Kinerja sistem irigasi kendi untuk tanaman di daerah kering

KINERJA SISTEM I R I G A S I KEFlDI
UNTUK TANAMAN D I DAERAH KERING

Oleh

EDWARD
94542

- TEP

PROGRAM PASCASAFUANA
I N S T I T U T PERTANIAN BOGOR
2000

ABSTRACT
Indonesia has a very large dry land area, a big part o f which w a s left fallow.
Since 1996, a pitcher irrigation system for irrigating farm in the dry land area w a s being
developed.

The objective o f the research is t o study the performance o f pitcher

irrigation system in order t o increase the use o f water in dry land. area.

The

performance indicator o f the system is the ability o f pitcher water permeated stated as
pitcher hydraulic conductivity

(Kkmdi)

and seepage at pitcher wall, and distribution o f

soil moisture stated as the pattern o f change of soil moisture, soil moisture profile, and
wetting front. The performance o f the system was detected by watering simulation using
cylindrical coordinate system with Finite Element Method approach, and an experiment
in the soil media o f sand and silty clay soil. The result o f simulation and laboratory w a s
well matched, which mean it could be used t o see the system performance such as
hydraulic conductivity o f wall pitcher, seepage rate, seepage pattern, and soil moisture
distribution.

Adding sand in the substance mixture of pitcher materials could increase

the hydraulic conductivity o f the pitcher. Seepage rate and pattern were influenced by
the soil, where at first water was rapidly permeated, and then it slowly permeated, and
finally it comes t o a constant when the soil was wet.

The simulation showed that

pitcher irrigation system is finctioning as t o supply water for plant.
Key words: simulation, seepage, pitcher irrigation system

RINGKASAN

EDWARD. Kinerja sistem irigasi kendi untuk tanaman di daerah kering. Di bawah
bimbingan: SOEDODO HARDJOAMIDJOJO sebagai ketua, dan berturut-turut:
MOHAMMAD AZRON DHALHAR, BUD1 INDRA SETIAWAN, DASUN
HERUDJITO dan SISWADI sebagai anggota.
Indonesia mempunyai lahan kering di daerah kering yang sangat luas dan
potensial untuk dikembangkan menjadi lahan pertanian.
menjadikannya

lahan pertanian

adalah keterbatasan

Salah satu kendala untuk
sumberdaya air,

sehingga

membutuhkan teknologi irigasi yang hemat dalam pemakaian air.
Sistem irigasi kendi secara mikro berfungsi untuk menyimpan dan. merembeskan
air kedalam tanah di zone perakaran tanaman. Perrnasalahannya bagrumana kriteria
kendi irigasi yang efisien dan hemat air, dan bagaimana kinerja sistecn irigasi kendi
dalam mendistribusikan air pada zone perakaran tanaman. Pentingnya kinerja tersebut

untuk mengetahui kemampuannya kendi dalam memenuhi kebutuhan air tanaman.
Pembuatan kendi irigasi dilakukan Agustus 1997 sampai Maret 1999 di beberapa
pusat pengrajin gerabah di Jawa Barat yaitu: di Plered, Ciruas, dan Crunung Guruh.
Pembuatan juga

dilakukan Masbagik, Nusa Tenggara Barat. Carnpuran bahan

pembuatan kendi adalah pasir d m tanah dengan tekstur tanah liat berdebu dan tanah liat.
Untuk mengetahui konduktivitas hidrolik jenuh kendi

(Kkcndi),dilakukim

pengukuran

dengan metode tinggi muka air tetap (constant head method) dan metotie tinggi muka
air menurun ($Xing head method). Kedua metode diambil dari metode pengukuran
tanah jenuh yang dimodifikasi untuk mengukur Kkendi.
Percobaan irigasi kendi di Laboratoriurn dilakukan dari bulan Januari 1999
sampai Juni 1999.

Pengamatan dilakukan dengan mengukur laju dan kurnulatif

rembesan pada dinding kendi, d m perubahan kelembaban tanah. Rembesan air diukur
dengan mengamati laju penurunan air pada tabung mariote, sedangkan pengukuran
perubahan kelembaban tanah menggunakanpressure transducer.

Pendekatan numerik metode elemen hingga Gnite element method) dengan
bentuk elemen segitiga untuk membagi daerah aliran, guna menyelesaikan model
simulasi aliran air pada dinding kendi dan tanah.

Persamaan koordinist silinder dua

dimensi dan simetri pada sumbu digunakan sebagai model diran air pada irigasi kendi,

dengansyaratbatasnya:

8(r)= mempunyai nilai spesifik

pada TI, dan

-EBcosa+[~~+K)sina=O
c,
c,

pada

l-2

Penambahan pasir pada campuran bahan pembuatan kendi dapat meningkatkan
Kkmdisecara positif, narnun penambahan pasir dibatasi daya rekat t,m& liat yang
digunakan sehingga pada setiap tempat berbeda kemampuan penambahan pasimya.
Kenaikan Kkendi
dengan persentase penambahan pasir (ps) yang diukur dengan metode
muka air tetap mengikuti persamaan Kkedi= (a3) eb3(P") dimana koefisen a3 sebesar
0,06; 0,09; 0,09; 0,0035 crn/hari dan b3 sebesar 0,1141; 0,0354; 0,0595; 0,2299 masingmasing untuk kendi asnl Ciruns, Gunung Guruh, Masbagik dan Plered.
Hasil penelitian menunjukkan laju dan pola rembesan pada dinding kendi
dipengaruhi kondisi fisik tanah di sekitar kendi. Laju rembesan akan meningkat secara
cepat pada awal irigasi dan kemudian men-

sarnpai menjadi konstart. Peningkatan

laju rembesan pada awal irigasi karena perbedaan kelembaban yang sangat besar antara
dinding kendi yang jenuh dengan tanah yang kering. Penurunan laju rembesan terjadi
setelah tanah mulai lembab dan menjadi konstan setelah terjadi kesetimbangan.
Profil kelembaban tanah hasil simulasi dengan metode elemer~hingga telah
memberikan gambaran sebaran kelembaban tanah ke arah radial lebih lambat

dibandingkan arah vertikal.

Kedalaman pembenaman kendi memberikan pengaruh

terhadap distribusi kelembaban tanah. Pembenaman kendi 2 cm menyebsibkan potensial
tet-jadinya evaporasi. Pembenaman kendi 5 cm menyebabkan permukaan tanah yang
lembab menjadi lebih sempit dan mengurangi potensial evaporasi. Sedangkan
pembenaman 10 cm, permukaan tanah di sekitar kendi akan relatif krsring sehingga
menekan evaporasi namun potensial tejadi perkolasi.
Dengan kondisi profil kelembaban tanah dan laju rembesan pada dinding kendi
maka tidak semua tanaman pertanian dapat diirigasi dengan sistem ini. Beberapa
tanaman yang diperkirakan sesuai dengan sistem irigasi kendi di antamnya ialah: cabai,
tomat, semangka, mentimun, kedelai, dan terong.

KINERJA SISTEM IRIGASI KENDI
UNTUK TANAlMAN DI DAERAH KERING

Oleh

Edward

94542

Disertasi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Doktor
pada Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor

PROGRAM PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR

J u d u l Penelitian

: Kinerja Sistem Irigrsi K e n d i u n t u k T a n a m a n d~iDaerah

Kering
Nama Mahasiswa :

Edward

Nomor Mahasiswa :

94542

Program Studi

Ilmu Keteknikan Pertanian

:

Menyetujui :

1 . Komisi Pembimbing

ProfDr.Ir. Soedodo Hardioamidiojo. M.Sc.
Ketua

br Ir. Mohammad Azron Dhalhar. MSAE
Anggota

Dr. Dasun Herudiito. M . S c
Anggota

Dr Ir Budi lndra Setlawan. M Agr
Anggota

Dr. Ir. Siswadi. -1

Anggota

a Program Studi
Keteknikan Pertanian

lanuwoto. M.Sc

Tsnggal Lulus : 13 Mei 2000

RIWAYAT HIDUP
Nama

:

Edward

Jenis kelarnin

:

Laki-laki

Agama

:

01 Agwstus 1962 di Muara Danau Lmtang,
Kabupaten Lahat, Sumatera Selatan
Islam

Perkawinan

:

Kawin

Istri

:

Jetty Wihertantie

An&

:

Tempat dan tanggal lahir

1. Gilang Ghufion Lintang
2. Mayang Syafira Lintang

Pendidikan
Nama Pendidikan

Tahun Lulus

1. Sekolah Dasar

1975

2. Sekolah Lanjutan Pertama

1979

3. Sekolah Lanjutan Atas

1982

4. Sarjana (Sl)

1987

5. Pascasarjana (S2)

1992

Tempat
SD Negeri Muara
Musi Rawas.
SMA Negeri I Palembang.
Fakultas Pertanian Unkversitas
Sriwijaya
Program Pascasarjana LJGM,
Program Studi Mekanisasi Pertanian

Selanjutnya, mulai tahun akademik 1994/1995 penulis melanjutkan Pendidikan
Program Doktor (S3) di Institut Pertanian Bogor dalam Program Studi Illnu Keteknikan
Pertanian dan Bidang Studi Teknik Surnberdaya Tanah dan Air, dengan sponsor dari
Tim Manajemen Program Doktor (TMPD) Dikti.
Semenjak tahun 1988 sarnpai sekarang penulis bekerja sebagai Staf' Pengajar pada
Program Studi Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sriwijay,a.

UCAPAN TERIMA KASIH
Dengan selesainya penelitian dan penulisan disertasi ini, penuli:s mengucapkan
Syukur Alhamdulillah clan semoga ini membawa manfaat untuk pengembangan Ilmu
Pengetahuan dan Teknologi khususnya di bidang Teknik Sumberdaya 'Tanah dan Air.
Dalam kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih yang tulus dan sebesarbesarnya atas bantuan baik moril maupun materil, terutarna kepada:

1. Yth. Bapak Prof. Dr. Ir. Soedodo Hardjoamidjojo, M.Sc. selaku ketua komisi
pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan arahan kepada penulis untuk
mengembangkan kemampuan mulai dari pemilihan matakuliall, penyusunan
proposal penelitian sampai penulisan disertasi.
2.

Yth. Bapak Dr. Ir. Mohammad Azron Dhalhar, MSAE. sebagai anggota komisi

pembimbing yang telah banyak memberikan bimbingan, masukan dan arahan agar
penelitian dan penulisan disertasi ini menjadi lebih baik.
3.

Yth. Bapak Dr. Ir. Budi Indra Setiawan, M.Agr. sebagai anggota komisi
pembimbing dan juga memberikan kesempatan kepada penulis untuk ikut dalam
penelitian RUT dan semi-QUE, proses belajar mengajar dan mengenal dunia
pertemuan ilmiah dari tingkat nasional sampai internasioanal, dan juga telah
rnemberikan fasilitas untuk penelitian dan penulisan disertasi.

4.

Yth. Bapak Dr. Dasun Herudjito, M.Sc. sebagai anggota komisi pernbimbing yang
telah memberikan bimbingan, masukan dan arahan agar penelitian dan penulisan
disertasi ini menjadi lebih baik.

5.

Yth. Bapak Dr. Ir. Siswadi, M.Sc. sebagai anggota komisi pembimbing yang telah

memberikan wawasan dalam uji statistik dan matematik, metode penulisan ilrniah,
serta bimbingan dan arahan dalam penelitian dan penulisan disertasi ini.
6. Direktur Program Pascasarjana dan Ketua Program Studi Ilmu Keteknikan
Pertanian Institut Pertanian Bogor beserta Staf yang telah memberikan kesempatan

untuk studi S3 dengan beasiswa dari TMPD dan memberikan kemudahan pelayanan
administrasi selama studi.

7. Yth. Ibu Prof. Dr. Ir. Nurpilihan, M.Sc. dari Fakultas Pertaniim Universitas
Padjadjaran dan yth. Bapak Dr. Ir. Marzan Azis Iskandar, M.Sc. dari Badan
vii

Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) selaku penguji luar konlisi, yang telah
banyak memberikan masukan untuk meningkatkan bobot dari disertasi ini.
8.

Rektor Universitas Sriwijaya, Dekan Fakultas Pertanian Universitas Sriwijaya dan
Ketua Jumsan Teknologi Pertanian Fakultas Pertanian Universitas !jriwijaya yang
telah memberikan kesempatan untuk studi S3 di lnstitut Pertanian Boyor.

9

Ketua dan Staf Laboratorium Ergotronika dan Laboratorium Mekanika dan Fisika
Tanah Fateta Institut Pertanian Bogor, yang telah mengizinkan penggunaan fasilitas
peralatan yang ada di Laboratorium.

to. Yayasan Supersemar, TMPD Dikti dan Rektor Universitas Sriwija.ya yang telah
membantu biaya studi dan penelitian untuk disertasi ini.
1 I . Sdr. Ir.

Satyanto Krido Saptomo, M.Si, yang telah banyak membantu dalam

penguk~lrandalam percobaan di Laboratorium.
12. Rekan-rekan

mahasiswa

Pascasarjana

Institut

Pertanian

Bogor

yang

banyak

membantu dan berdiskusi untuk memecahkan berbagai permasalahan kuliah dan
penelitian.
13. Rekan-rekan sesama karyasiswa dari Fakultas Pertanian Unsri yang tugas belajar di

IPB dan di W A D yang telah banyak membantu dan memberikan d.orongan moril
selama studi di Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.
14. Kepada keluarga penulis: Ibu, Bapak (Alm), Nenek, Istri, Anak-anak, Bapak dan

Ibu mertua, dan Adik-adik yang selalu mendorong dan mendo'akan agar dapat
mencapai seperti yang direncanakan.
15. Dan juya kepada semua pihak yang belum disebutkan karena keterbatasan tempat,

sehingga tidak dapat disebut satu persatu.
Atas segala bantuan dan ama1 baik yang telah diberikan, penulis do'akan semoga
~nendapatRahmat dan Berkah dari Allah SWT. Amiiiin.

.

KATA PENGANTAR
Berkat Rachmat Allah SWT, penelitian dan penulisan disertasi yang berjudul
"Kinerja Sistem Irigasi Kendi untuk Tanaman di Daerah Kering" dapat diselesaikan.
Dalam penelitian ini dilakukan kajian terhadap kendi irigasi, percobaan irigasi di
laboratorium clan simulasi menggunakan metode elemen hingga untuk menjelaskan
fenomena aliran air irigasi pada dindiig kendi dan dalam tanah di sekitiunya. Meldui
penelitian dan tulisan ini penulis ingin memberikan informasi kinerja dari irigasi kendi,
sehiigga layak dipertimbangkan sebagai sistem irigasi yang sesuai tntuk memberi
ataupun untuk suplesi air pada tanaman di daerah kering. Dengan irigasi kendi rnaka air
yang terbatas ketersediaannya dapat dimanfaatkan secara maksimal untuk pertanian.
Sistem irigasi kendi ini juga memberikan dukungan nyata terhadap gerakan hemat
air, terutama di bidang pertanian. Kendi irigasi ini telah memberikan jenlis produk baru
dari pengrajin gerabah, pengrajin genteng dan pengrajin batu-bata.
Dengan sangat disadari oleh penulis, bahwa penelitian dan disertasi ini jauh dari
kata sempuma, untuk itu adanya sumbang saran dan kritikan dari pernbaca sekalian
akan sangat diperhatikan untuk menjadikan kendi irigasi sebagai prodtlk industri dan
sistem irigasi kendi sebagai teknologi unggulan Indonesia. Semoga tulisan ini dapat
bermanfaat.

Bogor,
Penul is

Mei 2000

DAFTAR IS1

DAFTAR TABEL..............................................................................................

DAFTAR GAMBAR.........................................................................................
DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................
DAFTAR SIMBOL............................................................................................
I.

I1.

111.

Haiarnan
xii
xiv
xvii
xviii

PENDAHULUAN.................................................................................

1

A.

Latar Belakang................................................................................

1

B.

Perurnusan Masalah........................................................................

1

C.

Tujuan dan Manfaat Penelitian.......................................................

3

TINJAUAN PUSTAKA.........................................................................

4

A.

Irigasi Kendi ...................................................................................

4

B.

Aliran Air ddam Media Porus.......................................................

6

C.

Hasil Penelitian dan Publikasi Terdahulu......................................

9

METODE PENELITIAN......................................................................

19

A.

19

B.

Pembuatan Kendi Irigasi...............................................................
A .1.

Waktu dan tempat .............................................................

19

A.2.

Bahan dan spesifikasi kendi.............................................

19

A.3.

Pengukuran konduktivitas hidrolik jenuh kendi, (Kkendi)
..

21

Percobaan Irigasi Kendi di Laboratoriurn.....................................

22

8.1.

Waktu dan tempat...........................................................

22

B.2.

Bahan dan alat ....................................................................

22

B.3.

Carakeja..........................................................................

22

C.

D.

IV.

C .1.

Dasar pemikiran dan teori .................................................

C.2.

Metode elernen hingga .......................................................

C.3.

Prosedur simulasi ...............................................................

..

Pengujian Model ............................................................................

HASIL DAN PEMBAHASAN.............................................................
A.

B.

V.

Simulasi.....................................................................................

Kinerja Irigasi Kendi ....................................................................
A.1.

Konduktivitas hidrolik jenuh kendi, Kke, di.......................

A.2.

Rembesan pada dinding kendi irigasi ..............................

A.3.

Kelembaban tanah

A.4.

Keddaman pembenaman kendi ..................................

A.5.

Evapotranspirasi ...................................................

..............................................

Pembahasan..................................................................................

KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................
A.

Kesimpulm ..................................................................................

B.

Saran-saran...................................................................................

DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................
LAMPIRAN - LAMPIRAN

............................................................................

DAFTAR TABEL

Perbandingan Kkcndi
~ebelumdan sesudah dinding kendi digosok
(Stein, 1995)...........................................................................
Hasil simulasi jarak pembasahan tanah pada irigasi kendi (Setiawan
et al., 1996)............................................................................
Bahan campuran dan komposisi bahan pembuatan kendi di Plered.,

Purwakarta, Jawa Barat dan hasil pengukuran Kke,di (Setiawan &
Edward, 1997) dan (Edward et al., 1998) ...........................................
Jarak pembasahan tanah pada irigasi kendi (Setiawan, 1998)..........
Jarak pembasahan tanah hasil simulasi pengaliran air dengan tabung
aliran tanpa alas (velocitypermeameter)pada beberapa
perbandingan konduktivitas hidrolik tanah oleh Carrol et al. (1995)..
Mabiks pustaka atau hasil dari penelitian yang telah dipublikasikan
dengan penelitian ini

.........................................................

Komposisi bahan pembuatan kendi di Plered, Purwakarta, Jawa
Barat....................................................................................................
Komposisi bahan pembuatan kendi di Ciruas, Serang, Jawa Barat ....
Komposisi bahan pembuatan kendi di Masbagik. Lombok Timur,
Nusa Tenggara Barat...........................................................................
Komposisi bahan pembuatan kendi di Gumumg Guruh, Sukabumi.,
Jawa Barat...........................................................................................
Kepadatan (bulk density), kadar air ( 8 )dan matric head (w)atau
pressure head (h) pada awal pecobaan dan simulasi.. ....
Koefisien persarnaan (3-27).................................................................
Koefisien persamaan (3-28)...............................................................
Dimensi kendi irigasi hasil pembuatan di beberapa sentra produks:i

4.2

Besarnya susut kendi irigasi dari kendi basah sampai setelah
dibakar.................................................................................................

38

4.3

Batas toleransi dan hasil iterasi nilai K, dan Kk.. ai dari uji model......

43

4.4

Suplai air dari sistem irigasi kendi .......................................................

63

Sistern penanaman pada irigasi kendi ......................................... .....
Sistem irigasi kendi di India (Mondal, 1974) ..........................
Sistem irigasi kendi yang dikembangkan Stein (1990). ..............
Sistem irigasi kendi yang dikembangkan Setiawan (1998). ...... ...
Sistem pengukuran konduktivitas hidrolik jenuh kendi yang
digunakan Stein (1990)...... .............. .................................
Spesifikasi kendi irigasi (Setiawan & Edward, 1997) dan Edward
er al. (1998)

............... .................................................-...........--......

Laju dan kumulatif rembesan dinding kendi hasil percobaan di
rumah tanaman untuk kendi P9 pada Tabel 2.3 (Setiawan, 1998).
Bidang pembasahan (weftingfroni) pada tanah di sekitar kendi
irigasi (Setiawan, 1998). ............................................... ....
Kalibrasi pressure transducer dari volts menjadi tekanan (head) ..
Percobaan irigasi kendi di bak tanah dan pengukuran hisapan
(suction) denganpressure transducer .. ..........................................
Diagram skematik keseimbangan air pada sistem irigasi kendi
Volume tetap (control volume) untuk aliran silinder

..................

Pembagian daerah aliran atau diskritisasi menjadi elemen-elemen

..

segltiga ....................... . .................................................
Elemen segitiga : (a) ilustrasi idea pada kasus simetri putar dengan

z sebagai surnbunya, dan (b) sistem koordinat r - z dari titik
simpul pada simetri putar (dikutif dari Segerlind, 1984)..............
Parameter untuk elemen segitiga linear.. ................................
Kondisi batas dalam simulasi.. .............................................
Hubungan kadar air (8) dan potensial tekanan (w)/ ketinggian (1)
Diagram alir simulasi dengan FEM ........................................

Kkendl

vs persentase penambahan pasir pada bahan pembuatan

kendi..................................................................................................
Kkcndl

vs ulangan kendi yang dibuat yang dibuat dengan kompor;isi

campuran bahan yang sama...............................................................
vs ulangan pengukuran............................................................
Kkcndr vs

waktu pengukuran...............................................................

Hasil simulasi vs pengukuran laju rembesan pada diiding kendi .....
Hasil simulasi vs pengukuran terhadap kumulatif rembesan............
Pola rembesan pada dinding kendi....................................................
Hasil simulasi vs pengukuran kelembaban tanah yang dinyatakan
dalam y pada media tanah liat berdebu

..........................................

Laju dan pola perubahan kelembaban tanah yang dinyatakan
dalam yr pada tanah liat berdebu .....................................................
Profil kelembaban tanah setelah diirigasi dengan sistem kendi
selarna 1455 menit pada media tanah liat berdebu.......................
Bidang pembasahan tanah setelah diirigasi dengan sistem irigasi
kendi pada media tanah liat berdebu .................................................
Hasil simulasi vs pengukuran kelembaban tanah yang dinyatakan
dalam y pada media tanah pasir-l ...................................................
Laju dan pola perubahan kelembaban tanah yang dinyatakan
dalam y pada media tanah pasir-l ..................................................
Profil kelembaban tanah setelah diirigasi dengan sistem kendi
selarna 450 menit pada media tanah pasir- 1 ................................
Bidang pembasahan tanah setelah diirigasi dengan sistem irigas~~
kendi pada media tanah pasir -1

.....................................................

Hasil simulasi vs pengukuran kelembaban tanah yang dinyatakan
dalam v pada media tanah pasir-2

................................................

Laju dan pola perubahan kelembaban tanah v pada media tanah
pasir -2 ............................................................................................

4.1 8

Profil kelembaban tanah setelah diirigasi dengan sistem kendi
selama 1480 menit pada media tanah pasir-2

4.19

54

Bidang pembasahan tanah setelah diirigasi dengan sistem irigasi
kendi pada media tanah-2

4.20

............................ ..

............................................................

Profil kelembaban tanah dalam

54

setelah diirigasi dengan sistenl

irigasi kendi selama 3 jam dengan pembenaman kendi pada tiga
kedalaman: 1 cm, 5 cm dan 10 om dari permukaan tanah (konversi
4.21

.................................. ..
Laju evapotranspirasi puncah (ETm) tanaman cabai ......................

4.22

Profil kelembaban tanah dalam y~ pada tanah liat berdebu sebel~un

y~ ke 8 seperti pada Gambar 4.10)

terjadi evapotranspirasi.. .................................................
4.23

Profil kelembaban tanah dalam

56

57
57

pada tanah liat berdebu setelah

terjadi evapotranspirasi dalam bentuk point sink (konversi \I, kt: 8

58

seperti pada Gambar 4.22) .................................................
4.24

Kemampuan sistem irigasi kendi mensuplai air untuk tanaman
pada berbagai jarak radial

...............................................................

59

Hdaman
Pengukuran konduktivitas hidrolik jenuh kendi, Kke.di .....................

75

Beberapa sifat fisik media percobaan ................................................

84

Koordinat titik simpul ................................................................

..

96

Nomor titik simpul untuk setiap elemen ...........................................

97

Metode elernen hingga (Finite Element Method) pada irigasi kendi .

98

Program simulasi sistem irigasi kendi ...................................... .........

111

Batas mahic head (v)yang dibutuhkan agar air dari tanah dapat

120

diserap tanarnan untuk memenuhi evapotranspirasi ....................
Evaluasi kebutuhan air tanaman dan suplai air dari irigasi kendi .....

xvii

Luas permukaan luar dinding keildi, cm2 @ers.: 2-7)
Luas elemen,'cm2(pers.: 3-1 1, 3-12,3-13,3-14)
Luas pennukaan selang ukur, cm2 (pers.: 2-7)
Koefisien (pen.: 3-28 dan seterusnya)
Koefisien (pers.: 3-1 5 dan seterusnya)
Koefisien (pers.: 3-28 dan seterusnya)

Curah hujan, cmtdt (pers.: 2-5 )

E

fimgsi dinding kendi memegang air I water capacity function, cm-' (pers.:
3-7 dan seterusnya)
fungsi tanah rnemegang air / water capacityfunction, cm-' (pers.: 3-7 dan
seterusnya)
Laju evaporasi, c d d t (pers.: 2-5,2-6 )

ET

Evapotranspirasi

ETm

Evapotranspirasi maksimum

ETo

Evapotranspirasi potensial

H

Ketinggian hidrolik, cm (pers.: 2-1, 2-2,2-3,2-4 dan seterusnya)

h

Pressure head, cm H z 0 (pers.: 2-3 dan seterusnya)

hl

Tinggi permukaan air pada tl, cm (pers.: 2-7)

h2

Tinggi permukaan air pada tz, cm (pers.: 2-7)

I

Laju pemberian air irigasi, c d d t (pers.: 2-5, 2-6 )

i, j, k

nomor titik simpul / node

input

Masukan pada sistem (pers.: 3-1)

Kc

Koefisien tanaman

Kkendi

Konduktivitas hidrolik jenuh kendi, c d d t (pers.: 2-7 dan seterusnya)

K(0)

Konduktivitas hidrolik tanah tidak jenuh merupakan fungsi ka,dar air,
crn/dt (pers.: 2-2 dan seterusnya)
Konduktivitas hidrolik jenuh, c d d t (pers.: 2-1 )
Konduktivitas hidrolik tanah jenuh arah radial ( c d d t )
Konduktivitas hidrolik tanah jenuh ( c d d t ) (pers.: 3-28 dan se1:erusnya)
xvii
i

Kz

Konduktivitas hidrolik tanah jenuh arah vertikal, cm/dt

1

tebal dinding kendi, cm (pers.: 2-7)

LP

Laju aliradimpasan permukaan, crnldt (pers.: 2-5 )

Ni.j, k

Bentuk / shape (pers.: 3-15 dan seterusnya)

output

Keluaran sistem (pers.: 3-1)

P

Laju perkoiasi, cmldt (pers.: 2-5,2-6 )

9

Fluks, cm3/dt . cm2= c d d t (pers.: 2-1,2-2 )

qr

Fluks ke arah radial, cm3/dt . cm2 = c d d t (pers.: 3-2)

91

Fluks ke arah vertikal, cm3/dt . cm2= c d d t (pers.: 3-2)

r

Arah radial, cm (pers.: 3-2 dan seterusnya)

Ri

Radius pada node i , cm

Rj

Radius pada node j , cm

R k

Radius pada node k , cm

R

Arah / jarak radial , cm

S

arah aliran x,y,z; cm (pers.: 2-1,2-2)

T

Laju transpirasi, crn/dt (pers.: 2-5,2-6 )

t

Waktu, dt (per.: 3-2 dan seterusnya)
Waktu pengukuran, dt (pers.: 2-7)
Volume dari integral (pers.: 3-19 dan seterusnya)
Jarak pembasahan arah vertikd, cm
Arah vertikal, cm (pers.: 3-2)

Jarak vertikal pada node i, cm (pers.: 3-1 1 danseterusnya)
Jarak vertikal pada node j, cm (pers.: 3-1 1 danseterusnya)
Jarak vertikal pada node k, cm (pers.: 3-1 1 danseterusnya)
Sudut permukaan untuk syarat batas (pers.: 3-18 )
Koefisien, dimana a = (I

- E)

At

Koefisen (pers. : 3- 10 dan seterusnya)
Tetapan untuk interpolasi, nilainya antara 0 clan 1
Kadar air basis volume pada titik simpul
Kadar air media basis volume, cm3/cm3 (pers.: 2-2, dan seterusnya)
xix

Matric head, cm H z 0 (pers.: 2-4)

parsial diferensial

Pennukaan sistem yang nilainya telah ditetapkan (pers.: 3-17
dan
setemsnya)
Permukaan sistem yang nilainya belum diketahui (pers.: 3-18 dan
seterusnya)
Vektor kolom (pers.: 3-19 dan seterusnya)
Bobot sisa (pers.: 3-19 dan seterusnya)
Matriks segi atau vektor baris (pers.: 3-19 dan seterusnya)
Nomor elemen (pers.: 3- 19 dan setemsnya)
Matriks global dari [cCe)]
(pers.: 3-2 1 dan seterusnya )
Matriks global dari [kd(e)](pers.: 3-21 dan seterusnya )
Matriks global dari [p)]
(pers.: 3-23 dan seterusnya )

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
Luas lahan kering di Indonesia sekitar 33,3 juta hektar (BPS, 1997), sebagian lahan
tersebut tergolong daerah kering dengan tipe iklirn D dan E dari ldasifikasi zone
agroklimat Oldeman. Salah satu kendala budidaya tanaman di daeral.1 kering adalah
terbatasnya air untuk tanaman sepanjang waktu, baik dalarn jumlah maupun dalam
kemerataannya (equiw). Kendala ini terutama untuk budidaya tanarnan hortikultura.
Karena itu lahan pertanian di daerah ini Iebih banyak diberakan sepanjang t a h m y a .
Irigasi tanaman sayur-sayuran di daerah kering pada saat terjadi hari-hari kering
sangat dibutuhkan.

Namun menurut Pawitan (1999), kondisi sumberdaya air pada

sebagian besar daerah di Indonesia telah memasuki pada tingkat waspada sampai tingkat
kritis, sedangkan kebutuhan air di bidang pertanian dan bidang lainnya t~:rus meningkat.
Penurunan potensi sumberdaya air terjadi di beberapa wilayah seperti di Jawa Tengah,
Jawa Timur, Bali dan Nusa Tenggara.
Guna memenuhi kebutuhan teknologi sistem irigasi di daerah/lahan kering yang
hemat air, Setiawan et al. (1998) telah mengembangkan sistem irigasi kendi di
Indonesia sejak tahun 1996. Sistem irigasi kendi juga telah dikembanglcan sejak tahun
1990 oleh Stein (1990). Dengan sistem ini, air irigasi diberikan langsung pada zone
perakaran tanaman d m rembesannya dipengaruhi oleh karakteristik fisik kendi dan
karakteristik fisik tanah di sekitar kendi.

B. Perumusan Masalah
Kendi irigasi mempunyai dua fungsi, pertarna untuk menampung air dan kedua
dengan dindingnya yang porus mengatur pengeluaran air secara otornatis ke zone
perakaran tanaman. Dengan sistem irigasi kendi, penanaman dilakukan di seputar kendi
pada zone pembasahan seperti pada Gambar 1.

Gambar 1. Sistem penanaman tanaman pada irigasi kendi
Kinerja suatu sistem menunjukkan kemampuannya dalam meimenuhi fimgsifungsinya. Di dalam sistem irigasi kendi, indikator kineja yang digunakan adalah:
kemarnpuan kendi irigasi mensuplai air untuk memenuhi kebutuhan air tanaman dan
mengurangi kehilangan air melalui evaporasi dan perkolasi.
Sistem irigasi kendi diaplikasikan untuk lahan kering, terutama dibutuhkan untuk
pemberian air irigasi pada saat musim kering. Kondisi tanah di seputar kendi pada
daerah tersebut dalam keadaan kering atau tidak jenuh (unsaturated), sedangkan dinding
kendi yang berkontak langsung dengan tanah dalam keadaan jenuh (saturated).
Perbedaan kondisi kejenuhan kedua media dan perbedaan beberapa karakteristik
fisiknya, akan menjadi penentu kemampuan irigasi kendi untuk menyediakan air bagi
tanaman dan distribusi kelembaban tanah.
Pada media porus jenuh seperti dinding kendi, aliran air dipengadhi beda tekanan
hidrostatik dan konduktivitas hidrolik jenuh kendi

(Kkend,).

Pertledam tekanan

hidrostatiknya merupakan beda tinggi relatif muka air dalam kendi terhadap muka air di
luar dinding kendi. Pada media

PONS

tidak jenuh seperti tanah, mekarlisme alirannya

rumit dan sukar untuk dideskripsikan secara kuaniitatif, karena aliran air dan
distribusinya dipengaruhi oleh potensial kelembaban tanah, konduktivitas hidrolik tanah

'

dan histerisis. Menurut Jury et al. (1991), konduktivitas hidrolik tanath pada kondisi

tidak jenuh merupakan fungsi dari kadar air tanah

m)).

Kajian kinerja sistern irigasi kendi ini selanjutnya dibatasi patla dua bagian:
pertama kemampuan dinding kendi meloloskan air, dan kedua distribusi kelembaban
tanah di sekitar kendi sebagai pengaruh

Kkmdi dan

K(0). Untuk mendapatkan dinding

kendi irigasi yang mampu meloloskan air sesuai kebutuhan dengan rnembuat kendi

dalam beberapa kombinasi carnpuran bahan pembuatannya.

Sedang&an distribusi

kelembaban tan& dianalisis dengan simulasi model aliran koordinat silinder, dua
dimensi, dan simetri putar (misymmetric). Pendekatan numerik dengan metode elemen
hingga (finite element method) digunakan untuk solusi dari model simulasi.
C. Tujuan dan Manfaat Penelitian

Penelitian

ini

bertujuan

mendapatkan kinerja

sistem irigasi

kendi

guna

meningkatkan pemanfaatan air di daerah kering. Kinerja sistem irigasi kendi dalam
penelitian ini merupakan:

I . Kemampuan dinding kendi meloloskan air, yang dinyatakan dengan:: konduktivitas
hidrolik jenuh kendi

(Kkendi),

dan rembesan pada dinding kendi irigasi..

2. Distribusi kelembaban tanah, yang dinyatakan dengan: pola perubahan kelembaban

tanah, profil kelembaban tanah dan bidang pembasahan tanah ( ~ e t t i n g . ~ o n t ) .

Dari penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat dalam: pemilihan cara
pengukuran Kkendi, penentuan jarak dinding kendi dan tanaman, pengembangan sistem
irigasi lahan kering, konservasi air di daerah kering, dan efisiensi pemakaian air irigasi.

11. TINJAUAN PUSTAKA

A. Irigasi Kendi
Irigasi di Indonesia telah dikenal sejak era pra-kolonial, dimana pada tahun 1832,
&perkirakan 1,5 juta ha lahan pertanian telah diairi dengan sistem irigasi masyarakat
setempat (Schrevel, 1998).

Selanjutnya, pembangunan irigasi berlangsung sampai

sekarang dengan prioritas untuk tanaman pangan khususnya padi.
Menurut Said & Kuntarsih (1997), sejak tahun 1989 irigasi tetas untuk lahan
kering mulai tercatat penggunaatmya d
i Indonesia, khususnya untuk buctidaya tanaman
hortikultura, seperti: melon, paprika, apel, kentang, strawbery, mangga, tomat, dan
bunga potong. Di masyarakat sebelumnya telah juga diterapkan jenis irigasi untuk lahan
kering, seperti: irigasi alur untuk tanarnan tebu, irigasi dengan penetes tabung bambu,
irigasi dengan sumbu kompor, dan irigasi kendi.
Kusnadi & Sapei (1 992) membagi sistem irigasi di lahan kering berdasarkan posisi
keluarnya air, yaitu: irigasi pennukaan, irigasi bawah permukaan, dan irigasi curah.
Menurut Mondal (1974) dan Stein (1990) irigasi kendi masuk ke kelompok sistem
irigasi bawah permukaan

(subsurface

irrigation) karena kendi sebagai emiter

ditempatkan di bawah permukaan tanah. Selanjutnya Stein (1990) menggolongkannya
juga berdasarkan aplikasinya, yaitu rembesan air secara lambat dengan volume yang
rendah pada zone perakaran tanaman, dan hanya sebagian dari tanah :yang dibasahi,
maka diklasifikasikan sebagai irigasi lokal, dan Mondal (1974) menyebutnya sebagai
irigasi baru yang inovatif, karena teknologinya relatif baru dan hasil lokal.
Batasan irigasi kendi menurut Stein (1994) merupakan: bentuk yatng sederhana,
terbuat dari tanah yang dibakar tanpa dihaluskan (gerabah) yang dibenarnkan kedalam
tanah sampai ke leher dan diisi air. Selanjutnya dinyatakan keluarnya air dari dinding
kendi ke zone perakaran tanaman karena tekanan hidrostatik d d a t a u hisalpan.

'

Sistem irigasi kendi di lndia rnenggunakan kendi penampung air dengan diameter
30 cm, dan tinggi 60 cm (Mondal, 1974). Aplikasinya dengan membenamkan kendi
kedalam tanah sampai sebatas leher kendi, dan beberapa tanaman dibtnam di sekitar
kendi seperti pada Gambar 2.1.

Garnbar 2.1. Sistem irigasi kendi di India (Mondal, 1974)
Penelitian irigasi kendi telah dilakukan oleh Thomas-M. Stein dari Departemen
Teknologi Pedesaan dan Perlindungan Sumberdaya Alarn, Universitas Kassel, Jerman
sejak tahun 1990 (Stein, 1994).

Aplikasi irigasi kendi yang dilakukan Stein (1990)

dengan membenamkan kendi kedalam tanah sampai sebatas leher kendi, clan beberapa
tanaman ditanam di sekitar kendi ( Gambar 2.2), volume kendi yang digunakannya 2,5
liter, sedangkan dimensinya tidak dijelaskan.

Garnbar 2.2. Sistem irigasi kendi yang dikembangkan Stein (1 990:)
Di Indonesia penelitian irigasi kendi telah dilakukan sejak tahun 1996 oleh Budi
Indra Setiawan dari Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor (Setiawan,

1998). Aplikasi irigasi kendi yang dilakukannya dengan membenamkan Icendi kedalam
tanah sampai sebatas leher kendi, dan tiga sampai empat tanaman ditanim di sekitar
kendi, seperti pada Gambar 2.3.
Keunggulan irigasi kendi sebagai irigasi bawah permukaan adalah air diberikan
langsung ke zone perakaran tanaman, sehingga dapat mengurangi terjadiriya evaporasi,
..prL,lon;

,i,
,
L
,
.
.
,
,
,
a,I;,,,
l+
n l - l,
~GLIIII.IR-I

~ I I R U I L ~ I JY-&
I

fhn,,A,l
\IYIVIIUQI,

l1n77I o0' )l . n
nA-..-. r
IVIGIIUI U L

.A:-A:-r--->:
OLGlll (1
( J nn?\
77 I ), 11111UlIlg
KGIlUJ
QL-:-

yang porus dapat mengendalikan merembesnya air berdasarkan kejenuhan tanah d
i
seputar kendi (autoregulafive).
B. Aliran Air dalam Media Porus

Dalam irigasi kendi ada dua media porus yang menjadi media aliritn air irigasi,
yaitu dinding ken& dan tanah. Pori-pori dinding kendi dan tanah tidak seragam dan
sangat tidak beraturan yang berakibat kecepatan aliran dari titik ke titik sangat beragam,
karena itu geometri sesungguhnya dan pola alirannya sangat rurnit dijelaskan

Gambar 2.3. Sistem irigasi kendi yang dikembangkan Setiawan (1998)

secara rinci.
kecepatan

Untuk itu menurut Hillel (1980) dapat digunakan pendekatan vektor

aIiran

makroskopis,

yang

merupakan

rata-rata

keseluruhan

kecepatan

mikroskopis pada volume total tanah.
Di dalam media porus, air akan mengalir bila terjadi gradien potensial. Fluks aliran
pada media porus jenuh telah ditemukan oleh Darcy (Bear & Verruijt, 1987), dimana
fluks rnenyatakan debit aliran air persatuan luas medium (cm3/dt.cm2) .

Menurut

Wliyazaki (1993) persamaan fluks pada media porus jenuh adalah:

dirnana:
g . fluks (cm3/dt.cm2 =) c d d t ) ,
K . konduktivitas hidroIik jenuh ( c d d t ) ,
H : ketinggian hidrolik (cm), dan
S : arah aliran x, y, z (cm)
Persamaan Darcy di atas mempunyai keterbatasan atau menjadi tidak sahih (Hillel,
1 980), jika terjadi kondisi:
I.

Gradien hidrolik terlalu kecil pada keadaan tak jenuh, sehingga q = 0 atau q tidak
merupakan h n g s i garis lurus terhadap gradien hidrolik.

2. Kecepatan aliran air tinggi, sehingga alirannya tidak laminar.

Persamaan (2-1) juga tidak langsung berlaku pada aliran tak jenuh, untuk itu
persamaan Dmcy telah dirnodifikasi oleh Richard menjadi persamaan aliran tak jenuh
(Bear & Verruijt, 1987) seperti berikut.

dimana

K(9) : konduktivitas hidrolik tak jenuh yang merupakan fimgsi kadar air (cmldt), dan
8
: kadar air media basis volume (cm3/cm3)
Menurut Miyazaki (1993) dan Koorevaar et al. (1983), ketinggian hidrolik (H)
untuk kondisi jenuh dapat didefinisikan sebagai:

H=h+z
sedangkan untuk kondisi tidak jenuh adalah:

dimana :
: pressure head (cm H20),
: matric head (cm HzO),
: potensial gravitasi (cm), dan
z
Sumbu z didefinisikan adalah positif ke arah atas permukaan tanah.

h

Gerakan air dari kendi-tanah-tanarnan-atmosfir merupakan seri yang saling
berkaitan. Aliran air pada sistem irigasi kendi dimulai dengan aliran air dari dalam kendi
ke permukaan luar dinding kendi, dan terdistribusi di dalam tanah. Aliran air pada
dinding kendi disebabkan gradien hidrolik dan

Kkendi,

sedangkan distribrusi air dalam

tanah dipengaruhi beda potensial kelembaban tanah, konduktivitas hidrolik tanah,
adanya evaporasi melalui permukaan tanah, transpirasi melalui tanaman, perkolasi dan
kemampuan tanah memegang air.

Keseimbangan air dalam tanah menurut Miyazaki

(1993) untuk kondisi tidak jenuh ditunjukkan pada persamaan (2-5).

dimana

AS
CH
I
E
T
P
LP

perubahan simpanan (cddt),
curah'hujan (cm/dt),
laju pemberian air irigasi (cmldt),
Iaju evaporasi (cmfdt),
laju transpirasi (crnldt),
: laju perkolasi (cmldt), d m
: laju aliran / limpasan permukaan (cmldt).
:
:
:
:
:

Persamaan (2-5) dapat diaplikasikan pada sistem irigasi kendi, clengan kondisi
tidak ada curah hujan (CH

=

0) dan tidak ada aliran 1 Iimpasan permulcaan (LP = 0).

Sehingga persamaan (2-5) menjadi persamaan (2-6).

Dalam persamaan (2-6) ini aliran air pada kondisi tidak mantap (unsteady, nonlinear, transient). Faktor atmosfir dapat ditekan dengan menggunakan mulsa plastik
perak hitam (MPPH). Menurut Umboh (1997), evapotranspirasi aktual :&an mencapai
7%- 10% dari ETo jika dipasang MPPH.
C. Hasil Penelitian dan Publikasi Terdahulu

Hasil penelitian irigasi kendi yang berkaitan dengan kinerja sistem irigasi kendi
yang telah ditemukan dalam beberapa publikasi dapat ditinjau seperti berikut.
1. Stein (1 990)
Telah mengukur konduktivitas hidrolik jenuh 14 kendi derigan hasilnya
berkisar 0,0006 cm/hari (6,944 x 10" cm/dt) sampai 0,5333 cm/hari (6,1724 x
cddt).

Metode pengukuran Kkcndi dengan tinggi muka air menurun dengan skema

pengukurannya seperti pada Gambar 2.4, dan persamaan (2-7) digunakan
menghitung Kkendi-

Garnbar 2.4. Sistem pengukuran Kkenai
yang digunslkan Stein
(1990)

dimana:
Kkcndi : konduktivitas hidrolik jenuh kendi (cddt),
: luas permukaan selang ukur (cm2),
a
1
: tebal dinding kendi (cm),
A
: luas perrnukaan luar dinding kendi (cm2),
t2 - tl : waktu pengukuran (dt),
hl
: tinggi permukaan air pada t = tl (cm), dan
h2
: tinggi permukaan air pada t = tl (cm)
Dari Gambar (2.4) pengukur Kkendi
dilakukan dengan rnemotong dinding kendi,

sehingga kendi yang diukur tidak dapat dipergunakan kembali.
Kendi dengan Kkend,0,034 cmhari (3,935 x 10" c d d t ) dan kapasitas 2,5 liter
diamati laju rembesannya dengan membenamkannya dalam tanah pasir berlempung
dengan konduktivitas hidrolik jenuh 3 1,3 crnhari atau 3,623 x 10" crddt. Hasilnya
laju rembesan pada saat kering atau awal 1,25 l/hari (0,01447 cm3/dt) dan kemudian
menjadi konstan antara 0,5 Vhari sampai dengan 0,6 I/hari (5,787 x

lo5

- 6,944 x

10" cm3/dt).
Kesimpulan dari Stein (1990) bahwa belum ada kriteria rancangan kendi yang
valid untuk irigasi dapat disarankan.

2.

Stein (1994)
Keuntungan irigasi kendi

addah dapat digunakan untuk berbagai tingkat

kemampuan pengguna dan sebagian besar komponennya merupakan hasil lokal.
Selanjutnya sistem irigasi kendi dapat dikelompokkan berdasarkan sistem
penambahan air kedalam kendi, yaitu.
a.

Sistem manual. Pengisian air dilakukan dengan cara menuangkcan air dengan
gayung air atau dengan slang.

b. Semi otomatik. Pengisian air dengan membuka kran pada pipa yang terhubung
dengan setiap kendi, kernudian ditutup kembali setelah kendi penilh.
c. Otomatis. Kendi sebagai emiter terhubung langsung kejaringan atau sebagai
kapsul yang merupakan bagian dari sistem tertutup yang terhubung dengan
jaringan pipa. Air mengalir secara konstan di bawah tekanan hidrostatik.
Sistem irigasi kendi dapat didefinisikan secara makro dan secara mikro. Secara
makro, maka sistem irigasi kendi akan menyangkut jaringan pipa primer, skunder
dan tersier, sistem kontrol muka air dan termasuk unit suplai air. Seclangkan secara
mikro, kendi merupakan sistem yang lengkap yaitu sebagai emiter dan penyimpan
air.

Kendi juga mempunyai kemampuan mengatur pengeluaran air berdasarkan .

perbedaan tekanan.
Kesimpulan Stein (1994), belum juga
rancangan kendi untuk irigasi.

dapat memberikan rekomendasi

Sedangkan karakteristik fisik kendi yang

berpengaruh terhadap Kkend,adalah luas permukaan dinding, volume clan bentuk.
3.

Stein (1995)
Hasil pengukuran Kkendidari 12 buah kendi dengan campuran bdlan yang sarna
dengan hasilnya Kkmditidak seragam, dan setelah dilakukan pengamplasan pada
permukaan dinding kendi ternyata dapat meningkatkan Kkendisebesar 369 - 1791 %
seperti pada Tabel 2.1.

Kesimpulan dari Stein (1995), untuk meningkatkan

Kkendi

darpat dilakukan

dengan pengarnplasan dinding kendi.
Tabel 2.1. Perbandingan Kkenai sebelum dan sesudah dinding kendi digosok
(Stein, 1995)
Nomor kendi

4.

Kbndi

sebelum digosok

cm/hari

Yo

Kkendi

cm/hari

setelah tiigosok
Yo

Stein (1997)

Pengukuran laju rembesan dari kendi memberikan hasil : ada korelasi positif
antara laju evaporasi dan laju rembesan dari kendi, laju evaporasi, Kkendi, dan luas
permukaan dinding kendi memberikan pengaruh yang positif 1:erhadap laju
rembesan, sedangkan tebal dinding kendi memberikan korelasi negatif terhadap
laju rembesan.
5. Setiawan et al. (1996)

Penelitian irigasi kendi dengan simulasi kelembaban tanah ~menggunakan
pendekatan numerik metode beda hingga (finite dzperence). Hasilnya penyebaran
kelembaban tanah ke arah radial dan vertikal berkorelasi positif d.engan

Kkendi,

apabila Kksndi lebih kecil dari konduktivitas fiidrolik tanahjenuh (K,) dan sebaliknya
jika Kkcndilebih besar dari K,. Secara rinci disajikan pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2. Hasil simulasi jarak pembasahan tanah pada irigasi kendi
(Setiawan et al., 1996)

Jarak pembasahan ke arah

Perbandingan
Kkcndi vs K s

R (cm)

1:l

18,O

Z (c:m)
44,O

1 : 0,2

16,O

41!,5

5:l

18,5

453

10: 1

19,O

468,O

6. Setiawan & Edward (1997) dan Edward et al.(1998)
Percobaan pembuatan kendi irigasi dengan menggunakan bahan campuran
tanah Iiat, pasir, dan serbuk gergaji. Hasilnya menunjukkan penamb.ahan pasir dan
serbuk gergaji dapat meningkatkan Kkendi dari
%) seperti pada Tabel 2.3.

lo-'

c d d t menjadi 1ow''cmldt (11142

Bentuk kendi yang dibuat berupa ddinder dengan

dimensi: tinggi f 28 cm, tinggi badan k 14 cm, diameter badan f 14 cm dan
diameter leher kendi f 7 cm, secara rinci pada Gambar 2.5.

Gambar 2.5. Spesifikasi kendi irigasi (Setiawan 62 Edward, 1!>97)dan
Edward et al. (1998)

7. Setiawan (1 998)
Mengukuran laju dan kumulatif rembesan pada dinding kendi irigasi dengan
percobaan di rumah tanaman (green house) untuk kendi P9 (pada Tabel 2.3). Hasil
pengukurannya seperti pada Gambar 2.6, dengan rerata laju rembesan 0,088339
crnljam dan rerata kumulatif rernbesan 53,498 cm3/jarn atau 1,28 Vhari.
Percobaannya juga mengamati profil laju pembasahan (wetting ,fi-ont) tanah di
sekitar kendi irigasi, dengan hasilnya pada Gambar 2.7.

Radius pembasahannya

setelah irigasi dapat dirinci pada Tabel 2.4 berikut.
Tabel 2.3. Bahan campuran dan komposisi bahan pembuatan kendi di Plered,

Purwakarta, Jawa Barat dan hasil pengukuran Kkendi(Setiawan &
Edward, 1997 dan Edward et al., 1998)
Liat berdebu

No

Komposisi Campuran (%)
Pasir

pasir

deb"

liat

pasir

deb"

liat

8.4%

34.8%

56.8%

88.7%

9.6%

1.7%

Serbuk gergaji

Kkendi

(cmlhari)

(lolos ayakan 2 mm)

Tabel 2.4. Jarak pembasahan tanah pada irigasi kendi (Setiawan, 1998)

23,5jam (1 hari)
48 jam (2hari)
144 jam (6 hari)
312 jam (13 hari)

12
14

19
25

23
24
32
40

0

500

loo0 Is00 2000
W*h (ian)

25M)

11

3000

ID00

1500

2(Y10

"""-.w

2500

JOOO

1

Gambar 2.6. Laju dan kurnulatif rembesan dinding kendi hasil percobaan di rumah
tanaman untuk kendi P 9 pada Tabel 2.3 (Setiawan, 1998)

8. Mondd (1974)
Penelitian irigasi kendi untuk tanaman melon dan labu di India mendapatkan
pengaliran air irigasi sangat rendah yaitu 2 cm untuk selama 88 hari periode tanam.
Rendahnya kebutuhan air ini dikarenakan sangat kecilnya evaporasi, perkolasi dan
tidak ada aliran permukaan.
9 . Ibrahim et al. (1997)
Penelitian irigasi dengan penetes berpori yang terbuat dari campwan tanah liat
dan serbuk gergaji. Spesifikasi penetes berpori ini: berat rerata 10,04:3 gr, diameter
2,461 cm, dan tinggi 3,63 cm. Penetes berpori digunakan sebagai pengganti emiter .
pada irigasi tetes, dan aplikasinya sama seperti irigasi tetes, dengan memberikan
tekanan agar air dapat keluar dari emiter.
10. Carrol et al. (1995)

Simulasi distribusi kelembaban tanah pada tanah tidak jenuh dengan surnber
airnya dari tabung aliran tanpa alas (velocity permeameter) dengan diameter 8 cm
yang dibenamkan kedalam tanah seddam 6 em. Untuk analisis distribusi kelembaban
tanah digunakan metode nurnerik elemcn hingga, dengan mengkondisikan beberapa
perbandingan antara konduktivitas hidrolik tanah arah radial dan vaertikal. Hasil
penelitiannya disajikan pada Tabel 2.5.

Garnbar 2.7.Bidang pembasahan (wettingfiont) pada tanah di sekitar kendi
irigasi (Setiawan, 1998)
Tabel 2.5. Jarak pembasahan tanah hasil simulasi pengaliran air clengan tabung
aliran tanpa alas (veIocitypermeameter) pada beberapa perbandingan konduktivitas hidrolik tanah (Carrol et al., 1995)

K, vs K,

Dimana :

Radial (cm)

Vertikal (cm)

K, konduktivitas hidrolik tanah jenuh arah radial
K, konduktivitas hidrolik tanah jenuh arah vertikal.

Berdasarkan informasi pustaka tentang penelitian dan publikasi yang berkaitan
dengan sistem irigasi kendi dan aliran air tanah, maka ada beberapa ha1 yang belum
ditemukan dan menjadi bahasan dari penelitian untuk disertasi ini. Untuk itu hd-ha1
baru dan asli dari penelitian ini pada Tabel 2.6.

17

Tabel 2.6. Matriks pustaka atau hasil dari penelitian yang telah dipublikasikan
dengan penelitian ini
Telah diteliti/publikasi

(

Belum diteliti/publikasi

I

Pembuatan kendi
Pembuatan kendi irigasi dari
campuran tanah Iiat dan gypsum
(Stein, 1990)
Belum ada kriteria kendi irigasi
(Stein, 1990 dan Stein, 1994)
Belum ada standar campuran
bahan pembuatan kendi (Stein,
1990 dan Setiawan et ol., 1996)
Membuat kendi irigasi dari
campuran tanah liat, pasir dan
serbuk gergaji (Setiawan d;
Edward, 1997)
Pengukuran Kkrndi
Pengukuran Kk,di dengan
memotong dinding kendi dan
metode tinggi permukaan air
menurun (Stein,1990)
- Pengukuran K k e n d i dengan
metode tinggi permukaan air
menurun (Setiawan & Edward,

-

-

(

Termasuk dalarn

I

-

Standar campuran bahan
pembuat hendi
Kriteria kendi irigasi

-

Pembuatan kendi irigasi dengan
campuran tanah liat dan pasir,
dan
mencari hubung;m penambahan
pasir dengan Kk,di

-

-

Peningkatan Kkendi
- peningkatan Kkrndi dengan
pengamplasan (Stein, 1995)
peningkatan Kkcndi dengan
menambahkan pasir dan serbuk
gergaji (Setiawan & Edward,
1997) dan Edward et al. (1998)
Rembesan
- percobaan pengukuran
rembesan di rumah kaca (Stein,
1990 dan Stein, 1997)
percobaan pengukuran
rembesan dan bidang
pembasahan di mmah kaca
(Setiawan, 1998)

- Pengukuran Kkoldidengan
metode tinggi permukaan
air tetap dan metode
pengukuran yang
dianjurkan.

- Hubungan campuran

-

bahan pembuatan kendi
dengan Kkendi

-

-

-

Pengukuran Khe,ai dengan tidak
memotong dinding kendi
Pengukuran &-,di dengan
metode tinggi permukaan air
tetap dan tinggi permukaan air
menur