Pengembangan Perangkat Lunak Komputer Untuk Pemilihan Pompa Air Irigasi
PENGEMBANGAN PERANGKAT LUNAK KOMPUTER UNTUK
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
Oleh
KIKI FOTEDI PRAMONO
F14102019
2007
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
PENGEMBANGAN PERANGKAT LUNAK KOMPUTER UNTUK
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
KIKI FOTEDI PRAMONO
F14102019
Dilahirkan pada tanggal 18 Maret 1984
Di Riau
Tanggal Lulus :
Desember 2007
Menyetujui,
Bogor,
Desember 2007
Dosen Pembimbing I,
Dosen Pembimbing II,
Dr. Ir. I Wayan Astika, MSi.
NIP. 131841745
Ir. Mohamad Solahudin, MSi.
NIP. 131965838
Mengetahui,
Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S.
Ketua Departemen Teknik Pertanian
Kiki Fotedi Pramono. F14102019. Pengembangan Perangkat Lunak Komputer
Untuk Pemilihan Pompa Air Irigasi. Di bawah bimbingan: Dr. Ir. I Wayan Astika,
M.Si. dan Ir. Mohamad Solahudin, MSi. 2007.
RINGKASAN
Pemilihan pompa yang sesuai dengan kondisi lahan dan kebutuhan air
tanaman perlu dilakukan untuk memberikan keuntungan yang optimal dalam
suatu usaha pertanian. Fakor utama pemilihan pompa adalah terdiri dari berapa
banyak keperluan irigasi untuk tanaman, berapa besar debit sumber air (sungai,
kolam, sumur), ketersediaan dan biaya dari jenis pompa dan energi.
Masalah yang dihadapi dalam melakukan pemilihan pompa untuk irigasi
ini adalah perlu dilakukannya analisa dan perhitungan-perhitungan matematis
yang akan menyulitkan bagi petani di Indonesia yang sebagian besar masih
merupakan petani tradisional dan memiliki pengusahaan lahan yang relatif kecil.
Masalah ini dapat diatasi dengan membangun suatu sistem bantu komputer dalam
bentuk program komputer (software) yang mudah digunakan dan diaplikasikan.
Tujuan penelitian ini adalah membangun sebuah perangkat lunak yang
dapat digunakan untuk menentukan jenis pompa yang sesuai dengan kondisi suatu
lahan usaha pertanian untuk memanfaatkan air tanah dan air permukaan sebagai
air irigasi
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Pebruari 2006 sampai dengan bulan
Juni 2006, dan dilanjutkan lagi dari bulan Juli 2007 sampai dengan bulan Agustus
2007, bertempat di Laboratorium Sistem Manajemen dan Mekanisasi Pertanian,
Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor. Program pengembangan yang digunakan adalah Gambas versi 1.0.17 yang
berjalan pada sistem operasi Linux
Perangkat lunak pemilihan pompa air irigasi yang diberi nama GWAPS
(Gwaps is Water Pump Selection) ini mampu melakukan perhitungan-perhitungan
untuk menentukan beberapa nilai. Perhitungan-perhitungan yang dilakukan antara
lain menentukan debit pemompaan dengan input jenis tanaman, luas lahan, lokasi
penanaman, dan lama pemberian irigasi. Menentukan diameter pipa yang akan
digunakan berdasarkan besarnya debit pemompaan. Menentukan head loss pada
pipa hisap dan pipa hantar dengan input tinggi hisap statik, tinggi tekan statik dan
berbagai macam komponen yang terpasang pada pipa seperti berbagai jenis katup,
saringan, elbow dll, kemudian dilakukan perhitungan menentukan daya yang
dibutuhkan oleh pompa, selanjutnya software akan memberikan tampilan
beberapa pompa yang sebaiknya digunakan, tampilan selanjutnya pengguna dapat
melihat detail dari masing-masing pompa yang telah direkomendasikan itu.
Teknik pemberian air pada tanaman dalam perangkat lunak ini dibagi
menjadi dua jenis. Pertama pemberian air secara langsung ke lahan dari sumber
air dengan menggunakan pompa air, kedua menyimpan air terlebih dahulu pada
wadah air pada elevasi tertentu dan kemudian dialirkan ke lahan dengan
memanfaatkan energi gravitasi.
Evaluasi software oleh pengguna dilakukan dengan pengisian kuisioner
dengan jumlah responden sebanyak sepuluh orang. Secara umum, penilaian
responden terhadap penggunaan software cukup mudah. Responden juga menilai
software ini sangat membantu dalam menentukan jenis pompa yang sesuai dengan
kondisi lahan dan jenis tanaman yang ditanam. Data iklim dari lokasi lain perlu
ditambahkan di dalam software ini untuk memperluas penggunaan software.
Responden menilai perlu penambahan gambar atau ilustrasi untuk memperjelas
hal-hal yang sulit dimengerti.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Air Molek, salah satu kecamatan di
Kabupaten Indragiri Hulu Propinsi Riau, pada tanggal 18 Maret
1984. Menyelesaikan pendidikan SD di SDN 018 Rengat pada
tahun 1996, menyelesaikan pendidikan SMP di SMP N 1 Rengat
pada tahun 1999, menyelesaikan SMU di SMU N 1 Rengat pada
tahun 2002. Selanjutnya penulis melanjutkan pendidikan di Institut Pertanian
Bogor pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Penulis
juga menjadi penerima beasiswa dari PT. Caltex Pacific Indonesia selama
menjalani pendidikan di Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2005 penulis
melaksanakan praktek lapang di PT. Perkebunan Nusantara V Riau. Penulis juga
menjadi asisten dosen untuk mata kuliah Gambar Teknik dan mata kuliah Teknik
Komputasi Numerik. Tahun 2005 sampai tahun 2007 penulis melakukan
penelitian untuk mengembangkan software pemilihan pompa air irigasi dengan
sistem operasi Linux, sekaligus menjadi bahan skripsi.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur hanya kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala karunia
dan
rahmat-Nya,
penulis
dapat
menyelesaikan
skripsi
dengan
judul
Pengembangan Perangkat Lunak Komputer Untuk Pemilihan Pompa Air Irigasi.
Pada kesempatan ini tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. Ir. I Wayan Astika, MSi., dan Ir. Mohamad Solahudin, MSi. selaku
dosen pembimbing akademik yang telah memberikan arahan dan
bimbingan selama pelaksanaan penelitian ini.
2. Dr. Ir. Erizal, MAgr., yang telah bersedia menjadi dosen penguji skripsi.
3. Liyantono, STP yang telah memberikan masukan dan saran-sarannya
selama pelaksanaan penelitian ini.
4. CREATA (Center of Research for Engineering Aplication in Tropical
Agriculture) yang telah memberi bantuan dana dalam pelaksanaan
penelitian ini.
5. PT. Caltex Pasific Indonesia yang telah memberi dukungan berupa
beasiswa selama penulis menjalankan studi di Institut Pertanian Bogor.
6. Ibu serta keluarga atas doa dan dukungannya.
7. Renato, Leo, Niken, Ridwan, teman-teman di Gratify, dan semua temanteman di TEP 39.
8. Semua pihak yang telah berjasa selama penulis menjalankan studi.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak
kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun dan semoga tulisan ini bermanfaat bagi pihak yang memerlukan di
kemudian hari.
Bogor,
Desember 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR....................................................................................
i
DAFTAR ISI...................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL ................................................................................. ........
iv
DAFTAR GAMBAR.......................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................
vii
I. PENDAHULUAN .....................................................................................
1
A. LATAR BELAKANG .........................................................................
1
B. TUJUAN.. ............................................................................................
2
II. TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
3
A. IRIGASI ..............................................................................................
3
B. KLASIFIKASI TANAH ......................................................................
5
C. POMPA AIR ........................................................................................
10
D. BAHASA PEMEROGRAMAN GAMBAS ........................................
12
E. PENELITIAN TERDAHULU ............................................................
14
III. METODE PENELITIAN .......................................................................
18
A. WAKTU DAN TEMPAT ....................................................................
18
B. ALAT DAN BAHAN ..........................................................................
18
C. PEMBANGUNAN PERANGKAT LUNAK PEMILIHAN POMPA AIR
IRIGASI ...............................................................................................
18
D. ASUMSI-ASUMSI ..............................................................................
19
E. PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI .................................................
19
1. Pemberian Irigasi Secara Langsung ...............................................
19
2. Pemberian Air dengan memanfaatkan Gravitasi Bumi..................
25
F. UJI COBA PENGGUNAAN SOFTWARE DI LAPANGAN..............
27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................
30
A. ARSITEKTUR PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR
IRIGASI...............................................................................................
28
B. PROSES KERJA PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
DENGAN METODE IRIGASI LANGSUNG ....................................
29
1. Form untuk menghitung debit pemompaan ...................................
29
2. Form untuk menentukan diameter pipa hantar dan pipa hisap yang
akan digunakan ..............................................................................
33
3. Form untuk menentukan head loss (kehilangan energi) pada pipa hisap
dan pipa hantar ...............................................................................
35
C. PROSES KERJA PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
DENGAN METODE MEMANFAATKAN GRAVITASI.................
42
1. ..................................................................................................Form
untuk menghitung debit pemompaan .............................................
42
2. ..................................................................................................Form
untuk menentukan diameter pipa yang akan digunakan ................
43
3. ..................................................................................................Form
untuk menentukan head loss (kehilangan energi) pada pipa hisap dan
pipa hantar......................................................................................
44
D. PENANGANAN KESALAHAN (ERROR HANDLING) SOFTWARE
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI.................................................
50
E. UJI COBA PENGGUNAAN SOFTWARE DI LAPANGAN .............
52
V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................
58
B. KESIMPULAN ....................................................................................
58
C. SARAN.. ..............................................................................................
59
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
60
LAMPIRAN....................................................................................................
62
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Nilai TAM pada berbagai jenis tanah ………………………………. 9
Tabel 2. Nilai fraksi dari TAM pada berbagai jenis tanaman ………………... 10
Tabel 3. Kemampuan kerja beberapa merk pompa ………………………….. 11
Tabel 4. Data iklim daerah Bogor …………………………………………….. 21
Tabel 5. Curah hujan dan hujan efektif daerah Darmaga, Bogor …………….. 22
Tabel 6. Pegangan umum diameter pipa berdasarkan kapasitas pompa ……... 23
Tabel 7. Contoh hasil perhitungan interval pemberian air irigasi pada setiap
masa pertumbuhan tanaman……………............................................. 32
Tabel 8. Contoh hasil perhitungan debit air irigasi pada setiap masa
pertumbuhan tanaman……….............................................................. 32
Tabel 9. Nilai koefisien kehalusan pipa ……………………………………… 34
Tabel 10. Hasil kuisioner untuk pertanyaan kemudahan penggunaan
Software .............................................................................................. 52
Tabel 11. Hasil kuisioner untuk pertanyaan tampilan, ilustrasi gambar,
dan tata letak software......................................................................... 53
Tabel 12. Hasil kuisioner untuk pertanyaan kesesuaian tombol-tombol
terhadap informasi yang ditampilkan................................................. 53
Tabel 13. Hasil kuisioner untuk pertanyaan respon pengguna terhadap
menu bantuan dalam software............................................................ 53
Tabel 14. Hasil kuisioner untuk pertanyaan pilihan merk pompa yang
direkomendasikan oleh software......................................................... 55
Tabel 15. Hasil kuisioner untuk pertanyaan bagian yang susah untuk
diisi atau informasi yang sulit untuk dimengerti................................. 55
Tabel 16. Hasil kuisioner untuk pertanyaan manfaat yang diberikan
software terhadap pengguna................................................................ 56
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Tampilan input dari software pompa honda ....………………….. 15
Gambar 2. Tampilan output dari software pompa Honda …………………...
15
Gambar 3. Salah satu tampilan input software Spaix …………......................
16
Gambar 4. Salah satu tampilan output software Spaix ………........................
17
Gambar 5. Form judul………………………………………………………...
28
Gambar 6. Form pilihan cara irigasi yang akan digunakan…………………..
28
Gambar 7. Form untuk menghitung debit air kebutuhan tanaman…………...
30
Gambar 8. Form yang menunjukkan hasil perhitungan debit pompa………...
33
Gambar 9. Form untuk menentukan diamater pipa yang akan digunakan…..
33
Gambar 10. Ilustrasi dari bagian pipa hantar dan pipa hisap…………………... 34
Gambar 11. Form hasil penentuan diameter pipa yang digunakan……………. 35
Gambar 12. Form untuk memilih perlengkapan yang terpasang pada
pipa hisap………………………………....................................... 36
Gambar 13. Form untuk memilih perlengkapan yang terpasang pada
pipa hantar………………………………...................................... 36
Gambar 14. Ilustrasi instalasi pompa………………………………………….. 37
Gambar 15. Form yang menampilkan hasil perhitungan……………………..
40
Gambar 16. Form yang menampilkan pompa yang direkomendasikan………
41
Gambar 17. Form yang menampilkan detail pompa yang dipilih…………….
41
Gambar 18. Form untuk menghitung debit air kebutuhan tanaman…………..
42
Gambar 19. Form yang menunjukkan hasil perhitungan debit pompa……….
43
Gambar 20. Form untuk menentukan diameter pipa dari tempat
penampungan air ke lahan……………………………………….
43
Gambar 21. Form untuk menentukan diameter pipa dan volume
tempat penampungan air…………………………………………
44
Gambar 22. Form untuk memilih perlengkapan pada pipa dari tempat
penampungan air ke lahan……………………………………....
Gambat 23. Form untuk memilih perlengkapan pada pipa dari pompa ke
45
PENGEMBANGAN PERANGKAT LUNAK KOMPUTER UNTUK
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
Oleh
KIKI FOTEDI PRAMONO
F14102019
2007
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
PENGEMBANGAN PERANGKAT LUNAK KOMPUTER UNTUK
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
KIKI FOTEDI PRAMONO
F14102019
Dilahirkan pada tanggal 18 Maret 1984
Di Riau
Tanggal Lulus :
Desember 2007
Menyetujui,
Bogor,
Desember 2007
Dosen Pembimbing I,
Dosen Pembimbing II,
Dr. Ir. I Wayan Astika, MSi.
NIP. 131841745
Ir. Mohamad Solahudin, MSi.
NIP. 131965838
Mengetahui,
Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S.
Ketua Departemen Teknik Pertanian
Kiki Fotedi Pramono. F14102019. Pengembangan Perangkat Lunak Komputer
Untuk Pemilihan Pompa Air Irigasi. Di bawah bimbingan: Dr. Ir. I Wayan Astika,
M.Si. dan Ir. Mohamad Solahudin, MSi. 2007.
RINGKASAN
Pemilihan pompa yang sesuai dengan kondisi lahan dan kebutuhan air
tanaman perlu dilakukan untuk memberikan keuntungan yang optimal dalam
suatu usaha pertanian. Fakor utama pemilihan pompa adalah terdiri dari berapa
banyak keperluan irigasi untuk tanaman, berapa besar debit sumber air (sungai,
kolam, sumur), ketersediaan dan biaya dari jenis pompa dan energi.
Masalah yang dihadapi dalam melakukan pemilihan pompa untuk irigasi
ini adalah perlu dilakukannya analisa dan perhitungan-perhitungan matematis
yang akan menyulitkan bagi petani di Indonesia yang sebagian besar masih
merupakan petani tradisional dan memiliki pengusahaan lahan yang relatif kecil.
Masalah ini dapat diatasi dengan membangun suatu sistem bantu komputer dalam
bentuk program komputer (software) yang mudah digunakan dan diaplikasikan.
Tujuan penelitian ini adalah membangun sebuah perangkat lunak yang
dapat digunakan untuk menentukan jenis pompa yang sesuai dengan kondisi suatu
lahan usaha pertanian untuk memanfaatkan air tanah dan air permukaan sebagai
air irigasi
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Pebruari 2006 sampai dengan bulan
Juni 2006, dan dilanjutkan lagi dari bulan Juli 2007 sampai dengan bulan Agustus
2007, bertempat di Laboratorium Sistem Manajemen dan Mekanisasi Pertanian,
Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor. Program pengembangan yang digunakan adalah Gambas versi 1.0.17 yang
berjalan pada sistem operasi Linux
Perangkat lunak pemilihan pompa air irigasi yang diberi nama GWAPS
(Gwaps is Water Pump Selection) ini mampu melakukan perhitungan-perhitungan
untuk menentukan beberapa nilai. Perhitungan-perhitungan yang dilakukan antara
lain menentukan debit pemompaan dengan input jenis tanaman, luas lahan, lokasi
penanaman, dan lama pemberian irigasi. Menentukan diameter pipa yang akan
digunakan berdasarkan besarnya debit pemompaan. Menentukan head loss pada
pipa hisap dan pipa hantar dengan input tinggi hisap statik, tinggi tekan statik dan
berbagai macam komponen yang terpasang pada pipa seperti berbagai jenis katup,
saringan, elbow dll, kemudian dilakukan perhitungan menentukan daya yang
dibutuhkan oleh pompa, selanjutnya software akan memberikan tampilan
beberapa pompa yang sebaiknya digunakan, tampilan selanjutnya pengguna dapat
melihat detail dari masing-masing pompa yang telah direkomendasikan itu.
Teknik pemberian air pada tanaman dalam perangkat lunak ini dibagi
menjadi dua jenis. Pertama pemberian air secara langsung ke lahan dari sumber
air dengan menggunakan pompa air, kedua menyimpan air terlebih dahulu pada
wadah air pada elevasi tertentu dan kemudian dialirkan ke lahan dengan
memanfaatkan energi gravitasi.
Evaluasi software oleh pengguna dilakukan dengan pengisian kuisioner
dengan jumlah responden sebanyak sepuluh orang. Secara umum, penilaian
responden terhadap penggunaan software cukup mudah. Responden juga menilai
software ini sangat membantu dalam menentukan jenis pompa yang sesuai dengan
kondisi lahan dan jenis tanaman yang ditanam. Data iklim dari lokasi lain perlu
ditambahkan di dalam software ini untuk memperluas penggunaan software.
Responden menilai perlu penambahan gambar atau ilustrasi untuk memperjelas
hal-hal yang sulit dimengerti.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Air Molek, salah satu kecamatan di
Kabupaten Indragiri Hulu Propinsi Riau, pada tanggal 18 Maret
1984. Menyelesaikan pendidikan SD di SDN 018 Rengat pada
tahun 1996, menyelesaikan pendidikan SMP di SMP N 1 Rengat
pada tahun 1999, menyelesaikan SMU di SMU N 1 Rengat pada
tahun 2002. Selanjutnya penulis melanjutkan pendidikan di Institut Pertanian
Bogor pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Penulis
juga menjadi penerima beasiswa dari PT. Caltex Pacific Indonesia selama
menjalani pendidikan di Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2005 penulis
melaksanakan praktek lapang di PT. Perkebunan Nusantara V Riau. Penulis juga
menjadi asisten dosen untuk mata kuliah Gambar Teknik dan mata kuliah Teknik
Komputasi Numerik. Tahun 2005 sampai tahun 2007 penulis melakukan
penelitian untuk mengembangkan software pemilihan pompa air irigasi dengan
sistem operasi Linux, sekaligus menjadi bahan skripsi.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur hanya kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala karunia
dan
rahmat-Nya,
penulis
dapat
menyelesaikan
skripsi
dengan
judul
Pengembangan Perangkat Lunak Komputer Untuk Pemilihan Pompa Air Irigasi.
Pada kesempatan ini tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. Ir. I Wayan Astika, MSi., dan Ir. Mohamad Solahudin, MSi. selaku
dosen pembimbing akademik yang telah memberikan arahan dan
bimbingan selama pelaksanaan penelitian ini.
2. Dr. Ir. Erizal, MAgr., yang telah bersedia menjadi dosen penguji skripsi.
3. Liyantono, STP yang telah memberikan masukan dan saran-sarannya
selama pelaksanaan penelitian ini.
4. CREATA (Center of Research for Engineering Aplication in Tropical
Agriculture) yang telah memberi bantuan dana dalam pelaksanaan
penelitian ini.
5. PT. Caltex Pasific Indonesia yang telah memberi dukungan berupa
beasiswa selama penulis menjalankan studi di Institut Pertanian Bogor.
6. Ibu serta keluarga atas doa dan dukungannya.
7. Renato, Leo, Niken, Ridwan, teman-teman di Gratify, dan semua temanteman di TEP 39.
8. Semua pihak yang telah berjasa selama penulis menjalankan studi.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak
kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun dan semoga tulisan ini bermanfaat bagi pihak yang memerlukan di
kemudian hari.
Bogor,
Desember 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR....................................................................................
i
DAFTAR ISI...................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL ................................................................................. ........
iv
DAFTAR GAMBAR.......................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................
vii
I. PENDAHULUAN .....................................................................................
1
A. LATAR BELAKANG .........................................................................
1
B. TUJUAN.. ............................................................................................
2
II. TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
3
A. IRIGASI ..............................................................................................
3
B. KLASIFIKASI TANAH ......................................................................
5
C. POMPA AIR ........................................................................................
10
D. BAHASA PEMEROGRAMAN GAMBAS ........................................
12
E. PENELITIAN TERDAHULU ............................................................
14
III. METODE PENELITIAN .......................................................................
18
A. WAKTU DAN TEMPAT ....................................................................
18
B. ALAT DAN BAHAN ..........................................................................
18
C. PEMBANGUNAN PERANGKAT LUNAK PEMILIHAN POMPA AIR
IRIGASI ...............................................................................................
18
D. ASUMSI-ASUMSI ..............................................................................
19
E. PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI .................................................
19
1. Pemberian Irigasi Secara Langsung ...............................................
19
2. Pemberian Air dengan memanfaatkan Gravitasi Bumi..................
25
F. UJI COBA PENGGUNAAN SOFTWARE DI LAPANGAN..............
27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................
30
A. ARSITEKTUR PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR
IRIGASI...............................................................................................
28
B. PROSES KERJA PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
DENGAN METODE IRIGASI LANGSUNG ....................................
29
1. Form untuk menghitung debit pemompaan ...................................
29
2. Form untuk menentukan diameter pipa hantar dan pipa hisap yang
akan digunakan ..............................................................................
33
3. Form untuk menentukan head loss (kehilangan energi) pada pipa hisap
dan pipa hantar ...............................................................................
35
C. PROSES KERJA PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
DENGAN METODE MEMANFAATKAN GRAVITASI.................
42
1. ..................................................................................................Form
untuk menghitung debit pemompaan .............................................
42
2. ..................................................................................................Form
untuk menentukan diameter pipa yang akan digunakan ................
43
3. ..................................................................................................Form
untuk menentukan head loss (kehilangan energi) pada pipa hisap dan
pipa hantar......................................................................................
44
D. PENANGANAN KESALAHAN (ERROR HANDLING) SOFTWARE
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI.................................................
50
E. UJI COBA PENGGUNAAN SOFTWARE DI LAPANGAN .............
52
V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................
58
B. KESIMPULAN ....................................................................................
58
C. SARAN.. ..............................................................................................
59
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
60
LAMPIRAN....................................................................................................
62
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Nilai TAM pada berbagai jenis tanah ………………………………. 9
Tabel 2. Nilai fraksi dari TAM pada berbagai jenis tanaman ………………... 10
Tabel 3. Kemampuan kerja beberapa merk pompa ………………………….. 11
Tabel 4. Data iklim daerah Bogor …………………………………………….. 21
Tabel 5. Curah hujan dan hujan efektif daerah Darmaga, Bogor …………….. 22
Tabel 6. Pegangan umum diameter pipa berdasarkan kapasitas pompa ……... 23
Tabel 7. Contoh hasil perhitungan interval pemberian air irigasi pada setiap
masa pertumbuhan tanaman……………............................................. 32
Tabel 8. Contoh hasil perhitungan debit air irigasi pada setiap masa
pertumbuhan tanaman……….............................................................. 32
Tabel 9. Nilai koefisien kehalusan pipa ……………………………………… 34
Tabel 10. Hasil kuisioner untuk pertanyaan kemudahan penggunaan
Software .............................................................................................. 52
Tabel 11. Hasil kuisioner untuk pertanyaan tampilan, ilustrasi gambar,
dan tata letak software......................................................................... 53
Tabel 12. Hasil kuisioner untuk pertanyaan kesesuaian tombol-tombol
terhadap informasi yang ditampilkan................................................. 53
Tabel 13. Hasil kuisioner untuk pertanyaan respon pengguna terhadap
menu bantuan dalam software............................................................ 53
Tabel 14. Hasil kuisioner untuk pertanyaan pilihan merk pompa yang
direkomendasikan oleh software......................................................... 55
Tabel 15. Hasil kuisioner untuk pertanyaan bagian yang susah untuk
diisi atau informasi yang sulit untuk dimengerti................................. 55
Tabel 16. Hasil kuisioner untuk pertanyaan manfaat yang diberikan
software terhadap pengguna................................................................ 56
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Tampilan input dari software pompa honda ....………………….. 15
Gambar 2. Tampilan output dari software pompa Honda …………………...
15
Gambar 3. Salah satu tampilan input software Spaix …………......................
16
Gambar 4. Salah satu tampilan output software Spaix ………........................
17
Gambar 5. Form judul………………………………………………………...
28
Gambar 6. Form pilihan cara irigasi yang akan digunakan…………………..
28
Gambar 7. Form untuk menghitung debit air kebutuhan tanaman…………...
30
Gambar 8. Form yang menunjukkan hasil perhitungan debit pompa………...
33
Gambar 9. Form untuk menentukan diamater pipa yang akan digunakan…..
33
Gambar 10. Ilustrasi dari bagian pipa hantar dan pipa hisap…………………... 34
Gambar 11. Form hasil penentuan diameter pipa yang digunakan……………. 35
Gambar 12. Form untuk memilih perlengkapan yang terpasang pada
pipa hisap………………………………....................................... 36
Gambar 13. Form untuk memilih perlengkapan yang terpasang pada
pipa hantar………………………………...................................... 36
Gambar 14. Ilustrasi instalasi pompa………………………………………….. 37
Gambar 15. Form yang menampilkan hasil perhitungan……………………..
40
Gambar 16. Form yang menampilkan pompa yang direkomendasikan………
41
Gambar 17. Form yang menampilkan detail pompa yang dipilih…………….
41
Gambar 18. Form untuk menghitung debit air kebutuhan tanaman…………..
42
Gambar 19. Form yang menunjukkan hasil perhitungan debit pompa……….
43
Gambar 20. Form untuk menentukan diameter pipa dari tempat
penampungan air ke lahan……………………………………….
43
Gambar 21. Form untuk menentukan diameter pipa dan volume
tempat penampungan air…………………………………………
44
Gambar 22. Form untuk memilih perlengkapan pada pipa dari tempat
penampungan air ke lahan……………………………………....
Gambat 23. Form untuk memilih perlengkapan pada pipa dari pompa ke
45
tempat penampungan air…………………………………………
45
Gambar 24. Form untuk memilih perlengkapan dari sumber air ke pompa…..
46
Gambar 25. Form hasil pada metode irigasi dengan gravitasi………………..
49
Gambar 26. Form yang menampilkan pompa yang direkomendasikan
pada metode irigasi gravitasi…………………………………….
49
Gambar 27. Form yang menampilkan detail pompa yang dipilih…………….
52
Gambar 28. Pesan peringatan batasan input luas lahan dan lama
pemberian air ................................................................................
51
Gambar 29. Pesan peringatan atas ketidak lengkapan input data
pada software ................................................................................
51
Gambar 30. Form bantuan dengan bentuk explorasi ………………………....
54
Gambar 31. Form bantuan dengan bentuk pencarian ………………………… 54
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Diagram alir software pemilihan pompa irigasi………………… 62
Lampiran 2. Faktor pembobot (W) untuk efek radiasi pada ETo untuk suhu
dan ketinggian (altitude) yang berbeda…………………………. 64
Lampiran 3. Radiasi pada Bagian bumi (Ra) berdasarkan garis lintang
(latitude), dalam mm/hari.............................................................. 65
Lampiran 4. Kemungkinan lama penyinaran maksimum dalam sehari (N)
berdasarkan daris lintang (latitude), dalam satuan jam................ 66
Lampiran 5. Perkiraan nilai ETo dari W.Rs pada kondisi kelembaban
dan kecepatan angin yang berbeda............................................... 67
Lampiran 6. Nomogram penentuan kehilangan gesekan pada perlengkapan
pipa (minor losses)........................................................................ 68
Lampiran 7. Tabel kehilangan gesekan pada perlengkapan
pipa (minor losses)........................................................................ 69
Lampiran 8. Nilai Kc beberapa tanaman pada setiap masa pertumbuhan
tanaman.......................................................................................... 70
Lampiran 9. Kuisioner untuk para petani........................................................... 71
Lampiran 10. Kuisioner untuk para penjual pompa............................................. 73
Lampiran 11. Kuisioner untuk dosen dan mahasiswa........................................ 75
Lampiran 12. Nilai ETo dan ETc hasil perhitungan software pemilihan pompa
air irigasi dengan menggunakan data iklim daerah Bogor ........... 77
Lampiran 13. Grafik hubungan antara debit dan head pompa pada setiap BHP
(break horse power) yang berbeda ............................................... 78
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Irigasi bertujuan untuk memberikan air yang cukup pada pertumbuhan
tanaman, memenuhi kecukupan kelembaban tanah serta mengatasi kekurangan
air tanaman (Doorenbos dan Pruitt, 1977). Kebutuhan air tanaman adalah
jumlah air yang digunakan tanaman untuk dapat tumbuh normal (consumptive
use) atau melakukan evapotranspirasi.
Air sebagai bahan utama dalam irigasi memiliki peranan yang sangat
penting, tidak hanya untuk irigasi namun juga sebagai sumber air minum bagi
makhluk hidup dan pemanfaatannya dalam bidang industri. Menurut Seyhan
(1990) bahwa lebih dari 98 % dari semua air di atas bumi tersimpan di bawah
permukaan dalam pori–pori batuan dan bahan–bahan butiran, 2 % sisanya
merupakan air permukaan seperti danau, sungai dan reservoir. Pada
kenyataannya, air permukaan (surface water) sering dimanfaatkan dari pada
air tanah (ground water), karena air permukaan lebih mudah diperoleh. Akan
tetapi, bila dilihat dari distribusi air di bumi tersebut maka air tanah memiliki
potensi pemanfaatan yang sangat besar.
Pemanfaatan air tanah untuk irigasi pada saat ini ditekankan untuk
membantu penyediaan air, dan dimanfaatkan juga sebagai pengganti apabila
air permukaan pada waktu tertentu berkurang, terutama pada musim kemarau.
Pemanfaatan air tanah untuk irigasi pada umumnya dengan menggunakan
pompa, terutama pada daerah yang mempunyai potensi air tanah yang perlu
dikembangkan.
Penggunaan pompa air dimaksudkan untuk mengalirkan air ke lahan
yang tidak mungkin diairi secara gravitasi. Dengan pemanfaatan pompa,
jumlah air yang tersedia akan lebih banyak sehingga luas areal pertanian yang
dapat ditanami akan bertambah. Selain itu juga ketersediaan air yang lebih
banyak akan memungkinkan jadwal penanaman dapat diatur lebih efisien.
Pemilihan pompa yang sesuai perlu dilakukan untuk memberikan
keuntungan yang optimal dalam suatu usaha pertanian. Fakor utama pemilihan
pompa adalah terdiri dari berapa banyak keperluan irigasi untuk tanaman,
berapa besar debit sumber air (sungai, kolam, sumur), ketersediaan dan biaya
dari jenis pompa dan energi (Kalsim, 2003).
Masalah yang dihadapi dalam melakukan pemilihan pompa untuk
irigasi ini adalah perlu dilakukannya analisa dan perhitungan – perhitungan
matematis dari variabel – variabel yang berasal dari kondisi lahan yang akan
diterapkan sistem irigasi dengan menggunakan pompa. Hal ini tentunya sangat
menyulitkan terutama bagi petani Indonesia yang sebagian besar masih
merupakan petani tradisional dan memiliki pengusahaan lahan yang relatif
kecil. Masalah ini dapat diatasi dengan membangun suatu sistem bantu
komputer dalam bentuk perangkat lunak (software) yang mudah digunakan
dan diaplikasikan. Software ini dapat digunakan untuk melakukan pemilihan
jenis pompa yang sesuai dengan masukan berupa
kondisi lahan, jenis
tanaman, dan beberapa variabel lain yang terkait.
B. TUJUAN
Tujuan penelitian ini adalah membangun sebuah software yang dapat
digunakan untuk menentukan jenis pompa yang sesuai dengan kondisi suatu
lahan usaha pertanian untuk memanfaatkan air tanah sebagai air irigasi
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. IRIGASI
Pengertian irigasi secara umum yaitu pemberian air kepada tanah
dengan maksud untuk memasok lengas tanah esensial bagi pertumbuhan
tanaman (Hansen, et al., 1986). Tujuan umum irigasi kemudian dirinci lebih
lanjut, yaitu
1. Menjamin keberhasilan produksi tanaman dalam menghadapi kekeringan
jangka pendek.
2. Mendinginkan tanah dan atmosfir sehingga sesuai untuk pertumbuhan
tanaman.
3. Mengurangi bahaya kekeringan.
4. Mencuci atau melarutkan garam dalam tanah.
5. Melunakkan lapisan olah dan gumpalan – gumpalan tanah.
6. Menunda pertunasan dengan cara pendinginan lewat evaporasi.
Kebutuhan air tanaman adalah jumlah air yang digunakan tanaman
untuk
dapat
tumbuh
normal
(consumtive
use)
atau
melakukan
evapotranspirasi. Evapotranspirasi tanaman (ETc) merupakan kebutuhan air
tanaman yang dibatasi sebagai kedalaman air yang dibutuhkan untuk
pertumbuhan tanaman yang optimal dalam keadaan bebas penyakit, tumbuh
tanpa stagnasi dari kadar air tanah dan kesuburan serta lingkungan sekitarnya
(Doorenbos dan Pruitt, 1977).
Menurut Dorenbos dan Pruitt (1977) untuk menghitung ETc ada tiga
prosedur yang harus dilakukan :
1. Menentukan pengaruh iklim terhadap kebutuhan air tanaman ditunjukkan
dengan nilai dari evapotranspirasi tanaman acuan (ETo), yang
didefenisikan sebagai rata-rata evapotranspirasi dari permukaan yang luas
dari rumput yang tumbuh seragam dengan ketinggian antara 8 – 15 cm,
tumbuh secara aktif, ternaungi sempurna dan tidak kekurangan air. Nilai
ETo dapat dihitung dengan menggunakan banyak metoda yang berbeda,
beberapa diantaranya adalah metode Blaney-Criddle, metode radiasi,
metode Penman, dan metode panci evaporasi. ETo dihitung menggunakan
rata-rata data iklim harian dari 30 atau 10 harian. ETo dinyatakan dalam
mm/hari dan menunjukkan nilai rata-rata pada suatu periode. Persamaan
untuk menghitung ETo dengan menggunakan metode radiasi adalah
sebagai berikut.
ETo = c(W .Rs ) ………………….………….. (1)
di mana :
ETo
: evapotranspirasi acuan (mm/hari).
Rs
: evaporasi yang setara dengan radiasi matahari (mm/hari).
W
: faktor pembobot berdasarkan suhu dan ketinggian (altitude).
W ditentukan dengan menggunakan tabel pada Lampiran 2.
c
: faktor koreksi berdasarkan kelembaban udara dan kecepatan
angin, dengan menggunakan diagram pada Lampiran 5.
Nilai Rs dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.
Rs = (0.25 + 0.50 n/N) Ra ................................ (2)
di mana :
Ra : radiasi luar angkasa yang dinyatakan dalam evaporasi yang setara
dalam mm/hari berdasarkan garis lintang (latitude). Nilai Ra ini
ditentukan dengan menggunakan tabel pada Lampiran 3.
n
: lama penyinaran matahari dalam satu hari (jam).
N : kemungkinan lama penyinaran maksimum dalam sehari berdasarkan
garis lintang (latitude) dalam satuan jam. Ditentukan dengan
menggunakan tabel pada Lampiran 4.
Perhitungan ETo pada Persamaan 1 dilakukan dengan menggunakan
diagram pada Lampiran 5. Nilai c adalah kemiringan dari garis ETo.
2. Menentukan pengaruh dari karakteristik tanaman terhadap kebutuhan air
tanaman ditunjukkan dengan nilai koefisien tanaman (kc) yang memiliki
hubungan dengan ETo sebagai berikut.
ETc = kc x ETo ......................................................(3)
di mana :
ETc : evapotranspirasi tanaman (mm/hari).
kc
: koefisien tanaman. Nilai Kc dapat dilihat pada Lampiran 8.
Nilai kc dinyatakan untuk menunjukkan perbedaan dari tanaman, masa
pertumbuhan, musim pertumbuhan dan kondisi cuaca secara umum. ETc
dinyatakan dalam mm per hari yang merupakan rata-rata dari 30 atau 10
hari periode.
3. Pengaruh kondisi lokal dan kegiatan pertanian terhadap kebutuhan air
tanaman, termasuk pengaruh lokal dari variasi iklim sepanjang waktu,
jarak dan ketinggian, luas lahan, kesedian air tanah, salinitas, metode
irigasi dan metode pengolahan lahan.
Menurut Doorenbos dan Pruitt, 1977, kebutuhan air irigasi bersih bagi
tanaman dapat dihitung dengan menggunakan neraca keseimbangan air.
Persamaannya adalah sebagai berikut.
In = ETc – (Pe + Ge + Wb) ...................................... (4)
di mana :
In
: kebutuhan air irigasi bersih bagi tanaman (mm)
ETc
: evapotranspirasi tanaman (mm)
Pe
: curah hujan (mm)
Ge
: kontribusi air tanah (mm)
Wb
: sisa air tanah pada awal setiap periode pemberian air (mm)
B. KLASIFIKASI TANAH
Istilah tanah (soil) berasal dari kata latin “solum” yang berarti bagian
teratas dari kerak bumi yang dipengaruhi oleh proses pembentukan tanah.
Tanah dapat diartikan sebagai medium berpori yang terdiri dari padatan (solid),
cairan (liquid), dan gas (udara). Fase padatan terdiri dari bahan mineral bahan
organik dan organisme hidup (Kalsim dan Sapei, 1992).
Tanah adalah campuran partikel-partikel yang terdiri dari salah satu atau
seluruh jenis berikut : berangkal (boulders), kerikil (gravel), pasir (sand), lanau
(silt), lempung (clay), dan koloid (colloids) (Bowles, 1989). Tanah pada
umumnya dapat disebut sebagai kerikil (gravel), pasir (sand), lanau (silt), atau
lempung (clay) tergantung pada ukuran partikel yang paling dominan pada
tanah tersebut (Das, 1998).
Sifat fisik tanah terdiri dari terkstur tanah, struktur tanah, kadar air,
permeabilitas tanah, berat jenis tanah, berat isi tanah (bulk density), porositas
(n), angka pori (e), konsistensi tanah, dan potensial air tanah (pF).
Tekstur tanah dapat didefinisikan sebagai penampilan visual suatu tanah
berdasarkan komposisi kualitatif dari ukuran butiran tanah dalam suatu massa
tanah tertentu. Partikel-partikel tanah yang besar dengan beberapa partikel
kecil akan terlihat kasar atau disebut partikel yang bertekstur kasar. Gabungan
partikel yang lebih kecil akan memberikan bahan yang bertekstur sedang, dan
gabungan partikel yang berbutir halus akan menghasilkan tanah yang
bertekstur halus (Bowles, 1989). Untuk menentukan suatu partikel tanah
tergolong ke dalam fraksi pasir, lanau, atau lempung didasarkan kepada ukuran
diameter partikel tanah tersebut. Kelompok partikel ini kemudian disebut
separasi tanah (soil separate). Tanah dengan fraksi pasir yang tinggi memiliki
daya lolos air dan aerasi yang tinggi, sebaliknya tanah dengan fraksi lempung
yang tinggi memiliki kemampuan menahan air yang tinggi (Sumarno, 2003).
Struktur tanah merupakan penggabungan dari sekelompok partikelpartikel primer tanah. Secara garis besar, struktur tanah dapat dibedakan
menjadi stuktur lepas (single grained), massive dan agregat. Struktur tanah
menentukan sifat aerasi, permeabilitas dan kapasitas menahan air serta sifatsifat mekanik dari tanah tersebut (Kalsim dan Sapei, 1992).
Kadar air tanah merupakan petunjuk bagi banyaknya air yang
terkandung di dalam tanah. Untuk menentukan kadar air tanah, dapat
dinyatakan dalam beberapa cara diantaranya melalui perbandingan relatif
terhadap massa padatan tanah, volume padatan tanah, dan terhadap pori tanah.
(Wesley, 1973) menyatakan bahwa kadar air tanah merupakan perbandingan
berat air dengan berat butiran tanah.
Menurut wesley (1973) permeabilitas atau daya rembesan adalah
kemampuan tanah untuk melewatkan air. Air yang dapat melewati tanah
hampir selalu berjalan linear, yaitu jalan atau garis yang ditempuh air
merupakan garis dengan bentuk yang teratur (smooth curve).
Berat jenis (spesific gravity) tanah (Gs) adalah sebagai perbandingan
antara berat volume butiran padat (γs) dengan berat volume air (γw) pada
temperatur 4° C. Berat jenis dari berbagai jenis tanah berkisar antara 2.65 –
2.75. untuk tanah tak berkohesi biasanya nilai berat jenisnya adalah 2.67,
sedangkan untuk tanah kohesif tak organik berkisar antara 2.68 – 2.72
(Hardiyatmo, 1992).
Berat isi tanah didefenisikan sebagai perbandingan antara berat tanah
dengan volume tanah total. Berat isi tanah merupakan salah satu indikator
kepadatan tanah, makin padat suatu tanah, maka nilai berat isi tanah semakin
besar yang mengakibatkan tanah makin sulit untuk melewatkan air atau
ditembus akar tanaman. Hal ini disebabkan oleh ruangan pori yang terdapat di
dalam tanah sedikit dan berupa pori mikro (Hakim, et al., 1986).
Porositas adalah perbandingan antara volume pori dan volume total,
yang dinyatakan sebagai suatu desimal atau persentase (Dunn, et al., 1979)
Angka pori adalah rasio ruang pori terhadap volume bahan padat
(Terzaghi, 1978). Menurut Das (1998) angka pori merupakan perbandingan
antara volume pori dan volume butiran padat.
Istilah konsistensi berhubungan dengan derajat adhesi antara partikel
tanah dan tahanan yang muncul guna melawan gaya yang cenderung berubah
atau meruntuhkan agregat tanah. Konsistensi digambarkan dengan sitilahistilah seperti keras, kaku, rapuh, lengket, plastis, dan lunak (Terzaghi, 1987).
Potensial air tanah (pF) menurun dengan meningkatnya kandungan air
(makin banyak air tanah, makin berkurang energi yang diperlukan untuk
memegang air dalam tanah). Lempung dengan pF diatas 2.0 menggambarkan
kenyataan bahwa tanah lempung kehilangan air secara lebih berangsur-angsur
dibandingkan pasir, yang tentunya berarti bahwa lempung mengikat lebih
banyak air (Herlina 2003).
Dari sudut pemandangan teknis tanah dapat digolongkan sebagai
berikut:
1. Tanah bertekstur kasar terdiri dari batu kerikil (gravel), kerakal
(cobblestone), dan berangkal (boulder). Golongan ini terdiri dari pecahanpecahan batu dengan berbagai ukuran dan bentuk. Batu kerikil biasanya
terdiri dari pecahan-pecahan batu, tetapi kadang-kadang mungkin pula
terdiri dari satu macam zat mineral tertentu, misalnya kwartz atau flint.
Butir-butir pasir hampir selalu terdiri dari satu macam zat mineral, terutama
kwartz. Jenis tanah ini tidak dapat menyimpan air dalam waktu lama karena
memiliki tingkat kohesi yang rendah, sehingga sangat mudah ditembus air.
Kohesi menunjukkan kenyataan bahwa bagian-bagian bahan itu melekat
satu sama lainnya. Batu kerikil dan pasir ini dapat dirinci lagi menjadi
beberapa bagian, karena sifat heterogennya yang bercampur dengan jenis
tanah lain.
a. Batu kerikil memiliki ukuran 2 mm – 80 mm, kerakal memiliki ukuran
antara 80 mm – 200 mm, dan berangkal memiliki ukuran lebih dari 200
mm.
b. Pasir kasar adalah jenis tanah dengan butiran pasir kasar yang memiliki
ukuran antara 0.6 mm – 2 mm. Dalam beberapa hal, mungkin hanya
terdapat butir-butir dari satu ukuran saja, dalam hal ini bahan tersebut
dikatakan seragam. Pada jenis lain mungkin terdapat juga ukuran
butiran-butiran yang mencakup seluruh daerah ukuran, dari ukuran batu
besar sampai ukuran pasir halus, dan dalam hal ini bahan tersebut
dikatakan bergradasi baik.
c. Pasir sedang adalah jenis tanah yang memiliki butiran pasir lebih halus
dibandingkan butiran pasir kasar. Memiliki ukuran antara 0.2 mm – 0.6
mm.
d. Pasir halus berlanau adalah jenis tanah dengan butiran pasir halus yang
juga mengandung lanau. Ukuran butiran pasir yang halus adalah 0.006
mm – 0.2 mm.
2. Lanau adalah bahan yang merupakan peralihan antara lempung dan pasir
halus. Kurang plastis dan lebih mudah ditembus air dari pada lempung dan
memperlihatkan sifat dilatasi yang tidak terdapat pada lempung, namun
lebih lama menyimpan air daripada pasir. Plastis adalah sifat yang
memungkinkan bentuk bahan itu diubah-ubah tanpa perubahan isi atau
tanpa kembali ke bentuk asalnya, dan tanpa terjadi retakan-retakan atau
terpecah-pecah, sedangkan dilatasi menunjukkan gejala perubahan isi
apabila lanau itu dirubah bentuknya. Lanau dapat dirinci menjadi beberapa
bagian.
a. Lanau murni, ukuran butirannya antara 0.002 mm - 0.06 mm.
b. Lanau berlempung adalah jenis tanah dengan butiran lanau yang
mengandung butiran lempung.
c. Lanau berpasir adalah jenis tanah dengan butiran lanau yang
mengandung butiran pasir halus.
3. Lempung terdiri dari butir-butir yang sangat kecil dan menunjukkan sifatsifat plastis dan kohesi yang cukup tinggi. Sulit untuk ditembus air dan
menyimpan air lebih lama daripada lanau dan pasir. Lempung dapat dibagi
menjadi beberapa bagian.
a. Lempung murni, ukuran butiran lempung kurang dari 0.002 mm.
b. Lempung berlanau adalah butiran-butiran lempung yang mengandung
butiran lanau.
c.
Lempung berpasir adalah butiran-butiran lempung yang mengandung
butiran pasir.
Jenis tanah menentukan besarnya nilai total air tanah tersedia atau total
available moisture (TAM). TAM adalah total air tanah yang tersedia yang
besarnya adalah selisih antara kapasitas lapang dan titik layu permanen. Dari
nilai TAM dapat ditentukan besarnya nilai air tanah yang siap digunakan oleh
tanaman atau readly available moisture (RAM), besarnya nilai RAM
ditentukan oleh nilai fraksi dari TAM yang nilainya berbeda-beda pada setiap
tanaman. Tabel 1 menunjukkan nilai-nilai TAM pada setiap jenis tanah, dan
Tabel 2 menunjukkan nilai-nilai fraksi dari TAM pada berbagai jenis tanaman.
Tabel 1. Nilai TAM pada berbagai jenis tanah
NO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Jenis Tanah
Tekstur kasar (kerikil,kerakal, berangkal)
Pasir kasar
Pasir sedang
Pasir halus berlanau
Lanau
Lanau berlempung
Lanau berpasir
Lempung
Lempung berlanau
Lempung berpasir
Sumber : Doorenbos dan Pruitt, 1977
TAM (mm/m)
20
20
20
50
50
70
30
80
100
60
Tabel 2. Nilai fraksi dari TAM pada berbagai jeni
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
Oleh
KIKI FOTEDI PRAMONO
F14102019
2007
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
PENGEMBANGAN PERANGKAT LUNAK KOMPUTER UNTUK
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
KIKI FOTEDI PRAMONO
F14102019
Dilahirkan pada tanggal 18 Maret 1984
Di Riau
Tanggal Lulus :
Desember 2007
Menyetujui,
Bogor,
Desember 2007
Dosen Pembimbing I,
Dosen Pembimbing II,
Dr. Ir. I Wayan Astika, MSi.
NIP. 131841745
Ir. Mohamad Solahudin, MSi.
NIP. 131965838
Mengetahui,
Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S.
Ketua Departemen Teknik Pertanian
Kiki Fotedi Pramono. F14102019. Pengembangan Perangkat Lunak Komputer
Untuk Pemilihan Pompa Air Irigasi. Di bawah bimbingan: Dr. Ir. I Wayan Astika,
M.Si. dan Ir. Mohamad Solahudin, MSi. 2007.
RINGKASAN
Pemilihan pompa yang sesuai dengan kondisi lahan dan kebutuhan air
tanaman perlu dilakukan untuk memberikan keuntungan yang optimal dalam
suatu usaha pertanian. Fakor utama pemilihan pompa adalah terdiri dari berapa
banyak keperluan irigasi untuk tanaman, berapa besar debit sumber air (sungai,
kolam, sumur), ketersediaan dan biaya dari jenis pompa dan energi.
Masalah yang dihadapi dalam melakukan pemilihan pompa untuk irigasi
ini adalah perlu dilakukannya analisa dan perhitungan-perhitungan matematis
yang akan menyulitkan bagi petani di Indonesia yang sebagian besar masih
merupakan petani tradisional dan memiliki pengusahaan lahan yang relatif kecil.
Masalah ini dapat diatasi dengan membangun suatu sistem bantu komputer dalam
bentuk program komputer (software) yang mudah digunakan dan diaplikasikan.
Tujuan penelitian ini adalah membangun sebuah perangkat lunak yang
dapat digunakan untuk menentukan jenis pompa yang sesuai dengan kondisi suatu
lahan usaha pertanian untuk memanfaatkan air tanah dan air permukaan sebagai
air irigasi
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Pebruari 2006 sampai dengan bulan
Juni 2006, dan dilanjutkan lagi dari bulan Juli 2007 sampai dengan bulan Agustus
2007, bertempat di Laboratorium Sistem Manajemen dan Mekanisasi Pertanian,
Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor. Program pengembangan yang digunakan adalah Gambas versi 1.0.17 yang
berjalan pada sistem operasi Linux
Perangkat lunak pemilihan pompa air irigasi yang diberi nama GWAPS
(Gwaps is Water Pump Selection) ini mampu melakukan perhitungan-perhitungan
untuk menentukan beberapa nilai. Perhitungan-perhitungan yang dilakukan antara
lain menentukan debit pemompaan dengan input jenis tanaman, luas lahan, lokasi
penanaman, dan lama pemberian irigasi. Menentukan diameter pipa yang akan
digunakan berdasarkan besarnya debit pemompaan. Menentukan head loss pada
pipa hisap dan pipa hantar dengan input tinggi hisap statik, tinggi tekan statik dan
berbagai macam komponen yang terpasang pada pipa seperti berbagai jenis katup,
saringan, elbow dll, kemudian dilakukan perhitungan menentukan daya yang
dibutuhkan oleh pompa, selanjutnya software akan memberikan tampilan
beberapa pompa yang sebaiknya digunakan, tampilan selanjutnya pengguna dapat
melihat detail dari masing-masing pompa yang telah direkomendasikan itu.
Teknik pemberian air pada tanaman dalam perangkat lunak ini dibagi
menjadi dua jenis. Pertama pemberian air secara langsung ke lahan dari sumber
air dengan menggunakan pompa air, kedua menyimpan air terlebih dahulu pada
wadah air pada elevasi tertentu dan kemudian dialirkan ke lahan dengan
memanfaatkan energi gravitasi.
Evaluasi software oleh pengguna dilakukan dengan pengisian kuisioner
dengan jumlah responden sebanyak sepuluh orang. Secara umum, penilaian
responden terhadap penggunaan software cukup mudah. Responden juga menilai
software ini sangat membantu dalam menentukan jenis pompa yang sesuai dengan
kondisi lahan dan jenis tanaman yang ditanam. Data iklim dari lokasi lain perlu
ditambahkan di dalam software ini untuk memperluas penggunaan software.
Responden menilai perlu penambahan gambar atau ilustrasi untuk memperjelas
hal-hal yang sulit dimengerti.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Air Molek, salah satu kecamatan di
Kabupaten Indragiri Hulu Propinsi Riau, pada tanggal 18 Maret
1984. Menyelesaikan pendidikan SD di SDN 018 Rengat pada
tahun 1996, menyelesaikan pendidikan SMP di SMP N 1 Rengat
pada tahun 1999, menyelesaikan SMU di SMU N 1 Rengat pada
tahun 2002. Selanjutnya penulis melanjutkan pendidikan di Institut Pertanian
Bogor pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Penulis
juga menjadi penerima beasiswa dari PT. Caltex Pacific Indonesia selama
menjalani pendidikan di Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2005 penulis
melaksanakan praktek lapang di PT. Perkebunan Nusantara V Riau. Penulis juga
menjadi asisten dosen untuk mata kuliah Gambar Teknik dan mata kuliah Teknik
Komputasi Numerik. Tahun 2005 sampai tahun 2007 penulis melakukan
penelitian untuk mengembangkan software pemilihan pompa air irigasi dengan
sistem operasi Linux, sekaligus menjadi bahan skripsi.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur hanya kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala karunia
dan
rahmat-Nya,
penulis
dapat
menyelesaikan
skripsi
dengan
judul
Pengembangan Perangkat Lunak Komputer Untuk Pemilihan Pompa Air Irigasi.
Pada kesempatan ini tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. Ir. I Wayan Astika, MSi., dan Ir. Mohamad Solahudin, MSi. selaku
dosen pembimbing akademik yang telah memberikan arahan dan
bimbingan selama pelaksanaan penelitian ini.
2. Dr. Ir. Erizal, MAgr., yang telah bersedia menjadi dosen penguji skripsi.
3. Liyantono, STP yang telah memberikan masukan dan saran-sarannya
selama pelaksanaan penelitian ini.
4. CREATA (Center of Research for Engineering Aplication in Tropical
Agriculture) yang telah memberi bantuan dana dalam pelaksanaan
penelitian ini.
5. PT. Caltex Pasific Indonesia yang telah memberi dukungan berupa
beasiswa selama penulis menjalankan studi di Institut Pertanian Bogor.
6. Ibu serta keluarga atas doa dan dukungannya.
7. Renato, Leo, Niken, Ridwan, teman-teman di Gratify, dan semua temanteman di TEP 39.
8. Semua pihak yang telah berjasa selama penulis menjalankan studi.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak
kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun dan semoga tulisan ini bermanfaat bagi pihak yang memerlukan di
kemudian hari.
Bogor,
Desember 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR....................................................................................
i
DAFTAR ISI...................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL ................................................................................. ........
iv
DAFTAR GAMBAR.......................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................
vii
I. PENDAHULUAN .....................................................................................
1
A. LATAR BELAKANG .........................................................................
1
B. TUJUAN.. ............................................................................................
2
II. TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
3
A. IRIGASI ..............................................................................................
3
B. KLASIFIKASI TANAH ......................................................................
5
C. POMPA AIR ........................................................................................
10
D. BAHASA PEMEROGRAMAN GAMBAS ........................................
12
E. PENELITIAN TERDAHULU ............................................................
14
III. METODE PENELITIAN .......................................................................
18
A. WAKTU DAN TEMPAT ....................................................................
18
B. ALAT DAN BAHAN ..........................................................................
18
C. PEMBANGUNAN PERANGKAT LUNAK PEMILIHAN POMPA AIR
IRIGASI ...............................................................................................
18
D. ASUMSI-ASUMSI ..............................................................................
19
E. PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI .................................................
19
1. Pemberian Irigasi Secara Langsung ...............................................
19
2. Pemberian Air dengan memanfaatkan Gravitasi Bumi..................
25
F. UJI COBA PENGGUNAAN SOFTWARE DI LAPANGAN..............
27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................
30
A. ARSITEKTUR PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR
IRIGASI...............................................................................................
28
B. PROSES KERJA PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
DENGAN METODE IRIGASI LANGSUNG ....................................
29
1. Form untuk menghitung debit pemompaan ...................................
29
2. Form untuk menentukan diameter pipa hantar dan pipa hisap yang
akan digunakan ..............................................................................
33
3. Form untuk menentukan head loss (kehilangan energi) pada pipa hisap
dan pipa hantar ...............................................................................
35
C. PROSES KERJA PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
DENGAN METODE MEMANFAATKAN GRAVITASI.................
42
1. ..................................................................................................Form
untuk menghitung debit pemompaan .............................................
42
2. ..................................................................................................Form
untuk menentukan diameter pipa yang akan digunakan ................
43
3. ..................................................................................................Form
untuk menentukan head loss (kehilangan energi) pada pipa hisap dan
pipa hantar......................................................................................
44
D. PENANGANAN KESALAHAN (ERROR HANDLING) SOFTWARE
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI.................................................
50
E. UJI COBA PENGGUNAAN SOFTWARE DI LAPANGAN .............
52
V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................
58
B. KESIMPULAN ....................................................................................
58
C. SARAN.. ..............................................................................................
59
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
60
LAMPIRAN....................................................................................................
62
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Nilai TAM pada berbagai jenis tanah ………………………………. 9
Tabel 2. Nilai fraksi dari TAM pada berbagai jenis tanaman ………………... 10
Tabel 3. Kemampuan kerja beberapa merk pompa ………………………….. 11
Tabel 4. Data iklim daerah Bogor …………………………………………….. 21
Tabel 5. Curah hujan dan hujan efektif daerah Darmaga, Bogor …………….. 22
Tabel 6. Pegangan umum diameter pipa berdasarkan kapasitas pompa ……... 23
Tabel 7. Contoh hasil perhitungan interval pemberian air irigasi pada setiap
masa pertumbuhan tanaman……………............................................. 32
Tabel 8. Contoh hasil perhitungan debit air irigasi pada setiap masa
pertumbuhan tanaman……….............................................................. 32
Tabel 9. Nilai koefisien kehalusan pipa ……………………………………… 34
Tabel 10. Hasil kuisioner untuk pertanyaan kemudahan penggunaan
Software .............................................................................................. 52
Tabel 11. Hasil kuisioner untuk pertanyaan tampilan, ilustrasi gambar,
dan tata letak software......................................................................... 53
Tabel 12. Hasil kuisioner untuk pertanyaan kesesuaian tombol-tombol
terhadap informasi yang ditampilkan................................................. 53
Tabel 13. Hasil kuisioner untuk pertanyaan respon pengguna terhadap
menu bantuan dalam software............................................................ 53
Tabel 14. Hasil kuisioner untuk pertanyaan pilihan merk pompa yang
direkomendasikan oleh software......................................................... 55
Tabel 15. Hasil kuisioner untuk pertanyaan bagian yang susah untuk
diisi atau informasi yang sulit untuk dimengerti................................. 55
Tabel 16. Hasil kuisioner untuk pertanyaan manfaat yang diberikan
software terhadap pengguna................................................................ 56
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Tampilan input dari software pompa honda ....………………….. 15
Gambar 2. Tampilan output dari software pompa Honda …………………...
15
Gambar 3. Salah satu tampilan input software Spaix …………......................
16
Gambar 4. Salah satu tampilan output software Spaix ………........................
17
Gambar 5. Form judul………………………………………………………...
28
Gambar 6. Form pilihan cara irigasi yang akan digunakan…………………..
28
Gambar 7. Form untuk menghitung debit air kebutuhan tanaman…………...
30
Gambar 8. Form yang menunjukkan hasil perhitungan debit pompa………...
33
Gambar 9. Form untuk menentukan diamater pipa yang akan digunakan…..
33
Gambar 10. Ilustrasi dari bagian pipa hantar dan pipa hisap…………………... 34
Gambar 11. Form hasil penentuan diameter pipa yang digunakan……………. 35
Gambar 12. Form untuk memilih perlengkapan yang terpasang pada
pipa hisap………………………………....................................... 36
Gambar 13. Form untuk memilih perlengkapan yang terpasang pada
pipa hantar………………………………...................................... 36
Gambar 14. Ilustrasi instalasi pompa………………………………………….. 37
Gambar 15. Form yang menampilkan hasil perhitungan……………………..
40
Gambar 16. Form yang menampilkan pompa yang direkomendasikan………
41
Gambar 17. Form yang menampilkan detail pompa yang dipilih…………….
41
Gambar 18. Form untuk menghitung debit air kebutuhan tanaman…………..
42
Gambar 19. Form yang menunjukkan hasil perhitungan debit pompa……….
43
Gambar 20. Form untuk menentukan diameter pipa dari tempat
penampungan air ke lahan……………………………………….
43
Gambar 21. Form untuk menentukan diameter pipa dan volume
tempat penampungan air…………………………………………
44
Gambar 22. Form untuk memilih perlengkapan pada pipa dari tempat
penampungan air ke lahan……………………………………....
Gambat 23. Form untuk memilih perlengkapan pada pipa dari pompa ke
45
PENGEMBANGAN PERANGKAT LUNAK KOMPUTER UNTUK
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
Oleh
KIKI FOTEDI PRAMONO
F14102019
2007
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
DEPARTEMEN TEKNIK PERTANIAN
PENGEMBANGAN PERANGKAT LUNAK KOMPUTER UNTUK
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
Pada Departemen Teknik Pertanian,
Fakultas Teknologi Pertanian,
Institut Pertanian Bogor
Oleh
KIKI FOTEDI PRAMONO
F14102019
Dilahirkan pada tanggal 18 Maret 1984
Di Riau
Tanggal Lulus :
Desember 2007
Menyetujui,
Bogor,
Desember 2007
Dosen Pembimbing I,
Dosen Pembimbing II,
Dr. Ir. I Wayan Astika, MSi.
NIP. 131841745
Ir. Mohamad Solahudin, MSi.
NIP. 131965838
Mengetahui,
Dr. Ir. Wawan Hermawan, M.S.
Ketua Departemen Teknik Pertanian
Kiki Fotedi Pramono. F14102019. Pengembangan Perangkat Lunak Komputer
Untuk Pemilihan Pompa Air Irigasi. Di bawah bimbingan: Dr. Ir. I Wayan Astika,
M.Si. dan Ir. Mohamad Solahudin, MSi. 2007.
RINGKASAN
Pemilihan pompa yang sesuai dengan kondisi lahan dan kebutuhan air
tanaman perlu dilakukan untuk memberikan keuntungan yang optimal dalam
suatu usaha pertanian. Fakor utama pemilihan pompa adalah terdiri dari berapa
banyak keperluan irigasi untuk tanaman, berapa besar debit sumber air (sungai,
kolam, sumur), ketersediaan dan biaya dari jenis pompa dan energi.
Masalah yang dihadapi dalam melakukan pemilihan pompa untuk irigasi
ini adalah perlu dilakukannya analisa dan perhitungan-perhitungan matematis
yang akan menyulitkan bagi petani di Indonesia yang sebagian besar masih
merupakan petani tradisional dan memiliki pengusahaan lahan yang relatif kecil.
Masalah ini dapat diatasi dengan membangun suatu sistem bantu komputer dalam
bentuk program komputer (software) yang mudah digunakan dan diaplikasikan.
Tujuan penelitian ini adalah membangun sebuah perangkat lunak yang
dapat digunakan untuk menentukan jenis pompa yang sesuai dengan kondisi suatu
lahan usaha pertanian untuk memanfaatkan air tanah dan air permukaan sebagai
air irigasi
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan Pebruari 2006 sampai dengan bulan
Juni 2006, dan dilanjutkan lagi dari bulan Juli 2007 sampai dengan bulan Agustus
2007, bertempat di Laboratorium Sistem Manajemen dan Mekanisasi Pertanian,
Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian, Institut Pertanian
Bogor. Program pengembangan yang digunakan adalah Gambas versi 1.0.17 yang
berjalan pada sistem operasi Linux
Perangkat lunak pemilihan pompa air irigasi yang diberi nama GWAPS
(Gwaps is Water Pump Selection) ini mampu melakukan perhitungan-perhitungan
untuk menentukan beberapa nilai. Perhitungan-perhitungan yang dilakukan antara
lain menentukan debit pemompaan dengan input jenis tanaman, luas lahan, lokasi
penanaman, dan lama pemberian irigasi. Menentukan diameter pipa yang akan
digunakan berdasarkan besarnya debit pemompaan. Menentukan head loss pada
pipa hisap dan pipa hantar dengan input tinggi hisap statik, tinggi tekan statik dan
berbagai macam komponen yang terpasang pada pipa seperti berbagai jenis katup,
saringan, elbow dll, kemudian dilakukan perhitungan menentukan daya yang
dibutuhkan oleh pompa, selanjutnya software akan memberikan tampilan
beberapa pompa yang sebaiknya digunakan, tampilan selanjutnya pengguna dapat
melihat detail dari masing-masing pompa yang telah direkomendasikan itu.
Teknik pemberian air pada tanaman dalam perangkat lunak ini dibagi
menjadi dua jenis. Pertama pemberian air secara langsung ke lahan dari sumber
air dengan menggunakan pompa air, kedua menyimpan air terlebih dahulu pada
wadah air pada elevasi tertentu dan kemudian dialirkan ke lahan dengan
memanfaatkan energi gravitasi.
Evaluasi software oleh pengguna dilakukan dengan pengisian kuisioner
dengan jumlah responden sebanyak sepuluh orang. Secara umum, penilaian
responden terhadap penggunaan software cukup mudah. Responden juga menilai
software ini sangat membantu dalam menentukan jenis pompa yang sesuai dengan
kondisi lahan dan jenis tanaman yang ditanam. Data iklim dari lokasi lain perlu
ditambahkan di dalam software ini untuk memperluas penggunaan software.
Responden menilai perlu penambahan gambar atau ilustrasi untuk memperjelas
hal-hal yang sulit dimengerti.
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Air Molek, salah satu kecamatan di
Kabupaten Indragiri Hulu Propinsi Riau, pada tanggal 18 Maret
1984. Menyelesaikan pendidikan SD di SDN 018 Rengat pada
tahun 1996, menyelesaikan pendidikan SMP di SMP N 1 Rengat
pada tahun 1999, menyelesaikan SMU di SMU N 1 Rengat pada
tahun 2002. Selanjutnya penulis melanjutkan pendidikan di Institut Pertanian
Bogor pada Departemen Teknik Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian. Penulis
juga menjadi penerima beasiswa dari PT. Caltex Pacific Indonesia selama
menjalani pendidikan di Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2005 penulis
melaksanakan praktek lapang di PT. Perkebunan Nusantara V Riau. Penulis juga
menjadi asisten dosen untuk mata kuliah Gambar Teknik dan mata kuliah Teknik
Komputasi Numerik. Tahun 2005 sampai tahun 2007 penulis melakukan
penelitian untuk mengembangkan software pemilihan pompa air irigasi dengan
sistem operasi Linux, sekaligus menjadi bahan skripsi.
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur hanya kepada Tuhan Yang Maha Kuasa atas segala karunia
dan
rahmat-Nya,
penulis
dapat
menyelesaikan
skripsi
dengan
judul
Pengembangan Perangkat Lunak Komputer Untuk Pemilihan Pompa Air Irigasi.
Pada kesempatan ini tidak lupa penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. Ir. I Wayan Astika, MSi., dan Ir. Mohamad Solahudin, MSi. selaku
dosen pembimbing akademik yang telah memberikan arahan dan
bimbingan selama pelaksanaan penelitian ini.
2. Dr. Ir. Erizal, MAgr., yang telah bersedia menjadi dosen penguji skripsi.
3. Liyantono, STP yang telah memberikan masukan dan saran-sarannya
selama pelaksanaan penelitian ini.
4. CREATA (Center of Research for Engineering Aplication in Tropical
Agriculture) yang telah memberi bantuan dana dalam pelaksanaan
penelitian ini.
5. PT. Caltex Pasific Indonesia yang telah memberi dukungan berupa
beasiswa selama penulis menjalankan studi di Institut Pertanian Bogor.
6. Ibu serta keluarga atas doa dan dukungannya.
7. Renato, Leo, Niken, Ridwan, teman-teman di Gratify, dan semua temanteman di TEP 39.
8. Semua pihak yang telah berjasa selama penulis menjalankan studi.
Penulis menyadari bahwa dalam penulisan skripsi ini masih banyak
kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang
membangun dan semoga tulisan ini bermanfaat bagi pihak yang memerlukan di
kemudian hari.
Bogor,
Desember 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR....................................................................................
i
DAFTAR ISI...................................................................................................
ii
DAFTAR TABEL ................................................................................. ........
iv
DAFTAR GAMBAR.......................................................................................
v
DAFTAR LAMPIRAN...................................................................................
vii
I. PENDAHULUAN .....................................................................................
1
A. LATAR BELAKANG .........................................................................
1
B. TUJUAN.. ............................................................................................
2
II. TINJAUAN PUSTAKA ...........................................................................
3
A. IRIGASI ..............................................................................................
3
B. KLASIFIKASI TANAH ......................................................................
5
C. POMPA AIR ........................................................................................
10
D. BAHASA PEMEROGRAMAN GAMBAS ........................................
12
E. PENELITIAN TERDAHULU ............................................................
14
III. METODE PENELITIAN .......................................................................
18
A. WAKTU DAN TEMPAT ....................................................................
18
B. ALAT DAN BAHAN ..........................................................................
18
C. PEMBANGUNAN PERANGKAT LUNAK PEMILIHAN POMPA AIR
IRIGASI ...............................................................................................
18
D. ASUMSI-ASUMSI ..............................................................................
19
E. PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI .................................................
19
1. Pemberian Irigasi Secara Langsung ...............................................
19
2. Pemberian Air dengan memanfaatkan Gravitasi Bumi..................
25
F. UJI COBA PENGGUNAAN SOFTWARE DI LAPANGAN..............
27
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN................................................................
30
A. ARSITEKTUR PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR
IRIGASI...............................................................................................
28
B. PROSES KERJA PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
DENGAN METODE IRIGASI LANGSUNG ....................................
29
1. Form untuk menghitung debit pemompaan ...................................
29
2. Form untuk menentukan diameter pipa hantar dan pipa hisap yang
akan digunakan ..............................................................................
33
3. Form untuk menentukan head loss (kehilangan energi) pada pipa hisap
dan pipa hantar ...............................................................................
35
C. PROSES KERJA PROGRAM PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI
DENGAN METODE MEMANFAATKAN GRAVITASI.................
42
1. ..................................................................................................Form
untuk menghitung debit pemompaan .............................................
42
2. ..................................................................................................Form
untuk menentukan diameter pipa yang akan digunakan ................
43
3. ..................................................................................................Form
untuk menentukan head loss (kehilangan energi) pada pipa hisap dan
pipa hantar......................................................................................
44
D. PENANGANAN KESALAHAN (ERROR HANDLING) SOFTWARE
PEMILIHAN POMPA AIR IRIGASI.................................................
50
E. UJI COBA PENGGUNAAN SOFTWARE DI LAPANGAN .............
52
V. KESIMPULAN DAN SARAN ................................................................
58
B. KESIMPULAN ....................................................................................
58
C. SARAN.. ..............................................................................................
59
DAFTAR PUSTAKA .....................................................................................
60
LAMPIRAN....................................................................................................
62
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Nilai TAM pada berbagai jenis tanah ………………………………. 9
Tabel 2. Nilai fraksi dari TAM pada berbagai jenis tanaman ………………... 10
Tabel 3. Kemampuan kerja beberapa merk pompa ………………………….. 11
Tabel 4. Data iklim daerah Bogor …………………………………………….. 21
Tabel 5. Curah hujan dan hujan efektif daerah Darmaga, Bogor …………….. 22
Tabel 6. Pegangan umum diameter pipa berdasarkan kapasitas pompa ……... 23
Tabel 7. Contoh hasil perhitungan interval pemberian air irigasi pada setiap
masa pertumbuhan tanaman……………............................................. 32
Tabel 8. Contoh hasil perhitungan debit air irigasi pada setiap masa
pertumbuhan tanaman……….............................................................. 32
Tabel 9. Nilai koefisien kehalusan pipa ……………………………………… 34
Tabel 10. Hasil kuisioner untuk pertanyaan kemudahan penggunaan
Software .............................................................................................. 52
Tabel 11. Hasil kuisioner untuk pertanyaan tampilan, ilustrasi gambar,
dan tata letak software......................................................................... 53
Tabel 12. Hasil kuisioner untuk pertanyaan kesesuaian tombol-tombol
terhadap informasi yang ditampilkan................................................. 53
Tabel 13. Hasil kuisioner untuk pertanyaan respon pengguna terhadap
menu bantuan dalam software............................................................ 53
Tabel 14. Hasil kuisioner untuk pertanyaan pilihan merk pompa yang
direkomendasikan oleh software......................................................... 55
Tabel 15. Hasil kuisioner untuk pertanyaan bagian yang susah untuk
diisi atau informasi yang sulit untuk dimengerti................................. 55
Tabel 16. Hasil kuisioner untuk pertanyaan manfaat yang diberikan
software terhadap pengguna................................................................ 56
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Tampilan input dari software pompa honda ....………………….. 15
Gambar 2. Tampilan output dari software pompa Honda …………………...
15
Gambar 3. Salah satu tampilan input software Spaix …………......................
16
Gambar 4. Salah satu tampilan output software Spaix ………........................
17
Gambar 5. Form judul………………………………………………………...
28
Gambar 6. Form pilihan cara irigasi yang akan digunakan…………………..
28
Gambar 7. Form untuk menghitung debit air kebutuhan tanaman…………...
30
Gambar 8. Form yang menunjukkan hasil perhitungan debit pompa………...
33
Gambar 9. Form untuk menentukan diamater pipa yang akan digunakan…..
33
Gambar 10. Ilustrasi dari bagian pipa hantar dan pipa hisap…………………... 34
Gambar 11. Form hasil penentuan diameter pipa yang digunakan……………. 35
Gambar 12. Form untuk memilih perlengkapan yang terpasang pada
pipa hisap………………………………....................................... 36
Gambar 13. Form untuk memilih perlengkapan yang terpasang pada
pipa hantar………………………………...................................... 36
Gambar 14. Ilustrasi instalasi pompa………………………………………….. 37
Gambar 15. Form yang menampilkan hasil perhitungan……………………..
40
Gambar 16. Form yang menampilkan pompa yang direkomendasikan………
41
Gambar 17. Form yang menampilkan detail pompa yang dipilih…………….
41
Gambar 18. Form untuk menghitung debit air kebutuhan tanaman…………..
42
Gambar 19. Form yang menunjukkan hasil perhitungan debit pompa……….
43
Gambar 20. Form untuk menentukan diameter pipa dari tempat
penampungan air ke lahan……………………………………….
43
Gambar 21. Form untuk menentukan diameter pipa dan volume
tempat penampungan air…………………………………………
44
Gambar 22. Form untuk memilih perlengkapan pada pipa dari tempat
penampungan air ke lahan……………………………………....
Gambat 23. Form untuk memilih perlengkapan pada pipa dari pompa ke
45
tempat penampungan air…………………………………………
45
Gambar 24. Form untuk memilih perlengkapan dari sumber air ke pompa…..
46
Gambar 25. Form hasil pada metode irigasi dengan gravitasi………………..
49
Gambar 26. Form yang menampilkan pompa yang direkomendasikan
pada metode irigasi gravitasi…………………………………….
49
Gambar 27. Form yang menampilkan detail pompa yang dipilih…………….
52
Gambar 28. Pesan peringatan batasan input luas lahan dan lama
pemberian air ................................................................................
51
Gambar 29. Pesan peringatan atas ketidak lengkapan input data
pada software ................................................................................
51
Gambar 30. Form bantuan dengan bentuk explorasi ………………………....
54
Gambar 31. Form bantuan dengan bentuk pencarian ………………………… 54
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Diagram alir software pemilihan pompa irigasi………………… 62
Lampiran 2. Faktor pembobot (W) untuk efek radiasi pada ETo untuk suhu
dan ketinggian (altitude) yang berbeda…………………………. 64
Lampiran 3. Radiasi pada Bagian bumi (Ra) berdasarkan garis lintang
(latitude), dalam mm/hari.............................................................. 65
Lampiran 4. Kemungkinan lama penyinaran maksimum dalam sehari (N)
berdasarkan daris lintang (latitude), dalam satuan jam................ 66
Lampiran 5. Perkiraan nilai ETo dari W.Rs pada kondisi kelembaban
dan kecepatan angin yang berbeda............................................... 67
Lampiran 6. Nomogram penentuan kehilangan gesekan pada perlengkapan
pipa (minor losses)........................................................................ 68
Lampiran 7. Tabel kehilangan gesekan pada perlengkapan
pipa (minor losses)........................................................................ 69
Lampiran 8. Nilai Kc beberapa tanaman pada setiap masa pertumbuhan
tanaman.......................................................................................... 70
Lampiran 9. Kuisioner untuk para petani........................................................... 71
Lampiran 10. Kuisioner untuk para penjual pompa............................................. 73
Lampiran 11. Kuisioner untuk dosen dan mahasiswa........................................ 75
Lampiran 12. Nilai ETo dan ETc hasil perhitungan software pemilihan pompa
air irigasi dengan menggunakan data iklim daerah Bogor ........... 77
Lampiran 13. Grafik hubungan antara debit dan head pompa pada setiap BHP
(break horse power) yang berbeda ............................................... 78
I. PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG
Irigasi bertujuan untuk memberikan air yang cukup pada pertumbuhan
tanaman, memenuhi kecukupan kelembaban tanah serta mengatasi kekurangan
air tanaman (Doorenbos dan Pruitt, 1977). Kebutuhan air tanaman adalah
jumlah air yang digunakan tanaman untuk dapat tumbuh normal (consumptive
use) atau melakukan evapotranspirasi.
Air sebagai bahan utama dalam irigasi memiliki peranan yang sangat
penting, tidak hanya untuk irigasi namun juga sebagai sumber air minum bagi
makhluk hidup dan pemanfaatannya dalam bidang industri. Menurut Seyhan
(1990) bahwa lebih dari 98 % dari semua air di atas bumi tersimpan di bawah
permukaan dalam pori–pori batuan dan bahan–bahan butiran, 2 % sisanya
merupakan air permukaan seperti danau, sungai dan reservoir. Pada
kenyataannya, air permukaan (surface water) sering dimanfaatkan dari pada
air tanah (ground water), karena air permukaan lebih mudah diperoleh. Akan
tetapi, bila dilihat dari distribusi air di bumi tersebut maka air tanah memiliki
potensi pemanfaatan yang sangat besar.
Pemanfaatan air tanah untuk irigasi pada saat ini ditekankan untuk
membantu penyediaan air, dan dimanfaatkan juga sebagai pengganti apabila
air permukaan pada waktu tertentu berkurang, terutama pada musim kemarau.
Pemanfaatan air tanah untuk irigasi pada umumnya dengan menggunakan
pompa, terutama pada daerah yang mempunyai potensi air tanah yang perlu
dikembangkan.
Penggunaan pompa air dimaksudkan untuk mengalirkan air ke lahan
yang tidak mungkin diairi secara gravitasi. Dengan pemanfaatan pompa,
jumlah air yang tersedia akan lebih banyak sehingga luas areal pertanian yang
dapat ditanami akan bertambah. Selain itu juga ketersediaan air yang lebih
banyak akan memungkinkan jadwal penanaman dapat diatur lebih efisien.
Pemilihan pompa yang sesuai perlu dilakukan untuk memberikan
keuntungan yang optimal dalam suatu usaha pertanian. Fakor utama pemilihan
pompa adalah terdiri dari berapa banyak keperluan irigasi untuk tanaman,
berapa besar debit sumber air (sungai, kolam, sumur), ketersediaan dan biaya
dari jenis pompa dan energi (Kalsim, 2003).
Masalah yang dihadapi dalam melakukan pemilihan pompa untuk
irigasi ini adalah perlu dilakukannya analisa dan perhitungan – perhitungan
matematis dari variabel – variabel yang berasal dari kondisi lahan yang akan
diterapkan sistem irigasi dengan menggunakan pompa. Hal ini tentunya sangat
menyulitkan terutama bagi petani Indonesia yang sebagian besar masih
merupakan petani tradisional dan memiliki pengusahaan lahan yang relatif
kecil. Masalah ini dapat diatasi dengan membangun suatu sistem bantu
komputer dalam bentuk perangkat lunak (software) yang mudah digunakan
dan diaplikasikan. Software ini dapat digunakan untuk melakukan pemilihan
jenis pompa yang sesuai dengan masukan berupa
kondisi lahan, jenis
tanaman, dan beberapa variabel lain yang terkait.
B. TUJUAN
Tujuan penelitian ini adalah membangun sebuah software yang dapat
digunakan untuk menentukan jenis pompa yang sesuai dengan kondisi suatu
lahan usaha pertanian untuk memanfaatkan air tanah sebagai air irigasi
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. IRIGASI
Pengertian irigasi secara umum yaitu pemberian air kepada tanah
dengan maksud untuk memasok lengas tanah esensial bagi pertumbuhan
tanaman (Hansen, et al., 1986). Tujuan umum irigasi kemudian dirinci lebih
lanjut, yaitu
1. Menjamin keberhasilan produksi tanaman dalam menghadapi kekeringan
jangka pendek.
2. Mendinginkan tanah dan atmosfir sehingga sesuai untuk pertumbuhan
tanaman.
3. Mengurangi bahaya kekeringan.
4. Mencuci atau melarutkan garam dalam tanah.
5. Melunakkan lapisan olah dan gumpalan – gumpalan tanah.
6. Menunda pertunasan dengan cara pendinginan lewat evaporasi.
Kebutuhan air tanaman adalah jumlah air yang digunakan tanaman
untuk
dapat
tumbuh
normal
(consumtive
use)
atau
melakukan
evapotranspirasi. Evapotranspirasi tanaman (ETc) merupakan kebutuhan air
tanaman yang dibatasi sebagai kedalaman air yang dibutuhkan untuk
pertumbuhan tanaman yang optimal dalam keadaan bebas penyakit, tumbuh
tanpa stagnasi dari kadar air tanah dan kesuburan serta lingkungan sekitarnya
(Doorenbos dan Pruitt, 1977).
Menurut Dorenbos dan Pruitt (1977) untuk menghitung ETc ada tiga
prosedur yang harus dilakukan :
1. Menentukan pengaruh iklim terhadap kebutuhan air tanaman ditunjukkan
dengan nilai dari evapotranspirasi tanaman acuan (ETo), yang
didefenisikan sebagai rata-rata evapotranspirasi dari permukaan yang luas
dari rumput yang tumbuh seragam dengan ketinggian antara 8 – 15 cm,
tumbuh secara aktif, ternaungi sempurna dan tidak kekurangan air. Nilai
ETo dapat dihitung dengan menggunakan banyak metoda yang berbeda,
beberapa diantaranya adalah metode Blaney-Criddle, metode radiasi,
metode Penman, dan metode panci evaporasi. ETo dihitung menggunakan
rata-rata data iklim harian dari 30 atau 10 harian. ETo dinyatakan dalam
mm/hari dan menunjukkan nilai rata-rata pada suatu periode. Persamaan
untuk menghitung ETo dengan menggunakan metode radiasi adalah
sebagai berikut.
ETo = c(W .Rs ) ………………….………….. (1)
di mana :
ETo
: evapotranspirasi acuan (mm/hari).
Rs
: evaporasi yang setara dengan radiasi matahari (mm/hari).
W
: faktor pembobot berdasarkan suhu dan ketinggian (altitude).
W ditentukan dengan menggunakan tabel pada Lampiran 2.
c
: faktor koreksi berdasarkan kelembaban udara dan kecepatan
angin, dengan menggunakan diagram pada Lampiran 5.
Nilai Rs dihitung dengan menggunakan persamaan berikut.
Rs = (0.25 + 0.50 n/N) Ra ................................ (2)
di mana :
Ra : radiasi luar angkasa yang dinyatakan dalam evaporasi yang setara
dalam mm/hari berdasarkan garis lintang (latitude). Nilai Ra ini
ditentukan dengan menggunakan tabel pada Lampiran 3.
n
: lama penyinaran matahari dalam satu hari (jam).
N : kemungkinan lama penyinaran maksimum dalam sehari berdasarkan
garis lintang (latitude) dalam satuan jam. Ditentukan dengan
menggunakan tabel pada Lampiran 4.
Perhitungan ETo pada Persamaan 1 dilakukan dengan menggunakan
diagram pada Lampiran 5. Nilai c adalah kemiringan dari garis ETo.
2. Menentukan pengaruh dari karakteristik tanaman terhadap kebutuhan air
tanaman ditunjukkan dengan nilai koefisien tanaman (kc) yang memiliki
hubungan dengan ETo sebagai berikut.
ETc = kc x ETo ......................................................(3)
di mana :
ETc : evapotranspirasi tanaman (mm/hari).
kc
: koefisien tanaman. Nilai Kc dapat dilihat pada Lampiran 8.
Nilai kc dinyatakan untuk menunjukkan perbedaan dari tanaman, masa
pertumbuhan, musim pertumbuhan dan kondisi cuaca secara umum. ETc
dinyatakan dalam mm per hari yang merupakan rata-rata dari 30 atau 10
hari periode.
3. Pengaruh kondisi lokal dan kegiatan pertanian terhadap kebutuhan air
tanaman, termasuk pengaruh lokal dari variasi iklim sepanjang waktu,
jarak dan ketinggian, luas lahan, kesedian air tanah, salinitas, metode
irigasi dan metode pengolahan lahan.
Menurut Doorenbos dan Pruitt, 1977, kebutuhan air irigasi bersih bagi
tanaman dapat dihitung dengan menggunakan neraca keseimbangan air.
Persamaannya adalah sebagai berikut.
In = ETc – (Pe + Ge + Wb) ...................................... (4)
di mana :
In
: kebutuhan air irigasi bersih bagi tanaman (mm)
ETc
: evapotranspirasi tanaman (mm)
Pe
: curah hujan (mm)
Ge
: kontribusi air tanah (mm)
Wb
: sisa air tanah pada awal setiap periode pemberian air (mm)
B. KLASIFIKASI TANAH
Istilah tanah (soil) berasal dari kata latin “solum” yang berarti bagian
teratas dari kerak bumi yang dipengaruhi oleh proses pembentukan tanah.
Tanah dapat diartikan sebagai medium berpori yang terdiri dari padatan (solid),
cairan (liquid), dan gas (udara). Fase padatan terdiri dari bahan mineral bahan
organik dan organisme hidup (Kalsim dan Sapei, 1992).
Tanah adalah campuran partikel-partikel yang terdiri dari salah satu atau
seluruh jenis berikut : berangkal (boulders), kerikil (gravel), pasir (sand), lanau
(silt), lempung (clay), dan koloid (colloids) (Bowles, 1989). Tanah pada
umumnya dapat disebut sebagai kerikil (gravel), pasir (sand), lanau (silt), atau
lempung (clay) tergantung pada ukuran partikel yang paling dominan pada
tanah tersebut (Das, 1998).
Sifat fisik tanah terdiri dari terkstur tanah, struktur tanah, kadar air,
permeabilitas tanah, berat jenis tanah, berat isi tanah (bulk density), porositas
(n), angka pori (e), konsistensi tanah, dan potensial air tanah (pF).
Tekstur tanah dapat didefinisikan sebagai penampilan visual suatu tanah
berdasarkan komposisi kualitatif dari ukuran butiran tanah dalam suatu massa
tanah tertentu. Partikel-partikel tanah yang besar dengan beberapa partikel
kecil akan terlihat kasar atau disebut partikel yang bertekstur kasar. Gabungan
partikel yang lebih kecil akan memberikan bahan yang bertekstur sedang, dan
gabungan partikel yang berbutir halus akan menghasilkan tanah yang
bertekstur halus (Bowles, 1989). Untuk menentukan suatu partikel tanah
tergolong ke dalam fraksi pasir, lanau, atau lempung didasarkan kepada ukuran
diameter partikel tanah tersebut. Kelompok partikel ini kemudian disebut
separasi tanah (soil separate). Tanah dengan fraksi pasir yang tinggi memiliki
daya lolos air dan aerasi yang tinggi, sebaliknya tanah dengan fraksi lempung
yang tinggi memiliki kemampuan menahan air yang tinggi (Sumarno, 2003).
Struktur tanah merupakan penggabungan dari sekelompok partikelpartikel primer tanah. Secara garis besar, struktur tanah dapat dibedakan
menjadi stuktur lepas (single grained), massive dan agregat. Struktur tanah
menentukan sifat aerasi, permeabilitas dan kapasitas menahan air serta sifatsifat mekanik dari tanah tersebut (Kalsim dan Sapei, 1992).
Kadar air tanah merupakan petunjuk bagi banyaknya air yang
terkandung di dalam tanah. Untuk menentukan kadar air tanah, dapat
dinyatakan dalam beberapa cara diantaranya melalui perbandingan relatif
terhadap massa padatan tanah, volume padatan tanah, dan terhadap pori tanah.
(Wesley, 1973) menyatakan bahwa kadar air tanah merupakan perbandingan
berat air dengan berat butiran tanah.
Menurut wesley (1973) permeabilitas atau daya rembesan adalah
kemampuan tanah untuk melewatkan air. Air yang dapat melewati tanah
hampir selalu berjalan linear, yaitu jalan atau garis yang ditempuh air
merupakan garis dengan bentuk yang teratur (smooth curve).
Berat jenis (spesific gravity) tanah (Gs) adalah sebagai perbandingan
antara berat volume butiran padat (γs) dengan berat volume air (γw) pada
temperatur 4° C. Berat jenis dari berbagai jenis tanah berkisar antara 2.65 –
2.75. untuk tanah tak berkohesi biasanya nilai berat jenisnya adalah 2.67,
sedangkan untuk tanah kohesif tak organik berkisar antara 2.68 – 2.72
(Hardiyatmo, 1992).
Berat isi tanah didefenisikan sebagai perbandingan antara berat tanah
dengan volume tanah total. Berat isi tanah merupakan salah satu indikator
kepadatan tanah, makin padat suatu tanah, maka nilai berat isi tanah semakin
besar yang mengakibatkan tanah makin sulit untuk melewatkan air atau
ditembus akar tanaman. Hal ini disebabkan oleh ruangan pori yang terdapat di
dalam tanah sedikit dan berupa pori mikro (Hakim, et al., 1986).
Porositas adalah perbandingan antara volume pori dan volume total,
yang dinyatakan sebagai suatu desimal atau persentase (Dunn, et al., 1979)
Angka pori adalah rasio ruang pori terhadap volume bahan padat
(Terzaghi, 1978). Menurut Das (1998) angka pori merupakan perbandingan
antara volume pori dan volume butiran padat.
Istilah konsistensi berhubungan dengan derajat adhesi antara partikel
tanah dan tahanan yang muncul guna melawan gaya yang cenderung berubah
atau meruntuhkan agregat tanah. Konsistensi digambarkan dengan sitilahistilah seperti keras, kaku, rapuh, lengket, plastis, dan lunak (Terzaghi, 1987).
Potensial air tanah (pF) menurun dengan meningkatnya kandungan air
(makin banyak air tanah, makin berkurang energi yang diperlukan untuk
memegang air dalam tanah). Lempung dengan pF diatas 2.0 menggambarkan
kenyataan bahwa tanah lempung kehilangan air secara lebih berangsur-angsur
dibandingkan pasir, yang tentunya berarti bahwa lempung mengikat lebih
banyak air (Herlina 2003).
Dari sudut pemandangan teknis tanah dapat digolongkan sebagai
berikut:
1. Tanah bertekstur kasar terdiri dari batu kerikil (gravel), kerakal
(cobblestone), dan berangkal (boulder). Golongan ini terdiri dari pecahanpecahan batu dengan berbagai ukuran dan bentuk. Batu kerikil biasanya
terdiri dari pecahan-pecahan batu, tetapi kadang-kadang mungkin pula
terdiri dari satu macam zat mineral tertentu, misalnya kwartz atau flint.
Butir-butir pasir hampir selalu terdiri dari satu macam zat mineral, terutama
kwartz. Jenis tanah ini tidak dapat menyimpan air dalam waktu lama karena
memiliki tingkat kohesi yang rendah, sehingga sangat mudah ditembus air.
Kohesi menunjukkan kenyataan bahwa bagian-bagian bahan itu melekat
satu sama lainnya. Batu kerikil dan pasir ini dapat dirinci lagi menjadi
beberapa bagian, karena sifat heterogennya yang bercampur dengan jenis
tanah lain.
a. Batu kerikil memiliki ukuran 2 mm – 80 mm, kerakal memiliki ukuran
antara 80 mm – 200 mm, dan berangkal memiliki ukuran lebih dari 200
mm.
b. Pasir kasar adalah jenis tanah dengan butiran pasir kasar yang memiliki
ukuran antara 0.6 mm – 2 mm. Dalam beberapa hal, mungkin hanya
terdapat butir-butir dari satu ukuran saja, dalam hal ini bahan tersebut
dikatakan seragam. Pada jenis lain mungkin terdapat juga ukuran
butiran-butiran yang mencakup seluruh daerah ukuran, dari ukuran batu
besar sampai ukuran pasir halus, dan dalam hal ini bahan tersebut
dikatakan bergradasi baik.
c. Pasir sedang adalah jenis tanah yang memiliki butiran pasir lebih halus
dibandingkan butiran pasir kasar. Memiliki ukuran antara 0.2 mm – 0.6
mm.
d. Pasir halus berlanau adalah jenis tanah dengan butiran pasir halus yang
juga mengandung lanau. Ukuran butiran pasir yang halus adalah 0.006
mm – 0.2 mm.
2. Lanau adalah bahan yang merupakan peralihan antara lempung dan pasir
halus. Kurang plastis dan lebih mudah ditembus air dari pada lempung dan
memperlihatkan sifat dilatasi yang tidak terdapat pada lempung, namun
lebih lama menyimpan air daripada pasir. Plastis adalah sifat yang
memungkinkan bentuk bahan itu diubah-ubah tanpa perubahan isi atau
tanpa kembali ke bentuk asalnya, dan tanpa terjadi retakan-retakan atau
terpecah-pecah, sedangkan dilatasi menunjukkan gejala perubahan isi
apabila lanau itu dirubah bentuknya. Lanau dapat dirinci menjadi beberapa
bagian.
a. Lanau murni, ukuran butirannya antara 0.002 mm - 0.06 mm.
b. Lanau berlempung adalah jenis tanah dengan butiran lanau yang
mengandung butiran lempung.
c. Lanau berpasir adalah jenis tanah dengan butiran lanau yang
mengandung butiran pasir halus.
3. Lempung terdiri dari butir-butir yang sangat kecil dan menunjukkan sifatsifat plastis dan kohesi yang cukup tinggi. Sulit untuk ditembus air dan
menyimpan air lebih lama daripada lanau dan pasir. Lempung dapat dibagi
menjadi beberapa bagian.
a. Lempung murni, ukuran butiran lempung kurang dari 0.002 mm.
b. Lempung berlanau adalah butiran-butiran lempung yang mengandung
butiran lanau.
c.
Lempung berpasir adalah butiran-butiran lempung yang mengandung
butiran pasir.
Jenis tanah menentukan besarnya nilai total air tanah tersedia atau total
available moisture (TAM). TAM adalah total air tanah yang tersedia yang
besarnya adalah selisih antara kapasitas lapang dan titik layu permanen. Dari
nilai TAM dapat ditentukan besarnya nilai air tanah yang siap digunakan oleh
tanaman atau readly available moisture (RAM), besarnya nilai RAM
ditentukan oleh nilai fraksi dari TAM yang nilainya berbeda-beda pada setiap
tanaman. Tabel 1 menunjukkan nilai-nilai TAM pada setiap jenis tanah, dan
Tabel 2 menunjukkan nilai-nilai fraksi dari TAM pada berbagai jenis tanaman.
Tabel 1. Nilai TAM pada berbagai jenis tanah
NO
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Jenis Tanah
Tekstur kasar (kerikil,kerakal, berangkal)
Pasir kasar
Pasir sedang
Pasir halus berlanau
Lanau
Lanau berlempung
Lanau berpasir
Lempung
Lempung berlanau
Lempung berpasir
Sumber : Doorenbos dan Pruitt, 1977
TAM (mm/m)
20
20
20
50
50
70
30
80
100
60
Tabel 2. Nilai fraksi dari TAM pada berbagai jeni