RANCANGAN DAM UJI COBA LlSlMETER PORTABEL TiPE HlDRQlblK
Oleh F A L A H U D I N
F 23. 0217
1 9 9 1 FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN INSTITUT
PERTANIAN B O G O R
BOGOR
F 23.0217.
Falahudin.
Portabel Tipe Hidrolik.
Rancangan dan Uji Coba
Lisimeter
Dibawah bimbingan Dr. Ir. Soedodo
Hardjoamidjojo, M.Sc dan Ir. M. Yanuar J. Purwanto.
Evapotranspirasi hidrologi
merupakan
salah
satu
yang penting untuk diketahui.
transpirasi pemberian
Besarnya
diperlukan untuk mengendalikan
air
irigasi baik dari segi
dapat
diukur dan diduga.
Evapo-
kebijaksanaan
jumlah
diberikan maupun dari segi waktu pemberian transpirasi
parameter
air
air.
Salah
yang
Evapo-
satu
pengukur evapotranspirasi yang banyak dikembangkan
alat
adalah
lisimeter. Tujuan Masalah Khusus ini adalah : (1) merancang membuat
lisimeter
performansi
listrik,
hidrolik,
lisimeter yang dibuat, dan (3) tanaman
evapotranspirasi pengukuran
portabel tipe
acuan
lisimeter dengan
(ETo)
pendugaan menggunakan
(2) menguji
membandingkan rumput
pengukuran
dan
blok
persamaan
hasil tahanan
Penman
dan
persamaan panci evaporasi. Hasil
pengujian performansi
alat
di
laboratorium
menunjukkan, penambahan beban pada lisimeter untuk
berba-
gai sudut kemiringan manometer menyebabkan kenaikan kolom air
manometer
secara l2nier dengan Hubungan
antara
koefisien
korelasi
mendekati
satu.
kenaikan kolom
manometer
terhadap kedalaman air ekuivalen adalah
:
air
YA = (-0.002
+ 0.089 Sina) X
r
=
0.997
YB
+
r
=
0.995
(-0.005
=
0.086 Sina) X
dimana : YA = kedalaman air ekuivalen lisimeter A (mm) YB = kedalaman air ekuivalen lisimeter B (mm) sudut kemiringan manometer (derajat)
a
=
X
= perubahan kolom air manometer (mm)
r
=
Hasil berkisar
koefisien regresi
pengujian
antara
0.01
menunjukkan,
resolusi
mm sampai 0.04
mm
kedalaman
air
Pada
kedua
kepekaan,
yang
ekuivalen
untuk lisimeter A dan lisimeter B .
lisimeter
tersebut terdapat
perbedaan
pengukuran
disebabkan oleh perbedaan tabung karet yang digunakan. Pengujian keseragaman
lisimeter dilapangan
menunjukkan
hasil pengukuran antara
lisimeter
lisimeter B dengan koefisien korelasi sebesar 63.0 atau
koefisien determinasi (r2) sebesar 0.40.
perbandingan terhadap
menunjukkan
pendugaan
blok
adalah
0.854,
0.915,
persen
listrik
lisimeter A
Koefisien korelasi antara sebesar
dan
lisimeter
tahanan
korelasi positif, baik terhadap
maupun lisimeter B . lisimeter A
dan
A
Sedangkan
evapotranspirasi hasil pengukuran
metoda
adanya
pengukuran dan
0.849,
masing-masing terhadap blok tahanan listrik, Panci klas A , dan
Penman.
Sedangkan Lisimeter B adalah
dan
0.616.
Persamaan hubungan kntara
0.360,
0.529,
evapotranspirasi
pengukuran lisimeter dengan ketiga metoda diatas adalah :
+
BT = 0.25
0.57 LA
BT
PKA = 0.95 + 1.86 LA
+
PEN = 0.39 dimana :
BT
+
= 0.40
0.31 LB
PKA = 1.18 + 1.20 LB
1.34 Lg
PEN
+
= 0.33
1.08 LB
ETo blok tahanan listrik (mm)
=
PKA = ETo Panci Klas A (mm)
PEN = ETo Penman (mm) LA
=
ETo lisimeter A (mm)
LB = ETo lisimeter B (mm) Adanya perbedaan koefisien korelasi yang cukup
besar
antara perbandingan lisimeter A dan perbandingan lisimeter B
disebabkan
faktor teknis pemasangan
kemiringan pemasangan
seperti
alat
lisimeter,
gesekan antara piringan penyangga tangki
dilapangan, dan
adanya
dengan
dinding
silinder. Lisimeter prinsip
portabel
tekanan
tipe
hidrolik
hidrolik cairan dimana
ini
berdasarkan
penambahan
atau
pengurangan beban ke lisimeter akan menyebabkan
perubahan
bobot tangki berisi tanah.
menyebab-.
kan
Perubahan bobot ini
tekanan yang mengenai air dalam
berubah,
tabung
karet
juga
dimana perubahan tekanan tersebut terbaca
pada
perubahan
tinggi
pengukuran
lisimeter ini adalah jika terjadi hujan
kolom
air
manometer.
Kelemahan lebat
maka terjadi air limpasan dari tangki yang jumlahnya tidak
u
RANCANGAN DAN UJI CQBA LISIhETIER PORTABEL TWE HIDROILH(
Oleh
FALAHUDIN
F 23.0217
SKRIPSI Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI P E R T A h W
pada Jurusan MEKAMSASI P E R T A h J Fakultas Teknologi Pertanian Institut Pertanian Bogor
1991
FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANlAN
~'STITUTP E X T A N W BOGOR
INSTITUT PERTANIAN BOGOR FAKULTAS TEKNOLOGI PERTANIAN
RANCANGAN DAN UJI COBA LISIMETER PORTABEL TIPE HIDROLIK
SKRIPSI
Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar SARJANA TEKNOLOGI PERTANIAN
pada Jurusan MEKANISASI PERTANIAN Fakultas Teknologi Pertanian Insitut Pertanian Bogor
Oleh FALAHUDIN F 23.0217
Dilahirkan pada Tanggal 1 Mei 1966 di Kerinci Tanggal Lulus : 8 Juni 1991
!dodo Hard joamidjojo,
pembimbing pendamping
Pembimbing Utama
KATA PENGANTAR b
~ismiliaahirrahmaanirahiim Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah Swt., karena atas segala rahmat dan karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknologi Pertanian, pada jurusan ~ekanisasiPertanian, Institut Pertanian Bogor. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Dr.Ir. Soedodo Hardjoamidjojo, M.Sc, selaku
dosen pembimbing utama, yang telah membimbing dan mengarahkan hingga selesainya skripsi ini. 2.
Bapak Ir. M. Yanuar J.P, selaku dosen pembimbing pendamping.
3.
Bapak Ir. Kusen Morgan, MS, selaku dosen penguji.
4.
Bapak Suwarto, Kepala Stasiun Klimatologi Kelas I Darmaga, Bogor, yang telah memberikan izin tempat pengujian alat.
5.
Bapak Syamsudin, dan karyawan pengamat cuaca di Stasiun Klimatologi Darmaga, atas bantuan yang telah diberikan.
6.
Ibu Dra. Aida Nuh dan Dra. Elyzar Nuh, atas bantuan dana yang telah diberikan selama penulis studi di IPB.
7.
Ibunda, dan kakak-kakak, atas jerih payah, dorongan semangat serta dora yang telah diberikan pada penulis.
8.
Sahabatku : ~rmdnsyah,Ade Barkah, Imang, Hanjaeli, Yusuf, Puguh, Bambang, dan lain-lain atas bantuan dan kebersamaannya.
9.
Semua pihak yang telah membantu penulis, yang tak mtngkin penulis sebutkan satu persatu.
Semoga Allah SWT. memberikan ganjaran pahala dan kebaikan yang berlipat ganda kepada semua pihak yang telah membantu penulis. Penulis menyadari bahwa tulisan ini belum sempurna. Oleh sebab itu kritik dan saran dari pembaca sangat penulis harapkan demi perbaikan tulisan selanjutnya.
Bogor,
Mei 1991
Penulis
DAFTAR IS1
Halaman
.............................. DAFTAR TABEL ............................... DAFTAR GAMBAR ............................... DAFTAR LAMPPIRAN ........................... a I . PENDAHULUAN ................................. I1 . TINJAUAN PUSTAKA ............................ A . EVAPOTRANSPIRASI ........................ ............................... B . LISIMETER C . ALAT UKUR ............................... I11. PENDEKATAN RANCANGAN ........................ A . KRITERIA RANCANGAN ...................... KATA PENGANTAR
B . RANCANGAN FUNGSIONAL
....................
iii .
vii viii X 1
4
4 13 21 26 26
26
.................... 29 ............................ 34 IV . BAHAN DAN METODA ........................ 34 A . WAKTU DAN TEMPAT B . BAHAN DAN ALAT .......................... 34 35 C . -METODA .................................. D . MODEL PENGUJIAN ......................... 38 V . HASIL DAN PEMBAHASAN ........................ 39 A . PENGUJIAN PERFORMANSI ALAT ............... 39 ......... 48 B . PENGUJIAN LISIMETER DI LAPANGAN C . PERBANDINGAN ETo P E N G U X m N LISIMETER DENGAN METODA BLOK TAHANAN LISTRIK. DAN ........................ 5 5 METODA PENDUGAAN C
.
RANCANGAN STRUKTURAL
VI
.
......................... A . KESIMPULAN ................................ B . SARAN .................................... DAFTAR PUSTAKA ................................. LAMPIRAN ..................................... KESIMPULAN DAN SARAN
64 64 65 67
69
DAFTAR TABEL
Halaman label Tabel
1.
2.
Persamaan garis regresi tinggi kolom air terhadap 3edalaman air ekuivalen
43
Nilai ETo per periode hasil pengukuran lisimeter, blok tahanan listrik, Panci Klas A, dan Penman untuk tanaman rumput pendek
58
.............................
DAFTAR GAMBAR
Halaman
... .....
Gambar
1.
Fraksi neraca radiasi pada permukaan
Gambar
2.
Lisimeter berdrainase sederhana
Gambar
3.
Lisimeter berdrainase dengan muka air konstan
6 16
Gambar
4.
Gambar
5.
............................. Lisimeter ti<e hidrolik ............. Lisimeter terapung ..................
Gambar
6.
Skema unsur-unsur fungsional alat ukur
21
Gambar
7.
Rancangan struktural lisimeter portabel tipe hidrolik
.......................
32
Skema kesetimbangan statis tekanan yang bekerja pada cairan
33
Hubungan beban terhadap perubahan tinggi kolom air lisimeter A
40
Hubungan beban terhadap perubahan tinggi kolom air lisimeter B
41
Fluktuasi ETo harian hasil pengukuran lisimeter A dan B ...................
50
Hubungan ETo pengukuran lisimeter A dengan penguk~ranlisimeter B
.......
51
Fluktuasi ETo harian pengukuran lisimeter A, blok tahanan listrik, dan pendugaan Panci Klas A ...............
56
Fluktuasi ETo harian pengukuran lisimeter B , blok tahanan listrik, dan pendugaan Panci Klas A
57
Hubungan ETo pengukuran lisimeter A dengan ETo metoda blok tahanan listrik, pendugaan Panci Klas A, dan pendugaan Penman
59
Gambar Gambar
8.
9.
Gambar 10. Gambar 11. Gambar 12. Gambar 13.
Gambar 14.
.............. ;.. ......... ........
...............
Gambar 15.
.......................
viii
17 20 20
Gambar 16.
Hubungan ETo pengukuran lisimeter B dengan ETo metoda blok tahanan listrik, pendugaan Panci Klas A, dan pendugaan Penman
......................
60
Halaman Lampiran
Lampiran
1.
2.
P e n g u j i a n penambahan beban t e r h a d a p k e n a i k a n kolom a i r pada b e r b a g a i s u d u t manometer
.................
69
Kadar a i r t a n a h dalam t a n g k i l i s i m e t e r h a s i l p e n g u k u r a n blok tahanan listrik
71
.........................
Lampiran
3.
Data i k l i m selama p e n g u j i a n l i s i m e -
ter Lampiran Lampiran
4.
5.
.............................
ETo h a s i l Penman
perhitungan
pendugaan
..........................
76
Data h a s i l ,penqukuran l i s i m e t e r dan b l o k t a h a n a n l i s t r i k s e r t a ETo lis i m e t e r , blok tahanan l i s t r i k , dan P a n c i Klas A
77
Contoh p e r h i t u n g a n ETo Penman, lisimeter, ETo b l o k t a h a n a n l i s t r i k , dan P a n c i K l a s A
................
79
Gambar p e n g u j i a n l i s i m e t e r d i l a b o ratorium
82
....................
Lampiran
Lampiran Lampiran Lampiran
6.
7.
8. 9.
Lampiran 1 0 . Lampiran 11. Lampiran 1 2 .
74
........................
Gambar pangan
pengujian ' l i s i m e t e r d i l a -
..........................
T a b e l pengaruh a n g i n man ,-
pada ETo Pen-
.............................
F a k t o r pengaruh dan f(n/N)
83 85
suhu f ( t ), f ( e d ) ,
......................
Tekanan uap pada b e r b a g a i suhu elevasi
dan
.........................
F a k t o r W dan ( 1 - W ) suhu dan e l e v a s i
86 87
pada b e r b a g a i
................
88
Lampiran 13
.
Lampiran 14 . Lampiran 15 Lampiran 16 Lampiran 17
. . .
Tekanan uap jenuh pada berbagai suhu
89
Panjang hari maksimum pada berbagai bulan dan letak lintang
90
Faktor koreksi (c) pada pendugaan Penman
................
91
Koefisien panci (Kp) pada pendugaan ETo Panci Klas A
.............
92
Gambar rancangan lisimeter portabel tipe hidrolik
93
..............................
.........
persamaan
...................
I. PENDAHULUAN
Evapotranspirasi
merupakan salah satu
hidrologi yang perlu diketahui.
parameter
Dalam budidaya perta-
nian besarnya evapotranspirasi tanaman perlu diketahui untuk
mengendalikan kebijaksanaan pemberian air
baik
dari
segi jumlah air yang diberikan maupun dari
segi
waktu pemberian air.
Dengan adanya ketepatan kebijak-
sanaan pemberian air maka sumber daya air yang jumlahnya
terbatas
dapat
untuk mendapatkan Tomar dan O'Toole
dimanfaatkan
produksi
seoptimal
pertanian
yang
mungkin tinggi.
(1979) menyatakan bahwa data evapo-
transpirasi diperlukan dalam : (a) teknik, perencanaan dan
pengelolaan
irigasi
secara
irigasi,
(b) praktek
agronomi, (c) menentukan
pengembangan neraca
air
tanaman untuk menduga kebutuhan airnya, dan (d) menentukan pola tanam berdasarkan neraca air tersebut. Untuk
menentukan
evapotranspirasi suatu
tanaman dapat digunakan berbagai metoda, yaitu kuran kadar air tanah, neraca
jenis pengu-
kesetimbangan energi,
pengukuran neraca air, atau pendugaan menggunakan data iklim
.
tung
pada
Pemilihan metoda yang akan digunakan tingkat ketelitian hasil
serta ketersediaan dqta.
yang
tergan-
dibutuhkan
Salah adalah
satu metoda
pengukuran
penentuan
evapotranspirasi
langsung menggunakan
lisimeter.
Kelebihan metoda lisimeter dibandingkan dengan yang
telah
disebutkan
diatas
adalah
metoda
Rosenberg,
(
1974) :
(1). Xemampuan
lisimeter menggambarkan
transpirasi
secara tepat
pada
evapoperiode
waktu yang pendek sekalipun. (2).
Dapat
digunakan untuk analisa neraca
air
(water balance) . (3).
Dapat dicjunakan untuk mengecek
persamaan-
persamaan empiris pendugaan evapotranspirasi. salah satu tipe lisimeter yang banyak dikembangkan pada penelitian-penelitian evapotranspirasi adalah lisimeter memiliki
tipe
hidrolik.
Lisimeter
tipe
hidrolik
beberapa kelebihan bila dibandingkan
dengan
lisimeter tipe conventional weighing yaitu konstruksinya lebih sederhana dan harganya relatif lebih murah. B.
TUJUAN
Masalah
Khusus ini bertujuan : (1).
dan membuat lisimeter portabel tipe Menguji
rumput
hidrolik,
performansi lisimeter yang dibuat,
Membandingkan hasil
evapotranspirasi tanaman pengukuran
Nerancang (2).
dan
acuan
lisimeter dengan
(3). (ETo)
metoda
pengukuran
blok tahanan listrik dan
metoda
pendugaan
yaitu menggunakan peqsamaan Penman dan persamaan Panci evaporasi.
11.
A.
TINJAUAN PUSTAKA
EVAPOTRANSPIRASI 1.
Pengertian
Evapotranspirasi merupakan kombinasi proses air meninggalkan tanah menuju atmosfer.
Proses
evapotranspirasi terdiri atas evaporasi air permukaan bebas atau air tanah dan permukaan tanaman ditambah transpirasi menuju jaringan tanaman, yang ditunjukkan sebagai pindah panas laten per unit luas atau kedalaman air ekivalen per unit luas (Burman et al., 1983 dalam Jensen, 1983). Dastane
(1974) membagi evapotranspirasi
kedalam dua bentuk yaitu evapotranspirasi potensial dan evapotranspirasi aktual.
Evapotranspira-
si potensial (ETp) terjadi ketika air tanah tidak terbatas dan tanaman dalam pertumbuhan aktif. Tingkat evapotranspirasi aktual untuk spesies tanaman tertentu ditentukan oleh kondisi meteorologi. Sedangkan evapotranspirasi aktual atau penggunaan air konsumptif adalah jumlah air sesungguhnya yang hilang selama pertumbuhan tanaman oleh karena evaporasi dan transpirasi.
