Evapotranspirasi - UIGM | Login Student

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
11
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  p0,46Tmean  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