pengukuran aliran fluida_pertemuan 10 ok

8/18/2019 Pengukuran Aliran Fluida_pertemuan 10 Ok

1/57

Mekanika Fluida

EVAPOTRANSPIRASI


2/57

Evaporasi vs Transpirasi

• Evaporasi = proses pertukaran molekul air di permukaan

menjadi molekul uap air di atmoser melalui kekuatan panas

Faktor!aktor "an# mempen#aru$i%

! Faktor!aktor meteorolo#is

! Fenis permukaan tana$

• Transpirasi = proses pen#uapan pada tum&u$!tum&u$an'

le(at sel!sel stomata

Faktor!aktor "an# mempen#aru$i%

! Faktor!aktor meteorolo#is' terutama sinar mata$ari

! )enis tum&u$an

! )enis tana$


3/57

Evaporasi atau penguapan adalah

proses pertukaran (transfer) air dari

permukaan bebas (free water surface)

dari muka tanah, atau dari air yang

tertahan di atas permukaan bagunanatau tanaman menjadi molekul uap air di

atmosfer. Proses ini sebenarnya terdiri

dari dua kejadian yang salingberkelanjutan


4/57

Interface Evaporation yaitu proses pertukaran air

di permukaan menjadi uap air di permukaan

(interface) yang besarnya tergantung dari energidalam yang tersimpan (stored energy)

!ertical !apor "ransfer yaitu perpindahan lapisan

udara yang jenuh uap air dari interface ke lapisan di

atasnya, dan hal ini bila memungkinkan proses

penguapan akan berjalan terus. "ransfer ini

dipengaruhi oleh kecepatan angin, topografi dan

iklim lokal.


5/57

*isampin# itu pen#uapan ju#a dipen#aru$i ole$

kelem&a&an udara' tekanan udara' kedalaman air dan

kualitas air+

#oil Evaporasi adalah penguapan yang terjadi dari

permukaan tanah tanpa ada tanaman di atasnya

(bare soil)

"ranspirasi adalah pengupan yang terjadi dari

tanaman melalui sel stomata pada daun. $ir yang

dihisap oleh daun setelah proses fisiologis akan

diuapkan kembali melalui sel stomata. #el stomata

ini pada malam hari akan tertutup sehingga

transpirasi $an"a terjadi pada sian# $ari saja+ *en#an

demikian jelas transpirasi le&i$ ke,il di&andin# den#an

evaporasi+


6/57

Evapotranspirasi adalah kejadian bersama%sama

antara evaporasi dan transpirasi, keduanya saling

mempengaruhi. #oil evaporasi akan dikurangi

dengan terjadinya transpirasi. &ila penguapan terjadi

dilihat pada suatu daerah dimana di dalamnya

terdapat juga tanaman yang tumbuh maka

penguapan yang terjadi di daerah tersebut disebut

Evapotranspirasi

Potensial Evapotranspirasi (PE") adalah

evapotranspirasi dari tanaman bila memperoleh air

(dari hujan atau irigasi) yang cukup untuk pertumbuhannya yang optimum. PE" ini tergantung

dari factor meteorology setempat dan juga dari jenis

tanaman yang ada


7/57

$ctual Evapotranspirasi ($E") adalah evapotranspirasi

dari tanaman di bawah cukup untuk pertumbuhannya

karena air yang diberikan kurang. $E" juga tergantung

dari faktor yang sama dengan potensial

evapotranspirasi tetapi dibatasi dengan hanya

tersedianya air di kandungan tanah (moisture) saja.

Pada daerah kering tanpa irigasi, $E" menjadi sangat

rendah karena tidak tersedianya air untuk evaporasi.

Proses evaporasi ini sangat penting dan

dipertimbangkan dalam proyek-proyek PengembanganSumber Air seperti penyimpanan air dalam reservoir

(dam), kebutuhan air irrigasi untuk tanaman

(consumptive use) dan banyak lagi.


8/57

Menghitung Evaporasi

-+Evaporasi dari permukaan air &e&as Pada dasarn"a

evaporasi terjadi karena per&edaan tekanan uap dari udara

pada permukaan air dan dari udara di atasn"a+ Perumusan

dasarn"a .*alton/ adala$ se&a#ai &erikut


9/57

0edalaman air ju#a mempen#aru$i evaporasi' karena untuk

menaikkan temperatur air "an# mempun"ai lapisan te&al

.dalam/ le&i$ &an"ak diperlukan panas dari pada "an#

mempun"ai lapisan tipis .dan#kal/+ 1ntuk pen"inaran

mata$ari "an# sama maka akan le&i$ &an"ak menaikkan

temperatur air "an# dan#kal dari pada "an# dalam' $in##a

evaporasi pada air "an# dan#kal le&i$ &an"ak+ 2an"ak ,ara

untuk men#$itun# &esarn"a evaporasi dari permukaan airdiantaran"a se&a#ai &erikut %

Persamaan EmpirisSeperti dise&utkan di atas &a$(a &esarn"a evaporasi san#at

dipen#aru$i ole$ ke,epatan an#in' maka untuk evaporasi

permukaan air &e&as perumusan empirisn"a di&edakan

menjadi dua kejadian %


10/57

2ila temperatur permukaan air sama den#an temperatur

udara' maka perumusan "an# dipakai adala$ %


11/57

dari persamaan diats diperole$ persamaan empiris "an#

&an"ak dipakai %

2ila temperatur udara dan permukaan air &er&eda' maka

perumusan "an# dipakai mempun"ai &entuk "an# sama

den#an persamaan diats "aitu %


12/57

persamaan diatas "an# &isa dipakai untuk kondisi lokal dimana konstanta!

konstanta dapat diturunkan tetapi tidak &erlaku umum' per$itun#an

evaporasi .Eo/ terse&ut dapat dilakukan+ 3asil penurunan Ijss,lmer di

$olland mendapatkan suatu perumusan "an# dapat dipakai $an"a untuk

kondisi "an# sama adala$ se&a#ai &erikut %


13/57


14/57

Nera,a Air .(ater 2ud#et/

Per$itun#an evaporasi den#an ,ara ini dise&ut ju#aden#an stora#e e4uation approa,$' "aitu den#an menarik

suatu keseim&an#an "an# tetap pada semua air "an#

masuk dan menin##alkan daera$ aliran .,at,$men'

draina#e &asin/+2ila $ujan jatu$ di daera$ aliran dan dapat diukur'

kemudian aliran "an# terjadi aki&at $ujan terse&ut pada

suatu titik pen#amatan .,$e,k point5out let/ ju#a dapat

diukur' maka "an# men"e&a&kan tidak sama antara

&esarn"a $ujan "an# jatu$ den#an &esarn"a aliran "an#

terjadi ada ti#a' "aitu %


15/57

-+ Peru&a$an stora#e dalam daera$ aliran' sala$ satun"a adala$ danau atau

air tana$ .a4uier/+

6+ Per&adaan dalam aliran air tana$ "an# masuk dan keluar dari daera$

aliran+

7+ • 0arena evaporasi dan transpirasi+

Persamaan stora#e se,ara umum adala$ se&a#ai &erikut .&andin#kan

persamaan

Semua &esaran din"atakan dalam mm+ 8an# sulit dari ,ara ini adala$

pen#ukuran keluar masukn"a air tana$ $in##a ketelitiann"a jau$

&er&eda den#an pen#ukuran lainn"a


16/57

Pemakaian alat dilapan#an

2esarn"a evaporasi dapat diukur dilapan#an den#anmemasan# alat pen#ukur evaporasi "aitu atmometer atau

pan evaporasi+ Atmometer adala$ alat pen#ukuran

evaporasi "an# ke,il "an# &iasa dipakai dalam stasiun

meteorolo#i+ 3asiln"a &ukan data evaluasi a&solut' akan

tetapi mem&erikan per&andin#an Ada ti#a t"pe atmometer "aitu t"pe Pi,$e' t"pe 9ivin#ston

dan t"pe 2ellani+ Pen#ukuran evaporasi den#an pan

&an"ak dilakukan den#an di lapan#an .dalam stasiun

meteorolo#i/+ 2an"ak jenis pan "an# dipakai diantaran"a,lass A Pan Evaporation' Sunken Pan den#an t"pe

:olorado' 8oun# dan 2PI' serta Floatin# Pan


17/57

:lass a Pan evaporation

Merupakan pan "an# ter&uat dari lo#am diletakkan di atas permukaan

tana$ pada susunan ka"u setin##i ; in+ Tin##i pan -< in den#an

diameter eet "an# di dalamn"a diisi air den#an ketin##ian sesuai

den#an standard ukur di dalamn"a "an# mempun"ai ketin##ian > in ?

@ in+ 2esarn"a evaporasi adala$ den#an meli$at peru&a$an tin##i

muka air ter$adap tin##i standard ukurn"a' 1ntuk ,lass A evaporation

&esarn"a koeisien pan adala$


18/57

Sunken PanSejenis pan "an# se&a#ian ditanam masuk ke dalam tana$ den#an

maksud memasukkan aktor pen#aru$ tana$ ter$adap pen#uapan+ Adati#a jenis Sunken Pan "aitu' :olorado Sunken Pan "an# mempun"ai

penampan# 7 eet perse#i dan tin##i -@ in den#an koeisien pan


19/57


20/57


21/57

Terli$at &a$(a pemakaian alat pan evaporasi pen#ukurann"a $arusdilakukan setiap $ari dilapan#an den#an meli$at &esarn"a peru&a$antin##i muka air di dalam pan "an# merupakan evaporasi dalm satu $ari+

Ada ti#a kejadian peru&a$an muka air di dalam pan' "aitu %

•&ila muka air turun dari standar ukur dan pada $ari itu tidak terjadi$ujan' maka &esar evaporasi "an# terjadi di pan adala$ sama den#an&esarn"a tin##i air "an# ditam&a$kan dalam pan supa"a muka airmen,apai tin##i standar+

•2ila muka air turun dari standard ukur dan pada $ari itu terjadi $ujan'maka &esar evaporasi "an# terjadi di pan adala$ sama den#an &esarn"atin##i air "an# ditam&a$kan dalam pan supa"a muka air men,apai tin##istandar ditam&a$ tin##i $ujan pada $ari itu+

•2ila muka air naik dari standard ukur dan pada $ari itu terjadi $ujan'maka &esarn"a evaporasi "an# terjadi di pan adala$ sama den#an tin##i

$ujan "an# terjadi $ari itu dikuran#i den#an tin##i air "an# di&uan# daripan supa"a muka air men,apai tin##i standar


22/57

Teori Penman

3+9+ Penman .-@/ men#emukakan teori dan perumusanuntuk men#estimasi &esarn"a evaporasi dari data ,ua,a

suatu daera$+ Teori Penman didasarkan atas dua ke&utu$an

untuk menja#a kontinuitas dari evaporasi a#ar tetap terjadi'

"aitu %a/2esarn"a ener#i panas "an# $arus disupl" untuk proses

pen#uapan+ Belom&an# pendek radiasi mata$ari "an#

sampai di permukaan &umi &esarn"a ter#antun# dari letak

tempat .latitude/' musim ta$unan' jam sian# dan &an"akn"a

a(an dalam satu $ari+ 2ila diasumsikan tidak ada a(anmaka &esarn"a total radiasi pada suatu di&erikan dalam

&entuk ta&le ole$ An#ot seperti pada Ta&el se&a#ai $ar#a RA

.&ilan#an An#ot/ den#an satuan #,al5,m65$ari


23/57


24/57


25/57


26/57


27/57


28/57


29/57

Berakan Peru&a$an 1ap Air


30/57


31/57


32/57


33/57


34/57


35/57


36/57


37/57


38/57


39/57


40/57

Evaporasi dari permukaan

tana$

2esar evaporasi dari permukaan tana$ &er&eda den#an

permukaan air &e&as karena ter#antun# dari jenis .lapisan/

permukaan tana$n"a+ 2ilan#an al&edo pada evaporasi

permukaan tana$ le&i$ &esar dari pada permukaan air&e&as+ 1ntuk permukaan tana$ "an# jenu$' &esarn"a

evaporasi kira!kira sama den#an evaporasi dari permukaan

air disekitarn"a "an# mempun"ai temperatur sama+

2esarn"a evaporasi permukaan tana$ dipen#aru$i ole$&esarn"a tin##i $ujan jatu$+ Evaporasi dari permukaan

tana$ suatu daera$ "an# $ujann"a &an"ak den#an

pem&a#ian merata sepanjan# ta$un akan jau$ le&i$ &esar

dari pada suatu daera$ den#an $ujan sedikit+


41/57

Ada &er&a#ai ,ara untuk menentukan evaporasi dari

permukaan tana$' diantaran"a %

-+*en#an mem&andin#kan evaporasi permukaan air

&e&as 3ar#a Eo dari per$itun#an ,ara Penman dapatdi&andin#kan den#an &esar evaporasi permukaan

tana$' tured soil atau &are soil .ET atau E2/+ Pada

suatu daera$ akan mempun"ai nilai per&andin#an

antara E2 dan EO "an# ter#antun# dari kondisi tana$

.lapisan permukaan tana$/' "an# dapat ditulis dalam

persamaan se&a#ai &erikut

Suatu per,o&aan untuk permukaan tana$ "an# ditanami rumput

menunjukkan $ar#a C =


42/57

6+ Pen#ukuran den#an 9"simeter

9"simeter adala$ alat "an# dipakai untuk men#ukur evaporasi dari

permukaan tana$ se,ara lan#sun# .termasuk tanaman di

atasn"a/+ Permukaan tana$ "an# tidak &er$u&un#an den#an airtana$ kemun#kinan evaporasin"a san#at ke,il' karena $an"a

ter#antun# dari air $ujan saja+ Sedan# permukaan tana$ "an#

&er$u&un#an den#an daera$ kapiler kemun#kinan evaporasin"a

le&i$ &esar' karena selalu disupl" air dari air tana$+ Bam&ar

adala$ sket 9"simeter+ 2an"akn"a evaporasi dari permukaantana$ .E2/ adala$ selisi$ antara tin##i $ujan .P/ dan air "an# di

drain ke dalam penampun#di &a(a$ tana$ .O/+


43/57


44/57


45/57

PET dalam persamaan diatas merupakan $ar#a standard &ulanan

"an# didasarkan atas 7< $ari den#an -6 jam pen"inaran mata$ari

dalam satu $ari+


46/57


47/57


48/57

Perumusan evapotranspirasi dari &lanney 'riddle


49/57


50/57

Perumusan evapotranspirasi dari "urc, angbein dan undt


51/57


52/57


53/57


54/57

Perumusan evapotranspirasi dari Penman


55/57


56/57


57/57

pengukuran aliran fluida_pertemuan 10 ok

Documents