Materi ini dari Dosen (Uca, Ph.D) a. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar pengertian evaporasi dan transpirasi b. Mahasiswa dapat menyebutkan alat-alat untuk mengukur evaporasi dan transpirasi. c. Mahasiswa dapat menjelaskan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap proses evapotranspirasi. d. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar cara menghitung evapotranspirasi menggunakan rumus empiris e. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar cara menghitung evotranspirasi potensial dengan menggunakan rumus Thotnwhaite. f. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar cara menghitung evapotranspirasi dengan metode Penman.

1. PETUNJUK UMUM PEMBELAJARAN
Program pembelajaran disusun dalam bentuk 1 modul. Modul ini terdiri
dari 2 bagian yaitu Petunjuk Umum dan Kegiatan Belajar. Kegiatan belajar terdiri
dari : kegiatan belajar 1-5 topik, tujuan umum pembelajaran, tujuan khusus
pembelajaran, uraian dan contoh, latihan, rangkuman, tes formatif, unpan balik
dan tindak lanjut, referensi dan kunci jawaban. Setiap kegiatan belajar di tulis
kompetensi dan sub kompetensi, diuraikan petunjuk belajar, kegiatan dan latihan
yang akan dilakukan, dan dilengkapi dengan rangkuman . Setelah semua
kegiatan dilakukan dan rangkuman telah dibaca, maka mahasiswa dapat
mengerjakan tes formatif yang telah disediakan. Mahasiswa harus mengikuti
urutan kegiatan yang harus dilakukan. Setelah tes formatif selesai dikerjakan
mahasiswa, pekerjaan diperiksa sendiri dengan menggunakan kunci jawaban.
Jika memenuhi syarat maka mahasiswa dapat pindah ke kegiatan belajar lain,
jika tidak maka mahasiswa mengulangi lagi bagian-bagian yang belum dikuasai.
1

2. KEGIATAN BELAJAR
Kegiatan Belajar 3
EVAPOTRANSPIRASI
1. Tujuan Umum Pembelajaran
Mahasiswa diharapkan dapat memahami dengan benar proses terjadinya
evapotranspirasi.
2. Tujuan Khusus Pembelajaran
a. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar pengertian evaporasi dan
transpirasi
b. Mahasiswa dapat menyebutkan alat-alat untuk mengukur evaporasi dan
transpirasi.
c. Mahasiswa dapat menjelaskan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap
proses evapotranspirasi.
d. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar cara menghitung
evapotranspirasi menggunakan rumus empiris
e. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar cara menghitung
evotranspirasi potensial dengan menggunakan rumus Thotnwhaite.
f. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar cara menghitung
evapotranspirasi dengan metode Penman.
2

3. BAB III
EVAPOTRANSPIRASI
Air memiliki sifat yang unik yaitu dapat dalam bentuk keadaan padat, cair ddan
gas dimana air tidak mengalami perubahan sifat kimia hanya sifat fisik yang berubah.
Perubahan dari keadaan cair menjadi padat dan gas melibatkan proses penyerapan dan
perpindahan/pelepasan energi panas. Perubahan air dari bentuk padat ke cair disebut
pencairan yang melibatkan proses penyerapan panas. Perubahan dari cair ke uap disebut
pengupan melibatkan proses penyerapan panas. Perubahan uap menjadi cair melibatkan
pelepasan panas disebut kondensasi. Perubahan uap menjadi padat dan sebaliknya disebut
sublimasi dimana proses menyerap dan melepaskan energi panas yang dikandung oleh air
ke dan dari lingkungan.
Proses-proses perubahan wujud air terlibat dalam proses evaporasi. Tidak
semua prespirasi yang mencapai permukaan secara langsung berinfiltrasi ke dalam tanah
atau melimpas di atas permukaan tanah. Sebahagian daripada hujan, secara langsung atau
setelah penyimpanan permukaan (atau bawah permukaan), hilang dalam bentuk evaporasi
dan transpirasi (Eagleson, 1970). Perkiraan evaporasi dan transpirasi adalah sangat
penting dalam pengkajian hidrometeorologi. Pengukuran langsung evaporasi ataupun
transpirasi dari air ataupun permukaan lahan yang besar adalah tidak mungkin pada saat
ini (Wartena,1974). Akan tetapi, beberapa metode yang tidak langsung telah
dikembangkan yang akan memberikan hasil-hasil yang dapat diterima. Jika keragaman
waktu evaporasi permukaan air bebas berbanding langsung dengan radiasi bersih, kita
dapat mengharapkan nilai-nilai maksimum pada tengah hari. Namun, ini hanya benar
pada tubuh –tubuh air yang kecil. Tubuh –tubuh air yang besar, menyimpan sejumlah
panas yang nyata melalui kedalamannya dan ini akan tersedia untuk evaporasi kemudian.
Dengan demikian, evaporasi dapat berlangsung sepanjang malam. Evapotranspirasi
potensial, Ep = evapotranspirasi yang akan berlangsung hanya bila pasokan air tidak
terbatas bagi stomata tanaman dan permukaan tanah lebih dekat pada fase dengan radiasi
matahari karena hanya sedikit panas di simpan oleh tanaman dan stomata menutup
selama malam hari. Variabilitas waktu evapotranspirasi mengikuti pola yang sama seperti
3

4. evaporasi permukaan air bebas ( Eo ) pada kawasan-kawasan yang tidak kekurangan air.
Pada daerah yang lebih kering ia mungkin berbeda cukup besar. Pada daerah yang kering,
evapotranspirasi actual ( Ea ), yaitu jumlah evapotranspirasi aktual, erat hubungannya
dengan curah hujan. Keragaman ruang (spatial variation) lebih penting dibandingkan
dengan keragaman waktu dalam hal evapotranspirasi potensial. Untuk evapotranspirasi
aktual, perbedaan yang signifikansi antara keragaman waktu dan ruang hanyalah kecil
sekali. Walaupun pengetahuan tentang keragaman ruang evaporasi yang berskala kecil
sangat terbatas, hal tersebut tidak banyak beragam seperti presifitasi. Karena itu,
diperlukan suatu jaringan evaporasi yang kurang padat. Untuk perkiraan evaporasi
pendahuluan, Linsley ( 1958), menyarankan suatu stasiun per 5200 km2
.
Walaupun diketahui bahwa sejumlah faktor mempengaruhi laju evapotranspirasi,
adalah sulit sekali untuk menilai kepentingan relatif masing-masing faktor. Faktor-faktor
utama yang berpengaruh adalah ( Ward, 1967 ) :
1. Faktor faktor meteorologi.
a. Radiasi matahari
b. Suhu udara dan permukaan
c. Kelembaban
d. Angin
e. Tekanana barometer
2. Faktor – faktor geografi
a. Kualitas air ( warna , salinitas, dll )
b. Jeluk tubuh air
c. Ukuran dan bentuk permukaan air
3. Faktor-faktor lainnya
a. Kandungan lengas tanah
b. Karakteristik kapiler tanah
c. Jeluk muka air tanah
d. Warna tanah
e. Tipe, kerapatan dan tingginya vegetasi
f. Ketersediaan air ( hujan, irigasi, dll).
4

5. A. Fisika Evaporasi
Bila orang memandang permukaan air yang sama sekali bebas dan menambahkan
pada tubuh air ini suatu masukan bersih energi panas maka energi kinetik molekul air
akan naik. Pada waktu tertentu, energi kinetik ini akan begitu tinggi sehingga beberapa
molekul air akan mampu keluar melalui antar muka cairan-gas. Jumlah panas yang
diserap oleh suatu satuan massa air ketika berubah dari keadaan cair ke uap pada suatu
suhu konstan disebut panas penguapan laten ( = L ) ini sedikit beragam dengan suhu ( L
= 597.3 – 0.566 ( T ) ; dimana T pada O
C dan L dalam kalori ), tetapi untuk maksud-
maksud praktis L = 600 kalori diambil untuk menguapkan 1 gram air. Jika molekul-
molekul keluar, energi kinetik menurun dan karenanya tidak dapat masuk kembali ke
dalam cairan dan mulai mengakumulasi di udara di atas antar muka cairan-gas. Pada
suatu campuran gas, masing-masing memberikan suatu tekanan, bebas dari gas-gas
lainnya, yang disebut tekanan parsial. Tekanan parsial yang diberikan oleh uap air disebut
tekanan uap aktual ( = e ).
Dengan demikian penguapan yang terus menerus akan menyebabkan peningkatan
tekanan uap yang terus menerus pula di udara tepat di atas pemukaan air, hingga
akhirnya kondensasi dimulai. Bila laju penguapan adalah sama dengan laju kondensasi
(terjadi bila udara mengandung jumlah uap air maksimum pada temperatur tertentu),
udara ada saat itu adalah jenuh. Kini molekul air melewati antar muka pada kedua arah
pada laju yang sama. Tekanan yang diberikan oleh uap pada tingkat kejenuhan ini disebut
tekanan uap jenuh ( = e s ). Tekanan uap aktual beragam antara 0 dan es, Pada tabel 5.2
disajikan keragaman tekanan uap jenuh ( diukur dalam bar atau mm Hg ; 1 bar = 10 6
dyne / cm 2
, 1 millibar = 103
dyne/cm 2
, 1 mm Hg = 1.36 millibar ) dengan suhu. Tabel
ini di plotkan dengan gambar 5-5. Dengan menggunakan gambar ini karakteristik-
karakterisik dapat didefenisikan :
1. Kelembaban nisbi =
h = e/es x 100
e = tekanan uap aktual
es = tekanan uap jenuh
Nisbah persentase jumlah air aktual pada suatu ruang tertentu dengan jumlah air
pada ruang yang sama bila ruang ini dijenuhkan.
5

6. 2. Defisit kejenuhan
dk= es - e = e s ( 1 – h )
h = kelembaban nisbih
3. Titik embun = Td : suhu dimana es menjadi sama dengan e. dengan kata lain, suhu
sesuai dengan kondensasi pada es .
4. Suhu bola basah = Tw : suhu sampai dimana udara asli dapat diembunkan dengan
menguapkan air di dalamnya.
Pengukuran-pengukuran kelembaban dilakukan pada tempat yang sama seperti
suhu udara (sekitar 2 meter di atas tanah). Alat yang disebut psikometer biasa digunakan
untuk mengukur kelembaban atmosfir. Alat tersebut terdiri atas dua termometer (gambar
5-6) dan salah satunya disebut suhu bola basah berhubung reservoirnya (bola) ditutup
dengan kain kasa (kain katun halus yang tipis) yang dijenuhkan dengan air. Termometer
lainnya memiliki bola yang kering.. termometer diventilasikan (untuk mendapatkan suhu
bola basah yang benar) dan dilindungi terhadap radisi (untuk menghindari penguapan).
Perbedaan antara kedua pembacaan adalah depresi bola basah dan digunakan untuk
menghitung titik embun, kelembaban nisbi dan tekanan uap.
Alat tersebut didasarkan atas injeksi udara (gambar 5-6) ke dalam alkohol dimana
termometer diletakkan. Alkohol menguap dan menyerap panas dari selaput perak dan
gelas. Akibatnya, termometer menunjukkan suhu yang sama dengan kondensasi pada
tekanan uap kejenuhan (es).
Osmometer merupakan higrometer yang diventilasikan . radar optik laser dan
hidrometer penyerap radiasi infra merah dipergunakan (Seyhan, 1972) untuk
pengukuran-pengukuran kelembaban pada tempat-tempat yang tinggi (4 km).
Bila mempertimbangkan tentang evaporasi, sangatlah berguna untuk membayang-
kan proses yang digambarkan pada gambar 5-4. Tentu saja, ada perbedaan suhu diantara
udara dan permukaan air. Tetapi pada perhitungan evaporasi, pendekatan-pendekatan
baik dengan menganggap perbedaan-perbedaan ini dapat diabaikan maupun menerima
peredaan ini sebagai kesatuan kuantitatif, keduanya digunakan. Bila suhu permukaan air
dan suhu udara dianggap sama (yang dalam kenyataan jarang sekali) , evaporasi dapat
dihitung dengan menggunakan persamaan-persamaan epirisme berdasar pada hokum
6

7. Dalton yang mengemukakan bahwa evaporasi air permukaan bebas (Eo) sebanding
dengan defisit kejenuhan ( es – e ) dan kecepatan angin ( u ). Dengan formula :
Eo = [ e ( es - e ) ] [ f (u) ]
Persamaan empiris yang umumnya berlaku berdasarkan atas hokum Dalton adalah :
Eo = 0.35 (es - e ) ( 0,5 + 0,54 u2 )
Dimana : Eo = evaporasi air permukaan bebas (mm / hari )
es = tekanan uap kejenuhan pada suhu udara (mmHg)
e = tekanan uap aktual dalam udara ( mmHg )
u2 = kecepatan angin pada ketinggian 2 m di atas permukaan tanah (m /
detik).
Suatu persamaan empiris yang dikembangkan oleh Meyer ( 1912 ) sebagai :
Eo = 0,36 (es - e ) (1 – 0,1 u25 )
Dimana : Eo = penguapan permukaan terbuka ( inci / hari )
es = tekanan uap kejenuhan pada suhu permukaan air ( inci / Hg )
suhu permukaan air dianggap sama dengan suhu udara.
e = tekanan uap aktual pada suhu udara ( inci – Hg )
u25 = kecepatan angin pada ketinggian 25 kaki di atas permukaan tanah
(m/jam).
Bila suhu udara dan air berbeda ( yang biasanya terjadi ), maka digunakan suatu rumus
bentuk :
Eo. = [ e (eb - e) ] [ f (u) ]
Eb adalah tekanan uap penjenuhan lapisan batas udara ( selaput tipis pada gambar
5 – 4 ), yang temperaturnya, Tb , adalah tidak sama dengan temperatur-temperatur udara
atau air dan adalah sebenarnya tidak mungkin untuk diukur ( menurut Penman suhu itu
tidak diketahui). Karena itu, hanyalah rumus-rumus empiris saja yang dikembangkan.
Untuk Ijssel di negeri Belanda suatu rumus dikembangkan sebagai berikut :
Eo = 0,345 ( el – e) ( 1+0.25 u6 )
Dimana : Eo = Evaporasi air permukaan bebas ( mm/hari)
el = Tekanan uap penjenuhan pada suhu Tl dari permukaan danau (mmHg)
e = Tekanan uap aktual pada suhu udara (mmHg)
7

8. u6 = Kecepatan angin pada ketinggian 6 meter diatas permukaan tanah
( m/detik).
Kita tidak boleh lupa, bahwa semua rumus tersebut hanya bersifat regional saja
dan hanya dapat dipergunakan pada kawasan-kawasan itu atau yang serupa.
B. Terminologi Evaporasi
3. Evaporasi
4. Transpirasi
5. Evapotranspirasi
6. Penggunaan konsumtif, yaitu jumlah air yang digunakan oleh vegetasi yang
ditanam atau alami dalam transpirasi ataupun dalm membentuk jaringan
tanaman, bersama sama dengan air yang dievaporasikan dari tanah yang
beerdekatan, salju ataupun dari presipitasi yang diintersepsi ( Chow, 1964 ).
7. Kerja air, yaitu jumlah air irigasi yang dipergunakan pada suatu daerah tertentu
untuk maksud mendewasakan tanamannya ( Chow, 1964).
8. Kebutuhan irigasi, yaitu jumlah air ( presipitasi eksklusif), meliputi evaporasi
permukaan dan buangan-bunagan lainnya yang tidak dapat dihindarkan secara
ekonomis, yang dibutuhkan untuk menghasilkan tanaman ( Chow, 1964)
9. Kebutuhan air, yaitu jumlah air, termasuk evaporasi permukaan dan buangan-
buangan lainnya yang secara ekonomis tidak dapat dihindarkan, diperlukan oleh
tanaman tertentu, pada periode tertentu, untuk pertumbuhan normalnya pada
kondisi lapangan ( Chow., 1964).
C. Pengukuran Evaporasi
Meskipun secara teoritis pengukuran evaporasi tidak merupakan kesulitan-
kesulitan besar, dalam praktek ini tidak benar dikarenakan ketelitian yang tinggi sulit
dipertahankan. Dalam teknik yang lebih halus seperti metode keseimbangan panas atau
transfer massa, peralatan mahal yang peka, memerlukan perawatan yang teratur harus
digunakan untuk memenuhi ketelitian pengamatan yang diperlakukan.
8

9. Evapotranspirasi potensial dapat didekati hingga cukup teliti dengan teknik panci
sederhana dengan bantuan faktor konversi dan dengan sejumlah rumus-rumus empiris
dan semi empiris. Namun, evapotranspirasi aktual lebih sulit dan lebih mahal untuk diuji.
1. Atmometer
Atmometer adalah alat-alat kecil yang mengukur kapasitas penangkapan udara
untuk air (kemampuan udara untuk mengeringkan). Pembacaan yang diberikan oleh
atmometer disebut evaporasi laten (yang dinyatakan dalam cm3
air per hari ) dan diberi
batasan sebagai evaporasi maksimum yang mungkin dapat diperoleh dari permukaan
yang basah, datar, horizontal yang dipajangkan pada kondisi-kondisi meteorologi energi
matahari dan angkasa, angin, suhu dan tekanan uap. Pembacaan bukanlah merupakan
angka aktual dan digunakan sebagai pembanding. Sebelum alat ini dapat digunakan
secara praktis, suatu konstanta korelasi harus dikembangkan antara Eo dan evaporasi
laten . misalnya , Eo = 0,56 Epiche digunakan untuk Gedaref di Sudan.
a. Atmometer piche : Atmometer yang dibuat oleh Piche (1872) adalah tabung gelas
(panjangnya 29 cm dan diameternya 1 cm ) yang ditutup rapat pada ujungnya.
Tabung tersebut diisi dengan air suling dan piringan kertas saring putih dijepit
menutupi ujung yang terbuka. Selanjutnya, alat tersebut digantungkan ke bawah
dan evaporasi berlangsung dari piringan kertas basah (Ward, 1967). Garis-garis
skala pada tabung (Gambar 5-7) menunjukkan evaporasi. Karena terdapat
persediaan air yang melimpah maka jumlah yang terukur dapat dianggap sebagai
evaporasi potensial, ini adalah alat dengan konstruksi, pemeliharaan dan
pembacaan yang mudah, tetapi peka terhadap kecepatan angin dan biasanya
diletakkan dalam suatu tabir (lihat Klausing dalam Eckardt, 1965; Berlade dalam
Simposium Evaporasi, 1959).
b. Atmometer Livingstone : Alat yang diuraikan oleh Livingstone (1915), terdiri atas
bola porselin putih porous ( diameter sekitar 5 cm ) yang diisi penuh air melalui
suatu hubungan pada reservoir persediaan air. Alat ini juga dipergunakan dalam
pengukuran radiasi dengan memasang suatu bulatan putih atau hitam. Seperti
halnya atmosfer Piche, alat ini juga peka terhadap angin, dan kondisi kimia pori-
pori bola porselin dapat berubah dengan waktu.
9

10. c. Atmometer cawan Black Bellanic : Alat ini terdiri atas permukaan porselin porous
(berdiameter 19 cm ) yang di letakkan secara horizontal di udara. Air yang
dialirkan dari suatu reservoir mempertahankan cawan tersebuut tetap basah.
2. Panci (Pan)
Evaporasi permukaan air basah secara langsung diukur dengan mencatat
pengurangan dengan tinggi di muka air dalam panci. Metode ini sangat sederhana dan
paling sering digunakan.
a. Panci di atas tanah : Kerugian panci ini adalah bahwa evaporasi dari panci dalam
hubungannya dengan evaporasi air permukaan bebas ( Eo) disebabkan oleh
radiasi ekstra yang jatuh pada sisi-sisi panci. Tipe panci ini, karena paling mudah
bekerjanya dan memeliharanya, paling luas digunakan. Panci kelas A Biro cuaca
AS digunakan hampir di seluruh dunia. Alat tersebut dibuat dari logam galvanic,
berdiameter 4 kali dan dalamnya 10 inci dan biasanya dipasang pada panggung
kayu dengan tinggi sekitar 6 inci untuk memberikan sirkulasi udara yang bebas
dibawahnya maka air dipertahankan 2-3 inci di bawah tepi alat.
b. Panci dalam tanah atau tanaman : Meskipun pemanasan dinding panci karena
radiasi langsung dapat dihindari, sumber-sumber kesalahan lain disebabkan oleh
panci yang ditanam. Pertukaran panas yang cukup besar antara panci dan tanah
sekitarnya, kebocoran yang tak terduga, pengaruh penyaringan vegetasi disekitar
panci, kemasukan kotoran, kesulitan memasang dan memelihara merupakan
beberapa kerugian tipe panci ini. Muka air dipertahankan 2-3 inci dibawah
bingkai (panci MO) dan diukur seperti pada tipe di atas tanah dengan mekanisme
apung lainnya. Panci yang ditanam cukup dalam (berdiameter sekitar 7 kaki )
memberikan hasil yang lebih baik dari pada yang kecil (Ward, 1967)
c. Panci apung : tipe ini yang mengapung pada permukaan danau, kehilangan
popularitasnya (meskipun dianggap memberikan hasil korelatif terbaik dengan
danau ) karena kesulitan pengamatannya biayanya tinggi dan percikan oleh
pengaruh gelombang. Terdapat beberapa perbedaan antara evaporasi panci apung
dan evaporasi danau karena kapasitas penyimpanan panas danau adalah berbeda,
karena panci tidak berombak (karena gerakan udara di atas danau lebih turbulen)
10

11. dan pertukaran panas antara air panci dan udara air panci dan udara yang berbeda
pertukaran panas antara danau dan udara.
Sebagaimana telah dimengerti sampai sekarang, evaporasi panci lebih
besar daripada evaporasi air permukaan bebas ( Eo). Karena itu, perlu sekali
menggunakan koefisien korelasi atau koefisien panci untuk memperoleh
evaporasi yang benar. Koefisien ini disajikan pada table 5-4 untuk panci-panci
yang berlainan. Akan nampak bahwa ini merupakan faktor-faktor koreksi tahunan
dan tidak dianjurkan untuk konfersi bulanan.
Dengan menggunakan Hukum Dalton dan menganggap bahwa suhu
permukaan air ( Tl ) danau sama dengan suhu udara ( Ta) suatu persamaan umum
dapat dikembangkan sebagai berikut :
E Panci = C { esp - e} f (u)
EO = C { es1 - e } f (u)
Dimana : esp = tekanan uap kejenuhan udara pada suhu air permukaan panci
es1 = tekanan uap kejenuhan udara pada suhu air permukaan danau
e = tekanan uap aktual pada suhu udara
f (u) = fungsi kecepatan angin.
3. Tangki
Adalah sulit untuk mengukur evaporasi dari permukaan yang tidak terus menerus
basah, seperti tanah dan daerah-daerah yang bervegatasi. Metode paling praktis pada
pengukuran ini adalah dengan cara lisimeter. Tangki merupakan bentuk lisimeter yang
primitif. Tangki tertutup pada semua sisi ( juga dasar bawah) dan diisi dengan tanah, jika
mungkin utuh. Suatu kondisi kelembaban yang konstan dipertahankan dengan menambah
setiap saat jumlah air yang terukur, dari atas atau bawah dengan muka air yang tetap.
Dalam kombinasi dengan pengukur hujan evapotranspirasi aktual diukur. Tangki-tangki
digunakan terutama untuk penentuan evaporasi tanah. Tetapi data yang didapatkan dari
pengukuran tangki sangat terbatas karena tidak mewakili kondisi alami.
11

12. Alat tersebut juga dapat merupakan tipe timbangan untuk menentukan perubahan-
perubahan berat karena evaporasi. Di Uni Soviet dan negara lainnya digunakan tangki
dengan luas 20 m2
(WMO, 1970)
4. Evapotranspirometer
Pada dasarnya evapotanspirometer terdiri atas dua atau tiga tangki kedap air yang
sempit dan biasanya digunakan untu mengukur evapotranspirasi potensial dengan
mengisolasikan suatu blok tanah yang lembab dan mengukur neraca airnya. Tangki diisi
dengan tanah yang menopang penutup vegetasi yang tak terputus (biasanya rumput), dan
dihubungkan dengan pipa pada reservoir penampung air yang ditempatkan pada tangki
sentral. Tiga tangki tanah menjamin derajat keterpercayaan yang lebih besar (Ward,
1967). Air memasuki tangki tanah (Gambar 5-9) hanya dari atas baik secara alami
maupun secara buatan. Air yang terpekolasi dikumpulkan pada reservoir dan biasanya
diukur setiap hari. Kandungan air dalam tangki dipertahankan diatas kapasitas lapangan
sehingga evapotranspirasi potensial dapat terjadi dari permukaan tanah vegetasi (WMO,
1970).
Untuk evapotranspirometer :
a). Permukaan tanah dalam tangki harus mewakili kawasan sekitarnya
b). Petak cukup rata, terbuka, berumput harus dipilih sebagai suatu tapak yang cocok
c). Vegetasi pada tangki tanah harus berukuran tinggi yang sama seperti vegetasi
disekitarnya
d). Untuk menghindarkan pengaruh udara kering yang panas di sekitarnya (setelah
periode kering yang panjang), suatu kawasan penyangga sekitar tangki tanah harus di
airi atau suatu pembetulan harus diberikan pada pengukuran Ep yang berlebihan
(Ward, 1967)
5. Lisimeter
Kalau pada evapotranspirometer, tujuannya adalah untuk mengetahi kehilangan
air potensial, pada kasus lisimeter tujuannya adalah untuk mengukur evapotranspirasi
aktual. Karena itu lisimeter harus menggambarkan kawasan sekitarnya (penutup vegetasi,
kondisi permukaan, struktur tanah, porositas, stratifikasi, infiltrasi, permeabilitas dan
12

13. karakteristik kapiler). Ukuran tangki lisimeter jelas merupakan faktor yang penting.
Makin besar tangki, makin kecil pengaruh tepi tangki dan lebih mungkin bahwa
perakaran vegetasi akan sama dengan perakaran pada kawasan sekitarnya. Tatapi untuk
lisimeter tipe timbangan ukurannya akan sangat terbatas (WMO, 1970).
Evapotranspirasi aktual ditentukan dengan persamaan neraca, tetapi perubahan
dalam cadangan hanya dapat diperoleh untuk lisimeter tipe yang dapat ditimbang dan
tidak diketahui untuk lisimeter tipe yang tidak dapat ditimbang. Karena itu, lisimeter non
timbangan hanya digunakan jika diperlukan total evapotranspirasi aktual periode panjang.
Beberapa lisimeter mempunyai muka air yang dipertahankan secara buatan pada
jeluk yang konstan dan yang lain mempunyai keluaran air (out flow) bebas. Ada lisimeter
yang diisi dengan tanah terganggu dan lisimeter diisi dengan tanah yang utuh. Alat-alat
tersebut digunakan untuk meneliti pengaruh jeluk air tanah, tipe tanah dan vegetasi
terhadap evapotranspirasi aktual, untuk menentukan vegetasi yang paling cocok untuk
penjagaan air tanah maksimum (penambahan air tanah), untuk mengukur kondensasi dan
embun (hanya tipe timbangan) dan untuk menguji keragaman dalam komposisi kimia air
selama perkolasi. Lisimeter hanya dapat digunakan pada kawasan yang datar dan harus
mempunyai jeluk sekurang-kurangnya 1,5-2,0 meter dan luas permukaan tidak boleh
kurang dari 1 cm2
(Volker, 1966). Di negeri Belanda (Maasland, Wengeningen,
Castricum, Rottegatsspolder di Groningen, Amsterdam) lisimeter dapat digunakan selama
80 tahun lebih (Ward, 1967).
6. Penakar dan evaporimeter
Jika tangki digunakan untuk mengukur evaporasi dari tanah yang lembab, penakar
drainase (atau penakar perkolasi) digunakan untuk mengukur evaporasi tanah normal
(Ward, 1967). Tenik ini pertama kali digunakan di Inggris dengan mengukur kuantitas
air yang berperkolasi melalui lapisan tanah atas (topsoil) (yang dipajangkan pada kondisi
meteorologi yang ada ). Evaporasi tanah adalah sama dengan prespitasi minus
perkolasi. Bagian tengah tanah utuh yang ditempatkan pada suatu silinder besi tuang dan
ditopang oleh jaringan kawat pada dasar berbentuk corong. Melalui jaringan kawat dan
corong air dibawa pada suatu pengumpul. Di Rothamsted, Inggris, penakar perkolasi
sedalam 20 inci, 40 inci dan 60 inci digunakan untuk menduga jumlah evaporasi tahunan
13

14. dan musiman rata-rata. Alat yang serupa evaporimeter Popof digunakan di Jerman dan
Uni soviet (Ward, 1967). Alat ini terdiri atas silinder (sedalam 25 cm dengan luas
penampang melintang 500 cm2
) diisi dengan tanah dan diletakkan pada corong berisi
tanah yang serupa dengan gambar 5-11. Skema kerja adalah serupa dengan penakar
drainase. Masalah utama di dalam mengukur evaporasi tanah normal adalah untuk
menjamin bahwa kondisi tanah pada penakar adalah benar-benar mewakili kondisi utuh
alami.
7. Pengukuran Transpirasi
a. Fitometer, alat ini merupakan bejana logam besar yang diisi dengan tanah yang
ditumbuhi tanaman. Permukaan tanah ditutup rapat untuk mencegah evaporasi
sehingga satu-satunya kehilangan air adalah oleh transpirasi. Kehilangan berat
merupakan petunjuk transpirasi (Meinzer, 1942 ; Franco dan Magalhaes dalam
Eckardt, 1965).
Kesulitan pada metode ini adalah :
1. Sistem perakaran terbatas pada tabung yang nisbi kecil
2. Penutupan pot mempengaruhi laju transpirasi setelah waktu tertentu karena aerasi
yang berkurang
3. Suhu pada medium perakaran, bila pot dipajankan kepada radiasi matahari secara
langsung, meningkat sehingga tingkat yang membahayakan diatas 30 o
C.
4. Kondisi air di dalam pot harus mendapat perhatian yang seksama
b. Protometer : alat ini merupakan bejana yang diisi dengan air dimana tanaman
berakar. Setelah penutupan yang baik, kehilangan bobot diukur sebagai petunjuk
transpirasi (Meinzer, 1942).
c. Metode Timbangan Cepat : Dalam metode ini, daun dipotong dan digantungkan pada
tangan neraca yang peka, yang dipasang disekitarnya sehingga daun tanaman tetap
dapat berada dalam lingkungan yang sama seperti sebelum diambil dari tanaman.
Kehilangan bobot diukur selama beberapa menit setelah pemotongan dan dianggap
mewakili laju transpirasi sebelum pemotongan.
14

15. d. Metode Gasometri : Metode ini terdiri atas pemasukan suatu daun cabang
maupun tanaman seluruhnya dalam ruangan dari bahan yang transparan ( seperti
gelas pleksi), melewatkan udara dengan kelembaban yang diketahui melalui ruangan
tersebut pada suatu laju yang diketahui dan mengukur kenaikan kandungan air udara
setelah melewati ruangan tersebut.
e. Studi Aliran Sungai : Dengan memindahkan penutup sayuran dari daerah aliran
sungai, ditentukan transpirasinya.
Jumlah transpirasi tergantung pada banyak faktor dan karena itu jumlah yang ditaksir
sangat tidak dapat dipercaya. Inilah sebabya mengapa banyak upaya diberikan di dalam
penaksir evapotranspirasi dan bukan menentukan transpirasi secara terpisah . Sebutan
Nisbah transpirasi digunakan untuk menentukan nisbah bobot air yang ditranspirasikan
terhadap bobot bahan kering yang dihasilkan oleh tanaman ( termasuk akar ). Nisbah ini
sangat beragam dan tidak bernilai praktis, sekurang-kurangnya bagi para ahli Hidrologi
(Ward, 1967 dan chow, 1964).
8. Metode penginderaan jauh
Pengukuran langsung evapotranspirasi dengan penginderaan jauh masih belum
dimungkinkan. Pendekatan penginderaan jauh terhadap penentuan evapotranspirasi
terletak pada pengkuran jumlah dan lamanya gerakan air dari tanah ke atmosfer. Untuk
peliputan kawasan yang luas, alat yang paling tepat bagi penelitian evaporasi adalah
radiometer infra merah dan pencatat citra dari udara. Tujuannya adalah untuk
menentukan sejauh mana penginderaan dipengaruhi oleh fenomena kelembaban pada
permukaan bumi. Pengukuran stokastik yang diulang sanagt diperlukan untuk lokasi
yang berlainan ( kombinasi tanah dan vegetasi yang berbeda ) dan untuk saat yang
berbeda ( siang dan malam, harian musiman dll) Accelerometer ( yang dipasang pada
pesawat ) mungkin berguna di dalam menentukan pengaruh global turbulensi udara
terhadap laju evapotranspirasi ( Seyhan, 1972 ). Semua informasi teoretis ini sedang diuji
untuk kesimpulan-kesimpulan praktis ( culler dan kawan-kawan, 1976 ).
D. Perkiraan Epaporasi
A. Metode Neraca
15

16. 1. Metode Neraca Air
Jika semua parameter neraca hidrologi ( masukan dan keluaran ) diketahui pada
suatu kawasan ( Daerah aliran sungai, petak dan lain-lain ) kehilangan evapotranspirasi
aktual dapat ditaksir dengan menggunakan metode neraca air ( juga disebut neraca air
atau metode persamaan cadangan ).
Metode ini seperti memandang kawasan seluruhnya sebagai lisimeter.
Persamaan neraca akan menghasilkan ( Gambar 5-12 )
P + I + Gi = Ea + 0 + Go + ∆ S
Dimana : P = presipitasi : diukur dengan penakar presipitasi/hujan.
I = masukan air permukaan : diukur dengan kolom, saluran air, dll.
Gi = masukan air tanah: diukur dengan metode geohidrologik atau dengan
metode radioaktif.
Ea = evapotranspirasi aktual : tidak diketahui
0 = keluaran air permukaan : diukur dengan sekat, saluran air
Go = keluaran air tanah : diukur dengan metode geohidrologi.
S = perubahan dalam cadangan: ditentukan sebagai jumlah 3 bagian yaitu, :
cadangan permukaan, air tanah dan lengas tanah.
Jika pengamatan dilakukan pada suau waktu yang cukup panjang ( misalnya 10
tahun atau lebih ) maka ∆S dapat diabaikan.
2. Metode pemindahan massa
Pemindahan massa (juga disebut difusi atau pemindahan turbulen) didasarkan atas
pendekatan aerodinamika yang mengukur faktor yang mempengaruhi perpindahan aktual
uap air dari suatu permukaan dengan proses difusi dan pengangkutan turbulen. Teori ini
masih belum lengkap, tetapi pendekatan empiris memberikan hasil yang baik. Penerapan
metode ini ditangguhkan karena perlunya pengukuran pada selang waktu yang sangat
pendek (kurang dari 0,3 detik)
Metode perpindahan massa didasarkan atas anggapan (Eagleson, 1970) bahwa
aliran yang tetap (tidak berubah dengan waktu ) seragam kondisi pada semua irisan
melintang adalah identik ) dan aliran turbulen udara melintasi suatu permukaan sebaran
yang tidak terbatas, mencapai suatu kondisi dimana keadaan cairan diudara hanya
16

17. beragam hanya secara vertical. Hal ini benar sekurang-kurangnya di dekat permukaan
tanah . Perpindahan vertical uap pada aliran udara paralel horizontal ini pada permukaan
datar yang seragam secara tidak terbatas (panjang kekasaran Zo) akan sebanding dengan
hasil kali gradien kecepatan dan gradien tekanan uap.
Kecepatan angin dan kelembaban nisbi diukur pada ketinggian yang berbeda (z)
dangan menggunakan pengindara yang ditempatkan pada suatu tiang (Gambar 5-13).
Karena laju evaporasi (mm/jam)ditentukan atas dasar kelembaban yang sangat kecil dan
perbedaan kecepatan angin pada suatu kisaran ketinggian yang sempit di dalam lapisan
turbulen (minimum pada 2 ketinggian), frekuensi dan ketelitian pengamatan alat harus
sangat tinggi. Suatu alat yang disebut (evapotron kombinasi pengindera pada suatu tiang
dan satuan-satuan pencatat di tanah) dengan mengukur dengan konstanta waktu 0,3 detik
nampaknya cukup.K.N.M.I. telah membuat suatu efapotrondi de Bilt.
Sistem lainnya yang mengunakan anemometer-termometer sonik dan higrometer
infra-merah nampaknya dapat dipercaya (Eagleson, 1970). Teori perpindahan massa
pertama kali dikembangkan oleh Prandtl, Rosby dan Montgomery dan diselidiki dalam
praktek oleh Thornthwaite, Holzman, Deacan, Swimbank dan Eagleson dari metode
penyelidikan ini nampak bahwa:(a) Zo adalah perubah stokastik, (b) metode dapat
digunakan jika kecepatan dan gradien tekanan uap menunjukkan hubungan linear dengan
ketinggian (Gambar 5-13) dan (c) metode dapat dipergunakan pada semua tipe evaporasi
pada setiap tipe permukaan dan pada semua iklim.
Ryan dan kawan kawan (1974) menentukan suatu persamaan empiris evaporasi
air permukaan bebas yang didasarkan kombinasi 2 tipe mekanisme pengangkutan
mekanisme pengangkutan konveksi paksaan adalah karena difusi turbulen yang
diciptakan secara mekanik oleh kekuatan sorong pada batas air mekanisme pengangkutan
konveksi bebas menganggap kondisi bila permukaan air jauh lebih hangat dari pada udara
di atasnya dan bila tidak ada angin yang berhembus pada kasus seperti itu, uap air
diangkut dari permukaan air dengan gaya apung. Persamaannya berdasarkan atas
penjumlahan dari dua mekanisme pengangkutan, yaitu:
Eo = (es – e) [ (1,84 x 10-7
) (Tvs - Tva)1/3
+ (10,9 x 10-9
) (u2) x0
–0,1
]
17

18. Dimana: Eo : evaporasi air permukaan bebas (Ib massa/kaki2
/ detik)
es : tekanan uap kejenuhan pada suhu permukaan air (Newton/m2
)
e : tekanan uap actual pada suhu udara yang diukur pada ketinggian
2 meter
Tvs : suhu air permukaan sebenarnya (o
F )
Pae
Ts
Tvs
/)(378,01−
=
Ts : suhu permukaan air (o
F)
Pa : tekanan udara (Newton/m2
)
Tva : suhu udara sebenarnya pada ketiggian 2 m (o
F)
Pae
Ta
Tva
/)(378,01−
=
Ta : suhu udara pada ketiggian 2 meter (o
F)
U2 : kecepatan angin pada ketinggian 2 meter (cm/detik)
X0 : perolehan angin dalam cm ini merupakan jarak yang melintasi
tubuh air parallel dengan arah angin.
3. Metode neraca energi
Metode neraca energi disebut juga metode budget energi didasarkan atas
pendekatan bahwa untuk evaporasi dibutuhkan sejumlah energi tertentu sekitar 590
kalori/gram. Metode ini diawali oleh Smitch (Jerman) pada tahun 1915 dan telah
dimodifikasikan oleh ahli yang lain, terutama oleh Anderson di AS.
Dari sudut hidrologi, hubungan energi pengawetan yang ditulis untuk suatu tubuh
(air, tanah, permukaan lahan dan lain-lain) yang memiliki panas internal yang dapat
diabaikan karena proses-proses kimia dan biologi.
4. Metode korelasi Eddy
Dalam metode ini, evaporasi diberi batasan sebagai fungsi fluktuasi gerakan udara
vertikal dari harga rata-ratanya dan fluktuasi kelembaban spesifik (nisbah massa uap air
dengan massa udara basah) dari harga rata-ratanya (Bruce, 1966). Perhatikan bahwa
pada metode pengalian massa, gerakan horisontal angin harus dipertimbangkan
18

19. berhubung kebutuhan pengindera angin yang sangat teliti dan kelembaban
operasionalisasi metode ini terhambat.
5. Metode-metode penaksiran lainnya
a. Terdapat banyak rumus evaporasi lainnya yang dikembangkan (Chow, 1964;
Bruce, 1966). Beberapa metode ini sangat baik untuk penerapan lokal
b. Metode-metode statistik (analisis korelasi, regresi dan multi variat) dapat
digunakan di dalam mengembangkan rumus-rumus untuk kawasan yang tidak
mempunyai penakar.
c. Teknik-teknik statistik dapat digunakan dalam mengembangkan suatu penafsiran
evapotranspirasi aktual sebagai suatu fungsi fluktuasi pada permukaan air tanah
yang selanjutnya dianggap sebagai parameter yang terbaik yang ada untuk
kandungan air tanah
d. Meskipun hal tersebut jarang dilakukan, pengkajian laboratorium mengenai
evapotranspirasi juga dilakukan. Satu percobaan dilakukan oleh laboratorium
aeronotika Cornell di AS.
E. Penguran Evaporasi
Pengurangan evaporasi dengan mengendalikan laju penguapan air adalah
penting dari segi ekonomi. Hal ini dapat dilakukan dengan berbagai cara :
1. Mengurangi permukaan air yang terbuka
2. Menutup dengan bahan yang mengapung yang memiliki
koefisien refleksi yang tinggi
3. Menggunakan suatu penutup plastik yang mengapung
4. Menyediakan suatu atap di atas kawasan
5. Menghilangkan vegetasi yang tak perlu khususnya dalam air
yang menyebabkan transpirasi yang tinggi
6. Menggunakan lapisan permukaan
7. Menyimpan air pada reservoir tanah
8. Memperlakukan tanah dengan bahan-bahan kimia utuk
mengurangi transpiras
19

20. KESIMPULAN
1. Evapotranspirasi adalah proses dimana air menjadi uap.
2. Faktor-faktor yang mempengaruhi evapotranspirasi adalah :
a. Faktor-faktor meteorologi
1. Radiasi matahari
2. Suhu udara dan permukaan
3. Kelembaban
4. Agin
5. Tekanan barometer
b. Faktor-faktor geografi
1. Kualitas air
2. Seluk tubuh air
3. Ukuran dan bentuk permukaan
c. Faktor-faktor lainnya
1. Kandungan lengas tanah
2. Karakeristik kapiler tanah
3. Jeluk muka air tanah
4. Warna tanah
5. Tipe, kerapatan dan tinggimya vegetasi
6. Ketersediaan air
Soal-Soal
1. Jelaskan pengertian evaporasi dan transpirasi
20

21. 2. Jelaskan cara mengukur evaporasi dan transpirasi.
3. Sebutkan dan jelaskan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap proses
evapotranspirasi.
4. Jelaskan cara menghitung evapotranspirasi menggunakan rumus empiris
5. Jelaskan cara menghitung evapotranspirasi potensial dengan menggunakan rumus
Thorontnwhaite.
6. Mahasiswa dapat menjelaskan dengan benar cara menghitung evapotranspirasi
dengan metode Penman.
Daftar Pustaka
1. Asdak. C. 2001. Hidrologi Dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Gadjah Mada
University
2. Seyhan. E. 1990. Dasar-Dasar Hidrologi. Gadjah Mada University.
3. Soewarno. 2000. Hidrologi Operasional. PT Citra Aditya Bakti Bandung.
4. Soewarno. 1991. Hidrologi: Pengukuran dan Pengelolaan Data Aliran Sungai
(Hidrometri). Nova Bandung.
5. Wilson. 1990. Hidrologi Teknik. Penerbit ITB Bandung.
21

22. 22