PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015

Transkripsi

1 PENGARUH CURAH HUJAN HARIAN MAKSIMUM BULANAN TERHADAP STABILITAS LERENG STUDI KASUS DESA MANGUNHARJO KECAMATAN JATIPURNO KABUPATEN WONOGIRI ` THE EFFECT OF THE MAXIMUM MONTHLY RAINFALL ON THE SLOPE STABILITY CASE STUDY AT MANGUNHARJO VILLAGE JATIPURNO SUBDISTRICT WONOGIRI REGENCY SKRIPSI Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : M. ZIKRY TAWAKKAL I PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015 i

2 HALAMAN PERSETUJUAN PENGARUH CURAH HUJAN HARIAN MAKSIMUM BULANAN TERHADAP STABILITAS LERENG STUDI KASUS DESA MANGUNHARJO KECAMATAN JATIPURNO KABUPATEN WONOGIRI The Effect of The Maximum Monthly Rainfall On The Slope Stability Case Study at Mangunharjo Village Jatipurno Subdistrict Wonogiri Regency SKRIPSI Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh: M. ZIKRY TAWAKKAL NIM I Telah disetujui untuk dipertahankan dihadapan tim penguji pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Dosen Pembimbing I Persetujuan dosen pembimbing Dosen Pembimbing II Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T. R. Harya Dananjaya H I, S.T., M.Eng NIP NIP ii

3 HALAMAN PENGESAHAN PENGARUH CURAH HUJAN HARIAN MAKSIMUM BULANAN TERHADAP STABILITAS LERENG STUDI KASUS DESA MANGUNHARJO KECAMATAN JATIPURNO KABUPATEN WONOGIRI The Effect of The Maximum Monthly Rainfall On The Slope Stability Case Study at Mangunharjo Village Jatipurno Subdistrict Wonogiri Regency Disusun oleh: M. ZIKRY TAWAKKAL NIM I Telah dipertahankan di hadapan Tim Penguji Pendadaran Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. Pada hari : Selasa Tanggal : 29 Desember 2015 Dr. Niken Silmi Surjandari, ST, MT... NIP R. Harya Dananjaya H.I, ST, MEng... NIP Ir. Noegroho Djarwanti, MT... NIP Dr. Ir. RR Rintis Hadiani, MT... NIP Disahkan, Ketua Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik UNS Wibowo, S.T., DEA. NIP iii

4 MOTTO Dan janganlah engkau berjalan di bumi ini dengan sombong, karena sesungguhnya engkau tidak akan dapat menembus bumi dan tidak akan mampu menjulang setinggi gunung (QS. Al-Isra : 37) Ilmu itu lebih baik daripada harta. Ilmu menjaga engkau dan engkau menjaga harta. Ilmu itu penghukum (hakim) dan harta terhukum. Harta itu kurang apabila dibelanjakan tapi ilmu bertambah bila dibelanjakan (Saidina Ali bin Abi Thalib) Efforts And Courage Are Not Enough Without Purpose And Direction (John F. Kennedy) Barang Siapa Ingin Mutiara Harus Berani Terjun Ke Laut Yang Dalam (Ir. Soekarno) iv

5 PERSEMBAHAN Ibu, bapak, adikku Bilqis dan seluruh keluarga besar yang selalu memberikan doa, nasehat, dukungan dan motivasi selama proses pengerjaan skripsi ini. Bu Niken selaku dosen pembimbing skripsi I yang telah memberikan topik penelitian ini kepada saya serta masukan, saran, nasehat, dan motivasi selama proses pengerjaan skripsi ini. Pak Harya selaku dosen pembimbing skripsi II atas segala masukan dan sarannya. Tim lereng Demar, Desta, dan Bithriq yang telah berjuang bersama di dalam pengerjaan topik skripsi lereng ini. Terima kasih karena telah bersabar selama ini ketika harus berulang kali mengulang analisa untuk mendapatkan metode yang tepat dalam skripsi ini. You are the best, fallas.. Keluarga besar Lab Mekanika Tanah UNS Bos Ari, Demar, Reza, Prayogo, Pak Gimin yang telah banyak membantu dalam proses uji sampel tanah di Lab Mektan UNS. Teman teman Manis Manja FC Azmi, Irson, Mawid, Chawib, Hadio, Heri Galih, Prasdul, Suhaemi, Ryan, Bagus Saputra atas segala tawa candanya selama ini. Terimakasih karena telah menjadi tempat untuk menghilangkan rasa jenuh ketika mengerjakan skripsi. See u on top guys..! Kapan-kapan kita main futsal lagi yeesss... Teman-teman Teknik Sipil UNS Angkatan 2011 yang selama ini telah banyak membantu saya selama proses menuntut ilmu di UNS. Teman-teman KOS DOMINO yang selama ini telah banyak membantu dan menemani hari-hari saya selama berada di Surakarta. v

6 ABSTRAK M. Zikry Tawakkal Pengaruh Curah Hujan Harian Maksimum Bulanan Terhadap Stabilitas Lereng. Skripsi. Program Studi Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas Maret. Surakarta. Wonogiri merupakan salah satu kabupaten di Jawa Tengah yang sebagian besar wilayahnya berupa lereng atau perbukitan. Di banyak daerah perbukitan seperti Wonogiri bencana tanah longsor sering terjadi. Salah satu penyebab terjadinya tanah longsor adalah hujan lebat/hujan berkepanjangan. Penelitian ini dilakukan di Desa Mangunharjo Kec. Jatipurno Kab. Wonogiri dengan tujuan untuk mengetahui besarnya pengaruh hujan dan kemiringan lereng terhadap faktor keamanan lereng. Penelitian ini menggunakan data hujan harian maksimum bulanan selama 10 tahun antara tahun dan data tanah yang diperolah dari uji sampel tanah yang diambil di lokasi penelitian. Metode Green-Ampt digunakan untuk menghitung besar tebal tanah jenuh yang terjadi akibat adanya infiltrasi air hujan (Hsat). Lama hujan yang terjadi dalam sehari diambil selama 4 jam. Stabilitas lereng dihitung dengan menggunakan metode Lereng Tak Hingga (Infinite Slope) untuk memperoleh nilai faktor keamanan (SF) lereng. Model lereng menggunakan variasi kemiringan sebesar 30 o, 42 o, 45 o, dan 60 o. Dari hasil penelitian diketahui bahwa infiltrasi air akibat hujan berpengaruh terhadap stabilitas lereng. Untuk semua model lereng, nilai SF menurun setelah hujan terjadi. Penurunan nilai SF ini disebabkan oleh bertambahnya beban pada lereng karena infiltrasi air hujan ke dalam tanah. Kemiringan lereng juga berpengaruh terhadap stabilitas lereng. Semakin besar kemiringan suatu lereng semakin kecil nilai SF yang diperoleh. Model lereng dengan kemiringan 60 o mempunyai nilai SF < 1 yang menunjukkan bahwa lereng tidak stabil. Kata Kunci : Green-Ampt, Infiltrasi, Infinite Slope, Longsor vi

7 ABSTRACT M. Zikry Tawakkal The Effect of The Maximum Monthly Rainfall On The Slope Stability. Undergraduate Thesis, Civil Engineering Department. Engineering Faculty. Sebelas Maret University. Surakarta. Wonogiri is one of district in Central Java that the most of its territory is formed by the slopes or hills. Wonogiri has many hills area that landslides often occur. One of the causes of landslides are heavy rain or rain in the length period. This research was conducted in the Mangunharjo Village Jatipurno Subdistrict Wonogiri Regency. The aim of this research to determine the influence of rain and slope angle to Slopes safety factor (SF). This research used maximum monthly rainfall data for 10 years between and soil data were obtained from the soil samples test taken from the site. Green-Ampt Infiltration Method used to calculate the thickness of saturated soil which caused by the infiltration or rainwater. The duration rains that occur in a day taken during 4 hours. Slope stability is calculated by using an infinite slope method to obtain the value of the slopes safety factor (SF). The slope model uses a variation of angle 30 o, 42 o, 45 o, and 60 o. The result revealed that infiltration of rainwater have an effect on the slope stability. For all slope models, SF s values decreased after rainfall occurred. The decrease of SF s values is caused by increasing the load on the slope because of the infiltration of rainwater into the soil. The slope angle also have an effect on the slope stability. The greater slope angle the smaller of SF s value are obtained. The slope models with an angle 60 o has a SF < 1 which indicates that the slopes are unstable. Keyword : Green-Ampt, Infiltration, Infinite Slope, Landslides vii

8 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas segala rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi/tugas akhir dengan judul Pengaruh Curah Hujan Harian Maksimum Bulanan Terhadap Stabilitas Lereng (Studi Kasus: Desa Mangunharjo, Jatipurno, Wonogiri). Penulisan laporan penelitian ini merupakan salah satu syarat memperoleh gelar Sarjana Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta pada tahun Penulisan laporan penelitian ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan, dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini penyusun menyampaikan terima kasih kepada: 1. Segenap Pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T. dan R. Harya Dananjaya H I, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing skripsi yang telah banyak berbagi ilmu kepada penulis. 3. Seluruh dosen dan staf di lingkungan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta 4. Rekan-rekan mahasiswa S-1 Teknik Sipil Reguler angkatan 2011 atas dukungan dan motivasinya selama ini, kalian juara! 5. Semua pihak yang tidak bisa penyusun sebutkan satu persatu Penulis mengharap kritik dan saran untuk kemajuan penelitian berikutnya. Akhirnya penyusun berharap skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi ilmu pengetahuan khususnya bidang teknik sipil. Surakarta, Desember 2015 Penulis viii

9 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PERSETUJUAN... ii HALAMAN PENGESAHAN... iii MOTTO... iv PERSEMBAHAN... v ABSTRAK... vi ABSTRACT... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiii DAFTAR NOTASI... xiv BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Masalah Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian... 3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI 2.1. Tinjauan Pustaka Landasan Teori Pengertian Longsoran Penyebab Longsoran Teori Analisis Stabilitas Lereng Faktor commit Keamanan to user... 9 ix

10 Metode Lereng Tak Hingga (Infinite Slope) Analisis Hidrologi Perhitungan Hujan Wilayah Metode Poligon Thiessen Perhitungan Intensitas Hujan Metode Mononobe Analisis Infiltrasi Metode Green-Ampt BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1. Uraian Umum Data Hujan Data Tanah Analisis Hidrologi Perhitungan Hujan Wilayah Metode Poligon Thiessen Perhitungan Intensitas Hujan Metode Mononobe Analisis Infiltrasi Metode Green-Ampt Permodelan Lereng Analisis Stabilitas Lereng Karena Pengaruh Air Hujan Diagram Alir Penelitian BAB 4 PEMBAHASAN 4.1. Analisis Data tanah Pengujian Laboratorium Hasil Pengujian Sampel Tanah Analisis Data Hidrologi Data Hujan Metode Infiltrasi Green-Ampt Analisis Stabilitas Lereng Analisis Stabilitas Lereng Sebelum Hujan Analisis Stabilitas commit Lereng to user Setelah Hujan x

11 4.4. Hasil Analisis BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA... xvi LAMPIRAN... xvii xi

12 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Analisis Stabilitas Lereng Tak Hingga Gambar 2.2 Infiltrasi Green-Ampt (Li Chen et al, 2006) Gambar 3.1 Peta Sub DAS Keduang Gambar 3.2 Stasiun Hujan di DAS Keduang Gambar 3.3 Permodelan Lereng Gambar 3.4 Diagram Alir Penelitian Gambar 4.1 Grafik Hubungan Intensitas Hujan dengan Tebal Tanah Jenuh (Hsat) 33 Gambar 4.2 Grafik Hasil Trial-Error Nilai H Gambar 4.3 Grafik Hubungan Bulan Analisis dengan Faktor Keamanan (SF) Gambar 4.4 Grafik Hubungan Tebal Tanah Jenuh (Hsat) dengan Faktor Keamanan (SF) Gambar 4.5 Grafik Hubungan Intensitas Hujan dengan Faktor Keamanan (SF) Gambar 4.6 Grafik Hubungan Faktor Keamanan (SF) dengan Kemiringan Lereng xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Novelty Penelitian... 6 Tabel 2.2 Parameter Infiltrasi Green-Ampt Untuk Berbagai Kelas Tanah Tabel 4.1 Data Properties Tanah Tabel 4.2 Parameter Tanah Tambahan Tabel 4.3 Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Jatiroto Tabel 4.4 Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Jatisrono Tabel 4.5 Data Hujan Harian Maksimum Bulanan Stasiun Ngadirojo Tabel 4.6 Koefisien Thiessen DAS Keduang Tabel 4.7 Hujan Wilayah DAS Keduang Tabel 4.8 Intensitas Hujan DAS Keduang Tabel 4.9 Parameter Metode Infiltrasi Green-Ampt Tabel 4.10 Hasil Analisis Infiltrasi Green-Ampt Tabel 4.11 Contoh Trial-Error Nilai H Tabel 4.12 Rekapitulasi Hasil Analisis Stabilitas Lereng Tabel 4.13 Rekapitulasi Hasil Perhitungan Kedalaman Kritis xiii

14 DAFTAR NOTASI SF = faktor keamanan (safety factor) = tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah (kn/m 2 ) d = tahanan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah (kn/m 2 ) c = kohesi (kn/m2) = tegangan normal (kn/m 2 ) = sudut gesek dalam tanah (derajat) w = kadar air (%) b = berat isi tanah basah (kn/m 3 ) sat = berat isi tanah jenuh (kn/m 3 ) d = berat isi tanah kering (kn/m 3 ) Gs e n Sr W H H1 Hsat p p A I t R24 F(t) k = berat jenis tanah = angka pori = porositas = derajat kejenuhan = gaya berat = tebal tanah dari permukaan lereng sampai ke bidang longsor (m) = tebal tanah asli (m) = tebal tanah jenuh (m) = curah hujan = hujan rerata daerah = luas daerah = intensitas hujan untuk lama hujan t = lama hujan = curah hujan maksimum selama 24 jam = infiltrasi kumulatif (cm) = koefisien permeabilitas (cm/jam) = sudut kemiringan lereng (derajat) xiv

15 s i Fp tp ts = suction (cm) = kelembaban tanah jenuh = kelembaban tanah awal sebelum terjadi infiltrasi = jumlah air yang terinfiltrasi sebelum air mulai menggenang (cm) = waktu yang dibutuhkan air untuk menggenang (jam) = waktu sebelum infiltrasi mencapai Fp (jam) xv