Analisa Stabilitas Lereng akibat Curah Hujan Bulanan dengan

perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Analisa Stabilitas Lereng akibat Curah Hujan Bulanan dengan
Metode Fellenius di Desa Sumbersari DAS Tirtomoyo Wonogiri
Slope Stability Analysis cause by Monthly Rainfall with Fellenius Methode in
Sumbersari village Tirtomoyo Watershed Wonogiri
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana
Pada Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
Disusun oleh :
HENY PRATIWI
I 0110055
JURUSAN TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
commit to user
2015
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
commit to user
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL……………………………………………………....
i
HALAMAN PERSETUJUAN…………………………………………….
ii
HALAMAN PENGESAHAN……………………………………………..
iii
MOTTO……………………………………………………………………
iv
PERSEMBAHAN………………………………………………………….
iv
ABSTRAK…………………………………………………………………
v
KATA PENGANTAR..……………………………………………………
vii
DAFTAR ISI………………………………………………………………
viii
DAFTAR GAMBAR………………………………………………………
x
DAFTAR TABEL………………………………………………………….
xii
DAFTAR NOTASI………………………………………………………..
xiii
DAFTAR LAMPIRAN…………………………………………………….
xiv
BAB 1. PENDAHULUAN………………………………………………..
1
1.1. Latar Belakang………………………………………………………...
1
1.2. Rumusan Masalah……………………………………………………..
2
1.3. Batasan Masalah……………………………………………………….
2
1.4. Tujuan Penelitian………………………………………………………
3
1.5. Manfaat Penelitian……………………………………………………..
3
BAB 2. LANDASAN TEORI…………………………………………….
4
2.1. Tinjauan Pustaka………………………………………………………
4
2.2. Dasar Teori…………………………………………………………….
5
commit to user
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
2.2.1. Analisa stabilitas lereng...……………………………………..
6
2.2.2. Metoda irisan (Method of slices) ……………………………..
10
2.2.3. Tebal Tanah Jenuh……....…………………………………….
12
2.2.4. Data Hujan…………………………………………………….
12
2.2.1.1. HujanWilayah………….……………………… ……..
13
2.2.1.2. Metode Thiessen………………………...……………
13
2.2.1.3. Curah Hujan………………………...………………..
15
2.2.5. Metode SCS-CN ……....……………………………………..
15
BAB 3. METODE PENELITIAN………………………………………
17
3.1. Uraian Umum…………………………………………………………
17
3.2. Pengujian data parameter tanah di Laboratorium…………………….
20
3.3. Analisis perhitungan hujan bulanan………………………..…………
20
3.4. Analisis dengan Metode SCS-CN……………..……………………...
21
3.5. Perhitungan Tebal tanah jenuh………………………………………..
22
3.6. Analisis dengan Metode Fellenius….…………………………………
22
3.7. Alur Penelitian………………………………………………………...
23
BAB 4. ANALISIS DAN PEMBAHASAN……………………………..
24
4.1. Hasil Pengujian Data Tanah di Laboratorium……………….………..
24
4.2. Hasil Perhitungan Hujan Bulanan…………………………………….
24
4.3. Hasil Perhitungan Air Infiltrasi (F)…………………………………...
26
4.4. Hasil Perhitungan Tebal Tanah Jenuh Akibat Infiltrasi.……………...
29
4.5. Hasil Perhitungan Analisa Stabilitas Lereng pada Kondisi Belum
Terjadi Hujan dengan Metode Fellenius …………….........................
30
4.6. Hasil Perhitungan Analisa Stabilitas Lereng akibat curah hujan
bulanan dengan Metode Fellenius…………………………………....
38
4.7. Pembahasan………………………………………………………......
49
commit to user
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN
50
5.1 Kesimpulan…………………………………………………………….
50
5.2 Saran…………………………………………………………………...
50
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………....
51
commit to user
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Perubahan safety factor lereng untuk kondisi curah hujan
basah (wet antecedent soil moisture condition) pada bulan
Desember 2007 (Tohari A dkk, 2007)…………
Gambar 2.2. Gaya-gaya
(Fellinius,
yang
bekerja
1927
dalam
4
pada
irisan
Hardiyatmo,
2006)……………………………………………………….
11
Gambar 2.3. Poligon Thiessens…………………………………………...
14
Gambar 2.4. Komponen infiltrasi dengan menggunakan Metode SCS-CN
16
Gambar 3.1. Model Lereng ( Syahbana, 2013)…………… ……………..
18
Gambar 3.2. Model Lereng setelah terjadi hujan ( Syahbana, 2013)…….
18
Gambar 3.3. Poligon Thiessen untuk koefisien Thiessen (Adistira E,
2014)……………………………………………………….
20
Gambar 3.4. Pemetaan Tata Guna Lahan Lereng Dusun Sumbersari
(Google Earth, 2014)………………… ……………………..
Gambar 3.5. Diagram alir metode penelitian……………………………..
21
23
Gambar 4.1. Grafik curah hujan bulanan selama 5 tahun
2007-2011 …………………….
25
Gambar 4.2. Bidang longsor pada lereng 30˚ sebelum terjadi hujan……..
31
Gambar 4.3. Bidang longsor pada lereng 45˚ sebelum terjadi hujan……..
33
Gambar 4.4. Bidang longsor pada lereng 60˚ sebelum terjadi hujan……..
36
Gambar 4.5. Grafik hubungan kemiringan lereng dengan safety factor
lereng…………………………………………….
Gambar 4.6. Lereng 30˚ setelah terjadi hujan.……………………………
38
39
Gambar 4.7. Grafik hubungan intensitas curah hujan bulanan dengan
safety factor lereng tahun 2007………………………..
43
Gambar 4.8. Grafik hubungan intensitas curah hujan bulanan dengan
safety factor lereng tahun 2008………………………..
44
Gambar 4.9. Grafik hubungan intensitas curah hujan bulanan dengan
safety factor lereng tahun 2009………………………..
commit to user
xi
45
17
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 4.10. Grafik hubungan intensitas curah hujan bulanan dengan
safety factor lereng tahun 2010………………………..
47
Gambar 4.11. Grafik hubungan intensitas curah hujan bulanan dengan
safety factor lereng tahun 2011………………………..
commit to user
xii
48
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1. Nilai safety factor berdasarkan intensitas kelongsorannya (Bowles,
1989)………………………………………………………………
8
Tabel 2.2. Pengaruh keberadaan tanaman secara mekanis …………………...
10
Tabel 2.3. Pengelompokan Tanah Hidrologi …………………………………
17
Tabel 2.4. Modifikasi Angka-angka Kurva Limpasan Untuk Jawa (AMC
II)…………………………………………………………………..
17
Tabel 3.1. Tabel Variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun 20072011……………………………………………………………......
19
Tabel 3.2. Nilai koefisien Thiessen pada tiap stasiun pengukur hujan
(Adistira E,2014)………………………………….........…..............
21
Tabel 4.1 Nilai Parameter Data Tanah ………………………………………..
24
Tabel 4.2. Curah hujan bulanan tahun 2007 sampai dengan tahun
2011……………………...................................................................
24
Tabel 4.3 Data tata guna lahan lereng dusun Sumbersari bersumber
dari (Earth Point
KML Shape)…………………...........................
26
Tabel 4.4 Input data tata guna lahan lereng terhadap nilai indeks
CN…………………........................................................................
27
Tabel 4.5 Luas tata guna lahan dan nilai CN lereng desa Sumbersari
DAS Tirtomoyo …………………...................................................
27
Tabel 4.6 Nilai air infiltrasi pada tahun 2007 sampai dengan tahun 2011…...
28
Tabel 4.7 Hasil perhitungan tebal tanah jenuh pada tahun 2007 sampai
dengan tahun 2011………………………........................................
Tabel 4.8. Tabel perhitungan irisan aplikasi metode Fellenius untuk lereng 30̊
sebelum terjadi hujan …………………………………………….
commit to user
xiii
30
32
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Tabel 4.9. Tabel perhitungan irisan aplikasi metode Fellenius untuk lereng 45̊
sebelum terjadi hujan …………………………………………….
35
Tabel 4.10 Tabel perhitungan irisan aplikasi metode Fellenius untuk lereng 60̊
sebelum terjadi hujan …………………………………………….
37
Tabel 4.11 Tabel perhitungan irisan aplikasi metode Fellenius untuk lereng 30̊
sebelum terjadi hujan akibat curah hujan bulan Januari tahun 2007
41
Tabel 4.12 Hasil variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun 2007..……..
42
Tabel 4.13 Hasil variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun 2008..……..
43
Tabel 4.14 Hasil variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun 2009..……..
45
Tabel 4.15 Hasil variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun 2010..……..
46
Tabel 4.16 Hasil variasi data perhitungan stabilitas lereng tahun 2011..……..
47
commit to user
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR NOTASI
α
: sudut bidang longsor (o)
β
: sudut bidang lereng (o)
c
: kohesi tanah (kN/m2)
CN
: Angka-angka kurva limpasan (Curve Number)
e
: angka pori
F
: Air Infiltrasi
γ
: berat volume tanah (kN/m3)
γsat
: berat volume tanah jenuh (kN/m3)
H
: tinggi lereng (m)
Hs
: tebal tanah jenuh (m)
Ia
: Initial abstraction (mm)
LF
: panjang bidang longsor (m)
P
: Curah hujan (mm)
φ
: sudut geser tanah (o)
Q
: Debit limpasan ( mm/bulan)
S
: Potential Maximum Retention (mm)
SF
: safety factor (safety factor lereng)
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)
Vf
: Volume air infiltrasi (m3)
Vw
: Volume air yang harus ditambahkan (m3)
W
: berat massa tanah (kN)
Ww
: Berat air yang harus ditambahkan (kN)
commit to user
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
LAMPIRAN A (Data Tanah)
LAMPIRAN B (Data Hujan)
LAMPIRAN C (Perhitungan Manual)
LAMPIRAN D (Penentuan Bidang Potensial Longsor dengan
bantuan perangkat lunak Slope W/ Arahan Krahn J)
LAMPIRAN E (Kelengkapan Administrasi)
commit to user
xvi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
“Life is an adventure
Explore the processs
Embrace your dream
Keep Fighting
and Never give up”
PERSEMBAHAN
Karya ini kupersembahkan kepada Ibu, Bapak, Adikku tercinta dan Aldriansyah
Akbar .
commit to user
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRAK
Heny Pratiwi, 2014, ANALISA STABILITAS LERENG AKIBAT CURAH HUJAN
BULANAN DENGAN METODE FELLENIUS DI DESA SUMBERSARI DAS
TIRTOMOYO WONOGIRI
Tugas Akhir, Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
ABSTRAK Kasus longsor yang terjadi di beberapa bagian Daerah Aliran Sungai (DAS)
Tirtomoyo memperlihatkan bahwa bencana longsor terjadi pada saat musim penghujan
akibat adanya infiltrasi air hujan. Penelitian ini dilakukan untuk menganalisis potensi
longsor di Desa Sumbersari Das Tirtomoyo Wonogiri akibat curah hujan bulanan untuk
keperluan mitigasi bencana.
Data hujan yang akan dihitung sebagai beban pada lereng diamati pada bulan basah
selama periode lima tahun yaitu tahun 2007 sampai dengan tahun 2011. Metode Penelitan
dibuat dengan memodelkan lereng pada beberapa variasi kemiringan lereng dari kondisi
landai hingga curam yaitu pada sudut 30◦, 45◦ dan 60◦ dengan kondisi lapisan tanah
homogen. Analisis Stabilitas Lereng menggunakan Metode Fellenius. Metode Fellenius
dipilih karena dapat memberikan angka keamanan yang lebih rendah dengan perhitungan
yang teliti. Faktor keamanan sebesar 1.07 dirujuk sebagai ambang batas keamanan untuk
kejadian atau intensitas longsoran longsor terjadi biasa/sering (lereng labil) dan longsor
pernah terjadi.
Hasil analisa stabilitas lereng tanpa beban hujan pada kemiringan lereng 30◦, 45◦, dan
60◦ berturut-turut 1.3915, 1.0115 dan 0.7284. Hasil analisa stabilitas lereng pada kondisi
tidak ada hujan menunjukan
bahwa lereng pada kemiringan 45◦ dan lereng pada
kemiringan 60◦ sudah longsor dengan nilai faktor aman (safety factor) <1.07
Hasil analisa stabilitas lereng pada kondisi tidak ada hujan menunjukan bahwa faktor
aman (safety factor) mengalami penurunan stabilitas lereng untuk kemiringan yang
curam. Hasil analisa stabilitas lereng pada kondisi hujan menunjukan bahwa lereng
dengan kemiringan 30◦ berada dalam kondisi kritis dengan nilai faktor aman (safety
factor) < 1.07 akibat intensitas hujan bulanan > 250 mm/bulan. Penelitian ini diharapkan
dapat menjadi acuan untuk menganalisa stabilitas lereng dalam suatu daerah aliran
sungai.
Kata kunci: Stabilitas Lereng, Curah hujan bulanan, Infiltrasi, Safety Factor
commit to user
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ABSTRACT
Heny Pratiwi, 2014, SLOPE STABILITY CAUSING BY MONTHLY RAINFALL
WITH FELLENIUS METHODE IN SUMBERSARI VILLAGE TIRTOMOYO
WATERSHED WONOGIRI
Final Assignment, Civil Engineering Department, Engineering Faculty, Sebelas Maret
University. Surakarta.
ABSTRACT The case of landslides that occurred in some parts of Watershed (DAS)
Tirtomoyo showed that the landslide occurred during the rainy season cause by the
infiltration of rainfall. This research was conducted to analyze the potential landslide in
the village Sumbersari Tirtomoyo watershed Wonogiri causing by the monthly rainfall for
disaster mitigation purposes.
Rainfall data will be calculated as the load on the slopes observed in the wet for a period
of five years ie 2007 to 2011. Research Methods created by modeling the slopes on some
variation of the slope of the conditions from steep angle until ramps angle at an angle of
30◦, 45◦ and 60◦ with a homogeneous layer of soil conditions. Slope Stability Analysis
using Fellenius method. Fellenius method chosen because it can provide a lower safety
factor with careful calculation. safety factor < 1.07 is referred to safety threshold for the
occurrence of avalanches or landslides occur intensity regular / frequent (unstable slopes)
or landslides that have occurred.
Slope stability analysis results when there wasn’t any rainfall on the slope of 30◦, 45◦, and
60◦ respectively 1.3915 , 1.0115 and 0.7284. The results of the analysis of slope stability
conditions showed slope at 45◦ and 60◦ before rainfall occurred already have landslide
with the value of safety factor <1.07. Slope stability analysis results in no rainfall
conditions showed that the safety factor decreased slope stability for steep slope. Results
of analysis of slope stability in conditon after rainfall occurred shows that the slope 30◦
was in critical condition with a value of safety factor (safety factor) <1:07 due to the
intensity of monthly rainfall> 250 mm / month. This research is expected to be a
reference
for
analyzing
the
stability
of
slopes
watershed.dasdasdasdasdasdasdasdasdasdasdasdasdsfgdfgdfgdfgdhadasdasd
Keywords: Slope stability, Monthly Rainfall, Infiltration, Safety Factor
commit to user
vi
in
the
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
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 Analisa Stabilita Lereng akibat Curah
Hujan Bulanan dengan Metode Fellenius di Desa Sumbersari DAS Tirtomoyo
Wonogiri ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana Teknik
pada Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.
Dalam 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
Maret Surakarta.
2.
Ir. Noegroho Djarwanti MT, selaku Dosen Pembimbing Skripsi I.
3.
Dr. Niken Silmi Surjandari, ST, MT selaku Dosen Pembimbing Skripsi II.
4.
Ir. Ir. Susilowati, MSi selaku Dosen Pembimbing Akademik.
5.
Rekan-rekan Mahasiswa Teknik Sipil 2010, khususnya saudari Alfi Rizqi
Mazidah, Anisa Anggriani, Apriliani Nur A, Erlita Andriani, Hilyatuz
Zakiya, Ratnasari Kusumaningrum, Tiara Rhafmiati.
6.
Rekan-rekan skripsi geoteknik Fachrudin, Hawin, Janu, dan Rijal.
7.
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.
Surakarta, 6 Januari 2015
commit to user
vii
Penulis