perbandingan analisis hujan rancangan dengan …eprints.ums.ac.id/58662/3/halaman depan.pdf · i...
TRANSCRIPT
i
PERBANDINGAN ANALISIS HUJAN RANCANGAN DENGAN METODE
PARTIAL SERIES DAN ANNUAL SERIES
TUGAS AKHIR
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
mencapai derajat Sarjana S-1 Teknik Sipil
oleh :
AMINAH PRISTIANOVITA
NIM : D 100 136 001
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2017
ii
iii
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, puji syukur kepada Tuhan yang Maha Esa karena atas
rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul
“PERBANDINGAN ANALISIS HUJAN DENGAN METODE PARTIAL
SERIES DAN ANNUAL SERIES”. Sholawat serta salam selalu penulis haturkan
kepada Nabi Besar Muhammad SAW yang kita nantikan syafa’atnya di Yaumul
Qiyamah nanti.
Tugas Akhir ini merupakan syarat wajib ditempuh untuk menyelesaikan
program S1 di Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Pada kesempatan ini, penulis ucapkan terima kasih kepada pihak-pihak
yang telah memberikan dukungan, bimbingan, dan bantuan hingga
terselesaikannya laporan tugas akhir ini. Adapun pihak-pihak tersebut, antara lain:
1. Bapak Gurawan Djati, S.T., M. Eng., selaku dosen pembimbing Penelitian.
2. Bapak Ir. Hermono S.B, M.Eng sebagai penguji I dan Purwanti Sri
Pudyastuti, ST.MSc sebagai penguji II.
3. Bapak Sholikin, S.T., M.Sc., Ph.D sebagai Ketua Program Studi Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
4. Seluruh staf dan karyawan Program Studi Teknik Sipil Universitas
Muhammadiyah Surakarta, yang telah membantu dalam menyelesaikan
administrasi untuk Penelitian.
5. Bapak dan ibu, Jefry Andi Pranata dan (Alm.) Nurul Salsa Billa di rumah
yang memberi dukungan moral dan material.
6. Syaiffudin Nur Prabowo yang selalu memberi dukungan moral dan
semangat.
7. Teman-teman semua yang telah member semangat dan dukungan moril.
v
8. Mas Puryanto dan Kos Lembayung satu tempat saya bernaung dan semua
yang telah memberikan bantuan dan dukungannya baik dari segi moril
ataupun materi yang tidak dapat kami sebutkan satu persatu.
Penulis berharap semoga laporan ini bermanfaat bagi semua pihak yang
membaca.
Surakarta, Desember 2017
Penyusun
vi
MOTTO
“Ketika hatimu terlalu berharap kepada seseorang, maka Allah
timpakan ke atas kamu pedihnya sebuah pengharapan, supaya kamu
mengetahui bahwa Allah sangat mencemburui hati yang berharap
selain Dia. Maka Allah menghalangimu dari perkara tersebut agar
kamu kembali berharap kepadan-Nya”
(Imam Syafi’i)
“Barang siapa yang melepaskan satu kesusahan seorang mukmin, pasti
Allah akan melepaskan darinya satu kesusahan pada hari kiamat.
Barang siapa yang menjadikan mudah urusan orang lain, pasti Allah
akan memudahkannya di dunia dan di akhirat. Barang siapa yang
menutupi aib seorang muslim pasti Allah akan menutupi aibnya di
dunia dan di akhirat. Allah senantiasa menolong hamba Nya selama
hamban Nya itu suka menolong saudaranya”.
(HR. Muslim)
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..……………………………………………….……….. i
LEMBAR PENGESAHAN ………………………………………………….. ii
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR …………………………... iii
KATA PENGANTAR ………………………………………………...…….. iv
MOTTO ………………………………………………………………..……... vi
DAFTAR ISI ………………………………………………………………..... vii
DAFTAR GAMBAR ……………………………………………………….... ix
DAFTAR TABEL ……………………………………………………………. xi
ABSTRAKSI ………………………………………………………………..... xiv
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang …………….…………………………………….. 1
B. Rumusan Masalah ……………….……………………………….. 2
C. Tujuan Penelitian ………………….……………………………... 2
D. Manfaat Penelitian ………………….……………………………. 2
E. Batasan Masalah …………………………………………………. 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ……..……………………………………… 4
BAB III LANDASAN TEORI
A. Analisis Hujan …………………….……………………………… 7
1. Analisis Pengisian Data Hujan Yang Hilang ………………… 7
2. Analisis Konsistensi Data Hujan …….………………………. 8
3. Analisis Curah Hujan Rerata ………………………………… 9
4. Analisis Frekuensi Data Hujan …………………………....… 11
BAB IV METODE PENELITIAN
A. Data Penelitian yang Diperlukan …………….…………….……. 15
B. Data Sekunder ……….………………………………………….. 15
C. Tahapan Penelitian …………………….………...……………… 15
viii
D. Diagram Alur Penelitian ……………………………….……… 17
BAB V ANALISIS PEMBAHASAN
A. Analisis Hujan …………………………………………………. 18
1. Analisis Pengisian Data yang Hilang ……………………… 18
2. Analisis Konsistensi Data hujan …………………………… 18
3. Analisis Curah Hujan Rerata ………………………………. 20
4. AnalIsis Frekuensi Data Hujan ……………………………… 22
5. Pembahasan Hasil Analisis………………………………….. 64
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan ……………………………………………………. 67
B. Saran …………………………………………………………... 67
DAFTAR PUTAKA
LAMPIRAN
ix
DAFTAR GAMBAR
Gambar III.1 Lengkung Massa Ganda …………………………………………. 8
Gambar III.2 Poligon Theissen (Bambang Triatmojo, 2008) …………….……. 10
Gambar III.3 Garis Ishoyet (Bambang Triatmojo, 2008) ………………...……. 11
Gambar IV.1 Gambar diagram alur penelitian ………………………………… 17
Gambar V.1 Peta wilayah stasiun hujan di DAS Catur ……………………….. 20
Gambar V.2 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Gumbel ………………………………………… 25
Gambar V.3 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Normal………………………………….…. 26
Gambar V.4 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Pearson III …..……………………….…… 27
Gambar V.5 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Normal ……….…..………..……………….….. 28
Gambar V.6 Grafik hubungan antara kedalam hujan rerata harian dengan varian
batas bawah partial series ………………………..………………. 29
Gambar V.7 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Gumbel 0,274% (53,21mm) …..……………… 32
Gambar V.8 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Normal 0,274% (53,21mm) …......…….…. 33
Gambar V.9 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Pearson III 0,274% (53,21mm) …...…...…. 34
Gambar V.10 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Normal 0,274% (53,21mm) …...……………. 35
Gambar V.11 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Gumbel 0,329% (51,25mm) ……..……….… 39
Gambar V.12 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Normal 0,329% (51,25mm) …...……….. 40
Gambar V.13 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Pearson III 0,329% (51,25mm) …...…… 41
Gambar V.14 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
x
dengan distribusi Normal 0,329% (51,25mm) …...………..….. 42
Gambar V.15 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Gumbel 0,383% (48,89mm) …..……………. 46
Gambar V.16 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Normal 0,383% (48,89mm) …...………. 47
Gambar V.17 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Pearson III 0,383% (48,89mm) …...…… 48
Gambar V.18 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Normal 0,383% (48,89mm) …...……………. 49
Gambar V.19 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Gumbel 0,438% (47,63mm) …..……………. 53
Gambar V.20 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Normal 0,438% (47,63mm) …...………. 54
Gambar V.21 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Pearson III 0,438% (47,63mm) …...…… 55
Gambar V.22 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Normal 0,438% (47,63mm) …...……………. 56
Gambar V.23 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Gumbel 0,493% (46,91mm) …..……………. 60
Gambar V.24 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Normal 0,493% (46,91mm) …...………. 61
Gambar V.25 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Log Pearson III 0,493% (46,91mm) …...…… 62
Gambar V.26 Grafik kedalaman hujan dalam kala ulang T tahun annual series
dengan distribusi Normal 0,493% (46,91mm) …...……………. 63
Gambar V.27 Grafik perbandingn hasil kedalaman dengan distribusi Gumbel
………………………………………………………………………………….. 65
xi
DAFTAR TABEL
Tabel III.1 Tabel distribusi analisis frekuensi ………………………………… 14
Tabel V.1 Tabel analisis konsistensi data hujan pada staiun Catur ………….. 18
Tabel V.2 Tabel nilai Q/√n dan R/√n ………………………………………… 19
Tabel V.3 Tabel luasan wilayah per stasiun hujan di DAS Catur ……………. 21
Tabel V.4 Tabel perhitungan hujan rerata harian pada taun 2001 ……………. 21
Table V.5 Tabel pengambilan data seri dengan annual series ……………...… 23
Tabel V.6 Tabel hasil analisis frekuensi statistikan data hujan metode annual
series …………….……………………………………..……………. 23
Tabel V.7 Tabel hasil analisis frekuensi hujan statistika logaritma data metode
annual series ………………………………………………………. 23
Tabel V.8 Tabel uji Chi Kuadrat & Smirnov-Kolmogorov dari aplikasi A_prob
4.1 uji kecocokan data annual series .……………………………... 24
Tabel V.9 Hasil analisis dari aplikasi A_prob 4.1 perhitungan kala ulang annual
series ……………………………………………………………….. 24
Tabel V.10 Tabel pengambilan seri data partial series batas bawah 0,247%
(53,21mm) …………………………………………………………. 29
Tabel V.11 Tabel hasil analisis frekuensi statistika data hujan metode partial
series dengan batas bawah 0,247% (53,21mm) …...……………… 30
Tabel V.12 Tabel hasil analisis frekuensi hujan statistika logaritma data metode
partial series dengan batas bawah 0,247% (53,21mm) …………… 30
Tabel V.13 Tabel uji Chi Kuadrat & Smirnov-Kolmogorov dari aplikasi A_prob
4.1 uji kecocokan data partial series dengan batas bawah 0,247%
(53,21mm) ………………………………………………………..... 31
Tabel V.14 Hasil analisis dari aplikasi A_prob 4.1 perhitungan analisis frekuensi
hujan metode partial series dengan batas bawah 0,247% (53,21mm)
dengan kala ulang t tahun.................................................................. 31
Tabel V.15 Tabel pengambilan seri data partial series batas bawah 0,329%
(51,25mm) ………………………………………………………….. 36
Tabel V.16 Tabel hasil analisis frekuensi statistika data hujan metode partial
series dengan batas bawah 0,329% (51,25mm) .…………………. 36
xii
Tabel V.17 Tabel hasil analisis frekuensi hujan statistika logaritma data metode
partial series dengan batas bawah 0,329% (51,25mm) …………… 37
Tabel V.18 Tabel analisis dari aplikasi A_prob 4.1 uji kecocokan data partial
series dengan batas bawah 0,329% (51,25mm) ..……………......... 37
Tabel V.19 Hasil analisis dari Aplikasi Aprob_4.1 perhitungan analisis frekuensi
hujan metode partial series batas bawah 0,329% (51,25 mm) dengan
kala ulang T tahun…… …………………........................................ 37
Tabel V.20 Tabel pengambilan seri data partial series batas bawah 0,383%
(48,89mm) …………………………………………………………. 43
Tabel V.21 Tabel hasil analisis frekuensi statistikan data hujan metode partial
series dengan batas bawah 0,383% (48,89mm) .…………………. 44
Tabel V.22 Tabel hasil analisis frekuensi hujan statistika logaritma data metode
partial series dengan batas bawah 0,383% (48,89mm) …………… 44
Tabel V.23 Tabel aplikasi A_prob 4.1 uji kecocokan data partial series dengan
batas bawah 0,383% (48,89mm) ..………………………………..... 44
Tabel V.24 Hasil analisis dari aplikasi A_prob 4.1 perhitungan analisis frekuensi
hujan metode partial series dengan batas bawah 0,383% (48,89mm)
dengan kala ulang T tahun ............................................................... 45
Tabel V.25 Tabel pengambilan seri data partial series batas bawah 0,438%
(47,63mm) ……………………………………………...…………... 50
Tabel V.26 Tabel hasil analisis frekuensi statistikan data hujan metode partial
series dengan batas bawah 0,438% (47,63mm) .…………………. 51
Tabel V.27 Tabel hasil analisis frekuensi hujan statistika logaritma data metode
partial series dengan batas bawah 0,438% (47,63mm) ………….. 51
Tabel V.28 Tabel dari aplikasi A_prob 4.1 uji kecocokan data partial series
batas bawah 0,438% (47,63mm) …………………………………. 51
Tabel V.29 Hasil analisis dari aplikasi A_prob 4.1 perhitungan analisis frekuensi
hujan metode partial series dengan batas bawah 0,438% (47,63mm)
dengan kala ulang T tahun ............................................................. 52
Tabel V.30 Tabel pengambilan seri data partial series batas bawah 0,493 %
(46,91mm) …………………………………………………………. 57
Tabel V.31 Tabel hasil analisis frekuensi statistikan data hujan metode partial
xiii
series dengan batas bawah 0,493% (47,91mm) .………………….. 58
Tabel V.32 Tabel hasil analisis frekuensi hujan statistika logaritma data metode
partial series dengan batas bawah 0,493% (47,91mm) …………… 58
Tabel V.33 Tabel analisis aplikasi A_prob 4.1 uji kecocokan data partial series
batas bawah 0,493% (47,91mm) ………..……………………….... 58
Tabel V.34 Hasil analisis dari aplikasi A_prob 4.1 perhitungan analisis frekuensi
hujan metode partial series dengan batas bawah 0,493% (47,91mm)
dengan kala ulang T tahun …..………............................................. 59
Tabel V.35 Tabel perbandingan kala ulang hujan dengan metode annual series
dan partial series menggunakan distribusi Gumbel ……………….. 64
Tabel V.36 Perbandingan data statistika annual series dan partial series …….. 65
xiv
PERBANDINGAN ANALISIS HUJAN RANCANGAN DENGAN METODE
PARTIAL SERIES DAN ANNUAL SERIES
Abstrak
Analisis hujan rancangan menggunakan metode penetapan seri data yaitu metode
annual series dan partial series akan sangat berpengaruh terhadap besaran nilai
kedalaman hujan dalam kala ulang tertentu. Ketersediaan data pada PSDA Jawa
Timur terutama di DAS Catur Sungai Bengawan Solo di Kabupaten Madiun Jawa
Timur cukup lengkap, maka dari itu dapat dilakukan analisis hujan rancangan
dengan penetapan seri data. Dalam penentuan seri data sangat berpengaruh
terhadap hasil analisis hujan rancangan yang akan berpengaruh terhadap besarnya
persen error atau penyimpangan hujan rancangan dari metode annual series dan
partial series. Perhitungan analisis frekuensi hujan dapat digunakan dengan
bantuan program komputer Aprob_4.1, program computer ini hanya digunakan
untuk perhitungan analsis frekuensi yang akan menghasilkan penentuan distribusi
yang digunakan dan penentuan kala ulang 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 dan 1000
tahun. Untuk metode partial series menentukan 5 variasi penurunan batas bawah
yakni 0,247% (15 data), 0,329% (18 data), 0,383% (21 data), 0,438% (24 data)
dan 0,493% (24 data). Hasil perhitungan didapatkan nilai kedalam hujan annual
series lebih besar dibandingkan partial series dengan batas bawah 0,247% (15
data), tetapi partial series batas bawah 0,247% (15 data) tetap diyakini sebagai
perhitungan yang paling efektif/benar, hal ini disebabkan oleh nilai S (standar
deviasi) annual series lebih besar karena data annual series lebih beragam.
Semakin kecil batas bawah maka hujan rancangan dengan kala ulang T tahun
semakin mengecil.
Kata kunci : Hujan Rancangan, Annual Series, Partial Series, DAS Catur,
Analisis frekuensi.
xv
COMPARATIVE ANALYSIS OF RAINFALL DESIGN WITH PARTIAL
SERIES AND ANNUAL SERIES METHOD
Abstract
Design rainfall analysis using data series determination method that is annual
series and partial series method will greatly affect the value of rainfall depth
value in a return period. The availability of data on PSDA of East Java especially
in Bengawan Solo River Basin Watershed in Madiun Regency East Java is
complete, therefore it can be done by design rainfall analysis with determination
of data series. In the determination of the data series is very take effect on the
results of rainfall analysis design that will affect the amount of error or deviation
of rainfall draft from the method of annual series and partial series. The
calculation of rainfall frequency analysis can be used of Aprob_4.1 computer
program, this computer program is only used for calculation of frequency analysis
which will result in the determination of the distribution used and a return period
of 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 and 1000 years. For the partial series method, 5
variations of the lower limit decrease were 0.247% (15 data), 0.329% (18 data),
0.383% (21 data), 0.438% (24 data) and 0.493% (24 data). The result of the
calculation shows the value into the annual series rainfall is greater than the
partial series with the lower limit of 0.247% (15 data), but the lower limit partial
0.247% (15 data) is still believed to be the most effective calculation, (standard
deviation) annual series is larger because annual series data is more different. The
smaller the lower limit then the design rainfall with a return period time of the
year is getting smaller.
Keywords : Design Rainfall, Annual Series, Partial Series, DAS Catur,
Frequencyanalysis.