EVAPOTRANSPIRASI

Evapotranspirasi adalah keseluruhan jumlah air yang berasal dari permukaan tanah, air, dan vegetasi yang diuapkan kembali ke atmosfer oleh adanya pengaruh faktor–faktor iklim dan fisiologi vegetasi. Dengan kata lain, besarnya evapotranspirasi adalah jumlah antara evaporasi (penguapan air berasal dari permukaan tanah), intersepsi (penguapan kembali air hujan dari permukaan tajuk vegetasi), dan transpirasi (penguapan air tanah ke atmosfer melalui vegetasi). Beda antara intersepsi dan tranapirasi adalah pada proses intersepsi air yang diuapkan kembali ke atmosfer tersebut adalah air hujan yang tertampung sementara pada permukaan tajuk dan bagian lain dari suatu vegetasi, sedangkan transpirasi adalah penguapan air yang berasal dari dalam tanah melalui tajuk vegetasi sebagai hasil proses fisiologi vegetasi.

Pada siklus hidrologi menunjukan bahwa evapotranspirasi (ET) adalah jumlah dari beberapa unsur seperti pada persamaan matematik berikut:

            ET = T + It + Es + EoT = transpirasi vegetasi, It = intersepsi total, Es = evaporasi dari tanah, batuan dan jenis permukaan tanah lainnya, dan Eo = evaporasi permukaan air terbuka seperti sungai, danau, dan waduk. Untuk tegakan hutan, Eo dan Es biasanya diabaikan dan ET = T + It. Bial unsur vegetasi dihilangkan, ET = Es.

Evapotranspirasi acuan (ETo) adalah besarnya evapotranspirasi dari tanamanhipotetik (teoritis) yaitu dengan ciri ketinggian 12 cm, tahanan dedaunan yangditetapkan sebesar 70 det/m dan albedo (pantulan radiasi) sebesar 0,23, mirip denganevapotranspirasi dari tanaman rumput hijau yang luas dengan ketinggian seragam,tumbuh subur, menutup tanah seluruhnya dan tidak kekurangan air (Smith, 1991dalam Weert, 1994). Nilai ETo dapat dihitung dari data meteorologi. Perludiperhatikan, bahwa perkiraan ETo rata-rata untuk DAS lebih kompleks, karenaragam kondisi dalam suatu DAS dapat jauh berbeda.

Ada berapa metode dalam penetapan nilai/besarnya evapotranspirasi, antara lain:

1. Metode PenmanRumus dasar perhitungan evaporasi dari muka air bebas adalah:

keterangan:

E = evaporasi dari permukaan air bebas   (mm/hari, 1 hari = 24 jam)Ho       = net radiation (cal/cm2/hari) = kemiringan kurva hubungan tekanan uap yang diselidiki (mmHg/oC) konstanta Psychrometri (=0,485 mmHg/oC)L          = panas latent dari evaporasi sebesar 0,1 cm3  (= 59 cal)Nilai Ex dapat dicari dengan:            Ex = 0,35 (0,5 + 0,5 U2) ( e Sat –e2)Dengan:

V2        = kecepatan angin ketinggian 2 m (m/det)e sat       = tekanan uap jenuh (mmHg)e2         = tekanan uap aktual ketinggian 2 m (mmHg) Persamaan Penman tersebut dapat dijabarkan agar menjadi mudah perhitungannya, yaitu:

I.   = merupakan nilai D sebagai fungsi temperaturII.  = merupakan nilai (a + bn/N)a dan b=  konstantan          =  lamanya sinar matahariN =  panjang hari 9 jam

III.             nilai H          yang merupakan fungsi garis lintang

IV. = nilai dari 118.10-19 (273 + Tz)4, merupakan fungsi suhuV. =  nilai dari   0.47 – 0.0770.47 – 0.077√e , merupakan fungsi tekanan uap aktual pada ketinggian 2 m

VI.  = nilai dari 0.2+0.8 n/N

VII. = nilai dari 0.485x0.35 (0.5+0.54u)

VIII. =  nilai dari tekanan uap (esat)

ETo = c (W Rn + (1 – W) f(u) (ea – ed) )

Metode Penman modifikasi (FAO) digunakan untuk luasan lahan dengan data pengukuran temperatur, kelembaban, kecepatan angin dan lama matahari bersinar (Doorenbos dan Pruitt, 1977). Harga koefisien panci evaporasi (Kp) tergantung pada iklim, tipe panci dan lingkungan panci

2. Metode Blaney-CriddleMetode ini digunakan untuk menentukan besarnya evapotranspirasi dari tumbuhan

(consumtive use) yang pengembangannya didasarkan pada kenyataan bahwa evapotranspirasi bervariasi sesuai dengan keadaan temperatur, lamanya penyinaran matahari/siang hari, kelembaban udara dan kebutuhan tanaman.

keterangan:U =  consumtive use (inch) selama pertumbuhan tanamanK =  koefisisen empiris yang tergantung pada tipe dan lokasi tanaman

P =  persentase jumlah jam penyinaran matahari per bulan dalam 1 (satu) tahun (%)T = temperatur bulan ke-n (OF)

ETo = c [P ( 0,46 T + 8)]Keterangan: c = Koefisien Tanaman Bulanan p = Presentase Bulanan jam-jam Hari Terang dalam Tahun T = Suhu Udara (0C)

Metode Blaney-Criddle yang dimodifikasi

keterangan:U = transpirasi bulanan (mm/bulan)T = suhu udara bulan ke-n (OC)P = persentase jam siang bulanan dalam setahun

dimana:K = Kt ´ KcKt = 0,0311(t) + 0,24Kc = koefisien tanaman bulanan dalam setahun = 0,94Harga-harga Kc padi di Indonesia telah ditetapkan oleh lembaga-lembaga terkait.

Persamaan Blaney Criddle-adalah metode yang relatif sederhana untukmenghitung evapotranspirasi. Ketika data meteorologi cukup tersedia persamaanPenman-Monteith biasanya disukai. Persamaan Blaney Criddle-Namun yang idealketika hanya data suhu udara yang tersedia untuk sebuah situs. Mengingat akurasikasar dari persamaan Blaney Criddle-disarankan agar digunakan untuk menghitungevapotranspirasi untuk periode satu bulan atau lebih besar. Persamaan menghitungevapotranspirasi untuk 'tanaman referensi', yang diambil sebagai aktif tumbuhrumput hijau dari 8-15 cm tinggi.

1. MetodelogiP e n m a n - M o n t e i t hRumus yang menjelaskan evapotranspirasi acuan secara teliti adalah rumus Penman-Monteith, yang pada tahun 1990 oleh FAO dimodifikasi dan dikembangkanmenjadi rumus FAO Penman-Monteith (Anonim, 1999) yang diuraikan sebagai berikut:ETo =        22

34.012739004080ueeuT G Rn Δ.a s   (3.4)keterangan :ETo = Evapotranspirasi acuan(mm/hari),Rn = Radiasi netto pada permukaan tanaman (MJ/m2/hari),G = Kerapatan panas terus-menerus pada tanah (MJ/m2/hari),T = Temperatur harian rata-rata pada ketinggian 2 m (oC),u2 = Kecepatan angin pada ketinggian 2 m (m/s),es = Tekanan uap jenuh (kPa),ea = Tekanan uap aktual (kPa), = Kurva kemiringan tekanan uap (kPa/oC), = Konstanta psychrometric (kPa/oC).

1.      Metode ThornthwaiteThornthwaite telah mengembangkan suatu metode untuk memperkirakan besarnya evapotranspirasi potensial dari data klimatologi. Evapotranspirasi potensial (PET) tersebut berdasarkan suhu udara rerata bulanan dengan standar 1 bulan 30 hari, dan lama penyinaran matahari 12 jam sehari. Metode ini memanfaatkan suhu udara sebagai indeks ketersediaan energi panas untuk berlangsungnya proses ET dengan asumsi suhu udara tersebut berkorelasi dengan efek radiasi matahari dan unsur lain yang mengendalikan proses ET.Rumus dasar:

keterangan:PET   =  evapotranspirasi potensial bulanan (cm/bulan)T        =  temperatur udara bulan ke-n (OC)I         =  indeks panas tahunana         =  koefisien yang tergantung dari tempatHarga a dapat ditetapkan dengan menggunakan rumus:a   = 675 ´ 10-9 ( I3 ) – 771 ´ 10-7 ( I2 ) + 1792 ´ 10-5 ( I ) + 0,49239Jika rumus tersebut diganti dengan harga yang diukur, maka:PET = evapotranspirasi potensial bulanan standart (belum disesuaikan dalam cm).Karena banyaknya hari dalam sebulan tidak sama, sedangkan jam penyinaran matahari yang diterima adalah berbeda menurut musim dan jaraknya dari katulistiwa, maka PET harus disesuaikan menjadi:

Keterangan:

s     = jumlah hari dalam bulanTz  = jumlah jam penyinaran rerata per hari

4.       Metode Turc-Lungbein

    Turc telah mengenbangkan sebuah metode penentuan evapotranspirasi potensial yang didasarkan pada penggunaan faktor-faktor klimatologi yang paling sering diukur, yaitu kelembaban relatif dan temperatur udara.

Nilai Eo dapat dicari dengan:

Eo = 325 + 21 T + 0,9 T2

Keterangan:P          =  curah hujan tahunanE          =  evapotranspirasi (mm/th)Eo        =  evaporasi (mm/th)T          =  rerata temperatur tahunan

5.      Metode PenmanRumus dasar perhitungan evaporasi dari muka air bebas adalah:

keterangan:

E           = evaporasi dari permukaan air bebas   (mm/hari, 1 hari = 24 jam)Ho       = net radiation (cal/cm2/hari) = kemiringan kurva hubungan tekanan uap yang       diselidiki

(mmHg/oC)    konstanta Psychrometri (=0,485 mmHg/oC)L          = panas latent dari evaporasi sebesar 0,1 cm3  (= 59 cal) Nilai Ex dapat dicari dengan:            Ex = 0,35 (0,5 + 0,5 U2) ( e Sat –e2)Dengan:V2        = kecepatan angin ketinggian 2 m (m/det)e sat       = tekanan uap jenuh (mmHg)e2         = tekanan uap aktual ketinggian 2 m (mmHg) Persamaan Penman tersebut dapat dijabarkan agar menjadi mudah perhitungannya, yaitu:

I.                   merupakan nilai D sebagai fungsi temperaturII.                merupakan nilai (a + bn/N)

a dan b            =  konstantan          =  lamanya sinar matahariN         =  panjang hari 9 jam

III.             nilai H         

            yang merupakan fungsi garis lintangIV.             nilai dari 118.10-19 (273 + Tz)4, merupakan fungsi suhuV.                nilai dari   

                  , merupakan fungsi tekanan uap aktual pada ketinggian 2 m

VI.             nilai dari 0.2+0.8 n/N

VII.          nilai dari 0.485x0.35 (0.5+0.54u)

VIII.       nilai dari tekanan uap (esat)