Aplikasi Metode Statistika untuk Analisis Data Hidrologi; Seri Hidrologi, oleh Soewarno Hak Cipta © 2014 pada penulis GRAHA ILMU Ruko Jambusari 7A Yogyakarta 55283 Telp: 0274-4462135; 0274-882262; Fax: 0274-4462136 E-mail:
[email protected] Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak atau memindahkan sebagian atau seluruh isi buku ini dalam bentuk apa pun, secara elektronis maupun mekanis, termasuk memfotokopi, merekam, atau dengan teknik perekaman lainnya, tanpa izin tertulis dari penerbit. ISBN: 978-602-262-141-6 Cetakan ke I, tahun 2014
BAB ..... KATA PENGANTAR
Penyelenggaraan pengelolaan sumber daya air menghadapi permasalahan yang semakin komplek, sejalan dengan pertambahan jumlah penduduk, maka meningkat pula kubutuhan air untuk berbagai keperluan. Di sisi lain gejala degradasi lingkungan terus berjalan, di antaranya ditandai dengan frekuensi banjir dan kekeringan semakin meningkat, ketersedian air pada musim penghujan dan kemarau dirasakan semakin tidak seimbang terbukti dengan semakin besarnya fluktuasi hidrograf debit runtut waktu, umur layan waduk diperkirakan lebih cepat dari pada umur desiannya. Untuk mendukung pengelolaan sumber daya air, UU no 7 tahun 2004, tentang Sumber Daya Air, telah mengamanatkan kepada kita, perlunya sistem informasi hidrologi. Pengelolaan sumber daya air tanpa didukung informasi hidrologi adalah suatu hal yang mustahil, di sisi lain pendataan dan analisis hidrologi tanpa diaplikasikan untuk pengelolaan sumber daya air adalah suatu pekerjaan yang kurang bermanfaat. Kedekatan antara ilmu hidrologi dengan sumber daya air dapat diibaratkan dengan peribahasa, seperti : 1. 2.
Sekeping mata uang logam, di mana sisi sebelah adalah hidrologi dan sisi yang sebelah lagi adalah sumber daya air, artinya kedua bidang ilmu tersebut tidak dapat dipisahkan satu sama lain. Selembar daun sirih, meskipun agak berbeda warna ke dua sisinya namun bila digigit rasanya sama, artinya kedua bidang ilmu tersebut tidak dapat dipisahkan satu sama lain.
Pernyataan pada peribahasa tersebut mengingatkan kita, bahwa pengelolaan sumber daya air butuh data dan informasi hidrologi. Informasi hidrologi dapat dibuat berdasarkan analisis data hidrologi. Fakta mengenai fenomena hidrologi di lapangan dapat dikumpulkan, dihitung, dianalisis, disajikan dan ditafsirkan menggunakan banyak metode, di antaranya adalah metode statistik. Buku ini menyampaikan contoh sederhana aplikasi metode statistik untuk analisis data hidrologi. Metode analisis hidrologi sebenarnya mempunyai lingkup yang sangat luas dan dinamis, serta selalu terus berkembang seiring dengan kemajuan teknologi. Menganalisis data hidrologi tidak akan berakhir, selama dunia ini
vi
Seri Hidrologi: Aplikasi Metode Statistika untuk Analisis Data Hidrologi
keberadaannya belum berakhir, sejalan dengan berakhirnya siklus hidrologi. Pembahasan analisis hidrologi untuk sumber daya air yang terpadu dan lebih luas lingkupnya, sungguh merupakan pekerjan yang tidak mudah. Karena keterbatasan kemampuan, wawasan dan pengetahuan serta pengalaman, sehingga lingkup dan bobot materi buku ini adalah hanya merupakan langkah awal analisis data hidrologi, oleh karena itu tentu masih jauh dari lengkap dan sempurna, maka kritik dan saran sangat saya harapkan.
Yogyakarta, 2014 Penulis
Soewarno
BAB ..... DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL
v vii xi xiii
BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Pengertian Umum 1.1.1 Statistik 1.1.2 Metode Statistik 1.2 Variabel Hidrologi 1.3 Pemilihan Sampel Data Hidrologi 1.4 Data Hidrologi 1.4.1 Pendekatan Proses Hidrologi 1.4.2 Kualitas Data Hidrologi 1.4.3 Pengujian Data Hidrologi 1.4.4. Tipe dan Penyajian Data Hidrologi
1 1 1 2 5 8 12 12 13 15 19
BAB II
PENGUKURAN PARAMETER STATISTIK DATA HIDROLOGI
25
2.1
25 26 33 35 37 40 44 48
Pengukuran Tendensi Sentral 2.1.1 Rata-rata Hitung 2.1.2 Rata-rata Timbang 2.1.3 Rata-rata Ukur 2.1.4 Rata-rata Harmonis 2.1.5 Median 2.1.6 Modus 2.1.7 Kuartil
viii
Seri Hidrologi: Aplikasi Metode Statistika untuk Analisis Data Hidrologi
2.2
2.3
Pengkuran Dispersi 2.2.1 Range 2.2.2 Deviasi Rata-rata 2.2.3 Deviasi Standar dan Varian 2.2.4 Koefisien Variasi 2.2.5 Kemencengan 2.2.6 Kesalahan Standar 2.2.7 Pengukuran Momen 2.2.8 Pengukuran Kurtosis Contoh Aplikasi Awal Parameter Statistik
49 49 50 53 57 58 60 61 63 65
BAB III
APLIKASI DISTRIBUSI PELUANG UNTUK ANALISIS DATA HIDROLOGI 3.1 Pendahuluan 3.2 Aplikasi Distribusi Peluang Deskrit 3.2.1 Aplikasi Distrbusi Peluang Binomial 3.2.2 Aplikasi Distribusi Peluang Poisson 3.3 Aplikasi Distribusi Peluang Kontinyu 3.3.1 Aplikasi Distribusi Normal 3.3.2 Aplikasi Distribusi Gumbel 3.3.3 Aplikasi Distribusi Pearson 3.3.4 Aplikasi Distribusi Frechet 3.3.5 Aplikasi Distribusi Log Normal 3.3.6 Aplikasi Distribusi Goodrich 3.4 Tahapan Aplikasi Distribusi Peluang 3.4.1 Pengumpulan Data 3.4.2 Periode Ulang 3.4.3 Penggambaran Kurva Distribusi Peluang 3.4.4 Penentuan Kurva Persamaan Distribusi Peluang 3.4.5 Batas Daerah Kepercayaan Periode Ulang 3.4.6 Uji Kecocokan 3.4.7 Pemilihan Persamaan Distribusi yang Sesuai
69 69 70 70 72 75 76 87 98 105 107 113 117 117 121 122 124 126 139 149
BAB IV
APLIKASI METODE STATISTIK UNTUK MEMPERKIRAKAN DEBIT BANJIR 4.1 Pendahuluan 4.2 Memperkirakan MAF 4.2.1 Metode Serial Data 4.2.2 Metode POT 4.2.3 Metode Regresi 4.3 Perbaikan Nilai Perkiraan Debit Banjir 4.3.1 Membandingkan Metode 4.3.2 Membandingkan Pengamatan yang Lebih Lama
167 167 168 168 173 178 183 183 184
Daftar Isi
ix
4.3.3 Membandingkan Data dari Tempat Lain Memperkirakan Debit Banjir Berdasarkan Data Tinggi Muka Air Memperkirakan Debit Puncak Banjir Metode Slope-Area Contoh Kasus Model Debit Puncak Banjir Lombok, Sumbawa
188 190 192 202
ANALISIS HIDROLOGI UNTUK PENGENDALIAN BANJIR 5.1 Pendahuluan 5.2 Akibat Terjadinya Bencana Banjir 5.3 Penyebab Terjadinya Banjir 5.4 Upaya Mengatasi Masalah Banjir 5.5 Contoh Upaya Pengendalian Banjir Kasus Das Kali Pekalongan 5.5.1 Latar Belakang 5.5.2 Deskripsi Lokasi DAS Kali Pekalongan 5.5.3 Debit Sungai DAS Kali Pekalongan 5.5.4 Banjir Rencana DAS Kali Pekalongan 5.5.5 Kapasitas Tampung Kali Pekalongan 5.5.6 Hidrograf Banjir DAS Kali Pekalongan 5.5.7 Curah Hujan dan Debit Puncak Banjir DAS Kali Pekalongan 5.5.8 Pengendalian Banjir Pekalongan 5.5.9 Sistem Prakiraan dan Peringatan Dini Banjir DAS Pekalongan
205 205 205 206 208 209 209 210 212 213 214 214 215 216 219
4.4 4.5 4.6 BAB V
DAFTAR PUSTAKA
229
TENTANG PENULIS
235
x
Seri Hidrologi: Aplikasi Metode Statistika untuk Analisis Data Hidrologi
