Analisis Stabilitas Lereng untuk Konservasi Tanah
advertisement
ANALISIS STABILITAS LERENG UNTUK KONSERVASI TANAH DAN AIR DI KECAMATAN BANJARWANGI KABUPATEN GARUT OLEH : MUSTAFRIL PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2003 ABSTRAK MUSTAFRIL. Analisis Stabilitas Lereng untuk K o ~ s ~ NTanah ~ s ~ dan Air di Kecamatan Banjarwangi Kabupaten Garut. Dibimbing oleh SOEDODO HARDJOAMIDJOJO, ASEP SAPEI, dan ERIZAL. Pembangunan terasering untuk tindakan konservasi tanah dan air sering mengalami kegagalan dengan terjadi longsor (landslide), seperti sebagian lahan pertanian di Kecamatan Banjarwangi Kabupaten Garut. Memperhatikan masalah tersebut perlu dilakukan penelitian tentang analisis stabilitas lereng, terutama untuk lereng berteras bangku (bench terrace). Bentuk morfologi lereng, sifat fisika, dan sifat mekanika tanah sangat menentukan analisis stabilitas lereng. Penelitian ini bertujuan menganalisis stabilitas lereng pada lahan yang dibuat terasering, sehingga diharapkan dapat menentukan tindakan konservasi tanah dan air yang aman terhadap longsor. Penelitian ini dilakukan 1 lapangan, laboratoriurn, dan simulasi komputer. Hasil pemeriksaan sifat mekanik tanah rata-rata di Desa Mulyajaya Kecamatan Banjarwangi adalah density (p ) = 1,44 t/m3, kohesi efektif ( c ') = 0,15 kgf/cm2, dan sudut gesek dalam efektif (4') = 20,3". Teras aktual di lokasi longsor stabil (Fs = 1,22) dan berubah menjadi tidak stabil (Fs = 0,3 1) jika tanah mendekati jenuh dengan meningkatnya muka air tanah akibat hujan. Hasil simulasi disain teras untuk longsor rotasi bila muka air tanah diperhitungkan, teras USSCS tidak stabil (Fs = 0,12) dan teras Humi terpilih tipe C2 tidak stabil (Fs = 0,31) pada kemiringan lahan 25 %. Untuk kemiringan lahan 27 % teras USSCS tidak stabil (Fs = 0,ll) dan teras Hurni tipe C2 tidak stabil (Fs = 0,30), sedangkan pada kemiringan lahan 48 % teras USSCS tidak dianjurkan karena lebih besar dari 30 % dan teras Hurni terpilih tipe C3 stabil (Fs = 1,08). Hasil simulasi disain teras untuk longsor translasi bila muka air tanah diperhitungkan, teras USSCS tidak stabil (Fs = 0,97) dan teras Hurni terpilih tipe C2 tidak stabil (Fs = 0,96) pada kemiringan lahan 25 %. Untuk kemiringan lahan 27 % teras USSCS tidak stabil (Fs = 0,91) dan teras Hurni tipe C2 tidak stabil (Fs = 0,89), sedangkan pada kemiringan lahan 48 % teras USSCS tidak dianjurkan karena lebih besar dari 30 % dan teras Hurni terpilih tipe C3 stabil (Fs = 1,Ol). Kemiringan lahan 20 % - 30 %, disain teras Hurni (tipe C3) mempunyai nilai faktor keamanan yang lebih besar dibandingkan dengan disain teras USSCS. SURAT PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis yang berjudul : ANALISIS STABILITAS LERENG UNTUK KONSERVASI TANAH DAN AIR DI KECAMATAN BANJARWANGI KABUPATEN GARUT Adalah benar-benar merupakan hasil karya saya sendiri dan belum pernah dipublikasikan. Semua surnber data dan informasi yang digunakan telah dinyatakan secara jelas dan dapat diperiksa kebenarannya. Bogor, 17 Januari 2003 Mustafril Nrp. P13500002 ANALISIS STABILITAS LERENG UNTUK KONSERVASI TANAH DAN AIR DI KECAMATAN BANJARWANGI KABUPATEN GARUT MUSTAFRIL Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian PROGRAM PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2003 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Tapaktuan Aceh Selatan pada tanggal 4 Maret 1972 sebagai anak kedua dari ayah bernama Bachtiar dan ibu Dasnimah. Pendidikan sarjana ditempuh di Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh, lulus 1997. Pada tahun 1998 hingga sekarang penulis bekerja sebagai staf pengajar di Jurusan Teknik Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Syiah Kuala. Kesernpatan untuk melanjutkan pendidikan Pascasarjana S-2 (Magister Sains) pada tahun 2000 dan memilih Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian dengan konsentrasi Teknik Tanah dan Air. Biaya pendidikan diperoleh dari Beasiswa Program Pascasarjana (BPPS) Departemen Pendidikan Nasional. PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala rahrnatNya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan di Kecamatan Banjarwangi Kabupaten Garut dan Laboratoriurn Fisika dan Mekanika Tanah IPB sejak bulan Juni 2002 ini adalah stabilitas lereng, dengan judul Analisis Stabilitas Lereng untuk Konservasi Tanah dan Air di Kecamatan Banjarwangi Kabupaten Garut. Terima kasih penulis ucapkan kepada Prof. Dr. Ir. H. Soedodo Hardjoamidjojo, M.Sc selaku ketua komisi pembimbing, Dr. Ir. Asep Sapei, MS dan Dr. Ir. Erizal, M. Agr selaku anggota komisi pembimbing yang telah banyak memberikan saran dan arahan dari perencanaan hingga selesainya penulisan tesis ini, serta Dr. Ir. Nora Haris Panjaitan, DEA selaku penguji luar kornisi yang telah bersedia memberi masukan untuk perbaikan tesis ini Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada : 1. Ketua Tim Survey Identifikasi Penyusunan Rencana Tindak Penanggulangan Daerah Rawan Bencana di Kabupaten Garut, dalam ha1 ini Ir. Dedi Kusnadi Kalsim, M.Eng.,Dip HE., yang telah memberi izin dan bantuan untuk ikut dalam group survey tersebut yang merupakan inti dari penelitian ini. 2. BAPPEKA Garut yang secara tidak langsung telah memberikan data-data sekunder untuk penelitian ini. 3. Bapak Trisnadi dan Toni yang telah membantu dalam pelaksanaan pemeriksaan dan pengujian tanah di Laboratorium Fisika dan Mekanika Tanah 4. Rekan rekan di Program Studi Ilmu Keteknikan Pertanian, terutama Hendrik, Elih Mulyana, Haris, Ramayanti Bulan, Arif Akbar dan mahasiswa pascasarjana lainnya Yuliani Aisyah, Agus Nashri dan lain-lain yang tidak dapat saya sebutkan satu persatu. 5. Rekan-rekan sesama staf pengajar di Fakultas Pertanian Unsyiah yang telah memberikan dorongan untuk mengikuti program pascasarjana IPB, diantaranya : Dr. Ir. Nourrnalina Arphi, M.Sc. Dr. Ir. Syahrul, M.Sc, Herri Santoso, ST., Yusmanizar, ST., dan lain-lain. 6. Istri dan Anakku tercinta : Haslinda S.Ag dan Mahirah Taffinda Adelia, Ibuku : Dasnimah dan Mertuaku : H. M. Adli TB. (Alm) dan Hj. Hasmaini yang selalu memberikan motivasi kepada penulis dalam menyelesaikan studi. Akhirnya, semoga karya ilmiah ini bermanfaat. Bogor, 17 Januari 2003 Mustafril DAFTAR IS1 Halaman DAFTAR TABEL ...................................................................................... DAFTAR GAMBAR ................................................................................. DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. PENDAHULUAN...................................................................................... Latar Belakang .................................................................................. Tujuan Penelitian .............................................................................. TINJAUAN PUSTAKA............................................................................. Kerusakan Lahan Ptrtanian ............................................................... Erosi .................................................................................................. Konservasi Tanah dan Air ................................................................. Term Bangku sebagai Bangunan Konservasi Tanah dan Air ........... Disain Teras Bangku ......................................................................... .. Stabilitas Lereng................................................................................ METODE PENELITIAN ........................................................................... Tempat dan Waktu Penelitian ........................................................... Alat dan Bahan .................................................................................. Tahapan Penelitian ............................................................................ Analisis Sifat Fisika dan Mekanika Tanah........................................ Pembuatan Program Komputer ......................................................... Perencanaan Teras Bangku Metode USSCS ..................................... Perencinaan Term Bangku Metode Hurni ........................................ Perencanaan Saluran Teras dan Saluran Drainase ............................ Analisis Stabilitas Lereng ................................................................. Simulasi dan Analisis Data ............................................................... DESKRIPSI DAERAH PENELITIAN...................................................... Letak Geografis................................................................................. Topografi ........................................................................................... Geologi .............................................................................................. Geomorfologi .................................................................................... Curah Hujan ...................................................................................... Jenis Tanah ........................................................................................ Tataguna Lahan ................................................................................. ... Vlll HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................. Sifat Fisika dan Mekanika Tanah...................................................... Penyusunan Program Komputer ....................................................... Perencanaan Teras Metode USSCS dan Hurni ................................ Analisis Stabilitas Lereng ................................................................. Analisis Stabilitas Lereng pada Disan Teras USSCS dan Hurni ...... Simulasi Analisis Stabilitas Lereng pada Berbagai Kemiringan Lahan Alternatif Penanggulangan Bencana Longsor pada Lahan Pertanian KESIMPULAN DAN SARAN .................................................................. Kesimpulan ....................................................................................... Saran.................................................................................................. DAFTAR PUSTAKA ................................................................................ DAFTAR TABEL Halaman Perkiraan nilai faktor CP berbagai jenis penggunaan tanah di Pulau Jawa .. 20 Kode klasifikasi tekstur tanah ....................................................................... 21 Kode permeabilitas profil tanah .................................................................... 21 Nilai M untuk berbagai kelas tekstur tanah................................................... 22 Konstanta aliran permukaan (C) ................................................................... 27 Slope talud saluran Z (vertikal : horizontal) ................................................. 29 Kecepatan yang diizinkan berdasarkan metoed Durbach ............................. 30 Nilai kekasaran Manning .............................................................................. 30 Hasil analisis DDF (mm) di Stasiun Tarogong Tahun 1991 - 2000 ............. 42 Luas tanah dengan berbagai kedalaman efektif ............................................ 42 Penggunaan lahan di Kecamatan Banjarwang ............................................. 43 Hasil pemeriksaan dan pengujian sifat fisika tanah di lokasi longsor .......... 46 Hasil uji triaksial untuk sampel tanah di lokasi longsor ............................... 48 Nilai VI d m HI disain teras USSCS dan Hurni di lokasi longsor ................ 51 Hsllsil perhltungzm faktor kemanan lereng (Fs) aktul di lokasi longsor ....... 52 Nilai Fs dari disain teras USSCS dan Hurni ................................................. 53 Nilai VI teras USSCS dan Hurni untuk berbagai kemiringan lahan ............. 57 vii DAFTAR GAMBAR Halaman 7 Sketsa teras bangku atau teras tangga (bench terrace) ................................. Bentuk penguat talud teras bangku ............................................................... 8 Bentuk longsoran pada lereng ....................................................................... 12 Diagram gaya analisis stabilitas lereng untuk longsor rotasi ........................ 13 Diagram gaya analisis stabilitas lereng untuk longsor translasi.................... .. Tahapan kegiatan penelitlan .......................................................................... 14 Kondisi analisis muka air tanah tanpa hujan ................................................. 31 17 Kondisi analisis muka air tanah jika hujan ................................................... 32 Sketsa penentuan kedalaman tanah ekivalen (Hekv)untuk teras ................... 33 Kondisi lonsor di Kampung Rinyem Desa Mu1yajaya dilihat dari atas ........ 37 Hasil pengukuran elevasi lokasi longsor di Kampung Rinyem Desa Mulyajaya Kecamatan Banjarwangi Kabupaten Garut ................................. 39 Distribusi hujan bulanan ............................................................................... 41 Contoh lahan sawah di Kecamatan Banjarwangi .......................................... 44 Kurva distribusi ukuran partikel tanah .......................................................... 45 Kurva uji pemadatan tanah di desa Mulyajaya Kecamatan Banjanvangi..... 47 Bentuk lahan hasil disain teras USSCS dan Hurni di lokasi penelitian ........ 51 Analisis stabilitas lereng untuk longsor aktual di Kampung Rinyem Desa Mulyajaya Kecamatan Banjanvangi ............................................................. 53 Kurva hubungan kemiringan lahan terhadap faktor keamanan untuk longsor translasi ............................................................................................ 56 Kurva hubungan kemiringan lahan (S) untuk disin teras Hurni. USSCS. dan USSCS modifikasi .............................................................................. 58 Garis depresi yang memotong lereng ............................................................ 60 Bronjong sebagai beban konter dan filter ..................................................... 61 Pembentukan lahan sawah pada lereng tanpa memperhatikan usaha konservasi tanah dan air ................................................................................ 62 Contoh lahan persawahan dengan penguatan dinding dari pasangan batu (stone pitching) dan penataan saluran air irigasi dan drainase.............. 62 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Gambar disain teras metode USSCS ............................................................. 67 Nomogram Hurni untuk pemilihan tipe teras berdasarkan nilai LS dan kedalaman tanah (D) ..................................................................................... 69 Teras bangku Hurni tipe C2 datar (teras tampingan rumput dengan bidang olah datar).......................................................................................... 70 Teras bangku Hurni tipe C2 keluar (teras tampingan rumput dengan bidang olah miring keluar) ............................................................................ 71 Teras bangku Hurni Tipe C3 datar (teras tampingan batu dengan bidang .... olah datar)...................................................................................................... 72 Teras bangku Hurni Tipe C3 keluar (teras tampingan batu dengan bidang .. olah miring keluar) ........................................................................................ 73 .. Alat uji triaksial............................................................................................. 74 Nilai C untuk berbagai jenis tanaman clan pengelolaan tanarnan................. 75 Nilai faktor P untuk beberapa tindakan konservasi di Pulau Jawa ............... 77 Peta lokasi longsor dan jenis tanah ............................................................... 78 Foto kondisi longsoran di Kampung Rinyem Desa Mulyajaya .................... 79 Foto kondisi longsoran di Kampung Genteng Desa Padahurip .................... 79 Foto kondisi longsoran di Kampung Singkur Desa Bojong.......................... 80 Peta geologi Kecamatan Banjarwangi dan sekitarnya .................................. 81 Hasil uji triaksial untuk tanah longsor di Kampung Rinyem Desa ............... Mulyajaya Kecamatan Banjarwangi ............................................................. 82 Susunan sebagian struktur bahasa program utama dan form tampilan program Slope Design ................................................................................................. 83 Diagram alir Program Slope Design ............................................................. 101 Hasil perhitungan stabilitas lahan berteras bangku ....................................... 108 Disain teras dan analisis stabilitas lereng rata-rata ....................................... 109 Prosedur disain teras USSCS dan analisis stabilitas lereng dengan simulasi program Slope Design ................................................................................... 116
