MAKALAH INTERSEPSI DAN EVAPOTRANSPIRASI

MAKALAH

INTERSEPSI DAN EVAPOTRANSPIRASI

Untuk memenuhi Tugas Mata Kuliah

HIDROLOGI DAN LINGKUNGAN

Dosen Pengajar :

Dr. DEASY ARISANTY, M.Sc

Drs. H. SIDHARTA ADYATMA, M.Si,

MUHAMMAD EFENDI, M.Pd,

Oleh :

ROMADONI GUNAWAN

A1A515055

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN GEOGRAFI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BANJARMASIN

2016

Kata Pengantar

Puji syukur kehadirat Allah SWT, atas berkat rahmat dan karunia – Nya lah, makalah ini dapat segera dapat terselesaikan dengan baik dan sesuai dengan tepat waktu.

Makalah ini di buat bertujuan untuk mempelajari dan memperdalam ilmu pengetehuan mengenai Intersepsi dan Evapotranspirasidalam mata kuliah HIDROLOGI DAN LINGKUNGAN. Juga saya ucapkan terima kasih kepada ibu Dr. DEASY ARISANTY, M.Sc, bapak Drs. H. SIDHARTA ADYATMA, M.Si, dan bapak MUHAMMAD EFENDI, M.Pd,selaku dosen pembimbing.

Makalah ini tentu masih banyak memiliki kekurangan, untuk itu saya berharap adanya kritik dan saran yang membangun mengenai makalah ini demi mendapat kesempurnaan.

Demikian tugas ini di buat, semoga tugas ini dapat menjadi referensi dan menambah wawasan bagi pembacanya.

Banjarmasin, Desember 2015

Hormat saya

Penyusun

Daftar Isi

Kata Pengantar……………………………………………………………..........i

Daftar Isi……………………………………………………………..................ii

Bab I Pendahuluan……………………………………………………………...1

A. Latar Belakang…………………………………………………………..1

B. Rumusan Masalah ……………………………………………………....1

C. Tujuan …………………………………………………………………...1

Bab II Pembahasan……………………………………………………………….2

A. Intersepsi……………………………………………………………….....2

B. Evaporasi dan Transpirasi…………………………………………….….20

Bab III Penutup…………………………………………………………………...48

Bab I

Pendahuluan

A. Latar Belakang

Evapotranspirasi adalah gabungan evaporasi dan transpirasi tumbuhan yang hidup di permukaan bumi.Air yang diuapkan oleh tanaman dilepas ke atmosfer.Evaporasi merupakan pergerakan air ke udara dari berbagai sumber seperti tanah, atap, dan badan air.Transpirasi merupakan pergerakan air di dalam tumbuhan yang hilang melalui stomata akibat diuapkan oleh daun. Evapotranspirasi adalah bagian terpenting dalam siklus air

Evapotranspirasi potensial adalah nilai yang menggambarkan kebutuhan lingkungan, sekumpulan vegetasi, atau kawasan pertanian untuk melakukan evapotranspirasi yang ditentukan oleh beberapa faktor, seperti intensitas penyinaran matahari, kecepatan angin, luas daun, temperatur udara, dan tekanan udara.Evapotranspirasi potensial juga menggambarkan energi yang didapatkan oleh kawasan tersebut dari matahari. Di sisi lain, transpirasi sebanding dengan seberapa banyak karbon yang diserap oleh kawasan vegetasi karena transpirasi juga berperan perpindahaan CO₂ dari udara ke daun.

B. Rumusan Masalah

1. Apa yang dimaksud dengan intersepsi dan evapotranspirasi ?

2. Apa yang di maksud dengan evaporasi dan transpirasi ?

3. Apa saja faktor-faktor penentu dan hasil penelitian intersepsi ?

4. Apa saja cara-cara untuk mengukur Intersepsi ?

C. Tujuan Masalah

1. Untuk mengetahui pengertian tentang intersepsi

2. Untuk mengetahui pengertian tentang evapotranspirasi

3. Untuk mengetahui pengertian tentang pengukuran Intersepsi

4. Untuk mengetahui pengertian tentang evaporasi dan transpirasi

Bab II

Pembahasan

INTERSEPSI DAN EVAPOTRANSPIRASI

Evapotranspirasi adalah keseluruhan jumlah air yang berasal dari permukaan tanah, air dan vegetasi yang diuapkan kembali ke atmosfer.Dengan kata lain, besarnya evapotranspirasi adalah jumlah antara evaporasi (penguapan air dari berasal dari permukaan tanah), intersepsi (penguapan kembali air hujan dari permukaan tajuk vegetasi) dan transpirasi (penguapan air tanah ke atmosfer melalui vegetasi). Beda antara intersepsi dan transpirasi adalah bahwa pada proses intersepsi yang diuapkan kembali ke atmosfer tersebut adalah air hujan yang tertampung sementara pada permukaan tajuk dan bagian lain dari suatu vegetasi sedangkan transpirasi adalah sebagai hasil proses fisiologi vegetasi.

Dengan kata lain, pada proses transpirasi, air yang diuapkan kembali ke atmosfer berasal dari dalam tanah. Air tanah diserap oleh akar vegetasi kemudian dialirkan ke bagian-bagian lain dari tanaman tersebut (melalui proses fisiologi tanaman) untuk selanjutnya diuapkan ke atmosfer ketika faktor-faktor iklim seperti suhu udara, kecepatan angin diatas permukaan tajuk, batang dan cabang tanaman memungkinkan untuk terjadinya penguapan. Pada proses intersepsi, air yang diuapkan adalah air yang berasal dari curah hujan yang berada pada permukaan daun, ranting dan cabang dan belum sempat masuk kedalam tanah.

3.1 INTERSEPSI

Intersepsi air hujan (rainfall interception loss) adalah proses ketika air hujan jatuh pada permukaan vegetasi, tertahan beberapa saat, untuk kemudian diuapkan kembali (“hilang”) ke atmosfer atau diserap oleh vegetasi yang bersangkutan. Proses intersepsi terjadi selama berlangsungnya curah hujan dan setelah hujan berhenti sampai permukaan tajuk vegetasi menjadi kering kembali. Setiap kali hujan jatuh di daerah bervegetasi, ada sebagian air yang tak pernah mencapai permukaan tanah, dan dengan demikian, tidak berperan dalam membentuk kelembaban tanah, air larian atau air tanah. Air tersebut akan kembali lagi ke udara sebagai air intersepsi tajuk, seresah dan tumbuhan bawah.

Intersepsi dianggap faktor penting dalam daur hidrologi karena berkurangnya air hujan yang sampai di permukaan tanah oleh adanya proses intersepsi adalah cukup besar. Dari keseluruhan evapotranspirasi, besarnya intersepsi bervariasi antara 35-55 %.

Oleh karenanya, pengelola daerah aliran sungai harus tetap memperhitungkan besarnya intersepsi karena jumlah air yang “hilang” sebagai air intersepsi dapat mempengaruhi neraca air lokal dan regional.Besarnya intersepsi hujan bekisar antara 35-75 % dari keseluruhan evapotranspirasi di atas tegakan hutan. Sementara besarnya intersepsi di hutan hujan tropis berkisar antara10-35 % dari curah hujan total (Bruijnzeel, 1990). Perubahan tegakan penutup tanah dari satu jenis vegetasi lain dapat mempengaruhi neraca air tahunan di daerah tersebut.

Air hujan yang jatuh di atas permukaan vegetasi yang lebat, terutama pada permulaan hujan, tidak langsung mengalir ke permukaan tanah. Untuk sementara, air tersebut akan ditampung oleh tajuk batang dan cabang vegetasi. Setelah tempat-tempat tersebut jenuh dengan air, maka air hujan yang datang kemudian akan menggantikan air hujan yang tertampung tersebut untuk selanjutnya menetes ke tajuk, batang dan cabang vegetasi di bawahnya sebelum akhirnya sampai di atas tumbuhan bawah, seresah, dan permukaan tanah. Besarnya air yang tertampung di permukaan tajuk, batang dan cabang vegetasi dinamakan kapasitas simpan intersepsi ( canopy storage capacity ) dan besarnya ditentuntukan oleh bentuk, kerapatan, dan tekstur vegetasi.

Air hujan jatuh pada permukaan tajuk vegetasi akan mencapai permukaan lantai hutan melalui dua proses mekanis, yaitu air lolos ( throughfall ) dan aliran batang ( stemflow ). Air lolos jatuh langsung ke permukaan tanah melalui ruangan antar tajuk/daun atau menetes melalui daun, batang dan cabang.Sedangkan aliran batang adalah air hujan yang dalam perjalanan mencapai permukaan tanah mengalir melalui batang vegetasi. Dengan demikian, intersepsi hujan adalah beda antara curah hujan total dan hasil pertambahan antara air lolos dan aliran batang.

3.1.1 Faktor-faktor Penentu dan Hasil Penelitian Intersepsi

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses intersepsi dapat dokelompokkan menjadi dua, vegetasi dan iklim. Yang termasuk dalam kelompok vegetasi adalah luas vegetasi hidup dan mati, bentuk dan ketebalan daun dan cabang vegetasi. Faktor iklim termasuk jumlah dan jarak lama waktu antara satu hujan dengan hujan berikutnya, intensitas hujan, kecepatan angin, dan beda suhu antara permukaan tajuk dan suhu atmosfer.

Air pada permukaan tajuk vegetasi lebih siap untuk terjadinya proses evaporasi dibandingkan air yang ada di tempat lain dalam suatu DAS. Akibatnya bila daun basah, proses intersepsi akan berlangsung beberapa kali lebih cepat daripada transpirasi dari permukaan vegetasi yang tidak terlalu basah.

Besarnya air hujan terintersepsi merupakan fungsi dari : 1) karakteristik hujan, 2) jenis, umur dan kerapatan tegakan, dan 3) musim pada yang bersangkutan. Umumnya antara 10 sampai 20% dari total jumlah hujan akan terintersepsi oleh suatu tegakan pada musim pertumbuhan. Pada vegetasi yang sangat rapat kehilangan air hujan oleh proses intersepsi dapat mencapai 25-35%.

Intersepsi umumnya besar pada hujan tidak lebat.Sejalan dengan bertambah besarnya curah hujan, maka jumlah air terintersepsi menjadi semakin kecil. Sebagai contoh, di daerah iklim sedang Amerika Utara pada curah hujan < 0,25 mm air terintersepsi mencapai 100%. Sementara pada curah hujan > 1 mm air hujan terintersepsi berkurang menjadi antara 10 hingga 40% (Kittredge, 1948). Masih di daerah beriklim sedang, pada tingkat kerapatan vegetasi berdaun jarum yang berbeda: masing-masing dengan jarak tanam 2 x 2 , 4 x 4 m, 6 x 6 m, dan 8 x 8 m memberikan hasil intersepsi hujan sebesar 33%, 24%, 15% dan 9% dari curah hujan total (Teklehaimanot dan Jarvis, 1991).

Tampak bahwa semakin rapat, jumlah air hujan yang diuapkan kembali ke atmosfer menjadi semakin besr. Hal ini erat kaitannya dengan faktor luas/kerapatan bidang penguapan, yaitu tajuk vegetasi atau dengan kata lain, besarnya intersepsi akan ditentukan oleh angka indeks luas tajuk (leas areas indeks, LAI). Berdasarkan prinsip ini maka besarnya intersepsi hujan di hutan alam tidak dipanen (unlogged forest) akan berbeda dengan besarnya intersepsi pada hutan alam yang telah mengalami pembalakan (logged forest). Perbedaan besarnya intersepsi tersebut disebabkan oleh berkurangnya angka indeks luas tajuk (LAI) akibat pembalakan, dan dengan demikian menurunkan besarnya kapasitas tampungan air pada permukaan tajuk vegetasi (canopy storage capacity S).

Besarnya intersepsi hujan suatu vegetasi juga dipengaruhi oleh umur tegakan vegetasi yang bersangkutan. Dalam perkembangannya, bagian-bagian tertentu vegetasi akan mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan bagian-bagian vegetasi yang mempunyai pengaruh terhadap besar-kecilnya intersepsi adalah perkembangan kerapatan/luas tajuk, batang dan cabang vegetasi.Semakin luas atau rapat tajuk vegetasi semakin banyak air hujan yang dapat ditahan sementara untuk kemudian diuapkan kembali ke atmosfer.Demikian juga halnya dengan jumlah percabangan pohon. Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa semakin tua, luas dan kerapatan tajuk kebanyakan vegetasi akan semakin besar. Jumlah percabangan pohon juga menjadi semakin banyak.Oleh kombinasi kedua faktor tersebut menyebabkan jumlah air hujan yang dapat ditahan sementara oleh vegetasi tersebut menjadi semakin besar sehingga kesempatan untuk terjadinya penguapan juga menjadi besar.

Hasil penelitian yang menghubungkan umur tegakan dengan perubahan besarnya intersepsi yang terjadi menunjukan bahwa semakin tua tegakan jumlah intersepsi air hujan menjadi semakin besar. Dari hasil penelitiannya di Lembang, Jawa Barat, Pudjiharta dan Sallata (1985) melaporkan bahwa pada tegakan Pinus merkusi dengan umur yang berbeda, masing-masing tegakan dengan umur 10, 15 dan 20 tahun jumlah intersepsi yang dihasilkan selama 93 kejadian hari hujan 16%, 22%, dan 31%. Contoh lain tentang hubungan antara besarnya intersepsi dengan luas permukaan tajuk dapat dilihat pada Tabel 3.1.

Di daerah hutan hujan tropis, persentase intersepsi hujan terhadap curah hujan total adalah bervariasi. Calder et al (1986) dalam penelitiannya di hutan Jawa Barat melaporkan bahwa 21% dari total air hujan terintersepsi oleh tajuk vegetasi hutan campuran. Sementara dalam penelitiannya proses-proses hidrologi, Sinun et al (1992) dari hutan hujan tropis Sabah, Malaysia dan Rao (1987) dari hutan tropis India melaporkan angka intersepsi hujan masing-masing sebesar 17% dari 31% dari total curah hujan. Hasil penelitian yang lebih akhir menunjukan bahwa besarnya air hujan yang terintersepsi oleh tajuk hutan hujan tropis tidak terganggu di Kalimantan Tengah adalah 11% (Asdak, 1997, Tabel 3.1).

Angka 11% tersebut sediikit lebih besar daripada hasil intersepsi air hujan di hutam Amazon yan dilaporkan oleh Llyod et al. (1988) yaitu 8,9% dan jauh lebih kecil daripada angka intersepsi yang dilaporkan oleh Sinun et al. (1992) dari Sabah, Malaysia. Dari hutan tropis Kenya Jackson (1975) melaporkan bahwa pada hujan tidak lebat angka intersepsi dapat menjapai 90% dari total hujan, sementara pada hujan sangat lebat angka tersebut hanya mencapai 5%. Besarnya variabilitas intersepsi air hujan oleh tajuk hutan seperti tersebut diatas membuktikan bahwa tidak ada angka standar untuk menunjukkan besarnya intersepsi karena besarnya intersepsi sangat dipengaruhi oleh keadaan iklim dan vegetasi setempat serta oleh metoda penelitianm yang dilakukan.

Tabel 3.1Perbandingan antara curah hujan total, Pg, air lolos, Tf, air aliran batang, Sf, dan intersepsi hujan, I, (mm) di hutan tidak terganggu dan hutan bekas tebangan TPTI di Kalimantan Tengah (Asdak et al., 1998)

Variabel	Unit	Hutan tidak terganggu ¹⁾	Rata-rata ³⁾	Hutan Tebangan ²⁾
Variabel	Unit	Hutan tidak terganggu ¹⁾	Rata-rata ³⁾	Tajuk rapat	Tajuk sedang	Tanpa tajuk
Pg	Mm	2199	3563	3563	3563	3563
Tf	Mm (%)	1918 (87,2)	3334 (93,5)	3027 (85,0)	3403 (95,0)	3539 (99,0)
St	Mm (%)	30 (1,4)	9,6 (0,3)	-	-	-
I	Mm (%)	251 (11,4)	219 (6,2)	536 (15,0)	160 (4,5)	24 (0,7)

Catatan : ¹⁾ Pengukuran selama 6 bulan ( jumlah kejadian hujan = 55 ).

²⁾ Pengukuran selama satu tahun ( jumlah kejadian hujan = 95 ).

³⁾ Rata-rata dari tiga penutupan tajuk yang berbeda.

Tabel 3.1 menunjukan bahwa pembalakan hutan dengan sistem Tebang Pilih dan Tanam Indonesia ( TPTI ) di Kalimantan Tengah telah menurunkan besarnya intersepsi hujan dari 11% di hutan tidak terganggu menjadi 6% dari curah hujan total di daerah tebangan. Tabel 3.1 juga menunjukan bahwa aliran batang hanya merupakan bagian kecil saja dari keseluruhan partisi curah hujan yang jatuh di atas permukaan tajuk vegetasi.

Dalam hal ini, 1,4% dari curah hujan total di hutan tidak terganggu, dan turun menjadi 0,3% akibat adanya pembalakan (logging). Penurunan angka air lolos ini berkaitan dengan berkurangnya basal area dari 38,6 menjadi 13,8 m²/ha akibat pembalakan. Hal lain yang menarik untuk diamati dari tabel tersebut diatas adalah, pertama, di lokasi pembalakan, besarnya intersepsi meningkat dengan bertambah rapatnya tajuk vegetasi, dalam hal ini dari 0,7% di lokasi tajuk, meningkat menjadi 4,5% dan 15% masing-masing di lokasi dengan penutupan tajuk sedang dan penutupan tajuk rapat. Keadaan yang sebaliknya terjadi dengan besarnya air lolos, yaitu 99% di lokasi tanpa tajuk, turun menjadi 95% dan 85% masing-masing di lokasi dengan penutupan tajuk sedang dan rapat.

Dengan kata lain, besarnya intersepsi/air lolos merupakan fungsi dari kondisi penutupan tajuk vegetasi seperti tampak pada Gambar 3.1. Gambar tersebut menunjukan bahwa semakin kecil penutupan tajuk vegetasi sebagai akibat pembalakan hutan, semakin besar air lolos yang akan sampai ke permukaan tanah, dan dengan demikian, menurunkan jumlah air terintersepsi yang pada gilirannya, akan meningkatkan debit aliran.

Apabila kita bandingkan antara angka intersepsi hujan di hutan tidak terganggu dengan angka intersepsi yang berlangsung di lokasi bekas tebangan dengan kondisi penutupan tajuk rapat, tampak bahwa besarnya intersepsi di lokasi bekas tebangan dengan penutupan tajuk rapat lebih besar daripada intersepsi yang berlangsung di hutan tidak terganggu ( 15% di hutan bekas tebangan, sementara di hutan tidak terganggu hanya 11% ).

Seharusnya besarnya intersepsi di kedua lokasi tersebut tidak akan berbeda banyak mengingat keduanya memiliki penutupan tajuk yang kurang lebih sama. Adanya perbedaan besarnya intersepsi di kedua lokasi tersebut kemungkinan disebabkan karena di lokasi bekas tebangan dengan penutupan tajuk rapat tersebut kondisi vegetasi setelah penebangan menjadi lebih rapat dan pendek ( pertumbuhan vegetasi baru ), terutama di tempat-tempat dengan kemiringan lereng besar. Tampaknya, dengan adanya kombinasi dominasi vegetasi yang lebih rapat dan oleh besarnya pengaruh turbulenceakibat penebangan telah meningkatkan besarnya intersepsi di daerah bekas tebangan dengan penutupan tajuk rapat.

Sifat alamiah tajuk vegetasi merupakan unsure penting lain dalam mengendalikan terjadinya proses intersepsi. Ada perbedaan mengenai besarnya intersepsi yang berlangsung di daerah perkotaan yang ditandai dengan banyaknya bangunan kedap air serta kekasaran bidang permukaan yang relative besar, kesempatan air hujan tertampung di bidang permukaan tersebut berkisar antara 2-5 mm ( Dunne dan Leopold , 1978 ). Besarnya suhu udara di daerah perkotaan telah meningkatkan laju evaporasi sehingga evaporasi di daerah perkotaan lebih besar daripada daerah pedesaan dan, dengan demikian, juga berlaku untuk intersepsi.Namun demikian, belum banyak data yang menunjukkan besarnya intersepsi di daerah perkotaan.

Gambar 3.1 Hubungan antara air lolos, Tf, dan curah hujan, Pg, untuk kondisi penutupan tajuk yang berbeda di lokasi pembalakan hutan. Persamaan-persamaan regresi untuk

penutupan tajuk rapat ( ) : Tf = 1,39 + 0,83 Pg (r2 = 0,95)

penutupan tajuk sedang ( ) : Tf = 1,77 + 0.93 Pg (r2 = 0,98)

tanpa penutupan tajuk ( ------------ ) : Tf = 0,04 + 1,01 Pg (r2 = 0,99)

(diadaptasi dari Asdak et al., 1998)

Di daerah yang di dominasi oleh vegetasi (pedesaan), faktor-faktor pengendali besarnya intersepsi adalah tipe, kerapatan, dan umur vegetasi yang dominan di daerah tersebut.Jenis vegetasi juga berpengaruh terhadap besarnya intersepsi karena ada jenis vegetasi tertentu yang mempunyai intersepsi berbeda dari musim ke musim.

Musim pertumbuhan memberikan nilai intersepsi lebih besar daripada musim tidak aktif (dormant season). Demikian pula ada jenis vegetasi yang mempunyai intersepsi relative sama sepanjang tahun (evergreen species). Perbedaan besarnya intersepsi juga ditentukan oleh bentuk komunitas vegetasi. Tegakan pohon, semak-belukar, padang rumput, dan tanaman pertanian mempunyai porsi intersepsi yang berbeda. Secara umum dapat dikatakan bahwa semakin rapat tajuk vegetasi, semakin besar intersepsi yang terjadi.Kerapatan dalam hal ini termasuk tajuk-tajuk yang berada di bawah tajuk utama.

Besarnya intersepsi pada tanaman pertanian bervariasi tergantung pada jenis tanaman pangan, jarak tanam, dan lama berlangsungnya periode pertumbuhan relative terhadap saat terjadinya hujan.Faktor berlangsungnya periode pertumbuhan tanaman mempunyai pengaruh besar terhadap besar kecilnya intersepsi yang terjadi.Lull (1964) melaporkan bahwa besarnya intersepsi dari berbagai jenis tanaman bervariasi dan tampak dipengaruhi oleh periode pertumbuhan masing-masing tanaman tersebut.Tabel 3.2 menunjukkan pengaruh musim pertumbuhan tanaman terhadap besarnya intersepsi hujan.Tabel 3.2 menunjukkan bahwa besarnya intersepsi menurun dengan kurang aktifnya masa pertumbuhan tanaman.Hal ini berlaku untuk semua jenis tanaman yang diteliti.

Di daerah berhutan, untuk mengetahui besarnya intersepsi, diperlukan pemahaman tentang mekanisme terjadinya intersepsi oleh seresah. Kemampuan seresah untuk menahan air dan menguapkan kembali air tertahan tersebut akan ditentukan oleh ketebalan seresah dan karakteristik seresah dalam “mengikat” air hujan (Helvery dan Patric, 1965).

Tabel 3.2Besarnya intersepsi hujan dari berbagai jenis tanaman (Lull, 1964)

Jenis Tanaman	Periode pertumbuhan cepat			Intersepsi selama periode pertumbuhan lambat (%)
Jenis Tanaman	Curah hujan (mm)	Intersepsi (mm)	Intersepsi (%)	Intersepsi selama periode pertumbuhan lambat (%)
Alfalfa	275	98	36	22
Jagung	181	28	16	3
Kedelai	158	23	15	9
Gandum	171	12	7	3

3.1.2 Pengukuran Intersepsi

Pengukuran besarnya intersepsi pada skala tajuk vegetasi dapat dilakukan melalui dua pendekatan, yaitu pendekatan neraca volume (volume balance approach) dan pendekatan neraca energy (energy balance approach). Cara pendekatan yang pertama adalah cara tradisional yang paling umum dilakukan yaitu dengan mengukur curah hujan, aliran batang, dan air lolos. Intersepsi adalah beda antara besarnya curah hujan total dan curah hujan bersih (aliran batang + air lolos).

Cara yang kedua adalah perhitungan besarnya intersepsi dengan memanfaatkan persamaan matematis dengan masukan parameter-parameter meteorology dan struktur tajuk serta tegakan yang diperoleh dari pengukuran di lapangan.Persamaan yang umum digunakan adalah persamaan Penman (Penman, 1963). Berikut ini adalah uraian cara perhitungan intersepsi dengan menggunakan pendekatan neraca volume.

Curah hujan harian atau mingguan adalah komponen pertama yang harus diperoleh dengan menggunakan alat penakar hujan (“standar” atau otomatis) di tempat terbuka (ketinggian vegetasi atau bangunan di sekitar alat penakar hujan tidak boleh membentuk sudut lebih dari 45° dari tempat alat penakar hujan).Apabila di daerah penelitian tidak terdapat tempat terbuka (misalnya di hutan alam), maka perlu didirikan menara sehingga alat penakar hujan dapat ditempatkan di atas tajuk hutan atau mencari tempat terbuka yang memungkinkan untuk pengukuran curah hujan.

Jarak alat penakar hujan dari tempat pengukuran air lolos dan aliran batang (pada kondisi yang umum) sebaiknya tidak terlalu jauh mengingat variabilitas spasial curah hujan di daerah tropis adalah besar. Apabila di tempat tersebut (hutan alam) tidak memungkinkan untuk memasang menara atau tidak ada tempat terbuka di dekat tempat pengukuran air lolos dan aliran batang maka dapat memanfaatkan stasiun penakar hujan di tempat lain sepanjang perbedaan regim curah hujan tidak terlalu besar. Pada cara yang terakhir ini akurasi hasil yang diperoleh kurang memadai.

Besarnya air lolos dapat diperoleh dengan cara memasang talang-talang penampung air hujan (troughs) di bawah pohon yang ditempatkan secara acak. Talang tersebut berebentuk V dengan panjang 140 cm dan lebar 10 cm. Air yang tertampung di aliran bak penampung. Air lolos kemudian diperoleh dengan cara mengukur volume air yang tertampung tersebut dibagi dengan luas penampang talang. Jumlah talang yang digunakan tergantung pada tingkat ketelitian yang dikehendaki.

Secara statistic, semakin banyak jumlah alat ukur yang digunakan dalam penelitian, semakin kecil kesalahan baku dari nilai tengah populasi. Dalam penelitian intersepsi hujan di hutan Akasia di Jatiluhur, Ambar (1986) menggunakan 8-10 buah talang penampung air hujan. Cara lain yang lebih umum dilakukan adalah dengan menggunakan kombinasi botol atau jerigen kecil yang dilengkapi dengan corong. Ukuran botol untuk daerah tropis dengan intensitas hujan besar adalah antara 3-5 liter (tergantung pada jumlah kejadian hujan untuk setiap kali pengukuran) dan corong dengan diameter 18-20 cm. Untuk mendapatkan data air lolos yang baik dapat dilakukan dengan metoda pengambilan sampel secara acak bertingkat (stratified random sampling).

Dalam teknik pengambilan sampel acak bertingkat, populasi dikelompokkan menjadi satuan-satuan atau stratum berdasarkan karakteristik yang kurang lebih seragam yang dijumpai dalam populasi tersebut.Setiap satuan atau stratum dalam populasi tersebut kemudian dipilih sebagai sampel dan kombinasi dari estimasi seluruh sampel dipakai sebagai estimasi populasi yang menjadi kajian. Sebagai contoh, Asdak (1997) menggunakan plot penelitian dengan ukuran 100 x 40 m dibagi dalam lima garis parallel (panjang 100 m; jarak antar garis 10 m) dimana setiap garis mempunyai interval 1 m sehingga membentuk grid 1 x 10 m atau diperoleh 505 titik-titik pengamatan.

Jumlah sampel untuk pengamatan air lolos, katakanlah 50 sampel (botol dan corong) kemudian ditempatkan secara acak bertingkat (setiap tingkat atau stratumditentukan berdasarkan kemiripan karakteristik yang dijumpai dalam populasi). Setiap sampel dipindahkan dari satu titik pengamatan ke titik pengamatan yang lain setiap satu minggu atau setiap kejadian hujan. Dengan demikian selama waktu tertentu, seluruh 505 titik-titik pengamatan tersebut diatas pernah sekali atau lebih (tergantung pada penarikan secara acak) dijadikan sebagai titik pengamatan.

Hasil penelitian intersepsi hujan yang diperoleh dengan menggunakan strategi pengambilan sampel seperti tersebut di atas dapat dilihat pada Tabel 3.1. Dengan menggunakan metoda penelitian seperti tersebut diatas, Llyod dan Marques (1988) dari hutan Amazon melaporkan bahwa kesalahan baku yang diperoleh kuranf lebih 5%. Dari hasil penelitian mereka juga dapat ditentukan standar untuk menentukan tingkat kesalahan baku yang diperkirakan akan terjadi untuk jumlah dan cara penempatan sampel tertentu, yaitu dengan menggunakan pedoman seperti tersebut pada Gambar 3.2.

Gambar 3.2 menunjukkan bahwa untuk memprakirakan besarnya hariga rata-rata air lolos di hutan tropis dataran rendah pada taraf keyakinan 10%, diperlukan sekitar empat puluh buah alat ukur air lolos (botol dan corong) yang ditempatkan secara tetap di satu tempat. Apabila penempatan alat ukur air lolos dilakukan dengan cara dipindahkan secara acak (randomly relocated) setiap kali selesai pengukuran, maka untuk mendapatkan tingkat kesalahan baku (< 5%) yang sama dengan pengukuran dengan menggunakan 40 alat ukur, dengan cara relokasi ini hanya diperlukan 10 alat ukur.

Gambar 3.2 Kemungkinan kesalahan baku dari harga rata-rata air lolos untuk hutan hujan tropis Amazon, Brasil. Grafik dapat dimanfaatkan untuk menentukan jumlah alat ukur air lolos yang diperlukan untuk tingkat kesalahan baku yang diinginkan (Lloyd dan Marques, 1988)

Cara pengukuran air lolos yang lebih terpadu ialah dengan menggunakan alat yang disebut dengan plastic-sheet gauge atau dengan memasang lembaran plastik penampung air lolos dan sekaligus menampung air aliran batang yang ditempatkan di bawah tegakan hutan. Ukuran plastik yang digunakan umumnya adalah 14 x 4 m, dan dipasang ± 1 m di atas permukaan tanah.

Pemasangan plastik tersebut diatur sedemikian rupa sehingga air lolos di atas plastik tersebut dapat tertampung dan bersama-sama dengan air aliran batang dari pohon-pohon sampel mengalir menuju ke bak penampungan atau dialirkan melalui alat tipping bucked, alat penakar hujan yang bekerja secara automatis. Keuntungan teknik yang terakhir ini adalah air lolos dan air aliran batang dapat diperoleh sekaligus, sementara kelemahannya adalah apabila alat bocor atau terjadi kerusakan lainnya, maka risiko kehilangan data menjadi besar.

Dalam penelitian intersepsi hujan yang paling mutakhir biasanya pengukuran air lolos dilakukan dengan cara kombinasi botol (dan corong) dan alat tipping bucked. Alat tipping bucked (dapat mencatat besarnya air lolos yang jatuh di bawah tegakan hutan) ditempatkan secara acak dan tidak direlokasi. Sementara botol (dan corong) direlokasi secara acak setiap minggu atau sekali setiap satu kejadian hujan.

Dengan ditempatkan alat ukur air lolos secara permanen (alat tipping bucked) dimaksudkan untuk mengertahui besarnya perbedaan air lolos antara dua plot dengan perlakuan berbeda dan untuk keperluan pemodelan intersepsi hujan. Sedang alat ukur air lolos yang harus direlokasi setiap satu kejadian hujan (botol+corong) dimaksudkan untuk mengetahui besarnya variabilitas spasial dan temporal air lolos dalam suatu plot (Lloyd dan Marques, 1988; Asdak, 1997).

Aliran batang diperoleh dengan cara memasang lempengan seng atau plastik melingkar atau melilit batang pohon agar aliran yang melalui percabangan dan batang tersebut keseluruhannya dapat dialirkan dan ditampung ke dalam bak penampung sehingga dapat diukur volumenya atau langsung dicatat melalui tipping bucked.

Ukuran lebar plastik atau seng yang digunakan adalah antara 20-30 cm. Pada salah satu sisi plastik atau seng ini dibuat saluran yang akan mengalirkan air yang tertampung tersebut ke bak penampungan atau alat tipping bucked. Cara lain yang bisa dilakukan untuk mengukur besarnya aliran batang adalah dengan menggunakan pipa plastik yang dibelah menjadi dua. Salah satu belahan pipa plastik tersebut kemudian dililitkan pada batang pohon. Salah satu cara untuk melekatkan pipa tersebut ke batang pohon adalah dengan menggunakan paku yang kemudian dilapisi bahan perekat (lem khusus atau getah) agar aliran air dari batang bagian atas dapat masuk kec dalam belahan pipa plastik yang dipasang melingkar batang tersebut.

Pemilihan pohon yang akan dijadikan sampel aliran batang diusahakan mewakili hutan yang diteliti baik dalam hal sebaran diameter maupun karakteristik permukaan batang pohon. Dalam hutan alam tropis umumnya diameter paling kecil yang dijadikan pohon sampel adalah mulai 10 cm.

Persamaan matematik dan Gambar 3.3 seperti tersebut di bawah ini menunjukkan cara pengukuran dan perhitungan besarnya intersepsi yang terjadi dalam suatu plot percobaan :

Ic = Pg – (Tf + Sf)

Ic = intersepsi tajuk (mm); Pg = curah hujan (mm)

Tf = aliran batang (mm)

Intersepsi total (I) = Ic + I₁

I₁ = Intersepsi seresah; Jumlah air hujan yang sampai di lantai hujan = Tf + Sf

Curah hujan bersih (Pn) = Tf + Sf - I₁

Gambar 3.3 Pengukuran intersepsi tajuk (Ic) dan intersepsi lantai hutan (If). Pg = curah hujan total, Tf = air lolos, dan Sf = aliran batang, RG = kedudukan alat penakar hujan, Pn = net precipitation

Dalam kasus proses intersepsi tegakan hutan dari mulai tegakan muda sampai menjadi tegakan hutan tua, maka berlaku hal-hal tersebut di bawah ini :

1. Air lolos (Tf) akan semakin berkurang sejalan dengan bertambah rapatnya tajuk tegakan hutan.

2. Aliran batang (Sf) akan semakin bertambah tapi tidak terlalu banyak dari aliran batang sebelumnya.

3. Kapasitas tamping permukaan tajuk (atas dan bawah) dan seresah, dalam hubungan dengan bidang permukaan tajuk, juga akan meningkat.

Kegunaan intersepsi dalam bidang hidrologi tergantung pada karakteristik iklim, fisik, dan vegetasi. Pada kebanyakan studi analisis neraca air, intersepsi dianggap penting untuk menentukan besarnya curah hujan bersih (net precipitation) atau jumlah curah hujan yang tersedia untuk menjadi air infiltrasi, air larian, aliran air bawah permukaan, atau aliran air tanah. Besarnya curah hujan bersih adalah curah hujan total dikurangi intersepsi total atau penjumlahan antara air aliran batang dan air lolos.

Dalam percobaan dengan menggunakan plot, besarnya curah hujan bersih dapat ditentukan dengan mudah.Akan tetapi menentukan besarnya curah hujan bersih dari suatu wilayah DAS dapat sangat rumit. Variabilitas spasial tipe tajuk, stratifikasi tajuk, dan kapasitas tamping seresah akan sangat mempengaruhi besarnya intersepsi total di tempat tersebut.

3.1.3 Interepsi dan Neraca Air

Peranan interepsi hujan oleh vegetasi (hutan) dalam neraca air dari suatu DAS sekarang telah lebih dipahami oleh para pakar hidrologi hutan. Hal ini terutama berkaitan dengan telah dikuasainya pemahaman mekanisme berlangsungnya proses-proses evaporasi dan transpirasi yang terjadi dalam masyarakat vegetasi.

Dalam penelitian hidrologi hutan dikenal salah satu hipotesis yang menekankan bahwa “hilang” nya sebagian air hujan oleh proses intersepsi pada prinsipnya merupakan proses evaporasi, dan karena dalam proses ini hanya tersedia sejumlah energi (matahari) dalam periode waktu tertentu, maka energy tersebut akan dimanfaatkan untuk berlangsungnya penguapan air dari dalam vegetasi (transpirasi) atau untuk berlangsungnya penguapan air hujan dari permukaan daun (intersepsi).

Hasil penelitian para pakar hidrologi hutan menunjukan bahwa intersepsi memberikan pengaruh yang cukup besar terhadap jumlah air hujan yang akan menjadi air tanah (infiltrasi) dan atau air larian. Sementara hasil penelitian dan beberapa daerah hutan tropis Amazon, Afrika, dan Asia menunjukan besarnya air hujan yang terintersepsi oleh vegetasi hutan bervariasi antara 10-35% dari hujan total yang turun didaerah tersebut (Calder et al., 1986: Lloyd et al., 1988; Sinun et al., 1998).

Hal yang tampaknya menimbulkan tanda tanya besar dan perlu mendapat kanjawaban yang serius adalah apakah evaporasi dari permukaan vegetasi basah dapat juga berlangsung pada tingkat laju yang lebih tinggi dari pada apabila evaporasi tersebut berlangsung pada permukaan vegetasi yang tidak basah.

Hal lain yang juga memerlukan kejelasan adalah apakah evavorasi juga terjadi pada vegetasi yang telah mati atau kondisi tidak aktif (dormant) serta pada malam hari ketika laju transpirasi berkurang atau berhenti sama sekali. Jawaban yang tegas atas permasalahan ini tampaknya memerlukan penjelasan yang berkaitan dengan sumber energi yang mendorong berlangsungnya proses evaporasi. Penelitian prroses-proses hidrologi yang mengarah pada jawaban atas pertanyaan tersebut diatas, dengan demikian, perlu mendapatkan prioritas.

Bukti-bukti ilmiah yang telah dikumpulkan sejak 1960, terutama dari hutan di daerah beriklim sedang, menunjukan bahwa laju intersepsi jauh lebih cepat dari pada laju transpirasi, dan oleh karenannya, kehilangan air oleh proses intersepsi merupakan bentuk kehilangan air nyata dalam sistem neraca air suatu DAS (Ward dan Robinson, 1990).

Hasil peneliian yang lebih realistis dilaporkan oleh Rutter (1963, 1967), Helvey (1967), dan Leyton et al. (1967) yang menunjukan bahwa selama musim dingin kehilangan air oleh proses intersepsi telah melebihi laju transpirsi di tempat dan llingkungan yang sama. Bukti lain bahwa besarnya intersepsi perlu dipertimbangkan dalam analisis neraca air adalah dari hasil penelitian Hewlett dan Hibbert (1961) dan Hibbert (1967) di DAS dengan skala kecil di Amerika Utara yang menunjukan bahwa terjadi kenaikan nyata hasil air (water yield) sebagai akibat dari pengurangan vegetasi hutan. Sementara pada keadaan yang lain, telah terjadi penurunan hasil air sebagai akibat perubahan tata guna lahan dari hutan berdaun lebar menjadi hutan pinus. Kedua keadaan tersebut diatas merupakan pengaruh dari adanya perubahan besarnya intersepsi di DAS yang bersangkutan

Kombinasi temuan ilmuan dan teori yang telah beredar menunjukan bahwa laju penguapan kembali air yang bertahan pada permukaan vegetasi (intersepsi) ke atmosfer jauh lebih tinggi dari pada proses penguapan air dari dalam vegetasi (transpirasi) untuk jenis vegetasi dari lingkungan yang sama. Dalam hal ini, laju kecepatan intersepsi 2,5lebih besar dari pada laju transpirasi (singh dan Szeicz, 1979, Steward dan Thom, 1973).

Lebih lanjut, hasil penelitian Pearce et al. (1980) menunjukan bahwa besarnya intersepsi akan meningkat ketika proposi lama waktu hujan di malam hari terhadap jumlah hujan juga meningkat. Hal ini berarti, di kebanyakan daerah dengan curah hujan besar, dimana paling sedikit setengah dari jumlah curah hujan total jauh pada malam hari, peranan intersepsi terhadap perubahan neraca air suatu DAS adalah faktor kapasitas tampung tajuk vegetasi. Semakin besar kapasitas tamping tajuk, semakin besar kemungkinan untuk berlangsungnya proses intersepsi tajuk vegetasi, dan dengan demikian, meningkatkan jumlah “kehilangan” air hujan yang seharusnya sampai ke permukaan tanah.

Penjelasan tentang mengapa proses evaporasi yang berlansung di permukaan tajuk vegetasi basah, terutama vegetasi hutan. Lebih cepat dari pada proses evaporasi yang terjadi pada permukaan tajuk kering dapat diterangkan dalam kaitannya dengan resis tensi lapisan batas permukaan vegetasi (boundary layer resistence) (Ward dan Robinson, 1990).

Resis tensi lapisan batas permukaan vegetasi ini merupakan bentuk resistensi fisiologis vegetasi yang berlangsung secara alamiah pada setiap permukaan tajuk vegetasi, terutama untuk menahan transpor air melalui proses transpirasi. Bentuk resistensi yang berlansung pada permukaan tajuk vegetasi dikenal sebagai resistensi aerodinamika (aerodynamic resistance) yang adalah ukuran resistensi oleh permukaan tajuk vegetasi terhadap transport uap air dari permukaan tajuk vegetasi ke atmosfer di sekitar vefgetasi tersebut. Pada keadaan vegetasi kering, tajuk hutan kemungkinan hanya akan memberikan resistensi sedikit lebih tinggi daripada resistensi yang ada pada permukaan vegetasi rumput atau jenis vegetasi semak lainnya.

Tetapi, ketika permukaan tajuk vegetasi dalam keadaann basah, resistensi yang terjadi pada permukaan vegetasi tersebut menjadi jauh berkurang, bahkan dapat mencapai nol atau tidak ada resistensi sama sekali (Calder, 1979). Resistensi aerodinamika pada prinsipnya tergantung pada kekasaran permukaan tajuk vegetasi dan pada umumnya lebih besar untuk vegetasi hutan dibandingkan dengan vegetasi rumput atau jenis vegetasi semak.Dengan demikian, resistensi terhadap tranport uap air adalah lebih rendah untuk permukaan vegetasi basah dan juga rendah untuk vegetasi hutan daripada vegetasi rumput atau semak belukar.

Tambahan energy yang diperlukan untuk mempertahankan laju evaporasi agar tetap tinggi melalui peranan dominan resistensi aerodinamika untuk vegetasi dengan permukaan basah tampaknya berasal dari kombinasi energi adveksi dan modifikasi keseimbangan radiasi matahari. Rutter (1971) menunjukkan bahwa besarnya proses evaporasi pada tajuk vegetasi basah kemungkinan tidak dikendalikan oleh faktor keseimbangan radiasi matahari melainkan lebih ditentukan oleh karena permukaan vegetasi yang basah tersebut berfungsi sebagai penampang energy adveksi yang berasal dari atmosfer.

Adalah jelas ketika air yang ada di permukaan tajuk vegetasi tersebut menguap, suhu pada permukaan tajuk menjadi lebih rendah daripada suhu udara di sekitar tajuk vegetasi. Beda suhu antara dua tempat tersebut kemudian dimanfaatkan untuk menghasilkan aliran panas untuk memasok kekurangan energi yang diperlukan untuk proses penguapan. Dengan demikiran, dapat dikatakan bahwa hasil penelitian para pakar fisiologi lingkungan mengisyarakat bahwa energy adveksi dapat diturunkan dari kandungan panas yang dihasilkan oleh adanya gerakan uap air di atas permukaan tajuk vegetasi (Stewart, 1977) atau dari panas tersimpan di udara sekitar tajuk vegetasi dan dalam vegetasi itu sendiri (Moore, 1976).

Dukungan penyataan bahwa peranaan energy adveksi dan energy tersimpan adalah besar untuk berlangsungnya proses evaporasi juga diperoleh dari hasil penelitian, antara lain, Pearce et al. (1980) dan Kelliher et al. (1992), yang menegaskan bahwa laju evaporasi pada malam hari adalah besar. Sementara tidak ditemukan adanya sumber energy lain pada saat tersebut. Di hutan tropis Kalimantan, laju evaporasi air hujan yang “tertangkap” tajuk vegetasi pada malam hari kurang-lebih sama dengan laju evaporasi di tempat yang sama pada siang hari untuk 20 kejadian hujan dari keseluruhan 55 kejadian hujan (Asdak, 1997). Hasil penelitian yang dilakukan oleh Asdak et al (1998) di hutan huja tropis Kalimantan juga menunjukkan bahwa evaporasi dari tajuk vegetasi yang basah lebih disebabkan oleh energy adveksi daripada oleh energy radiasi.

Hal ini ada kemungkinan disebabkan oleh tingginya variabilitas curah hujan yang berlangsung di hutan hujan tropis seperti Kalimantan, sehingga bentang lahan yang ada di wilayah tersebut pada dasarnya merupakan mosaic wilayah-wilayah tegakan hutan basah (terjadi hujan) dan kering (tidak ada hujan).Wilayah-wilayah tegakan hutan basah dan kering ini seringkali hanya berjarak beberapa kilometer antara satu dengan lainnya.

Sebagai contoh, hasil penelitian di hutan alam tropis yang tidak terganggu di Kalimantan Tengah menunjukkan bahwa energy adveksi menyumbang terjadinya evaporasi sebesar 0,8 mm/jam (75%) dari keseluruhan laju evaporasi dari tegakan hutan basah sebesar 0,50 mm/jam, sementara energy radiasi hanya memberikan sumbangan sebesar 0,12 mm/jam (25%). Proporsi sumbangan energi antara adveksi dan radiasi untuk terjadinya evaporasi di lokasi pembalakan juga kurang-lebih sama berlangsung di hutan tidak terganggu. Secara keseluruhan, perbandingan proporsi energi digunakan untuk berlangsungnya evaporasi dari permukaan tajuk basah (intersepsi) di hutan yang tidak terganggu adalah seperti tampak pada Gambar 3.4.

Gambar 3.4 Perbandingan antara proporsi energi radiasi dan energy adveksi yang digunakan untuk proses evaporasi air hujan yang tertahan di permukaan tajuk vegetasi di hutan tidak terganggu di Kalimantan Tengah (diadaptasi dari Asdak et al., 1998)

Gambar 3.4 menunjukkan bahwa pada laju intersepsi rendah, atau pada permulaan terjadinya hujan, energy radiasi memberikan sumbangan besar untuk berlangsungnya intersepsi hujan karena pada saat-saat tersebut radiasi matahari datang masih efektif dalam proses berlangsungnya evaporasi.

Selanjutnya, ketika laju intersepsi meningkat, oleh kombinasi kecilnya angka resistensi aerodinamik (rₐ) dan berangsur-angsur menurunnya jumlah radiasi matahari sebagai akibat meningkatnya jumlah awan, telah meyebabkan energi adveksi sebagai penyumbang utama untuk berlangsungnya intersepsi hujan di daerah tersebut. Hasil penelitian tersebut diatas yang menyimpulkan bahwa energy adveksi lokal dan bukan energi radiasi yang merupakan the driving force untuk berlangsungnya proses intersepsi sejalan dengan hasil-hasil penelitian yang telah dilakukan di beberapa tempat (antara lain, Stewart, 1997; Pearce et al., 1980; Kelliher et al., 1992).

Pendapat lain tentang peranan intersepsi terhadap neraca air berkaitan dengan kenyataan bahwa dalam keadaan tertentu, interkasi antara air yang menguap (intersepsi vertikan) dengan air yang dihasilkan (intersepsi horizontal, yaitu intersepsi embun oleh hutan) kemungkinan akan memberikan tambahan hasil air DAS yang menjadi kajian. Hal ini tampaknya akan berlaku untuk daerah-daerah berhutan yang mempunyai topografi bergelombang, dimana kabut atau awab banyak dijumpai.

Akhirnya dapat dikatakan bahwa proses intersepsi dapat memberikan dampak dengan skala bervariasi terhadap keadaan neraca air suatu DAS karena adanya defisit kelembaban lokal sebagai akibat penurun jumlah presipitasi dan air lolos yang sampai ke permukaan tanah dan adanya beda ukuran butiran presipitasi yang jatuh ke permukaan tanah dan adanya beda ukuran butiran presipitasi yang jatuh ke permukaan tajuk dengan ukuran butiran air lolos.

3.2 EVAPORASI DAN TRANSPIRASI

Mengukur besarnya evaporasi adalah salah satu hal yang paling sulit dilakukan dalam rangkaian pengukuran daur hidrologi. Di daerah tropis pada umumnya, kehilangan air oleh proses evaporasi dan transpirasi dapat mempercepat terjadinya kekeringan dan penyusutan debit sungai pada musim kering.

Bagi pakar hidrologi, kehilangan air akibat evaporasi biasanya dilihat dari dua sisi. Pertama, evaporasi dari permukaan air (Eₑ), yaitu penguapan air langsung dari danau, sungai dan badan air lainnya. Kedua, kehilangan air melalui vegetasi oleh proses-proses intersepsi dan transpirasi (ET), karena penguapan air yang baru jatuh di atas permukaan daun vegetasi (intersepsi) juga diperhitungkan.

Dalam hal ini, peristiwa evapotranspirasi sering juga ditafsirkan sebagai kehilangan air total sebagai akibat evaporasi dan transpirasi dari permukaan tanah dan vegetasi. Besarnya ET bervariasi tergantung jenis vegetasi, kemampuannya dalam menguapkan air (ketersediaan energi), dan persediaan air dalam tanah di tempat tersebut.Menentukan besarnya ET lebih sulit daripada menghitung Eₒ karena laju transpirasi pada suatu tempat dapat bervariasi dan lagi pula faktor ketersediaan air dalam tanah memerlukan batasan yang jelas.

3.2.1 Evaporasi

Evaporasi adalah penguapan air dari permukaan air, tanah, dan bentuk permukaan bukan vegetasi lainnya oleh proses fisika. Dua unsur utama untuk berlangsungnya evaporasi adalah energy (radiasi) matahari dan ketersediaan air.

Radiasi matahari. Sebagian radiasi gelombang pendek (shortwave radiation) matahari akan diubah menjadi energy panas di dalam tanaman, air, dan tanah. Energy panas tersebut akan menghangatkan udara disekitarnya. Panas yang dipakai untuk menghangatkan partikel-partikel berbagai material di udara tanpa mengubah bentuk partikel tersebut dinamakan panas-tampak (sensible heat). Sebagian dari energy matahari akan diubah menjadi tenaga mekanik. Tenaga mekanik ini akan menyebabkan perputaran udara dan uap air diatas permukaan tanah. Keadaan ini akan menyebabkan udara diatas permukaan tanah jenuh, dan dengan demikian, mempertahankan tekanan uap air yang tinggi pada permukaan bidang evaporasi.

Ketersediaan air 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 lebih tinggi daripada bidang permukaan rata karena pada bidang permukaan yang lebih kasar besarnya turbulent meningkat.

3.2.1.1. Faktor-faktor Penentu Evaporasi

Proses-proses fisika yang menyertai berlangsungnya perubahan bentuk dari zat cair menjadi gas berlaku pada kedua proses evaporasi tersebut di atas. oleh karenanya, kondisi fisika yang mempengaruhi laju evaporasi umum terjadi pada kedua proses alamiah tersebut. Faktor-faktor yang berpengaruh antara lain :

1. Panas diperlukan untuk berlangsungnya perubahan bentuk dari zat cair ke gas dan secara alamiah matahari menjadi sumber energy panas. Energy panas-tak tampak (latent heat) pada proses evaporasi datang sebagai energy panas gelombang pendek (shortwave radiation) dan energy panas gelombang panjang (longwave radiation). Energy panas gelombang pendek merupakan sumber energy panas terbesar dan akan mempengaruhi besarnya air yang dapat di uapkan dari permukaan bumi sesuai dengan ketinggian tempat dan musim yang berlangsung. Sedang energy panas gelombnag panas gelombnag panjang adalah panas yang dilepaskan oleh permukaan bumi ke udara dan bersifat menambah panas yang telah dihasilkan oleh energy panas gelombang pendek.

2. Suhu udara, permukaan bidang penguapan (air, vegetasi, dan tanah), dan energy panas yang berasal dari matahari adalah faktor-faktor penting yang perlu dipertimbangkan dalam menghitung besarnya evaporasi. Makin tinggi suhu udara di atas permukaan 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 di jumpai di daerah tropik pada musim kering dan musim basah.

3. Kapasitas kadar air dalam udara juga di pengaruhi secara langsung oleh tinggi rendahnya suhu udara di tempat tersebut. Besarnya kadar air dalam udara di suatu tempat di tentukan oleh tekanan uap air. ℓᵃ (vapour pressure) yang ada di tempat tersebut. Proses evaporasi tergantung apada deficit tekanan uap air jenuh. D ᵥᵨ, (saturated vapour pressure deficit) di udara atau jumlah uap air yang dapat di serap 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 uadara. Dengan demikian, evaporasi lebih banyak terjadi di daerah pedalaman di mana kondisi udara cenderung lebih kering daripada daerah pantai yang lebih lembab akibat penguapan Dario permukaan air laut.

4. Ketika proses penguapan berlangsung, udara di atas permukaan bidang penguapan secara bertahap menjadi lebih lembab, sampai pada tahap ketika udara menjadi jenuh dan tidak mampu lagi menampung uap air. 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 tersebut akan berlangsung secara terus-menerus. Hal ini terjadi karena adanya pergantian udara yang lebih kering atau gerakan massa udara dari tempat dengan tekanan udara lebih tinggi ke tempat tekanan yang lebih rendah. Proses perpindahan massa udara seperti itu di sebut proses adveksi. Dalam hal ini, peranan kecepatan angin di atas permukaan bidang penguapan merupakan faktor yang penting untuk terjadinya evaporasi. Penguapan air di daerah lapang seharusnya lebih besar dibandingkan daerah dengan banyak naungan karena pada keadaan yang pertma perpindahan udara menjadi lebih bebas.

5. Sifat alamiah bidang permukaan penguapan akan mempengaruhi proses evaporasi melalui perubahan pola perilaku angin. Pada bidang permukaann yang kasar atau tidak beraturan, kecepatan angin akan berkurang oleh adanya gesekan. Tapi, pada tingkat tertentu, permukaan bidang penguapan yang kasar juga dapat menimbulkan gerakan angin berputar (turbulent) yang dapat memperbesar evaporasi. Pada bidang ini permukaan air yang luas, angin kencang juga dapat menimbulkan gelombnag air besar dan dapat mempercepat terjadinya evaporasi.

Proses evaporasi seperti telah disebutkan di atas tergantung pada jumlah air yang tersedia. Telah disinggung bahwa menentukan besarnya E˳ relative lebih mudah daripada mengukur ET. Diwaduk misalnya sedikit sekali air yang tersedia dalam waduk tersebut habis, maka proses evaporasi akan terhenti. Pada ET, ketersediaan air (dalam tanah) tidak mudah di amati. Tanaman menyerap air dalam tanah. Di dalam tanah, air tersebut di “tahan” oleh suatu gaya tarik partikel-partikel tanah.

Sementara itu, laju transpirasi dari tanaman di tentukan oleh pori-pori daun (stomatas) yang berkerja di bawah pengaruh cahaya yang berasal dari luar sistem vegetasi tersebut. Pori-pori menutup pada keadaan gelap, dan lalu proses transpirasi berhenti pada malam hari. Pada siang hari, ketika terjadi kekurangan air dalam tanah, pori-pori akan menyempit, dnegan demikian menurunkan besarnya transpirasi.

Tampak bahwa besarnya ET dipengaruhi oleh persediaan air tanah dan kemampuan tanaman beradaptasi dengan kondisi meteorology di sekitarnya. Faktor-faktor meteorologi yang mempengaruhi besar-kcilnya transpirasi adalah radiasi matahari, suhu, tekanan udara, dan kecepatan angin. Gabungan evaporasi dan transpirasi dengan persediaan air yang tidak terbatas disebut evaporasi potensial (PE).

3.2.1.2 Pengukuran Evaporasi (E˳)

Pengukuran evaporasi dari jumlah permukaan badan air dilakukan dengan cara membandingkan jumlah air yang diukur antara dua waktu yang berbeda. Bila saat di lakukan pengukuran turun hujan. Maka jumlah curah hujan pada saat tersebut juga perlu dipertimbangkan. Dalam prakteknya, analisis neraca air (water budget analysis) dapat dilakukan untuk mengukur besarnya E˳.

Evaporasi dari suatu waduk atau danau dalam waktu yang berurutan dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan metematik sebagai berikut :

E˳ = I – 0 – ΔS

I = masukan air ke waduk di tambah curah hujan yang langsung jatuh pada permukaan waduk; 0 = air keluaran dari waduk di tambah dengan bocoran air dalam tanah (seepage), dan ΔS = perubahan kapasitas tamping waduk.

Evaporasi permukaan air terbuka (E˳) 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 eprmukaan air, dan laju evaporasi sebanding dengan perbedaan tekanan uap air antara permukaan air dan udara di atasnya.

Dari beberapa faktor yang mempengaruhi E˳ tiga di antaranya menjadi faktor utama. Meraka adalah kecepatan angin (u) di atas permukaan air, tekanan uap air pada permukaan air (e˳) yang merupakan fungsi dari suhu, dan tekanan uap air di atas permukaan air (eₐ). ketiga faktor ini tergabung dalam persamaan matematik untuk mengukur besarnya E˳.

PERHITUNGAN EVAPORASI : PENDEKATAN NERACA ENERGI

Perubahan 1 gram air dari permukaan badan air (waduk, danau) menjadi uap air memerlukan tenaga panas sebesar ± 580 kalori pada suhu udara 27°C. Besarnya kalori ini merupakan panas-tak tampak (latent heat) yang berkerja pada badan air tersebut. Tidak semua tenaga panas yang di terima oleh badan air di manfaatkan untuk proses evaporasi.

Neraca energy dalam badan air untuk periode tertentu dapat di tunjukkan melalui persamaan (Dunne dan Leopold, 1978).Besarnya tekanan uap air pada permukaan air tergantung pada suhu dalam badan air, sedangkan tekanan uap air di udara dapat diukur dengan alat sling psychrometer.

3.2.2 Transpirasi

Transpirasi adalah penguapan air dari daun dan cabang tanaman melalui pori-pori daun oleh proses fisiologi. Daun dan cabang umumnya di balut lapisan mati yang disebut kulit ari (cuticle) yang kedap uap air. Sel-sel hidup daun dan cabang terletak di bawah permukaan tanaman, di belakang pori-pori daun atau cabang. Besar kecilnya laju transpirasi secara tidak langsung di tentukan oleh radiasi matahari melalui membuka dan menutupnya pori-pori tersebut. Sistem kerja jaringan sel-sel daun dan akar yang terlibat dalam penyerapan air dari dalam tanah, perjalanan air tersebut melalui jaringan kerja xylem, dan akhirnya penguapan uap air melalui pori-pori daun.

Sel-sel epidermis daun terbalut oleh lapisan-lapisan ini secara efektif menutup jalannya transpirasi kecuali pada pori-pori. Namun demikian karena proses tersebut sangat rendah (2-3% dari total transpirasi daun), maka secara hidrologi transpirasi kulit ari dapat di abaikan.

Radiasi matahari dan energy panas-tampak yang sampai di permukaan daun sedikit lebih tinggi daripada suhu udara di sekelilingnya. Sedang perubahan tekanan uap air antara permukaan daun dan udara di atasnya meningkat tajam oleh adanya penurunan tekanan uap air udara dengan kenaikan suhu udara.

Kenaikan ini akan memperbesar penguapan lapisan air yang mengelilingi sel-sel palisade, menyebarkan uap air tersebut ke pori-pori dan akhirnya menguap ke udara oleh hembusan angin di atas permukaan daun. Hilangnya air ini menyebabkan keadaan kurang air (water deficit) dalam sel-sel tanaman, dan akan mengarah pada keadaan dimana kegiatan molekul air pada suhu 3°C. Keadaan ini, melalui proses fisiologi yang kompleks akan menyebabkan gerakan air tanah melewati dinding-dinding sel akar ke bagian tanaman yang lebih atas.

Peranan dan fungsi pori-pori daun pada proses transpirasi adalah bersifat fisiologis. Proses menutup dan membukanya pori-pori di tentukan oleh kedudukan daun dan cabang, ketersediaan air, dan masa tanaman merontokkan daun, terutama pada musim kering. Hal ini dilakukan tanaman untuk mengatur keseimbangan air dalam tubuh tanaman.

3.2.2.1 Faktor-Faktor Penentu Transpirasi

Faktor-faktor yang mengendalikan besar kecilnya transpirasi suatu vegetasi adalah sama dengan faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya evaporasi, yaitu radiasi panas matahari, suhu, kecepatan angin, dan gradient tekanan udara. Dalam hal ini, besarnya transpirasi, dalam batas tertentu juga di pengaruhi oleh karakteristik dan kerapatan vegetasi sperti struktur tajuk, perilaku pori-pori daun, dll.

Sedikit berbeda dari proses intersepsi di mana faktor-faktor yang menentukan besarnya intersepsi di kelompokkan menjadi dua faktor, yaitu faktor meteorology dan faktor vegetasi. Pada proses transpirasi yang menurut proses terjadinya adalah penguapan air yang berasal dari dalam tanah, maka faktor-faktor penentu terjadinya transpirasi di bedakan menjadi faktor-faktor meteorology, vegetasi dan tanah (kelembapan tanah).

Perhitungan evaporasi dan transpirasi umumnya di dominasi oleh faktor-faktor meteorology. Kemampuan atmosfer untuk berlangsungnya proses penguapan dari permukaan daun atau tajuk vegetasi di tentukan oleh besarnya suhu udara (tepat di atas permukaan daun dan suhu daunnya sendiri), beda tekanan uap air yang berlangsung di tempat tersebut, dan kecepatan angin.

Demikian pula faktor meteorologi lainnya seperti intensitas dan frekuensi hujan berperan dalam menentukan besarnya penguapan air yang berasal dari curah hujan (proses intersepsi) maka regim curah hujan pada konteks ini berpengaruh terhadap besar-kecilnya jumlah air yang menguap ke atmosfer.

Pengaruh faktor vegetasi terhadap besarnya transpirasi lebih di tentukan oleh karakteristik permukaan daun atau tajuk yang dalah merupakan permukaan bidang penguapan. Tingkat reflektivitas yang terjadi pada permukaan daun/tajuk tertentu akan menentukan besarnya radiasi matahari yang dapat di serap oleh vegetasi yang bersangkutan dan dengan demikian menjadi faktor pengendali yang penting terhadap tersedianya energy matahari bersih untuk berlangsungnya proses transpirasi (evapotranspirasi).

Pada keadaan penutupan tajuk penuh, besarnya angka albedo kurang-lebih 0,25. Artinya, dari keseluruhan radiasi matahari yang jatuh pada permukaan vegetasi hanya 25% akan diserap oleh vegetasi yang bersangkutan. Hasil serapan panas oleh permukaan daun/tajuk vegetasi inilah yang pada gilirannya nanti akan di manfaatkan untuk berlangsungnya proses transpirasi. Seperti diketahui albedo adalah istilah ynag digunakan untuk menunjukkan besarnya reflektivitas radiasi matahari terhadap radiasi matahari yang datang pada permukaan vegetasi, besarnya albedo juga di tentukan oleh musim (tingkat pertumbuhan tanaman).

Selain kemampuan permukaan vegetasi dala menyimpan panas, kekasaran permukaan vegetasi juga akan menentukan besarnya transpirasi karena dengan struktur permukaan yang kasar dapat menciptakan kondisi yang kondusif terhadap aliran udara yang tidak beraturan sehingga dapat mempercepat proses penguapan yang terjadi di permukaan tajuk vegetasi tersebut.

Dengan mekanisme ini, maka transpirasi di daerah berhutan lebih besar daripada daerah dengan dominasi vegetasi rumput atau jenis vegetasi rendah lainnya. Bagian dari vegetasi lain yang juga mempengaruhi besarnya transpirasi adalah sistem perakaran vegetasi. Ketika air dalam keadaan cukup banyak, peranan akar vegetasi terhadap proses penguapan air ini mungkin tidak terlalu besar. Tetapi ketika cadangan air tanah mulai menyusut, faktor kedalaman dan kerapatan akar vegetasi menjadi penting.

Keadaan dengan sistem perakaran dangkal akan menguapkan air pada tingkat lebih rendah daripada laju potensialnya. Sementara vegetasi yang memiliki sistem perakaran lebih dalam masih mampu melakukan proses transpirasi pada tingkat sama dengan laju transpirasi potensial. Kerapatan sistem perakaran vegetasi dapat memberikan pengaruh yang menentukan terhadap besarnya transpirasi apabila laju evapotranspirasi yang terjadi menjadi begitu besar. Pada keadaan seperti itu, jarak tempuh antara air yang tersedia untuk transpirasi dengan vegetasi dapat di perpendek oleh sistem perakaran vegetasi yang bersangkutan.

Kadar kelembapan tanah ikut menentukan besar kecilnya transpirasi, terutama apabila keadaan kelembapan berkurang sampai pada titik ketika vegetasi tersebut tidak lagi dapat di manfaatkan cadangan kelembapan air yang ada di dalam tanah (wilting point). Sebaliknya, pada keadaan ketika kelembapan tanah cukup, artinya ia berada di antara keadaan wilting point dan field capacity, transpirasi secara material tidak dipengaruhi oleh kelembapan tanah. Field capacity atau kapasitas lapang tanah adalah keadaan ketika air tetap tinggal dalam tanah dan tidak bergerak ke bawah oleh gaya gravitasi.

Besarnya kapasitas lapang tanah serta cadangan kelembapan air tanah di pengaruhi oleh struktur tanah. Pada tanah dengan kapasitas air tanah tersedia terbatas, kelembapan air dalam tanah mudah berkurang dan akan menurunkan laju evapotranspirasi di bawah laju evapotranspirasi potensial. Tampak bahwa faktor kelembapan tanah dapat mnejadi faktor pembatas yang sangat menentukan untuk berlangsungnya proses transpirasi, terutama pada tempat-tempat yang keadaan kelembapan tanahnya terbatas.

3.2.2.2 Pengukuran Transpirasi

Adalah sulit mengukur dari permukaan tanah yang bervegetasi. Selain harus memperhatikan jumlah air yang tersedia dan kemampuan atmosfer untuk menyerap dan mengangkut uap air, masih harus mempertimbangkan mekanisme transpirasi vegetasi. Beberepa teknik pengukuran transpirasi telah dilakukan pada beberapa jenis tanaman dalam plot-plot percobaan. Teknik tersebut antara lain :

1. Plot pengukuran dengan menggunakan alat lysimeter.

2. Pengukuran berkurangnya kleembapan tanah dalam plot percobaan.

3. Pemangkasan cabang-cabang tanaman dan menimbangnya untuk mengukur besarnya laju kehilangan air.

4. Analisis neraca air.

3.2.3 Evapotranspirasi (ET)

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. ET juga merupakan gabungan antara proses-proses evaporasi, intersepsi, dan transpirasi. Evaporasi adalah proses penguapan yaitu perubahan dari zat cair menjadi uap air atau gas dari semua bentuk permukaan kecuali vegetasi.

Sedang transpirasi adalah perjalanan air dalam jaringan vegetasi (proses fisiologis) dari akar tanaman kepermukaan daun dan akhirnya menguap ke atmosfer.

Intersepsi adalah penguapan air dari permukaan vegetasi ketika berlangsung hujan. Besarnya laju transpirasi kurang lebih dsama dengan laju evaporasi apabila pori-pori daun (stomata) terbuka. Proses pembukaan pori-pori daun tampaknya di kendalikan oleh besarnya pembukaan diameter pori-pori daun. Ketika pori-pori daun menutup, proses transpirasi tetap berlangsung tetapi dengan laju yang sangat lambat.

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 (Dagg, 1965 dalam Dunne dan Leopold. 1978). Perhitungan keperluan air irigasi untuk suatu tanaman juga didasrkan pada besarnya evapotranspirasi vegetasi yang akan ditanam.

Besarnya evapotranspirasi suatu komunitas vegetasi perlu di ketahui 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 terevapotaranspirasi bahkan sampai melebihi 90% dari jumlah curah hujan yang jatuh di tempat tersebut (US Soil Conservation Service, 1970).

3.2.3.1 Faktor-Faktor Penentu Evapotranspirasi

Evapotranspirasi dibedakan menjadi evapotranspirasi potensial (PET) dan evapotranspirasi actual (AET). PET lebih dipengaruhi oleh faktor-faktor meteorologi sementara AET lebih dipengaruhi oleh faktor fisiologi tanaman dan unsur tanah.

Faktor dominan yang mempengaruhi PET adalah radiasi matahari dan suhu, kelembapan atmosfer dan angin, dan secara umum besarnya PET akan meningkat ketika suhu, radiasi matahari, kelembapan dan kecepatan angin bertambah besar.

3.2.3.2 Pengukuran/ Perhitungan Evapotranspirasi

Berikut ini adalah beberapa teknik pendekatan untunk menghitung besarnya ET.

1. Panci Evaporasi

Teknik pengukuran ET paling sederhana adalah menggunakan panic untuk mendapatkan angka indeks potensial evapotranspirasi. Cara perhitungan ini memerlukan suatu angka koefisien yang harus di evaluasi tingkat ketepatannya. Rumus matematisnya seperti di bawah ini :

PET = Cₑ Eᵨ

Cₑ = angka koefesien panci, dan Eᵨ = evaporasi panci (mm/tahun).

2. Alat ukur Lysimeter

Alat ini memberikan hasil yang teliti karena menggunakan perangkat penelitian dengan batas yang jelas dan sistem kebocoran air tanah tidak menjadi persoalan. Namun demikian banyak ahli hidrologi beranggapan bahwa hasil yang diperoleh tidak memadai untuk di ekstrapolasi ke lapangan. Teknik Lysimeter lebih cocok di terapkan pada tanaman pertanian di tempat-tempat percobaan atau laboratarium.

Pada teknik ini profil tanah, perkembangan akar tanaman, dan kondisi kelembapan tanah harus di usahakan sama antara keadaan di dalam dan di luar alat Lysimeter. Apabila kelembapan tanah terus di jaga dalam keadaan basah, maka evapotranspirasi yang di peroleh adalah dalam laju potensial (PET).

Akan tetapi apabila di ketahui Evapotranspirasi actual (AET), maka kedaaan kelembapan tanah di dalam alat harus dibiarkan berfluktuasi seperti yang terjadi pada tanah disekelilingnya. Gambar 3.6 adalah dua tipe lysimeter yang sering digunakan, yaitu tipe drainase (drainage type) dan tipe timbang (spring-balace weighing type). Neraca air dalam tipe drainase diasumsikan sebagai berikut :

Evapotranspirasi = Presipitasi + Irigasi – Drainase.

Air masukan dan air drainase di ukur besarnya. Lama waktu pengukuran tergfantung 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 :

Evapotranspirasi = Presipitasi + Irigasi – Drainase ± Perubahan Kapasitas Simpan.

Perubahan kapasitas simpan (change in storage) di ukur dari alat penimbang seperti pada gambar 3.6. alat tipe timbang karena harganya yang relative mahal maka pemakaiannya terbatas pada keperluan pengujian teori proses evapotransipirasi. Seperti halnya tipe drainase, tipe timbang juga dapat dimanfaatkan untuk mengukur besarnya PET dan AET.

Berikut ini adalah beberapa cara perhitungan untuk menentukan besarnya evapotranspirasi (actual dan potensial) dengan memanfaatkan persamaan empiris.

3. Metoda Thornthwaite

Metoda Thornthwaite memanfaatkan suhu udara sebagai indeks ketersediaan energy panas untuk berlangsungnya proses ET dengan asumsi suhu udara tersebut berkolerasi dengan efek radiasi matahari dan unsur lain yang mengendalikan proses ET (Wnielista, 1990). Indeks PET yang hanya memerlukan data suhu udara tersebut dikembangkan oleh Thornthwaite (1948) dalam Manning (1987).

Nilai untuk PET harus disesuiakan dengan jumlah hari per bulan dan panjang hari (latitudinal adjustment). Hasil perkiraan PET bersama-sama dengan curah hujan dan kelembapan tanah dapat dimanfaatkan untuk menghitung analisis neraca air (water budget analysis).

Model hidrologi lazim digunakan untuk menghitung unsur0-unsur neraca air tersebut di atas dalam skala DAS. Perhitungan analisis neraca air adalah penting untuk mempelajari perilaku hubungan air-tanaman-tanah. Transpirasi tanaman yang merupakan bagian penting dari evapotranspirasi dapat mempengaruhi neraca air, dan dengan demikian infiltrasi dan air larian. Denagn asumsi aliran air bawah permukaan yang masuk sama dengan yang keluar, dan panjang akar tanaman berada jauh di atas permukaan air tanah, persamaan neraca air dapat di tulis sebagai berikut (Lane dan Stone, 1983):

Q = P – ET – L ± ΔS/Δt (3.17)

Q = debit aliran (mᶾ/Δt), P = curah hujan (ram/tahun), ET= evapotranspirasi (mm/tahun), L= perkolasi (mm/Δt), ΔS= kleembapan tanah (mm) mewakili satuan volume satuan wilayah, Δt = periode waktu yang diperlukan untuk perhitungan (jam, hari, bulan). Nilai ΔS/Δt positif menunjukkan penambahan kelembapan tanah, sementara nilai negative menunjukkan penurunan kelembapan tanah di tempat yang bersangkutan.

Untuk menyederhanakan perhitungan , besarnya ΔS/Δt diasumsikan = 0 atau air masukan = air keluaran. Semakin besar besar ET, semakin kecil debit aliran. Et dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain, iklim dan jenis tumbuhan. Iklim bersifat tidak dapat dimodifikasi oleh manusia oleh karenanya, faktor jenis tumbuhan inilah yang menjadi perhatian untuk pengelolaan sumberdaya air.

Metodologi untuk memprakirakan besarnya air larian adalah sebagai berikut:

a. Apabila P>PET, AET=PET.

Kelebihan air (P – PET ) pertama-tama akan disimpan dalam tanah sampai kapasitas air tersedia tercapai. Ketika kapasitas tanah mencapai nilai maksimum, sebagian kelebihan air tersebut akan melimpas.

b. Pada keadaan P < PET

Apabila SM mewakili jumlah kelembaban air tanah yang cukup, maka :

AET = PET =P + bagian dari SM

Apabila SM tidak mewakili jumlah kelembaban air tanah yang cukup, maka :

AET < PET

AET = P + Sisa dari SM

Apabila besarnya SM tidak cukup tersedia dalam tanah, maka :

AET < PET dan AET = P

c. Bulan pertama pada table 3.4 merupakan bulan pertama dari tahun hidrologi, yaitu merupakan bulan pertama setelah musim kemarau. Didaerah Bandung, Jawa Barat misalnya bulan pertama tersebut jatuh pada bulan nopember. Besarnya SM merupakan fungsi dari keadaan alam,kedalaman tanah yang dapat dicapai oleh system perakaran vegetasi. Besarnya harga SM umumnya diperoleh dari table 3.5 di bawah ini.

Tabel 3.5 Besarnya harga SM yang umum digunakan (mm)

Jenis tanaman	Tanah berpasir	Pasir berlempung	Tanah berlempung
Sayuran	35	80	70
Padi-padian	50	130	130
Alfalfa	70	170	170
Buah-buahan	100	200	170

Sumber : Bonnier (1979)

Berikut ini adalah beberapa hal yang perlu diperhatikan apabila menggunakan metoda Thorntwaite untuk memrakiran besarnya air larian :

1. Besarnya kelembaban tanah (SM) biasanya diperoleh dari Tabel 3.5 atau diasumsikan. Untuk luas daerah aliran sungai yang besar sulit untuk mendapatkan angka rata-rata SM yang akurat

2. Apabila terjadi hujan lebat, air larian tetap akan berlangsung meskipun nilai SM belum jenuh benar

3. Metoda Thorntwaite tidak mempertimbangkan factor intersepsi curah hujan oleh suatu komunitas vegetasi

4. Angka air larian yang dihasilkan tidak hanya mewakili air larian permukaan, tetapi juga termasuk air infiltrasi.

Seperti telah di kemukakan bahwa air larian terjadi karena air hujan melebihi laju infiltrasi air permukaan.selama berlangsung hujan laju infiltrasi akan ditentukan oleh jumlah dan penyebaran curah hujan. Ia juga akan tergantung pada keadaan kelembaban awal tanah serta karakteristik tanah seperti tekstur, porositas, konduktivitas hidrolik, struktur dan kedalaman tanah serta bentuk permukaan tanah.

Unsur lain yang juga mempengaruhi besar-kecilnya laju infiltrasi adalah tataguna tanah, jenis dan cara pengelolaan vegetasi. Air larian dihitung dari data curah hujan dengan menggunakan beberapa teknik perhitungan antara lain indeks curah hujan, persamaan regresi, persamaan hubungan curah hujan harian dan air larian serta dengan menggunakan persamaan infiltrasi seperti tersebut pada sub-bab 5.1.3. pada keadaan kelembaban tanah tidak terbatas, besarnya ET pada persamaan 3.23 akan ditentukan oleh nilai ET potensial, tekstur dan karakteristik permukaan tanah, dan karakteristik vegetasi yang tumbuh didaerah tersebut.

Cara lain yang lebih praktis untuk menunjukkan pengaruh tajuk penutupan tanah terhadap besarnya ET tahunan adalah seperti terlihat pada gambar 3.7. perubahan besarnya ET dihitung dari perubahan air larian sebagai akibat kegiatan penambahan dan pengurangan luas tegakan hutan/ vegetasi.

Gambar 3.7 prakiraan kenaikan dan penurunan ET dalam kaitannya dengan pertumbuhan dan penebangan hutan dari 75 plot percobaan dibeberapa Negara (diadaptasi dari Bosch dan Hewlett 1982)

Secara umum tampak bahwa nilai ET meningkat dengan pertambahan luas dan pertumbuhan tegakan hutan.Sebaliknya nilai ET menurun dengan adanya penebangan atau penyusutan luas tegakan hutan. Pengurangan tajuk tegakan pinus dan Ekaliptus sebesar 10% akan menurun nilai ET tahunan sebesar kurang lebih 4 cm. sementara pengurangan luas tegakan hutan yang serupa untuk jenis tanaman berdaun lebar akan menurunkan ET tahunan sebesar 2,5 cm.

Dalam bentuk tabel, bentuk hubungan sub-Bab 8.1 (tabel 8.1). perlu dikemukakan bahwa keadaan ini berlangsung di daerah beriklim sedang. Bentuk hubungan pengaruh perubahan luas vegetasi hutan terhadap perubahan ET untuk daerah tropis belum banyak dilakukan sehingga akan menjadi topic penelitian yang menarik dan sangat diperlukan.

4.Metoda Blaney-Criddle

Metoda Blaney-Criddle untuk memprakirakan besarnya evapotranspirasi potensial (PET) pada awalnya dikembangkan untuk memprakirakan besarnya konsumsi air irigasi di Amerika Serikat.

Dalam hal ini, perameter yang di manfaatkan sebagai masukan utama adalah besarnya suhu dan panjang hari . Bentuk rumus yang umum digunakan, antara lain, oleh U.S. Soil Conservation Service (1970) adalah :

PET = (0,142 T_a + 1,095)(T_a + 17,8) k d (3,18)

PET= evapotranspirasi potensian (cm/bln)

T_a= suhu rata-rata (⁰C)

Apabila T_a lebih kecil dari 3 ⁰C, besarnya angka konstan 0,142 harus diganti dengan 1,38

K=Faktor pertanaman empiris, bervariasi menurut tipe ertanaman serta tahap pertumbuhan

d= fraksi _lama penyinaran matahari per bulan dalam waktu satu tahun

factor-faktor pertanaman dikembangkan dari hasil uji coba pada plot-plot percobaan di AS, dan disarankan untuk di sesuaikan dengan keadaan setempat apabila akan digunakan diluar daerah pengembangannya, meskipun hal ini jarang dilakukan.

Factor pertanaman mewakili perbedaan dalam hal nilai kekasaran (bidang penguapan ), adveksi , dan radiasi matahari bersih yang hal ini di pengaruhi oleh struktur vegetasi selama masa pertumbuhannya. Untuk memprakirakan besarnya air yang diperlukan suatu vegetasi selama masa pertumbuhannya, dapat juga memanfaatkan rumus Blaney-Criddle dalambentuk sebagai berikut :

PET (cm) = K ∑ⁿ (1,8T _ai + 32 ) d_i

K= Koefisien pertanaman selama periode pertumbuhan

n=jumlah bulan selama masa pertumbuhan

T_ai= suhu udara (⁰C)

d_i= fraksi lama penyinaran matahari setiap bulan dalam waktu 1 tahun

Metoda persamaan Blaney-Criddle selama ini telah digunakan secara luas, terutama dalam bidang pertaniaan,meskipun hasil yang diperoleh tidak terlalu akurat karena adanya kesalahan pemakaian angka factor-faktor pertanaman seperti tersebut pada tabel 3.5

Tabel 3.6 Faktor pertanaman empiris (k) untuk rumus Blaney-Criddle. Untuk wilayah hemisfer selatan, angka konfisien bulanan tanaman tahunan harus disesuaikan dengan waktu permulaan masa pertumbuhan

Tanaman	Periode pertumbuhan								Bln
	Suhu	Suhu	Panjang hari	J	P	M	A	M	J	J	A	S	O
	Awal	Akhir	Maksimum
	(^oC)	(^oC)	(hari)
Tahunan
Rumput	7	7	Bervariasi	0,49	0,57	0,73	0,85	0,90	0,92	0,92	0,91	0,87	0,79
Alfalfa	10	-2	Bervariasi	0,63	0,73	0,86	0,99	1,08	1,13	1,11	1,06	0,99	0,91
Kebun	10	7	Bervariasi	0,17	0,25	0,40	0,63	0,88	096	0,95	0,82	0,54	0,30
Musiman
				0-10	10-20	20-30	30-40	40-5	50-60	60-70	70-80	80-90	90-100
Sayuran	16	0	100	0,33	0,47	0,64	0,74	0,80	0,82	0,82	0,76	0,66	0,48
Kentang	16	0	130	0,36	0,45	0,59	0,85	1,09	1,26	1,35	1,37	1,34	1,27
Jagung	13	0	140	0,46	0,54	0,64	0,82	1,00	1,08	1,08	1,03	0,97	0,89
Jagung manis	13	0	140	0,43	0,52	0,62	0,81	1,00	1,07	1,08	1,07	1,04	1,02
Gandum	16	0	130	0,32	0,47	0,72	0,93	1,07	1,04	0,94	0,82	0,70	0,60
Kacang		0	140	0,22	0,30	0,37	0,48	0,63	0,84	0,98	1,02	0,83	0,72
Kapas	17	0	240	0,22	0,28	0,40	0,64	0,90	1,01	1,00	0,88	0,73	0,57

Tabel 3.7 Fraksi bulanan panjang hari/penyinaran dalam satu tahun (untuk persamaan Blaney-Criddle)

Lat.	Jan	Feb	Mar	Apr	Mei	Juni	Juli	Agt	Sep	Okt	Nop	Des
60⁰N	0,047	0,057	0,081	0,096	0,117	0,124	0,123	0,107	0,086	0,070	0,050	0,042
50 N	0,060	0,063	0,082	0,092	0,107	0,109	0,110	0,100	0,085	0,075	0,061	0,056
40 N	0,067	0,066	0,082	0,089	0,099	0,100	0,101	0,094	0,083	0,077	0,067	0,075
20 N	0,073	0,070	0,084	0,087	0,095	0,095	0,097	0,092	0,083	0,080	0,072	0,072
10 N	0,081	0,075	0,085	0,084	0,088	0,086	0,089	0,087	0,082	0,083	0,079	0,081
0	0,085	0,077	0,085	0,082	0,085	0,082	0,085	0,085	0,082	0,085	0,082	0,085
10^OS	0,089	0,079	0,085	0,081	0,082	0,079	0,081	0,083	0,082	0,086	0,085	0,088
20S	0,092	0,081	0,086	0,079	0,079	0,074	0,078	0,080	0,081	0,088	0,089	0,093
30 S	0,097	0,083	0,086	0,077	0,074	0,070	0,073	0,078	0,081	0,090	0,097	0,099
40 S	0,102	0,086	0,87	0,075	0,070	0,064	0,068	0,074	0,080	0,092	0,097	0,105

Sumber : U.S.Soil Conservation Service (1970)

Hingga Tabel 3.7. namun demikian, apabila angka factor pertanaman untuk daerah kajian tidak tersedia, maka angka-angka factor pertanaman dalam tabel-tabel tersebut diatas dapat memberikan angka prakiraan yang memadai.

Tabel 3.8 koefisien musiman untuk tanaman pertanian

Tanaman	Panjang Masa Pertumbuhan Normal	K*
Pisang sepanjang tahun 2,0-2,5 Kedelai 3 bulan 1,5-1,8 Coklat sepanjang tahun 1,8-2,0 Kopi sepanjang tahun 1,8-2,0 Jagung 4 bulan 1,9-2,2 Kapas 7 bulan 1,5-1,8 Gandum 4-5 bulan 1,8-2,0 Rumput antara periode beku 1,9-2,2 Kentang 3-5 bulan 1,6-1,9 Padi 3-5 bulan 2,5-2,8 Kacang-kacangan 5 bulan 1,6-1,8 Tebu sepanjang tahun 2,0-2,3

Nilai yang lebih kecil adalah untuk daerah yang lebih lembah, sedang nilai yang lebih besar untuk daerah lebih kering.

5.Metoda penman

Metoda penman pada mulanya dikembangkan untuk menentukan besarnya evaporasi dari permukaan air terbuka.Dalam perkembanganya, metoda tersebut juga digunakan untuk menentukan besarnya evapotranspirasi potensial (PET) dari suatu tegakan vegetasi dengan memanfaatkan data iklim mikro yang diperoleh dari atas permukaan vegetasi yang menjadi kajian.Dengan menggunakan metoda penman, perhitungan besarnya evaporasi dari permukaan vegetasi jenuh air dapat ditentukan tanpa harus mengukur suhu pada permukaan bidang penguapan.

Energi tersedia yang digunakan untuk evaporasi pada permukaan tajuk vegetasi,πE_C,,adalah sebagai berikut (Monteith dan Unsworth, 1990):

πE_C=R_n – G- H (3.20)

dimana R_nadalah net radiation, H adalah sensible hat flux di atmosfer,dan G adalah aliran (flux) panas dari dan ke tanah. Menurut Monteith (1965):

H=ρ c_P (T₀- T ) r_a (3.21)

T₀ adalah suhu pada permukaan tajuk vegetasi, T adalah suhu atmosfer pada (ketinggian )referenceheight, lazimnya ditentukan 2 m di atas permukaan tajuk vegetasi yang menjadi kajian, dan r_a adalah aerodynamic transfer resistence antara permukaan bidang penguapan dan ketinggian yang telah di tentukan tersebut diatas. Monteith (1965) mengusulkan bahwa resistensi stomata untuk keseluruhan permukaan tajuk vegetasi dapat diwakili oleh factor resisensi tunggal,r_s,dan dengan demikian:

Πe_C=[(ρ c_p) / ϓ[e_s(T₀)- e_a] / [r_a+ r_s] (3.22)

e_s(T₀) adalah tekanan uap air di dalam stomata pada suhu permukaan tajuk vegetasi (T₀) dan e_a adalah tekanan uap air di atmosfer pada reference height.

Untuk menyelesaikan persamaan 3.22 diperlukan informasi/data besarnya suhu pada permukaan tajuk vegetasi, yang seringkali tidak tersedia. Untuk memecahkan masalah ini , Monteith (1965) menggunakan pendekatan prakiraan linier untuk menentukan besarnya laju perubahan tekanan uap air jenuh pada interval suhu yang relative kecil ,s,sebagai berikut :

S=[e_s(T_O)- e_s(T)] / [T_O –T] (3.23)

Menggabungkan persamaan-persamaan 3.21dan 3.22 kedalam persamaan 3.20 dan menghilangkan variable-variabel T_O dan e_s(T₀) dalam persamaan 3.23 akan diperoleh angka Πe_C sebagai berikut :

πE_c=[Sa=+ρ C_P {e_s (T) – e_a} / r_a ] / [s + ϓ{ 1+(r_s/r_a)}] (3.24)

Persamaan 3.24 lazimnya dikenal sebagai persamaan Penman Monteith, dan merupakan ben, variabel tuk dasar dan sederhana dalam menjabarkan proses evaporasi dari permukaan tajuk vegetasi. Apabila sumber uap air yang akan diuapkan merupakan suatu permukaan tajuk vegetasi yang jenuh, variabel r_s dalam persamaan 3.24 dapat diabaikan dan persamaan tersebut tereduksi menjadi persamaan Penman sebagai berikut :

Πe_C=[(sR _n+ρ c_p { e_s(T) –e_a} g_a] / [(s + ϓ)] (3.25)

Adalah jenis dari persamaan 3.25 bahwa laju evaporasi meningkat secara linier dengan meningkatkan R_n,dengan meningkatnya tekanan uap air deficit di atmosfer, D_VP {=e_s (T)- e_a}, dan dengan meningkatnya boundary layer conductance, g_a (=1/r_a). Besarnya e_s

(T)=f (T) da n e_a (T) x R_h-

Apabila permukaan tajuk vegetasi tidak jenuh atau hanya sebagian saja jenuh (C < S) ,maka laju evaporasi potensial (E_pot), dan besarnya adalah sebanding dengan nisbah antara jumlah air yang tertinggal di permukaan tajuk vegtasi , C, terhadap kapasitas simpan tajuk vegetasi, S, seperti tersebut di bawah ini

E_C=E_potX CIS (3.26)

Sebagian besar variabel-variabel atmosfer tersebut di atas merupakan fungsi dari suhu (T) dan kelembaban relative (R_h) udara, besarnya angka konversi variabel-variabel lainnya (s,ρ,π,ϓ) dapat diketahui dari buku-buku teks fisika/ keteknikan. Besarnya R_n dapat diukur langsung dengan menggunakan alat net radiometer atau dengan memanfaatkan persamaan empiris R_n=2,9 + 0,34 Q (n=233, r³=0,92 ; Q adalah solar radiation )

Besarnya boundary layer conductance, g_a, umumnya dihitung berdasarkan fungsi dari kecepatan angin :,

g_a=f u (3.27)

u =kecepatan angin 2 m diatas tajuk vegetasi

f =angka tatapan yang besarnya dapat ditentukan sebagai berikut :

f=[In (z-d)/z_o]²/ k² (3.28)

Metoda lain yang dapat digunakan untuk menentukan besarnya laju evaporasi adalah dengan menggunakan persamaan Priestley Taylor, yang merupakan metoda perhitungan laju evaporasi untuk wilayah bervegetasi yang luas dengan suplai air yang besar.

Dalam hal ini Priestley dan Taylor menyerderhanakan persamaan Penman dengan cara mendefinisikan kembali konsep evaorasi potensial yang berlangsung diwilayah bervegetasi dengan suplai air besar tersebut sebagai fungsi dari energy (matahari). Bentuk persamaan Priestley-Taylor adalah sebagai berikut:

πE_c=Αa {s/(s + ϓ)} (3.29)

6.Analisis Neraca Kelembaban Tanah

Teknik model simulasi dengan memanfaatka perangkat computer saat ini sedang menggejala, terutama di Negara maju. Teknik yang banyak digunakan adalah bentuk perbandingan ET aktual (AET)dan ET potensial (PET) atau lebih dikenal dengan istilah ETR.

AET/PET= f (AW / AWC) (3.30)

Gambar 3.8 Bentuk umum perbandingan ET aktual dan ET potensial (ETR)

ERT mempunyai 3 komponen utama. Pertama, indeks PET untuk kondisi tanah dan vegetasi setempat. Komponen kedua adalah kelembaban tanah. Dalam hal ini berkaitan dengan posisi ketinggian permukaan air tanah . komponen ketiga adalah AET yang merupakan fraksi PET untuk tingkat kelembaban tanah tertentu.dengan memanfaatkan gambar 3.8 tampak bahwa apabila persediaan air lebih besar dari 50%, kelembaban tanah pada saat itu mampu mencegah terjadinya keadaan kekurangan air dan dengan demikian, nilai AET = PET.

Sebaliknya bila vegetasi yang ada tidak mampu lagi menyerap air dari tanah. Kelihatan bahwa bentuk hubungan AET dan PET ditentukan oleh keadaan kelembaban tanah. Untuk mengevaluasi keadaan kekurangan air dan AET suatu daerah tangkapan air, persentase vegetasi menutup tanah daerah tangkapan air tersebut harus diketahui.Hal ini memerlukan pengamatan tata guna lahan dan klasifikasi vegetasi untuk dapat menentukan besarnya angka tatapan akar RC (root constant).

Konsep angka tetapan akar(RC) ini diperkenalkan oleh Penman (1950) yaitu jumlah kelembaban air tanah (mm) yang masih dapat diserap vegetasi dari dalam tanah. Tabel 3.9 berikut ini menunjukkan beberapa nilai tetapan akar untuk jenis vegetasi yang berbeda.

Tabel 3.9 angka tetapan akar dalam bentuk kedalaman kelembaban tanah

Tipe vegetasi	Kelembaban tanah (mm)
Padang rumput	75
Umbi akar	100
Tanaman padi,gandum dan sejenisnya	140
Tegakan hutan	200

Untuk memudahkan perhitungan, diasumsikan bahwa 20% wilayah DAS, termasuk semua wilayah pinggir sungai mempunyai permukaan air tanah dengan ketinggian hampir mencapai daerah perakaran vegetasi. Dengan demikian, AET = PET. Sementara 50% dari wilayah DAS merupakan padang rumput dengan nilai terapan akar RC sebesar 75 mm, sedang 30% lainnya merupakan daerah berhutan dengan nilai RC=200 mm(tabel 3.9).dengan dukungan data curah hujan dan nilai evapotranspirasi untuk suatu DAS dapat diketahui.

Tabel 3.10 perhitungan keadaan kekurangan air dalam tanah dan evapotranspirasi actual suatu daerah tangkapan air dalam satuan mm

					R		RC		Daerah
					200 m		75mm		Tangkapan air
	Curah			SDM
Bulan	Hujan	PET	(1)-(2)	poten	SDM	AET	SDM	AET	SDM	AET
	(1)	(2)	(3)	(4)	(5)	(6)	(7)	(8)	(9)	(10)
April	48	51	-3	3	3	51	3	51	2,4	51
Mei	20	86	-66	69	69	86	69	86	55	86
Juni	31	102	-71	140	140	102	112	74	98	88
Juli	84	86	-2	142	142	86	112	84	99	85
Agustus	69	76	-7	149	149	76	113	70	101	73
September	9	46	-37	186	186	46	116	12	114	29
Oktober	3	25	-22	208	208	25	118	5	121	15
Nopember	81	5	76	132	132	5	42	5	61	5
Desember	51	4	47	85	85	4	0	4	26	4

Keterangan : SDM = SC = AET

Besarnya bilangan pada 3 kolom pertama adalah curah hujan setempat, PET yang diperoleh dari persamaan 3.18 dan angka curah hujan dikurangi PET.Besarnya SDM potensial adalah keadaan kekurangan air yang terjadi bila evaporasi potensial telah terpenuhi.

Tabel; 3.11 penurunan nilai SDM actual dari SDM potensial untuk daerah kajian seperti tersebut pada Tabel 3.10

Potensial (mm)	Aktual (mm)	Potensial (mm)	Aktual (mm)	Potensial (mm)	Aktual (mm)
RC 77 mm
96	96	116	106	170	114
98	97	118	107	180	115
100	98	120	108	190	116
102	100	124	109	200	117
104	101	128	110	210	118
106	102	132	111	220	119
108	103	136	112	240	120
110	104	140	112	260	122
112	105	150	113	280	124
11	106	160	113	300	125

Kekurangan air yang akan terjadi bila evaporasi potensial telah terpenuhi. Keadaan kekurangan air ini (kolom 3) di asumsikan berlaku untuk semua wilayah tepi sungai pada atau diatas tingkat kapasitas lapang.Perhitungan untuk daerah bervegetasi (RC200mm) tampak pada kolom 5 dan 6.

Besarnya nilai SDM pada kolom 5 diasumsikan sama dengan besarnya SDM potensial (kolom 4) serta besarnya AET (kolom 6) = PET (kolom 2). untuk daerah padang rumput (RC 75 mm), besarnya nilai SDM (kolom 7) diperoleh dari Tabel 3.11. sementara besarnya AET (kolom 8) dihitung dengan menggunakan persamaan berikut ini :

AET (Mei) = SDM (Mei) – SDM (April) + Curah hujan (Mei)

= 69 – 3 + 20

= 86 mm

Cara perhitungan seperti tersebut di atas dilakukan untuk berbulan-bulan berikutnya sampai dengan bulan Desember. Nilai SDM untuk daerah tangkapan air (kolom 9) serta nilai AET pada kolom 10 ditentukan dengan menggunakan 2 persamaan berikut :

SDM = 0,3 SDM₂₀₀ + 0,5 SDM₇₅

AET = 0,2 PET + 0,3 AET₂₀₀ +0,5 AET₇₅

Angka 0,3, 0,5 dan 0,2 mewakili luas bagian DAS dengan tataguna lahan masing-masing hutan,padang rumput, daerah tepi sungai pada kondisi kapasitas lapang.

Tabel 3.12 Laju evapotranspirasi dari beberapa jenis vegetasi di Jawa

Jenis vegetasi	Laju evapotranspirasi (mm/tahun)
Kirinyu
Subur	2900
Sedang	1600-2000
Kurus	1000
Alang-alang
Di bogor (curah hujan tinggi)	1750
Di Jawa Tengah & Jawa Timur (curah hujan lebih rendah )	1000
Lamtoro
Di Bogor (curah hujan tinggi)	4673
Di dataran rendah (musim kemarau kering)	3000
Akasia
Di Bogor (curah hujan tinggi)	2400
Di Jawa Tengah & Jawa Timur	1600
Sengon
Di Bogor	2300
Tegakan the	900
Karet di Bogor	1300
Bambu pada tanah subur	3000
Jati
Subur	1300-1400
Sedang	800-1000
Kurang	1100-1200
Hutan pegunungan
100m dpl	1200
2500 m dpl	500-600
Rata-rata	564

Sumber: coster (1937) dalam Soemarwono (1988)

Uraian tersebut diatas menunjukkan bahwa berkurangnya cadangan air tanah akibat penanaman vegetasi berkayu (hutan) seperti dijelaskan dalam sub-bab 3.2.3 dapat dijelaskan sebagai berikut. Persamaan 3.17 menunjukkan bahwa kenaikan komponen transpirasi akan mengurangi hasil air. Penambahan hasil air sebagai akibat pengurangan luas vegetasi dapat dilihat pada tabel 8.Dengan demikian, pengaruh transpirasi pohon terhadap besarnya cadangan air tanah sangat penting kedudukannya dalam pengelolaan sumber daya air.

Perhitungan Evapotranspirasi Potensial : Pendekatan Neraca Energi

Neraca energi untuk daerah bervegetasi dapat ditulis sebagai berikut

Q_S–Q_rs- Q_IW+ Q_V = Q_et+ Q_h +Q_c (3.31)

Q_S= radiasi matahari datang

Q_rs=αQ_s=radiasi matahari terpantul

α=albedo

QIW=radiasi gelombang panjang bersih dari permukaan vegetasi ke udara bebas

Q_V=energi adveksi tanaman

Q_et=energi yang diperlukan untuk berlangsungnya ET

Q_h=pindahan energi dari tanaman ke udara dalam bentuk panas-tampak

Q_c=pindahan energi yang tersimpan dalam tanah dan tanaman

Satuan dari persamaan neraca energi tersebut diatas seluruhnya dalam bentuk kalori per cm ² satuan tanah .

Besarnya albedo biasanya bervariasi tergantung dari jenis vegetasi dan musim.Untuk memberikan gambaran tentang besarnya angka albedo dari berbagai bentuk permukaan tanah dapat dilihat pada tabel 3.13.

Tabel 3.13 Beberapa angka albedo harian rata-rata untuk bermacam-macam tipe permukaan (Dunne dan Leopold, 1978)

Tipe permukaan	Albedo	Lokasi
Air	0,05-0,10	Di berbagai tempat
Tanah kosong	0,11-0,18	Eropa barat
Hutan hujan tropis	0,13	Nigeria
Hutan hujan tropis	0,11-0,16	Thailand
Hutan hujan tropis	0,12-0,14	Amazon
Hutan tropis daun lebar	0,18	Kenya
Hutan spruce	0,05-0,08	Eropa barat
Hutan pinus	0,10-0,12	Eropa barat
Hutan bamboo	0,12	Kenya
Hutan evergreen	0,14	Kenya
Perkebunan karet	0,13-0,16	Ivoly Coast
Tanaman the	0,16	Kenya
Tanaman tebu	0,05-0,18	Hawaii
Tanaman kentang	0,15-0,27	Eropa barat
Tanaman jagung	0,12-0,24	Amerika utara
Padang rumput	0,14-0,25	Diberbagai tempat
Tanaman sayuran	0,25	Amerika utara
Padang pasir	0,37	Israel

Catatan : Gash dan Shuttleworth (1991)

Besarnya radiasi gelombang panjang bersih umumnya diprakirakan dengan menggunakan persamaan empiris .Hubungan antara radiasi matahari datang dengan radiasi bersih untuk semua panjang gelombang juga bervariasi tergantung pada jenis vegetasi. Variasi hubungan tersebut dapat ditunjukkan melalui persamaan empiris sebagai berikut :

Untuk tanaman kentang ( α = 0,25 ) bentuk hubungan tersebut adalah :

Qn= 0,66Qs- 50 kal/cm ²/hari

Sedang untuk hutan jenis daun jarum ( α = 0,11 ) bentuk hubungannya adalah :

Qn = 0,83 Q_s – 54 kal/cm²/hari

Qn=radiasi matahari bersih

Bab III

Penutup

A. Kesimpulan

· Evapotranspirasi adalah keseluruhan jumlah air yang berasal dari permukaan tanah, air dan vegetasi yang diuapkan kembali ke atmosfer

· Perbedaan intersepsi dan transpirasi adalah bahwa pada proses intersepsi yang diuapkan kembali ke atmosfer tersebut adalah air hujan yang tertampung sementara pada permukaan tajuk dan bagian lain dari suatu vegetasi sedangkan transpirasi adalah sebagai hasil proses fisiologi vegetasi.

· Intersepsi air hujan (rainfall interception loss) adalah proses ketika air hujan jatuh pada permukaan vegetasi, tertahan beberapa saat, untuk kemudian diuapkan kembali (“hilang”) ke atmosfer atau diserap oleh vegetasi yang bersangkutan

· Faktor-faktor yang mempengaruhi proses intersepsi dapat dokelompokkan menjadi dua, vegetasi dan iklim. Yang termasuk dalam kelompok vegetasi adalah luas vegetasi hidup dan mati, bentuk dan ketebalan daun dan cabang vegetasi. Faktor iklim termasuk jumlah dan jarak lama waktu antara satu hujan dengan hujan berikutnya, intensitas hujan, kecepatan angin, dan beda suhu antara permukaan tajuk dan suhu atmosfer.

· Pengukuran besarnya intersepsi pada skala tajuk vegetasi dapat dilakukan melalui dua pendekatan, yaitu pendekatan neraca volume (volume balance approach) dan pendekatan neraca energy (energy balance approach).

· Peranan interepsi hujan oleh vegetasi (hutan) dalam neraca air dari suatu DAS sekarang telah lebih dipahami oleh para pakar hidrologi hutan.

· Evaporasi adalah penguapan air dari permukaan air, tanah, dan bentuk permukaan bukan vegetasi lainnya oleh proses fisika. Dua unsur utama untuk berlangsungnya evaporasi adalah energy (radiasi) matahari dan ketersediaan air.

B. Saran

Semoga dengan dibuat nya makalah ini dapat menambah wawasan dan referensi bagi para pembaca, tak lupa juga penulis meminta maaf apabila terjadi kesalahan dalam penulisan makalah ini, dan juga penulis mengharap kan ada nya kritik dan saran agar makalah ini dapat dikatakan sempurna.

Daftar Pustaka

Asdak, C.2007. Hidrologi dan Pengelolaan Daerah Aliran Sungai. Yogyakarta Gadjah Mada University Press.

Komentar

Anonim31 Januari 2022 pukul 04.50
Emperor Casino | Shootercasino
The world's most successful 인카지노 gaming venue, 제왕카지노 the Emperor Casino is located in Casino Atalanta, Arizona. It is located on the edge of kadangpintar Tahu, home to some of the
BalasHapus
Balasan

Tambahkan komentar

Cari Blog Ini

ROMADHONI GUNAWAN A1A515055

MAKALAH INTERSEPSI DAN EVAPOTRANSPIRASI

Komentar

Posting Komentar

Postingan populer dari blog ini

Pengertian Intersepsi