the effect of two days rain on slope stability in ... · 2.2.1 daerah aliran sungai (das)..... 6...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

PENGARUH HUJAN 2 HARIAN TERHADAP STABILITAS

LERENG DI DAS TIRTOMOYO WONOGIRI

(Studi Kasus: Desa Sendang Mulyo, Tirtomoyo, Wonogiri)

The Effect of Two Days Rain on Slope Stability in Watershed Tirtomoyo

Wonogiri

(Case Study: Sendang Mulyo, Tirtomoyo, Wonogiri)

Disusun Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik

Universitas Sebelas Maret Surakarta

Disusun Oleh:

HAWIN WIDYO HUTOMO

NIM I0110053

JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2015


commit to user


commit to user

3


commit to user

MOTTO

“Carpe diem” - John Keating (Dead Poets Society, 1989)

“I hated every minute of training, but I said, Don’t quit. Suffer now

and live the rest of your life as a champion.” - Muhammad Ali

“Tidak semua yang ada di hadapan kita terjadi tanpa proses

yang menjadikannya” - Hawin Widyo Hutomo


commit to user

PERSEMBAHAN

Ibu dan Bapak, yang telah mendidik dan membesarkan saya, memberi

motivasi dan mengajari tentang kehidupan. Terima kasih untuk kasih sayang

dan bimbingan kalian selama ini.

Adik saya, Lingga Sukma yang telah memberikan dukungan.

Bu Niken dan Bu Noegroho, dosen-dosen hebat pembimbing skripsi saya.

Terima kasih atas ilmu, bimbingan, dan pelajaran yang kelak akan menjadi

bekal saya untuk meraih cita-cita.

Janu Widayatno dan M. Fachrudin Arrozi, rekan satu tim Asisten Mekanika

Tanah 2010. Terima kasih atas kerja keras, kerja sama, dan kerja kompaknya.

Pak Gimin, rekan sharing selama di laboratorium Mekanika Tanah. Terima

kasih telah berbagi obrolan dan pengalamannya.

Derry Purba dan Hisyam Sibarani, sahabat emosional saya. Terima kasih atas

segala canda, drama, dan keanehannya selama ini.

Abdjad Agung, Aditya Nugraha, Christanto Hartomo, Dyah Khoirun Nisa,

Febrian Rizal, Itsna Fauziah, Mahendra Guznan, Nadiya Ramadhani, Rensia

Erlyana, Reza Alviano, Rizki Putro, Rochim, Tandya Afilda Milad, dan Tb

Pradika. Terima kasih atas segala kebaikannya.

Teman - teman angkatan 2010 yang selalu kompak dan saling membantu,

kecuali yang tidak. Terima kasih atas kebersamaannya yang berharga.

Pakde Blontank dan teman-teman RBI. Terima kasih atas tempat naungannya

di RBI yang penuh cerita seru disaat sedang jenuh mengerjakan skripsi.


commit to user

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan

rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan tugas

akhir dengan judul “Pengaruh Hujan 2 Harian terhadap Stabilitas Lereng di

DAS Tirtomoyo Wonogiri” guna memenuhi salah satu syarat memperoleh gelar

Sarjana Teknik di Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

Penyusunan tugas akhir ini dapat berjalan lancar tidak lepas dari bimbingan,

dukungan dan motivasi dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, pada

kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada:

1. Segenap Pimpinan Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas

Maret Surakarta.

2. Dr. Niken Silmi Surjandari, MT selaku dosen pembimbing I.

3. Ir. Noegroho Djarwanti, MT selaku dosen pembimbing II.

4. Dosen penguji skripsi.

5. Segenap bapak dan ibu dosen pengajar di Jurusan Teknik Sipil Fakultas

Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.

6. Rekan-rekan mahasiswa jurusan Teknik Sipil.

Penulis menyadari tugas akhir ini masih jauh dari kesempurnaan. Penulis

mengharapkan saran dan kritik yang bersifat membangun untuk perbaikan di masa

mendatang.

Surakarta, Januari 2015

Penulis


commit to user

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................. Error! Bookmark not defined.

HALAMAN PERSETUJUAN .................................. Error! Bookmark not defined.i

HALAMAN PENGESAHAN .................................................................................... iii

MOTTO ....................................................................................................................... 1

PERSEMBAHAN ........................................................................................................ v

ABSTRAK ................................................................. Error! Bookmark not defined.

ABSTRACT ................................................................. Error! Bookmark not defined.

PRAKATA ................................................................................................................... 3

DAFTAR ISI ................................................................................................................ 4

DAFTAR TABEL ........................................................................................................ 6

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................... 7

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ............................................................................ 8

BAB 1 PENDAHULUAN ......................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang...................................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 3

1.3 Batasan Masalah ................................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian .................................................................................. 4

1.5 Manfaat Penelitian ................................................................................ 4

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA DAN LANDASAN TEORI ................................... 5

2.1 Tinjauan Pustaka .................................................................................. 5

2.2 Landasan Teori ..................................................................................... 6

2.2.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) .................................................... 6

2.2.2 Hujan Wilayah .......................................................................... 7

2.2.3 Analisis CN (SCS) .................................................................... 8

2.2.4 Analisis stabilitas lereng ......................................................... 10

2.2.5 Metode Irisan (Method of Slice) ............................................. 12

BAB 3 METODE PENELITIAN............................................................................. 14

3.1 Uraian Umum ..................................................................................... 14

3.2 Pengumpulan data .............................................................................. 14

3.3 Tahapan Penelitian ............................................................................. 15


commit to user

3.3.1 Pengolahan data hujan ............................................................ 15

3.3.2 Analisis dengan metode CN (SCS) untuk mendapatkan

volume infiltrasi ...................................................................... 16

3.3.3 Pengolahan data tanah ............................................................ 16

3.3.4 Perhitungan tebal tanah jenuh ................................................. 16

3.3.5 Pemodelan lereng.................................................................... 17

3.3.6 Analisis dengan Metode Fellenius .......................................... 17

3.3.7 Korelasi stabilitas lereng sebelum hujan dengan stabilitas

lereng setelah hujan ................................................................ 18

3.5 Alur Penelitian .................................................................................... 19

BAB 4 ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN ................................................. 20

4.1 Analisis Data Hujan ............................................................................ 20

4.1.1 Hujan 2 Harian Maksimum Bulanan ...................................... 20

4.1.2 Poligon Thiessen ..................................................................... 21

4.1.3 Perhitungan Koefisien Thiessen ............................................ 21

4.1.4 Hujan Wilayah ........................................................................ 22

4.2 Perhitungan Nilai Curve Number (CN) .............................................. 22

4.3 Perhitungan Volume Infiltrasi ............................................................ 23

4.4 Analisis Data Tanah ........................................................................... 24

4.5 Perhitungan Tebal Tanah Jenuh (h tanah jenuh) ................................ 25

4.6 Analisis Stabilitas Lereng sebelum Hujan .......................................... 26

4.7 Analisis Stabilitas Lereng setelah Hujan ............................................ 29

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN.................................................................... 36

5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 36

5.2 Saran ................................................................................................... 37

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 38

LAMPIRAN ............................................................................................................... 41

Lampiran A

Lampiran B

Lampiran C

Lampiran D

Lampiran E


commit to user

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Pengelompokan tanah hidrologi ........................................................... 9

Tabel 2.2 Modifikasi angka-angka kurve limpasan untuk Jawa (AMC II) .......... 9

Tabel 2.3 Hubungan faktor keamanan dan intensitas kelongsoran ....................... 11

Tabel 3.1 Pengujian laboratorium dan standar pengujian .................................... 16

Tabel 4.1 Rekapitulasi hujan 2 harian maksimum bulanan di Stasiun Balong ..... 20

Tabel 4.2 Rekapitulasi hujan 2 harian maksimum bulanan di Stasiun Ngancar ... 20

Tabel 4.3 Rekapitulasi hujan 2 harian maksimum bulanan di Stasiun Watugede 20

Tabel 4.4 Perhitungan Koefisien Thiessen untuk Stasiun Balong, Ngancar, dan

Watugede .............................................................................................. 21

Tabel 4.5 Perhitungan hujan wilayah ................................................................... 22

Tabel 4.6 Luas tata guna lahan kondisi tutupan lahan eksisting ........................... 23

Tabel 4.7 Nilai CN pada lereng kondisi tutupan lahan eksisting .......................... 23

Tabel 4.8 Perhitungan volume infiltrasi tahun 2007 ............................................. 24

Tabel 4.9 Hasil pengujian laboratorium ................................................................ 24

Tabel 4.10 Nilai h tanah jenuh tahun 2007 ............................................................. 25

Tabel 4.11 Perhitungan irisan aplikasi Metode Fellenius pada lereng kemiringan

30° ......................................................................................................... 27

Tabel 4.12 Nilai stabilitas lereng sebelum hujan .................................................... 28


commit to user

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Daerah Aliran Sungai (DAS) Tirtomoyo, Wonogiri ........................ 6

Gambar 2.2 Poligon Thiessen .............................................................................. 7

Gambar 2.3 Gaya-gaya yang bekerja pada irisan ................................................ 12

Gambar 3.1 Pengambilan sampel tanah di lapangan dengan bor tangan ............. 15

Gambar 3.2 Pemodelan lereng ............................................................................. 17

Gambar 3.3 Diagram alur penelitian .................................................................. 19

Gambar 4.1 Poligon Thiessen di DAS Tirtomoyo ............................................... 21

Gambar 4.2 Pembagian luas masing-masing tata guna lahan .............................. 22

Gambar 4.3 Bidang longsor pada lereng kemiringan 30° sebelum hujan ............ 26

Gambar 4.4 Grafik hubungan antara SF dengan kemiringan lereng ................... 28

Gambar 4.5 Grafik hubungan antara tahun pengamatan dengan SF dan tinggi

hujan di lereng kemiringan 30° pada kondisi tutupan lahan

eksisting dan kondisi tutupan lahan hutan ....................................... 29







Gambar 4.8 Grafik hubungan antara tinggi hujan dengan SF pada lereng

kemiringan 30° ................................................................................. 33


kemiringan 45° ................................................................................. 34


kemiringan 60° ................................................................................. 35


commit to user

DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL

c = Nilai kohesi tanah (kN/m2)

φ = Sudut gesek dalam tanah (°)

𝜏 = Tahanan geser maksimum yang dapat dikerahkan oleh tanah

(kN/m2)

τd = Tegangan geser yang terjadi akibat gaya berat tanah yang akan

longsor (kN/m2)

σ = Tegangan normal (kN/m2)

θi = Sudut dari pusat irisan ke titik berat (°)

γb = Berat volume tanah basah (kN/m3)

γw = Berat volume air (19,81 kN/m3)

γsat = Berat volume tanah jenuh (kN/m3)

P1, P2, … Pn = Hujan di stasiun 1, 2, … n

A1, A2, … An = Luas areal poligon 1, 2, … n

P = Curah hujan (mm)

S = Potensi maksimum tanah untuk menahan air (mm)

Ia = Abstraksi awal (mm)

Q = Air larian (mm)

F = Infiltrasi (mm)

C = Koefisien limpasan

CN = Curve Number

ai = Panjang lengkung lingkaran pada irisan ke-i (m)

Wi = Berat isi tanah ke- i (kN)

w = Kadar air (%)

Gs = Specific gravity

e = Tekanan air pori

Ww = Berat air yang harus ditambahkan per m3 (kN)

Vw = Jumlah air yang harus ditambahkan untuk membuat tanah

menjadi jenuh per m3 (m3)

SF = Safety Factor


commit to user

ABSTRAK

Hawin Widyo Hutomo, 2014.Pengaruh Hujan 2 Harian terhadap Stabilitas

Lereng di DAS Tirtomoyo Wonogiri (Studi Kasus: Desa Sendang Mulyo,

Tirtomoyo, Wonogiri).Skripsi, Jurusan Teknik Sipil.Fakultas Teknik.Universitas

Sebelas Maret. Surakarta.

DAS Kecamatan Tirtomoyo, Kabupaten Wonogiri mempunyai morfologi berbukit

dan bergunung sehingga rawan terjadi longsor. Daerah dengan tingkat kerawanan

longsor akan semakin meningkat pada musim penghujan karena massa tanah akan

semakin berat. Selain dari faktor alam, aktivitas manusia dalam penggunaan lahan

juga mempengaruhi terjadinya longsor. Melihat besarnya peran curah hujan dan

penggunaan lahan terhadap kelongsoran, maka penelitian ini penting dilakukan

untuk keperluan mitigasi bencana.

Penelitian ini melakukan analisis stabilitas lereng karena pengaruh hujan 2 harian.

Hujan 2 harian adalah hujan yang terjadi pada 2 hari berturut-turut. Data hujan

yang dihitung sebagai beban lereng diamati pada bulan basah yaitu Januari,

Februari, Maret, April, November, dan Desember selama periode lima tahun

antara 2007 – 2011. Tanah pada lokasi penelitian adalah pasir berbutir halus.

Perhitungan stabilitas lereng menggunakan metode Fellenius dengan variasi

kemiringan lereng 30°, 45°, dan 60°. Metode CN (SCS) digunakan untuk

menghitung kapasitas infiltrasi air hujan sesuai tata guna lahan dan luasan

masing-masing tata guna lahan tersebut. Tata guna lahan menggunakan dua

kondisi berbeda yaitu kondisi tutupan lahan eksisting (Hutan 66,98%, Tegalan

20,51%, dan Rumput 12,51%) dan kondisi tutupan lahan hutan (Hutan 100%).

Hasil analisis menunjukkan bahwa lereng dengan kemiringan 30° pada dua

kondisi tutupan lahan di semua bulan pengamatan mempunyai nilai SF di atas SF

kritis (1,07). Lereng dengan kemiringan 45° di bulan Maret tahun 2008 dan Maret

tahun 2011 pada kondisi tutupan lahan eksisting mempunyai nilai SF di bawah SF

kritis sedangkan pada kondisi tutupan lahan hutan mempunyai nilai SF di atas SF

kritis. Lereng dengan kemiringan 60° pada dua kondisi tutupan lahan di semua

bulan pengamatan mempunyai nilai SF di bawah SF kritis. Jika dibandingkan nilai

SF sebelum terjadi hujan maka pada kondisi tutupan lahan hutan cenderung

mengalami penurunan nilai SF yang lebih kecil daripada kondisi tutupan lahan

eksisting.

Kata Kunci : DAS Wonogiri, hujan 2 harian, infiltrasi, stabilitas lereng


commit to user

ABSTRACT

Hawin Widyo Hutomo, 2014. The Effect of Two Days Rain on Slope Stability in

Watershed Tirtomoyo Wonogiri (Case Study: Sendang Mulyo, Tirtomoyo,

Wonogiri). Skripsi, Jurusan Teknik Sipil. Fakultas Teknik. Universitas Sebelas

Maret. Surakarta.

The Watershed of Tirtomoyo, Wonogiri has a hilly and mountainous morphology

that prone to landslides.The number of landslides in the landside prone area

going to increase during rainy season because the soil mass will be heavier in the

affect of the infiltration. Apart from the natural factors, human activities of the

land use also affect the occurrence of landslides. Considering the role of rainfall

and land use on landslide area, it is important to do a research for the purpose of

disaster mitigation.

This research analizes the slope stability based on the influence of two days rain.

Two days rain is a rain that occurrs on two consecutive days. The Rainfall data

which is calculated as the slopes load is observed in wet months, i.e January,

February, March, April, November, and December during the five-year period

between 2007 – 2011. The soil type in that area is clayey sand. The slope stability

is calculated using the method of Fellenius with slope variations of 30°, 45°, and

60°. CN (SCS) method is used to calculate the capacity of rain infiltration based

on the land use and the scale of each of the land use. In this paper, two different

kinds of land use were be inspected, the land use with the existing condition

(forest 66.98%, moor 20.51%, and grass 12.51%) and with the entirely forest

(forest 100%).

The analysis showes that the slope of 30° on two land cover conditions in all

months have a value above SF critical (1,07). Slope of 45° in March of 2008 and

March of 2011 on the existing land cover have a value below the SF critical while

the forest land cover have a value of above SF critical. Slope of 60° on two land

cover conditions in every observation months have a value of under SF critical. In

comparation, the value of SF before the rain on forest land cover tends to have a

smaller number than on the existing land cover conditions.

Keywords : Watershed Wonogiri, two days rain, infiltration, slope stability

the effect of two days rain on slope stability in ... · 2.2.1 daerah aliran sungai (das)..... 6...

Documents