3/19/2017
Evapotranspirasi
Rekayasa Hidrologi Universitas Indo Global Mandiri
1
3/19/2017
Evapotranspirasi adalah …. • Evaporasi (penguapan) didefinisikan sebagai peristiwa berubahnya air menjadi uap dan bergerak dari permukaan tanah dan permukaan air ke udara. • Transpirasi didefinisikan sebagai peristiwa penguapan dari tanaman. • Peristiwa Evaporasi yang diiringi Transpirasi secara bersama-sama disebut sebagai Evapotranspirasi.
• Evaporasi dipengaruhi oleh temperatur, kelembaban, kecepatan angin, tekanan udara, dan radiasi sinar matahari.
• Transpirasi dipengaruhi kelembaban tanah.
oleh
kondisi
tanaman,
dan
• Dalam kenyataannya di lapangan, tidak mungkin membedakan antara evaporasi dengan transpirasi jika tanahnya tertutup oleh tumbuh-tumbuhan. Kedua proses tersebut, evaporasi dan transpirasi, saling berkaitan sehingga digunakan parameter evapotranspirasi.
2
3/19/2017
Pengamatan dan Pengukuran •
Pengamatan & pengukuran evapotranspirasi umumnya dilakukan menggunakan panci evaporasi (evaporation pan). Panci evaporasi dibuat untuk meniru (simulate) kondisi evaporasi permukaan air bebas. Panci evaporasi dapat dipasang dengan posisi di atas permukaan tanah, di dalam tanah, dan mengambang di atas air. Ukuran panci standar di USA: Diameter 122 cm (4 ft) dan kedalaman 25,4 cm (10”). Jumlah penguapan permukaan air yang luas seperti permukaan danau adalah 0,7 kali hasil yg didapat dengan alat ini.
• •
•
Alat Ukur a.
c.
b.
Gambar a. Panci evaporasi Kelas A, b. Panci evaporasi Sunken Colorado, c. Instalasi panci evaporasi dg anemometer
3
3/19/2017
Metode Penghitungan A. Pendekatan dengan equation approach).
persamaan
tampungan
(storage
E P I U O S
Dengan, E : evapotranspirasi P : curah hujan I : inflow U : groundwater flow O : outflow ∆S : perubahan tampungan
Metode Penghitungan B. Rumus-rumus empiris Rumus-rumus empiris didasarkan atas korelasi antara evaporasi yang terukur dengan faktor meteorologi yang mempengaruhinya. Jadi, rumus-rumus tersebut merupakan hasil uji lapangan tanpa didasari oleh teori fisik yang mendalam. Oleh karena itu, rumus-rumus tersebut tidak dapat dipakai pada daerah yang keadaannya berbeda dengan daerah dimana uji lapangan itu dilaksanakan. Lebih besar variasi keadaan yang ditinjau dalam uji lapangan tsb, maka lebih luas daerah pemakaiannya.
4
3/19/2017
Metode Penghitungan RUMUS
DATA KLIMATOLOGI YG DIBUTUHKAN
Rumus yg menggunakan data suhu udara rata-rata harian 1. Lowry – Johnson
Suhu selama masa tanam
2. Thornwaite
Suhu
3. Blaney - Cridle
Suhu, % sinar matahari, koef. tanaman
Rumus yg menggunakan data suhu udara rata-rata harian dan radiasi matahari 1. Jansen – Haise
Suhu, radiasi matahari
2. Turc
Suhu, radiasi matahari
3. Grassi
Suhu, radiasi matahari, dan koef. tanaman
4. Stephen – Steward
Suhu, radiasi matahari
5. Makkink
Suhu, radiasi matahari
Rumus yg menggunakan data suhu udara rata-rata harian dan kelembaban 1. Blaney – Morin
Suhu, % sinar matahari, kelembaban relatif, koef. tanaman
2. Hamon
Suhu, kelembaban mutlak, % sinar matahari
3. Hagreaves
Suhu, kelembaban relatif, % sinar matahari, koef. Tanaman
4. Papadakis
Suhu, tekanan uap jenuh, suhu rata-rata harian dan suhu minimum
Rumus-rumus yg kompleks 1. Penman
Suhu, radiasi matahari, kecepatan angin, kelembaban
2. Christiansen
Suhu, radiasi, angin, kelembaban relatif, % sinar matahari, elevasi, koef. Tanaman
3. Van Bavel
Elevasi, koef. Tanaman, suhu, radiasi matahari, angin, kelembaban.
Rumus Thornthwaite • Menghasilkan evapotranspirasi potensial di daerah yang tertutup dengan tanaman-tanaman rendah yang dihubungkan dengan fungsi suhu dan jumlah jam siang hari (hours of daylight). Dalam rumus ini dimasukkan faktor kelembaban dan kecepatan angin sebagai faktor lain yang mempengaruhi besarnya evapotranspirasi. Rumus ini dapat dipakai karena mencakup kondisi-kondisi yang luas. Rumus ini dikembangkan di Amerika Serikat pada meridian antara 29° dan 24° lintang utara.
5
3/19/2017
Rumus Thornthwaite Besarnya evapotranspirasi (cm/hari) dalam bulan yang diperhitungkan sama dengan 30 hari dengan jumlah jam per hari 12 jam adalah: 10t * E p 1,6 J
a
Untuk bulan yg jumlah harinya bukan 30 hari dan jumlah jam per hari terangnya bukan 12 jam, maka: EP E P
*
S x TX 30 x 12
Dengan: 12
J ji 11
1, 514
t j n 5
a 675 x 10 9 J 3 771 x 10 7 J 2 0,0179 x J 0,498
Rumus Thornthwaite Dimana: tn : suhu rata-rata bulanan dalam thn (°C), dengan n = 1,2,3,…,12 j : indeks panas bulanan J : indeks panas tahunan Ep : evapotranspirasi S : jumlah hari dlm bulan tertentu Tx : jumlah rata-rata sehari antara matahari terbit hingga matahari terbenam dalam bulan tertentu.
6
3/19/2017
Rumus Blaney-Criddle •
Menghasilkan rumus evapotranspirasi untuk sebarang tanaman sebagai fungsi temperatur, jumlah jam siang hari, dan koef. Tanaman empiris. Rumus ini berlaku untuk daerah yang luas dengan iklim kering dan sedang, sesuai dengan kondisi yg mirip dengan bagian barat Amerika Serikat. Dalam pemakaian rumus ini perlu memasukkan temperatur udara, kelembaban udara, kecepatan angin, dan waktu relatif sinar matahari terang. Data tsb merupakan data-data meteorologi biasa
Rumus Blaney-Criddle Persamaan Blaney-Criddle:
ETo p0,46Tmean 8 Dimana: ETo Tmean
: Evapotranspirasi (mm/hari) : Temperatur rata-rata harian (°C)
Tmean P Tmax Tmin
Tmax Tmin 2
: persentase waktu siang harian : Temperatur maksimum harian tiap bln : Temperatur minimum harian tiap bln
7
3/19/2017
Rumus Blaney-Criddle Tabel Persentase waktu siang harian untuk latitude yg berbeda Latitu North Jan de South July 60° .15 55 .17 50 .19 45 .20 40 .22 35 .23 30 .24 25 .24 20 .25 15 .26 10 .26 5 .27 0 .27
Feb Aug .20 .21 .23 .23 .24 .25 .25 .26 .26 .26 .27 .27 .27
Mar Sept .26 .26 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27
Apr Oct .32 .32 .31 .30 .30 .29 .29 .29 .28 .28 .28 .28 .27
May Nov .38 .36 .34 .34 .32 .31 .31 .30 .29 .29 .28 .28 .27
June Dec .41 .39 .36 .35 .34 .32 .32 .31 .30 .29 .29 .28 .27
July Jan .40 .38 .35 .34 .33 .32 .31 .31 .30 .29 .29 .28 .27
Aug Feb .34 .33 .32 .32 .31 .30 .30 .29 .29 .28 .28 .28 .27
Sept Mar .28 .28 .28 .28 .28 .28 .28 .28 .28 .28 .28 .28 .27
Oct Apr .22 .23 .24 .24 .25 .25 .26 .26 .26 .27 .27 .27 .27
Nov May .17 .18 .20 .21 .22 .23 .24 .25 .25 .26 .26 .27 .27
Dec June .13 .16 .18 .20 .21 .22 .23 .24 .25 .25 .26 .27 .27
Rumus Penman-Monteith ETo
0,408 Rn G
900 u2 es ea T 273 1 0,34u2
where: ETo :reference evapotranspiration [mm day-1], Rn :net radiation at the crop surface [MJ m -2 day-1], G :soil heat flux density [MJ m -2 day-1], T :air temperature at 2 m height [°C], u2 :wind speed at 2 m height [m s-1], es :saturation vapour pressure [kPa], ea :actual vapour pressure [kPa], es - ea :saturation vapour pressure deficit [kPa], D :slope vapour pressure curve [kPa °C-1], g :psychrometric constant [kPa °C-1].
8
3/19/2017
Metode Penghitungan C. Metode Panci Evaporasi (Evaporation Pan Method) Prinsip dari metode panci evaporasi • Panci ditempatkan (install) di lapangan. • Panci diisi dengan air pada jumlah yg diketahui (luas permukaan dan kedalaman air diukur). • Pengukuran dilakukan selama waktu terntentu (biasanya 24 jam). Pengukuran dapat dimulai jam 7 pagi. Curah hujan juga diukur secara bersamaan. • Besarnya evaporasi dari panci dengan satuan mm/24 jam (E pan). • E pan dikalikan dengan K pan untuk mendapatkan ETo.
Metode Penghitungan • Persamaan untuk menghitung ETo adalah:
ETo K pan x E pan • Dimana: ETo = Evapotranspirasi K pan = koefisien panci Untuk panci kelas A, koef. berkisar 0,35 – 0,85, rata-rata = 0,70 Untuk panci Sunken Colorado, koef. Berikisar 0,45 – 1,10, rata-rata = 0,80 E pan = evapotranspirasi panci
9
3/19/2017
Contoh Soal • Menggunakan data tersebut, jika diketahui temperatur ratarata bulanan sebesar 30°C pada bulan Juli 1949, tentukan besarnya evapotranspirasi (Ep)yang terjadi pada bulan tsb. Bulan tsb memiliki 31 hari dan 14 jam/hari (Belanda). • Evapotranspirasi ditentukan menggunakan metode Thornthwaite.
Bulan
Temperatur, t (°C)
Januari
-5
Februari
0
Maret
5
April
9
Mei
13
Juni
17
Juli
19
Agustus
17
September
13
Oktober
9
November
5
Desember
0
Contoh Soal 2.
3.
Menggunakan metode Blaney-Criddle, tentukan besarnya evapotranspirasi (ETo) yg terjadi dengan data sbb: Latitude = -35° Utara (North) Tmax rata-rata bln April = 29,5°C Tmin rata-rata bln April = 19,4°C Menggunakan metode panci evaporasi, tentukan evapotranspirasi yg terjadi dengan data sbb: a. Tipe panci: panci kelas A Kedalaman air hari 1 = 150 mm Kedalaman air hari 2 = 144 mm (setelah 24 jam) Hujan (selama 24 jam) = 0 mm K pan = 0,75 b. Tipe panci: panci Sunken Colorado Kedalaman air hari 1 = 411 mm Kedalaman air hari 2 = 409 mm (setelah 24 jam) Hujan (selama 24 jam) = 7 mm K pan = 0,90
10
