bab 4 evaporasi dan transpirasi · ew = tekanan uap jenuh muka air ea = tekanan uap udara diatasnya...
TRANSCRIPT
REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
BAB 4EVAPORASI DANTRANSPIRASI
2 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
DEFINISI
Evaporasi atau penguapan adalah prosespertukaran (transfer) menjadi molekul uap airdi atmosfer dari air di permukaan bebas (freewater surface), muka tanah atau dari air yangtertahan diatas permukaan bangunan atautanaman.
Peristiwa berubahnya air menjadi uap danbergerak dari permukaan tanah danpermukaan air ke udara disebut evaporasi(penguapan). Peristiwa penguapan daritanaman disebut-transpirasi. Kedua-duanyabersama-sama disebut evapotranspirasi.
3 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
PROSES EVAPORASI
Interface Evaporation yaitu proses pertukaran air dipermukaan menjadi uap air permukaan (interface) yangbesarnya tergantung dari energi dalam yang tersimpan(stored energy).
Vertikal Vapor Transfer yaitu pemindahan lapisanudara yang jenuh uap air dari interface ke lapisandiatasnya, dan ini kalau memungkinkan proses akanberjalan terus. Transfer ini dipengaruhi oleh kecepatanangin, topografi dan iklim lokal.
Disamping itu penguapan juga dipengaruhi olehkelembaban udara, kedalam air dan kualitas air.
4 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
POTENSIALEVAPOTRANSPIRASI (PET)
Evapotranspirasi dari tanaman bilamemperoleh air (dari hujan atau irigasi)yang cukup untuk pertumbuhannya yangoptimum.
PET ini tergantung dari faktor Meteorologisetempat dan juga dari jenis tanaman yangada.
5 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
ACTUALEVAPOTRANSPIRASI (AET)
Evapotranspirasi dari tanaman dibawahcukup untuk pertumbuhannya karena airyang diberikan kurang.
Tergantung dari faktor yang sama dengan PETtetapi dibatasi dengan hanya tersediannya airdikandungan tanah (moisture) saja.
Proses AET ini sangat penting dandipertimbangkan dalam proyek-proyekpengembangan sumber air. Misalnya: DAM,kebutuhan air irigasi (consumtive use), dll.
6 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
MENGHITUNG EVAPORASI
Didalam analisa mendapatkanbesarnya evaporasi dapatdibedakan menjadi dua yaitu:Evaporasi dari permukaan air bebasEvaporasi dari permukaan tanah
7 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
EVAPORASI DARIPERMUKAAN BEBAS
Pada dasarnya evaporasi terjadi karena perbedaantekanan uap udara pada permukaan air dan dari udaradiatasnya.
Rumus Dalton
Dimana:C = koefisien tergantung dari tekanan barometeru = kecepatan anginew = tekanan uap jenuh muka airea = tekanan uap udara diatasnya
)().( ufeeCE aw
8 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
PERSAMAAN EMPIRIS
Bila permukaan air sama dengantemperatur udara diatasnya maka,
)54,05,0)((35,0 2ueeE aw
9 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
NERACA AIR(WATER BUDGET)
Perhitungan evaporasi cara ini disebut jugaStorage Equation Approach, yaitu denganmenarik suatu keseimbangan yang tetappada semua air yang masuk danmeninggalkan daerah aliran (catchmen,drainage basin).
Persamaan storage secara umum adalah:
SSWSPE ooi
10 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
PEMAKAIAN ALATDILAPANGAN
Class a Pan Evaporation Sunken Pan Floating Pan
11 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
TEORI PENMAN
12 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
TEORI PENMAN
13 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
TABEL 1
14 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
TABEL 2
15 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
TABEL 3
16 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
TABEL 4
17 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
EVAPORASI DARIPERMUKAAN TANAH
Besarnya evaporasi dari permukaan tanahberbeda dengan permukaan air bebaskarena tergantung dari jenis permukaantanahnya (bilangan albedo).
Besarnya evaporasi permukaan tanahbergantung oleh besarnya tinggi hujanyang jatuh.
18 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
PENGUKURAN DENGANLYSIMETER
Lysimeter adalah alatyang dipakai untukmengukur evaporasidari permukaantanah secara langsung(termasuk tanamandiatasnya).
19 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
MENGHITUNGTRANSPIRASI
Besarnya transpirasi tergantung dari penyinaranmatahari, temperatur, kelembaban, angin,tersedianya air dan fase pertumbuhan tananam.
Pengukuran transpirasi pada suatu daerah aliransangat sulit dan biasanya hanya dilakukandilaboratorium dengan menggunakan sampel kecilpada suatu phytometer.
Phytometer adalah suatu bak kecil (pot) yang diisitanah dan ditanami tanaman yang hendak diukurtranspirasinya. Permukaan tanah dan potseluruhnya ditutupi dengan plastik agar tidakterjadi penguapan dari permukaan tanah.
20 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
MENGHITUNGEVAPOTRANSPIRASI
Menghitung besarnya evapotranspirasi daripengukuran dilapangan menggunakanLysimeter dapat dilakukan dengan prinsipwater balance.
Dimana:I = air irigasiEt = evapotranspirasiΔ = perubahan storage
SOEIP t
21 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
EVAPOTRANSPIRASITHORNTHWAITE
Thornwaite merumuskan evapotranspirasisebagai berikut:
Dimana:e = evapotranspirasi potensial bulanan (cm/bln)c/a = koefisien yang tergantung dari tempatt = temperatur rata-rata bulanan (oC)
atce .
22 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
EVAPOTRANSPIRASIBLANNEY CRIDDLE
Blanney Criddle mengemukakanperumusan untuk menghitung besarnyapotensi evapotranspirasi yangdihubungkan dengan temperatur rata2bulanan, prosentase penyinaran mataharibulanan dalam setahun dan koefisienpertumbuhan tanaman.
23 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
EVAPOTRANSPIRASIBLANNEY CRIDDLE
Dimana:U = evapotranspirasi bulanan (in)k = koefisien pemakaian air konsumtif (empiris)f = faktor pemakaian air konsumtift = temperatur rata-rata bulanan (oF)p = prosentase jam siang hari bulanan dalam setahun (tabel)
fkU .100
ptf
24 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
25 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
EVAPOTRANSPIRASIPENMAN
Besarnya potensial evapotranspirasimenurut Perman adalah perkalian antarakoefisien tanaman dengan besarnyaevaporasi menurut Penman (E0).
k = koefisien tanaman bulanan (tabel)
0.EkPET
26 REKAYASA HIDROLOGICopyright © 2017 By. Ir. Arthur Daniel Limantara, MM, MT.
CONSUMTIVE USE
Penggunaan konsumtif (consumtive use) adalahevapotranspirasi dari suatu daerah yangditumbuhi tanaman, biasanya dipakai dalamhubungannya dengan pertanian yaitu untukmenghitung besarnya kebutuhan air irigasi.
Kalau moisture tanah yang tersedia (M) lebihbesar dari PET, maka penggunaan konsumtif(cu) sama besarnya dengan PET. Sebaliknyabila lebih kecil dari PET maka cu lebih kecildari PET atau sering disebut spil moisturedeficiency.