Evapotranspirasi Rekayasa Hidrologi Universitas Indo Global Mandiri

Evapotranspirasi

Rekayasa Hidrologi

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 oleh kondisi tanaman, dan

kelembaban tanah.

• 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.

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.

b.

Metode Penghitungan

A. Pendekatan dengan persamaan tampungan (storage equation approach). Dengan, E : evapotranspirasi P : curah hujan I : inflow U : groundwater flow O : outflow ∆S : perubahan tampungan

S

O

U

I

P

E













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.

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.

Rumus Thornthwaite

Besarnya evapotranspirasi (cm/hari) dalam bulan yang diperhitungkan sama dengan 30 hari dengan jumlah jam per hari 12 jam adalah:

Untuk bulan yg jumlah harinya bukan 30 hari dan jumlah jam per hari terangnya bukan 12 jam, maka:

Dengan: a p J t E       1,6 10 * 12 x 30 x * X P P T S E E 



  12 1 1 i j J 514 , 1 5      tn j _a675 x 109_J3_771 x 107_J2_0,0179 x _J0,498

Rumus Thornthwaite

Dimana:

t_n : suhu rata-rata bulanan dalam thn (°C), dengan n = 1,2,3,…,12

j : indeks panas bulanan J : indeks panas tahunan E_p : evapotranspirasi

S : jumlah hari dlm bulan tertentu

T_x : jumlah rata-rata sehari antara matahari terbit hingga matahari terbenam dalam bulan tertentu.

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:

Dimana:

ET_o : Evapotranspirasi (mm/hari) Tmean : Temperatur rata-rata harian (°C)

P : persentase waktu siang harian

T : Temperatur maksimum harian tiap bln



0

,

46



8





_mean o

p

T

ET

2

min max

T

T

T

_mean





Rumus Blaney-Criddle

Tabel Persentase waktu siang harian untuk latitude yg berbeda

Latitu de

North Jan Feb Mar Apr May June July Aug Sept Oct Nov Dec South July Aug Sept Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May June 60° .15 .20 .26 .32 .38 .41 .40 .34 .28 .22 .17 .13 55 .17 .21 .26 .32 .36 .39 .38 .33 .28 .23 .18 .16 50 .19 .23 .27 .31 .34 .36 .35 .32 .28 .24 .20 .18 45 .20 .23 .27 .30 .34 .35 .34 .32 .28 .24 .21 .20 40 .22 .24 .27 .30 .32 .34 .33 .31 .28 .25 .22 .21 35 .23 .25 .27 .29 .31 .32 .32 .30 .28 .25 .23 .22 30 .24 .25 .27 .29 .31 .32 .31 .30 .28 .26 .24 .23 25 .24 .26 .27 .29 .30 .31 .31 .29 .28 .26 .25 .24 20 .25 .26 .27 .28 .29 .30 .30 .29 .28 .26 .25 .25 15 .26 .26 .27 .28 .29 .29 .29 .28 .28 .27 .26 .25 10 .26 .27 .27 .28 .28 .29 .29 .28 .28 .27 .26 .26 5 .27 .27 .27 .28 .28 .28 .28 .28 .28 .27 .27 .27 0 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27 .27

Rumus Penman-Monteith

where:

ET_o :reference evapotranspiration [mm day-1_], R_n :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_], e_s :saturation vapour pressure [kPa], e_a :actual vapour pressure [kPa],

e_s- e_a :saturation vapour pressure deficit [kPa], D :slope vapour pressure curve [kPa°C-1_], g :psychrometric constant [kPa°C-1_].

     2 2 34 , 0 1 273 900 408 , 0 u e e u T G R ET a s n o _{ }        

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 ET_oadalah:

• Dimana:

ET_o = 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

pan

E

pan

K

Contoh Soal

• Menggunakan data tersebut, jika diketahui temperatur rata-rata bulanan sebesar 30°C pada bulan Juli 1949, tentukan besarnya evapotranspirasi (E_p)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. 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

3. 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