TUGAS TERSTRUKTUR IRIGASI DAN DRAINASE RESUME FLOOD IRRIGATION (IRIGASI PERMUKAAN)
OLEH: Kelompok 1 Kelas C Anggota : Rose Clarita Situmorang
(155040201111202)
Eva Merianti Sitorus
(155040201111237)
Sanjaya Tarigan
(155040201111135)
Denny Sihotang
(155040201111318)
Ellysabet Shinta O.
(155040201111117)
Pranadini Eka
(201702002)
Meilina Rutmini Siahaan (155040201111323) Bagas Prakoso
(155040207111121)
Marco Ferrianto P.
(155040200111197)
Jackson A. Sitorus
(155040201111229)
Bona William Pasaribu
(155040200111174)
Joshua Sitepu
(155040200111240)
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA 2017
Resume:
FLOOD IRRIGATION/SURFACE IRRIGATION (IRIGASI PERMUKAAN) Istilah irigasi permukaan mengacu pada jenis irigasi dimana air mengalir di atas permukaan tanah dan dikendalikan dengan tujuan memberikan air dengan jumlah yang diinginkan untuk tanah. Meskipun kemiringan atau kelerengan tanah berperan penting dalam pergerakan air, namun kemiringan permukaan air lah yang menyebabkan air mengalir ke tingkat-tingkat permukaan. Faktor lain yang menentukan dalam irigasi ini adalah batas-batas tampungan air (bendungan). Kemiringan atau kelerengan yang salah akan membatasi aliran air dan menyebabkan distribusi dan infiltrasi yang tidak merata. Metode irigasi berupa irigasi permukaan merupakan metode irigasi yang paling banyak digunakan, dimana lebih 90% lahan pertanian di dunia menggunakan metode irigasi ini. Bahkan, sistem irigasi permukaan sebenarnya telah digunakan sekitar 5.000 tahun lalu, yaitu di belahan dunia bagian timur. Di Filipina, irigasi permukaan telah dibangun sekitar 3.000 tahun yang lalu dalam budidaya padi.
Irigasi permukaan
dikatakan efisien apabila tata letak dan desain pilihan baik, dilakukan pengolahan tanah, tingkat kehilangan air saat pendistribusian kecil dan sistem manajemen yang digunakan efektif. Desain dan manajemen sistem irigasi permukaan biasanya lebih kompleks daripada sistem irigasi yang lain, karena ada faktor-faktor tambahan, seperti penentuan penyimpangan tanah dan gradien, dan menentukan pergiliran dari irigasi tersebut. Beberapa faktor-faktor penting yang mempengaruhi masuknya atau mengalirnya air ke dalam tanah, yaitu: 1. Jenis tanah 2. Kecenderungan tanah untuk membentuk lempeng atau mengeras dan ketahanan terhadap erosi 3. Lapisan-lapisan tanah 4. Tingkat air tanah 5. Hambatan aliran karena tanaman 6. Jumlah gulma 7. Kualitas air 8. Praktek-praktek budidaya 9. Pengolahan tanah 10. Gradien 11. Waktu kontak antara air dan tanah 12. Kelerengan
Ada beberapa istilah yang perlu dipahami, yaitu: 1. Fase awal, yaitu aliran irigasi awal yang bergerak ke petakan, cekungan maupun parit/alur. 2. Waktu fase awal, yaitu waktu minimum yang dibutuhkan untuk aliran awal bergerak dari awal petakan, parit, atau cekungan ke tempat/titik tertentu. 3. Waktu total fase awal, yaitu waktu minimum yang dibutuhkan fase awal bergerak dari awal petakan, cekungan, atau parit sampai akhir/ujung. 4. Fase resesi, yaitu aliran irigasi terakhir yang bergerak ke bawah cekungan, parit atau petakan. 5. Waktu fase resesi, yaitu waktu yang dibutuhkan fase resesi berjalan dari awal petakan, cekungan atau parit ke titik tertentu. 6. Total waktu fase resesi, yaitu waktu minimum yang dibutuhkan fase resesi berjalan dari awal prtakan, cekungan atau parit sampai ke akhir/ujung. 7. Waktu kontak, yaitu waktu minimum kontak antara air irigasi dan permukaan tanah. Ini adalah selang waktu antara fase awal dan fase resesi pada titik tertentu yang menyediakan kesempatan untuk infiltrasi air ke dalam tanah. 8. Batas waktu, yaitu waktu minimal untuk pengaliran air pada cekungn, parit, atau petakan. 9. Aliran irigasi, yaitu jumlah air yang mengalir ke petakan, parit, atau cekungan per satuan waktu[m³/h] untuk tujuan irigasi.
Prinsip dalam irigasi permukaan adalah faktor manusia, yaitu petani atau pekerjanya adalah kunci utama dalam menentukan apakah irigasi efektif dan efisien. Pola pengairan pada profil tanah dengan irigasi permukaan, curah, dan tetes diilustrasikan sebagai berikut:
\
Ada beberapa jenis sistem irigasi permukaan, yaitu: 1. Genangan Sistem genangan dengan daerah persegi, persegi panjang atau lingkaran, tanpa kemiringan, berbatasan dengan bedengan. untk efisiensi, daerah harus diisi dengan cepat, sebagian besar digunakan untuk tanaman kebun. 2. Petakan Petakan adalah kanal lebar atau bidang dengan kelerengan medium berbatasan dengan bedengan. umumnya untuk tanaman biji-bijian dan pakan ternak 3. Furrow Sebuah alur berbentuk V dengan kemiringan medium. Tebu, kebun anggur, sayuran biasanya diairi dengan cara alur-alur.
4. Alur pendek Sebuah variasi pada irigasi alur adalah untuk membagi alur menjadi bagianbagian yang lebih pendek dengan cara membuat blok dari alur-alur pendek. Aluralur pendek setiap blok diisi secara individual sampai seluruh tanah teririgasi. 5. Alur petakan Berbatasan dengan satu atau lebih alur-alur bukan bedengan. alur yang tergenang secara berkala untuk memungkinkan air mengalir melalui perbatasan.
6. Menggenangi kontur Sistem irigasi dimana air diarahkan ke dinding kontur dan kemudian tergenang meluap untuk mengairi padang rumput. 7. Menggenangi bawah tanah Sistem ini digunakan di Tanzania. menggunakan pipa khusus yang di kubur sedalam 300 mm. pipa berpori dan melepaskan air ke zona akar. Pipa-pipa yang diisi dengan air melalui saluran di atas tanah.
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI IRIGASI PERMUKAAN 1. Tanah Jenis tanah, meliputi tekstur tanah (liat, pasir, dan lempung) dan hubungan tektur tanah dengan laju infiltrasi. Pembentukan kerak dan ketahanan terhadap erosi. Contohnya pengerasan pada lereng yang curam yang dapat terkikis dengan pengiringan irigasi. Ini akan meningkatkan laju infiltrasi, tetapi menyebabkan hilangnya tanah. Batas lapisan. Membatasi lapisan dapat meningkatkan kecepatan dari depan karena infiltrasi yang sedikit terjadi dibagian atas perbatasan atau alur setelah titik jenuh dicapai. Air irigasi yang berkurang akan menyerap didaerah lapang
dimana perbatasan lapisan terjadi. Kadar air tanah. Kadar air tanah yang tinggi biasanya memperlambat laju infiltrasi sedangkan kadar air tanah yang rendah biasanya meningkatkan laju
infiltrasi. Pengolahan. Laju infiltrasi dan air yang digunakan meningkat secara signifikan pada tanah yang baru dibudidayakan. 2. Vegetasi Tanaman, yaitu kepadatan tanaman, resistensi aliran dan kedalaman infiltrasi, akar dan material organik, dan resistensi. Gulma. Mencangkul gulma akan meningkatkan laju infiltrasi akibat gangguan di permukaan tanah. 3. Air Metode irigasi Kualitas air 4. Sistem Lereng Persiapan lahan, meliputi pembangunan irigasi atau parit. Ukuran aliran. Infiltrasi akan berkurang jika jika aliran air besar karena terjadi pertemuan antara air dan permukaan tanah. Waktu terhubung. Ketika dirasa kebutuhan air terlalu banyak maka aliran air harus ditutup, terlalu lama air tergenang juga dapat menyebabkan kerusakan pada aliran air.
Bentuk perbatasan, alur atau cekungan. Bentuk jalur pendistribusian air menentukan pergerakan air dipermukaan tanah sehingga berhubungan langsung dengan jumlah dan keseragaman infiltrasi.
Ilustrasi Gambar dari Parameter Kritis
Proses irigasi akan memerlukan waktu panjang karena beberapa faktor yang mempengaruhinya: 1. 2. 3. 4.
Aliran pasokan air yang kecil atau sedikit Lereng yang relatif datar dan tidak rata Tingkat infiltrasi yang tinggi Permukaan aliaran yang kasar karena gundukan dan halangan
Proses irigasi akan cepat jika dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut: 1. Aliran pasokan air yang besar atau banyak 2. Lereng yang curam 3. Tingkat infiltrasi rendah 4. Permukaan tidak kasar
PERENCANAAN SISTEM IRIGASI PERMUKAAN 1. Menetapkan Keinginan/Kebutuhan Sebelum membuat sistem irigasi sebaiknya dilakukan diskusi antar petani karena masih sering terjadi ketidakpahaman dalam menetapkan kebutuhan yang diinginkan oleh petani. Penetapan kebutuhan dapat dilakukan dengan menjawab pertanyaanpertanyaan seperti dibawah ini:
Apa pengalaman irigasi yang petani miliki? Dari mana petani memperoleh pengetahuan tentang irigasi pertanian? Apa tujuan dari sistem irigasi yang direncanakan? Tanaman apa yang direncanakan untuk ditanam saat ini dan dimasa yang akan datang? Apa hasil yang di harapakan? Apakah ia (petani) berniat untuk
memasarkan atau menggunakannya? Daerah mana yang akan di beri irigasi saat ini dan di masa yang akan datang?
Mengapa ia memilih metode irigasi itu? Dari mana sumber air yang akan digunakan? Bagaimana tingkat konsistensi ketersediaan air? Apakah ini informasi yang menggunakan perhitungan atau
hanya sekedar perkirakan? Bagaimana kondisi cuaca daerah yang dipilih untuk pertanian mengenai suhu
maksimum, kondisi angin dan waktu kekeringan? 2. Sumber Air Apa jenis sumber air irigasi? Apa sumber tersebut di izinkan atau menghasilkan sumber yang berkelanjutan? Bagaimana catatan laporan sumber air tersebut dalam jangka waktu yang
panjang atau informasi yang tersedia untuk petani? Apakah ada larangan penyulingan sumber air? Jika itu adalah bagian dari pola
papan irigasi, bagaimana penyediaan atau sistem penyaluran bekerja? Pengambilan air dari sungai diatur ketat di daerah kontrol air pemerintah. Sebuah analisis air harus memenuhi prosedur standar dalam perencanaan sistem irigasi.
3. Jenis Tanah
Apa jenis tanah yang ada di daerah irigasi yang diusulkan? Apa klasifikasi tanah sebelumnya, penyelidikan atau survei akan memberikan informasi yang
berguna? Sangat penting menguji informasi tanah tersebut, setidaknya pada klasifikasi
tekstur dan kedalaman, agar menjadi petunjuk pada rencana 4. Iklim Mendapatkan curah hujan jangka panjang dan minimum dan suhu maksimum
dari cuaca terdekat stasiun di daerah. menetapkan angka curah hujan dan suhu dengan petani dan petani lainnya di
daerah. 5. Dilakukan Penelitian Tanaman Budidaya Diskusikan dengan petani tanaman apa yang akan di tanam. Menetapkan persyaratan air tanaman dengan program komputer, seperti
SAPWAT atau “Green Book”, jika dibutuhkan. Apa persyaratan lain yang dimiliki tanaman? Seberapa sensitif tanaman terhadap salinitas pada air irigasi dan jika dibutuhkan
pencucian untuk mengurangi alkalinitas, apa saja persyaratannya? 6. Penelitian Sebuah survei yang tepat pada bidang yang diusulkan dan sekitarnya harus
dilakukan. Semua infrastruktur, seperti jalan, pagar dan galley alam harus ditunjukkan pada
rencana. 7. Memilih Sebuah Sistem Irigasi Permukaan Memilih sistem irigasi permukaan tidak sederhana. Ada pertimbangan mengenai tata letak ibukota, biaya operasi, kompleksitas, pengaruh pada buruh tani, vandalisme, jenis tanah, jenis tanaman dan topografi.
Selain diatas, perencanaan sistem irigasi permukaan dapat juga dengan menggunakan tabel berikut sebagai pertimbangan semua faktor memilih sistem yang optimal untuk petani dan pertanian. Berikut adalah tabel faktor-faktor yang dapat mempengaruhi keputusan pemilihan model irigasi permukaan: Basin
Border
Furrow
Short Furrow
Persiapan lahan atau biaya modal
Rendah dengan moderat gradien
Biaya energi
Tidak ada atau sedikit
Aplikasi efisiensi
Tinggi dengan tepat tata letak dan pengelolaan
Keseragam an distribusi
Sangat baik dengan konstruksi yang tepat
Topografi bidang yang tersedia
Sebaiknya datar karena gradien membatasi kedalaman tanah danbiaya peningkatan
Karakteristi k tanah dan keadaan tanah
Semua jenis kecuali pasir sebaiknya lebih dalam dari 1 m
Rendah dengan moderat gradien
Biasanya rendah
Rendah
Tidak ada Tidak ada atau atau sedikit sedikit cukup baik Baik dengan Baik dengan dengan tata letak tepat tata praktis tata yang tepat letak dan letak dan dan pengelolaan pengelolaa manajeme n n Baik Cukup baik dengan dengan Baik tepat tepat dengan konstruksi konstruksi tepat mengguna dan & kan pengelolaa pengelolaa n n Tidak ada atau sedikit
Moderat dan keseragama n gradien lebih disukai
Lempung Lebih baik kedalamann ya diatas 1 m
Variasi gradien yang rasional dapat ditangani
Variasi gradien yang rasional dapat ditangani
Lempung ke tanah liat lebih dari 0,6 m
Dapat menyesuai kan pada semua jenis tanah, tetapi kerugian kendaraan harus dibatasi
Jenis tanaman Pemelihara an Persyarata n
Pengelolaa n
lalu lintas pertanian dan pemasaran Tenaga kerja
Tanaman umum
Tanaman umum
Setiap tahun
Setiap tahun
Dibutuhkan efesiensi yang tinggi
Dikelola Sedang intensif
Sanga penting
Dikelola dengan keterbatasa n Sedang intensif
Lebih menyukai tanaman baris
Tanaman baris, ideal untuk sayuran
Setiap tahun, intensif
Setiap tahun, sedikit
Sanga penting
Sederhana. Dengan tingkat efesiensi tinggi dan terjangkaui
Mengham bat
Menghamb at
Iintensif
Sangat intensif
IRIGASI BASIN (KOLAM)
Irigasi Basin digunakan di seluruh dunia dan merupakan bentuk tertua dari irigasi. Contoh dari irigasi basin adalah sawah. Tata letak cekungan pada irigasi basin harus ke segala arah. Posisi basin harus dipilih sedemikian untuk memastikan minimum bergerak bumi. Ukuran baskom dan konstruksi, harus praktis untuk mengolah tujuan dan penggunaan optimal tanah yang tersedia. Penyediaan juga harus dibuat untuk drainase air surplus, misalnya stormwater. Pada irigasi basin terdapat pintu untuk membiarkan air masuk atau keluar. Dengan cekungan kecil, punggung dibuka atau pipa penyedot ditempatkan di atas punggung. Irigasi basin cocok untuk irigasi semua tanaman, tetapi ada keterbatasanketerbatasan dalam irigasi basin, yaitu: 1. Persiapan lahan yang tepat dan mungkin mahal merupakan prasyarat untuk irigasi basin efektif. 2. Topografi relatif datar mebutuhkan biaya yang rendah tetapi jika teras/topografi dibangun pada gradien curam akan membutuhkan biaya yang sangat tinggi. 3. Sistem angkut harus mampu membawa aliran cukup besar. 4. Efisiensi irigasi basin sebagian besar tergantung pada kompetensi irrigator, Misalnya, mengetahui kapan untuk memotong sungai. Adapun keuntungan yang diperoleh dari penggunaan irigasi basin, yaitu: 1. Biaya energi dapat signifikan dan juga dapat tidak signifikan. 2. Aplikasi keseragaman mungkin 90% atau lebih tinggi dengan konstruksi yang tepat dan manajemen yang tepat. 3. Laser dapat digunakan untuk membuat permukaan tanah pada tingkat akurat dalam cekungan irigasi besar. Pada kasus cekungan kecil, peralatan sederhana, seperti tingkat, dapat digunakan secara efektif. 4. Sebuah tata letak basin terencana yang telah benar dibangun biasanya memiliki umur yang lebih panjang dan membutuhkan minimal perawatan. 5. Aplikasi keseragaman meningkat karena cekungan mengisi lebih cepat.
6. Sebuah spektrum yang luas dari tanaman, seperti pohon dan baris tanaman, yang mungkin dibudidayakan pada cekungan irigasi. 7. Merupakan sistem sederhana yang mudah beroperasi dengan tingkat akurasi yang tinggi. 8. Sistem ini dapat secara otomatis. Tahap perencanaan dan desain irigasi basin adalah pemilihan, menguji karakteristik tanah, menentukan karakteristik tanaman, survei, rancangan, estimasi waktu, menentukan kapasitas dan membuat laporan. Basin irigasi adalah pilihan yang bagus untuk penggunaan di daerah yang relatif datar. Irigasi ini cocok diaplikasikan untuk perkebunan permanen, namun tidak disarankan untuk tanah yang rawan erosi dan petani yang hanya menggunkannya sekali. Karakteristik tanah yang sesuai dengan penggunaan irigasi basin adalah tanah yang memiliki infiltrasi stabil dan tidak terlalu cepat. Laju ilfiltrasi air di dalam tanah dapat diuji dengan menggunakan silinder infiltrometer. Tanah yang memiliki infiltrasi yang rendah, kedalaman cekungan harus diatur. Pengaturan irigasi ini harus disesuaikan dengan kebutuhan tanaman yang akan diberikan air irigasi, lalu mebuat laporan dari pengujian lahan yang telah ditentukan oleh tujuan konstruksi pembangunan. Konstruksi dalam irigasi basin, yaitu: 1. Pengamatan Perancang harus tahu daerah baik dan tahu persis di mana sistem irigasi harus diletakkan. 2. Memotong dan mengisi Untuk memastikan seragam, cekungan tingkat, tanah harus dipotong dan diisi pertama. Dengan baskom kecil (<10 m²) untuk kelancaran keluar bagian bawah dengan tingkat tanpa survei atau perhitungan. Dengan cekungan besar (> 10 m²) volume tanah yang dipotong harus menyeimbangkan dengan volume yang harus diisi. Cekungan harus dibagi menjadi blok-blok persegi panjang dan ketinggian tempat harus ditentukan dari tengah setiap blok. Spot ketinggian tidak perlu lebih dekat dari 2 m dan tidak lebih dari 20 m. Tolok ukur harus dimasukkan di setiap titik ketinggian pengukuran (di tengah blok) untuk menunjukkan tingkat pengisian atau memotong kedalaman untuk tujuan pembangunan
1,1 ≤
∑ Vs ∑ Vt
≤ 1,4
di mana: Vs
= tanah Volume dipotong [m³]
Vv tanah
= Volume diisi [m³]
3. Manajemen dan kontrol Sama seperti pipa, sendi dan emitter sistem irigasi sprinkler telah dipertahankan, cekungan irigasi dan sistem pasokan juga harus disimpan dalam perbaikan. Tanah adalah dinamis dan cekungan harus diratakan setiap tahunnya. Bumi bergerak sangat minimal, tetapi masih penting untuk berkinerja terus. Pemeliharaan tidak hanya harus dilakukan setiap tahun, tetapi terus-menerus sebagai petani untuk mengidentifikasi masalah dalam sistem irigasi. 4. Desain contoh irigasi basin Seorang petani di distrik Cradock memiliki bidang 19 ha yang ia ingin menanam dengan Luzern. Dia memilihirigasi basin karena sederhana dan terjangkau. Semua informasi lainnya harus diperoleh oleh desainernya sendiri. Tanah Tanah merupakan tanah liat yang relatif homogen dengan kedalaman minimal 1m. Empat lubang profil yang kedalamannya yaitu 1,8 m dan sampel tanah gabungan dianalisis. Sebuah tes silinder infiltrasi juga dilakukan yang menegaskan bahwa itu adalah tanah lempung. Tanaman Menurut "Perkiraan Persyaratan Irigasi Tanaman di Afrika Selatan" persyaratan irigasi 6,5 mm / hari selama puncak bulan Desember akan cukup untuk tanaman ini. Oleh karena itu, NIRd = 6,5 mm / hari. Untuk tujuan penjadwalan crop factor harus diperhitungkan untuk mengairi tepat sesuai dengan kebutuhan. Kedalaman akar efektif diasumsikan 1,0 m. Siklus Menurut survei tanah kapasitas air tanah adalah WHC 100 = 110 mm/m. Air yang tersedia, AW = WHC100 × ERD (kedalaman akar efektif). Oleh karena itu: AW = 110 × 1,0 = 110 mm. Ambil penipisan diijinkan, α = 0,5. Kemudian air tersedia adalah, RAW = AW α = 110 × 0,5 = 55 mm dan sama dengan persyaratan irigasi nett per siklus, NIRc.
RAW NIR ₄
Panjang siklus : tc =
=
55 6,7
= 8.2 hari
Asumsikan panjang siklus 8 hari (panjang praktis - tcp) Dalam prakteknya, aplikasi per siklus NIRc = NIRd × t cp = 6,5 × 8 = 52 mm (sering perbedaan ini lebih besar, tetapi masih dapat diterima jika NIRc (praktis) lebih kecil dari NIRc (teoritis). Survei Bidang ini disurvei dengan grid diperlukan dari 25 m × 25 m dan peta kontur ditarik. Informasi lain yang relevan juga harus ditunjukkan pada peta. Interval kontur adalah 0,25 m. Tata Letak Tata letak ini dilakukan dengan aplikasi 50 mm dan panjang siklus 8 hari dalam. Dalam hal ini diputuskan untuk membagi lapangan menjadi 16 blok, masing-masing kira-kira ukuran yang sama, dengan dimensi rata-rata 60 m × 20 m = 1 200 m 2. Sisi cekungan tidak paralel karena harus masuk ke dalam kontur tanah. Menurut peta kontur kedalaman penggalian maksimum akan menjadi sekitar 0,3 m, kecuali untuk blok segitiga tertinggi. Cut-off time Aplikasi kotor minimum untuk tanah lempung dengan panjang baskom 50 m, nilai n yaitu 0,15, dan aliran irigasi dari 20 m3/h adalah 40 mm. Pilih 20 m3/h per tingkat inflow meter dengan waktu yang dapat diterima cut-off dari Tc = 6 menit. Sebuah keseragaman distribusi 90% untuk tingkat, bahkan cekungan diterima, asalkan pengoperasian waktu cut-off dan aliran irigasi diatas rata-rata. Desain Irigasi Manual Qbasin = 20 m3/h per meter × 20 m = 400 m3/h. Volume yang dibutuhkan untuk sebuah aplikasi dari 58 mm adalah: V=
20 × 50× 58 1000
= 58 m3
Untuk itu, cut - off time adalah Tc =
V Qbasin
= 0,145 h = 8,7 menit, yang artinya
lebih panjang dari minimal 6 menit dan karena itu dapat diterima.
Untuk cekungan 75 m panjang aplikasi kotor minimum adalah 51 mm dan cut-off time adalah 11,5 menit. Qbasin = 400 m³ / h, NT = 58 mm Untuk panjang cekungan 70 m : V =
Kemudian TC =
V Qbasin
=
20 × 70× 58 1000
81 m 3 400 m3 /h
= 81 m3
= 0,2 h = 12,2 menit, yang merupakan
sebagai minimum mm dan karena itu memuaskan Untuk 60 m cekungan panjang Tc = 10,44 menit dapat dihitung. Oleh karena itu, cekungan harus irigasi sesuai dengan panjang. Hal ini juga menyederhanakan manajemen jika semua cekungan memiliki area dengan ukuran yang sama.
IRIGASI BORDER (IRIGASI BATAS)
Sistem irigasi ini membutuhkan penggunaan kanal dan/atau pipa, perbatasan, kondisi tanah dan penggunaan drainase permukaan. Irigasi perbatasan (border) umumnya digunakan di Afrika Selatan. Hal ini umumnya digunakan untuk tanaman biji-bijian dan sangat cocok untuk tanaman rumput seperti Luzern. Banyak daerah yang ditata dengan sistem irigasi border, seperti Vaalharts, Brits dan Fish River Valley. Gradien lebih panjang biasanya bervariasi antara 1:150 dan 1:1 000. Panjang perbatasan bervariasi antara 50 m dan 400 m. Lebar batas bervariasi antara 3 m dan 12 m dan harus sesuai dengan ukuran yang diterapkan. Dengan lapisan atas tanah yang tersedia dapat menjadi faktor kualifikasi. Hanya setengah dari tanah lapisan atas harus dibuang untuk menghilangkan silang lereng. Aliran irigasi, 50-500 m³/h, yang dialihkan ke border pada ujung atas. Setelah itu mengalir di seluruh bagian depan turun ke bagian bawah untuk memungkinkan jumlah air yang dibutuhkan menginfiltrasi profil tanah. Bagian bawah border bisa ditutup, terbuka atau ditutup sebagian. Dengan sistem irigasi border tradisional aliran irigasi ini dialihkan ke border dengan membuka alur angkut saat alur sedang ditumbuk. Sulit untuk mempertahankan tingkat efisiensi yang tinggi dengan sistem semacam ini, karena aliran irigasi tidak dapat langsung dipotong. Pintu air dapat digunakan secara efektif untuk segera memotong aliran irigasi. Pintu air biasa terjadi di kanal beton, tetapi bisa juga digunakan dalam kanal jika memiliki struktur penahan, seperti beton. Pipa sedot ini mudah digunakan dan mudah beradaptasi. Laju aliran dapat dikelola atau diubah secara akurat oleh irrigator selama proses irigasi. Kanal angkut harus minimal 0,2 m lebih tinggi dari border untuk penyedot untuk bekerja dengan baik. Tidak ada batasan pada tanaman yang dapat dibudidayakan dalam sistem irigasi border. Tanaman semi permanen, , dapat dibantu dengan sistem irigasi border tanpa
menghambat lintas pertanian normal. Tanaman dengan kedalaman akar alami paling sedikit 1 m harus dipertimbangkan. Kelemahan dari irigasi model border, yaitu: 1. Mahalnya persiapan lahan yang diperlukan untuk membangun border yang tepat. 2. Kedalaman tanah lapisan atas juga membatasi karena hanya setengah dari itu dapat dipotong, terutama jika ada gradien lintas curam. 3. Untuk irigasi yang efektif aliran irigasi harus konstan, dikontrol dan dikelola. 4. Pilihan dalam aplikasi irigasi terbatas. Keterbatasan ini dapat dengan mudah diatasi dengan menerapkan siklus waktu yang relatif lama (≥7 hari) dan dengan budidaya tanaman dengan sistem akar yang dalam. Keuntungan dari penggunaan irigasi model border,yaitu: 1. Sistem membutuhkan biaya energi sedikit atau tidak ada. 2. Dengan konstruksi yang tepat dan manajemen aplikasi keseragaman (AU) di irigasi border adalah 80% atau lebih baik. 3. Gradien border dapat dibangun secara akurat dengan bantuan laser tanpa banyak biaya tambahan dan dalam waktu yang lebih singkat Sistem border yang baik memiliki umur panjang jika perawatan dasar dilakukan terus. 4. Hujan dimanfaatkan secara optimal dan surplus air hujan dikeringkan dengan aman. 5. Sistem ini bekerja secara otomatis. Tahapan-tahapan dalam mendesain sistem irigasi border, yaitu: 1. Menetapkan Kebutuhan Dalam banyak kasus di mana desain sistem irigasi border diwajibkan, adalah untuk mengupgrade sistem yang ada. Sebuah perkembangan baru dapat memilih sistem border yang daerah tersebut memiliki gradien sedang dan tanaman berakar dalam, seperti Luzern. Jika petani siap untuk menjalankan sistem pada standar yang tinggi dan tidak ada memiliki keterbatasan fisik, irigasi border adalah pilihan yang baik. 2. Karakteristik tanah Laju infiltrasi tanah merupakan salah satu faktor yang paling penting dalam irigasi border. Untuk membuat desain sistem irigasi border yang baik adalah perlu untuk membaca infiltrasi di perbatasannya yang mewakili batas yang akan digunakan. Pembacaan harus diambil setidaknya tiga kali dengan selang waktu tujuh hari, karena laju infiltrasi antara tiga irigasi pertama bervariasi secara drastis. 3. Karakteristik Tanaman
Baris tanaman yang ditanam dengan atau melawan arah aliran irigasi, juga memiliki pengaruh yang nyata. Tanaman seperti lucern dan Kikuyu mampu meningkatkan aplikasi irigasi border. 4. Survei Survei sangat penting dilakukan. Ketinggian tempat sebaiknya dilakukan pada format grid dengan dimensi antara 20 m x 20 m dan 50 m x 50 m di mana gradien bidang yang seragam. Semua variasi gradien, infrastruktur dan landmark yang mudah dikenali harus dimasukkan dalam survei. Interval kontur 0,25 m cukup memadai untuk irigasi border. 5. Tata Letak Peta kontur lengkap dapat digambarkan dengan tangan, tetapi penggunaan program komputer lebih disukai karena menyederhanakan pembuatan penyesuaian. Semua informasi yang diketahui harus ditunjukkan pada peta agar sistem irigasi border yang akan dibangun baik. Rancangan tata letak dapat dikerjakan dengan informasi dan perintah yang sudah tersedia dan perintah besarnya. 6. Kapasitas Penetapan Tata letak akhir yang disepakati, memungkinkan untuk menghitung ukuran aliran, waktu kenaikan dan kedalaman aplikasi. Rancangan tata letak dapat digunakan untuk menghitung waktu kemajuan. Jika ini diketahui, kedalaman infiltrasi juga dapat dihitung. Jika kedalaman infiltrasi tidak sesuai dengan aplikasi yang dibutuhkan, perubahan harus dibuat dengan panjang batas, gradien atau aliran. 7. Laporan Laporan biasanya adalah satu-satunya pedoman petani mengenai sistem irigasi nya. Laporan harus jelas menunjukkan desain apa yang tersedia. Spesifikasi lengkap dari peralatan untuk sistem, maupun ekstensi atau perubahan diatur, harus ditetapkan dalam laporan. Fungsi yang paling penting dari laporan ini adalah untuk memberikan petani dengan penjelasan lengkap untuk pemakaian yang optimal dari sistemnya.
Konstruksi dalam irigasi model border, yaitu:
1. Pengamatan Rencana akhir harus disusun keluar sedemikian rupa, yang berisi semua informasi yang diperlukan, bahwa hal itu akan mungkin untuk menggunakan rencana untuk mengamati lapangan. 2. Pemotongan dan Pengisian Proses pemotongan dan pengisian dimaksudkan untuk meminimalkan gradien silang, sambil membuat gradien lebih seragam panjang. Menentukan kedalaman pemotongan dan tingkat pengisian dapat dilakukan seperti yang dijelaskan di bagian untuk irigasi basin, tapi sayangnya itu agak rumit untuk melakukannya dengan tangan. Program komputer dapat menyederhanakan tugas tersebut. Prinsip yang sama berlaku untuk pemotongan dan proses pengisian border dan basin irigasi, dengan pengecualian untuk gradien konstan dalam kasus irigasi border. Peralatan laser hampir penting untuk irigasi border, khususnya dimana gradien untuk 1:400 dan datar terjadi. Input modal atau biaya kontraktor untuk membangun batas dengan cepat dan akurat biasanya kembali dalam waktu satu atau dua tahun. Manajemen dan pemeliharaan pada irigasi model border, yaitu pemeliharaan dari border adalah menjamin bahwa permukaan border tidak berubah karena budidaya. Kerusakan bubungan juga harus diperbaiki secara berkala. Border harus diperbaiki setiap tahun, atau sebelum tanaman baru ditanam. Perawatan Harus diperhatikan dengan pemeliharaan sistem pasokan karena kebocoran biasanya tidak terdeteksi. Contoh irigasi border atau irigasi batas, yaitu: Seorang petani di distrik Hartswater memiliki medan 25 ha yang ia ingin tanam dengan lucern. tanahnya berpasir dan setidaknya mempunyai kedalaman 1,5 m. Dia ingin menggunakan sistem irigasi perbatasan. Aliran yang tersedia adalah 150 m³/h atau 300 m³/ h. Solusi: Pertama-tama
perancang
ingin
mendirikan
besarnya
pesanan
dan
mengirimkannya ke petani sebelum membuat desain yang akurat yang memerlukan tes infiltrasi.
Iklim
Persyaratan puncak tanaman dari 8 mm/hari diambil sebagai norma untuk lucern di daerah ini. Pengaruh hujan tidak diperhitungkan untuk tujuan desain. (Ini tidak berarti bahwa petani harus meninggalkan keluar dari akun ketika melakukan penjadwalan irigasi). Kebutuhan irigasi nett per hari (NIRd) karena diasumsikan 8 mm/hari.
Crop Kedalaman akar alami (NRD) dari tanaman diasumsikan 0,9 m dan penipisan yang
diijinkan (v) 50% / m.
Tanah Tanah telah dianalisis dan laporan laboratorium menunjukkan bahwa kapasitas air
tanah adalah 100 mm. Oleh karena itu, kedalaman akar efektif (ERD) adalah 0,9 m dan air yang tersedia (AW): AW = SWC ERD = 100 x 0,9 = 90 mm Dan air yang segera tersedia (RAW) RAW = AW α = 90 u0,5 = 45 mm = RAWc (persyaratan irigasi nett per siklus)
Siklus Tc =RAW/NIR =5,6 hari
Tc=6 hari((Siklus praktis sebaiknya harus sedikit lebih pendek atau maksimum 10% lebih lama) NIR(Praktis)= 48 mm Dan kebutuhan irigasi kotor: GIR =NIR/ηt =48/0,75 =64 mm
Sistem
-
Penataan:
Sebuah tata letak irigasi perbatasan, yang contoh diilustrasikan pada Gambar 15,24, disarankan. Gunakan perbatasan 200 m panjang dengan gradien rata-rata 1: 300 atau 0,33%. Menurut Tabel 15,13 an-nilai n dari 0,15 diasumsikan. Aliran 30 m3 / h per meter memberikan aplikasi bruto (GA) dari 60 mm. Dengan Tc = 24 menit, DU> 80 -%, dan Ta = 60,3 menit. GA adalah sedikit di bawah diperlukan 64 mm, yang perbedaan tidak signifikan. -
Laju aliran yang diperlukan selama irigasi: Q=
A x 24 x 7 xNIR 2,4 x td x th x ηx
A= area irigasi(ha) NIR= persyaratan irigasi nett td=hari irigasi per minggu th=jam irigasi per hari ηx=efesiensi sistem(fraksi) Laju aliran ini adalah laju alir yang diperlukan untuk memenuhi persyaratan puncak dan harus seimbang dengan aliran irigasi. Diambil
A=25ha td=6hari th=11jam (11 jam dianggap efektif jika posisinya dibuat untuk penundaan) ηx=0,75-efisiensi sistem untuk batas yang baik NIR=8mm/hari
Q=
25 x 24 x 7 x 8 2,4 x 6 x 11x 0,75 = 283m3/h
Aliran 300 m3 / h hanya sedikit lebih dari yang dibutuhkan dan diterima. Harusnya itu tidak seimbang, tata letak dan / atau mungkin aplikasi akan harus diubah.
-
Ukuran Batas:
Jika dua aliran 150 m³ / h digunakan, dua perbatasan 5 m lebar dapat diairi pada saat yang sama. Katakan bahwa dibutuhkan 30 menit untuk setiap pengaplikasiannya. Oleh karena itu empat perbatasan yang diairi per jam, 44 per hari dan 264 per minggu. Termasuk untuk tataruang ini adalah 625 x 2=250 batas dari panjang 200 m dan lebar 5 5 m, memberikan kapasitas keseimbangan yang bagus .
IRIGASI FURROW (IRIGASI ALUR)
Irigasi alur terdiri dari saluran – saluran tanah kecil yang dibangun di gradien konstan. Sistem irigasi ini cocok untuk penggunaan peralatan seperti pipa siphon yang fungsinya sederhana. Irigasi alur pada dasarnya terdiri dari kanal bumi paralel kecil ke mana air irigasi dialihkan dan juga biasanya dibuat dengan traktor dan alat lainnya. Jarak antara alur harus sesuai dengan jarak antara roda traktor. Irigasi alur hanya sebagian membasahi permukaan tanah. Sekelompok alur dapat menerima air secara bersamaan dari kanal atau pipa yang mengalir menuruni alur-alur. Alur harus memiliki gradien moderat seragam dalam arah aliran. Jika persyaratan ini dapat dipenuhi dengan alur lurus, sejajar, itu akan mempermudah budidaya. Punggung kontur sayangnya jarang sejajar satu sama lain, tapi dengan inovasi terbaik dapat dibuat suatu situasi dengan misalnya mengorbankan sedikit dikonsistensi gradien dan panjang alur. Alur sering hanya diberikan dengan air irigasi dengan membuka dinding samping dari saluran pasokan bumi. Hal ini hampir mustahil untuk membagi air yang sama rata dengan menggunakan sistem ini. Dua pipa untuk setiap alur akan meningkatkan kontrol karena membuat pengurangan aliran. Pipa pintu air dengan kontrol listrik atau hidrolik yang digunakan pada skala terbatas di Amerika Serikat membutuhkan biaya modal yang tinggi. Konsep 'cablegation', juga dikembangkan di Amerika Serikat, terdiri dari pipa dengan outlet dekat bagian atas. Sebuah penyumbat yang bergerak hilir di bawah tekanan air, tetapi gerakan dikendalikan oleh kabel dalam pipa. Efeknya adalah bahwa air didistribusikan pada tingkat penurunan melalui outlet ke alur sebagai penyumbat yang bergerak ke bawah pipa. Namun, biaya sistem kontrol tinggi. Tanaman yang tidak terlalu suka air sangat cocok untuk irigasi alur. Biasanya tanaman ditanam di sepanjang sisi alur, tetapi di daerah yang sangat kering mereka
dapat ditanam di bagian bawah dan di daerah basah dapat ditanam di atas bukit. Keterbatasan-keterbatasan dalam irigasi model furrow, yaitu: 1. Manajemen harus berkualitas tinggi untuk mencapai tingkat efisiensi yang tinggi. 2. Lalu lintas pertanian terhambat oleh alur. 3. Jika irigasi atau air hujan mengalir di tepi alur atau galian akan menyebabkan kerusakan yang berlebihan. 4. Sulit untuk membagi air yang sama rata. 5. Akumulasi garam antar alur dapat menyebabkan tanah menjadi air. Sebagai catatan, air payau adalah campuran antara air tawar dan air laut. Jika kadar garam yang dikandung dalam satu liter air adalah antara 0,5 sampai 30 gram, maka air ini disebut air payau. Namun jika lebih, disebut air asin. Air payau ditemukan di daerah-daerah muara dan memiliki keanekaragaman hayati tersendiri. Manfaat dari penggunaan irigasi model furrow, yaitu: 1. Alur dapat dibangun sesuai dengan topografi alam. 2. Air irigasi dapat digunakan secara efektif. 3. Alur-alur sendiri merupakan sistem drainase permukaan yang sangat baik untuk hujan yang berlebihan. 4. Rendah atau tidak ada tingkat energi yang diperlukan untuk mengoperasikan sistem. 5. Aplikasi relatif kecil biasanya diberikan dengan irigasi alur. Perancangan sistem irigasi alur/furrow harus memperhatikan beberapa hal, yaitu: 1. Menetapkan kebutuhan Topografi dan tanaman budidaya
merupakan hal penting dalam pembuatan
irigasi alur. Misalnya, jika tanaman budidaya di daerah pegunungan memerlukan alur dalam irigasinya. Faktor yang terpenting dalam keberhasilan system irigasi alur ini ialah kemauan petani dalam mengoperasikan system irigasi dengan baik dengan adanya evaluasi. 2. Karakteristik tanah Karakteristik tanah berperan cukup penting, seperti jenis tanah, tekstur, kecepatan infiltrasi, dan analisis air. Contoh dari karakteristik tanah memegang peranan penting yaitu tanah yang membentuk kerak setelah irigasi pertama, adanya lapisan tanah yang membatasi irigasi. 3. Sifat Tanaman
Irigasi alur hanya cocok untuk tanaman baris seperti tomat, tebu, kubis, dan lainnya. Informasi yang terpenting untuk merancang irigasi alur ini ialah kebutuhan air tanaman dan kedalaman perakaran. 4. Survei Sebuah desain pra-irigasi tanpa survei yang tepat mustahil utnuk mendapatkan data yang valid pada suatu lahan. Alasan utama karna dalam melakukan survei kita harus betul-betul matang persiapannya dan sesuai dengan garis kontur. Oleh karena it ugaris harus menjadi replica sejati lapangan sebuah survei grid 20 m x 20 m yang dianjurkan. 5. Tata Letak Dengan peta kontur yang sudah tersedia, berbagai kemungkinan tata letak dapat dipertimbangkan. Jika sistem kontur alur yang digunakan dapat memungkinkan untuk mengairi dari salah kedua ujungnya, dan karena itu kedua belah pihak harus diselidiki pada setiap bagain lahannya, arah alur yang berbeda bahkan harus dipertimbangkan dalam kasus di mana alur lurus yang mungkin setelah plaining tanah. 6. Penentuan kapasitas Keseimbangan akhir antara tanaman, tanah dan air irigasi sekarang bisa dilakukan. Ukuran Kanal ditentukan sesuai dengan ditentukan sesuai dengan Saluran dan pipa yang ukurannya yang sesuai. 7. Laporan Laporan pada sistem harus cukup lengkap untuk dapat melayani sebagai panduan untuk petani dan karena itu harus mudah dan jelas dipahami. Semua informasi tengtang tanah, iklim dan tanaman harus terkandung dalam laporan bersama-sama dengan rincian lengkap pada sistem. Konstruksi pada model irigasi alur, yaitu: 1. Mengintai/mengamati Lapang Kita harus mengamati daerah yang akan kita bangun irigasi. Kita mengamati daerah yang memiliki kontur yang sulit dan kita harus bisa mengontrolnya. Dengan pengamatan dan mengontrol yang baik diharapkan dapat melakukan penyesuaian tata letak dengan baik pula. 2. Memotong dan mengisi
Dalam memotong dan mengisi kita harus tahu benar tentang kontur. Sehingga kita tidak salah memotong dan mengisi tempat dalam irigasi seperti irigasi pembatas. Proses pemotongan dan pengisian dimaksudkan untuk meminimalkan gradien lintas, sementara membuat gradien lebih seragam panjang. 3. Peralatan Laser Untuk mengintai gradian agar lebih akurat kita dapat menggunakan laser. 4. Manajemen dan pemeliharaan Pemeliharaan perbatasan adalah memastikan bahwa permukaan perbatasan tidak berubah karena budidaya. Contoh desain irigasi alur adalah sebagai berikut: Seorang petani di Gauteng dekat Kempton Park memiliki bidang 9 ha yang dia ingin melakukan pengairan. Dia memiliki sebuah lubang bor dari 50 m³/h dan ingin menumbuhkan kubis eksklusif. Dia ingin mengairi tapi belum memutuskan sistemnya. Sebuah desain sistem irigasi alur adalah pilihan pertamanya. Solusi:
Tanah Tanah homogen lempung. Salah satu pit profil dari 1,5 m di tengah lapangan menunjukkan bahwa tanah kedalaman Hutton (t, 5 m) tanpa lapisan pembatas yang jelas atau masalah drainase. Analisis tanah menunjukkan bahwa tanah lempung liat berpasir dengan kandungan liat 18%. Kapasitas air tanah
tersedia di tanah
ditentukan di laboratorium menjadi 80 mm/m. Air Air dari lubang bor dianalisis dan tidak ada batasan. Tingkat abstraksi air adalah 0,6
u 50 m³ / h = 300 m³ / h, yang merupakan laju aliran konstan tersedia Kebutuhan air tanaman Menurut para ahli tanaman, kebutuhan puncak kubis di daerah ini adalah 6 mm / hari dan kedalaman akar 400 mm. Dalam hal ini air tersedia adalah 80 u0,4 = 32 mm.
Laju air
Dimana : A = daerah yang diirigasi [ha] NIR = kebutuhan irigasi bersih td = hari irigasi per minggu th = jam irigasi per hari [h] Șs = efisiensi sistem (fraksi) laju aliran sumur (Qb):
Dimana td = 7 hari dan th = 24 untuk lubang bor yang memompa ke dalam bendungan terus-menerus. Ini berarti bahwa petani dalam praktek harus memompa lubang bor nya pada tingkat 32 m3 / jam. Laju alir dari bendungan selama irigasi (Qd):
Layout: Menurut peta kontur yang disediakan oleh petani dan jenis tanah, gradien rata-rata 1: 300 dipilih dengan alur-alur 220-250 m panjang. Alur harus diletakkan di cara paling praktis. Sebagian dari alur-alur ditempatkan sejajar dengan salah satu tepi lapangan dan sisanya melengkung bentuk paralel untuk satu sama lain. Gradien dari alur-alur bervariasi antara 1:270 dan 1:380, yang berada dalam batas-batas. Sebuah efisiensi 75% digunakan.
Kedalaman irigasi:
Sebuah laju aliran praktis 15 m³/h per alur yang dipilih. Menurut laju aliran yang dibutuhkan dalam diberikan waktu irigasi, harus diairi secara bersamaan. Nilai-nilai berikut ini berlaku untuk gradien dari 1: 300 dan laju alir 15 m³/h (interpolasi):
