Rek Hidrologi 4 Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Borneo Tarakan

1. REKAYASA HIDROLOGI
PERTEMUAN 4

2. PERTEMUAN 6
Evaporasi,
Transpirasi
Evapotranspirasi
Menaksir evapotranspirasi

4. Definisi
➢ Penguapan : Penguapan adalah proses berubahnya bentuk zat cair (air)
menjadi gas (uap air) dan masuk ek atmosfer.
➢ Evaporasi (E0) : penguapan yang terjadi dari air permukaan seperti laut,
danau, sungai, genangan di permukaan tanah dan permukaan air tanah.
➢ Transpirasi :penguapan melalui tanaman, dimana air tanah diserap oleh akar
tanamann yang kemudian di alirkan oleh batang sampai ke permukaan daun
lalu menguap ke atmosfer
➢ Evapotranspirasi : penguapan yang terjadi yang terjadi di permukaan lahan
meliputi permukaan tanah dan tanaman yang tumbuh di permukaan tersebut.

5. Pentingnya Evapotranspirasi
Perhitungan evapotranspirasi penting untuk :
a) Perencanaan Irigasi
b) Perkiraan produksi tanaman
c) Pengelolaan DAS (Daerah Aliran Sungai)
d) Perencanaan dan pengelolaan Sumber Daya Air (PSDA)
e) dll

6. Faktor mempengaruhi penguapan
Suhu udara/temperatur
Kelembaban udara
Kecepatan Angin
Tekanan Uap Jenuh
Lama Penyinaran Matahari
Radiasi Matahari
Penguapan

7. Pengukuran evaporasi
1. Panci Evaporasi
Harapannya :
Laju penguapan terukur ≈ laju penguapan muka air luas
E = EL1 – EL2 + R
E = evaporasi
EL1 = tinggi muka air awal (20 cm)
EL2 = tinggi muka air saat diukur
R = tinggi curah hujan saat diukur

8. Pengukuran evaporasi
2. Atmometer
Prinsip pengukuran atmometer
Pengukuran penguapan melalui
media berpori (porous media)
Hasil pengukuran CumulativeET dengan
Atmometer dan hasil perhitungandengan
Penman

9. Mengukur evapotranspirasi
Mengukur Evapotranspirasi dapat dilakukan dengan :
Panci
penguapan
Lysimeter

11. Dihitung dengan menggunakan prinsip
Neraca Air (Water Balance) :
ETp = I - O – S
Etp = Evapotranspirasi
I = Air masuk
O = Air keluar
S = Air simpanan

12. Menghitung evapotranspirasi
Menhitung Evapotranspirasi dapat dilakukan dengan :
Penman
Modifikasi
Penman
Blaney-
Criddle
Thornthw
aite

13. Menghitung evapotranspirasi
Rumus empiris evapotranspirasi :
a. Metode Thornthwaite
ETbulan = 1,62
10.𝑇𝑚
𝐼
𝑎
a = 675x10-9I3 - 771x10-7I2 + 179x10-4I + 492x10-3
𝐼 = ෍
𝑚=1
12
𝑇𝑚
5
1,514
Keterangan:
T = Suhu Rata-rata Bulanan (°C)
I = Indeks Panas Tahunan

14. Contoh metode Thornthwaite
Diketahui temperatur rata-rata bulanan di daerah yang terletak pada garis lintang 10° LU, seperti pada tabel
berikut :
Bulan
Suhu
(°C)
Bulan
Suhu
(°C)
Jan 26,2 Jul 26,3
Feb 26,5 Agust 26,4
Mar 26,6 Sept 26,7
Apr 26,9 Okt 27,2
Mei 27,0 Nov 27,1
Jun 26,6 Des 26,5
Langkah perhitungan :
1. Hitung nilai I untuk seluruh bulannya kemudian hasilnya dijumlahkan
2. Kemudian hitung nilai a berdasar nilai I
3. Dari nilai a dan I dan untuk nilai Tm setiap bulannya hitung ET setiap
bulannya
4. Nilai ET yang diperoleh dikalikan dengan factor pengali metode Thorn
thwaite

17. Menghitung Evapotranspirasi
Rumus empiris evapotranspirasi :
b. Metode Blaney – Criddle
ETo = c [p (0,457 T + 8,133)]
Dimana :
c = faktor koreksi (merupakan fungsi dari kelembaban relative minimum, lama penyinaran, kecepatan
angin) (R Hmin), jam penyinaran (n/N) dan kecepatan angin (U-siang).
p = prosentase lama penyinaran matahari rata-rata, dicari berdasarkan bulan (januari-desember) dan
letak lintang. (tabel)
T = temperatur rata-rata harian selama bulan yang ditinjau ( °C ).

18. Prosentase lama penyinaran matahari rata-rata

19. Menghitung Evapotranspirasi
d. Metode Penman-Monteith
Dimana :
Eto : Evapotranspirasi Acuan (mm/hari)
Rn : Radiasi netto pada permukaan tanaman (MJ/m2/hari)
G : Kerapatan panas terus menerus pada Tanah (MJ/m2/hari)
𝛾 : Konstanta psychometric (kpa/°C)
T : Temperatur harian rata-rata pada ketinggian 2 m (°C)
U2 : Kecepatan angin harian rata-rata pada ketinggian 2 m (m/det)
es—ea : tekanan uap jenuh – tekanan uap actual (kpa)
∆ : kurva kemiringan tekanan uap (kpa/°C)

20. e. Metode Penman Modifikasi
ETo = c [W.Rn + (1-W). f(u). (ea – ed)]
Menghitung Evapotranspirasi
Dimana :
c = faktor penyesuaian yg tergantung dari kondisi cuaca siang dan malam.
W = suatu faktor yang tergantung dari temperatur.
Rn = radiasi netto evaporasi ekivalen, (mm/hari),Rn = (1-) Rs – Rn1
 = angka refleksi, untuk tanaman pada umumnya  diambil 0,
Rs = radiasi matahari yang dinyatakan dalam evaporasi ekivalen, mm/hari.
Rn1 = radiasi gelombang panjang netto (tabel)
f(u) = faktor yang tergantung dari kecepatan angin, f(u) = 0,27(1+U/100)
U = kecepatan angin pada tinggi pengukuran 2 m, (km/hari)
(ea – ed) = perbedaan tekanan uap jenuh rata-rata dengan tekanan uap rata-rata yang sesungguhnya
pada temperatur rata-rata, (mbar)
ed = ea.Rh/100

23. Contoh Soal
Dari sebuah stasiun meteorologi yang terletak pada posisi 300 LU dan berada
pada ketinggian 95m, diperoleh data meteorologi pada bulan Juli sebagai
berikut:
temperatur udara rata-rata (Tmean) adalah 28,5°C;
kelembaban relatif (Rh) adalah 55%;
kecepatan angin (u) diukur pada ketinggian 3 m adalah 250 km/hari;
penyinaran matahari (n/N) adalah 83%.
Hitung Evapotranspirasi potensial ETo tanaman acuan yang terjadi pada bulan
Juli dengan menggunakan rumus Penman Modifikasi.

24. Penyelesaian 3:
Untuk menghitung ET0, maka terlebih dahulu variable-variabel yang ada pada rumus
Penman Modifikasi di atas dihitung sebagai berikut:
1) faktor c
Tidak ada data yang membedadan kecapatan angin pada siang hari dan malam hari
siang hari, maka nilai c dianggap 1.
2). perbedaan tekanan uap (ea-ed)
Berdasarkan nilai temperatur udara rata-rata (Tmean), dari tabel di bawah ini dapat
diperoleh nilai tekanan uap jenuh.
Tekanan uap jenuh ea menurut temperatur udara rata-rata.

25. Jika Tmean 28,5°C, maka nilai tersebut berada diantara T= 28°C denganT2 = 29 °C yang
masing-masing ea1 = 37,8 mbar dan ea2 = 40,1 mbar, maka dengan interpolasi linear :
𝑒𝑎 =
𝑇𝑚𝑒𝑎𝑛−𝑇1
𝑇2−𝑇1
× 𝑒𝑎2 − 𝑒𝑎1 + 𝑒𝑎1
𝑒𝑎 =
28,5−28
29−28
× 40,1 − 37,8 + 37,8
𝑒𝑎 = 39 mbar
Untuk mencari nilai tekanan uap aktual (ed) digunakan rumus yang menyatakan besar
kelembaban relatif (Rh), yaitu:
𝑅ℎ =
𝑒𝑑
𝑒𝑎
× 100%, 𝑒𝑑 =
𝑒𝑎
100
× 𝑅ℎ
𝑒𝑑 = 0,55 × 39 = 21,5 𝑚𝑏𝑎𝑟
Dengan diketahui nilai ea dan ea,
maka diperoleh:
ea-ed = 39-21,5 = 17,5 mbar

26. 3). fungsi kecepatan angin f(u):
Pengaruh angin terhadap ETo yang dihitung dengan rumus Penman Modifikasi
ditunjukkan dengan rumus;
𝑓 𝑢 = 0,27 × 1 +
𝑢
100
Dari data pada contoh di atas:
u = 250 km/hari diukur pada ketinggian 3 m, maka harga u perlu dikoreksi dengan angka
koreksi pada Tabel, yaitu untuk ketinggian 3 m angka koreksinya 0,93 ;
maka harga u yang telah dikoreksi menjadi: u=0,93x250=233km / hari
Dengan menggunakan persamaan f(u) di atas, maka :
𝑓 𝑢 = 0,27 × 1 +
233
100
= 0,8991

27. 4). faktor pembobot (W) dan (1-W) Faktor pembobot W menjelaskan bobot pengaruh
perubahan tekanan, dan energi radiasi terhadap ETo dapat dilihat pada tabel berikut :
T (0
C) 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
W at
altitude
(m)
0 0.43 0.46 0.49 0.52 0.55 0.58 0.61 0.64 0.66 0.69
500 0.44 0.48 0.51 0.54 0.57 0.60 0.62 0.65 0.67 0.70
1000 0.46 0.49 0.52 0.55 0.58 0.61 0.64 0.66 0.69 0.71
2000 0.49 0.52 0.55 0.58 0.61 0.64 0.66 0.69 0.71 0.73
3000 0.52 0.55 0.58 0.61 0.64 0.66 0.69 0.71 0.73 0.75
4000 0.54 0.58 0.61 0.64 0.66 0.69 0.71 0.73 0.75 0.77
T (0
C) 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40
W at
altitude
(m)
0 0.71 0.73 0.75 0.77 0.78 0.80 0.82 0.83 0.84 0.85
500 0.72 0.74 0.76 0.78 0.79 0.81 0.82 0.84 0.85 0.86
1000 0.73 0.75 0.77 0.79 0.80 0.82 0.83 0.85 0.86 0.87
2000 0.75 0.77 0.79 0.81 0.82 0.84 0.85 0.86 0.87 0.89
3000 0.77 0.79 0.81 0.82 0.84 0.85 0.86 0.87 0.88 0.89
4000 0.79 0.81 0.82 0.84 0.85 0.86 0.87 0.89 0.90 0.90
TABEL 2 Hubungan Nilai W (Weighting Factor) Dengan Suhu Udara Rata-Rata

28. Dari contoh di atas, daerah pengamatan berada pada ketinggian z= 95 m, dan temperatur rata-
rata Tmean =28,5°C, dengan menggunakan tabel di atas nilai W dicari. Oleh kerena ketinggian
z=95 m berada diantara nilai z1 = 0 m dengan z2 = 500 m, dan T=28,5°C berada diantara nilai
T1=28°C dengan T2=30°C, maka nilai W akan dicari dengan cara interpolasi linear 3 tahap.
Tahap 1:
Pada ketinggian z = 0 m, dicari nilai W untuk T=28,5°C. Dari Tabel 6, T1 = 28°C dan T2 = 30°C,
masing-masing W1 = 0,77 dan W2 = 0,78:
𝑊 =
𝑇𝑚𝑒𝑎𝑛−𝑇2
𝑇2−𝑇1
× 𝑊2 − 𝑊1 + 𝑊1
𝑊 =
28,5−28
30−28
× 0,78 − 0,77 + 0,77 = 0,7725
Tahap 2:
Pada Ketinggian z = 500 m, dicari nilai W untuk T=28,5°C. Dari Tabel 6, T= 28°C dan T2 = 30°C,
masing-masing W= 0,78 dan W2 = 0,79:
𝑊 =
𝑇𝑚𝑒𝑎𝑛−𝑇2
𝑇2−𝑇1
× 𝑊2 − 𝑊1 + 𝑊1
𝑊 =
28,5−28
30−28
× 0,79 − 0,78 + 0,78 = 0,7825

29. Tahap 3:
Pada Ketinggian z = 95 dicari nilai W untuk T = 28,5°C. Dari perhitungan di atas pada
T=28,5°C dan z= 0 m memberikan W1= 0,7725, sedangkan pada T=28,5°C dan z2 = 500
m memberikan W2 = 0,7825, maka:
𝑊 =
𝑍−𝑇2
𝑍2−𝑍1
× 𝑊2 − 𝑊1 + 𝑊1
𝑊 =
95−0
500−0
× 0,7825 − 0,7725 + 0,7725 = 0,7744
Dari hasil perhitungan diperoleh nilai W = 0,77 maka nilai (1-W) = 0,23

30. 5). Radiasi bersih (Rn)
Radiasi bersih (Rn) adalah selisih antara semua radiasi yang datangdengan semua radiasi yang
pergi meninggalkan permukaan bumi.Radiasi bersih dapat dihitung dengan menggunakan
rumus-rumus dibawah ini.
Ra = radiasi yang sampai pada lapisan atas atmosfir, mm/hari; Rs = radiasi matahari yang sampai
ke bumi, mm/hari;
Rns = radiasi bersih matahari gelombang pendek, mm/hari;
Rnl = radiasi bersih gelombang panjang, mm/hari;
Rn = radiasi bersih, mm/hari;
n/N= perbandingan jam cerah aktual dengan jam cerah teoritis, yang besarnya sama dengan
persentase penyinaran matahari;
𝛼= albedo atau persentase radiasi yang dipantulkan, untuk tanaman acuan pada rumus Penman
Miodifikasi diambil 𝛼 = 0,25;

31. Nilai Ra yang dalam satuan ekivalen evaporasi mm/hari dapat diperoleh dari tabel, yang
menjelaskan nilai Ra tiap bulan untuk suatu posisi lintang (latitude) dearah pengamatan. Nilai
f(T), f(ed), dan f (n/N) masing-masing dapat diperoleh dari tabel-tabel selanjutnya.
Dari contoh di atas, daerah pengamatan terletak pada posisi 30°LU, memiliki persentase
penyinaran matahari (n/N) = 83%, temperatur udara rata-rata (T) = 28,5°C dan tekanan uap
aktual ed = 21,5 mbar, maka:
a). berdasarkan tabel, untuk daerah dengan posisi 30°LU diperoleh: Ra = 16,8 mm/hari;
b) dengan menggunakan rumus dan nilai n/N = 83% diperoleh:

32. TERIMA KASIH
Jurusan Teknik Sipil
Fakultas Teknik
Universitas Borneo Tarakan
aswaramir89@borneo.ac.id