ANALISIS STABILITAS LERENG DI DAS
TIRTOMOYO WONOGIRI AKIBAT HUJAN
PERIODE ULANG
(Studi Kasus Dusun Damon, Hargorejo, Wonogiri)
Analysis of Slope Stability in Wonogiri Tirtomoyo Watershed by The Rain Period (Case Study : Damon, Hargorejo, Wonogiri)
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret
Disusun Oleh:
TRY DARMA PUTRA
NIM I 1112087
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
ABSTRAK
Try Darma Putra, 2015, Analisis Stabilitas Lereng di DAS Tirtomoyo Wonogiri Akibat Hujan Periode Ulang (Studi Kasus Dusun Damon, Desa Hargorejo, Wonogiri), Skripsi, Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
DAS Tirtomoyo Wonogiri merupakan salah satu DAS pendukung waduk Gadjah Mungkur. Perubahan tataguna lahan yang besarnya curah hujan menyebabkan kestabilan tanah terganggu. Karakteristik tanah tertentu serta tinggi hujan tertentu menyebabkan tanah berpotensi mempunyai beban lebih besar pada lapisan topsoil. Kondisi ini berpotensi menyebabkan longsor pada daerah lereng. Material kelongsoran berupa tanah sebagian terbawa oleh hujan yang akhirnya memyebabkan pandangkalan pada Waduk Gadjah Mungkur. Oleh karenanya diperlukan upaya pencegahan dengan terlebih dahulu mengetahui karakteristik kelongsoran yang terjadi.
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh hujan periode ulang terhadap kestabilan lereng pada kemiringan yang berbeda. Hujan kala uang yaitu hujan yang didefinisikan sebagai waktu hipotetik dimana debit atau hujan dengan satu besaran tertentu akan disamai atau dilampaui sekai dalam jangka waktu tersebut. Lokasi penelitian terletak di Dusun Damon, Hargorejo, Wonogiri. Dari lokasi penelitian diambil sampel tanah untuk mengetahui jenis tanah dan nilai parameter tanah ( , , dan c). sampel tanah menunjukkan bahwa jenis tanah berupa lempung tak organik dengan plastis rendah sampai sedang. Stabilitas lereng dimodelkan dengan variasi kemiringan 30°, 35°, 45°, 50°, 60°, dan 65°. Menggunakan program Plaxis 2D. Metode SCS CN digunakan untuk mengubah hujan menjadi beban lereng dengan menghitung infiltrasi yang terjadi sesuai tutupan lahan. Infiltrasi air hujan akan menyebabkan tanah menjadi jenuh dengan ketebalan tertentu. Data hujan yang digunakan antara tahun 2004 sampai 2013 dengan menganalisis infiltrasi hujan kala ulang.
Hasil analisa kelongsoran (deformasi yang terjadi) dalam model 2D dengan Program Plaxis 8.2 dengan meninjau kondisi properties tanah yang didapatkan dari hasil uji laboratorium mekanika tanah dan tinggi intensitas hujan periode ulang yang terjadi pad 2 sampai 1000 tahunan tidak berpengaruh terhadap nilai safetyfactor di lereng Dusun Damon, Desa Hargorejo, Wonogiri
ABSTRACK
Try Darma Putra, 2015, Slope Stability Analysis on the watershed Tirtomoyo Wonogiri Due to rain return periode (Case Study : Damon, Hargorejo, Wonogiri), Skripsi, Thesis. Civil Engineering Departement, Engineering Faculty of Sebelas Maret University.
Wonogiri Tirtomoyo watershed is one of the supporters of the reservoir watershed Gadjah Mungkur. Changes in land use and the amount of rainfall causes the stability of the soil is disturbed. Certain soil characteristics and high specific rain cause the soil could potentially have a greater burden on the topsoil layer. This will potentially cause a landslide on the slopes. Avalanche of material in the form of land partly carried away by the rain which eventually led to silting of the reservoir Gadjah Mungkur. Therefore, prevention efforts need to first know the characteristic landslide that occurred.
This study aims to determine the effect of rain return periode in the stability of the slope at different inclination. Rain return periode is defined as a hypothetical in which is a debit or rain with a certain magnitude will be equaled or exceeded once in that time period. The research location is located in the village of Damon, Hargorejo, Wonogiri. From the location of the soil samples were taken to determine the type of soil and the soil parameter values. Soil samples showed that the type of soil in the form of silt with high plasticity. Slope stability is modeled with a slope variation of 30 °, 35°, 45 °, 50°, 60 ° and 65° using the program Plaxis 2D . SCS CN method is used to turn the rain into the load by calculating the slope of the infiltration that occurs corresponding land cover. Infiltration of rain water will cause the soil will be saturated with a certain thickness. Rainfall data used between 2004 to 2014 by analyzing the infiltration of rain return period.
Slope stability analysis result (Deformation) in the 2D models with program Plaxis 8.2 by reviewing the conditions of the soil properties test of soil mechanics and high-intensity rainfall that occurred over a period of 2 to 1000 annual does not affect the value of slope safety factor in the village of Damon, Hargorejo, Wonogiri.
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 Analisis Stabilitas Lereng di DAS Tirtomoyo
Wonogiri Akibat Hujan Periode Ulang, Studi Kasus: Damon, Hargorejo,
Wonogiri ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana
Teknik pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret,
Surakarta.
Proses 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
MaretSurakarta.
2. Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing Skripsi I.
3. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T., selaku Dosen Pembimbing Skripsi II.
4. Yusep Muslih Purwana, S.T., M.T., Ph.D., selaku Dosen Penguji I.
5. Ir. Suyanto, M.M., selaku Dosen Penguji II.
6. Ir. Purwanto M.T., selaku Dosen Pembimbing Akademik.
7. Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Sipil 2012.
8. 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.
Penulis
DAFTAR ISI
DAFTAR ISI ... xii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah ... 3
1.3 Batasan Masalah ... 4
1.4 Tujuan Penelitian ... 4
1.5 Manfaat Penelitian ... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ... 5
2.1 Tinjauan Pustaka ... 5
2.1.1 Stabilitas Lereng ... 5
2.1.2 Hidrologi ... 6
2.2 Landasan Teori ... 6
2.2.1 Stabilitas Lereng ... 6
2.2.2 Hidrologi ... 12
BAB III METODE PENELITIAN ... 21
3.1 Lokasi Penelitian ... 21
3.2 Alat ... 22
3.3 Data ... 22
3.4 Tahapan Penelitian ... 23
3.4.1 Pengumpulan Data ... 23
3.4.2 Permodelan Lereng ... 24
3.4.3 Analisa Mekanika Tanah ... 29
3.4.4 Analisa Hidrologi ... 29
3.5 Diagram Alir Penelitian ... 41
BAB IV PEMBAHASAN ... 42
4.1 Analisa Data Tanah ... 42
4.1.1 Hasil Analisa Pengujian Sampel Tanah ... 42
4.2 Analisa Hidrologi ... 42
4.2.1 Data Hujan ... 42
4.2.2 Polygon Thiessen ... 43
4.2.3 Analisa Frekuensi Metode Log Pearson tipe III ... 47
4.2.4 Koefisien Tutupan Lahan ... 49
4.2.5 Metode SCS ... 50
4.2.6 Perhitungan Lapisan Tanah Jenuh ... 51
4.3 Analisa Lereng ... 52
4.3.1 Analisa Stabilitas Lereng Sebelum Hujan ... 52
4.3.2 Analisa Stabilitas Lereng Setelah Hujan ... 55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 58
5.1 Kesimpulan ... 58
5.2 Saran ... 59
DAFTAR PUSTAKA ... 60
LAMPIRAN
Lampiran A
Lampiran B
Lampiran C
DAFTAR TABEL
Hal
Tabel 1.1 Perbedaan Penelitian ... 3
Tabel 2.1 Hubungan Nilai Faktor Keamanan Lereng dan Intensitas Longsor 9 Tabel 2.2 Nilai KT untuk Distribusi Pearson III (kemencengan Positif) ... 16
Tabel 2.3 Nilai KT untuk Distribusi Pearson III (kemencengan negatif) ... 17
Tabel 2.4 Pengelompokan Tanah Hidrologi... 19
Tabel 2.5 Modefikasi Angka-angka Kurve Limpasan Untuk Pulau Jawa (AMCII) ... 19
Tabel 3.1 Data Curah Hujan Rerata Tiga Stasiun Penakar Hujan ... 30
Tabel 3.2 Perhitungan Koefisien Thiessen Untuk Stasiun Puter, Ngancar, dan Watugede ... 33
Tabel 3.3 Hujan Harian Maksimum Tahunan Dengan Acuan Terbesar Stasiun Puter ... 34
Tabel 3.4 Hujan Harian Maksimum Tahunan Dengan Acuan Terbesar Stasiun Ngancar ... 34
Tabel 3.5 Hujan Harian Maksimum Tahunan Dengan Acuan Terbesar Stasiun Watugede ... 35
Tabel 3.6 Hujan Harian MaksimumTahunan Dengan Acuan Terbesar ... 35
Tabel 3.7 Syarat Jenis Distribusi ... 37
Tabel 3.8 Perhitungan Data Menggunakan Log Pearson III ... 37
Tabel 3.9 Hujan Kala Ulang ... 38
Tabel 3.10 Variasi Analisis Stabilitas Lereng Setelah Hujan ... 39
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Sampel Tanah ... 41
Tabel 4.2 Data Hujan Harian Stasiun Puter Tahun 2004 ... 42
Tabel 4.3 Koefisien Thiessen DAS Tirtomoyo ... 44
Tabel 4.4 Hujan Maksimum Rata-rata Ditinjau dari Stasiun Ngancar ... 44
Tabel 4.5 Hujan Maksimum Rata-rata Ditinjau dari Stasiun Puter ... 45
Tabel 4.6 Hujan Maksimum Rata-rata Ditinjau dari Stasiun Watugede ... 45
Tabel 4.7 Hujan Maksimum Rata-rata ... 46
Tabel 4.9 Tinggi Hujan Periode Ulang ... 48
Tabel 4.10 Curve Number Tutupan Lahan Lokasi Penelitian ... 49
Tabel 4.11 Tebal Lapisan Tanah Jenuh Akibat Hujan Periode Ulang ... 51
Tabel 4.12 Hasil Analisa Lereng Sebelum Hujan ... 53
DAFTAR GAMBAR
Hal
Gambar 1.1 Peta DAS Tirtomoyo ... 2
Gambar 2.1 Bidang Longsor Lereng Infinite Slope ... 7
Gambar 2.2 Bidang Longsor Lereng Finite Slope ... 8
Gambar 2.3 Bidang Longsor Circular ... 10
Gambar 2.4 Bidang Longsor Non-Circular ... 10
Gambar 2.5 Proses perhitungan Faktor Keamanan dalam FEM ... 11
Gambar 2.6 Polygon Thiessen ... 13
Gambar 3.1 Lereng Dusun Damon, Wonogiri ... 21
Gambar 3.2 Pengambilan Sampel Tanah di Dusun Damon ... 23
Gambar 3.3 Jendela Pengaturan Project... 24
Gambar 3.4 Jendela Pengaturan Dimensions ... 25
Gambar 3.5 Toolbar ... 25
Gambar 3.6 Jendela Pengaturan Toolbar Material ... 26
Gambar 3.7 Permodelan Lereng ... 26
Gambar 3.8 Mesh-Global Coarseness ... 27
Gambar 3.9 Preatich Level ... 28
Gambar 3.10 K0-Procedure ... 28
Gambar 3.11 Initial Soil Stresses ... 29
Gambar 3.12 Peta DAS Tirtomoyo Hulu ... 30
Gambar 3.13 Kurva Massa Ganda Stasiun Penakar Hujan Puter ... 32
Gambar 3.14 Kurva Massa Ganda Stasiun Penakar Hujan Ngancar ... 32
Gambar 3.15 Kurva Massa Ganda Stasiun Penakar Hujan Watugede ... 33
Gambar 3.16 Polygon Thiessen DAS Tirtomoyo di Debit Sulingi ... 34
Gambar 4.1 Polygon Thiessen DAS Tirtomoyo, Wonogiri ... 44
Gambar 4.2 KOndisi Tutupan Lahan dan Luas Area ... 49
Gambar 4.3 Bidang Longsor Lereng Kemiringan 30° ... 53
Gambar 4.4 Nilai SF Lereng 30° ... 54
Gambar 4.5 Grafik Hub. Nilai FK Dengan Intensitas Hujan Kala Ulang .... 56
DAFTAR NOTASI
c = Nilai kohei tanah (kN/m2)
= Sudut geser dalam tanah (º)
LS = Lintang selatan (º)
BT = Bujur timur (º)
= Tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah (kN/m2)
d = Tahanan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan longsor
(kN/m2)
P = Curah hujan (mm)
An = Luas area Polygon n (km2)
Q = Air larian (mm)
F = Infiltrasi (mm)
S = Abstraksi awal (mm)
CN = Curve Number
DS = Disturbed sample
UDS = Undisturbed sampel
Wn = Kadar air alami (%)
Gs = Specific gravity
b Berat volume tanah basah (kN/m3)
sat = Berat volume tanah jenuh (kN/m3)
PL = Batas plastis (%)
LL = Batas cair (%)
e = Angka pori
