Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja sprinkler - Pada pembahasan materi Agro, Irigasi dan Drainase kali ini akan membahas mengenai analisis faktor yang dapat mempengaruhi kinerja dari sprinkler dalam pengoperasiannya, yang meliputi angin, set time dan kebutuhan air dari tanaman itu sendiri, untuk lebih jelasnya lagi mengenai hal-hal yang memberi pengaruh sprinkler dalam bekerja, dapat sobat simak dalam penjelasan singkat berikut ini!
Tidak mungkin untuk merubah laju aplikasi karena sudah tetap sesuai dengan tipe sprinkler, sistem pipa, dan pompa yang dipasang. Setiap usaha untuk merubah laju aplikasi penyiraman dengan cara merubah tekanan kerja akan menghasilkan sebaran air yang jelek .
Contoh
Suatu sistem sprinkler digunakan pada laju aplikasi 10 mm/jam mengairi suatu areal lapangan sejumlah 90 mm. Berapa set time?
Set time = air irigasi yang diperlukan : Laju aplikasi = 90: 10 = 9 jam
Jika air irigasi yang diperlukan hanya 60 mm pada awal musim, maka set time menjadi 60/10 = 6 jam.
Total air tanah tersedia bagi tanaman merupakan jumlah dari air tanah tersedia pada semua lapisan tanah tempat pertumbuhan akar. Kedalaman akar dari bebera-pa jenis tanaman disajikan pada Tabel.
Kedalaman maksimum air irigasi (mm) yang diberikan pada setiap kali irigasi (dx) dapat dihitung dengan persamaan rumus:
dimana
Wa = air tanah tersedia (mm/m)
Z = kedalaman perakaran (m).
Interval waktu antara dua pemberian air irigasi yang berturutan (f, hari) adalah:
Dimana:
Dn = kedalaman air irigasi bersih per irigasi (mm),
Ud = kebutuhan air tanaman pada puncak kebutuhan atau evapotranspirasi
(mm/hari).
Laju pemberian air dengan sprinkler dipengaruhi oleh laju infiltrasi. Laju pemberian air maksimum (l) dihitung dengan persamaan :
dimana
Q = debit curahan sprinkler (l/det),
Se = spasing sepanjang lateral (m), dan
Sl spasing antar lateral (m).
Untuk beberapa jenis tanah, laju pemberian maksimum disajikan pada Tabel 8.21, sedangkan laju minimum yang disarankan adalah 3 mm/jam. Lama pemberian air (T, jam) sebaiknya tidak melebihi dari 90% waktu yang tersedia dalam satu hari (24 jam) dan dihitung dengan rumus:
dimana
d = kedalaman air total yang diberikan (mm), dan
I = laju pemberian (mm/jam)
Interval pemberian air dihitung dengan rumus :
dimana
d x = kedalaman air irigasi yang diberikan (mm), dan
U = laju penggunaan air (mm/hari)
Berikut ini disajikan beberapa persamaan yang digunakan dalam desain :
dimana :
Dx = kedalaman bersih air irigasi maksimum (mm) = RAW
MAD = fraksi kandungan air tanah tersedia = faktor p
Wa = kapasitas tanah menahan air (mm/m) = TAW
Z = kedalaman perakaran efektif (mm) = DR
f’ = interval irigasi (hari)
Dn = kedalaman bersih air irigasi (mm)
Ud = laju konsumtif penggunaan air maksimum bu-lanan/SKA (mm/hari)
D = kedalaman air irigasi (mm)
Ea = efisiensi aplikasi (%)
Nilai dn yang dipilih seharusnya sama atau lebih kecil dari nilai dx. Apabila nilai dn digantikan dengan nilai dx, maka akan memberikan nilai interval irigasi maksimum, fx. Dalam rancangan desain irigasi sprinkler, diameter curahan nozel mempengaruhi nilai laju penyiraman dan penentuan jarak nozel pada dan antar lateral, serta menentukan luas lahan yang dapat terairi.
Diameter curahan air yang disemprotkan nozel dan akibat rotasi nozel ditentukan dengan persamaan berikut:
Dimana :
R = radius curahan air (m)
D = diameter lubang nozel (mm)
Laju penyiraman adalah laju jatuhnya air ke permukaan tanah yang disemprotkan dari lubang nozel. Besarnya laju penyiraman dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
dimana :
I = laju penyiraman rata-rata (mm/jam)
K = faktor konversi sebesar 60
Q = debit sprinkler (l/menit)
Se = jarak sprinkler dalam lateral (m)
Sl = jarak antar lateral (m)
Waktu pemberian air irigasi adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan penyiraman air irigasi sesuai dengan kedalaman air irigasi yang ditentukan. Untuk tingkat keamanan yang masih memungkinkan, waktu aplikasi sebaiknya tidak melebihi 90% dari total waktu potensial 24 jam yaitu sekitar 21,6 jam per hari. Waktu aplikasi/pemberian air irigasi dihitung dengan persamaan berikut:
dimana :
T app = waktu aplikasi/pemberian air irigasi (jam)
AGD = kedalaman kotor air irigasi (mm) = d
I = laju penyiraman rata-rata (mm/jam)
Kebutuhan kapasitas sistem irigasi sprinkler bergantung pada luas areal yang diirigasi, kedalaman air irigasi yang diberikan, dan lama waktu pemberian air per irigasi. Besarnya kapasitas dapat dihitung dengan persamaan berikut:
dimana :
Qs = kapasitas/debit sistem (l/detik)
K = konstanta sebesar 2,78
A = luas areal/blok irigasi (Ha)
D = kedalaman kotor air irigasi (mm)
F = perioda operasi per irigasi atau selang interval irigasi (hari)
T = rata-rata lama operasi irigasi (jam/hari)
Bila kapasitas sistem yang diperoleh lebih besar dari debit yang tersedia, maka perlu dilakukan beberapa hal, yaitu (1) pengurangan luas areal, (2) pengurangan banyaknya hari libur irigasi atau (3) penambahan jam operasi irigasi per hari. Jumlah nozel yang digunakan dapat ditentukan berdasarkan keadaan areal dengan menggunakan persamaan berikut:
dimana :
Nn = jumlah nozel
Qs = kapasitas/debit sistem (l/detik)
Qa = debit nozel rata-rata (l/ detik)
Sekian pembahasan materi mengenai Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja sprinkler dan juga rumus untuk menghitung kapasitas dan debit, semoga dapat membantu sobat dalam proses belajar.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja sprinkler
Angin
Angin akan mempengaruhi pola sebaran air seperti terlihat pada gambar. Untuk mengurangi pengaruh angin jarak spasi harus diperkecil. Sebagai pegangan dapat digunakan Tabel. Untuk mengurangi dampak angin biasanya lateral dikurangi. |
| Pengaruh angin pada kinerja sprinkler |
Tabel Pengaruh kecepatan angin terhadap Jangkauan sprinkler
| Kecepatan Angin (m/detik) |
Diameter Basah | ||
|---|---|---|---|
| 32 | 37 | 42 | |
| Jangkauan Sprinkler (m) | |||
| Tidak ada angin | 21 | 24 | 27 |
| 0-2.5 | 18 | 21 | 24 |
| 2.5-5.0 | 15 | 18 | 21 |
| >5.0 | 9 | 12 | 12 |
Tabel Hubungan antara jarak nozel dan kecepatan angin
| Kecepatan Angin (km/jam) |
Jarak nozel dalam persen diameter curahan air | |
|---|---|---|
| Pada Lateral | Pipa Utama | |
| <6 | 50 | 65 |
| 6 | 45 | 60 |
| 7-12 | 40 | 50 |
| 13 | 30 | 30 |
Set time
Istilah set adalah salah satu istilah yang sering digunakan dalam irigasi sprinkler. Kata tersebut merujuk pada suatu areal lahan yang diari oleh sebuah atau sekumpulan sprinkler. Set time adalah waktu yang digunakan sprinkler tersebut untuk menyelesaikan penyiraman atau pemberian sejumlah air pada satu posisi. Set time tergantung pada laju aplikasi dan jumlah air irigasi yang diperlukan. Sekali suatu sistem irigasi sprinkler dibangun, perubahan jumlah air yang diperlukan hanya dapat diatur dengan merubah set time.Tidak mungkin untuk merubah laju aplikasi karena sudah tetap sesuai dengan tipe sprinkler, sistem pipa, dan pompa yang dipasang. Setiap usaha untuk merubah laju aplikasi penyiraman dengan cara merubah tekanan kerja akan menghasilkan sebaran air yang jelek .
Contoh
Suatu sistem sprinkler digunakan pada laju aplikasi 10 mm/jam mengairi suatu areal lapangan sejumlah 90 mm. Berapa set time?
Set time = air irigasi yang diperlukan : Laju aplikasi = 90: 10 = 9 jam
Jika air irigasi yang diperlukan hanya 60 mm pada awal musim, maka set time menjadi 60/10 = 6 jam.
Kebutuhan Air
Banyaknya air irigasi yang diberikan ditentukan berdasarkan kapasitas tanah menahan air yang menunjukkan jumlah air tanah tersedia serta penyerapan air oleh tanaman. Jumlah air tanah tersedia merupakan selisih antara kapasitas lapang dengan titik layu permanen dan masing-masing berbeda untuk setiap jenis tanah. Akan tetapi, air irigasi harus segera diberikan sebelum kadar air tanah mencapai titik layu permanen, yang disebut dengan kekurangan air yang diperbolehkan. |
| Tabel Jumlah air tanah tersedia |
Total air tanah tersedia bagi tanaman merupakan jumlah dari air tanah tersedia pada semua lapisan tanah tempat pertumbuhan akar. Kedalaman akar dari bebera-pa jenis tanaman disajikan pada Tabel.
 |
| Tabel Defisit air yang diperbolehkan |
Kedalaman maksimum air irigasi (mm) yang diberikan pada setiap kali irigasi (dx) dapat dihitung dengan persamaan rumus:
Wa = air tanah tersedia (mm/m)
Z = kedalaman perakaran (m).
Interval waktu antara dua pemberian air irigasi yang berturutan (f, hari) adalah:
Dn = kedalaman air irigasi bersih per irigasi (mm),
Ud = kebutuhan air tanaman pada puncak kebutuhan atau evapotranspirasi
(mm/hari).
Interval, laju dan lama penyiraman
Dalam konsep desain perlu dilakukan penentuan kedalaman pemberian air irigasi dan interval irigasi yang akan diterapkan pada setiap blok irigasi. Penentuan kedalaman pemberian air irigasi digunakan untuk menentukan banyaknya air irigasi yang harus diberikan, sedangkan interval irigasi adalah waktu pemberian air irigasi yang terpendek.Laju pemberian air dengan sprinkler dipengaruhi oleh laju infiltrasi. Laju pemberian air maksimum (l) dihitung dengan persamaan :
Q = debit curahan sprinkler (l/det),
Se = spasing sepanjang lateral (m), dan
Sl spasing antar lateral (m).
Untuk beberapa jenis tanah, laju pemberian maksimum disajikan pada Tabel 8.21, sedangkan laju minimum yang disarankan adalah 3 mm/jam. Lama pemberian air (T, jam) sebaiknya tidak melebihi dari 90% waktu yang tersedia dalam satu hari (24 jam) dan dihitung dengan rumus:
d = kedalaman air total yang diberikan (mm), dan
I = laju pemberian (mm/jam)
Interval pemberian air dihitung dengan rumus :
d x = kedalaman air irigasi yang diberikan (mm), dan
U = laju penggunaan air (mm/hari)
Tabel Laju pemberian air maksimum dengan sprinkler
Berikut ini disajikan beberapa persamaan yang digunakan dalam desain :
Dx = kedalaman bersih air irigasi maksimum (mm) = RAW
MAD = fraksi kandungan air tanah tersedia = faktor p
Wa = kapasitas tanah menahan air (mm/m) = TAW
Z = kedalaman perakaran efektif (mm) = DR
f’ = interval irigasi (hari)
Dn = kedalaman bersih air irigasi (mm)
Ud = laju konsumtif penggunaan air maksimum bu-lanan/SKA (mm/hari)
D = kedalaman air irigasi (mm)
Ea = efisiensi aplikasi (%)
Nilai dn yang dipilih seharusnya sama atau lebih kecil dari nilai dx. Apabila nilai dn digantikan dengan nilai dx, maka akan memberikan nilai interval irigasi maksimum, fx. Dalam rancangan desain irigasi sprinkler, diameter curahan nozel mempengaruhi nilai laju penyiraman dan penentuan jarak nozel pada dan antar lateral, serta menentukan luas lahan yang dapat terairi.
Diameter curahan air yang disemprotkan nozel dan akibat rotasi nozel ditentukan dengan persamaan berikut:
R = radius curahan air (m)
D = diameter lubang nozel (mm)
Laju penyiraman adalah laju jatuhnya air ke permukaan tanah yang disemprotkan dari lubang nozel. Besarnya laju penyiraman dapat dihitung dengan menggunakan persamaan berikut :
I = laju penyiraman rata-rata (mm/jam)
K = faktor konversi sebesar 60
Q = debit sprinkler (l/menit)
Se = jarak sprinkler dalam lateral (m)
Sl = jarak antar lateral (m)
Waktu pemberian air irigasi adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan penyiraman air irigasi sesuai dengan kedalaman air irigasi yang ditentukan. Untuk tingkat keamanan yang masih memungkinkan, waktu aplikasi sebaiknya tidak melebihi 90% dari total waktu potensial 24 jam yaitu sekitar 21,6 jam per hari. Waktu aplikasi/pemberian air irigasi dihitung dengan persamaan berikut:
T app = waktu aplikasi/pemberian air irigasi (jam)
AGD = kedalaman kotor air irigasi (mm) = d
I = laju penyiraman rata-rata (mm/jam)
Kebutuhan kapasitas sistem irigasi sprinkler bergantung pada luas areal yang diirigasi, kedalaman air irigasi yang diberikan, dan lama waktu pemberian air per irigasi. Besarnya kapasitas dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Qs = kapasitas/debit sistem (l/detik)
K = konstanta sebesar 2,78
A = luas areal/blok irigasi (Ha)
D = kedalaman kotor air irigasi (mm)
F = perioda operasi per irigasi atau selang interval irigasi (hari)
T = rata-rata lama operasi irigasi (jam/hari)
Bila kapasitas sistem yang diperoleh lebih besar dari debit yang tersedia, maka perlu dilakukan beberapa hal, yaitu (1) pengurangan luas areal, (2) pengurangan banyaknya hari libur irigasi atau (3) penambahan jam operasi irigasi per hari. Jumlah nozel yang digunakan dapat ditentukan berdasarkan keadaan areal dengan menggunakan persamaan berikut:
Nn = jumlah nozel
Qs = kapasitas/debit sistem (l/detik)
Qa = debit nozel rata-rata (l/ detik)
Sekian pembahasan materi mengenai Faktor-faktor yang mempengaruhi kinerja sprinkler dan juga rumus untuk menghitung kapasitas dan debit, semoga dapat membantu sobat dalam proses belajar.
