m m
[1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8]
Pipa Sub Utama 23.928 237.7 152.2 0.920 0.451 2.3772 0.986
Pipa Lateral 3.988 108 105.2 0.221 0.451 1.08 0.645
TOTAL 1.631
Keterangan :
[1] [5]
[2] [6]
[3] [7]
[4] [8]
Tabel 4.15 Kehilangan Tekanan Akibat Gesekan Pada Pipa Jaringan Irigasi Pancar
: Skema Jaringan Irigasi Pancar
: Data
: Skema Jaringan Irigasi Pancar
: Data
: 7,89 10⁷ (Q^1,75 / D^4,75)
: (1/2.75) + (1/N) + ((1,75-1)^0.5)/(6 N^2))
: [3]/100
: [5] [6] [7]
Posisi
Sumber: Perhitungan
79
L = 108
Q = QE x n
= 0,000665 x 6
= 3,99 lt/det
kb = 1,129
hb =
x 1
=
x 1
= 0,0012 m
Kehilangan tinggi tekan akibat T (tee joint)
Dari skema didapatkan jumlah T(tee joint) pada pipa lateral adalah 5 buah.
kt = 0,04
ht =
=
= 0,002 m
Kehilangan tinggi tekan akibat sambungan
Dari skema didapatkan jumlah sambungan pada pipa lateral adalah 27 buah.
Ks = 0,5
hs =
=
= 0,145 m
Kehilangan tinggi tekan akibat penyempitan
Dari skema didapatkan jumlah penyempitan pada pipa lateral L1 adalah 1 buah.
Kp = 0,22
hp =
=
= 0,049 m
Kehilangan tinggi tekan total
htotal = hb+ ht + hs+ hp
= 0,0012 + 0,002 + 0,145 + 0,049
= 0,209 m
80
48
Pada petak satu jumlah pipa lateral sebanya 6 buah, maka kehilangan tinggi tekan
minor loses pada pipa lateral petak satu = m. Perhitungan selanjutnya
ditabelkan sebagai berikut :
81
82
48
4.7 Perencanaan Pompa
4.7.1 Total Head Pompa
Elevasi muka tanah pada sumur SBK-115 adalah +33,12 dan elevasi muka air di sisi
keluar pada sawah tertinggi petak satu yaitu +40,93. Muka air tanah pada kedalaman 6,50
meter atau pada elevasi +26,62. Besarnya total dinamik head dapat diketahui sebagai
berikut:
Beda elevasi sumber air dan pompa (SH)
SH = elevasi sumber air - elevasi pompa
= 26,62 – 33,12
= -6,50 m
Beda elevasi pompa dan lahan tertinggi serta tinggi riser
E = elevasi pompa - lahan tertinggi + tinggi riser
= 33,12 – 40.93 + 1
= -6,8 m
Kehilangan head akibat gesekan (Hf1)
Hf1 = Hf pipa lateral + Hf pipa utama
= 0,645 + 0,986
= 1,631 m
Kehilangan head pada sambungan-sambungan dan katup (Hm)
Hm = Hm pada pipa lateral + Hm pipa utama
= 1,252 + 2,864
= 4,116 m
Kehilangan head pada sub unit (Hf2), 20% dari Ha
Hf2 = 20% x Ha
= 20% x 30,59
= 6,1 m
Velocity head (Hv)
Hv = 0,3
Tekanan operasi rata-rata sprinkler (Ha)
Ha = 30,59 m
Faktor keamanan (Hs), 20% dari total head
Hs = 20% x (Hf1 + Hm)
= 20% x (1,6+ 4,1)
83
= 0,20 x 5,7
= 1,1 m
Total Head Pompa (TDH)
TDH = SH + E + Hf1 + Hm + Hf2 + Hv + Ha + Hs
= -6,50 – 6,8 + 1,6 + 4,1+ 6,1 + 0,3 + 30,59 + 1,1
= 30,6 m
4.6.3 Break House Power (BHP)
=
= 4,77 kW
4.7.2 Pemilihan Tipe Pompa
Dari perhitungan sebelumnya didapatkan:
Total head pompa (H) = 30,6 m
Debit optimum (Qopt) = 11,13 lt/dt
Berdasarkan data tersebut, jenis pompa yang akan digunakan padaperencanaan
jaringan irigasi air tanah studi ini adalah pompa celup (submersible pump) merk
GRUNDFOS tipe SP 46 - 5 dengan data teknis berikut:
Tipe pompa = SP 46 - 5
Tipe motor = MS 6000
Daya motor = 7,5 kW
Berat = 25 kg
Diameter pompa = 95 mm
Panjang = 1115 mm
Head maksimum = 40 m
84
48
Gambar 4.5 Pompa Supmersible GRUNDFOS MS Motor
Sumber: GRUNDFOS Data Booklet
4.7.3 Pemilihan Daya
4.7.3.1 Perhitungan Daya Generator
Daya generator merupakan besar daya yang dihasilkan untuk mengangkat atau
menjalankan pompa. Dari pemilihan tipe pompa di atas, di dapat daya pompa sebesar 7,5
kW. Sehingga daya generator yang dihasilkan dapat dihitung sebagai berikut:
Pg> (17,6% x P) + P
Pg> (17,6% x 7,5) + 7,5
Pg> 8,82 kW
Agar lebih aman, maka diambil 30% lebih besar dari daya pompa.Sehinggadapat
dirumuskan sebagai berikut.
Pg> (30% x P) + P
Pg> (30% x 7,5) + 7,5
Pg> 9,75 kW
Dari perhitungan tersebut diketahui bahwa dengan daya pompa sebesar 8,82 kW
diperlukan sebuah generator dengan daya harus lebih besar atau sama dengan 9,75 kW.
Efisiensi maksimal generator berkisar antara 85% - 90% dari total daya generator.
85
Jenis generator yang akan digunakan padavperencanaan jaringan irigasi air
tanah studi ini adalah generator merk IWATA model IW10WS dengan data teknis
berikut:
Tipe = IW10WS
Frekuensi = 50 Hz
Daya = 10 kW
Kapasitas bahan bakar = 45 lt
Konsumsi bahan bakar = 2,5 lt/jam
Bahan Bakar = Solar
Dimensi (p x l x t) = 1,65 x 0,78 x 0,95 m
Berat = 650 kg
Kebisingan = 66 dBA/7 m
Harga = Rp. 60.120.000,-
Gambar 4.6 Generator IWATA i-series
Sumber: Catalog IWATA Diesel Generator
Sehingga perhitungan biaya untuk mengairi lahan pada bulan januari periode I adalah
sebagai berikut :
Konsumsi Bahan bakar = t x Konsumsi bbm/jam
= 90 x 2,5 liter
= 225 liter
86
48
Harga BBM jenis solar/liter = Rp. 5.150,-
Biaya konsumsi bahan bakar = 225 liter x Rp. 5.150,-
= Rp. 1.158.750,-
4.7.3.2 Perhitungan Daya Listrik PLN
Selain menggunakan generator, untuk menjalankan pompa dengan daya sebesar 5,5
kW dibutuhkan layanan listrik dari PLN dengan batas daya 6600 VA. Maka perhitungan
biaya untuk mengairi lahan pada bulan januari periode I dengan menggunakan layanan
listrik dari PLN adalah sebagai berikut :
Biaya periode I = Daya pompa xt x Harga tarif dasar listrik
= 7,5 kW x 90 jam x Rp. 1.467,28
= Rp. 990.414,00-
Gambar tarif dasar listrik dapat dilihat pada gambar dibawah ini.
87
Gambar 4.7 Tarif Tenaga Listrik
Sumber: http://listrik.org
4.8 Jadwal Pemberian Air Irigasi Pancar
Jadwal pemberian air irigasi sangat penting apabila mempunyai keterbatasan
kemampuan pompa dalam menggerakkan sprinkler. Waktu yang dibutuhkan untuk
memberikan air irigasi sesuai dengan kebutuhan setiap periode pertumbuhan tanama.
88
48
Berikut perhitungan jadwal permberian air pada tanaman cabai merah (Capsicium annum
L.)
Data-data yang dibutuhkan sebagai berikut :
Koefisien tanaman pada fase awal sebesar 0,30
Evapotranspirasi puncak 2,39 mm/hari
Kedalaman akar 0,1 m
Kedalaman air bersih (d) 7,68 mm
Interval irigasi
I =
=
= 3,21 hari
Kebutuhan air irigasi kotor (Ig)
Ig =
=
= 10,24 mm
Laju pemberian air irigasi 7,39 mm
Waktu pemberian air
T =
=
= 1,39 jam
Selanjutnya jadwal pemberian air ditabelkan sebagai berikut:
Tabel 4.17 Koefisien Tanaman Cabai Merah (Capsicum annum L.)
Periode Tumbuh Lama
(Bulan)
Kedalaman
Akar (m)
Nilai
Kc
ETc (mm/hari)
Interval (hari)
Waktu Pemberian Air (Jam)
Awal 1 0.1 0.30 2.39 1 1.39
Vegetatif 1 0.2 0.60 4.78 3 2.77
Pembungaan 1 0.3 0.95 7.56 3 4.16
Pembuahan 1 0.4 0.85 6.77 5 5.55
Pemasakan 2 0.4 0.80 6.37 5 5.55
Sumber: Doorenbos dan Pruitt, 1997
89
4.9 Analisa Rencana Anggaran Biaya
Analisa rencana anggaran biaya merupakan cara menganalisa perhitungan biaya yang
diperlukan dalam pembangunan kontruksi jaringan irigasi pancar berdasarkan perencanaan
yang dibahas dalam studi ini. Adapun langkah-langkan perhitungan dalam analisa rencana
anggaran biaya yaitu:
1. Perhitungan volume pekerjaan
2. Analisa Bill of quantity (BOQ)
3. Analisa harga satuan pekerjaan
4. Perhitungan rencana anggaran biaya (RAB)
Pada perencanaan jaringan irigasi pancar ini sudah didapatkan perhitungan volume
pekerjaan, analisa Bill of quantity dan analisa harga satuan pekerjaan yang akan
dilampirkan, sehingga langkah selanjutnya yaitu perhitungan rencana anggaran biaya
(RAB).
4.9.1 Perhitungan Rencana Anggaran Biaya (RAB)
Rencana anggaran biaya (RAB) didapatkan dari harga total seluruh pekerjaan
ditambahkan dengan pajak pertambahan nilai (PpN) sebesar 10% dari harga total seluruh
pekerjaan. Harga total seluruh pekerjaan didapatkan dari jumlah dari hasil perkalian
volume pekerjaan atau bill of quantity (BOQ) dengan harga satuan pekerjaan pada masing-
masing pekerjaan. Berikut adalah tabel perhitungan rencana anggaran biaya (RAB) petak
satu pada masing-masing pekerjaan:
No. Jenis Pekerjaan Satuan Volume
Harga Satuan
Pekerjaan
(Rp.)
Jumlah
(Rp.)
1 PEKERJAAN PERSIAPAN
a. Pembersihan lokasi m2
166.88 24,300 4,055,245
b. Pengukuran lokasi m2
166.88 10,500 1,752,266
5,807,511
5,807,511
Sumber: Perhitungan
Tabel 4.18 Pekerjaan Persiapan
Jumlah Harga (Rp.)
Jumlah Harga Pekerjaan (Rp.)
90
No. Jenis Pekerjaan Satuan Volume
Harga Satuan
Pekerjaan
(Rp.)
Jumlah
(Rp.)
1
a. Pipa PVC AW/4 6" bh. 60 654,700 39,282,000
b. Pipa PVC AW/4 4" bh. 162 294,600 47,725,200
c. Pipa PVC AW/4 1" bh. 36 39,300 1,414,800
d. Sambungan pipa PVC 6" box 60 108,000 6,480,000
e. Sambungan pipa PVC 4" box 204 51,300 10,465,200
f. Pipa T (Tee Joint) 6" box 5 213,800 1,069,000
g. Pipa T (Tee Joint) 4" box 30 85,000 2,550,000
h. Elbow 6" box 2 161,400 322,800
i. Elbow 4" box 6 63,800 382,800
j. Pipa sambungan 6"-4" box 6 89,100 534,600
k. Pipa sambungan 4"-2" box 31 41,000 1,271,000
l. Pipa sambungan 2"-1" box 14 7,500 105,000
m. Katup (velve) 6" bh. 1 1,597,500 1,597,500
n. Katup (velve) 4" bh. 6 43,200 259,200
o. Lem pipa 400 gram bh. 10 39,600 396,000
113,855,100
Tabel 4.19 Pekerjaan Jaringan Irigasi Pancar Pada Petak Satu
Jumlah Harga (Rp.)
PERPIPAAN
Sumber: Perhitungan
No. Jenis Pekerjaan Satuan Volume
Harga Satuan
Pekerjaan
(Rp.)
Jumlah
(Rp.)
2
a. Klep pengatur tekanan bh. 1 1,597,500 1,597,500
b. Pompa Grounfos SP 46 - 4 bh. 1 104,282,000 104,282,000
c. Generator IWATA tipe IW10WS bh. 1 60,120,000 60,120,000
d. Sprinkler 6 mm bh. 36 37,800 1,360,800
e. Pemasangan listrik 6600 VA bh. 1 7,800,000 7,800,000
f. Manometer bh. 1 28,000 28,000
175,188,300
3 OPERASIONAL DAN PEMELIHARAAN
a. Operasional - 1 12,000,000 12,000,000
b. Pemeliharaan - 1 6,000,000 6,000,000
c. Tenaga Kerja org. 3 70,000 210,000
18,210,000
307,253,400
Sumber: Perhitungan
MESIN DAN PERALATAN
Jumlah Harga (Rp.)
Jumlah Harga (Rp.)
Jumlah Harga Pekerjaan (Rp.)
91
Tabel 4.20 Rekapitulasi Rencana Anggaran Biaya (RAB)
No. Pekerjaan Harga Pekerjaan (Rp.)
I. Pekerjaan Persiapan 5,807,511
II. Pekerjaan Jaringan Irigasi Pancar 307,253,400
Jumlah Harga Pekerjaan (Rp.) 313,060,911
PPn 10 % 31,306,091
Jumlah Harga Konstruksi 344,367,002
Dibulatkan 344,367,100
Terbilang : tiga ratus empat puluh empat juta tiga ratus enam puluh tujuh
ribu seratus rupiah
Sumber: Perhitungan
Rencana anggaran biaya (RAB) untuk pembangunan jaringan irigasi pancar pada
sumur SBK – 115 di lahan petak satu (1) adalah sebesar Rp. 344,367,100,- terbilang tiga
ratus empat puluh empat juta tiga ratus enam puluh tujuh ribu seratus rupiah.
92
48
Halaman ini sengaja dikosongkan
