HIDROLOGI / IRIGASI

HIDROLOGI / IRIGASI

Pendahuluan

Irigasi adalah bagian dari ilmu pengetahuan Hydrology atau ilmu pengetahuan mengenai keairan. Namun pengetahuan mengenai irigasi lebih terarah pada ilmu keairan yang sifatnya terapan atau aplikatif.
Irigasi adalah ilmu pengetahuan yang mempelajari proses pemberian/pengaliran air untuk kebutuhan pertumbuhan yang optimal. Fasilitas pengadaan air irigasi bertujuan untuk memenuhi kebutuhan air bagi pertumbuhan tanaman, karena keterbatasan curah hujan dan atau keterbatasan tanah menampung dan menyediakan air. Keterbatasan iklim dalam hal ini curah hujan dan keterbatasan tanah menampung dan menyediakan air, berarti membatasi pula pertumbuhan produksi tanaman.
Untuk mencapai pertumbuhan dan produksi tanam yang optimal mutlak membutuhkan jumlah air yang optimal pula. Kebutuhan optimal hanya dicapai melalui penambahan air sampai mencapai kebutuhan optimal dimana setiap jenis tanah dan setiap jenis tanaman berbeda satu dengan yang lainnya. Untuk itu tanpa adanya fasilitas irigasi yang dapat memenuhi kebutuhan air yang optimal, jangan diharapkan akan mendapatkan pertumbuhan dan produksi yang optimal.
Kekurangan atau kelebihan air, keduanya sama jeleknya terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman. Untuk itu fasilitas irigasi dapat befungsi ganda yakni untuk menambah air bila kekurangan air dan membuang air bila terjadi kelebihan air karena hujan. Karena itu saluran irigasi harus dapat berfungsi mengantar / mengalirkan air dan dapat pula berfungsi drainase atau membuang air kelebihan. Termasuk untuk padi, tanaman padi sawah membutuhkan genangan air tetapi terbatas 2,5 cm sampai 5 cm. Jika genangan air berlebihan lebih dari 5 cm, dapat menekan jumlah anakan atau dapat ,mematikan tanaman karena buruknya akar tanaman.Tanaman padi bukan tanaman air, tetapi toleran terhadap kelebihan air ( tidak mempunyai akar nafas seperti tanaman bakau ). Tanaman bakau atau tanaman teratai termasuk tanaman air karena memang habitatnya atau karena mempunyai akar nafas yang bisa mencul di permukaan air untuk bernafas. Berbeda dengan jenis tanaman kangkung yang bisa hidup pada dua habitat yang kontradiktif yakni bisa tergenang dan bisa kering.
Untuk itu pengadaan air irigasi tidak terbatas untuk pertanaman padi sawah saja, tetapi untuk seluruh jenis tanaman yang dibudidayakan, bila faktor ketersediaan air menjadi pembatas utama, dalam hal ini karena iklim dan sifat curah hujan serta kemapuan tanah.

I. Fungsi Air Bagi Pertumbuhan dan Produksi Tanaman
1. Air dibutuhkan untuk proses fotosintesis, yakni :
cahaya
6 H2O + 6 CO2 C6H12O6 + 6O2 + Energi
energi
2. Transpirasi
3. Pelarut unsur hara dalam tanah, agar unsur hara dapat tersedia dan diserap oleh akar tanaman
4. Penetral suhu tanah
5. Untuk pengisian cairan cel (Protoplasma)
6. Proses metabolisme tanaman (Karbohydrat, protein, enzym, dsb )
7. Unuk mempermudah pengolahan tanah, mengatur waktu pengolahan tanah dan menciptakan strukur olahan tanah yang optimal.
8. Untuk pembentukan struktur tanah yang lemah( proses basah dan kering tanah )
9. Untuk proses dekomposisi, yang dibutuhkan mikroorganisme
10. Secara tidak langsung, air irigasi dapat berfungsi mencuci debu (kotoran yang ada pada daun untuk mengoptimalkan proses fotosintesis.

Berdasarkan fungsi dan peranan air (termasuk air irigasi) dapat disadari bahwa kebutuhan air tidak haya terbatas untuk diserap oleh tanaman saja tetapi lebih luas, seperti mengatur suhu tanah, mempermudah pengolahan tanah, kebutuhan mikroorganisme serta untuk mencuci debu dan kotoran yang melekat pada daun. Pada waktu musim kemarau/kering umumnya debu dari tanah berterbangan terlebih bila diolah, debu dan kotoran yang menutupi permukaan daun tentunya akan membatasi klorofil tanman berfotosintesis demikian pula untuk transpirasi. Selain itu debu/kotoran yang ada dapat menjadi media bagi beberapa jenis penyakit tanaman tanpa disadari. Untuk itu fungsi dan peranan air sangat diperlukan bagi tanaman yang dibudidayakan agar pertumbuhan dan produksi optimal tanaman dapat dicapai.

II. Fasilitas Pengadaan Air Irigasi
Tambahan air irigasi bagi orang ekonomi (Sosek), menilai bahwa tambahan air itu adalah input produksi. Sebagai input produksi maka keuntungan yang sesungguhnya diperoleh itu dibayar dengan modal harga yang mahal. Memang secara ekonomi pengadaan fasilitas irigasi termasuk padat modal, namun modal yang besar ini hanya diinvestasi sebagai modal tetap yang dikeluarkan hanya satu kali. Selain itu diperlukan pula biaya pemeliharaan yang tinggi.
Sebagai contoh : 1 ha padi sawah dengan hasil gabah kering giling sebesar 5 ton = 5000kg.
Air yang diperlukan : tinggi air rata-rata di sawah 2,5 cm/hari
Umur padi 100 – 120 hari ------250 cm/musim
Volume air yang dibutuhkan = 10000 m2 x 25 m
250000 m3
250.000.000 l
Jika produksi 1 ha = 5 ton gabah kering giling = 5000 kg
Berarti untuk mendapatkan 1 kg gabah diperlukan air sebanyak

= 250.000.000 l = 50.000 liter air
5000 = 50 m3 = 5 tangki air

Bila harga air 1 Rp per liter air berarti input biaya produksi padi dari harga air, harusnya 1kg gabah = Rp 50.000,-. Untuk itu bila air irigasi dibeli oleh petani maka harga jual beras harus lebih besar dari Rp 50.000,- per Kg. Karena itu pengadaan fasilitas dan air irigasi itu terhitung tinggi walaupun termasuk modal tetap. Untuk itu bila diharapkan pengadaan air irigasi dibebankan pada petani, tentu tidak ada irigasi. Karena itu modal investasi pengadaan fasilitas irigasi, harus dimodali oleh pemerintah, termasuk biaya subsidi, namun pengembaliannya dalam bentuk pajak, yaitu pajak penggunaan air.
Untuk pembangunan fasilitas irigasi membutuhkan ;
- Perencanaan yang teliti0
- Biaya investasi yang tinggi, pengembalian modal yang lama
- Waktu pembuatan yang lama
- Pemeliharaan
III. Perencanaan Pembangunan Fasilitas Irigasi
Untuk rencana pembangunan fasilitas irigasi, yang diteliti adalah :
1. Kapasitas sumber air sebagai bahan baku sumber air irigasi;
2. Luas lahan yang direncanakan untuk diairi,
3. Jenis tanaman yang akan diairi,
4. Jarak antara sumber air dengan areal yang akan diairi;
5. Keadaan topografi dan lere0ng (peta topografi);
6. Sifat tanah dimana sistim saluran diletakkan dan sifat tanah tempat yang akan diairi;
7. Data iklim, semakin lama semakin lebih baik.

1. Sumber air irigasi dan kapasitasnya.
Untuk pembangunan fasilitas irigasi yang sifatnya padat modal (sangat mahal) perlu dikaji berahun-tahun mengenai kapasitasnya yang dijadikan sumber air meliputi;
a. Sumber air permukaan, yakni :
- Sungai (air terjun)
- Danau
- Rawa


b. Sumber air tertutup (dalam tanah )
- Air tanah dangkal
- Air tanah dalam (Lapisan Aquater )
Jika sumber air dari sungai, maka selama beberapa tahun harus diteliti mengenai kapasitas aliran air sungai, meliputi :
- Debit air sungai sepanjang tahun terutama untuk mendapatkan gambaran debit maksimum dan debit minimum;
- Fluktuasi debit air yang terjadi pada musim kemarau dan musim hujan;
- Keadaan vegetasi daerah hulu sungai yang menjadi daerah tangkapan air hujan;
- Keadaan topografi daerah tangkapan air, termasuk lereng;
- Keadaan tanah, yang berkaitan dengan besarnya sedimentasi dalam hal ini kejadian erosi, longsor serta kualitas air.
Jika sumber air irigasi adalah sungai, karena air sungai terus mengalir maka perlu diamati :
1. Perlu tidaknya dam ( bendungan ) atau cukup cek dam saja;
2. Di mana ditempatkan
3. Perlu tidaknya sungai di tanggul
4. Besarnya sedimentasi/pendangkalan waduk
5. Umur pakai dam
6. Berapa besar (volume air) harus ditampung dalam waduk kapasitas waduk.

Demikian pula kapasitas sumber air irigasi lainnya perlu diketahui termasuk kualitas air terutama air rawa ? dan air tanah sesuai kebutuhan persyaratan untuk air irigasi, terutama kadar garam yang dikandungnya ataupun unsur-unsur lain yang dinilai tidak sesuai untuk air irigasi.

2. Luas lahan yang diairi.
Data mengenai luas lahan yang tersedia untuk diairi perlu diketahui agar disesuaikan dengan debit air (volum waduk yang ada). Jika luas areal yang akan diairi terbatas, maka tentunya dikaitkan dengan kapasitas bendungan yang dibuat. Karena itu luas lahan yang tersedia untuk diairi terbatas mungkin tidak perlu dibuatkan dam (bendungan) atau cukup cek dam saja.


Bangunan pembuangan


Sungai



Dam (waduk/bendungan)

Saluran in take
(Pengambilan air)







Sungai y1 y2



Cek dam
Hanya menghambat aliran debi sungai
Saluran
In take0




Gambar : Dam dan Cek Dam

3. Jenis Tanaman yang Diairi
Sampai saat ini fasilitas air irigasi umumnya hanya didasarkan pada jenis tanaman padi sawah saja, namun sesungguhnya air irigasi diperuntukkan untuk semua jenis tanaman. Apa perlunya diketahui jenis tanaman untuk pembangunan fasilitas air0 irigasi terkait dengan kapasitas air irigasi yang tersedia dan kapasitas saluran pengaliran yang terkait dengan jumlah volume/debit air yang diperlukan jenis tanaman yang diusahakan. Karena pihak PU. Pengairan yang merencanakan dan mendesain pembangunan fasilitas irigasi, telah ditetapkan bahwa besarnya air yang dialirkan (debit air) untuk 1 ha sawah sebesar 1 liter/detik = 1 dm3/detik per ha. sawah.
Perhitungan PU. Pengairan yang menetapkan 1 l /dtk per ha. sawah secara umum, tidak tahu apa dasarnya, yang jelas pada kenyataannya setiap fasilitas yang dibangun selalu defisit air. Seharusnya untuk merencanakan fasilitas air irigasi pihak PU. Pengairan mengikutkan orang pertanian yang ahli dalam masalah irigasi.
Kebutuhan air irigasi bagi tanaman tidak hanya yang dikonsumsi langsung oleh tanaman tetapi termasuk jumlah air yang hilang dari tanah karena perkolasi dan peresapan (seepage) termasuk jumlah air yang hilang sepanjang dan selama perjalanan yakni pada saluran, hal ini tidak pernah diperhitungkan. Karena itu kebutuhan air irigasi dapat meliputi :
1. Kebutuhan air untuk pengolahan tanah. Air irigasi diperlukan untuk mengatur waktu pengolahan yang tepat agar selain lebih efisien tenaga diperlukan juga untuk mendapatkan hasil olahan tanah yang optimal
2. Kebutuhan air yang digunakan untuk konsumsi tanaman, termasuk di pembibitan, kalau padi dipesemaian. Konsumsi air oleh tanaman dinyatakan dalam bentuk air yang ditranspirasikan oleh tanaman ditambah air yang dievaporasikan melalui pemupukan tanah. Sesungguhnya air yang dikonsumsi oleh tanaman meliputi jumlah air yang ditranspirasikan dan jumlah air yang digunakan untuk metabolisme tanaman seperti untuk fotosintesis pembentukan protoplasma, hanya sulitnya dihitung secara rinci maka disimpulkan bahwa air konsumsi tanaman cukup dihitung dari jumlah air yang ditranspirasikan ditambah jumlah air yang dievaporasikan. Setiap jenis tanaman berbeda jumlah air yang dikonsumsi, dan setiap fase pertumbuhan tanaman juga berbeda jumlah air yang dikonsumsi.
Faktor tanaman yang membedakan kebutuhan airnya adalah :
a. Luas permukaan tanaman, utamanya luas permukaan daun yang berkaitan dengan total jumlah stomata;
b. Jumlah stomata;
c. Fase-fase pertumbuhan tanaman (umur tanaman)
d. Daya serap adaptasi/toleransi tanaman terhadap keterbatasan dan kelebihan air seperti :
- Adanya lapisan lilin;
- Adanya bulu-bulu daun;
- Menggulungnya daun;
- Sistim dan luas penyebaran akar;
- Menggugurkan daun (desidous)

4. Jarak Antara Sumber Air dan Areal yang Akan Diairi.
Dalam perencanaan pembangunan fasilitas irigasi, jarak antara sumber air dengan areal/lahan yang akan diairi perlu dipertimbangkan apakah layak secara ekonomis. Hal ini berkaitan dengan biaya untuk pembuatan saluran utama.

5. Keadaan Topografi dan Lereng
Keadaan topografi dan lereng baik dari lahan /areal yang akan diairi juga untuk daerah tangkapan air. Khusus untuk areal yag akan diairi seperti untuk padi sawah dibutuhkan peta topografi, dimana beda tingginya hanya 20 cm antar garis kontur. Tujuan utama gambaran topografi dan lereng yang dibentuk dalam peta top adalah untuk mendesain sistim saluran pembawa air dan desain sistim pembuangan air.

6. Sifat Tanah/ Keadaan Tanah.
Sifat tanah yang berkaitan dengan pembangunan fasilitas irigasi yakni, menyangkut dengan kemampuan tanah menahan air dalam hal ini kemampuan menyimpan dan menampung air sampai pada kedalaman efektif tanah. Sifat tanah yang berkaitan dengan tingkat kehilangan air karena perkolasi/ permeabilitas dan peresapan ke samping ( seepage ). Daya menampung air dan daya perkolasi tanah digunakan sebagai tambahan air yang perlu diperhatikan agar pengaliran debit air dapat lebih tepat.
Sifat tanah yang berkaitan dengan pembentukan lapisan kedap untuk sawah perlu dipertimbangkan untuk dijadikan persawahan. Kemantapan lapisan kedap (plow pan ) untuk sawah sangat menentukan kebutuhan air pengairan. Yang jelas makin besar tingkat kehilanghan air, maka makin besar pula jumlah air irigasi yang diperlukan. Jika debit sumber air terbatas maka luas areal sawah yg akan diairi berkurang. Sifat tanah yang berkaitan dengan tingkat kehilangan air karena perkolasi adalah menyangkut struktur tanah, tekstur dan plastisitas tanah. Sifat keairan tanah dalam perencanaan pembangunan fasilitas irigasi yang mahal itu, Sepertinya kurang diperhatikan.

7. Data Iklim
Perencanaan pembangunan fasilitas irigasi, data mengenai iklim sangat diperlukan utamanya mengenai data iklim daerah tangkapan hujan sepanjang tahun, minimal 10 tahun, makin lama makin baik. Data iklim menyangkut areal yang akan diairi juga sangat penting baik pada musim hujan maupun pada musim kemarau. Iklim pada musim hujan berkaitan dengan pengaturan pembuangan air , sedangkan pada musim kemarau, tentunya berkaitan dengan kehilangan air ataupun konsumsi air yakni evapotranspirasi. Komponen iklim yang berkaitan dengan musim kemarau adalah :
- Suhu udara;
- Penyinaran matahari;
- Kelembaban udara; serta
- Sifat angin.
Data mengenai iklim pada areal yang akan diairi sangat terbatas bahkan diabaikan. Data mengenai konsumsi air dalam hal evaporasi, resultank dari faktor iklim dapat dilihat pada data panci oven. Data panci oven menunjukkan evaporasi maksimum yang mungkin dapat terjadi di permukaan tanah.





























Prinsip Dasar Perhitungan Air
Banyak metode atau rumusan untuk menghitung kebutuhan air irigasi, namun yang menjadi prinsip dasar perhitungan kebutuhan air irigasi adalah Neraca Air (Water Balance) Yakni dengan Rumus sbb. :
I = CH + Aa – Et – P – S
I = Volume atau debit air irigasi
CH = Curah Hujan
Aa = Sisa air yang ada dalam tanah
Et = Evapotranspirasi
P = Perkolasi
S = seepage ( Peresapan ke samping )

Bila persamaan neraca air ini, sebelah kanan dan kiri (harus seimbang) sama besarnya berarti seimbang, namun bila bagian kanan kurang maka ditambahkan air irigasi sebesar kekurangannya agar seimbang kembali.
Misalnya sebelah kanan kurang 10 mm, maka air irigasi yang ditambahkan sebanyak 10 mm, yang berarti sebanyak 100.000 l air per ha = 100.000 dm3 per ha
Luas 1ha = 10.000 m2
Volume air per ha. jika tinggi air 10 mm
= 10 mm x 10.000 m2
= 0,01 m x 10.000 m2
= 100 m3
= 100.000 dm3
= 100.000 liter air
Pihak PU. Pengairan telah menghitung dan menetapkan kebutuhan air untuk padi sawah adalah 1 l / detik per ha atau 86400 l / hari per ha, paket kebutuhan air ini disamakan untuk semua daerah.

Sambungan Fasilitas Irigasi
Fasilitas irigasi yang diperlukan untuk mengambil air dari sumber air sampai ke sawah meliputi :
1. Bendungan ( Dam )
2. Waduk
3. Pintu in take air
4. Saluran intake air (Pengambilan air)
5. Bangunan bagi utama
6. Saluran primer
7. Bangunan bagi primer
8. Saluran – saluran sekunder
9. Bangunan bagi sekunder
10. Saluran tersier
11. Bangunan bagi tersier
12. Saluran-saluran cacing (Yang masuk ke petakan sawah )
13. Bangunan penerjun
14. Talang air
15. Sypon (saluran dibawah tanah)
Fasiltas 13 s/d 15 tidak selalu ada tetapi tergantung pada keadaan topografi dengan tujuan tertentu.



Jalanan




Bangunan Penerjun Talang ;seperti Saluran
Maros Di Pinrang, Soppeng,
Dan Gowa Gambar Sypon di
Gowa/Taklalar
Bangunan penerjun diperlukan bila terdapat patahan lereng atau untuk memperbesar kecepatan aliran air pada saluran. Sedangkan talang air diperlukan bila terdapat keadaan topografi dengan dua punggung yang dihubungkan agar air irigasi bisa diseberangkan ke punggung yang lain. Sypon adalah saluran yang dibuat di dalam tanah di bawah satu bangunan seperti jalan raya.





10
Sungai

1 11 11
9 1
3 12 10 10
12

10
4

8 8 9
5

6
8 10
10
7 11 10
9 11
6 8

Perhitungan Debit Air Irigasi
Perhitungan debit air sungai sama halnya dengan perhitungan debit air irigasi. Debit adalah volume air yang melewati suatu penampang basah saluran (sungai). Dengan demikian debit air saluran (Sungai) sama dengan kecepatan air dikali luas penampang basah atau
Q = V x 
Q = debit air = m3/d, m3/jam, m3/hari atau l/d
V = Kecepatan aliran air = m2/d, m3/jam, dm3/d, cm/d,cm/jam
 = Luas penampang basah = m2, cm2, dm2


V Saluran air (sungai)


Luas penampang
Tinggi air
Tinggi air




Luas penampang sungai


Penampang basah ataupun kering suatu saluran irigasi umumnya teratur dan relatif sama disepanjang saluran, berbeda dengan sungai ataupun saluran air alamia. Untuk itu penampang saluran sejenis selalu tetap kecuali saluran yang tidak permanen (dari tanah) . Untuk itu pengamatan ataupun pengukuran penampang saluran mudah diketahui, yang berubah hanya tinggi air di saluran. Untuk penampang saluran bisa diketahui langsung dari tinggi air yang ada di saluran dengan membaca file yang terdapat di pintu pembagi air seperti gambar berikut :

A C t3 B


c a
t1 t2

G F
b

Keterangan :
a = Lebar muka air
b = Lebar dasar saluran
c = lebar saluran
t1 = tinggi muka air
t2 = tinggi saluran
 = Sudut kemiringan dinding saluran = tg  = CG/GE
Trapesium terpancang CDEF = Penampang basah saluran
Trapesium terpancang ABEF = Penampang kering saluran
= Penampang saluran

Pada saluran irigasi tinggi air sama pada saluran kecuali salurannya terdapat sedimentasi atau endapan. Pada sungai tinggi air berbeda-beda atau tidak sama pada suatu penampang sungai.

b
T1 T2 T3 T4 T5 T6 T7 T8 T9 T10
a

t1 t2 t3 t4 t5 t6 t7





Gambar Penampang sungai

Keterangan :
A = Lebar muka air sungai
B = Lebar sungai = bentangan sungai
t1, t2, ….t7 = tinggi muk air sungai, t1, t2,…t7 = tidak sama
T1, T2,…T10 = Tinggi sungai


Pengukuran penampang basah maupun penampang kering sungai, dilakukan pengamatan lebar muka air, lebar sungai = bentangan sungai dan beberapa titik pengamatan tinggi muka air atau tinggi sungai. Karena makin lebar muka sungai makin banyak titik pengamatan tinggi. Dari setiap pengamatan titik dengan titik yang lain yang sama jaraknya misalnya setiap meter lebar sungai, akhirnya membentuk segitiga dan atau trapesium, sehingga jumlah luas seluruhnya adalah luas penampang basah/kering sungai.
Untuk mengukur debit aliran apakah saluran atau sungai digunakan bermacam alat untuk mengukur kecepatan aliran, yakni;
1. Menggunakan pelampung dan stop watch
2. Menggunakan Current Meter (Propeller)
Setelah diketahui basah (m2) maka dapat diketahui besarnya debit aliran.
Kecepatan aliran sungai, diukur beberapa kali, sebaiknya dimulai pada setiap titik pengamatan tinggi air, kemudian dijumlahkan lalu dirata-ratakan. Pada saluran irigasi kecepatan air dapat diukur beberapa kali pada beberapa titik di sepanjang saluran, minimal 3 kali yang diulang 3x, kemudian dijumlah dan dirata-ratakan. Pengamatan kecepatan aliran pada saluran dilakukan pada titik sesudah pintu pembagi di pertengahan saluran dan sebelum pintu pembagi berikutnya.


Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan aliran :
1. Kelurusan saluran;
2. Kekasaran dinding dan dasar saluran;
3. Endapan yang terjadi;
4. Gulma yang tumbuh;
5. Kekentalan air (Kekeruhan)
6. Ada tidak bangunan penerjun

Besarnya debit air yang dialirkan di saluran irigasi ditentukan
1. Besarnya kapasitas saluran;
2. Kebutuhan air di pertanaman, kebutuhan air di pertanaman kalau untuk padi sawah adalah tinggi genangan per hari termasuk jumlah air yang hilang di pertanaman karena perkolasi dan seepage (peresapan ke samping).
3. Luas areal yang dialiri
4. Kehilangan air di saluran di sepanjang aluran selama pengaliran air, termasuk air yang hilang karena pembajakan air di saluran.
Berdasarkan pertimbangan tersebut maka dalam pengolahan air irigasi dengan sistem saluran terbuka dapat deketahui setelah diketahui berapa persisnya areal dan berapa persisnya kebutuhan tinggi air di petakan sawah dengan rumus :

Q = A x t
Q = Debit air (m3/d, l/d)
A = Luas areal (ha, m2)
t = Tinggi kebutuhan air (mm/hari, cm/hari).

Jika t dalam hari, dikonversi menjadi detik, maka satu hari itu menjadi 86400 detik maka rumus debit air menjadi :

Q = A x t
8640
Q = m3/d
A = Ha = 104 m2
T = mm/detik

Bila satuan luas dikonversi menjadi m2 dan tinggi air mm dikonversi menjadi m maka rumus debit air menjadi :

Q = A x t
8640
Q = m3/d
A = Ha
T = mm/hari




Hal ini dapat dicapai dari :
Q = A.104 x t 10 -3
86400
Q = A x t
8640
Q = m3/d
A = Ha (tidak perlu di konversi ke m2)
t = mm/hari (tidak perlu dikonversi)

Contoh 1 :
* Berapah debit air yang dibutuhkan untuk mengairi sawah seluas 1000 ha bila kebutuhan tinggi air adalah 2,5 cm/hari (25 mm/hari)
Jawab :
Q = 1000 x 25 = 2500 = 2,…..m3/d
8640 864

* Jika luas Ha dikonversi ke m2 dan tinggi air dalam m/hari maka rumus yang digunakan adalah :
Q = A x t
86400
Q = 1000.104 x 2,5 x 10 -3
86400
Q = 2,5 x 104
86400
Q = 2500 = 2, …..m/d
864

Contoh 2 :
Berapakah Luas yang terdapat diairi jika debit air yang ada 5 m2/d, sedangkan kebutuhan tinggi air per hari 5 cm/hari.
Jawab :
Q = A x t A = Q. 8640 8640 x 5 = 8640 ha
8640 t 5
Contoh 3 :
Berapa lama air harus dialirkan bila debit air yang dialirkan 0,5 m3/d. Luas areal persawahan yang diairi 2000 ha dengan tinggi air di sawah 2,5 cm/hari.
Jawab :
t = Q.8640
A
t = 0,5 x 8640
2000
t = 4320 t = 2,016 mm/hari
2000
Tinggi air yang harus dibutuhkan 2,5 cm/hari = 25 mm/hari, jadi lamanya pengaliran seharusnya yang diperlukan :

= 25 mm = 12,5 hari
2 mm


Perhitungan Kebutuhan Air
Me nghitung Kebutuhan air untuk persawahan yakni menghitung tinggi genangan air di sawah, namun untuk menghitung kebutuhan air bukan sawah (lahan kering) akan lebih sulit. Pada dasarnya perhitungan kebutuhan air untuk lahan basah berbeda caranya dengan perhitungan kebutuhan air untuk lahan kering. Namun pada prinsipnya sama sulitnya bila mau dikaji secara benar.
Kebutuhan air untuk lahan basah yakni tinggi genangan per hari dapat diketahui melalui perhitungan :
1. Air dibutuhkan tanaman per hari yakni besarnya jumlah air yang dibutuhkan untuk evapotranspirasi, pada umumnya tanaman mempunyai tingkat evapotranspirasi antara 2mm sampai 14 mm/hari tergantung jenis tanaman, umur tanaman, dan keadaan iklim.
2. Jumlah air yang hilang di petakan sawah per hari. Kehilangan air di petakan sawah ditentukan oleh perkolasi, pemeabilitas dan peresapan ke samping (seepage). Pada sawah yang sudah mantap lapisan kedapnya (Plow Pan) tetap masih terdapat kehilangan air karena permeabilitas atau seepage, paling rendah 0,1 mm/jam. Bila sudah mencapai 10 mm/jam berarti kehilangan sudah besar, bila mencapai lebih besar 25 mm/jam, berarti pembentukan plow pan belum ada. Sawah yang demikian boros menggunakan air karena itu ada petani sawah menghendaki genangan air mencapai 10 cm/hari karena plow pannya belum mantap. Tanah- tanah bertekstur pasir, dimana kadar fraksi pasir lebih 70 %, tanah tersebut tidak sesuai untuk padi sawah terlebih bila kadar liat kurang dari 10 %. Namun tanah-tanah yang kadar liatnya tinggi, yakni lebih 60 % dan pasir < 10 %, juga kurang baik untuk padi sawah. Karena itu tanah-tanah yang tinggi pasirnya atau tinggi liatnya kurang sesuai untuk padi sawah.
3. Kebersihan pematang dan petakan sawah dari gulma.
Rumput air akan mempengaruhi tinggi air. Untuk gulma padi tertentu bila digenangi akan tertekan namun untuk rumput air, makin digenangi akan semakin subur pertumbuhannya. Karena itu makin banyak gulma atau sawah yang semakin banyak gulmanya akan semakin banyak air yang dibutuhkan.
4. Pengolahan tanah yang dalam, dapat merusak plow pan membuat perkolasi meningkat, yang tentunya kehilangan air semakin besar.
5. Pola Tanaman bergilir.
Pola tanaman bergilir padi dengan jenis tanaman yang mempunyai sistem perakaran dalam seperti jagung, kacang gude, tebu dapat merusak plow pan yang membuat kehilangan air menjadi besar.



Perhitungan Air Untuk Lahan Kering
Kebutuhan air untuk pertanian lahan kering (bukan sawah atau padi sawah), tidak didasarkan tinggi genangan air seperti padi sawah. Tetapi didasarkan pada kadar air tanah yang tersedia. Telah diketahui bahwa maksimal kemampuan tanah menyimpan dan menggenangkan air adalah kadar air yang pada status kapasitas lapang. Untuk itu maksimum tanah menyediakan air berada pada kapasitas lapang, artinya bila kadar air tanah mencapai kapasitas lapang , maka akan tercapai maksimum tanah menyediakan air. Namun karena evapotranspirasi, maka air tanah yang tersedia semakin berkurang dan akan habis tersedia pada kadar mencapai titik layu permanen. Pada waktu mencapai kadar air pada titik layu permanen tidak berarti kadar air dalam tanah sudah habis. Untuk air tersedia adalah selisih kadar air pada kapasitas lapang dengan kadar air pada titik layu permanen. Air dalam tanah dikatakan sudah tidak ada yakni pada saat mencapai kering mutlak (kering oven 150 oC) . Walaupun ketersediaan air tanah pada lahan kering dapat dinyatakan % kadar air, namun dalam perhitungan pemberian air dinyatakan dalam satuan tinggi air, yakni mengkonversi kadar air % ke dalam tinggi air. Apa sebabnya, untuk kebutuhan air irigasi untuk lahan kering tetap dinyatakan dengan satuan tinggi air seperti padi sawah tetapi bukan tinggi genangan air.
Pada pelajaran Fisika Tanah ataupun pada Dasar-Dasar Ilmu Tanah telah diketahui mengenai status air tanah, berikut ini bagaimana status air air tanah.

Jenuh/genangan air
100 % K. Lapang
80 % K. Lapang Titik kritis atas
air tersedia
60 % K. Lapang Titik kritis bawah Pada saat ini sudah harus
40 % Titik layu permanen diberi air





0 % Kering mutlak = kering oven 105 oC selang 1 hari atau 2 hari, tergantung tekstur

Berdasarkan gambaran status kadar air tanah, maka waktu pemberian air untuk pertanian lahan kering paling lambat pada waktu kadar air mencapai titik kritis bawah. Pada waktu tercapai kadar air 60 % dari kapasitas lapang. Namun untuk mencapai pertumbuhan dan hasil optimal tanaman sebaiknya air diberikan pada waktu mencapai titik kritis atas atau 80 % dari kapasitas lapang. Jika pemberian air dimulai pada waktu mencapai titik layu permanen, memang tanaman masih bisa segar kembali namun sudah mengganggu pertumbuhan dan produksi optimal tidak dapat dicapai. Untuk mengatur pemberian air pada lahan kering jauh lebih sulit untuk menetapkan kapan waktu tepat diberi air dan berapa tinggi air atau volume air yang harus diberikan agar pertumbuhan dan produksi bisa optimal.
Untuk mengetahui berapa banyak air yang harus diberikan untuk lahan kering, yang jelas paling banyak air yang diberikan adalah jumlah air mencapai kapasitas lapang. Dengan demikian untuk menghitung berapa jumlah kebutuhan air yang harus diberikan pada lahan kering, terlebih dahulu mengetahui :
1. Berapa kadar air untuk mencapai kapasitas lapang.
2. Pada waktu kapan kadar air tanah harus diberikan misalnya pada waktu titik kritis bawah yakni pada waktu  60 % kadar air terhadap kapasitas lapang.
3. Berapa besar volume tanah yang terisi air, dapat diketahui dari BD tanah.
4. Berapa dalam lapisan efektif tanah atau berapa dalam sistem perakaran optimal tanaman. Untuk pemberian air irigasi pada lahan kering terkait dengan jenis tanaman dan umur tanaman atau terkait dengan kedalaman optimal dari perakaran untuk menyerap air.
Berdasarkan pertimbangan ini maka dapat dihitung berapa tinggi air yang harus diberikan atau dapat dirumuskan sebagai berikut :
T1 = % Kadar air x BD x Kedalaman efektif
Atau T1 = % KA x BD x d
T1 = Tinggi air = cm, mm
KA = Kadar air (%)
BD = Bulck Density gr/cm3, kg/m2
d = Kedalaman efektif tanah (cm)






























Pengairan Untuk Lahan Kering

Pengairan/Irigasi selama ini di Indonesia hanya dikenal untuk lahan basah (sawah)untuk padi, ataupun untuk tebu, sedangkan untuk tanaman lainnya yg menghendaki kondisi tanah tidak jenuh atau tidak tergenang, kurang dikenal. Pada dasarnya semua jenis tanaman yg dibudidayakan memerlukan tambahan air irigasi bila air dari hujan terbatas, termasuk untuk tanaman jangka panjang (pohonan). Hal ini seperti telah diuraikan sebelumnya bahwa fungsi air pengairan tidak terbatas hanya untuk konsumsi tetapi juga untuk membersihkan permukaan tanaman dari kotoran atau debu, selain itu dapat menurunkan suhu yg tinggi dan meningkatkan kelembaban udara, kesemuanya peranan air dapat berfungsi memperbaiki iklim mikro. Air irigasi dapat diperlukan untuk merangsang pembungaan atu pembuahan agar tanaman dapat berbunga atau berbuah sebelum musimnya. Secara umum diketahui bahwa pd dasarnya kebutuhan air yg paling banyak dibutuhkan tanaman yakni pd fase pertumbuhan vegetatif maksimum atau pd fase berbunga/berbuah, termasuk tanaman bukan padi sawah. Variasi kebutuhan air termasuk air irigasi bagi tanaman secara tepat termasuk untuk lahang kering , ditentukan oleh :
1. Jenis tanaman;
2. Umur dan fase pertumbuhan;
3. Kondisi iklim;
4. Kondisi tanah.

Ad 1). Seperti dikemukakan sebelumnya kebutuhan air bagi tanaman ditentukan oleh besarnya air yg dievapotranspirasikan .Evapotranspirasi bagi setiap jenis tanaman berbeda. Perbedaan kebutuhan air bagi tanaman selain ditentukan luas permukaan tanaman juga ditentukan oleh sistem perakaran tanaman. Walaupun ditentukan tingkat evapotranspirasi tinggi bila sistem perakaran sangat luas( akar horizontal dan akar vertikal) membuat tanaman masih bisa tumbuh dan berkembang karena kemampuan akar menyerap air dari tempat yg lain(kedalaman tanah) dan untuk tanaman dengan sistem perakaran dangkal sudah tidak mampu. Karena itu untuk tanaman pohonan yg mempunyai sistem perakaran yg luas masih tetap bertahan pada tempat yg sudah memasuki musim kemarau (kondisi kering).

Ad 2). Kondisi Iklim
Kebutuhan air irigasi sangat dipengaruhi ataupun dipertimbangkan dari aspek kondisi iklim. Yang jelas komponen iklim yg diperhitungkan menentukan kebutuhan air irigasi adalah komponen iklim yg membuat ketersediaan air menjadi terbatas, atau berlebihan bagi tanaman. Untuk itu karena aspek iklim dapat membuat taaman mengalami :
1. Kekurangan air.
Tanaman mengalami kekurangan air dapat disebabkan karena curah hujan yg terbatas, atau membuat kehilangan air yg lebih besar dan lebih cepat karena penyinaran matahari, kelembaban udara yg rendah, kecepatan angin yg tinggi. Evapotranspirasi karena kecepatan angin, dapat dikatakan belum ada penelitiannya yg cermat (sulit diamati), walaupun bisa diamati secara cermat, tetapi variasi kecepatan angin cepat berubah dari waktu ke waktu.
2. Kebutuhan air tercapai
Kebutuhan air tercapai bila jumlah dan distribusi curah hujan mencukupi dan seimbang dengan kehilangan air baik karena kondisi fisik tanah maupun evapotranspirasi.

3. Kelebihan air
Tanaman mengalami kelebihan air, bila jumlah curah hujan melampaui kebutuhan evapotranspirasi dan atau curah hujan yg ada melampaui kemampuan tanah menyimpan air.

Ad 3). Kondisi Tanah
Variasi pendistribusian dan kebutuhan air, juga ditentukan oleh variasi jenis tanah yg membuat adanya perbedaan kondisi tanah atau kemampuan tanah menggenang, menyimpan dan menyediakan air, utamanya pd lapisan efektif tanah. Kemampuan maksimum tanah menggenang air(Water Holding Capasity) ditentukan oleh kapasitas lapang. Makin halus teksturnya maka semakin besar kemampuan tanah memegang air, namun belum tentu ketersediaan airnya tinggi. Selanjutnya semakin tinggi kadar bahan organik tanah maka semakin besar pula kemampuan tanah menggenang air. Karena bahan organik dalam hal ini humus tanah, mempunyai permukaan yg lebih luas dari liat persatuan berat/volume, hanya saja kadar bahan organik tanah merupakan massa tanah yang relatif mudah berubah tidak seperti ukuran tekstur lebih stabil(berubah dalam umur geologi). Untuk itu maksimum air irigasi yang diberikan pd lahan kering sebesar kapasitas lapang, berbeda untuk lahan basah atau untuk padi sawah diberi dalam ukuran tinggi genangan air. Sedangkan jumlah air irigasi yg harus diberikan pd lahan kering juga dinyatakan dalam ukuran tinggi air tetapi bukan tinggi genangan air. Jumlah maksimum air yang tepat dan efisien selain ditentukan oleh kadar air (%) pada kapasitas lapang juga ditentukan oleh kedalaman efektif tanah serta fase pertumbuhan tanaman. Pada lahan kering, jumlah air pengairan yang diberikan melebihi kapasitas lapang berarti sejumlah air akan hilang percuma melalui air perkolasi ataupun permeabilitas dan pada akhirnya menjadi air internal flow atau base flow sampai ke pembuangan air (selokan, anak-anak sungai). Untuk pemberian air untuk lahan kering tidak melampaui kemampuan tanah menggenang air atau kapasitas lapang. Air yang diberikan kedalaman tanah melalui berbagai proses yakni :
a. Proses infiltrasi, yakni masuknya air dari permukaan tanah masuk ke dalam tanah;
b. Proses perkolasi, air yang ada dalam tanah akan bergerak terus melalui pori-pori makro karena gaya gravitasi;
c. Seepage, peresapan ke samping;
d. Permeabilitas;
e. Internal flow;
f. Base flow;
g. Air kapiler, pergerakan air ke atas melalui pipa kapiler yang dibentuk pori-pori mikro

Secara umum air dalam tanah dapat dipegang oleh tanah dan dapat bergerak karena selain adanya tekanan (P) oleh massa air, juga oleh massa air, juga oleh gaya-gaya yg bekerja pada air. Gaya-gaya yg bekerja pd air membuat air tetap terpegang oleh massa tanah atau bergerak ke samping ke bawah ataupun ke atas, meliputi :
1. Gaya Matrik Tanah
Molekul air ataupun air melalui gaya adhesi akan terpegang oleh massa tanah dan tidak dapat diambil oleh tanaman. Bila air makin jauh dari butir-butir tanah atau tanah dalam keadaan jenuh air maka gaya adhesi menjadi lemah dan air menjadi tersedia bagi tanaman atau air dapat bergerak.

2. Gaya Gravitasi
Air bergerak ke arah bawah bila air menempati pori-pori makro yg ditarik oleh gaya gravitasi. Gaya gravitasi hanya dapat bekerja pada pori-pori makro. Pada tanah yg bertekstur halus dan padat gaya gravitasi tidak bekerja untuk itu tidak terjadi perkolasi, jika perkolasi terhambat seperti pd tanah sawah akan membuat tanah menjadi jenuh air sampai tergenang bila air ditambah terus. Ruang pori makro terdapat di antara agregat tanah berukuran besar, sedangkan pori mikro terdapat di antara butir tanah liat, ruang di antara butir tanah debu tergolong pori sedang, demikian pula ruang yang berada di antara agregat tanah berukuran kecil. Ruang pori di antara partikel pasir termasuk ruang pori makro.

3. Gaya Osmotik
Adalah gaya yg bekerja pd air bila dalam bentuk larutan (senyawa). Semakin konsentrasi larutan air itu tinggi maka semakin lambat air bergerak, sebaliknya semakin jenuh air maka semakin lemah gaya osmotik, membuat air dapat bergerak.

4. Gaya Kapiler
Air yg berada pd pipa kapiler atau air yg berada pd pori-pori tanah mikro dan sedang air dapat bergerak ke atas melalui gaya kapiler. Pergerakan air ke atas dapat berlangsung terus, walaupun kelembaban udara tinggi atau rendah. Jika kapiler tanah berada pada seluruh solum tanah, maka air di lapisan bawah akan bergerak ke atas dan dapat berfungsi sebagai air yg diserap perakaran, namun bila kapiler tanah terputus antara lapisan bawah dengan lapisan atas seperti pd tanah gurun pasir, maka air akan terakumulasi pd lapisan bawah sebagai air tanah dalam atau sebagai lapisan aquafer.

5. Tekanan Massa Air.
Sesungguhnya air pada saluran, sungai ataupun pd saluran irigasi, bergerak dari suatu tempat ke tempat yg lain adalah karena tekanan dari massa air atau gravitasi. Namun pada lapisan tanah tekanan karena massa air dapat bekerja bila tanah tergenang air. Tekanan massa air pd saluran atau pd sungai mempengaruhi kecepatan aliran. Pompa air dapat mengalirkan air karena tekanan dari mesin pompa, pergerakan air karena tekanan akan terbatas diuraikan, akan lebih luas untuk bidang civil basah, PLTA ataupun puhak PU. Pengairan.


Status Air Dalam Tanah
Telah diketahui bahwa air yg berada dalam tanah, baik dalam bentuk tidak tersedia maupun yg tersedia dapat diuraikan sbb :
1. Air Hygroskopis
Air hygroskopis adalah molekul-molekul air yg terikat oleh permukaan butir tanah karena daya adhesi. Sejumlah 8 – 10 molekul air yg terikat kuat dengan butir tanah yg tidak mampu diserap oleh akar tanaman, karena itu disebut air filamen. Kenapa air dapat terikat pada butir tanah ?.
+

H H
Molekul air
Butir tanah

-
Pada satu molekul air (H2O), atom O sebagai pusat dan dua atom H letaknya terhadap O membentuk sudut 105o sehingga pada bagian di atas bermuatan positif dan bagian bawah bermuatan negatif. Kutub positif akan terikat pada butir tanah(liat) yg bermuatan listrik negatif.

2. Air Pada Pori Mikro
Air yg berada pada pori mikro, atau pori yg terdapat di antara butir tanah (partikel) disebut air yg ada pada pori mikro, termasuk air hygroskopis. Namun molekul air yg berada pada lapisan > 10 molekul air, termasuk air yg dapat diserap tanaman, kondisi air tanah termasuk pada kering permanen.

3. Air Pada Pori-pori Sedang
Ruang yang terdapat pada susunan agregat tanah kecil, merupakan pori-pori berukuran sedang atau kapiler. Air yg menempati pori sedang merupakan bentuk air yg dapat diserap tanaman atau merupakan bentuk air tersedia. Walaupun bentuknya tersedia tetapi dapat menguap melalui evaporasi dalam bentuk air kapiler.

4. Air Pada Pori-Pori Makro
Ruang di antara butir pasir, atau ruang di antara agregat besar disebut pori makro. Air yg mengisi pori makro agak bergerak melalui gaya gravitasi, ke arah bawah disebut air perkolasi, ke arah samping disebut surface flow, internal flow dan base flow. Air yg bergerak atau air perkolasi yg lepas pada tanah dari sampel tanah utuh disebut air hidrolik konduktivity (Hydrolick Conductivity). Berbeda dengan air permeabilitas atau air yg bergerak karena lapisan tanah yg bersifat permiabel. Jadi bukan karena gaya gravitasi seperti pada lapisan kedap pada tanah sawah, namun relatif sangat lambat. Demikian pula air seepage adalah air yg meresap ke samping (horizontal) bukan karena gaya gravitasi.
Bila seluruh pori-pori tanah berisi air (pori mikro, sedang dan makro) maka pada saat itu disebut tanah dalam kondisi atau status jenuh air. Air melampaui status jenuh disebut air genangan Air pada status kapasitas lapang adalah jumlah air yg menempati pori tanah mikro dan pori sedang. Pada status kadar air mencapai 80 % dari kapasitas lapang disebut titik kritis atas, artinya sudah harus ditambah air irigasi, jika menghendaki pertumbuhan dan produksi yg optimal. Sedangkan pada kondisi kadar air tanah 60 % disebut titik kritis bawah, artinya tanaman belum layu tetapi tidak optimal. Bila kadar air menjadi 40 % dari kapasitas lapang tanaman sudah mulai layu permanen pada saat 20 % dari kapasitas lapang. Bila tanah pada kondisi kering udara / kadar air mencapai 30 % - 40 % dari kapasitas lapang. Tanah kering mutlak saat kering oven suhu 105o selama 1 – 2 hari, kadar air sama dengan 0 %. Di lapang atau secara alamia, tidak ditemukan tanah dalam kondisi kering mutlak sekalipun didaerah padang pasir, terbatas hanya pada kering udara, atau minimal sama dengan kadar air pd kelembaban udara.


Genangan air
Titik jenuh air
Jenuh air air perkolasi
Titik kapasitas lapang 100 %
Air tersedia
Titik kritis atas, 80 % kapasitas lapang

Titik kritis bawah, 60 % kapasitas lapang

Titik layu permanen, 40 % kapasitas lapang

Kering udara 20 – 40 % kapasitas lapang

10 % - 20 % kapasitas lapang

Air hygroskopis Kering mutlak, kering oven (0 %)


infiltrasi
surface flow = run off

perkolasi
seepage
internal folw
perkolasi
base flow seepage

batas solum

Air sungai (saluran alam)



Gambar : bentuk pergerakan air





Genangan air

Lapisan olah  20cm =lapisan efektif

Lapisan kedap air=flow pan =flow sole
permeabilitas
lapisan sub soil







Perhitungan Kebutuhan Air Untuk Tanaman Lahan Kering

Seperti telah dikemukakan sebelumnya bahwa kebutuhan air untuk lahan basah (sawah) dinyatakan sebagai tinggi genangan air pada petakan sawah. Sedangkan untuk tanaman lahan kering dinyatakan pada kemampuan maksimum tanah memegang air atau kemampuan maksimum tanah menyediakan air pada kedalaman efektif atau kedalaman perakaran dari jenis tanaman yg diusahakan. Kedalaman sistem perakaran misalnya 1,5 m tetapi kedalaman efektif tanah hanya 40 cm maka jumlah air yg diberikan terbatas pada kedalaman 40 cm. Untuk itu pemberian air untuk lahan kering dibatasi sampai kedalaman efektif tanah. Jika diberikan sesuai kedalaman akar, maka sejumlah air akan hilang atau membuat air dalam tanah menjadi jenuh.
Kebutuhan air untuk lahan kering tidak juga didasarkan pada kebutuhan tanaman (evapotranspirasi). Jumlah kebutuhan tanaman dalam pengelolaan air irigasi hanya dijadikan dasar untuk menentukan interval waktu pemberian air atau frekuensi pemberian air, apakah setiap hari, dua kali sehari ataupun seminggu sekali. Jumlah air yg benar dan tepat diberikan pada lahan kering didasarkan pada :
1. Kadar air pada status kapasitas lapang atau jumlah air yg tersedia.
2. Ketebalan lapisan efektif tanah
Jika pada lapisan efektif meliputi hanya pd satu horizon, maka status kapasitas lapang yg diukur hanya pada satu lapisan. Namun bila lapisan efektif terdiri dari dua atau lebih horizon maka kadar air kapasitas lapang diukur pada setiap horizon yakni dua atau lebih, tergantung pada ketebalan horizon
3. Kepadatan tanah/ Bulck density tanah.
Volume tanah yg ditempati massa tanah dapat diketahui dari berat isi tanah (bulck density tanah ). Sedangkan volume pori-pori tanah dapat diketahui dari pori total atau porositas tanah dengan rumus :

I – BD x 100 % = …….% porositas
BJ
BD = bulck density g/cc atau km/m3
BJ = berat jenis mineral tanah = 2,65 g/cc .

Untuk menghitung berat isi tanah yakni selisi berat basah dari tanah yg berada pd ring sampel (tanah utuh ) dikurangi dengan berat berat kering sampel utuh (oven 105 o selama satu / dua hari dibagi berat kering dengan satuan g/cc atau kg/m3.

4. Jumlah air yg sisa dari tanah.
Jumlah air yg sisa dalam tanah dapat diukur dengan dua cara yakni dengan mengukur kadar air tanah pd saat itu dengan rumus BB – BK x 100 % atau
BB
dengan menimbang pot (bila tanah dalam pot) kemudian diselisihkan antara kadar air pada kapasitas lapang dengan kadar air pada saat memberi air.

Rumus secara keseluruhan :

TKL = % KL x BD x Te = tinggi air pada kapasitas lapang
 t = % Ka x BD x Te = tinggi air yg sisa pd tanah

Keterangan :
T.Kl = tinggi air pada kapasitas lapang
 t = tinggi air yg sisa dalam tanah
% KL = % kadar air pada kapasitas lapang
% Ka = kadar air pada saat mau diberi air
BD = bulck density = berat isi tanah
Te = ketebalan tanah ( kedalaman lapisan efektif)

Contoh soal :
Hitunglah berapa jumlah air yg harus diberikan bila ketebalan lapisan efektif 50 cm, BD = 1,2 g/cc, kadar air pada kapasitas lapang 45 % dan t = 20 % serta berapa interval waktu pemberian air bila evapotraspirasi 6 mm air/hari, titik layu permanen.
Jawab :
Tinggi air yg dibutuhkan = 45 x 1,2 g/cc x 50 c x 10 mm
100
= 45 x 600 = 270 mm = 27 cm
100

Tinggi sisa air = 20 x 1,2 g/cc x 50 cm x 10mm
100
= 20 x 600 mm = 120 mm = 12 cm

Jadi air yg harus ditambahkan = 270 m – 120 mm = 150 mm = 15 cm
= 27 cm – 12 cm = 15 cm


Tinggi air pada TTLP = 15 x 1,2 g/c x 50 x 10 mm
100
15 x 600 = 90 mm = 9 cm
100

Jumlah air yg tersedia = Air KL - Air TLP
= 270 mm - 90 mm = 180 mm = 18 cm
Interval waktu pemberian air = 180 mm = 30 hari
6 mm/hari

Metode pengukuran kadar air tanah ataupun metode pengukuran kebutuhan air dapat dilakukan dalam beberapa metode yg dibedakan untuk kebutuhan lahan basah (padi sawah) dan kebutuhan lahan kering yakni :
Untuk Lahan Basah
1. Metode tangki
Untuk mengukur beberapa besar kebutuhan air untuk padi sawah pada setiap fase pertumbuhan, serta untuk mengetahui besarnya kehilangan air karena perkolasi dan permeabilitas setiap hari, dapat diketahui dengan metode tangki. Pada metode tangki ini digunakan tiga buah tangki atau bak dari flat seng. Tangki pertama tertutup pada dasarnya , tangki kedua terbuka dasarnya sedangkan tangki ketiga tertutup pada dasarnya . Tangki pertama dan kedua ditanami padi, tangki ketiga tidak ditanami padi. Ketiga tangki tersebut berukuran sama, volume dan dan luasnya berukuran panjang 1,2 m, lebar 1 m dan tinggi 60 cm. Ketiga tangki dibenamkan dalam tanah sedalam 30 cm dan 30 cm muncul di permukaan tanah. Ketiga tangki digenangi air seperti tinggi air di petakan sawah untuk jelasnya dapat dilihat pd gambar berikut.



30 cm

30 cm

1,2 m 1,2 m 1,2 m
A B C

Tangki A = tertutup dasarnya, ditanami padi dan digenangi air dengan tinggi tertentu, sama juga pada tangki B & C.
Tangki B = tidak tertutup, ditanami padi, digenangi air
Tangki C = tertutup dasarnya, tidak ditanami padi, digenangi air setinggi genangan pada tangki A dan B.
Setiap tangki diberi file/meteran untuk mengetahui penurunan tinggi muka air pada setiap hari.
Pengamatan penurunan tinggi muka air dilakukan setiap pagi atau sore hari.

Kebutuhan tinggi genangan menurut PU.Pengairan menetapkan secara umum yakni 1 l/d per ha atau volume air sebanyak 86400 l/hari atau 8640 dm3/hari, membuat tinggi air per ha adalah 86400 = 8,64 dm3 /m2 = 8,64.10-3 = 8,64 mm. Petani pada umumnya (petani padi sawah), walaupun termasuk toleran terhadap genangan air, tetapi bila genangan air melebihi leher daun teratas, dapat mematikan atau dapat mematikan anakan sampai 60%. Namun kebanyakan petani menyadari hal ini tetapi karena sumber air irigasi atau fasilitas irigasi kurang mendukung.
Berdasarkan hasil penelitian, tinggi genangan per ha yg paling optimal untuk padi yakni 2,5 cm/hari atau 25 mm/hari sedangkan bila tinggi genangan menjadi 5 cm/hari, jumlah anakan yg mati 40 %. Jumlah anakan tertinggi terdapat pada tinggi 2,5 cm/hari yakni sebanyak 27 anak. Namun pada hasil percobaan untuk padi gogo, yakni padi yg ditanam dengan sistem kering, tidak perlu genangan cukup dengan status air pada kapasitas lapang, jumlah anakan tercapai 32 anakan dan semuanya mengeluarkan bulir/malai, namun dilakukan pembubunan. Perlakuan pertumbuhan untuk padi gogo selain membuat anakan seperti pada sistem sawah. Hasil produksi gabah kering panen tercapai 8,3 ton/ha. Sistem pertanian gogo ranca, dikenal suatu sistem pertanaman padi dengan dua sistem yakni sistem kering kemudian sistem basah, hasil yg pernah dicapai hanya sekitar 7,1 ton/ha, masih lebih rendah dari sistem gogo . Hal ini disebabkan padi gogo ranca, kematian jumlah anakan masih terdapat karena adanya genangan air. Penurunan tinggi muka air pd tangki A adalah besarnya evapotranspirasi setiap hari (mm air/hari)4, penurunan tinggi air pada tangki B adalah besarnya jumlah air yg hilang karena perkolasi/permeabilitas, sedangkan penurunan tinggi muka air pada tangki C adalah tinggi air yg dievaporasikan.
Tangki A = tinggi air yg dievapotranspirasikan setiap hari
Tangki C = tinggi air yg dievaporasikan
Jadi tinggi air yg ditranspirasikan = tangki A – Tangki C.
Jumlah air yg hilang di petakan karena perkolasi/permeabilitas =Tangki B – Tangki A

Untuk ketelitian pengamatan dengan menggunakan metode tangki perlu :
1. Membiarkan tanah dalam tangki sama dengan tanah di petakan yg sama dengan yg ada dalam tangki
2. Umur tanaman sama
3. Tinggi genangan harus sama pada semua tangki dan yg ada di petakan
4. Sebaiknya mempunyai ulangan minimal dua ulangan
5. Terdapat pengamatan curah hujan harian dan pengamatan komponen faktor iklim yg lainnya
6. Diamati semua tangki pd waktu yg sama
7. Hanya diperuntukkan untuk lahan basah khususnya padi sawah.

Metode ini diterapkan di lapang, namun karena biaya dan waktu yg diperlukan relatif mahal, selain itu untuk membenamkan tangki ke dalam petakan sawah, tanah sudah terganggu dan butuh waktu yg lama agar kondisi tanah dalam tangki sama dengan kondisi tanah di luar tangki. Karena itu metode ini terbatas diusahakan .

Keuntungan sistem pertanaman padi dengan sistem kering (padi gogo) dibandingkan sistem padi sawah, meliputi :
1. Tidak perlu ada penggenang air, cukup pd kondisi kadar air maksimum pd kapasitas lapang, berarti penggunaan air sangat efisien.Fasilitas pengairan yg ada dapat digunakan untuk memperluas areal irigasi, terlebih pd waktu musim hujan.
2. Tidak perlu ada pematang sawah, berarti areal pertanaman padi semakin luas, namun untuk luas status pemilikan lahan, dapat dibuat patok-patok pembatas.
3. Dapat diolah dan ditanami dan dipanen dengan sistem mekanis.
4. Memperbaiki tata air tanah, atau mendukung kelangsungan siklus hydrologi. Pertanaman padi gogo tidak menghendaki lapisan flow pan (lapisan flow sole) atau lapisan kedap air sehingga perkolasi dan pergerakan air dalam tanah dapat berlangsung secara normal. Dengan demikian sistem pertanian padi gogo dapat berfungsi mengerutkan tanah dan memperbaiki tata air tanah. Telah diketahui bahwa pembuatan sawah adalah sengaja merusak tanah dan tata air, selama ini tanah sawah dengan pematangnya dinilai termasuk sebagai usaha konservasi dan perbaikan siklus hydrologi ternyata tidak demikian karena adanya lapisan kedap air yg tetap dipertahankan selama digunakan untuk padi sawah.
5. Penanaman padi gogo dengan cara tegal, untuk itu tdk diperlukan persemaian, tidak diperlukan transplanting berarti dapat menghemat tenaga dan waktu ataupun biaya untuk persemaian dan transplanting. Selain itu terjadi sters bibit karena transplanting.
6. Tidak mengalami kematian sebagai anakan karena tidak terdapat genangan air seperti padi sawah
7. Perkembangan akar jauh lebih luas dan jauh lebih dalam karena tidak ada flow pan. Perkembangan ke samping lebih luas karena jarak antar barisan tanaman lebih luas 40 cm, sedangkan dalam barisan 15 cm. Jarak antar barisan tanaman 40 cm diperlukan untuk pembubunan tanaman. Jarak tanaman padi gogo 40 cm x 15 cm dibandingkan jarak tanaman padi sawah 25 cm x 25 cm berarti populasi tanaman padi gogo per ha tentu lebih banyak, jumlah anakan lebih banyak maka dukungan produksi per satuan luas akan lebih tinggi dibandingkan padi sawah.
8. Pertanaman padi gogo dapat menekan serangan hama/penyakit padi tertentu. Dengan jarak antara barisan yg lebar 40 cm, membuat sirkulasi udara antara tanaman menjadi lancar membuat kelembaban udara mikro menjadi rendah
9. Penyiangan gulma tidak diperlukan, karena dengan sendirinya sudah dilakukan bersamaan dengan pembubunan. Berdasarkan hasil percobaan pembubunan yg dilakukan dua kali pada waktu musim hujan yakni pada umur 3 minggu dan 8 minggu.
10. Penggunaan cara mekanisasi seperti, pengolahan tanah pemupukan dan penanaman satu kali sekaligus, penyiangan, pembubunan dan panen dapat dikembangkan secara mekanis, seperti penanaman gandum.
11. Output produksi jauh lebih tinggi.

Berdasarkan uraian kelebihan sistem padi gogo belum dikenal dan disadari petani sawah, utamanya dalam persoalan budaya dan kebiasaan. Untuk merubah kebiasaan petani sawah menjadi petani padi lahan kering tidak gampang walaupun sudah melihat dan mendapatkan informasi mengenai padi gogo. Kebiasaan ataupun budaya padi sawah sudah menyatu dan susah dihilangkan, seperti ramai-ramai mengolah tanah, mencabut bibit, menanam dan panen. Selain itu pemikiran petani kesulitan penanaman padi gogo adalah masalah :
1. Pengolahan tanah dalam kondisi kering, dirasa berat tidak seperti pada sawah yg berair. Petani padi gogo biasa pada peladang pindah.
2. Ancaman kekeringan.
3. Pemberantasan gulma dirasa memberatkan.
4. Melakukan pembubunan sepertinya menambah input biaya ataupun tenaga.
5. Ancaman erosi dan kerusakan tanah besar bila dilakukan pd tanah berlereng lebih dari 3 %, namun bila padi gogo ini ditanam pd teras dengan struktur tanah yg mantap dan mempunyai lapisan efektif yg dalam, masih dimungkinkan sampai lereng 8 %.

2. Metode Stik.
Metode pengukuran pemberian air langsung dipetak sawah secara konvensional dapat dilakukan dengan metode stik. Stik atau patok mempunyai file dengan ukuran tinggi adalah mm. Karena permukaan tanah sawah, secara mikro tidak tepat datar permukaan dalam serta petak bahkan antar petak pun tidak datar 100 %. Untuk itu semakin banyak stik/patok berfile yg diletakkan semakin teliti pengamatan penurunan tinggi genangan. Patok setinggi 35 cm, dibenamkan ke petakan sawah sedalam 20 cm, 15 cm berada di atas permukaan petakan sawah. Titik nol berada pas pd tinggi file 20 cm. Setiap hari pada jam tertentu sebelum diberi air irigasi diamati penurunan tinggi muka air. Bila terjadi hujan diamati setelah hujan berapa kenaikan muka air, demikian seterusnya.


15 cm Muka air

mm 0 Muka tanah

20 cm






3. Lesymeter
Lesymeter adalah suatu alat yg digunakan untuk mengukur :
1. Kebutuhan air (air konsumsi = evapotranspirasi)
2. Mengukur besarnya aliran permukaan
3. Mengukur erosi
4. Mengukur kehilangan air karena perkolasi atau permeabilitas.
Sama halnya prinsip metode tangki yg menggunakan tiga buah tangki, lesymeter hanya menggunakan satu buah tangki yg ukurannya sama dengan tangki yg digunakan pd metode 3 tangki, yakni 1,2 m x 1 m x 60 cm. Pada dasar tangki tertutup dan diberi lubang yg dihubungkan dgn selang/pipa untuk menghitung jumlah perkolasi per menit/jam/hari. Demikian pada salah satu sisi atau ke 4 sisi di sebelah atas dekat permukaan atas diberi lubang 2,5 cm diameternya dan dihubungkan dengan selang atau pipa untuk menghitung jumlah air atau tanah yg terangkut karena aliran permukaan.






Lubang u/ aliran permukaan

15 cm

tinggi genangan air 5 cm

tanah 40 cm






Gambar : Lesymeter untuk padi sawah








Lesymeter ini tidak dibenamkan dalam tanah seperti di metode tangki, tetapi diletakkan dekat petakan sawah yg sama kondisi iklim makro dan mikronya. Untuk mengetahui besarnya evaporasi (penguapan pada permukaan genangan ataupun permukaan tanah) digunakan data panci terbuka (Oven Pan) yg juga diletakkan dekat petakan sawah. Kelemahannya metode ini, adalah tanah yg dimasukkan ke dalam bak/tangki sudah terganggu, butuh waktu yg lama untuk sama dgn kondisi tanah di petakan sawah, walaupun susunan horizonnya dapat diatur.

Metode Pengamatan /Perhitungan Air Untuk Lahan Kering

Sama halnya dgn metode pengamatan kebutuhan air untuk lahan sawah dinyatakan dalam satuan tinggi air. Sesungguhnya dapat dinyatakan dalam satuan/ukuran volume namun kalau dikonversikan dengan curah hujan akan lebih mudah dihitung.



1. Lesymeter
Untuk menghitung kebutuhan kadar air untuk suatu jenis tanaman lahan kering dapat digunakan alat lesymeter. Untuk itu lesymeter dapat digunakan selain untuk kebutuhan air padi sawah dapat juga digunakan untuk lahan kering.

2. Tensiometer
Tensiometer adalah alat yg digunakan untuk mengukur kelembaban tanah setiap saat, perbedaan kadar air dari waktu ke waktu adalah jumlah air yg dikonsumsi tanaman (evapotranspirasi)

3. Gravimeter
Yakni pengukuran berat tanah dari waktu ke waktu, perbedaan berat adalah jumlah air yg dikonsumsi tanaman . Hanya saja metode ini sesuai digunakan bila dilakukan dalam pot/kantong plastik.

Secara umum, berdasarkan uraian mengenai irigasi maka, untuk pemberian air tambahan dari irigasi dapat ditunjukkan bahwa tidak semudah seperti apa yg kita bayangkan, kalau pemberian air secara optimal. Pemberian air secara optimal dan efisien jauh lebih sulit ditentukan bila dibandingkan dgn pemupukan secara optimal dan efisien. Pemberian air irigasi bila dipandang bahwa air adalah salah satu input produksi yg mempunyai nilai ekonomis yg harus diperhitungkan sebagai modal/investasi, maka masalah kebutuhan air bukan persoalan. Di Indonesia ataupun di negara tropis, ketergantungan tanaman akan air hujan adalah sangat menjanjikan. Kegagalan panen karena penyimpangan iklim dinilai belum menjadi tantangan. Perhitungan ekonomi, hasil produksi pertanian yg tergantung dari curah hujan berarti tergantung pada alam. Karena tergantung pd alam yg kadang menyimpang, berarti ada ancaman kegagalan panen/ produksi. Jika kondisi iklim (alam ) normal sangat menguntungkan dan bila menyimpan dapat merugikan. Hal ini berarti bahwa usaha pertanian yg kebutuhan airnya tergantung pd hujan adalah pertanian spekulasi. Adanya fasilitas pengairan /irigasi yg dapat menjamin kebutuhan air merupakan pertanian yg dapat menjamin tercapainya produksi yg optimal bila faktor iklim lainnya mendukung serta pengelolaan air benar dan tepat. Pengelolaan air irigasi yg benar dan tepat adalah pengelolaan yg dapat medukung ketepatan (1) Jumlah air irigasi, (2) ketepatan waktu, (3) seminimal mungkin kehilangan air, (4) pembagian air sesuai luas lahan yg direncanakan.
Salah satu faktor yg sulit dalam pengelolaan air adalah besarnya tingkat kehilangan air baik di sepanjang saluran selama pengaliran air dan kehilangan air pd tanaman.
1. Kehilangan air disepanjang saluran selama pengaliran.
a. Kebocoran saluran, disebabkan karena rusaknya tanggul saluran, ataupun karena pembajakan air
b. Kehilangan air karena peresapan (seepage), perkolasi, utamanya pd saluran dari tanah
c. Evapotranspirasi dari permukaan saluran dan saluran yg ditumbuhi rumput air.
d. Dijadikan sumber air bagi penduduk.
e. Sedimentasi (pendangkalan saluran).

2. Kehilangan air di petak pertanaman.
a. Perkolasi tanah sangat tinggi, karena pembentukan flow pan belum sempurna, sawah yg sudah mantap adalah yg mempunyai tingkat perkolasi < 5 mm per hari
b. Peresapan ke samping (seepage)
c. Banyak gulma
d. Evaporasi.

Ketepatan Waktu Pembagian/Pengaliran Air.
Pengaturan waktu pengaliran dan pembagian air irigasi, adalah harus dipenuhi pihak pengelola air irigasi. Keterlambatan pemberian air irigasi adalah ancaman bagi keberhasilan pertumbuhan & produksi tanaman . Bagi padi sawah minimal 7 hari keterlambatan pemberian air masih dapat ditolerir namun kalau sudah 10 hari ancaman gagal panen. Untuk itu umumnya petani padi sawah membuat genangan air di petaknya setinggi 10 cm, karena ada keraguan keterlambatan air. Namun disadari bahwa tinggi genangan air sampai 10 cm itu kurang baik karena dapat mematikan sebagian anakan.
Ketepatan waktu pengaliran dan pembagian air di tingkat saluran, selain adanya jaminan kebersihan saluran adalah berfungsinya pintu-pintu saluran dgn baik terutama bila sistem pembagian airnya bergilir/dirotasikan. Pada bagian kelompok areal persawahan maka waktu pergiliran air harus tepat. Kerusakan pintu pembagi air ataupun bangunan bagi air irigasi adalah penyebab utama pembagian air berlangsung tidak tepat.

Ketepatan Jumlah Air yg Dialirkan (Debit Air)
Ketepatan debit air yg dibagikan disesuaikan luas areal persawahan yg mendapatkan air irigasi. Selain itu debit air yg dialirkan perlu memasok dan mempertimbangkan berapa jumlah air yg hilang pada tanaman. Pihak PU. Pengairan yg bertanggung jawab terhadap masalah ini kadang dan umumnya tidak memperhitungkan. Hal ini dapat diketahui bahwa debit air yg dialirkan tidak pernah mencapai target luas areal sesuai dgn yg direncanakan. Ketidaktepatan jumlah air ini dapat menimbulkan kerusuhan petani pemakai air, karena tidak menyadari penyebabnya.

Kebersihan Saluran/Pemeliharaan
Pemeliharaan dan pembersihan saluran yg ditangani oleh PU.Pengairan adalah mulai dari saluran intake sampai saluran sekunder saja. Untuk saluran tersier dan saluran cacing menjadi tanggung jawab petani pemakai air. Namun sampai saat ini para petani pemakai air selalu mengharapkan pihak PU. Pengairan yg memelihara semua tingkat saluran termasuk saluran tersier. Pihak PU. Pengairan perlu mensosialisasikan mengenai pemeliharaan dan kebersihan saluran termasuk perawatan bangunan air di tingkat tersier kepada petani pemakai air, utamanya menanamkan rasa memiliki. Memang seharusnya petani pemakai air harus menyadari bahwa fasilitas pengairan/irigasi itu adalah milik bersama. Karena pemerintah(PU.Pengairan)tidak mungkin memindahkan atau mengambil fasilitas pengairan yg sudah ada dan mahal biaya pembuatannya. Saluran tersier dan saluran cacing yg ada di petakan sawah adalah dikelola oleh pemakai pemakai air seharusnya sebelum turun ke sawah terlebih dahulu secara bersama-sama membersihkan dan memperbaiki pintu-pintu air dan saluran. Kelancaran pembagian dan pengaliran air sangat ditentukan oleh bangunan air yg berfungsi normal. Kenyataan di lapang kekurangan air yg dialami petani pemakai air bukannya sumber air yg terbatas pengadaannya, tetapi fasilitas pembawa air yg tidak berfungsi optimal. Untuk itu petani pemakai air irigasi dihimpun dalam suatu wadah, yg diharapkan dari wadah tersebut dapat terlaksana pengelolaan air secara tepat dan benar. Pertimbangan budaya atau kultur yg sangat bervariasi dari setiap petani pemakai air pd setiap kelompok areal irigasi perlu dipersatukan dalam suatu wadah yakni perkumpulan petani pemakai air irigasi (P3A).

Perkumpulan Petani Pemakai Air Irigasi (P3A)
Petani pemakai air irigasi yg areal persawahannya berada pada satu tingkat saluran tersier dimasukkan dalam suatu wadah P3A. Untuk itu wilayah pengairan/irigasi terdiri dari beberapa kelompok P3A berdasarkan petak tersier. Petak tersier didasarkan pada saluran tersier. Pembagian air di tingkat petani pemakai air diatur berdasarkan petak tersier. Bila sistem pembagian/pengaliran air yg diterapkan secara rotasi maka rotasi itu didasarkan pada petak tersier atau saluran tersier dan harus dimaklumi dan disadari oleh petani pemakai air. Salah satu usaha untuk mengoptimalkan fungsi fasilitas pengairan ini adalah berfungsinya organisasi P3A ini.
Fungsi dan peranan organisasi P3A :
1. P3A berfungsi untuk menyatukan persepsi dan pemahaman dari petani pemakai air. P3A merupakan wadah bagi anggota petani pemakai air bila ada permasalahan mengenai kekurangan ataupun keterlambatan menerima air irigasi.
2. Berfungsi sebagai wadah /tempat bermusyawarah bagi petani pemakai air, untuk menetapkan kapan waktu kegiatan dimulai.
3. Melalui wadah P3A, semua bangunan air dapat dirawat ataupun dibersihkan.
4. Pengaturan pembagian air dapat dibicarakan dalam kelompok-kelompok P3A dalam satu lingkup wilayah pengairan.
5. Perpajakan mengenai penggunaan air irigasi dapat dilakukan dalam setiap kelompok P3A.
6. Organisasi P3A digunakan sebagai wadah untuk berkomunikasi dengan pemda dan pihak PU. Pengairan.

Ketua dan pengurus dari P3A adalah semua dari petani pemakai air dan berdiri sendiri tanpa aparat pemda ataupun pihak PU. Pengairan.
Kenyataan lapangan, antara petani pemakai air sering menimbulkan kerusakan bahkan perkelahian karena masalah air. Pertentangan antara petani pemakai air disebabkan oleh banyak faktor antara lain :
1. Tidak mematuhi jadwal/periode waktu pengaliran air yg telah disepakati, misalnya ada petani belum sempat turun ke sawah, ada petani baru mengolah tanahnya, ada yg sudah menanam bahkan ada yg mau memupuk. Setiap kegiatan ini membutuhkan persyaratan kebutuhan jumlah air/tinggi genangan air. Untuk transplanting (penanaman dan pemupukan), dilakukan pembuangan air, sedangkan yg baru mengolah tanah menghendaki banyak air, yg sudah menanam membutuhkan air, membuat ada yg berlebihan air ada yg tidak dapat air, dengan demikian membuat pertentangan.
2. Kepemilikan sawah
Ada petani yg mempunyai sawah yg luas terlebih bila letaknya tidak semua dalam satu petak tersier tetapi terbagi-bagi pd berbagai petak atau desa dan kecamatan lain. Hal ini membuat petani tidak mampu sekaligus dalam waktu bersamaan mengerjakan semua sawahnya, sedangkan ada periode waktu yg telah ditetapkan keterlambatan ini membuat kacau pengaturan pembagian air.
3. Pembajakan air.
Beberapa petani pemakai air karena kegiatan persawahan yg intensif tidak sabar menunggu pengaliran air dari satu saluran tertentu, namun terdapat saluran yg lebih dekat dari sawahnya terpaksa dibobol (kompas) untuk mendapatkan air. Letak sawah yg jauh dari saluran dimana jatah air diperoleh membuat kadang terlambat mendapatkan air bahkan tidak mendapatkan bagian maka terpaksa petani membuat jalan pintas dengan membobol saluran yg ada didekatnya termasuk saluran sekunder. Pembagian air masuk ke petak sawah harus melalui saluran tersier dan saluran cacing, tidak boleh dari saluran sekunder. Bila air diambil dari saluran dari saluran sekunder ataupun saluran primer, kejadian ini termasuk pembajakan air irigasi yg dapat mengacaukan sistem pembagian air secara keseluruhan.

Sistem Pembagian Air Irigasi
Untuk mengoptimalkan penggunaan air irigasi selain diperlukan pengelolaan (manajemen)yg benar dan tepat, juga termasuk didalamnya mengenai sistem pembagian air yg benar dan tepat. Seperti irigasi untuk lahan sawah (basah) maupun untuk lahan kering, sistem pembagian air irigasi yg benar dan tepat agar efisiensi air tercapai, namun kebutuhan optimal tanaman dapat dicapai pd lahan seluas mungkin. Sistem pembagian air yg dikenal sekarang untuk lahan basah (sawah) meliputi :
1. Sistem pengaliran secara terus menerus;
2. Sistem pengaliran air secara bertahap;
3. Sistem pengaliran air secara rotasi.
1. Sistem pengaliran air secara terus menerus
Sistem pengaliran air irigasi ini merupakan sistem irigasi yg konvensional, tidak efisien penggunaan airnya karena air dialirkan terus walaupun tidak dibutuhkan namun fasilitas yg diperlukan sangat sederhana karena itu relatif murah. Pada sistem ini tidak diperlukan dam bila sumber airnya dari sungai, cukup cek dam. Sistem ini hanya dapat diterapkan bila :
1. Sumber air berlebihan kapasitasnya
2. Luas areal yg akan diairi sangat terbatas
3. Fasilitas irigasi yg ada sangat terbatas, utamanya keterbatasan bangunan bagi air ataupun tidak mempunyai pintu pembagi air atau pintu pengatur debit air.
4. Jarak antara sumber air dengan areal yg diairi relatif dekat dengan sumber air.
5. Jenis tanaman yg diusahakan toleran terhadap kelebihan air seperti padi.

2. Sistem pengaliran air secara bertahap
Sistem ini jauh lebih efisien dari sistem pengaliran air secara terus menerus, selain itu areal yg diairi lebih luas. Sistem ini berlangsung dengan pengaliran air secara bertahap berdasarkan waktu, kapan tanaman sudah harus diberikan berdasarkan fase-fase pertumbuhan tanaman. Untuk itu diperlukan pengalaman ataupun pengetahuan yg luas mengenai fase-fase pertumbuhan tanaman khususya padi. Pada umur atau kapan waktu air irigasi diperlukan dan kapan tidak diperlukan bahkan yg ada di petakan sawah harus dibuang telah diketahui bahwa pd saat transplanting. Air yg diperlukan hanya dalam kondisi macak-macak saja selama 3-4 hari sesudah transplanting. Pada waktu pemupukan tidak diperlukan pengaliran air irigasi supaya pupuk yg diberikan akan lebih efisien diserap sistem perakaran tanaman. Demikian pula pada saat tanaman bunting air tidak dimasukkan dalam ke petakan sawah bahkan dibuang yg telah ada untuk merangsang keluarnya bulir atau malai secara bersamaan. Selanjutnya pada periode waktu panen, satu minggu atau  10 hari padi akan dipanen, dilakukan pengeringan sawah, selain mempercepat penuaan padi secara serentak juga mempermudah panen.
Sistem ini diterapkan didasarkan pertimbangan, meliputi :
1. Sumber air agak terbatas
2. Luas areal yg mendapat air irigasi cukup luas
3. Fasilitas bangunan air cukup tersedia
4. Ada komitmen yg kuat diantara petani pemakai air, utamanya komitmen penetapan waktu pelaksanaan kegiatan dalam periode waktu bersamaan, misalnya waktu tanam relatif sama, waktu pemupukan dsb.
5. Jarak antara sumber air dengan areal yg diairi relatif tidak jauh
6. Kondisi fasilitas bangunan irigasi dapat tetap mendukung kecepatan aliran agar lebih cepat sampai ke petakan sawah.

3. Sistem pengaliran air secara rotasi / bergilir
Pengaliran air secara rotasi /bergilir dapat didasarkan pada tingkat saluran atau pd tingkat kelompok areal luas persawahan. Untuk kemudahan pelaksanaan /manajemen umumnya pengaliran air dirotasikan berdasarkan tingkat saluran, apakah di tingkat saluran primer dan ataukah di tingkat saluran sekunder. Semakin rendah status tingkat saluran semakin sulit menerapkan sistem rotasi ini, namun semain luas areal sawah yg dapat diairi. Jika kapasitas debit air yg mampu mengairi areal hanya 1000 ha sawah bila dirotasikan pada dua saluran primer maka luas areal persawahan dapat ,menjadi 2000 ha yakni pada saluran primer A yg sebelumnya hanya mampu mengairi sawah seluas 500 ha dapat menjadi 1000 ha, bila semua debit air dialirkan ke saluran primer A sedangkan yg ke saluran B distop apakah selama 2 minggu atau satu bulan waktu rotasinya. Bila pengaliran air dirotasikan di tingkat saluran sekunder seperti pada saluran primer A mempunyai 3 saluran sekunder dengan luas areal masing-masing  250 ha maka luas areal mendapatkan air irigasi bisa mencapai 1500 ha untuk membuat perencanaan sistem pengaliran air secara rotasi diperlukan pertimbangan dan persyaratan yg harus dimiliki wilayah tersebut, yakni :
1. Semua fasilitas bangunan air harus lengkap dan harus tergolong pengairan teknis.
2. Tambahan luas areal sawah tersedia.
3. Terdapat komitmen yg kuat di antara petani pemakai air atau antar kelompok petani pemakai air.
4. Kegiatan persawahan relatif bersamaan pd suatu (petak) kelompok yg dirotasikan.
5. Kapasitas sumber air dapat dijamin.
6. Tinggi genangan air di petak sawah tidak berlebihan
7. Menekan sekecil mungkin tingkat kehilangan air
8. Kebersihan saluran dan bangunan irigasi harus selalu dijaga/dirawat agar dapat berfungsi terus
9. Tidak ada pembajakan air.


Teknik Pembagian Air Pada Lahan Kering
Pada dasarnya teknik pembagian air irigasi untuk pertanaman lahan kering disesuaikan dengan tujuan pemberian air yakni tujuan memenuhi kebutuhan konsumsi atau selain untuk konsumsi juga untuk kebutuhan membersihkan tanaman dari debu pada seluruh permukaan tanaman karena itu ada beberapa macam metode pemberian air yakni :
1. Saluran terbuka
2. Saluran tertutup
3. Disiram
4. Sprinkle
5. Tertetes/Tetes
6. Middrib

1. Saluran Terbuka
Metode ini sama halnya dengan pemberian air pada lahan basah atau sawah. Air dari saluran terbuka dialirkan ke petak pertanaman melalui alur-alur diantara barisan tanaman atau diantara petak tanaman. Metode ini sebaiknya digunakan bila petani dan kapasitas sumber air tinggi dan tingkat perkolasi tanah tergolong tidak besar tetapi tingkat peresapan cukup cepat, terutama ke arah horisontal. Metode pemberian air ini kurang ditetapkan untuk pertanian lahan kering, lebih sesuai diterapkan untuk lahan basah.

2. Pengaliran air dari saluran tertutup
Saluran tertutup yang dimaksudkan disini adalah pipa atau selang air. Air dapat dialirkan melalui gaya gravitasi bila sumber airnya berada diketinggian atau lebih tinggi dari areal yang diairi. Metode ini dapat juga menggunakan mesin pompa air. Mesin pompa air ini dapat berfungsi untuk menyedot/mengambil air dari sumber air dan dapat mengalirkan ke pertanaman dengan tekanan mesin.
Telah diketahui bahwa air dapat bergerak dari suatu tempat ke tempat lain karena perbedaan tekanan potensial atau perbedaan tinggi tempat yakni gravitasi. Air dapat bergerak dari suatu tempat ke tempat yg lain karena tekanan air, dalam hal ini pompa air. Untuk air bergerak melalui selang atau pipa karena tekanan pompa mesin air.
Kelemahan metode ini, tidak dapat mengairi areal yg luas bila selang/pipa tidak dipindahkan ke tempat yg lain atau diperlukan tenaga manusia untuk mengatur pemberian air. Pengaliran / pemberian air melalui selang air dapat dilakukan dengan broadcast.

3. Disiram
Metode pemberian air dengan cara disiram sama halnya dengan pemberian air melalui udara. Pemberian air dengan cara disiram termasuk metode konvensional seperti untuk menyiram sayuran, semangka, ketimun ataupun jagung dgn tenaga manusia. Tenaga manusia yg mengangkat air dari satu tempat ke pertanaman dengan ember atau gembos. Metode ini cukup sesuai bila sumber air tidak jauh dari tanaman, sumber air adalah sumur dangkal, serta pertanaman tidak luas yakni sesuai kemampuan tenaga dan sumber air .

4. Sprinkle irigasi
teknik pemberian air secara sprinkle adalah teknik pemberian air secara mekanis(full mekanis) karena membutuhkan fasilitas peralatan yg lebih canggih dengan mesin pompa air. Pompa air dapat digerakkan dengan mesin dari bahan bakar minyak atau dengan listrik.
Irigasi dengan metode sprinkle adalah modifikasi dengan pipa atau selang pada setiap ujung pipa terdapat nozel yg dapat berputar 180o atau 90o. Setiap tiang pipa atau selang diletakkan/dipasang permanen pd jarak tertentu, sesuai luas semburan airnya. Semburan air melalui nozel seperti kabut air. Air dapat dialirkan melalui tenaga mesin pompa atau tenaga listrik dan dapat diatur lama waktu penyemburan air sesuai kebutuhan. Karena kabut air ini selain untuk kebutuhan konsumsi air juga untuk menyiram seluruh permukaan tanaman. Pengkabutan air ini juga berfungsi memperbaiki iklim mikro. Dengan demikian pemberian air irigasi dengan sistem sprinkel untuk jenis tanaman apa saja merupakan sistem irigasi yg paling optimal, namun kehilangan air melalui penguapan cukup tinggi, tetapi karena dapat membuat proses fotosintesis yg maksimal membuat pertumbuhan dan produksi tanaman menjadi tinggi, selain itu dapat lebih merangsang pembungaan ataupun pembuahan untuk itu pembungaan dan pembuahan tidak satu kali sesuai musim tetapi dapat dua sampai tiga kali dalam setahun. Seperti perkebunan jeruk sunkis di Kalifornia atau perkebunan anggur di Prancis. Teknik pemberian air secara sprinkel tentunya butuh biaya yg tinggi dari metode yg lainnya. Pada metode ini persyaratan kualitas air lebih bersih dari kotoran. Nozel pada suatu pipa bisa terdiri lebih dari dua agar pengkabutan air dapat diarahkan kemana saja atau sekeliling tanaman. Teknik pemberian air secara sprinkel tidak diperlukan banyak tenaga manusia. Tenaga manusia hanya diperlukan untuk mengontrol nozel yg macet. Pemberian air dengan sprinkel, ketinggian dan radius pengkabutan air dapat disesuaikan dengan ketinggian tanaman dan lebar tajuk tanaman. Pipa air yg diletakkan tegak lurus dari permukaan tanah dapat diatur ketinggiannya demikian pula radius pengkabutan dapat diatur dari tekanan air dan ukuran lubang pd nozel.

5. Pemberian air secara tetes
Metode ini tergolong pemberian air melalui udara namun air yg keluar pd setiap lubang dari pipa dapat berlangsung terus menerus dalam bentuk tetes seperti air yg keluar dari jarum suntik. Pipa atau selang yg berlubang sesuai jarak tanam dalam barisan diletakkan sejajar dengan permukaan tanah yg tingginya disesuaikan dgn tinggi tanaman. Pemberian air cara tetes ini dilakukan per tanaman, dan termasuk teknik pemberian air yg paling efisien ,menggunakan air irigasi, walaupun termasuk membutuhkan fasilitas peralatan yg mahal. Untuk itu penggunaannya untuk areal yg luas kurang diterapkan.

7. Middrib Irigation
Pemberian air irigasi di dalam tanah dekat permukaan tanah (subsurface tanah). Metode ini mirip dgn metode tetes, hanya saja pipa/selang yg berlubang ditanam dalam tanah. Untuk itu tingkat kehilangan air dapat dikatakan tidak ada karena itu metode ini jauh lebih efisien dari semua metode pemberian air, hanya saja pemberian air ini hanya digunakan untuk kebutuhan konsumsi tanaman tidak untuk mencuci permukaan tanaman. Metode ini kurang diterapkan pd pertanian yg luas, terlebih jika dilakukan dgn sistem mekanisasi terutama untuk pengolahan tanah.

Debit air yg dialirkan melalui pipa/selang untuk berbagai cara pemberian tetap didasarkan pd prinsip maksimum tanah memegang air atau maksimum tanah menyediakan air sampai pd lapisan efektif atau kedalaman sistem perakaran dari jenis tanaman yg diusahakan. Namun untuk metode pemberian air melalui udara utamanya secara sprinkle maka debit air/volume air yg diberikan ditambahkan sejumlah air yg hingga di seluruh permukaan tanaman atau identik dengan jumlah air yg dievaporasikan, maksimal sama dgn evaporasi dari panci oven. Perhitungan secara ideal namun perkiraannya disesuaikan dgn sifat tanah yg berkaitan dgn kemampuan tanah menyimpan/ menyediakan air, serta fase-fase pertumbuhan tanaman dan kedalaman sistem perakaran termasuk jumlah air yg dikonsumsi tanaman dalam hal ini evapotranspirasi.
Perlu disadari bahwa usaha pertanian yg lebih dapat menjamin hasil produksi hanya dapat dicapai bila kebutuhan air dapat dipenuhi secara optimal. Pertanian yg kebutuhan airnya tergantung pd sifat curah hujan adalah pertanian yg sifatnya spekulasi. Hanya saja pertanian yg beririgasi termasuk pertanian yg mahal karena input air dari selain harga airnya juga dinilai investasi fasilitas yg diperlukan untuk mendatangkan air dari sumber air.
Pengambilan air irigasi dari sumber air dapat dilakukan dgn beberapa cara, yakni :
1. Melalui saluran terbuka(saluran intake)oleh tekanan air atau dgn gaya gravitasi namun melalui pintu bangunan pengambilan air.
2. Melalui saluran tertutup / pipa.
Air diambil dengan tenaga/gaya gravitasi atau dgn bantuan tenaga mesim dalam hal ini, mesin listrik ataupun mesin dgn bahan bakar minyak.
3. Kombinasi
Air diambil melalui saluran terbuka dgn gaya gravitasi ke tempat penampungan. Kemudian dari tempat peresapan air, lalu dialirkan ke tanaman dgn mesin pompa air, karena beberapa pertimbangan antara lain faktor jarak, topografi dan kapasitas sumber air yg terbatas pd musim kemarau.