efisiensi saluran terbuka

Analisa Efisiensi Penggunaan Sistem Saluran Terbuka untuk Saluran Irigasi Pertanian Berdasarkan Bentuknya

 

 

Sartika, Warda Andri Putra, Fildri Simarna,

Jurusan Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya, Kampus Indralaya, Jl.Raya Palembang-Prabumulih KM.32 Indralaya, Ogan Ilir-Palembang 30662, sartika08006@gmail.com

 

 

ABSTRAK

Saluran irigasi dapat berupa saluran irigasi alamiah dan saluran buatan. Dimana saluran buatan dapat dibagi lagi menjadi sistem saluran terbuka dan saluran tertutup (pipa)  Saluran terbuka adalah saluran yang mengalirkan airnya dengan permukaan terbuka yang dipengaruhi tekanan atmosfer. Saluran sistem terbuka untuk irigasi memiliki beberapa bentuk umum yang sering digunakan yaitu trapesium, persegi, segitiga dan saluran yang terbentuk secara alamiah. Setiap bentuk saluran akan menghasilkan kecepatan aliran yang berbeda yang tentu saja mempengaruhi pertumbuhan tanaman yang akan dialirkan irigasi tersebut. Saluran terbuka perlu dianalisis dengan penggunaan rumus empiris yang telah ada.

Kata kunci: sistem irigasi, saluran terbuka, trapezium, persegi, segitiga

 

ABSTRACT

Irrigation channel can be a natural and artificial irrigation channels. Where artificial channels can be subdivided into an open channel system and the closed channels (pipes). Open channels are channels that drain the water with an open surface which is influenced atmospheric pressure. Open channels to the irrigation system has some common forms are frequently used trapezoidal, square, triangle, and a channel that is formed naturally. Every form of the channel will produce  different flow rate which of course affect crop growth will be  streamed irrigation. Open channels need to be analyzed with the use of empirical formula who have been there.

Keywords : irrigation system, open channels, trapezoidal, square, triangle

 

PENDAHULUAN

 

Irigasi merupakan upaya yang dilakukan manusia untuk mengairi lahan pertaniannya. Dalam dunia modern saat ini sudah banyak model irigasi yang dapat dilakukan manusia. Pada zaman dahulu jika persediaan air melimpah karena tempat yang dekat dengan sungai atau sumber mata air, maka irigasi dilakukan dengan mangalirkan air tersebut ke lahan pertanian. Namun demikian irigasi juga biasa dilakukan dengan membawa air dengan menggunakan wadah kemudian menuangkan pada tanaman satu-persatu. Untuk irigasi dengan model seperti ini di Indonesia biasa disebut menyiram.
Sebagaimana telah diungkapkan, dalam dunia modern ini sudah banyak cara yang dapat dilakukan untuk melakukan irigasi dan ini sudah berlangsung sejak Mesir Kuno.(Wikipedia)

Saluran irigasi dapat berupa saluran terbuka dan juga dapat berupa saluran tertutup ini (dalam bentuk pipa). Dalam penerpan dilapangan lebih banyak sistem terbuka yang diterapkan.

Irigasi dengan sistem saluran terbuka memerlukan anlisis dengan menggunakan rumus-rumus empiris yang lebih susah jika dibandingkan dengan sistem pipa (Suroso : 2000).

Pada saat merencanakan saluran yang perlu diperhatikan adalah biaya konstruksi  dan biaya pemeliharaan yang ekonomis. Pada umumnya saluran tanpa pasangan merupakan saluran yang paling umum digunakan, selain itu saluran tanah tanpa pasangan relatif lebih kecil biaya konstruksinya. Erosi dan sedimentasi pada semua ruas harus minimum.

 

Sedimentasi (pengendapan) pada saluran akan terjadi jika kapasitas angkut sedimennya berkurang. Untuk itu kapasitas debit saluran harus dijaga/dipertahankan. Sedimen yang masuk ke saluran irigasi biasanya berupa sedimen layang (suspended load) berupa partikel lempung dan lanau dengan ukuran diameter d < 0.06 mm hingga 0.07 mm. Partikel yang lebih besar dari ukuran tadi akan tertangkap/diendapkan di kantong lumpur (Kodoati : 2001).

 

Salah  satu unsur geometris penampang saluran, koefisien strickler k merupakan hall penting yang perlu diperhatikan. Besarnya Koefisien Strikler k biasanya tergantung pada hal-hal berikut:

1      Kekasaran permukaan saluran.

1      Ketidakteraturan permukaan saluran.

2      Trase saluran

3      Vegetasi

4      Sedimen

 

Makin tinggi kekasaran permukaan saluran akan menyebabkan rendahnya harga Koefisien Strickler, sehingga bisa menyebabkan berkurangnya kecepatan. Ketidakteraturan permukaan saluran akan menyebabkan perubahan terhadap luas penampang basah A dan keliling basah P.

 

Pengaruh adanya vegetasi terhadap saluran akan menyebabkan berkurangnya koefisien Kekasaran Strickler. Kedalaman aliran dan kecepatan aliran akan membatasi pertumbuhan vegetasi di dalam saluran. Pemeliharaan selama masa eksploitasi terhadap permukaan saluran serta menjaga saluran agar bebas dari vegetasi akan sangat berpengaruh terhadap Koefisien Kekasaran Strickler.

 

 

TUJUAN

 

              Dengan mengetahui sifat-sifat dari bentuk-bentuk saluran irigasi maka dapat diketahui sistem saluran bentuk apa yang optiml untuk diterapkan pada lahan pertanian.

 

METODOLOGI

              Metodologi yang digunakan adalah dengan metode deskriptif dengan penggambaran dan penjelasan pada setiap bentuk saluran irigasi sistem terbuka. Dari penjelasan ini akan dapat diketahui sistem yang paling optimal yang dapat diterapkan. Penjelasan didapat dari sumber pustaka dari beberapa jurnal. 

 

HASIL DAN PEMBAHASAN

 

Penampang saluran diharapkan bisa mengalirkan debit tertentu dengan luas penampang basah yang sekecil-kecilnya (minimum), penampang demikian biasa disebut penampang efisien atau penampang ekonomis. Dari analisis geometri penampang melintang saluran, maka penampang melintang yang ekonomis akan didapatkan jika atau setengah dari penampang heksagonal atau penampang trapesium dengan sudut kemiringan talud   30˚ terhadap horisontal. Diantara semua bentuk penampang (segi empat, segi tiga ataupun trapesium), penampang trapesium merupakan penampang yang paling ekonomis. Untuk saluran dengan kapasitas debit yang besar dibuat dengan memperhatikan n perbandingan lebar dasar B dengan kedalaman h yang tinggi, hal ini untuk menghindari agar kecepatan rencana tidak melebihi batas kecepatan maksimum yang diizinkan. Pada saluran yang lebar, efek erosi pada dinding saluran tidak terlalu berakibat serius terhadap besarnya kapasitas debit. Kekurangan yang utama dari saluran yang lebar dan dangkal adalah keterbatasan pembebasan lahan, sehingga biaya pelaksanaannya menjadi lebih tinggi.

Sebagai acuan untuk menentukan perbandingan antara lebar dasar B dengan kedalaman saluran h, serta kemiringan talut dinding m untuk besaran debit tertentu.

Kemiringan medan yang curam kemungkinan menyebabkan kecepatan aliran yang dihasilkan melebihi kecepatan maksimum yang diizinkan bagi saluran tanah, sehingga pemakaian saluran pasangan (canal lining) menjadi perlu. Tapi tidak perlu seluruh saluran dibuat dengan pasangan, karena akan menjadikan biaya pelaksanaan sangat mahal. Untuk itu membuat landai kemiringan dasar saluran disertai pembuatan beberapa bangunan terjun perlu dipertimbangkan.

Kasus perbandingan :

Jika diketahui ketiga saluran (segitiga, trapezium, persegi) dengan lebar saluran sama 2 meter dan tebal saluran (d) 50 cm dengan s = 1:1800 dan untuk kekasaran saluran(n) = 0,025. Hitung kecepatan aliran dan debit, bandingkan sluran mana yang paling optimal.

1.    Trapesium :

s = 1 : 1800 = 0,000556

Z = e/d = 0,5 m / 0,5 m = 1

a = bd + Zd² = 1 x 0,5 + 1 x (0,5)²

  = 1,25 m²

p = b + 2d (Z² + 1)^1/2

   = 2,4142 m

R = a/p = 0,52

v = R^2/3 s^1/2/n

v = (0,52)^2/3(0,000556)^1/2/0,025

v = 0,598 m/s

q = v . a

   = 0,598 . 1,25

   = 0,7475 m/s

 

2.    Segitiga :

Z = e/d = 1/0,5 = 2

a = Zd² = 2 x (0,5)² = 0,5 m²

p = 2d(Z² + 1)^1/2 = 2,236 m

R = a/p = 0,22

v = R^2/3 s^1/2/n

v = (0,22)^2/3(0,000556)^1/2/0,025

v = 0,3312 m/s

q = v . a

   = 0,3312 . 0,5

   = 0,1056 m/s

 

3.    Persegi :

a = t . d = 2 x 0,5 = 1 m²

p = t + 2d = 2 + 2 x 0,5 = 3 m

R = a/p = 0,33

v = R^2/3 s^1/2/n

v = (0,33)^2/3(0,000556)^1/2/0,025

v = 0,4393m/s

q = v . a

   = 0,4393 . 1

   = 0,4393 m/s

 

Gambar saluran bentuk trapesium

Dari hasil perhitungan di atas dapat dilihat bahwa saluran dengan tipe trapezium lebih optimal dibandingkan dengan segitiga dan persegi. Saluran dengan lebar yang sama ternyata mempunyai kecepatan yang berbeda.

 

 

 

KESIMPULAN

1.    Saluran irigasi dapat berupa sistem terbuka dan sistem tertutup.

2.    Sistem irigasi saluran terbuka akan dipengaruhi oleh tekanan atmosfer.

3.    Saluran terbuka terdapat beberapa bentuk yaitu bentuk trapezium, segitiga dan persegi.

4.    Dari ketiga jenis bentuk saluran itu yang paling optimal dalam penerapannya adalah trapezium.

5.    Kekasaran saluran, kemiringan, dan bentuk saluran  akan mampengaruhi kecepatan dn debit air.

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Anonim.2010.irigasi.(online).

(http://www.google.co.id/irigasi).

(diakses pada tanggal 5 mei 2010).

Anonim.2010.saluran terbuka.(online).

(http://www.google.co.id/saluran-terbuka). (diakses pada tanggal 5 mei 2010).

Kodoati, R.J. 2001. Hidrolika Terapan.

Jakarta : Rineka Cipta.

Soroso, Agus. 2000. Mekanika Fluida

      dan Hidrolika. Jakarta : Pusat

      Pengembangan bahan jakarta-

      UMB.

US Dept. of the Interior, Bureau of

Reclamation. 2001 revised. 1997 third edition, Water Measurement Manual, (online) at: http://www.usbr.gov/pmts/hydraulics_lab/pubs/wmm/index.htm