HIDROLOGI 2011/2012 Farida M.Sc

Evapotranspirasi

Evaporasi Evaporasi : Proses penguapan dari permukaan air & tanah. Proses ini merubah fase air : cair menjadi uap air Evaporasi adalah salah satu parameter penting bersama presipitasi dalam siklus air global ~ menghubungkan sumber air di daratan, lautan & atmosferTransfer uap air

LP

Presipitasi di daratan Evapotranspirasi Precipitasi di lautan Evaporasi

Infiltrasi Perkolasi Aliran air tanah Keluaran aliran air tanah

Evaporasi dari lautan

Evaporasi Faktor faktor yang mempengaruhi laju evaporasi : - Energi radiasi matahari (RM) Berfungsi sebagai sumber energi panas yang menghangatkan massa udara di permukaan air & tanah Semakin tinggi RM yang diterima permukaan semakin tinggi pula evaporasi

- Suhu udara Semakin tinggi suhu udara akan semakin tinggi laju evaporasi- Kelembaban udara (RH) Semakin tinggi RH maka akan semakin rendah laju evaporasi. RH tinggi (kadar air di udara tinggi) akan menurunkan laju evaporasi

Evaporasi Faktor faktor yang mempengaruhi laju evaporasi : - Jumlah air di udara Semakin besar jumlah air di udara, semakin besar potensi evaporasi - Angin Semakin tinggi kecepatan angin maka laju evaporasi akan tinggi - Kekasapan permukaan Sifat alamiah permukaan mempengaruhi pola perubahan kecepatan angin. Pada bidang permukaan kasar / tidak beraturan, laju evaporasi akan berkurang (gesekan dgn permukaan). Pada bidang permukaan air yg luas , angin kencang dpt mempercepat evaporasi.

Evaporasi Pengukuran dan perkiraan evaporasi sangat penting dalam siklus hidrologi

Contoh penggunaan data laju evaporasi : digunakan untuk mendukung desain & manajemen operasional bendungan dan irigasi Pengukuran & perhitungan evaporasi dibagi menjadi 2 : 1. Metode langsung : menggunakan alat ukur 2. Metode tidak langsung (metode empiris) : menggunakan pendekatan persamaan matematika yang memasukkan berbagai unsur iklim yang mempengaruhi laju evaporasi

Evaporasi Metode langsung : Panci Class A - Digunakan utk mengukur evaporasi pada permukaan air terbuka seperti danau, waduk ~ Evaporasi aktual- Ukuran panci : diameter 120 cm tinggi panci 25.5 cm luas permukaan 11310 cm2 - Panci harus terpapar tanpa hambatan terhadap radiasi matahari - Ketinggian air diukur setiap hari - Nilai evaporasi harian = perbedaan ketinggian air antara dua hari pengukuran

Evaporasi- Hasil pengukuran dari Panci Class A harus dikoreksi jika akan digunakan untuk membandingkan dengan besar evaporasi pada permukaan air (danau, waduk) : koefisien panci - Koefisien panci : 0.6 0.8 (bervariasi, tergantung pada kondisi Iklim daerah setempat). Contoh : USA : 0.7 Daerah ekuator : 0.8 - Perhitungan evaporasi panci class A : E = k. Eo dimana : k = koefisien panci Eo = evaporasi dari panci class A (mm) E = evaporasi harian (mm)

Evaporasi Metode tidak langsung (empiris) : menghitung evaporasi potensial (Ep) Metode yang digunakan : a. Metode Blaney-Criddle b. Metode Radiasi c. Metode Penman

Secara umum penentuan besarnya Ep dihitung dengan prinsip : Ep = c x Eo Ep = Evaporasi potensial (mm/hari) c = faktor koreksi Eo = evaporasi (mm/hari)

EvaporasiPerbedaan pendekatan perhitungan evaporasi (Eo) pada ketiga metode di atas :Metode Blaney Criddle Radiasi Pennman Data yg dibutuhkan Letak lintang, suhu rata rata bulanan Letak lintang, suhu rata rata bulanan, kecerahan matahari Letak lintang, suhu rata rata bulanan, kecerahan matahari, kecepatan angin, kelembaban relatif

Faktor koreksi (c) : angka koreksi untuk perhitungan evaporasi yg tergantung kepada kondisi iklim dari suatu daerah

Evaporasi Metode tidak langsung (empiris) : menghitung evaporasi potensial (Ep) : Metode Blaney-Criddle

Ep = c x Eo Ep = c x P (0,457t + 8,13)Dimana : Ep = Evaporasi potensial (mm/hari) c = angka koreksi menurut bulan === tabel 1 P = nilai koreksi berdasarkan letak lintang === tabel 2 t = suhu rata rata bulanan (C)

EvaporasiTabel 1 Angka koreksi (c)Bulan c J0,80

F0,80

M0,75

A0,70

Mei0,70

Jun0,70

Jul0,70

Aug0,75

Sep0,80

Okt0,80

Nov0,80

Des0,80

Tabel 2 Hubungan P dengan letak lintangLintang 5LU 2,5 LU 0 2,5 LS 5 LS 7,5 LS 10 LS J0,27 0,27 0,27 0,28 0,28 0,29 0,29

F0,27 0,27 0,27 0,28 0,28 0,28 0,28

M0,27 0,27 0,27 0,28 0,28 0,28 0,28

A0,28 0,28 0,27 0,28 0,28 0,28 0,27

Mei0,28 0,28 0,27 0,28 0,28 0,27 0,26

Jun0,28 0,28 0,27 0,28 0,28 0,27 0,26

Jul0,28 0,28 0,27 0,28 0,28 0,27 0,26

Aug0,28 0,28 0,27 0,28 0,28 0,27 0,26

Sep0,28 0,28 0,27 0,28 0,28 0,27 0,26

Okt0,27 0,27 0,27 0,28 0,28 0,28 0,28

Nov0,27 0,27 0,27 0,28 0,28 0,28 0,28

Des0,27 0,27 0,27 0,28 0,28 0,29 0,29

Evaporasi Contoh perhitungan Metode tidak langsung (empiris) : menghitung evaporasi potensial (Ep) : Metode Blaney-Criddle

Dengan menggunakan Metode Blaney-Criddle, hitung besar evaporasi potensial pada bulan Februari di daerah Porong (Jatim) dengan data tersedia sbb : Suhu rata rata bulan Februari 25,7 C Letak lintang 7,5LSPenyelesaian : Letak lintang 7,5 LS bulab Februari ~ p = 0,28 (tabel 2) Angka koreksi (c) bulan Februari = 0,80 (tabel 1) Suhu rata rata bulan Februari (t) = 25,7 C

EvaporasiPenyelesaian : Letak lintang 7,5 LS bulan Februari ~ p = 0,28 (tabel 2) Angka koreksi (c) bulan Februari = 0,80 (tabel 1) Suhu rata rata bulan Februari (t) = 25,7 C Ep = c x P (0,457t + 8,13) Ep = 0,80 x 0,28 ((0,457 x 25,7) + 8,13) Ep = 4,48 mm/hari Besarnya evaporasi potensial daerah Porong adalah 4,48 mm/hari pada bulan Februari

Evapotranspirasi Evapotranspirasi : Total penguapan air (kehilangan air) melalui evaporasi dari permukaan badan air & tanah serta transpirasi dari permukaan tanaman Transpirasi : proses perjalanan air dalam jaringan tanaman dari akar ke permukaan daun dan akhirnya menguap ke atmosfer

Besarnya evapotranspirasi suatu jenis vegetasi perlu diketahui karena hampir 2/3 dari jumlah hujan yang jatuh akan kembali ke atmosfer sebagai hasil evapotranspirasi Evapotranspirasi sangat berkaitan dengan kebutuhan air tanaman

Evapotranspirasi Evapotranspirasi dibagi 2 : - Evapotranspirasi aktual (ETa) : besarnya evapotranspirasi yang benar terjadi. Dipengaruhi oleh faktor fisiologi tanaman & tanah. - Evapotranspirasi potensial (ETp) : laju maksimum kehilangan air pada keadaan jumlah air yang tersedia tidak terbatas. Dipengaruhi oleh faktor meteorologi (suhu, besarnya radiasi mth, kecepatan angin) dan letak lintang. - Nilai ETp > ETa

Evapotranspirasi Faktor faktor yang mempengaruhi Evapotranspirasi : - Radiasi matahari Meningkatnya RM yg diterima tanaman akan mempercepat proses perjananan air dari akar ke tajuk. - Suhu permukaan tajuk Berkaitan langsung dengan lama & intensitas RM. Semakin lama & tinggi intensitas RM yg diterima tajuk tanaman, maka makin tinggi suhu permukaan tajuk. Suhu tajuk yg tinggi akan meningkatkan bukaan stomata daun, sehingga laju evapotrasnpirasi akan meningkat. - Kelembaban udara Semakin tinggi RH akan memperpanjang waktu stomata untuk membuka, hingga makin tinggi laju evapotranspirasi

Evapotranspirasi Faktor faktor yang mempengaruhi Evapotranspirasi : - Kecepatan angin Kecepatan angin berfungsi melalui mekanisme dipindahkannya uap air yang keluar dari pori pori daun. Semakin besar kecepatan, semakin tinggi laju evapotranspirasi. - Kelembaban tanah Kelembaban tanah ~ kadar air tanah. Evapotranspirasi berlangsung ketika tanaman sedang tidak kekurangan air. Semakin lembab kondisi tanah, maka laju evaporasi akan semakin tinggi.

Evapotranspirasi Pengukuran & perhitungan evapotranspirasi 1. Metode langsung : menggunakan alat ukur 2. Metode tidak langsung (empiris) : menggunakan persamaan & pendekatan matematika dengan melibatkan unsur unsur iklim yang mempengaruhi evapotranspirasi 1. Metode langsung : alat ukur lysimeter - Lysimeter dapat digunakan untuk mengukur Evapotranspirasi aktual (ETa) - Prinsip kerja : sistem neraca air tertutup dgn asumsi tidak terjadi limpasan permukaan - Tipe lysimeter : lysimeter drainase & lysimeter timbang

Evapotranspirasi1. Metode langsung : alat ukur lysimeter ETa = Presipitasi - PerkolasiDapat dihitung dari volume air yang ditampung pada lysimeter ]

Dapat dari alat pengukur CH

Contoh Lysimeter drainase

Evapotranspirasi1. Metode langsung : alat ukur lysimeterContoh lysimeter dengan luasan permukaan yang besar dan sudah terhubung secara otomatis

Evapotranspirasi2. Metode tidak langsung (empiris) untuk perhitungan Evapotranspirasi potensial (ETp) : a. Metode Blaney-Criddle - Memanfaatkan suhu udara sebagai indeks ketersediaan energi panas utk berlangsungnya proses evapotranspirasi - Menghasilkan perhitungan Etp bulanan

b. Metode Penman - Menggunakan komponen radiasi & sifat aerodinamik (berkaitan dengan kecepatan angin di permukaan) - Metode ini paling luas digunakanc. Metode Penman-Monteith - Modifikasi Metode Penman dengan memasukkan faktor tahanan aerodinamik & tahanan kanopi

Evapotranspirasi2. Metode tidak langsung (empiris) untuk perhitungan Evapotranspirasi potensial (ETp) : a. Metode Blaney-Criddle ETp = (0,142 Ta + 1,095) x (Ta + 17,8) x k x d dimana :ETp = Evapotranspirasi potensial (mm/bulan) Ta = suhu rata rata (C) k = faktor pertanaman empiris === tabel 3 d = fraksi lama penyinaran matahari per bulan === tabel 4

EvapotranspirasiTabel 3. Faktor pertanaman empiris (k)Tanaman Tahunan Rumput Kebun 0,49 0,57 0,17 0,25 0,73 0,40 0,85 0,63 0,90 0,88 0,92 0,96 0,92 0,95 0,91 0,82 0,87 0,54 0,79 0,30 0,67 0,19 0,55 0,15 J F M A M Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des

Musiman 0-10 10 20 Sayur Kentang Jagung Kacang 0,33 0,47 0,36 0,45 0,46 0,54 0,22 0,30 20 30 0,64 0,59 0,64 0,37 30 40 0,74 0,85 0,82 0,48

Persentase periode pertumbuhan 4050 0,80 1,09 1,00 0,63 5060 0,82 1,26 1,07 0,84 6070 0,82 1,35 1,08 0,98 70 80 0,76 1,37 1,07 1,02 80 90 0,66 1,34 0,97 0,83 90 100 0,48 1,27 0,89 0,72

EvapotranspirasiTabel 4. Fraksi bulanan panjang hari (d)

EvapotranspirasiContoh perhitungan ETp menggunakan metode Claney-Criddle Hitunglah evapotranspirasi potensial bulan Juli untuk suatu daerah yang terletak pada 10LS dengan suhu rata rata 28C. Dimana bentuk penggunaan lahan yang dominan pada daerah tersebut adalah kebun

Penyelesaian : Letak lintang 10 LS pada bulan Juli ~ d = 8,14 (dari tabel 4) Suhu rata rata (Ta) = 28 C Faktor pertanaman empiris (k) = kebun bulan Juli ~ k = 0,95 (dari tabel 3 )

EvapotranspirasiPenyelesaian : Letak lintang 10LS pada bulan Juli ~ d = 8,14 Suhu rata rata (Ta) = 28C Faktor pertanaman empiris (k) = kebun bulan Juli ~ k = 0,95ETp = (0,142 Ta + 1,095) x (Ta + 17,8) x k x d ETp = ((0,142 x 28) + 1,95) x (28 + 17,8) x 0,95 x 8,14 ETp = 3,976 x 45,8 x 0,95 x 8,14 ETp = 1408,2 mm/bulan = 14,082 cm/bulan Besarnya evapotranspirasi potensial untuk daerah ini adalah 1408,2 mm/bulan

TUGAS 1 : Hidrologi Perhitungan Evaporasi & Evapotranspirasi PotensialDibuat di kertas double folio Menggunakan cover Melampirkan perhitungan Ep dan ETp Dikumpulkan pada pertemuan ke empat kuliah hidrologi

1. Hitunglah evaporasi potensial bulanan dan total evaporasi potensial selama setahun dengan menggunakan metode Blaney Criddle daerah Porong dari bulan Januari hingga Desember. Dimana suhu rata rata bulanan daerah Porong adalah seperti terlihat pada tabel di berikut & terletak pada lintang 7,5 LSCatatan : total evaporasi potensial selama setahun didapatkan dengan menjumlahkan nilai evaporasi potensial dari bulan Januari - Desember

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Bulan Jan Feb Mar Apr Mei Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des

t (C) 27,2 27,4 27,3 27,9 27,8 27,6 28,6 26,9 27,4 27,5 27,8 27,2

P

c

Ep

2. Hitunglah evapotranspirasi potensial bulanan dan total evapotranspirasi potensial selama setahun dengan menggunakan metode Blaney Criddle pada suatu daerah dari bulan Januari hingga Desember. Suhu rata rata bulanan daerah tersebut adalah seperti terlihat pada tabel berikut. Daerah tersebut terletak pada lintang 10 LU dengan tipe dominan penggunaan lahan berupa sayuranCatatan : total evapotranspirasi potensial selama setahun dapat didapatkan dengan menjumlahkan nilai evapotranspirasi potensial dari bulan Januari - Desember

No 1 2 3

Bulan Jan Feb Mar

Ta (C) 25,2 25,4 24,3

k

d

ETp

45 6 7 8 9 10 11 12

AprMei Jun Jul Aug Sep Okt Nov Des

25,925,8 24,6 23,6 24,9 25,4 24,5 25,8 25,2