PENGUAPAN - Binus Repository

Matakuliah
Tahun
Versi
: S0634/Hidrologi dan Sumber Daya Air
: 2006
:
Pertemuan 10
Penguapan
1
Learning Outcomes
Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa
akan mampu :
• Mahasiswa dapat menghitung
penguapan dan evapotranspirasi
berdasarkan pendekatan teoritik
2
Outline Materi
• Materi 1:Evaporasi dan permukaan air
• Materi 2:Evaporasi panciMetode masstranfer
• Materi 3:Metode water budget
3
PENGUAPAN (EVAPORATION)
Proses perubahan dari zat cair / padat menjadi gas
Beberapa difinisi tentang penguapan :
PENGUAPAN : Proses tranfer moisture dari permukaan bumi ke atmosfir.
TRANSPIRASI (TRANSPIRATION) : Penguapan air yang terserap tanaman
(tidak termasuk penguapan dari permukaan tanah)
EVAPOTRANSPIRASI POTENSIAL (potential evapotranspiration) :
evapotranspirasi yang terjadi apabila cadangan
moisrure tidak terbatas.
EVAPOTRANSPIRASI (EVAPOTRANSPIRATION) :Penguapan dari
permukaan bertanaman (vegetataed surface)
4
PROSES PENGUAPAN
5
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI
PROSES PENGUAPAN
1. SUHU : (Secara umum) Makin tinggi suhu makin tinggi laju penguapan.
Ketergantungan antara laju penguapan terhadap radiasi matahari
ternyata lebih baik.
2. KELEMBABAN (humidity) : Kelembaban tergantung dari suhu udara.
Makin tinggi suhu udara kelembaban menurun.
Makin tinggi kelemban udara (suhu turun) laju penguapan turun
3. TEKANAN UDARA (barometer) : Perubahan tekanan udara dikenali akan
mempengaruhi kecepatan angin.
Makin tinggi kecepatan angin, maka laju penguapan naik.
4. ANGIN : Peran angin untuk memindahlan lapisan yang telah lebih jenuh
dengan lapisan udara yang kurang jenuh, sehingga penguapan
dapat berjalan terus.
6
FAKTOR FISIK / GEOGRAFIS
1. KUALITAS AIR : Tekanan uap air dipermukaan berkurang bila dalam air
terkandung bahan-bahan tertentu.
Air laut mengandung + 2 % garam, maka penguapan air laut
+ 2% lebih rendah.
2. BENTUK, LUAS DAN KEDALAMAN :
Permukaan yang luas mempunyai laju penguapan yang lebih rendah.
Faktor kedalaman, untuk daerah tropis hampir tidak nampak.
7
PENDEKATAN TEORITIK
1. Persamaan
empirik (Empirical equation)
2. Keseimbangan air (Water balance)
3. Aerodynamic Methods
4. Energy Balance Methods
5. Combination Methods
6. Priestley Tailor Method.
8
PERSAMAAN EMPIRIK (Persamaan DALTON)
E  Ce  e 
w
a
dengan :
C = koefisien penguapan
ew = tekanan uap air maksimum
ea = tekanan uap air sesaat (berdasar suhu rata-rata bulanan dan
kelembaban di setasiun terdekat)
9
AERODYNAMIC METHOD
(Dalton)
E  K e  e 
u2
dengan : E
K
u
e
e
2
w
z
w
z
= penguapan
= tetapan empirik
= kecepatan angin pada ketinggian 2 m di atas permukaan
= tekanan uap air di permukaan
= tekanan uap air di ketinggian z.
Chow (1988) :
E  B(e  e )
w
z
10
dengan :
0,622 k  u
B


p  ln z 
 z
 = kerapatan udara (air density)
 = kerapatan air (water density)
u = kecepatan angin (diukur di ketinggian 2 m)
z = elevasi pengukuran (biasanya 2 m)
z = kekasaran permukaan
2
2
a
2
2
w
o
a
w
2
2
0
k = tetapan von Karman
p = tekanan udara
11
ENERGY BALANCE METHOD
R n  H  LE  G
dengan : Rn
G
H
LE
= Radiasi neto
= ‘ground heat flux’
= peningkatan suhu (sensible heat)
= panas tersedia untuk penguapan.
lm
v
RADIASI NETO:
v
R  R 1  r   R
d
c
b
n

bila : R  R  0,20  0,48  maka
D
c
A
 0,20  0,48 n  1  r 


 R
R R


D
d
A
b
12
dengan : n = lama penyinaran matahari nyata, dalam jam
D = lama penyinaran matahari maksimum, dalam jam
 0,9 n  0,1 0,34  0,14




R
T 
e  T


D
T = suhu absolut
 = tetapan Stefan Boltzman 4,903x 10 M J K 
r = koefisien refleksi (albedo)
4
b
a
d
9
2
4
m
selanjutnya :
E
1
 R  H  G
l
d
v
w
Bila seluruh radiasi digunakan untuk penguapan, maka :
R
E 
l
n
r
v
w
13
COMBINATION METHOD
E
Penman
dengan :



E
E


r
a
E = laju penguapan dihitung dengan keseimbangan energi,
E = laju penguapan dihitung dengan cara aerodinamik.
 = gradien tekanan uap air jenuh , T dalam derajat Celcius
4098 e

237,3 T
 = tetapan psikometrik
p
C
K

0,622 l K
C = specific heat
K = heat diffusivity
p = tekanan udara
K = vapor eddy diffusivity
K
K = 1 (Priestly Taylor)
r
a
s
2
p
h
v
w
p
h
w
h
w
14
Priestley-Taylor :

E 
dengan

 
E
r
= 1,3
Δ = gradient tekanan uap air jenuh
15