Simulasi Perhitungan Optimum Irigasi Alur

SIMULASI PERHITUNGAN OPTIMUM IRIGASI ALUR

Oleh :

MARLINA RAMADHANIYATI SM F14103068

2007

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

Marlina Ramadhaniyati SM. F14103068. Simulasi Perhitungan Optimum Irigasi Alur. Di bawah bimbingan : Yuli Suharnoto dan Mohamad Solahudin.

RINGKASAN

Irigasi alur merupakan salah satu sistem irigasi permukaan yang sering diterapkan di masyarakat. Perancangan irigasi alur memerlukan ilmu pengetahuan yang baik dan benar untuk mendapatkan hasil parameter pendukung yang baik sehingga dapat memperkecil faktor kesalahan yang terjadi.

Akhir-akhir ini sistem irigasi alur banyak diterapkan untuk menanam tebu dan sayur-sayuran namun penerapannya masih belum optimal, hal ini ditandai dengan munculnya kendala-kendala. Kemungkinan kesalahan yang menyebabkan ketidakefisiensian irigasi terletak pada tahap penentuan parameter-parameter irigasi alur.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat prototype program untuk simulasi perhitungan irigasi alur dan memudahkan pengguna melakukan simulasi perhitungan dengan program yang telah dibuat.

Alat yang digunakan dalam pembuatan program perhitungan irigasi alur (PROPERIA) adalah seperangkat Personal Computer, Microsoft Windows XP Professional version 2002, Microsoft Visual Basic 6.0 (MS VB), dan Microsoft Office Excel 2003. Bahan yang digunakan adalah Contoh studi kasus dari literatur acuan karangan Jensen, M.E yang berjudul “Design and Operation of farm Irrigation Systems” dan data hasil penelitian yang dilakukan Sudaryono (1985).

Validasi model yang dilakukan adalah membandingkan nilai efisiensi dari data penelitian Sudaryono (1985) dengan nilai efisiensi model yang dibangun. Rata-rata nilai koefisien korelasi R2 ketiga variasi debit adalah 1. Berdasarkan nilai koefisien korelasi yang diperoleh, menunjukkan bahwa penelitian Sudaryono (1985) dapat dinyatakan dengan model yang dibangun dengan tingkat hubungan 100 %.

Penelitian yang dilakukan adalah mensimulasi input data perhitungan irigasi alur dengan mengambil secara acak lima nilai furrow intake family, yaitu 0.1, 0.3, 0.5, 0.9, dan 2.0, yang dimodifikasi nilai panjang alur, kemiringan alur, dan debit. Modifikasi panjang alur mulai dari panjang alur 50 m sampai dengan 400 m setiap kenaikan 50 m. Kemiringan yang disimulasi dibatasi dari 0.001 sampai dengan 0.004 dengan kenaikan 0.001 dan debit yang dialirkan diubah-ubah mulai dari debit 0.2 l/det sampai dengan 1.0 l/det dengan selang 0.1 l/det. Nilai input data yang dimasukkan terdiri dari furow intake family, panjang alur, kemiringan alur, dan debit.

Hasil simulasi memberikan gambaran hubungan antara furrow intake family, panjang alur, kemiringan alur, dan debit terhadap efisiensi irigasi. Efisiensi tertinggi simulasi perhitungan sebesar 96.90 % diperoleh saat panjang alur 50 m, kemiringan alur 0.004, debit 0.2 l/det, dan furrow intake family 2.0.

Hasil akhir dari penelitian ini adalah program aplikasi untuk perhitungan irigasi alur (PROPERIA) yang berbahasa basic. Program akan melakukan

perhitungan nilai data input dan menampilkan nilai output perhitungan irigasi alur. PROPERIA akan memanggil sebuah nilai yang sesuai dengan input data. Nilai yang dipanggil telah disimpan di files Excel secara terpisah. Pengguna dapat menjalankan program dengan mengisi nilai input data terlebih dahulu sebelum proses perhitungan dimulai.

Nilai output irigasi alur yang muncul adalah waktu penyebaran (Tt), perimeter pembasahan yang disesuaikan (P), waktu kesempatan infiltrasi (Tn), waktu pemberian air (Ti), kedalaman pemberian air kotor (Fg), rata-rata kesempatan infiltrasi (T), rata-rata penyerapan air (F), aliran permukaan (RO), kedalaman perkolasi (DP), dan efisiensi aplikasi (AE).

Hasil simulasi menampilkan grafik hubungan efisiensi dengan panjang alur berbagai variasi debit untuk kemiringan alur yang berbeda. PROPERIA menampilkan grafik batang nilai furrow intake family, panjang alur, kemiringan, debit dan efisiensi irigasi.

Nilai output PROPERIA dapat digunakan sebagai acuan kebijaksanaan kepada perancang irigasi untuk menentukan parameter perhitungan irigasi alur. Penentuan nilai input dengan PROPERIA dapat memperkecil kesalahan perancangan irigasi alur sehingga efisiensi irigasi tertinggi dapat dicapai.

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

SIMULASI PERHITUNGAN OPTIMUM IRIGASI ALUR DENGAN PROGRAM VISUAL BASIC

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

MARLINA RAMADHANIYATI SM F14103068

Dilahirkan Pada Tanggal 11 Juni 1985 Di Surakarta

Lulus Pada Tanggal

Menyetujui, Bogor,

Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M.Eng Ir. Mohamad Solahudin, M.Si

Pembimbing Akademik I Pembimbing Akademik II

Mengetahui,

Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama lengkap Marlina Ramadhaniyati SM, dilahirkan di Surakarta pada tanggal 11 Juni 1985. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara pasangan Bapak TB. Marsudi dan Ibu Srie Suwarsiyatmi. Penulis memulai pendidikan di Taman Kanak-kanak Sri Juwita Hanum pada tahun 1990, kemudian dilanjutkan ke SDN Cengklik II Surakarta pada tahun 1991 dan lulus pada tahun 1997. Penulis menamatkan sekolah lanjutan tingkat pertama pada tahun 2000 di SLTPN 7 Surakarta. Pada tahun 2003 penulis lulus dari SMUN 5 Surakarta. Lulus dari SMU penulis mendapat undangan masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Selama belajar di Institut Pertanian Bogor, penulis aktif dalam organisasi HIMATETA (Himpunan Mahasiswa teknik Pertanian) pada tahun 2005-2006. pada tahun 2006 penulis memilih bagian Teknik Tanah dan air sebagai spesifikasi ilmu.

Penulis melaksanakan Praktek Lapang pada tahun 2006 di PT. Saung Mirwan dengan judul “Mempelajari Efisiensi Penggunaan Air Irigasi pada Mawar Mini (Baby rose) di PT. Saung Mirwan, Gadog, bogor, Jawa Barat” dan menyelesaikan tugas akhir sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana dengan judul “Simulasi Perhitungan Optimum Irigasi Alur”, di bawah bimbingan Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M.Eng dan Ir. Mohamad Solahudin, M.Si.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Simulasi Perhitungan Optimum Irigasi Alur dengan Program Visual Basic”. Skripsi ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat agar memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Dalam penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan semua pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua orangtuaku, mbak Heni, adik Ima, adik Maya, dan keluarga besar Soewardjo yang telah memberikan doa, kasih sayang, dan semangat. 2. Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M.Eng selaku dosen pembimbing akademik I yang

telah memberikan bimbingan dan saran selama berlangsungnya penelitian hingga penyusunan skripsi.

3. Ir. Mohamad Solahudin, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan saran dalam pembuatan program hingga penyusunan skripsi.

4. Chusnul Arif, S.TP selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk penyempurnaan skripsi ini.

5. Seluruh staf dan pengajar di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor atas ilmu yang telah diberikan selama penulis menuntut ilmu di IPB.

6. Teman-teman TEP 40, teman-teman TTA 40, Rena, Saldo, Edi, Bagus, Nunus, Dewi abon, Raning yang telah membantu selama penelitian. 7. Ulfa, Mila, Marlin, Elis, mbak wie, Nita, Acie, Wowoks, Resti, Ulan, Beti,

Tyas dan Ika yang setia menemani selama penelitian dan penyusunan skripsi.

8. Semua pihak yang telah membantu penulis.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan memberikan informasi bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.

Bogor, Agustus 2007

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Rekomendasi panjang maksimum alur untuk jenis tanah,

kemiringan, dan kedalaman air yang akan diaplikasikan ... 10

Tabel 2. Klasifikasi ukuran butir tanah berdasarkan USDA dan ISSS ... 13

Tabel 3. Koefisien furrow intake family dan koefisien advance ... 14

Tabel 4. Perbandingan input data modifikasi panjang alur ... 41

Tabel 5. Perbandingan input data modifikasi kemiringan alur ... 42

Tabel 6. Perbandingan input data modifikasi debit ... 42

Tabel 7. Perbandingan input data modifikasi panjang alur ... 43

Tabel 8. Perbandingan input data modifikasi kemiringan alur ... 43

Tabel 9. Perbandingan input data modifikasi debit ... 44

Tabel 10. Perbandingan input data modifikasi panjang alur ... 45

Tabel 11. Perbandingan input data modifikasi kemiringan alur ... 45

Tabel 12. Perbandingan input data modifikasi debit ... 46

Tabel 13. Perbandingan input data modifikasi panjang alur ... 46

Tabel 14. Perbandingan input data modifikasi kemiringan alur ... 47

Tabel 15. Perbandingan input data modifikasi debit ... 47

Tabel 16. Perbandingan input data modifikasi panjang alur ... 48

Tabel 17. Perbandingan input data modifikasi kemiringan alur ... 48

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Sistem rigasi alur... 4

Gambar 2. Penampang irigasi alur ... 5

Gambar 3. Tampilan awal program ... 22

Gambar 4. Tampilan menu utama ... 22

Gambar 5. Tampilan menu input ... 23

Gambar 6. Tampilan pesan kesalahan pada menu input ... 24

Gambar 7. Tampilan menu bantuan ... 24

Gambar 8. Tampilan pesan untuk keluar program ... 25

Gambar 9. Tampilan peringatan pada menu input ... 26

Gambar 10. Tampilan nilai output ... 26

Gambar 11. Tampilan grafik hasil perhitungan simulasi ... 27

Gambar 12. Hasil regresi linier untuk Q = 0.5 l/det ... 28

Gambar 13. Hasil regresi linier untuk Q = 1.5 l/det ... 29

Gambar 14. Hasil regresi linier untuk Q = 2.5 l/det ... 29

Gambar 15. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.001 (skenario 1) ... 31

Gambar 16. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.002 (skenario 1) ... 31

Gambar 17. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.003 (skenario 1) ... 32

Gambar 18. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.004 (skenario 1) ... 32

Gambar 19. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.001 (skenario 2) ... 33

Gambar 20. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.002 (skenario 2) ... 33

Gambar 21. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.003 (skenario 2) ... 34

Gambar 22. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.004 (skenario 2) ... 34

Gambar 23. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.001 (skenario 3) ... 35

Gambar 24. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.002 (skenario 3) ... 35 Gambar 25. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.003 (skenario 3) ... 36 Gambar 26. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.004 (skenario 3) ... 36 Gambar 27. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.001 (skenario 4) ... 37 Gambar 28. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.002 (skenario 4) ... 37 Gambar 29. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.003 (skenario 4) ... 38 Gambar 30. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.004 (skenario 4) ... 38 Gambar 31. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.001 (skenario 5) ... 39 Gambar 32. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.002 (skenario 5) ... 39 Gambar 33. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.003 (skenario 5) ... 40 Gambar 34. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Diagram alir perhitungan irigasi alur ... 55

Lampiran 2. Diagram alir pembuatan program... 56

Lampiran 3. Diagram alir simulasi perhitungan ... 57

Lampiran 4. Kombinasi data input yang digunakan dalam simulasi perhitungan ... 58

Lampiran 5. Data perhitungan hasil simulasi... 59

Lampiran 6. Kode program PROPERIA ... 68

Lampiran 7. Data hasil penelitian Sudaryono (1985) ... 72

Lampiran 8. Data perhitungan parameter dengan PROPERIA ... 74

SIMULASI PERHITUNGAN OPTIMUM IRIGASI ALUR

Oleh :

MARLINA RAMADHANIYATI SM F14103068

2007

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

Marlina Ramadhaniyati SM. F14103068. Simulasi Perhitungan Optimum Irigasi Alur. Di bawah bimbingan : Yuli Suharnoto dan Mohamad Solahudin.

RINGKASAN

Irigasi alur merupakan salah satu sistem irigasi permukaan yang sering diterapkan di masyarakat. Perancangan irigasi alur memerlukan ilmu pengetahuan yang baik dan benar untuk mendapatkan hasil parameter pendukung yang baik sehingga dapat memperkecil faktor kesalahan yang terjadi.

Akhir-akhir ini sistem irigasi alur banyak diterapkan untuk menanam tebu dan sayur-sayuran namun penerapannya masih belum optimal, hal ini ditandai dengan munculnya kendala-kendala. Kemungkinan kesalahan yang menyebabkan ketidakefisiensian irigasi terletak pada tahap penentuan parameter-parameter irigasi alur.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk membuat prototype program untuk simulasi perhitungan irigasi alur dan memudahkan pengguna melakukan simulasi perhitungan dengan program yang telah dibuat.

Alat yang digunakan dalam pembuatan program perhitungan irigasi alur (PROPERIA) adalah seperangkat Personal Computer, Microsoft Windows XP Professional version 2002, Microsoft Visual Basic 6.0 (MS VB), dan Microsoft Office Excel 2003. Bahan yang digunakan adalah Contoh studi kasus dari literatur acuan karangan Jensen, M.E yang berjudul “Design and Operation of farm Irrigation Systems” dan data hasil penelitian yang dilakukan Sudaryono (1985).

Validasi model yang dilakukan adalah membandingkan nilai efisiensi dari data penelitian Sudaryono (1985) dengan nilai efisiensi model yang dibangun. Rata-rata nilai koefisien korelasi R2 ketiga variasi debit adalah 1. Berdasarkan nilai koefisien korelasi yang diperoleh, menunjukkan bahwa penelitian Sudaryono (1985) dapat dinyatakan dengan model yang dibangun dengan tingkat hubungan 100 %.

Penelitian yang dilakukan adalah mensimulasi input data perhitungan irigasi alur dengan mengambil secara acak lima nilai furrow intake family, yaitu 0.1, 0.3, 0.5, 0.9, dan 2.0, yang dimodifikasi nilai panjang alur, kemiringan alur, dan debit. Modifikasi panjang alur mulai dari panjang alur 50 m sampai dengan 400 m setiap kenaikan 50 m. Kemiringan yang disimulasi dibatasi dari 0.001 sampai dengan 0.004 dengan kenaikan 0.001 dan debit yang dialirkan diubah-ubah mulai dari debit 0.2 l/det sampai dengan 1.0 l/det dengan selang 0.1 l/det. Nilai input data yang dimasukkan terdiri dari furow intake family, panjang alur, kemiringan alur, dan debit.

Hasil simulasi memberikan gambaran hubungan antara furrow intake family, panjang alur, kemiringan alur, dan debit terhadap efisiensi irigasi. Efisiensi tertinggi simulasi perhitungan sebesar 96.90 % diperoleh saat panjang alur 50 m, kemiringan alur 0.004, debit 0.2 l/det, dan furrow intake family 2.0.

Hasil akhir dari penelitian ini adalah program aplikasi untuk perhitungan irigasi alur (PROPERIA) yang berbahasa basic. Program akan melakukan

perhitungan nilai data input dan menampilkan nilai output perhitungan irigasi alur. PROPERIA akan memanggil sebuah nilai yang sesuai dengan input data. Nilai yang dipanggil telah disimpan di files Excel secara terpisah. Pengguna dapat menjalankan program dengan mengisi nilai input data terlebih dahulu sebelum proses perhitungan dimulai.

Nilai output irigasi alur yang muncul adalah waktu penyebaran (Tt), perimeter pembasahan yang disesuaikan (P), waktu kesempatan infiltrasi (Tn), waktu pemberian air (Ti), kedalaman pemberian air kotor (Fg), rata-rata kesempatan infiltrasi (T), rata-rata penyerapan air (F), aliran permukaan (RO), kedalaman perkolasi (DP), dan efisiensi aplikasi (AE).

Hasil simulasi menampilkan grafik hubungan efisiensi dengan panjang alur berbagai variasi debit untuk kemiringan alur yang berbeda. PROPERIA menampilkan grafik batang nilai furrow intake family, panjang alur, kemiringan, debit dan efisiensi irigasi.

Nilai output PROPERIA dapat digunakan sebagai acuan kebijaksanaan kepada perancang irigasi untuk menentukan parameter perhitungan irigasi alur. Penentuan nilai input dengan PROPERIA dapat memperkecil kesalahan perancangan irigasi alur sehingga efisiensi irigasi tertinggi dapat dicapai.

DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

SIMULASI PERHITUNGAN OPTIMUM IRIGASI ALUR DENGAN PROGRAM VISUAL BASIC

SKRIPSI

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar

SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN

Pada Departemen Teknik Pertanian Fakultas Teknologi Pertanian

Institut Pertanian Bogor

Oleh :

MARLINA RAMADHANIYATI SM F14103068

Dilahirkan Pada Tanggal 11 Juni 1985 Di Surakarta

Lulus Pada Tanggal

Menyetujui, Bogor,

Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M.Eng Ir. Mohamad Solahudin, M.Si

Pembimbing Akademik I Pembimbing Akademik II

Mengetahui,

Dr. Ir. Wawan Hermawan, MS

RIWAYAT HIDUP

Penulis bernama lengkap Marlina Ramadhaniyati SM, dilahirkan di Surakarta pada tanggal 11 Juni 1985. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara pasangan Bapak TB. Marsudi dan Ibu Srie Suwarsiyatmi. Penulis memulai pendidikan di Taman Kanak-kanak Sri Juwita Hanum pada tahun 1990, kemudian dilanjutkan ke SDN Cengklik II Surakarta pada tahun 1991 dan lulus pada tahun 1997. Penulis menamatkan sekolah lanjutan tingkat pertama pada tahun 2000 di SLTPN 7 Surakarta. Pada tahun 2003 penulis lulus dari SMUN 5 Surakarta. Lulus dari SMU penulis mendapat undangan masuk IPB (USMI) dan diterima di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor.

Selama belajar di Institut Pertanian Bogor, penulis aktif dalam organisasi HIMATETA (Himpunan Mahasiswa teknik Pertanian) pada tahun 2005-2006. pada tahun 2006 penulis memilih bagian Teknik Tanah dan air sebagai spesifikasi ilmu.

Penulis melaksanakan Praktek Lapang pada tahun 2006 di PT. Saung Mirwan dengan judul “Mempelajari Efisiensi Penggunaan Air Irigasi pada Mawar Mini (Baby rose) di PT. Saung Mirwan, Gadog, bogor, Jawa Barat” dan menyelesaikan tugas akhir sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana dengan judul “Simulasi Perhitungan Optimum Irigasi Alur”, di bawah bimbingan Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M.Eng dan Ir. Mohamad Solahudin, M.Si.

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan karunia-Nya Penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Simulasi Perhitungan Optimum Irigasi Alur dengan Program Visual Basic”. Skripsi ini dibuat untuk memenuhi salah satu syarat agar memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Dalam penulisan skripsi ini tidak terlepas dari bantuan dan dukungan semua pihak, oleh karena itu penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Kedua orangtuaku, mbak Heni, adik Ima, adik Maya, dan keluarga besar Soewardjo yang telah memberikan doa, kasih sayang, dan semangat. 2. Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M.Eng selaku dosen pembimbing akademik I yang

telah memberikan bimbingan dan saran selama berlangsungnya penelitian hingga penyusunan skripsi.

3. Ir. Mohamad Solahudin, M.Si selaku dosen pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan saran dalam pembuatan program hingga penyusunan skripsi.

4. Chusnul Arif, S.TP selaku dosen penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk penyempurnaan skripsi ini.

5. Seluruh staf dan pengajar di Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor atas ilmu yang telah diberikan selama penulis menuntut ilmu di IPB.

6. Teman-teman TEP 40, teman-teman TTA 40, Rena, Saldo, Edi, Bagus, Nunus, Dewi abon, Raning yang telah membantu selama penelitian. 7. Ulfa, Mila, Marlin, Elis, mbak wie, Nita, Acie, Wowoks, Resti, Ulan, Beti,

Tyas dan Ika yang setia menemani selama penelitian dan penyusunan skripsi.

8. Semua pihak yang telah membantu penulis.

Semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan memberikan informasi bagi penulis pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya.

Bogor, Agustus 2007

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Rekomendasi panjang maksimum alur untuk jenis tanah,

kemiringan, dan kedalaman air yang akan diaplikasikan ... 10

Tabel 2. Klasifikasi ukuran butir tanah berdasarkan USDA dan ISSS ... 13

Tabel 3. Koefisien furrow intake family dan koefisien advance ... 14

Tabel 4. Perbandingan input data modifikasi panjang alur ... 41

Tabel 5. Perbandingan input data modifikasi kemiringan alur ... 42

Tabel 6. Perbandingan input data modifikasi debit ... 42

Tabel 7. Perbandingan input data modifikasi panjang alur ... 43

Tabel 8. Perbandingan input data modifikasi kemiringan alur ... 43

Tabel 9. Perbandingan input data modifikasi debit ... 44

Tabel 10. Perbandingan input data modifikasi panjang alur ... 45

Tabel 11. Perbandingan input data modifikasi kemiringan alur ... 45

Tabel 12. Perbandingan input data modifikasi debit ... 46

Tabel 13. Perbandingan input data modifikasi panjang alur ... 46

Tabel 14. Perbandingan input data modifikasi kemiringan alur ... 47

Tabel 15. Perbandingan input data modifikasi debit ... 47

Tabel 16. Perbandingan input data modifikasi panjang alur ... 48

Tabel 17. Perbandingan input data modifikasi kemiringan alur ... 48

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Sistem rigasi alur... 4

Gambar 2. Penampang irigasi alur ... 5

Gambar 3. Tampilan awal program ... 22

Gambar 4. Tampilan menu utama ... 22

Gambar 5. Tampilan menu input ... 23

Gambar 6. Tampilan pesan kesalahan pada menu input ... 24

Gambar 7. Tampilan menu bantuan ... 24

Gambar 8. Tampilan pesan untuk keluar program ... 25

Gambar 9. Tampilan peringatan pada menu input ... 26

Gambar 10. Tampilan nilai output ... 26

Gambar 11. Tampilan grafik hasil perhitungan simulasi ... 27

Gambar 12. Hasil regresi linier untuk Q = 0.5 l/det ... 28

Gambar 13. Hasil regresi linier untuk Q = 1.5 l/det ... 29

Gambar 14. Hasil regresi linier untuk Q = 2.5 l/det ... 29

Gambar 15. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.001 (skenario 1) ... 31

Gambar 16. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.002 (skenario 1) ... 31

Gambar 17. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.003 (skenario 1) ... 32

Gambar 18. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.004 (skenario 1) ... 32

Gambar 19. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.001 (skenario 2) ... 33

Gambar 20. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.002 (skenario 2) ... 33

Gambar 21. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.003 (skenario 2) ... 34

Gambar 22. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.004 (skenario 2) ... 34

Gambar 23. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.001 (skenario 3) ... 35

Gambar 24. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.002 (skenario 3) ... 35 Gambar 25. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.003 (skenario 3) ... 36 Gambar 26. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.004 (skenario 3) ... 36 Gambar 27. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.001 (skenario 4) ... 37 Gambar 28. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.002 (skenario 4) ... 37 Gambar 29. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.003 (skenario 4) ... 38 Gambar 30. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.004 (skenario 4) ... 38 Gambar 31. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.001 (skenario 5) ... 39 Gambar 32. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.002 (skenario 5) ... 39 Gambar 33. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

untuk S = 0.003 (skenario 5) ... 40 Gambar 34. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Diagram alir perhitungan irigasi alur ... 55

Lampiran 2. Diagram alir pembuatan program... 56

Lampiran 3. Diagram alir simulasi perhitungan ... 57

Lampiran 4. Kombinasi data input yang digunakan dalam simulasi perhitungan ... 58

Lampiran 5. Data perhitungan hasil simulasi... 59

Lampiran 6. Kode program PROPERIA ... 68

Lampiran 7. Data hasil penelitian Sudaryono (1985) ... 72

Lampiran 8. Data perhitungan parameter dengan PROPERIA ... 74

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR ... i

DAFTAR TABEL ... ii

DAFTAR GAMBAR ... iii

DAFTAR LAMPIRAN ... v

BAB I. PENDAHULUAN ... 1

A. Latar Belakang ... 1

B. Tujuan ... 2

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ... 3

A. Irigasi ... 3

B. Irigasi Alur ... 3

C. Sifat Fisik Tanah ... 10

D. Simulasi ... 15

E. Penelitian Terdahulu ... 16

a.Simulasi Karakteristik Pembekuan Vakum Udang Windu (Panaeas monodon Fab) ... 16

b.Hubungan Antara Panjang Alur, Debit, dan Lama Pemberian Air pada Sistem Irigasi Alur di Perkebunan Tebu Cinta Manis PTP XXI-XXII ... 17

BAB III. METODOLOGI PENELITIAN ... 19

A. Tempat dan Waktu Penelitian ... 19

B. Alat dan Bahan ... 19

C. Metode Penelitian ... 19

BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 22

A. Hasil ... 22

a.Program Aplikasi ... 22

b.Validasi Model ... 28

B. Pembahasan ... 41 a.Simulasi Skenario 1 ... 41 b.Simulasi Skenario 2 ... 42 c.Simulasi Skenario 3 ... 44 d.Simulasi Skenario 4 ... 46 e.Simulasi Skenario 5 ... 48 f. Perbandingan Kelima Skenario ... 49 BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 51 A. Kesimpulan ... 51 B. Saran ... 52 DAFTAR PUSTAKA ... 53 LAMPIRAN ... 55

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Penentuan metode pemberian air akan mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman sehingga dihasilkan kualitas tanaman yang baik. Metode pemberian air juga berpengaruh terhadap biaya operasional usaha tani. Benami dan Ofen (1984) mengemukakan irigasi alur sebagai salah satu metode pemberian air irigasi melalui permukaan, merupakan metode pemberian air pada tanaman dengan menggunakan saluran-saluran atau alur-alur yang biasanya memiliki kemiringan yang sangat kecil dan terbuka pada ujung alur. Air diberikan pada pangkal alur dan selama pengaliran, air akan meresap dan membasahi profil tanah serta bergerak secara lateral. Metode ini biasanya ditandai dengan nilai efisiensi yang rendah.

Penelitian “Simulasi Perhitungan Optimum Irigasi Alur“ ditujukan untuk membuat Program Perhitungan Irigasi Alur (PROPERIA) dengan input masukan : panjang alur (L), kemiringan (S), dan debit air yang dialirkan ke alur (Q). PROPERIA diharapkan dapat mempermudah dan mempercepat kerja perancangan sistem irigasi alur. Pengguna dapat melakukan simulasi perhitungan dengan PROPERIA untuk mencari nilai optimum masing-masing nilai output. Misalkan untuk memperkirakan banyaknya debit yang diberikan, jarak alur yang akan diterapkan, kemiringan alur yang dibuat, berapa kedalaman desain yang akan diaplikasikan untuk mendapatkan nilai efisiensi yang optimum, walaupun tidak semua nilai efisiensi yang optimum akan memberikan hasil yang tepat.

Hagan et al (1968) mengemukakan ilmu dan teknologi yang sekarang berkembang telah mencukupi, jika diintegrasikan dan diaplikasikan dengan baik, untuk menyalurkan air irigasi dari seni praktek yang berumur tua (konvensional) ke ilmu modern yang dapat diterima untuk kesuksesan irigasi. Suatu praktek irigasi yang spesifik diperlukan untuk produksi tanaman yang akan membedakan situasi satu dengan situasi lainnya.

Desain irigasi sebaiknya diprioritaskan untuk :

• Mengaplikasikan air irigasi di setiap waktu untuk produksi pertumbuhan tanaman yang diinginkan.

• Menyediakan air dalam jumlah lebih untuk mengganti kehilangan air dari tanah melalui evaporasi dan transpirasi.

• Mengizinkan adanya pencucian profil tanah untuk meningkatkan kebutuhan akan keseimbangan garam dalam tanah.

Menejemen efisiensi air tergantung dari seleksi metode irigasi yang baik dan sesuai dengan kondisi setempat, penyiapan lahan yang baik, dan instalansi perlengkapan irigasi yang diperlukan dalam mengatur operasi irigasi.

Penelitian ini menitikberatkan pada pengembangan program komputer dalam melakukan perhitungan dan simulasi berdasarkan nilai furrow intake family yang dikombinasikan dengan nilai panjang alur, kemiringan alur, dan debit

B. Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Membuat prototype program untuk simulasi perhitungan irigasi alur. 2. Memudahkan pengguna (masyarakat umum) melakukan simulasi

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Irigasi

Irigasi adalah suatu usaha penyedian dan pengaturan air untuk menunjang usaha pertanian. Irigasi dapat menaikkan dan menstabilkan produksi pertanian berdasarkan produktivitas, meningkatkan faktor-faktor pertumbuhan yang berkaitan dengan produksi, mengurangi resiko kegagalan panen, menambah unsur hara bekerja lebih efektif, dan menciptakan kondisi kelembaban tanah optimum untuk pertumbuhan tanaman, hasil serta kualitas tanaman yang lebih baik (Deptan, 2007).

Metode pemberian air irigasi untuk tanaman dikelompokkan menjadi 4, yaitu irigasi permukaan (surface irrigation), irigasi bawah permukaan ( sub-surface irigation), irigasi curah (sprinkler irrigation), dan irigasi tetes (drip irrigation). Metode irigasi yang akan digunakan tergantung pada faktor ketersediaan air, tipe tanah, topografi lahan, dan jenis tanaman. Pemilihan metode irigasi harus memberikan efisiensi pemakaian air yang paling baik.

Penggunaan air irigasi yang salah dapat menyebabkan erosi tanah, penggenangan yang berlebihan, terbentuknya salinitas tanah, dan membuang-buang dana yang mahal dalam pembuatan instalasi sistem irigasi (Jensen, 1983).

Tugas dari ahli irigasi adalah menyediakan suatu sistem untuk menyalurkan air dari sumber ke petakan sawah dan mendistribusikannya di lahan (Kalsim dan Asep, 2003).

B. Irigasi alur

Salah satu penerapan irigasi permukaan adalah irigasi alur (furrow irrigation). Air diberikan secara langsung ke permukaan tanah dari suatu saluran atau pipa di mana elevasi muka airnya lebih tinggi dari elevasi lahan yang akan dialiri. Air irigasi mengalir pada permukaan tanah dari pangkal ke ujung lahan dan meresap ke dalam tanah membasahi daerah perakaran tanaman.

Irigasi alur adalah metode pemberian air pada tanaman dengan menggunakan saluran-saluran atau alur-alur dengan kemiringan yang relatif kecil dan terbuka pada ujung alur. Air akan diberikan pada pangkal alur dan selama pengaliran, air akan meresap dan membasahi profil tanah serta bergerak secara lateral. Metode ini biasanya ditandai dengan nilai efisiensi yang rendah (Benami dan Ofen, 1984).

Gambar 1. Sistem irigasi alur

sumber : www.ocinet.com

Irigasi alur dibandingkan dengan teknik irigasi yang lain memerlukan sedikit luas permukaan air (penggenangan), sedikit kehilangan air dari evaporasi, sedikit resiko pelumpuran tanah liat, serta memungkinkan operator atau mesin pertanian bekerja di dalam lahan lebih cepat setelah aplikasi pengairan (Schwab et al., 1966).

Penerapan irigasi alur memerlukan adanya penelitian untuk menentukan hubungan antara panjang alur, debit aliran, dan lama pemberian air yang digunakan untuk mencari panjang alur, debit, dan lama pemberian air sesuai dengan ketersediaan air tanah dan kebutuhan air irigasi.

Metode irigasi alur sesuai bila diterapkan untuk tanah bertekstur sedang sampai agak halus dengan kapasitas menahan air yang tinggi dan konduktifitas

hidraulik yang memungkinkan pergerakan air secara horizontal maupun vertikal (Withers dan Vipond, 1974).

Pada irigasi alur, jarak antar guludan tergantung pada jenis tanaman yang ditanam seperti sayuran, buah-buahan, dan tebu. Air meresap dari alur ke dalam tanah pada semua arah dan hal ini memungkinkan terjadinya akumulasi garam pada permukaan tanah kecuali jika hujan yang jatuh cukup banyak untuk terjadinya pencucian (leaching). Permasalahan yang sering muncul pada irigasi alur terletak pada kedalaman pembasahan sepanjang aliran tidak seragam (Kalsim dan Asep, 2003).

Menurut Jensen (1983), di dalam pemberian air irigasi dikenal tiga prinsip pengendalian air yang menggambarkan bentuk tipe dan sistem irigasi alur, yaitu :

• Gradient furrow

Pemberian air secara terus-menerus pada debit yang seragam untuk semua periode irigasi dan aliran permukaan yang terjadi dapat digunakan kembali.

• Cutback inflow

Pengurangan debit pada ujung alur yang terbuka atau mengurangi debit setelah air menyebar pada ujung alur dan melanjutkan pengurangan debit dari waktu yang tersedia untuk mencapai peresapan yang diinginkan.

• Level impoundment

Pengurangan debit sampai peresapan dicapai sehingga dapat mengeliminasi aliran jenuh (runoff).

Gambar 2 . Penampang irigasi alur sumber : www.fao.org

Menurut Jensen (1983) bahwa persamaan-persamaan dalam perencanaan irigasi alur mencakup hubungan antara panjang alur, waktu irigasi, laju aliran, perkolasi dalam, aliran permukaan, dan efisiensi pemakaian air pada nilai-nilai perencanan yang sesuai dengan kedalaman penyerapan, laju infiltrasi, kemiringan alur, dan jarak antara alur.

Jensen (1983) mengemukakan ada beberapa definisi yang digunakan pada perhitungan irigasi alur dengan kondisi batas dari persamaan (boundary condition) sebagai berikut :

1. koefisien kekasaran, n = 0.04

2. kedalaman aplikasi desain, Fn = 75 mm 3. jarak alur, W = 0.75 m

Waktu penyebaran (advance time) merupakan waktu dimana air akan menyebar di atas permukaan tanah dari batas pangkal alur sampai batas ujung alur. Waktu penyebaran dihitung dengan persamaan :

β = ... (1)

TT = * e β ... (2)

keterangan :

TT = waktu penyebaran (menit)

L = panjang alur (m) f, g = koefisien advance

Q = debit (l/det)

S = kemiringan (m/m) = koefisien penyebaran

Nilai perimeter pembasahan yang disesuaikan (adjusted wetted perimeter) diperoleh setelah waktu penyebaran didapatkan. Air yang meresap per unit panjang alur secara langsung berhubungan dengan permukaan tanah yang terkena air disebut perimeter pembasahan. Bila perimeter pembasahan

f

5.0^*

*

SQ

Lg

β

5

.

0

^

*

*

S

Q

L

g

f L

ditambah dengan konstanta empiris untuk mengimbangi peresapan horizontal yang disebabkan tingkat kelembaban tanah disebut dengan perimeter pembasahan yang disesuaikan. Hubungan empiris perimeter pembasahan yang disesuaikan seperti pada persamaan berikut :

P = 0.265 * * ^ 0.5

Q n S

⎛ ⎞

⎜ ⎟

⎝ ⎠^ 0.425

+ 0.227 ... (3)

keterangan :

P = perimeter pembasahan yang disesuaikan (m) Q = debit (l/det)

n = koefisien kekasaran S = kemiringan (m/m)

Waktu kesempatan infiltrasi (Net oppurtunity time) adalah waktu yang tersedia bagi air untuk berinfiltrasi di sepanjang alur. Waktu kesempatan infiltrasi dihitung dengan persamaan :

Tn = ((Fn * - c)/a)^1/b ... (4)

keterangan :

Tn = waktu kesempatan infiltrasi (menit) Fn = kedalaman aplikasi desain (mm) W = jarak alur (m)

P =perimeter pembasahan yang disesuaikan (m) a, b, c = koefisen intake family

Waktu pemberian air (desain inflow rate) merupakan penjumlahan waktu penyebaran air dari pangkal alur ke ujung alur dengan waktu yang diperlukan untuk mengisi zona perakaran. Nilai waktu pemberian air dihitung dengan persamaan :

Ti = TT + Tn ... (5) P

keterangan :

Ti = waktu pemberian air (menit) TT = waktu penyebaran (menit)

Tn =waktu kesempatan infiltrasi (menit)

Kedalaman pemberian air kotor (gross aplication) adalah kedalaman tanah yang basah karena penyebaran air irigasi total. Nilai kedalaman pemberian air dihitung dengan menggunakan persamaan :

Fg = 60 * * *

Q Ti

W L ... (6)

keterangan :

Fg = kedalaman pemberian air kotor (mm) Q = debit (l/det)

Ti = waktu pemberian air (menit) W = jarak alur (m)

L = panjang alur (m)

Selama air berinfiltrasi di sepanjang alur dapat diketahui nilai rata-rata kesempatan infiltrasi sepanjang jarak tertentu L (average oppurtinity time) dimana nilai sepanjang alur diperoleh dengan memasukkan nilai x dengan nilai L seperti pada persamaan berikut :

T = Ti -

[

(β−1) ^e β +1)

]

... (7)

keterangan :

T = rata-rata kesempatan infiltrasi sepanjang jarak tertentu L (menit) Ti = waktu pemberian air (menit)

f = koefisien advance L = panjang alur (m)

2

^

305

.

0

*

0929

.

0

⎥⎦

⎤

⎢⎣

⎡

L

L

Banyaknya penyerapan air ke dalam tanah dapat diketahui dari nilai rata-rata penyerapan sepanjang alur (average intake) yang dihitung dengan persamaan di bawah ini :

F = (a * Tb + c) * P

W ... (8)

keterangan :

F = rata-rata penyerapan air (mm) a, b, c = koefisen intake family

P = perimeter basah yang disesuaikan (m) W = jarak alur (m)

Rata-rata kedalaman aliran permukaan (surface runoff) yang terjadi di sepanjang alur merupakan selisih antara kedalaman pemberian air kotor dengan rata-rata penyerapan sepanjang alur yang dinyatakan dengan persaman di bawah ini :

RO = Fg – F ... (9)

keterangan :

RO = aliran permukaan (mm)

Fg = kedalaman pemberian air kotor (mm) F = rata-rata penyerapan air (mm)

Perkolasi dalam (deep percolation) adalah rata-rata kedalaman air ekuivalen yang terinfiltrasi ke dalam tanah dan melebihi desain kedalaman aplikasi. Nilai perkolasi dalam dihitung dengan persamaan di bawah ini :

DP = (F - Fn) ... (10)

keterangan :

DP = kedalaman perkolasi (mm)

Fg = kedalaman pemberian air kotor (mm) Fn = desain kedalaman aplikasi (mm)

Efisiensi aplikasi (application efficiency) merupakan perbandingan antara desain kedalaman aplikasi dengan kedalaman pemberian air kotor seperti pada persamaan :

AE = 100 * (Fn/Fg) ... (11)

keterangan :

AE = efisiensi aplikasi (%)

Fn = desain kedalaman aplikasi (mm) Fg = kedalaman pemberian air kotor (mm)

Menurut Benami dan Ofen (1984), untuk mengefisiensikan irigasi alur, alur yang dibuat harus pendek dengan kemiringan seragam dan pada jarak tertentu. Untuk menghitung jarak alur digunakan persamaan :

W = (2*Fn + 6)*Wc ... (12) keterangan :

W = jarak alur (inchi)

Fn = desain kedalaman aplikasi (inchi)

Wc = kapasitas menahan air total (ATT) (inchi/ft)

Tabel 1. Rekomendasi panjang maksimum alur untuk jenis

tanah,kemiringan, dan kedalaman air yang akan diaplikasikan

Sumber : Jensen, 1983

C. Sifat Fisik Tanah

Tanah memiliki tiga fase utama yang terdiri dari fase padat (solid material), fase cair (liquid fase), dan fase gas (air fase). Salah satu sifat yang

Rata-rata kedalaman air yang diaplikasikan (cm) 7.5 15 22.

5

10 5 10 15 20 5 7.5 10 12.5 Clays Loams Sands Kemiringan

alur (%)

--- Panjang alur (meter) ---

0.05 300 400 400 400 120 270 400 400 60 90 150 150 0.1 340 440 470 500 180 340 440 470 90 120 190 220 0.2 370 470 530 620 220 370 470 530 120 190 250 300 0.3 400 500 620 800 280 400 500 600 150 220 280 400 0.5 400 500 560 750 280 370 470 530 120 190 250 300 1.0 280 400 500 600 250 300 370 470 90 150 220 250 1.5 250 340 430 500 220 280 340 400 80 120 190 220 2.0 220 270 340 400 180 250 300 340 60 90 150 190

dimiliki tanah yaitu sifat fisik tanah. Sifat fisik tanah akan mempengaruhi pertumbuhan dan produksi tanaman.

Densitas partikel tanah atau real spesifuc gravity merupakan massa partikel tanah per unit volume tanah. Densitas partikel tanah dihitung dengan persamaan :

s = ... (13)

keterangan :

s = densitas partikel tanah Ms = massa padatan (solid) Vs = volume padatan (solid) W = densitas air pada suhu 4 oC

Tanah organik dibentuk oleh materi organik yang berukuran besar yang mempunyai densitas tanah 1.5 – 2.0 gram/cc sedangkan tanah mineral mempunyai densitas tanah sekitar 2.65 gram/cc (Hansen et al., 1979).

Dry bulk density atau apparent spesific gravity merupakan perbandingan antara massa partikel kering dengan total volume tanah (termasuk padatan dan ruang pori). Dry bulk density merupakan sifat sifik tanah yang penting yang berhubungan dengan kemampuan tanah dalam menahan air dan hantaran hidrolika (konduktivitas hidrolika). Dry bulk density dipengaruhi oleh struktur, tekstur, dan kepadatan tanah (Hansen et al., 1979) dan didefinisikan sebagai :

b = ... (14)

keterangan :

b = dry bulk density Ms = massa padatan (solid) Vt = total volume tanah (Vf +Vs) Vs = volume padatan

Va = volume udara Vw = volume air

ρ

w Vs

Ms ρ

*

ρ

ρ

ρ Vs Va Vw

Ms Vt

Ms

+ + =

Porositas merupakan perbandingan antara pori-pori udara dan pori-pori air terhadap pori-pori total tanah. Nilai porositas dipengaruhi oleh karakteristik tekstur dan struktur tanah (Hansen et al., 1979). Porositas didefinisikan sebagai :

n = ... (15)

Tekstur tanah merupakan sebaran relatif ukuran partikel tanah mineral. Setiap kelas ukuran partikel tanah disebut fraksi tekstur (Kalsim dan Asep, 2003).

Partikel-partikel pasir ukurannya jauh lebih besar dan memiliki luas permukaan yang kecil (dengan berat yang sama) dibandingkan dengan partikel debu dan liat. Luas permukaan butir liat sendiri jauh lebih besar dari luas permukaan butir debu (Bailey, 1986).

Semakin tinggi persentase pasir dalam tanah maka semakin banyak ruang pori-pori diantara partikel-partikel tanah sehingga dapat memperlancar gerakan udara dan air. Tanah-tanah yang memiliki kemampuan besar dalam memegang air adalah fraksi liat, sedangkan tanah-tanah yang mengandung debu dapat memegang air yang tinggi yang tersedia untuk tanaman (Bailey, 1986).

Tanah berpasir dikelaskan pada tekstur kasar, tanah liat (loam) dikelaskan pada tekstur medium, dan tanah liat (clay) sebagai tekstur halus. Tekstur tanah mempunyai pengaruh yang sangat penting dalam aliran air di tanah, sirkulasi udara, dan rata-rata transformasi kimia yang penting untuk pertumbuhan tanaman (Hansen et al., 1979).

Ada dua klasifikasi ukuran butir tanah yang diberikan oleh United States Departement of Agriculture (USDA) dan International Soil Science Society (ISSS) seperti Tabel 2.

Struktur tanah adalah penggabungan dari sekelompok partikel-partikel primer tanah. Secara garis besar struktur tanah dibedakan menjadi struktur lepas (single grained), massive, dan agregat (Kalsim dan Asep, 2003).

% 100 *

Vw Va Vs

Vw Va Vt

Vf

+ +

+ =

Kondisi tanaman dipengaruhi oleh struktur tanah karena sistem pori-pori tanah mempengaruhi kapasitas dalam memegang air, aerasi, drainase, erosi tanah (Withers dan Vipond, 1974).

Struktur tanah berkaitan dengan stabilitas, ukuran dan bentuk ped (agregat) dalam tanah (Kalsim dan Asep, 2003).

Tabel 2. Klasifikasi ukuran butir tanah berdasarkan USDA dan ISSS Diameter partikel (mm)

Fraksi

USDA ISSS

Kerikil > 2 > 2

Pasir sangat kasar 1.0 – 2.0 -

Pasir kasar 0.5 – 1.0 0.2 – 2.0

Pasir medium 0.25 – 0.5 -

Pasir halus 0.10 – 0.25 0.02 – 0.20

Pasir sangat halus 0.05 – 0.10 -

Debu (silt) 0.002 – 0.05 0.002 – 0.02

Liat (clay) < 0.002 < 0.002

Sumber : Hansen et al., 1979

Tanah yang basah atau tanah berlumpur mempunyai struktur tanah yang buruk. Struktur tanah yang baik pada tanah bertekstur halus penting untuk pergerakan air dan udara. Struktur tanah dianggap peneliti tanah sebagai kunci kesuburan tanah (Hansen et al., 1979).

Intake family adalah kelompok tanah yang diklasifikasikan oleh The Soil Conservation Service yang didasarkan pada kemampuan dalam mengambil atau menyerap air selama irigasi berlangsung pada waktu tertentu. Semakin besar nilai intake family maka kemampuan penyerapan air ke dalam tanah akan semakin cepat. Nilai koefisien intake family dan advance dapat dilihat pada Tabel 3.

Tabel 3. Koefisien furrow intake family dan koefisien advance

If a b c f g

0.05 0.5334 0.618 7 7.16 0.000109

0.1 0.6198 0.661 7 7.25 0.000125

0.15 0.711 0.683 7 7.34 0.000141

0.2 0.7772 0.699 7 7.43 0.000158

0.25 0.8534 0.711 7 7.52 0.000174

0.3 0.9246 0.72 7 7.61 0.000190

0.35 0.9957 0.729 7 7.7 0.000207

0.4 1.064 0.736 7 7.79 0.000223 0.45 1.13 0.742 7 7.88 0.000239 0.5 1.196 0.748 7 7.97 0.000256 0.6 1.321 0.757 7 8.15 0.000288 0.7 1.443 0.766 7 8.33 0.000321 0.8 1.56 0.773 7 8.5 0.000354 0.9 1.674 0.779 7 8.68 0.000386

1 1.786 0.785 7 8.86 0.000419

1.5 2.284 0.799 7 9.76 0.000582

2 2.753 0.808 7 10.65 0.000745

Keterangan : a, b, c adalah koefisien furrow intake family f dan g adalah koefisien advance

If adalah pengelompokan tanah berdasarkan cepat-tidaknya penyerapan air Sumber : Jensen, 1983

Infiltrasi adalah proses masuknya air dari permukaan ke dalam tanah. Sedangkan perkolasi adalah gerakan aliran air di dalam tanah (dari zone of aeration ke zone of saturation). Infiltrasi berpengaruh terhadap saat mulai terjadinya aliran permukaan dan juga berpengaruh terhadap laju aliran permukaan (run off) (Hatma, 2006).

Infiltrasi mengurangi masalah yang muncul akibat penurunan air ke tanah, seperti berkurangnya bahaya banjir, berkurangnya erosi tanah, dapat memberikan sejumlah air bagi vegetasi dan tanaman, dapat mengisi kembali reservoir tanah, dan menyediakan aliran pada sungai di musim kemarau (Seyhan, 1977).

Beberapa faktor internal dan eksternal yang mempengaruhi laju infiltrasi menurut (Hatma, 2006), diantaranya kedalaman genangan di atas permukaan tanah dan tebal lapisan yang jenuh, kelembaban tanah, pemadatan tanah oleh curah hujan, penyumbatan bahan endapan, pemadatan tanah akibat manusia

dan hewan, struktur tanah, udara dalam tanah, topografi, kekasaran permukaan, kualitas air, dan intensitas hujan.

D. Simulasi

Simulasi adalah suatu alat yang fleksibel dari model/metode kuantitatif. Umumnya simulasi ini cocok bila diterapkan untuk menganalisa interaksi masalah yang rumit dari sistem dan sedangkan penggunaan teknik analisa yang ada sangat terbatas. Simulasi juga berguna untuk mengetahui pengaruh atau akibat suatu keputusan dalam suatu jangka waktu tertentu (Muslich, 1993).

Menurut Siagian (1987), simulasi ialah suatu metodologi untuk melaksanakan percobaan dengan menggunakan model dari satu sistem nyata. Ide dasarnya menggunakan beberapa perangkat untuk meniru sistem nyata guna mempelajari dan memahami sifat-sifat, tingkah laku (peringai), dan karakter operasinya.

(Muslich, 1993) menjelaskan, untuk melakukan suatu simulasi terdapat enam tahap prosedur yang perlu dilakukan, yaitu formulasi masalah, menentukan apakah simulasi layak dilakukan, menyusun modelnya, memvalidasi model, menerapkan model simulasi, dan menganalisa hasil simulasi.

Tahap pertama dalam proses simulasi adalah menentukan tujuan, asumsi, dan kendala-kendalanya. Formulasi masalah yang ada harus diperiksa alternatif metode penyelesaiannya. Penyusunan model simulasi dapat dimulai dengan suatu representasi sistem. Caranya dengan mengidentifikasi komponen-komponen pokok sistem ke dalam formulasi matemetik atau program komputer. Validasi model berarti menyakinkan bahwa model simulasi mencerminkan suatu sistem yang sebenarnya. Salah satu cara melakukan validasi model adalah mengetestnya dengan data historis dan membandingkan hasil simulasi dengan hasil sebenarnya. Model simulasi yang sifatnya memprediksi tidak banyak berarti memerlukan perbandingan hasil simulasi dengan sebenarnya, mungkin memerlukan suatu teknik validasi yang lebih baik (Muslich, 1993).

Keuntungan utama model simulasi adalah memberikan suatu fasilitas untuk menangani masalah ketidakpastian. Model simulasi dapat dilakukan berulang kali, dengan menggunakan parameter yang berbeda-beda untuk mengevaluasi berbagai akibat atau pengaruh dan mempersingkat waktu penyelesaian masalah dengan hasil yang dapat dipercaya (Muslich, 1993).

Simulasi lebih realistis terhadap sistem nyata karena memerlukan asumsi yang lebih sedikit, simulasi lebih murah daripada percobaan yang dilakukan, simulasi dapat digunakan untuk maksud pendidikan (Siagian, 1987).

Model simulasi pada umumnya besar dan rumit. Model yang besar dan rumit memerlukan biaya percobaan yang mahal (Muslich, 1993).

Simulasi bukanlah suatu presisi dan proses optimisasi karena simulasi tidak menghasilkan suatu jawaban melainkan cara untuk menilai jawaban tersebut termasuk jawaban optimal. Tidak semua situasi simulasi dapat dinilai melalui simulasi kecuali situasi yang memuat ketidakpastian (Siagian, 1987).

E. Penelitian Terdahulu

Penyusunan skripsi ini memerlukan pustaka penelitian terdahulu yang berkaitan dengan topik penelitian penulis. Pustaka penelitian yang diambil penulis ada dua, yaitu penelitian yang dilakukan Santi Muliyanti dan Milla Diana.

a.Simulasi Karakteristik Pembekuan Vakum Udang Windu (Panaeus monodon Fab).

Penelitian yang berjudul “Simulasi Karakteristik Pembekuan Vakum Udang Windu (Panaeus monodon Fab)” oleh Santi Muliyanti bertujuan untuk mengembangkan model matematik dalam menduga karakteristik pembekuan vakum udang windu (Panaeus monodon Fab).

Penelitian ini melakukan simulasi penerapan model matematis untuk menduga karakteristik pembekuan vakum berdasarkan data hasil penelitian yang telah dilakukan sebelumnya. Hasil simulasi diharapkan dapat digunakan untuk menduga performansi pembekuan vakum udang skala industri.

Udang windu (Panaeus monodon Fab) merupakan bahan penelitian dan alat penelitian yang digunakan adalah komputer dengan aplikasi program Macro Excel. Pengambilan data penelitian menggunakan mesin pembeku vakum yang terdiri dari ruang pembeku, pompa vakum, dan perangkap dingin.

Peneliti melakukan perbandingan hasil simulasi dengan hasil pengukuran menggunakan pendekatan numerik dari model matematik. Validasi model yang dilakukan adalah perbandingan hasil simulasi dengan hasil pengukuran seperti penurunan tekanan ruang pembeku dan penurunan suhu bahan.

Penelitian ini masih memerlukan perbaikan dengan melakukan simulasi model yang mempertimbangkan pengaruh uap air yang teruapkan dari produk pada skala pembekuan untuk menentukan ukuran cold trap optimum yang dapat menjamin pompa vakum bekerja dengan baik.

b.Hubungan antara Panjang Alur, Debit, dan Lama Pemberian Air pada Sistem Irigasi Alur di Perkebunan Tebu Cinta Manis PTP XXI-XXII.

Penelitian yang berjudul “Hubungan antara Panjang Alur, Debit, dan Lama Pemberian Air pada Sistem Irigasi Alur di Perkebunan Tebu Cinta Manis PTP XXI-XXII” oleh Milla Diana bertujuan untuk mencari hubungan antara panjang alur, debit, dan lama pemberian air irigasi dengan sistem alur pada kemiringan dan sifat fisik tanah tertentu, serta untuk menentukan panjang alur dan lama pemberian air sesuai kebutuhan air tanaman dan ketersediaan air dalam tanah.

Penelitian yang dilakukan terdiri dari pengolahan tanah dan pembuatan alur; persiapan instalansi pengairan; perhitungan kebutuhan air tanaman; penentuan sifat fisik tanah; perhitungan laju infiltrasi; pengukuran waktu penyebaran, waktu resesi, lama pemberian air, panjang alur, dan perubahan kandungan air; serta analisis data.

Alat yang digunakan untuk penelitian terdiri dari stopwatch, meteran, sekop, plastik, penggaris, cangkul, oven, neraca, double ring infiltrometer, ring sample, pompa baner FGL 912-MEC-MR 802, water level, target rod, dan drum. Bahan yang digunakan adalah air dan lahan.

Alur dibuat dengan alat mouldboard. Kedalaman pengolahan 30-35 cm dan 15-20 cm. Kemiringan alur 0.5 %. Areal percobaan dibuat tiga kelompok alur yang masing-masing ada sepuluh alur dengan panjang alur 100 m dan setiap jarak 10 m dipasang ajir. Perlakuan panjang alur pada penelitian ini diulang sampai lima kali ulangan, yaitu 10 m, 20 m, 30 m, 40 m, 50 m.

Instalansi pengairan menggunakan pompa air bertekanan 6 bar dengan bukaan pada hidran 180o. Hasil analisa menunjukkan sifat fisik tanah bertekstur lempung liat berpasir.

Kedalaman perakaran efektif untuk lahan yang diairi hasil penelitian pada umur 3 bulan adalah 50 m. Kebutuhan air tercukupi sampai kedalaman perakaran efektif dengan panjang alur saat masa pertumbuhan vegetatif adalah 71 m dan lama pemberian air adalah 193 menit. Debit yang dialirkan sebesar 1.48 l/det dan selang pemberian air tergantung pada umur tanaman.

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Tempat Penelitian

Penelitian dilakukan di Laboratorium SMMP dan TTA Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Jawa Barat.

Waktu Penelitian

Penelitian dilakukan dari bulan Maret– Mei 2007.

B. Bahan dan Alat

Bahan : - Contoh studi kasus dari literatur acuan.

- Data perhitungan nilai parameter irigasi alur dari penelitian Sudaryono (1985).

Alat : - Personal Computer AMD Sempron ™ processor 1.80 GHz, DDR 240 MB, harddisk 15 GB.

- Aplikasi-aplikasi untuk PROPERIA sebagai berikut : a. Microsoft Windows XP Professional version 2002 b. Microsoft Visual Basic 6.0 (MS VB)

c. Microsoft Office Excel 2003

C. Metode Penelitian

Penelitian yang dilakukan adalah membuat program perhitungan irigasi alur (PROPERIA) untuk menghitung parameter irigasi alur. PROPERIA tersebut digunakan untuk melakukan simulasi. Diagram alir pembuatan program dapat dilihat pada Lampiran 2.

Metode simulasi

Simulasi dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu : a. Formulasi masalah.

Penentuan parameter diperlukan dalam merancang irigasi alur sehingga dapat memperkecil kesalahan yang terjadi. Parameter tersebut meliputi panjang alur, kemiringan alur, debit, dan furrow

intake family yang saling berkaitan satu sama lain. Penentuan parameter yang salah akan berakibat buruk bagi sistem irigasi alur yang dirancang. Hubungan antar parameter irigasi memberikan gambaran untuk merancang irigasi alur. Parameter-parameter tersebut harus dihitung untuk memberikan hasil yang diinginkan. Perhitungan parameter irigasi alur sangat rumit dan panjang. Diperlukan cara untuk mempercepat perhitungan parameter daripada melakukan perhitungan parameter secara manual dan analisa hubungan antar parameter.

b. Penentuan kelayakan simulasi.

Kelayakan simulasi terlihat apabila masalah yang dihadapi dapat terselesaikan dengan solusi yang benar. Simulasi yang dilakukan selama penelitian ini layak digunakan karena mampu memberikan solusi untuk masalah yang dihadapi.

c. Penyusunan model simulasi.

Modal simulasi yang ingin disusun terdiri dari lima skenario berdasarkan nilai furrow intake family. Simulasi yang dilakukan adalah memodifikasi nilai panjang alur, kemiringan alur, dan debit untuk mengetahui hubungan ketiga nilai tersebut.

Asumsi perhitungan yang digunakan pada persamaan Jensen (1983) di skripsi ini adalah sebagai berikut :

1) Koefisien kekasaran, n = 0.04

2) Kedalaman aplikasi desain, Fn = 75 mm

Nilai rata-rata penyerapan air, F selalu lebih besar atau sama dengan kedalaman aplikasi desain. Apabila nilai F lebih kecil daripada Fn akan berpengaruh pada nilai kedalaman perkolasi menjadi 0 (nol) karena hanya sedikit air yang terserap yang tidak mencukupi kedalaman desain yang telah dibuat.

3) Jarak alur, W = 0.75 m

Nilai kedalaman pemberian air kotor, Fg selalu lebih besar atau sama dengan nilai rata-rata penyerapan air, F. Apabila nilai Fg lebih kecil daripada nilai F maka nilai aliran permukaan yang

terjadi sama dengan 0 (nol) karena air terserap dengan cepat ke dalam tanah.

d. Validasi model simulasi.

Validasi yang dilakukan adalah membandingkan hasil penelitian yang ada dengan hasil perhitungan simulasi dengan PROPERIA. Data pembanding diambil dari penelitian Sudaryono (1985) yang telah melakukan perhitungan parameter irigasi alur sebelumnya. Data perhitungan parameter penelitian Sudaryono dapat dilihat pada Lampiran 6.

e. Penerapan model simulasi.

Model simulasi yang telah dibuat harus dapat diterapkan sesuai dengan kondisi lapangan. Penerapan model berdasarkan hasil validasi, apabila nilai validasi atau akurasinya kecil, model simulasi harus disusun ulang.

f. Analisa hasil simulasi.

Tahap terakhir simulasi adalah menganalisa hasil simulasi. Analisa hubungan panjang alur, kemiringan alur, debit, dan furrow intake family terhadap efisiensi irigasi penting dalam penetuan rancangan parameter irigasi alur.

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

Bab ini menjelaskan hasil dan pembahasan dari penelitian yang telah dilakukan. Hasil penelitian dibagi menjadi 3, yaitu program aplikasi, validasi model dan hasil simulasi.

a. Program Aplikasi

PROPERIA dibuat menggunakan program Microsoft Visual Basic

6.0 yang dapat melakukan proses perhitungan dengan bahasa basic.

PROPERIA terdiri dari dua bagian, yaitu bagian Judul Program dan bagian Menu Utama.

Bagian Program adalah form utama yang menampilkan cover dari PROPERIA yang berisi tampilan gambar-gambar irigasi alur, nama program, nama pembuat program, dan pilihan Menu Utama seperti pada Gambar 3. Bagian Menu Utama merupakan form utama yang terdiri dari beberapa form berbeda namun masih berkaitan satu dengan yang lain. Gambar 4 menunjukkan bagian Menu Utama yang menampilkan pilihan Input, pilihan Bantuan, dan pilihan Keluar bagi pengguna.

Pilihan Input pada Menu Utama menampilkan form pelaksanaan PROPERIA yang menggunakan sstab. Ada tiga buah tab dalam tampilan sstab. Tab pertama menampilkan Input Data, tab kedua menampilkan Nilai Output, dan tab ketiga menampilkan Grafik.

Tab pertama terdiri dari kerangka Input, Keterangan penjelas mengenai nilai input, pilihan Cek Nilai Input, pilihan Hapus Nilai Input, pilihan Nilai output, dan pilihan Menu Utama seperti pada Gambar 5. ComboBox furrow intake family dan kemiringan alur serta textBox panjang alur dan debit ada di dalam kerangka Input. Pengguna dapat mengisikan nilai-nilai input sesuai dengan keinginannya.

Gambar 4. Tampilan menu utama

Pengisian nilai input harus sesuai dengan ketentuan PROPERIA seperti yang tertera pada Keterangan penjelas. Pilihan Cek Nilai Input digunakan untuk memastikan nilai-nilai yang dimasukkan sudah memenuhi ketentuan PROPERIA. Pesan kesalahan input data panjang alur dan debit muncul apabila pengisian nilai input tidak sesuai ketentuan seperti pada Gambar 6. Pilihan Hapus Nilai Input digunakan untuk menghapus nilai-nilai input apabila pengguna ingin memasukkan nilai input yang lain. Pilihan Nilai Output menampilkan hasil perhitungan nilai input yang diletakkan di tab Nilai Output. Pilihan Menu Utama digunakan untuk kembali ke menu utama.

Gambar 5. Tampilan menu input

Tab Grafik menunjukkan grafik Parameter Irigasi Alur seperti

furrow intake family, panjang alur, kemiringan alur, debit, dan efisiensi. Pilihan Bantuan pada Menu Utama menampilkan informasi program dan pembuat program dan pilihan Menu Utama digunakan untuk kembali ke menu utama seperti pada Gambar 7.

Pilihan Keluar pada Menu Utama memberikan peringatan kepada pengguna untuk keluar dari PROPERIA atau kembali ke PROPERIA seperti pada Gambar 8.

Gambar 7. Tampilan menu bantuan

Sebagai contoh, akan diperlihatkan cara penggunaan PROPERIA untuk memudahkan pemahaman penggunaan program. Pertama-tama pengguna membuka program Microsoft Visual Basic 6.0, open file folder IRIGASI pada komputer dan lakukan running program. Terlihat tampilan PROPERIA seperti Gambar 3. Klik pilihan Menu Utama lalu muncul Menu Utama seperti Gambar 4. Lanjutkan dengan mengklik pilihan Input dan muncul tampilan peringatan untuk memasukkan nilai input seperti Gambar 9.

Nilai input furrow intake family yang dimasukkan adalah 0.1, nilai panjang alur 100 m, kemiringan alur 0.001, dan debit 0.1 l/det. Cek nilai input sebelum mengklik pilihan Nilai Output. Langkah selanjutnya adalah pengguna mengklik pilihan Nilai Output dan klik tab Nilai output untuk melihat tampilan nilai outputnya seperti terlihat pada Gambar 10. Lanjutkan mengklik tab Grafik untuk melihat grafik parameter irigasi alurnya. Gambar 11 menunjukkan grafik batang masing-masing nilai

furrow intake family, nilai panjang alur, nilai kemiringan alur, nilai debit, dan nilai efisiensinya.

Pengguna dapat mengganti-ganti nilai input dan melihat grafik dari pengisian nilai input tersebut.

Gambar 10. Tampilan nilai output

PROPERIA akan berhenti melakukan perhitungan jika pengguna mengklik pilihan Keluar pada Menu Utama.

Nilai output yang muncul di form Input dapat digunakan sebagai acuan (kebijaksanaan) perancang irigasi alur untuk mencoba-coba pengisian nilai input yang tepat agar dihasilkan efisiensi irigasi yang tinggi dengan tetap mempertimbangkan kondisi lapang yang ada.

Program ini dapat digunakan oleh siapa saja yang ingin merancang sebuah sistem irigasi alur. Perancang dapat melakukan simulasi perhitungan dengan memasukkan nilai input ke program perhitungan sesuai dengan keinginannya sebelum membuat desain irigasi alur. Menentukan panjang alur yang akan dipakai untuk mendapatkan nilai efisiensi yang tinggi, besarnya debit yang akan dialirkan ke alur, dan kemiringan yang harus dibuat sesuai dengan kondisi tanah yang mendekati nilai furrow intake family.

b. Validasi Model

Model yang telah dibangun divalidasi dengan membandingkan penelitian yang telah dilakukan oleh Sudaryono (1985). Penelitian yang dilakukan Sudaryono (1985) adalah melakukan perencanaan sistem irigasi alur berdasarkan sifat fisik tanah dan dimensi atau panjang alur dengan membandingkan hasil pengukuran lapang dan hasil perhitungan berdasarkan persamaan Jensen (1983).

Lampiran 7 menunjukkan hasil penelitian Sudaryono dan Lampiran 8 menunjukkan nilai simulasi hasil perhitungan dengan PROPERIA. Validasi nilai terlihat pada hasil regresi masing-masing debit untuk nilai efisiensi.

Gambar 12. Hasil regeresi linier untuk Q = 0.5 l/det

y = 1.0021x + 0.0184 R2 _{= 1}

0 10 20 30 40 50

0 10 20 30 40 50

AE hasil pengukuran (%)

A

E

h

asi

l

si

m

u

lasi

(%

)

Efisiensi Linear (Efisiensi)

Gambar 13. Hasil regeresi linier untuk Q = 1.5 l/det

Gambar 14. Hasil regeresi linier untuk Q = 2.5 l/det

Regresi linier nilai efisiensi untuk Q = 0.5 l/det yaitu y = 1.0021X + 0.0184 dan nilai koefisien korelasi R2 = 1, regresi linier nilai efisiensi untuk Q = 1.5 l/det yaitu y = 0.9969X + 0.0356 dan nilai koefisien korelasi R2 = 1, regresi linier nilai efisiensi untuk Q = 2.5 l/det yaitu y = 0.9996X + 0.0115 dan nilai koefisien korelasi R2 = 1. Rata-rata nilai koefisien korelasi R2 ketiga variasi debit adalah 1. Berdasarkan nilai koefisien korelasi yang diperoleh menunjukkan bahwa penelitian Sudaryono (1985) dapat dinyatakan dengan model yang dibangun dengan tingkat hubungan 100 %.

y = 0.9969x + 0.0356 R2 = 1 0 5 10 15 20 25

0 5 10 15 20 25

AE hasil pengukuran (%)

A E h a s il s im u la s i ( % ) Efisiensi Linear (Efisiensi)

y = 0.9996x + 0.0115 R2 _{= 1}

0 5 10 15 20

0 5 10 15 20

AE hasil pengukuran (%)

A E h a s il s im u la s i ( % ) Efisiensi Linear (Efisiensi)

c. Hasil Simulasi

Data yang digunakan untuk simulasi perhitungan adalah contoh perhitungan yang diambil dari literatur acuan berjudul “Design and Operation of farm Irrigation Systems” karangan Jensen, M.E. Ada lima skenario yang dibuat pada penelitian ini, yaitu :

a. Skenario 1, nilai furrow intake family (If) 0.1 dengan modifikasi nilai debit (Q), panjang alur (L), dan kemiringan alur (S).

b. Skenario 2, nilai furrow intake family (If) 0.3 dengan modifikasi nilai debit (Q), panjang alur (L), dan kemiringan alur (S).

c. Skenario 3, nilai furrow intake family (If) 0.5 dengan modifikasi nilai debit (Q), panjang alur (L), dan kemiringan alur (S).

d. Skenario 4, nilai furrow intake family (If) 0.9 dengan modifikasi nilai debit (Q), panjang alur (L), dan kemiringan alur (S).

e. Skenario 5, nilai furrow intake family (If) 2.0 dengan modifikasi nilai debit (Q), panjang alur (L), dan kemiringan alur (S).

Modifikasi yang dimaksud adalah mengubah-ubah nilai panjang alur, kemiringan alur, dan debit dengan interval yang dipilih. Furrow intakefamily terdiri dari 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.5, dan 2. Panjang alur yang dimodifikasi terdiri dari 50 m, 100 m, 150 m, 200 m, 250 m, 300 m, 350 m, dan 400 m. Kemiringan yang ditentukan terdiri dari 0.001, 0.002, 0.003, dan 0.004. Debit yang diubah terdiri dari 0.2 l/det, 0.3 l/det, 0.4 l/det, 0.5 l/det, 0.6 l/det, 0.7 l/det, 0.8 l/det, 0.9 l/det, dan 1 l/det. Kombinasi data input yang digunakan dalam simulasi perhitungan dapat dilihat pada Lampiran 4.

PROPERIA memerlukan beberapa asumsi agar proses perhitungan irigasi alur dapat dilakukan, diantaranya :

a. Data kondisi tanah harus menggunakan data furrow intake family (If) seperti pada tabel 3.

b. Debit (Q) yang dialirkan ke alur berada pada kecepatan yang tidak menyebabkan erosi (non-erosive velocities).

Hasil simulasi ditampilkan dalam bentuk grafik hubungan antara efisiensi irigasi dengan panjang alur berbagai variasi debit untuk kemiringan alur tertentu. Adapun tampilan masing-masing skenario adalah sebagai berikut :

1. Skenario 1, nilai furrow intake family (If) 0.1 dengan modifikasi nilai debit, panjang alur dan variasi kemiringan alur.

Gambar 15. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.001.

Gambar 15 menunjukkan hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk kemiringan 0.001. Efisiensi tertinggi sebesar 18.27 % diperoleh saat panjang alur 300 m dan debit 0.4 l/det.

Gambar 16. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.002.

0 10 20 30

0 100 200 300 400 500

Panjang alur (m)

E fis ie n s i ( % )

Q = 0.2 l/det Q = 0.3 l/det Q = 0.4 l/det Q = 0.5 l/det Q = 0.6 l/det Q = 0.7 l/det Q = 0.8l/det Q = 0.9l/det Q = 1.0 l/det

0 10 20 30

0 100 200 300 400 500

Panjang alur (m)

E fisien s i ( % )

Q = 0.2 l/det Q = 0.3 l/det Q = 0.4 l/det Q = 0.5 l/det Q = 0.6 l/det Q = 0.7 l/det Q = 0.8 l/det Q = 0.9 l/det Q = 1.0 l/det

Gambar 16 menunjukkan hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk kemiringan 0.002. Efisiensi tertinggi sebesar 22.34 % diperoleh saat panjang alur 250 m dan debit 0.2 l/det.

Gambar 17. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.003.

Gambar 17 menunjukkan hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk kemiringan 0.003. Efisiensi tertinggi sebesar 25.20 % diperoleh saat panjang alur 300 m dan debit 0.2 l/det.

Gambar 18. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.004.

Gambar 18 menunjukkan hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk kemiringan 0.004. Efisiensi tertinggi sebesar 27.40 % diperoleh saat panjang alur 350 m dan debit 0.2 l/det.

0 10 20 30

0 100 200 300 400 500

Panjang alur (m)

E fisien s i ( % )

Q = 0.2 l/det Q = 0.3 l/det Q = 0.4 l/det Q = 0.5 l/det Q = 0.6 l/det Q = 0.7 l/det Q = 0.8 l/det Q = 0.9 l/det Q = 1.0 l/det

0 10 20 30

0 100 200 300 400 500

Panjang alur (m)

E fis ie n s i ( % )

Q = 0.2 l/det Q = 0.3 l/det Q = 0.4 l/det Q = 0.5 l/det Q = 0.6 l/det Q = 0.7 l/det Q = 0.8 l/det Q = 0.9 l/det Q = 1.0 l/det

Hasil dari keempat grafik skenario 1, nilai efisiensi tertinggi sebesar 27.40 % saat panjang alur 350 m, debit yang dialirkan 0.2 l/det dan kemiringan 0.004.

2. Skenario 2, nilai furrow intake family (If) 0.3 dengan modifikasi nilai debit, panjang alur, dan kemiringan alur.

Gambar 19. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.001.

Gambar 19 menunjukkan hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk kemiringan 0.001. Efisiensi tertinggi sebesar 34.34 % diperoleh saat panjang alur 100 m dan debit 0.2 l/det.

Gambar 20 menunjukkan hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk kemiringan 0.002. Efisiensi tertinggi sebesar 42.10 % diperoleh saat panjang alur 150 m dan debit 0.2 l/det.

Gambar 20. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.002. 0

10 20 30 40

0 100 200 300 400 500

Panjang alur (m)

E fis ie n s i ( % )

Q = 0.2 l/det Q = 0.3 l/det Q = 0.4 l/det Q = 0.5 l/det Q = 0.6 l/det Q = 0.7 l/det Q = 0.8 l/det Q = 0.9 l/det Q = 1.0 l/det

0 10 20 30 40 50

0 100 200 300 400 500

Panjang alur (m)

E fis ie n s i ( % )

Q = 0.2 l/det Q = 0.3 l/det Q = 0.4 l/det Q = 0.5 l/det Q = 0.6 l/det Q = 0.7 l/det Q = 0.8 l/det Q = 0.9 l/det Q = 1.0 l/det

Gambar 21. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.003.

Gambar 21 menunjukkan hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk kemiringan 0.003. Efisiensi tertinggi sebesar 46.51 % diperoleh saat panjang alur 150 m dan debit 0.2 l/det.

Gambar 22. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.004.

Gambar 22 menunjukkan hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk kemiringan 0.004. Efisiensi tertinggi sebesar 51.68 % diperoleh saat panjang alur 200 m dan debit 0.2 l/det.

Nilai efisiensi tertinggi dari keempat grafik skenario di atas adalah 51.68 % saat panjang alur 200 m, debit yang dialirkan 0.2 l/det dan kemiringan 0.004. 0 10 20 30 40 50 60

0 100 200 300 400 500

Panjang alur (m)

Ef is ie n s i ( % )

Q = 0.2 l/det Q = 0.3 l/det Q = 0.4 l/det Q = 0.5 l/det Q = 0.6 l/det Q = 0.7 l/det Q = 0.8 l/det Q = 0.9 l/det Q = 1.0 l/det 0 10 20 30 40 50

0 100 200 300 400 500

Panjang alur (m)

E fis ie n s i ( % )

Q = 0.2 l/det Q = 0.3 l/det Q = 0.4 l/det Q = 0.5 l/det Q = 0.6 l/det Q = 0.7 l/det Q = 0.8 l/det Q = 0.9 l/det Q = 1.0 l/det

3. Skenario 3, nilai furrow intake family (If) 0.5 dengan modifikasi nilai debit, panjang alur dan kemiringan alur.

Gambar 23. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.001.

Gambar 23 menunjukkan hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk kemiringan 0.001. Efisiensi tertinggi sebesar 42.86 % diperoleh saat panjang alur 100 m dan debit 0.3 l/det.

Gambar 24. Grafik hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk S = 0.002.

Gambar 24 menunjukkan hubungan antara efisiensi dengan panjang alur untuk kemiringan 0.002. Efisiensi tertinggi sebesar 53.99% diperoleh saat panjang alur 100 m dan debit 0.2 l/det.

0 10 20 30 40 50 60

0 100 200 300 400 500

Panjang alur (m)

E fis ie n s i ( % )

Q = 0.2 l/det Q = 0.3 l/det Q = 0.4 l/det Q = 0.5 l/det Q = 0.6 l/det Q = 0.7 l/det Q = 0.8 l/det Q = 0.9 l/det Q = 1.0 l/det 0 10 20 30 40 50

0 100 200 300 400 500

Panjang alur (m)

E fis ie n s i ( % )

Q = 0.2 l/det Q = 0.3 l/det Q = 0.4 l/det Q = 0.5 l/det Q = 0.6 l/det Q = 0.7 l/det Q = 0.8 l/det Q = 0.9 l/det Q = 1.0 l/det

End Sub

Private Sub label13_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label17.Caption = "Aliran permukaan (RO) adalah kedalaman aliran air (genangan) di

permukaan tanah dengan satuan mm."

End Sub

Private Sub label14_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label17.Caption = "Kedalaman perkolasi (DP) adalah kedalaman air yang mengalami perkolasi

di dalam tanah dengan satuan mm."

End Sub

Private Sub label15_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label17.Caption = "Efisiensi irigasi (AE) adalah nilai efisiensi yang didapatkan selama irigasi

berlangsung dengan satuan persen."

End Sub

Private Sub label7_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label17.Caption = "Perimeter pembasahan yang disesuaikan (P) adalah kedalaman perimeter

tanah yang mengalami pembasahan selama pemberian air dengan satuan meter."

End Sub

Private Sub label10_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label17.Caption = "Kedalaman pemberian air kotor (Fg) adalah kedalaman aliran air yang

masuk ke tanah yang biasanya dianggap sebagai air gross."

End Sub

Private Sub label11_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label17.Caption = "Rata-rata kesempatan infiltrasi (T) adalah rata-rata waktu yang digunakan

air untuk melakukan infiltrasi di dalam tanah dengan satuan menit."

End Sub

Private Sub label12_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label17.Caption = "Rata-rata penyerapan air (F) adalah rata-rata kedalaman air yang masuk dan

tersebar di dalam tanah dengan satuan mm."

End Sub

Private Sub label8_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label5.Caption = "Waktu kesempatan infiltrasi (Tn) adalah waktu yang digunakan air untuk

melakukan infiltrasi di tanah dengan satuan menit."

End Sub

Private Sub label1_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label5.Caption = "Furrow intake family adalah nilai intake family alur berdasarkan jenis tanah

yang digunakan. Pemilihan nilai furrow intake family didasarkan pada tabel Intake Family dan

Coefficients Advance. Semakin besar nilainya menunjukkan semakin cepat penyerapan air ke

tanah"

End Sub

Private Sub label3_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label5.Caption = "Nilai kemiringan alur yang akan diaplikasikan di lahan dengan satuan

meter/meter. Masukkan nilai input kemiringan alur mulai dari 0.001 - 0.004 setiap kenaikan

kelipatan 0.001 "

End Sub

Private Sub label2_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label5.Caption = "Nilai panjang alur yang akan diaplikasikan di lahan dengan satuan meter.

Masukkan nilai input panjang alur mulai dari 50 m - 400 m setiap kenaikan kelipatan 50. "

End Sub

Private Sub label4_MouseMove(button As Integer, shift As Integer, X As Single, Y As Single)

Label5.Caption = "Nilai debit yang akan dialirkan ke lahan dengan satuan liter/detik. Masukkan

nilai input debit mulai dari 0.1 ltr/dtk - 1.0 ltr/dtk setiap kenaikan kelipatan 0.1."

End Sub

' --- deklarasi untuk kembali ke menu utama ---

Private Sub Command1_Click()

Form2.Show

Unload Me

End Sub

Lampiran 7. Data Hasil penelitian Sudaryono (1985).

L TT P Tn Ti T F Fg RO AE

10 1.41 0.407 1025.00 1026.40 1386.50 54.60 2053.00 1198.00 2.20 30 4.99 0.407 1025.00 1030.00 1138.50 47.60 687.00 639.00 6.40 50 9.82 0.407 1025.00 1034.80 1090.90 46.20 414.00 368.00 10.80 70 16.22 0.407 1025.00 1041.20 1072.90 45.60 297.00 251.00 14.90 90 24.60 0.407 1025.00 1049.60 1066.40 45.40 233.00 188.00 19.00 110 35.47 0.407 1025.00 1060.50 1066.00 45.40 193.00 148.00 22.90 130 49.46 0.407 1025.00 1074.50 1070.20 45.60 165.00 119.00 26.80 150 67.33 0.407 1025.00 1092.30 1078.80 45.90 146.00 100.00 30.30 175 96.59 0.407 1025.00 1121.60 1096.20 46.30 128.00 82.00 34.50 200 135.79 0.407 1025.00 1160.80 1122.20 47.10 116.00 69.00 38.10 250 256.53 0.407 1025.00 1278.50 1209.40 49.60 102.00 52.00 43.30

L TT P Tn Ti T F Fg RO AE

10 1.34 0.513 734.00 735.30 3396.00 130.10 4412.00 4282.00 1.00 30 4.23 0.513 734.00 738.20 1819.00 83.40 1476.00 1393.00 3.00 50 7.45 0.513 734.00 741.50 1372.00 68.40 890.00 822.00 5.00 70 11.03 0.513 734.00 745.00 1180.00 61.50 639.00 577.00 6.90 90 14.98 0.513 734.00 749.00 1075.00 57.60 499.00 441.00 8.90 110 19.34 0.513 734.00 753.30 1008.00 55.10 411.00 356.00 10.80 130 24.16 0.513 734.00 758.20 964.00 53.40 350.00 297.00 12.60 150 29.45 0.513 734.00 763.50 932.00 52.20 305.00 253.00 14.50 175 36.82 0.513 734.00 770.80 903.00 51.00 264.00 213.00 16.70 200 45.06 0.513 734.00 779.10 884.00 50.30 234.00 184.00 18.90 250 64.68 0.513 734.00 798.70 862.00 49.40 192.00 143.00 23.00

Nilai input :

Furrow intake family, If = 0.35

Kemiringan alur, S = 0.0025 m/m

Debit, Q = 0.5 l/det

Kedalaman desain aplikasi, Fn = 44.2 mm

Jarak alur, W = 1.5 m

Nilai input :

Furrow intake family, If = 0.35

Kemiringan alur, S = 0.0025 m/m

Debit, Q = 1.5 l/det

Kedalaman desain aplikasi, Fn = 44.2 mm

Jarak alur, W = 1.5 m

Lampiran 7. (lanjutan)

L TT P Tn Ti T F Fg RO AE

10 1.32 0.583 609.00 610.3.00 9206.00 298.70 6103.00 5804.00 0.70 30 4.09 0.583 609.00 613.1.00 3646.00 155.60 2044.00 1888.00 2.20 50 7.05 0.583 609.00 616.1.00 2417.00 116.00 1232.00 1116.00 3.60 70 10.21 0.583 609.00 619.1.00 1885.00 97.20 885.00 788.00 5.00 90 13.56 0.583 609.00 622.6.00 1589.00 86.20 692.00 606.00 6.40 110 17.14 0.583 609.00 626.1.00 1399.00 78.80 569.00 490.00 7.80 130 20.93 0.583 609.00 629.9.00 1272.00 73.70 485.00 411.00 9.10 150 24.96 0.583 609.00 6340.00 1177.00 69.80 423.00 353.00 10.40 175 30.35 0.583 609.00 639.4.00 1090.00 66.10 365.00 299.00 12.10 200 36.16 0.583 609.00 645.2.00 1023.00 63.20 323.00 260.00 13.70 250 49.09 0.583 609.00 658.1.00 939.00 59.60 263.00 203.00 16.80

Keterangan : L adalah panjang alur (m)

T

T

adalah waktu penyebaran (menit)

P adalah perimeter pembasahan yang disesuaikan (m)

Tn adalah waktu kesempatan infiltrasi (menit)

Ti adalah waktu pemberian air (menit)

T adalah rata-rata kedalaman infiltrasi (menit)

F adalah rata-rata penyerapan air (mm)

Fg adalah kedalaman pemberian air kotor (m)

RO adalah aliran permukaan (mm)

AE adalah efisiensi pemakaian air (%)

Nilai input :

Furrow intake family, If = 0.35

Kemiringan alur, S = 0.0025 m/m

Debit, Q = 2.5 l/det

Kedalaman desain aplikasi, Fn = 44.2 mm

Jarak alur, W = 1.5 m

Lampiran 8. Data perhitungan parameter dengan PROPERIA.

L TT P Tn Ti T F Fg RO AE

10 1.41 0.407 1026.39 1027.80 1027.13 44.22

2055.60

2011.38 2.15 30 4.99 0.407 1026.39 1031.39 1029.09 44.28

687.59

643.31 6.43 50 9.83 0.407 1026.39 1036.22 1031.93 44.37

414.49

370.12 10.66 70 16.24 0.407 1026.39 1042.63 1035.89 44.49

297.89

253.41 14.84 90 24.64 0.407 1026.39 1051.03 1041.29 44.65

233.56

188.92 18.92 110 35.54 0.407 1026.39 1061.93 1048.55 44.86

193.08

148.21 22.89 130 49.57 0.407 1026.39 1075.96 1058.15 45.15

165.53

120.38 26.70 150 67.51 0.407 1026.39 1093.89 1070.71 45.52

145.85

100.33 30.31 175 96.88 0.407 1026.39 1123.27 1091.77 46.15

128.37

82.23 34.43 200 136.20 0.407 1026.39 1162.59 1120.59 46.99

116.26

69.26 38.02 250 256.53 0.407 1025.00 1278.50 1209.40 49.60

102.72

53.07 43.03

L TT P Tn Ti T F Fg RO AE

10 0.513 733.25 734.59 4407.53 1702.58 733.96 44.23 0.03 1.00 30 0.513 733.25 737.49 1474.97 567.53 735.46 44.29 0.09 2.99 50 0.513 733.25 740.71 888.85 340.52 737.18 44.36 0.16 4.97 70 0.513 733.25 744.28 637.96 243.23 739.14 44.45 0.25 6.93 90 0.513 733.25 748.24 498.83 189.176 741.37 44.54 0.34 8.86 110 0.513 733.25 752.61 410.52 154.78 743.88 44.64 0.44 10.77 130 0.513 733.25 757.43 349.58 130.97 746.71 44.76 0.56 12.64 150 0.513 733.25 762.73 305.09 113.51 749.88 44.89 0.69 14.49 175 0.513 733.25 770.10 264.04 97.29 754.37 45.07 0.87 16.74 200 0.513 733.25 778.38 233.51 85.13 759.51 45.29 1.09 18.93 250 0.513 733.25 798.01 191.52 68.10 772.02 45.80 1.60 23.08

Nilai input :

Furrow intake family, If = 0.35

Kemiringan alur, S = 0.0025 m/m

Debit, Q = 0.5 l/det

Kedalaman desain aplikasi, Fn = 44.2 mm

Jarak alur, W = 1.5 m

Nilai input :

Furrow intake family, If = 0.35

Kemiringan alur, S = 0.0025 m/m

Debit, Q = 1.5 l/det

Kedalaman desain aplikasi, Fn = 44.2 mm

Jarak alur, W = 1.5 m

Lampiran 8. (lanjutan)

L TT P Tn Ti T F Fg RO AE

10 0.583 609.60 610.92 6109.23 4729.39 610.38 44.24 6064.99 0.72 30 0.583 609.60 613.69 2045.66 1576.46 611.74 44.31 2001.35 2.16 50 0.583 609.60 616.66 1233.36 945.88 613.28 44.38 1188.93 3.58 70 0.583 609.60 619.81 885.45 675.63 614.96 44.47 840.98 4.99 90 0.583 609.60 623.17 692.41 525.49 616.77 44.56 647.86 6.38 110 0.583 609.60 626.75 569.77 429.94 618.73 44.65 525.12 7.76 130 0.583 609.60 630.54 485.03 363.79 620.85 44.76 440.28 9.11 150 0.583 609.60 634.58 423.05 315.29 623.13 44.87 378.19 10.45 175 0.583 609.60 639.98 365.70 270.25 626.22 45.02 320.68 12.09 200 0.583 609.60 645.78 322.81 236.47 629.61 45.19 277.70 13.69 250 0.583 609.60 658.73 263.49 189.18 637.31 45.57 217.93 16.76

Keterangan : L adalah panjang alur (m)

TT adalah waktu penyebaran (menit)

P adalah perimeter pembasahan yang disesuaikan (m) Tn adalah waktu kesempatan infiltrasi (menit) Ti adalah waktu pemberian air (menit) T adalah rata-rata kedalaman infiltrasi (menit) F adalah rata-rata penyerapan air (mm) Fg adalah kedalaman pemberian air kotor (m) RO adalah aliran permukaan (mm)

AE adalah efisiensi pemakaian air (%)

Lampiran 9. Validasi nilai efisiensi

Regresi Nilai Efisiensi

Q = 0.5 l/det

Q = 1.5 l/det

Q = 2.5 l/det

y = 1.0021X + 0.0184 y = 0.9969X + 0.0356 Y = 0.9996X + 0.0115

R

2

= 1

R

2

= 1

R

2

= 1

Nilai input :

Furrow intake family, If = 0.35

Kemiringan alur, S = 0.0025 m/m

Debit, Q = 2.5 l/det

Kedalaman desain aplikasi, Fn = 44.2 mm

Jarak alur, W = 1.5 m