BAB V ANALISIS DAN PEMBAHASAN

28 1. Pengisian Data Hujan yang Hilang

Perkiraan pengisian data hujan diperlukan untuk melengkapi data hujan yang hilang akibat kesalahan dalam pengamatan stasiun hujan, kerusakan alat dan kesalahan dalam pencatatan data. Pengisian data hujan ini dilakukan untuk mendapatkan hasil analisis yang akurat. Data hujan diperoleh dari Dinas Pengelolaan Sumber Daya Air dengan Daerah Aliran Sungai (DAS) Sungai Pusur Kabupaten Klaten.

2. Uji Konsistensi Hujan

Uji konsistensi hujan dilakukan untuk mengetahui apakah data yang diolah adalah data yang konsisten atau tidak. Perhitungan ini dilakukan dengan cara RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums). Uji konsistensi dilakukan pada stasiun Keposong, stasiun Satrian, stasiun Cokrotulung, stasiun Polan, stasiun Ponggok, stasiun Pundung, stasiun Bagor dan stasiun Delanggu.

Tabel V.1. Uji Konsistensi pada Stasiun Satrian

Rtabel = R ( nilai R, lihat lampiran 1, Tabel 1)

= 1,148 = 4,295 Rhitungan = Sk**max – Sk**min

No Tahun Hujan Sk* Komulatif Dy Sk** │Sk**│

1 2006 613 -1148 -1148 703,21 -1,63255 1,63255 2 2007 2008 247 -901 703,21 -1,28142 1,28142 3 2008 688 -1073 -1974 703,21 -2,80692 2,80692 4 2009 1175 -586 -2560 703,21 -3,64027 3,64027 5 2010 2815 1054 -1506 703,21 -2,14145 2,14145 6 2011 2686 925 -581 703,21 -0,82608 0,82608 7 2012 1964 203 -378 703,21 -0,53743 0,53743 8 2013 2202 441 63 703,21 0,08967 0,08967 9 2014 1520 -241 -178 703,21 -0,25307 0,25307 10 2015 1469 -292 -470 703,21 -0,66834 0,66834 11 2016 2231 470 0 703,21 0,00000 0,00000 19371 7735 1761 Xr Jumlah

= 3,640 – (0,089) = 3,550

Qtabel = Q (nilai Q, lihat lampiran 1, Tabel 1)

= 1,295 = 3,807 Qhitungan = MAX(Sk**)

= 3,640

Dari perhitungan di atas diperoleh : Rhitungan = 3,550 < Rtabel = 4,295 jadi

data panggah dan Qhitungan = 3,640 < Qtabel = 3,807 jadi data panggah. Namun

terdapat beberapa data dari stasiun lain (lihat lampiran 2, tabel 1) yang tidak konsisten, sehingga peneliti menggunakan data parsial series yaitu diambil 20 terbesar curah hujan harian rata-rata dari seluruh stasiun hujan yang ada.

3. Perhitungan Hujan Rata-rata

Metode yang digunakan untuk menghitung hujan rata-rata harian adalah metode Polygon Theissen yaitu dengan mencari koefisien Theissen pada tiap stasiun hujan.

Tabel V.2. Tabel Koefisien Theissen

Luas daerah dan luas tata guna lahan dihitung dengan menggunakan

software Arc GIS. Koefisien Theissen digunakan untuk mencari hujan rata-rata harian total semua stasiun dengan mengalikan jumlah hujan per hari pada masing-masing stasiun dengan koefisien Theissen masing-masing stasiun. Sehingga, diperoleh hujan harian rata-rata tiap tahun sempel, kemudian diambil 20 data terbesar sebagai sempel data hujan harian rata-rata untuk perhitungan analisis selanjutnya. 1 Stasiun Satriyan 0,76 0,013 2 Stasiun Polan 6,54 0,110 3 Stasiun Bagor 12,33 0,207 4 Stasiun Keposong 18,50 0,311 5 Stasiun Cokrotulung 9,77 0,164 6 Stasiun Ponggok 6,55 0,110 7 Statsiun Pundung 0,01 0,000 8 Stasiun Delanggu 5,10 0,086 59,56 1,00 Jumlah ( Σ )

Luas daerah tangkapan (Ai)(km2)

Koefisien Thiessen (Ci) (%) Nama Stasiun

Gambar V.1. Poligon Thiessen

4. Analisis Frekuensi Hujan

Jenis sebaran atau distribusi curah hujan diperoleh dari analisis distribusi frekuensi, dalam pelaksanaannya dilakukan dengan beberapa metode untuk menemukan sebaran yang sesuai dengan data yang ada.

Tabel V.3. Analisis Frekuensi Curah Hujan

Keterangan :

Xi = 20 data curah hujan yang diurutkan dari curah hujan terbesar ke terkecil Xr = Rata-rata curah hujan

1) Perhitungan Standar Deviasi (Sd) = 14,317 No Xi Xi - Xr ( Xi - Xr)2 ( Xi - Xr)3 ( Xi - Xr)4 1 105,906 45,725 2090,798 95602,231 4371435,101 2 84,931 24,750 612,581 15161,622 375255,909 3 72,932 12,751 162,600 2073,394 26438,839 4 66,448 6,267 39,279 246,169 1542,808 5 64,472 4,292 18,421 79,060 339,318 6 64,167 3,987 15,894 63,366 252,622 7 60,888 0,708 0,501 0,355 0,251 8 59,265 -0,915 0,838 -0,766 0,701 9 58,832 -1,348 1,817 -2,450 3,303 10 56,411 -3,769 14,205 -53,540 201,794 11 55,152 -5,029 25,289 -127,175 639,541 12 54,844 -5,337 28,481 -151,992 811,140 13 53,893 -6,288 39,535 -248,581 1562,993 14 53,447 -6,734 45,341 -305,306 2055,794 15 49,727 -10,453 109,274 -1142,286 11940,788 16 49,443 -10,737 115,286 -1237,848 13290,956 17 49,179 -11,001 121,029 -1331,481 14648,048 18 48,136 -12,044 145,063 -1747,170 21043,290 19 48,019 -12,162 147,908 -1798,811 21876,646 20 47,516 -12,664 160,383 -2031,136 25722,818 Jumlah 1203,607 0,000 3894,523 103047,655 4889062,659 Xr 60,180335

2) Perhitungan Koefisien Kemencengan (Cs) = 2,053

3) Perhitungan Koefisien Kurtosis (Ck)

= 0,400

4) Perhitungan Koefisien Variasi (Cv)

= 0,238

Tabel V.4. Perbandingan antara syarat distribusi dengan hasil perhitungan

Karena ketiga metode tidak memenuhi maka digunakan metode distribusi frekuensi Log Pearson III untuk perhitungan curah hujan rancangan.

Distribusi Syarat Hasil Hitungan Keterangan Cs ≈ 0 2,053 > 0 Cv = 3 0,400 < 3 Cs = 3 Cv 2,053 < 1,102 Cs = 0,6 0,400 > 0,6 Cs ≈1,1396 2,053 > 1,1396 Cv ≈5,4002 0,400 ≈ 5,4002 (Sumber : CD. Soemarto, 1995)

Normal Tidak memenuhi

Log Normal Tidak memenuhi

Tidak memenuhi

5. Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi 1) Uji Smirnov - Kolmogorov

Data yang diketahui : X = Curah hujan rencana

Tabel V.5. Analisis perhitungan Uji Smirnov - Kolmogorov

Persamaan yang digunakan dapat diterima, karena sesuai dengan ketentuan yang harus dipenuhi yaitu nilai Dmax (20,57%) < Dkritis (29,4%).

Lihat lampiran 1, tabel 3. 2) Uji Chi Kuadrat

Berikut ini adalah analisis perhitungan uji Chi Kuadrat :

a. Mengurutkan data curah hujan dari yang terbesar ke yang terkecil atau sebaliknya.

Hujan Peluang kejadian Peluang teoritis

X (m/n+1)x100(%) (%) 105,906 1 4,76 1,72 3,04 84,931 2 9,52 6,00 3,52 72,932 3 14,29 13,50 0,79 66,448 4 19,05 22,00 2,95 64,472 5 23,81 25,00 1,19 64,167 6 28,57 26,50 2,07 60,888 7 33,33 34,00 0,67 59,265 8 38,10 38,00 0,10 58,832 9 42,86 39,00 3,86 56,411 10 47,62 48,00 0,38 55,152 11 52,38 53,00 0,62 54,844 12 57,14 56,80 0,34 53,893 13 61,90 61,92 0,02 53,447 14 66,67 64,00 2,67 49,727 15 71,43 92,00 20,57 49,443 16 76,19 90,00 13,81 49,179 17 80,95 92,00 11,05 48,136 18 85,71 98,00 12,29 48,019 19 90,48 97,00 6,52 47,516 20 95,24 99,00 3,76 Dmax = 20,57 % Dkritis = 29,4 % m D

b. Menghitung jumlah kelas (G) dengan cara sebagai berikut : G = 1 + 3,322 log N

= 1 + 3,322 log (20)

= 5,32 ≈ nilai G diambil 5 kelas c. Menghitung Derajat Kebebasan (Dk)

Dk= G – (R+1) = 5 – (2+1) = 2

R = banyaknya keterkaitan besar adalah 2. d. Menghitung Nilai Ef Ef = N/G = 20/5 = 4 e. Menghitung Range (ΔR) ΔR= (Xmax – Xmin) / (G – 1) = (105,906 – 47,516) / (5-1) = 14,597 f. Menghitung Xawal Xawal = Xmin – (0,5 x ΔR) = 47,516 – (0,5 x 14,597) = 40,217

Tabel V.6. Perhitungan nilai χ2

Menggunakan signifikansi (a) = 0,05 diperoleh harga Chi kuadrat kritis (χ2 cr ) = 5,991, lihat lampiran 1, tabel 4. Dari perhitungan diperoleh χ2 analisis (4,00) < χ2 cr kritis (5,991), maka distribusi memenuhi syarat (dapat diterima). 40,217 < X < 54,8148 4 5 1 0,25 54,8148 < X < 69,4121 4 7 9 2,25 69,4121 < X < 84,0095 4 3 1 0,25 84,0095 < X < 98,6069 4 3 1 0,25 98,6069 < X < 113,2043 4 2 4 1 20 20 16 4,00 Jumlah (Ef-Of)2

Nilai Batas Tiap Kelas Of _(Ef-Of)2

/Ef Ef

Gambar V.2. Ploting Probabilitas Hujan Rencana Tr = 100 th Tr = 50 Th Tr = 25 th Tr = 10 th Tr = 5 th Tr = 2 th Tr = 1,1111 th Tr = 1,0101 th 0 20 40 60 80 100 120 140 1,00 10,00 100,00 Hu jan (m m ) Probabilitas P = (m/n+1)x100 (%) 35

6. Curah Hujan Rancangan

Analisis curah hujan rancangan dilakukan dengan menggunakan distribusi frekuensi metode Log Pearson III. Berikut ini adalah analisis perhitungannya :

1) Perhitungan Standar Deviasi (Sd)

2) Perhitungan Koefisien Kemencengan (Cs)

3) Perhitungan Koefisien Kurtosis (Ck)

4) Perhitungan Koefisien Variasi (Cv)

5) Log XT= log Xr + k.Sd Tr XT Xtr (mm) 1,01 1,656383 45,329725 1,11 1,678533 47,701593 1,25 1,696082 49,668576 2 1,748767 56,074641 5 1,831817 67,891777 10 1,889052 77,455439 25 1,961229 91,459476 50 2,014236 103,33223

Tabel V.7. Curah Hujan Rancangan dengan Metode Log Pearson III

No X Log X (Log X - Log Xr) (Log X - Log Xr)2 (Log X - Log Xr)3 (Log X - Log Xr)4 Probabilitas

1 105,9056 2,0249 0,2550 0,0650 0,0166 0,004230446 4,7619 2 84,9307 1,9291 0,1592 0,0253 0,0040 0,000642013 9,5238 3 72,9318 1,8629 0,0930 0,0087 0,0008 7,49059E-05 14,2857 4 66,4476 1,8225 0,0526 0,0028 0,0001 7,65121E-06 19,0476 5 64,4723 1,8094 0,0395 0,0016 0,0001 2,43121E-06 23,8095 6 64,1671 1,8073 0,0374 0,0014 0,0001 1,96208E-06 28,5714 7 60,8884 1,7845 0,0146 0,0002 0,0000 4,60521E-08 33,3333 8 59,2652 1,7728 0,0029 0,0000 0,0000 7,20868E-11 38,0952 9 58,8322 1,7696 -0,0003 0,0000 0,0000 5,35452E-15 42,8571 10 56,4113 1,7514 -0,0185 0,0003 0,0000 1,17627E-07 47,6190 11 55,1515 1,7416 -0,0283 0,0008 0,0000 6,44002E-07 52,3810 12 54,8436 1,7391 -0,0308 0,0009 0,0000 8,95207E-07 57,1429 13 53,8927 1,7315 -0,0384 0,0015 -0,0001 2,16438E-06 61,9048 14 53,4468 1,7279 -0,0420 0,0018 -0,0001 3,10112E-06 66,6667 15 49,7269 1,6966 -0,0733 0,0054 -0,0004 2,88588E-05 71,4286 16 49,4432 1,6941 -0,0758 0,0057 -0,0004 3,29763E-05 76,1905 17 49,1790 1,6918 -0,0781 0,0061 -0,0005 3,72166E-05 80,9524 18 48,1361 1,6825 -0,0874 0,0076 -0,0007 5,83897E-05 85,7143 19 48,0186 1,6814 -0,0885 0,0078 -0,0007 6,12781E-05 90,4762 20 47,5161 1,6768 -0,0930 0,0087 -0,0008 7,49505E-05 95,2381 35,3977 0,0000 0,1516 0,0180 0,005260047 1000,0000 1,770 Jumlah Rata-rata (Xr)

B. Hidrograf Banjir

1. Analisis Curah Hujan Jam-jaman

Kejadian hujan yang digunakan adalah 5 jam, hal ini didasarkan pada maksimum kejadian hujan yang ditentukan dari rumus modifikasi Mononobe

dalam Hadisusanto (2011). Kejadian hujan yang terjadi di lapangan diasumsikan menyebabkan banjir selama 5 jam. Perhitungan intensitas curah hujan jam-jaman dengan menggunakan rumus modifikasi Mononobe adalah :

dengan,

I = intensitas curah hujan (mm/jam)

R24 = curah hujan maksimum harian selama 24 jam (mm)

t = lamanya hujan / durasi (jam)

Tabel V.8. Intensitas Hujan dengan metode Mononobe

Durasi (Jam)

Curah Hujan Maksimum 24 Jam (R24) (mm/24jam) 1,0101

tahun

1,1111 tahun

1,25

tahun 2 tahun 5 tahun 10 tahun 25 tahun 50 tahun 45,32973 47,70159 49,66858 56,07464 67,89178 77,45544 91,45948 103,33223 Intensitas Hujan dengan rumus Mononobe

1 26,50898 27,89606 29,04636 32,79265 39,70335 45,29622 53,48583 60,42905 2 16,69961 17,57342 18,29806 20,65807 25,01154 28,53483 33,69396 38,06792 3 12,74419 13,41103 13,96403 15,76506 19,08738 21,77615 25,71330 29,05126 4 10,52010 11,07056 11,52706 13,01377 15,75629 17,97582 21,22586 23,98129 5 9,06595 9,54032 9,93372 11,21493 13,57836 15,49109 18,29190 20,66645

Perhitungan selanjutnya untuk mengetahui hujan jam-jaman dilakukan dengan menggunakan metode Alternating Block Metode (AMB). Perhitungan dilakukan dengan cara memasang intensitas curah hujan maksimum di tengah kemudian memasang curah hujan yang lain di atas dan di bawahnya.

Tabel V.9. Nilai ABM Periode Ulang 1,0101 Tahun

1 26,509 26,509 3,848 0,268 2 16,700 6,890 6,890 3,310 3 12,744 4,833 26,509 22,929 4 10,520 3,848 4,833 1,253 5 9,066 3,249 3,249 0,000 Jumlah 75,539 45,330 Lamanya hujan (jam) Intensitas Hujan (mm) Intensitas Hujan (mm) ABM Hujan Efektif

Kemudian dicari hujan efektifnya dengan cara mengurangkan nilai ABM dengan banyaknya hujan yang meresap ke tanah (X). Nilai X diperoleh dari perkalian antara intensitas hujan dengan koefisien limpasan (C) hujan total. Nilai C diperoleh sesuai tataguna lahan ada di wilayah DAS. Nilai ABM pada periode ulang yang lain dapat dilihat pada lampiran 2, tabel 2.

Gambar V.4. Grafik ABM Periode 1,0101 Tahun 2. Analisis Debit Banjir Rencana

Analisis debit banjir rencana dilakukan dengan metode Hidrograf Satuan Sintetik Nakayasu (HSS Nakayasu). Berikut ini adalah perhitungan HSS

Nakayasu : Luas DAS = 59,56 km2 Panjang DAS = 18 km 1) Waktu Konsentrasi (Tg) Tg = 0,4 + 0,058 L (L > 15 km) = 0,4 + 0,058 (18) = 1,444 jam 2) Satuan Waktu Hujan (Tr)

= 0,75 . 1,4440 = 1,083 3) Time to Peak (Tp) Tp = 0,8 Tr + Tg = 0,8 1,083 + 1,4440 = 2,314 jam

4) Koefisien Karakteristik DAS (a) = 1,8624

5) Waktu dari Qp sehingga Debit Hidrograf 0,3Qp (T0,3)

T0,3 = a Tg

= 1,8624 . 1,4440 = 2,6894

6) Debit Puncak Banjir (Qp)

= 4,8913

Hasil perhitungan Debit Banjir Rencana dengan metode HSS Nakayasu

akan menghasilkan kurva seperti gambar sketsa di atas. Perhitungan HSS

Nakayasu dapat dilihat pada lampiran 2, tabel 3. C. Analisis Hidraulik Sungai

Analisis hidraulik sungai yang dilakukan sesuai data lapangan yang dilakukan dengan pengukuran langsung di lapangan dan hasil analisis hujan yang telah dilakukan.

Gambar V.6. Tampang Melintang Sungai

Dari gambar di atas diperoleh besarnya luas tampang basah sungai (A) = 86,16 m2 dan keliling basah (P) = 32, 906 m. Sehingga, diperoleh jari-jari hidraulik (R) sebesar 2,6183 m. Besarnya kemiringan dasar sungai (So) adalah 0,0005263 m, data ini diperoleh dari pengukuran pada peta Bakusortanal (Peta Rupa Bumi Indonesia/RBI). Perhitungan kecepatan aliran sungai dilakukan dengan menggunakan persamaan Manning, dengan koefisien Manning (n) = 0,035. 1. Kecepatan Aliran (v) . v = 1,2452 m/dt 4 m 3 m 13 m 9,2 m 56 cm

2. Debit Existing Maksimal di Lapangan Qmaks = A.v

= 86,16 x 1,2452 = 107,28693 m3/dt

Qmaks di atas jika disesuaikan dengan perhitungan HSS Nakayasu (lihat tabel V.10), Qmaks hitungan berada di bawah kala ulang 1,0101 tahun. Debit banjir maksimal yang diperoleh dari perhitungan data tampang sungai sebesar Qmax = 107,2869 m3/dt. Sedangkan debit banjir rancangan yang diperoleh dari perhitungan menggunakan metode Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu

adalah sebagai berikut :

Tabel V.10. Kala Ulang dan Debit Maksimum

Sumber : Hasil perhitungan

Desain debit banjir awal adalah desain banjir dengan kala ulang 50 tahunan (Q50). Namun, dari perhitungan di atas menunjukkan bahwa debit banjir

sungai tidak masuk dalam perhitungan debit rancangan menggunakan metode Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu, hal ini menunjukkan bahwa jika debit banjir tetap di desain dengan kala ulang 50 tahun maka kemungkinan harus dilakukan pelebaran sungai dan efek yang ditimbulkan adalah relokasi penduduk dan memungkinkan terjadinya masalah sosial. Sehingga, peneliti menggunakan data debit banjir existing yang terbesar yaitu 107,2869 m3/dt, untuk pengendalian bangunan pelindung tebing di lokasi penelitian.

Perhitungan di atas merupakan analisis perhitungan pada saluran lurus, sehingga perlu dianalisis pula kecepatan pada saluran berbelok. Menurut

Kala Ulang Qmax HSS Nakayasu

50 292,8504656 25 259,2022954 10 219,5139141 5 192,4098535 2 158,9192971 1,25 140,7640803 1,1111 135,1895179 1,0101 128,4674841

Rozovkii dalam Kinori (1984) penambahan kecepatan pada saluran berbelok adalah sebagai berikut :

a = 28° (diperoleh dari pengukuran pada Peta RBI) dmax = 3,56 m (ketinggian aliran sesuai desain banjir) g = 9,8 m/dt2

B = 26,2 m (lebar sungai) R = 2,6183 m

n = 0,035 m-1/3dt v = 1,2452 m/dt

Diperoleh koefisien Chezy (C) = 33,541 m1/2 dt dan Δ sebesar 0,14913 selanjutnya diperoleh Δ x 102

dari grafik distribusi kecepatan lihat lampiran 1 grafik 1, diperoleh Δ Vmax x 102

sebesar 7,52 ; 2x/B = 0,37 . x = (0,37 x 100)/2 = 18,5 m

Kemudian gunakan grafik distribusi kecepatan lihat gambar III.4 , untuk menentukan nilai vb/v, dari hasil pengamatan grafik diperoleh vb/v = 1,07 , jadi vb

= 1,33 m/dt. Besarnya tegangan geser yang ditimbulkan dari arus pada tikungan sungai (τtikungan) dibandingkan dengan tegangan geser yang ditimbulkan dari arus

pada tampang lurus (τlurus) adalah sebesar 1,14. Sehingga, dapat disimpulkan

bahwa penambahan tegangan geser yang terjadi akibat tampang sungai yang menikung adalah 14 % dan penambahan kecepatan akibat belokan sebesar 8 %.

D. Data Tanah dan Hasil Uji Klasifikasi Tanah 1. Uji Berat Jenis

Tabel V. 11. Hasil Pengujian Berat Jenis Tanah

Jadi diperoleh berat jenis tanah adalah 2,5 gr/cm3 2. Uji Batas-batas Atteberg

Tabel V.12. Hasil Pengujian Karakteristik Tanah

Dari pengujian tersebut termasuk dalam simbol ML yaitu jenis tanah pasir berbutir halus. Jadi jenis tanah adalah tanah Granuler (Pasir) berbutir halus. Lihat lampiran 1, grafik 3)

1 2 (W1) gr 370 361 (W2) gr 170 161 (WT=W1-W2) gr 200 200 o C 28 28 (W3) gr 791 781 (W4) gr 670 662 (W5) gr 870 862 (W5-W3) gr 79 81 WT/(W5-W3) gr/cm3 2,527 2,464 PIKNOMETER + AIR + TANAH

PIKNOMETER + AIR PADA °C ( W1 - W2 ) + W4

PEMERIKSAAN BERAT JENIS (SPECIFIC GRAVITY) SK-SNI-04-1989-F

KEDALAMAN CONTOH NOMOR CONTOH

NO. PIKNOMETER

BERAT PIKNOMETER + TANAH BERAT PIKNOMETER

BERAT TANAH SUHU

ISI TANAH BERAT JENIS

BERAT JENIS RATA-RATA 2,50

Banyak Pukulan 15 23 38 42

A Nomor Cawan 1 2 3 4 1 2

B Berat Cawan gr 3,46 3,95 3,52 3,89 3,83 3,46

C Berat Cawan + Contoh Basah gr 16,45 12,02 12,69 14,09 4,84 5,33 D Berat Cawan + Contoh Kering gr 13,99 10,63 11,16 12,42 4,68 5,00

E Berat Air = C - D gr 2,46 1,39 1,53 1,67 0,16 0,33

F Berat Contoh Kering = D - B gr 10,53 6,68 7,64 8,53 0,85 1,54 G Kadar Air = (E/F) x 100% % 23,36 20,81 20,03 19,58 18,82 21,43

H Rata-rata %

A Nomor Cawan 1 2

B Berat Cawan gr 8,7 8,67

C Berat Cawan + Contoh Basah gr 47,89 45,86 D Berat Cawan + Contoh Kering gr 40,99 39,33

E Berat Air = B - C gr 6,90 6,53

F Brt Contoh Kering ( Wo ) = D - B gr 32,29 30,66 G Kadar Air ( w ) = (E/F)x100% % 21,37 21,30

H Isi contoh Basah ( V ) ml 21,5 21

I Isi Contoh Kering ( Vo ) ml 20 19,5

J Batas Susut ( LL ) = G-((H-I)/F)X100% % 16,72 16,41

Batas Cair LL Batas Plastis PL PEMERIKSAAN BATAS-BATAS ATTERBERG

20,94 20,13

Batas Susut SL

LL % PL % PI % SL %

3. Uji Direct Shear Test

Gambar V.7. Grafik Hasil Pengujian Direct Shear Test

Dari tabel di atas diperoleh persamaan y = 0,217X + 0,2119 sehingga diketahui bahwa tg φ = 0,217. Jadi, φ (sudut gesek dalam) = 12,25°.

4. Uji Standard Proctor

Gambar V.8. Grafik Hasil Pengujian Standard Proctor

Jadi dari grafik di atas diperoleh besarnya γb = 1,895 gr/cm3, maka dapat

dihitung besarnya γ’ = 0,935 gr/cm3

E. Kriteria Pemilihan Bangunan

Jenis bangunan yang digunakan untuk pelindung tebing adalah tipe struktur, yang ditinjau dari kriteria pemilihan bangunan sebagai berikut :

Tabel V.13. Kriteria Pemilihan Bangunan

Pada pemilihan jenis bangunan yang harus digunakan, penulis membagi lokasi penelitian menjadi tiga daerah (lihat gambar V.18) yaitu Daerah A, Daerah B, dan Daerah C.

Pada Daerah A bangunan yang mendukung untuk digunakan yaitu dinding penahan tanah, turap (sheetpile), bronjong kawat dan dump stones. Namun, jika disesuaikan dengan kondisi lapangan di Daerah A bangunan yang paling cocok digunakan adalah bangunan bronjong kawat karena kawasan yang dilindungi adalah daerah persawahan dan permasalahan erosi yang terjadi tidak mendesak dan dampak kerusakannya rendah, sehingga dibutuhkan bangunan yang paling efisien dari segi teknis dan bahannya.

Jika digunakan dinding penahan tanah dan turap secara teknis dan bahan yang digunakan bangunan tersebut relatif mahal, untuk penggunaan dump stones

tidak disarankan karena kondisi kemiringan lahan sangat curam sehingga dikhawatirkan kemungkinan bangunan menjadi tidak stabil terhadap tegangan geser aliran sangat tinggi.

Pada Daerah B bangunan yang mendukung untuk digunakan sebagai pelindung tebing yaitu dinding penahan tanah, turap (sheetpile), krib, bronjong kawat dan dump stones. Namun, jika disesuaikan dengan kondisi lapangan di Daerah B bangunan yang paling cocok digunakan adalah bangunan krib, kawasan yang dilindungi adalah daerah persawahan dan pemukiman, permasalahan erosi

Kriteria Pemilihan Langsung (1) Tidak Langsung (2)

Permasalahan Longsoran, erosi,

gerusan Erosi, gerusan Tingkat permasalahan Mendesak Tidak mendesak

Dampak kerusakan Tinggi Rendah

Kawasan yang dilindungi

Pemukiman, jalan,

bangunan Sawah, perkebunan

yang terjadi tidak mendesak dan dampak kerusakannya rendah, sehingga dibutuhkan bangunan cocok untuk melindungi tebing dengan efek jangka panjang yang diharapkan mampu memperbaiki kondisi tebing yang rusak dengan mengendapkan angkutan sedimen sehingga tebing kembali ke kondisi semula.

Bangunan lain tidak efektif digunakan karena jika digunakan dinding penahan tanah dan turap secara teknis dan bahan yang digunakan bangunan tersebut relatif mahal, untuk penggunaan dump stones tidak disarankan karena kondisi kemiringan lahan curam dan menikung sehingga dikhawatirkan kemungkinan bangunan menjadi tidak stabil terhadap tegangan geser aliran sangat tinggi yaitu trgangan geser akibat tampang sungai lurus dan penambahan tegangan geser akibat tampang menikung. Pemasangan bronjong kawat mungkin untuk dilakukan, namun karena peneliti menilai pemasangan krib lebih menguntungkan karena efeknya jangka panjang maka peneliti lebih menyarankan penggunaan krib untuk mengatasi permasalahn gerusan di Daerah B.

Pada Daerah C bangunan yang mendukung untuk digunakan yaitu krib dan turap (sheetpile). Namun, jika disesuaikan dengan kondisi lapangan di Daerah C bangunan yang paling cocok digunakan adalah bangunan turap (sheetpile), karena permasalahan erosi yang terjadi mendesak dan dampak kerusakannya tinggi, kawasan yang dilindungi adalah pemukiman dan arus sungainya pun mengarah ke tebing yang mengakibatkan terjadinya longsoran. Oleh karena itu, dibutuhkan bangunan dengan tingkat keamanan tinggi untuk segera digunakan dalam menangani masalah yang terjadi di daerah tersebut.

Hasil dari pemilihan bangunan yang sesuai dengan daerah yang dibagi di atas merupakan bangunan yang dipakai untuk mengatasi masalah gerusan tebing yang ada di lapangan. Kemudian, peneliti melakukan perhitungan secara teknis untuk menentukan desain bangunan yang aman digunakan di lapangan. Analisis yang dilakukan akan dijelaskan pada poin F yaitu analisis bangunan pelindung tebing dan stabilitas bangunan.

F. Analisis Bangunan Pelindung Tebing dan Stabilitas Bangunan 1. Analisis Perhitungan

a. Dump Stones

Gambar V.10. Desain Bangunan Dump Stones

H 0,45 m

1 m 2,3 m

Perhitungan Diameter Butiran Batu

dmax = 3,56 m ketinggian air maksimum So = 0,000526316 m kemiringan dasar sungai γcr = 26,50 kN/m

3

γw = 10,0 kN/m 3

tabel berat jenis batu pecah

g = 9,8 m/dt2 D = 0,002 m υ = 0,000001007 m/dt Suhu 20° Re_* = 269,13 Ψcr = 0,9 Δ = 1,7

Lihat grrafik Shields τc/(γs-γa)gd = 0,9

H 0,6 m

1 m

2,3 m

1. Analisis Stabilitas Dump Stones tegangan geser τc = 0,2911 kN/m

3 τo = 0,1836 kN/m

3 τo < τcr maka butiran diam atau stabil

2. Analisis Stabilitas Dump Stones kecepatan gesek u* = 0,1355 m/dt

u*c = 0,1706 m/dt

u* < u*c maka butiran diam atau stabil

Kontrol Re

Re*c = 338,838

Ψcr' = 1,000

Ψcr < Ψcr' maka butiran diam atau stabil

3. Stabilitas Bangunan terhadap Daya Dukung Tanah Data :

g = 9,8 m/s2

φ = 12,25 ° sudut gesek dalam tanah θ = 60 ° sudut kemiringan dump stones Nc = 11,085

Nγ = 1,785

Gs = 2,5 kN/m3 Pengujian tanah

Tabel nilai faktorkapasitas dukung Terzhagi

Perhitungan

γ

_b

=

18,950

kN/m

3

volume tanah basah tanah

B =

1+2,3.Cos φ

2

= 2,150 m

qu =

0,5 B.γ.Nγ = 36,363 kN/m

3

Berat Volume Batuan

H =

0,45

m

γ

_cr

=

26,50

kN/m

3

berat volume batu

q =

γb x H =

11,93 kN/m

3

SF =

3,05

>

3

Aman

Jadi tanah dapat menopang beban batuan

b. Dinding Penahan Tanah

Gambar V.11. Desain Bangunan Dinding Penahan Tanah

B4 B2 B3 B1 B1 H1 H2 H3 2 m 2 m P1 P2 P3 _P4 P6 P5 2 m 2 m 2 m 4 m 8 m 1 2 3 Data lapangan : φ1 = 12,245 ° γw = 10 kN/m3 γb = 18,95 kN/m3 φ2 = 35 ° γcr = 24 kN/m3 Ka = 0,7 γ' = 9,7721 kN/m3 Kp = 1,5 Nq = 33,3 Nγ = 34 Analisis Perhitungan 1) Tekanan Tanah Aktif

P1 = = 24,636 P2 = = 24,636 H3 + 49,272 P3 = = 3,18 H32 + 12,704 H3 + 12,704 P4 = = 5,00 H32 + 20,000 H3 + 20,000 Pa = 8,18 H32 + 57,340 H3 + 106,612 1/2.γb.H12. Ka γb.Ka.H1(H2+.H3) 1/2.γ'.Ka.(H2+H3)2 1/2.γw.(H2+H3)2

2) Tekanan Tanah Pasif

P5 = = 7,52 H32 P6 = = 5,00 H32 Pp = 12,52 H32 1/2.γ'.H32 .Kp 1/2 γw.H32

Bangunan aman terhadap bahaya penggeseran Pa = 8,18 H32 + 57,340 H3 + 106,612 Pp = 12,52 H32 Gempa = 18,2 H3 + 27,8 ΣPh _{= -4,34 H3}2 + _{75,540 H3 + 134,412} Pa - Pp =0

3) Beban Akibat Berat Bangunan dan Tanah

W1 = = 192,00 W2 = = 96,00 W3 = = 192,00 H3 Up = = 10,00 H3 10,00 = 182,00 H3 + 278,00 (H1+H2).B1.γcr (H1+H2)/2.B2.γcr H3.B3.γcr (H3+(H2+H3)/2*γw

# Analisis Kestabilan terhadap Penggeseran dan Gempa

Triall H3 = 3,0

W-Up = 182,00 H3 + 278,00 = 824 kN

ΣPh = -4,34 H32 + 75,540 H3 + 134,41 = 321,97 kN

Pp = 12,52 H32 = 112,65 kN

tan 2/3 δ = 0,43

Maka Kestabilan terhadap Penggeseran adalah

SFgs = 1,5 = 1,5 Aman

# Stabilitas terhadap Daya Dukung Tanah

Xe = 3,638886713

e = B/2 - Xe = 0,361113287 e < B/6 1,333333 (ΣMr-ΣMgl)/ΣW =

Bangunan aman / tahan terhadap daya dukung tanah, karena tanah mampu menopang bangunan

Bangunan aman terhadap bahaya penggulingan

B' = 7,277773426 L' = 0,277773426 dq = 1,095492758 dγ = 1 sq = 16,02792907 sγ = 9,480157912 ≥ 0,6 = 1+ (B'/L') sin φ = 1 - 0,4 (B'/L') = B - 2e = L - 2e = 1+2.Df/B.tanφ(1-sinφ)2 = qu = 55414,30818 kN q_mak = 130,8960014 < qu = 55414, 3 kN qmin = 75,10399859 > 0 e < B/6 Aman

# Stabilitas terhadap Penggulingan

SFgl = 4,8 > 2 (Aman)

c. Bronjong Kawat

Gambar V.12. Desain Bangunan Bronjong Kawat

m.a.t P1 I P2 P3 P4 II III IV 2 m H1 1 m H2 2 m P5 P6 H3 1,5 m 1,0 m O Data : g = 9,8 m/dt2 φ = 12,25 ° Nq = 3,0425 Nγ = 0,6675 γb = 1,895 ton/m 3 γcr = 2,65 ton/m 3 γ' = 0,977 ton/m3 γw = 1 ton/m 3 Penyelesaian :

1. Tekanan Tanah Lateral pada Tanah Granuler (Pasir) Ka = 0,650

Kp = 1,538 1) Tekanan Tanah Aktif

I 1,232 0,616 2,833 1,745 II 1,232 3,080 1,250 3,849 III 1,588 1,985 0,833 1,654 IV 2,500 2,500 0,833 2,083 ΣMgl = 9,332 Daerah Tekanan (ton/m2) Gaya (ton/m) Lengan terhadap O Momen (tonm)

2) Tekanan Tanah Pasif V 3,007 3,007 0,667 2,004 VI 2,000 2,000 0,667 1,333 ΣPh = 3,174 Daerah Tekanan (ton/m2) Gaya (ton/m) Lengan terhadap O Momen (tonm)

3) Beban yang ditimbulkan bangunan

A 21,20 1,75 37,10 B 11,93 1,25 14,91 C 5,30 0,75 3,98 D 1,33 0,25 0,33 ΣW = 39,75 ΣMr = 56,31 Momen (ton) Daerah Beban (ton/m) Lengan terhadap O

1. Stabilitas terhadap Penggulingan

SFgl = 6,0 > 2

2. Stabilitas terhadap Penggeseran

SFgs = 3,5 > 1,5

3. Stabilitas terhadap Keruntuhan Daya Dukung Tanah

Xe = 1,1819002 iq = 1 e = 0,0680998 < B/6 0,4166667 i_γ = 1 B' = 2,36380041 dq = 1,2156 L' = 1,86380041 dγ = 1 sq = 1,26900085 Df = H3 = 2 m s_γ = 0,493 ≥ 0,6 ok qu = 21,8125484 ton/m2

2. Turap (Sheetpile)

Gambar V.13. Desain Struktur Dinding Papan Turap

qu = 21,8125484 ton/m2 q_mak = 18,4986882 < qu Aman qmin = 13,3013118 > 0 e < B/6 _ 5 5 D Pa Pp P2 P1 P3 5 m D 5 m Data lapangan : φ1 = 12,25 ° γw = 10,00 kN/m 3 γb = 18,950 kN/m 3 φ2 = 35 ° γcr = 24,00 kN/m 3 Ka = 0,650 γ' = 9,772 kN/m3 Kp = 1,538 Nq = 3,0425 Nγ = 0,6675

3. Krib

Menurut Ernawan dalam Humairoh (2014) jarak antar krib dinyatakan sebagai berikut : dengan a = 0,1 (parameter empiris) C = koefisien Chezy = 33,541 m1/2 dt

h = nilai tengah kedalaman air (1/2 * 3,56 = 1,78 m) g = percepatan gravitas ( 9,8 m/dt2)

maka jarak antar krib adalah :

Analisis Perhitungan

1) Tekanan Tanah Aktif dan Pasif

P1 = = 153,9753 P2 = = 61,59014 D + 307,9507 P3 = = 3,176057 D2 + 31,76057 D + 79,40141 Pa = 3,176057 D2 + 93,3507 D + 541,3274 Pp = = 7,51665 D2 ΣPh = -4,34059 D2 + 93,3507 D + 541,3274 1/2.γb.H12. Ka γb.Ka.H2.(H2+D) 1/2.γ'.Ka.(H2+D)2 1/2.γ'.Kp.D2 M1 = x 153,9753 D + 1026,502 M2 = x 30,79507 D2 + 307,9507 D + 769,8767 M3 = x 1,058686 D3 + 15,88028 D2 + 79,40141 D + 132,3357 1,058686 D3 + 46,67535 D2 + 541,3274 D + 1928,715 M4 = x 2,50555 D3 ΣMgl = 3,564236 D3 + 46,67535 D2 + 541,3274 D + 1928,715 = 6038,847 kN Triall D = 6 m Panjang total (L) = 16 m

Momen yang mampu ditahan adalah 6038,847 kN 1/3.H1+(H2+D)

1/2.(H2+D) 1/3.(H2+D)

2. Analisis Pembahasan

Penelitian ini menggunakan data lapangan yaitu data hujan, data tampang sungai, dan tanah dari lokasi penelitian.

a. Dump Stones

Analisis perhitungan dump stones dilakukan dengan menentukan terlebih dahulu diameter batuan minimum yang kuat, sesuai dan aman digunakan dalam struktur. Selanjutnya, dilakukan perhitungan stabilitas struktur dump stones yang sesuai dengan syarat aman yang harus dipenuhi.

Bangunan Dump Stones yang direncanakan adalah bangunan yang tersusun dari tumpukan batu pecah yang disusun sedemikian rupa sehingga dengan kemiringan rencana dan didesain sesuai dengan kondisi lapangan.

Gambar V.14 Pemasangan Dump Stones di lapangan

 Keuntungan menggunakan bangunan Dump Stones : 1. Material mudah didapat.

2. Pengerjaannya mudah.

3. Efektif untuk mengatasi gerusan pada penampang yang relatif lurus. 4. Tidak memerlukan alat berat yang terlalu banyak dalam pengerjaan.

 Kelemahan menggunakan bangunan Dump Stones :

1. Tidak efektif untuk mengatasi gerusan pada penampang berbelok belok. 2. Efektif untuk dibangun pada lereng dengan kemiringan landai, karena

namun boros.

b. Dinding Penahan Tanah

Dinding penahan tanah yang digunakan didesain sesuai dengan desain kedalaman banjir yang direncanakan yaitu 3,56 m dan diambil tinggi 4 m, bahan yang digunakan adalah pasangan batu kali.

Gambar V.15 Pemasangan Dinding Penahan Tanahdi lapangan

 Keuntungan menggunakan bangunan Dinding Penahan Tanah

1. Dapat digunakan untuk mengatasi gerusan pada tampang sungai yang leratif lurus, namun juga masih aman untuk menangani pada tampang belokan ringan.

2. Lebih kuat, karena terbuat dari material batu dan adukan beton.

 Kelemahan menggunakan bangunan Dinding Penahan Tanah 1. Tidak efektif digunakan pada penampang belokan besar .

2. Memerlukan alat berat untuk melakukan galian, namun sesuai kondisi lapangan alat berat sulit menjangkau lokasi.

c. Bronjong Kawat

Bronjong kawat merupakan bangunan yang tersusun dari batu yang didesain sedemikian rupa yang diikat dengan kawat anyaman.

Gambar V.16. Pemasangan Bronjong Kawat di Lapangan

 Keuntungan menggunkakan bangunan Bronjong Kawat 1. Mudah dalam pengerjaan.

2. Mudah dalam menjangkau lokasi.

3. Efektif digunakan pada ketinggian lereng yang sedang.

 Kerugian menggunkakan bangunan Bronjong Kawat

1. Hanya efektif digunakan pada lereng dengan ketinggian sedang. 2. Kurang efektif digunakan pada daerah tikungan yang besar. 3. Tidak tahan lama ( ± 2 – 3 tahun).

d. Turap (Site Pile)

Analisis bangunan turap dilakukan dengan menentukan kedalaman penetrasi dinding turap terlebih dahulu, kemudian dilakukan perhitungan tekanan lateral tanah dan stabilitas bangunan terhadap penggulingan. Nilai D triall adalah nilai hasil perhitungan D yang sudah dikalikan faktor aman 1,2 untuk kedalaman penetrasi turap di atas.

Gambar V.17 Pemasangan Turap Precast di Lapangan

 Keuntungan menggunakan bangunan Turap

1. Mampu menahan gerusan dengan tinggi lereng yang sesuai lapangan. 2. Efektif digunakan pada semua bentuk penampang sungai dari tampang

lurus sampai tampang berbelok.

 Kelemahan menggunakan bangunan Turap

1. Perlu alat berat untuk melakukan penanaman turap yang cukup dalam ( ± 2 meter), sedangkan alat berat sulit mencapai lokasi.

2. Sulit dalam pengerjaan.

3. Biaya mahal karena terbuat dari beton bertulang. e. Krib

Krib yang direncanakan adalah tipe krib impermiabel dengan posisi tegak lurus terhadap arus, peneliti tidak melakukan perhitungan mengenai bagaimana tipe krib ini yang digunakan, peneliti memilih tipe krib tersebut dengan mengacu pada penelitian yang dilakukan Ukiman (2006), Humairoh (2014), dan Sunaryo (2010) yang menyatakan bahwa pemasangan krib dengan posisi tegak lurus dengan aliran lebih baik dalam menangani gerusan pada tikungan sungai.

Gambar V.19. Pemasangan Krib pada Sungai

Jadi penempatan krib disarankan dengan jarak kurang dari 10,218 m antar krib satu dengan yang lain.

 Keuntungan menggunakan bangunan Krib :

1. Efektif untuk meredam kecepatan pada daerah tikungan sungai. 2. Efektif digunakan untuk membelokkan aliran arus sungai. 3. Menlindungi tebing dari gerusan pada tikungan luar sungai.

4. Memungkinkan terjadinya sedimentasi pada tikungan bagian sungai yang dilindungi sehingga dapat memperbaiki atau mengembakikan tebing ke kondisi semula.

 Kelemahan menggunakan bangunan Krib :

1. Belum sempurnanya penelitian tentang analisis bangunan krib. 2. Dapat mengakibatkan gerusan di daerah hilir bangunan.

Dari hasil analisis di atas diketahui bahwa bangunan pelindung tebing yang digunakan sebagai alternatif penanganan erosi tebing di Sungai Pusur adalah aman. Kemudian, hasil analisis digunakan untuk mendukung pemilihan bangunan yang disesuaikan dengan kriteria pemilihan. Hasil pemilihan banguanan sesuai kriteria pemilihan dapat digunakan untuk mengatasi gerusan tebing sesuai daerah yang telah dibagi di lapangan dengan hasil sebagai berikut :

Tabel V.14 Hasil Pemilihan Bangunan dan Analisis Bangunan No Daerah Pemilihan Bangunan Analisis Perhitungan dan Stabilitas Bangunan Keterangan

1 Daerah A Bronjong Kawat Aman Memenuhi

2 Daerah B Krib Aman Memenuhi

3 Daerah C Turap (sheetpile) Aman Memenuhi

Sehingga pemilihan bangunan yang cocok disetiap daerah yang dibagi, dapat digunakan untuk mengatasi gerusan yang terjadi di lapangan.