Bendungan Kelay di Kabupaten Berau, Kalimantan Timur, merupakan infrastruktur vital yang menghadapi tantangan serius akibat sedimentasi, mengancam kapasitas tampungan dan efisiensinya. Penelitian ini bertujuan menganalisis laju sedimentasi pada volume tampungan waduk tersebut, dengan fokus pada perhitungan debit rencana dan estimasi volume sedimen yang masuk. Metode penelitian meliputi analisis hidrologi menggunakan software ArcGIS untuk delineasi DAS seluas 3167,693 km^2 dan penentuan curah hujan rencana dengan Hydrognomon (distribusi Log Pearson III), serta pemodelan debit banjir rencana menggunakan HEC-HMS (memilih HSS SCS). Untuk analisis sedimentasi, diterapkan Metode Equal Discharge Increment (EDI) untuk menghitung debit sedimen tersuspensi dan membangun kurva rating sedimen. Hasil penelitian menunjukkan debit puncak banjir yang signifikan pada berbagai kala ulang (misalnya, 5614,0 m^3/detik untuk 100 tahun). Debit sedimen rata-rata Sungai Kelay selama 20 tahun adalah 407,24 ton/hari, menghasilkan estimasi volume sedimen sebesar 120.103,25 m^3/tahun yang masuk ke waduk. Data ini menggarisbawahi urgensi pengelolaan sedimen untuk keberlanjutan fungsi bendungan.