SlideShare a Scribd company logo
Kelompok 3
Nama kelompokk
• ADE JIWA PRATAMA 2015011065
• AMAR SYAIT HUSAIN 2015011083
• IQBAL YULIANSYAH 2015011045
• DIMAS PRAYUDA 2015011004
• ANISA MEIDASASARI 2015011014
• JHON MICHAIL VINSEN 2015011064
• OBY NUR PRATAMA 2015011093
• RESTI CAHAYA 2015011033
• M FIRKI AQILA 20150111O4
• ANUGRAH MEIDI 2015011084
• AZKA MUHAMMAD SAFARI 2015011073
APLIKASI DISTRIBUSI PELUANG UNTUK
ANALISIS DATA HIDROLOGI
3.1 PENDAHULUAN
Teori peluang membahas tentang ukuran atau derajat ketidak-pastian dari suatu kejadian.
Kebenaran dari kesimpulan yang dibuat dari analisis data hidrologi tidak dapat dipastikan benar
secara absolut, karena kesimpulan analisis hidrologi umumnya dibuat berdasarkan data sampel dari
populasi, oleh karena itu aplikasi teori peluang sangat diperlukan dalam analisis hidrologi.
Besarnya peluang sebuah variat adalah jumlah kejadian dari pada deskrit dibagi dengan jumlah
total kejadiannya. Jumlah peluang dari semua variat tersebut sama dengan satu, atau P=1.
- Distribusi peluang (probability distribution) adalah sauatu distribusi yang
menggambarkan peluang dari sekumpulan variat sebagai pengganti frekuensinya.
- Peluang kumulatip (cumulative probability) adalah peluang dari suatu variable acak yang
mempunyai nilai sama atau kurang dari suatu nilai tertentu.
Jika nilai sebuah variat adalah x, maka peluang kumulatipnya adalah P(X ≤ x), dan
peluang kumulatip dari suatu variable acak yang mempunyai nilai sama atau lebih dari
suatu nilai tertentu adalah 1-P (X ≤ x ), umumnya ditulis sebagai P(X ≥ x).
Dari Gambar (3.1) maka :
P ( a ≤ x ≤ b ) = 𝒂
𝒃
𝑷 𝒙 𝒅𝒙 (3.1.a)
−∞
∞
𝑷 𝒙 𝒅𝒙 = 𝟏 (3.1.b)
P (x ≤ a ) = P(x) = −∞
∞
𝑷 𝒙 𝒅𝒙 (3.1.c)
Fungsi distribusi peluang umumnya dibedakan sebagai :
1. Deskrit, dan
2. Kontinyu
3.2 APLIKASI DISTRIBUSI PELUANG DESKRIT
Banyak persamaan distribusi peluang deskrit, missal binomial, multinomial, Geometrik,
Hipergeometrik, Poisson, dan Poisson yang disajikan dalam aplikasi analisis hidrologi pada
materi ini.
3.2.1 Aplikasi Distribusi Peluang Binomial
Distribusi ini banyak digunakan untuk varabel deskrit dan merupakan penentuan kondisi
yang terjadi atau tidak (tidak terjadi).
Densitas peluangnya dapat ditulis dalam persamaan :
P(R) = 𝐶𝑅
𝑁
𝑃𝑅𝑄𝑁−𝑅
Keterangan :
P(R) = peluang terjadinya sebesar R dalam jumlah kejadian N
N = jumlah kejadian
R = jumlah kejadian yang diharapkan = 0, 1, 2, ….. N.
P = peluang terjadinya kejadian = disebut juga parameter dari distribusi
Q = peluang kegagalan (tidak terjadi) 1-P
𝐂𝐑
𝐍
=
𝑵!
𝑹! 𝑵−𝑹 !
jumlah kombinasi N dari R pada 1(satu) satuan waktu
dengan N! = 1 x 2 x 3 x ….x (N-1) x N dan O! = 1! = 1
Parameter Distribusi Binomial antara lain adalah :
1. rata-rata hitung (mean) µ = NP (3.3)
2. varian σ𝟐
= 𝑵𝑷𝑸 (3.4)
3. deviasi standar σ = 𝑵𝑷𝑸 (3.5)
4. kemencengan CS =
µ𝟑
σ𝟑 =
𝑸−𝑷
𝑵𝑷𝑸
(3.6)
5. koefisien Kurtosis CK =
𝟏−𝟔𝑷𝑸
𝑵𝑷𝑸
+ 𝟑 (3.7)
Aplikasi Distribusi Peluang Poisson
Probabilitas Poisson kumulatif adalah probabilitas dari peristiwa poisson lebih
dari satu. Apabila Jumlah dari pengukuran atau kejadian N cukup besar, maka
perhitungan dengan menggunakan distribusi i binomial akan tidak sesuai, oleh
karena itu perhitungan dapat menggunakan distribusi peluang Poisson (umumnya
untuk P kecil, misal P < 0,10 dan N > 30) dan nilai rata-rata p adalah konstan, p :
NP. Fungsi distribusi peluang Poisson dapat dirumuskan sebagai berikut:
P(R) = peluang terjadinya sebesar R dalam N kejadian
R = Kejadian yang diharapkan, R = 0, 1, 2,... N.
µ = rata-rata hitung (mean) dari distribusi Poisson
e = 2,71828
Dengan parameter statistik sebagai berikut :
Keterangan :
P = peluang terjadinya
Q = Peluang kegagalan
Contoh 3.2 :
Dalam suatu DPS dibangun dam pengendali banjir dengan umur bangunan 100
tahun. Berapa peluang terjadinya banjir 550 m³/det dengan periode ulang 200
tahun selama periode umur dam tersebut, apabila ditentukan dengan distribusi
peluang Poisson
Jawab Contoh 3.2 :
Periode ulang banjir 200 tahun, maka peluang terjadinya 1 kali banjir adalah
Berdasarkan persamaan 3.9, maka:
Sehingga berdasarkan persamaan 3.8, maka :
Dengan demikian didalam DPS tersebut, pada dam pengendali banjir dengan
umur bangunan 100 tahun, selama periode umur tersebut akan terjadi banjir
periode 200 tahun dengan peluang 30,80 %
Contoh 3.3.
Dari tabel 2.4 pada Bab II, telah disajikan data curah hujan rata-rata tahunan
(mm) dalam kaitannya dengan luas DPS Citarum-Jatiluhur, yang dapat disajikan
dalam bentuk tabel 3.1. Tentukan distribusi frekuensi empirisnya dengan distribusi
Poisson.
Tabel 3.1. Frekuensi Distribusi Luas Daerah Curah Hujan
DPS Citarum-Jatiluhur
Jawab Contoh 3.3. :
Nilai rata-rata : Sehingga :
Sehingga:
Berdasarkan persamaan (3.8) maka :
Tabel 3.2 Frekuensi Distribusi Luas Daerah Hujan DPS Citarum-
Jatiluhur Menurut Distribusi Peluang Poisson
Dari Tabel 3.2 nampak bahwa curah hujan antara 2000 - 2500 mm/tahun akan
terjadi pada daeratr seluas 1504 km2, kira-kira 32,7 dari tiap 100 kejadian.
Curah hujan antara.2s}O - 3000 mm/tahun akan terjadi pada daeratr seluas
1173 km2, kira-kira 25,5 kai tiap 100 kejadian. Sedangkan curah hujan antara
3500 - 4000 mm/tahun akan terjadi pada daeratr seluas z34l.lrr, 2, kira-kira 5
kali dari tiap 100 kejadian.
3.3. APLIKASI DISTRIBUSI PELUANG
KONTINYU
3.3.1. Aplikasi Distribusi Normal
Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss. Fungsi densitas peluang normal (normal probability density function) dari variabel acak
kontinyu X dapat ditulis sebagai berikut :
𝑃 𝑋 =
1
𝜎√2𝜋
. 𝑒
−1
2
(
𝑋−𝜇
𝜎
)2
Keterangan :
• P(X) = fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal)
• π = 3,14156
• e = 2,71828
• X = variabel acak kontinyu
• µ = rata-rata dari nilai X
• 𝜎 = deviasi standar dari nilai X
Untuk analisis kurva normal cukup menggunakan parameler statistik µ dan σ. Bentuk kurvanya simetris terhadap X = µ, dan grafiknya selalu diatas sumbu datar
X, serta mendekati (berasimtut) sumbu datar X, dimulai dari X = µ + 3 σ dan X -3σ. Nilai mean = modus = median. Nilai X mempunyai batas - ∞ < X < + ∞ .
Apabila sebuah populasi dari data hidrologi, mempunyai distribusi berbentuk distribusi normal, maka :
1) Kira-kira 68,27 %, terletak didaerah satu deviasi standar sekitar nilai rata-ratanya yaitu antara (µ - σ) dan (µ + σ).
2) Kira-kira 95,45 %, terletak didaerah dua deviasi standar sekitar nilai rata-ratanya, yaitu antara (µ - 2σ) dan (µ + 2σ).
3) Kira-kira 99,73 %, terletak didaerah 3 deviasi standar sekitar nilai rata-ratanya, yaitu antara (µ - 3σ) dan (µ + 3σ).
Apabila nilai X adalah standar, dengan kata lain nilai rata-rata µ = 0 dan deviasi standar σ = 1,0, maka
persamaannya dapat ditulis sebagai berikut :
𝑃 𝑡 =
1
√2𝜋
. 𝑒
−1
2
𝑡2
dengan 𝑡 =
𝑋− 𝜇
𝜎
Persamaan diatas disebut dengan distribusi normal standard (standar normal distribution).
Dalam Pemakaian praktis, umunnya rumus-rumus tersebut tidak digunakan secara langsung karena telah
dibuat tabel untuk keperluan perhitungan.
1) Metode Kalifornia
• Dengan metode kalifornia (California Method), peluang dari Xm, dihitung dengan rumus :
𝑃 𝑋𝑚 =
𝑚
𝑁
, atau
𝑇 𝑋𝑚 =
𝑁
𝑚
Keterangan:
• Xm = kumpulan nilai yang diharapkan terjadi. Xm = X ≥ x adalah kumpulan nilai X yang besar atau sama dengan suatu nilai x tertentu. Xm = X ≤ x adalah
kumpulan nilai X yang lebih kecil atau sama dengan nilai x tertentu.
• P(X) = peluang terjadinya kumpulan nilai yang diharapkan selama periode pengamatan
• N = jumlah pengamatan dari variat X
• m = nomor urut kejadian, atau peringkat kejadian.
• T(X) = periode ulang dari kejadian Xm sesuai dengan sifat kumpulan nilai yang diharapkan (Xm). Untuk Xm = X≥x, maka m adalah nomor urut
kejadian dengan urutan variat dari besar ke kecil.
Untuk Xm: X ≤ x, maka m adalalr nomor urut kejadian dengan urutan variat dari kecil ke besar.
2) Metode Hazen
Dalam metode Hazen (Hazen or Forster Method, 1930), peluang dari Xm, dihitung dengan rumus :
𝑃 𝑋𝑚 =
2𝑚−1
2𝑁
, atau
𝑇 𝑋𝑚 =
2𝑁
2𝑚 − 1
Untuk nilai m = l, maka diperoleh T(Xm) = 2N, merupakan kelipatan dua dari data yang tersedia. Dengan demikian untuk m = l, yaitu untuk
nilai variat X yang terbesar dan terjadi pada N tahun, seakan-akan terjadi pada tiap 2N tahun.
3)Metode Bernard dan Bos-Levenbach
Dalam metode Bernard dan Bos-Levenbach, peluang dirumuskan sebagai berikut :
𝑃 𝑋𝑚 =
𝑚−0,3
𝑁+0,4
, atau
𝑇 𝑋𝑚 =
𝑁 + 0,4
𝑚 − 0,3
Digunakan untuk daerah delta di negeri Belanda.
4) Metode Weibull
Dalam metode Weibull, peluang dihitung dengan nrmus sebagai berikut :
𝑃 𝑋𝑚 =
𝑚
𝑁+1
, atau
𝑇 𝑋𝑚 =
𝑁 + 1
𝑚
Rumus ini pada mulanya dikembangkan oleh Weibull (1930), kemudian digunakan oleh Gumbel (1945), Chow (1953), Velz (1952), US
Geological Survey dan lain-lain. Semua variat dapat digambarkan pada kertas peluang, besarnya peluang P(X) adalah 0 < P(Xm) < l. Dapat
digunakan untuk sekelompok data tahunan atau partial, sehingga metode Weibull ini yang sering digambarkan untuk analisis peluang dan
periode ulang.
5) Metode Lainnya
• - Metode Blom :
𝑃 𝑋𝑚 =
𝑚 − (
3
8
)
𝑁 + 0,25
• - Metode Turkey :
𝑃 𝑋𝑚 =
3𝑚−1
3𝑁+1
• - Metode Gringorten :
𝑃 𝑋𝑚 =
𝑚 − 0,44
𝑁 + 0,22
Dengan kaitannya dengan pengertian peluang maka yang disebut kurva frekuensi (frequency curve) adalah kurva yang menggambarkan kejadian
variat Xm dengan besarnya peluang P(Xm) atau dengan besarnya periode ulang T(Xm). Penggambaran dapat dilaksanakan pada kertas :
a) semi-log (semi-logarithmic)
b) log-log (double-logarithmic)
c). peluang ekstrem (extreme probability)
d). peluang logaritmik (logarithmic probability)
e). peluang ekstrem Gumbel (Gumbel's extreme probability)
f). peluang ekstrem logaritmik Gumbel (Gumbel's logarithmic extreme probability).
Salah satu tujuan dalam analisis distribusi peluang adalah menentukan periode ulang (return period, recurrence interval). Dari semua persamaan
dapat ditinjukkan bahwa :
𝑇 𝑋𝑚 =
1
𝑃 (𝑋𝑚)
Data variabel hidrologi yarg telah dihitung besarnya peluang atau periode ulangnya, selanjutnya apabila digambarkan pada kertas grafik
peluang, umumnya akan membentuk persamaan garis lurus. Persamaan umum yang digunakan adalah :
X = 𝑋 + 𝑘. 𝑆
Keterangan :
• X = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan besar peluang tertentu atau pada periode ulang tertentu.
• x = nilai rata-rata hitung variat.
• S = deviasi standar nilai variat.
• k = faktor frekuensi, merupakan fungsi dari pada peluang atau periode ulang dan tipe model matematik dari distribusi peluang yang
digunakan untuk analisis peluang.
• Sebuah ruang konferensi dapat disewa untuk rapat yang lamanya tidak lebih dari 4 jam. Misalkan X adalah peubah acak yang menyatakan
waktu rapat, yang mempunyai distribusi seragam.
a) Tentukan fungsi densitas peluang dari X.
b) Tentukan peluang suatu rapat berlangsung 3 jam atau lebih.
• Jawaban:
a) a = 0, b = 4, sehingga 𝑓 𝑥 =
1
4
0
, 0 ≤ 𝑥 ≤ 4, 𝑥 𝑙𝑎𝑖𝑛𝑛𝑦𝑎
b) 𝑃 𝑋 ≥ 3 = 𝑁 3
4 1
4
dx =
1
4
𝑥 𝑥=4
𝑥=3
=
4
4
−
3
4
=
1
4
Aplikasi Distribusi Gumbel tipe I umumnya digunakan untuk menganalisis data maksimum,
misalnya analisis frekuensi banjir yang merupakan bentuk terapan dari statistika dalam
bidang hidrologi, dimana kita dapat memperkirakan debit maksimum tiap suatu periode
ulang yang dinyatakan dalam tahun.
Keterangan :
𝑃 = 𝑋 ≤ 𝑥 = Fungsi densitas peluang tipe I Gumbel
𝑋 = Variabel Acak Kontinu
𝑒 = Euler’s Number = 2.71828
𝑌 = Faktor Reduksi Gumbel
Peluang Kumulatif dari Distribusi
Gumbel Tipe I adalah :
𝑃 = 𝑋 ≤ 𝑥 = 𝑒 −𝑒 −𝑌
dengan −∞ +< 𝑋 < +∞
Persamaan garis lurus model matematis
Distribusi Gumbel Tipe 1 yang ditentukan
dengan menggunakan metode momen adalah :
𝑌 = 𝑎 𝑋 − 𝑋0
𝑎 =
1,283
𝜎
𝑋0 = 𝜇 −
0,577
𝑎
= 𝜇 − 0,455𝜎
Keterangan :
𝜇 = Nilai Rata-rata
𝜎 = Standar Deviasi
Distribusi Gumbel Tipe I mempunyai
koefisien kemencengan (coefficient of
skewness), CS = 1,139 .
Nilai Y merupakan faktor reduksi Gumbel
yang merupakan fungsi dari besarnya
peluang atau periode ulang yang akan
ditunjukkan dalam bentuk tabel.
T (tahun) Peluang Y
1.001 0.001 -1.93
1.005 0.005 -1.67
1.01 0.01 -1.53
1.05 0.05 -1.097
1.11 0.1 -0.834
1.25 0.2 -0.476
1.33 0.25 -0.326
1.43 0.3 -0.185
1.67 0.4 0.087
2 0.5 0.366
2.5 0.6 0.671
3.33 0.7 1.03
4 0.75 1.24
5 0.8 1.51
10 0.9 2.25
20 0.95 2.97
50 0.98 3.9
100 0.99 4.6
200 0.995 5.29
500 0.998 6.21
1000 0.999 6.9
Tabel Nilai Variabel Reduksi Gumbel
Sumber : Bonnier, 1980
Contoh Soal 1
Diketahui dari table 1 data debit banjir
maksimum dari Pos Duga air sungai
Citarum hingga Nanjung tahun 1918-1934
dan tahun 1973 hingga 1985. Apabila
sampel data tersebut berasal dari populasi
yang homogen dengan data terdistribusi
normal. Tentukan perkiraan debit banjir
maksimum yang bisa diharapkan terjadi
untuk periode ulang 2, 5, 10, 20 dan 50
tahun dengan menggunakan Metode
Matematis Distribusi Gumbel tipe I.
No. Tahun Debit (mᶟ/det)
1 1918 244
2 1919 217
3 1920 285
4 1921 261
5 1922 295
6 1923 252
7 1924 275
8 1925 204
9 1926 208
10 1927 194
11 1928 256
12 1929 207
13 1930 354
14 1931 445
15 1932 350
16 1933 336
17 1934 328
18 1973 269
19 1974 323
20 1975 364
21 1976 247
22 1977 290
23 1978 302
24 1979 301
25 1980 284
26 1981 276
27 1982 261
28 1983 303
29 1984 335
30 1985 320
30
286.2
55.56009483
Jumlah
rata-rata
Standar Deviasi
Data Debit Banjir Maksimum DPS Citarumdi Pos Duga Air nanjuung 1918-1980
Dari tabel 3.8., maka parameter statistik dari
sampel sebanyak N = 30 (tahun) data debit
banjir maksimum sungai Citarum - Nanjung
X = 286,20 m³/det
S = 55,56 m³/det
Persamaan garis lurus untuk distribusi
Gumbel dihitung dengan persamaan,
Y = a ( X – X0)
Nilai a, diperoleh dari :
a =
1,283
𝑆
=
1,283
55,56
= 0,023
Dan nilai X0, adalah :
X0 = X -
0,577
𝑎
X0 = X -
0,577
0,023
X0 = 286,20 -
0,577
0,023
= 261,21
No. Tahun Debit (mᶟ/det)
1 1918 244
2 1919 217
3 1920 285
4 1921 261
5 1922 295
6 1923 252
7 1924 275
8 1925 204
9 1926 208
10 1927 194
11 1928 256
12 1929 207
13 1930 354
14 1931 445
15 1932 350
16 1933 336
17 1934 328
18 1973 269
19 1974 323
20 1975 364
21 1976 247
22 1977 290
23 1978 302
24 1979 301
25 1980 284
26 1981 276
27 1982 261
28 1983 303
29 1984 335
30 1985 320
30
286.2
55.56009483
Jumlah
rata-rata
Standar Deviasi
Data Debit Banjir Maksimum DPS Citarumdi Pos Duga Air nanjuung 1918-1980
Dengan demikian persamaan garis lurusnya adalah :
y = a ( x – x0)
y = 0,023 (X – 261,21) atau
X =
𝑌+6,005
0,023
Dari tabel, maka
𝑋2 =
0,366 + 6,005
0,023
= 277
𝑋5 =
1,510 + 6,005
0,023
= 359
𝑋10 =
2,250 + 6,005
0,023
= 390
𝑋20 =
2,970 + 6,005
0,023
= 431
𝑋20 =
4,600 + 6,005
0,023
= 461
Tabel Perkiraan Debit Banjir Maksimum yang dapat
diharapkan dari daerah pengaliran sungai
Citarum- Nanjung dihitung dengan rumus 3.27
Debit Maksimum Periode ulang Peluang
(m³/det) (tahun) (%)
1 277 2 50
2 328 5 20
3 359 10 10
4 390 20 5
5 431 50 2
6 461 100 1
No
Tabel Hubungan Periode Ulang (T) dengan reduksi Variat dari
Variabel (Y)
Perhitungan persamaan garis lurus untuk distribusi Gumbel , menggunakan metode nomen seperti dijelaskan
pada rumus 3.27, paling sering digunakan karena lebih sederhana dan kurang menyimpang. Persamaan garis
lurus untuk distribusi frekuensi tipe 1 Gumbel dapat juga menggunakan persamaan distribusi frekuensi empiris
sebagai berikut
𝑥 = 𝑥 +
𝑆
𝑆𝑛
(𝑌 − 𝑌𝑛)
T Y
2 0.3065
5 1.4999
10 2.2504
20 2.9702
50 3.9019
100 4.6001
Keterangan :
X = nilai variat yang diharapkan terjadi
𝑥 = nilai rata-rata hitung variat
Y = nilai reduksi variat dari variabel yang diharapkan terjadi pada
periode ulang tertentu (hubungan antara periode ulang T
dengan Y dapat dilihat pada tabel 3.10), atau dapat dihitung
dengan rumus :
𝑌 = − ln − ln
𝑇 − 1
𝑇
Yn = nilai rata-rata dari reduksi variat (mean of reduced variate) nilainya
tergantung dari jumlah data (n) dan dapat dilihat pada table 3.11.A
Sn = deviasi standar dari reduksi variat (standard deviation of the
reduced variate), nilainya tergantung dari jumlah data (n) dan
dapat dilihat pada table 3.11.B
Dalam analisis data debit minimum, maka debit minimum terkecil berkaitan dengan periode ulang yang
besar. Apabila data diurutkan mulai dari nilai m = 1 adalah nilai minimum yang paling kecil maka persamaan
kumulatif peluangnya adalah :
P(xm) = = (3.33)
Persamaan peluang kumulatif dari distribusi Gumbel Tipe III adalah:
P(X) = (3.34)
Keterangan:
P(X) = peluang kumilatip dari kejadian yang nilainya kurang atau sama dengan X.
e = 2,71828.
X = variabel acak kontinyu.
n = batas bawatr nilai X.
α = parameter skala.
β = parameter lokasi.
Transformasinya adalah :
Y = α (3.35)
maka persamaan (3.34), menjadi :
P(X) = e-Y (3.36)
Dengan menggambarkan metode momen, Gumbel Tipe III adalah :
β = x
̄ + Ao(S) (3.37)
ϵ = β – βo(S) (3.38)
CS = βo3 (3.39)
r = fungsi gamma
1.hitung nilai rata-rata (x
̄ ) deviasi standar (S) dan koefisien kemencengan (CS).
2.berdasarkan nilai (CS) tenhrkan nilai parameter , Ao dan Bo dari tabel III-2 pada bagian akhir
buku ini.
3.hitung parameter B dan ;
β = x
̄ + Ao(S) (3.40)
ϵ = – βo (S) (3.41)
4.tentukan nilai reduksi variat (log Y) dari tabel 3.13, berkaitan dengan periode ulang (T) yang
diinginkan atau peluangnya (P) atau dihitung rumus :
P(X)=1–ey (3.42)
5.persamaan teoritis untuk tiap nilai log Y dan nilai X yang diharapkan adalah :
log(X-ϵ) = log(β-ϵ) = log(β-ϵ) + (log Y) (3.43)
6.persamaan (3.43) dapat digambarkan pada kertas peluang log- normal atau ekstream logaritmik
Gumbel.
Untuk analisis kekeringan (&aught) umrunnya
persamaan (3.43) digambarkan pada kertas
ekstrem logaritmik Gumbel.
Periode
Ulang
T=1/P(X)
Peluang
P(X)
Reduksi
Log Y
1,01 0,990 0,663
1,05 0,952 0,482
1,10 0,909 0,380
1,20 0,833 0,253
1,30 0,769 0,166
1,40 0,714 0,099
1,50 0,667 0,041
1,58 0,633 0,000
2,00 0,500 - 0,159
3,00 0,333 - 0,393
4,00 0,250 - 0,541
5,00 0,200 - 0,652
10,00 0,100 - 0,979
15,00 0,067 -1,155
20,00 0,050 -1,292
25,00 0,040 -1,387
30,00 0,033 -1,469
40,00 0,025 -1,602
50,00 0,020 -1,699
75,00 0,013 -1,886
100,00 0,010 -2,000
Tabel 3.13 Nilai Reduksi Variat Untuk Distribusi Gumbel
Tipe III
Contoh 3.9.
Data pada tabel 3.14, menunjukkan debit minimum sesaat dari daerah pengaliran
Sungai Bogowonto di lokasi pos duga air Bener, Purworejo, Propinsi Jawa
Tengah, Tahun 1973 - 1984. Tentukan model matematiknya dengan menggunakan
persamaan empiris distribusi peluang Gumbel Tipe III dan tentukan debit
minimum yang dapat diharapkan terjadi pada periode ulang :2;5;10;20;50 dan 100
apabila data tersebut dianggap berasal dari populasi yang homogen.
Jawab Contoh 3.9
Terlebih dahulu harus dihitung nilai rata-rata (x
̄ ), deviasi standar (S) dan koefisien kemencengan (CS).
Tabel 3.l4 Debit Minimum Sesaat DPS Bogowonto-Bener Tahun l973 -1984.
Sumber data : Buku Publikasi Debit Tahunan , Pusat Litbang Pengairan.
No Tahun Debit(m^3/det
)
1 1973 3,89
2 1974 3,58
3 1975 3,53
4 1976 1,51
5 1977 1,5
6 1978 4
7 1979 1,5
8 1980 1,51
9 1981 1,49
10 1982 0,85
11 1983 1,21
12 1984 0,75
N=14 buah
X=2,11m^3/det
S=1,24m^3/det
CS=0,678
Berdasarkan data dari tabel 3.14, maka diperoleh tiga parameter statistik
• debit minimum rata-rata x
̄ = m3/det
• deviasi standar S =1,24 m3/det
• koefisien kemencengan CS = 0,687
Koefisien kemencengan dihitung dengan rumus 2.30 (bab II).
Berdasarkan nilai koefisien kemencengan Cs : 0,687, maka dari tabel skala parameter
(lihat tabel III-2, pada bagian akhir buku ini) dapat diperoleh nilai :
• skala parameter = 0,52
• faktor frekuensi Ao = 0,235
• faktor frekuensi Bo = 2,082
Dari persamaan (3.40) dan (3.41), maka dapat dihitung parameter β dan ϵ
β = x
̄ +Ao.S
β = 2,11 + (0,235)(1,25)
β = 2,401
ϵ = β – βo.S
ϵ = 2,401- (2,082)(1,24)
ϵ = - 0,180
Langkah selanjutnya adalatr menentukan faktor reduksi variat untuk berbagai nilai
periode ulang T (atau peluang P) yaitu nilai log Y,dari tabel 3.13 dan berdasarkan
persamaan 3.43,maka dapat dihitung debit minimum berdasarkan periode ulang tertentu.
Log (X-ϵ) = Log(β-ϵ) + . (log Y)
Log (X+0,180) = Log(2,581) + 0,52 log Y
maka:
1. Log (X2 + 0,180) = 0,412 + 0,52 (- 0,159)
Log (X2+ 0,180) = 0,329
Log X2 = (log 2,134 - 0,180)
X2 = l,954
2.Log (X5 + 0,180) =0,412+0,52 (- 0,652)
Log (X5 + 0,180) = 0,0726
Log X5 = (log 2,134 - 0,180)
X5 = 1,002
Dengan cara yang sama maka akan dapat diperoleh hasil seperti yang ditunjukkan pada
tabel 3.15.
Tabel 3.15 Perkiraan debit minimum yang dapat diharapkan
terjadi di DPS Bogowonto - Bener.
No Debit Minimum
(m3/det)
Periode Ulang
(tahun)
Peluang
(%)
1 1,954 2 50
2 1,002 5 20
3 0,619 10 10
4 0,369 20 5
5 0,157 50 2
6 0,056 100 1
Sumber: Perhitungan data tabel 3.14, dengan menggunakan model matematik
persamaan distribusi Gumbel Tipe III

More Related Content

Similar to Kelompok 3 staTER PRESENTASI.pptx

2. bab 2
2. bab 22. bab 2
2. bab 2
wilaksana
 
DISTRIBUSI_probabilitas,normal_dan_sampling.pptx
DISTRIBUSI_probabilitas,normal_dan_sampling.pptxDISTRIBUSI_probabilitas,normal_dan_sampling.pptx
DISTRIBUSI_probabilitas,normal_dan_sampling.pptx
YogaHidayat4
 
DISTRIBUSI PROBABILITAS.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS.pptDISTRIBUSI PROBABILITAS.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS.ppt
Wan Na
 
Statistika Dasar Pertemuan 9
Statistika Dasar Pertemuan 9Statistika Dasar Pertemuan 9
Statistika Dasar Pertemuan 9
Amalia Indrawati Gunawan
 
Distribusi poisson
Distribusi poissonDistribusi poisson
Distribusi poissonpras192
 
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.pptDISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
RIZKYSETIABUDI
 
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.pptDISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
lutfiamaulidina
 
Makalah poisson
Makalah poisson Makalah poisson
Makalah poisson
hasbun09
 
01. rancob fp unsam pertemuan ketiga dan seterusnya 2011
01. rancob fp unsam pertemuan ketiga dan seterusnya 201101. rancob fp unsam pertemuan ketiga dan seterusnya 2011
01. rancob fp unsam pertemuan ketiga dan seterusnya 2011Ir. Zakaria, M.M
 
Distribusi peluang, kelompok 1, r2 a
Distribusi peluang, kelompok 1, r2 aDistribusi peluang, kelompok 1, r2 a
Distribusi peluang, kelompok 1, r2 a
dilaniya
 
Pertemuan 10 (distribusi binomial, poisson, distribusi normal) edit
Pertemuan 10 (distribusi binomial, poisson, distribusi normal) editPertemuan 10 (distribusi binomial, poisson, distribusi normal) edit
Pertemuan 10 (distribusi binomial, poisson, distribusi normal) edit
reno sutriono
 
sp03-error-uncertainty.pdf
sp03-error-uncertainty.pdfsp03-error-uncertainty.pdf
sp03-error-uncertainty.pdf
DewiSekarsari10
 
Distribusi binomial, distribusi poisson, dan distribusi
Distribusi binomial, distribusi poisson, dan distribusiDistribusi binomial, distribusi poisson, dan distribusi
Distribusi binomial, distribusi poisson, dan distribusi
profkhafifa
 
Kuliah statistika dasar
Kuliah statistika dasarKuliah statistika dasar
Kuliah statistika dasar
Raden Maulana
 
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.pptTeori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
HulwanulAzkaPutraPra
 
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.pptTeori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
PittTube
 
APG Pertemuan 5 : Inferensia Vektor Rata-rata
APG Pertemuan 5 : Inferensia Vektor Rata-rataAPG Pertemuan 5 : Inferensia Vektor Rata-rata
APG Pertemuan 5 : Inferensia Vektor Rata-rata
Rani Nooraeni
 
Ek107 122215-838-11
Ek107 122215-838-11Ek107 122215-838-11
Ek107 122215-838-11
Judianto Nugroho
 
STATISTIK 1.pptx
STATISTIK 1.pptxSTATISTIK 1.pptx
STATISTIK 1.pptx
DewiRizkiAnggraini1
 
statistik1-230110142346-99491649.pptx
statistik1-230110142346-99491649.pptxstatistik1-230110142346-99491649.pptx
statistik1-230110142346-99491649.pptx
DewiRizkiAnggraini1
 

Similar to Kelompok 3 staTER PRESENTASI.pptx (20)

2. bab 2
2. bab 22. bab 2
2. bab 2
 
DISTRIBUSI_probabilitas,normal_dan_sampling.pptx
DISTRIBUSI_probabilitas,normal_dan_sampling.pptxDISTRIBUSI_probabilitas,normal_dan_sampling.pptx
DISTRIBUSI_probabilitas,normal_dan_sampling.pptx
 
DISTRIBUSI PROBABILITAS.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS.pptDISTRIBUSI PROBABILITAS.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS.ppt
 
Statistika Dasar Pertemuan 9
Statistika Dasar Pertemuan 9Statistika Dasar Pertemuan 9
Statistika Dasar Pertemuan 9
 
Distribusi poisson
Distribusi poissonDistribusi poisson
Distribusi poisson
 
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.pptDISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
 
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.pptDISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
DISTRIBUSI PROBABILITAS amin kuliah.ppt
 
Makalah poisson
Makalah poisson Makalah poisson
Makalah poisson
 
01. rancob fp unsam pertemuan ketiga dan seterusnya 2011
01. rancob fp unsam pertemuan ketiga dan seterusnya 201101. rancob fp unsam pertemuan ketiga dan seterusnya 2011
01. rancob fp unsam pertemuan ketiga dan seterusnya 2011
 
Distribusi peluang, kelompok 1, r2 a
Distribusi peluang, kelompok 1, r2 aDistribusi peluang, kelompok 1, r2 a
Distribusi peluang, kelompok 1, r2 a
 
Pertemuan 10 (distribusi binomial, poisson, distribusi normal) edit
Pertemuan 10 (distribusi binomial, poisson, distribusi normal) editPertemuan 10 (distribusi binomial, poisson, distribusi normal) edit
Pertemuan 10 (distribusi binomial, poisson, distribusi normal) edit
 
sp03-error-uncertainty.pdf
sp03-error-uncertainty.pdfsp03-error-uncertainty.pdf
sp03-error-uncertainty.pdf
 
Distribusi binomial, distribusi poisson, dan distribusi
Distribusi binomial, distribusi poisson, dan distribusiDistribusi binomial, distribusi poisson, dan distribusi
Distribusi binomial, distribusi poisson, dan distribusi
 
Kuliah statistika dasar
Kuliah statistika dasarKuliah statistika dasar
Kuliah statistika dasar
 
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.pptTeori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
 
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.pptTeori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
Teori_Prob_Distribusi_Teoritis__sesi_6.ppt
 
APG Pertemuan 5 : Inferensia Vektor Rata-rata
APG Pertemuan 5 : Inferensia Vektor Rata-rataAPG Pertemuan 5 : Inferensia Vektor Rata-rata
APG Pertemuan 5 : Inferensia Vektor Rata-rata
 
Ek107 122215-838-11
Ek107 122215-838-11Ek107 122215-838-11
Ek107 122215-838-11
 
STATISTIK 1.pptx
STATISTIK 1.pptxSTATISTIK 1.pptx
STATISTIK 1.pptx
 
statistik1-230110142346-99491649.pptx
statistik1-230110142346-99491649.pptxstatistik1-230110142346-99491649.pptx
statistik1-230110142346-99491649.pptx
 

Recently uploaded

Pembangkit Listrik Tenaga Surya PLTS.pptx
Pembangkit Listrik Tenaga Surya PLTS.pptxPembangkit Listrik Tenaga Surya PLTS.pptx
Pembangkit Listrik Tenaga Surya PLTS.pptx
muhhaekalsn
 
SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA
SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASASURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA
SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA
AnandhaAdkhaM1
 
436102098-0-K3-Elevator-Dan-Eskalator.ppt
436102098-0-K3-Elevator-Dan-Eskalator.ppt436102098-0-K3-Elevator-Dan-Eskalator.ppt
436102098-0-K3-Elevator-Dan-Eskalator.ppt
rhamset
 
Power Point TEMA 7 SUB TEMA 3 Pembelajaran 2
Power Point TEMA 7 SUB TEMA 3 Pembelajaran 2Power Point TEMA 7 SUB TEMA 3 Pembelajaran 2
Power Point TEMA 7 SUB TEMA 3 Pembelajaran 2
HADIANNAS
 
COOLING TOWER petrokimia gresik okdong d
COOLING TOWER petrokimia gresik okdong dCOOLING TOWER petrokimia gresik okdong d
COOLING TOWER petrokimia gresik okdong d
delphijean1
 
Daftar Lembaga Penyedia Jasa Linkungan.pdf
Daftar Lembaga Penyedia Jasa Linkungan.pdfDaftar Lembaga Penyedia Jasa Linkungan.pdf
Daftar Lembaga Penyedia Jasa Linkungan.pdf
Tsabitpattipeilohy
 
TUGAS pelaksana pekerjaan jalan jenjang empat 4 .pptx -.pdf
TUGAS pelaksana pekerjaan jalan jenjang empat 4 .pptx -.pdfTUGAS pelaksana pekerjaan jalan jenjang empat 4 .pptx -.pdf
TUGAS pelaksana pekerjaan jalan jenjang empat 4 .pptx -.pdf
jayakartalumajang1
 
Matematika diskrit: metode pohon/trees.ppt
Matematika diskrit: metode pohon/trees.pptMatematika diskrit: metode pohon/trees.ppt
Matematika diskrit: metode pohon/trees.ppt
AzrilAld
 
RANGKAIAN LISTRIK MATERI 7 ANALISIS MESH.pptx
RANGKAIAN LISTRIK MATERI 7 ANALISIS MESH.pptxRANGKAIAN LISTRIK MATERI 7 ANALISIS MESH.pptx
RANGKAIAN LISTRIK MATERI 7 ANALISIS MESH.pptx
muhammadiswahyudi12
 
TUGAS UJI KOMPETENSI-INDAH ROSANTI-AHLI UTAMA MANAJEMEN KONSTRUKSI.pptx
TUGAS UJI KOMPETENSI-INDAH ROSANTI-AHLI UTAMA MANAJEMEN KONSTRUKSI.pptxTUGAS UJI KOMPETENSI-INDAH ROSANTI-AHLI UTAMA MANAJEMEN KONSTRUKSI.pptx
TUGAS UJI KOMPETENSI-INDAH ROSANTI-AHLI UTAMA MANAJEMEN KONSTRUKSI.pptx
indahrosantiTeknikSi
 

Recently uploaded (10)

Pembangkit Listrik Tenaga Surya PLTS.pptx
Pembangkit Listrik Tenaga Surya PLTS.pptxPembangkit Listrik Tenaga Surya PLTS.pptx
Pembangkit Listrik Tenaga Surya PLTS.pptx
 
SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA
SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASASURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA
SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA SURVEY REKAYASA
 
436102098-0-K3-Elevator-Dan-Eskalator.ppt
436102098-0-K3-Elevator-Dan-Eskalator.ppt436102098-0-K3-Elevator-Dan-Eskalator.ppt
436102098-0-K3-Elevator-Dan-Eskalator.ppt
 
Power Point TEMA 7 SUB TEMA 3 Pembelajaran 2
Power Point TEMA 7 SUB TEMA 3 Pembelajaran 2Power Point TEMA 7 SUB TEMA 3 Pembelajaran 2
Power Point TEMA 7 SUB TEMA 3 Pembelajaran 2
 
COOLING TOWER petrokimia gresik okdong d
COOLING TOWER petrokimia gresik okdong dCOOLING TOWER petrokimia gresik okdong d
COOLING TOWER petrokimia gresik okdong d
 
Daftar Lembaga Penyedia Jasa Linkungan.pdf
Daftar Lembaga Penyedia Jasa Linkungan.pdfDaftar Lembaga Penyedia Jasa Linkungan.pdf
Daftar Lembaga Penyedia Jasa Linkungan.pdf
 
TUGAS pelaksana pekerjaan jalan jenjang empat 4 .pptx -.pdf
TUGAS pelaksana pekerjaan jalan jenjang empat 4 .pptx -.pdfTUGAS pelaksana pekerjaan jalan jenjang empat 4 .pptx -.pdf
TUGAS pelaksana pekerjaan jalan jenjang empat 4 .pptx -.pdf
 
Matematika diskrit: metode pohon/trees.ppt
Matematika diskrit: metode pohon/trees.pptMatematika diskrit: metode pohon/trees.ppt
Matematika diskrit: metode pohon/trees.ppt
 
RANGKAIAN LISTRIK MATERI 7 ANALISIS MESH.pptx
RANGKAIAN LISTRIK MATERI 7 ANALISIS MESH.pptxRANGKAIAN LISTRIK MATERI 7 ANALISIS MESH.pptx
RANGKAIAN LISTRIK MATERI 7 ANALISIS MESH.pptx
 
TUGAS UJI KOMPETENSI-INDAH ROSANTI-AHLI UTAMA MANAJEMEN KONSTRUKSI.pptx
TUGAS UJI KOMPETENSI-INDAH ROSANTI-AHLI UTAMA MANAJEMEN KONSTRUKSI.pptxTUGAS UJI KOMPETENSI-INDAH ROSANTI-AHLI UTAMA MANAJEMEN KONSTRUKSI.pptx
TUGAS UJI KOMPETENSI-INDAH ROSANTI-AHLI UTAMA MANAJEMEN KONSTRUKSI.pptx
 

Kelompok 3 staTER PRESENTASI.pptx

  • 2. Nama kelompokk • ADE JIWA PRATAMA 2015011065 • AMAR SYAIT HUSAIN 2015011083 • IQBAL YULIANSYAH 2015011045 • DIMAS PRAYUDA 2015011004 • ANISA MEIDASASARI 2015011014 • JHON MICHAIL VINSEN 2015011064 • OBY NUR PRATAMA 2015011093 • RESTI CAHAYA 2015011033 • M FIRKI AQILA 20150111O4 • ANUGRAH MEIDI 2015011084 • AZKA MUHAMMAD SAFARI 2015011073
  • 3. APLIKASI DISTRIBUSI PELUANG UNTUK ANALISIS DATA HIDROLOGI 3.1 PENDAHULUAN Teori peluang membahas tentang ukuran atau derajat ketidak-pastian dari suatu kejadian. Kebenaran dari kesimpulan yang dibuat dari analisis data hidrologi tidak dapat dipastikan benar secara absolut, karena kesimpulan analisis hidrologi umumnya dibuat berdasarkan data sampel dari populasi, oleh karena itu aplikasi teori peluang sangat diperlukan dalam analisis hidrologi. Besarnya peluang sebuah variat adalah jumlah kejadian dari pada deskrit dibagi dengan jumlah total kejadiannya. Jumlah peluang dari semua variat tersebut sama dengan satu, atau P=1.
  • 4. - Distribusi peluang (probability distribution) adalah sauatu distribusi yang menggambarkan peluang dari sekumpulan variat sebagai pengganti frekuensinya. - Peluang kumulatip (cumulative probability) adalah peluang dari suatu variable acak yang mempunyai nilai sama atau kurang dari suatu nilai tertentu. Jika nilai sebuah variat adalah x, maka peluang kumulatipnya adalah P(X ≤ x), dan peluang kumulatip dari suatu variable acak yang mempunyai nilai sama atau lebih dari suatu nilai tertentu adalah 1-P (X ≤ x ), umumnya ditulis sebagai P(X ≥ x).
  • 5. Dari Gambar (3.1) maka : P ( a ≤ x ≤ b ) = 𝒂 𝒃 𝑷 𝒙 𝒅𝒙 (3.1.a) −∞ ∞ 𝑷 𝒙 𝒅𝒙 = 𝟏 (3.1.b) P (x ≤ a ) = P(x) = −∞ ∞ 𝑷 𝒙 𝒅𝒙 (3.1.c)
  • 6. Fungsi distribusi peluang umumnya dibedakan sebagai : 1. Deskrit, dan 2. Kontinyu 3.2 APLIKASI DISTRIBUSI PELUANG DESKRIT Banyak persamaan distribusi peluang deskrit, missal binomial, multinomial, Geometrik, Hipergeometrik, Poisson, dan Poisson yang disajikan dalam aplikasi analisis hidrologi pada materi ini. 3.2.1 Aplikasi Distribusi Peluang Binomial Distribusi ini banyak digunakan untuk varabel deskrit dan merupakan penentuan kondisi yang terjadi atau tidak (tidak terjadi).
  • 7. Densitas peluangnya dapat ditulis dalam persamaan : P(R) = 𝐶𝑅 𝑁 𝑃𝑅𝑄𝑁−𝑅 Keterangan : P(R) = peluang terjadinya sebesar R dalam jumlah kejadian N N = jumlah kejadian R = jumlah kejadian yang diharapkan = 0, 1, 2, ….. N. P = peluang terjadinya kejadian = disebut juga parameter dari distribusi Q = peluang kegagalan (tidak terjadi) 1-P 𝐂𝐑 𝐍 = 𝑵! 𝑹! 𝑵−𝑹 ! jumlah kombinasi N dari R pada 1(satu) satuan waktu dengan N! = 1 x 2 x 3 x ….x (N-1) x N dan O! = 1! = 1
  • 8. Parameter Distribusi Binomial antara lain adalah : 1. rata-rata hitung (mean) µ = NP (3.3) 2. varian σ𝟐 = 𝑵𝑷𝑸 (3.4) 3. deviasi standar σ = 𝑵𝑷𝑸 (3.5) 4. kemencengan CS = µ𝟑 σ𝟑 = 𝑸−𝑷 𝑵𝑷𝑸 (3.6) 5. koefisien Kurtosis CK = 𝟏−𝟔𝑷𝑸 𝑵𝑷𝑸 + 𝟑 (3.7)
  • 9. Aplikasi Distribusi Peluang Poisson Probabilitas Poisson kumulatif adalah probabilitas dari peristiwa poisson lebih dari satu. Apabila Jumlah dari pengukuran atau kejadian N cukup besar, maka perhitungan dengan menggunakan distribusi i binomial akan tidak sesuai, oleh karena itu perhitungan dapat menggunakan distribusi peluang Poisson (umumnya untuk P kecil, misal P < 0,10 dan N > 30) dan nilai rata-rata p adalah konstan, p : NP. Fungsi distribusi peluang Poisson dapat dirumuskan sebagai berikut: P(R) = peluang terjadinya sebesar R dalam N kejadian R = Kejadian yang diharapkan, R = 0, 1, 2,... N. µ = rata-rata hitung (mean) dari distribusi Poisson e = 2,71828
  • 10. Dengan parameter statistik sebagai berikut : Keterangan : P = peluang terjadinya Q = Peluang kegagalan
  • 11. Contoh 3.2 : Dalam suatu DPS dibangun dam pengendali banjir dengan umur bangunan 100 tahun. Berapa peluang terjadinya banjir 550 m³/det dengan periode ulang 200 tahun selama periode umur dam tersebut, apabila ditentukan dengan distribusi peluang Poisson Jawab Contoh 3.2 : Periode ulang banjir 200 tahun, maka peluang terjadinya 1 kali banjir adalah Berdasarkan persamaan 3.9, maka:
  • 12. Sehingga berdasarkan persamaan 3.8, maka : Dengan demikian didalam DPS tersebut, pada dam pengendali banjir dengan umur bangunan 100 tahun, selama periode umur tersebut akan terjadi banjir periode 200 tahun dengan peluang 30,80 %
  • 13. Contoh 3.3. Dari tabel 2.4 pada Bab II, telah disajikan data curah hujan rata-rata tahunan (mm) dalam kaitannya dengan luas DPS Citarum-Jatiluhur, yang dapat disajikan dalam bentuk tabel 3.1. Tentukan distribusi frekuensi empirisnya dengan distribusi Poisson. Tabel 3.1. Frekuensi Distribusi Luas Daerah Curah Hujan DPS Citarum-Jatiluhur
  • 14. Jawab Contoh 3.3. : Nilai rata-rata : Sehingga : Sehingga: Berdasarkan persamaan (3.8) maka :
  • 15. Tabel 3.2 Frekuensi Distribusi Luas Daerah Hujan DPS Citarum- Jatiluhur Menurut Distribusi Peluang Poisson Dari Tabel 3.2 nampak bahwa curah hujan antara 2000 - 2500 mm/tahun akan terjadi pada daeratr seluas 1504 km2, kira-kira 32,7 dari tiap 100 kejadian. Curah hujan antara.2s}O - 3000 mm/tahun akan terjadi pada daeratr seluas 1173 km2, kira-kira 25,5 kai tiap 100 kejadian. Sedangkan curah hujan antara 3500 - 4000 mm/tahun akan terjadi pada daeratr seluas z34l.lrr, 2, kira-kira 5 kali dari tiap 100 kejadian.
  • 16. 3.3. APLIKASI DISTRIBUSI PELUANG KONTINYU
  • 17. 3.3.1. Aplikasi Distribusi Normal Distribusi normal atau kurva normal disebut pula distribusi Gauss. Fungsi densitas peluang normal (normal probability density function) dari variabel acak kontinyu X dapat ditulis sebagai berikut : 𝑃 𝑋 = 1 𝜎√2𝜋 . 𝑒 −1 2 ( 𝑋−𝜇 𝜎 )2 Keterangan : • P(X) = fungsi densitas peluang normal (ordinat kurva normal) • π = 3,14156 • e = 2,71828 • X = variabel acak kontinyu • µ = rata-rata dari nilai X • 𝜎 = deviasi standar dari nilai X Untuk analisis kurva normal cukup menggunakan parameler statistik µ dan σ. Bentuk kurvanya simetris terhadap X = µ, dan grafiknya selalu diatas sumbu datar X, serta mendekati (berasimtut) sumbu datar X, dimulai dari X = µ + 3 σ dan X -3σ. Nilai mean = modus = median. Nilai X mempunyai batas - ∞ < X < + ∞ .
  • 18. Apabila sebuah populasi dari data hidrologi, mempunyai distribusi berbentuk distribusi normal, maka : 1) Kira-kira 68,27 %, terletak didaerah satu deviasi standar sekitar nilai rata-ratanya yaitu antara (µ - σ) dan (µ + σ). 2) Kira-kira 95,45 %, terletak didaerah dua deviasi standar sekitar nilai rata-ratanya, yaitu antara (µ - 2σ) dan (µ + 2σ). 3) Kira-kira 99,73 %, terletak didaerah 3 deviasi standar sekitar nilai rata-ratanya, yaitu antara (µ - 3σ) dan (µ + 3σ). Apabila nilai X adalah standar, dengan kata lain nilai rata-rata µ = 0 dan deviasi standar σ = 1,0, maka persamaannya dapat ditulis sebagai berikut : 𝑃 𝑡 = 1 √2𝜋 . 𝑒 −1 2 𝑡2 dengan 𝑡 = 𝑋− 𝜇 𝜎 Persamaan diatas disebut dengan distribusi normal standard (standar normal distribution). Dalam Pemakaian praktis, umunnya rumus-rumus tersebut tidak digunakan secara langsung karena telah dibuat tabel untuk keperluan perhitungan.
  • 19. 1) Metode Kalifornia • Dengan metode kalifornia (California Method), peluang dari Xm, dihitung dengan rumus : 𝑃 𝑋𝑚 = 𝑚 𝑁 , atau 𝑇 𝑋𝑚 = 𝑁 𝑚 Keterangan: • Xm = kumpulan nilai yang diharapkan terjadi. Xm = X ≥ x adalah kumpulan nilai X yang besar atau sama dengan suatu nilai x tertentu. Xm = X ≤ x adalah kumpulan nilai X yang lebih kecil atau sama dengan nilai x tertentu. • P(X) = peluang terjadinya kumpulan nilai yang diharapkan selama periode pengamatan • N = jumlah pengamatan dari variat X • m = nomor urut kejadian, atau peringkat kejadian. • T(X) = periode ulang dari kejadian Xm sesuai dengan sifat kumpulan nilai yang diharapkan (Xm). Untuk Xm = X≥x, maka m adalah nomor urut kejadian dengan urutan variat dari besar ke kecil. Untuk Xm: X ≤ x, maka m adalalr nomor urut kejadian dengan urutan variat dari kecil ke besar.
  • 20. 2) Metode Hazen Dalam metode Hazen (Hazen or Forster Method, 1930), peluang dari Xm, dihitung dengan rumus : 𝑃 𝑋𝑚 = 2𝑚−1 2𝑁 , atau 𝑇 𝑋𝑚 = 2𝑁 2𝑚 − 1 Untuk nilai m = l, maka diperoleh T(Xm) = 2N, merupakan kelipatan dua dari data yang tersedia. Dengan demikian untuk m = l, yaitu untuk nilai variat X yang terbesar dan terjadi pada N tahun, seakan-akan terjadi pada tiap 2N tahun. 3)Metode Bernard dan Bos-Levenbach Dalam metode Bernard dan Bos-Levenbach, peluang dirumuskan sebagai berikut : 𝑃 𝑋𝑚 = 𝑚−0,3 𝑁+0,4 , atau 𝑇 𝑋𝑚 = 𝑁 + 0,4 𝑚 − 0,3 Digunakan untuk daerah delta di negeri Belanda.
  • 21. 4) Metode Weibull Dalam metode Weibull, peluang dihitung dengan nrmus sebagai berikut : 𝑃 𝑋𝑚 = 𝑚 𝑁+1 , atau 𝑇 𝑋𝑚 = 𝑁 + 1 𝑚 Rumus ini pada mulanya dikembangkan oleh Weibull (1930), kemudian digunakan oleh Gumbel (1945), Chow (1953), Velz (1952), US Geological Survey dan lain-lain. Semua variat dapat digambarkan pada kertas peluang, besarnya peluang P(X) adalah 0 < P(Xm) < l. Dapat digunakan untuk sekelompok data tahunan atau partial, sehingga metode Weibull ini yang sering digambarkan untuk analisis peluang dan periode ulang.
  • 22. 5) Metode Lainnya • - Metode Blom : 𝑃 𝑋𝑚 = 𝑚 − ( 3 8 ) 𝑁 + 0,25 • - Metode Turkey : 𝑃 𝑋𝑚 = 3𝑚−1 3𝑁+1 • - Metode Gringorten : 𝑃 𝑋𝑚 = 𝑚 − 0,44 𝑁 + 0,22
  • 23. Dengan kaitannya dengan pengertian peluang maka yang disebut kurva frekuensi (frequency curve) adalah kurva yang menggambarkan kejadian variat Xm dengan besarnya peluang P(Xm) atau dengan besarnya periode ulang T(Xm). Penggambaran dapat dilaksanakan pada kertas : a) semi-log (semi-logarithmic) b) log-log (double-logarithmic) c). peluang ekstrem (extreme probability) d). peluang logaritmik (logarithmic probability) e). peluang ekstrem Gumbel (Gumbel's extreme probability) f). peluang ekstrem logaritmik Gumbel (Gumbel's logarithmic extreme probability).
  • 24. Salah satu tujuan dalam analisis distribusi peluang adalah menentukan periode ulang (return period, recurrence interval). Dari semua persamaan dapat ditinjukkan bahwa : 𝑇 𝑋𝑚 = 1 𝑃 (𝑋𝑚) Data variabel hidrologi yarg telah dihitung besarnya peluang atau periode ulangnya, selanjutnya apabila digambarkan pada kertas grafik peluang, umumnya akan membentuk persamaan garis lurus. Persamaan umum yang digunakan adalah : X = 𝑋 + 𝑘. 𝑆 Keterangan : • X = perkiraan nilai yang diharapkan terjadi dengan besar peluang tertentu atau pada periode ulang tertentu. • x = nilai rata-rata hitung variat. • S = deviasi standar nilai variat. • k = faktor frekuensi, merupakan fungsi dari pada peluang atau periode ulang dan tipe model matematik dari distribusi peluang yang digunakan untuk analisis peluang.
  • 25. • Sebuah ruang konferensi dapat disewa untuk rapat yang lamanya tidak lebih dari 4 jam. Misalkan X adalah peubah acak yang menyatakan waktu rapat, yang mempunyai distribusi seragam. a) Tentukan fungsi densitas peluang dari X. b) Tentukan peluang suatu rapat berlangsung 3 jam atau lebih. • Jawaban: a) a = 0, b = 4, sehingga 𝑓 𝑥 = 1 4 0 , 0 ≤ 𝑥 ≤ 4, 𝑥 𝑙𝑎𝑖𝑛𝑛𝑦𝑎 b) 𝑃 𝑋 ≥ 3 = 𝑁 3 4 1 4 dx = 1 4 𝑥 𝑥=4 𝑥=3 = 4 4 − 3 4 = 1 4
  • 26. Aplikasi Distribusi Gumbel tipe I umumnya digunakan untuk menganalisis data maksimum, misalnya analisis frekuensi banjir yang merupakan bentuk terapan dari statistika dalam bidang hidrologi, dimana kita dapat memperkirakan debit maksimum tiap suatu periode ulang yang dinyatakan dalam tahun. Keterangan : 𝑃 = 𝑋 ≤ 𝑥 = Fungsi densitas peluang tipe I Gumbel 𝑋 = Variabel Acak Kontinu 𝑒 = Euler’s Number = 2.71828 𝑌 = Faktor Reduksi Gumbel Peluang Kumulatif dari Distribusi Gumbel Tipe I adalah : 𝑃 = 𝑋 ≤ 𝑥 = 𝑒 −𝑒 −𝑌 dengan −∞ +< 𝑋 < +∞
  • 27. Persamaan garis lurus model matematis Distribusi Gumbel Tipe 1 yang ditentukan dengan menggunakan metode momen adalah : 𝑌 = 𝑎 𝑋 − 𝑋0 𝑎 = 1,283 𝜎 𝑋0 = 𝜇 − 0,577 𝑎 = 𝜇 − 0,455𝜎 Keterangan : 𝜇 = Nilai Rata-rata 𝜎 = Standar Deviasi Distribusi Gumbel Tipe I mempunyai koefisien kemencengan (coefficient of skewness), CS = 1,139 . Nilai Y merupakan faktor reduksi Gumbel yang merupakan fungsi dari besarnya peluang atau periode ulang yang akan ditunjukkan dalam bentuk tabel.
  • 28. T (tahun) Peluang Y 1.001 0.001 -1.93 1.005 0.005 -1.67 1.01 0.01 -1.53 1.05 0.05 -1.097 1.11 0.1 -0.834 1.25 0.2 -0.476 1.33 0.25 -0.326 1.43 0.3 -0.185 1.67 0.4 0.087 2 0.5 0.366 2.5 0.6 0.671 3.33 0.7 1.03 4 0.75 1.24 5 0.8 1.51 10 0.9 2.25 20 0.95 2.97 50 0.98 3.9 100 0.99 4.6 200 0.995 5.29 500 0.998 6.21 1000 0.999 6.9 Tabel Nilai Variabel Reduksi Gumbel Sumber : Bonnier, 1980
  • 29. Contoh Soal 1 Diketahui dari table 1 data debit banjir maksimum dari Pos Duga air sungai Citarum hingga Nanjung tahun 1918-1934 dan tahun 1973 hingga 1985. Apabila sampel data tersebut berasal dari populasi yang homogen dengan data terdistribusi normal. Tentukan perkiraan debit banjir maksimum yang bisa diharapkan terjadi untuk periode ulang 2, 5, 10, 20 dan 50 tahun dengan menggunakan Metode Matematis Distribusi Gumbel tipe I. No. Tahun Debit (mᶟ/det) 1 1918 244 2 1919 217 3 1920 285 4 1921 261 5 1922 295 6 1923 252 7 1924 275 8 1925 204 9 1926 208 10 1927 194 11 1928 256 12 1929 207 13 1930 354 14 1931 445 15 1932 350 16 1933 336 17 1934 328 18 1973 269 19 1974 323 20 1975 364 21 1976 247 22 1977 290 23 1978 302 24 1979 301 25 1980 284 26 1981 276 27 1982 261 28 1983 303 29 1984 335 30 1985 320 30 286.2 55.56009483 Jumlah rata-rata Standar Deviasi Data Debit Banjir Maksimum DPS Citarumdi Pos Duga Air nanjuung 1918-1980
  • 30. Dari tabel 3.8., maka parameter statistik dari sampel sebanyak N = 30 (tahun) data debit banjir maksimum sungai Citarum - Nanjung X = 286,20 m³/det S = 55,56 m³/det Persamaan garis lurus untuk distribusi Gumbel dihitung dengan persamaan, Y = a ( X – X0) Nilai a, diperoleh dari : a = 1,283 𝑆 = 1,283 55,56 = 0,023 Dan nilai X0, adalah : X0 = X - 0,577 𝑎 X0 = X - 0,577 0,023 X0 = 286,20 - 0,577 0,023 = 261,21 No. Tahun Debit (mᶟ/det) 1 1918 244 2 1919 217 3 1920 285 4 1921 261 5 1922 295 6 1923 252 7 1924 275 8 1925 204 9 1926 208 10 1927 194 11 1928 256 12 1929 207 13 1930 354 14 1931 445 15 1932 350 16 1933 336 17 1934 328 18 1973 269 19 1974 323 20 1975 364 21 1976 247 22 1977 290 23 1978 302 24 1979 301 25 1980 284 26 1981 276 27 1982 261 28 1983 303 29 1984 335 30 1985 320 30 286.2 55.56009483 Jumlah rata-rata Standar Deviasi Data Debit Banjir Maksimum DPS Citarumdi Pos Duga Air nanjuung 1918-1980
  • 31. Dengan demikian persamaan garis lurusnya adalah : y = a ( x – x0) y = 0,023 (X – 261,21) atau X = 𝑌+6,005 0,023 Dari tabel, maka 𝑋2 = 0,366 + 6,005 0,023 = 277 𝑋5 = 1,510 + 6,005 0,023 = 359 𝑋10 = 2,250 + 6,005 0,023 = 390 𝑋20 = 2,970 + 6,005 0,023 = 431 𝑋20 = 4,600 + 6,005 0,023 = 461 Tabel Perkiraan Debit Banjir Maksimum yang dapat diharapkan dari daerah pengaliran sungai Citarum- Nanjung dihitung dengan rumus 3.27 Debit Maksimum Periode ulang Peluang (m³/det) (tahun) (%) 1 277 2 50 2 328 5 20 3 359 10 10 4 390 20 5 5 431 50 2 6 461 100 1 No
  • 32. Tabel Hubungan Periode Ulang (T) dengan reduksi Variat dari Variabel (Y) Perhitungan persamaan garis lurus untuk distribusi Gumbel , menggunakan metode nomen seperti dijelaskan pada rumus 3.27, paling sering digunakan karena lebih sederhana dan kurang menyimpang. Persamaan garis lurus untuk distribusi frekuensi tipe 1 Gumbel dapat juga menggunakan persamaan distribusi frekuensi empiris sebagai berikut 𝑥 = 𝑥 + 𝑆 𝑆𝑛 (𝑌 − 𝑌𝑛) T Y 2 0.3065 5 1.4999 10 2.2504 20 2.9702 50 3.9019 100 4.6001
  • 33. Keterangan : X = nilai variat yang diharapkan terjadi 𝑥 = nilai rata-rata hitung variat Y = nilai reduksi variat dari variabel yang diharapkan terjadi pada periode ulang tertentu (hubungan antara periode ulang T dengan Y dapat dilihat pada tabel 3.10), atau dapat dihitung dengan rumus : 𝑌 = − ln − ln 𝑇 − 1 𝑇 Yn = nilai rata-rata dari reduksi variat (mean of reduced variate) nilainya tergantung dari jumlah data (n) dan dapat dilihat pada table 3.11.A Sn = deviasi standar dari reduksi variat (standard deviation of the reduced variate), nilainya tergantung dari jumlah data (n) dan dapat dilihat pada table 3.11.B
  • 34. Dalam analisis data debit minimum, maka debit minimum terkecil berkaitan dengan periode ulang yang besar. Apabila data diurutkan mulai dari nilai m = 1 adalah nilai minimum yang paling kecil maka persamaan kumulatif peluangnya adalah : P(xm) = = (3.33) Persamaan peluang kumulatif dari distribusi Gumbel Tipe III adalah: P(X) = (3.34) Keterangan: P(X) = peluang kumilatip dari kejadian yang nilainya kurang atau sama dengan X. e = 2,71828. X = variabel acak kontinyu. n = batas bawatr nilai X. α = parameter skala. β = parameter lokasi.
  • 35. Transformasinya adalah : Y = α (3.35) maka persamaan (3.34), menjadi : P(X) = e-Y (3.36) Dengan menggambarkan metode momen, Gumbel Tipe III adalah : β = x ̄ + Ao(S) (3.37) ϵ = β – βo(S) (3.38) CS = βo3 (3.39) r = fungsi gamma
  • 36. 1.hitung nilai rata-rata (x ̄ ) deviasi standar (S) dan koefisien kemencengan (CS). 2.berdasarkan nilai (CS) tenhrkan nilai parameter , Ao dan Bo dari tabel III-2 pada bagian akhir buku ini. 3.hitung parameter B dan ; β = x ̄ + Ao(S) (3.40) ϵ = – βo (S) (3.41) 4.tentukan nilai reduksi variat (log Y) dari tabel 3.13, berkaitan dengan periode ulang (T) yang diinginkan atau peluangnya (P) atau dihitung rumus : P(X)=1–ey (3.42) 5.persamaan teoritis untuk tiap nilai log Y dan nilai X yang diharapkan adalah : log(X-ϵ) = log(β-ϵ) = log(β-ϵ) + (log Y) (3.43) 6.persamaan (3.43) dapat digambarkan pada kertas peluang log- normal atau ekstream logaritmik Gumbel.
  • 37. Untuk analisis kekeringan (&aught) umrunnya persamaan (3.43) digambarkan pada kertas ekstrem logaritmik Gumbel. Periode Ulang T=1/P(X) Peluang P(X) Reduksi Log Y 1,01 0,990 0,663 1,05 0,952 0,482 1,10 0,909 0,380 1,20 0,833 0,253 1,30 0,769 0,166 1,40 0,714 0,099 1,50 0,667 0,041 1,58 0,633 0,000 2,00 0,500 - 0,159 3,00 0,333 - 0,393 4,00 0,250 - 0,541 5,00 0,200 - 0,652 10,00 0,100 - 0,979 15,00 0,067 -1,155 20,00 0,050 -1,292 25,00 0,040 -1,387 30,00 0,033 -1,469 40,00 0,025 -1,602 50,00 0,020 -1,699 75,00 0,013 -1,886 100,00 0,010 -2,000 Tabel 3.13 Nilai Reduksi Variat Untuk Distribusi Gumbel Tipe III
  • 38. Contoh 3.9. Data pada tabel 3.14, menunjukkan debit minimum sesaat dari daerah pengaliran Sungai Bogowonto di lokasi pos duga air Bener, Purworejo, Propinsi Jawa Tengah, Tahun 1973 - 1984. Tentukan model matematiknya dengan menggunakan persamaan empiris distribusi peluang Gumbel Tipe III dan tentukan debit minimum yang dapat diharapkan terjadi pada periode ulang :2;5;10;20;50 dan 100 apabila data tersebut dianggap berasal dari populasi yang homogen.
  • 39. Jawab Contoh 3.9 Terlebih dahulu harus dihitung nilai rata-rata (x ̄ ), deviasi standar (S) dan koefisien kemencengan (CS). Tabel 3.l4 Debit Minimum Sesaat DPS Bogowonto-Bener Tahun l973 -1984. Sumber data : Buku Publikasi Debit Tahunan , Pusat Litbang Pengairan. No Tahun Debit(m^3/det ) 1 1973 3,89 2 1974 3,58 3 1975 3,53 4 1976 1,51 5 1977 1,5 6 1978 4 7 1979 1,5 8 1980 1,51 9 1981 1,49 10 1982 0,85 11 1983 1,21 12 1984 0,75 N=14 buah X=2,11m^3/det S=1,24m^3/det CS=0,678
  • 40. Berdasarkan data dari tabel 3.14, maka diperoleh tiga parameter statistik • debit minimum rata-rata x ̄ = m3/det • deviasi standar S =1,24 m3/det • koefisien kemencengan CS = 0,687 Koefisien kemencengan dihitung dengan rumus 2.30 (bab II). Berdasarkan nilai koefisien kemencengan Cs : 0,687, maka dari tabel skala parameter (lihat tabel III-2, pada bagian akhir buku ini) dapat diperoleh nilai : • skala parameter = 0,52 • faktor frekuensi Ao = 0,235 • faktor frekuensi Bo = 2,082
  • 41. Dari persamaan (3.40) dan (3.41), maka dapat dihitung parameter β dan ϵ β = x ̄ +Ao.S β = 2,11 + (0,235)(1,25) β = 2,401 ϵ = β – βo.S ϵ = 2,401- (2,082)(1,24) ϵ = - 0,180 Langkah selanjutnya adalatr menentukan faktor reduksi variat untuk berbagai nilai periode ulang T (atau peluang P) yaitu nilai log Y,dari tabel 3.13 dan berdasarkan persamaan 3.43,maka dapat dihitung debit minimum berdasarkan periode ulang tertentu. Log (X-ϵ) = Log(β-ϵ) + . (log Y) Log (X+0,180) = Log(2,581) + 0,52 log Y
  • 42. maka: 1. Log (X2 + 0,180) = 0,412 + 0,52 (- 0,159) Log (X2+ 0,180) = 0,329 Log X2 = (log 2,134 - 0,180) X2 = l,954 2.Log (X5 + 0,180) =0,412+0,52 (- 0,652) Log (X5 + 0,180) = 0,0726 Log X5 = (log 2,134 - 0,180) X5 = 1,002
  • 43. Dengan cara yang sama maka akan dapat diperoleh hasil seperti yang ditunjukkan pada tabel 3.15. Tabel 3.15 Perkiraan debit minimum yang dapat diharapkan terjadi di DPS Bogowonto - Bener. No Debit Minimum (m3/det) Periode Ulang (tahun) Peluang (%) 1 1,954 2 50 2 1,002 5 20 3 0,619 10 10 4 0,369 20 5 5 0,157 50 2 6 0,056 100 1 Sumber: Perhitungan data tabel 3.14, dengan menggunakan model matematik persamaan distribusi Gumbel Tipe III