EVAPORASI & TRANSPIRASI Ir. Adi Prawito, MM., MT

Definisi Evaporasi : proses pertukaran (transfer) menjadi molekul uap air di atmosfir dari air permukaan bebas (free water surface),muka tanah atau air yang tertahan diatas permukaan bangunan atau tanaman.

Interface evaporation : suatu proses pertukaran air dipermukaan menjadi uap air di permukaan ( interface ) yang besarnya tergantung dari energi dalam yang tersimpan ( strored energy ) 2. Vertical vapor transfer : suatu pemindahan lapisan udara yang jenuh uap air dari interface ke lapisan diatasnya, dan ini kalau memungkinkan proses penguapan akan berjalan terus. Transfer ini dipengaruhi oleh kecepatan angin, topografi dan iklim lokal.

Definisi-definisi…………. Soil evaporation: penguapan yg tjd dr permuk tnh tanpa ada tanaman di atasnya (bare soil) Transpirasi : Suatu penguapan yang terjadi dari tanaman melalaui sel stomata pada daun Evapotranspirasi : Suatu kejadian bersama– sama antara evaporasi dan transpirasi Potensial evapotranspirasi ( PET ): Evapotranspirasi dari tanaman bila memperoleh air (dari hujan atau irigasi) yang cukup untuk pertumbuhanya yang optimum

Definisi-definisi……….. Actual evapotranspirasi (EAT) : Evapotranspirasi dari tanaman dibawah cukup untuk pertumbuhanya karena air yang diberikan kurang.

MENGHITUNG EVAPORASI Didalam analisa mendapatkan besarnya evaporasi dibedah menjadi dua yaitu evaporasi dari permukaan air bebas dan evaporasi dari permukaaan tanah.

Evaporasi dari permukaan air bebas Pada dasarnya evaporasi terjadi karena perbedaan tekanan uap dari udara pada permukaan air dan dari udara diatasnya. Perumusan dasarnya (Dalton) : E = C ( ew – ea ) f (u) ………………………………..(5.1.) f (u) = fungsi kecepatan angin E = evaporasi dari permukaan air (open water). C = koefisien tergantung dari tekanan barometer. U = kecepatan angin. ew = tekanan uap jenuh muka air danau. ea = tekanan uap udara diatasnya.

Cara untuk menghitung besarnya evaporasi dari permukaan air diantaranya sbb : Persamaan empiris Seperti disebutkan diatas bahwa besarnya evaporasi sangat dipengaruhi kecepatan angin . Evaporasi permukaan air bebas perumusan empirisnya dibedakan dua kejadian :

a). Bila temperatur permukaan air sama dengan temperatur permukaan udara : Ea = C (es – ea) (f (u)…………..(5.2) Dimana : Ea = evaporasi dari muka air (open water) untuk temperatur udara dan air yang sama toC dlm mm/hari. C = konstante empiris. es = tekanan uap jenuh udara toC (mmHg). ea = tekanan uap sesungguhnya udara diatasnya (mmHg). u = kecepatan angin pada ketinggian standard. Dari pers. (5.2) diperoleh pers. Empiris :

Ea = 0,35 (es - ea) (0,5 + 0,54 U2)...............(5.3) Dimana : U2 = kecepatan angin dalam m/dt pada ketinggian 2m Ea = dalam mm/hari.

(b). Bila temperatur udara dan permukaan air berbeda, perumusan yang dipakai sama dengan pers.(5.2) : Eo = C (es’- ea) f ( u )...............(5.4) Dimana : es’ = tekanan uap jenuh dalam lapisan batas antara udara dan air, yang mempunyai temperatur ts’dan tidak sama dengan temperatur air atau udara.

Eo = 0,645(ew - ea) (1 + 0,25 U6)……………(5. 5) Eo = 0,645(ew - ea) (1 + 0,25 U6)……………(5.5). Dimana : Eo = Evaporasi di danau (mm/hari). ew = tekanan uap jenuh pada temperatur tw untuk muka air danau (mmHg). ea = tekanan uap air sesungguhnya (mmHg). U6 = kecepatan angin (m/dt) pada ketinggian 6m diatas permukaan.

Neraca air (Water Budget) Perhitungan evaporasi dengan cara ini disebut juga dengan cara storage aquation approach, yaitu dengan menarik suatu keseimbangan yang tetap pada semua air yang masuk dan meninggalkan daerah aliran (catchment/drainage basin).

Karena evaporasi dan transpirasi. Yang menyebabkan tidak sama antara besarnya hujan yang jatuh dengan besarnya aliran yang terjadi ada tiga : Perubahan storage dalam daerah aliran air, salah satunya adalah danau atau air tanah (aquifer). Perbedaan dalam aliran air tanah yang masuk dan keluar dari daerah aliran. Karena evaporasi dan transpirasi.

Persamaan storage secara umum : E = P + Si + GWo – So + ∆S……………(5.6) Dimana : E = Evaporasi. P = total presipitasi. Si = surface inflow (kalau ada). GWo = ground water out flow. So = surface out flow. ∆S = perubahan storage di permukaan dan dibawah permukaan (sub surface)

Pemakaian alat dilapangan Besarnya evaporasi dapat diukur dilapangan dengan memasang alat pengukur evaporasi yaitu atmometer atau pan evaporasi. Atmometer : alat pengukuran evaporasi yang kecil yang biasa dipakai dalam stasiun meteorolgi.

Ada tiga atmometer yaitu :. Tipe Piche. Tipe Livingstone . Ada tiga atmometer yaitu : * Tipe Piche * Tipe Livingstone * Tipe Bellani Banyak jenis pan yang dipakai diantaranya adalah : * Class A Pan Evaporation * Sunkan pan dengan tipe Colorado * Young dan BPI * Floating pan Ada tiga kondisi kejadian perubahan muka air didalam Pan yaitu : a). Bila air turun standard ukur dan pada hari itu tidak terjadi hujan. b). Bila muka air turun dari standard ukur dan pada hari itu terjadi hujan

c). Bila muka air naik dari standard ukur dan pada hari itu terjadi hujan. Gerakan perubahan uap air diudara (removal vapour) agar proses evaporasi dapat kontinue, dapat dirumuskan sebagai berikut : K – β – б (ts’- t)……………(5.19) Eo (es’- ea) 5.2.2. Evaporasi dari permukaan tanah. 5.2.2.1 Dengan membandingkan evaporasi permukaan air bebas. Harga E0 dari perhitungan cara Penman dapat dibandingkan dengan besar evaporasi permukaan tanah, turved soil atau bare soil (ET atau EB) yang dapat ditulis dalam persamaan sebagai berikut : EB = … (… < 1)……………(5.29) Eo

5. 2. 2. 2 Pengukuran dengan Lysimeter 5.2.2.2 Pengukuran dengan Lysimeter. Lysimeter adalah alat yang dipakai untuk mengukur evaporasi dari permukaan tanah secara langsung. Bila pemberian air irigasi diadakan maka persamaan menjadi sebagai berikut : P + I = Et + O ± ∆ S dimana : I = air irigasi Et = evapotranspirasi ∆S = perubahan storago

5.3. MENGHITUNG TRANSPIRASI Besarnya transpirasi tergantung dari penyinaran matahari, temperatur, kelembaban, angin, tersedianya air dan fase pertumbuhan tanaman. Pengukuran air akibat transpirasi dapat diketahui dengan cara mengukur berat pot dengan tanaman dan air setiap waktu tertentu. Selisih bacaan berat antara dua waktu akan menunjukkan besarnya transpirasi dari suatu tanaman.

5. 4. MENGHITUNG EVAPOTRANSPIRASI 5. 4. 1 5.4. MENGHITUNG EVAPOTRANSPIRASI 5.4.1. Perumusan evapotranspirasi dari Thornthwaite. j = ( tn ) 1.514……………(5.32) 5 dimana : j = heat index bulanan tn = temperatur rata-rata bulanan (0C) Temperatur rata-rata t0 diberikan dengan perumusan : AET = PET x DT mm…………..(5.36) 360 dimana : D = jumlah hari dalam satu bulan T = jumlah rata-rata jam siang dalam satu bulan Perumusan Thronthwaite telah diuji dan disederhanakan oleh Serra untuk persamaan (5.32 dan 5.35) menjadi sebagai berikut : j = 0,09 th1,5……………(5.37) dan a = 0,016 J + 0,5……………(5.38)

5. 4. 2. Perumusan evapotranspirasi dari Elanney Criddle 5.4.2. Perumusan evapotranspirasi dari Elanney Criddle. Elanney Criddle mengemukakan perumusan untuk menghitungkan besarnya potensi evatranspirasi yang dihubungkan dengan temperatur rata-rata bulanan, prosentase penyinaran matahari bulanan dalam setahun dan koefisien pertumbuhan tanaman. Cara ini menggunakan perumusan sebagai berikut : U = k . f …………..(5.39) 100 dan f = t x p ……………(5.40) dimana : U = evapotranspirasi bulanan (in) k = koefisien pemakaian air konsumtif (empiris) f = faktor pemakaian air konsumtif t = temperatur rata-rata bulanan (0F) p = persentase jam siang hari bulanan dalam setahun (tabel 5.4).

5. 4. 3. perumusan evapotranspirasi dari Ture, Langbein dan Wundt 5.4.3. perumusan evapotranspirasi dari Ture, Langbein dan Wundt. dapat dirumuskan sebagai berikut : P = Ē + Ō – Ī ……………(5.43) dimana : P = rata2 hujan tahunan. Ē = rata2 evapotranspirasi tahunan. Ō = rata2 autflow tahunan. Ī = rata2 inflow tahunan. Maka menurut ture : E = P . 0,9 + p2 L2 5.4.4. Perumusan evapotranspirasi dari Parman. Perumusan dapat ditulis sebagai berikut : PET = k . E0…………..(5.46) k = koefisien tanaman bulanan (tabel 5.5)

5.5. CONSUMPTIVE USE. Penggunaan konsumtif (consumtive use) adalah evapotranspirasi dari suatu daerah yang ditumbuhi tanaman, biasanya dipakai dalam hubungannya dengan pertanian yaitu untuk menghitung besarnya kebutuhan air irigasi, penggunaan konsumtif (c.u) sama besarnya dengan PET, kekurangan moisture tanah (soil moisture deficiency). Besarnya C.U. tergantung dari berbagai faktor seperti iklim supplay moisture tanah, macam dan umur tanaman yang tumbuh, macam tanah dan cara pengarapan. Keperluan air untuk tanaman ada optimumnya, yaitu banyaknya air yang harus diberikan untuk mendapatkan hasil yang tertinggi.