Evalusi Kinerja Jaringan Irigasi Curah (Sprinkler Irrigation) melalui Simulasi Hidrolis menggunakan EPANET 2.0.

EVALUASI KINERJA JARINGAN IRIGASI CURAH
(SPRINKLER IRRIGATION) MELALUI SIMULASI HIDROLIS
MENGGUNAKAN EPANET 2.0

HELENA NOVITASARI LASOL

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Evaluasi Kinerja
Jaringan Irigasi Curah (Sprinkler Irrigation) melalui Simulasi Hidrolis
menggunakan EPANET 2.0 adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Juni 2014
Helena Novitasari Lasol
NIM F44100076

ABSTRAK
HELENA NOVITASARI LASOL. Evaluasi Kinerja Jaringan Irigasi Curah
(Sprinkler Irrigation) melalui Simulasi Hidrolis menggunakan EPANET 2.0.
Dibimbing oleh YULI SUHARNOTO dan DADANG RIDWAN.
Jaringan irigasi curah dapat menjadi investasi yang baik apabila dirancang
dengan baik, dipasang, dipelihara secara tepat. Perhitungan secara manual
memakan waktu dan menimbulkan human error. Oleh karena itu, penelitian ini
bertujuan untuk mengevaluasi keragaan (performance) irigasi curah melalui
simulasi hidrolik menggunakan perangkat lunak EPANET 2.0 dengan
menggunakan data sekunder. Penelitian ini dilakukan pada jaringan irigasi curah
yang telah terpasang di Desa Tenilo, Gorontalo dan Desa Akar-akar, NTB.
Simulasi menghasilkan tekanan rata-rata pada kedua lokasi melebihi dari tekanan
optimum yang direkomendasikan yaitu 40 m, namun belum melebihi tekanan
maksimum yang direkomendasikan yaitu 65 m. Variasi tekanan pada masingmasing lokasi sebesar 2.82 m dan 9.35 m. Debit yang dihasilkan juga hampir

mendekati debit rencana yaitu 9.11 liter/detik. Kecepatan aliran antara kedua
lokasi tidak berbeda jauh. Kecepatan aliran pada kedua lokasi kurang dari
kecepatan maksimum yang diijinkan yaitu 3 m/detik, berarti jaringan ini aman
dari abrasi dan water hammer pada pipa. Berdasarkan hasil simulasi menunjukkan
bahwa jaringan irigasi curah yang telah terpasang di Desa Tenilo dan Desa AkarAkar telah memenuhi kriteria batasan hidrolik dalam mendesain sistem jaringan
irigasi curah..
Kata kunci: debit, EPANET 2.0, irigasi curah, kecepatan aliran, tekanan.

ABSTRACT
HELENA NOVITASARI LASOL. Performance Evaluation of The Sprinkler
Irrigation By Hydraulic Simulation using EPANET 2.0. Supervised by YULI
SUHARNOTO and DADANG RIDWAN.
Sprinkler irrigation network can be a good investment when well designed,
installed, maintained and managed. But the calculation manually is time
consuming and gives rise to human error. Therefore, this study aims to evaluate
the performance of sprinkler irrigation through simulation using software
EPANET 2.0 using secondary data is using and data is analysis by using
simulation with software EPANET 2.0. This study was conducted on irrigation
network in the village of Tenilo, Gorontalo and the villages of Akar-akar, NTB.
The simulation resulted the average pressure at both locations excess of the

recommended optimum pressure 40 m, but not exceeding the maximum
recommended pressure 65 m,the variation pressure on each location is 2.82 m and
9.35 m. Debit issued by sprinkler is also nearing discharge plan 9.11 liters/second.
The velocity of the flow both locations is not different much. It’s less than
maximum allowable speed 3 m/s, it means that the network is safe from abrasion
and water hammer on a pipe. Based on the results of simulation sprinkler
irrigation network installed in the village of Tenilo and the villages of Akar-akar
have met the criteria of hydraulic limitation in designing a system of sprinkler
irrigation.
Keywords: discharge, EPANET 2.0, sprinkler irrigarion, the velocity of the flow,
pressure

EVALUASI KINERJA JARINGAN IRIGASI CURAH
(SPRINKLER IRRIGATION) MELALUI SIMULASI HIDROLIS
MENGGUNAKAN EPANET 2.0

HELENA NOVITASARI LASOL

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik
pada
Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan

DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 ini ialah jaringan
irigasi, dengan judul Evalusi Kinerja Jaringan Irigasi Curah (Sprinkler Irrigation)
melalui Simulasi Hidrolis menggunakan EPANET 2.0.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Dr. Ir. Yuli Suharnoto, M.Eng
dan Bapak Dadang Ridwan, ST, MPSDA selaku pembimbing, serta Bapak Guntur
Safei, ST selaku staf Balai irigasi yang telah banyak memberi saran dan bantuan
selama penelitian. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Dr. Satyanto

Krido Saptomo, STP, M.Si selaku penguji luar. Di samping itu, disampaikan
penghargaan kepada berbagai pihak yang telah membantu selama pelaksanaan
penelitian. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada orang tua, seluruh
keluarga, dan teman-teman, atas segala doa dan kasih sayangnya.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi pengembangan khasanah
pengetahuan di bidang irigasi. Saran dan masukan sangat diharapkan guna
memperbaiki penulisan selanjutnya
Bogor, Juni 2014
Helena Novitasari Lasol

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL

vi

DAFTAR GAMBAR

vi

DAFTAR LAMPIRAN

vi

PENDAHULUAN

1

Latar Belakang

1

Perumusan Masalah

1

Tujuan Penelitian

2

Manfaat Penelitian

2

Ruang Lingkup Penelitian

2

TINJAUAN PUSTAKA

2

Irigasi Curah

2

EPANET 2.0

4

METODE

5

Waktu dan Tempat Penelitian

5

Bahan dan Alat

5

Prosedur Analisis Data

5

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Lokasi

7
7

Tenilo, Gorontalo

7

Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat

7

Sistem Jaringan Irigasi Curah Berdasarkan EPANET 2.0

8

Data perencanaan

8

Jaringan irigasi curah

9

Simulasi Permodelan Jaringan Irigasi Curah

13

Tekanan dan debit

13

Kecepatan aliran

16

SIMPULAN DAN SARAN

19

Simpulan

19

Saran

20

DAFTAR PUSTAKA

20

LAMPIRAN

22

RIWAYAT HIDUP

58

DAFTAR TABEL
1
2
3
4

Data dasar desain sistem irigasi curah
Batasan hidrolik pada jaringan irigasi curah
Spesifikasi gun sprinkler tipe BIR Versi 1
Karakteristik komponen sistem jaringan irigasi curah di Desa Tenilo,
Gorontalo
5 Karakteristik komponen sistem jaringan irigasi curah di Desa AkarAkar, Nusa Tenggara Barat
6 Perbandingan hasil simulasi tekanan dan debit
7 Perbandingan hasil simulasi kecepatan

8
8
9
11
11
16
19

DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

Skema jaringan irigasi curah
Diagram alir penelitian
Contoh properties junction
Layout sistem irigasi curah di Desa Tenilo, Gorontalo
Layout sistem irigasi curah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat
Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral terjauh di Desa Tenilo
Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral terdekat di Desa Tenilo
Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral elevasi permukaan tanah
tertinggi di Desa Akar-Akar
Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral elevasi permukaan tanah
terendah di Desa Akar-Akar
Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral terjauh di Desa Tenilo
Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral terdekat di Desa Tenilo
Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral elevasi permukaan tanah
tertinggi di Desa Akar-Akar
Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral elevasi terendah di Desa
Akar-Akar

3
5
6
10
12
13
14
15
15
17
18
18
19

DAFTAR LAMPIRAN
Koefisien kekasaran untuk pipa baru
Koefisien minor loss untuk sambungan
Hasil simulasi kondisi tekanan dan debit di Desa Tenilo, Gorontalo
Hasil simulasi kondisi tekanan dan debit di Desa Akar-akar, NTB
Hasil simulasi kondisi kecepatan di Desa Tenilo, Gorontalo
Hasil simulasi kondisi kecepatan di Desa Akar-akar, NTB
Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terdekat di Desa Tenilo,
Gorontalo
8 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terjauh di Desa Tenilo,
Gorontalo
9 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk lateral terdekat di Desa Tenilo,
Gorontalo

1
2
3
4
5
6
7

22
23
24
25
26
27
28
30
32

10 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terjauh di Desa Tenilo,
Gorontalo
11 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan terendah di
Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat
12 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk elevasi permukaan tertinggi di
Desa Akar-akar, Nusa Tenggara Barat
13 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah
terendah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat
14 Hasil simulasi hidraulik pada pipa untuk elevasi permukaan tanah
tertinggi di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat

35
38
42
46
52

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Air merupakan salah satu kebutuhan pokok untuk pertumbuhan tanaman.
Keberadaan air di dalam tanah perlu diatur sebaik mungkin agar pertumbuhan
tanaman dapat tumbuh dengan baik. Pemberian air pengairan (irigasi) terhadap
lahan-lahan pertanaman dalam jangkauan pembasahan permukaan tanah atau pun
pembasahan tanah di bawah permukaannya (surface and below the surface
irrigation) dapat dilakukan dengan beberapa cara sesuai dengan perancangan
lahan-lahan pertanian dan kebutuhan tanamannya akan air pengairan. Salah satu
cara pemberian air irigasi yaitu irigasi curah atau sprinkler.
Irigasi curah adalah sistem pemberian air ke lahan pertanian dengan
menggunakan tekanan (pressure). Tekanan biasanya didapatkan dengan cara
pemompaan atau gravitasi. Sistem irigasi curah merupakan salah satu alternatif
teknologi aplikasi irigasi, yang secara teoritis mempunyai efisiensi irigasi lebih tinggi
dibandingkan irigasi permukaan. Oleh karena itu, teknologi irigasi bertekanan lebih
tepat diterapkan di daerah-daerah yang relatif kering, yang memerlukan teknologi
irigasi hemat air (Departemen Pertanian 2010).
Menurut Balai Irigasi Bekasi (2009), irigasi curah (sprinkler) merupakan
teknologi dengan input tinggi dan biaya investasi yang tinggi, tetapi sangat cocok dan
sesuai untuk pengembangan lahan kering, misalnya di Nusa Tenggara Timur, Nusa
Tenggara Barat serta daerah lahan kering lainnya. Teknologi irigasi ini juga
diperlukan untuk usaha tani dengan teknik budidaya tanaman tertentu seperti jenis
tanaman pangan, jagung, hortikultura, kelapa sawit, tanaman jarak, kapas, nanas,
salak, jeruk, cabe, tomat, terong.
Jaringan irigasi bertekanan khususnya irigasi curah dapat menjadi investasi
yang baik apabila dirancang dengan baik, dipasang, dipelihara secara tepat.
Desain jaringan irigasi curah yang baik memerlukan batasan yang diambil untuk
dimensi pipa, distribusi tekanan, debit serta sejumlah parameter hidrolik yang lain
(Owusu-Ansah 2011). Program komputer dapat digunakan untuk mensimulasi
hidrolis jaringan irigasi curah yang telah direncanakan untuk mendapatkan hasil
dari setiap batasan tersebut secara detail. Program komputer yaitu diantaranya
EPANET 2.0 yang merupakan program komputer yang dapat menampilkan
simulasi hidrolis dan kualitas air dalam jaringan pipa.
Perumusan Masalah
Perencanaan hidrolis jaringan irigasi curah dengan menggunakan perhitungan
manual seperti iterasi coba-coba yang memakan waktu dan menimbulkan human
error. Perhitungan secara manual tersebut seringkali tidak menghasilkan hasil
desain yang memuaskan setelah diterapkan di lapangan, sehingga seringkali
dilakukan penyesuaian rancangan. Untuk itu diperlukan alat bantu untuk
mengevaluasi desain terlebih dahulu khususnya untuk beberapa parameter
hidrolika yang sangat mempengaruhi kinerja jaringan dengan memperoleh
rancangan hasil yang detail. Penelitian ini mengusulkan penerapan EPANET 2.0
sebagai alat bantu evaluasi rancangan hidrolis jaringan irigasi curah guna
mengurangi human error yang terjadi.

2

Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi keragaan (performance) irigasi
curah (sprinkler irrigation) melalui simulasi hidrolis menggunakan perangkat
lunak (software) EPANET 2.0.
Manfaat Penelitian
Hasil kajian dalam penelitian ini diharapkan dapat memberikan masukan
pada instansi terkait mengenai penerapan jaringan irigasi curah. Sekaligus sebagai
bahan literatur dalam evaluasi keragaan (performance) jaringan irigasi, khususnya
pada irigasi curah menggunakan EPANET 2.0.
Ruang Lingkup Penelitian
Penelitian ini mengambil permasalahan mengenai evaluasi kinerja jaringan
irigasi curah. Ruang lingkup penelitian meliputi evaluasi kondisi aliran seperti
tekanan, debit, dan kecepatan aliran, berdasarkan kriteria evaluasi penerapan
jaringan irigasi curah, menggunakan software EPANET 2.0.

TINJAUAN PUSTAKA
Irigasi curah
Irigasi curah disebut juga overhead irrigation karena pemberian air
dilakukan dari bagian atas tanaman terpancar menyerupai curah hujan (Dinas
Pertanian 2010). Menurut Sapei et al. (2006), beberapa keuntungan irigasi curah
antara lain:
a. Efisiensi pemakaian air cukup tinggi
b. Dapat digunakan untuk lahan dengan topografi bergelombang dan kedalaman
tanah (solum) yang dangkal, tanpa diperlukan perataan lahan (land grading).
c. Cocok untuk tanah berpasir di mana laju infiltrasi biasanya cukup tinggi.
d. Aliran permukaan dapat dihindari sehingga memperkecil kemungkinan
terjadinya erosi.
e. Pemupukan terlarut, herbisida dan fungisida dapat dilakukan bersama-sama
dengan air irigasi.
f. Biaya tenaga kerja untuk operasi biasanya lebih kecil daripada irigasi
permukaan.
g. Dengan tidak diperlukannya saluran terbuka, maka tidak banyak lahan yang
tidak dapat ditanami
g. Tidak mengganggu operasi alat dan mesin pertanian.
Menurut Sapei et al. (2006), berbagai faktor pembatas penggunaan irigasi
curah adalah:
a. Kecepatan dan arah angin berpengaruh terhadap pola penyebaran air
b. Air irigasi harus cukup bersih bebas dari pasir dan kotoran lainnya

3

c. Investasi awal cukup tinggi
d. Diperlukan tenaga penggerak di mana tekanan air berkisar antara 0,5 - 10
kg/cm2.
Menurut Balai Irigasi (2010), umumnya komponen irigasi curah adalah
sebagai berikut:
a. Tenaga penggerak
Sumber tenaga penggerak pompa dapat berupa motor listrik atau motor
bakar. Jenis pompa yang biasa digunakan pada suatu sistem irigasi curah
adalah pompa sentrifugal dan turbin. Pompa sentrifugal digunakan apabila
debit dan tekanan yang dibutuhkan relatif kecil, sedangkan pompa turbin
digunakan apabila debit dan tekanan yang dibutuhkan relatif besar.
b. Pipa utama
Pipa utama (main line) adalah pipa yang mengalirkan air dari pompa ke pipa
lateral. Pipa utama dibuat permanen di atas atau di bawah permukaan tanah,
dapat pula berpindah (portable) dari satu lahan ke lahan yang lain. Untuk pipa
utama yang ditanam, umumnya dipasang pada kedalaman 0.75 m di bawah
permukaan tanah. Pipa manifold berdiameter antara 75 – 200 mm. Jenis pipa
yang biasa digunakan baik sebagai pipa lateral, manifold, maupun pipa utama
antara lain GIP, PVC, PE, dan Alumunium.
c. Pipa lateral
Pipa lateral adalah pipa yang mengalirkan air dari pipa utama ke sprinkler.
Pipa lateral biasanya tersedia di pasaran dengan ukuran panjang 5, 6, atau 12
meter setiap potongnya. Pipa lateral berdiamater lebih kecil dari pada pipa
manifold, umumnya lateral berdiameter 50 – 125 mm, dapat bersifat permanen
atau berpindah.
d. Kepala sprinkler (sprinkler head)
Terdapat dua tipe kepala sprinkler untuk mendapatkan semprotan yang baik
yaitu:
1. Kepala sprinkler berputar (rotating head sprinkler). Kepala sprinkler
berputar mempunyai satu atau dua nozzle dengan berbagai ukuran
tergantung pada debit dan diameter lingkaran basah yang diinginkan.
2. Pipa dengan lubang-lubang sepanjang atas dan sampingnya (sprayline)
Skema jaringan irigasi curah dan contoh jaringan pipa dapat dilihat pada
gambar 1 berikut ini:

Gambar 1 Skema jaringan irigasi curah (Prastowo 2002 dalam Hadi 2010)

4

EPANET 2.0
EPANET 2.0 adalah program komputer yang berbasis windows yang
merupakan program simulasi dari perkembangan waktu dari profil hidrolis dan
perlakuan kualitas air bersih dalam suatu jaringan pipa distribusi (Agustina 2007).
EPANET dikembangkan oleh Water Supply and Water Resources Divission
USEPA’S National Risk Mangement Research Laboratory dan pertama kali
diperkenalkan padan tahun 1993 dan versi yang baru diterbitkan pada tahun 1999
(Sudirman 2012).
Output yang dihasilkan dari program EPANET 2.0 ini antara lain debit
yang mengalir dalam pipa, tekanan air dari masing masing titik/node/junction
(Agustina 2007). Hasil running dari program ini dapat berupa peta jaringan
dengan kode warna, tabel data, grafik time-series, dan kontur plot.
Keuntungan menggunakan software EPANET antara lain:
 Data survei dapat ditafsirkan ke dalam program dengan sedikit perbaikan
dalam Microsoft Excel.
 Semua kalkulasi dapat diselesaikan dengan cepat.
 Mudah untuk memeriksa pekerjaan orang lain
 Pergantian cepat dan mudah
 Kompleksitas dan ukuran jaringan tidak terbatas

METODE
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Februari sampai Mei 2014. Penelitian
ini dilakukan di Kota Bekasi, Provinsi Jawa Barat dan Kampus Dramaga IPB.
Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini berupa program perangkat lunak
(Software) EPANET 2.0, program Microsoft Excel 2013, program Microsoft Office
2013, software AutoCAD 2010 dan Notebook. Bahan yang digunakan dalam
penelitian ini merupakan data sekunder yang berupa:
1. Layout jaringan irigasi curah di Nusa Tenggara Barat dan Gorontalo.
2. Jaringan irigasi dan komponen jaringan : Jenis pipa, diameter pipa, panjang
pipa, spesifikasi emiter dan sprinkler, spesifikasi pompa, serta diameter dan
jenis katup yang digunakan pada jaringan irigasi curah di lokasi penelitian
Provinsi Nusa Tenggara Barat dan Gorontalo.
Prosedur Analisis Data
Prosedur pelaksanaan penelitian dirangkum dalam diagram alir proses
penelitian pada Gambar 2.

5

Mulai

Studi Pustaka

Pengumpulan Data Sekunder

Simulasi EPANET 2.0

Analisis Hasil Simulasi EPANET 2.0
Perbaikan
Rancangan

Batasan Hidrolika:
Tekanan, debit, kecepatan
aliran

OK

Validasi

Rekomendasi

Selesai
Gambar 2 Diagram alir penelitian
Prosedur analisis data yang dilakukan terdiri dari:
a. Studi pustaka

Tidak OK

6

Studi pustaka dilakukan untuk mengumpulkan publikasi ilmiah atau jurnal,
laporan penelitian yang berkaitan dengan permasalahan, dan buku-buku yang
menerangkan tentang aspek yang digunakan dalam menganalisis permasalahan.
b. Pengumpulan data sekunder
Pengumpulan data sekunder bertujuan untuk mendapatkan data-data yang
membantu dalam menganalisis jaringan irigasi curah. Data sekunder diperoleh
dari berasal Balai Irigasi Bekasi.
c. Analisis data
Analisis data dilakukan melalui simulasi hidrolis menggunakan software
EPANET 2.0. Adapun tahapan simulasi sebagai berikut:
1. Layout jaringan irigasi curah di Nusa Tenggara Barat dan Gorontalo
digambar ulang pada software EPANET 2.0. Pembuatan layout sesuai
dengan kondisi nyata di lapangan serta disesuaikan dengan tata cara
menggunakan software EPANET 2.0.
2. Memilih analisis yang dikehendaki (Hazen-Williams, Darcy-Weisbach,
Chezy-Manning)
3. Input data disesuaikan dengan data yang ada pada layout jaringan. Input
data meliputi: node, reservoir, pipes, pump, dan valve. Untuk setiap
properties memerlukan data masukan yang harus diisi secara manual satu
persatu. Untuk data sprinkler, diperlukan data emitter coefficient yang
didapatkan dengan menggunakan rumus:

C=

y ...........................................................(1)

Keterangan:
C= koefisien emiter
q = debit sprinkler (liter/detik)
p = tekanan sprinkler (m)
y = eksponen tekanan yaitu 0.5
Setelah mendapat nilai koefisien emiter, kemudian nilai tersebut
dimasukkan ke dalam properties junction pada emitter coeff. Properties
junction dapat dilihat pada gambar 3.

Gambar 3 Contoh properties junction
4. Setelah semua data dimasukkan, run analisis untuk mengetahui simulasi
berhasil atau tidak.

7

5. Simulasi Epanet 2.0 memberikan hasil dalam berbagai tabel, grafik dan
angka untuk berbagai parameter seperti debit, head, kecepatan, energi,
headloss, dan sebagainya. Hasil dapat ditayangkan untuk setiap pipa, node,
tangki atau pompa yang diinginkan.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Lokasi
Tenilo, Gorontalo
Provinsi Gorontalo merupakan daerah agraris dengan keadaan topografi
datar, berbukit-bukit sampai dengan bergunung dengan kondisi tipe iklim A
sampai dengan tipe iklim E menurut pembagian tipe iklim Smith & Ferguson,
sehingga berbagai jenis tanaman pangan dapat tumbuh dengan baik di daerah ini
(Ridwan et al. 2010)
Lokasi dipasangnya jaringan irigasi curah terletak pada 0° 37’ 33” Lintang
Utara dan 122° 56’ 33” Bujur Timur. Luas lahan jaringan irigasi curah tersebut
yaitu 8 hektar. Apabila dilihat dari topografinya, lokasi ini merupakan daerah
dengan topografi relatif datar. Berdasarkan data analisis fisik tanah, tekstur tanah
di lahan tersebut liat berpasir yang memiliki kapasitas menahan air sebesar 133208 mm/m (Balai Irigasi 2009).
Akar-Akar, Nusa Tenggara Barat
Lokasi kedua pemasangan jaringan irigasi curah terletak di Arungan Bali
Desa Akar-akar Kecamatan Bayan, Kabupaten Lombok Utara, Provinsi Nusa
Tenggara Barat (NTB). Lokasi tersebut terletak pada 8° 13’ 31.89” Lintang
Selatan dan 116° 21’ 25.99” Bujur Timur. Luas lahan jaringan irigasi curah
tersebut yaitu kurang lebih 18 hektar. Apabila dilihat dari peta kontur, daerah ini
merupakan daerah yang memiliki elevasi permukaan tanah yang tidak datar atau
berlereng. Berdasarkan sistim klasifikasi USDA (Soil Taxonomy) tahun 2003, jenis
tanah di daerah lokasi penelitian Arungan Bali masuk dalam ordo tanah Entisol
dengan subordo Fluvent dengan sifat dan ciri tanah yang sangat berbeda (Balai Irigasi
2009).
Berdasarkan hasil analisa sifat dan karakteristik tanah, tekstur tanah pada
daerah ini mempunyai kadar fraksi pasir yang tidak terlalu tinggi. Hal ini
menunjukkan bahwa kemampuan menahan air (water holding capasity) nya baik.
Untuk sifat kimia tanah secara umum tanah di Arungan Bali mempunyai tingkat
kesuburan tanah yang lebih baik. Hal ini lebih banyak disebabkan oleh praktik
pertanian di Arungan Bali yang selama beberapa tahun sebelumnya telah
menerapkan pupuk kandang dalam jumlah yang cukup besar 3-5 ton/ha, sehingga
berdampak terhadap perubahan fisik yang secara langsung juga dapat
memperbaiki sifat kimia tanah (Balai Irigasi 2009)

8

Parameter Rancangan Simulasi Pemodelan Jaringan Irigasi curah
Data perencanaan
Berdasarkan karekteristik tanah pada masing-masing lokasi, maka tanaman
yang ditanam pada kedua daerah ini yaitu tanaman jagung. Tanaman jagung
memiliki kebutuhan air puncak pada fase pertengahan musim sebesar 5.405
mm/hari. Pada Desa Tenilo, karakteristik tanah yang liat dan berpasir
menyebabkan interval irigasi hanya membutuhkan waktu maksimum 2 hari pada
fase pertumbuhan awal dengan waktu pemberian air maksimum 1 jam pada fase
pertumbuhan pertengahan musim. Sedangkan di Desa Akar-akar, tanah berpasir
menyebabkan interval irigasi yang lebih lama yaitu 5 hari pada semua fase
pertumbuhan kecuali pada fase pertumbuhan awal dengan waktu pemberian air
maksimum 4 jam pada fase pertumbuhan pembungaan.
Tabel 1 menampilkan data dasar yang digunakan untuk perencanaan desain
sistem irigasi curah.
Tabel 1 Data dasar desain sistem irigasi curah
Parameter
Jarak antar riser
Jarak antar lateral
Debit minimum sprinkler
Laju pemberian aira
Luas area setiap sprinklerb
Debit dari setiap sprinklerc
a

laju pemberian air =

Lokasi Desa Tenilo dan Desa
Akar-akar
66 m
66 m
8.58 liter/detik
7.09 mm/jam
4356 m2
9 liter/detik

Sumber
Balai Irigasi
Balai Irigasi
Balai Irigasi

...(mm/jam)

b

luas area setiap sprinkler = jarak antar riser x jarak antar lateral...(m2)

c

debit dari setiap sprinkler =

x luas area setiap sprinkler (l/det)

Pada perencanaan irigasi curah diperlukan batasan hidrolik agar
menghasilkan rancangan yang sesuai dengan kebutuhan. Batasan hidrolik tersebut
yaitu debit rencana, tekanan optimum operasi sprinkler, dan kecepatan izin
maksimum disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2 Batasan hidrolik pada jaringan irigasi curah
Parameter
Nilai
Sumber
Debit rencana minimum
8.58 liter/detik
Balai Irigasi
Debit rencana maksimum
11.16 liter/detik
Balai Irigasi
Kecepatan izin minimum
0.3 m/det
Labye et al. (1988)
Kecepatan izin maksimum
3 m/detik
Labye et al. (1988)
Tekanan minimum operasi
35 m
Balai Irigasi
sprinkler
Tekanan maksimum operasi
65 m
Balai Irigasi
sprinkler
Variasi tekanan
Tidak lebih 20% dari
FAO (2001)
tekanan optimum
operasi sprinkler

9

Jaringan irigasi curah
EPANET memodelkan sistem jaringan irigasi curah sebagai kumpulan dari
link yang dihubungkan oleh node sehingga sistem ini akan terdiri berbagai
komponen fisik. Link adalah pipa, pompa, dan valve, sedangkan node disini
mewakili junction dan reservoir.
Pada jaringan irigasi curah menggunakan EPANET 2.0 ini dilakukan
analisis dengan memasukan data pada junction, reservoir, pipa, pompa dan valve.
Data junction berupa elevasi dan koefisien emiter. Data elevasi dan koefisien
emiter setiap junction masing-masing lokasi disajikan pada Lampiran 7 untuk
Desa Tenilo dan 11 untuk Desa Akar-akar. Nilai koefisien emiter didasarkan pada
jenis sprinkler yang digunakan. Jenis sprinkler yang digunakan yaitu tipe gun
sprinkle BIR V.1. Jenis sprinkler ini dipilih karena tanaman jagung termasuk
tanaman yang cukup tinggi dan mempunyai ketahanan yang cukup terhadap
butiran curahan sprinkler. Berbagai spesifikasi gun sprinkler tipe BIR V.1
disajikan pada tabel 3. Berdasarkan data debit dari setiap srinkler pada tabel 2,
spesifikasi sprinkler yang paling sesuai dengan debit tersebut yaitu debit sebesar
9.11 liter/detik dan tekanan 4 m. Sehingga, koefisien emiter dapat diperoleh
berdasarkan persamaan 1 yaitu 1.4 liter/detik/m0.5.
Tabel 3 Spesifikasi gun sprinkler tipe BIR Versi 1
Tekanan Sprinkler Radius Pancaran
(m)
(Bar)
3.5
34.2
4.0
36.2
4.5
37.4
5.0
40.4
5.5
42.6
6.0
44.5
6.5
46.2
Sumber: Balai Irigasi Bekasi

Diameter Basah
(m)

Debit
(Liter/detik)

68.4
72.4
74.8
80.8
85.2
89.0
92.4

8.58
9.11
9.24
9.48
10.00
10.56
11.16

Data reservoir berupa data total head. Pada Desa Tenilo, reservoir berupa
sumur air dalam yang memiliki kedalaman 100 m dan posisi pompa diletakan
pada kedalaman 30 m dari elevasi permukaan tanah. Elevasi permukaan tanah
yaitu 7 m. Sehingga, total head sumur air dalam sebesar -23 m. Pada Desa Akarakar, reservoir berupa sumur air dalam yang memiliki kedalaman 118 m dan
posisi pompa diletakan pada kedalaman 34.1 m dari permukaan tanah. Elevasi
permukaan tanah 51 m. Sehingga, total head sumur air dalam sebesar 16.9 m.
Data pipa berupa data panjang, diameter, koefisien kekasaran pipa, dan
koefisien minor loss. Data panjang pipa, diameter pipa, koefisien kekasaran pipa,
dan koefisien minor loss pada sambungan setiap pipa untuk masing-masing lokasi
secara rinci disajikan pada Lampiran 9 untuk Desa Tenilo dan Lampiran 13 untuk
Desa Akar-akar. Pada sistem jaringan irigasi curah di Desa Tenilo digunakan 2
jenis sambungan yaitu medium radius elbow (sambungan 90o) dan standard teeflow trough run (sambungan bentuk T). Sedangkan di Desa Akar-akar digunakan
3 jenis sambungan yaitu medium radius elbow (sambungan 90o), standard teeflow trough run (sambungan bentuk T) dan 45 degree elbow.

10

Data pompa berupa data debit pompa dan tekanan pompa. Pada Desa
Tenilo, pompa yang digunakan adalah pompa sentrifugal yang memiliki kapasitas
debit sebesar 30 liter/detik dengan tekanan pompa sebesar 80 m. Pada Desa Akarakar, pompa yang digunakan adalah pompa turbin yang memiliki kapasitas debit
sebesar 20 liter/detik dengan tekanan pompa sebesar 100 m.
Data valve berupa data panjang, diameter, jenis, dan koefisien minor loss.
Untuk simulasi sistem jaringan di Desa Tenilo dan Akar-Akar digunakan jenis
katup GPV (General Purpose Valve) berbentuk gate valve pada riser dan FCV
(Flow Control Valve) pada pipa utama setelah pompa yang juga berbentuk gate
valve. Secara umum penggunaan valve dengan kurva valve memperlihatkan
penambahan head loss pada pengurangan aliran. GPV digunakan untuk
merepresentasikan pipa ketika pengguna mensuplai aliran khusus atau hubungan
head loss selain dari formula standard hidrolis. Jenis ini dapat digunakan untuk
memodelkan turbin, sumur bor, atau pengurangan/katup pencegah aliran balik.
Jenis katup ini memerlukan kurva head loss. Informasi dari pabrik valve harus
tersedia untuk membangun kurva tersebut. Sedangkan FCV membatasi aliran
dalam harga yang spesifik (Rossman 2000). Pada jaringan ini katup jenis FCV,
diatur dengan tekanan sebesar 80 m.
Pada analisis sistem jaringan irigasi curah ini digunakan persamaan
Hazen-William untuk menghitung nilai kehilangan tekanan. Persamaan ini
digunakan karena persamaan ini paling umum dipakai dan lebih cocok untuk
menghitung kehilangan tekanan untuk pipa yang berdiameter besar yaitu diatas 10
mm (Amunif 2008)
Skema sistem jaringan irigasi curah di Desa Tenilo (Gorontalo) dapat
ditampilkan melalui software EPANET 2.0 seperti pada Gambar 4.

Keterangan:
Pompa
Sumur
Katup
Sprinkler
Pipa utama 1
Pipa utama 2
Pipa utama 3
Pipa utama 4
Pipa lateral 1
Pipa lateral 2

Gambar 4 Layout sistem irigasi curah di Desa Tenilo, Gorontalo

11

Gambar 4 di atas menunjukkan konfigurasi jaringan irigasi curah yang
digunakan untuk analisis. Pada jaringan tersebut terdapat 20 posisi sprinkler yang
digambarkan sebagai junction pada 10 lateral yang digambarkan sebagai link, dan
46 pipa. Karakteristik komponen sistem disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Karakteristik komponen sistem jaringan irigasi curah di Desa Tenilo,
Gorontalo
Komponen
sistem

Panjang
(m)

Diameter
(mm)

Jenis

Koefisien
Kekasaran
Hazen Williama
150
150
150
150
150
150
120

Koefisien
minor lossb

Pipa utama 1
60
127
PVC
0.2
Pipa utama 2
10
127
PVC
0.6
Pipa utama 3
56
127
PVC
0.6
Pipa utama 4
66
127
PVC
0.6
Pipa lateral 1
66
101.6
PVC
0.6
Pipa lateral 2
30
101.6
PVC
0.6
Riser
1.5
76.2
Galvanis
0.6 atau 0.8
Katup
76.2
0.2
a
dapat dilihat pada lampiran 1
b
dapat dilihat pada lampiran 2
Sumber: Balai Irigasi Bekasi 2009
Untuk skema sistem irigasi curah di Desa Akar-Akar (Nusa Tenggara Barat)
dapat ditampilkan melalui software EPANET 2.0 seperti pada Gambar 5 dan
karakteristik komponen sistem pada Tabel 5.
Tabel 5 Karakteristik komponen sistem jaringan irigasi curah di Desa Akar-Akar,
Nusa Tenggara Barat
Komponen
sistem

Panjang (m)

Diameter
(mm)

Jenis

Pipa utama

66
55
33
66
58
36
33
30
28
24
8
1.5

127
127
127
101.6
101.6
101.6
101.6
101.6
101.6
101.6
101.6
76.2
76.2

PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
PVC
Galvanis

Pipa lateral

Riser
Katup
a
dapat dilihat pada Lampiran 1
b
dapat dilihat pada Lampiran 2
Sumber: Balai Irigasi Bekasi 2009

Koefisien
Kekasaran
Hazen
Williama
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
150
120

Koefisien
minor
lossb
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.6
0.2

12

Keterangan:
Pompa
Sumur
Katup
Sprinkler
Pipa utama
Pipa lateral

Gambar 5 Layout sistem irigasi curah di Desa Akar-Akar, Nusa Tenggara
Barat
Gambar 5 di atas menunjukkan konfigurasi jaringan irigasi curah yang
digunakan untuk analisis. Pada jaringan tersebut terdapat 34 posisi sprinkler yang
digambarkan sebagai junction pada 27 lateral yang digambarkan sebagai link, dan
86 pipa. Lokasi ini memiliki elevasi permukaan tanah pada sprinkler terendah
yaitu 41 m dan elevasi permukaan tanah pada sprinkler tertinggi yaitu 60 m, serta
lokasi sumur berada pada elevasi permukaan tanah 51 m.

13

Simulasi Pemodelan Jaringan Irigasi Curah

Tekanan dan Debit
Tekanan mempunyai kaitan erat dengan debit aliran. Aliran yang
mempunyai tekanan cukup akan mampu mengalirkan air dengan baik. Akan tetapi,
apabila tekanan dalam pipa tidak mencukupi dapat menyebabkan air tidak dapat
mengalir. Faktor tekanan harus diperhatikan karena apabila tekanan yang ada pada
sistem melebihi batas maka akan terjadi kerusakan pipa akibat teknis seperti pipa
pecah sehingga mengakibatkan kebocoran (Akbar 2013).
Performansi suatu sprinkler akan baik jika mengikuti tekanan operasi yang
disarankan oleh pabrik pembuatnya. Jika tekanan operasi lebih kecil atau lebih
besar dari yang direkomendasikan maka akan terjadi penyimpangan kinerja (Balai
Irigasi 2009). Untuk sprinkler tipe gun sprinkler BIR V.1 tekanan operasi
optimum yang direkomendasikan yaitu 4 bar atau 40 m. Untuk variasi tekanan
20% (FAO, 2001) antara titik terendah dan titik tertinggi yang diizinkan,
kemudian variasi tidak boleh melebihi 8 m (20% dari tekanan optimum sprinkler).
Lampiran 5 menampilkan hasil simulasi untuk tekanan pada sistem di Desa Tenilo
dan Akar-Akar.
Pada Gambar 6 menunjukkan bahwa tekanan yang dihasilkan oleh sprinkler
pada lateral yang terletak paling jauh dari sumber air yaitu sebesar 51.95 m dan
53.06 m dengan rata-rata tekanan 52.51 m, terjadi pada elevasi permukaan tanah
terendah yaitu 5.5 m. Hasil tersebut terlalu besar dari tekanan optimum yang
direkomendasikan yaitu 40 m. Nilai tersebut belum melebihi nilai tekanan izin
maksimum yang direkomendasikan yaitu 65 m, berarti air yang dipompa dapat
dikeluarkan oleh sprinkler untuk memenuhi kebutuhan debit yang direncanakan
sebesar 9.11 liter/detik.
Tekanan yang terlalu besar ini, menyebabkan semburan air pecah terlalu
banyak menimbulkan kabut yang mudah menguap serta hilang ke udara, dan
sebagian besar air akan jatuh dekat sprinkler. Hal tersebut akan mempengaruhi
jarak pancaran dan keseragaman sebaran air. Jarak pancaran dan keseragaman
sebaran air menjadi lebih rendah yang disebabkan adanya pengaruh angin.

Gambar 6 Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral terjauh di Desa Tenilo

14

Pada lateral yang yang terletak paling dekat dengan sumber air
menghasilkan tekanan yang tidak jauh berbeda. Hal tersebut terlihat pada Gambar
7 yang menunjukkan bahwa tekanan yang dihasilkan yaitu sebesar 54.85 m dan
55.80 m dengan rata-rata tekanan 55.33 m, terjadi pada elevasi permukaan tanah
tertinggi yaitu 6.7 m dan 6.8 m. Debit yang dikeluarkan masing masing sebesar
10.46 liter/detik dan 10.37 liter/detik. Sehingga, didapatkan nilai variasi tekanan
sebesar 2.82 m, berarti variasi tekanan yang keluar dari setiap sprinkler merata
karena nilai variasi tekanan kurang dari 8 m.

Gambar 7 Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral terdekat di Desa
Tenilo
Untuk hasil simulasi tekanan pada jaringan irigasi curah di Desa Akar-Akar,
Nusa Tenggara Barat ditunjukkan pada Gambar 8 dan 9. Pada Gambar 8
menunjukkan bahwa tekanan yang dihasilkan oleh 2 sprinkler yang aktif pada
elevasi permukaan tanah tertinggi (60 m) yaitu sebesar 44.24 m dan 44.15 m
dengan rata-rata tekanan 44.20 m. Hasil tersebut tidak terlalu besar dari tekanan
operasi optimum yang direkomendasikan yaitu 40 m. Nilai tersebut belum
melebihi nilai tekanan izin maksimum yang direkomendasikan yaitu 65 m, berarti
air yang dipompa dapat dikeluarkan oleh sprinkler untuk memenuhi kebutuhan
debit yang direncanakan sebesar 9.11 liter/detik. Debit yang dikeluarkan masing
masing sebesar 9.30 liter/detik dan 9.31 liter/detik.

15

Gambar 8 Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral elevasi permukaan
tanah tertinggi di Desa Akar-Akar
Pada lateral yang memiliki elevasi permukaan tanah terendah yaitu 41 m
menghasilkan tekanan yang jauh berbeda. Hal tersebut terlihat pada Gambar 11
yang menunjukkan bahwa tekanan yang dihasilkan oleh 2 buah sprinkler yang
aktif yaitu sebesar 54.22 m dan 52.87 m dengan tekanan rata-rata 53.55 m. Hasil
tersebut terlalu besar dari tekanan operasi optimum yang direkomendasikan yaitu
40 m.
Nilai tersebut belum melebihi nilai tekanan izin maksimum yang
direkomendasikan yaitu 65 m, berarti air yang dipompa dapat dikeluarkan oleh
sprinkler untuk memenuhi kebutuhan debit yang direncanakan sebesar 9.11
liter/detik. Debit yang dikeluarkan masing-masing sebesar 10.31 liter/detik dan
10.18 liter/detik.
Hal tersebut terjadi seperti di Desa Tenilo, tekanan yang terlalu besar ini
dapat menyebabkan semburan air pecah terlalu banyak menimbulkan kabut yang
mudah menguap serta hilang ke udara, dan sebagian besar air akan jatuh dekat
sprinkler. Hal tersebut akan mempengaruhi jarak pancaran dan keseragaman
sebaran air. Jarak pancaran dan keseragaman sebaran air menjadi lebih rendah
yang disebabkan adanya pengaruh angin.

Gambar 9 Hasil simulasi tekanan sprinkler pada lateral elevasi permukaan tanah
terendah di Desa Akar-Akar

16

Nilai variasi tekanan yang dihasilkan sebesar 9.35 m, berarti variasi tekanan
yang keluar dari setiap sprinkler tidak merata karena nilai variasi tekanan lebih
dari 7 m. Hal tersebut terjadi karena panjang pipa utama pada elevasi tertinggi
dari sumber air lebih panjang yaitu 682 m dan beda elevasi 9 m dari sumber air,
sehingga tekanan berkurang sepanjang perjalanan menuju sprinkler yang aktif.
Sedangkan, panjang pipa utama pada elevasi terendah hanya 363 m. Hal tersebut
masih dapat memenuhi kebutuhan debit yang direncanakan untuk setiap sprinkler
sebesar 9.11 liter/detik.
Hasil simulasi tekanan dan debit secara rinci untuk masing-masing lokasi
disajikan pada Lampiran 7 sampai 14. Sedangkan, perbandingan hasil simulasi
tekanan dan debit di Desa Tenilo dan Akar-Akar disajikan pada Tabel 6.
Tabel 6 Perbandingan hasil simulasi tekanan dan debit
Parameter
Elevasi permukaan tanah (m)
Tekanan rata-rata (m)
Variasi Tekanan (m)
Debit rata-rata (liter/detik)

Desa Tenilo
Terendah Tertinggi
5.5
6.8
52.51
55.33
2.82
10.15
10.42

Desa Akar-Akar
Terendah Tertinggi
41
60
53.55
44.20
9.35
10.25
9.31

Tabel 6 menunjukkan bahwa variasi tekanan pada jaringan irigasi curah di
Desa Akar-akar lebih besar jauh melebihi variasi tekanan di Desa Tenilo. Hal
tersebut dapat terjadi karena adanya perbedaan elevasi permukaan tanah yang
sangat besar di Desa Akar-akar yaitu sebesar 19 m yang menyebabkan tekanan
rata-rata sprinkler pada elevasi permukaan tanah terendah lebih besar 9.35 m dari
pada sprinkler dengan elevasi permukaan tanah tertinggi.
Hasil simulasi tekanan dan debit tidak berbeda jauh dari hasil pengukuran di
lapangan. Pada Desa Tenilo, hasil pengukuran tekanan operasi di sprinkler bisa
mencapai 4,5 kg/cm2 atau 45 m bahkan lebih. Sedangkan di Desa Akar-Akar,
hasil pengukuran tekanan operasi sprinkler berkisar antara 3.5 – 6 bar atau 35 –
60 m dengan debit yang dihasilkan berkisar antara 8.58 -10.56 liter/detik (Balai
Irigasi 2009)
Kecepatan aliran
Melacak perubahan kecepatan aliran dalam sebuah jaringan sangat sulit
dilakukan secara manual terutama jika jaringan tersebut sangat luas. Pada saat
mendesain jaringan, perancang cenderung mengabaikan efek kecepatan dalam
sistem. Kecepatan yang tinggi cenderung meningkatkan head loss pada jaringan
pipa. Keuntungan dari EPANET adalah bahwa setiap perubahan dalam diameter
dan panjang pipa secara otomatis dihitung dan perubahan dalam parameter kunci
seperti kecepatan dan tekanan yang ditunjukkan pada layar komputer pada lokasi
tertentu untuk perancang dalam membuat keputusan (Owusu-Ansah 2011).
Lampiran 9 dan 13 menampilkan hasil simulasi untuk headloss dan kecepatan
aliran pada sistem di Desa Tenilo dan Akar-Akar.
Menurut Labye et al. (1988), kecepatan minimum yang dipilih untuk
memastikan bahwa ada tidak ada pengendapan padatan. Kecepatan maksimum
yang dipilih untuk mengurangi konsekuensi dari water hammer (pukulan air)

17

dan untuk membatasi biaya pompa. Nilai-nilai yang biasanya dipilih yaitu 0.3
m/detik dan 3 m/detik masing-masing, tetapi batas ini dapat bervariasi dengan
diameter pipa .
Pada Gambar 10 menunjukkan bahwa kecepatan aliran pada riser di
sprinkler pada yang terletak paling jauh dari sumber air yaitu sebesar 2.21 m/detik
dan 2.24 m/detik dengan rata-rata 2.23 m/detik.

Gambar 10 Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral terjauh di Desa Tenilo
Pada lateral yang terletak paling dekat dengan sumber air menghasilkan
kecepatan yang tidak jauh berbeda. Hal tersebut terlihat pada Gambar 11 yang
menunjukkan bahwa kecepatan yang dihasilkan yaitu sebesar 2.29 m/detik dan
2.27 m/detik dengan rata-rata 2.28 m/detik. Berdasarkan hasil simulasi tersebut,
kecepatan pada jaringan di Desa Tenilo yang kurang dari kecepatan maksimum
yang diizinkan yaitu 3 m/detik, berarti jaringan ini aman dari abrasi dan water
hammer pada pipa.
Bila aliran dalam pipa dihentikan secara mendadak oleh kran atau katup,
tekanan air pada sisi atas akan meningkat dengan tajam dan menimbulkan
gelombang tekanan yang akan merambat dengan kecepatan tertentu dan
kemudian dapat dipantulkan kembali ke tempat semula. Gejala ini
menimbulkan kenaikan tekanan yang sangat tajam sehingga menyerupai suatu
pukulan dan dinamakan gejala pukulan air (water hammer). Kerusakan yang
ditimbulkan karena pukulan air yaitu pipa dapat pecah karena lonjakan
tekanan, peralatan plambing akan rusak akibat tekanan yang ditimbulkan
pukulan air, pasangan instalasi akan rusak karena getaran yang diakibatkan
pukulan air, sambungan-sambungan instalasi akan cepat bocor/rusak, katup
dapat pecah karena lonjakan tekanan (Murni 2007).

18

Gambar 11 Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral terdekat di Desa
Tenilo
Untuk hasil simulasi kecepatan pada jaringan irigasi curah di Desa Akar-Akar,
Nusa Tenggara Barat ditunjukan pada Gambar 12 dan 13. Pada Gambar 12
menunjukkan bahwa kecepatan yang dihasilkan oleh riser dari 2 buah sprinkler
yang aktif pada elevasi permukaan tanah terendah (41 m) yaitu sebesar 2.04
m/detik.

Gambar 12 Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral elevasi permukaan
tanah tertinggi di Desa Akar-Akar
Pada lateral yang memiliki elevasi permukaan tanah terendah menghasilkan
kecepatan yang tidak jauh berbeda. Hal tersebut terlihat pada Gambar 13 yang

19

menunjukkan bahwa tekanan yang dihasilkan oleh riser pada 2 buah sprinkler
yang aktif yaitu sebesar 2.26 m/detik dan 2.23 m/detik dengan rata-rata 2.25
m/detik. Berdasarkan hasil simulasi tersebut, kecepatan aliran di Desa Akar-Akar
kurang dari kecepatan maksimum yang diizinkan yaitu 3 m/s, berarti jaringan ini
aman dari abrasi dan water hammer pada pipa.

Gambar 13 Hasil simulasi kecepatan sprinkler pada lateral elevasi terendah di
Desa Akar-Akar
Perbandingan hasil simulasi kecepatan di Desa Tenilo dan Akar-Akar
disajikan pada Tabel 7.
Tabel 7 Perbandingan hasil simulasi kecepatan
Parameter
Elevasi permukaan tanah (m)
Kecepatan aliran rata-rata
(m/detik)

Desa Tenilo
Terendah Tertinggi
5.5
6.8
2.23

Desa Akar-Akar
Terendah Tertinggi
41
60

2.28

2.04

2.25

Tabel 7 menunjukkan bahwa kecepatan aliran pada jaringan irigasi curah
antara kedua lokasi tersebut tidak berbeda jauh. Meskipun terdapat perbedaan
elevasi permukaan tanah yang sangat besar di Desa Akar-akar yaitu sebesar 19 m.
Sehingga tidak perlu adanya penambahan diameter pipa.
Hasil simulasi kecepatan aliran tersebut tidak jauh berbeda dengan hasil
perhitungan manual yang dilakukan dengan membagi debit hasil pengukuran di
lapangan yang dihasilkan dengan luas pipa (0.25пD2). Hasil perhitungan manual
tersebut menghasilkan kecepatan aliran pada kedua lokasi tersebut berkisar antara
1.88 – 2.32 m/detik.
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Berdasarkan hasil simulasi menggunakan software EPANET 2.0
menunjukkan bahwa jaringan irigasi curah yang telah terpasang di Desa Tenilo
(Gorontalo) dan Desa Akar-Akar (Nusa Tenggara Barat) telah memenuhi kriteria
batasan hidrolik dalam mendesain sistem jaringan irigasi curah. Kriteria hidrolik
berupa debit, tekanan dan kecepatan izin di dalam pipa telah memenuhi batasan

20

yang disyaratkan yaitu debit optimum 9.11 liter/detik, tekanan optimum 40 m,
tekanan maksimum 65 m dan kecepatan aliran maksimum 3 m/det. Terdapat
perbedaan elevasi permukaan tanah yang besar antara sprinkler yang terletak pada
elevasi permukaan tanah tertinggi dan pada sprinkler dengan elevasi permukaan
tanah terendah. Hal tersebut menyebabkan nilai variasi tekanan di Desa AkarAkar melewati batasan nilai variasi tekanan yang disyaratkan sebesar 20% dari
tekanan optimum operasi sprinkler atau 8 m yaitu sebesar 9.35 m. Nilai variasi
tekanan ini tidak mempengaruhi kinerja pengoperasian, karena pada saat
pengoperasian hanya menggunakan 2 buah sprinkler yang bekerja secara simultan.
Saran
Untuk mengatur tekanan agar mencapai tekanan optimum dan variasi
tekanan yang disyaratkan dapat dilakukan pengaturan pada kran Sedangkan,
kecepatan yang tinggi dapat menyebabkan water hammer (pukulan air), sehingga
pada saat operasi khususnya dalam pergantian sprinkler antara lateral harus
dilakukan dengan benar. Jangan sampai menyebabkan semua kran tertutup dalam
keadaan pompa sedang beroperasi.
Kecepatan aliran dalam pipa yang hampir mendekati kecepatan maksimum
yaitu 3 m/detik perlu dipasang concrete thrust block. Concrete thrust block
diperlukan pada pipa yang mengalami beban hidrolik yang tidak seimbang,
misalnya pada pergantian diameter, akhir pipa dan belokan.

DAFTAR PUSTAKA
Agustina, Dian Vitta. 2007. Analisa Kinerja Sistem Distribusi PDAM Kecamatan
Banyumanik di Perumnas Banyumanik (Studi Kasus Perumnas Banyumanik
Kel. Srondol Wetan)[Disertasi]. Bogor (ID): Universitas Diponegoro
Semarang.
Akbar, Taufik 2013. Evaluasi Kinerja Sistem Distribusi Air pada Pdam Tirta
Pakuan di Perumahan Griya Melati Bogor, Jawa Barat[Skripsi].
Bogor(ID): Institut Pertanian Bogor.
Amunif. 2008. Simulasi Jaringan Perpipaan secara Mekanika Fluida dengan
Menggunakan Software EPANET 2.0[Skripsi]. Semarang(ID): Universitas
Muhammadiyah Semarang.
Safei Asep, Prastowo, Dedi K. 2006. Teknik Irigasi dan Drainase. Bogor: Institut
Pertanian Bogor.
[Balai Irigasi] Tim Balai Irigasi. 2009. Pengenalan Irigasi Curah. Bekasi: Balai
Irigasi.
_____. 2009. Konsep Laporan Akhir Penelitian Jaringan Irigasi Non Padi
(Lanjutan). Bekasi: Balai Irigasi.
Ridwan D, Lolly M M, Subari, Guntur S. 2010. Uji skala penuh teknologi
jaringan irigasi non padi (jinp) di kawasan agropolitan provinsi
gorontalo. J Irigasi. 5 (1): 45-56.

21

Departemen Pertanian. 2010. Pedoman Teknis: Pengembangan Irigasi
Bertekanan. Direktorat Pengelolaan Air, Direktorat Pengelolahan Lahan dan
Air, Departemen Pertanian, Jakarta [20 Januari 2014]
FAO. 2001. Sprinkler Irrigation Systems. Planning, design, Operation and
Maintenance. FAO Irrigation Manual Module 8, pp. 18.
Hadi, Ismail. 2010. Model Rancangan Hidrolika Sub-Unit Irigasi Curah dengan
Tekanan Sedang[Skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.
Labye, Y., Olson, M.A., Galand, A., dan Tsiourtis, M. 1988. Design and
Optimization of Irrigation Distribution Networks. Irr. & Drainage Paper,
FAO, Rome, Italy: 44: 89-146.
Murni. 2007. Metode sederhana untuk mencegah terjadinya pukulan air di
dalam instalasi plambing. Jurnal.unimus.ac.id. 5.
Owusu-Ansah, Frank. 2011. Hydraulic Modelling of Pressurized Irrigation
Networks for Optimization in Desaign [Tesis]. Italia: IAO.
Rossman, A Lewis. 2000. EPANET 2 User Manual. AKAMITRA Enineering,
Penerjemah. AKAMITRA Engineering. Terjemahan dari: AKAMITRA
Engineering.
Sudirman, Andry. 2012. Analisa Pipa Jaringan Distribusi Air Bersih di
Kabupaten Maeros dengan Menggunakan Software Epanet 2.0 [Jurnal].
Makassar: Universitas Hasanuddin.

22

Lampiran 1 Koefisien kekasaran untuk pipa baru
Material

Hazen-William C
(unitless)
130 - 140
120 - 140

Cast Iron
Concrete or
Concrete Lined
Ga;vanized Iron
120
Plastic
140 - 150
Steel
140 - 150
Vitrified Clay
110
Sumber: Rossman 2000

Darcy-Weisbach
ε (feet x 10-3)
0.85
1.0 - 10

Manning’s n
(Unitless)
0.012 - 0.015
0.012 - 0.017

0.5
0.005
0.15

0.015 - 0.017
0.011 - 0.015
0.015 - 0.017
0.013 - 0.015

23

Lampiran 2 Koefisien minor loss untuk sambungan
FITTING
Globe valve, fully open
Angle valve, fully open
Swing check valve, fully open
Gate valve, fully open
Short-radius elbow
Medium-Rdius elbow
Long-radius elbow
45 degree elbow
Closed return bend
Standard tee – flow through run
Standard tee – flow through branch
Square entrance
Exit
Sumber: Rossman 2000

LOSS COEFFICIENT
10.0
5.0
2.5
0.2
0.9
0.8
0.6
0.4
2.2
0.6
1.8
0.5
1.0

24

Lampiran 3 Hasil simulasi kondisi tekanan dan debit di Desa Tenilo, Gorontalo
Sprinkler
aktif

Sprinkler
aktif

25

Lampiran 4 Hasil simulasi kondisi tekanan dan debit di Desa Akar-akar, NTB
Sprinkler aktif

Sprinkler aktif

26

Lampiran 5 Hasil simulasi kondisi kecepatan di Desa Tenilo, Gorontalo

27

Lampiran 6 Hasil simulasi kondisi kecepatan di Desa Akar-akar, NTB

28

Lampiran 7 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terdekat di Desa
Tenilo, Gorontalo
No node

Elevasi (m)

Koefisien emiter
(liter/detik/m0.5)

Tekanan (m)

2

6.7

3
4
5
6
7
8

6.8
6.8
6.7
6.6
6.3
6.4

0
0

60.05
60.95

9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37

6.45
6.65
6.2
5.6
6
6
6
5.5
5.5
6
6
6.5
5.5
6
6.5
6.5
6.5
5.5
5.5
8.2
8.2
8.3
8.3
8.1
8.1
7.8
7.8
7.95
7.95

0
0
0
0
0
0

62.89
62.99
63.09
63.39
63.29
63.24

0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4

63.04
63.49
64.09
63.69
63.69
63.69
64.19
64.19
63.69
63.69
63.19
64.19
63.69
63.19
63.19
63.19
64.19
64.19
58.21
54.85
59.16
55.80
61.59
0
61.89
0
61.74
0

29

Lampiran 7 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terdekat di Desa
Tenilo, Gorontalo (Lanjutan)
No node

Elevasi (m)

38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69

8.15
8.15
7.7
7.7
7.1
7.1
7.5
7.5
7.5
7.5
7
7
7
7
7.5
7.5
8
8
7
7
7.5
7.5
8
8
8
8
7
7
7
7
7
7

Koefisien emiter
(liter/detik/m0.5)
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4
0
1.4

Tekanan (m)
61.54
0
61.99
0
62.59
0
62.19
0
62.19
0
62.69
0
62.69
0
62.19
0
61.69
0
62.69
0
62.19
0
61.69
0
61.69
0
62.69
0
62.69
0
63.81
63.79

Keterangan: warna biru menandakan sprinkler yang aktif atau dibuka katupnya

30

Lampiran 8 Hasil simulasi hidraulik pada node untuk lateral terjauh di Desa
Tenilo, Gorontalo
No node

Elevasi (m)

Koefisien emiter
(liter/detik/m0.5)

Tekanan (m)

2

6.7

3
4
5
6
7
8

6.8
6.8
6.7
6.6
6.3
6.4

0
0

63.70
63.60

9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37

6.45
6