analisis prinsip kerja open pan evaporimeter

i

HALAMAN PENGESAHAN

LAPORAN PRAKTIK KERJA LAPANGAN (PKL)

SEMESTER VI TAHUN AKADEMIK 2012/2013

ANALISIS PRINSIP KERJA OPEN-PAN EVAPORIMETER SEBAGAI ALAT UKUR PENGUAPAN

DAN PEMANFAATANNYA

Oleh: Ahmad Kanzu Syauqi Firdaus (10640029)

Telah disetujui dan disahkan

pada tanggal ……………………….

Pembimbing Fakultas Pembimbing Lapangan Irjan, M.Si Amin Mahfudi, ST NIP. 19691222 200604 1 001 NIP. 19750629 199603 1 001

ii

KATA PENGANTAR

Syukur alhamdulillah berkat limpahan rahmat dan hidayah Allah swt.

penulis dapat menyelesaikan praktik kerja lapangan (PKL) di Badan Meteorologi,

Klimatologi, dan Geofisika Karangploso Kabupaten Malang sekaligus

menyelesaikan laporan PKL ini. Selanjutnya ucapan terima kasih penulis

sampaikan kepada:

1) Prof. Dr. Mudjia Rahardjo, M.Si, selaku rektor UIN Maulana Malik Ibrahim

Malang

2) Dr. drh. Bayyinatul Muchtaromah, M.Si, selaku dekan Fakultas Sains dan

Teknologi Universitas Islam Negeri Maulana Malik Ibrahim Malang

3) ibu Erna Hastuti, M.Si selaku ketua jurusan fisika Universitas Islam Negeri

Maulana Malik Ibrahim Malang

4) bapak Irjan, M.Si dan bapak Amin Mahfudi, ST selaku pembimbing praktik

kerja lapangan

5) segenap sivitas akademika jurusan fisika

6) dan semua pihak yang ikut membantu dalam menyelesaikan laporan praktik

kerja lapangan ini.

Laporan ini terdiri dari lima bab. Bab pertama berisi pendahuluan yang

meliputi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, dan

manfaat penelitian. Bab kedua berisi tinjauan pustaka yang meliputi pengertian

penguapan, faktor-faktor yang mempengaruhi penguapan, pengukuran penguapan,

pengukuran hujan, evapotransiprasi dan menentukan evapotranspirasi. Bab ketiga

berisi metode penelitian yang meliputi alat dan bahan serta langkah kerja. Bab

keempat berisi hasil dan pembahasan. Bab kelima adalah penutup yang berisi

simpulan dan saran.

Harapan penulis laporan ini tidak hanya berhenti di karya tulis saja, akan

tetapi juga dapat bermanfaat dalam hal memberikan tambahan informasi dan

referensi secara luas bagi siapapun. Dan penulis menyadari bahwa tentu terdapat

beberapa kekurangan dari laporan ini. Kritik dan saran yang membangun sangat

penulis harapkan agar penyusunan karya tulis berikutnya akan lebih baik lagi.

iii

Malang,, 10 Agustus 2013

Penulis

iv

DAFTAR ISI

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................. i KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii DAFTAR ISI .......................................................................................................... iv

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................... v

DAFTAR TABEL .................................................................................................. vi BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................ 1

1.1. Latar Belakang .................................................................................................. 1

1.2. Rumusan Masalah ............................................................................................. 1

1.3. Batasan Masalah ............................................................................................... 2

1.4. Tujuan Penelitian .............................................................................................. 2

1.5. Manfaat Penelitian ............................................................................................ 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 3

2.1. Pengertian Penguapan ....................................................................................... 3

2.2. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Penguapan ................................................ 4

2.3. Pengukuran Penguapan ..................................................................................... 7

2.4. Pengukuran Hujan ........................................................................................... 16

2.5. Evapotranspirasi .............................................................................................. 18

2.6. Menentukan Evapotranspirasi ......................................................................... 19

BAB III METODE PENELITIAN......................................................................... 24

3.1. Alat dan Bahan ................................................................................................ 24

3.2. Langkah Kerja ................................................................................................. 24

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 25

4.1. Data Hasil Pengamatan ................................................................................... 25

4.2. Perhitungan ..................................................................................................... 25

4.3. Analisis Prosedur ............................................................................................ 25

4.4. Analisis Hasil .................................................................................................. 27

BAB V PENUTUP ................................................................................................. 30

5.1. Simpulan ......................................................................................................... 30

5.2. Saran................................................................................................................ 30

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 31

v

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Panci penguapan kelas A................................................................... 10

Gambar 2.2. Colorado Sunken Pan ........................................................................ 10

Gambar 2.3. Floating Pan....................................................................................... 11

Gambar 2.4. Panci penguapan dengan fixed point gauge ...................................... 13

Gambar 2.5. Panci penguapan kelas A di Stasiun Klimatologi Melbourne ........... 15

Gambar 2.6. (a) penakar hujan Hellman, (b) ombrometer, (c) automatic rain gauge .......................................................................................... 16

Gambar 2.7. Siklus hidrologi ................................................................................. 18

Gambar 2.8. (a) lysimeter (b) neraca air ................................................................ 20

vi

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Derajat curah hujan dan intensitas curah hujan ..................................... 17

Tabel 2.2. Keadaan curah hujan dan intensitas curah hujan ................................... 17

Tabel 2.3. Faktor pertanaman empiris (k) untuk rumus Blaney-Criddle. Untuk wilayah hemisfer selatan, angka koefisien bulanan tanaman tahunan harus disesuaikann dengan waktu permulaan masa pertumbuhan. ................................................................................ 22

Tabel 2.4. Fraksi bulanan panjang hari/penyinaran dalam satu tahun (untuk persamaan Blaney-Criddle) ................................................................... 23

Tabel 2.5. Hubungan P dan letak lintang (LL) untuk Indonesia: 5o s.d. 10o LS .......................................................................................................... 23

Tabel 2.6. Angka koreksi (C) menurut Blany Criddle ........................................... 23

Tabel 4.1. Data hasil pengukuran ........................................................................... 25

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Allah berfirman dalam surah Atthariq ayat 11 dan 12

11. Demi langit yang mengandung hujan 12. dan bumi yang mempunyai tumbuh-tumbuhan

Raj'i berarti kembali. hujan dinamakan Raj'i dalam ayat ini, karena hujan

itu berasal dari uap yang naik dari bumi ke udara, kemudian turun ke bumi,

kemudian kembali ke atas, dan dari atas kembali ke bumi dan begitulah

seterusnya. Peristiwa yang diisyaratkan dalam Alquran ini tidak lain adalah yang

biasa dikenal dengan siklus hidrologi yang tentunya penting untuk dipahami.

Penguapan merupakan unsur hidrologi yang sangat penting dalam proses

hidrologi. Akan tetapi tidak semua analisis dalam hidrologi memasukkan variabel

penguapan sebagai bagian yang penting. Besarnya penguapan pada analisis

hidrologi untuk pengendalian banjir dari tampungan air di alur sungai umumnya

diabaikan. Penguapan diperhitungkan pada analisis hidrologi perencanaan

ketersediaan air, perencanaan irigasi, neraca air (water balance) waduk, dan

pengelolaan lahan (field management) (Harto, 1993: 80).

BMKG Karangploso menggunakan panci penguapan kelas A sebagai alat

ukur penguapan. Panci penguapan kelas A juga digunakan di semua BMKG di

Indonesia. Tentu terdapat beberapa alasan digunakannya panci penguapan kelas A

sebagai alat ukur penguapan. Untuk itu penelitian ini mencoba menganalisis

pengukuran penguapan dari sisi prinsip kerjanya.

1.2. Rumusan Masalah

1) Bagaimanakah prinsip kerja dari panci penguapan kelas A?

2) Apa saja manfaat dari pengukuran penguapan?

2

1.3. Batasan Masalah

1) Penelitian ini dititikberatkan pada analisis prinsip kerja dari panci

penguapan kelas A dan penggunaannya. Pembahasan diluar prinsip kerja

merupakan kajian pendukung dan bahasan mengenai manfaat dari

pengukuran penguapan menggunakan panci penguapan kelas A.

2) Kegiatan pengamatan dan pengambilan data penguapan yang dilakukan

adalah untuk mempraktikkan proses pengukuran penguapan dan sebagai

tinjauan praktis sebagai penambah analisis prinsip kerja panci penguapan

kelas A.

1.4. Tujuan Penelitian

1) Memahami prinsip kerja panci penguapan kelas A

2) Mengetahui manfaat dari pengukuran penguapan menggunakan panci

penguapan kelas A

1.5. Manfaat Penelitian

1) Manfaat umum yaitu memberikan informasi tambahan mengenai

penguapan, pengukurannya, dan dampaknya terhadap kehidupan.

2) Manfaat bagi peneliti yaitu menambah wawasan dan penerapan keilmuan

mengenai penguapan dan prinsip kerja dari alat pengukur penguapan.

3) Manfaat bagi instansi yaitu sebagai informasi tambahan mengenai

pengukuran penguapan menggunakan panci penguapan kelas A.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Pengertian Penguapan

Peristiwa air atau es menjadi uap dan naik ke udara disebut penguapan dan

berlangsung tidak berhenti-henti dari permukaan air, permukaan tanah, padang

rumput, persawahan, hutan dan lain-lain. Penguapan ini terjadi pada setiap

keadaan suhu, sampai udara di atas permukaan menjadi jenuh dengan uap (Mori,

2006: 11).

Evaporasi adalah penguapan air dari permukaan air, tanah, dan berbentuk

permukaan bukan vegetasi lainnya oleh proses fisika. Dua unsur utama untuk

berlangsungnya evaporasi adalah energi (radiasi) matahari dan ketersediaan air

(Asdak, 2007: 101).

Sebagian radiasi gelombang pendek (shortwave radiation) matahari akan

dirubah menjadi energi panas di dalam tanaman, air, dan tanah. Panas yang

dipakai untuk menghangatkan partikel-partikel di udara dan tanpa mengubah

bentuk partikel tersebut dinamakan panas-tampak (sensible heat). Sebagian dari

energi matahari akan diubah menjadi tenaga mekanik. Tenaga mekanik ini akan

menyebabkan perputaran udara dan uap air di atas permukaan tanah sehingga

udara di atas permukaan tanah jenuh (Asdak, 2007: 101).

Ketersediaan air yang dimaksud melibatkan tidak saja jumlah air yang ada,

tapi juga persediaan air yang siap untuk terjadinya evaporasi. Permukaan bidang

evaporasi yang kasar akan memberikan laju evaporasi yang lebih tinggi daripada

bidang permukaan rata karena pada bidang permukaan yang lebih kasar besarnya

turbulen meningkat (Asdak, 2007: 101 – 102).

Penguapan merupakan unsur hidrologi yang sangat penting dalam

keseluruhan proses hidrologi. Meskipun dalam beberapa analisis untuk

kepentingan tertentu seperti analisis banjir, hal ini tidak merupakan unsur yang

dominan, akan tetapi untuk kepentingan lain seperti untuk analisis irigasi, analisis

bendungan, penguapan memegang peranan yang penting (Harto, 1993: 80).

4

Penguapan (evaporation) adalah proses perubahan dari molekul air dalam

bentuk cair ke dalam bentuk gas. Tentu pada saat yang sama akan terjadi pula

perubahan molekul air dari gas ke zat cair, dalam hal ini disebut pengembunan

(condensation). Sehingga sebenarnya laju penguapan adalah laju neto, yaitu

perbedaan antara laju evaporasi dikurangi dengan laju kondensasi. Penguapan

hanya terjadi apabila terdapat perbedaan tekanan uap air antara permukaan dan

udara di atasnya. Dapat dimengerti bila kelembapan udara mencapai 100%, maka

penguapan akan terhenti (Harto, 1993: 80).

Berdasarkan uraian di atas dapat disimpulkan bahwa penguapan adalah

proses perubahan dari molekul air dari bentuk es atau cair menjadi gas yang

terjadi akibat perbedaan tekanan uap air antara permukaan dan udara di atasnya.

Perbedaan tekanan uap air ini dipengaruhi oleh radiasi matahari, ketersediaan air,

suhu, kelembapan, tekanan atmosfer, dan kecepatan angin.

2.2. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Penguapan

Beberapa faktor yang berpengaruh terhadap laju penguapan (Harto, 1993:

80).

1) Temperatur. Untuk menguapkan 1 g air, diperlukan kurang lebih 540

kalori pada temperatur 100oC. panas tersebut dapat bersumber dari radiasi

matahari, panas yang tersedia di atmosfer (sensible heat), maupun dari

dalam tanah, atau massa air itu sendiri.

2) Angin. Disebutkan sebelumnya, bila udara di atas permukaan telah jenuh,

maka penguapan akan terhenti sama sekali. Angin berfungsi memindahkan

lapisan udara jenuh tersebut dan menggantikannya dengan lapisan udara

lain, sehingga penguapan dapat berjalan terus.

3) Kualitas air. Salinitas air menyebabkan menurunnya laju penguapan,

sebanding dengan kadar salinitas air tersebut. Air laut dengan kandungan

garam 2-3% mempunyai laju penguapan yang juga 2-3% lebih rendah

dibandingkan degan air tawar.

Faktor-faktor yang mempengaruhi penguapan antara lain (Asdak, 2007:

102 – 104):

5

1) Panas diperlukan untuk berlangsungnya perubahan bentuk dari zat cair ke

gas dan secara alamiah matahari menjadi sumber energi panas. Energi

panas-tak tampak (latent heat) pada proses evaporasi datang sebagai

energi panas gelombang pendek (shortwave radiation) dan energi panas

gelombang panjang (longwave radiation). Energi panas gelombang pendek

merupakan sumber energi panas terbesar dan akan mempengaruhi

besarnya air yang dapat diuapkan dari permukaan bumi sesuai dengan

ketinggian tempat dan musim yang berlangsung. Sedang energi panas

gelombang panjang adalah panas yang dilepaskan oleh permukaan bumi

ke udara dan bersifat menambah panas yang telah dihasilkan oleh energi

panas gelombang pendek.

2) Suhu udara, permukaan bidang penguapan (air, vegetasi, dan tanah), dan

energi panas yang berasal dari matahari adalah faktor-faktor penting yang

perlu dipertimbangkan dalam menghitung besarnya evaporasi. Makin

tinggi suhu udara di atas permukaan bidang penguapan, makin mudah

terjadi perubahan bentuk dari zat cair menjadi gas. Dengan demikian, laju

evaporasi menjadi lebih besar di daerah tropik daripada daerah beriklim

sedang. Perbedaan laju evaporasi yang sama juga dijumpai di daerah

tropik pada musim kering dan musim basah.

3) Kapasitas kadar air dalam udara juga dipengaruhi secara langsung oleh

tinggi rendahnya suhu di suatu tempat tersebut. Besarnya kadar air dalam

udara di suatu tempat ditentukan tekanan uap air, ea, (vapour pressure)

yang ada di tempat tersebut. Proses evaporasi tergantung pada defisit

tekanan uap air jenuh. Dvp, (saturated vapour pressure deflict) di udara

atau jumlah uap air yang dapat diserap oleh udara sebelum udara tersebut

menjadi jenuh. Defisit tekanan uap air jenuh adalah beda keadaan antara

tekanan uap air jenuh pada permukaan bidang penguapan (tajuk vegetasi)

dan tekanan uap air nyata di udara. Dengan demikian, evaporasi lebih

banyak terjadi di daerah pedalaman di mana kondisi udara cenderung lebih

kering daripada daerah pantai yang lebih lembap akibat penguapan air dari

permukaan laut.

6

4) Ketika proses penguapan berlangsung, udara di atas permukaan bidang

penguapan secara bertahap menjadi lebih lembap, sampai pada tahap

ketika udara menjadi jenuh dan tidak mampu menampung uap air lagi.

Pada tahap ini, udara jenuh di atas permukaan bidang penguapan tersebut

akan berpindah ke tempat lain akibat beda tekanan dan kerapatan udara,

dan dengan demikian, proses penguapan air dari bidang penguapan

tersebut akan berlangsung terus-menerus. Hal ini terjadi karena adanya

pergantian udara lembap oleh udara yang lebih kering atau gerakan massa

udara dari tempat dengan tekanan udara lebih tinggi ke tempat dengan

tekanan udara lebih rendah. Proses perpindahan massa udara seperti itu

disebut proses adveksi. Dalam hal ini, peranan kecepatan angin di atas

permukaan bidang penguapan merupakan faktor yang penting untuk

terjadinya evaporasi. Penguapan air daerah lapang seharusnya lebih besar

dibandingkan daerah dengan banyak naungan karena pada keadaan yang

pertama perpindahan udara menjadi lebih bebas.

5) Sifat alamiah bidang permukaan penguapan akan mempengaruhi proses

evaporasi melalui perubahan pola perilaku angin. Pada bidang permukaan

yang kasar atau tidak beraturan, kecepatan angin akan berkurang oleh

adanya proses gesekan. Tapi, pada tingkat tertentu, permukaan bidang

penguapan yang kasar juga dapat menimbulkan gerakan angin berputar

(turbulen) yang dapat memperbesar evaporasi. Pada bidang permukaan air

yang luas, angin kencang juga dapat menimbulkan gelombang air besar

dan dapat mempercepat terjadinya evaporasi.

Hubungan antara penguapan dan kelembapan (humadity) dapat

diperkirakan dengan rumus eksperimental Mitscherlich (Mori, 2006: 11)

D = (12.3 ± 0.1) V .............................................................................. ....(2.1)

Di mana V adalah jumlah penguapan dalam 24 jam (mm). D adalah selisih

kejenuhan (saturation difference) = selisih berat antara jumlah uap yang jenuh

dalam satuan isi (g) dengan jumlah uap pada saat itu (g).

7

Hubungan antara kecepatan penguapan dan kecepatan angin dapat

digunakan rumus Trabert yang menyatakan bahwa kecepatan penguapan adalah

berbanding lurus dengan akar dari kecepatan angin (Mori, 2006: 11)

� = �(1 + ��)√�(�� − �) ............................................................... ....(2.2)

Di mana V adalah kecepatan penguapan (jumlah yang menguap dalam satuan

waktu). C merupakan sebuah tetapan yang ditentukan oleh alat ukur penguapan di

tempat yang disinari matahari atau tempat yang ternaung (0.237 dalam sangkar

meteorologi). α merupakan koefisien pengembangan volume yakni 1/271. t adalah

suhu (oC). v adalah kecepatan angin (mm/detik). Pw adalah tekanan maksimum

uap di permukaan air pada suhu toC (mb). P adalah tekanan uap pada saat

pengamatan pada suhu toC.

Besar kecilnya penguapan ditentukan oleh faktor suhu udara, kecepatan

angin, kualitas air, energi panas matahari, kelembapan, dan bidang permukaan.

Suhu udara, kecepatan angin, dan berkorelasi positif terhadap laju penguapan.

Kelembapan udara berkorelasi negatif terhadap laju penguapan. Pengaruh dari

kualitas air terhadap laju penguapan adalah menurunkan laju penguapan sebesar

persentase dari salinitas tersebut. Pada bidang permukaan yang kasar penguapan

cenderung lebih tinggi akibat turbulensi angin.

2.3. Pengukuran Penguapan

Pengukuran evaporasi dari permukaan badan air dilakukan dengan cara

membandingkan jumlah air yang diukur antara dua waktu yang berbeda. Bila saat

dilakukan pengukuran turun hujan, maka jumlah curah hujan pada saat tersebut

juga perlu dipertimbangkan. Dalam praktiknya, analisis neraca air (water budget

analysis) dapat dilakukan untuk mengukur besarnya Eo (Asdak, 2007: 104).

Evaporasi dari suatu waduk atau danau dalam waktu yang berurutan dapat

ditentukan dengan menggunakan persamaan matematik sebagai berikut ini

(Asdak, 2007: 105):

�� = � − � − ∆� ................................................................................ ....(2.3)

8

I = masukan air ke waduk di tambah curah hujan yang langsung jatuh pada

permukaan waduk, O = air keluaran dari waduk ditambah bocoran air dalam tanah

(seepage), dan S = perubahan kapasitas tampung waduk.

Evaporasi permukaan air terbuka (Eo) adalah penguapan permukaan air

bebas tumbuhan. Pada permukaan air yang tenang tidak bergelombang, laju

penguapan akan tergantung pada suhu dan tekanan uap air di atas permukaan air.

Suhu air menentukan tekanan uap air pada permukaan air, dan laju evaporasi

sebanding dengan perbedaan tekanan uap air antara permukaan air dan udara di

atasnya. Dari beberapa faktor yang mempengaruhi Eo, tiga di antaranya menjadi

faktor utama. Mereka adalah kecepatan angin (u) di atas permukaan air, tekanan

uap air pada permukaan air (eo) yang merupakan fungsi dari suhu, dan tekanan

uap air di atas permukaan air (ea). Ketiga faktor ini tergabung dalam persamaan

matematik untuk mengukur besarnya Eo (Asdak, 2007: 105).

�� = �(�� − ��) ................................................................................ ....(2.4)

C adalah angka tetapan dan besarnya dapat dihitung melalui persamaan:

� = (0,44 + 0,073�)(1,465 − 0,00073�) ...................................... ....(2.5)

u = kecepatan angin rata-rata (km/jam) diukur pada ketinggian 0.5 m di atas

permukaan tanah, p = tekanan atmosfer (mmHg). Dalam hal ini waduk, nilai Eo

dikalikan angka tetapan 0.77. Kolam dengan ukuran kecil mempunyai angka C:

� = 15 + 0.9� ................................................................................... ....(2.6)

Sedang untuk danau dan waduk kecil, besarnya angka C menjadi

� = 11 + 0,68� ................................................................................. ....(2.7)

u = kecepatan angin rata-rata (km/jam) dan nilai ea dalam hal ini diukur pada

ketinggian 7,6 m di atas permukaan tanah.

Untuk mengukur/memperkirakan besarnya penguapan dari muka air bebas,

pada dasarnya dapat digunakan sebarang bejana. Dalam praktik dikenal beebrapa

panci penguapan (evaporation pan) yang telah banyak digunakan, di antaranya

(Harto, 1993: 82):

1) panci penguapan kelas A (class A evaporation pan)

2) panci penguapan tertanam (sunken evaporation pan)

3) panci penguapan terapung (floating evaporation pan)

9

Panci penguapan kelas A merupakan alat yang paling banyak digunakan

dan telah direkomendasikan oleh WMO (World Meteorological Organisation)

dan IASH (International Association of Scientific Hydrology) sebagai panci

referensi. Alat tersebut terdiri dari panci penguapan logam bergaris tengah 121.9

cm, tinggi 25.4 cm dilengkapi dengan ‘hook gauge’ untuk mengukur permukaan

air. Selain itu, masih dilengkapi dengan termometer apung (floating thermometer),

dan pengukur kecepatan angin (anemometer) (Harto, 1993: 82).

Pengukuran dengan panci penguapan dapat dilakukan dengan membaca

perbedaan muka air sebelum dan sesudah ditambah dengan cara sebagai berikut

(Harto, 1993: 83):

1) Semua besaran yang terekam oleh alat-alat pendamping perlu dicatat,

sebagai kondisi setempat.

2) Muka air dalam panci diukur dengan ‘hook gauge’ atau dengan

pelampung.

3) Penguapan harian merupakan perbedaan pembacaan tinggi muka air dalam

panci pada hari berikutnya, dan bila terjadi hujan perlu diadakan koreksi.

Besar penguapan yang diperoleh dengan panci penguapan jenis ini selalu

lebih besar daripada yang sebenarnya. Hal tersebut terjadi karena beberapa hal,

antara lain (Harto, 1993: 83):

1) luas permukaan yang sempit, tidak terdapat gelombang di permukaan,

serta turbulensi udara di permukaan lebih kecil,

2) kemampuan massa air untuk menyimpan panas (heat storage capacity)

berbeda antara panci penguapan dan danau, atau massa air yang lebih

besar.

3) terjadinya pertukaran panas (heat exchange) antara panci dengan tanah, air

dan udara sekitarnya.

Oleh sebab itu, hasil pengukuran dengan panci ini masih perlu dikoreksi dengan

koefisien panci (pan coefficient). Untuk jenis panci ini, koefisiennya sebesar

antara 0.65 – 0.85 (Harto, 1993: 83).

Berdasarkan kenyataan perbedaan hasil pengukuran tersebut, maka

diupayakan rancangan panci pe

heat dalam tanah di sekitar badan air yang menguap tersebut. Alat ini dikenal

dengan Colorado Sunken Pan

tidak lebih baik. Panci ini memerlukan koefisien panci

1993: 83).

Upaya lain adalah membuat

dengan panci lain, bedanya panci ini dipasang di atas pelampung dan diapungkan

di atas badan air yang luas s

perlengkapan tambahan berupa kisi

Gambar 2.1. Panci penguapan kelas A


diupayakan rancangan panci penguapan lain dengan memasukkan pengaruh

dalam tanah di sekitar badan air yang menguap tersebut. Alat ini dikenal

Colorado Sunken Pan. Namun dengan panci ini hasil yang diperoleh juga

. Panci ini memerlukan koefisien panci sebesar 0,75

Gambar 2.2. Colorado Sunken Pan

Upaya lain adalah membuat Floating Pan. Secara fisik rancangannya sama


di atas badan air yang luas seperti danau dan rawa. Panci ini

perlengkapan tambahan berupa kisi-kisi untuk mencegah splashing

10


dengan memasukkan pengaruh latent

dalam tanah di sekitar badan air yang menguap tersebut. Alat ini dikenal

Namun dengan panci ini hasil yang diperoleh juga

sebesar 0,75 – 0,86 (Harto,

. Secara fisik rancangannya sama


eperti danau dan rawa. Panci ini memerlukan

splashing air ke dalam

panci. Konstruksi dan biayanya mahal, namun hasil pengukurannya juga tidak

lebih baik dan memerlukan koefisien panci sebesar 0,85

Panci penguapan kelas A

cm dan dalam 20 cm. tetapi atasnya (mulutnya) tajam seperti pisau. Panci ini diisi

dengan air jernih sedalam 20 mm (628 cm

pengukur. Dan dibiarkan selama 1 hari. Pengukuran d

dan selisihnya menunjukkan banyaknya penguapan yang terjadi

Banyaknya evaporasi = air yang dituangkan + curah hujan (jika ada)

yang sisa keesokan harinya : luas (314 cm

Satuan evaporasi adalah mm/hari.

Untuk pemeliharaan panci yang besar, harus diperhatikan hal

berikut (Mori, 2006: 59)

1) Debu dan minyak yang mengambang di permukaan a

dengan saringan

2) Jika silinder gela

gelas itu harus dibersihkan.

3) Panci itu harus kad

menghindarkan pengendapan debu.


dan memerlukan koefisien panci sebesar 0,85 (Harto, 1993: 83).

Gambar 2.3. Floating Pan

penguapan kelas A terbuat dari pelat tembaga dengan diameter 20


dengan air jernih sedalam 20 mm (628 cm3) yang diukur dengan

pengukur. Dan dibiarkan selama 1 hari. Pengukuran diadakan keesokan harinya

dan selisihnya menunjukkan banyaknya penguapan yang terjadi (Mori, 2006: 58)

Banyaknya evaporasi = air yang dituangkan + curah hujan (jika ada)

harinya : luas (314 cm2).

Satuan evaporasi adalah mm/hari.

Untuk pemeliharaan panci yang besar, harus diperhatikan hal

(Mori, 2006: 59):

Debu dan minyak yang mengambang di permukaan air harus dibuang

dengan saringan.

inder gelas itu telah kotor atau telah tertutup dengan kotoran, maka

gelas itu harus dibersihkan.

Panci itu harus kadang-kadang dibersihkan (diganti airnya) untuk

menghindarkan pengendapan debu.

11


o, 1993: 83).

terbuat dari pelat tembaga dengan diameter 20


ang diukur dengan silinder

iadakan keesokan harinya

(Mori, 2006: 58).

Banyaknya evaporasi = air yang dituangkan + curah hujan (jika ada) – air

Untuk pemeliharaan panci yang besar, harus diperhatikan hal-hal sebagai

ir harus dibuang

s itu telah kotor atau telah tertutup dengan kotoran, maka

kadang dibersihkan (diganti airnya) untuk

12

4) Posisi alat ukur muka air tidak boleh dirubah jika tidak perlu. Jika

dirubah/dipindahkan karena pembersihan panci, maka garis dasar (datum

line) dan permukaan air harus diukur kembali.

5) Jika diperkirakan akan terjadi curah hujan yang banyak, maka sebelumnya

air dalam panci itu harus dibuang secukupnya supaya tidak terjadi

peluapan yang tidak memungkinkan untuk diadakan pengukuran.

6) Pemeliharaan-pemeliharaan ini harus dilakukan segera setelah diadakan

pengukuran.

Jika pemeliharaan itu diadakan pada sesuatu ketika, maka dalamnya air

sebelum dan sesudah pemeliharaan harus diukur. Pengamatan banyaknya

evaporasi harus dibaca pada alat pengukur permukaan air. Untuk maksud ini,

maka alat itu diputar arah ke kiri. Jika jarum penunjuknya telah mencapai

permukaan air, maka pembacaan dilakukan. Pembacaan dapat dilakukan sampai

satuan 1/100 mm. Sesudah pembacaan, maka jarum penunjuk itu dinaikkan (Mori,

2006: 59).

Kemudian suhu air diukur. Termometer itu digerakkan perlahan-lahan

seperti mengaduk air lalu diadakan pembacaan-pembacaan suhu air kira-kira pada

pertengahan kedalaman air. Harga yang didapat itu kemudian dicatat sesudah

dikalibrasikan terhadap harga 4oC (Mori, 2006: 59).

Umumnya banyaknya evaporasi dari panci evaporasi yang kecil adalah

lebih besar dari evaporasi panci yang besar. Hubungan antara banyaknya

evaporasi dalam setahun dari permukaan air yang luas dengan evaporasi dari

panci evaporasi telah diselidiki. Hubungan itu disebut koefisien panci. Untuk

panci evaporasi dengan diameter 1,20 m koefisien itu adalah rata-rata 0,70.

Mengingat harga yang didapat dari panci evaporasi itu dianggap telah mewakili

daerah yang bersangkutan, maka letak panci evaporasi itu harus disesuaikan

dengan kondisi permukaan tanah sekelilingnya seperti persawahan, perladangan,

padang rumput, dan sebagainya. Biasanya panci evaporasi itu harus dipasang

bersama-sama dengan alat ukur hujan, karena diperlukan untuk perhitungan

evaporasi. Lebih baik panci evaporasi itu dipasang bersama alat-alat ukur faktor-

faktor yang sangat berhubungan dengan evaporasi seperti kecepatan angin, sinar

matahari, suhu udara, kele

Pengukuran tinggi permukaan dilakukan dengan dua cara, yaitu

menggunakan paku pembatas tinggi permukaan (fixed point gauge

menggunakan batang mikrometer (hook gauge

tabung dipasang tegak lurus sebuah paku berujung sangat runcing. Tinggi paku 20

cm sebagai pembatas permukaan air pada permulaan dan akhir suatu periode

pengukuran. Pada jam pengamatan setiap hari (misalnya pukul 07.30) dilakukan

penambahan atau pengurangan air panci.

ditakar dengan teliti menggunakan gelas ukur dan jumlahnya dicatat. Untuk penci

kelas A dengan ukuran baku seperti telah dijelaskan volume 1000 ml setara

dengan nilai tinggi 0,875 mm

Gambar 2.4. Panci penguapan dengan

Keuntungan penggunaan paku pembatas permukaan air adalah bahwa

penguapan senantiasa berlangsung pada permulaan tinggi permukaan yang sama

ialah 20 cm, juga pada volume yang sama. Kelemahannya adalah kur

karena penakaran dengan gelas ukur sering memakan waktu terutama di saat turun

hujan lebat (Nawawi, 2001: 13)

Cara kedua dengan menggunakan batang pengukur berskala (mikrometer)

yang teliti serta dapat digese

gauge” ini terletak menggantung di tabung perendam. Sebagai indeks tinggi

permukaan air adalah ujung batang yang dibuat tajam. Skala yang tertera mampu


matahari, suhu udara, kelembapan udara, dan lain-lain (Mori, 2006: 59)


aku pembatas tinggi permukaan (fixed point gauge

n batang mikrometer (hook gauge). Pada cara pertama, ditengah

ng tegak lurus sebuah paku berujung sangat runcing. Tinggi paku 20



penambahan atau pengurangan air panci. Jumlah air penambah atau pengurang



dengan nilai tinggi 0,875 mm (Nawawi, 2001: 13).

Gambar 2.4. Panci penguapan dengan fixed point gauge



ialah 20 cm, juga pada volume yang sama. Kelemahannya adalah kur


, 2001: 13).


yang teliti serta dapat digeser turun atau naik dengan memutar se



13


(Mori, 2006: 59).


aku pembatas tinggi permukaan (fixed point gauge),

). Pada cara pertama, ditengah

ng tegak lurus sebuah paku berujung sangat runcing. Tinggi paku 20



Jumlah air penambah atau pengurang



fixed point gauge



ialah 20 cm, juga pada volume yang sama. Kelemahannya adalah kurang praktis



r sekrupnya. “Hook



14

menunjukkan perubahan tinggi permukaan sampai sepersepuluh millimeter. Nilai

evaporasi diketahui dari selisih tinggi permukaan dari dua kali pengukuran

setelah nilai curah hujan diperhitungkan. Setelah diukur panci harus ditambah air

sehingga permukaan tidak turun melewati batas 2,5 cm (Nawawi, 2001: 14).

Perhitungan penguapan (E0) berdasarkan ketinggian air terhadap paku,

yaitu ketinggian pengukuran awal P0 dan ketinggian pengukuran akhir P1, dibagi

menjadi empat cara, yaitu (Nawawi, 2001: 13)

1) Apabila tidak terjadi hujan, maka

E0 = (P0 - P1) mm ............................................................................... ....(2.8)

2) Apabila terjadi hujan X mm, dan P0 > P1, maka

E0 = (P0 - P1) + X mm ......................................................................... ....(2.9)

3) Apabila terjadi hujan Y mm, dan P0 = P1, maka

E0 = Y mm .......................................................................................... ..(2.10)

4) Apabila terjadi hujan Z mm, dan P0 < P1, maka

E0 = Z – (P1 –P0) mm ........................................................................ ..(2.11)

Keuntungan penggunaan “Hook gauge” yakni pengukuran lebih cepat dan

mudah. Kelemahannya apabila pengamat tidak mengembalikan tinggi permukaan

air dengan cermat sesuai dengan ketentuannya, maka proses penguapan

berlangsung pada volume air yang tidak tetap. Kelemahan Panci Kelas A terutama

bila terganggu hujan lebat. Pertama, selama hujan berlangsung permukaan air di

dalam panci semakin naik sehingga percikan air keluar panci mudah terjadi,

sehingga mengganggu pengukuran. Kedua, bila hujan sangat lebat (melebihi 50

cm) terjadilah luapan air panci sehingga pengukuran E0 tidak dapat dilaksanakan

(Nawawi, 2001: 14).

Cara mengatasinya apabila terjadi hal yang demikian adalah dengan

membuat saluran untuk mengalirkan kelebihan air hujan serta bejana

penampungnya. Celah penyalur sebaiknya dibuat pada ketinggian 20 cm dari

dasar panci. Bejana penampung harus cukup besar, tertutup pada bagian atasnya,

serta diletakkan lebih rendah dari panci. Letak bejana tidak boleh menghalangi

panci dari tiupan angin. Dalam hal ini dapat ditempatkan di bawah permukaan

tanah. Kapasitas bejana henda

maksimum sehari ditempat tersebut

Penggunaan panci penguapan kelas A terbatas pada

hujan > 30mm (203mm pengukur hujan) kecuali

lebih dari sekali per 24 jam. Analisis curah hujan harian dan pembacaan

penguapan di daerah dengan peristiwa

bahwa hampir tanpa gagal, pada hari

Kesalahan yang paling umum dan jelas

(203 mm curah hujan) di mana

akan meluap (Bosman, 1987: 307

Perbandingan penguapan yang sebenarnya terhadap penguapan terukur

sangat bervariasi, tergantung pada

danau Eucumbene di gunung salju Australia nilai rata

panas dan 1,8 pada musim dingin.

danau di Australia berubah dari 0,63 menjadi 0,94, sehingga tid

memprediksi E0 secara akurat dari E

digunakan sebagai cirikhas dari panci kelas A

Panci penguapan kelas A di Stasiun Klimatologi Melbourne di

dengan jala untuk menghalang

akan dapat menyebabkan

1997: 85).

Gambar 2.5. Panci penguapan kelas A di

tanah. Kapasitas bejana hendaknya disesuaikan dengan kemungkinan curah hujan

maksimum sehari ditempat tersebut (Nawawi, 2001: 14).

Penggunaan panci penguapan kelas A terbatas pada hari-hari dengan curah

30mm (203mm pengukur hujan) kecuali sebelum pengukuran dikurangi

i sekali per 24 jam. Analisis curah hujan harian dan pembacaan

penguapan di daerah dengan peristiwa yang biasanya hujan deras menunjukkan

bahwa hampir tanpa gagal, pada hari-hari dengan curah hujan lebih dari 30

ang paling umum dan jelas adalah pada curah hujan harian

mm curah hujan) di mana air dalam panci penguapan kelas A

(Bosman, 1987: 307 – 323).


sangat bervariasi, tergantung pada cuaca dan musim. Seperti pengukuran pada

di gunung salju Australia nilai rata-ratanya 0,6 pada musim

panas dan 1,8 pada musim dingin. Nilai rata-rata buku tahunan untuk delapan

berubah dari 0,63 menjadi 0,94, sehingga tidak mungkin untuk

secara akurat dari Ep. Walaupun demikian, koefisien

digunakan sebagai cirikhas dari panci kelas A (Linacre, 1997: 86).

Panci penguapan kelas A di Stasiun Klimatologi Melbourne di

dengan jala untuk menghalangi burung yang meminum atau tercebur di air yang

akan dapat menyebabkan penurunan ketinggian air selama penguapan (Linacre,

. . Panci penguapan kelas A di Stasiun Klimatologi Melbourne

15

knya disesuaikan dengan kemungkinan curah hujan

hari dengan curah

sebelum pengukuran dikurangi

i sekali per 24 jam. Analisis curah hujan harian dan pembacaan

hujan deras menunjukkan

hari dengan curah hujan lebih dari 30 mm.

curah hujan harian > 55 mm

air dalam panci penguapan kelas A kemungkinan


cuaca dan musim. Seperti pengukuran pada

ratanya 0,6 pada musim

rata buku tahunan untuk delapan

ak mungkin untuk

. Walaupun demikian, koefisien 0,7 sering

.

Panci penguapan kelas A di Stasiun Klimatologi Melbourne dikover

yang meminum atau tercebur di air yang

penurunan ketinggian air selama penguapan (Linacre,

Stasiun Klimatologi Melbourne

16

2.4. Pengukuran Hujan

Pengukuran hujan dapat dilakukan dengan alat pengukur hujan

(raingauge). Dalam pemakaian terdapat dua jenis alat ukur hujan, yaitu (Harto,

1993: 49):

1) Penakar hujan biasa (manual raingauge)

2) Penakar hujan otomatik (automatic raingauge)

Penakar hujan biasa, merupakan alat ukur yang paling banyak digunakan,

yang terdiri dari corong dan bejana. Ukuran diameter dan tinggi corong berbeda-

beda untuk setiap negara yang berbeda sehingga hasilnya tidak dapat

diperbandingkan. Dalam hal ini dalam satu negara harus digunakan alat dan

aturan pemasangan yang seragam. Di Indonesia digunakan tinggi 120 cm dari

muka tanah, sedangkan luas corong adalah 200 cm2. Jumlah air hujan yang

terukur diukur dengan bilah ukur (graduated stick) (Harto, 1993: 49).

(a) (b) (c) Gambar 2.6. (a) penakar hujan Hellman, (b) ombrometer, (c) automatic rain

gauge

Hasil pencatatan yang diperoleh dengan cara ini adalah kedalaman hujan

yang terjadi dalam 24 jam. Dalam analisis hidrologi, diketahui bahwa hujan

dengan kedalaman yang sama akan tetapi mempunyai agihan jam-jaman yang

berbeda, akan memberikan hasil alihragam debit yang sangat berbeda. Oleh sebab

itu, amaka agihan jam-jaman yang terjadi sangat diperlukan. Hal tersebut hanya

dapat diperoleh apabila dilakukan pengukuran dengan alat ukur hujan otomatik

(rainfall recorder), yang mampu merekam setiap kejadian selama jangka waktu

tertentu (Harto, 1993: 49).

17

Derajat hujan biasanya dinyatakan oleh jumlah curah hujan dalam suatu

satuan waktu dan disebut intensitas curah hujan. Biasanya satuan yang digunakan

adalah mm/jam. Jadi intensitas curah hujan berarti jumlah presipitasi/curah hujan

dalam waktu relatif singkat (biasanya dalam waktu 2 jam). Intensitas curah hujan

ini dapat diperoleh/dibaca dari kemiringan kurva (tangens kurva) yang dicatat

oleh alat ukur curah hujan otomatis (Mori, 2006: 7).

Curah hujan tidak bertambah sebanding dengan waktu. Jika waktu itu

ditentukan lebih lama, maka penambahan curah hujan itu adalah lebih kecil

dibandingkan dengan penambahan waktu, karena kadang-kadang curah hujan itu

berkurang ataupun berhenti (Mori, 2006: 7).

Tabel 2.1. Derajat curah hujan dan intensitas curah hujan Derajat Hujan Intensitas Curah

Hujan (mm/min) Kondisi

Hujan sangat lemah Hujan lemah Hujan normal Hujan deras Hujan sangat deras

< 0.02 0.02 – 0.05 0.05 – 0.25 0.25 – 1 > 1

Tanah agak basah atau dibasahi sedikit Tanah menjadi basah semuanya, tetapi sulit membuat puddel Dapat dibuat puddel dan bunyi curah hujan terdengar Air tergenang di seluruh permukaan tanah dan bunyi keras hujan terdengar dari genangan Hujan seperti ditumpahkan, saluran dan drainase meluap.

Tabel 2.2. Keadaan curah hujan dan intensitas curah hujan Keadaan curah hujan Intensitas curah hujan (mm)

1 jam 24 jam Hujan sangat ringan Hujan ringan Hujan normal Hujan lebat Hujan sangat lebat

< 1 1 – 5 5 – 20 10 – 20 > 20

< 5 5 – 20 20 -50 50 – 100 > 100

2.5. Evapotranspirasi

Evapotranspirasi (ET) adalah jumlah air total yang dikembalikan lagi ke

atmosfer dari permukaan tanah, badan air, dan vegetasi oleh adanya pengaruh

faktor-faktor iklim dan fisiologis vegetasi. Sesuai dengan namanya, ET juga

merupakan gabungan antara proses

Evaporasi adalah proses penguapan, yaitu perubahan dari zat cair menjadi uap air

atau gas dari semua bentuk permukaan ke

perjalanan air dalam jaringan vegetasi (proses fisiologis) dari akar tanaman ke

permukaan daun da akhirnya menguap ke atmosfer. Intersepsi adalah penguapan

air dari permukaan vegetasi ketika berlangsung hujan. Besa

kurang lebih sama dengan laju evaporasi apabila pori

Proses pembukaan pori

pembukaan diameter pori

transpirasi tetap berlangsung tetapi dengan laju yang sangat lambat (Wanielista,

1990 dalam Asdak, 2007: 118).

Gambar 2.7.

komponen seperti terlihat pada persamaan matematik berikut

�� = � + �� +

T = transpirasi vegetasi, It = intersepsi total, Es = evaporasi dari tanahbatuan dan

jenis permukaan tanah lainnya, dan Eo = evaporasi permukaan badan air seperti

2.5. Evapotranspirasi



dan fisiologis vegetasi. Sesuai dengan namanya, ET juga

merupakan gabungan antara proses-proses evaporasi, intersepsi, dan transpirasi.


atau gas dari semua bentuk permukaan kecuali vegetasi. Sedang transpirasi adalah



air dari permukaan vegetasi ketika berlangsung hujan. Besarnya laju transpirasi

kurang lebih sama dengan laju evaporasi apabila pori-pori daun (stomata) terbuka.

Proses pembukaan pori-pori daun tampaknya dikendalikan oleh besarnya

pembukaan diameter pori-pori daun. Ketika pori-pori daun menutup, proses

i tetap berlangsung tetapi dengan laju yang sangat lambat (Wanielista,

1990 dalam Asdak, 2007: 118).

Gambar 2.7. Siklus hidrologi

menunjukkan bahwa ET adalah jumlah dari beberapa

komponen seperti terlihat pada persamaan matematik berikut

+ �� + �� ................................................................



18



dan fisiologis vegetasi. Sesuai dengan namanya, ET juga

proses evaporasi, intersepsi, dan transpirasi.


cuali vegetasi. Sedang transpirasi adalah



rnya laju transpirasi

pori daun (stomata) terbuka.

pori daun tampaknya dikendalikan oleh besarnya

pori daun menutup, proses

i tetap berlangsung tetapi dengan laju yang sangat lambat (Wanielista,

menunjukkan bahwa ET adalah jumlah dari beberapa

.................................... ..(2.12)



19

sungai, danau, dan waduk.untuk tegakan hutan, Eo dan Es biasanya diabaikan dan

ET = T + It. Bila unsur vegetasi dihilangkan, ET = Es (Asdak, 2007: 118).

Evaporasi tanah (Es) adalah penguapan air langsung dari tanahmineral.

Nilai Es kecil di bawah tegakan hutan karenaseresah dan tumbuhan bawah bersifat

menghalangi radiasi mataharimencapai permukaan tanah mineral hutandan

mencegah gerakan udara di atasnya. Evaporasi dari permukaan tanah bertambah

besardengansemakin berkurangnya tumbuhan dan jenis penutup tanah lainnya

(Asdak, 2007: 118).

Melalui proses transpirasi, vegetasi mengendalikan suhu agar sesuai

dengan yang diperlukan tanaman untuk hidup. Pada tingkat yang paling praktis,

perhitungan pemakaian air oleh vegetasi dapat dimanfaatkan sebagai masukan

untuk memilih jenis tanaman (pertanian) yang dapat tumbuh dengan baik pada

kondisi curah hujan yang tidak menentu (Dragg, 1965 dalam Dunne dan Leopold,

1978). Perhitungan keperluan air irigasi untuk suatu tanaman juga didasarkan

pada besarnya evapotranspirasi vegetasi yang akan ditanam (Asdak, 2007: 118).

Besarnya evapotranspirasi suatu komunitas vegetasi perlu diketahui karena

hasil penelitian menunjukkan bahwa dua-pertiga dari jumlah hujan yang jatuh di

daratan Amerika Utara kembali lagi ke atmosfer sebagai hasil evaporasi tanaman

dan permukaan tubuh air. Di Afrika, air yang terevapotranspirasi bahkan sampai

melebihi 90% dari jumlah curah hujan yang jatuh di tempat tersebut (US Soil

Conservation Service, 1970 dalam Asdak, 2007: 119).

2.6. Menentukan Evapotranspirasi

1. Panci Evaporasi

pengukuran Evapotranspirasi paling sederhana adalah dengan

menggunakan panci untuk mendapatkan angka indeks potensial evapotransirasi.

Cara perhitungan ini memerlukan suatu angka koefisien yang harus dievaluasi

tingkat ketepatannya. Rumus matematis yang diperlukan adalah (Asdak, 2007:

120)

�� = �� ..................................................................................... ..(2.13)

Ce = angka koefisien panci, dan Ep = evaporasi panci (mm/hari)

2. Alat ukur Lysimeter

Teknik pengukuran dengan menggunakan alat lysimeter nampak

merupakan cara yang ideal kare

terwakili dan dapat dihitung. Alat ini memberikan hasil yang teliti karena

menggunakan perangkat penelitian de

air tanah tidak menjadi persoalan. Namun demikian, banyak ahli hidrologi

beranggapan bahwa hasil yang diperoleh tidak memadai untuk diekstrapolasi ke

lapangan. Teknik lysimeter lebih cocok untuk diterapkan pada t

di tempat-tempat percobaan atau laboratorium. Pada teknik profil tanah,

perkembangan akar tanaman, dan kondisi kelembapan tanah harus diusahakan

sama antara keadaan di dalam dan diluar alata lysimeter. Apabila kelembapan

tanah harus terus dijaga dalam keadaan basah, maka evapotranspirasi yang

diperoleh adalah dalam laju potensial (PET). Akan tetapi apabila dikehendaki

evapotranspirasi aktual (AET), maka keadaan kelembapan tanah di dalam alat

harus dibiarkan berfluktuasi seperti yang terjadi

2007: 121-122).

Gambar 2.8 adalah dua tipe lysimeter yang sering digunakan, yaitu tipe drainase

(drainage type) dna tipe timbang (spring

dalam tipe drainase diasumsikan sebagai berikut (Asdak, 2007: 122):

Evapotranspirasi = Presi

ukur Lysimeter


merupakan cara yang ideal karena setiap unsur pada persamaan 2.12


menggunakan perangkat penelitian dengan batas yang jelas dan sistem kebocoran



lapangan. Teknik lysimeter lebih cocok untuk diterapkan pada tanaman pertanian

tempat percobaan atau laboratorium. Pada teknik profil tanah,



dijaga dalam keadaan basah, maka evapotranspirasi yang



harus dibiarkan berfluktuasi seperti yang terjadi pada tanah sekelilingnya (Asdak,

Gambar 2.8. (a) lysimeter (b) neraca air

adalah dua tipe lysimeter yang sering digunakan, yaitu tipe drainase

(drainage type) dna tipe timbang (spring-balance weighing type). Neraca air


Evapotranspirasi = Presipitasi + Irigasi – Drainase ..........................

20


na setiap unsur pada persamaan 2.12 telah


ngan batas yang jelas dan sistem kebocoran



anaman pertanian

tempat percobaan atau laboratorium. Pada teknik profil tanah,



dijaga dalam keadaan basah, maka evapotranspirasi yang



pada tanah sekelilingnya (Asdak,

adalah dua tipe lysimeter yang sering digunakan, yaitu tipe drainase

balance weighing type). Neraca air


.......................... ..(2.14)

21

Air masukan dan air drainase diukur besarnya. Lama waktu pengukuran

tergantung pada tingkat atau frekuensi kebasahan, ukuran alat,dan laju gerakan air

dalam tanah. Hasil yang diperoleh dengan teknik ini adalah PET karena

kelembapan tanah di dalam alat diatur/disesuaikan. Lysimeter tipe drainase

berukuran kecil sering disebut evapotranspirometer. Sedangkan tipe alat yang lain

adalah tipe timbang dengan asumsi neraca air sebagai berikut (Asdak, 2007: 122):

Evapotranspirasi = Presipitasi + Irigasi – Drainase ± perubahan kapasitas simpan ........................... ..(2.15)

Perubahan kapasitas simpan (change in storage) diukur dari alat

penimbang seperti tersebut pada gambar 2.8. Alat tipe timbang karena harganya

yang relatif mahal maka pemakaiannya terbatas pada keperluan engujian teori

proses evapotranspirasi. Seperti halnya tipe drainase, tipe timbang juga dapat

dimanfaatkan untuk besarnya PET dan AET (Asdak, 2007: 123).

3. Metode Blaney Criddle

Metode ini memerlukan data terukur berupa letak lintang, suhu udara, dan

angka koreksi (C). Persamaannya (Limantara, 2010: 22):

�� = � × (0,457 � + 8,13) ............................................................... ..(2.16)

P adalah prosentase rata-rata jam siang malam yang besarnya bergantung pada

letak (LL). t adalah suhu udara (oC).

Prosedur perhitungannya mula-mula mencari letak lintang daerah yang

ditinjau. Kemudian mencari nilai P sesuai dengan letak lintang. Setelah itu

mencari data suhu rata-rata bulanan. Lalu menghitung nilai Ep. Berikutnya

menentukan C dari tabel. Baru kemudian menghitung PET dengan persamaan

2.13 (Limantara, 2010: 23).

Faktor-faktor pertanaman dikembangkan dari hasil uji coba pada plot-plot

percobaan di Amerika Serikat, dan disarankan untuk disesuaikan dengan keadaan

setempat apabila akan digunakan di luar daerah pengembangannya, meskipun hal

ini jarang dilakukan. Faktor pertanaman mewakili perbedaan dalam hal nilai

kekasaran (bidang penguapan), adveksi, dan radiasi matahari bersih yang dalam

hal ini dipengaruhi oleh struktur vegetasi selama masa pertumbuhannya. Secara

umum dapat dikatakan bahwa angka faktor pertanaman me

pertambahan ketinggian vegetasi. Untuk memprakirakan besarnya air yang

diperlukan suatu vegetasi selama masa pertumbuhannya, dapat juga

memanfaatkan rumus Blaney

2007:130):

�� = � ∑��

k adalah koefisien pertanaman selama periode pertumbuhan. n merupakan jumlah

bulan selama masa pertumbuhan. T

penyinaran matahari setiap bulan dalam waktu satu tahun.

Metode persamaan Bl

terutama dalam bidang pertanian, meskipun hasil yang diperoleh tidak terlalu

akurat karena adanya kesalahan pemakaian angka faktor

Namun demikian, apabila angka faktor pertanaman untuk

tersedia, maka angka

atas dapat memberikan angka prakiraan yang memadai (

Tabel 2.3. Faktor pertanaman empiris (k) untuk rumus Blaneywilayah hemisfer selatan, angka koefisien bulanan tanaman tahunan harus disesuaikann dengan waktu permulaan masa pertumbuhan.

umum dapat dikatakan bahwa angka faktor pertanaman meningkat sejalan dengan



memanfaatkan rumus Blaney-Criddle dalam bentuk sebagai berikut

(1,8 �� + 32)�� .........................................................


bulan selama masa pertumbuhan. Tai adalah suhu udara. di adalah fraksi lama

penyinaran matahari setiap bulan dalam waktu satu tahun.

Metode persamaan Blaney-Criddle selama ini telah digunakan secara luas,


akurat karena adanya kesalahan pemakaian angka faktor-faktor pertanaman.

Namun demikian, apabila angka faktor pertanaman untuk daerah kajian tidak

tersedia, maka angka-angka faktor pertanaman dalam tabel 2.2, 2.3, dan 2.4 di

atas dapat memberikan angka prakiraan yang memadai (Asdak, 2007:130).

Tabel 2.3. Faktor pertanaman empiris (k) untuk rumus Blaney-Criddle. Untuk isfer selatan, angka koefisien bulanan tanaman tahunan harus

disesuaikann dengan waktu permulaan masa pertumbuhan.

22

ningkat sejalan dengan



Criddle dalam bentuk sebagai berikut (Asdak,

......................... ..(2.17)


adalah fraksi lama

Criddle selama ini telah digunakan secara luas,


faktor pertanaman.

daerah kajian tidak

angka faktor pertanaman dalam tabel 2.2, 2.3, dan 2.4 di

Asdak, 2007:130).

Criddle. Untuk isfer selatan, angka koefisien bulanan tanaman tahunan harus

Tabel 2.4. Fraksi bulanan panjang hari/penyinaran dalam satu tahun (untuk persamaan Blaney-Criddle)

Tabel 2.5. Hubungan P dan letak Lintang Jan Feb

5,0 Utara 0,27 0,27

2,5 Utara 0,27 0,27

0 0,27 0,27

2,5 Selatan 0,28 0,28

5,0 Selatan 0,28 0,28

7,5 Selatan 0,29 0,28

10,0 Selatan 0,29 0,28

Tabel 2.6. Angka koreksi (C) menurut Blan

Bulan Jan Feb Mar

C 0,80 0,80 0,75

Tabel 2.4. Fraksi bulanan panjang hari/penyinaran dalam satu tahun (untuk Criddle)

Hubungan P dan letak lintang (LL) untuk Indonesia: 5o

Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt

0,27 0,27 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,27

0,27 0,27 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,27

0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27

0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28

0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28 0,28

0,28 0,28 0,28 0,27 0,27 0,27 0,27 0,27 0,28

0,28 0,28 0,27 0,26 0,26 0,26 0,26 0,26 0,28

Tabel 2.6. Angka koreksi (C) menurut Blany Criddle Mar Apr Mei Jun Jul Ags Sep Okt

0,75 0,70 0,70 0,70 0,70 0,75 0,80 0,80

23

Tabel 2.4. Fraksi bulanan panjang hari/penyinaran dalam satu tahun (untuk

o s.d. 10o LS Nov Des

0,27 0,27

0,27 0,27

0,27 0,27

0,28 0,28

0,28 0,28

0,28 0,29

0,28 0,29

Nov Des

0,80 0,80

24

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Alat dan Bahan

1) Panci penguapan kelas A berisi air

2) Hook gauge

3) Stilling well

3.2. Langkah Kerja

1) Ketinggian permukaan air mula-mula dicatat menggunakan hook gauge

pada stilling well pukul 8.00 wib. Kedudukan stilling well tidak boleh

diubah dan panci diusahakan tidak bergoncang. Pengambilan data

dilakukan dengan membenamkan paku hook gauge dengan memutar

sekrup berlawanan arah jarum jam sampai tepat baru terbenam. Lalu paku

dinaikkan perlahan dengan memutar sekrup searah jarum jam sampai

tepat baru terbentuk titik pada permukaan air. Pembacaan dilakukan

dengan melihat skala pada batang ditambah dengan 0,1 × skala pada

sekrup.

2) Dicatat kembali ketinggian permukaan air seperti pada langkah pertama

pada hari berikutnya pada pukul 8.00.

3) Dilihat dan dicatat curah hujan (milimeter/hari) dari buku sinoptik.

4) Pengukuran dilakukan sebanyak empat kali.

5) Hasil pengukuran dimasukkan dalam persamaan 2.8, 2.9, 2.10, atau 2.11

sesuai dengan keadaan P0 dan P1 nya untuk mendapatkan nilai penguapan.

25

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Data Hasil Pengamatan

Tabel 4.1. Data hasil pengukuran No Tanggal

Pengamatan Penakaran (mm penguapan)

Hujan (mm hujan)

Jumlah Penguapan (mm penguapan/hari)

8 Juli 2013 40,54 1 9 Juli 2013 37,24 00,1 3,40 2 10 Juli 2013 58,00 25,5 4,74 3 11 Juli 2013 61,96 06,2 2,24

4.2. Perhitungan

Perhitungan dilakukan dengan menggunakan persamaan 2.8, 2.9, 2.10,atau

2.11 sesuai dengan keadaan P0 dan P1.

1) P0 = 40,54 mm P1 = 37,24 mm X = 0,1 mm

Karena P0 > P1 , maka

E0 = P0 – P1 + X

E0 = 40,54 – 37,24 + 0,1 = 3,40 mm

2) P0 = 37,24 mm P1 = 58,00 mm Z = 25,5 mm

Karena P0 < P1 dan terjadi hujan, maka

E0 = Z – (P1 – P0)

E0 = 25,5 – (58,00 – 37,24) = 4,74 mm

3) P0 = 58,00 mm P1 = 61.96 mm Z = 6,2 mm

Karena P0 < P1 dan terjadi hujan, maka

E0 = Z – (P1 – P0)

E0 = 6,2 – (61,96 – 58,00) = 2,24 mm

4.3. Analisis Prosedur

Panci penguapan terletak di atas kerangka kayu bercat putih dengan

rongga yang cukup dibagian bawahnya. Posisi panci mendatar setinggi 10 cm di

atas permukaan tanah berumput pendek. Hal ini bertujuan supaya angin leluasa

26

bertiup. Air bersih diisikan ke dalamnya setinggi 20 cm, sehingga di atasnya

terdapat jarak 5 cm dari bibir panci.

Panci terbuat dari logam campuran berdinding kuat, tak berkarat, berwarna

putih atau putih metalik. Ketebalan panci diukur dengan jangka sorong didapatkan

nilai 2 mm. Diameter panci 121,9 cm dan tinggi panci 25 cm. Kerangka kayu

dengan tinggi 10 cm bercat putih terletak di bawah panci. Kerangka kayu ini

dibuat lebih tinggi dari Tabung perendam ombak (Stilling wel Cylinder),

berukuran garis tengah 10 cm dan tinggi 30 cm, yaitu dengan menambahkan

penyangga dengan tujuan agar tidak terjadi percikan air dari luar luasan panci ke

dalam panci saat hujan. Batang pengukur berskala (Hook gauge) untuk

menentukan titik milimeter pada saat pengukuran. Sekrup pemutar untuk

menaikkan atau menurunkan batang pengukur.

Panci penguapan kelas A tidak didesain dengan luas 1 m2 melainkan

didesain dengan luas 1,167 m2 (diameter = 121,9 mm). Alasan yang pertama

adalah pengukuran dengan jenis panci yang lain tidak lebih baik hasil

pengukurannya dengan nilai konstanta panci yang hampir sama yaitu berkisar

0,85. Selain itu biaya konstruksi dan perawatannya lebih mahal. Alasan yang

kedua yaitu karena untuk menyesuaikan nilai penguapan di permukaan yang lebih

luas dan dalam sehingga nilainya bisa didekati dari pengukuran secara langsung.

Pada luasan 1 m2 penguapan yang terjadi cukup besar dan kapasitas air yang

ditampung tidak terlalu banyak, sehingga apabila terjadi hujan deras, risiko

peluapan air lebih besar. Desain panci dengan diameter 121,9 mm ini

memungkinkan dapat mengukur nilai penguapan pada keadaan hujan kurang dari

55 mm/hari. Berdasarkan tabel 2.1 dan 2.2 keadaan hujan 55 mm/hari adalah

hujan lebat. Sedangkan panci penguapan kelas A syarat kedalamannya tidak boleh

melebihi 75 mm standard dari bibir panci. Karena diketahui bahwa 1 milimeter

hook gauge setara dengan 0,85 mm standard, maka 75 mm standard setara dengan

88,235 mm penguapan, di mana 1 milimeter penguapan skalanya sesuai dengan 1

milimeter hujan (1 mm hujan setara dengan hujan 1 liter pada luasan 1 m2).

Dengan demikian untuk kasus meluapnya air akibat hujan jarang terjadi. Apabila

sampai terjadi hal yang demikian, dapat dikatakan hal tersebut merupakan

27

kelalaian pengamat. Sebab sebelum terjadi hujan panci penguapan hendaknya

dikurangi dulu volume airnya.

Air bersih diisikan ke dalam panci setinggi 20 cm sehingga di atasnya

terdapat rongga 5 cm. Permukaan air tidak boleh turun melebihi 2,5 cm dari batas

tersebut. Hal ini dilakukan agar nilai penguapan yang diperoleh lebih valid.

Pengukuran dilakukan pada permukaan air di dalam tabung Still well. Tabung

tersebut terbuat dari logam tak berkarat bergaris tengah 10 cm, setinggi 30 cm,

dan terdapat celah sempit dibagian dasarnya yang mematuhi hukum bejana

berhubungan, di mana pada beberapa bejana berisi cairan homogen yang saling

terhubung dan memiliki tinggi permukaan cairan yang sama tanpa terpengaruh

oleh ukuran dan volume tiap bejana. Still well berperan sebagai penenang

permukaan air sehingga pengukuran menjadi lebih mudah.

Nilai penguapan diketahui dari perbedaan tinggi permukaan air selama

satu periode, setelah curah hujan diperhitungkan. Oleh karenanya dalam

penggunaan evaporimeter (maupun lisimeter) dibutuhkan penakar hujan.

Panci penguapan kelas A memiliki diameter 121.9 cm. Dengan demikian

luas alas dari panci tersebut adalah 11670.7104 cm2. Apabila acuan penguapan 1

mm mewakili 1 liter, maka 1 milimeter pada hook gauge tidak sama dengan 1

milimeter pada penggaris karena apabila sama, maka volume setiap satu milimeter

adalah 1.167 liter. Jika dianggap satu milimeter hook gauge adalah benar tidak

sama dengan satu milimeter penggaris, berarti satu milimeter hook gauge agar

mewakili 1 liter adalah sama dengan �

�.��= 0,85 milimeter penggaris.

4.4. Analisis Hasil

Dengan mengaplikasikan prosedur pengukuran penguapan, diperoleh data

hasil pengukuran dalam tabel 4.1. Data hasil perhitungan menginformasikan nilai

penguapan harian pada tanggal tersebut. Berdasarkan analisis di bagian 4.2 bahwa

penguapan 1 liter setara dengan 0,85 mm standard, maka dapat diketahui

penguapan dari pukul 8.00 dari tanggal 8 s.d. 9 Juli 2013 adalah sebanyak 4 liter,

tanggal 9 s.d. 10 sebanyak 5,6 liter, dan tanggal 10 s.d. 11 sebanyak 2,6 liter.

28

Berdasarkan pembahasan sebelumnya, maka dapat dikatakan nilai-nilai

penguapan yang terukur menggunakan panci penguapan kelas A adalah

menyatakan nilai penguapan 1 mm standard pada bidang seluas 1 m2 yang setara

dengan 1 liter air murni di mana air tersebut dalam keadaan tidak mengalir dan

tidak terserap oleh tanah. Dengan demikian nilai penguapan terukur tidak

menyatakan nilai penguapan di setiap tempat secara langsung. Untuk tempat-

tempat tertentu seperti danau, sungai, tempat-tempat bervegetasi, nilai penguapan

yang mendekati nilai yang sebenarnya dapat diperoleh dengan mengalikan nilai

penguapan terukur dengan koefisien panci. Nilai koefisien panci ini berbeda-beda

untuk setiap tempat dan keadaan. Untuk danau, nilai penguapan terukur dikalikan

koefisien panci sebesar 0,77. Sedangkan untuk daerah bervegetasi peristiwa yang

terjadi adalah evapotranspirasi potensial. Nilai koefisien panci tergantung pada

jenis vegetasinya.

Persamaan 2.16 (Limantara, 2010) menggunakan nilai Ep berdasarkan

hasil perhitungan (prediksi matematis). Apabila nilai Ep yang digunakan adalah

penguapa terukur langsung dari panci penguapan, maka berdasarkan persamaan

2.13 (Asdak, 2007: 120) dan persamaan 2.17 (Asdak, 2007:130),

�� = ��

�� = � ∑ (1,8 �� + 32)��

maka,

�� = � ∑ (1,8 �� + 32)��

�� =�

��∑ (1,8 �� + 32)��

�� .......................................................... ....(4.1)

Dengan demikian nilai koefisien panci penguapan kelas A untuk menaksir nilai

evapotranspirasi potensial dapat ditentukan persamaan 4.1. Persamaan tersebut

menunjukkan bahwa koefisien panci untuk menaksir evapotranspirasi potensial

bergantung pada jenis vegetasi (K), penguapan harian pada panci (Ep), suhu udara

Tai , dan fraksi lama penyinaran matahari setiap bulan dalam waktu satu tahun di.

Melihat variabel-variabel yang mempengaruhi nilai koefisien panci untuk

evapotranspirasi potensial sangat dipengaruhi oleh variabel-variabel yang

berubah-ubah, maka untuk menentukan nilai Ce yang mendekati nilai yang tepat

29

harus menggunakan data-data tahunan (data iklim). Dengan kata lain perhitungan

dengan data harian tidak akan menghasilkan nilai Ce yang mendekati nilai yang

seharusnya.

30

BAB V

PENUTUP

5.1. Simpulan

1) Penguapan perlu diukur karena penguapan sangat mempengaruhi

kehidupan dan siklus hidrologi.

2) Pengukuran penguapan mengguanakan panci penguapan kelas A adalah

cara mengukur nilai penguapan air murni pada bidang 1 m2, di mana

kuantitas air tersebut tidak berkurang selain oleh penguapan terukur.

3) Nilai penguapan dari panci penguapan kelas A dapat digunakan untuk

menaksir nilai penguapan di daerah badan air lain yang lebih luas dan

dalam, dan evapotranspirasi potensial dengan mengalikan nilai penguapan

terukur dengan konstanta panci. Nilai ini kemudian digunakan juga

sebagai dasar analisis irigasi dan penentuan jenis tanaman dalam pertanian.

5.2. Saran

1) Panci penguapan kelas A lebih baik diberi pelindung berupa kawat jala di

atasnya sebagai upaya mencegah air tersebut diminum hewan seperti

burung. Akan tetapi perlu dilakukan kalibrasi lagi untuk koreksi akibat

penghalang tersebut.

2) Hendaknya tinggi air pada panci penguapan kelas A selalu dijaga agar

permukaan air berjarak antara 5 sampai 7,5 cm dari bibir panci, kecuali

bila diprediksi akan terjadi hujan deras hendaknya volume air dukarngi,

agar nilai penguapan yang diperoleh lebih baik.

31

DAFTAR PUSTAKA

Asdak, C. 2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta:

Gajah Mada University Press

Bosman, H.H. 1987. The influence of installation practices on evaporation from

Symon's tank and American Class A-pan evaporimeters. Agricultural and

Forest Meteorology.

Harto, S. 1993. Analisis Hidrologi. Jakarta: Gramedia Pustaka Utama

Limantara, L.M. 2010. Hidrologi Praktis. Bandung: CV Lubuk Agung

Linacre, E. dan Geets, B. 1997. Climate and Weather Explaned. New York:

Routledge

Mori, K. 2006. Hidrologi Untuk Pengairan. Jakarta: PT Malta Pritindo

Nawawi, G. 2001. Pengendalian Iklim Mikro. Jakarta: Departemen Pendidikan

Nasional

analisis prinsip kerja open pan evaporimeter

Science

Transcript of analisis prinsip kerja open pan evaporimeter