“PENGUAPAN”

Teknik sipil

Universitas islam Riau

Definisi Penguapan ??

1. Penguapan(evaporation) → zat cair/padat menjadi gas.

2. Transpirasi → penguapan tanaman.

3. Evapotranspirasi →penguapan permukaan bertanaman.

4. Evaporasi potensial dan nyata → jika kandungan air tidak terbatas.

EVAPORASIBeberapa definisi evaporasi

1. 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.

Penguapan (evaporation)

Proses : zat cair/padat menjadi gas

Evapotranspirasi

Apa memang transpirasi itu ada??

Jawab : ADA

Proses Transpirasi ???

Definisi : penguapan air yang terserap tanaman

Proses Penguapan

Faktor utama : PANAS !!

Yang penting untuk dipahami :Penguapan HANYA terjadi apabila terdapat perbedaan tekanan uap air antara permukaan dan udara.

Faktor yang berpengaruh :1. Faktor fisis2. Faktor meteorologis

Faktor-faktor meteorologis

1. Suhu → suhu udara?? apa radiasi matahari?? (Ward, 1976)

2. Kelembaban (humidity) →naik (krn suhu udara turun), maka laju penguapan turun.

3. Tekanan udara →diikuti oleh angin dan suhu (krn perub ketinggian).

4. Angin →semakin tinggi, maka penguapan bertambah

Faktor-faktor fisik

1. Kualitas air2. Bentuk, luas dan kedalaman air.

Permukaan yang luas akan mempunyai laju penguapan yang lebih rendah dibandingkan dengan permukaan yang sempit. (Veihmeyer, 1964 dan Ward 1967)

Adakah perbedaan sifat penguapan ??

permukaan tanah?? muka air bebas ??

Terbatas hanya pada sejumlah air yang menyelimuti butir-butir tanah.

Jumlah ketersediaan air/kelembaban (moisture supply) tidak terbatas.

Besaran Penguapan?? Pendekatan Teoritik Pengukuran

1. Panci penguapan2. Atmometer3. Lysimeter

1. Pers. Empirik2. Water Balance method3. Aerodinamic Method4. EnergyBalance method5. Combination Method6. Pristley Taylor Method

1. Persamaan Empirik

dengan : C = koefisien penguapanew = tekanan uap air maksimum,dalam in Hgea = tekanan uap air sesaat, berdasar suhu

rata-rata bulanan dan kelembaban setasiun terdekat.

)( aw eeCE

2. Water Balance Method

dengan : I = masukan (inflow)O = keluaran ( outflow)S = perubahan tampungan (change in storage)

SOI

2. Water Balance Method

SOI

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)

3. Aerodinamik Method

)( awz eeKUE Barry (Chorley,1973)

Chow, 1988 )(

ln

622,02

0

2

22

aw

w

a ee

zzp

ukE

dengan :E = penguapanK = tetapan empirikuz = kecepatan angin pada ketinggian z di atas

permukaanew = tekanan uap air di permukaanez = tekanan uap air di ketinggian z

4. Keseimbangan Energi (van Dam, 1979, Chow, 1988)

dengan : Rn = Radiasi netto yang diterima permukaan G = ‘ground head flux’H = peningkatan suhu (sensible head)LE = panas tersedia untuk penguapanLE = lvmvLv = ‘laten head of evaporation’ = 2501 – 2,370 t (kJ/kg)Mv = laju aliran uap (vapor flow rate)

GLEHRn wlv

RE nr .

5. 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

Cara pengukuran ???

Alat yang digunakan:1. panci penguapan (evaporation pan) 2. ‘atmometer’ 3. ‘lysimeter’

SOI PRINSIP ??

“mengukur kehilangan air dalam panci dalam jangka waktu tertentu”

Pan Evaporasi…,harapan??

Laju penguapan terukur

laju penguapan muka air luas≈

Pan Evaporasi…,arah angin??

Desain?? Luas muka air,pertukaran panas, pemeliharaan=

Atmometer ??

Prinsip??

Pengukuran penguapan melalui

media berpori (porous media)

Atmometer vs Penman??

Lysimeter….peletakan ??

Lysimeter ??

Prinsip??

Pengukuran perubahan kelengasan

tanah

Detail alat ukur transpirasi ??

??

 1. Pendekatan dari pengukuran panci evapotranspirasi.

ETo = kp x Epan Dimana : ETo : evapotranspirasi acuan,kp : koefisien panci yang nilainya

berkisar antara 0,65-0,85 yang bergantung pada kecepatan angin, kelembaban relative, dan elevasi,

Epan : nilai evaporasi dari panci penguapan yang ada dilapangan

Cara menentukana koefisien pancia. Berdasarkan tata letak panci

Ada 2 cara perletakan panci evaporasi yakni di atas zona hijau (lingkungan sekitar panci) dan di lahan yang cukup tandus seperti yang disajikan pada Gambar (FAO 56, 2001).

Cara menentukana koefisien panci

Koefisien panci (panci klas A) berdasarkan cara penempatannyaPanci Klas A Case A: penempatan di atas tanah

dengan penutup tanaman rumput Case B: penempatan di atas tanah tanpa tanaman penutup

RHmean (%) Low <40

Medium 40-70

High >70

Low <40

Medium 40-70

High >70

Kecepatan angin (m/s)

Jarak zona penutup (m)

Jarak zona tanah kosong (m)

Light < 2 1 0.55 0.65 0.75 1 0.70 0.80 0.85 10 0.65 0.75 0.85 10 0.60 0.70 0.80 100 0.70 0.80 0.85 100 0.55 0.65 0.75 1000 0.75 0.85 0.85 1000 0.50 0.60 0.70 Moderat 2-5 1 0.50 0.60 0.65 1 0.65 0.75 0.80 10 0.60 0.70 0.75 10 0.55 0.65 0.70 100 0.65 0.75 0.80 100 0.50 0.60 0.65 1000 0.70 0.80 0.80 1000 0.45 0.55 0.60 Strong 5-8 1 0.45 0.50 0.60 1 0.60 0.65 0.70 10 0.55 0.60 0.65 10 0.50 0.55 0.65 100 0.60 0.65 0.70 100 0.45 0.50 0.60 1000 0.65 0.70 0.75 1000 0.40 0.45 0.55 Very strong 1 0.40 0.45 0.50 1 0.50 0.60 0.65 >8 10 0.45 0.55 0.60 10 0.45 0.50 0.55 100 0.50 0.60 0.65 100 0.40 0.45 0.50 1000 0.55 0.60 0.65 1000 0.35 0.40 0.45

b. Berdasarkan data klimatologi setempatPenentuan nilai kp dapat juga dilakukan dengan data klimatologi daerah setempat

menggunakan Persamaan (FAO 56, 2001).

)(ln)ln(000631,0)(ln1434,0

)(ln0422,00286,0108,02

2

meanmean RHFETRH

FETukp

)4,86(ln)(ln(00063,0

)(ln)4,86(ln0106,0)4.86(ln00289,0)(ln00327,000000959,0

000162,000341,061,0

22

222

22

2

uFET

FETuuuFETuFETu

RHuRHkp meanmean

dimana: kp : koefisien panci, u2 : kecepatan angin rata-rata unetu ketinggian 2 m (m/s), RHmean : kelembaban raa-rata (%), FET : jarak hamparan zona hijau dan kering pada penempatan panci evaporasi.

2). Metode Blaney Criddle

Perhitungan nilai evapotranspirasi dengan metode Blaney Criddle menggunakan

Persamaan (Sosrodarsono dan Takeda, 1977).

U = k x f

dimana :

U : banyaknya evapotranspirasi bulanan (inchi), k : koefisien yang tergantung dari jenis tanaman, f = (t+p)/100 t : suhu udara rata-rata bulanan (0F), p : presentase jam siang bulanan dalam setahun (%), f : faktor pemakaian air komsumptif bulanan

3). Metode modifikasi Blaney-Criddle  

100

)8137,45(..

tPKU

K = Kt x kc

Kt = 0,0311 t + 0,240

dimana :

U : transpirasi bulanan (mm), t : suhu udara rata-rata bulanan ( 0 C ), kc : koefisien tanaman bulanan, p : presentasi jam siang bulanan dalam setahun.

4). Metode Thornthwaite

berdasarkan suhu udara rata-rata bulanan, standar bulan 30 hari dan penyinaran 12 jam. Hubungan Evapotranspirasi dan suhu dapat dilihat dalam Persamaan berikut ini.

e = c. ta dimana :

e : evapotranspirasi potensial bulanan (cm/bln),c dan a: koefisien yang tergantung dari tempat,t : suhu udara rata-rata bulanan ( 0 C ).

5). Metode Penman

Metode Penman pada dasarnya merupakan metode yang mengkombinasikan atau menggabungkan dua metode lain yang juga dikembangkan untuk tujuan yang sama . Dua metode yang digabungkan adalah metode aerodinamik dan metode keseimbangan energi ( Penman, 1956 dalam Chow dkk., 1964 ).

5). Metode PenmanPersamaan metode Penman dapat dilihat dalam Persamaan

berikut.ETo = c [W . Rn + (1 – W) f(u)( ea – ed )]

dimana :ETo : evaporasi tetapan,c : factor kompensasi akibat perubahan cuaca siang dan malam,W : factor angina,Rn : pengaruh radiasi,f(u) : fungsi yang berhubungan dengan kecepatan angin,ea : tekanan uap air pada suhu rata-rata,ed : tekanan uap air jenuh pada titik embun.

 

 6). Metode Penman – Monteith

)U,(γ

)aes(eU)T(

γnR,

oET23401

2273900

4080

dimana :

ETo : evapotranspirasi acuan(mm/hari), Rn : radiasi netto pada permukaan tanaman (MJ/m2/hari), T : temperatur harian rata-rata pada ketinggian 2 m (oC), u2 : kecepatan angin pada ketinggian 2 m (m/s), es : tekanan uap jenuh (kPa), ea : tekanan uap aktual (kPa), : kurva kemiringan tekanan uap (kPa/oC), : konstanta psychrometric (kPa/oC).

7). Metode Radiasi (Sosrodarsono dan Takeda, 1977).

ETo = C ( W . Rs ) dimana :ETo : evapotranspirasi ( mm/hari ),Rs : radiasi matahari yang dinyatakan dalam evaporasi equivalen (mm/hari),W : status faktor, untuk memasukkan pengaruh temperatur dan ketinggian,C : suatu faktor penyesuaian, untuk memasukkan pengaruh lengas udara dan keadaan angin siang hari.

 Rs dihitung dengan rumus Rs = ( 0,25 + 0,50 n/N) RaHarga n/N adalah perbandingan antara jam penyinaran matahari yang benar – benar terukur dengan jam penyinaran maksimum yang mungkin terjadi

CONTOH PERHITUNGAN ??

Trima kasih….