Analisa Stabilitas Lereng akibat Curah Hujan Bulanan dengan Metode Fellenius di Desa Sumbersari DAS Tirtomoyo Wonogiri SKRIPSI

Transkripsi

1 Analisa Stabilitas Lereng akibat Curah Hujan Bulanan dengan Metode Fellenius di Desa Sumbersari DAS Tirtomoyo Wonogiri Slope Stability Analysis cause by Monthly Rainfall with Fellenius Methode in Sumbersari village Tirtomoyo Watershed Wonogiri SKRIPSI Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta Disusun oleh : HENY PRATIWI I JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2015

2

3

4 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL... HALAMAN PERSETUJUAN. HALAMAN PENGESAHAN.. MOTTO PERSEMBAHAN. ABSTRAK KATA PENGANTAR.. DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL. DAFTAR NOTASI.. DAFTAR LAMPIRAN. i ii iii iv iv v vii viii x xii xiii xiv BAB 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Rumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian.. 3 BAB 2. LANDASAN TEORI Tinjauan Pustaka Dasar Teori. 5 viii

5 Analisa stabilitas lereng Metoda irisan (Method of slices) Tebal Tanah Jenuh Data Hujan HujanWilayah Metode Thiessen Curah Hujan Metode SCS-CN BAB 3. METODE PENELITIAN Uraian Umum Pengujian data parameter tanah di Laboratorium Analisis perhitungan hujan bulanan Analisis dengan Metode SCS-CN Perhitungan Tebal tanah jenuh Analisis dengan Metode Fellenius Alur Penelitian BAB 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN Hasil Pengujian Data Tanah di Laboratorium Hasil Perhitungan Hujan Bulanan Hasil Perhitungan Air Infiltrasi (F) Hasil Perhitungan Tebal Tanah Jenuh Akibat Infiltrasi Hasil Perhitungan Analisa Stabilitas Lereng pada Kondisi Belum Terjadi Hujan dengan Metode Fellenius Hasil Perhitungan Analisa Stabilitas Lereng akibat curah hujan bulanan dengan Metode Fellenius Pembahasan ix

6 BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA x

7 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1. Perubahan safety factor lereng untuk kondisi curah hujan basah (wet antecedent soil moisture condition) pada bulan Desember 2007 (Tohari A dkk, 2007) 4 Gambar 2.2. Gaya-gaya yang bekerja pada irisan (Fellinius, 1927 dalam Hardiyatmo, 2006). 11 Gambar 2.3. Poligon Thiessens Gambar 2.4. Komponen infiltrasi dengan menggunakan Metode SCS-CN Gambar 3.1. Model Lereng ( Syahbana, 2013).. 18 Gambar 3.2. Model Lereng setelah terjadi hujan ( Syahbana, 2013). 18 Gambar 3.3. Poligon Thiessen untuk koefisien Thiessen (Adistira E, 2014). 20 Gambar 3.4. Pemetaan Tata Guna Lahan Lereng Dusun Sumbersari (Google Earth, 2014).. 21 Gambar 3.5. Diagram alir metode penelitian.. 23 Gambar 4.1. Grafik curah hujan bulanan selama 5 tahun Gambar 4.2. Bidang longsor pada lereng 30 sebelum terjadi hujan.. 31 Gambar 4.3. Bidang longsor pada lereng 45 sebelum terjadi hujan.. 33 Gambar 4.4. Bidang longsor pada lereng 60 sebelum terjadi hujan.. 36 Gambar 4.5. Grafik hubungan kemiringan lereng dengan safety factor lereng. 38 Gambar 4.6. Lereng 30 setelah terjadi hujan. 39 Gambar 4.7. Grafik hubungan intensitas curah hujan bulanan dengan safety factor lereng tahun Gambar 4.8. Grafik hubungan intensitas curah hujan bulanan dengan safety factor lereng tahun Gambar 4.9. Grafik hubungan intensitas curah hujan bulanan dengan safety factor lereng tahun xi

8 Gambar Grafik hubungan intensitas curah hujan bulanan dengan safety factor lereng tahun Gambar Grafik hubungan intensitas curah hujan bulanan dengan safety factor lereng tahun xii

9 DAFTAR TABEL Tabel 2.1. Nilai safety factor berdasarkan intensitas kelongsorannya (Bowles, 1989) 8 Tabel 2.2. Pengaruh keberadaan tanaman secara mekanis Tabel 2.3. Pengelompokan Tanah Hidrologi 17 Tabel 2.4. Modifikasi Angka-angka Kurva Limpasan Untuk Jawa (AMC II).. 17 Tabel 3.1. Tabel Variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun Tabel 3.2. Nilai koefisien Thiessen pada tiap stasiun pengukur hujan (Adistira E,2014) Tabel 4.1 Nilai Parameter Data Tanah.. 24 Tabel 4.2. Curah hujan bulanan tahun 2007 sampai dengan tahun Tabel 4.3 Data tata guna lahan lereng dusun Sumbersari bersumber dari (Earth Point KML Shape) Tabel 4.4 Input data tata guna lahan lereng terhadap nilai indeks CN Tabel 4.5 Luas tata guna lahan dan nilai CN lereng desa Sumbersari DAS Tirtomoyo Tabel 4.6 Nilai air infiltrasi pada tahun 2007 sampai dengan tahun Tabel 4.7 Hasil perhitungan tebal tanah jenuh pada tahun 2007 sampai dengan tahun Tabel 4.8. Tabel perhitungan irisan aplikasi metode Fellenius untuk lereng 30 sebelum terjadi hujan. 32 xiii

10 Tabel 4.9. Tabel perhitungan irisan aplikasi metode Fellenius untuk lereng 45 sebelum terjadi hujan. 35 Tabel 4.10 Tabel perhitungan irisan aplikasi metode Fellenius untuk lereng 60 sebelum terjadi hujan. 37 Tabel 4.11 Tabel perhitungan irisan aplikasi metode Fellenius untuk lereng 30 sebelum terjadi hujan akibat curah hujan bulan Januari tahun Tabel 4.12 Hasil variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun Tabel 4.13 Hasil variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun Tabel 4.14 Hasil variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun Tabel 4.15 Hasil variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun Tabel 4.16 Hasil variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun xiv

11 DAFTAR NOTASI α : sudut bidang longsor ( o ) β : sudut bidang lereng ( o ) c : kohesi tanah (kn/m 2 ) CN : Angka-angka kurva limpasan (Curve Number) e : angka pori F : Air Infiltrasi γ : berat volume tanah (kn/m 3 ) γ sat : berat volume tanah jenuh (kn/m 3 ) H : tinggi lereng (m) Hs : tebal tanah jenuh (m) Ia : Initial abstraction (mm) L F P : panjang bidang longsor (m) : Curah hujan (mm) φ : sudut geser tanah ( o ) Q : Debit limpasan ( mm/bulan) S : Potential Maximum Retention (mm) SF : safety factor (safety factor lereng) τ : tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah(kn/m 2 ) τd : tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor (kn/m 2 ) V f : Volume air infiltrasi (m 3 ) Vw : Volume air yang harus ditambahkan (m 3 ) W : berat massa tanah (kn) W w : Berat air yang harus ditambahkan (kn) xv

12 DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A (Data Tanah) LAMPIRAN B (Data Hujan) LAMPIRAN C (Perhitungan Manual) LAMPIRAN D (Penentuan Bidang Potensial Longsor dengan bantuan perangkat lunak Slope W/ Arahan Krahn J) LAMPIRAN E (Kelengkapan Administrasi) xvi

13 MOTTO Life is an adventure Explore the processs Embrace your dream Keep Fighting and Never give up PERSEMBAHAN Karya ini kupersembahkan kepada Ibu, Bapak, Adikku tercinta dan Aldriansyah Akbar. iv

14 ABSTRAK Heny Pratiwi, 2014, ANALISA STABILITAS LERENG AKIBAT CURAH HUJAN BULANAN DENGAN METODE FELLENIUS DI DESA SUMBERSARI DAS TIRTOMOYO WONOGIRI Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Surakarta. ABSTRAK Kasus longsor yang terjadi di beberapa bagian Daerah Aliran Sungai (DAS) Tirtomoyo memperlihatkan bahwa bencana longsor terjadi pada saat musim penghujan akibat adanya infiltrasi air hujan. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis potensi longsor di Desa Sumbersari Das Tirtomoyo Wonogiri akibat curah hujan bulanan untuk keperluan mitigasi bencana. Data hujan yang akan dihitung sebagai beban pada lereng diamati pada bulan basah selama periode lima tahun yaitu tahun 2007 sampai dengan tahun Metode Penelitan dibuat dengan memodelkan lereng pada beberapa variasi kemiringan lereng dari kondisi landai hingga curam yaitu pada sudut 30, 45 dan 60 dengan kondisi lapisan tanah homogen. Analisis Stabilitas Lereng menggunakan Metode Fellenius. Metode Fellenius dipilih karena dapat memberikan angka keamanan yang lebih rendah dengan perhitungan yang teliti. Faktor keamanan sebesar 1.07 dirujuk sebagai ambang batas keamanan untuk kejadian atau intensitas longsoran longsor terjadi biasa/sering (lereng labil) dan longsor pernah terjadi. Hasil analisa stabilitas lereng tanpa beban hujan pada kemiringan lereng 30, 45, dan 60 berturut-turut , dan Hasil analisa stabilitas lereng pada kondisi tidak ada hujan menunjukan bahwa lereng pada kemiringan 45 dan lereng pada kemiringan 60 sudah longsor dengan nilai faktor aman (safety factor) <1.07 Hasil analisa stabilitas lereng pada kondisi tidak ada hujan menunjukan bahwa faktor aman (safety factor) mengalami penurunan stabilitas lereng untuk kemiringan yang curam. Hasil analisa stabilitas lereng pada kondisi hujan menunjukan bahwa lereng dengan kemiringan 30 berada dalam kondisi kritis dengan nilai faktor aman (safety factor) < 1.07 akibat intensitas hujan bulanan > 250 mm/bulan. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi acuan untuk menganalisa stabilitas lereng dalam suatu daerah aliran sungai. Kata kunci: Stabilitas Lereng, Curah hujan bulanan, Infiltrasi, Safety Factor v

15 ABSTRACT Heny Pratiwi, 2014, SLOPE STABILITY CAUSING BY MONTHLY RAINFALL WITH FELLENIUS METHODE IN SUMBERSARI VILLAGE TIRTOMOYO WATERSHED WONOGIRI Final Assignment, Civil Engineering Department, Engineering Faculty, Sebelas Maret University. Surakarta. ABSTRACT The case of landslides that occurred in some parts of Watershed (DAS) Tirtomoyo showed that the landslide occurred during the rainy season cause by the infiltration of rainfall. This research was conducted to analyze the potential landslide in the village Sumbersari Tirtomoyo watershed Wonogiri causing by the monthly rainfall for disaster mitigation purposes. Rainfall data will be calculated as the load on the slopes observed in the wet for a period of five years ie 2007 to Research Methods created by modeling the slopes on some variation of the slope of the conditions from steep angle until ramps angle at an angle of 30, 45 and 60 with a homogeneous layer of soil conditions. Slope Stability Analysis using Fellenius method. Fellenius method chosen because it can provide a lower safety factor with careful calculation. safety factor < 1.07 is referred to safety threshold for the occurrence of avalanches or landslides occur intensity regular / frequent (unstable slopes) or landslides that have occurred. Slope stability analysis results when there wasn t any rainfall on the slope of 30, 45, and 60 respectively , and The results of the analysis of slope stability conditions showed slope at 45 and 60 before rainfall occurred already have landslide with the value of safety factor <1.07. Slope stability analysis results in no rainfall conditions showed that the safety factor decreased slope stability for steep slope. Results of analysis of slope stability in conditon after rainfall occurred shows that the slope 30 was in critical condition with a value of safety factor (safety factor) <1:07 due to the intensity of monthly rainfall> 250 mm / month. This research is expected to be a reference for analyzing the stability of slopes in the watershed.dasdasdasdasdasdasdasdasdasdasdasdasdsfgdfgdfgdfgdhadasdasd Keywords: Slope stability, Monthly Rainfall, Infiltration, Safety Factor vi

16 KATA PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmat-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi ini dengan baik. Penyusunan skripsi dengan judul Analisa Stabilita Lereng akibat Curah Hujan Bulanan dengan Metode Fellenius di Desa Sumbersari DAS Tirtomoyo Wonogiri ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. Dalam penyusunan skripsi ini penyusun mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penyusun mengucapkan terima kasih kepada: 1. Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta. 2. Ir. Noegroho Djarwanti MT, selaku Dosen Pembimbing Skripsi I. 3. Dr. Niken Silmi Surjandari, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Skripsi II. 4. Ir. Ir. Susilowati, MSi selaku Dosen Pembimbing Akademik. 5. Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Sipil 2010, khususnya saudari Alfi Rizqi Mazidah, Anisa Anggriani, Apriliani Nur A, Erlita Andriani, Hilyatuz Zakiya, Ratnasari Kusumaningrum, Tiara Rhafmiati. 6. Rekan-rekan skripsi geoteknik Fachrudin, Hawin, Janu, dan Rijal. 7. Seluruh pihak yang telah membantu proses penyusunan skripsi ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa masih banyak kesalahan dan kekurangan, untuk itu penulis mengharap kritik dan saran yang membangun dari pembaca demi kesempurnaan skripsi ini. Surakarta, 6 Januari 2015 Penulis vii