Modul ini membahas berbagai metode perhitungan debit banjir rencana, termasuk metode empiris, statistik, unit hidrograf, rasional, Werduwen, Hasper, dan Monobe. Metode unit hidrograf dijelaskan dengan mendefinisikan konsep hidrograf satuan yang menggambarkan respon aliran dari hujan tunggal merata di seluruh DAS. Contoh soal dan penyelesaian juga diberikan untuk memahami penerapan metode-metode tersebut.

1. Modul ke:
Fakultas
Program Studi
REKAYASA
HIDROLOGI
PERHITUNGAN DEBIT BANJIR RENCANA (1)
Gneis Setia Graha, ST, MT.
Teknik
Teknik Sipil
www.mercubuana.ac.id

2. Metode Debit Banjir
REKAYASA HIDROLOGI

3. 1. Metode Empiris
Digunakan sebagai alat terakhir, jika tidak terdapat data yang cukup
atau digunakan untuk memeriksa hasil yang didapat dengan
metode yang lain.
2. Metode Statistic atau Kemungkinan
Metode ini sangat teoritis dan mempunyai suatu keuntungan yang
besar sabagai cara peramalan yang berdasarkan data-data yang lalu.
3. Metode Unit Hidrograf
Metode ini diterapkan pada luas DAS 25 – 5000 km2, untuk luas DAS
yang lebih besar dari 5000 km2 metode ini dapat juga digunakan jika
telah dibuatkan hidrigraf satuan yang bersangkutan dengan corak
hujan dalam DAS tersebut.

4. Metode Sintetis Empiriss
REKAYASA HIDROLOGI

5. Jika tidak terdapat data hidrologi yang cukup, maka
perkiraan debit banjir dihitung dengan rumus-rumus
empiris yang telah banyak dikemukakan. Hampir semua
rumus empiris adalah tipe rumus yang menyatakan
korelasi dengan satu atau dua variabel yang sangat
berhubungan dengan debit banjir, diantaranya
karakteristik DAS dan sebaran hujan.

6. Metode Rasional
Pengembangan dari hidrograf rasional. Dipakai untuk menetapkan
besarnya debit banjir dalam perencanaan sarana drainase untuk
DAS kecil (<2.5 km2) seperti pemukiman, jalan raya, jalan KA,
lapangan terbang dll. Besarnya debit aliran permukaan akibat hujan
yang turun disuatu DAS :
Q = 0.278*C*I*A
dimana :
• Q = besarnya debit banjir maksimum (m3/s)
• C = koefisien pengaliran (lihat tabel pada Modul 10)
• I = intensitas hujan selama waktu konsentrasi (tc) (mm/jam)
• A = luas DAS (km2)

7. Metode Werduwen
Metoda dikembangkan di Indonesia oleh seorang ilmuwan belanda
bernama Weduwen untuk menganalisis debit banjir dari sebuah
DAS dengan luas < 100 km2. Formulasi empiris diturunkan berdasar
curah hujan harian maksimum berperiode ulang 70 tahun yang
pada saat itu mempunyai tinggi curah hujan 240 mm
Besarnya koefisien aliran dinyatakan dalam bentuk rumus:
1
4,1
7
Harga β adalah koefisien reduksi, yang dapat dihitung dengan
rumus:
1
1
9
120

8. Besarnya curah hujan maksimum dihitung dengan rumus:
67,64
1,45
keterangan:
• α = koefisien aliran
• b = koefisien reduksi
• q = curah hujan maksimum (m3/det/km2)
• t = lamanya hujan maksimum (1/6 sampai 12 jam)
• f = Luas DPS (km2) kurang dari 100 km2

9. Waktu konsentrasi dihitung dengan rumus:
8 , ,
0,9
keterangan:
• tc = waktu konsentrasi
• L = panjang sungai (km)
• i = kemiringan

10. Pada penerapan metode Weduwen, pertama ditentukan harga t
perkiraan untuk menghitung harga b, kemudian hitung harga q dan
a, selanjutnya dihitung harga t dengan perhitungan rumus:
0,476 ,
, ,
Keterangan:
• apabila harga t perkiraan belum sama dengan t perhitungan
maka tentukan t yang lain.
• apabila harga t perkiraan sudah sama dengan t perhitungan
maka debit puncak banjirnya dapat dihitung.

11. Metode Hasper
Persamaan yang digunakan dalam perhitungan debit
banjir dengan menggunakan metoda Hasper adalah
sebagai berikut:
• Debit Banjir (Q) Q = f x α x β x q (m3/dtk)
• Koefisien Runoff (α),
, .
, .
• Koefisien Reduksi (β),
. . /
• Waktu Konsentrasi (T)
T = 0,1 x L0.8 x I-0.3

12. Hujan Maksimum (q)
Hujan maksimum tergantung dari durasi hujan.
a. Untuk T < 2 jam
.
dimana T dalam jam dan rT, R24 dalam mm.
b. Untuk 2 jam ≤ T ≤ 19 jam
dimana T dalam jam dan rT, R24 dalam mm
c. Untuk 19 jam ≤ T ≤ 30 hari
dimana T dalam jam dan rT, R24 dalam mm
Hujan maksimum dihitung dengan rumus
.
dimana T dalam jam dan q dalam m3/km2/dtk

13. Metode Monobe
Persamaan yang digunakan
dalam metoda Mononobe
adalah sebagai berikut:
.
/
dimana:
Q = Debit banjir (m3/dtk)
a = Koefisien pengaliran
f = Luas daerah pengaliran (km2)
r = Intensitas hujan (mm/jam)
V= Kecepatan aliran (km/jam),
R= Curah hujan maksimum (mm)

14. METODE UNIT HIDROGRAF
REKAYASA HIDROLOGI

15. Pada tahun 1932, L.K. Sherman mengenalkan konsep hidrograf
satuan, yang banyak digunakan untuk transformasi dari hujan
menjadi debit aliran. Hidrograf satuan didefinisikan sebagai
hidrograf limpasan langsung (tanpa aliran dasar) yang ditimbulkan
oleh hujan efektif 1 mm yang terjadi secara merata di permukaan
DAS dengan intensitas tetap dalam suatu durasi tertentu.
Dalam penggunaan hidrograf satuan terdapat beberapa anggapan
sebagai berikut:
• Hujan efektif mempunyai intensitas konstan selama durasi hujan
efektif. Untuk memenuhi anggapan ini maka hujan deras yang
dipilih untuk analisis adalah hujan dengan durasi singkat.
• Hujan efektif terdistribusi secara merata pada seluruh DAS.
Dengan anggapan ini maka hidrograf satuan tidak berlaku untuk
DAS yang sangat luas, karena sulit untuk mendapatkan hujan
merata diseluruh DAS. Penggunaan pada DAS yang sangat luas
dapat dilakukan dengan membagi DAS menjadi sejumlah sub

16. Konsep Hidrograf Satuan
1. Hidrograf menggambarkan semua kombinasi dari karakteristik fisik DAS
(bentuk, ukuran, kemiringan, sifat tanah) dan karakteristik hujan (pola,
intensitas dan durasi).
2. Mengingat sifat DAS tidak berubah dari hujan yang satu dengan hujan yang
lain, maka hidrograf yang dihasilkan oleh hujan dengan durasi dan pola yang
serupa memberikan bentuk dan waktu dasar yang serupa pula. Dengan
demikian dapat dilakukan superposisi dari hidrograf-hidrograf tersebut.
Apabila terjadi hujan efektif sebesar 2 mm dengan satuan waktu tertentu,
hidrograf yang terjadi akan mempunyai bentuk yang sama dengan hidrograf
dengan hujan efektif 1 mm dengan durasi yang sama, kecuali bahwa
ordinatnya adalah dua kali lebih besar. Demikian juga, apabila hujan efektif 1
mm terjadi dalam dua satuan durasi yang berurutan, hidrograf yang
dihasilkan adalah jumlah dari dua hidrograf 1 mm, dengan hidrograf kedua
mulai dengan keterlambatan satu satuan waktu.
3. Variasi sifat hujan mempunyai pengaruh signifikan pada bentuk hidrograf,
yang meliputi (a) durasi hujan, (b) intensitas, dan (c) distribusi hujan pada
DAS.

17. Prinsip Hidrograf Satuan

18. Penurunan Hidrograf Satuan dari Hujan Tunggal
Untuk menurunkan hidrograf satuan diperlukan data hujan dan
debit aliran. Prosedur penurunan hidrograf satuan adalah sebagai
berikut:
1. Digambar hidrograf yang berkaitan dengan hujan yang terjadi.
Aliran dasar dipisahkan sehingga diperoleh hidrograf aliran
langsung (HAL).
2. Dihitung luasan di bawah HAL yang merupakan volume aliran
permukaan. Volume aliran tersebut dikonversi menjadi
kedalaman aliran di seluruh DAS.
3. Ordinat dari HAL dibagi dengan kedalaman aliran, yang
menghasilkan hidrograf satuan dengan durasi sama dengan
durasi hujan.

19. Penurunan Hidrograf Satuan dari Hujan Sembarang
Apabila hujan terdiri dari beberapa intensitas berbeda yang terjadi
secara berurutan, maka hidrograf satuan dapat dihitung :
n = 1, 2, 3, …, N
m = 1, 2, 3, …, M
dimana:
Qn = hidrograf limpasan langsung
pm = hujan efektif
qn-m+1= hidrograf satuan
N = jumlah ordinat dari hidrograf limpasan langsung
M = jumlah durasi hujan yang berurutan

21. SOAL DAN PENYELESAIAN
REKAYASA HIDROLOGI

22. Soal Hidrograf Satuan
DAS Cimanuk mempunyai luas sebesar 286 km2. Hujan dengan
durasi 1 jam sebesar 5.26 mm tercatat pada Stasiun Sukatali
yang terjadi secara merata di seluruh DAS menghasilkan
hidrograf debit seperti ditunjukkan dalam table berikut. Aliran
dasar (base flow) diambil konstan sebesar 13.2 m3/s. Tentukan
hidrograf satuan?
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 5 10 15 20 25 30 35
Debit
(m3/s)
Jam Ke-
Hidrograf

23. Jam ke Debit
(m3/s)
(1) (2)
1 13.2
2 19
3 22.2
4 30
5 35.7
6 51
7 60
8 79.5
9 80.5
10 56.9
11 42.1
12 35.7
13 27.9
14 25.6
15 21.4
16 19.4
17 17.4
18 15.8
19 14.4
20 13.8
21 13.2
22 12.3
23 12.1
24 11.2
25 11
26 10.7
27 10
28 9.9
29 9.4
30 9.1

24. Penyelesaian
Keterangan:
Kolom (1) = Data
Kolom (2) = Data
Kolom (3) = Data
Kolom (4) = kolom (2) – kolom (3)
Kolom (5) = kolom (4) / tinggi hujan
Tinggi hujan = 5.26 Mm
Jam ke Debit Base Flow
Aliran
langsung
Hidrograf
Satuan
(m3/s) (m3/s) (m3/s) (m3/s/mm)
(1) (2) (3) (4) (5)
1 13.2 13.2 0 0.000
2 19 13.2 5.8 1.103
3 22.2 13.2 9 1.711
4 30 13.2 16.8 3.194
5 35.7 13.2 22.5 4.278
6 51 13.2 37.8 7.186
7 60 13.2 46.8 8.897
8 79.5 13.2 66.3 12.605
9 80.5 13.2 67.3 12.795
10 56.9 13.2 43.7 8.308
11 42.1 13.2 28.9 5.494
12 35.7 13.2 22.5 4.278
13 27.9 13.2 14.7 2.795
14 25.6 13.2 12.4 2.357
15 21.4 13.2 8.2 1.559
16 19.4 13.2 6.2 1.179
17 17.4 13.2 4.2 0.798
18 15.8 13.2 2.6 0.494
19 14.4 13.2 1.2 0.228
20 13.8 13.2 0.6 0.114
21 13.2 13.2 0 0.000
22 12.3 13.2 0 0.000
23 12.1 13.2 0 0.000
24 11.2 13.2 0 0.000
25 11 13.2 0 0.000
26 10.7 13.2 0 0.000
27 10 13.2 0 0.000
28 9.9 13.2 0 0.000
29 9.4 13.2 0 0.000
30 9.1 13.2 0 0.000

25. -2.000
0.000
2.000
4.000
6.000
8.000
10.000
12.000
14.000
0 5 10 15 20 25 30 35
Debit
(m3/s)
Jam Ke-
Hidrograf Satuan

26. Hidrograf Satuan Dari Hujan Sembarang
Hitung hidrograf satuan satu jam-an dari histogram hujan efektif
dan hidrograf limpasan langsung pada table berikut.
Waktu
Hujan
Efektif
Debit
Limpasan
(jam) (mm) (m3/s)
1 27 12.1
2 49 54.5
3 46 150
4 258.6
5 300.9
6 221.8
7 111
8 52.3
9 39.7
10 23.5
Penyelesaian
M = 3
N = 10
N-M+1 = 10-3+1 = 8

27. Terima Kasih
Gneis Setia Graha, ST, MT.