IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Perhitungan Kebutuhan Air Tanaman dan Kebutuhan Air Irigasi
Perhitungan kebutuhan air tanaman ETo dan kebutuhan air irigasi diawali dengan menghitung nilai evapotranspirasi acuan ETc melalui input data cuaca serta curah hujan daerah
sekitar PT Laju Perdana Indah pada tahun 2011 ke dalam software CROPWAT versi 8.0. Hasil perhitungan evapotranspirasi acuan dan curah hujan efektif ditunjukkan pada Tabel 7 berikut :
Tabel 7. Hasil pengukuran evapotranspirasi acuan dan curah hujan efektif
Bulan ETo
mmhari He
mm
Januari 3,36
115,5 Februari
3,71 133,4
Maret 3,40
175,6 April
3,40 164,7
Mei 3,69
155,6 Juni
4,04 83,9
Juli 4,30
66,4 Agustus
4,74 1,1
September 5,58
0,6 Oktober
4,00 145,9
November 3,53
148,5 Desember
3,30 150,9
Rata-rata 3,92
111,84
Keterangan : ETo
= Evapotranspirasi acuan He
= Curah hujan efektif Melalui software CROPWAT data lengkap ditunjukkan pada Lampiran, didapatkan total
kebutuhan air tanaman tebu sebesar 1528.5 mmmasa tanam. Selama masa tanam, curah hujan dapat memenuhi kebutuhan sebesar 1169,5 mm, sehingga kebutuhan air irigasi sebesar 359 mmmasa
tanam. Dalam 1 periode penyiraman dec, kebutuhan air irigasi sebesar 9,97 mm. Nilai ini didapat dengan menggunakan asumsi bahwa penanaman dilakukan pada tanggal 01 Juli dan dipanen tanggal
30 Juni tahun mendatang.
B. Hasil Pengukuran Unjuk Kerja Big Gun Sprinkler
Pada seluruh petak penelitian, elevasi big gun sprinkler dari pompa cukup bervariasi di setiap panjang lateral. Elevasi pompa saat aplikasi di petak 1 berada dalam rentang 3.17 – 5.75 m, di petak 2
dalam rentang 0.00 – 1.95 m, dan di petak 3 dalam rentang -0.35 – 1.44 m. Secara keseluruhan, elevasi big gun sprinkler dari pompa ditunjukkan pada Tabel 8.
Tabel 8. Elevasi big gun sprinkler dari pompa pada setiap titik pengukuran
Big gun sprinkler Titik
Jarak lateral m
Elevasi m Petak 1
Petak 2 Petak 3
A 1
100 3.17
0.83 -0.35
2 150
4.31 1.95
0.20 3
200 4.05
0.00 0.93
B 1
100 3.45
1.32 0.43
2 150
3.94 1.62
0.03 3
200 5.75
1.31 1.44
Pengukuran parameter tekanan kerja, radius penyiraman, dan debit penyiraman dilakukan terhadap penggunaan dua nozzle, yakni ukuran 24 mm dan 28 mm. Hasil pengukuran tekanan kerja
pada big gun sprinkler ditunjukkan pada Tabel 9. Tabel 9. Hasil pengukuran tekanan kerja di nozzle
Big gun sprinkler
Jarak m
Tekanan kerja kPa Nozzle 24 mm
Nozzle 28 mm Petak 1
Petak 2 Petak 3
Petak 1 Petak 2
Petak 3
A 100
551.58 551.58
586.05 482.63
517.11 551.58
150 517.11
517.11 551.58
448.16 482.63
482.63 200
517.11 551.58
517.11 482.63
517.11 482.63
B 100
551.58 551.58
551.58 517.11
517.11 482.63
150 517.11
517.11 586.05
482.63 517.11
551.58 200
448.16 551.58
517.11 448.16
517.11 482.63
Rataan 536.26 ± 17.55
497,95 ± 18,47 Nilai tekanan kerja yang dihasilkan pada big gun sprinkler dengan nozzle 24 mm sebesar
536.26 ± 17.55 kPa. Nilai ini lebih besar dibandingkan penggunaan nozzle 28 mm yang menghasilkan tekanan kerja sebesar 497,95 ± 18,47 kPa. Semakin besar luas penampang, dengan kecepatan aliran
yang tetap, akan menghasilkan debit yang semakin besar kecepatan aliran akan semakin kecil. Dalam persamaan Hazen-William maupun Scobey dalam perhitungan head loss, semakin besar debit yang
dihasilkan, akan terjadi kehilangan head yang besar pula. Maka tekanan pada penggunaan nozzle 24 mm akan lebih besar dibandingkan penggunaan nozzle 28 mm.
Selain dipengaruhi oleh debit aliran, besarnya tekanan kerja juga dipengaruhi panjang pipa lateral dan elevasi big gun sprinkler dari pompa. Dalam penelitian ini, ditunjukkan bahwa kontur
lahan yang bergelombang turut mempengaruhi besarnya tekanan pada big gun sprinkler. Big gun sprinkler pada elevasi yang lebih rendah memiliki tekanan operasional yang lebih besar. Menurut
Standar SNI, besar tekanan minimum yang disyaratkan sebesar 200 kPa. Penggunaan nozzle 24 mm dan 28 mm telah memenuhi persyaratan SNI tersebut.
Tabel 10. Hasil pengukuran debit penyiraman
Parameter Lokasi
Ukuran nozzle Standar SNI
Keterangan 24 mm
28 mm
Debit
penyiraman
m
3
jam
Petak 1 53.82 – 55.26
60.95 – 72.76 Minimum 6,6
m
3
jam Telah sesuai
SNI Petak 2
55.00 – 55.48 73.91 – 74.81
Petak 3 58.18 – 59.00
72.97 – 74.66 Rataan
56,16 ± 1,87 71,78 ± 4,28
Rataan debit penyiraman yang dihasilkan dari penggunaan nozzle 24 mm sebesar 56,16 ± 1,87 m
3
jam. Nilai ini jauh lebih kecil dibandingkan rataan debit pada big gun sprinkler dengan nozzle 28 mm, yaitu sebesar 71,78 ± 4,28 m
3
jam. Debit yang dihasilkan dipengaruhi oleh ukuran mulut nozzle yang digunakan. Dengan kecepatan aliran yang tetap, besar debit akan semakin besar jika diameter
pengeluaran semakin besar. Dalam aplikasi irigasi, pengeluaran debit air yang lebih besar oleh nozzle berukuran besar akan
lebih menguntungkan karena dapat mempercepat proses pemberian air pada tanah, sehingga waktu operasional menjadi lebih cepat. Namun semkain besar debit yang dihasilkan, head loss yang terjadi
juga akan semakin besar. Untuk itu, dalam pemilihan ukuran nozzle untuk aplikasi irigasi juga harus mempertimbangkan faktor-faktor lain, salah satunya juga adalah besar derajat keseragaman
penyiraman yang dihasilkan penggunaan nozzle tersebut. Radius penyiraman diukur saat kondisi tidak berangin. Hasil pengukuran radius penyiraman
ditunjukkan pada Tabel 11. Tabel 11. Hasil pengukuran radius penyiraman
Big gun sprinkler
Jarak m
Radius penyiraman m Nozzle 24 mm
Nozzle 28 mm Petak 1
Petak 2 Petak 3
Petak 1 Petak 2
Petak 3
A 100
39.47 48.13
47.67 51.59
51.71 50.79
150 37.50
41.69 46.69
44.94 46.94
49.22 200
40.65 43.85
42.65 46.16
48.73 46.50
B 100
43.39 49.13
47.59 50.05
53.36 49.97
150 42.66
41.74 49.57
48.32 45.44
52.14 200
38.84 46.42
46.72 45.52
49.98 51.36
Rataan 44,13 ± 3,73
49.04 ± 2.6 Melalui data penelitian, ditunjukkan bahwa penggunaan nozzle 28 mm menghasilkan radius
penyiraman lebih besar dibandingkan nozzle 24 mm. Rataan radius penyiraman dengan nozzle 24 mm sebesar 44.13 ± 3.73 m, sedangkan penggunaan nozzle 28 mm memiliki rataan radius penyiraman
sebesar 49.04 ± 2.6 m. Radius penyiraman dapat dihitung secara teoritis menggunakan persamaan gerak superposisi.
Besarnya radius penyiraman yang dihasilkan berbanding lurus dengan kuadrat dari kecepatan awal. Dengan menggunakan data hasil pengukuran debit, kecepatan aliran pada masing-masing penggunaan
nozzle dapat diketahui dan radius penyiraman dapat dianalisis. Hasil analisis perhitungan radius penyiraman ditunjukkan pada Tabel 12.
Tabel 12. Hasil analisis perhitungan radius penyiraman pada sudut trajectory yang tetap sama
Nozzle Luas
permukaan m
2
Debit m
3
s Kecepatan
aliran ms
Sudut trajectory
o
Radius penyiraman maksimum m
24 0.000452
0.0156 34.48
24 92.45
28 0.000616
0.0199 32.38
24 81.97
Dalam analisis perhitungan radius penyiraman sesuai metode gerak superposisi tanpa memperhitungkan hambatan udara, dengan sudut trajectory 24
o
dan ketinggian sumber siraman sebesar 1 m, jarak terjauh siraman pada penggunaan nozzle 24 mm dan 28 mm masing-masing 92.45
m dan 81.97 m. Secara teoritis, semakin besar ukuran nozzle yang digunakan, radius penyiraman yang dihasilkan semakin jauh.
Perbedaan hasil pengukuran dengan perhitungan teoritis disebabkan disebabkan kondisi tanah yang sangat gembur dan basah saat diaplikasikan nozzle ukuran 28 mm. Berbeda dengan saat
penyiraman dengan nozzle 24 mm dimana tanah masih keras dan kaku. Tanah yang terlalu basah mengakibatkan kaki tripod penyangga big gun sprinkler tidak stabil saat dilakukan penyemprotan
dengan tekanan tinggi sehingga kedudukan big gun sprinkler dan sudut trajectory berubah. Tabel 13. Hasil analisis perhitungan radius penyiraman pada sudut trajectory aktual
Nozzle Luas
permukaan m
2
Debit m
3
s Kecepatan
aliran ms
Sudut trajectory
o
Radius penyiraman maksimum m
24 0.000452
0.0156 34.48
24 92.45
28 0.000616
0.0199 32.38
29 92.78
Melalui analisis gerak peluru yang telah dilakukan, perubahan sudut trajectory menjadi 29
o
pada penggunaan nozzle 28 mm akan menghasilkan radius penyiraman sebesar 92.78 m. Nilai tersebut lebih besar dibandingkan radius penyiraman dengan nozzle 24 mm yang sebesar 92.45 m. Hal ini
menunjukkan bahwa peningkatan sudut trajectory menyebabkan radius penyiraman dengan nozzle 28 mm lebih besar dibandingkan dengan nozzle 24 mm.
Hasil analisis radius penyiraman ini berbeda dengan hasil pengukuran, dimana pada penggunaan nozzle 24 mm sebesar 44.13 ± 3.73 m dan pada penggunaan nozzle 28 mm sebesar 49.04
± 2.6 m. Hal ini disebabkan adanya hambatan udara yang bekerja pada saat dilakukan penyiraman. Namun penggunaan kedua nozzle telah memenuhi standar SNI sebesar 23.5 m.
Melalui nilai tersebut, besar luasan penyiraman pada masing-masing penggunaan nozzle dapat dihitung, yakni sebesar 6175 m
2
untuk penggunaan nozzle 24 mm dan 7551,5 m
2
untuk penggunaan nozzle 28 mm.
C. Hasil Perhitungan Tekanan Operasi pada Beberapa Titik Lateral
Kategori