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.