Dengan menggunakan sistem irigasi permukaan, maka air dialirkan dari sungai, disimpan dan dilepaskan dari tampungan (reservoir) atau dipompa dari tanah dan kemudian diberikan ke lahan. Kelebihan air irigasi harus dibuang dari lahan. Masing-masing komponen ini membutuhkan desain, operasi, dan pemeliharaan pengatur dan bangunan pengendali. Agar sistem menjadi efisien dan efektif, aliran tidak hanya harus diatur dan dikelola, tetapi yang paling penting, juga harus diukur.
Proses kejadian irigasi permukaan terdiri dari empat fase, seperti digambarkan pada Gambar 7 berikut.
Gambar 7. Pergerakan kurva air tanah
Fase 1, ketika air dalirkan ke lahan, maka akan terjadi penambahan air di permukaan lahan sampai menggenangi seluruh permukaan lahan.
Fase 2, kemudian air irigasi akan mengalir ke luar lahan. Interval antara permukaan air akhir dan ketika air masuk disebut pembasahan atau fase genangan.
Fase 3, ketika volume air di permukaan lahan mulai menurun, jika air tidak lagi dialirkan lagi, karena terjadinya aliran permukaan (run off) atau air masuk ke dalam tanah.
Fase 4, setelah tidak ada lagi air yang masuk ke lahan, maka permukaan air akan surut dan ini adalah fase resesi.
Beberapa Istilah dalam Irigasi :
Basin irrigation adalah sistem irigasi berupa cekungan, seperti system irigasi di sawah.
Furrow irrigation adalah sistem irigasi yang cara pemberian airnya melalui parit-parit.
Wild flooding adalah sistem irigasi permukaan dimana air digenangkan pada suatu daerah yang luas, sehingga permukaan tanah menjadi tergenang yang cukup tinggi, sehingga daerah pertanaman akan cukup sempurna dalam pembasahannya.
Free flooding irrigation adalah sistem irigasi permukaan dimana daerah yang akan diairi dibagi dalam beberapa bagian atau petak, dan kemudian air dialirkan dari bagian yang tinggi ke bagian yang rendah.
Check flooding Irrigation adalah sistem irigasi permukaan dimana air dari tempat pengambilan atau sumber air dimasukkan ke dalam selokan atau saluran, dan kemudian dialirkan pada petak-petak yang kecil.
Border strip Irrigation adalah sistem irigasi permukaan dimana lahan pertanian yang akan diairi dibagi-bagi dalam luas yang kecil dengan galengan berukuran 10 x 100 m2 sampai 20 x 300 m2 dan air dialirkan ke dalam tiap petak melalui pintu-pintu.
Run off adalah aliran permukaan, sisa air hujan atau irigasi yang tidak dapat masuk ke dalam tanah dan mengalir di permukaan lahan.
Infiltrasi adalah proses masuknya air ke dalam tanah.
Hidrologi adalah ilmu tentang keairan.
Topografi adalah tinggi rendahnya permukaan tanah
Excess rainfall adalah curah hujan berlebih, yaitu curah hujan yang tidak dapat dimanfaatkan oleh tanaman, karena kelebihan.
Evaportanspirasi adalah proses kehilangan air melalui tanah dan bagian-bagian tanaman.
Dependable flow adalah debit andalan yaitu debit minimum sungai untuk kemungkinan terpenuhi yang sudah ditentukan yang dapat dipakai untuk irigasi.
Landform adalah potret bentuk tanah yang memiliki relief mikro dengan bentuk fisik yang jelas, hal ini akan langsung menentukan tata letak dan lokasi saluran irigasi, saluran pembuang dan jalan.
Reservoir atau Waduk adalah bangunan yang digunakan untuk menampung air irigasi pada waktu terjadi kelebihan air di sungai agar dapat dipakai sewaktu-waktu terjadi kekurangan air.
Drainase adalah pembuatan dan pengoperasian suatu sistem dimana aliran air dalam tanah diciptakan sedemikian rupa sehingga baik genangan maupun kedalaman air tanah dapat dikendalikan sehingga bermanfaat bagi kegiatan usahatani.
Herringbone system adalah system darinase yang terdiri dari pipa saluran drainase lateral yang diletakan secara parallel dan terhubung dengan pipa utama dengan membuat sudut tertentu, biasanya dari kedua sisi.
Sistem Gridiron adalah sistem drainase yang terdiri dari pipa–pipa saluran drainase lateral yang diletakkan secara paralel dan terhubung dengan pipa utama secara tegak lurus, biasanya dari satu sisi.