MODUL 2:

ANALISIS DEBIT BANJIR

Bimbingan Teknis Analisis Debit Banjir Desain Dengan
Menggunakan Data Hujan Satelit (TRMM)
Bandung, 20 – 25 Juni 2022
Instruktur: Ir. Bambang Adi Riyanto, M.Eng
Fakultas Teknik Universitas Katolik Parahyangan

1
JADWAL PEMBELAJARAN MODUL 2
Total = 13 JP
HARI 2 : 4 JP (Jam Pelajaran) ; 1 JP = 45 menit
MODUL 2 : Analisis Debit Banjir
Waktu JP Materi
13.00-15.15 3 Perhitungan debit banjir rencana menurut SNI
15.15-15.45 Rehat
15.45-16.30 1 Perhitungan debit banjir rencana menurut SNI (lanjutan)

HARI 3 : 9 JP (Jam Pelajaran) ; 1 JP = 45 menit

MODUL 2 : Analisis Debit Banjir
Waktu JP Materi
08.00-10.15 3 Kehilangan air, hidrograf satuan, dan aliran dasar
10.15-10.30 Rehat
10.30-12.00 2 Kalibrasi parameter model hidrologi
12.00-13.00 Ishoma
13.00-15.15 3 Penelusuran banjir, serta evaluasi kapasitas pelimpah dan tinggi jagaan
15.15-15.45 Rehat
15.45-16.30 1 Diskusi

2
METODE HIDROGRAF SATUAN SINTETIS (HSS)

BAB 4
MODUL 2 – ANALISIS DEBIT BANJIR

3
 PERHITUNGAN DEBIT BANJIR

Hidrograf
Q Puncak Rasional
Sederhana
Hubungan
Hujan -
Limpasan

Unit  Aktual
Banjir Hidrograf  Sintetik
Rencana  DTA Tunggal
• Nakayasu
• Gama-1
• ITB
Analisis • Limantara
Frekuensi  Semi Distributed
Data Debit • Snyder
• SCS

4
METODE ANALISIS HSS
 HSS yang disarankan adalah: HSS SCS dan Snyder.
 Input utama: waktu konsentrasi/waktu kelambatan, dapat dihitung
berdasarkan parameter fisik daerah tangkapan.
 Analisis HSS untuk DTA sedang dan besar dihitung dengan model
semi-distributed, dimana sebuah DAS dibagi menjadi beberapa sub-
DAS dengan parameter berbeda.
 Pada masing-masing sub-DAS, dilakukan perhitungan kehilangan air,
transformasi hujan-limpasan, dan aliran dasar yang kemudian
dipertemukan di titik outlet dengan melakukan analisis
routing/penelusuran banjir pada sungai.
 Di samping kedua metode di atas, perhitungan hidrograf satuan dapat
menggunakan metode lain seperti berikut:
 Metode hidrograf satuan aktual: dapat digunakan apabila tersedia data
pencatatan hujan dan hidrograf debit peristiwa banjir dalam interval jam-
jaman.
 Hidrograf satuan Clark: dengan input waktu konsentrasi dan koefisien
tampungan.
 Hidrograf satuan DAS Tunggal seperti: ITB, Limantara, Nakayasu.
5
 HIDROGRAF SATUAN
 Untuk mendapatkan suatu banjir rencana dari hujan, dapat
dipakai cara dengan transformasi hyetograf hujan menjadi
hidrograf aliran sungai. Untuk ini dipakai metode Hidrograf
Satuan
 Teori Hidrograf satuan dikemukakan oleh L.K. Sherman
(1932). Tujuannya adalah mencari hubungan antara
limpasan permukaan dan hujan sebagai penyebabnya.
 Teori Hidrograf Satuan didasarkan pada beberapa
prinsip/pemisalan sebagai berikut :
1. Hujan efektif terdistribusi dengan intensitas sama (uniform) selama
periode yang ditentukan.
2. Hujan efektif didistribusi merata pada seluruh DAS.
3. Hujan efektif yang terjadi dengan durasi yang sama, akan
menghasilkan runoff (limpasan) dengan durasi time base yang sama
pula, tetapi jumlah limpasan yang terjadi tergantung dari intensitas
6
hujannya.
 HIDROGRAF SATUAN
 Untuk suatu daerah aliran tertentu, dapat ditentukan
bahwa 1 satuan hujan efektif [mm, cm atau inchi] yang
berlangsung selama t jam akan menghasilkan suatu
karakteristik hidrograf limpasan langsung yang disebut:
“unit hidrograf t jam” , sehingga didefinisikan :
unit hidrograf t jam adalah hidrograf limpasan
langsung yang dihasilkan oleh 1 satuan hujan efektif
[mm, cm atau inchi] yang jatuh merata di DAS selama t
jam.
 Volume dari unit hidrograf = volume dari 1 satuan tebal
air yang tersebar merata di seluruh luasan DAS.

10
 Cara memperoleh Hidrograf Satuan:
(a) Hidrograf dan hujan total.
(b) Hidrograf – aliran dasar, Hujan –
kehilangan air.
(c) Hidrograf satuan (1 inci) durasi D.

11
Sumber: Philip B. Bedient, 2008
Contoh Soal
Pada suatu outlet dari DAS sungai seluas 30 km2, diketahui hidrograf
banjir dan hujan sebagai penyebabnya sebagai berikut :
Waktu[jam] 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Hujan [mm] 10 4
Q [m3/detik] 1 2 4 8 12 8 7 6 5 4 3 2 1

Aliran dasar (base flow) pada banjir di atas dianggap tetap sebesar 1
m3/s.
a. Tentukanlah ordinat Unit Hidrograf untuk banjir di atas.
b. Berapakah durasi dari unit hidrograf tersebut pada butir a). ?

Luas DAS 30 km2

Outlet

12
 ANALISIS HIDROGRAF SATUAN

Penyelesaian
Hidrograf limpasan langsung (direct runoff, DRO) dapat dicari dengan
cara mengurangi debit dengan aliran dasar, dalam hal ini konstan
sebesar 1 m3/s, hasilnya disajikan pada kolom DRO pada tabel di
slide berikut.
Hujan efektif dicari dengan menghitung volume limpasan langsung
dibagi dengan luas DAS sbb:
Hyetograf Hujan
Hujan efektif = (50×3.600)/30.000 mm = 6 mm
12 10
Dari Hyetograf : 10 -  = 6 mm,  = 4 mm/jam

Intensitas Hujan
10

[mm/jam]
8
Maka durasi hujan efektif = 1 jam 6 4
4
2 Indeks Phi = 4 mm/jam
0
1 2
Waktu [Jam ]

13
 ANALISIS HIDROGRAF SATUAN
Penyelesaian
Hidrograf satuan diperoleh dengan cara membagi ordinat hidrograf
limpasan langsung dengan hujan efektif (lihat tabel berikut)
Waktu Hujan Q Base Flow DRO UH
[Jam] [mm] 3 3 3 3
[m /s] [m /s] [m /s] [m /s/mm]
0 10 1 1 0 0,000
1 4 2 1 1 0,167
2 4 1 3 0,500
3 8 1 7 1,167
4 12 1 11 1,833
5 8 1 7 1,167
6 7 1 6 1,000
7 6 1 5 0,833
8 5 1 4 0,667
9 4 1 3 0,500
10 3 1 2 0,333
11 2 1 1 0,167
12 1 1 0 0,000
Jumlah : 50 15
16
 HIDROGRAF BANJIR

 Bila telah diperoleh hidrograf satuan, maka dapat

digunakan untuk memperoleh hidrograf limpasan
langsung dari hujan-hujan lain yang diinginkan.
 Prosedurnya sebagai berikut:
 Durasi Hidrograf Satuan dan Durasi Hujan harus sama
 Tentukanlah hyetograf hujan yang akan digunakan untuk
memperoleh hidrograf limpasan langsung.
 Hitunglah kehilangan air akibat infiltrasi (bisa menggunakan
metode Horton, Indeks , SCS atau Green and Ampt).
Hasilnya adalah hyetograf hujan efektif.
 Hitunglah hidrograf banjir dengan prinsip superposisi
 Tambahkan aliran dasar (base flow), maka diperoleh hidrograf
banjirnya.

17
HUJAN TOTAL  HUJAN NETO  
Profil Hujan  

Sub Model Hujan 
Hilang 

Tampungan  Kehilangan Karena 
Depresi   Infiltrasi  

Hujan Neto   Hidrograf  
HUJAN NETO  
Q  

Sub Model Transformasi Hujan 
Neto ‐ Limpasan 
t  

18
Proses mendapatkan
hidrograf limpasan dari
hyetograf hujan efektif dan
hidrograf satuan

Hidrograf Satuan

Hidrograf Aliran Langsung

19
Contoh Soal
Hidrograf satuan dari tinggi hujan 1 cm dengan durasi 6 jam
diberikan pada tabel berikut
Waktu [Jam] 0 3 6 9 12 15 18 24 30 36 42 48 54 60 69

Debit [m3/s] 0 25 50 85 125 160 185 160 110 60 36 25 16 8 0

Hitunglah hidrograf aliran langsung yang diakibatkan oleh hujan

3,5 cm selama 6 jam

20
Penyelesaian
Hidrograf limpasan langsung dari hujan 3,5 cm selama 6 jam
diperoleh dengan cara mengalikan ordinat hidrograf satuan 6
jam dengan tinggi hujan efektif sebesar 3,5 cm seperti
diperlihatkan pada tabel dan gambar berikut:
Hidrograf Limpasan
Waktu UH 6 Jam Hidrograf Satuan 6 Jam dan
Langsung Hujan 3,5 cm
Hidrograf Limpasan Langsung Hujan 3,5 cm
[Jam] [m3/s] [m3/s]
0 0 0,0
3 25 87,5 700

6 50 175,0 600

9 85 297,5 Debit [m3/s]

500
12 125 437,5 400
15 160 560,0 300
18 185 647,5
24 160 560,0 200
30 110 385,0 100
36 60 210,0
0
42 36 126,0
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72
48 25 87,5
54 16 56,0 Waktu [Jam]
60 8 28,0
UH 6 Jam Hidrograf Limpasan Langsung Hujan 3,5 cm
69 0 0,0

21
Contoh Soal
Diketahui hidrograf satuan 1 cm-6 jam seperti contoh-2 di atas.
Hitunglah hidrograf limpasan langsung akibat hujan 3 cm
selama 6 jam yang diikuti hujan 2 cm selama 6 jam.
Penyelesaian
Perhitungan dilakukan secara tabelaris. Karena interval waktu
hidrograf satuan tidak sama, maka dilakukan interpolasi
sehingga diperoleh interval waktu seragam, yaitu 3 jam. Angka
merah adalah hasil interpolasi.
Hidrograf akibat hujan 3 cm diperoleh dengan mengalikan
ordinat UH dengan 3 cm sedangkan hidrograf akibat hujan 2
cm diperoleh dengan mengalikan ordinat UH dengan 2 cm dan
waktunya digeser 6 m
Hidrograf akibat hujan 5 cm diperoleh dengan menjumlahkan
kedua hidrograf tersebut di atas.

22
 Hidrograf Limpasan Langsung Akibat Hujan:
Waktu UH 6 Jam
3 cm 2 cm 5 cm
3 3 3
[Jam] [m /s] [m /s] [m /s] [m3/s]
(1) (2) (3) (4) (5)
(2) x 3 (2) x 2 (3) + (4)
0 0 0,0 0,0 0,0
3 25 75,0 0,0 75,0
6 50 150,0 0,0 150,0
9 85 255,0 50,0 305,0
12 125 375,0 100,0 475,0
15 160 480,0 170,0 650,0
18 185 555,0 250,0 805,0
21 172,5 517,5 320,0 837,5
24 160 480,0 370,0 850,0
27 135 405,0 345,0 750,0
30 110 330,0 320,0 650,0
33 85 255,0 270,0 525,0
36 60 180,0 220,0 400,0
39 48 144,0 170,0 314,0
42 36 108,0 120,0 228,0
45 30,5 91,5 96,0 187,5
48 25 75,0 72,0 147,0
51 20,5 61,5 61,0 122,5
54 16 48,0 50,0 98,0
57 12 36,0 41,0 77,0
60 8 24,0 32,0 56,0
63 5,3 16,0 24,0 40,0
66 2,7 8,0 16,0 24,0
69 0,0 0,0 10,7 10,7
72 0 0,0 5,3 5,3
75 0,0 0,0 0,0 0,0 23
 Hidrograf Limpasan Langsung Hujan 3 cm dan 2 cm berturutan
1200
3 cm
2 cm

1000

800
Debit [m3/s]

600

400

200

0
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72
Waktu [Jam]
24
UH 6 Jam UH x 3 UH x 2 Hidrograf DRO 5 cm
Contoh Soal
Diketahui hidrograf satuan 1 mm-6 jam diperlihatkan pada tabel
di bawah
Waktu [Jam] 0 3 6 9 12 15 18 21 24 27 30 33

Debit [m3/s] 0,0 2,5 5,0 8,5 12,5 16,0 18,5 17,3 16,0 13,5 11,0 8,5

Waktu [Jam] 36 39 42 45 48 51 54 57 60 63 66 69

Debit [m3/s] 6,0 4,8 3,6 3,1 2,5 2,1 1,6 1,2 0,8 0,5 0,3 0,0

Hitunglah hidrograf banjir akibat hujan efektif seperti tabel di

bawah sedangkan aliran dasar dapat diasumsikan sebesar 15
m3/s pada awal dan bertambah sebesar 2 m3/s setiap 12 jam
sampai akhir banjir.
Waktu dari awal hujan [Jam] 0 6 12 18

Hujan Efektif [mm] 0 20 60 40

25
Penyelesaian
Perhitungan dilakukan secara tabelaris sebagai berikut.
UH 1 mm Hidrograf UH 1 mm Hidrograf
Waktu Hujan Efektif [mm] Base Flow Waktu Hujan Efektif [mm] Base Flow
6 Jam Banjir 6 Jam Banjir
[Jam] [m3/s] 20 60 40 [m3/s] [m3/s] [Jam] [m3/s] 20 60 40 [m3/s] [m3/s]
0 0 0 15 15 42 3,6 72 360 440 21 893
3 2,5 50 15 65 45 3,1 62 288 340 21 711
6 5 100 0 15 115 48 2,5 50 216 240 23 529
9 8,5 170 150 15 335 51 2,1 42 186 192 23 443
12 12,5 250 300 0 17 567 54 1,6 32 150 144 23 349
15 16 320 510 100 17 947 57 1,2 24 126 124 23 297
18 18,5 370 750 200 17 1337 60 0,8 16 96 100 25 237
21 17,3 346 960 340 17 1663 63 0,5 10 72 84 25 191
24 16 320 1110 500 19 1949 66 0,3 6 48 64 25 143
27 13,5 270 1038 640 19 1967 69 0 0 30 48 25 103
30 11 220 960 740 19 1939 72 18 32 27 77
33 8,5 170 810 692 19 1691 75 0 20 27 47
36 6 120 660 640 21 1441 78 12 27 39
39 4,8 96 510 540 21 1167 81 0 27 27

26
 Hidrograf Banjir Akibat Hujan 120 mm
2600 70
60 mm
2400

2200 40 mm 60

20 mm

Debit [m3/s] UH dan Base Flow

2000
50
1800

1600
Debit [m3/s]

40
1400

1200
30
1000

800
20
600

400 10
200

0 0
0 6 12 18 24 30 36 42 48 54 60 66 72

Waktu [Jam]

H-20 mm H 60 mm H 40 mm Hidrograf Banjir 120 mm UH 1 mm-6 Jam Base Flow

27
 KETERBATASAN HIDROGRAF SATUAN
 Hidrograf Satuan (HS) hanya dapat digunakan pada lokasi dia
diturunkan.
 Hidrograf satuan diturunkan dengan asumsi bahwa hujan
merata pada seluruh DAS dan intensitas hujan konstan
selama interval waktu yang ditinjau. Secara praktis kedua
kondisi ini hanya terpenuhi pada suatu luasan DAS tertentu.
 Hal di atas akan membatasi luasan dimana HS dapat
digunakan. Batas luas DAS maksimum dimana HS dapat
digunakan adalah sekitar 5.000 km2.
 Hidrograf banjir untuk DAS besar dapat dianalisis dengan
membagi menjadi beberapa sub DAS yang lebih kecil,
kemudian hidrograf banjir dari beberapa sub DAS ini
digabung dengan melakukan penelusuran banjir di saluran
maupun di tampungan seperti skema berikut
28
29
 KETERBATASAN HIDROGRAF SATUAN
 Terdapat juga batas bawah untuk penggunaan HS. Batas
bawah dari luas DAS adalah kurang lebih 200 ha. Di bawah
luasan ini beberapa faktor yang mempengaruhi hubungan
hujan-limpasan dan hidrograf satuan tidak akurat untuk
memperkirakan hidrograf limpasan langsung (Subramanya,
2009).
 Beberapa keterbatasan lain dari penggunaan HS:
 Presipitasi hanya berasal dari hujan saja, Presipitasi dari
mencairnya salju tidak dapat dimodelkan dengan HS.
 Pada DAS tidak boleh ada tampungan yang besar berupa
kolam, waduk yang besar dsb, yang akan mempengaruhi
hubungan linier antara tampungan dan debit aliran.
 Jika hujan dianggap tidak merata, maka HS diperkirakan tak
akan memberikan hasil yang baik.
30
 Hidrograf Satuan Sintetis (HSS)
 Hidrograf satuan yang dikembangkan berdasar curah hujan
dan debit banjir pada suatu DAS hanya berlaku pada DAS
tersebut.

31
 Untuk sungai-sungai yang tak ada pengukuran debitnya,
dikembangkan suatu cara dengan membuat Hidrograf
Satuan Sintetis.
 Ada 3 jenis HSS:
1. Karakteristik hidrograf (debit puncak, waktu dasar)
dihubungkan dengan karakteristik DAS  HSS Snyder, HSS
Nakayasu, HSS Gama I, HSS ITB 1, HSS ITB 2
2. Berdasarkan pada hidrograf satuan yang tak berdimensi 
HSS SCS.
3. Berdasarkan model tampungan  HSS Clark

32
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
 Snyder menyelidiki sejumlah besar hidrograf banjir pada
daerah Appalachian di Amerika dengan luas DAS berkisar
antara 30 sampai 30.000 km2.
 Snyder membuat hidrograf standar dimana:

t p  5,5 t r …….. (7.21)

 Untuk hidrograf standar, Snyder menemukan hubungan

berikut:
…….. (7.22)
t p  C1 Ct L  Lc 
0,3

Dimana :
tp : Basin Lag [Jam]
L : Panjang sungai [km atau mil]
Lc : Panjang sungai dari outlet sampai titik berat DAS [km atau mil)
Ct : Koefisien tergantung karakteristik DAS
33
C1 : 0,75 untuk sistem metrik dan 1 untuk sistem imperial
 Definisi L dan Lc HSS Snyder

Sumber: H.M. Raghunath, 2006

34
Sumber: Chow Ven Te, 1988
35
Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
 Debit puncak per satuan luas untuk hidrograf satuan standar
adalah:

C2 C p
qp  …….. (7.23)
tp

Dimana :
qp : Debit puncak [m3/s.km2.cm]
C2 : 2,75 untuk sistem metrik dan 640 untuk sistem imperial
tp : Basin lag [Jam]
Cp : Koefisien tergantung karakteristik DAS

 Ct dan Cp umumnya dihitung dari hidrograf satuan aktual

yang diperoleh dari DAS pada daerah yang sama.
 Untuk menghitung Ct dan Cp dari hidrograf satuan aktual, L
dan Lc diukur dari peta topografi.
36
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
 Dari hidrograf satuan aktual dapat diperoleh data sbb:
 Durasi hujan efektif : tR [Jam]
 Basin Lag : tpR [Jam]
 Debit puncak/luas : qpR [m3/s.km2.cm]
 Bila tpR = 5,5 tR, maka tR = tr dan qpR =qp, Ct dan Cp dihitung
dengan rumus (7.22) dan (7.23).
 Bila tpR berbeda cukup banyak dari 5,5 tR, maka basin standar
lag tp dikoreksi dengan rumus berikut:

tr  t R …….. (7.24)
t p  t pR 
4
 Persamaan (7.21) dan (7.24) diselesaikan secara simultan
untuk mendapatkan nilai tr dan tp.
 Koefisien Ct dan Cp dihitung dari persamaan (7.22) dan (7.23)
dengan qp = qpR dan tp = tpR 37
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
 Koefisien Ct dan Cp yang diperoleh dari DAS yang lengkap
datanya, dapat digunakan pada DAS lain pada daerah yang
sama untuk membuat hidrograf satuan sintetik daerah
tersebut.
 Hubungan antara qp dan debit puncak hidrograf satuan
adalah:
q pt p …….. (7.25)
q pR 
t pR

 Waktu dasar hidrograf satuan, tb [Jam], dihitung dengan dasar

bahwa volume HS adalah setara dengan limpasan langsung
sebesar 1 cm, 1 mm atau 1 inchi. Dengan menganggap
bentuk HS adalah segi tiga, maka tb adalah:

38
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
C3 …….. (7.26)
tb  [Jam]
q pR
dimana C3 = 5,56 (metrik) dan C3 = 1290 (Imperial)
 Lebar HS pada debit tertentu sebesar prosentase tertentu
terhadap debit puncak qpR adalah:

W  CW q pR1, 08 [Jam] …….. (7.27)

dimana:
CW = 1,22 (metrik) dan CW = 440 (Imperial) pada q = 75 % qpR
CW = 2,14 (metrik) dan CW = 770 (Imperial) pada q = 50 % qpR
 Umumnya 1/3 lebar sebelum debit puncak dan 2/3 lebar
setelah debit puncak 39
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder

Sumber: H.M. Raghunath, 2006

 Menurut Snyder, Koefisien Ct yang merupakan fungsi dari

kemiringan dan efek tampungan pada DAS nilainya berkisar antara
1,35 sampai 1,65 dengan nilai rata-rata 1,5. Di Meksiko Ct bervariasi
dari 0,4 di daerah pegunungan sampai 8 sepanjang Teluk Meksiko.
 Besarnya koefisien Cp menurut Snyder berkisar antara 0,56 sampai
0,69 40
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
Contoh Soal
Contoh soal dari buku Applied Hydrology Ven Te Chow hal 226.
Dari peta suatu DAS dapat diukur besarnya L = 150 km, Lc = 75
km, dan luas DAS A = 3.500 km2. Dari hidrograf satuan aktual
dapat diketahui: tR = 12 jam, tpR = 34 jam, dan qmaks = 157,5
m3/s.cm. Hitunglah besarnya koefisien Ct dan Cp
Penyelesaian
Dari data: 5,5 tR = 5,5 × 12 = 66 jam, berbeda jauh dengan tpR =
34 jam, sehingga tp perlu dikoreksi dengan rumus:
tp = tpR + (tr – tR)/4 = 34 + (tr – 12)/4 ……… (1)
Sementara : tp = 5,5 tr ……………………….(2)
Dari (1) dan (2) : tr = 5,9 jam dan tp = 32,5 jam
41
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
Untuk menghitung Ct gunakan rumus (7.22):
tp = C1 Ct (L × Lc)0,3; 32,5 = 0,75 Ct (150 × 75)0,3
Ct = 2,65
Debit per satuan luas qpR = 157,5/3.500 = 0,045 m3/s.km2.cm
Koefisien Cp dihitung dengan rumus (7.25) dengan qp = qpR, dan
tp = tpR
qpR = (C2 Cp)/tpR; 0,045 = (2,75 × Cp)/34
Cp = 0,56

42
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
Contoh Soal
Hitunglah HSS 6 jam dari sub DAS contoh soal 6 di atas dengan
luas A = 2.500 km2, L = 100 km, Lc = 50 km.
Penyelesaian
Dari contoh soal 6 diperoleh Ct = 2,64 dan Cp = 0,56.
tp = 0,75 × 2,64 × (100 × 50)0,3 = 25,5 jam.
tr = 25,5/5,5 = 4,64 jam
Untuk HSS 6 jam maka tR = 6 jam
tpR = tp –(tr – tR)/4 = 25,5 – (4,64 – 6)/4 = 25,8 jam
Dari pers (7.23): qp = 2,75 × 0,56/25,5 = 0,0604 m3/s.km2.cm
Dari pers (7.25): qpR = 0,0604 × 25,5/25,8 = 0,0597 m3/s.km2.cm
Debit puncak adalah 0,0597 × 2.500 = 149,2 m3/s.cm
43
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder

Lebar dari HSS dapat dicari dengan menggunakan rumus (7.27):

 Pada 75 % Qmaks, W = 1,22 (qpR)-1,08 = 1,22×0,0597-1,08 = 25,6 jam.
 Pada 50 % Qmaks, W = 2,14 (qpR)-1,08 = 2,14×0,0597-1,08 = 44,9 jam.
 Lebar dasar (pers 7.26), tb = 5,56/qpR = 5,56/0,0597 = 93 jam
 Hidrograf banjir diperlihatkan pada gambar di bawah, dan
diperiksa volume HSS adalah 1 cm.

44
45
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
 Cara lain untuk menggambarkan bentuk HSS adalah
dengan persamaan ALEXSEYEV
 Persamaan Alexseyev menggambarkan bentuk dari
hidrograf satuan bila debit puncak = Qp dan waktu dari awal
sampai debit puncak adalah Tp diketahui.
 Untuk hujan 1 cm pada daerah seluas A km2, didapat
persamaan:

Q p  q p  A [m 3 /s] …….. (7.28)

dimana:
qp : Debit puncak HS [m3/s.km2.cm]
A : Luas DAS [km2]

46
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
 Persamaan Alexseyev merupakan fungsi eksponensial,
menggambarkan hubungan antara debit dan waktu sebagai
berikut:
 a (1 x ) 2
Q t
y  10 x
; y ; x …….. (7.29)
Qp Tp
Q p  Tp
a  1,32   0,15   0,045;  
2

h A
h adalah curah hujan efektif

47
 Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
 Pada contoh soal 6 diperoleh:
Qp = 149,2 m3/s
Tp = 28,8 jam
A = 2.500 km2
 Maka:
Q p  Tp 149,2  28,8  3.600
  2
 0,6059
h A 10  2.500 10 6

a  1,32  0,6059 2  0,15  0,6059  0,045  0,6205

 0 , 6205 (1 x ) 2
y  10 x

48
 t = 28,8 x Q = y × 149,2
x = t/Tp y
[jam] [m3/s.cm]
0.1 0.0000 2.88 0.00
0.2 0.0103 5.76 1.54 • Debit dihitung dengan interval
0.3 0.0969 8.64 14.46
0.4 0.2764 11.52 41.24 waktu tidak teratur, menggunakan
0.5
0.6
0.4895
0.6832
14.40
17.28
73.03
101.93 perbandingan t/Tp yang teratur.
0.7 0.8322 20.16 124.16
0.8
0.9
0.9311
0.9843
23.04
25.92
138.91
146.85
• Debit puncak akan terjadi pada x
1
1.1
1.0000
0.9871
28.80
31.68
149.20
147.27
= 1, pada jam 28,8 sebesar 149,2
1.2
1.3
0.9535
0.9058
34.56
37.44
142.26
135.15
m3/s.
1.4 0.8493 40.32 126.72
1.5 0.7881 43.20 117.59
1.6 0.7251 46.08 108.18 Hidrograf Banjir Snyder-Alexseyev
1.7 0.6624 48.96 98.84
1.8 0.6017 51.84 89.77 160
1.9 0.5438 54.72 81.14
140
2 0.4895 57.60 73.03
2.1 0.4390 60.48 65.50 120
2.2 0.3925 63.36 58.56
Debit [m3/s]

100
2.3 0.3500 66.24 52.22
2.4 0.3114 69.12 46.45 80
2.5 0.2764 72.00 41.24
60
2.6 0.2449 74.88 36.54
2.7 0.2167 77.76 32.33 40
2.8 0.1914 80.64 28.56
20
2.9 0.1689 83.52 25.20
3 0.1488 86.40 22.20 0
3.1 0.1310 89.28 19.55 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
3.2 0.1152 92.16 17.19
Waktu [Jam]
3.3 0.1012 95.04 15.10
3.4 0.0889 97.92 13.26
49
3.5 0.0780 100.80 11.63
 t = 28,8 x Q = y × 149,2
x = t/Tp y
[jam] [m3/s.cm]
0.0347 0.0000 1 0.00 • Debit dihitung dengan interval
0.0694 0.0000 2 0.00
0.1042 0.0000 3 0.00 waktu 1 jam.
0.1389 0.0004 4 0.05
0.1736
0.2083
0.0030
0.0116
5
6
0.44
1.73
• Debit puncak sedikit terlewat, Qp
0.2431
0.2778
0.0305
0.0620
7
8
4.54
9.25
seharusnya = 149,2 m3/s pada
0.3125 0.1065 9 15.88 jam 28,8, Qp pada interval 1 jam
0.3472 0.1624 10 24.23
0.3819 0.2274 11 33.92 adalah 149,19 m3/s pada jam 29
0.4167 0.2983 12 44.51
0.4514 0.3725 13 55.58
0.4861 0.4473 14 66.73 Hidrograf Banjir Snyder-Alexseyev
0.5208 0.5205 15 77.67
0.5556 0.5906 16 88.12 160
0.5903 0.6563 17 97.91 140
0.6250 0.7166 18 106.92 120

Debit [m3/s]
0.6597 0.7711 19 115.05 100
0.6944 0.8195 20 122.26 80
0.7292 0.8616 21 128.55 60
0.7639 0.8976 22 133.91 40
0.7986 0.9275 23 138.39 20
0.8333 0.9518 24 142.01
0
0.8681 0.9707 25 144.83 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
0.9028 0.9846 26 146.90
Waktu [Jam]
0.9375 0.9938 27 148.28
0.9722 0.9988 28 149.02 Tiap Jam Awal
1.0069 0.9999 29 149.19
1.0417 0.9975 30 148.83
1.0764 0.9920 31 148.01
1.1111 0.9837 32 146.76 50
 Hidrograf Satuan Sintetis SCS
 Hidrograf satuan tak berdimensi yang dikembangkan dari banyak
hidrograf satuan direkomendasikan banyak pihak digunakan untuk
membentuk HSS. Salah satunya adalah dari SCS
 HS tak berdimensi SCS dikembangkan oleh Soil Conservation
Service (SCS) berdasarkan hasil analisis dari hidrograf-hidrograf
satuan berasal dari berbagai ukuran DAS dan berbagai kondisi
geologi di Amerika.
 Hidrograf tidak berdimensi SCS adalah hidrograf satuan sintetis
dimana debit dinyatakan sebagai perbandingan debit q terhadap
debit puncak qp dan waktu dalam perbandingan waktu t terhadap
waktu naik dari hidrograf satuan Tp.
 Jika debit puncak dan waktu keterlambatan dari suatu durasi hujan
efektif (lag time) diketahui, maka hidrograf satuan dapat diestimasi
dari HSS SCS.
 HS tak berdimensi dari SCS diperlihatkan pada tabel dan gambar
berikut:
51
 HSS SCS berbentuk segi tiga seperti
gambar di samping, mempunyai karakteristik
sebagai berikut:
Tp  (tr / 2)  t p ; t p  0, 6  tc
Tb  Tp  1, 67 Tp
1 1
Q p  QF  2, 67 Tp  3600   A 106
2 100
2 A 104 A
Qp   2, 08
3600  2, 67 Tp Tp
Dimana :
Qp : Debit puncak [m3/s]
tr : Durasi hujan efektif [jam]
Tp : Waktu sampai puncak banjir [jam]
tp : Waktu kelambatan (lag time) [jam]
Tb : Waktu dasar [jam]
52
Hidrograf Tak Berdimensi Dari SCS
t/Tp Q/Qp t/Tp Q/Qp t/Tp Q/Qp

0,0 0,000 1,1 0,980 2,8 0,098

0,1 0,015 1,2 0,920 3,0 0,074

0,2 0,075 1,3 0,840 3,5 0,036

0,3 0,160 1,4 0,750 4,0 0,018

0,4 0,280 1,5 0,660 4,5 0,009

0,5 0,430 1,6 0,560 5,0 0,004

0,6 0,600 1,8 0,420

0,7 0,770 2 0,320

0,8 0,890 2,2 0,240

0,9 0,970 2,4 0,180

1,0 1,000 2,6 0,130

53
Hidrograf Tak Berdimensi Dari SCS
Hidrograf Tak Berdimensi Dari SCS

1,1
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
Q/Qp

0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,0
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5
t/T p
54
EXAMPLE 6.15 Engineering Hydrology, K. Subramanya, 2009
Develop a 30 minute SCS triangular unit hydrograph for a watershed of
area 550 ha and time of concentration of 50 minutes.

Sumber: Engineering Hydrology, K.

Subramanya 55
Standar SCS Ordinat UH
Unit Hidrograf Contoh 6-15 dengan menggunakan
t Q
t/Tp Q/Qp
(jam) (m3/s)
bentuk hidrograf tak berdimensi dari SCS
0,0 0,000 0,000 0,000
0,1 0,015 0,075 0,229
0,2 0,075 0,150 1,144
0,3 0,160 0,225 2,441
0,4 0,280 0,300 4,271
0,5 0,430 0,375 6,559
0,6 0,600 0,450 9,152
0,7 0,770 0,525 11,745
0,8 0,890 0,600 13,575
0,9 0,970 0,675 14,796
1,0 1,000 0,750 15,253
1,1 0,980 0,825 14,948
1,2 0,920 0,900 14,033
1,3 0,840 0,975 12,813
1,4 0,750 1,050 11,440
1,5 0,660 1,125 10,067
1,6 0,560 1,200 8,542
1,8 0,420 1,350 6,406
2 0,320 1,500 4,881
2,2 0,240 1,650 3,661
2,4 0,180 1,800 2,746
2,6 0,130 1,950 1,983
2,8 0,098 2,100 1,495
3,0 0,074 2,250 1,129
3,5 0,036 2,625 0,549
4,0 0,018 3,000 0,275
4,5 0,009 3,375 0,137
5,0 0,004 3,750 0,061 56
57
Standar SCS Ordinat UH

t t/Tp Q/Qp Q
t/Tp Q/Qp
(jam) (m3/s)
0,0 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000
0,1 0,015 0,125 0,167 0,055 0,839
0,2 0,075 0,250 0,333 0,200 3,051
0,3 0,160 0,375 0,500 0,430 6,559
0,4 0,280 0,500 0,667 0,713 10,881
0,5 0,430 0,625 0,833 0,917 13,982
0,6 0,600 0,750 1,000 1,000 15,253
0,7 0,770 0,875 1,167 0,940 14,338
0,8 0,890 1,000 1,333 0,810 12,355
0,9 0,970 1,125 1,500 0,660 10,067
1,0 1,000 1,250 1,667 0,513 7,830
1,1 0,980 1,375 1,833 0,403 6,152
1,2 0,920 1,500 2,000 0,320 4,881
1,3 0,840 1,625 2,167 0,253 3,864
1,4 0,750 1,750 2,333 0,200 3,051
1,5 0,660 1,875 2,500 0,155 2,364
1,6 0,560 2,000 2,667 0,119 1,820
1,8 0,420 2,125 2,833 0,094 1,434
2 0,320 2,250 3,000 0,074 1,129
2,2 0,240 2,375 3,167 0,061 0,936
2,4 0,180 2,500 3,333 0,049 0,742
2,6 0,130 2,625 3,500 0,036 0,549
2,8 0,098 2,750 3,667 0,030 0,458
3,0 0,074 2,875 3,833 0,024 0,366
3,5 0,036 3,000 4,000 0,018 0,275
4,0 0,018 3,125 4,167 0,015 0,229
4,5 0,009 3,250 4,333 0,012 0,183
5,0 0,004 3,375 4,500 0,009 0,137
3,500 4,667 0,007 0,112
3,625 4,833 0,006 0,086
58
3,750 5,000 0,004 0,061
PENENTUAN PARAMETER
Dalam pemodelan banjir metode HSS SCS, input parameter yang
diperlukan:
 Waktu kelambatan (Basin Lag) adalah lama waktu dari titik berat
curah hujan efektif sampai puncak hidrograf. Waktu kelambatan dapat
dihitung dengan berbagai metode seperti NRCS/SCS, Kirpich, atau
Kerby yang dijelaskan pada subbab 4.4.
 Pola bentuk hidrograf (Graph Type) adalah pola yang menentukan
bentuk hidrograf SCS. Semakin besar Peak Rate Factor (PRF) yang
dipilih, maka semakin tinggi dan semakin pipih pula puncak hidrograf.
Disarankan untuk menggunakan tipe Standard (PRF 484) untuk
sebagian besar kasus, sementara tipe Delmarva (PRF 284) disarankan
untuk DAS yang memiliki kemiringan landai.

59
PENENTUAN PARAMETER
Dalam pemodelan banjir metode Snyder, input parameter yang
diperlukan adalah:
 Metode: Standard.
 Waktu kelambatan (Standard Lag): adalah lama waktu dari titik berat
curah hujan efektif sampai puncak hidrograf, ditentukan dengan cara
yang sama seperti metode HSS SCS.
 Peaking Coefficient: mengukur curam atau datarnya hidrograf yang
dihasilkan. Nilai Peaking Coefficient biasanya berkisar antara 0,4
sampai 0,9 dimana nilai yang rendah menghasilkan hidrograf yang
lebih landai. Disarankan untuk menggunakan nilai tengah 0,6 kecuali
dapat dilakukan kalibrasi.

60
WAKTU KONSENTRASI - KERBY
 Persamaan Kerby dikembangkan tahun 1959 pada daerah
tangkapan air yang sangat kecil dengan dominasi limpasan
permukaan.
 Beberapa referensi menunjukkan bahwa, persamaan ini baik
digunakan untuk DTA yang memiliki panjang aliran kurang dari
1000 kaki atau setara dengan 304,8 m (USDA-NRCS, 2010).
Persamaan ini diformulasikan sebagai berikut:
0,324
 7, 216 n l 
tc   0,5 
 S 
dimana:
𝑡 : Waktu konsentrasi dalam menit
ℓ : Panjang saluran dari huku sampai dengan titik outlet dalam m
𝑆 : Kemiringan saluran dalam rasio m/m
𝑛 : Koefisien kekasaran manning
61
WAKTU KONSENTRASI - KIRPICH
 Persamaan Kirpich diturunkan berdasarkan data dari tujuh DAS
pedalaman pada perkebungan di Tennessee, Amerika Serikat
dengan karakteristik saluran tertentu dan kemiringan saluran
yang curam (USDA-NRCS, 2010).
 Luasan DTA yang cocok untuk persamaan ini berkisar antara
5.058,6 s/d 453.248 m2 (1,25 s/d 112,0 Ekar). Persamaan Kirpich
dapat dinyatakan sbb:

tc  0, 06628 l 0,77 S 0,385

dimana:
𝑡 : Waktu konsentrasi dalam jam
ℓ : Panjang saluran dari huku sampai dengan titik outlet dalam km
𝑆 : Kemiringan saluran dalam rasio m/m

62
WAKTU KELAMBATAN – NRCS/SCS
 Metode waktu kelambatan NRCS/SCS dijelaskan secara mendetail
pada dokumen TR-55.
 Secara umum waktu kelambatan diperkirakan dari tiga tipe aliran, yakni
sheet flow (aliran pada permukaan daerah tangkapan), shallow
concentrated flow (aliran pada anak sungai) dan open channel flow
(aliran pada sungai utama).
 Metode NRCS mengasumsikan waktu konsentrasi adalah jumlah dari
waktu aliran dari ketiga segmen aliran:

tc  tsheet  tshallow  tchannel

dimana:
tsheet : Merupakan waktu tempuh di lapisan permukaan tanah
tshallow : Merupakan waktu tempuh pada aliran anak sungai
tchannel : Jumlah waktu tempuh dari sungai. Untuk alur sungai dibutuhkan data
penampang melintang dan perkiraan kecepatan menggunakan Manning
n.

63
WAKTU KELAMBATAN – NRCS/SCS
 Waktu tempuh aliran di permukaan tanah (tsheet) biasanya muncul di
area punggung bukit yang mendekati area batas DTA.
 Aliran ini biasanya tidak terlalu panjang dan cepat bertransisi
menjadi shallow concentrated flow. Persamaan yang digunakan
adalah formula Manning yang disederhanakan sebagai berikut:

0, 0091265(n L)0,8
Tt 
P20,5 S 0,4
dimana:
Tt : Waktu tempuh (jam)
n : Koefisien Manning
L : Panjang aliran (m)
P2 : Hujan 24 jam periode ulang 2 tahunan (mm)
S : Kemiringan lahan (m/m)

64
WAKTU KELAMBATAN – NRCS/SCS
Waktu tempuh aliran antara dua titik di saluran atau sungai, baik
shallow flow maupun channel flow dihitung menggunakan
persamaan:

L
Tt 
3600 V

dimana:
Tt : Waktu tempuh (jam)
L : Panjang aliran (m)
V : Kecepatan rata-rata (m/s)

65