STUDI PENGENDALIAN EROSI LERENG DI WILAYAH BUKIT WONGGE KABUPATEN ENDE

Transkripsi

1 Konferensi Nasional Teknik Sipil 11 Universitas Tarumanagara, Oktober 2017 STUDI PENGENDALIAN EROSI LERENG DI WILAYAH BUKIT WONGGE KABUPATEN ENDE Veronika Miana Radja 1, Fransiskus Xaverius Ndale 2, dan Kristoforus Je 3 1 Porgram Studi Teknik Sipil, Universitas Flores, Jl.Sam Ratulangi Ende Flores veronika_mira@yahoo.com 2 Porgram Studi Teknik Sipil, Universitas Flores, Jl.Sam Ratulangi Ende Flores milanonet66@gmail.com 3 Porgram Studi Teknik Sipil, Universitas Flores, Jl.Sam Ratulangi Ende Flores kristoforus_je@yahoo.co.id ABSTRAK Wilayah kota Ende dengan luas sekitar 250 km 2 memiliki topografi dari permukaan laut sekitar 79 % dengan ketinggian kurang dari 500 m. Perkembangan jumlah penduduk mengakibatkan pengembangan pemukiman ke arah kawasan perbukitan dan tepi pantai. Hal tersebut menjadi fenomena dimana perluasan wilayah ke arah perbukitan yang semula merupakan ruang terbuka hijau menjadi area pemukiman penduduk. Perluasan wilayah tersebut dilakukan tanpa adanya pengawasan oleh pihak perencana tata kota, sehingga setiap terjadinya hujan dengan intensitas yang cukup tinggi akan menimbulkan alur aliran air yang deras saat hujan menuju infrastruktur dan pemukiman di bawahnya serta membawa gerusan tanah karena erosi permukaan. Penelitian ini diawali dengan melakukan pengamatan lapangan untuk memperoleh gambaran dan identifikasi lokasi pengambilan sampel tanah yang tererosi. Penelitian dilakukan dengan uji bor dan penetrasi statis untuk mendapatkan karakteristik fisik dan mekanis tanah. Dari data yang diperoleh selanjutnya dilakukan kajian untuk penanganan erosi permukaan tanah akibat limpasan air hujan. Kajian tersebut meliputi besar limpasan air permukaan saat hujan, letak kedalaman bidang longsor, dan nilai stabilitas lereng. Berdasarkan hasil analisis data yang dilakukan, diperoleh bahwa jenis tanah di wilayah bukit wongge adalah pasir berkerikil dengan sedikit bagian halus. dengan besar koefisien rembesan 1,05 x 10-1 sehingga banyaknya limpasan air saat hujan dengan intensitas tinggi adalah 125 mm/jam, kedalaman bidang longsor saat kondisi jenuh sampai pada kaki lereng dengan angka keamanan 0,556 Maka penanganan pendekatan yang diambil untuk mengatasinya antara lain penggunaan dinding penahan untuk menahan gerusan tanah bagian permukaan lereng dan longsoran permukaan serta pembuatan sumur resapan untuk mengurangi limpasan permukaan yang besar sehingga tidak terbentuk lagi alur aliran pada permukaan tanah. Kata kunci : erosi, limpasan permukaan, bidang longsor, sumur resapan, alur aliran 1. PENDAHULUAN Bukit Wongge sebelumnya merupakan area hutan yang terletak di bagian utara wilayah kota Ende. Oleh karena perkembangan penduduk dan peningkatan kebutuhan lahan, maka area lereng bukit wongge dimanfaatkan sebagai tempat pemukiman. Belum adanya perencanaan yang matang dari pemerintahan untuk tata kota dan pembuatan drainase yang baik, sehingga pembangunan di area bukit wongge dilakukan sekenanya oleh para pemilik lahan dengan tidak memperhatikan pengaruh yang akan ditimbulkan. Seperti yang terlihat pada beberapa titik di sepanjang lereng, adanya alur-alur aliran air akibat adanya hujan. Adanya alur tersebut menimbulkan aliran air yang deras saat hujan menuju infrastruktur dan pemukiman di bawahnya serta membawa gerusan tanah. Sehingga pada beberapa bagian jalan dan pemukiman penduduk terjadi banjir dan adanya timbunan pasir yang mengganggu aktivitas. Untuk mencegah terjadinya alur aliran dan gerusan permukaan tanah daerah lereng saat hujan, diperlukan suatu penyelidikan agar dapat mengatasi permasalahan tersebut antara lain dengan cara mendapatkan sifat fisik dan mekanis tanah, besar limpasan air hujan, letak bidang gelincir dan kondisi stabilitas lereng di wilayah bukit Wongge. 2. RUMUSAN MASALAH Untuk mencegah terjadinya alur aliran dan gerusan permukaan tanah daerah lereng saat hujan, diperlukan suatu penyelidikan agar dapat mengatasi permasalahan tersebut. Adapun masalah yang dilihat dalam penelitian ini adalah : GEO - 115

2 - Sifat fisik dan mekanis tanah di wilayah lereng bukit Wongge - Besarnya limpasan air hujan di wilayah lereng bukit wongge - Kondisi stabilitas lereng wilayah bukit Wongge - Letak bidang gelincir pada lereng bukit Wongge - Cara untuk mengatasi aliran permukaan yang menimbulkan erosi pada permukaan tanah` 3. METODE PENELITIAN Penelitian ini diawali dengan melakukan pengamatan lapangan untuk memperoleh gambaran dan identifikasi lokasi pengambilan sampel tanah yang tererosi, selanjutnya ; - Melakukan sondir sebanyak 4 titik pada lokasi yang tererosi dan boring untuk pengambilan sampel tanah yang terganggu dan tidak terganggu untuk diuji di laboratorium. - Pengujian di laboratorium untuk mendapatkan parameter fisik dan mekanis tanah antara lain berat volume tanah kondisi lapangan, berat volume tanah saat jenuh, berat jenis, konsistensi tanah, gradasi butiran, koefisien permeabilitas, angka pori, kohesi dan sudut geser dalam dari tanah. - Dari parameter geser tersebut digunakan untuk menghitung analisa stabilitas lereng, dalam hal ini menggunakan analisa Geo-Slope sekalian untuk mendapatkan kedalaman bidang gelincirnya. - Selanjutnya menghitung banyaknya limpasan air hujan yang diperoleh dari hitungan besarnya intensitas air hujan terhadap laju infiltrasi. - Memperkirakan besarnya erosi tanah permukaan. 4. PENYELIDIKAN TANAH Penyelidikan lapangan dengan cara melakukan sondir sebanyak 4 titik pada lokasi yang tererosi dan boring untuk pengambilan sampel tanah yang terganggu dan tidak terganggu untuk diuji di laboratorium. Hasil sondir mencapai tanah keras > 200 kg/cm 2, dimana pada lokasi penelitian diperoleh pada kedalaman 5 m sampai 7 m. Selanjutnya melakukan pengujian di laboratorium. Dimana hasil pengujian di laboratorium seperti terlihat pada tabel 1. Tabel 1. Parameter tanah hasil pengujian di laboratorium No. Jenis Pengujian Simbol Satuan Nilai Keterangan 1 Berat volume tanah (γ t ) gr/cm 3 2,16 - initial 2 Berat volume tanah (γ d ) gr/cm 3 1,86 - kering 2 Berat spesifik (Gs) - 2,87-3 Indeks plastisitas (IP) % 5,45 Plastisitas rendah 4 USCS SW - - Pasir bergradasi baik dengan sedikit bahan halus 5 AASHTO A Pasir berlanau atau berlempung 6 Koef. permeabilitas k Cm/det 1,05x10-1 Pasir dan kerikil kelanauan 7 Derajat kejenuhan (Sr) % 53,10-8 Angka pori (e) - 0,35-9 Porositas (n) % 24,8-10 Kohesi (C) O 0,34-11 Sudut geser dalam (Ø) Kg/cm 2 35,25-5. ANALISIS STABILITAS LERENG Menurut Karnawati (2005), longsoran merupakan salah satu jenis gerakan massa tanah atau batuan yang umunya terjadi pada kemiringan lereng 20 o -40 o dengan massa yang bergerak berupa tanah residual, endapan koluvial dan batuan vulkanik yang lapuk. Tanah residual dan koluvial umumnya merupakan tanah yang bersifat lepas-lepas dan dapat menyimpan air. Akibatnya kekuatan gesernya relatif lemah, apalagi bila air yang dikandungnya semakin jenuh dan menekan. Peningkatan kejenuhan air dapat terjadi apabila tanah tersebut menumpang di atas lapisan tanah atau batuan yang lebih kompak dan kedap air. Sehingga air yang meresap ke dalam tanah sulit menembus lapisan tanah atau batuan di bawahnya, dan hanya terakumulasi dalam tanah yang relatif gembur. Kontak antara lapisan tanah atau batuan yang lebih kedap dengan massa tanah di atasnya sering merupakan bidang gelincir gerakan tanah. GEO - 116

3 Dalam Wesley (2010), longsoran lereng pada tanah residual terutama pada lereng yang curam, bidang gelincirnya tidak seperti tipe longsoran dalam yang berbentuk lingkaran. Pada lereng tanah residual kedalaman bidang longsornya relatif dangkal, seringkali dengan agak membentuk kurva atau hampir planar. Meskipun demikian, volume dari material yang longsor masih sangat besar. Tujuan mencari letak dan bentuk bidang gelincir adalah untuk menentukan metode penanggulangan longsoran lereng yang sesuai. Penentuan letak bidang gelincir di lapangan tidak dilakukan secara langsung, namun dikaitkan dengan menghitung analisa stabilitas lereng dengan menggunakan Geo Slope. Dalam model, sudut lereng diambil 90 o dengan ketebalan lapisan tanah adalah 7 meter. Beban yang bekerja pada lereng merupakan tanah tegalan dan bangunan rumah penduduk diperkirakan sebesar 200 kg/cm 2. Muka air tanah tidak ditemui, namun pada musim kemarau kondisi tanah setelah disingkap beberapa saat masih dalam keadaan kering udara. Sehingga dalam penelitian ini elevasi muka air tanah diasumsikan berada pada kedalaman tanah kerasnya Berdasarkan hasil analisis stabilitas lereng untuk untuk tanah kondisi jenuh diperoleh angka keamanan 0,556 dengan kedalaman bidang gelincir sampai pada kaki lereng. Kondisi lereng yang tidak aman saat jenuh air maka perlu pembuatan dinding penahan untuk menjaga stabilitas tanah saat adanya hujan. Gambar 1. Model keruntuhan lereng pada kondisi kritis 6. INFILTRASI AIR HUJAN Horton (1940) mendeskripsikan infiltrasi tanah dengan pendekatan empiris yang merupakan fungsi dari waktu. (1) (2) Dimana ; ft = laju infiltrasi pada waktu t (mm/jam) fc = laju infiltrasi konstan (cm) fo = laju infiltrasi awal (cm) e = 2,71828 K = konstanta hidrolik tanah jenuh t = lama waktu hujan (jam) sehingga nilai laju infiltrasi diperoleh sebagai berikut : Tabel 2. Hasil uji laju infiltrasi tanah No. Jenis Pengujian Simbol Satuan Nilai Keterangan 1 Laju infiltrasi awal fo Cm/jam 13,92 Cepat 2 Laju infiltrasi konstan fc Cm/jam 0,57 Sedang lambat 3 Besar infiltrasi Ft Cm/jam 5,48 lambat GEO - 117

4 Jadi nilai laju infiltrasi tanah pada wilayah bukit Wongge tersebut tergolong lambat, sehingga limpasan airnya menjadi lebih banyak. 7. ANALISA DEBIT BANJIR Aliran permukaan (run off) adalah bagian dari curah hujan yang mengalir di atas permukaan tanah menuju ke lautan. Air hujan yang jatuh ke permukaan tanah ada yang langsung masuk ke dalam tanah atau disebut air infiltrasi. Sebagian lagi tidak sempat masuk ke dalam tanah dan oleh karenanya mengalir di atas permukaan tanah ke tempat yang lebih rendah. Ada juga bagian dari air hujan yang telah masuk ke dalam tanah, terutama pada tanah yang hampir atau telah jenuh, air tersebut ke luar ke permukaan tanah lagi dan lalu mengalir ke bagian yang lebih rendah. Kecepatan infiltrasi ditentukan oleh faktor karakteristik hujan, kondisi permukaan tanah, karakteristik tanah, kadar air dalam tanah, aktifitas manusia dan kondisi iklim. Data curah hujan pada wilayah bukit Wongge bervariasi, ada yang relatif lengkap dan ada yang kurang sehingga dipakai stasiun hujan yang terdekat dan relatif lebih lengkap dengan karakteristik daerah yang sama. Analisis curah hujan maksimum menggunakan metode Gumbell : XT = x + S.K (3) XT = nilai hujan rencana (mm) x = nilai rata-rata hujan (mm) S = deviasi standar (simpangan baku) K = faktor frekuensi yang merupakan tinggi dari periode ulang dan type distribusi frekuensi n = banyaknya data (4) Untuk mendapatkan nilai faktor frekuensi (K) dengan menggunakan persamaan : YT = nilai reduksi variant dari variabel yang diharapkan terjadi pada periode ulang T tahun. (5) Sehingga diperoleh : (6) Dari perhitungan curah hujan di stasiun dan curah hujan maksimum rencana untuk periode ulang 5 tahun (Rt) diperoleh sebesar 24,75 mm. Intensitas hujan untuk waktu (Tc) dapat dihitung dengan rumus Manobe (Soemartono,1977) yaitu : (7) I = Intensitas hujan (mm/jam) Tc = Waktu konsentrasi (jam) (8) L = panjang lintasan air dari titik terjauh sampai titik yang ditinjau (km) S = kemiringan rata-rata daerah lintasan air Rt = curah hujan maksimum harian rata-rata pada periode tertentu GEO - 118

5 Perhitungan debit limpasan menggunakan metode rasional dengan rumus : (9) C = koefisien run off (perkampungan 0,25-0,40) I = intensitas curah hujan (mm/jam) A = luas daerah tangkapan hujan (km 2 ) Q= debit limpasan (m 3 /det) Perhitungan tersebut membutuhkan data sebagai berikut : 1. Intensitas curah hujan (I) 2. Koefisien aliran (C) untuk perkampungan diambil 0,3 3. Luas daerah tangkapan (A) yang diperoleh dari hasil perhitungan peta topografi kawasan lereng bukit wongge sekitar 0,25 km2. 4. Panjang lintasan air dari titik terjauh sampai titik yang ditinjau 100 m = 0,1 km 5. Kemiringan rata-rata daerah lintasan air = 30%. Sehingga diperoleh waktu konsentrasi Tc = 0,018 jam, sehingga intensitas curah hujannya 125,35 mm/jam. Hasil analisa debit banjir (Q) = 2,613 m3/dtk. 8. PERKIRAAN BESARNYA EROSI PERMUKAAN Dari beberapa metoda untuk memperkirakan besarnya erosi permukaan, metoda Universal Soil Loss Equation (USLE) yang dikembangkan oleh Wischmeir dan Smith (1978) adalah metode yang paling umum digunakan untuk memperkirakan besarnya erosi. USLE adalah suatu model erosi yang dirancang untuk memprediksi erosi rata-rata jangka panjang dari erosi lembar atau alur dibawah keadaan tertentu. Persamaan kehilangan tanah tersebut dapat dituliskan sebagai berikut: E = R x K x L x S x C x P (10) E = Besarnya kehilangan tanah persatuan luas lahan (ton/hektar). R = Faktor erosivitas curah hujan dan air larian untuk daerah tertentu (EI). EI = (89 log I). R = Σ EI/100 X K = Faktor erodibilitas tanah untuk horizon tanah tertentu dan merupakan kehilangan tanah per satuan luas untuk indeks erosivitas tertentu. L = Faktor panjang kemiringan lereng yang tidak mempunyai satuan. S = Faktor gradien atau kemiringan lereng yang tidak mempunyai satuan. C = Faktor pengelolaan tanaman, cara bercocok tanam yang tidak mempunyai satuan. P = Faktor praktik konservasi tanah atau faktor X = Jumlah tahun atau musim hujan yang digunakan sebagai dasar perhitungan Sementara Dari tabel dapat diperoleh ; - faktor erodibilitas untuk Tanah aluvial residual K = 0,47 - kemiringan lereng >40 o, LS = 9,5 - Jenis penggunaan lahan penutupan tanah sebagian ditumbuhi alang-alang CP = 0,02. Berdasarkan hasil analisa menunjukan bahwa rata-rata erosi yang terjadi pertahunnya sebesar 0,68 ton/ha/thn, dengan klasifikasi bahaya erosi yang sangat ringan. 9. SUMUR RESAPAN Karena limpasan air permukaannya lebih besar dari laju infiltrasi maka perlu dibuat sumur resapan. Sumur resapan air hujan adalah prasarana untuk menampung dan meresapkan air hujan ke dalam tanah, dengan persyaratan umum yang harus dipenuhi antara lain sebagai berikut: a. Sumur resapan air hujan ditempatkan pada lahan yang relatif datar; b. Air yang masuk ke dalam sumur resapan adalah air hujan tidak tercemar; c. Penetapan sumur resapan air hujan harus mempertimbangkan keamanan bangunan sekitarnya; GEO - 119

6 d. Harus memperhatikan peraturan daerah setempat; e. Hal-hal yang tidak memenuhi ketentuan ini harus disetujui Instansi yang berwenang. Persyaratan teknis yang harus dipenuhi antara lain adalah sebagai berikut: a. Ke dalam air tanah minimum 1,50 m pada musin hujan; b. Struktur tanah yang dapat digunakan harus mempunyai nilai permebilitas tanah 2,0 cm/jam. c. Jarak penempatan sumur resapan air hujan terhadap bangunan, Tabel 3. Jarak minimum sumur resapan terhadap bangunan No Jenis Bangunan Jarak minimum dari sumur resapan air hujan (m) 1 Sumur resapan air hujan/ sumur air bersih 3 2 Pondasi bangunan 1 3 Bidang resapan /sumur resapan tangki septik KESIMPULAN Berdasarkan hasil analisis data yang dilakukan, diperoleh bahwa jenis tanah di wilayah bukit wongge adalah pasir berkerikil dengan sedikit bagian halus. dengan besar koefisien rembesan 1,05 x 10-1, besar infiltrasi 5,4 cm/jam (tergolong lambat), sehingga limpasan air saat hujan dengan intensitas tinggi adalah sebesar 125 mm/jam, dan kedalaman bidang longsor saat kondisi jenuh sampai pada kaki lereng dengan angka keamanan 0,556 (kondisi kritis), maka penanganan pendekatan yang diambil untuk mengatasinya antara lain penggunaan dinding penahan untuk menjaga stabilitas tanah lereng dan menahan gerusan tanah bagian permukaan lereng serta pembuatan sumur resapan untuk mengurangi limpasan permukaan yang besar sehingga tidak terbentuk lagi alur aliran pada permukaan tanah. DAFTAR PUSTAKA Anonim Tata Cara PerencanaanSumur Resapan Air Hujan untuk Lahan Pekarangan SNI No Jakarta: Balitbang Kimpraswil Asdak, Chay., Hidrologi dan Pengeolaan Daerah Aliran Sungai, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta, 2002 Bowles, J.E. (1984). Sifat-sifat Fisis dan Geoteknis Tanah, Erlanga, Jakarta Bowles, Joseph B., Analisis Dan Desain Pondasi, Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta, Das, Braja M. (1985). Mekanika Tanah (Prinsip-prinsip Rekayasa Geoteknis) Jilid Penerbit Erlangga : Jakarta Hardjoamidjojo, Soedodo, Sukartaamatmadja, Budi Santtoso. (1998). Mekanika Tanah Lanjutan. Gunadarma Jakarta Kelompok Kerja Erosi dan Sedimentasi., Kajian Erosi dan Sedimentasi Pada DAS Teluk Balikpapan Kalimantan Timur. Proyek Pesisir/CRMP Kironoto, Bambang Agus, dkk., Diktat Kuliah Hidraulika Transfor Sedimen. PPS-Teknik Sipil, Yogyakarta Linsley, Rey K., Franzini Joseph B.,1989. Teknik Sumber Daya Air, Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta Rahim, Supli Effendi., Pengendalian Erosi Tanah Dalam Rangka Pelestarian Lingkungan Hidup, Penerbit Bumi Aksara, Jakarta. Rantung, Marizca Monica, dkk., Analisa Erosi dan Sedimentasi Pada Lahan Di Sub DAS Panasen Kabupaten Minahasa, Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sam Ratulangi. Sukandi., Teknik Pengawetan Tanah Dan Air, Graha Ilmu dan Creata-LPPM, Yogyakarta Sutapa, I Wayan., Analisis Potensi Erosi Pada DAS Di Sulawesi Tengah, Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Tadulako GEO - 120