ANALISIS INTENSITY DURATION FREKUENSI (IDF) YANG PALING SESUAI DENGAN BANTUAN MICROSOFT EXCEL

Transkripsi

1 ANALISIS INTENSITY DURATION FREKUENSI (IDF) YANG PALING SESUAI DENGAN BANTUAN MICROSOFT EXCEL TUGAS AKHIR Dikerjakan sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Ahli Madya Pada Program D-III Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Dikerjakan oleh: ARDIAN KARTIKO NIM : I PROGRAM D-III TEKNIK SIPIL INFRASTRUKTUR PERKOTAAN FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK SIPIL UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2014 i

2 LEMBAR PERSETUJUAN ANALISIS INTENSITY DURATION FREKUENSI (IDF) YANG PALING SESUAI DENGAN BANTUAN MICROSOFT EXCEL TUGAS AKHIR Dikerjakan oleh: ARDIAN KARTIKO NIM : I Telah disetujui untuk dipertahankan Tim Penguji Pendadaran Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Diperiksa dan disetujui ; Dosen Pembimbing Ir. SITI QOMARIYAH M.sc NIP ii

3 HALAMAN PENGESAHAN ANALISIS INTENSITY DURATION FREKUENSI (IDF) YANG PALING SESUAI DENGAN BANTUAN MICROSOFT EXCEL TUGAS AKHIR Disusun Oleh : ARDIAN KARTIKO NIM. I Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi DIII Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret pada, Senin, 17 Juli 2014 : 1. Ir. Siti Qomariyah, M.Sc NIP Ir. Suyanto, MM NIP Ir. Sudarto, Msi NIP Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Disahkan, Ketua Program Studi DIII Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Ir. Bambang Santosa, MT Achmad Basuki, ST. MT NIP NIP iii

4 Saat kita di atas, lihatlah yang di bawah, dan saat kita di bawah, ingatlah pada yang di atas Ridho orang tua adalah Ridho Allah bersama (Al Insyiroh: 6) iv

5 P E R S E M B A H A N K e l u rg a s a y a d a r i B a p a k, I b u, K a k a k d a n s e m u a o r a n g y a n g tel a h m e m b e r i s a y a s e m a n g a t u n tu k te ru s b e l a j a r h i n g g a j e n j a n g s e k a r a n g B a g i m e r e k a y a n g b e r m in a t m e m b a c a T u g a s A k h i r s a y a v

6 ABSTRAK Ardian Kartiko Pemprograman IDF (Intensity Duration Frekuensi) dengan bantuan Microsoft Excel. Hujan adalah komponen masukan penting dalam proses hidrologi. Karakteristik hujan di antaranya adalah intensitas, durasi, kedalaman dan frekuensi. Intensitas berhubungan dengan durasi frekuensi dapat diekspresikan dengan Intencity Duration Frekuensi (IDF). Terdapat beberapa rumus untuk menghitung IDF seperti rumus Talbot, Sherman, Ishiguro. Dari ketiga rumus tersebut terdapat satu rumus yang akan digunakan. Bantuan fasilitas Micrososft Excel diperlukan. Untuk itulah studi dilakukan guna mendapatkan IDF yang paling mendekati IDF dari data curah hujan yang ada. Metode penelitian yang dipakai adalah metode pemprograman menggunakan Micrososft Excel. Metode ini digunakan untuk mendapatkan lengkung IDF (Intensity Duration Frekuensi) yang berguna untuk menentukan intensitas hujan. Obyek pemprograman dalam penyususnan Tugas Akhir ini adalah data hujan dari data hujan dari stasiun hujan Bandara Ahmad Yani dan data hujan harian dari stasiun hujan manual daerah Surakarta. IDF yang paling sesuai adalah rumus Talbot karena selisih/deviasi rata-rata antara data hujan asli dengan data hasil perhitungan adalah yang paling kecil. vi

7 KATA PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-nya, sehingga penyusun dapat menyelesaikan penyusunan Laporan Tugas Akhir dengan baik dan selesai tepat pada waktunya. Penyusun berharap semoga laporan ini berguna bagi para pembaca dalam mempelajari perencanaan sistem drainase perkotaan, dapat menambah pengetahuan secara teori yang diperoleh di bangku kuliah serta menambah wawasan dan pengalaman kerja di lapangan secara langsung. Penyusun mengucapkan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah memberikan dukungan dan bantuan dalam menyelesaikan laporan Tugas Akhir ini, yaitu kepada : 1. Ir. Bambang Santosa, MT selaku ketua Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta; 2. Achmad Basuki, ST, MT, selaku Ketua Program Studi DIII Teknik Sipil Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta; 3. Ir. Suyanto, MM, selaku Dosen Pembimbing Akademik; 4. Ir. Siti Qomariyah M.sc selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan pengarahan selama pengerjaan Tugas Akhir ini; 5. Semua pihak yang telah membantu terselesaikannya laporan Tugas Akhir ini. Penyusun menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan pengetahuan, pengalaman serta masih kurangnya pemahaman yang penyusun miliki, sehingga dalam penyusunan laporan ini banyak kekurangan. Penyusun berharap dengan segala kerendahan hati untuk kritik dan saran yang bersifat membangun dari semua pihak... Surakarta, Juni 2014 Penyusun vii

8 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... LEMBAR PERSETUJUAN... LEMBAR PENGESAHAN... MOTTO... PERSEMBAHAN... ABSTRAK... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... i ii iii iv v vi vii viii xii DAFTAR GAMBAR.... xiv BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Masalah Rumusan masalah Batasan Masalah Tujuan Pemprograman Manfaat Pemprograman... 2 BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Pemprograman Microsoft Excel... 3 viii

9 Macam-macam Formula Microsoft Excel Landasan Teori Intensity Duration Frekuensi (IDF) Pengukuran Hujan Seri Data Hidrologi Karakteristik Hujan Analisis Regresi Analisis Frekuensi Distribusi Normal DistribusiLog-Normal Distribusi Gumbel Distribusi Log Pearson III Uji Smirnov Kolmogorov Hujan Rencana Periode Ulang Durasi Hujan Analisis Intensitas Hujan Rumus Talbot Rumus Sherman Rumus Ishiguro Rumus Mononobe Rumus SDR-IDF (Short Duration Rainfall Intensity Duration Frequency) BAB III METODE PEMPROGRAMAN Metode Pemprograman Obyek Pemprograman ix

10 3.3. Langkah-langkah Pemprograman Literatur Mencari Data atau Informasi Tahap Persiapan Pengolahan Data Mengolah Data Penyusunan Laporan BAB IV PEMBAHASAN Prosedur Pekerjaan Menentukan Curah Hujan Menghitung Probabilitas Setiap Periode Ulang Menghitung Harga Tiap Suku dalam Persamaan Intensitas Hujan Menghitung Tetapan-tetapan untuk Persamamaan Intensitas Hujan Membuat Kurva IDF dari Rumus Intensitas Hujan untuk Berbagai Periode Ulang Memperoleh IDF melalui Stasiun Hujan Manual Hujan Wilayah Hujan Harian Hujan Tahunan Analisis Frekuensi Analisis Statistik Test jenis Distribusi Analisis Statistik Log Pearson III x

11 Uji Smirnov Kolmogorov Perhitungan Uji Smirnov Kolmogorov 15 Tahun Terakhir Hujan Rencana Intensitas Hujan Rencana Intensitas Hujan Jam-jaman BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran PENUTUP... xvii LAMPIRAN... xviii DAFTAR PUSTAKA... xix xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Reduced variate, Y tr Tabel 2.2. Reduce Mean, Yn Tabel 2.3. Reduce Standard Deviation, Sn Tabel 2.4. Parameter statistik untuk menentukan jenis distribusi Tabel 2.5. Nilai cr uji Smirnov Kolmogorov Tabel 2.6. Konstanta x dan y Rumus SDR-IDF Tabel 2.7. Rumus Intensitas Hujan Tabel 4.1. Kedalaman curah hujan jangka pendek di Bandara Ahmad Yani Semarang Tabel 4.2. Data Hujan Harian Maksimum Tahunan Kota Surakarta (mm). 50 Tabel 4.3. Hujan Wilayah Harian Maksimum pada Kota Surakarta (mm).. 52 Tabel 4.4. Data Hujan Tahunan Kota Surakarta (mm) Tabel 4.5. Hujan Wilayah Tahunan Maksimum pada Kota Surakarta (mm) Tabel 4.6. Perhitungan Analisis Statistik Panjang Data 15 Tahun Terakhir 55 Tabel 4.7. Perhitungan Analisis Statistik (Nilai Ln) Panjang Data 15 Tahun Terakhir Tabel 4.8. Pemilihan Jenis Distribusi Stasiun Hujan 15 Tahun Terakhir Tabel 4.9. Statistik Log Pearson III Variasi Panjang Data 15 terakhir Tabel Uji Smirnov Kolmogorov Panjang Data 15 Tahun Terakhir Tabel Hujan Rencana dengan Berbagai Kala Ulang pada Panjang Data 15 Tahun Tabel Intensitas Hujan Jam-jaman Untuk Kala Ulang 2 Tahun Tabel Intensitas Hujan Jam-jaman Untuk Kala Ulang 5 Tahun xii

13 Tabel Intensitas Hujan Jam-jaman Untuk Kala Ulang 10 Tahun Tabel Intensitas Hujan Jam-jaman Untuk Kala Ulang 25 Tahun Tabel Intensitas Hujan Jam-jaman Untuk Kala Ulang 50 Tahun Tabel Intensitas Hujan Rencana dengan Persamaan Mononobe (mm/jam).. 63 xiii

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Poligon Thiessen Gambar 4.1. Formula untuk Mencari Besarnya Curah Hujan Gambar 4.2. Penarikan Rumus Tanpa Mengisi Formula ke Bawah Gambar 4.3. Formula untuk Mencari Curah Hujan Maksimum Durasi 5 Menit Gambar 4.4. Penarikan Rumus Tanpa Mengisi Formula ke Kanan Gambar 4.5. Formula untuk Mencari Rata-rata Gambar 4.6. Formula untuk Memperoleh Standar Deviasi Gambar 4.7. Formula untuk Perhitungan Probabilitas Durasi 5 Menit Gambar 4.8. Formula untuk Perhitungan Probabilitas Durasi 10 Menit Gambar 4.9. Perhitungan Harga Tiap Suku untuk Perhitungan Perhitungan Tetapan-tetapan dalam Rumus Intensitas Curah Hujan Periode Ulang 2 Tahun Gambar Formula untuk Mencari Harga [I.t] Gambar Formula untuk Mencari Harga [I 2 ] Gambar Formula untuk Mencari Harga [I 2.t] Gambar Formula untuk Mencari Harga [log t] Gambar Formula untuk Mencari Harga [log I] Gambar Formula untuk mencari harga [log t.log I] Gambar Formula untuk mencari harga [(log t) 2 ] Gambar Formula untuk mencari harga [ ] Gambar Formula untuk mencari harga [I. ] Gambar Formula untuk mencari harga [I 2. ] xiv

15 Gambar Formula untuk memperoleh konstanta a Gambar Formula untuk memperoleh konstanta b Gambar Formula untuk memperoleh konstanta a Gambar Formula untuk memperoleh konstanta n Gambar Formula untuk memperoleh konstanta a Gambar Formula untuk memperoleh konstanta b Gambar Perbandingan kecocokan rumus-rumus intensitas hujan Gambar Formula untuk memperoleh intensitas hujan dari rumus Talbot Gambar Formula untuk memperoleh intensitas hujan dari rumus Sherman Gambar Formula untuk memperoleh intensitas hujan dari rumus Ishiguro Gambar Formula untuk memperoleh Deviasi rata-rata dari rumus Talbot Gambar Formula untuk memperoleh Deviasi rata-rata dari rumus Sherman Gambar Formula untuk memperoleh Deviasi rata-rata dari rumus Ishiguro Gambar Pengisian data pada sumbu X dan sumbu Y Gambar Kurva IDF dari rumus intensitas hujan untuk berbagai periode ulang berdasarkan rumus Talbot Gambar Kurva IDF dari rumus intensitas hujan untuk berbagai periode ulang berdasarkan rumus Sherman Gambar Kurva IDF dari rumus intensitas hujan untuk berbagai periode ulang berdasarkan rumus Ishiguro xv

16 Gambar Kurva IDF dari rumus intensitas hujan untuk berbagai periode ulang berdasarkan rumus Talbot Gambar Kurva IDF dari rumus intensitas hujan untuk berbagai periode ulang berdasarkan rumus Sherman Gambar Kurva IDF dari rumus intensitas hujan untuk berbagai periode ulang berdasarkan rumus Ishiguro xvi