DRAINASE LAHAN PERTANIAN ASEP SAPEI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN IPB (Asep Sapei, 2017) 1
PENDAHULUAN DEFINISI DRAINASE: TINDAKAN MEMBUANG AIR LEBIH (DI PERMUKAAN TANAH ATAU DI DALAM TANAH/DAERAH PERAKARAN) DARI AREAL PERTANIAN TUJUAN : o MENCIPTAKAN KONDISI YANG OPTIMAL BAGI PERTUMBUHAN TANAMAN o MENGURANGI BIAYA PRODUKSI (Asep Sapei, 2017) 2
KONDISI TANAMAN BILA KELEBIHAN AIR : o o o o o PERAKARAN LEBIH PENDEK, SISTIM PERAKARAN MENEMPATI VOLUME TANAH YANG KECIL DAN KADANG- KADANG AKAR BERKEMBANG KE ARAH ATAS PEMBENTUKAN BULU-BULU AKAR TERHAMBAT LAJU ABSORBSI AIR DAN HARA SERTA LAJU TRANSPIRASI AKAN BERKURANG. DAUN AKAN MEMUCAT (MENGUNING) PROSES REPRODUKTIF TERHAMBAT, BUNGA DAN BUAH MUDA JATUH PREMATURE. KONDISI LAHAN BILA KELEBIHAN AIR : o o AKSES SULIT OPERASI PERALATAN TERHAMBAT (Asep Sapei, 2017) 3
MANFAAT DRAINASE : o o o o o o MEMPERTINGGI AERASI TANAH MEMPERBAIKI STRUKTUR TANAH MEMPERBAIKI KETERSEDIAAN NITROGEN DALAM TANAH MEMBUANG UNSUR MERACUN (TOXIC) MEMUDAHKAN KERJA ALAT DAN MESIN PERTANIAN (WORKABILITY) MEMUDAHKAN AKSES (Asep Sapei, 2017) 4
KERUGIAN DRAINASE : o o o DEKOMPOSISI TANAH GAMBUT (PEAT SOIL) PENURUNAN PERMUKAAN TANAH (LAND SUBSIDENCE) OKSIDASI CAT-CLAY (Asep Sapei, 2017) 5
Manajemen air lahan gambut: - Muka air tanah dangkal - Overdrain dicegah - Saluran tertutup (bersekat, bertingkat, berpintu) - Konservasi kubah gambut dan pantai
RATA-RATA KEDALAMAN PERAKARAN TANAMAN PADA KONDISI LENGAS TANAH OPTIMUM (VAN DE GOOR, 1972) Tanaman bawang, kubis, kacang-kacangan kentang, terong cabe kelapa, sawit jagung,tebu, melon, jeruk kapas Kedalaman (cm) 30-60 60 60-90 60-120 150-180 120 (Asep Sapei, 2017) 7
TENTATIF KEDALAMAN AIR-TANAH OPTIMUM Jenis Tanaman Berpasir (sandy) Tekstur Tanah Lempung/deb u (loam/silt) Liat (clay) Rumput-rumputan 0,5 0,6 0,7 Biji-bijian, tebu 0,6 0,7 0,8 Tanaman berumbi, seratseratan, minyak biji, sayuran 0,8 0,9 1,0 Buah-buahan (pohon) 1,0 1,2 1,4 Lahan yang diberakan untuk sementara dengan kenaikan kapiler dari airtanah yang salin 1,2 1,5 1,3 (Asep Sapei, 2017) 8
PRODUKSI JAGUNG (KG/HA) DALAM KAITANNYA DENGAN KONDISI DRAINASE DAN PEMUPUKAN NITROGEN (SUMBER: SHALHEVET DAN ZWERMAN, 1962) Pemupukan Kondisi Drainase Baik Sedang Buruk NO - 3 2.800 2.036 1.190 NH + 4 3.320 1.895 591 Tanpa 2.843 931 249 (Asep Sapei, 2017) 9
AIR LEBIH BERASAL DARI : HUJAN AIR IRIGASI REMBESAN LIMPASAN DLL (Asep Sapei, 2017) 10
SISTEM DRAINASE : 1) DRAINASE PERMUKAAN TINDAKAN MEMBUANG AIR GENANGAN DARI AREAL PERTANIAN 2) DRAINASE BAWAH PERMUKAAN TINDAKAN MENURUNKAN MUKA AIR TANAH PADA AREAL PERTANIAN (Asep Sapei, 2017) 11
DRAINASE PERMUKAAN (Asep Sapei, 2017) 12
JUMLAH AIR YANG DIBUANG KOEFISIEN/MODULUS DRAINASE : AIR YANG DIBUANG DARI SATU UNIT LAHAN DALAM WAKTU 24 JAM DEBIT PUNCAK: DEBIT MAKSIMUM DARI ALIRAN PERMUKAAN (RUN OFF) (Asep Sapei, 2017) 13
DEBIT PUNCAK 1) METODE RASIONAL: Q = 0.0028CIA Q : debit puncak (m3/det) I : intensitas hujan selama waktu konsentrasi (tc) (mm/jam) C : koefisien limpasan A : luas DAS (Ha) Tc 0. 0195L S 0. 77 0. 385 waktu konsentrasi : (Kirpich, 1940) (Asep Sapei, 2017) 14
Koefisien C Lereng (%) HUTAN 0-5 5-10 10 30 Padang Rumput 0-5 5-10 10 20 Lahan Pertanian (Arable land) 0-5 5-10 10 20 Lempung berpasir (sandy loam) 0.10 0.25 0.30 0.10 0.15 0.20 0.30 0.40 0.50 Schwab, Frevert and Barnes (1966) Liat dan debu berlempung (clay and silt loam) 0.30 0.35 0.50 0.30 0.35 0.40 0.50 0.60 0.70 Liat berat (tight clay) 0.40 0.50 0.60 0.40 0.55 0.60 0.60 0.70 0.80 (Asep Sapei, 2017) 15
2) METODE Soil Conservation Service Method q 0.0021QA/ T P Q S c T P D / 2 0.6T D / 2 T I I 0.2S 0.8S 25400 / N 254 2 L q : debit puncak, m 3 /s Q : kedalaman limpasan, mm A : luas DAS, ha T P : time to peak, jam D : lama hujan, jam T c : waktu konsentrasi, jam TL : time of lag : mean travel time, jam I : intensitas hujan, mm S : maximum potensi perbedaan hujan dgn limpasan, mm (Asep Sapei, 2017) 16
SALURAN/PARIT DRAINASE 1. Paliran (surface field drain; saluran/parit kuarter) Berfungsi mengalirkan air yang berada di permukaan tanah. Dalam keadaan tertentu berfungsi menurunkan permukaan air tanah. Dibedakan: o Guludan (Asep Sapei, 2017) 17
o Paliran dapat disebrangi (Asep Sapei, 2017) 18
o Paliran tidak dapat disebrangi (Asep Sapei, 2017) 19
2. Drainase lapangan (lateral field drains; saluran/parit tersier) Berfungsi mengumpulkan air dari paliran dan mengalirkannya ke drainase pengumpul. 3. Drainase pengumpul (collection drains; saluran/parit sekunder) Berfungsi mengumpulkan air dari suatu areal tertentu (drainase lapangan) dan mengalirkannya ke pembuangan. 4. Drainase pembuangan (outlet drains; parit primer) Berfungsi mengumpulkan air dari drainase pengumpul dan mengalirkannya ke tempat lain (Asep Sapei, 2017) 20
TATA LETAK (LAY OUT) SALURAN 1. ACAK (RANDOM) (Asep Sapei, 2017) 21
2. TULANG IKAN (HERRINGBONE) (Asep Sapei, 2017) 22
3. PARALEL (Asep Sapei, 2017) 23
GEOMETRI SALURAN UMUMNYA BERBENTUK TRAPESIUM Bentuk lain: Segitiga, parabola (Asep Sapei, 2017) 24
DIMENSI SALURAN Berdasarkan jumlah air yang akan dibuang o Debit puncak o Modulus drainase Periode ulang hujan : 10 tahunan Dihitung menggunakan rumus Manning v 1 n R 2 / 3 S 1/ 2 v: kecepatan aliran, m/det n: kekasaran Manning R: Jari-jari hidrolik, m S: kemiringan saluran, m/m Debit saluran : q = a v a: luas penampang, m 2 (Asep Sapei, 2017) 25
Kemiringan talud: (Asep Sapei, 2017) 26
Lebar dasar o 2d b 2 z ( z 1) 1/ 2 b : lebar dasar, m d : kedalaman aliran, m z : kemiringan talud (horizontal/vertical) o Lebar dasar minimum : 1.2 m Kedalaman saluran o Ditambah jagaan (freeboard) sebesar 20 % dari total kedalaman (Asep Sapei, 2017) 27
Kecepatan aliran o Kecepatan aliran maksimum tidak erosive o Kecepatan minimum tidak mengendap : 0.5 1.0 m/det (Asep Sapei, 2017) 28
DRAINASE BAWAH PERMUKAAN (HOOGHOUDT, 1940) K a : konduktivitas hidrolik lapisan tanah di atas level drainase (m/hari) K b :konduktivitas hidrolik di bawah level drainase (m/hari) (Asep Sapei, 2017) 29
Drainage potensial gradient Permukaan tanah Muka air laut Muka air di saluran potential gradient min. 20 cm/km
Layout saluran (Asep Sapei, 2017) 31
PINTU AIR a. Pintu Sorong terbuat dari plat besi/kayu/fiber, bergerak vertikal dan dioperasikan secara manual. Fungsi: : (1) menghindari banjir yang datang dari luar, (2) mencegah intrusi air asin, dan (3) menahan air di saluran pada saat kemarau panjang. Debit (m 3 /det): b : lebar pintu, m H : head di hulu, m
b. Pintu Klep dari kayu atau fiber dengan engsel pada bagian atas. Pintu ini dapat membuka dan menutup secara otomatis akibat perbedaan tinggi muka air. Fungsi pintu klep adalah menahan aliran air waktu pasang dan membuang air waktu surut (aliran satu arah) atau sebaliknya.
c. Pintu Skot Balok balok kayu yang dapat dipasang pada alur pintu/sponeng bangunan. berfungsi untuk mengatur muka air saluran pada ketinggian tertentu.
d. Tabat sisir (RAPP)
Pemasangan pintu air
PENCEGAH LIMPASAN SUNGAI Tanggul (Levee) Merupakan bangunan untuk melindungi suatu kawasan dari banjir Dibangun parallel dgn sisi sungai Asep Sapei (2011) 37
Penampang tanggul Hd : tinggi tanggul rencana H : tinggi muka air rencana Hf : tinggi jagaan (freeboard) Hs : kemungkinan penurunan (settlement) Asep Sapei (2011) 38