digilib.uns.ac.id BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4. Hasil Pengujian Sampel Tanah Berdasarkan pengujian yang dilakukan sesuai dengan standar yang tertera pada subbab 3.2, diperoleh hasil yang diuraikan pada Tabel 4.. Tabel 4. Hasil pengujian sampel tanah Parameter Tanah Simbol Satuan Sampel Sampel 2 Sampel 3 Kadar air w % 34,08 37,27 28,0 Berat volume tanah γ b gram/cm 3,47,42,52 Berat jenis tanah G s - 2,48 2,49 2,47 Kerikil - % 8,67 0,43,37 Pasir - % 6,77 3,68 25,22 Lanau + Lempung - % 74,57 85,88 73,42 Batas cair tanah LL % 52,74 48,92 43,2 Batas plastis tanah PL % 40,4 3,99 28,70 Klasifikasi Tanah - - MH ML ML Kohesi c kg/cm 2 0,4 0,3 0,27 Sudut Geser Dalam φ... 26,27 4,73 27,80 Permeabilitas Tanah k cm/jam 0,0693 Keterangan: Sampel : Sampel yang diambil pada puncak lereng Sampel 2 : Sampel yang diambil pada tubuh lereng Sampel 3 : Sampel yang diambil pada kaki lereng Ilustrasi dari lokasi pengambilan masing-masing sampel disajikan pada Gambar 4.. Hasil pengujian pada Tabel 4. menunjukkan bahwa sampel tanah merupakan jenis lanau dengan plastisitas tinggi (MH), sedangkan sampel tanah 2 dan 3 merupakan jenis lanau anorganik (ML). 29
digilib.uns.ac.id 30 Sampel Sampel 2 Sampel 3 β Gambar 4. Ilustrasi lokasi pengambilan sampel 4.2. Analisis Mekanika Tanah Hasil pengujian laboratorium pada Tabel 4. masih perlu diolah lagi untuk mendapatkan parameter lain yang selanjutnya digunakan pada analisis-analisis selanjutnya. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui nilai angka pori (e), porositas (n), berat volume tanah jenuh (γ sat ), kandungan air awal tanah sebelum terinfiltrasi (θ i ), kandungan air tanah jenuh (θ s ). Data awal yang diperoleh dari hasil pengujian laboratorium, diambil contoh dari sampel, antara lain : w n = 34,08 % γ b =,47 gram/cm 3 G S = 2,48 Data laboratorium tersebut dapat digunakan untuk menghitung angka pori (e) dengan menggunakan persamaan (2.3) e e 2, 48 0,3408,47,262
digilib.uns.ac.id 3 Setelah memperoleh angka pori (e) dapat diketahui nilai porositas (n) dengan menggunakan persamaan (2.4) n n,262, 262 0,558 Lalu dapat dihitung nilai berat volume tanah pada kondisi jenuh (γ sat ) dengan menggunakan persamaan (2.6) sat 2,48,262, 262 sat 6, 223 kn/m 3 Setelah mendapatkan nilai angka pori (e) dapat diketahui derajat kejenuhan (S) dengan menggunakan persamaan (2.5) S S 2, 480,3408,262 0,670 Dari hasil pengujian laboratorium, yang ditampilkan pada Tabel 4., diketahui nilai permeabilitas (k) sebesar 0,0693 cm/hari serta dengan jenis tanah dominan lanau dan lempung yang disesuaikan dengan Tabel 2.2 maka nilai suction head (ψ) diambil 29,22 cm. Dengan data-data tersebut dapat digunakan untuk menghitung nilai kandungan air awal tanah sebelum terinfiltrasi (θ i ) dengan menggunakan persamaan (2.7) 0,3408, 060 i 0,3639 i Setelah itu dapat dihitung kandungan air pada tanah jenuh (θ i ), dengan nilai S sebesar 00% dan menggunakan persamaan (2.8) θ s = 0,5539 θ s = 0,5539
digilib.uns.ac.id 32 Perhitungan analisis mekanika tanah selengkapnya disajikan pada Tabel 4.2. Tabel 4.2 Hasil perhitungan analisis mekanika tanah Parameter Tanah Simbol Satuan Sampel Sampel 2 Sampel 3 Porositas n - 0,558 0,585 0,59 Angka Pori e -,262,407,080 Berat isi tanah jenuh γ sat kn/m 3 6,223 5,877 6,738 Derajat Kejenuhan S - 0,670 0,660 0,64 Kandungan air awal θ i - 0,3639 Kandungan air jenuh θ s - 0,5539 4.3. Analisisi Hidrologi 4.3. Hujan Harian Maksimum Bulanan Penelitian ini menggunakan data hujan dari tiga stasiun hujan, yaitu Stasiun Jatiroto, Stasiun Jatisrono dan Stasiun Ngadirojo yang diambil pada bulan basah saja yaitu Januari, Februari, Maret, April, November dan Desember. Tabel 4.3 hingga Tabel 4.5 menampilkan data hujan harian maksimum bulanan yang terjadi pada tahun 2004-203 pada bulan-bulan basah. Data hujan harian tersebut sudah teruji kepanggahannya (Avicenna, 205). Tabel 4.3 Hujan harian maksimum bulanan stasiun Jatiroto Tahun Januari Februari Maret April November Desember 2004 77 34 37 66 02 0 2005 0 56 07 0 8 02 2006 57 48 46 32 2 59 2007 82 8 65 46 67 237 2008 25 69 48 38 7 54 2009 74 57 26 53 39 43 200 0 50 72 7 27 60 20 62 62 54 47 80 68 202 0 6 43 67 88 84 203 79 58 62 74 45 63
digilib.uns.ac.id 33 Tabel 4.4 Hujan harian maksimum bulanan stasiun Jatisrono Tahun Januari Februari Maret April November Desember 2004 85 5 44 40 45 0 2005 4 65 7 0 27 49 2006 42 92 25 5 63 66 2007 49 5 73 9 6 7 2008 36 223 70 37 0 0 2009 57 59 53 42 74 87 200 49 78 43 73 0 67 20 66 5 43 40 0 0 202 0 0 0 0 37 50 203 60 0 22 47 43 42 Tabel 4.5 Hujan harian maksimum bulanan stasiun Ngadirojo Tahun Januari Februari Maret April November Desember 2004 70 0 0 0 20 0 2005 0 40 84 0 27 65 2006 46 50 30 36 37 65 2007 30 92 55 98 70 203 2008 6 95 55 45 55 27 2009 75 56 74 38 26 20 200 45 5 89 30 0 72 20 52 50 80 38 50 65 202 50 46 42 44 0 87 203 85 56 86 82 60 55 4.3.2 Hujan Wilayah Tabel 4.3 hingga Tabel 4.5 menampilkan data hujan titik yang harus dikonversikan lebih lanjut lagi untuk menjadi hujan wilayah agar bisa digunakan pada analisis selanjutnya. Data hujan harian maksimum bulanan harus dikalikan terlebih dahulu dengan koefisien Thiessen untuk mendapatkan nilai hujan wilayah. Nilai koefisien Thiessen dari DAS Keduang, Wonogiri yang digunakan pada penelitian ini diambil dari peneliti sebelumnya Avicenna, 205 dapat dilihat pada Tabel 4.6. Tabel 4.6 Koefisien Thiessen DAS Keduang (Avicenna, 205) No Stasiun Hujan Polygon Thiessen Factor Luas (km2) Presentase (%) Stasiun Jatiroto 04,3654 0,2479 2 Stasiun Jatisrono 220,695 0,5230 3 Stasiun Ngadirojo 96,4468 0,229 Jumlah commit 420,987 to user
digilib.uns.ac.id 34 Nilai hujan wilayah dihitung dengan menggunakan persamaan (2.). Berikut adalah contoh perhitungan hujan wilayah pada bulan Januari 2004: Hujan titik tahun 2004 bulan Januari di stasiun hujan Jatiroto = 77 mm, Hujan titik tahun 2004 bulan Januari di stasiun hujan Jatisrono = 85 mm, Hujan titik tahun 2004 bulan Januari di stasiun hujan Ngadirojo = 70 mm, Hujan wilayah = (77 x 0,2479) + (85 x 0,5230) + (70 x 0,229) = 79,5802 mm/hari Hasil perhitungan hujan wilayah di DAS Keduang secara lengkap dapat dilihat pada Tabel 4.7. Tabel 4.7 Hujan wilayah DAS Keduang Tahun Januari Februari Maret April November Desember 2004 79,5802 35,05 32,842 37,287 53,4034 0,0000 2005 7,329 57,043 82,9030 0,0000 24,7688 65,8048 2006 46,6350 7,4698 3,356 42,8532 46,632 64,0355 2007 52,828 67,8304 66,8929 8,4478 64,5494 66,457 2008 39,0005 55,4972 84,095 39,0807 53,20 9,5728 2009 65,3383 57,869 5,75 43,806 54,3264 60,7423 200 35,9360 56,6252 3,0270 62,6529 6,6936 9,20 20 6,800 53,4979 54,2037 4,2772 3,2878 3,7493 202 38,7250 25,66 20,2823 26,6903 4,667 66,9056 203 95,2287 27,2083 46,5788 6,720 47,3905 50,844 4.3.3 Intensitas Hujan Nilai intensitas hujan dihitung dengan menggunakan metode Mononobe. Dalam metode ini, nilai t = 4 jam hal ini dikarenakan rata-rata hujan maksimum pada Daerah Wonogiri dalam hari yakni selama 4 jam (Sobriyah dkk., 200). Berikut contoh perhitungan intensitas hujan yang terjadi pada bulan Januari dengan menggunakan persamaan 2.2. I 79, 4802 24 24 4 2 3 0,94807 mm/jam,0949 cm/jam
digilib.uns.ac.id 35 Hasil perhitungan intensitas hujan selengkapnya disajikan pada Tabel 4.8. Tabel 4.8 Intensitas hujan pada tahun 2004-203 Tahun Januari Februari Maret April Nopember Desember 2004,0949 0,4829 0,4428 0,529 0,7347 0,0000 2005 0,007 0,7848,406 0,0000 0,3408 0,9503 2006 0,646 0,9833 0,433 0,5896 0,646 0,880 2007 0,7268 0,9332 0,9203,206 0,888 2,2900 2008 0,5366 2,393,559 0,5377 0,7307 0,2693 2009 0,8989 0,7954 0,7033 0,6027 0,7474 0,8357 200 0,4944 0,779,5550 0,8620 0,092,2547 20 0,8503 0,7360 0,7457 0,5679 0,4305 0,4368 202 0,5328 0,3530 0,2790 0,3672 0,5664 0,9205 203,302 0,3743 0,6408 0,8490 0,6520 0,6904 4.3.4 Analisis Infiltrasi Metode Green-Ampt Analisis infiltrasi air tanah menggunakan Metode Green-Ampt dengan memperhitungkan nilai parameter permeabilitas (k). Berikut adalah contoh tahapan perhitungan analisis infiltrasi Metode Green-Ampt dengan data hujan bulan Januari 2004 dengan kemiringan lahan 30. Tahap pertama adalah menghitung nilai F p, t p, dan t s yang dapat diketahui dengan Persamaan (2.4), (2.5), dan (2.6). F p 0,5539 0,3639 29, 22, 0949 cos 30 cos30 0, 0693 0,4332 t p 0, 4332, 0949cos 30 t p = 0,4568 jam
digilib.uns.ac.id 36 t s 29, 22 0,5539 0,3639 0, 0893cos 30 0, 0893 ln 0, 0693cos 30 cos 30 29, 22 0,5539 0,3639 t s = 0,2334 Nilai infiltrasi kumulatif (F(t)) diujicobakan pada persamaan (2.), (2.2), atau (2.3) untuk mendapatkan nilai t yang tepat 4 jam (sesuai dengan durasi hujan). Uji coba tersebut telah dilakukan dengan menggunakan Microsoft Excell, dan menghasilkan nilai F(t) yang sesuai adalah,095, maka persamaan yang digunakan adalah Persamaan (2.3). t 0, 4568 0, 2334 0, 0693cos 30 29, 22 0,5539 0,3639, 095cos 30, 095 ln cos 30 29, 22 0,5539 0,3639 t = 4 jam Nilai infiltrasi kumulatif (F(t)) tersebut dimasukkan pada Persamaan (2.7) untuk mencari ketebalan tanah jenuh (Z f ). Z f,095 0,5539 0,3639 Z f = 9,785 cm = 0,0978 m Contoh perhitungan di atas menggunakan sudut 30º. Analisis selanjutnya membutuhkan variasi sudut 0º, 45º, 48º, dan 60º sesuai dengan variasi pemodelan lereng yang ada. Hasil perhitungan ketebalan tanah jenuh (Z f ) selengkapnya ditampilkan pada Tabel 4.9.
digilib.uns.ac.id 37 Tabel 4.9 Ketebalan tanah jenuh akibat infiltrasi air hujan No Tahun Bulan Ketebalan Tanah Jenuh, Z f (m) Sudut Kemiringan Lereng (β) 0 30 45 48 60 Januari 0,0999 0,0978 0,0948 0,0939 0,0883 2 Februari 0,0888 0,0830 0,078 0,0680 0,0508 3 Maret 0,0859 0,0790 0,0659 0,0624 0,0466 2004 4 April 0,0905 0,0853 0,0756 0,0722 0,0540 5 November 0,0968 0,0938 0,0888 0,087 0,0757 6 Desember - - - - - 7 Januari 0,022 0,084 0,050 0,042 0,006 8 Februari 0,0976 0,0947 0,0902 0,0887 0,0788 9 Maret 0,00 0,098 0,0952 0,0943 0,089 2005 0 April - - - - - November 0,077 0,062 0,0507 0,0480 0,0359 2 Desember 0,0988 0,0963 0,0926 0,094 0,0838 3 Januari 0,0950 0,094 0,085 0,0830 0,0675 4 Februari 0,0993 0,097 0,0936 0,0926 0,0860 5 Maret 0,0849 0,0776 0,0642 0,0608 0,0454 2006 6 April 0,0936 0,0894 0,082 0,0797 0,062 7 November 0,0950 0,094 0,085 0,0830 0,0675 8 Desember 0,0986 0,096 0,0922 0,090 0,0830 9 Januari 0,0967 0,0936 0,0885 0,0869 0,0752 20 Februari 0,0990 0,0966 0,0930 0,099 0,0847 2 Maret 0,0989 0,0965 0,0928 0,097 0,0843 2007 22 April 0,000 0,0980 0,0950 0,094 0,0888 23 November 0,0986 0,0962 0,0923 0,09 0,0832 24 Desember 0,08 0,003 0,0983 0,0978 0,0953 25 Januari 0,096 0,0868 0,0780 0,0749 0,0565 26 Februari 0,07 0,002 0,0982 0,0977 0,0950 27 Maret 0,002 0,0982 0,0953 0,0944 0,0893 2008 28 April 0,096 0,0868 0,078 0,0750 0,0566 29 November 0,0968 0,0937 0,0886 0,0870 0,0754 30 Desember 0,0567 0,049 0,040 0,0379 0,0283
digilib.uns.ac.id 38 Lanjutan Tabel 4.9 Ketebalan tanah jenuh akibat infiltrasi air hujan No Tahun Bulan Ketebalan Tanah Jenuh, Z f (m) Sudut Kemiringan Lereng (β) 0 30 45 48 60 3 Januari 0,0987 0,0963 0,0925 0,093 0,0836 32 Februari 0,0977 0,0949 0,0904 0,0890 0,0793 33 Maret 0,0963 0,093 0,0877 0,0860 0,0734 2009 34 April 0,0940 0,0900 0,0830 0,0806 0,0634 35 November 0,0970 0,094 0,089 0,0876 0,0766 36 Desember 0,098 0,0955 0,093 0,0900 0,082 37 Januari 0,0895 0,0839 0,0734 0,0697 0,0520 38 Februari 0,0975 0,0946 0,0900 0,0886 0,0784 39 Maret 0,02 0,0994 0,097 0,0965 0,0930 200 40 April 0,0984 0,0958 0,098 0,0906 0,0823 4 November 0,094 0,068 0,037 0,030 0,0097 42 Desember 0,005 0,0986 0,0959 0,0952 0,0906 43 Januari 0,0983 0,0957 0,096 0,0903 0,088 44 Februari 0,0969 0,0938 0,0888 0,0872 0,0758 45 Maret 0,0970 0,0940 0,089 0,0875 0,0765 20 46 April 0,0928 0,0885 0,0806 0,0779 0,0598 47 November 0,0848 0,0775 0,064 0,0606 0,0453 48 Desember 0,0854 0,0783 0,0650 0,065 0,0460 49 Januari 0,094 0,0866 0,0776 0,0745 0,056 50 Februari 0,0743 0,0644 0,0526 0,0497 0,0372 5 Maret 0,0587 0,0509 0,045 0,0393 0,0294 202 52 April 0,0768 0,0670 0,0547 0,057 0,0387 53 November 0,0928 0,0884 0,0805 0,0778 0,0596 54 Desember 0,0989 0,0965 0,0928 0,097 0,0843 55 Januari 0,007 0,0988 0,0962 0,0955 0,092 56 Februari 0,0780 0,0683 0,0557 0,0527 0,0394 57 Maret 0,0950 0,094 0,085 0,0830 0,0675 203 58 April 0,0983 0,0957 0,096 0,0903 0,088 59 November 0,0953 0,097 0,0856 0,0836 0,0686 60 Desember 0,096 0,0928 0,0872 0,0854 0,0723 Data hujan pada bulan Desember 2004 dan April 2005 tidak tersedia. Oleh karena itu, bulan Desember 2004 dan April 2005 tidak akan dilanjutkan pada perhitungan tahap selanjutnya. Tabel 4.9 menunjukkan bahwa nilai intensitas hujan dan kemiringan lahan akan mempengaruhi besar kecilnya nilai ketebalan tanah jenuh.
digilib.uns.ac.id 39 0,2 0, 0 30 45 48 60 ketebalan tanah jenuh, Zf (m) 0,08 0,06 0,04 0,02 0 0 0,5,5 2 2,5 3 intensitas hujan (cm/jam) Gambar 4.2 Grafik hubungan antara intensitas hujan dengan ketebalan tanah jenuh Gambar 4.2 menunjukkan bahwa semakin besar intensitas hujan yang terjadi maka ketebalan tanah jenuh akan meningkat. Namun, besar peningkatan tersebut akan semakin rendah seiring dengan bertambahnya intensitas hujan dan pada suatu titik akan menjadi konstan. Besar sudut lereng juga akan mempengaruhi ketebalan tanah jenuh. Gambar 4.2 menunjukkan bahwa semakin besar sudut lereng akan mengakibatkan penurunan nilai ketebalan tanah jenuh. Gejala tersebut terjadi karena limpasan air hujan akan semakin besar jika lereng yang ada semakin curam sehingga air yang meresap ke dalam tanah akan semakin sedikit.
digilib.uns.ac.id 40 4.4. Analisis Stabilitas Lereng Metode Fellenius 4.4. Analisis Stabilitas Lereng Sebelum Hujan Berikut adalah contoh bidang longsor pemodelan lereng dengan sudut 30 pada saat kondisi sebelum hujan ditampilkan pada Gambar 4.3. Gambar 4.3 Bidang Longsor Pemodelan Lereng Sebelum Hujan Sudut 30 Untuk memudahkan dalam penerapan aplikasi Metode Fellenius maka dibuat tabel perhitungan setiap irisan seperti pada Tabel 4.0. Berikut merupakan contoh perhitungan pada irisan nomor. Kolom : Sudut dari titik pusat longsor ke titik berat irisan (θ i ) = 59 Kolom 2 : Luas irisan pada lapisan tanah puncak lereng (A ) =,893 m 2 Kolom 3 : Luas irisan pada lapisan tanah tubuh lereng (A 2 ) = 0 m 2 Kolom 4 : Luas irisan pada lapisan tanah dasar lereng (A 3 ) = 0 m 2 Kolom 5 : Berat tanah tiap irisan pada kondisi sebelum hujan W i = (γ. A ) + (γ 2. A 2 ) + (γ 3. A 3 ) =,893. 4,458 = 27,289 kn Kolom 6 : W i. cos θ i = 27,289. cos 59 = 4,0549 kn Kolom 7 : W i. sin θ i = 27,289. sin 59 = 23,393 kn
digilib.uns.ac.id 4 Tabel 4.0 Perhitungan irisan analisis metode Fellenius pada lereng sudut 30 No. Irisan sebelum hujan θi A A 2 A 3 W i W i. cos i W i. sin i 2 3 4 5 6 7 59,8930 0,0000 0,0000 27,289 4,0549 23,393 2 53 4,8430 0,3840 0,0000 75,630 45,2342 60,0278 3 48 5,2080 2,7630 0,0000 3,5534 75,9820 84,3866 4 44 5,80 5,0790 0,0000 45,455 04,603 0,04 5 40 4,3050 7,0630 0,0000 60,453 22,8853 03,30 6 36 3,0270 8,780 0,0000 65,959 34,2288 97,5229 7 32,7480 0,60 0,060 68,2752 42,7055 89,723 8 28 0,480 0,4050,400 68,822 49,0603 79,2567 9 25 0,0000 9,6080 2,2460 67,2748 5,6024 70,6934 0 2 0,0000 8,3300 3,940 63,6090 52,7422 58,6322 8 0,0000 7,050 3,9880 57,6339 49,987 48,75 2 5 0,0000 5,7730 4,6420 49,5857 44,4887 38,756 3 2 0,0000 4,4940 5,60 39,54 36,4627 29,0060 4 8 0,0000 3,260 5,550 27,5280 26,2869 7,7485 5 5 0,0000,9380 5,860 3,684 3,2488 9,9080 6 2 0,0000 0,6590 5,9580 97,9875 97,9278 3,497 7-0,0000 0,0000 5,3590 79,888 79,8697 -,394 8-4 0,0000 0,0000 3,9790 59,34 59,669-4,374 9-7 0,0000 0,0000 2,4770 36,9224 36,6472-4,4997 20-0,0000 0,0000 0,850 2,685 2,4520-2,4204 Σ W sin 902,268 Nilai safety factor (SF) dari lereng dapat dicari dengan menggunakan persamaan (2.2). 033, 706 935,3567 SF 902, 268 SF 2,823 Nilai safety factor (SF) dari seluruh model lereng yang dianalisis disajikan pada Tabel 4.. Tabel 4. Nilai safety factor (SF) lereng sebelum hujan Perhitungan Metode Fellenius Kemiringan Lereng 30 45 48 60 SF 2,823,6638,5934,3649
digilib.uns.ac.id 42 4.4.2 Analisis Stabilitas Lereng Setelah Hujan Perhitungan stabillitas lereng setelah hujan menggunakan bidang longsor yang sama dengan analisis sebelum hujan. Tanah pada model lereng dibagi menjadi dua bagian, yaitu tanah asli dan tanah yang jenuh akibat infiltrasi air hujan dengan ketebalan yang sesuai dengan perhitungan ketebalan tanah jenuh. Contoh bidang longsor pemodelan lereng dengan sudut 30 saat kondisi setelah hujan pada bulan Januari 2004 ditampilkan pada Gambar 4.4. Gambar 4.4 Bidang longsor pemodelan lereng setelah hujan sudut 30 pada bulan Januari 2004 Untuk memudahkan dalam penerapan aplikasi Metode Fellenius maka dibuat tabel perhitungan setiap irisan seperti pada Tabel 4.2. Berikut merupakan contoh perhitungan pada irisan nomor pada analisis. Kolom : Sudut dari titik pusat longsor ke titik berat irisan (θ i ) = 59 Kolom 2 : Luas irisan pada lapisan tanah puncak lereng (A ) =,893 m 2 Kolom 3 : Luas irisan pada lapisan tanah tubuh lereng (A 2 ) = 0 m 2 Kolom 4 : Luas irisan pada lapisan commit tanah dasar to user lereng (A 3 ) = 0 m 2
digilib.uns.ac.id 43 Kolom 5 : Luas penampang tanah jenuh irisan pada puncak lereng (A ) = 0,458 m 2 Kolom 6 : Luas penampang tanah jenuh irisan pada tubuh lereng (A 2 ) = 0 m 2 Kolom 7 : Luas penampang tanah jenuh irisan pada dasar lereng (A 3 ) = 0 m 2 Kolom 8 : Berat tanah tiap irisan pada kondisi setelah hujan W i = Σ ( γ i. (A i A i ) + γ sat i. A i ) = 4,458. (,893 0,799) + 6,223. 0,799 = 27,5526 kn Kolom 9 : W i. cos θ i = 9,8027. cos 67 = 4,906 kn Kolom 0 : W i. sin θ i = 9,8027. sin 67 = 23,672 kn Kolom : u i. a i = γ w. (A + A 2 + A 3 ) = 9,8067. 0,458 =,4299 kn
44 Tabel 4.2 Perhitungan irisan analisis metode Fellenius lereng sudut 30 pada bulan Januari 2004 setelah hujan No. θi A A 2 A 3 A A 2 A 3 W i W i. cos i W i. sin i u i. a i 2 3 4 5 6 7 8 9 0 59,8930 0,0000 0,0000 0,458 0,0000 0,0000 27,5526 4,906 23,672,4299 2 53 4,8430 0,3840 0,0000 0,58 0,0000 0,0000 75,4373 45,3993 60,2469,4888 3 48 5,2080 2,7630 0,0000 0,58 0,0000 0,0000 3,8277 76,656 84,5905,4888 4 44 5,80 5,0790 0,0000 0,530 0,0000 0,0000 45,699 04,8020 0,206,5000 5 40 4,3050 7,0630 0,0000 0,68 0,0000 0,0000 60,792 23,80 03,3083,6487 6 36 3,0270 8,780 0,0000 0,68 0,0000 0,0000 66,297 34,4746 97,705,6487 7 32,7480 0,60 0,060 0,68 0,0000 0,0000 68,579 42,9632 89,3333,6487 8 28 0,480 0,4050,400 0,347 0,0334 0,0000 69,298 49,3328 79,406,6487 9 25 0,0000 9,6080 2,2460 0,0000 0,68 0,0000 67,6029 5,8998 70,8320,6487 0 2 0,0000 8,3300 3,940 0,0000 0,68 0,0000 63,937 53,0485 58,7498,6487 8 0,0000 7,050 3,9880 0,0000 0,68 0,0000 57,9620 50,2307 48,829,6487 2 5 0,0000 5,7730 4,6420 0,0000 0,68 0,0000 49,938 44,8056 38,8006,6487 3 2 0,0000 4,4940 5,60 0,0000 0,68 0,0000 39,8395 36,7836 29,0743,6487 4 8 0,0000 3,260 5,550 0,0000 0,68 0,0000 27,856 26,68 7,794,6487 5 5 0,0000,9380 5,860 0,0000 0,68 0,0000 4,0095 3,5757 9,9366,6487 6 2 0,0000 0,6590 5,9580 0,0000 0,597 0,0084 98,346 98,2547 3,43,6487 7-0,0000 0,0000 5,3590 0,0000 0,0000 0,68 80,898 80,776 -,3995,6487 8-4 0,0000 0,0000 3,9790 0,0000 0,0000 0,68 59,694 59,4742-4,588,6487 9-7 0,0000 0,0000 2,4770 0,0000 0,0000 0,68 37,2304 36,9529-4,5372,6487 20-0,0000 0,0000 0,850 0,0000 0,0000 0,603 2,9787 2,7403-2,4765,578 Σ W sin 904,2648 44
digilib.uns.ac.id 45 Nilai safety factor (SF) dari lereng dicari dengan menggunakan persamaan (2.2). 033, 706 922, 023 SF 904, 2648 SF 2,628 Nilai safety factor (SF) dengan kondisi setelah hujan dari seluruh model lereng yang dianalisis disajikan pada Tabel 4.3. Tabel 4.3 Nilai safety factor (SF) lereng setelah hujan SF No. Tahun Bulan Sudut Kemiringan Lereng (β) 30 45 48 60 Januari 2,62784,64853,576469,353283 2 Februari 2,65399,65952,57998,358052 3 Maret 2,66,652843,58077,358665 2004 4 April 2,64997,654,579424,35766 5 November 2,63498,649427,577392,354855 6 Desember - - - - 7 Januari 2,77553,662236,589245,365684 8 Februari 2,63333,64925,57778,354478 9 Maret 2,6274,64846,57642,3539 2005 0 April - - - - November 2,6927,655438,58307,360523 2 Desember 2,6305,648852,576809,353849 3 Januari 2,63924,649977,577953,355867 4 Februari 2,6292,648689,576643,353356 5 Maret 2,66346,65308,58004,358848 2006 6 April 2,64264,650423,5784,356556 7 November 2,63924,649977,577954,355869 8 Desember 2,63097,64893,57687,353952 9 Januari 2,63527,649464,57743,354923 20 Februari 2,62999,648788,576744,35374 2 Maret 2,63022,64888,576773,35379 2007 22 April 2,62758,648484,576435,353229 23 November 2,63082,648894,576852,35392 24 Desember 2,62357,64798,575929,352409 25 Januari 2,6473,65044,579053,357282 26 Februari 2,62375,648003,57595,352444 27 Maret 2,62726,648443,576394,3536 2008 28 April 2,6472,65029,579038,357267 29 November 2,6353,649445,57742,354888 30 Desember commit 2,763 to user,657498,584904,362057
digilib.uns.ac.id 46 Lanjutan Tabel 4.3 Nilai safety factor (SF) lereng setelah hujan No. Tahun Bulan SF Sudut Kemiringan Lereng (β) 30 45 48 60 3 Januari 2,63062,648867,576825,353876 32 Februari 2,63303,64975,57737,354409 33 Maret 2,63622,649585,577554,35543 2009 34 April 2,6468,650297,578282,35638 35 November 2,63452,649368,577333,35475 36 Desember 2,6397,64904,57700,35475 37 Januari 2,65235,65726,57976,357883 38 Februari 2,6335,649238,57720,35458 39 Maret 2,62503,64862,576,352702 200 40 April 2,6336,648963,576922,35404 4 November 2,77858,662469,589468,36587 42 Desember 2,6265,648348,576297,353003 43 Januari 2,6363,648998,576956,354098 44 Februari 2,63493,64942,577385,354842 45 Maret 2,63459,649375,57734,354764 20 46 April 2,64436,65065,578647,35685 47 November 2,66367,65328,58023,358862 48 Desember 2,66224,65298,580893,35876 49 Januari 2,6477,65098,57909,357335 50 Februari 2,68698,655087,582756,360262 5 Maret 2,7288,65726,584654,36847 202 52 April 2,6829,654698,58242,359977 53 November 2,6445,650669,578666,35687 54 Desember 2,63022,64887,576773,353789 55 Januari 2,6265,648302,576254,35293 56 Februari 2,67983,654509,582243,35984 57 Maret 2,63927,649982,57796,355878 203 58 April 2,637,64905,57696,35405 59 November 2,63867,649903,577878,355732 60 Desember 2,63677,649657,577627,355274 Hubungan antara safety factor (SF) dengan sudut kemiringan lereng dapat dicari dari analisis di atas. Untuk mengetahui hubungan tersebut maka akan diambil nilai safety factor (SF) dari pemodelan sebelum hujan dan nilai safety factor (SF) pada pemodelan setelah hujan bulan Januari 2004.
digilib.uns.ac.id 47 safety factor (SF) 2,4 2,2 2,8,6,4,2 20 30 40 50 60 70 80 90 kemiringan lereng (β ) SF Kritis =,25 Gambar 4.5 Grafik hubungan antara kemiringan lereng dengan nilai safety factor (SF) pada kondisi sebelum dan setelah hujan Gambar 4.5 menunjukkan bahwa semakin besar sudut kemiringan lereng maka semakin kecil safety factor (SF) yang terjadi, baik pada kondisi sebelum maupun setelah hujan. Penurunan safety factor (SF) terjadi karena dengan adanya peningkatan sudut kemiringan lereng mengakibatkan momen pendorong pada lereng meningkat sedangkan momen penahan pada lereng menurun, sehingga kestabilan lereng akan terganggu. Kenaikan sudut lereng 30 hingga 45 menghasilkan penurunan yang lebih tajam dibandingkan 45 hingga 60.
digilib.uns.ac.id 48 2,2 2, β = 30 2,0 safety factor (SF),9,8,7,6,5 β = 45 β = 48,4 β = 60,3 0,000 0,500,000,500 2,000 2,500 3,000 intensitas hujan (cm/jam) Gambar 4.6 Grafik hubungan antara intensitas hujan dengan nilai safety factor (SF) Gambar 4.6 menampilkan hubungan antara intensitas hujan dengan nilai safety factor (SF). Setiap kurva yang terdapat pada Gambar 4.6 memiliki pola masingmasing sudut kemiringan lereng dan memiliki persamaan regresi polinomial ordo 6. Persamaan regresi tersebut ditampilkan pada Tabel 4.4. Tabel 4.4 Persamaan regresi nilai safety factor (SF) β ( ) 30 45 48 60 Persamaan Regresi y= 0,005x 6 + 0,0343x 5-0,080x 4 + 0,0658x 3 + 0,064x 2-0,0509x + 2,826 y = -0,0069x 6 + 0,049x 5-0,294x 4 + 0,485x 3-0,0548x 2-0,0228x +,665 y = -0,006x 6 + 0,0434x 5-0,59x 4 + 0,36x 3-0,0532x 2-0,092x +,597 y = -0,003x 6 + 0,02x 5-0,0395x 4 + 0,0549x 3-0,022x 2-0,083x +,3677 Determinasi, R 2 0,9954 0,9978 0,9986 0,9996
digilib.uns.ac.id 49 Hujan harian maksimum menyebabkan beban lereng menjadi lebih berat dimana penurunan nilai faktor aman dari kondisi awal sebelum hujan akibat beban lalu lintas cukup signifikan.hujan harian maksimum, yang sudah diolah menjadi intensitas hujan, akan mengakibatkan beban yang ditimpakan pada lereng akan meningkat sehingga nilai safety factor (SF) akan menurun dibandingkan kondisi sebelum hujan. Hubungan antara faktor keamanan dan intensitas kelongsoran dibagi menjadi tiga kategori (Bowles, 989). Nilai safety factor (SF) minimum agar lereng dikategorikan stabil yaitu sebesar,25 sedangkan untuk range nilai safety factor (SF) agar lereng dikategorikan kritis yaitu antara,07,25 dan lereng dengan nilai safety factor (SF) kurang dari,07 dikategorikan sebagai lereng labil. Gambar 4.4 dan Gambar 4.5 menunjukkan hasil nilai safety factor (SF) yang lebih dari,25 pada semua pemodelan lereng. Sehingga dari seluruh analisis yang telah dilakukan pada penelitian ini diketahui bahwa semua pemodelan lereng termasuk kategori stabil. BNPB menyatakan bahwa Wonogiri adalah kabupaten dengan intensitas kejadian tanah longsor yang tinggi, bahkan termasuk yang tertinggi di Jawa Tengah. Kecamatan Girimarto adalah salah satu daerah di Wonogiri yang termasuk rawan longsor akan tetapi berdasarkan hasil penelitian ini semua model lereng menunjukkan hasil yang aman dari tanah longsor. Hasil tersebut tidak sesuai dengan kondisi aktual di lapangan. Hal tersebut terjadi karena sampel tanah yang diuji termasuk jenis lanau yang memiliki nilai k (koefisien permeabilitas) relatif kecil, sehingga air yang masuk ke dalam tanah kecil dibandingkan dengan yang melimpas. Nilai k (koefisien permeabilitas) yang kecil pada penelitian ini juga diakibatkan oleh adanya eror saat uji permeabilitas di Laboratorium. Eror tersebut terjadi karena adanya ketidakstabilan pasokan listrik pada alat kompresor yang berfungsi untuk mengatur masuknya air pada sampel yang diuji sehingga nilai k (koefisien permeabilitas) terlalu kecil.
digilib.uns.ac.id 50 Penelitian ini menggunakan data hujan harian maksimum bulanan dan menghasilkan model lereng yang aman terhadap longsor. Penelitian sebelumnya oleh Widayatno, 204 dan Hutomo, 205 dengan menggunakan data hujan 2 harian menghasilkan storage yang lebih besar sehingga model lereng akan semakin labil. Hujan dengan durasi yang lebih lama akan meningkatkan storage (air yang meresap ke dalam tanah) yang terjadi namun peningkatan nilai intensitas hujan hanya sedikit berpengaruh terhadap pertambahan nilai ketebalan tanah jenuh dan penurunan nilai safety factor (SF). Nilai parameter tanah, terutama k (permeabilitas), yang sesuai dengan kondisi asli lebih besar pengaruhnya dalam penentuan ataupun penurunan nilai safety factor (SF) daripada besarnya jumlah atau durasi hujan yang terjadi.