�

�

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)

�

�

4.2 Pengukuran Eo

4.2.1 Atmometer

�� � ���� � (mm/hari)

4.2.2 Panci penguapan (evaporation pan)

Evaporasi nyata, Eo = Kp . Ep.

Class A evaporation pan (US standard) (Kp = 0.6 - 0.8)

Colorado Sunken pan (Kp = 0.75 - 0.86)

Floating pan (Kp ± 0.8)

Evaporasi nyata, Ea ≠ Ep (Ea < Ep)

�

�

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:

�� � � � � � ������

�

� �

Ed : penguapan muka air bebas danau

Ep : penguapan muka air bebas panci

esd : tekanan uap air maksimum pada temperatur air danau

esp : tekanan uap air maksimum pada temperatur air panci

ea : tekanan uap air pada temperatur atmosfir

4.2.3 Imbangan air

∆S = Σ I - Σ O

= P – GWF – E

E = P – GWF - ∆S

∆S = ∆Ss + ∆Sg

∆Ss = P – E – I

∆Sg = perc – GWF

∆S sulit diukur, dipilih ∆t sedemikian rupa sehingga ∆S � 0

�

�

4.3 Pengukuran ET

4.3.1 Imbangan air suatu DAS

∆S = Σ I - Σ O

= P – (Q – ET – QWF)

ET = 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)

4.3.2 Lysimeter

∆S = Σ I - Σ O

ET = 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)

�

�

4.4.1 Metoda transfer massa

Proses aerodinamik pada penguapan

Contoh:

Persamaan Dalton

E0 = f(U) (es – ed)

E0 : penguapan muka air bebas (mm/hari)

U : kecepatan angin

es : tekanan uap air jenuh

ed : tekanan uap air nyata

f(U) dapat berupa: a (b + U) atau NU, dengan a,b,N adalah konstanta empiric

Penman (1948)

E0 = 0.35 (0.5 + U2/100) (es – ed)

Harbeck dan Meyers (1970)

E0 = NU2 (es – ed) (cm/hari)

N = 0.01 – 0.012 � U – (m/dt)

e – (mb)

�

�

Kehilangan air penguapan di waduk (Harbeck, 1962)

E0 = 0.291.A-0.05.U2 (es – ed) (mm/hari)

A : luas waduk (m2)

U2 : kecepatan angin 2 m di atas muka tanah (m/dt)

es : tekanan uap air jenuh (mb)

ea : tekanan uap air nyata (mb)

Contoh:

Hitung kehilangan air tahunan (penguapan) untuk waduk dengan luas 5 km2, U2

= 10.3 km/jam, es dan ed berturut-turut 14.2 dan 11.0 mmHg !

Penyelesaian:

A = 5 km2 =5 x 10002 m2

U2 =10.3 km/jam = ���������������� = 2.86 m/dt

es = 14.2 mmHg = 14.2 x 1.33 = 18.9 mb

ed = 11.0 mmHg = 11.0 x 1.33 = 14.6mb

E0 = 0.291 .A-0.05 (U2) (es — ed)

= 1.66 rnm/hari

= 606 mm/tahun (anggapan laju E0 tetap)

Total kehilangan air tahunan (penguapan)

= 0.606 x 5 x 10002 = 3.03 juta m3

�

�

4.4.2 Metoda imbangan energy

QEO = Qs - Qrs - Qe - Qc ± Qg ± Qv

QEO = energi yang dibutuhkan untuk penguapan

Qs = “short-wave solar radiation”

Qrs = “reflected short-wave solar radiation”

Qe = “long-wave radiation from the water body”

Qc = “sensible heat tranfer”

Qg = “change in stored energy”

Qv = “energy tranfer antara air dan tanah/daerah sekitarnya”

�� �������

(mm/dt)

= “latent heat of vaporitation of water”

4.4.3 Metode kombinasi (rumus Penman)

H = EO + Q

Dengan :

H : available heat

Eo : energi untuk penguapan

Q : energi untuk memanaskan udara

�

�

Hukum Dalton

EO = f(u) (es - ed)

Q = !�"�#$%#& � &�%

! : konstanta “psychrometer”

f(u) � f(u)

Jika ∆ merupakan slope dari kurva hubungan antara tekanan uap air jenuh

dengan temperature

� �� �'�( ) '*+',

(*+(,) '*+',

(-+(,

. � !"�#$%/#& � &�%0 � #&� � &�%

� � �!"�#$% 1'*+',� � '-+',� 2

� !��� � !��

�

Eo = H – Q

� � 3 � 456� 7 45-

�

��� 7 !�� � �3 7 !��

� �� � �8945-�94

�

�

Untuk mempermudah hitungan dibuat monogram Penman :

Eo = E1 + E3

�� � " :;< => < ?@

; � '-'*�� ����A����A� BC$D$E

���BC;C?$=F

GH ������A����A� BC$D$E

���BC;C?$=F

t � diukur

�I � " :?< GH < JK@ � RA (tabel)

�� � "#?< LI< ;% � U2 diukur

h : kelembaban udara (%) GH : lama penyinaran relatif per hari

t : suhu udara (°C)

RA : nilai angot = radiasi matahari (cal/cm2/day)

U2 : kecepatan angin 2 m di atas muka tanah

misal : U2 = 5 m/detik GH = 0.4

t = 20°C RA=550

h = 0.7

Eo = E1 + E2 + E3

= -1 + 2.3 + 1.8 = 3.1 mm/hari

4.4.4 Persamaan penguapan yang lain, antara lain:

a. Penman (1950)

ET0 = f E0 ; f = 0.6 - 0.8

b. Modified Penman

ETo = C [ w Rn + (1 - w) f(u) (ea - ed)]

�

�

dengan:

ETo : potential evapotranspirasi

w : factor yg merupakan fungsi suhu

Rn : radiasi netto dalam evaporasi ekivalen (mm/hari)

f(u) : factor yang merupakan fungsi kecepatan angin

(ea - ed) : perbedaan tekanan uap air pada temperature rerata (mbar)

C : factor penyesuaian tergantung kondisi cuaca siang dan malam

Rn = (1 - �) Rs - Rnl

a : angka refleksi

Rs = (0.25 + 0.5n / N) Ra

Rnl = f(T) f(ed)f(n/N)

c. Metoda Thornthwaite

ET= 1.6 Nm :��(MNO @��� mm/bulan

P � Q CR � Q:(MNS @��S

a = 6.7 x 10-7 I3 - 7.7 x 10-5 I2 + 1.8 x 10-2 I + 0.49