Upload
vanhanh
View
282
Download
9
Embed Size (px)
Citation preview
14/11/2013
1
11
PERENCANAAN DAN PERANCANGAN JARINGAN
IRIGASI CURAH (SPRINKLER)
Ahmad Tusi
22
IRIGASI CURAH :
� Pemberian air irigasi dengan cara menyemprotkan air ke udara dan menjatuhkannya di sekitar tanaman seperti hujan
� Dengan mengalirkan air bertekanan melalui orifice kecil atau nozzle
Ahmad Tusi
14/11/2013
2
33
KESESUAIAN
� Hampir semua tanaman, kecuali padi dan yute
� Hampir semua jenis tanah, kecuali liat halus (f < 4mm/jam)
Ahmad Tusi
44
KELEBIHAN:
a) Efisiensi cukup tinggi (± 75 %)
b)Tidak memerlukan perataan lahan (land grading).
c) Menekan erosi.
d) Pemupukan, herbisida dan fungisida dapat dilakukan bersama-sama
dengan air irigasi.
e) Biaya tenaga kerja untuk operasi < irigasi permukaan
f) Mengurangi lahan yang tidak dapat ditanami
g)Tidak mengganggu operasi alat dan mesin pertanian.
Ahmad Tusi
14/11/2013
3
55
KELEMAHAN :
a) Pola penyebaran air dipengaruhi kecepatan angin
(kec. angin < 13 km/jam)
a) Air irigasi harus cukup bersih
c) Investasi awal cukup tinggi tanaman dg nilai ekonomi tinggi
d) Diperlukan tenaga penggerak untuk menekan air (0.5 - 10 kg/cm2).
Ahmad Tusi
66
KLASIFIKASI
A. Berdasarkan nozzle :
a) Nozzle berputar
(Rotating head)
Ahmad Tusi
14/11/2013
4
77
b) Pipa berlubang
(perporated pipe)
Ahmad Tusi
88
B. Berdasarkan portability :
a) Portable
Ahmad Tusi
14/11/2013
5
99
b) Semi portable :
pompa tetap, lainnya portable
Ahmad Tusi
1010
c) Semi permanent :
pompa dan pipa utama tetap
Ahmad Tusi
14/11/2013
6
1111
d) Solid set :
pompa, pipa utama dan pipa
subutama tetap, pipa lateral
dipindah pd musim lain
Ahmad Tusi
1212
e) Permanent :
semua unit tetap
Ahmad Tusi
14/11/2013
7
1313
KOMPONEN1. Pompa air
2. Pipa utama
3. Pipa lateral
4. Sprinkler head
5. Komponen lain:
a) Saringan
b) Pompa boster
c) Katup sadap
d) Katup pengontrol aliran
e) Katup pengaman
f) Tangki injeksi
Ahmad Tusi
1414
1. Pompa air
� Mengangkat dan memberi tekanan
� Centrifugal atau turbin
� Tekanan 0.5 – 10 kg/cm2 (bar)
� Tenaga penggerak :
- motor bakar
- motor listrik
Ahmad Tusi
14/11/2013
8
1515
2. Pipa utama
� Besi, galvanis, semen, PVC (pralon), alumunium
� Ditanam atau dipermukaan tanah
� Permanen atau portable
Ahmad Tusi
1616
3. Pipa lateral
� Besi, galvanis, semen, PVC (pralon), alumunium
� Ditanam atau dipermukaan tanah
� Permanen, dipindah secara periodik atau kontinu (center pivot, wheeled)
Ahmad Tusi
14/11/2013
9
Asep Sapei 1717
Wheeled
Center pivot
1818
4. Pipa riser
� Utk memasang sprinkler head
� Besi, galvanis, PVC (pralon), alumunium
Ahmad Tusi
14/11/2013
10
1919
5. Sprinkler head
� Alat utk menyemprotkan air
� Karakteristik
- Tekanan 0.5 –10 kg/cm2
(bar)
- Diameter pembasahan
antara 6 – 140 m
- Kecepatan putar 0.5 – 1 rpm
- Spasi 9 – 100 m
- Debit 0.2 – 50 lt/det.
Ahmad Tusi
2020
6. Komponen lain
� Saringan
� Kolam pengendapan
� Pompa buster
� Katup sadap (pada lateral)
� Katup pengontrol aliran (pada pipa riser)
� Katup pengaman
� Tangki injeksi
� Dll
Ahmad Tusi
14/11/2013
11
2121
SPRINKLER HEAD
single nozzle sprinkler
two nozzle sprinkler
pop up sprinkler
giant sprinkler
Ahmad Tusi
2222Ahmad Tusi
14/11/2013
12
2323Ahmad Tusi
2424
LAJU APLIKASI(application rate),
� Laju siraman dari sekelompok sprinkler � Tergantung : ukuran nozzle, tekanan operasional, spasi antar
sprinkler, dan arah serta kecepatan angin� Harus lebih kecil dari laju infiltrasi tanah
Diameter nozzle (mm)
Tekanan (bar)
Diameter basah (m)
Debit (m3/jam)
Laju aplikasi (mm/jam)untuk spasing (m)
18 x 18 18 x 24 24 x 244 3,0 29 1,02 3,25 3,0 32 1,67 5,2 3,86 3,0 35 2,44 7,5 5,7 4,28 4,0 43 4,96 15,3 11,4 8,610 4,5 48 8,13 25,1 18,9 14,0
Ahmad Tusi
14/11/2013
13
2525
SEBARAN AIR
� Umumnya terbanyak berada di dekat sprinkler dan berkurang ke arah ujung.
� Pola sebaran berbentuk segitiga
Ahmad Tusi
2626
Spasi sprinkler (kondisi normal) : 65 % dari diameter basah
Ahmad Tusi
14/11/2013
14
2727
Pengaruh angin
Kecepatan angin
(km/jam)
Spasi dari diameter basahSpasi
sepanjang lateral
Spasi sepanjang pipa utama
0 50 % 65 %1-6 45 % 60 %
7-12 40 % 50 %> 12 30 % 30 %
Ahmad Tusi
2828
Keseragaman Sebaran Air
� Dinyatakan dg Koefisien Keseragaman (Uniformity coefficient, CU)
� Cu yg baik ± 85 %
� Perhitungan CU :
1. Wilcox dan Swailes
U: koefisien keseragaman distribusi, persen
S: Standar deviasi, ccx : rata-rata volume air, ccS/x: koefisien variasi, Cv
−=x
SU 1100
Ahmad Tusi
14/11/2013
15
2929
2. Hart
UCH: koefisien keseragaman distribusi, persen
3. Karmeli
UCL: koefisien keseragaman linier
b: kemiringan kurva regresi
4. Merrian dan Keller
DU: keseragaman distribusi
−=x
S..UCH 8001100
b.UCL 2501−=
100kedalaman rata-rata
terendahkedalaman seperempat dari ratarataxDU
−=
Ahmad Tusi
3030
5. Christiansen
CU: koefisien keseragaman, persen
Xi : kedalaman air di wadah ke i, mm
Hubungan CU dan DU
∑
∑ −−=
i
i
X
xX.CU 01100
( )DU.CU −−≅ 100630100
( )CU.DU −−≅ 100591100
Ahmad Tusi
14/11/2013
16
3131
Pengaruh Nilai CU
Ahmad Tusi
3232
Pengukuran Cu
o menggunakan wadah-wadaho jarak 1 atau 2 m
o air yg tertampung selamaperiode waktu tertentudiukur
(a)
(b)
(c)
Ahmad Tusi
14/11/2013
17
3333Ahmad Tusi
3434
CONTOH
Data pengukuran distribusi penyemprotan (mm) sebagai berikut:
S 8.9 7.6 6.6 S8.1 7.6 9.9 10.2 8.38.9 9.1 9.1 9.4 8.99.4 7.9 9.1 8.6 9.1S 7.9 6.6 6.8 S
∑ = 178iX mm
488.x = mm
417.xX i =∑ − mm
maka 2390178
4171100 .
.CU =
−= %
Ahmad Tusi
14/11/2013
18
3535
EFISIENSI
� Kedalaman aplikasi VS luas
(a)
(b)
Ahmad Tusi
3636
o Efisiensi distribusi, DE
o Efisiensi penyimpanan, E
o Efisiensi Penggunaan Air, Eap
Re: proporsi air yg sampai ke permukaan tanah
Oe : proporsi air efektif karena kehilangan dalam bentuk lain, dpt
diasumsikan = 1
%100100
100kedalaman rata-rata
dibutuhkan yang minimalkedalaman x
BA
GxDE
+==
%pemberiankedalaman
perkolasikedalaman 1001001
−=
+−=
+=
BA
B
BA
AE
xOeReDExEap =
Ahmad Tusi
14/11/2013
19
Asep Sapei 3737
3838
KEBUTUHAN AIR IRIGASI
� Air tersedia : kapasitas lapangan – titik layu permanen
No Tekstur tanah Air tersedia
Selang
(mm/m)
Rata-rata
(mm/m)
1
2
3
4
5
6
7
Tekstur sangat kasar – pasir sangat kasar
Tekstur kasar – pasir kasar, pasir halus dan pasir berlempung
Tekstur agak kasar – lempung berpasir
Tekstur sedang – lempung berpasir sangat halus, lempung dan
lempung berdebu
Tekstur agak halus – lempung berliat, lempung liat berdebu dan
lempung liat berpasir
Tekstur halus – liat berpasir, liat berdebu dan liat
Gambut
33 – 62
62 – 104
104 – 145
125 – 192
145 – 208
133 – 208
167 - 250
42
83
125
167
183
192
208
Ahmad Tusi
14/11/2013
20
3939
� MAD : defisit air yang dibolehkan
MAD (%) Tanaman dan kedalaman akar
25 – 40
40 – 50
50
Perakaran dangkal, tanaman sayuran dan buah-buahan
bernilai tinggi
Buah-buahan1), perdu, berri dan tanaman dalam baris
dengan perakaran sedang
Tanaman pakan, tanaman biji-bijian dan tanaman baris
dengan perakaran dalam
Ahmad Tusi
4040
� Air irigasi yang dibutuhkan, dx (mm)
Wa : air tanah tersedia, mm/mZ : kedalaman perakaran, m
� Interval irigasi, f (hari)
f = dn/Ud
dn : kebutuhan air irigasi bersih = dx + kehilangan, mmUd : kebutuhan air tanaman, mm/hari
ZWMAD
d ax 100=
Ahmad Tusi
14/11/2013
21
4141
� Laju pemberian air ≤ laju infiltrasi
I: laju pemberian air mm/mntQ : debit curahan sprinkler, l/mntSe : spasi sepanjang lateral, m,Sl : spasi antar lateral, m.
No Tekstur dan profil tanahLaju (cm/jam) pada kemiringan (%)
0 - 5 5 - 8 8 - 12 12 - 161234
56
7
Pasir kasar sampai 2 mPasir kasar di atas tanah yang lebih padatLempung berpasir ringan sampai 2 mLempung berpasir ringan di atas tanahyang lebih padatLempung berdebu sampai 2 mLempung berdebu di atas tanah yanglebih padatLiat berat atau lempung berliat
5.03.72.52.0
1.30.8
0.4
3.72.52.01.3
1.00.6
0.3
2.52.01.51.0
0.80.4
0.2
1.31.01.00.8
0.50.3
0.1
)/(60 le xSSQI =
Ahmad Tusi
4242
� Lama pemberian air, T (jam)
d : kedalaman air total yang diberikan, mmI : laju pemberian, mm/jam
� Kapasitas sistem sprinkler
IdT /=
fTE
Ad782=Q .
Q: kapasitas debit pompa (lt/det)A: luas areal yang akan diairi (hektar)d: kedalaman pemakaian air neto (mm)f: jumlah hari untuk 1 kali irigasi (periode atau lama irigasi) (hari)T: jumlah jam operasi aktual per hari (jam/hari)E : efisiensi irigasi
Ahmad Tusi
14/11/2013
22
4343
Contoh:
Tentukan kapasitas sistem irigasi curah untuk mengairi 16 hektar tanaman jagung. Laju konsumsi air rencana (evapotranspirasi tanaman) = 5 mm/hari. Lengas tanah yang digantikan di daerah perakaran pada setiap irigasi = 6 cm. Efisiensi irigasi 70%. Periode (lamanya) irigasi adalah 10 hari, dengan selang irigasi 12 hari. Sistem ini dioperasikan untuk 20 jam operasi per hari.
Penyelesaian :Diketahui A = 16, f = 10, T = 20, d = 6, E = 0,7Kapasitas sistem Q = 2,78 x (A x d)/(f x T x E) = 2,78 x (16 x 60)/(10 x 20 x 0,7) = 19 lt/det.
Ahmad Tusi
4444
HIDROLIKA NOZLE
Debit Sprinkler :
o
q: debit sprinkler (l/menit)Kd: koefisien debit nozel sesuai dengan peralatan yang digunakan H: head operasi sprinkler (m)
o Toricelli :
q: debit nozzle (m3/det)a: luas penampang nozzle atau orifice (m2)h: head tekanan pada nozzle (m); g: gravitasi (m/det2)C: koefisien debit yang merupakan fungsi dari gesekan dan kehilangan energi
kontraksi (C untuk nozzle yang baik berkisar antara 0,95 - 0,96).
HIDROLIKA IRIGASI CURAH
HKdq =
2g.hC.a=q
Ahmad Tusi
14/11/2013
23
4545
Indeks pemecahan air
Pd: indeks pemecahan airh: head tekanan pada nozzle (m)q: debit sprinkler (lt/det).
Jika Pd < 2, kondisi ukuran jatuhan termasuk baikPd = 4, kondisi ukuran jatuhan terbaikPd > 4, tekanan banyak yang hilang percuma
(10q)
h=P 0.4d
Ahmad Tusi
4646
HIDROLIKA ALIRAN DALAM PIPA
o Kehilangan head karena gesekan
Hazen-William
C: koefisien gesekan pipaL: panjang pipa (m)D: diameter dalam pipa (m)hf : kehilangan head (m)Q : debit aliran (m3/detik)
Scobey (1930)
Hf: kehilangan tekanan karena gesekan (m)Ks: koefisien Scobey, L: panjang pipa (m)Q: debit pipa (lt/det) D: diameter dalam (mm). Nilai Ks = 0.40 untuk pipa besi dan alumunium dengan coupler; 0.42 untuk pipagalvanis dengan coupler
LDC
Qh f 87,485,1
85,1
.
.684,10=
)1010,4( 69,4
9,1−= x
D
LQKH s
f
Ahmad Tusi
14/11/2013
24
4747
Jenis pipa Koefisien Kehalusan “C”Pipa besi cor, baru 130Pipa besi cor, tua 100Pipa baja, baru 120 ~ 130Pipa baja, tua 80 ~ 100Pipa dengan lapisan semen 130 ~ 140Pipa dengan lapisan asphalt 130 ~ 140Pipa PVC 140 ~ 150Pipa besi galvanis 110 ~ 120Pipa beton (baru, bersih) 120 ~ 130Pipa beton (lama) 105 ~ 110Alumunium 135 ~ 140Pipa bambu (betung, wulung, tali) 70 ~ 90
Ahmad Tusi
4848
Lt/det ft3/det
Nominal diameter luar102 mm(4 in)
127 mm(5 in)
152 mm(6 in)
202 mm(8 in)
254 mm(10 in)
G NG G NG G NG G NG G NGKehilangan tekanan (m/100 m atau ft/100 ft)
10 0,35 1,88 1,80 0,65 0,62 0,27 0,26 0,07 0,07
15 0,52 4,07 3,86 1,40 1,31 0,59 0,55 0,15 0,14
20 0,71 6,94 6,57 2,41 2,26 1,01 0,94 0,26 0,24 0,09 0,09
30 1,06 14,86 14,02 5,16 4,82 2,18 2,01 0,57 0,52 0,20 0,18
40 1,41 8,87 8,26 3,74 3,45 0,98 0,89 0,35 0,31
50 1,77 5,71 5,25 1,50 1,35 0,54 0,48
75 2,65 12,24 11,23 3,24 2,92 1,16 1,03
100 3,53 5,57 5,00 2,01 1,77
125 4,41 8,54 7,65 3,08 2,71
150 5,30 12,02 10,74 4,35 3,82
Pipa 6 m, tambahkan 10 % untuk G dan 7 % untuk NGPipa 12 m, kurangkan 5 % untuk G dan 4 % untuk NGG : berpintu, NG : tanpa pintu
Kehilangan tekanan karena gesekan dari pipa alumunium
Ahmad Tusi
14/11/2013
25
4949
DebitNominal diameter (iron pipe size ; Standar ratio diameter : 21)
101,6 mm(4 in)
127,0 mm(5 in)
154,2 mm(6 in)
203,2 mm(8 in)
254,0 mm(10 in)
304,8 mm(12 in)
Lt/det ft3/det Kehilangan tekanan (m/100 m atau ft/100 ft)6,0 0,21 0,48 0,17 0,078,0 0,29 0,82 0,29 0,1210,0 0,35 1,24 0,44 0,19 0,0515,0 0,53 2,62 0,94 0,40 0,11 0,0420,0 0,71 4,47 1,60 0,68 0,19 0,06 0,0325,0 0,88 6,75 2,42 1,08 0,28 0,10 0,0430,0 1,06 9,46 3,39 1,44 0,40 0,14 0,0640,0 1,41 5,77 2,45 0,68 0,23 0,1050,0 1,77 8,72 3,71 1,02 0,35 0,1560,0 2,12 12,23 5,20 1,43 0,49 0,2180,0 2,82 8,86 2,44 0,84 0,36100,0 3,53 3,69 1,26 0,55150,0 5,30 7,82 2,67 1,17200,0 7,06 4,56 1,99250,0 8,83 6,89 3,00300,0 10,59 9,66 4,21350,0 12,36 12,85 5,60
Kehilangan tekanan karena gesekan dari pipa PVC
Ahmad Tusi
5050
Contoh :
Hitung kehilangan tekanan (head) karena gesekan pada pipa besi (baru)berdiameter 10 cm, panjang 120 m jika air mengalir dengan debit 10liter/detik.
Penyelesaian:Dari Tabel, C untuk pipa besi baru = 130Menggunakan rumus :
Lh f ×=87,485,1
85,1
)1,0(130
)01,0(684,10= 0,019 x 120 m = 2,3 m
Ahmad Tusi
14/11/2013
26
5151
Persamaan lain utk menghitung kehilangan head karena gesekanpada pipa plastik
o Untuk pipa kecil (< 125 mm)
o Untuk pipa besar (≥ 125 mm)
oTanpa outlet
o Dengan multi outlet yang berjarak seragam
o Untuk sambungan
J: gradien kehilangan head (m/100 m)hf: kehilangan head akibat gesekan (m)hl: kehilangan head akibat adanya katup dan sambungan (m)Q: debit sistem (l/det), D: diameter dalam pipa (mm)F: koefesien reduksiKr: koefesien resistansiL: panjang pipa (m).
)/(1089,7 75,475,17 DQJ ××=
)/(1058,9 83,483,17 DQJ ××=
)100/(LJhf ×=
)100/(LFJhf ××=
)/(1026,8 424 DQKrhl ×××=
Ahmad Tusi
5252
Kehilangan head akibat gesekan untuk pipa PVC
Ahmad Tusi
14/11/2013
27
5353
Koefisien reduksi (F) untuk pipa multi outlet
JumlahOutlet
F Jumlah Outlet
FUjung1) Tengah2) Ujung1) Tengah2)
1 1,00 1,00 8 0,42 0,382 0,64 0,52 9 0,41 0,373 0,54 0,44 10 - 11 0,40 0,374 0,49 0,41 12 - 15 0,39 0,375 0,46 0,40 16 - 20 0,38 0,366 0,44 0,39 21 - 30 0,37 0,367 0,43 0,38 ≥ 30 0,36 0,36
1) Sprinkler pertama berjarak 1 interval dari pipa utama2) Sprinkler pertama berjarak 1/2 interval dari pipa utama
Ahmad Tusi
5454
Koefisien resistansi, Kr, untuk pipa plastik dan alumunium
Fitting/katupNominal diameter , in
2 3 4 5 6 8 10 12Coupler :- ABC- Hook-latch- Ring-lock
1,20,6
0,80,4
0,40,3
0,30,20,2
0,20,2
0,2 0,2 0,2
Elbow :- Radius besar- Radius kecil
0,40,8
0,30,7
0,30,6
0,30,6
0,20,6
0,20,6
0,20,6
0,20,5
Tee :- Hidran- Side outlet- Line flow- Side inlet
1,60,82,4
0,61,30,71,9
0,51,20,61,7
0,41,10,61,5
0,31,00,51,4
0,30,90,51,2
0,30,80,41,1
0,30,80,41,1
Katup :- Butterfly- Plate- Check- Hidran
1,22,02,2
1,22,02,08,0
1,12,01,87,5
1,02,01,57,0
0,82,01,56,7
0,62,01,3
0,52,01,2
0,52,01,1
Strainer 1,5 1,3 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5
Ahmad Tusi
14/11/2013
28
5555
Distribusi debit sepanjang pipa lateral
100×−=∆x
xx
Pe
PendPinQ
∆Q: perbedaan debit sprinkler sepanjang lateral (%)Pin: tekanan pada inlet/pangkal lateral (m)Pend: tekanan pada outlet/ujung lateral (m)Pe: tekanan rata-rata pada sprinkler (m)x: eksponen debit sprinkler
Ahmad Tusi
5656
Diameter pipa ditentukan berdasarkan kehilangan tekanan yang diijinkan
Penentuan diameter pipa pada berbagai debit dan panjang pipa
Debit (m3/jam)
Panjang pipa (m)< 250 250 - 500 > 500
Diameter pipa (mm)5 50 5010 75 7525 75 7550 100 10060 100 125 15070 100 125 15080 125 150 150
Ahmad Tusi
14/11/2013
29
5757
Pedoman (Rule of thumb) :
o Variasi debit sepanjang lateral maks 10%
o Kehilangan head pada sub unit (∆Ps) dibatasi tidak lebih dari 20% dari tekanan operasi rata-rata sistem
o Kehilangan head (hf) pada lateral ≤ ∆Hl
o Pada manifold (pembagi) kehilangan headnya (hf) ≤ ∆Hm
o Kehilangan tekanan karena gesekan di pipa utama maksimum sebesar 0.41 m/10 m
o Tekanan inlet lateral yang tertinggi diambil sebagai outlet manifold pada sub unit.
Ahmad Tusi
5858
∆Ps = 20% x Ha
∆Hl = 0,55 ∆Ps ± Z lateral
∆Hm = 0,45 ∆Ps ± Z manifold
∆Ps: kehilangan head yang diijinkan pada sub-unit (m)∆Hl: kehilangan head yang diijinkan pada lateral (m)Ha: tekanan operasi rata-rata sprinkler (m)∆Hm: kehilangan head yang diijinkan pada manifold (m)Z lateral: perbedaan elevasi sepanjang lateral (m)Z manifold: perbedaan elevasi sepanjang manifold (m)-: elevasi menurun, +: elevasi menaik
Ahmad Tusi
14/11/2013
30
5959
Tekanan operasi rata-rata (Ha, m) :
Ha = Ho + 0,25 Hf + 0,4 He
Ho: tekanan operasi di nozzle terjauh (m)Hf: kehilangan tekanan karena gesekan (m)He: perbedaan ketinggian maksimum antara pangkal dan ujung lateral (m).
Tekanan pada pangkal lateral (Hn, m):
Hn = Ha + 0,75 Hf ± 0,6He + Hr
Hr: tinggi pipa riser (m)Nilai He akan positif apabila lateral terletak menaik lereng dan negatif apabila menuruni lereng
Ahmad Tusi
6060
TEKANAN POMPA
� Tergantung :
oTekanan yang disarankan pada sprinklero Kehilangan tekanan di pipa utama dan lateral,o Perubahan elevasi lahan
Ahmad Tusi
14/11/2013
31
6161
Persamaan lain:
Ht = Hn + Hm + Hj + Hs
Ht: total tekanan rencana yang diperlukan pompa untuk bekerja=TDH (m)Hn: maksimum tekanan yang diperlukan pada pipa utama untuk menggerakan
sprinkler pada lateral dengan tekanan operasional tertentu, termasuk tinggi raiser (m)
Hm: maksimum energi hilang karena gesekan pada pipa utama, tinggi hisap dan NPSH (net positive suction head) pompa (m)
Hj: beda elevasi antara pompa dengan titik sambung lateral dengan pipa utama (m)
Hs: beda elevasi antara pompa dengan muka air sesudah drawdown (m).
Ahmad Tusi
6262
Tenaga pompa :
EpC
TDHQBHP
××=
BHP: tenaga penggerak (kW)Q: debit pemompaan (l/detik)TDH: total dynamic head (m)C: faktor konversi sebesar 102,0,Ep: efisiensi pemompaan
Ahmad Tusi
14/11/2013
32
6363
PROSEDUR YANG DISARANKAN :
1. Kumpulkan informasi/data mengenai tanah, topografi, sumber air, sumber tenaga, jenis tanaman yang akan di tanam dan rencana jadwal tanam
2. Penentuan kebutuhan air irigasi :a) Prediksi jumlah atau kedalaman air irigasi yang
diperlukan pada setiap pemberian airb) Tentukan kebutuhan air irigasi: puncak, harian,
musiman atau tahunanc) Tentukan frekuensi atau interval irigasid) Tentukan kapasitas sistem yang diperlukane) Tentukan laju pemberian air yang optimal
RANCANGBANGUN IRIGASI CURAH
Ahmad Tusi
6464
3. Desain sistem :a) Tentukan spasi, debit, ukuran nozle dan tekanan operasi dari
sprinkler pada kondisi laju pemberian air yang optimal serta jumlah sprinkler yang dioperasikan secara bersamaan
b) Desain tata-letak dari sistem yang terbaik yang memenuhi (a)
Tata Letak Lateral
Tergantung: - Jumlah sprinkler- Lateral yg dibutuhkan- Topografi- Kondisi angin
- Jumlah sprinkler Nn = Qs/qa
Nn: Jumlah sprinkler minimum yang dioperasikan secara simultanQs : kapasitas debit total dari sistem, l/detqa : debit sprinkler rata-rata, l/det
Ahmad Tusi
14/11/2013
33
6565
Ukuran nozzlemm
TekananRata-rata
kPa
DebitLt/det
Diameterefektif D
m
Kecepatan angin, m/det0 - 5 2 - 7 5 - 9 7 - 11
3,18 x 2,38 240 0,20 20 12 11 10 93,57 x 2,58 260 0,26 21 13 12 10 93,97 x 3,18 280 0,38 24 14 13 12 104,37 x 3,18 290 0,43 25 16 13 12 104,76 x 3,18 310 0,49 27 16 15 13 115,16 x 3,18 325 0,57 28 17 15 13 125,56 x 3,18 340 0,63 29 17 16 14 126,35 x 4,78 410 1,08 34 20 18 16 147,14 x 4,78 450 1,35 35 22 20 17 157,94 x 4,78 455 1,58 37 22 20 18 168,73 x 4,78 480 1,89 38 23 21 18 169,53 x 4,78 520 2,18 39 23 21 19 169,53 x 6,35 520 2,73 44 27 24 21 1911,11 x 6,35 550 3,46 50 31 27 24 2112,70 x 6,35 550 4,06 53 32 29 26 2314,26 x 6,35 620 5,24 57 34 31 27 2415,88 x 6,35 620 6,12 60 36 32 29 25
- Spasi sprinkler
Ahmad Tusi
6666
- Jumlah lateral yang dioperasikan secara simultan Tergantung:
o Jumlah sprinkler minimum yang dioperasikan secara simultan, atau
o Jumlah lateral yang dipindahkan per hari dan lama pemberian air setiap kali pemberian
- Pengaruh topografi
o Variasi tekanan di lateral karena gesekan dan beda elevasi harus < 20 % dari tekanan operasi rencana, Pa
o Panjang lateral dibatasi oleh variasi tekanan yang diperkenankan
o Peletakan lateral menaiki bukit harus dihindario Lateral yang menurun akan meningkatkan tekanan, shg
dapat lebih panjang
Ahmad Tusi
14/11/2013
34
6767
- Jumlah lateral yang dioperasikan secara simultan
Tergantung:
o Jumlah sprinkler minimum yang dioperasikan secara simultan, atau
o Jumlah lateral yang dipindahkan per hari dan lama pemberian air setiap kali pemberian
Ahmad Tusi
6868
- Pengaruh topografi
o Variasi tekanan di lateral karena gesekan dan beda elevasi harus < 20 % dari tekanan operasi rencana, Pa
o Panjang lateral dibatasi oleh variasi tekanan yang diperkenankan
o Peletakan lateral menaiki bukit harus dihindario Lateral yang menurun akan meningkatkan tekanan, shg
dapat lebih panjango Tanaman dalam baris menurut kontur hand-move
atau solido System Lahan berteras lateral dapat paralel dan
menurun
Ahmad Tusi
14/11/2013
35
6969Ahmad Tusi
7070
- Pengaruh anginArah lateral tegaklurus dari arah angin
Tata Letak Pipa Utama dan Stasiun Pompa
o Pipa utama atau subutama/manifold diletakan searah lereng (menaik atau menurun)
o Jika lateral diletakan menuruni bukit, maka pipa utama diletakan disepanjang punggung bukit
o Pipa utama diletakan sedemikian rupa sehingga pipa lateral dapat dipindah-pindah secara split line
o Stasiun pompa diusahakan diletakan dititik pusat dari areal rencana
o Kadang-kadang diperlukan pompa kedua (booster pump)untuk meningkatkan tekanan
Ahmad Tusi
14/11/2013
36
7171Ahmad Tusi
7272
c) Bila diperlukan lakukan penyesuaian (adjusment) dari (2) dan (3a)
d) Tentukan ukuran (diameter) dan tekanan pipa laterale) Tentukan ukuran (diameter) dan tekanan pipa utama
4. Penentuan pompa :
a) Tentukan total tenaga dinamik (TDH) yang diperlukanb) Tentukan pompa yang sesuai dengan debit dan TDH yang
diperlukan
Ahmad Tusi
14/11/2013
37
7373
FAKTOR DESAIN
Ahmad Tusi
7474Ahmad Tusi
14/11/2013
38
7575
Tentukan rancang bangun sistim irigasi sprinkler berpindah untuk lahan seluas 16.2 ha. Laju pemberian maksimum = 15 mm/jam, laju pemberian 58 mm selama 8.1 hari atau seluas 2 ha per hari. Kecepatan angin = 6.7 km/jam, Ha = 276 kPa, Hj = 1,0 m, He = 0,6 m, Hs = 5.0 m, Hr = 0.8 m, NPSH = 2.0 m, Sl = 12 m dan Sm = 18 m. Variasi tekanan di lateral yang diijinkan = 20 % dari tekanan rata-rata. Sumur terletak di tengah lahan.
Ahmad Tusi
7676
Penyelesaian:
Tata letak dari sprinkler, lateral dan pipa utama adalah sepertiberikut
Ahmad Tusi
14/11/2013
39
7777
Asumsi bahwa sprinkler pertama berjarak 12 m dari pipa utama, maka jumlah sprinkler per lateral = (201.2 – 12)/12 = 15,8 , dibulatkan menjadi 16 buah
Asumsi bahwa lateral pertama berjarak 12 m dari sisi, maka jumlah lateral = (402,5 – 12)/18 = 21,7 , dibulatkan menjadi 22 buah.
(1) Jumlah lateral yang beroperasi per hari : (2,0 ha x 10000 m2/ha)/(16 x 12 m x 18 m) = 5,8 , dibulatkan menjadi 6 buah lateral
Untuk menekan jumlah lateral yang dipindahkan, maka dapat dipilih 2 buah lateral yang beroperasi bersamaan dan dipindahkan 3 kali per hari
Ahmad Tusi
7878
(2) Sprinkler :
Debit per sprinklerQ = (12 m x 18 m x 15 mm/hr x 10000 cm2/m2)/(10 mm/cm x 100 cm3/lt x 3600 det/jam) = 0.9 lt/detDebit per lateral = 16 x 0.9 = 14.4 lt/detDebit per operasi = kapasitas sistem = 2 x 14.4 = 28.8 lt/det
Dari Tabel dengan Ha= 276 kPa dan debit 0,9 lt/det, sprinkler yang sesuai adalah yang berukuran 6.35 mm x 3, 97 mm dengan diameter pembahasan 31 m.
Kecepatan angin 6 km/jam : diameter pembasahan sprinkler sepanjang lateral = 12/0.45 = 27 m diameter pembahasan sprinkler antar lateral = 18/0.69 = 30 mKeduanya < 31 m, maka sprinkler dapat digunakan
Ahmad Tusi
14/11/2013
40
7979
(3) Pipa lateral dan utama
Kehilangan tekanan di lateral yang diijinkan = 0.20 x 276 = 55.2 kPa = 55.2/9.8 = 5.6 mKehilangan tekanan karena gesekan saja = 5.6 – He = 5.6 – 0.6 = 5.0 mKehilangan tekanan di pipa utama yang diijinkan = 0.41/10 x 189 = 7.7 mHitung kehilangan tekanan pada pipa lateral (192 m) dan pipa utama (189 m) untuk pipa 76.2 mm, 101.6 mm dan 127.0 mm. Nilai F untuk 16 sprinkler = 0.38
Diameter
(mm)
Kehilangan tekanan karena gesekan (m)
Lateral Hf x F Utama
76.2101.6127.0
13.53.21.0
35.08.22.7
Ahmad Tusi
Ahmad Tusi 8080
Dipilih pipa lateral yang berdiameter 101.6 mm (3.2 m < 5.0 m) dan pipa utama yang berdiameter 127.0 mm (2.7 < 7.7)
(4) Tekanan yang diperlukan pada pangkal lateral terjauhHn = (276/9.8) + 0.75(3.2) + 0.6(0.6) + 0.8 = 31.8 m
(5) Kapasitas pompaHt = 31.8 + 2.0 + 2.7 + 1.0 + 5.0 = 42.5 m