IV. PENGUAPAN (EVAPORATION)

Transkripsi

1 IV. PENGUAPAN (EVAPORATION) Penguapan (E) merupakan suatu proses berubahnya molekul air di permukaan menjadi molekul uap air di atmosfer. Ada beberapa faktor yang berpengaruh terhadap besarnya penguapan, antara lain: radiasi matahari kecepatan angin (U), temperatur (T), kelembaban udara relatif (RH) Transpirasi (T) adalah penguapan dari tanaman sebagai akibat dari proses metabolisme tanaman tersebut yang besarnya tergantung pada: semua faktor penguapan di atas usia tanaman, jenis tanaman, iklim Evapotranspirasi (ET) adalah gabungan evaporasi dan transpirasi. 4.1 PET dan AET Evapotranspirasi potensial (PET) adalah evapotranspirasi maksimum yang dapat terjadi jika tersedia cukup air, sedang evapotranspirasi nyata (AET) adalah evapotranspirasi yang terjadi pada waktu yang ditinjau yang besarnya akan selalu lebih kecil atau sama dengan PET. (AET PET)

2 4.2 Pengukuran Eo Atmometer (mm/hari) Panci penguapan (evaporation pan) Evaporasi nyata, Eo = Kp. Ep. Class A evaporation pan (US standard) (Kp = ) Colorado Sunken pan (Kp = ) Floating pan (Kp ± 0.8) Evaporasi nyata, Ea Ep (Ea < Ep)

3 daya menyimpan panas, panci dan danau tidak sama pengaruh gelombang dan turbulensi udara tidak sama pertukaran panas antara panci dan atmosfir, tanah dan air pengaruh temperatur, kelembaban relatif udara, kecepatan angin Eliminasi faktor di atas dengan: E d E p e sd e sp e a : penguapan muka air bebas danau : penguapan muka air bebas panci : tekanan uap air maksimum pada temperatur air danau : tekanan uap air maksimum pada temperatur air panci : tekanan uap air pada temperatur atmosfir Imbangan air S E S Ss Sg = Σ I - Σ O = P GWF E = P GWF - S = Ss + Sg = P E I = perc GWF S sulit diukur, dipilih t sedemikian rupa sehingga S 0

4 4.3 Pengukuran ET Imbangan air suatu DAS S ET = Σ I - Σ O = P (Q ET QWF) = P Q GWF - S Dengan : P : hujan Q : aliran sungai GWF : aliran air tanah S : perubahan tampungan S sulit diukur, dipilih t sedemikian rupa sehingga AS 0 (misal tahunan) Lysimeter S ET = Σ I - Σ O = Σ I Q - S Phytometer : mengukur transpirasi dengan menahan evaporasi yaitu dengan menutup permukaan tanah dengan rapat. 4.4 Pendekatan Teoritis a. metoda perpindahan massa (mass transfer methods) b. metoda imbangan energi (energy balance methods) c. metoda kombinasi (a + b)

5 4.4.1 Metoda transfer massa Proses aerodinamik pada penguapan Contoh: Persamaan Dalton E 0 = f(u) (e s e d ) E 0 U e s e d : penguapan muka air bebas (mm/hari) : kecepatan angin : tekanan uap air jenuh : tekanan uap air nyata f(u) dapat berupa: a (b + U) atau NU, dengan a,b,n adalah konstanta empiric Penman (1948) E 0 = 0.35 (0.5 + U 2 /100) (e s e d ) Harbeck dan Meyers (1970) E 0 = NU 2 (e s e d ) (cm/hari) N = U (m/dt) e (mb)

6 Kehilangan air penguapan di waduk (Harbeck, 1962) E 0 = A U 2 (e s e d ) (mm/hari) A : luas waduk (m 2 ) U 2 e s e a : kecepatan angin 2 m di atas muka tanah (m/dt) : tekanan uap air jenuh (mb) : tekanan uap air nyata (mb) Contoh: Hitung kehilangan air tahunan (penguapan) untuk waduk dengan luas 5 km 2, U 2 = 10.3 km/jam, e s dan e d berturut-turut 14.2 dan 11.0 mmhg! Penyelesaian: A = 5 km 2 =5 x m 2 U 2 e s e d =10.3 km/jam = = 2.86 m/dt = 14.2 mmhg = 14.2 x 1.33 = 18.9 mb = 11.0 mmhg = 11.0 x 1.33 = 14.6mb E 0 = A (U 2 ) (e s e d ) = 1.66 rnm/hari = 606 mm/tahun (anggapan laju E 0 tetap) Total kehilangan air tahunan (penguapan) = x 5 x = 3.03 juta m 3

7 4.4.2 Metoda imbangan energy Q EO = Q s - Q rs - Q e - Q c ± Q g ± Q v Q EO Q s Q rs Q e Q c Q g Q v = energi yang dibutuhkan untuk penguapan = short-wave solar radiation = reflected short-wave solar radiation = long-wave radiation from the water body = sensible heat tranfer = change in stored energy = energy tranfer antara air dan tanah/daerah sekitarnya (mm/dt) = latent heat of vaporitation of water Metode kombinasi (rumus Penman) H = E O + Q Dengan : H E o Q : available heat : energi untuk penguapan : energi untuk memanaskan udara

8 Hukum Dalton E O = f(u) (e s - e d ) Q =!" #$%#& & %! : konstanta psychrometer f(u) f(u) Jika merupakan slope dari kurva hubungan antara tekanan uap air jenuh dengan temperature ' ( ) ' *+', ( * +(, ) ' *+', ( - +(,.!" #$%/#& & %0#& & %!" #$%1 ' *+',!! E o = H Q ' -+', 2 7! 37!

9 Untuk mempermudah hitungan dibuat monogram Penman : E o = E 1 + E 3 ":;< = > <?@ ; ' - ' * A A BC$D$E BC;C?$=F G H A A BC$D$E BC;C?$=F t diukur I ":?< G H <J K@ R A (tabel) "#?<L I <;% U 2 diukur h : kelembaban udara (%) G : lama penyinaran relatif per hari H t : suhu udara ( C) R A U 2 : nilai angot = radiasi matahari (cal/cm 2 /day) : kecepatan angin 2 m di atas muka tanah misal : U 2 = 5 m/detik G H = 0.4 t = 20 C R A =550 h = 0.7 E o = E 1 + E 2 + E 3 = = 3.1 mm/hari Persamaan penguapan yang lain, antara lain: a. Penman (1950) ET 0 = f E 0 ; f = b. Modified Penman ET o = C [ w R n + (1 - w) f(u) (e a - e d )]

10 dengan: ET o : potential evapotranspirasi w : factor yg merupakan fungsi suhu R n f(u) : radiasi netto dalam evaporasi ekivalen (mm/hari) : factor yang merupakan fungsi kecepatan angin (e a - e d ) : perbedaan tekanan uap air pada temperature rerata (mbar) C : factor penyesuaian tergantung kondisi cuaca siang dan malam R n = (1 - ) R s - R nl a : angka refleksi R s = ( n / N) R a R nl = f(t) f(e d )f(n/n) c. Metoda Thornthwaite ET= 1.6 N m : ( M mm/bulan O P QC R Q: ( M N a = 6.7 x 10-7 I x 10-5 I x 10-2 I