PENGARUH CURAH HUJAN HARIAN MAKSIMUM BULANAN TERHADAP STABILITAS LERENG (Studi Kasus : Desa Mangunharjo, Jatipurno, Wonogiri)

Transkripsi

1 PENGARUH CURAH HUJAN HARIAN MAKSIMUM BULANAN TERHADAP STABILITAS LERENG (Studi Kau : Dea Mangunharjo, Jatiurno, Wonogiri) M. Zikry Tawakkal 1), Niken Silmi Surjandari 2), R. Harya Dananjaya 3) 1) Mahaiwa akulta Teknik, Juruan teknik Siil, Univerita Sebela Maret 2) Pengajar akulta Teknik, Juruan teknik Siil, Univerita Sebela Maret 3) Pengajar akulta Teknik, Juruan teknik Siil, Univerita Sebela Maret Laboratorium Mekanika Tanah UNS, Jl. Ir. Sutami 36A, Surakarta 57126; Tel w muh.zikry@gmail.com Abtract Wonogiri i one of ditrict in Central Java that the mot of it territory i formed by the loe or hill. Wonogiri ha many hill area that landlide often occur. One of the caue of landlide are heavy rain or rain in the length eriod. The uroe of thi tudy wa to determine the effect of rainfall and loe angle to the loe tability. Thi reearch ued maximum monthly rainfall data for 10 year between and oil data were obtained from the oil amle tet taken from the ite. Green-Amt Infiltration Method ued to calculate the thickne of aturated oil which caued by the infiltration or rainwater. The duration rain that occur in a day taken during 4 hour. Sloe tability i calculated by uing an infinite loe method to obtain the value of the loe afety factor (S). The loe model ue a variation of angle 30 o, 42 o, 45 o, and 60 o. The reult revealed that infiltration of rainwater have an effect on the loe tability. or all loe model, S value decreaed after rainfall occurred. The decreae of S value i caued by increaing the load on the loe becaue of the infiltration of rainwater into the oil. The loe angle alo have an effect on the loe tability. The greater loe angle the maller of S value are obtained. The loe model with an angle 60 o ha a S < 1 which indicate that the loe are untable. Key word: Green-Amt, infiltration, Infinite Sloe, Landlide Abtrak Wonogiri meruakan alah atu kabuaten di Jawa Tengah yang ebagian bear wilayahnya berua lereng atau erbukitan. Di banyak daerah erbukitan eerti Wonogiri bencana tanah longor ering terjadi. Salah atu enyebab terjadinya tanah longor adalah hujan lebat/hujan berkeanjangan. Tujuan enelitian ini adalah untuk mengetahui engaruh hujan dan kemiringan lereng terhada tabilita lereng. Penelitian ini menggunakan data hujan elama 10 tahun antara tahun dan data tanah yang dieroleh dari uji amel tanah yang diambil dilokai enelitian. Metode Green-Amt digunakan untuk menghitung bear tanah jenuh yang terjadi akibat adanya infiltrai air hujan (H at ). Tebal tanah jenuh ini bereran ebagai beban tambahan ada lereng. Stabilita lereng dihitung dengan menggunakan metode Lereng Tak Hingga (infinite loe) untuk memeroleh nilai faktor keamanan (S) lereng. Model lereng menggunakan variai kemiringan 30 o, 42 o, 45 o, dan 60 o. Dari hail enelitian diketahui bahwa infiltrai air akibat hujan berengaruh terhada tabilita lereng. Untuk emua model lereng, nilai S menurun etelah hujan terjadi. Penurunan nilai S ini diebabkan oleh bertambahnya beban ada lereng karena infiltrai air hujan ke dalam tanah. Kemiringan lereng juga berengaruh terhada tabilita lereng. Semakin bear kemiringan uatu lereng emakin kecil nilai S yang dieroleh. Model lereng dengan kemiringan 60 o memunyai nilai S < 1 yang menunjukkan bahwa lereng tidak tabil. Kata kunci: Green-Amt, Infiltrai, Infinite Sloe, Longor PENDAHULUAN Kabuaten Wonogiri meruakan alah atu kabuaten di bagian elatan Jawa Tengah, yang ebagian wilayahnya meruakan dataran tinggi yang berua lereng atau erbukitan. Di banyak daerah berbukit-bukit eerti di Kabuaten Wonogiri, longoran ering terjadi dan meruakan maalah yang erlu ditangani karena longor meruakan alah atu bencana alam yang daat menimbulkan korban jiwa dan kerugian material yang angat bear. Sekitar 90% daerah di kabuaten Wonogiri mauk dalam kategori daerah rawan bencana longor. Dalam kurun waktu 10 tahun terakhir di Wonogiri tercatat telah terjadi longor ebanyak 90 kejadian. Kebanyakan longoran lereng terjadi eudah/elama hujan lebat atau hujan yang berkaenjangan. Melihat bearnya eran curah hujan terhada terjadinya tanah longor, maka enelitian ini menjadi enting untuk dilakukan mengingat eritiwa tanah longor ini emakin ering terjadi di Wonogiri terutama ada muim enghujan. Penelitian ini menganalii ketabilan lereng karena engaruh hujan harian makimum bulanan dengan variai kemiringan lereng menggunakan Metode Lereng Tak Hingga (Infinite Sloe Method). Dari enelitian ini diharakan memeroleh hubungan antara Safety actor (S) dengan kemiringan lereng dan kemudian digunakan ebagai rujukan dalam mitigai bencana longor. e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juni 2016/445

2 METODE PENELITIAN Analii Mekanika Tanah Dari engujian amel tanah yang telah dilakukan di Laboratorium Mekanika Tanah Univerita Sebela Maret dieroleh data roertie tanah yang diajikan dalam Tabel 1. Tabel 1. Data Proertie Tanah Parameter Tanah Satuan Samel 1 Samel 2 Samel 3 Kadar Air (w) % Berat Ii Tanah Baah ( b) kn/m Berat Jeni Tanah (G ) Kerikil % Pair % Lemung dan Lanau % LL (Bata Cair) % PL (Bata Plati) % PI (Indek Platiita) % Jeni Tanah - CL ML ML Kohei (c) kg/cm Sudut Geek Dalam () o Koef. Permeabilita (k) cm/detik x Angka Pori (e) Poroita (n) Berat Ii Tanah Jenuh ( at) kn/m Berat Ii Tanah Kering ( d) kn/m Derajat Kejenuhan (S r) Kelembaban Tanah Awal (i) Analii Hidrologi Data hujan yang digunakan dalam enelitian ini adalah data hujan harian makimum bulanan. Curah hujan harian makimum bulanan adalah curah hujan terbear yang terjadi ada atu hari tertentu ada atu bulan tertentu. Penelitian ini menggunakan data hujan yang dieroleh dari tiga taiun hujan di DAS Keduang yaitu taiun hujan Jatiroto, Jatirono, dan Ngadirojo. Data hujan yang digunakan adalah data hujan yang terjadi ada muim enghujan yaitu ada bulan Januari, ebruari, Maret, Aril, November, dan Deember elama 10 tahun ( ). Data hujan yang dieroleh dari taiun enangkar hujan hanya memberikan kedalaman hujan di titik dimana taiun terebut berada, karena ada DAS Keduang terdaat tiga taiun hujan maka erlu menentukan hujan rerata ada daerah terebut yang alah atunya daat dilakukan dengan metode Thieen. Berikut adalah Peramaan (1) untuk mengetahui bear hujan rerata : A1 1 A An n A1 A2... An (1) Dimana adalah hujan rerata daerah (mm/hari), 1, 2,... 3 adalah hujan di taiun 1, 2,..., ke-n (mm/hari), n adalah jumlah taiun, dan A adalah luaan daerah yang mewakili taiun 1, 2,..., n. Penelitian ini membutuhkan curah hujan dalam jangka waktu endek yaitu 4 jam, maka data hujan rerata yang dieroleh diubah menjadi data intenita hujan dengan menggunakan metode Mononobe. Peramaan Mononobe dinyatakan oleh Peramaan (2) : R24 24 I (2) 24 t Dimana I adalah intenita curah hujan untuk lama hujan t (mm/jam), t adalah lamanya curah hujan (jam), dan R 24 adalah curah hujan makimum elama 24 jam (mm). Metode infiltrai Green-Amt ada enelitian ini digunakan untuk mengetahui tebal tanah jenuh yang terjadi ada ermukaan tanah akibat infiltrai air hujan. Metode Green-Amt mengangga terdaat bata yang jela antara tanah yang memiliki kelembaban tertentu di bawah dan tanah jenuh di atanya (Gambar 1). e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juni 2016/446

3 Gambar 1. Infiltrai Green-Amt (Li Chen et.al, 2006) Menurut Li Chen et.al (2006) berikut ini adalah bentuk ederhana dari eramaan Green-Amt eerti ditunjukkan oleh Peramaan (3) : i t 1 co co ktco t (3) i Dimana (t) adalah infiltrai kumulatif (cm), k adalah koefiien ermeabilita (cm/jam), t adalah lama hujan (jam), adalah udut kemiringan lereng (derajat), adalah uction (cm), adalah kelembaban tanah jenuh ( = S r x n), dan i adalah kelembaban tanah awal. Untuk curah hujan tabil Peramaan (3) berubah menjadi Peramaan (4) : k t t t t i t 1 co co co (4) i Menghitung waktu/lama hujan (t) dengan menggunakan Peramaan (5), (6), dan (7) : t t co untuk (t)< (5) t t untuk (t) = (6) t t t t i t 1 co 1 co untuk (t) > (7) k co i Dimana adalah intenita hujan (cm/jam), t adalah waktu yang dibutuhkan air untuk menggenang (jam), dan t adalah waktu ebelum infiltrai mencaai (jam). Nilai t dan t daat diketahui dari Peramaan (9) dan (10) : t t i co co k co 1 co i 1 (10) k co co i Dimana adalah jumlah air yang terinfiltrai ebelum air mulai menggenang di ermukaan tanah (cm). (8) (9) Tebal tanah jenuh daat diketahui dengan Peramaan (11) : H at t Dimana H at adalah tebal tanah jenuh (m). i (11) e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juni 2016/447

4 aktor Keamanan (S) Analii Stabilita Lereng Analii tabilita lereng ada enelitian ini menggunakan metode Lereng Tak Hingga (Infinite Sloe). Metode ini diilih karena ada enelitian ini meneliti tentang kemungkinan oteni longor dangkal yang terjadi di lokai enelitian. Lereng tak hingga mengangga bidang longor lereng berbentuk datar. Jika diambil elemen tanah ebear b, gaya-gaya yang bekerja ada dua bidang vertikaya mendekati ama, karena ada lereng tak hingga gaya-gaya yang bekerja di etia bidangnya daat diangga ama (Hardiyatmo, 2012). Hail akhir dari analii ini adalah nilai faktor keamanan (S) dari maing-maing model lereng. Gambar 2. Gaya Yang Bekerja Pada Analii Stabilita Lereng Metode Lereng Tak Hingga (Infinite Sloe) aktor keamanan lereng (S) daat diketahui dari Peramaan (12) dan (13) : Untuk H > H at S tan H ( H H ) co tan tan at at b c at 2 (12) Untuk H H at c tan S H co 2 tan tan at Dimana S adalah faktor keamanan, c adalah kohei tanah (kn/m 2 ), adalah udut geek dalam tanah (derajat), adalah udut kemiringan lereng (derajat), b adalah berat ii tanah baah (kn/m 3 ), at adalah berat ii tanah jenuh (kn/m 3 ), H adalah tebal tanah dari ermukaan lereng amai ke bidang longor (m), H 1 adalah tebal tanah ali (m), H at adalah tebal tanah jenuh (m) HASIL PENELITIAN Hubungan Antara aktor Keamanan (S) dengan Kemiringan Lereng (13) 2,50 1,924 2,00 1,918 1,50 1,00 0,50 1,342 1,247 1,337 1,242 0, ,950 0, Kemiringan Lereng, derajat Sebelum Hujan Setelah Hujan Bata Aman Gambar 3. Hubungan Antara Kemiringan Lereng Dengan aktor Keamanan (S) e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juni 2016/448

5 Gambar 3 menunjukkan hubungan antara nilai faktor keamanan (S) dengan kemiringan lereng. Pada kondii ebelum hujan lereng memiliki nilai S berturut-turut untuk kemiringan 30 o, 42 o, 45 o, dan 60 o adalah 1.924, 1.342, 1.247, dan Sedangkan untuk kondii etelah hujan terjadi enurunan nilai S lereng. Pada kondii etelah hujan lereng memiliki nilai faktor keamanan berturut-turut untuk kemiringan 30 o, 42 o, 45 o, dan 60 o adalah 1.918, 1.337, 1.242, dan Dari hail ini daat diketahui bahwa nilai S menurun etelah terjadi hujan. Menurunnya nilai S etelah hujan diebabkan oleh bertambahnya beban lereng karena adanya air yang terinfiltrai ke dalam tanah ehingga lereng menjadi lebih berat dan meningkatkan oteni longor ada lereng. Pada kondii ebelum atauun etelah hujan nilai S lereng menurun eiring dengan bertambahnya kecuraman ada lereng. Pada hail erhitungan S yang dieroleh terlihat bahwa enurunan nilai S terhada kemiringan lereng angat ignifikan. Semakin bear kemiringan lereng emakin kecil nilai faktor keamanannya. Dari hail analii tabilita lereng, model lereng dengan kemiringan 60 o tidak tabil dan beroteni terhada longor dangkal karena memunyai nilai S < 1, ementara untuk model lereng dengan kemiringan 30 o, 42 o, dan 45 o maih dalam keadaan tabil karena nilai S maih berada di ata bata aman (S > 1). SIMPULAN Berdaarkan hail analii data dan embahaan mengenai engaruh curah hujan terhada tabilita lereng daat diambil keimulan bahwa nilai S lereng menurun etelah terjadi hujan. Air yang terinfiltrai ke dalam tanah menyebabkan bertambahnya beban ada lereng dan meningkatkan oteni longor ada lereng. Selain itu bear kemiringan lereng angat berengaruh terhada nilai faktor keamanan (S) uatu lereng. Semakin bear kemiringan uatu lereng emakin kecil nilai faktor keamanannya. aktor keamanan lereng yang kecil menunjukkan bahwa ketabilan lereng rendah. REKOMENDASI 1. Menambah waktu/lama hujan untuk mengetahui lebih jauh bagaimana engaruhnya terhada tabilita lereng. 2. Perlu dilakukan uji infiltrai di laangan agar data yang dieroleh lebih akurat. 3. Perlu memerhitungkan tutuan lahan ada lereng. UCAPAN TERIMAKASIH Ucaan terima kaih ertama ditujukan keada Allah SWT ata limahan rahmat dan nikmatnya. Selanjutnya keada Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T. dan R. Harya Dananjaya, S.T., M.Eng elaku doen embimbing yang telah memberi arahan dan maukan dalam enelitian ini. REERENSI Chen, Li et al Green-Amt Infiltration Model or Sloing Surface. Water Reource Reearch, 42, W07420, doi: /2005wr Hardiyatmo, Hary Chritady Mekanika Tanah 1. Yogyakarta: Gadjah Mada Univerity Pre. Hardiyatmo, Hary Chritady Mekanika Tanah 2. Yogyakarta: Gadjah Mada Univerity Pre. Hardiyatmo. Hary Chritady Tanah Longor & Eroi. Yogyakarta: Gadjah Mada Univerity Pre. Triatmodjo, Bambang Hidrologi Teraan. Yogyakarta: Beta Offet. Wanielita, Martin Hydrologi Water Quantity and Quality Control. New York: John Willey and Son Inc. e-jurnal MATRIKS TEKNIK SIPIL/Juni 2016/449