evaporasi & infiltrasi

EVAPORASI &

INFILTRASI

Created by:Andrea Sumarah AsihKarni Natalia P.RRatna Septi H

Siklus Hidrologi

EVAPORASIBeberapa definisi evaporasi1. Penguapan (Evaporation), adalah proses perubahan dari

zat cair atau padat menjadi gas. Lebih spesifik dapat didefinisikan bahwa penguapan adalah transfer air (moisture) dari permukaan bumi ke atmosfer.

2. Transpirasi (Transpiration) adalah penguapan air yg terserap tanaman, tidak termasuk penguapan dari permukaan tanah.

3. Evapotranspirasi adalah penguapan yg terjadi dari permukaan bertanaman.

Evapotranspirasi potensial adalah evapotrans-pirasi yg terjaid apabila kandungan air (moisture supply) tidak terbatas

Evapotranspirasi nyata (actual evapotranspirasi), lebih tergantung dari ketersediaan air.

EVAPORASI• Proses Evaporasi

• Pendekatan Teoritik• Pengukuran Evaporasi

Proses EvaporasiEvaporasi hanya terjadi apabila terdapat perbedaan tekanan uap air antara permukaan & udara sehingga akan terjadi perpindahan molekul air ke udara.

Proses evaporasi juga diimbangi oleh adanya kondensasi yaitu perpindahan molekul udara ke dalam air. Dengan demikian proses evaporasi dan kondensasi terjadi bersamaan & terus menerus.

Laju evaporasi adalah laju neto antara evaporasi dan kondensasi yang sebanding dengan perbedaan tekanan uap air dipermukaan air & tekanan uap air di udara di atasnya.

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap prose evaporasi1. Faktor meteorologis, meliputi : suhu, kelembaban

(humadity), tekanan udara (barometer) dan angin.2. Faktor fisik/geografis, meliputi : kualitas air, bentuk,

luas dan kedalaman air

Proses Transpirasi

Definisi : penguapan air yang terserap tanaman

Pendekatan TeoritikBeberapa pendekatan teoritik yang digunakan dalam memperkirakan besaran evaporasi1. Persamaan Empirik (Empirical Equation)2. Keseimbangan air (Water Balance Method)3. Aerodynamic Method4. Energy Balance Method5. Combination Method6. Priestley- Taylor Method

SOI

Keseimbangan Air (Water Balance Method)Secara teoritik, cara ini merupakan cara terbaik untuk menghitung besar evaporasi, karena semua unsur yg perlu diukur batasannya jelas.

Dengan : I = masukan (Inflow) O = keluaran (outflow) ΔS = perubahan tampungan (change in storage)

Cara Gabungan (Penman, dalam Chow, 1988)

dengan : Er = laju penguapan dihitung dengan keseimbangan energi,Ea = laju penguapan dihitung dengan cara aerodinamik = gradien tekanan uap jenuh = tetapan psikometrik (psychometric constant)

Cara aerodinamik baik, bila energi yang tersedia tidak terbatas.Cara keseimbangan energi memerlukan transport uap yang tidak terbatas.

ar EEE

Pengukuran Evaporasi1.Panci Penguapan (Evaporation Pan)

Harapannya :Laju penguapan terukur ≈ laju penguapan muka air luas

2.Atmometer

Prinsip :Pengukuran penguapan melalui media berpori (porous media)

Hasil pengukuran Cumulative ET dengan Atmometer dan hasil perhitungan dengan Penman

3. LysimeterPrinsip :Pengukuran perubahan kelengasan tanah

Peletakan Lysimeter

INFILTRASI• Proses Infiltrasi• Pendekatan Teoritik• Pengukuran Infiltrasi• Konsep Indeks PHI

Proses Infiltrasiproses masuknya air kebawah permukaan tanah

P

Muka tanah

Proses infiltrasi

Pendekatan Teoritik1. Persamaan Horton

2. Persamaan Philip

3. Metode Green-Ampt

1. Persamaan Horton

Persamaan Hortonlaju infiltrasi berkurang secara eksponensial (Horton,

1939).tkefcfofctf .).()(

t

dttftF0

)()(

Persamaan Horton

fc

tGAMBAR LIKU INFILTRASI DGN HUJAN TERPUTUS (INTERMITTEN)

Modifikasi Horton berlaku bila intensitas hujan kurang dari

laju infiltrasi.

secara umum :

dtefcfodtfcfp tk

tt

..)()(

2

1

)(12

t

t

dtfcfkfpfp

tfcfkfp )(1

i

f0

GAMBAR MODIFIKASI HORTON

t1 t2

2. Persamaan Phillip Infiltrasi kumulatif F(t) dapat

didekati dengan :

Laju infiltrasitKtStF ..)( 2

1

KtStf 21

..21)(

3. Persamaan Green-Ampt Laju infiltrasi f (t) dapat dinyatakan

dengan:

Infiltrasi kumulatif F (t), dapat dihitung dengan:

1

)(..)(tF

Ktf

.)(1ln...)( tFtKtF

Pengukuran Infiltrasi1. Single ring Infiltrometer2. Double ring infiltrometer

4. Perkiraan dengan analisis hidrograf3. Rainfall Simulator

Pengukuran Infiltrasi

1. Single ring infiltrometer

berupa silender baja yang dimasukkan kedalam tanah dan dilengkapi dengan skala dalam mm dan hook gauge untuk mengukur penurunan muka air dalam rentang waktu tertentu. Data waktu yang diperoleh dapat dibaca sebagai laju infiltrasi tiap satuan waktu

Pengukuran Infiltrasi

2. Double ring infiltrometer

3. Rainfall Simulator seperangkat alat pembuat hujan buatan yang dilengkapi dg alat pengukur debit laju infiltrasi f (i,q,tc, dp) Ket : i = intensitas hujan (mm/jam) q = debit (mm/jam) tc = tampungan cekungan (mm) dp = detensi permukaan (surface detention)

hampir sama dengan single ring infiltrometer, hanya saja digunakan dua buah silinder baja untuk menahan rembesan air ke arah horizontal dengan cara mengisi air pada ruang di antara dua silinder baja

KONSEP INDEKS PHI (Φ)• Kehilangan air akibat infiltrasi dihitung sebagai

kehilangan tetap (constant loss).• Cara ini misalnya dilakukan dengan andaian

kehilangan tetap sebagai indeks ( index).

Gambar. Penetapan indeks

index

i

t

index

KONSEP INDEKS PHI (Φ)Contoh kasus

Pada suatu DAS dengan luas 411.67 km2, hujan terjadi selama 6 jam, berturut-turut sebesar 15 mm, 15 mm, 11.70 mm, 5.70 mm, 0.45 mm,dan 0.15 mm. Hujan tersebut mengakibatkan terjadinya limpasan langsung (direct run off) sebesar 5113746.50 m3 . Tentukan index phi.

Jawab :Kedalaman run off = 12.42 mm

t

i

15 15

11.70

5.700.45

0.151 2 3 4 5 6

indeks

ΣP = 51.7 mm

Dari hasil trial diperoleh :

mm76.93

42.127.111515

Cek dengan menghitung Peff :Peff 1 = 15 – 9.76 = 5.24Peff 2 = 15 – 9.76 = 5.24Peff 3 = 11.70 – 9.76 = 1.96

= 12.42