commit to user
commit to user
commit to user
commit to user
iv
MOTTO
“Maka Sesungguhnya setelah kesulitan itu (akan datang) kemudahan. Sungguh
setelah kesulitan itu (akan datang) kemudahan.”
(QS Al-Insyirah : 5-6)
“Sesungguhnya Allah tidak akan merubah keadaan suatu kaum sehingga mereka (mau bergerak) merubah keadaan yang ada pada diri mereka sendiri.”
(QS Ar-Ra’ad : 11)
Ilmu itu ada tiga tahapan. Jika seseorang memasuki tahap pertama, dia akan sombong. Jika dia memasuki tahap kedua, ia akan tawadhu’ (rendah hati). Dan
jika dia memasuki tahapan ketiga, dia akan merasa dirinya tidak ada apa-apanya.”
(Umar bin Khattab)
“Karena umur ibu bapakmu belum tentu lebih panjang dari waktu sibukmu,
berbaktilah sebelum terlambat, sebelum tiba penyesalan tiada guna.”
(Firanda Andirja)
“Majulah tanpa menyingkirkan, σaiklah tanpa menjatuhkan”
commit to user
v
PERSEMBAHAN
Allah SWT dan Rasullullah Muhammad SAW
Drs. Afif Afghohani, M.Kom dan Ir. Maidatun Kamilah Himawati, M.P., orang
tua yang senantiasa menyayangi, mendidik, mendu’akan, dan memberikan
motivasi demi kebaikan putra-putrinya.
Keluarga besar Bani Muchlis Marwan S.H. dan Bani Mu’tashim yang senantiasa mendo’akan dan memberikan dorongan untuk selalu bergerak maju.
Yusfia Urwatul Wutsqa dan Ahmad Zamahsyar Wirakusuma, adik-adik yang
senantiasa memberi semangat di waktu yang sulit dan memberikan do’a yang
terbaik bagi kakaknya
Dr. Niken Silmi S., S.T., M.T., dan Ir. Noegroho Djarwanti, M.T., terima kasih banyak atas bimbingan dan nasihatnya hingga terselesaikannya tugas akhir ini
Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. dan Yusep Muslih P., S.T., M.T., Ph.D., terima kasih atas kritik dan saran yang membangun demi kebaikan tugas akhir ini.
Demar, Zikry, dan Desta, rekan satu tim penelitian yang saling membantu dan tetap kompak demi kebaikan tugas akhir kita bersama. Semoga sukses selalu
kedepannya
.
Rekan-rekan Laboratorium Mekanika Tanah Teknik Sipil UNS yang senantiasa membantu, mengarahkan, serta memberi motivasi di kala letih datang
Teman-teman Civil Eng11neering yang selalu kompak, saling membantu, saling memotivasi, menghibur demi terbentuknya dunia perkuliahan yang tidak kaku dan
commit to user
vi ABSTRAK
Muhammad Bithriq Yusyfa, 2016. Pengaruh Hujan Harian Maksimum Bulanan Terhadap Stabilitas Lereng di Das Keduang Wonogiri. Skripsi, Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Wonogiri adalah sebuah kabupaten yang berada di sebelah selatan Jawa Tengah dengan karakteristik daerah yang berbukit-bukit. Daerah perbukitan di Wonogiri tersebut memiliki lereng-lereng yang labil sehingga mudah mengalami longsor. Kemungkinan terjadinya longsor akan semakin meningkat saat musim hujan dengan adanya beban air hujan. Melihat dari besarnya pengaruh curah hujan terhadap kelongsoran, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kemiringan lereng dan hujan harian maksimum bulanan terhadap stabilitas lereng di Desa Tambakmerang, Wonogiri dan mengetahui stabilitas lereng secara umum di Desa Tambakmerang, Wonogiri akibat beban hujan harian maksimum bulanan.
Penelitian ini menganalisis kestabilan lereng dengan pengaruh hujan maksimum pada satu kondisi profil lereng eksisting dan beberapa variasi kemiringan lereng dengan menggunakan metode Fellenius. Data hujan yang digunakan adalah data hujan pada bulan basah, yaitu Januari, Februari, Maret, April, November, dan Desember selama periode sepuluh tahun dari 2004 – 2013. Parameter tanah yang digunakan adalah hasil uji undisturb sample tanah yang diambil langsung dari Desa Tambakmerang, Kecamatan Girimarto,DAS Keduang, Wonogiri dan diuji di Laboratorium Mekanika Tanah UNS. Variasi kemiringan lereng 30°, 45°, 60° dan kemiringan eksisting lereng dengan pengamatan visual 48°. Perhitungan infiltrasi air hujan pada lereng menggunakan metode Green-Ampt. Analisa stabilitas lereng menggunakan metode Fellenius.
Analisis stabilitas lereng yang dilakukan pada kondisi sebelum hujan menghasilkan penurunan nilai safety factor (SF) akibat peningkatan sudut lereng berturut-turut untuk sudut 30°, 45°, 48°, dan 60° adalah 2.1823, 1.6638, 1.5934, 1.3649. Sedangkan pada kondisi setelah hujan dengan beban hujan terbesar analisis stabilitas lereng menghasilkan penurunan nilai safety factor (SF) dibandingkan kondisi sebelum hujan yaitu berturut-turut untuk sudut 30°, 45°, 48°, dan 60° adalah 2.1628, 1.6480, 1.5749, 1,3534. Kedua kondisi tersebut menghasilkan nilai safety factor (SF) yang lebih besar dari batas minimum SF
lereng stabil 1.25, sehingga diketahui bahwa lereng tersebut aman terhadap longsor. Penurunan nilai safety factor (SF) akibat beban hujan harian maksimum bulanan pada model lereng tidak signifikan. Hal tersebut dikarenakan adanya ketidaksesuaian nilai parameter k (permeabilitas) hasil uji lab dengan kondisi di lapangan dan beban hujan yang digunakan hanya beban hujan harian. Hasil analisis tersebut menunjukkan bahwa sudut kemiringan lereng dan beban hujan harian maksimum bulanan sangat mempengaruhi nilai safety factor (SF).
commit to user
vii ABSTRACT
Muhammad Bithriq Yusyfa, 2016. The Effect of Maximum Daily Month Rainfall on Slope Stability in Keduang Watershed. Thesis, Civil Engineering Department, Engineering Faculty of Sebelas Maret University.
Wonogiri is a regency located in the south of Central Java which has hilly characteristics. The hilly regions in Wonogiri has unstable slopes that is easy to slide. The probability of the landslide will increase when wet season is coming. Considering the massive effect of rainfall due to landslide, this research has aims to know influence of slope declivity and maximum daily month rainfall load on the slope stability in Tambakmerang,Wonogiri and to know the slope stability in Tambakmerang, Wonogiri generally.
This research analys the slope stability with the effect of daily month rainfall at a existing slope condition profile and some slope declavity variations using Fellenius method. Rainfall data that used is the rainfall data on wet month such as January, February, March, April, November, and December in ten years periods from 2004 – 2013. Soil parameters that used is the results of the undisturb sample tests which directly taken from Tambakmerang, Girimarto, Wonogiri and tested at Soil Mechanics Laboratory UNS. The slope variation is 30°, 45°, 60° and existing slope with visual observation 48°. The calculation of rainfall infiltration uses Green-Ampt method. Slope stability analisys uses Fellenius method.
The slope stability analysis that done in before rain condition results the decreasing of safety factor (SF) based on the increasing of slope declivity, the value respectively at angles of 30°, 45°, 48°, and 60° is 2.1823, 1.6638, 1.5934, and 1.3649. While in after rain condition with the haviest rainfall loads, the slope stability analysis results the decreasing of safety factor (SF) compare with before rain condition, safety factor (SF) respectively at angles of 30°, 45°, 48°, and 60° is 2.1628, 1.6480, 1.5749, and 1,3534. Both of that conditions result safety factor (SF) above the minimum stable slope SF 1.25, so that slopes are safe againts being slide. The decreasing of safety factor (SF) caused by maximum daily month rainfall loads on slope model is not significant. That condition is caused by incompatibility of k (permeabilitas) value tested in laboratory that compared with the actual condition and the rainfall loads that used is only daily rainfall. That analysis results show that slope and maximum daily month rainfall loads has big effects on safety factor (SF).
commit to user
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan hidayah-Nya sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penyusunan tugas akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar
sarjana pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas
Maret Surakarta. Penulis menyusun tugas akhir dengan judul “Pengaruh Hujan Harian Maksimum Bulanan Terhadap Stabilitas Lereng di Das Keduang
Wonogiri”. Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Wibowo, S.T., DEA. Selaku pimpinan Program Studi Teknik Sipil Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret.
2. Prof. S.A. Kristiawan selaku dosen Pembimbing Akademis.
3. Dr. Niken Silmi Surjandari, S.T., M.T. selaku dosen pembimbing I.
4. Ir. Noegroho Djarwanti, M.T. selaku dosen pembimbing II.
5. Dr. Bambang Setiawan, S.T., M.T. selaku dosen penguji skripsi I.
6. Yusep Muslih Purwana, S.T., M.T., Ph.D. selaku dosen penguji skripsi II.
7. Demarda Kalimanto, M. Zikry Tawakal, dan Desta Prabawa selaku Team
Skripsi Lereng Wonogiri.
8. Segenap rekan mahasiswa S1 Reguler Angkatan 2011 Program Studi Teknik
Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret.
Penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, diharapkan
saran dan kritik yang membangun demi kesempurnaan penelitian selanjutnya.
Surakarta, April 2016
commit to user
ix
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PERSETUJUAN PEMBIMBING ... ii
HALAMAN PENGESAHAN ... iii
2.2.3. Peta Rupa Bumi Indonesia... 10
2.2.4. Data Propertis Tanah ... 11
2.2.5. Hujan Wilayah dengan Metode Thiessen ... 12
2.2.6. Metode Mononobe ... 13
commit to user
x
2.2.8. Metode Green-Ampt ... 15
2.2.6. Analisis Stabilitas Lereng ... 18
2.2.7. Metode Irisan (Method of Slice) ... 19
BAB 3. METODE PENELITIAN ... 22
3.1.Uraian Umum ... 22
3.2.Data ... 22
3.3. Analisis Hidrologi ... 23
3.4. Analisis Mekanika Tanah ... 24
3.5. Analisis Infiltrasi Metode Green-Ampt ... 25
3.6. Pemodelan Lereng ... 26
3.7. Analisis Stabilitas Lereng Metode Fellenius ... 26
3.8. Korelasi Stabilitas Lereng Sebelum Hujan dengan Stabilitas Lereng Setelah Hujan ... 27
3.7. Diagram Alir Penelitian ... 28
BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 29
4.1. Hasil Pengujian Sampel Tanah ... 29
4.2. Analisis Mekanika Tanah ... 30
4.3. Analisis Hidrologi ... 32
4.3.1. Hujan Harian Maksimum Bulanan ... 32
4.3.2. Hujan Wilayah ... 33
4.3.3. Intensitas Hujan ... 34
4.3.4. Analisis Infiltrasi Metode Green-Ampt ... 35
4.4. Analisis Stabilitas Lereng Metode Fellenius ... 40
4.4.1. Analisis Stabilitas Lereng Sebelum Hujan ... 40
4.4.2. Analisis Stabilitas Lereng Setelah Hujan ... 42
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN ... 51
5.1. Kesimpulan ... 51
5.2. Saran ... 52
DAFTAR PUSTAKA ... 53
commit to user
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Poligon Thiessen ... 13
Gambar 2.2. Infiltrasi Green-Ampt pada lereng (Chen dan Young, 2006) ... 16
Gambar 2.3. Gaya-gaya yang bekerja pada irisan (Hardiyatmo, 2007) ... 20
Gambar 3.1. Poligon Thiessen untuk koefisien Thiessen (Avicenna, 2015) ... 24
Gambar 3.2. Pemodelan lereng... 23
Gambar 3.3. Diagram alir penelitian ... 26
Gambar 4.1. Ilustrasi lokasi pengambilan sampel ... 30
Gambar 4.2. Grafik hubungan antara intensitas hujan dengan ketebalan tanah jenuh... 39
Gambar 4.3. Bidang longsor pemodelan lereng sebelum hujan sudut 30° ... 40
Gambar 4.4. Bidang longsor pemodelan lereng setelah hujan sudut 30° pada bulan Januari 2004 ... 42
Gambar 4.5. Grafik hubungan antara kemiringan lereng dengan nilai safety factor (SF) pada kondisi sebelum dan setelah hujan ... 47
commit to user
xii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Penelitian terdahulu ... 8
Tabel 2.2. Parameter infiltrasi Green-Ampt untuk berbagai kelas tanah ... 18
Tabel 3.1. Koefisien Thiessen DAS Keduang (Avicenna, 2015) ... 24
Tabel 4.1. Hasil pengujian sampel tanah ... 29
Tabel 4.2. Hasil perhitungan analisis mekanika tanah ... 32
Tabel 4.3. Hujan harian maksimum bulanan stasiun Jatiroto ... 32
Tabel 4.4. Hujan harian maksimum bulanan stasiun Jatisrono ... 33
Tabel 4.5. Hujan harian maksimum bulanan stasiun Ngadirojo ... 33
Tabel 4.6. Koefisien Thiessen DAS Keduang (Avicenna, 2015) ... 33
Tabel 4.7. Hujan wilayah DAS Keduang ... 34
Tabel 4.8. Intensitas hujan pada tahun 2004-2013 ... 35
Tabel 4.9. Ketebalan tanah jenuh akibat infiltrasi air hujan ... 37
Tabel 4.10. Perhitungan irisan analisis metode Fellenius pada lereng sudut 30° sebelum hujan ... 41
Tabel 4.11. Nilai safety factor (SF) lereng sebelum hujan ... 41
Tabel 4.12. Perhitungan irisan analisis metode Fellenius lereng sudut 30° pada bulan Januari 2004 setelah hujan ... 44
Tabel 4.13. Nilai safety factor (SF) lereng setelah hujan ... 45
commit to user
xiii
DAFTAR NOTASI
= tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah (kN/m2)
d = tegangan geser yang terjadi akibat berat tanah yang akan longsor (kN/m2)
c = kohesi tanah (kN/m2)
= tegangan normal (kN/m2)
= sudut gesek dalam tanah (derajat)
I = intensitas curah hujan (mm/jam)
t = lamannya curah hujan (jam)
m = tetapan ( ⁄ ,
R24 = curah hujan maksimum dalam 24 jam (mm)
θi = kandungan kadar air awal (%)
Fs = volume infiltrasi kumulatif yang diperlukan untuk menyebabkan
permukaan jenuh (cm),
= suction head (cm),
i = curah hujan (cm/hr),
K = permeabilitas tanah (cm/jam),
= sudut kemiringan lereng (…º)
α = sudut dari pusat irisan ke titik berat (…°).
F = volume infiltrasi kumulatif yang terjadi (cm),
f = laju infiltrasi (cm/jam),
Zf = ketebalan tanah jenuh (cm),
b = berat volume tanah basah (kN/m3)
sat = berat volume tanah jenuh (kN/m3)
e = angka pori
w = kadar air alami (%)
