penguapan
TRANSCRIPT
“PENGUAPAN”
Teknik sipil
Universitas islam Riau
Definisi Penguapan ??
1. Penguapan(evaporation) → zat cair/padat menjadi gas.
2. Transpirasi → penguapan tanaman.
3. Evapotranspirasi →penguapan permukaan bertanaman.
4. Evaporasi potensial dan nyata → jika kandungan air tidak terbatas.
EVAPORASIBeberapa definisi evaporasi
1. Penguapan (Evaporation), adalah proses perubahan dari zat cair atau padat menjadi gas. Lebih spesifik dapat didefinisikan bahwa penguapan adalah transfer air (moisture) dari permukaan bumi ke atmosfer.
2. Transpirasi (Transpiration) adalah penguapan air yg terserap tanaman, tidak termasuk penguapan dari permukaan tanah.
3. Evapotranspirasi adalah penguapan yg terjadi dari permukaan bertanaman.
Evapotranspirasi potensial adalah evapotrans-pirasi yg terjaid apabila kandungan air (moisture supply) tidak terbatas
Evapotranspirasi nyata (actual evapotranspirasi), lebih tergantung dari ketersediaan air.
Penguapan (evaporation)
Proses : zat cair/padat menjadi gas
Evapotranspirasi
Apa memang transpirasi itu ada??
Jawab : ADA
Proses Transpirasi ???
Definisi : penguapan air yang terserap tanaman
Proses Penguapan
Faktor utama : PANAS !!
Yang penting untuk dipahami :Penguapan HANYA terjadi apabila terdapat perbedaan tekanan uap air antara permukaan dan udara.
Faktor yang berpengaruh :1. Faktor fisis2. Faktor meteorologis
Faktor-faktor meteorologis
1. Suhu → suhu udara?? apa radiasi matahari?? (Ward, 1976)
2. Kelembaban (humidity) →naik (krn suhu udara turun), maka laju penguapan turun.
3. Tekanan udara →diikuti oleh angin dan suhu (krn perub ketinggian).
4. Angin →semakin tinggi, maka penguapan bertambah
Faktor-faktor fisik
1. Kualitas air2. Bentuk, luas dan kedalaman air.
Permukaan yang luas akan mempunyai laju penguapan yang lebih rendah dibandingkan dengan permukaan yang sempit. (Veihmeyer, 1964 dan Ward 1967)
Adakah perbedaan sifat penguapan ??
permukaan tanah?? muka air bebas ??
Terbatas hanya pada sejumlah air yang menyelimuti butir-butir tanah.
Jumlah ketersediaan air/kelembaban (moisture supply) tidak terbatas.
Besaran Penguapan??
Pendekatan Teoritik Pengukuran
1. Panci penguapan2. Atmometer3. Lysimeter
1. Pers. Empirik2. Water Balance method3. Aerodinamic Method4. EnergyBalance method5. Combination Method6. Pristley Taylor Method
1. Persamaan Empirik
dengan : C = koefisien penguapanew = tekanan uap air maksimum,dalam in Hgea = tekanan uap air sesaat, berdasar suhu
rata-rata bulanan dan kelembaban setasiun terdekat.
)( aw eeCE
2. Water Balance Method
dengan : I = masukan (inflow)O = keluaran ( outflow)S = perubahan tampungan (change in storage)
SOI
2. Water Balance Method
SOI
SOI
Keseimbangan Air (Water Balance Method)
Secara teoritik, cara ini merupakan cara terbaik untuk menghitung
besar evaporasi, karena semua unsur yg perlu diukur batasannya
jelas.
Dengan : I = masukan (Inflow)
O = keluaran (outflow)
ΔS = perubahan tampungan (change in storage)
3. Aerodinamik Method
)( awz eeKUE Barry (Chorley,1973)
Chow, 1988 )(
ln
622,02
0
2
22
aw
w
a ee
zz
p
ukE
dengan :E = penguapanK = tetapan empirikuz = kecepatan angin pada ketinggian z di atas
permukaanew = tekanan uap air di permukaanez = tekanan uap air di ketinggian z
4. Keseimbangan Energi (van Dam, 1979, Chow, 1988)
dengan : Rn = Radiasi netto yang diterima permukaan G = ‘ground head flux’H = peningkatan suhu (sensible head)LE = panas tersedia untuk penguapanLE = lvmvLv = ‘laten head of evaporation’ = 2501 – 2,370 t (kJ/kg)Mv = laju aliran uap (vapor flow rate)
GLEHRn wlv
RE n
r .
5. Cara Gabungan(Penman, dalam Chow, 1988)
dengan : Er = laju penguapan dihitung dengan keseimbangan energi,Ea = laju penguapan dihitung dengan cara aerodinamik=gradien tekanan uap jenuh= tetapan psikometrik (psychometric constant)
Cara aerodinamik baik, bila energi yang tersedia tidak terbatas.Cara keseimbangan energi memerlukan transport uap yang tidak terbatas.
ar EEE
Cara pengukuran ???
Alat yang digunakan:1. panci penguapan (evaporation pan) 2. ‘atmometer’ 3. ‘lysimeter’
SOI PRINSIP ??
“mengukur kehilangan air dalam panci dalam jangka waktu tertentu”
Pan Evaporasi…,harapan??
Laju penguapan terukur
laju penguapan muka air luas
≈
Pan Evaporasi…,arah angin??
Desain??Luas muka air,pertukaran
panas, pemeliharaan=
Atmometer ??
Prinsip??
Pengukuran penguapan melalui
media berpori (porous media)
Atmometer vs Penman??
Lysimeter ??
Prinsip??
Pengukuran perubahan kelengasan
tanah
Detail alat ukur transpirasi ??
??
1. Pendekatan dari pengukuran panci evapotranspirasi.
ETo = kp x Epan Dimana : ETo : evapotranspirasi acuan,kp : koefisien panci yang nilainya
berkisar antara 0,65-0,85 yang bergantung pada kecepatan angin, kelembaban relative, dan elevasi,
Epan : nilai evaporasi dari panci penguapan yang ada dilapangan
Cara menentukana koefisien pancia. Berdasarkan tata letak panci
Ada 2 cara perletakan panci evaporasi yakni di atas zona hijau (lingkungan sekitar panci) dan di lahan yang cukup tandus seperti yang disajikan pada Gambar (FAO 56, 2001).
Cara menentukana koefisien panci
Koefisien panci (panci klas A) berdasarkan cara penempatannyaPanci Klas A Case A: penempatan di atas tanah
dengan penutup tanaman rumput Case B: penempatan di atas tanah tanpa tanaman penutup
RHmean (%) Low <40
Medium 40-70
High >70
Low <40
Medium 40-70
High >70
Kecepatan angin (m/s)
Jarak zona penutup (m)
Jarak zona tanah kosong (m)
Light < 2 1 0.55 0.65 0.75 1 0.70 0.80 0.85 10 0.65 0.75 0.85 10 0.60 0.70 0.80 100 0.70 0.80 0.85 100 0.55 0.65 0.75 1000 0.75 0.85 0.85 1000 0.50 0.60 0.70 Moderat 2-5 1 0.50 0.60 0.65 1 0.65 0.75 0.80 10 0.60 0.70 0.75 10 0.55 0.65 0.70 100 0.65 0.75 0.80 100 0.50 0.60 0.65 1000 0.70 0.80 0.80 1000 0.45 0.55 0.60 Strong 5-8 1 0.45 0.50 0.60 1 0.60 0.65 0.70 10 0.55 0.60 0.65 10 0.50 0.55 0.65 100 0.60 0.65 0.70 100 0.45 0.50 0.60 1000 0.65 0.70 0.75 1000 0.40 0.45 0.55 Very strong 1 0.40 0.45 0.50 1 0.50 0.60 0.65 >8 10 0.45 0.55 0.60 10 0.45 0.50 0.55 100 0.50 0.60 0.65 100 0.40 0.45 0.50 1000 0.55 0.60 0.65 1000 0.35 0.40 0.45
b. Berdasarkan data klimatologi setempat
Penentuan nilai kp dapat juga dilakukan dengan data klimatologi daerah setempat
menggunakan Persamaan (FAO 56, 2001).
)(ln)ln(000631,0)(ln1434,0
)(ln0422,00286,0108,02
2
meanmean RHFETRH
FETukp
)4,86(ln)(ln(00063,0
)(ln)4,86(ln0106,0)4.86(ln00289,0
)(ln00327,000000959,0
000162,000341,061,0
22
222
22
2
uFET
FETuuu
FETuFETu
RHuRHkp meanmean
dimana: kp : koefisien panci, u2 : kecepatan angin rata-rata unetu ketinggian 2 m (m/s), RHmean : kelembaban raa-rata (%), FET : jarak hamparan zona hijau dan kering pada penempatan panci evaporasi.
2). Metode Blaney Criddle
Perhitungan nilai evapotranspirasi dengan metode Blaney Criddle menggunakan
Persamaan (Sosrodarsono dan Takeda, 1977).
U = k x f
dimana :
U : banyaknya evapotranspirasi bulanan (inchi), k : koefisien yang tergantung dari jenis tanaman, f = (t+p)/100 t : suhu udara rata-rata bulanan (0F), p : presentase jam siang bulanan dalam setahun (%), f : faktor pemakaian air komsumptif bulanan
3). Metode modifikasi Blaney-Criddle
100
)8137,45(..
tPKU
K = Kt x kc
Kt = 0,0311 t + 0,240
dimana :
U : transpirasi bulanan (mm), t : suhu udara rata-rata bulanan ( 0 C ), kc : koefisien tanaman bulanan, p : presentasi jam siang bulanan dalam setahun.
4). Metode Thornthwaite
berdasarkan suhu udara rata-rata bulanan, standar bulan 30 hari dan penyinaran 12 jam. Hubungan Evapotranspirasi dan suhu dapat dilihat dalam Persamaan berikut ini.
e = c. ta dimana :
e : evapotranspirasi potensial bulanan (cm/bln),c dan a: koefisien yang tergantung dari tempat,t : suhu udara rata-rata bulanan ( 0 C ).
5). Metode Penman
Metode Penman pada dasarnya merupakan metode yang mengkombinasikan atau menggabungkan dua metode lain yang juga dikembangkan untuk tujuan yang sama . Dua metode yang digabungkan adalah metode aerodinamik dan metode keseimbangan energi ( Penman, 1956 dalam Chow dkk., 1964 ).
5). Metode PenmanPersamaan metode Penman dapat dilihat dalam Persamaan
berikut.ETo = c [W . Rn + (1 – W) f(u)( ea – ed )]
dimana :ETo : evaporasi tetapan,
c : factor kompensasi akibat perubahan cuaca siang dan malam,W : factor angina,Rn : pengaruh radiasi,
f(u) : fungsi yang berhubungan dengan kecepatan angin,ea : tekanan uap air pada suhu rata-rata,
ed : tekanan uap air jenuh pada titik embun.
6). Metode Penman – Monteith
)U,(γ
)aes(eU)T(
γnR,
oET23401
2273
9004080
dimana :
ETo : evapotranspirasi acuan(mm/hari), Rn : radiasi netto pada permukaan tanaman (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).
7). Metode Radiasi (Sosrodarsono dan Takeda, 1977).
ETo = C ( W . Rs ) dimana :ETo : evapotranspirasi ( mm/hari ),Rs : radiasi matahari yang dinyatakan dalam evaporasi equivalen (mm/hari),W : status faktor, untuk memasukkan pengaruh temperatur dan ketinggian,C : suatu faktor penyesuaian, untuk memasukkan pengaruh lengas udara dan keadaan angin siang hari.
Rs dihitung dengan rumus Rs = ( 0,25 + 0,50 n/N) RaHarga n/N adalah perbandingan antara jam penyinaran matahari yang benar – benar terukur dengan jam penyinaran maksimum yang mungkin terjadi
CONTOH PERHITUNGAN ??
Trima kasih….