Banjir terjadi karena volume air yang mengalir di sungai per satuan waktu melebihi kapasitas pengaliran alur sungai, sehingga menimbulkan luapan. Debit
banjir adalah besarnya aliran sungai yang diukur dalam satuan m3dtk pada waktu banjir. Debit banjir rencana adalah debit maksimum dari suatu sungai yang
besarnya didasarkan kala ulang atau periode tertentu. Probabilitas atau kejadian banjir untuk masa mendatang dapat diramalkan
melalui analisis hidrologi dengan menerapkan metode statistik sesuai parameter hidrologi. Dalam pemilihan banjir rencana untuk bangunan air sangat tergantung
pada analisis stastistik dari urutan kejadian banjir baik berupa debit air dari sungai maupun curah hujan maksimum. Beberapa pertimbangan antara lain : besarnya
kerugian yang akan diderita jika bangunan mengalami kerusakan dan sering tidaknya kerusakan terjadi, umur ekonomis bangunan dan biaya pembangunan.
Analisis debit banjir yang biasa dipakai yaitu Rasional dan Empiris. Formula yang berdasarkan rumus Rasional adalah Melchior, Haspers dan
Rasional Jepang. Perhitungan debit banjir metode ini hanya untuk mengetahui besarnya debit maksimum puncak, tanpa menunjukan kronologis penaikan serta
penurunan debit yang terjadi. Sementara itu metode empiris yang dikenal seperti, Hidrograf satuan sintetis Nakayasu, Hidrograf satuan sintetis Snyder dan
Hidrograf Satuan Gama I, disamping dapat menunjukan besarnya debit puncak, cara ini juga dapat menggambarkan kronologis peningkatan dan penurunan debit
seperti kondisi kenyataan. Dalam tugas akhir ini akan digunakan Hidrograf satuan sintetis Nakayasu dan Hidrograf satuan sintetis Snyder.
2.5.1. Hidrograf Satuan Sintetis Nakayasu
Universitas Sumatera Utara
Untuk memprediksi unit hidrograf dari suatu DAS berdasarkan data-data karakteristik fisik DAS sungai yang bersangkutan, dapat digunakan metode unit
hidrograf sintetik. Salah satu metode yang umum dipakai adalah metode Nakayasu. Rumus dari hidrograf satuan sintetik Nakayasu adalah sebagai berikut:
=
�.�. ,
,
�
+
,
………………………2.27
Dimana: Q
p
= debit puncak banjir m
3
det R
o
= hujan satuan mm T
p
= tenggang waktu dari permulaan hujan sampai puncak banjir jam T
0,3
= waktu yang diperlukan oleh penurunan debit, dari puncak sampai 30 dari debit puncak
A = luas daerah pengaliran sampai outlet C = koefisien pengaliran
2.5.1.1. Intensitas Curah Hujan dan Hujan Efektif
Karena data hujan yang ada hanya data hujan harian, maka untuk memperoleh debit banjir rencana harus melaluitahapan penentuan distribusi hujan harian dalam
bentuk jam-jaman.
Dengan anggapan hujan yang terjadi berlangsung 6 jam sehari, maka distribusi tersebut adalah sebagai berikut :
a. Rata-rata hujan dari awal hingga jam ke-T
=
�
………….……………...2.28
Dimana: Rt
= rerata hujan dari awal sampai jam ke t mmjam tc
= waktu hujan sampai jam ke t R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam
b.
Distribusi hujan pada jam ke-T
Universitas Sumatera Utara
= . − −
−
…………………….2.29 Dimana:
R
T
= intensitas curah hujan pada jam t mmjam t
= waktu jam t
R
= rerata hujan dari awal sampai jam ke t mmjam R
t-1
= rerata curah hujan dari awal sampai jam ke t-1 c.
Hujan Efektif R
e
= f. R
T
………….…………………..2.30 Dimana:
R
e
= hujan efektif f
= koefisien pengaliran sungai R
T
= intensitas curah hujan pada jam t mmjam
2.5.2. Hidrograf Satuan Sintetis Snyder
Hidrograf Satuan Sintetis Snyder merupakan pengembangan rumus dengan koefisien-koefisien empirik yang menghubungkan unsur-unsur hidrograf satuan
dengan karakteristik DAS. Hidrograf satuan tersebut ditentukan dengan cukup baik pada tinggi d = 1 cm,
dan dengan ketiga unsur lain, yaitu Q
p
m
3
detik, Tp, serta tr jam. Unsur – unsur
hidrograf tersebut dihubungkan dengan: A
= luas daerah pengaliran km
2
L = Panjang aliran utama km
L
c
=
Jarak antara titik berat daerah pengaliran dengan pelepasan outlet Dengan unsur
– unsur tersebut rumus-rumusnya adalah sebagai berikut:
= � .
� ,
……...................................2.31 =
�
,
...…………………………2.32 = ,
�
�
.�
�
.…………………………..2.33 Dimana:
q
p
= Puncak hidrograf satuan m
3
detkm
2
cm
Universitas Sumatera Utara
Q
p
= Debit puncak m
3
detcm t
p
= Waktu antara titik berat curah hujan hingga mencapai puncak hidrograf T
p
= Waktu yang diperlukan antara permulaan hujan hinggai mencapai
puncak hidrograf Koefisien
– koefisien Ct dan Cp harus ditentukan secara empirik, karena besarnya berubah-ubah antara daerah yang satu dengan daerah yang lain. Dalam
sistem metrik besarnya Ct antara 0,75 dan 3,00, sedangkan Cp berada antara 0,90 hingga 1,40, dimana bila nilai Cp mendekati nilai terbesar maka nilai Ct akan
mendekati nilai terkecil, demikian pula sebaliknya. Snyder hanya membuat model untuk untuk menghitung debit puncak dan waktu yang diperlukan untuk mencapai
puncak dari suatu hidrograf saja, sehingga untuk mendapatkan lengkung hidrografnya memerlukan waktu untuk menghitung parameter-parameternya.
2.6. Pemodelan Sungai dengan Menggunakan HEC-RAS
