I. PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Fenomena gerakan tanah yang kompleks menjadikan investigasi dan prediksinya dapat didekati dari berbagai bidang. Menurut The Japan Landslide Society (1996), investigasi dan prediksi gerakan tanah dapat dilakukan dari lima bidang kajian, yaitu deformasi permukaan, struktur geologi, bidang gelincir, airtanah dan geoteknik. Ditinjau dari bidang kajian deformasi permukaan, gerakan tanah merupakan fenomena terdeformasinya permukaan lereng. Secara geodetik, terdeformasinya permukaan lereng dipandang sebagai perubahan atau pergerakan posisi titik-titik permukaan lereng (Kuang, 1996). Dengan demikian mekanisme gerakan tanah semestinya juga dapat dipelajari dari karakteristik perubahan atau pergerakan titik-titik permukaan lereng.
Pada prinsipnya karakteristik perubahan permukaan lereng tidak terlepas dari gaya/faktor yang menyebabkan permukaan lereng mengalami gerakan. Oleh karena itu dalam analisis dan prediksinya juga harus mempertimbangkan gaya/faktor yang menyebabkan lereng mengalami gerakan. Menurut Karnawati (2005a), proses terjadinya gerakan tanah dimulai dari keadaan stabil kemudian berubah menjadi rentan bergerak. Hal tersebut disebabkan karena faktor-faktor geomorfologi/kemiringan lereng, geologi, tanah/batuan penyusun lereng, iklim maupun hidrologi lereng. Kondisi lereng berubah menjadi kritis dan selanjutnya mengalami gerakan dipicu oleh infiltrasi air ke dalam tanah, getaran dan aktivitas manusia.
Infiltrasi air hujan ke dalam lereng merupakan infiltrasi yang paling sering terjadi. Dengan kata lain hujan merupakan salah satu faktor pemicu yang menggerakkan lereng. Menurut Gostelow (1991), terjadinya hujan menyebabkan adanya proses infiltrasi air hujan ke dalam lereng. Infiltrasi air hujan ke dalam lereng ini mengakibatkan permukaan air tanah naik. Naiknya permukaan airtanah meningkatkan tekanan air pori dalam tanah sehingga menyebabkan kuat geser tanah
berkurang. Berkurangnya kuat geser tanah ini menjadikan kestabilan lereng berkurang dan lereng dapat mengalami gerakan. Karnawati (2005a) juga menjelaskan bahwa gerakan tanah merupakan akibat langsung dari naiknya permukaan airtanah dalam lereng. Berdasarkan penjelasan-penjelasan ini, maka gerakan tanah tidak bisa dipandang hanya sebagai fenomena perubahan permukaan lereng terhadap waktu (perubahan geometrik) saja, melainkan merupakan deformasi dinamis yang dipengaruhi salah satu faktor utamanya oleh infiltrasi air hujan (fenomena fisis). Teknik-teknik pengamatan geodetik sekarang ini memungkinkan untuk mengukur dan menganalisis perubahan/gerakan permukaan lereng secara akurat. Salah satu teknik pengamatan geodetik modern yang mempunyai banyak keuntungan untuk analisis gerakan tanah adalah teknologi Global Positioning System (GPS). Kemampuan teknologi GPS yang dapat digunakan dalam segala cuaca dan sembarang waktu, tidak memerlukan syarat keterlihatan dan dapat digunakan untuk penentuan posisi tiga dimensi (3-D) secara teliti merupakan kelebihan GPS untuk analisis dan prediksi gerakan tanah (Sadarviana, 2006; Abidin, dkk., 2006). Dengan GPS, karakteristik gerakan dapat dideskripsikan secara 3-D sehingga lebih realistis mencerminkan gerakan tanah yang merupakan fenomena gerakan 3-D.
Seiring dengan perkembangan teknologi GPS yang dapat digunakan untuk mengukur posisi titik secara 3-D dengan akurat, perkembangan metode analisis deformasi sekarang ini juga mengarah pada pemodelan deformasi dinamis. Menurut Welsch dan Heunecke (2001), pada pendekatan pemodelan dinamis ini, tidak hanya status perubahan geometrik saja yang dimasukkan dalam model tetapi juga faktor/gaya penyebab deformasi (fenomena fisis). Konsekuensi penerapan pemodelan dinamis ini mengakibatkan model analisis deformasi yang digunakan sangat kompleks dan sulit diselesaikan. Namun demikian perkembangan teknik estimasi sekarang ini memungkinkan untuk menyelesaikan model analisis deformasi dinamis yang sangat kompleks tersebut. Salah satu teknik estimasi yang dapat diterapkan untuk menyelesaikan pemodelan dinamis adalah teknik Kalman Filtering (Welsch dan Heunecke, 2001). Beberapa keuntungan diterapkannya teknik ini antara lain :
1. Problem utama pemodelan dinamis adalah jumlah parameter yang diestimasi lebih banyak dibandingkan dengan jumlah pengamatan/persamaan. Dengan cara mengkombinasikan persamaan sistem dan persamaan pengamatan, maka persamaan inovasi dapat disusun. Persamaan inovasi ini digunakan sebagai dasar untuk mengestimasi parameter sekaligus memprediksinya. Oleh karena itu dengan teknik Kalman Filtering ini problem utama pemodelan dinamis dapat dipecahkan (Welsch dan Heunecke, 2001),
2. Mempunyai kemampuan untuk mendeteksi, menyaring dan mengoreksi kesalahan-kesalahan sistematis dan dapat meminimalkan secara merata kesalahan acak hasil pengamatan geodetik seperti GPS sehingga hasil estimasinya akurat (Welsch dan Heunecke, 2001; Strang dan Borre, 1997),
3. Mempunyai kemampuan updating, sehingga dapat digunakan untuk prediksi gerakan yang sangat bermanfaat dalam investigasi dan mitigasi gerakan tanah (Acar, dkk, 2004; Strang dan Borre, 1997).
Saluran Induk Kalibawang merupakan saluran yang sangat penting karena hampir seluruh daerah irigasi di Kabupaten Kulon Progo diperoleh dari saluran ini. Saluran ini terletak di sepanjang kaki pegunungan Kulon Progo dengan panjang sekitar 24 km memanjang dari utara ke selatan. Ditinjau dari kondisi geologinya, saluran ini terletak pada daerah yang tidak stabil sehingga dari waktu ke waktu mengalami kerusakan. Salah satu segmen saluran yang rawan mengalami kerusakan adalah segmen saluran di km 15,9 yang secara administratif terletak di Dusun Klepu, Desa Banjararum, Kecamatan Samigaluh, Kabupaten Kulon Progo, Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta.
Gambar I.1. Lokasi penelitian (sumber : modifikasi dari Ma’ruf, dkk (2014), Karnawati (2005b) dan Google Map)
Lokasi segmen saluran di km 15,9 ini diapit oleh dua pegunungan Kulon Progo dan terletak di kaki kedua pegunungan tersebut. Kelerengan kedua pegunungan tersebut bervariasi, di daerah puncak relatif terjal sedangkan di daerah kaki relatif landai dengan kemiringan 10° sampai 25°. Beberapa fakta yang menunjukkan di daerah segmen ini rawan mengalami kerusakan adalah adanya rekahan-rekahan tanah
Sumber : Vamoeurn, N., 2005
lokasi awal penelitian
yang terjadi di sebelah atas saluran, adanya retakan-retakan pada bangunan serta yang paling krusial dan kritikal yaitu bengkok dan retaknya saluran yang berkonstruksi talang. Fakta ini menunjukkan bahwa pada daerah segmen saluran ini mengalami deformasi. Terjadinya deformasi ini diduga akibat adanya gerakan tanah tipe rayapan yang selalu bergerak secara lambat dari waktu ke waktu (Karnawati, 2005a). Berdasarkan fakta tersebut, maka diperlukan upaya pemantauan terhadap gerakan rayapan tanah di daerah ini. Adanya pemantauan ini diharapkan menjadi informasi dasar bagi uasaha-usaha yang harus dilakukan untuk mengendalikan gerakan rayapan tanah ini atau mengurangi dampak yang ditimbulkannya dan upaya rehabilitasi saluran yang efektif. Informasi-informasi penting yang diperlukan dalam upaya mengurangi dampak dan rehabilitasi saluran yaitu diperolehnya informasi mengenai besar, arah, kecepatan dan percepatan gerakan rayapan ini.
Pemanfaatan teknologi GPS untuk analisis dan prediksi gerakan rayapan tanah di km 15,9 Saluran Induk Kulon Progo berbasiskan pemodelan dinamis yang diselesaikan dengan metode teknik Kalman Filtering realistis untuk diterapkan. Namun dalam implementasinya muncul permasalahan yang perlu dipecahkan. Permasalahan yang muncul adalah meskipun GPS mampu mengukur dan menganalisis gerakan titik di permukaan lereng secara akurat, namun tidak memungkinkan mengukur semua titik permukaan lereng. Keterbatasan GPS yang tidak memungkinkan mengukur semua titik permukaan lereng secara akurat membawa konsekuensi hanya menggunakan beberapa titik saja yang diasumsikan dapat mewakili gerakan rayapan tanah. Titik-titik yang diasumsikan dapat mewakili gerakan rayapan tanah adalah titik-titik kontrol pemantauan. Berdasarkan gerakan titik-titik kontrol pemantauan ini selanjutnya digunakan untuk menganalisis dan memprediksi gerakan titik-titik permukaan lereng. Mekanisme gerakan rayapan tanah dianalisis berdasarkan karakteristik gerakan titik-titik permukaan lereng.
Berbagai penelitian untuk mengetahui penyebab mendasar terjadinya gerakan rayapan di daerah ini telah dilakukan, mulai dari aspek geologi dan stratigrafi, geomorfologi, geoteknik maupun hidrologi. Penelitian-penelitian yang telah
dilakukan semuanya cenderung menganalisis gerakan secara fisis, padahal terjadinya gerakan rayapan tanah ini selain membawa perubahan fisis juga selalu diikuti perubahan geometrik. Oleh karena itu penelitian ini menganalisis dan memprediksi besar, arah, kecepatan dan percepatan gerakan rayapan tanah berbasis data pengamatan GPS (aspek geometrik) dengan melibatkan pengaruh perubahan infiltrasi air hujan sebagai pemicu gerakan (fenomena fisis). Penelitian ini lebih memfokuskan pada pemodelan dinamis geometri rayapan tanah yang diselesaikan dengan teknik Kalman Filtering.
I.2. Rumusan Masalah
Rumusan masalah penelitian ini adalah :
1. Bagaimana menganalisis dan memprediksi besar dan arah, kecepatan dan percepatan serta besarnya pengaruh perubahan infiltasi air hujan terhadap gerakan rayapan tanah di km 15,9 Saluran Induk Kalibawang dengan menggunakan teknologi GPS.
2. Bagaimana memodelkan, menganalisis dan memprediksi gerakan rayapan tanah dengan menggunakan model analisis deformasi dinamis dengan memasukkan parameter fisis berupa infiltrasi air hujan yang diselesaikan dengan teknik Kalman Filtering.
I.3. Batasan Masalah
Penelitian ini dilakukan dengan batasan-batasan masalah sebagai berikut :
1. Pengukuran GPS dilakukan dengan menggunakan metode survei GPS secara periodik sebanyak tiga periode. Survei GPS periode-1 dilakukan pada bulan November 2006 yaitu pada awal musim hujan. Survei GPS periode-2 dilakukan pada bulan Maret 2007 yaitu pada saat puncak musim hujan. Adapun survei GPS periode-3 dilakukan pada bulan Desember 2008 pada saat puncak musim hujan berikutnya.
2. Mengingat deformasi yang terjadi di lokasi penelitian dalam cakupan deformasi lokal, maka jaring GPS yang digunakan adalah jaring absolut. Dalam jaring absolut ini digunakan satu titik yang diasumsikan tidak mengalami gerakan (titik ikat). Titik ikat ini ditempatkan relatif jauh sekitar 4 km dari lokasi penelitian. Titik ikat ini ditempatkan pada daerah dengan topografi yang datar dan kondisi tanah/lokasi yang stabil. Semua periode survei GPS dilakukan sesudah terjadinya gempa Yogyakarta pada tanggal 26 Mei 2006. Dengan demikian semua gerakan yang terjadi mengacu pada titik ikat ini.
3. Pemodelan dinamis dilakukan berdasarkan data hasil survei GPS secara periodik sebagai data geometrik dan infiltrasi air hujan pada setiap titik-titik kontrol pemantauan sebagai data fisik. Mengingat adanya keterbatasan data, data infiltrasi air hujan yang digunakan merupakan data simulasi. Nilai infiltrasi air hujan pada titik-titik pantau selama masa prediksi sejak awal musim hujan sampai minggu ke-12 setelah awal musim hujan (puncak musim hujan) diperoleh dari simulasi menggunakan model Horton (1940). Nilai kapasitas infiltrasi dan infiltrasi kumulatif disimulasikan dengan mengikuti pola Horton (1940) dari Triatmodjo (2008).
4. Faktor yang mempengaruhi infiltrasi yang dipertimbangkan dalam simulasi ini adalah kondisi topografi atau kemiringan lereng. Titik-titik pantau diklasifikasikan sesuai kelerengannya dengan mengikuti pembagian kelas kelerengan menurut Zuidam (1983). Kelerengan titik-titik pantau dikelompokkan menjadi enam kelas kelerengan, yaitu 0o s.d 2o , 2o s.d 4o, 4o s.d 8o, 8o s.d 16o, 6o s.d 35o dan lebih besar dari 35o. Pengaruh kemiringan lereng diterapkan dengan asumsi semakin miring lereng maka besarnya persentase infiltrasi kumulatif semakin kecil dan sebaliknya semakin landai semakin besar persentasenya. 5. Faktor-faktor lain yang mempengaruhi infiltrasi seperti kelembaban tanah,
pemampatan oleh hujan, penyumbatan oleh butir halus dan tanaman penutup tidak dipertimbangkan karena jenis tanahnya sama yaitu lempung serta kondisi tanaman penutup hampir semuanya berupa tebu. Demikian juga pengaruh
intensitas hujan tidak dipertimbangkan mengingat lokasi penelitian yang sangat lokal (tidak luas) sehingga intensitas hujannya sama.
6. Prediksi gerakan yang dilakukan ini hanya memprediksi gerakan rayapan tanah mulai dari awal musim hujan sampai puncak musim. Prediksi gerakan dilakukan per-minggu sebanyak 12 periode (12 minggu). Prediksi sebanyak ini dilakukan dengan asumsi lama waktu musim penghujan adalah enam bulan, dengan demikian lama waktu dari awal musim sampai puncaknya adalah tiga bulan atau dua belas minggu.
7. Permukaan lereng didekati melalui titik-titik Digital Elevation Model (DEM) yang diperoleh dari hasil pengukuran langsung di lapangan dengan menggunakan metode GPS (Real Time Kinematic) RTK.
8. Analisis dan prediksi gerakan tanah yang diperoleh dikorelasikan terhadap hasil studi geologi dan geoteknik.
I.4. Keaslian Penelitian
Selama ini berbagai penelitian yang terkait dengan studi gerakan tanah atau deformasi di km 15,9 Saluran Induk Kalibawang Kulon Progo sudah banyak dilakukan. Dwidjaka (2006) telah melakukan penelitian mengenai pengaruh variasi kadar air terhadap deformasi lereng tanah. Pada penelitian tersebut pengkajian lebih dititik-beratkan pada penentuan parameter-parameter geoteknik tanah dan pengaruh perubahan kadar air pada tanah terhadap gerakan tanah. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanah mengalami deformasi dan pergerakan semakin besar seiring dengan bertambahnya kadar air pada tanah. Long dan Karnawati (2006), lebih menekankan penelitian mengenai stratigrafi lereng, proses hidrologi lereng dan hujan sebagai faktor yang dominan dalam menyebabkan lereng bergerak. Wisaksono (2003) juga telah melakukan penelitian mengenai analisis stabilitas lereng penyebab gerakan tanah di km 15,9 dari aspek geoteknik. Sebelumnya Depkimpraswil (2002) melakukan identifikasi dan penelitian geologi teknik saluran induk kalibawang.
Penelitian tentang aplikasi GPS untuk analisis gerakan tanah sudah banyak dilakukan. Kamarullah (2003) melakukan penelitian aplikasi teknologi GPS untuk pemantauan gerakan tanah di km 22 dan km 26 Jalan Layang Timur-Barat, Peninsular, Malaysia. Penelitian lebih ditekankan pada kajian mode-mode pengamatan GPS statik, rapid static dan RTK untuk pemantauan gerakan tanah. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa mode-mode pengamatan GPS ini sangat handal untuk survei pemantauan gerakan tanah di lokasi penelitian.
Abidin dkk (2004) melakukan penelitian studi pergeseran gerakan tanah di Megamendung dengan menggunakan metode survei GPS secara periodik. Survei GPS dilakukan sebanyak tiga periode (April 2002, Mei 2003 dan Mei 2004) pada delapan titik kontrol pemantauan. Kajian penelitian ini ditekankan pada analisis besar dan arah pergeseran yang dilakukan dengan menggunakan model analisis deformasi statik yang diselesaikan dengan teknik hitung kuadrat terkecil. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa besarnya gerakan tanah pada periode survei yang dipantau melalui titik-titik kontrol pemantauan mencapai level beberapa desimeter sampai beberapa meter.
Acar dkk (2004) juga melakukan penelitian tentang analisis gerakan tanah di Desa Gurpinar Istambul Turki berbasis data hasil survei GPS secara periodik, hanya model analisisnya menggunakan model kinematik. Model kinematik ini lebih lengkap dibandingkan dengan model statik. Pada model kinematik ini gerakan dideskripsikan melalui kecepatan dan percepatan. Penerapan model ini membawa konsekuensi jumlah parameter lebih banyak dibandingkan dengan jumlah pengamatan sehingga teknik hitung perataan kuadrat terkecil tidak dapat diterapkan. Pada penelitian ini teknik Kalman Filtering dicoba diterapkan untuk menyelesaikan modelnya. Penelitian ini hanya memfokuskan proses pemantauan deformasi secara geodetik/geometrik, aspek fisik belum dimasukkan dalam pemodelan. Disamping itu analisis yang dilakukan juga hanya analisis gerakan titik-titik kontrol pemantauan. Hasil penelitian ini menunjukkan teknik Kalman Filtering potensial digunakan untuk penyelesaian modelnya.
Lin dkk (2012) melakukan penelitian tentang penerapan teknik Kalman Filtering untuk sistem pengambilan keputusan asesmen bencana gerakan massa tanah berjenis debris flow. Penelitian ini dilakukan di daerah Hualien, Taiwan yang merupakan pegunungan yang mempunyai curah hujan tinggi selama musim penghujan dan seringkali terjadi bencana gerakan massa tanah. Penelitian ini didasarkan pada kasus aktual yang terjadi di daerah Hualien selama tahun 2007 dan 2008. Penelitian ini membandingkan hasil asesmen kejadian fenomena gerakan massa tanah jenis debris flow dengan teknik Kalman Filtering dan Neural Network. Hasil penelitian ini menyatakan bahwa efisiensi sistem pengambilan keputusan dengan menggunakan teknik Kalman Filtering untuk penilaian kejadian bencana gerakan massa tanah berjenis debris flow mempunyai kesalahan relatif rerata yang lebih kecil dibandingkan dengan penggunaan model Neural Network. Dengan teknik Kalman Filtering, kesalahan penilaian kejadian terjadinya bencana debris flow ini dapat ditingkatkan dari yang semula 4,65% menjadi 3,39%.
Beberapa penelitian yang telah dilakukan di daerah studi menunjukkan bahwa semua penelitian lebih banyak pada aspek geoteknik, geologi dan stratigrafi serta hidrologi. Sedangkan penelitian yang mengkaji mengenai analisis dan prediksi gerakan tanah dari aspek geometrik menggunakan teknologi GPS belum pernah dilakukan. Beberapa penelitian mengenai penerapan metode geodetik dan teknologi GPS untuk studi gerakan tanah di luar daerah studi sudah banyak dilakukan, namun hanya sebatas analisis pergeseran/gerakan titik-titik kontrol pemantauan.
Hal yang menjadi perhatian dalam penelitian ini adalah gerakan tanah yang dikaji berupa rayapan yang gerakannya perlahan sangat lambat dan relatif dominan bergerak secara musiman pada musim penghujan. Selain itu kondisi tanah di daerah penelitian yang bersifat ekspansif sehingga sangat sensitif terhadap pengembangan dan penyusutan tanah. Dengan demikian semakin kompleks dalam menganalisis dan memprediksi gerakannya. Dalam penelitian ini adalah fenomena gerakan rayapan tanah dimodelkan sebagai deformasi permukaan lereng. Deformasi permukaan lereng ini dipantau melalui pergerakan titik-titik kontrol pemantauan. Pergerakan titik-titik
kontrol pemantauan ditentukan secara teliti dalam 3-D melalui survei GPS secara periodik. Berdasarkan posisi titik-titik kontrol pemantauan hasil survei GPS secara periodik tersebut, besar, arah, kecepatan dan percepatan gerakan titik-titik kontrol pemantauan dalam 3-D dapat analisis dan diprediksi dengan menggunakan pendekatan pemodelan deformasi dinamis yang diselesaikan dengan teknik Kalman Filtering. Pada penelitian ini pemodelan deformasi dinamis yang dilakukan tidak hanya memasukkan faktor perubahan geometrik terhadap waktu, tetapi juga memasukkan faktor fisis berupa besarnya infiltrasi air hujan sebagai penyebab gerakan. Dalam penelitian ini data infiltrasi yang digunakan berupa data simulasi. Simulasi dilakukan dengan menggunakan model Horton (1940). Berdasarkan posisi, kecepatan, percepatan dan infiltrasi air hujan pada titik-titik kontrol pemantauan, maka kecepatan, percepatan dan besarnya infiltrasi air hujan terhadap gerakan pada titik-titik permukaan lereng (terain) dalam 3-D dapat dianalisis dan diprediksi dengan menggunakan teknik interpolasi 3-D. Mekanisme gerakan permukaan lereng dimodelkan berdasarkan posisi, kecepatan, percepatan dan besarnya pengaruh infiltrasi air hujan terhadap gerakan pada titik-titik terain. Dalam hal ini, terain (permukaan lereng) didekati dengan titik-titik DEM hasil pengukuran dengan menggunakan metode GPS RTK. Mekanisme gerakan rayapan tanah dianalisis dan diprediksi berdasarkan karakteristik gerakan permukaan lereng hasil pemodelan dengan pendekatan DEM.
I.5. Ruang Lingkup Penelitian
Menurut The Japan Landslide Society (1996), investigasi dan prediksi gerakan tanah dapat dilakukan dari lima bidang kajian, yaitu deformasi permukaan, struktur geologi, bidang gelincir, airtanah dan geoteknik. Kelima bidang kajian ini tidak dapat saling lepas melainkan saling terkait dan mendukung satu sama lainnya. Ruang lingkup penelitian ini berusaha menganalisis dan memprediksi gerakan rayapan tanah dengan cara mengkorelasikan bidang kajian deformasi permukaan dengan bidang kajian infiltrasi air hujan melalui suatu model analisis deformasi dinamis. Model
analisis deformasi dinamis ini dilakukan berdasarkan pergerakan titik-titik kontrol pemantauan gerakan rayapan tanah melalui survei GPS secara periodik (deformasi permukaan) dikorelasikan dengan infiltrasi air hujan. Secara garis besar ruang lingkup topik penelitian ini dalam investigasi dan prediksi gerakan tanah dilihat pada padaGambar I.2.
Investivigasi Awal
Investivigasi Investivigasi Peninjauan Awal Topografi Lapangan
Draft Rencana Investigasi yang Detil
Investigasi Deformasi Permukaan Surface Deformation Investigasi Struktur Geologi Investigasi Bidang Gelincir Investigasi Air Tanah Investigasi Geoteknik Analisis Mekanisme Deformasi Model Analisis (Analisis Stabilitas) Asesmen Lereng, Faktor Keamanan Lereng
Desain Kerja Mitigasi
Survei
Penyelesaian Analisis Keamanan Detail
(Analisis Numerik) Model Analisis Konstruksi Masalah No Yes
Gambar I.2. Ruang lingkup topik penelitian dalam investigasi dan prediksi gerakan massa tanah (The Japan Landslide Society, 1996)
Secara detil ruang lingkup penelitian ini adalah fenomena gerakan rayapan tanah dimodelkan sebagai deformasi permukaan lereng. Deformasi permukaan lereng ini dipantau melalui pergerakan titik-titik kontrol pemantauan. Pergerakan titik-titik kontrol pemantauan ini ditentukan secara teliti dalam 3-D melalui survei GPS secara periodik. Berdasarkan posisi titik-titik kontrol pemantauan hasil survei GPS secara periodik tersebut, kecepatan dan percepatan gerakan titik-titik kontrol pemantauan dalam 3-D dapat analisis dan diprediksi dengan menggunakan pendekatan pemodelan deformasi dinamis yang diselesaikan dengan teknik Kalman Filtering.
Gambar I.3. Ruang lingkup penelitian Survei GPS secara Periodik
Koordinat Titik Pantau setiap Periode
Mekanisme Gerakan Rayapan Tanah Visualisasi Gerakan Rayapan Tanah
melalui Pendekatan DEM Analisis dan Prediksi Kecepatan dan Percepatan Gerakan Titik-titik DEM Analisis dan Prediksi Kecepatan dan Percepatan Gerakan Titik Pantau
Analisis Deformasi melalui Pemodelan Dinamis
Pada penelitian ini pemodelan deformasi dinamis yang dilakukan tidak hanya memasukkan faktor perubahan geometrik terhadap waktu, tetapi juga memasukkan faktor fisis berupa infiltrasi air hujan sebagai faktor penyebab gerakan. Berdasarkan kecepatan, percepatan dan besarnya pengaruh perubahan infiltrasi air hujan terhadap gerakan pada titik-titik kontrol pemantauan, selanjutnya kecepatan, percepatan dan besarnya pengaruh perubahan infiltrasi air hujan terhadap gerakan pada titik-titik permukaan lereng (terain) dalam 3-D dapat dianalisis dan diprediksi dengan menggunakan teknik interpolasi 3-D.
Mekanisme gerakan permukaan lereng dimodelkan berdasarkan posisi, kecepatan, percepatan dan besarnya pengaruh perubahan infiltrasi air hujan terhadap gerakan pada titik-titik terain. Dalam hal ini, terain (permukaan lereng) didekati dengan DEM. Mekanisme gerakan rayapan tanah selanjutnya dianalisis dan diprediksi berdasarkan karakteristik gerakan permukaan lereng hasil pemodelan dan divisualisasi dengan pendekatan DEM. Untuk lebih jelasnya, ruang lingkup penelitian ini dapat dilihat pada Gambar I.3.
I.6. Pertanyaan Penelitian
Pertanyaan penelitian yang diajukan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Bagaimana memperoleh besar dan arah serta mekanisme gerakan tanah di km 15,9 Saluran Induk Kalibawang Kulon Progo berdasarkan data hasil survei GPS. 2. Bagaimana memperoleh besar dan arah prediksi gerakan rayapan tanah di km
15,9 Saluran Induk Kalibawang Kulon Progo mulai dari awal musim sampai puncak musim hujan menggunakan model analisis deformasi dinamis dengan memasukkan nilai infiltrasi air hujan sebagai penyebab gerakan yang diselesaikan dengan teknik Kalman Filtering.
3. Bagaimana memperoleh pola mekanisme gerakan rayapan tanah yang terjadi secara spasial 3-D dengan menggunakan pendekatan DEM.
I.7. Tujuan Penelitian
Tujuan umum penelitian ini adalah diperolehnya terobosan baru dalam analisis, prediksi dan pemodelan mekanisme gerakan rayapan tanah yang dilakukan secara geodetik melalui teknologi GPS dan pendekatan DEM yang diintegrasikan dengan memasukkan nilai infiltrasi air hujan dengan menggunakan konsep pemodelan deformasi dinamis. Adapun tujuan khusus penelitian ini adalah :
1. Teridentifikasi besar dan arah serta mekanisme gerakan tanah di km 15,9 Saluran Induk Kalibawang Kulon Progo berdasarkan data hasil survei GPS.
2. Teridentifikasi prediksi gerakan rayapan tanah di km 15,9 Saluran Induk Kalibawang Kulon Progo mulai dari awal musim sampai puncak musim hujan menggunakan model analisis deformasi dinamis dengan memasukkan nilai infiltrasi air hujan sebagai penyebab gerakan yang diselesaikan dengan teknik Kalman Filtering.
3. Terbentuknya pola gerakan rayapan tanah yang terjadi di daerah penelitian secara spasial 3-D dengan menggunakan pendekatan DEM mulai dari awal musim sampai puncak musim hujan.
I.8. Manfaat Penelitian
Manfaat penelitian ini bagi ilmu pengetahuan adalah
1. Diperoleh suatu terobosan baru mengenai konsep, metode dan prosedur analisis dan prediksi gerakan rayapan tanah dengan menggunakan teknologi GPS yang dimodelkan secara dinamis dengan memasukkan parameter fisik berupa besarnya infiltrasi air hujan.
2. Diperolehnya besar dan arah gerakan serta prediksi besar dan arah gerakan yang terjadi dapat digunakan sebagai informasi dalam upaya meminimalkan dampak kerugian dan rehabilitasi saluran di segmen ini.
3. Diperolehnya besar dan arah gerakan serta prediksi besar dan arah gerakan yang terjadi dapat digunakan sebagai sebagai pertimbangan dalam melakukan
kegiatan konstruksi seperti pembangunan rumah, gedung, jalan, jembatan maupun saluran irigasi di daerah penelitian.
