II. STUDI PUSTAKA 6
2.2 Kehilangan Air 15
2.2.3 Perhitungan Evaporasi dan Evapotranspirasi 19
Sebab‐sebab tidak‐efektifnya saluran lining yang keras : Bentuk garis aliran (flow line) dan ekuipotensialnya Kualitas konstruksi dan pemeliharaan yang jelek
Model Numerik :
Saluran berlining dengan 1% retak di penampangnya mempunyai laju kehilangan air (seepage rate) 70% dari saluran yang tidak berlining (kedalaman terhadap muka air tanah : 8 m)
Kualitas Konstruksi
Kejenuhan air tanah setelah menyatu didalam suatu saluran menyebabkan beberapa penurunan massa tanah yang menyebabkan pemisahan di sub tingkatnya atau lapisan liningnya. Lining tersebut pada akhirnya hanya akan bertumpu pada titik tertentu saja sehingga menghasilkan hal‐hal :
‐ Retak (cracks) akan terjadi di lapisan ini
‐ Pemisahan tanah ini memberikan kesempatan rembesan bergerak dibawah sebagian besar lapisan lining tersebut.
Kehilangan air melalui dasar saluran ditentukan oleh faktor‐faktor : a. Jenis Tanah
b. Macam‐macam saluran (galian – timbunan) c. Laju Sedimentasi, dan
d. Kecepatan aliran air.
2.2.3 Perhitungan Evaporasi dan Evapotranspirasi
Evapotranspirasi adalah banyaknya air yang dilepaskan ke udara dalam bentuk uap air yang dihasilkan dari proses evaporasi dan transpirasi. Evaporasi terjadi pada permukaan badan‐badan air, misalnya danau, sungai dan genangan air.
Sedangkan transpirasi terjadi pada tumbuhan akibat proses asimilasi. Ada beberapa metoda dalam penentuan evapotranspirasi potensial diantaranya yaitu metoda Thornwaite, Blaney Criddle dan Penman modifikasi. Ketiga metoda tersebut berbeda dalam macam data yang digunakan untuk perhitungan. Metoda Thornwaite memerlukan data temperatur dan letak geografis. Metoda Blaney Criddle memerlukan data temperatur dan data prosentase penyinaran matahari. Metoda Penman modifikasi memerlukan data temperatur, kelembaban udara, prosentase penyinaran matahari dan kecepatan angin. Pemilihan metoda tergantung dari data yang tersedia. Di lapangan biasanya digunakan Lysimeter untuk mempercepat dan mempermudah perhitungan.
Untuk perhitungan di atas kertas, lebih baik menggunakan metoda Penman modifikasi, sebab menghasilkan perhitungan yang lebih akurat. Selain itu, metoda Penman modifikasi ini mempunyai cakupan data meteorologi yang digunakan adalah yang paling lengkap di antara metoda‐metoda yang lain. Perhitungan Evaporasi (E) dan Evapotranspirasi (Etp) dapat dilakukan dengan berbagai cara tergantung dari data parameter klimatologi yang tersedia.
Tabel 5. Metode Perhitungan Evaporasi dan Evapotranspirasi
No. Metode Minimum Parameter Hidrologi 1 Penman T, S, RH, W
2 Blaney‐Cridle T
3 Penguapan Panci Pan A Evaporasi panci Pan A
Sumber : Pelatihan Hidrologi Dan Manajement Aset BWRM_WISMP 1
Tabel 6. Parameter Perencanaan Evapotranspirasi
Metode Data Parameter
P Dengan pengukuran Kelas Pan A harga‐harga
evapotransiprasi
Jumlah rata‐rata 10 harian atau 30 harian, untuk setiap tengah bulanan atau minguan
Perhitungan dengan rumus penman atau yang sejenis
Temperatur kelembapan relatifsinar matahari angin
Harga rata‐rata tengah bulanan, atau rata‐rata mingguan
Sumber : Kriteria Perencanaan – KP 01
Perhitungan evapotranspirasi setengah bulanan dengan ketetapan tanggal 1 sampai 15 untuk setengah bulan pertama dan 16 sampai akhir bulan untuk setengah bulan berikutnya.
Sesuai dengan tabel diatas maka perhitungan evapotranspirasi rata‐rata setengah bulanan dalam panduan ini ada 2 metode yang akan dibahas, yaitu Metode Penman dan Panci Pan A.
1. Persamaan Evaporasi
Evaporasi dipengaruhi beberapa faktor, satuan evaporasi yaitu millimeter per hari (mm/hari). Pengukuran evaporasi dapat dilakukan dengan menggunakan rumus Penman (Sosrodarsono,1976) :
, (2)
Dimana :
E = Evaporasi (mm/hari)
= Tekanan Uap Jenuh Pada Suhu Rata‐rata harian (mm/Hg) = Tekanan Uap Sebenarnya (mm/Hg)
V = Kecepatan Angin pada ketinggian 2 m diatas permukaan tanah (mile/hari)
Bila evaporasi diukur di stasiun agrometeorologi, maka biasanya digunakan pan Kelas A. harga‐harga pan evaporasi (Epan) dikonversi ke dalam angka‐angka ETo dengan menerapkan faktor pan Kp antara 0,65 dan 0,85 bergantung kepada kecepatan angin, kelembapan relatif serta elevasi.
ETo = Kp . Epan (3) Dimana :
ETo = Evaporasii (mm/hari) Kp = Koefisien panci
Harga‐harga faktor pun mungkin sangat bervariasi bergantung kepada lamanya angin bertiup, vegetasi di daerah sekitar dan lokasi pan. Evaporasi pan diukur secara harian, demikian pula harga‐harga ETo. Epan = Penguapan panci Pan A rata‐rata (mm.hari)
Untuk perhitungan evaporasi, diajurkan untuk menggunakan rumus Penman yang sudah dimodifikasi, Temperatur, Kelembaban, angin dan sinar matahari (atau radiasi) merupakan parameter dalam rumus tersebut. Data‐data ini diukur secara harian pada stasiun‐stasiun (agro) meteorologi hitung ETo dengan rumus Penman.
Untuk rumus Penman yang dimodifikasi ada 2 (dua) metode yang dapat digunakan, yaitu :
‐ Metode Nedeco/ Prosida yang lihat terbitan Dirjen Pengairan, Bina Program PSA 010, 1985
‐ Metode FAO lebih umum dipakai dan dijelaskan dalam terbitan FAO Crop Water Requirments, 1975.
Tabel 7. Koefisien Refleksi (Albedo)
Jenis Permukaan Albedo (α)
Air Terbuka 0,05 – 0,15 Batuan 0,12 – 0,15 Pasir 0,10 – 0,20 Tanah Kering 0,14 Tanah Basah 0,08 – 0,09 Hutan 0,05 – 0,20 Rumput 0,10 – 0,33 Rumput Kering 0,15 – 0,25 Salju 0,90 Es 0,45 – 0,50 Tanaman 0,20
Seandainya data‐data meteorologi untuk daerah tersebut tidak tersedia maka harga‐harga ETo boleh diambil sesuai dengan daerah‐daerah di sebelahnya. Keadaan‐keadaan meteorologi hendaknya diperiksa dengan seksama agar transposisi data demikian dapat dijamin keandalannya. Keadaan‐keadaan temperatur, kelembaban, angin dan sinar matahari diperbandingkan. Pengguna komsumtif dihitung secara tengah bulanan, demikian pula harga‐harga evapotranspirasi acuan. Setiap jangka waktu setengah bulan harga ETo ditetapkan dengan analisis frekuensi.
2. Persamaan Evapotranspirasi
Evapotranspirasi tanaman acuan adalah evapotranspirasi tanaman yang dijadikan acuan, yakni rerumputan pendek. ETo adalah kondisi evaporasi berdasarkan keadaan – keadaan meteorologi seperti :
‐ Temperatur
‐ Sinar matahari (atau radiasi) ‐ Kelembaban
‐ Angin
Harga‐harga ETo dari rumus penman menunjuk pada tanaman acuan apabila digunakan albedo 0,25 (rerumputan pendek). Koefisien‐koefisien tanaman yang dipakai untuk penghitungan ETc harus didasarkan pada ETo ini dengan albedo 0,25. Berikut dibawah ini table koefisien refleksi (albedo).
Evapotranspirasi dapat dihitung dengan rumus‐rumus teoritis‐empiris dengan mempertimbangkan faktor‐faktor meterologi di atas.
ET= c.( w . Rn + ( 1 ‐ w ) . f(u) . ( ea ‐ ed ) ) (4) dimana :
ET : Evapotranspirasi dalam mm/hari
c : Faktor koreksi akibat keadaan iklim siang dan malam
w : Faktor bobot tergantung dari temperatur udara dan ketinggian tempat Rn : Radiasi netto ekivalen dengan evaporasi mm/hari = Rns ‐ Rnl
Rns : Gelombang pendek radiasi yang masuk =(1‐).Rs = (1‐).(0,25+ n/N).Ra Ra : Ekstra terestrial radiasi matahari
Rnl : f(t).f(ed).f(n/N) Gelombang panjang radiasi netto
N : Lama maksimum penyinaran matahari
1 ‐ w : Faktor bobot tergantung pada temperatur udara f(u) : Fungsi kecepatan angin = 0,27 . ( 1 + u/100 )
f(ed) : Efek tekanan uap uap pada radiasi gelombang panjang
f(n/N) : Efek lama penyinaran matahari paada radiasi gelombang panjang f(t) : Efek temperatur pada radiasi gelombang panjang
ea : Tekanan uap jenuh tergantung pada temperatur
ed : ea . Rh/100
Rh : Curah hujan efektif
