RPS FT12429 · Genap 2026/2027

Hidrologi

Hidrologi menjawab pertanyaan yang mendasari hampir semua bangunan air: berapa banyak hujan yang turun, berapa yang hilang, berapa yang menjadi aliran, dan seberapa besar banjir yang harus ditahan bangunan selama umurnya. Mata kuliah ini mengolah data hujan sampai menjadi debit banjir rencana.

Daerah aliran sungai dengan stasiun hujan dan jaringan sungai. Seret untuk memutar, cubit atau gulir untuk memperbesar.

Cara belajar di kelas ini

Pertanyaan pemantikSetiap pertemuan dibuka dengan kejadian hujan dan banjir di Aceh Barat.

Proses fisikKe mana air hujan pergi: diuapkan, meresap, ditampung, atau mengalir ke sungai.

Lembar kerja interaktifData hujan, analisis frekuensi, kurva IDF, metode rasional, dan hidrograf satuan sintetis dihitung langsung.

Standar sebagai ringkasanRumus dan prosedur mengikuti Triatmodjo, Harto, Chow, dan SNI 2415:2016.

Bedah soal, bank soal, cek pemahamanContoh soal bertahap, bank soal dengan angka berbeda untuk setiap NIM, miskonsepsi, dan kuis dengan umpan balik langsung.

Kasus berjalan: DAS Krueng Seuneubok

Satu DAS fiktif dipakai sepanjang semester. Angka-angkanya dibuat realistis untuk pesisir barat Aceh, bukan data resmi.

Data	Nilai	Minggu
DAS	Luas 48 km², panjang sungai utama 14 km, kemiringan rata-rata 0,012	1
Stasiun hujan	Empat stasiun (A–D) dengan luas pengaruh Thiessen 12,5 ; 16,0 ; 9,5 ; 10,0 km²	2–4
Hujan maksimum harian	Seri 15 tahun hujan kawasan maksimum tahunan	4, 7
Kawasan permukiman	Subdas perkotaan 0,85 km² di hilir untuk drainase	10–11, 14
Banjir rencana	Hidrograf Nakayasu dan Snyder untuk perbaikan alur sungai	12–15

Capaian pembelajaran

Kode	Rumusan
CPL-2	Mampu menerapkan pemikiran logis, kritis, sistematis, dan inovatif serta memanfaatkan teknologi informasi dan perangkat digital dalam pengembangan dan penerapan ilmu teknik sipil.
CPL-3	Mampu mengambil keputusan yang tepat berdasarkan analisis informasi dan data, dengan mengkaji implikasi ekonomi, sosial, lingkungan, keselamatan, dan keberlanjutan dari suatu solusi rekayasa.
CPL-5	Mampu mengidentifikasi, merumuskan, menganalisis, dan menyelesaikan masalah rekayasa kompleks di bidang struktur, geoteknik, transportasi, sumber daya air, dan manajemen konstruksi.
CPMK-1	Mahasiswa mampu menganalisis data hujan, kehilangan air, dan limpasan untuk memperoleh debit banjir rencana.
CPMK-2	Mahasiswa mampu mengolah data hidrologi secara sistematis dengan bantuan lembar kerja.
CPMK-3	Mahasiswa mampu menentukan besaran rencana dengan mempertimbangkan risiko, keselamatan, dan dampak lingkungan.

Rencana pembelajaran 16 minggu

Mg	Materi	CPMK	Penilaian	Bobot

Rencana evaluasi

Case method 34%

Partisipasi 19%

Kuis 12%

UTS 15%

UAS 20%

Unsur nilai	Metode	CPMK-1	CPMK-2	CPMK-3	Total
Kuis	Kognitif – kuis	12	0	0	12
UTS	Kognitif – ujian tengah semester	10	5	0	15
UAS	Kognitif – ujian akhir semester	10	5	5	20
Partisipasi	Aktivitas partisipatif	12	3	4	19
Case method	Kognitif – tugas	6	12	16	34
Jumlah		50	25	25	100

Pustaka

Triatmodjo, B. (2008). Hidrologi Terapan. Beta Offset.
Harto, S. (1993). Analisis Hidrologi. Gramedia Pustaka Utama.
Chow, V. T., Maidment, D. R., & Mays, L. W. (1988). Applied Hydrology. McGraw-Hill.
Pendukung: Badan Standardisasi Nasional. (2016). SNI 2415:2016 Tata Cara Perhitungan Debit Banjir Rencana. BSN.

Tentang rumus dan tabel. Rumus statistik, nilai Y_n dan S_n Gumbel, faktor frekuensi Log Pearson III (pendekatan Wilson-Hilferty), dan parameter hidrograf satuan sintetis diringkas dari pustaka di atas. Untuk perencanaan nyata, ikuti prosedur dan tabel lengkap dalam SNI 2415:2016.

Satuan: hujan mm, intensitas mm/jam, luas km², debit m³/s, waktu jam. Desimal memakai koma. Media: Microsoft Excel, laptop, layar, proyektor.

Minggu 1 · CPMK-1

Air yang terus berputar

Air menguap dari laut dan daratan, mengembun menjadi awan, jatuh sebagai hujan, lalu sebagian meresap, sebagian ditahan, dan sisanya mengalir kembali ke laut. Daerah aliran sungai (DAS) adalah wilayah yang mengumpulkan hujan dan mengalirkannya ke satu titik keluaran.

Sub-CPMK 1.1: Mahasiswa mampu menjelaskan siklus hidrologi dan karakteristik daerah aliran sungai.
Penilaian: Diskusi kelas: keaktifan dan ketepatan penjelasan
Metode: Ceramah interaktif dan diskusi kelas; kontrak perkuliahan
Pustaka: Triatmodjo Bab 1–2; Chow Bab 1
Bobot: 3%

Pertanyaan pemantik

Dua sungai di Aceh Barat menerima hujan yang sama. Mengapa sungai yang satu banjir dalam dua jam, sedangkan yang lain baru naik keesokan harinya?

Siklus hidrologi: penguapan, kondensasi, hujan, infiltrasi, aliran permukaan, dan aliran air tanah.

Konsep inti neraca air dan bentuk DAS

Untuk satu DAS dalam satu periode berlaku neraca air P − ET − Q = ΔS: hujan dikurangi penguapan dan aliran sama dengan perubahan simpanan (air tanah, tanah, danau). Dalam jangka panjang ΔS mendekati nol, sehingga aliran tahunan ≈ hujan tahunan dikurangi penguapan tahunan.

Luas dan bentuk: DAS bulat mengumpulkan aliran dari semua bagiannya hampir bersamaan, sehingga puncak banjirnya tajam. DAS memanjang menghasilkan banjir yang lebih landai.
Kemiringan: lereng curam mempercepat aliran dan memperpendek waktu konsentrasi.
Kerapatan sungai: panjang total sungai per luas DAS. Kerapatan tinggi berarti air cepat mencapai alur sungai.
Tutupan lahan dan tanah: hutan dan tanah berpasir meresapkan banyak air; permukiman dan tanah lempung menghasilkan limpasan besar.

R_f = A/L² R_c = 4πA/K² D_d = ΣL/A

R_f faktor bentuk (makin kecil makin memanjang) · R_c rasio kebulatan (1 = lingkaran) · K keliling DAS · D_d kerapatan sungai (km/km²)

Bedah soal: karakteristik DAS Krueng Seuneubok kasus berjalan

Kasus berjalan · DAS

Luas DAS 48 km², keliling 34 km, panjang sungai utama 14 km, panjang total seluruh alur 62 km. Hujan tahunan 3.000 mm, evapotranspirasi tahunan 1.400 mm.

R_f = 48/14² = 0,245 → memanjang
R_c = 4π × 48/34² = 0,522
D_d = 62/48 = 1,29 km/km²
Aliran tahunan (ΔS ≈ 0) Q = (3.000 − 1.400) mm × 48 km² = 1,6 m × 48 × 10⁶ m² = 76,8 × 10⁶ m³/tahun = 2,44 m³/s rata-rata

DAS memanjang dengan kerapatan sungai sedang: puncak banjirnya tidak setajam DAS bulat dengan luas sama. Lebih dari separuh hujan (53%) menjadi aliran sungai, khas daerah tropis basah.

Miskonsepsi umum

AnggapanBatas DAS sama dengan batas administrasi kabupaten.

SebenarnyaBatas DAS adalah garis punggung bukit (pemisah air) yang ditarik dari peta topografi. Satu DAS bisa melintasi beberapa kabupaten.

AnggapanSemua hujan langsung menjadi banjir.

SebenarnyaSebagian besar hujan tertahan tumbuhan, meresap ke tanah, atau menguap. Hanya hujan efektif yang menjadi limpasan langsung.

Cek pemahaman

Soal 1DAS dengan R_c mendekati 1 cenderung menghasilkan…

Diskusi 1.1 — DAS di sekitar Meulaboh

Gunakan peta topografi atau aplikasi peta daring. Tarik batas DAS sungai terdekat dari kampus, hitung luas dan panjang sungai utamanya, dan diskusikan tutupan lahan yang dominan.

Minggu 2 · CPMK-2

Data hujan yang bisa dipercaya

Semua analisis banjir berawal dari data hujan. Alat yang dipindahkan, tertutup pohon, atau rusak menghasilkan data yang tidak konsisten. Sebelum dipakai, data diperiksa dan bagian yang hilang dilengkapi.

Sub-CPMK 2.1: Mahasiswa mampu memeriksa konsistensi dan melengkapi data hujan.
Penilaian: Diskusi kelas & latihan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Triatmodjo Bab 2; Harto Bab 2
Bobot: 3%

Pertanyaan pemantik

Sebuah stasiun hujan tiba-tiba mencatat hujan tahunan 15% lebih besar dari biasanya selama lima tahun berturut-turut, padahal stasiun sekitarnya tidak. Apa yang mungkin terjadi?

Konsep inti kurva massa ganda dan data hilang

Alat ukur hujan: penakar manual (dibaca setiap pagi, memberi hujan harian) dan penakar otomatis (mencatat intensitas, penting untuk analisis banjir). Kerapatan jaringan stasiun yang dianjurkan untuk daerah tropis berbukit sekitar satu stasiun per 100–250 km².

Kurva massa ganda memplot hujan kumulatif stasiun yang diuji terhadap hujan kumulatif rata-rata stasiun di sekitarnya. Data konsisten membentuk garis lurus. Patahan menandakan perubahan kondisi alat; data sebelum patahan dikoreksi dengan perbandingan kemiringan.

Data hilang diisi dari stasiun di sekitarnya. Bila hujan normal tahunan antarstasiun berbeda lebih dari 10%, dipakai metode perbandingan normal; bila tidak, dapat dipakai rata-rata aljabar atau kebalikan kuadrat jarak.

Koreksi: R_terkoreksi = (tan α / tan α₀) × R_lama

Perbandingan normal: R_X = (N_X/n) Σ (R_i/N_i) Kebalikan jarak: R_X = Σ(R_i/d_i²)/Σ(1/d_i²)

tan α kemiringan kurva massa ganda pada periode acuan · tan α₀ kemiringan pada periode yang dikoreksi · N hujan normal tahunan · d jarak stasiun

Bedah soal 1: uji konsistensi stasiun X

Hujan tahunan stasiun X dan rata-rata tiga stasiun acuan selama 10 tahun (nilai awal kalkulator). Pada tahun ke-6 stasiun X dipindahkan.

Kumulatif tahun 1–5 ΣX = 14.517 mm ; ΣR_acuan = 15.280 mm → tan α₀ = 0,950
Kumulatif tahun 6–10 ΣX = 16.841 mm ; ΣR_acuan = 15.310 mm → tan α = 1,100
Faktor koreksi data lama terhadap kondisi baru k = 1,100/0,950 = 1,158
tahun 1: 2.708 × 1,158 = 3.135 mm ; dan seterusnya sampai tahun 5

Data tahun 1–5 dikalikan 1,158 agar sesuai kondisi stasiun setelah dipindahkan. Sebelum mengoreksi, pastikan penyebab patahan diketahui dari catatan stasiun; patahan tanpa penyebab fisik bisa jadi hanya variasi alam.

Bedah soal 2: mengisi data hilang

Hujan bulanan stasiun X hilang. Pada bulan itu stasiun A, B, C mencatat 120, 98, dan 110 mm. Hujan normal tahunan: X = 3.000, A = 3.200, B = 2.800, C = 3.100 mm.

Selisih hujan normal A, B, C terhadap X: 6,7% ; 6,7% ; 3,3%. Semuanya di bawah 10%, jadi rata-rata aljabar masih boleh, tetapi perbandingan normal memperhitungkan perbedaan iklim antarstasiun
R_X = 3.000/3 × (120/3.200 + 98/2.800 + 110/3.100) = 1.000 × (0,0375 + 0,0350 + 0,0355) = 108,0 mm

Hujan stasiun X diperkirakan 108,0 mm, sedikit di bawah rata-rata aljabar (109,3 mm) karena X lebih kering daripada A dan C. Bila selisih normal lebih dari 10%, perbandingan normal wajib dipakai.

Bank soal latihan per NIM

Cek pemahaman

Soal 1Kurva massa ganda yang lurus tanpa patahan berarti…

Minggu 3 · CPMK-1

Dari hujan titik ke hujan kawasan

Penakar hujan hanya mengukur di satu titik, padahal banjir ditentukan oleh hujan yang jatuh di seluruh DAS. Hujan kawasan dihitung sebagai rata-rata tertimbang dari beberapa stasiun.

Sub-CPMK 1.2: Mahasiswa mampu menghitung hujan rerata kawasan.
Penilaian: Kuis 1: hujan rerata kawasan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Triatmodjo Bab 2; Harto Bab 3
Bobot: 4%

Pertanyaan pemantik

Tiga stasiun berada di hilir dan hanya satu di hulu yang berbukit. Mengapa rata-rata aljabar bisa menyesatkan?

Poligon Thiessen: setiap titik di DAS diwakili stasiun terdekat. Tinggi kolom menunjukkan hujan di setiap stasiun.

Konsep inti tiga metode

Aljabar: R = (R₁ + R₂ + … + R_n)/n

Thiessen: R = Σ A_iR_i / ΣA_i

Isohiet: R = Σ A_i·(I_i + I_i+1)/2 / ΣA_i

A_i luas pengaruh stasiun (Thiessen) atau luas di antara dua garis isohiet · I nilai isohiet

Aljabar cocok untuk daerah datar dengan stasiun tersebar merata. Thiessen paling banyak dipakai karena objektif dan mudah diulang, tetapi tidak memperhitungkan pengaruh topografi. Isohiet paling teliti bila jaringan stasiun rapat dan penggambarnya memahami pola hujan orografis.

Bedah soal: hujan kawasan satu kejadian kasus berjalan

Kasus berjalan · hujan kawasan

Hujan harian stasiun A, B, C, D: 85, 102, 76, 94 mm. Luas pengaruh Thiessen 12,5 ; 16,0 ; 9,5 ; 10,0 km² (total 48 km²). Luas di antara isohiet 70–80, 80–90, 90–100, 100–110 mm: 6, 14, 18, 10 km².

Aljabar R = (85 + 102 + 76 + 94)/4 = 89,25 mm
Thiessen, bobot 0,260 ; 0,333 ; 0,198 ; 0,208 R = (85 × 12,5 + 102 × 16,0 + 76 × 9,5 + 94 × 10,0)/48 = 4.356,5/48 = 90,76 mm
Isohiet R = (75 × 6 + 85 × 14 + 95 × 18 + 105 × 10)/48 = 4.400/48 = 91,67 mm

Ketiga metode memberi 89–92 mm. Thiessen dan isohiet lebih besar karena stasiun B (102 mm) mewakili wilayah terluas di hulu. Thiessen dipakai sebagai cara baku di kasus berjalan.

Bank soal latihan per NIM

Kuis 1 latihan sebelum kuis

Soal 1Stasiun dengan luas Thiessen 20 km² pada DAS 80 km² memiliki bobot…

Soal 2Kelemahan utama metode Thiessen adalah…

Minggu 4 · CPMK-2

Menyusun seri hujan maksimum tahunan

Analisis banjir rencana memerlukan seri hujan kawasan maksimum: satu nilai untuk setiap tahun. Cara yang benar adalah mencari hari dengan hujan kawasan terbesar, bukan merata-ratakan hujan maksimum setiap stasiun yang terjadi pada hari berbeda.

Sub-CPMK 2.2: Mahasiswa mampu mengolah data hujan suatu daerah aliran sungai.
Penilaian: Tugas 1: ketepatan dan kelengkapan hasil kerja
Metode: Case method: hujan kawasan suatu DAS di Aceh Barat
Pustaka: Triatmodjo Bab 2; SNI 2415:2016
Bobot: 6%

Pertanyaan pemantik

Stasiun A mencatat hujan maksimum 150 mm pada bulan November, stasiun B 140 mm pada bulan Desember. Bolehkah hujan kawasan maksimum tahun itu diambil (150 + 140)/2?

Konsep inti hujan maksimum harian rata-rata

Untuk setiap tahun, cari hari dengan hujan maksimum di stasiun A. Hitung hujan kawasan Thiessen pada hari yang sama di semua stasiun.
Ulangi untuk hari maksimum stasiun B, C, dan D.
Hujan kawasan maksimum tahun itu adalah nilai terbesar dari keempat hasil tersebut.
Ulangi untuk semua tahun sehingga diperoleh seri maksimum tahunan untuk analisis frekuensi (minggu 7).

Bedah soal: satu tahun data

Pada tahun pertama (nilai awal kalkulator), hari maksimum di setiap stasiun dan hujan pada hari itu di seluruh stasiun diberikan dalam tabel kalkulator. Bobot Thiessen 0,260 ; 0,333 ; 0,198 ; 0,208.

Hari maksimum stasiun A (A = 132 mm): 0,260 × 132 + 0,333 × 64 + 0,198 × 41 + 0,208 × 55 = 34,4 + 21,3 + 8,1 + 11,5 = 75,3 mm
Hari maksimum stasiun B (B = 118 mm): 0,260 × 71 + 0,333 × 118 + 0,198 × 96 + 0,208 × 88 = 18,5 + 39,3 + 19,0 + 18,3 = 95,2 mm
Hari maksimum stasiun C dan D 86,2 mm dan 72,6 mm

Hujan kawasan maksimum tahun itu 95,2 mm (hari maksimum stasiun B). Rata-rata hujan maksimum keempat stasiun (132 + 118 + 121 + 109)/4 = 120 mm terjadi pada hari berbeda dan 26% terlalu besar: cara itu memberi hujan rencana yang berlebihan.

Tugas 1 · Case method

Hujan kawasan suatu DAS di Aceh Barat. Kelompok menerima data hujan harian 3–4 stasiun selama 15 tahun. Uji konsistensi setiap stasiun, isi data hilang, gambar poligon Thiessen pada peta DAS, lalu susun seri hujan kawasan maksimum tahunan dengan lembar kerja Excel.

Cek pemahaman

Soal 1Mengapa hujan maksimum stasiun tidak boleh langsung dirata-ratakan?

Minggu 5 · CPMK-1

Air yang kembali ke udara

Di daerah tropis, hampir separuh hujan tahunan kembali ke udara melalui penguapan. Besaran ini menentukan ketersediaan air waduk dan kebutuhan air tanaman, meskipun pengaruhnya kecil pada banjir sesaat.

Sub-CPMK 1.3: Mahasiswa mampu menghitung penguapan dan evapotranspirasi.
Penilaian: Diskusi kelas & latihan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Triatmodjo Bab 3; FAO-56; FAO-24 (Penman Modifikasi)
Bobot: 3%

Pertanyaan pemantik

Panci evaporasi di stasiun klimatologi mencatat 5 mm/hari. Apakah waduk di dekatnya juga kehilangan 5 mm/hari?

Konsep inti evaporasi dan evapotranspirasi

Evaporasi: penguapan dari permukaan air bebas dan tanah. Diukur dengan panci evaporasi kelas A; penguapan danau atau waduk = K_p × E_panci, dengan koefisien panci sekitar 0,7 karena panci kecil lebih cepat panas.
Transpirasi: air yang diserap akar dan dilepas daun.
Evapotranspirasi potensial atau acuan (ETo): dihitung dari data cuaca dengan Penman-Monteith FAO-56 atau Penman Modifikasi (FAO-24), keduanya dibahas di bawah.
Evapotranspirasi aktual lebih kecil dari potensial bila tanah kering.

E_waduk = K_p × E_panci V = E × A_{muka air} × hari

ETo = [0,408Δ(R_n − G) + γ·900/(T + 273)·u₂(e_s − e_a)] / [Δ + γ(1 + 0,34u₂)]

Metode Penman Modifikasi FAO-24

Selain Penman-Monteith, praktik di Indonesia masih banyak memakai Penman Modifikasi (Doorenbos & Pruitt, FAO-24, 1977), antara lain dalam perencanaan irigasi (KP-01). Gagasannya sama: ETo adalah gabungan energi radiasi dan daya angin mengangkut uap air. Kedua suku dibobot dengan faktor W, lalu hasilnya dikoreksi dengan faktor c dari tabel.

ETo = c [W·R_n + (1 − W)·f(u)·(e_a − e_d)]

e_d = e_a × RH/100 ; f(u) = 0,27(1 + U/100) ; W = Δ/(Δ + γ)

R_n = 0,75R_s − f(T)·f(e_d)·f(n/N) ; R_s = (0,25 + 0,50 n/N)R_a

f(T) = σT_K⁴ ; f(e_d) = 0,34 − 0,044√e_d ; f(n/N) = 0,1 + 0,9 n/N

Suku energi dalam mm/hari (1 MJ/m²/hari = 0,408 mm/hari) · e_a tekanan uap jenuh dan e_d tekanan uap nyata dalam mbar · U kecepatan angin pada 2 m dalam km/hari · W faktor pembobot suhu dan elevasi · c faktor koreksi dari tabel menurut RH maks, R_s, U siang, dan U siang/U malam

Aspek	Penman Modifikasi (FAO-24)	Penman-Monteith (FAO-56)
Dasar	Rumus Penman asli, fungsi angin empiris, faktor koreksi c	Persamaan fisik dengan tahanan permukaan dan aerodinamik rumput acuan
Satuan kerja	mbar, km/hari, mm/hari	kPa, m/s, MJ/m²/hari
Kecenderungan	FAO-56 mencatat metode ini sering memberi ETo lebih besar	Metode acuan FAO sejak 1998

Bedah soal 1: ETo bulan Maret dengan Penman Modifikasi

T_maks = 31,5 °C, T_min = 23,5 °C, RH = 82%, u₂ = 1,5 m/s, n/N = 0,55, R_a = 37,60 MJ/m²/hari (Maret, lintang 4,14° LU), elevasi 10 m. Dari tabel diperoleh c = 1,10.

Tekanan uap pada T = 27,5 °C e_a = 6,108 × e^{17,27 × 27,5/(27,5 + 237,3)} = 36,71 mbar ; e_d = 0,82 × 36,71 = 30,10 mbar ; e_a − e_d = 6,61 mbar
Fungsi angin U = 1,5 × 86,4 = 129,6 km/hari ; f(u) = 0,27 × (1 + 1,296) = 0,620
Faktor pembobot W = 0,761 ; 1 − W = 0,239
Radiasi R_a = 0,408 × 37,60 = 15,34 mm/hari ; R_s = (0,25 + 0,275) × 15,34 = 8,05 ; R_ns = 6,04 mm/hari
R_nl = 16,31 × (0,34 − 0,044√30,10) × (0,1 + 0,9 × 0,55) = 16,31 × 0,099 × 0,595 = 0,96 mm/hari → R_n = 5,08 mm/hari
ETo = 1,10 × [0,761 × 5,08 + 0,239 × 0,620 × 6,61] = 1,10 × (3,87 + 0,98) = 5,33 mm/hari

Penman Modifikasi memberi 5,33 mm/hari, sekitar 26% di atas Penman-Monteith (4,23 mm/hari) untuk data yang sama. Dalam analisis neraca air atau ketersediaan air waduk, sebutkan metode yang dipakai dan jangan mencampur keduanya dalam satu seri perhitungan.

Bedah soal 2: kehilangan air embung

Panci evaporasi mencatat rata-rata 5,2 mm/hari selama musim kemarau 90 hari. Koefisien panci 0,70. Luas muka air embung rata-rata 2,5 ha.

E = 0,70 × 5,2 = 3,64 mm/hari
V = 0,00364 m × 25.000 m² × 90 hari = 8.190 m³

Embung kehilangan sekitar 8.200 m³ selama kemarau hanya karena penguapan, setara dengan kebutuhan air minum sekitar 900 orang selama periode yang sama (100 l/orang/hari).

Cek pemahaman

Soal 1Mengapa koefisien panci lebih kecil dari 1?

Soal 2Pada Penman Modifikasi, W = 0,76 berarti…

Bank soal latihan per NIM

Minggu 6 · CPMK-1

Berapa yang meresap, berapa yang melimpas?

Di awal hujan tanah kering menyerap air dengan cepat. Makin lama, pori tanah makin jenuh dan laju infiltrasi turun. Hujan yang melebihi kemampuan tanah meresapkan air menjadi limpasan permukaan.

Sub-CPMK 1.4: Mahasiswa mampu menghitung infiltrasi dan hujan efektif.
Penilaian: Diskusi kelas & latihan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Triatmodjo Bab 4; Chow Bab 4–5
Bobot: 3%

Pertanyaan pemantik

Hujan 30 mm yang turun setelah seminggu kemarau hampir tidak menimbulkan aliran. Hujan yang sama setelah tiga hari hujan menimbulkan banjir. Mengapa?

Kolom tanah dengan front pembasahan: air meresap dari permukaan dan menjenuhkan tanah lapis demi lapis.

Konsep inti Horton dan indeks φ

Horton: f(t) = f_c + (f₀ − f_c)e^−kt F(t) = f_ct + (f₀ − f_c)(1 − e^−kt)/k

Indeks φ: Σ(P_i − φΔt) untuk P_i > φΔt = tebal limpasan langsung R_d

f₀ laju infiltrasi awal · f_c laju infiltrasi konstan (tanah jenuh) · k konstanta penurunan (1/jam) · φ laju kehilangan rata-rata yang dianggap tetap selama hujan

Indeks φ adalah cara praktis untuk memisahkan hujan efektif dari kehilangan. Nilainya dicari dari kejadian hujan dan hidrograf terukur: φ dipilih sehingga jumlah hujan di atas garis φ sama dengan tebal limpasan langsung. Nilai φ itu lalu dipakai untuk hujan rencana.

Bedah soal: indeks φ dari satu kejadian banjir

Hujan jam-jaman: 8, 22, 35, 18, 7 mm (total 90 mm). Dari hidrograf terukur setelah aliran dasar dipisahkan, tebal limpasan langsung R_d = 42 mm.

Coba φ = 12 mm/jam (22 − 12) + (35 − 12) + (18 − 12) = 39 mm < 42 → φ terlalu besar
Coba φ = 11 mm/jam (22 − 11) + (35 − 11) + (18 − 11) = 11 + 24 + 7 = 42 mm ✓
Jam ke-1 (8 mm) dan ke-5 (7 mm) di bawah φ, seluruhnya hilang

φ = 11 mm/jam. Hujan efektif 0, 11, 24, 7, 0 mm, dan koefisien limpasan kejadian ini 42/90 = 0,47.

Bank soal latihan per NIM

Cek pemahaman

Soal 1Pada kurva Horton, f mendekati f_c karena…

Minggu 7 · CPMK-1

Seberapa besar hujan 50 tahunan?

Seri 15 tahun tidak mungkin berisi hujan 50 atau 100 tahunan secara langsung. Analisis frekuensi mencocokkan data dengan distribusi peluang, lalu memperkirakan hujan untuk periode ulang yang lebih panjang dari panjang data.

Sub-CPMK 1.5: Mahasiswa mampu melakukan analisis frekuensi hujan.
Penilaian: Kuis 2: analisis frekuensi hujan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Triatmodjo Bab 7; SNI 2415:2016
Bobot: 4%

Pertanyaan pemantik

Hujan 176 mm adalah yang terbesar dalam 15 tahun. Apakah itu berarti hujan 15 tahunan sama dengan 176 mm?

Konsep inti X_T = X̄ + K·S

X_T = X̄ + K_T·S (Log-normal dan Log Pearson III memakai log X)

Normal: K = z ; Gumbel: K = (Y_T − Y_n)/S_n, Y_T = −ln[−ln((T − 1)/T)] ; LP III: K dari C_s dan T

C_s = nΣ(X − X̄)³/[(n − 1)(n − 2)S³] C_k = n²Σ(X − X̄)⁴/[(n − 1)(n − 2)(n − 3)S⁴]

Y_n, S_n rata-rata dan simpangan baku tereduksi Gumbel yang bergantung pada jumlah data n · K Log Pearson III dihitung dengan pendekatan Wilson-Hilferty (sama dengan tabel sampai dua desimal untuk |C_s| ≤ 1)

Distribusi	Syarat parameter statistik
Normal	C_s ≈ 0 ; C_k ≈ 3
Log-normal	C_s ≈ C_v³ + 3C_v ; C_k ≈ C_v⁸ + 6C_v⁶ + 15C_v⁴ + 16C_v² + 3
Gumbel	C_s ≈ 1,14 ; C_k ≈ 5,4
Log Pearson III	Bila syarat di atas tidak dipenuhi (paling fleksibel)

Uji kecocokan Smirnov-Kolmogorov: data diurutkan, peluang empiris P = m/(n + 1) dibandingkan dengan peluang teoretis distribusi. Selisih terbesar Δ_maks harus lebih kecil dari Δ_kritis (untuk n = 15 dan α = 5%, Δ_kritis = 0,34). Uji Chi-kuadrat membandingkan jumlah data di setiap kelas peluang dan dibahas di kelas.

Bedah soal: hujan rencana DAS Krueng Seuneubok kasus berjalan

Kasus berjalan · analisis frekuensi

Hujan kawasan maksimum tahunan 15 tahun (mm): 98 ; 124 ; 87 ; 142 ; 110 ; 165 ; 95 ; 131 ; 118 ; 104 ; 176 ; 89 ; 127 ; 113 ; 149.

Parameter statistik X̄ = 121,87 mm ; S = 26,98 mm ; C_v = 0,221 ; C_s = 0,625 ; C_k = 3,19
Pemilihan distribusi Normal: C_s jauh dari 0 ✗ ; Gumbel: C_s jauh dari 1,14 ✗ ; Log-normal: C_s perlu 0,675, C_k perlu 3,82 → mendekati ; LP III dapat dipakai
Parameter logaritma log X rata-rata = 2,0763 ; S_log = 0,0939 ; C_s,log = 0,265
LP III, T = 50 tahun K = 2,193 → log X = 2,0763 + 2,193 × 0,0939 = 2,2823 → X₅₀ = 191,6 mm
Gumbel, T = 50 tahun (n = 15: Y_n = 0,5128, S_n = 1,0206) Y_T = 3,902 ; K = 3,321 → X₅₀ = 121,87 + 3,321 × 26,98 = 211,4 mm
Uji Smirnov-Kolmogorov (LP III) Δ_maks = 0,066 < Δ_kritis = 0,34 ✓

Dipakai Log Pearson III: X₁₀ = 158,1 ; X₂₅ = 177,4 ; X₅₀ = 191,6 ; X₁₀₀ = 205,6 mm. Gumbel memberi nilai 10–12% lebih besar untuk periode ulang panjang. Keempat distribusi lolos uji Smirnov-Kolmogorov, sehingga pemilihan didasarkan pada syarat parameter statistik.

Bank soal latihan per NIM

Kuis 2 latihan sebelum kuis

Soal 1Hujan 50 tahunan berarti…

Minggu 8 · CPMK-1 dan CPMK-2

Ujian Tengah Semester

Ujian tertulis materi pertemuan 1–7. Dinilai dari ketepatan dan kelengkapan jawaban teori dan hitungan. Bobot 15%.

Kisi-kisi

No.	Materi	Bentuk	Porsi
1	Siklus hidrologi, neraca air, karakteristik DAS	Uraian + hitungan	10%
2	Konsistensi dan data hilang	Hitungan	15%
3	Hujan kawasan	Hitungan	20%
4	Evaporasi (panci, Penman-Monteith, Penman Modifikasi) dan infiltrasi	Hitungan	20%
5	Analisis frekuensi	Hitungan	35%

Contoh soal dan pembahasan

Soal: Data 10 tahun hujan maksimum memiliki X̄ = 110 mm dan S = 25 mm. Hitung hujan 25 tahunan dengan metode Gumbel (n = 10: Y_n = 0,4952, S_n = 0,9496).

Y_T = −ln[−ln(24/25)] = 3,199
K = (3,199 − 0,4952)/0,9496 = 2,847
X₂₅ = 110 + 2,847 × 25 = 181,2 mm

Hujan 25 tahunan 181 mm.

Soal: Laju infiltrasi Horton f₀ = 50 mm/jam, f_c = 10 mm/jam, k = 1,5/jam. Berapa infiltrasi kumulatif dalam 2 jam pertama?

F = 10 × 2 + (50 − 10)(1 − e⁻³)/1,5 = 20 + 26,67 × 0,950 = 45,3 mm

Infiltrasi kumulatif 45,3 mm.

Latihan UTS bank soal per NIM

Minggu 9 · CPMK-3

Banjir 100 tahunan bisa datang besok

Memilih periode ulang adalah keputusan tentang risiko: seberapa besar peluang bangunan dilampaui banjir selama umurnya, dibandingkan dengan biaya membuatnya lebih besar dan akibat bila gagal.

Sub-CPMK 3.1: Mahasiswa mampu menetapkan periode ulang rencana berdasarkan risiko dan fungsi bangunan.
Penilaian: Tugas 2: ketepatan dan kelengkapan hasil kerja
Metode: Case method: pemilihan periode ulang untuk drainase, jembatan, dan bendung
Pustaka: Chow Bab 13; SNI 2415:2016
Bobot: 8%

Pertanyaan pemantik

Bendung direncanakan untuk banjir 100 tahunan dengan umur 50 tahun. Berapa peluang bendung itu mengalami banjir yang lebih besar selama umurnya?

Muka air banjir di penampang sungai untuk beberapa periode ulang.

Konsep inti risiko selama umur bangunan

R = 1 − (1 − 1/T)ⁿ T = 1/[1 − (1 − R)^1/n]

R risiko (peluang paling sedikit satu kali dilampaui) · T periode ulang · n umur rencana (tahun)

Bangunan	Periode ulang yang lazim (tahun)	Pertimbangan
Saluran drainase tersier dan kuarter kota	2–5	Genangan singkat masih dapat diterima
Saluran drainase primer kota	5–25	Tergantung luas kota dan nilai aset
Gorong-gorong jalan	10–25	Kelas jalan
Jembatan	50–100	Ruang bebas di atas muka air banjir
Bendung, tanggul sungai besar	50–100	Akibat kegagalan pada permukiman di hilir
Pelimpah bendungan besar	1.000 sampai banjir maksimum boleh jadi	Kegagalan dapat menimbulkan bencana

Rentang umum dari pustaka dan pedoman sektoral untuk diskusi. Nilai yang mengikat ditetapkan oleh pedoman masing-masing jenis bangunan.

Bedah soal: risiko bendung dan jembatan

Bendung, T = 100 tahun, umur 50 tahun R = 1 − (1 − 1/100)⁵⁰ = 1 − 0,605 = 39,5%
Agar risiko selama 50 tahun hanya 10% T = 1/[1 − 0,9^1/50] = 475 tahun
Gorong-gorong T = 25 tahun, umur 25 tahun R = 1 − (24/25)²⁵ = 64%

Banjir rencana dengan periode ulang sama dengan umur bangunan memiliki risiko dilampaui sekitar 64%. Karena itu bangunan yang kegagalannya berbahaya memakai periode ulang jauh lebih panjang dari umurnya, ditambah tinggi jagaan dan pelimpah darurat.

Bank soal latihan per NIM

Tugas 2 · Case method

Pemilihan periode ulang untuk drainase, jembatan, dan bendung. Untuk tiga bangunan di DAS kasus, kelompok menentukan umur rencana, periode ulang, dan risiko yang diterima, dengan mempertimbangkan biaya, keselamatan, dan dampak lingkungan. Sajikan matriks keputusan dan rekomendasi.

Cek pemahaman

Soal 1Peluang banjir 10 tahunan terjadi paling sedikit sekali dalam 10 tahun adalah…

Minggu 10 · CPMK-1

Hujan singkat lebih deras

Hujan 15 menit bisa sangat deras, sedangkan rata-rata intensitas hujan sehari jauh lebih kecil. Kurva intensitas-durasi-frekuensi (IDF) merangkum hubungan ini untuk setiap periode ulang.

Sub-CPMK 1.6: Mahasiswa mampu menyusun intensitas hujan dan kurva intensitas-durasi-frekuensi.
Penilaian: Diskusi kelas & latihan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Triatmodjo Bab 8; SNI 2415:2016
Bobot: 3%

Pertanyaan pemantik

Drainase kota dihitung dengan intensitas hujan selama berapa lama: satu hari, satu jam, atau selama waktu yang lain?

Konsep inti rumus Mononobe

I = (R₂₄/24)·(24/t)^2/3

I intensitas (mm/jam) · R₂₄ hujan harian maksimum untuk periode ulang tertentu (mm) · t durasi (jam). Bila tersedia data hujan otomatis jam-jaman, kurva IDF sebaiknya disusun langsung dari data itu (rumus Talbot, Sherman, atau Ishiguro).

Bedah soal: intensitas hujan 25 tahunan

R₂₄ untuk T = 25 tahun = 177,4 mm (minggu 7).

t = 1 jam: I = 177,4/24 × 24^2/3 = 7,39 × 8,32 = 61,5 mm/jam
t = 0,25 jam: I = 7,39 × 96^2/3 = 155 mm/jam ; t = 6 jam: I = 18,6 mm/jam

Intensitas 15 menit (155 mm/jam) sekitar 21 kali intensitas rata-rata harian (7,4 mm/jam). Durasi yang dipakai untuk desain adalah waktu konsentrasi DAS (minggu 11).

Cek pemahaman

Soal 1Menurut Mononobe, bila durasi diperpanjang 8 kali, intensitas menjadi…

Minggu 11 · CPMK-1

Debit puncak DAS kecil dengan satu rumus

Metode rasional menganggap debit puncak terjadi ketika seluruh DAS ikut menyumbang aliran, yaitu setelah hujan berlangsung selama waktu konsentrasi. Sederhana, tetapi hanya untuk DAS kecil.

Sub-CPMK 1.7: Mahasiswa mampu menghitung debit puncak dengan metode rasional.
Penilaian: Tugas 3: ketepatan dan kelengkapan hasil kerja
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Triatmodjo Bab 9; SNI 2415:2016
Bobot: 6%

Pertanyaan pemantik

Mengapa debit puncak tidak terus naik bila hujan berlangsung lebih lama dari waktu konsentrasi?

Subdas permukiman: atap, jalan, dan taman menyumbang limpasan yang berbeda ke saluran drainase.

Konsep inti Q = 0,278 C I A

Q_p = 0,278 · C · I · A C_gabungan = ΣC_iA_i/ΣA_i

Kirpich: t_c = 0,0195 L^0,77 S^−0,385 (menit, L dalam m)

Q_p m³/s · I intensitas pada durasi t_c (mm/jam) · A luas (km²) · C koefisien limpasan. Metode rasional umumnya dibatasi untuk DAS sampai beberapa km² (SNI 2415:2016 memberi batasannya).

Tutupan lahan	C (kisaran umum)
Atap dan perkerasan beton/aspal	0,75–0,95
Permukiman padat	0,60–0,75
Permukiman jarang	0,40–0,60
Taman, lapangan rumput	0,10–0,35
Sawah, kebun	0,15–0,40
Hutan	0,10–0,30

Bedah soal: drainase subdas permukiman kasus berjalan

Kasus berjalan · metode rasional

Subdas 0,85 km² terdiri dari atap 30% luas (C = 0,85), jalan 15% (C = 0,90), serta taman dan halaman 55% (C = 0,25). Panjang alur 1.450 m, kemiringan 0,008. Periode ulang 10 tahun: R₂₄ = 158,1 mm.

C gabungan C = (0,30 × 0,85 + 0,15 × 0,90 + 0,55 × 0,25)/1,00 = 0,528
t_c = 0,0195 × 1.450^0,77 × 0,008^−0,385 = 34,0 menit = 0,567 jam
I = 158,1/24 × (24/0,567)^2/3 = 80,0 mm/jam
Q_p = 0,278 × 0,528 × 80,0 × 0,85 = 9,98 m³/s

Saluran utama subdas dirancang untuk sekitar 10 m³/s. Atap dan jalan hanya 45% luas, tetapi menyumbang 74% limpasan (bobot C×A).

Bank soal latihan per NIM

Cek pemahaman

Soal 1Dalam metode rasional, durasi hujan desain diambil…

Minggu 12 · CPMK-1

Bentuk banjir, bukan hanya puncaknya

Untuk waduk, tanggul, dan penelusuran banjir, yang diperlukan bukan hanya debit puncak, tetapi seluruh bentuk hidrograf. Hidrograf satuan adalah "sidik jari" DAS: respons aliran terhadap 1 mm hujan efektif selama satu satuan waktu.

Sub-CPMK 1.8: Mahasiswa mampu menyusun hidrograf satuan.
Penilaian: Kuis 3: hidrograf satuan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Triatmodjo Bab 10; Chow Bab 7
Bobot: 4%

Pertanyaan pemantik

Bila hujan efektif 10 mm menghasilkan puncak 40 m³/s, berapa puncak untuk hujan efektif 25 mm dengan durasi sama?

Konsep inti linear dan tak berubah waktu

Komponen hidrograf: sisi naik, puncak, sisi turun, dan aliran dasar. Aliran dasar dipisahkan (misalnya dengan garis lurus) untuk mendapat hidrograf limpasan langsung (HLL).
Hidrograf satuan terukur: ordinat HLL dibagi tebal hujan efektif, sehingga menjadi respons untuk 1 mm.
Prinsip linear: hujan efektif 2 mm menghasilkan ordinat dua kali lipat. Prinsip superposisi: hujan beberapa jam dijumlahkan dengan pergeseran waktu (konvolusi).
Hidrograf satuan sintetis dipakai bila DAS tidak memiliki data debit: bentuknya diturunkan dari karakteristik DAS (minggu 13).

Q_n = Σ_m=1ⁿ P_m·U_n−m+1Q ordinat hidrograf limpasan langsung · P hujan efektif periode ke-m (mm) · U ordinat hidrograf satuan (m³/s/mm)

Bedah soal: menurunkan dan memakai hidrograf satuan

HLL terukur jam-jaman akibat hujan efektif 20 mm selama 1 jam: 0, 15, 48, 72, 55, 34, 20, 10, 4, 0 m³/s. Hitung hidrograf satuan, lalu HLL untuk hujan efektif 12, 25, 8 mm berturut-turut.

Hidrograf satuan = HLL/20 U = 0 ; 0,75 ; 2,40 ; 3,60 ; 2,75 ; 1,70 ; 1,00 ; 0,50 ; 0,20 ; 0 m³/s/mm
Jam ke-4 Q₄ = 12 × 2,75 + 25 × 3,60 + 8 × 2,40 = 33,0 + 90,0 + 19,2 = 142,2 m³/s
Ordinat lengkap 0 ; 9,0 ; 47,5 ; 109,2 ; 142,2 ; 118,0 ; 76,5 ; 44,6 ; 22,9 ; 9,0 ; 1,6 ; 0

Puncak 142,2 m³/s pada jam ke-4, lebih kecil dari 45 × 3,60 = 162 m³/s karena hujan efektif tersebar dalam tiga jam.

Bank soal latihan per NIM

Kuis 3 latihan sebelum kuis

Soal 1Volume di bawah hidrograf satuan sama dengan…

Minggu 13 · CPMK-2

Hidrograf untuk sungai tanpa data debit

Sebagian besar sungai di Aceh Barat tidak memiliki pos duga air dengan data panjang. Hidrograf satuan sintetis menurunkan bentuk hidrograf dari luas dan panjang sungai, lalu digabung dengan hujan rencana untuk mendapat debit banjir rencana.

Sub-CPMK 2.3: Mahasiswa mampu menghitung debit banjir rencana dengan hidrograf satuan sintetis.
Penilaian: Tugas 4: ketepatan dan kelengkapan hasil kerja
Metode: Case method: debit banjir rencana sungai setempat
Pustaka: Triatmodjo Bab 10; SNI 2415:2016; Chow Bab 7
Bobot: 6%

Pertanyaan pemantik

Dua metode hidrograf sintetis memberi puncak yang berbeda dua kali lipat untuk DAS yang sama. Mana yang benar?

Konsep inti Nakayasu dan Snyder

Nakayasu: T_g = 0,21L^0,7 (L < 15 km) atau 0,4 + 0,058L ; t_r = 0,5–1 T_g ; T_p = T_g + 0,8t_r ; T_0,3 = αT_g

Q_p = A·R₀/[3,6(0,3T_p + T_0,3)] ; naik: Q = Q_p(t/T_p)^2,4 ; turun: Q = Q_p·0,3^{(t−T_p)/T_0,3}, lalu 0,3^{(t−T_p+0,5T_0,3)/1,5T_0,3}, lalu 0,3^{(t−T_p+1,5T_0,3)/2T_0,3}

Snyder (SI): t_p = 0,75C_t(L·L_c)^0,3 ; t_r = t_p/5,5 ; q_p = 2,75C_p/t_p (m³/s/km² per cm) ; W₅₀ = 2,14q_p^−1,08 ; W₇₅ = 1,22q_p^−1,08

A luas DAS (km²) · L panjang sungai utama (km) · L_c jarak dari titik berat DAS ke titik keluaran sepanjang sungai (km) · R₀ hujan satuan 1 mm · α parameter (umumnya 2; 1,5 untuk sisi turun cepat, 3 untuk lambat) · C_t, C_p koefisien Snyder yang sebaiknya dikalibrasi dengan DAS terukur di sekitarnya

Hujan rencana jam-jaman: hujan harian rencana disebar dalam beberapa jam (di Indonesia umumnya 4–6 jam) dengan distribusi Mononobe: R_t = (R₂₄/T)(T/t)^2/3 sebagai rata-rata sampai jam ke-t, sehingga hujan jam ke-t = t·R_t − (t − 1)·R_t−1. Hujan efektif diperoleh dengan koefisien limpasan atau indeks φ, lalu dikonvolusi dengan hidrograf satuan dan ditambah aliran dasar.

Bedah soal: banjir rencana 50 tahunan kasus berjalan

Kasus berjalan · banjir rencana

A = 48 km², L = 14 km, α = 2, t_r = 0,75T_g. R₂₄ (T = 50) = 191,6 mm, disebar 5 jam (Mononobe), koefisien limpasan 0,60, aliran dasar 2,0 m³/s.

T_g = 0,21 × 14^0,7 = 1,332 jam ; t_r = 0,999 jam ; T_p = 1,332 + 0,8 × 0,999 = 2,131 jam ; T_0,3 = 2 × 1,332 = 2,664 jam
Q_p = 48 × 1/[3,6 × (0,3 × 2,131 + 2,664)] = 4,04 m³/s per mm
Distribusi hujan 5 jam (rasio terhadap R₂₄) 58,5% ; 15,2% ; 10,7% ; 8,5% ; 7,2% → 112,0 ; 29,1 ; 20,4 ; 16,3 ; 13,7 mm
Hujan efektif (× 0,60) 67,2 ; 17,5 ; 12,3 ; 9,8 ; 8,2 mm
Konvolusi dengan ordinat Nakayasu jam-jaman ditambah aliran dasar Q_maks = 253,8 m³/s pada jam ke-3
Pembanding Snyder (C_t = 1,5, C_p = 0,6, L_c = 6,5 km) t_p = 4,35 jam ; Q_p = 1,82 m³/s per mm

Nakayasu memberi debit banjir 50 tahunan sekitar 254 m³/s. Snyder dengan koefisien umum menghasilkan puncak satuan kurang dari separuhnya karena waktu puncaknya dua kali lebih lama. Perbedaan ini menunjukkan pentingnya kalibrasi parameter dengan banjir terukur di DAS serupa; tanpa data, perencana membandingkan beberapa metode dan menjelaskan pilihannya (minggu 15).

Bank soal latihan per NIM

Tugas 4 · Case method

Debit banjir rencana sungai setempat. Kelompok menentukan karakteristik DAS dari peta, memakai hujan rencana dari tugas 1 dan analisis frekuensi, lalu menghitung hidrograf banjir 2, 5, 10, 25, 50, dan 100 tahunan dengan Nakayasu dan Snyder dalam lembar kerja Excel, serta membandingkannya dengan metode rasional.

Cek pemahaman

Soal 1Bila α Nakayasu dinaikkan dari 2 menjadi 3, maka…

Minggu 14 · CPMK-3

Ketika kebun menjadi perumahan

Mengganti kebun dan hutan dengan atap dan jalan mengurangi resapan, menaikkan koefisien limpasan, dan mempercepat aliran. Debit puncak naik, dan saluran di hilir yang dulu cukup menjadi meluap.

Sub-CPMK 3.2: Mahasiswa mampu menilai pengaruh perubahan tata guna lahan terhadap limpasan.
Penilaian: Diskusi kelas & latihan
Metode: Diskusi kelas dan bedah soal
Pustaka: Triatmodjo Bab 9; Chow Bab 15
Bobot: 4%

Pertanyaan pemantik

Pengembang perumahan wajib membuat kolam retensi. Seberapa besar kolam itu agar debit ke saluran kota tidak bertambah?

Konsep inti zero delta Q

Prinsip zero delta Q: pembangunan tidak boleh menambah debit puncak yang keluar dari lahan. Kelebihan limpasan ditahan dengan kolam retensi, sumur resapan, biopori, atap hijau, atau perkerasan berpori. Untuk perkiraan awal, hidrograf rasional dianggap segitiga dengan waktu dasar 2t_c, sehingga volume tampungan ≈ ½ × 2t_c × ΔQ.

ΔQ = 0,278·(C_sesudah − C_sebelum)·I·A V ≈ ΔQ × t_cPerkiraan kasar volume tampungan; perencanaan detail memakai penelusuran banjir melalui kolam.

Bedah soal: kolam retensi subdas permukiman kasus berjalan

Kasus berjalan · tata guna lahan

Subdas 0,85 km² sebelum dibangun didominasi kebun dan semak dengan C = 0,35. Setelah dibangun C = 0,528 (minggu 11). I = 80,0 mm/jam, t_c = 34,0 menit (dianggap tetap untuk perbandingan).

Q_sebelum = 0,278 × 0,35 × 80,0 × 0,85 = 6,62 m³/s
Q_sesudah = 9,98 m³/s → ΔQ = 3,36 m³/s (+51%)
V ≈ 3,36 × 34,0 × 60 = 6.860 m³

Diperlukan tampungan sekitar 6.860 m³, misalnya kolam retensi 70 × 50 m sedalam 2 m. Kenyataannya t_c juga memendek setelah dibangun sehingga I dan ΔQ lebih besar; kombinasi kolam dengan sumur resapan di setiap rumah mengurangi kebutuhan lahan kolam.

Cek pemahaman

Soal 1Selain menaikkan C, urbanisasi juga…

Minggu 15 · CPMK-3

Merekomendasikan satu angka debit rencana

Di akhir analisis, perencana harus menetapkan satu debit rencana dan menjelaskan alasannya: metode mana yang dipercaya, periode ulang berapa, ketidakpastian apa yang tersisa, dan dampak apa yang ditimbulkan perbaikan sungai.

Sub-CPMK 3.3: Mahasiswa mampu menyusun rekomendasi debit rencana beserta pertimbangannya.
Penilaian: Tugas 5: ketepatan dan kelengkapan hasil kerja
Metode: Case method: rekomendasi debit rencana untuk perbaikan alur sungai
Pustaka: Seluruh pustaka; SNI 2415:2016
Bobot: 8%

Konsep inti langkah kajian

1. Bandingkan metodeRasional (bila DAS kecil), Nakayasu, Snyder, dan analisis frekuensi debit bila ada data.

2. Nilai ketidakpastianPanjang data, pemilihan distribusi, parameter hidrograf, perubahan tata guna lahan, dan perubahan iklim.

3. Tetapkan periode ulang dari risikoUmur rencana, akibat kegagalan, dan biaya (minggu 9).

4. Dampak lingkunganNormalisasi dan pelurusan sungai mempercepat banjir ke hilir, mengubah habitat, dan dapat memicu erosi tebing.

5. RekomendasiDebit rencana, tinggi jagaan, kombinasi struktural (tanggul, normalisasi) dan nonstruktural (kolam retensi, zonasi, peringatan dini).

Ringkasan kasus berjalan

Langkah	Hasil	Minggu
Karakteristik DAS	A = 48 km², R_f = 0,245 (memanjang), D_d = 1,29 km/km²	1
Hujan kawasan	Thiessen 90,8 mm untuk kejadian contoh	3
Analisis frekuensi (LP III)	R₁₀ = 158,1 ; R₂₅ = 177,4 ; R₅₀ = 191,6 ; R₁₀₀ = 205,6 mm	7
Risiko	T = 100 tahun, umur 50 tahun → risiko 39,5%	9
Drainase kota	Q₁₀ = 9,98 m³/s; kolam retensi ≈ 6.860 m³	11, 14
Banjir sungai	Nakayasu Q₅₀ ≈ 254 m³/s	13

Tugas 5 · Case method

Rekomendasi debit rencana untuk perbaikan alur sungai. Gabungkan hasil tugas 1–4. Susun tabel perbandingan metode, pilih debit rencana dan periode ulang beserta risikonya, uraikan dampak lingkungan pilihan penanganan, dan tulis rekomendasi satu halaman untuk pemerintah daerah.

Bank soal semua topik

Cek pemahaman akhir

Soal 1Mengapa normalisasi sungai di hulu dapat memperburuk banjir di hilir?

Minggu 16 · CPMK-1 sampai CPMK-3

Ujian Akhir Semester

Ujian tertulis seluruh materi Hidrologi. Dinilai dari ketepatan analisis, kelengkapan jawaban, dan integrasi seluruh konsep. Bobot 20%.

Kisi-kisi

No.	Materi	Bentuk	Porsi
1	Analisis frekuensi dan risiko	Hitungan	20%
2	IDF dan metode rasional	Hitungan	20%
3	Hidrograf satuan dan konvolusi	Hitungan	20%
4	HSS Nakayasu atau Snyder	Hitungan	25%
5	Tata guna lahan, risiko, dan rekomendasi	Uraian	15%

Contoh soal dan pembahasan

Soal: DAS 2,5 km², C = 0,45, t_c = 50 menit, R₂₄ (T = 10) = 140 mm. Hitung debit puncak.

I = 140/24 × (24/0,833)^2/3 = 5,833 × 9,40 = 54,8 mm/jam
Q = 0,278 × 0,45 × 54,8 × 2,5 = 17,1 m³/s

Debit puncak 17,1 m³/s.

Soal: Hidrograf satuan 1 jam: 0 ; 2 ; 5 ; 3 ; 1 ; 0 m³/s/mm. Hujan efektif 10 mm lalu 20 mm. Hitung ordinat HLL.

Q = 0 ; 20 ; 50 + 40 = 90 ; 30 + 100 = 130 ; 10 + 60 = 70 ; 0 + 20 = 20 ; 0 m³/s

Puncak 130 m³/s pada jam ke-3.

Hidrologi

Cara belajar di kelas ini

Kasus berjalan: DAS Krueng Seuneubok

Capaian pembelajaran

Rencana pembelajaran 16 minggu

Rencana evaluasi

Pustaka

Air yang terus berputar

Konsep inti neraca air dan bentuk DAS

Bedah soal: karakteristik DAS Krueng Seuneubok kasus berjalan

Miskonsepsi umum

Cek pemahaman

Data hujan yang bisa dipercaya

Konsep inti kurva massa ganda dan data hilang

Bedah soal 1: uji konsistensi stasiun X

Bedah soal 2: mengisi data hilang

Bank soal latihan per NIM

Cek pemahaman

Dari hujan titik ke hujan kawasan

Konsep inti tiga metode

Bedah soal: hujan kawasan satu kejadian kasus berjalan

Bank soal latihan per NIM

Kuis 1 latihan sebelum kuis

Menyusun seri hujan maksimum tahunan

Konsep inti hujan maksimum harian rata-rata

Bedah soal: satu tahun data

Tugas 1 · Case method

Cek pemahaman

Air yang kembali ke udara

Konsep inti evaporasi dan evapotranspirasi

Metode Penman Modifikasi FAO-24

Bedah soal 1: ETo bulan Maret dengan Penman Modifikasi

Bedah soal 2: kehilangan air embung

Cek pemahaman

Bank soal latihan per NIM

Berapa yang meresap, berapa yang melimpas?

Konsep inti Horton dan indeks φ

Bedah soal: indeks φ dari satu kejadian banjir

Bank soal latihan per NIM

Cek pemahaman

Seberapa besar hujan 50 tahunan?

Konsep inti XT = X̄ + K·S

Bedah soal: hujan rencana DAS Krueng Seuneubok kasus berjalan

Bank soal latihan per NIM

Kuis 2 latihan sebelum kuis

Ujian Tengah Semester

Kisi-kisi

Contoh soal dan pembahasan

Latihan UTS bank soal per NIM

Banjir 100 tahunan bisa datang besok

Konsep inti risiko selama umur bangunan

Bedah soal: risiko bendung dan jembatan

Bank soal latihan per NIM

Tugas 2 · Case method

Cek pemahaman

Hujan singkat lebih deras

Konsep inti rumus Mononobe

Bedah soal: intensitas hujan 25 tahunan

Cek pemahaman

Debit puncak DAS kecil dengan satu rumus

Konsep inti Q = 0,278 C I A

Bedah soal: drainase subdas permukiman kasus berjalan

Bank soal latihan per NIM

Cek pemahaman

Bentuk banjir, bukan hanya puncaknya

Konsep inti linear dan tak berubah waktu

Bedah soal: menurunkan dan memakai hidrograf satuan

Bank soal latihan per NIM

Kuis 3 latihan sebelum kuis

Hidrograf untuk sungai tanpa data debit

Konsep inti Nakayasu dan Snyder

Bedah soal: banjir rencana 50 tahunan kasus berjalan

Bank soal latihan per NIM

Tugas 4 · Case method

Cek pemahaman

Ketika kebun menjadi perumahan

Konsep inti zero delta Q

Bedah soal: kolam retensi subdas permukiman kasus berjalan

Cek pemahaman

Merekomendasikan satu angka debit rencana

Konsep inti X_T = X̄ + K·S