28

BAB V

ANALISIS DAN PEMBAHASAN

A. Analisis Hujan

1. Pengisian Data Hujan yang Hilang

Perkiraan pengisian data hujan diperlukan untuk melengkapi data hujan

yang hilang akibat kesalahan dalam pengamatan stasiun hujan, kerusakan alat dan

kesalahan dalam pencatatan data. Pengisian data hujan ini dilakukan untuk

mendapatkan hasil analisis yang akurat. Data hujan diperoleh dari Dinas

Pengelolaan Sumber Daya Air dengan Daerah Aliran Sungai (DAS) Sungai

Pusur Kabupaten Klaten.

2. Uji Konsistensi Hujan

Uji konsistensi hujan dilakukan untuk mengetahui apakah data yang

diolah adalah data yang konsisten atau tidak. Perhitungan ini dilakukan dengan

cara RAPS (Rescaled Adjusted Partial Sums). Uji konsistensi dilakukan pada

stasiun Keposong, stasiun Satrian, stasiun Cokrotulung, stasiun Polan, stasiun

Ponggok, stasiun Pundung, stasiun Bagor dan stasiun Delanggu.

Tabel V.1. Uji Konsistensi pada Stasiun Satrian

Rtabel = R ( nilai R, lihat lampiran 1, Tabel 1)

= 1,148 = 4,295

Rhitungan = Sk**max – Sk**min

No Tahun Hujan Sk* Komulatif Dy Sk** │Sk**│

1 2006 613 -1148 -1148 703,21 -1,63255 1,63255

2 2007 2008 247 -901 703,21 -1,28142 1,28142

3 2008 688 -1073 -1974 703,21 -2,80692 2,80692

4 2009 1175 -586 -2560 703,21 -3,64027 3,64027

5 2010 2815 1054 -1506 703,21 -2,14145 2,14145

6 2011 2686 925 -581 703,21 -0,82608 0,82608

7 2012 1964 203 -378 703,21 -0,53743 0,53743

8 2013 2202 441 63 703,21 0,08967 0,08967

9 2014 1520 -241 -178 703,21 -0,25307 0,25307

10 2015 1469 -292 -470 703,21 -0,66834 0,66834

11 2016 2231 470 0 703,21 0,00000 0,00000

19371 7735

1761Xr

Jumlah

29

= 3,640 – (0,089) = 3,550

Qtabel = Q (nilai Q, lihat lampiran 1, Tabel 1)

= 1,295 = 3,807

Qhitungan = MAX(Sk**)

= 3,640

Dari perhitungan di atas diperoleh : Rhitungan = 3,550 < Rtabel = 4,295 jadi

data panggah dan Qhitungan = 3,640 < Qtabel = 3,807 jadi data panggah. Namun

terdapat beberapa data dari stasiun lain (lihat lampiran 2, tabel 1) yang tidak

konsisten, sehingga peneliti menggunakan data parsial series yaitu diambil 20

terbesar curah hujan harian rata-rata dari seluruh stasiun hujan yang ada.

3. Perhitungan Hujan Rata-rata

Metode yang digunakan untuk menghitung hujan rata-rata harian adalah

metode Polygon Theissen yaitu dengan mencari koefisien Theissen pada tiap

stasiun hujan.

Tabel V.2. Tabel Koefisien Theissen

Luas daerah dan luas tata guna lahan dihitung dengan menggunakan

software Arc GIS. Koefisien Theissen digunakan untuk mencari hujan rata-rata

harian total semua stasiun dengan mengalikan jumlah hujan per hari pada

masing-masing stasiun dengan koefisien Theissen masing-masing stasiun.

Sehingga, diperoleh hujan harian rata-rata tiap tahun sempel, kemudian diambil

20 data terbesar sebagai sempel data hujan harian rata-rata untuk perhitungan

analisis selanjutnya.

1 Stasiun Satriyan 0,76 0,013

2 Stasiun Polan 6,54 0,110

3 Stasiun Bagor 12,33 0,207

4 Stasiun Keposong 18,50 0,311

5 Stasiun Cokrotulung 9,77 0,164

6 Stasiun Ponggok 6,55 0,110

7 Statsiun Pundung 0,01 0,000

8 Stasiun Delanggu 5,10 0,086

59,56 1,00Jumlah ( Σ )

Luas daerah tangkapan

(Ai)(km2)

Koefisien Thiessen

(Ci) (%)Nama StasiunNo

30

Gambar V.1. Poligon Thiessen

30

31

4. Analisis Frekuensi Hujan

Jenis sebaran atau distribusi curah hujan diperoleh dari analisis distribusi

frekuensi, dalam pelaksanaannya dilakukan dengan beberapa metode untuk

menemukan sebaran yang sesuai dengan data yang ada.

Tabel V.3. Analisis Frekuensi Curah Hujan

Keterangan :

Xi = 20 data curah hujan yang diurutkan dari curah hujan terbesar ke terkecil

Xr = Rata-rata curah hujan

1) Perhitungan Standar Deviasi (Sd)

= 14,317

No Xi Xi - Xr ( Xi - Xr)2

( Xi - Xr)3

( Xi - Xr)4

1 105,906 45,725 2090,798 95602,231 4371435,101

2 84,931 24,750 612,581 15161,622 375255,909

3 72,932 12,751 162,600 2073,394 26438,839

4 66,448 6,267 39,279 246,169 1542,808

5 64,472 4,292 18,421 79,060 339,318

6 64,167 3,987 15,894 63,366 252,622

7 60,888 0,708 0,501 0,355 0,251

8 59,265 -0,915 0,838 -0,766 0,701

9 58,832 -1,348 1,817 -2,450 3,303

10 56,411 -3,769 14,205 -53,540 201,794

11 55,152 -5,029 25,289 -127,175 639,541

12 54,844 -5,337 28,481 -151,992 811,140

13 53,893 -6,288 39,535 -248,581 1562,993

14 53,447 -6,734 45,341 -305,306 2055,794

15 49,727 -10,453 109,274 -1142,286 11940,788

16 49,443 -10,737 115,286 -1237,848 13290,956

17 49,179 -11,001 121,029 -1331,481 14648,048

18 48,136 -12,044 145,063 -1747,170 21043,290

19 48,019 -12,162 147,908 -1798,811 21876,646

20 47,516 -12,664 160,383 -2031,136 25722,818

Jumlah 1203,607 0,000 3894,523 103047,655 4889062,659

Xr 60,180335

32

2) Perhitungan Koefisien Kemencengan (Cs)

= 2,053

3) Perhitungan Koefisien Kurtosis (Ck)

= 0,400

4) Perhitungan Koefisien Variasi (Cv)

= 0,238

Tabel V.4. Perbandingan antara syarat distribusi dengan hasil perhitungan

Karena ketiga metode tidak memenuhi maka digunakan metode distribusi

frekuensi Log Pearson III untuk perhitungan curah hujan rancangan.

Distribusi Syarat Hasil Hitungan Keterangan

Cs ≈ 0 2,053 > 0

Cv = 3 0,400 < 3

Cs = 3 Cv 2,053 < 1,102

Cs = 0,6 0,400 > 0,6

Cs ≈ 1,1396 2,053 > 1,1396

Cv ≈ 5,4002 0,400 ≈ 5,4002

(Sumber : CD. Soemarto, 1995)

Normal Tidak memenuhi

Log Normal Tidak memenuhi

Tidak memenuhiGumbel

33

5. Uji Kesesuaian Distribusi Frekuensi

1) Uji Smirnov - Kolmogorov

Data yang diketahui :

X = Curah hujan rencana

Tabel V.5. Analisis perhitungan Uji Smirnov - Kolmogorov

Persamaan yang digunakan dapat diterima, karena sesuai dengan

ketentuan yang harus dipenuhi yaitu nilai Dmax (20,57%) < Dkritis (29,4%).

Lihat lampiran 1, tabel 3.

2) Uji Chi Kuadrat

Berikut ini adalah analisis perhitungan uji Chi Kuadrat :

a. Mengurutkan data curah hujan dari yang terbesar ke yang terkecil atau

sebaliknya.

Hujan Peluang kejadian Peluang teoritis

X (m/n+1)x100(%) (%)

105,906 1 4,76 1,72 3,04

84,931 2 9,52 6,00 3,52

72,932 3 14,29 13,50 0,79

66,448 4 19,05 22,00 2,95

64,472 5 23,81 25,00 1,19

64,167 6 28,57 26,50 2,07

60,888 7 33,33 34,00 0,67

59,265 8 38,10 38,00 0,10

58,832 9 42,86 39,00 3,86

56,411 10 47,62 48,00 0,38

55,152 11 52,38 53,00 0,62

54,844 12 57,14 56,80 0,34

53,893 13 61,90 61,92 0,02

53,447 14 66,67 64,00 2,67

49,727 15 71,43 92,00 20,57

49,443 16 76,19 90,00 13,81

49,179 17 80,95 92,00 11,05

48,136 18 85,71 98,00 12,29

48,019 19 90,48 97,00 6,52

47,516 20 95,24 99,00 3,76

Dmax = 20,57 %

Dkritis = 29,4 %

m D

34

b. Menghitung jumlah kelas (G) dengan cara sebagai berikut :

G = 1 + 3,322 log N

= 1 + 3,322 log (20)

= 5,32 ≈ nilai G diambil 5 kelas

c. Menghitung Derajat Kebebasan (Dk)

Dk= G – (R+1)

= 5 – (2+1)

= 2

R = banyaknya keterkaitan besar adalah 2.

d. Menghitung Nilai Ef

Ef = N/G

= 20/5 = 4

e. Menghitung Range (ΔR)

ΔR= (Xmax – Xmin) / (G – 1)

= (105,906 – 47,516) / (5-1)

= 14,597

f. Menghitung Xawal

Xawal = Xmin – (0,5 x ΔR)

= 47,516 – (0,5 x 14,597)

= 40,217

Tabel V.6. Perhitungan nilai χ2

Menggunakan signifikansi (a) = 0,05 diperoleh harga Chi kuadrat kritis (χ2

cr ) = 5,991, lihat lampiran 1, tabel 4. Dari perhitungan diperoleh χ2

analisis (4,00) < χ2 cr kritis (5,991), maka distribusi memenuhi syarat

(dapat diterima).

40,217 < X < 54,8148 4 5 1 0,25

54,8148 < X < 69,4121 4 7 9 2,25

69,4121 < X < 84,0095 4 3 1 0,25

84,0095 < X < 98,6069 4 3 1 0,25

98,6069 < X < 113,2043 4 2 4 1

20 20 16 4,00Jumlah

(Ef-Of)2Nilai Batas Tiap Kelas Of (Ef-Of)

2/EfEf

35

Gambar V.2. Ploting Probabilitas Hujan Rencana

Tr = 100 th

Tr = 50 Th

Tr = 25 th

Tr = 10 th

Tr = 5 th

Tr = 2 th

Tr = 1,1111 th

Tr = 1,0101 th

0

20

40

60

80

100

120

140

1,00 10,00 100,00

Hu

jan

(m

m)

Probabilitas P = (m/n+1)x100 (%)

35

36

6. Curah Hujan Rancangan

Analisis curah hujan rancangan dilakukan dengan menggunakan distribusi

frekuensi metode Log Pearson III. Berikut ini adalah analisis perhitungannya :

1) Perhitungan Standar Deviasi (Sd)

2) Perhitungan Koefisien Kemencengan (Cs)

3) Perhitungan Koefisien Kurtosis (Ck)

4) Perhitungan Koefisien Variasi (Cv)

5) Log XT = log Xr + k.Sd

Tr XT Xtr (mm)

1,01 1,656383 45,329725

1,11 1,678533 47,701593

1,25 1,696082 49,668576

2 1,748767 56,074641

5 1,831817 67,891777

10 1,889052 77,455439

25 1,961229 91,459476

50 2,014236 103,33223

37

Tabel V.7. Curah Hujan Rancangan dengan Metode Log Pearson III

No X Log X (Log X - Log Xr) (Log X - Log Xr)2

(Log X - Log Xr)3

(Log X - Log Xr)4

Probabilitas

1 105,9056 2,0249 0,2550 0,0650 0,0166 0,004230446 4,7619

2 84,9307 1,9291 0,1592 0,0253 0,0040 0,000642013 9,5238

3 72,9318 1,8629 0,0930 0,0087 0,0008 7,49059E-05 14,2857

4 66,4476 1,8225 0,0526 0,0028 0,0001 7,65121E-06 19,0476

5 64,4723 1,8094 0,0395 0,0016 0,0001 2,43121E-06 23,8095

6 64,1671 1,8073 0,0374 0,0014 0,0001 1,96208E-06 28,5714

7 60,8884 1,7845 0,0146 0,0002 0,0000 4,60521E-08 33,3333

8 59,2652 1,7728 0,0029 0,0000 0,0000 7,20868E-11 38,0952

9 58,8322 1,7696 -0,0003 0,0000 0,0000 5,35452E-15 42,8571

10 56,4113 1,7514 -0,0185 0,0003 0,0000 1,17627E-07 47,6190

11 55,1515 1,7416 -0,0283 0,0008 0,0000 6,44002E-07 52,3810

12 54,8436 1,7391 -0,0308 0,0009 0,0000 8,95207E-07 57,1429

13 53,8927 1,7315 -0,0384 0,0015 -0,0001 2,16438E-06 61,9048

14 53,4468 1,7279 -0,0420 0,0018 -0,0001 3,10112E-06 66,6667

15 49,7269 1,6966 -0,0733 0,0054 -0,0004 2,88588E-05 71,4286

16 49,4432 1,6941 -0,0758 0,0057 -0,0004 3,29763E-05 76,1905

17 49,1790 1,6918 -0,0781 0,0061 -0,0005 3,72166E-05 80,9524

18 48,1361 1,6825 -0,0874 0,0076 -0,0007 5,83897E-05 85,7143

19 48,0186 1,6814 -0,0885 0,0078 -0,0007 6,12781E-05 90,4762

20 47,5161 1,6768 -0,0930 0,0087 -0,0008 7,49505E-05 95,2381

35,3977 0,0000 0,1516 0,0180 0,005260047 1000,0000

1,770

Jumlah

Rata-rata (Xr)

38

B. Hidrograf Banjir

Gambar V.3. DAS Sungai Pusur

39

1. Analisis Curah Hujan Jam-jaman

Kejadian hujan yang digunakan adalah 5 jam, hal ini didasarkan pada

maksimum kejadian hujan yang ditentukan dari rumus modifikasi Mononobe

dalam Hadisusanto (2011). Kejadian hujan yang terjadi di lapangan diasumsikan

menyebabkan banjir selama 5 jam. Perhitungan intensitas curah hujan jam-jaman

dengan menggunakan rumus modifikasi Mononobe adalah :

dengan,

I = intensitas curah hujan (mm/jam)

R24 = curah hujan maksimum harian selama 24 jam (mm)

t = lamanya hujan / durasi (jam)

Tabel V.8. Intensitas Hujan dengan metode Mononobe

Durasi

(Jam)

Curah Hujan Maksimum 24 Jam (R24) (mm/24jam)

1,0101

tahun

1,1111

tahun

1,25

tahun 2 tahun 5 tahun 10 tahun 25 tahun 50 tahun

45,32973 47,70159 49,66858 56,07464 67,89178 77,45544 91,45948 103,33223

Intensitas Hujan dengan rumus Mononobe

1 26,50898 27,89606 29,04636 32,79265 39,70335 45,29622 53,48583 60,42905

2 16,69961 17,57342 18,29806 20,65807 25,01154 28,53483 33,69396 38,06792

3 12,74419 13,41103 13,96403 15,76506 19,08738 21,77615 25,71330 29,05126

4 10,52010 11,07056 11,52706 13,01377 15,75629 17,97582 21,22586 23,98129

5 9,06595 9,54032 9,93372 11,21493 13,57836 15,49109 18,29190 20,66645

Perhitungan selanjutnya untuk mengetahui hujan jam-jaman dilakukan

dengan menggunakan metode Alternating Block Metode (AMB). Perhitungan

dilakukan dengan cara memasang intensitas curah hujan maksimum di tengah

kemudian memasang curah hujan yang lain di atas dan di bawahnya.

Tabel V.9. Nilai ABM Periode Ulang 1,0101 Tahun

1 26,509 26,509 3,848 0,268

2 16,700 6,890 6,890 3,310

3 12,744 4,833 26,509 22,929

4 10,520 3,848 4,833 1,253

5 9,066 3,249 3,249 0,000

Jumlah 75,539 45,330

Lamanya

hujan (jam)

Intensitas

Hujan (mm)

Intensitas

Hujan (mm)ABM

Hujan

Efektif

40

Kemudian dicari hujan efektifnya dengan cara mengurangkan nilai ABM

dengan banyaknya hujan yang meresap ke tanah (X). Nilai X diperoleh dari

perkalian antara intensitas hujan dengan koefisien limpasan (C) hujan total. Nilai

C diperoleh sesuai tataguna lahan ada di wilayah DAS. Nilai ABM pada periode

ulang yang lain dapat dilihat pada lampiran 2, tabel 2.

Gambar V.4. Grafik ABM Periode 1,0101 Tahun

2. Analisis Debit Banjir Rencana

Analisis debit banjir rencana dilakukan dengan metode Hidrograf Satuan

Sintetik Nakayasu (HSS Nakayasu). Berikut ini adalah perhitungan HSS

Nakayasu :

Luas DAS = 59,56 km2

Panjang DAS = 18 km

1) Waktu Konsentrasi (Tg)

Tg = 0,4 + 0,058 L (L > 15 km)

= 0,4 + 0,058 (18)

= 1,444 jam

2) Satuan Waktu Hujan (Tr)

Tr = (0,5 Tg) – (1,0 Tg) ≈ 0,75 Tg

41

= 0,75 . 1,4440

= 1,083

3) Time to Peak (Tp)

Tp = 0,8 Tr + Tg

= 0,8 1,083 + 1,4440

= 2,314 jam

4) Koefisien Karakteristik DAS (a)

= 1,8624

5) Waktu dari Qp sehingga Debit Hidrograf 0,3Qp (T0,3)

T0,3 = a Tg

= 1,8624 . 1,4440

= 2,6894

6) Debit Puncak Banjir (Qp)

= 4,8913

Gambar V.5. Sketsa HSS Nakayasu

42

Hasil perhitungan Debit Banjir Rencana dengan metode HSS Nakayasu

akan menghasilkan kurva seperti gambar sketsa di atas. Perhitungan HSS

Nakayasu dapat dilihat pada lampiran 2, tabel 3.

C. Analisis Hidraulik Sungai

Analisis hidraulik sungai yang dilakukan sesuai data lapangan yang

dilakukan dengan pengukuran langsung di lapangan dan hasil analisis hujan yang

telah dilakukan.

Gambar V.6. Tampang Melintang Sungai

Dari gambar di atas diperoleh besarnya luas tampang basah sungai (A) =

86,16 m2 dan keliling basah (P) = 32, 906 m. Sehingga, diperoleh jari-jari

hidraulik (R) sebesar 2,6183 m. Besarnya kemiringan dasar sungai (So) adalah

0,0005263 m, data ini diperoleh dari pengukuran pada peta Bakusortanal (Peta

Rupa Bumi Indonesia/RBI). Perhitungan kecepatan aliran sungai dilakukan

dengan menggunakan persamaan Manning, dengan koefisien Manning (n) =

0,035.

1. Kecepatan Aliran (v)

.

v = 1,2452 m/dt

4 m

3 m

13 m

9,2 m56 cm

43

2. Debit Existing Maksimal di Lapangan

Qmaks = A.v

= 86,16 x 1,2452

= 107,28693 m3/dt

Qmaks di atas jika disesuaikan dengan perhitungan HSS Nakayasu (lihat

tabel V.10), Qmaks hitungan berada di bawah kala ulang 1,0101 tahun. Debit

banjir maksimal yang diperoleh dari perhitungan data tampang sungai sebesar

Qmax = 107,2869 m3/dt. Sedangkan debit banjir rancangan yang diperoleh dari

perhitungan menggunakan metode Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu

adalah sebagai berikut :

Tabel V.10. Kala Ulang dan Debit Maksimum

Sumber : Hasil perhitungan

Desain debit banjir awal adalah desain banjir dengan kala ulang 50

tahunan (Q50). Namun, dari perhitungan di atas menunjukkan bahwa debit banjir

sungai tidak masuk dalam perhitungan debit rancangan menggunakan metode

Hidrograf Satuan Sintetik (HSS) Nakayasu, hal ini menunjukkan bahwa jika

debit banjir tetap di desain dengan kala ulang 50 tahun maka kemungkinan harus

dilakukan pelebaran sungai dan efek yang ditimbulkan adalah relokasi penduduk

dan memungkinkan terjadinya masalah sosial. Sehingga, peneliti menggunakan

data debit banjir existing yang terbesar yaitu 107,2869 m3/dt, untuk pengendalian

bangunan pelindung tebing di lokasi penelitian.

Perhitungan di atas merupakan analisis perhitungan pada saluran lurus,

sehingga perlu dianalisis pula kecepatan pada saluran berbelok. Menurut

Kala Ulang Qmax HSS Nakayasu

50 292,8504656

25 259,2022954

10 219,5139141

5 192,4098535

2 158,9192971

1,25 140,7640803

1,1111 135,1895179

1,0101 128,4674841

44

Rozovkii dalam Kinori (1984) penambahan kecepatan pada saluran berbelok

adalah sebagai berikut :

a = 28 ° (diperoleh dari pengukuran pada Peta RBI)

dmax = 3,56 m (ketinggian aliran sesuai desain banjir)

g = 9,8 m/dt2

B = 26,2 m (lebar sungai)

R = 2,6183 m

n = 0,035 m-1/3

dt

v = 1,2452 m/dt

Diperoleh koefisien Chezy (C) = 33,541 m1/2

dt dan Δ sebesar 0,14913

selanjutnya diperoleh Δ x 102 dari grafik distribusi kecepatan lihat lampiran 1

grafik 1, diperoleh Δ Vmax x 102 sebesar 7,52 ; 2x/B = 0,37 .

x = (0,37 x 100)/2 = 18,5 m

Kemudian gunakan grafik distribusi kecepatan lihat gambar III.4 , untuk

menentukan nilai vb/v, dari hasil pengamatan grafik diperoleh vb/v = 1,07 , jadi vb

= 1,33 m/dt. Besarnya tegangan geser yang ditimbulkan dari arus pada tikungan

sungai (τtikungan) dibandingkan dengan tegangan geser yang ditimbulkan dari arus

pada tampang lurus (τlurus) adalah sebesar 1,14. Sehingga, dapat disimpulkan

bahwa penambahan tegangan geser yang terjadi akibat tampang sungai yang

menikung adalah 14 % dan penambahan kecepatan akibat belokan sebesar 8 %.

45

D. Data Tanah dan Hasil Uji Klasifikasi Tanah

1. Uji Berat Jenis

Tabel V. 11. Hasil Pengujian Berat Jenis Tanah

Jadi diperoleh berat jenis tanah adalah 2,5 gr/cm3

2. Uji Batas-batas Atteberg

Tabel V.12. Hasil Pengujian Karakteristik Tanah

Dari pengujian tersebut termasuk dalam simbol ML yaitu jenis tanah pasir

berbutir halus. Jadi jenis tanah adalah tanah Granuler (Pasir) berbutir halus.

Lihat lampiran 1, grafik 3)

1 2

(W1) gr 370 361

(W2) gr 170 161

(WT=W1-W2) gr 200 200oC 28 28

(W3) gr 791 781

(W4) gr 670 662

(W5) gr 870 862

(W5-W3) gr 79 81

WT/(W5-W3) gr/cm3

2,527 2,464

PIKNOMETER + AIR + TANAH

PIKNOMETER + AIR PADA °C

( W1 - W2 ) + W4

PEMERIKSAAN BERAT JENIS (SPECIFIC GRAVITY )

SK-SNI-04-1989-F

KEDALAMAN CONTOH NOMOR CONTOH

NO. PIKNOMETER

BERAT PIKNOMETER + TANAH

BERAT PIKNOMETER

BERAT TANAH

SUHU

ISI TANAH

BERAT JENIS

BERAT JENIS RATA-RATA 2,50

Banyak Pukulan 15 23 38 42

A Nomor Cawan 1 2 3 4 1 2

B Berat Cawan gr 3,46 3,95 3,52 3,89 3,83 3,46

C Berat Cawan + Contoh Basah gr 16,45 12,02 12,69 14,09 4,84 5,33

D Berat Cawan + Contoh Kering gr 13,99 10,63 11,16 12,42 4,68 5,00

E Berat Air = C - D gr 2,46 1,39 1,53 1,67 0,16 0,33

F Berat Contoh Kering = D - B gr 10,53 6,68 7,64 8,53 0,85 1,54

G Kadar Air = (E/F) x 100% % 23,36 20,81 20,03 19,58 18,82 21,43

H Rata-rata %

A Nomor Cawan 1 2

B Berat Cawan gr 8,7 8,67

C Berat Cawan + Contoh Basah gr 47,89 45,86

D Berat Cawan + Contoh Kering gr 40,99 39,33

E Berat Air = B - C gr 6,90 6,53

F Brt Contoh Kering ( Wo ) = D - B gr 32,29 30,66

G Kadar Air ( w ) = (E/F)x100% % 21,37 21,30

H Isi contoh Basah ( V ) ml 21,5 21

I Isi Contoh Kering ( Vo ) ml 20 19,5

J Batas Susut ( LL ) = G-((H-I)/F)X100% % 16,72 16,41

Batas Cair LL Batas Plastis

PL

PEMERIKSAAN BATAS-BATAS ATTERBERG

20,94 20,13

Batas Susut SLLL % PL % PI % SL %

20,94 20,13 0,82 16,56

46

3. Uji Direct Shear Test

Gambar V.7. Grafik Hasil Pengujian Direct Shear Test

Dari tabel di atas diperoleh persamaan y = 0,217X + 0,2119 sehingga

diketahui bahwa tg φ = 0,217. Jadi, φ (sudut gesek dalam) = 12,25°.

4. Uji Standard Proctor

Gambar V.8. Grafik Hasil Pengujian Standard Proctor

Jadi dari grafik di atas diperoleh besarnya γb = 1,895 gr/cm3, maka dapat

dihitung besarnya γ’ = 0,935 gr/cm3.

47

E. Kriteria Pemilihan Bangunan

Jenis bangunan yang digunakan untuk pelindung tebing adalah tipe

struktur, yang ditinjau dari kriteria pemilihan bangunan sebagai berikut :

Tabel V.13. Kriteria Pemilihan Bangunan

Pada pemilihan jenis bangunan yang harus digunakan, penulis membagi

lokasi penelitian menjadi tiga daerah (lihat gambar V.18) yaitu Daerah A, Daerah

B, dan Daerah C.

Pada Daerah A bangunan yang mendukung untuk digunakan yaitu dinding

penahan tanah, turap (sheetpile), bronjong kawat dan dump stones. Namun, jika

disesuaikan dengan kondisi lapangan di Daerah A bangunan yang paling cocok

digunakan adalah bangunan bronjong kawat karena kawasan yang dilindungi

adalah daerah persawahan dan permasalahan erosi yang terjadi tidak mendesak

dan dampak kerusakannya rendah, sehingga dibutuhkan bangunan yang paling

efisien dari segi teknis dan bahannya.

Jika digunakan dinding penahan tanah dan turap secara teknis dan bahan

yang digunakan bangunan tersebut relatif mahal, untuk penggunaan dump stones

tidak disarankan karena kondisi kemiringan lahan sangat curam sehingga

dikhawatirkan kemungkinan bangunan menjadi tidak stabil terhadap tegangan

geser aliran sangat tinggi.

Pada Daerah B bangunan yang mendukung untuk digunakan sebagai

pelindung tebing yaitu dinding penahan tanah, turap (sheetpile), krib, bronjong

kawat dan dump stones. Namun, jika disesuaikan dengan kondisi lapangan di

Daerah B bangunan yang paling cocok digunakan adalah bangunan krib, kawasan

yang dilindungi adalah daerah persawahan dan pemukiman, permasalahan erosi

Kriteria Pemilihan Langsung (1) Tidak Langsung (2)

PermasalahanLongsoran, erosi,

gerusanErosi, gerusan

Tingkat permasalahan Mendesak Tidak mendesak

Dampak kerusakan Tinggi Rendah

Kawasan yang

dilindungi

Pemukiman, jalan,

bangunanSawah, perkebunan

Arus Sungai - Mengarah ke tebing

48

yang terjadi tidak mendesak dan dampak kerusakannya rendah, sehingga

dibutuhkan bangunan cocok untuk melindungi tebing dengan efek jangka panjang

yang diharapkan mampu memperbaiki kondisi tebing yang rusak dengan

mengendapkan angkutan sedimen sehingga tebing kembali ke kondisi semula.

Bangunan lain tidak efektif digunakan karena jika digunakan dinding

penahan tanah dan turap secara teknis dan bahan yang digunakan bangunan

tersebut relatif mahal, untuk penggunaan dump stones tidak disarankan karena

kondisi kemiringan lahan curam dan menikung sehingga dikhawatirkan

kemungkinan bangunan menjadi tidak stabil terhadap tegangan geser aliran sangat

tinggi yaitu trgangan geser akibat tampang sungai lurus dan penambahan tegangan

geser akibat tampang menikung. Pemasangan bronjong kawat mungkin untuk

dilakukan, namun karena peneliti menilai pemasangan krib lebih menguntungkan

karena efeknya jangka panjang maka peneliti lebih menyarankan penggunaan krib

untuk mengatasi permasalahn gerusan di Daerah B.

Pada Daerah C bangunan yang mendukung untuk digunakan yaitu krib dan

turap (sheetpile). Namun, jika disesuaikan dengan kondisi lapangan di Daerah C

bangunan yang paling cocok digunakan adalah bangunan turap (sheetpile), karena

permasalahan erosi yang terjadi mendesak dan dampak kerusakannya tinggi,

kawasan yang dilindungi adalah pemukiman dan arus sungainya pun mengarah ke

tebing yang mengakibatkan terjadinya longsoran. Oleh karena itu, dibutuhkan

bangunan dengan tingkat keamanan tinggi untuk segera digunakan dalam

menangani masalah yang terjadi di daerah tersebut.

Hasil dari pemilihan bangunan yang sesuai dengan daerah yang dibagi di

atas merupakan bangunan yang dipakai untuk mengatasi masalah gerusan tebing

yang ada di lapangan. Kemudian, peneliti melakukan perhitungan secara teknis

untuk menentukan desain bangunan yang aman digunakan di lapangan. Analisis

yang dilakukan akan dijelaskan pada poin F yaitu analisis bangunan pelindung

tebing dan stabilitas bangunan.

49

Gambar V.9. Pembagian Daerah

50

F. Analisis Bangunan Pelindung Tebing dan Stabilitas Bangunan

1. Analisis Perhitungan

a. Dump Stones

Gambar V.10. Desain Bangunan Dump Stones

H 0,45 m

1 m

2,3 m

Perhitungan Diameter Butiran Batu

dmax = 3,56 m ketinggian air maksimum

So = 0,000526316 m kemiringan dasar sungai

γcr = 26,50 kN/m3

γw = 10,0 kN/m3

tabel berat jenis batu pecah

g = 9,8 m/dt2

D = 0,002 m

υ = 0,000001007 m/dt Suhu 20°

Re* = 269,13

Ψcr = 0,9

Δ = 1,7

Lihat grrafik Shields τc/(γs-γa)gd = 0,9

H 0,6 m

1 m

2,3 m

1. Analisis Stabilitas Dump Stones tegangan geser

τc = 0,2911 kN/m3

τo = 0,1836 kN/m3

τo < τcr maka butiran diam atau stabil

51

2. Analisis Stabilitas Dump Stones kecepatan gesek

u* = 0,1355 m/dt

u*c = 0,1706 m/dt

u* < u*c maka butiran diam atau stabil

Kontrol Re

Re*c = 338,838

Ψcr' = 1,000

Ψcr < Ψcr' maka butiran diam atau stabil

3. Stabilitas Bangunan terhadap Daya Dukung Tanah

Data :

g = 9,8 m/s2

φ = 12,25 ° sudut gesek dalam tanah

θ = 60 ° sudut kemiringan dump stones

Nc = 11,085

Nγ = 1,785

Gs = 2,5 kN/m3

Pengujian tanah

Tabel nilai faktorkapasitas dukung Terzhagi

Perhitungan

γb = 18,950 kN/m3

volume tanah basah tanah

B = 1+2,3.Cos φ2 = 2,150 m

qu = 0,5 B.γ.Nγ = 36,363 kN/m3

Berat Volume Batuan

H = 0,45 m

γcr = 26,50 kN/m3

berat volume batu

q = γb x H = 11,93 kN/m3

SF = 3,05 > 3 Aman

Jadi tanah dapat menopang beban batuan

52

b. Dinding Penahan Tanah

Gambar V.11. Desain Bangunan Dinding Penahan Tanah

B4

B2 B3 B1

B1

H1

H2

H3

2 m

2 m

P1

P2

P3 P4P6 P5

2 m

2 m2 m4 m

8 m

1

2

3

Data lapangan :

φ1 = 12,245 ° γw = 10 kN/m3

γb = 18,95 kN/m3

φ2 = 35 °

γcr = 24 kN/m3

Ka = 0,7

γ' = 9,7721 kN/m3

Kp = 1,5

Nq = 33,3 Nγ = 34

Analisis Perhitungan

1) Tekanan Tanah Aktif

P1 = = 24,636

P2 = = 24,636 H3 + 49,272

P3 = = 3,18 H32 + 12,704 H3 + 12,704

P4 = = 5,00 H32 + 20,000 H3 + 20,000

Pa = 8,18 H32 + 57,340 H3 + 106,612

1/2.γb.H12.

Ka

γb.Ka.H1(H2+.H3)

1/2.γ'.Ka.(H2+H3)2

1/2.γw.(H2+H3)2

2) Tekanan Tanah Pasif

P5 = = 7,52 H32

P6 = = 5,00 H32

Pp = 12,52 H32

1/2.γ'.H32.Kp

1/2 γw.H32

53

Bangunan aman terhadap bahaya penggeseran

Pa = 8,18 H32 + 57,340 H3 + 106,612

Pp = 12,52 H32

Gempa = 18,2 H3 + 27,8

ΣPh = -4,34 H32 + 75,540 H3 + 134,412

Pa - Pp =0

3) Beban Akibat Berat Bangunan dan Tanah

W1 = = 192,00

W2 = = 96,00

W3 = = 192,00 H3

Up = = 10,00 H3 10,00

= 182,00 H3 + 278,00

(H1+H2).B1.γcr

(H1+H2)/2.B2.γcr

H3.B3.γcr

(H3+(H2+H3)/2*γw

# Analisis Kestabilan terhadap Penggeseran dan Gempa

Triall H3 = 3,0

W-Up = 182,00 H3 + 278,00 = 824 kN

ΣPh = -4,34 H32 + 75,540 H3 + 134,41 = 321,97 kN

Pp = 12,52 H32

= 112,65 kN

tan 2/3 δ = 0,43

Maka Kestabilan terhadap Penggeseran adalah

SFgs = 1,5 = 1,5 Aman

# Stabilitas terhadap Daya Dukung Tanah

Xe = 3,638886713

e = 0,361113287 e < B/6 1,333333B/2 - Xe =

(ΣMr-ΣMgl)/ΣW =

54

Bangunan aman / tahan terhadap daya dukung tanah, karena tanah mampu

menopang bangunan

Bangunan aman terhadap bahaya penggulingan

B' = 7,277773426

L' = 0,277773426

dq = 1,095492758

dγ = 1

sq = 16,02792907

sγ = 9,480157912 ≥ 0,6

=

1+ (B'/L') sin φ =

1 - 0,4 (B'/L') =

B - 2e =

L - 2e =

1+2.Df/B.tanφ(1-sinφ)2 =

qu = 55414,30818 kN

qmak = 130,8960014 < qu = 55414, 3 kN

qmin = 75,10399859 > 0

e < B/6

Aman

# Stabilitas terhadap Penggulingan

SFgl = 4,8 > 2 (Aman)

55

c. Bronjong Kawat

Gambar V.12. Desain Bangunan Bronjong Kawat

m.a.t

P1

I

P2

P3 P4

IIIII IV

2 m

H1 1 m

H2 2 m

P5P6

H3

1,5 m

1,0 m

O

Data :

g = 9,8 m/dt2

φ = 12,25 °

Nq = 3,0425

Nγ = 0,6675

γb = 1,895 ton/m3

γcr = 2,65 ton/m3

γ' = 0,977 ton/m3

γw = 1 ton/m3

Penyelesaian :

1. Tekanan Tanah Lateral pada Tanah Granuler (Pasir)

Ka = 0,650

Kp = 1,538

1) Tekanan Tanah Aktif

I 1,232 0,616 2,833 1,745

II 1,232 3,080 1,250 3,849

III 1,588 1,985 0,833 1,654

IV 2,500 2,500 0,833 2,083

ΣMgl = 9,332

DaerahTekanan

(ton/m2)

Gaya

(ton/m)

Lengan

terhadap O

Momen

(tonm)

56

2) Tekanan Tanah Pasif

V 3,007 3,007 0,667 2,004

VI 2,000 2,000 0,667 1,333

ΣPh = 3,174

DaerahTekanan

(ton/m2)

Gaya

(ton/m)

Lengan

terhadap O

Momen

(tonm)

3) Beban yang ditimbulkan bangunan

A 21,20 1,75 37,10

B 11,93 1,25 14,91

C 5,30 0,75 3,98

D 1,33 0,25 0,33

ΣW = 39,75 ΣMr = 56,31

Momen

(ton)Daerah

Beban

(ton/m)

Lengan

terhadap O

1. Stabilitas terhadap Penggulingan

SFgl = 6,0 > 2

2. Stabilitas terhadap Penggeseran

SFgs = 3,5 > 1,5

3. Stabilitas terhadap Keruntuhan Daya Dukung Tanah

Xe = 1,1819002 iq = 1

e = 0,0680998 < B/6 0,4166667 iγ = 1

B' = 2,36380041 dq = 1,2156

L' = 1,86380041 dγ = 1

sq = 1,26900085 Df = H3 = 2 m

sγ = 0,493 ≥ 0,6 ok

qu = 21,8125484 ton/m2

57

2. Turap (Sheetpile)

Gambar V.13. Desain Struktur Dinding Papan Turap

qu = 21,8125484 ton/m2

qmak = 18,4986882 < qu Aman

qmin = 13,3013118 > 0

e < B/6

_

5

5

D

Pa

Pp

P2

P1

P3

5 m

D

5 m

Data lapangan :

φ1 = 12,25 ° γw = 10,00 kN/m3

γb = 18,950 kN/m3

φ2 = 35 °

γcr = 24,00 kN/m3

Ka = 0,650

γ' = 9,772 kN/m3

Kp = 1,538

Nq = 3,0425 Nγ = 0,6675

58

3. Krib

Menurut Ernawan dalam Humairoh (2014) jarak antar krib dinyatakan

sebagai berikut :

dengan

a = 0,1 (parameter empiris)

C = koefisien Chezy = 33,541 m1/2

dt

h = nilai tengah kedalaman air (1/2 * 3,56 = 1,78 m)

g = percepatan gravitas ( 9,8 m/dt2)

maka jarak antar krib adalah :

Analisis Perhitungan

1) Tekanan Tanah Aktif dan Pasif

P1 = = 153,9753

P2 = = 61,59014 D + 307,9507

P3 = = 3,176057 D2 + 31,76057 D + 79,40141

Pa = 3,176057 D2 + 93,3507 D + 541,3274

Pp = = 7,51665 D2

ΣPh = -4,34059 D2 + 93,3507 D + 541,3274

1/2.γb.H12.

Ka

γb.Ka.H2.(H2+D)

1/2.γ'.Ka.(H2+D)2

1/2.γ'.Kp.D2

M1 = x 153,9753 D + 1026,502

M2 = x 30,79507 D2 + 307,9507 D + 769,8767

M3 = x 1,058686 D3 + 15,88028 D

2 + 79,40141 D + 132,3357

1,058686 D3 + 46,67535 D

2 + 541,3274 D + 1928,715

M4 = x 2,50555 D3

ΣMgl = 3,564236 D3 + 46,67535 D

2 + 541,3274 D + 1928,715

= 6038,847 kN

Triall D = 6 m

Panjang total (L) = 16 m

Momen yang mampu ditahan adalah 6038,847 kN

1/3.H1+(H2+D)

1/2.(H2+D)

1/3.(H2+D)

1/3 . D

59

2. Analisis Pembahasan

Penelitian ini menggunakan data lapangan yaitu data hujan, data tampang sungai,

dan tanah dari lokasi penelitian.

a. Dump Stones

Analisis perhitungan dump stones dilakukan dengan menentukan terlebih

dahulu diameter batuan minimum yang kuat, sesuai dan aman digunakan dalam

struktur. Selanjutnya, dilakukan perhitungan stabilitas struktur dump stones yang

sesuai dengan syarat aman yang harus dipenuhi.

Bangunan Dump Stones yang direncanakan adalah bangunan yang

tersusun dari tumpukan batu pecah yang disusun sedemikian rupa sehingga

dengan kemiringan rencana dan didesain sesuai dengan kondisi lapangan.

Gambar V.14 Pemasangan Dump Stones di lapangan

Keuntungan menggunakan bangunan Dump Stones :

1. Material mudah didapat.

2. Pengerjaannya mudah.

3. Efektif untuk mengatasi gerusan pada penampang yang relatif lurus.

4. Tidak memerlukan alat berat yang terlalu banyak dalam pengerjaan.

60

Kelemahan menggunakan bangunan Dump Stones :

1. Tidak efektif untuk mengatasi gerusan pada penampang berbelok belok.

2. Efektif untuk dibangun pada lereng dengan kemiringan landai, karena

namun boros.

b. Dinding Penahan Tanah

Dinding penahan tanah yang digunakan didesain sesuai dengan desain

kedalaman banjir yang direncanakan yaitu 3,56 m dan diambil tinggi 4 m, bahan

yang digunakan adalah pasangan batu kali.

Gambar V.15 Pemasangan Dinding Penahan Tanah di lapangan

Keuntungan menggunakan bangunan Dinding Penahan Tanah

1. Dapat digunakan untuk mengatasi gerusan pada tampang sungai yang

leratif lurus, namun juga masih aman untuk menangani pada tampang

belokan ringan.

2. Lebih kuat, karena terbuat dari material batu dan adukan beton.

Kelemahan menggunakan bangunan Dinding Penahan Tanah

1. Tidak efektif digunakan pada penampang belokan besar .

2. Memerlukan alat berat untuk melakukan galian, namun sesuai kondisi

lapangan alat berat sulit menjangkau lokasi.

61

c. Bronjong Kawat

Bronjong kawat merupakan bangunan yang tersusun dari batu yang

didesain sedemikian rupa yang diikat dengan kawat anyaman.

Gambar V.16. Pemasangan Bronjong Kawat di Lapangan

Keuntungan menggunkakan bangunan Bronjong Kawat

1. Mudah dalam pengerjaan.

2. Mudah dalam menjangkau lokasi.

3. Efektif digunakan pada ketinggian lereng yang sedang.

Kerugian menggunkakan bangunan Bronjong Kawat

1. Hanya efektif digunakan pada lereng dengan ketinggian sedang.

2. Kurang efektif digunakan pada daerah tikungan yang besar.

3. Tidak tahan lama ( ± 2 – 3 tahun).

d. Turap (Site Pile)

Analisis bangunan turap dilakukan dengan menentukan kedalaman

penetrasi dinding turap terlebih dahulu, kemudian dilakukan perhitungan tekanan

lateral tanah dan stabilitas bangunan terhadap penggulingan. Nilai D triall adalah

nilai hasil perhitungan D yang sudah dikalikan faktor aman 1,2 untuk kedalaman

penetrasi turap di atas.

62

Gambar V.17 Pemasangan Turap Precast di Lapangan

Keuntungan menggunakan bangunan Turap

1. Mampu menahan gerusan dengan tinggi lereng yang sesuai lapangan.

2. Efektif digunakan pada semua bentuk penampang sungai dari tampang

lurus sampai tampang berbelok.

Kelemahan menggunakan bangunan Turap

1. Perlu alat berat untuk melakukan penanaman turap yang cukup dalam ( ±

2 meter), sedangkan alat berat sulit mencapai lokasi.

2. Sulit dalam pengerjaan.

3. Biaya mahal karena terbuat dari beton bertulang.

e. Krib

Krib yang direncanakan adalah tipe krib impermiabel dengan posisi tegak

lurus terhadap arus, peneliti tidak melakukan perhitungan mengenai bagaimana

tipe krib ini yang digunakan, peneliti memilih tipe krib tersebut dengan mengacu

pada penelitian yang dilakukan Ukiman (2006), Humairoh (2014), dan Sunaryo

(2010) yang menyatakan bahwa pemasangan krib dengan posisi tegak lurus

dengan aliran lebih baik dalam menangani gerusan pada tikungan sungai.

Gambar V.18. Posisi Krib terhadap Arus Sungai

63

Gambar V.19. Pemasangan Krib pada Sungai

Jadi penempatan krib disarankan dengan jarak kurang dari 10,218 m antar

krib satu dengan yang lain.

Keuntungan menggunakan bangunan Krib :

1. Efektif untuk meredam kecepatan pada daerah tikungan sungai.

2. Efektif digunakan untuk membelokkan aliran arus sungai.

3. Menlindungi tebing dari gerusan pada tikungan luar sungai.

4. Memungkinkan terjadinya sedimentasi pada tikungan bagian sungai

yang dilindungi sehingga dapat memperbaiki atau mengembakikan

tebing ke kondisi semula.

Kelemahan menggunakan bangunan Krib :

1. Belum sempurnanya penelitian tentang analisis bangunan krib.

2. Dapat mengakibatkan gerusan di daerah hilir bangunan.

Dari hasil analisis di atas diketahui bahwa bangunan pelindung tebing

yang digunakan sebagai alternatif penanganan erosi tebing di Sungai Pusur adalah

aman. Kemudian, hasil analisis digunakan untuk mendukung pemilihan bangunan

yang disesuaikan dengan kriteria pemilihan. Hasil pemilihan banguanan sesuai

kriteria pemilihan dapat digunakan untuk mengatasi gerusan tebing sesuai daerah

yang telah dibagi di lapangan dengan hasil sebagai berikut :

64

Tabel V.14 Hasil Pemilihan Bangunan dan Analisis Bangunan

No Daerah Pemilihan

Bangunan

Analisis Perhitungan

dan Stabilitas

Bangunan

Keterangan

1 Daerah A Bronjong Kawat Aman Memenuhi

2 Daerah B Krib Aman Memenuhi

3 Daerah C Turap (sheetpile) Aman Memenuhi

Sehingga pemilihan bangunan yang cocok disetiap daerah yang dibagi,

dapat digunakan untuk mengatasi gerusan yang terjadi di lapangan.

66

Gambar V.20. Lokasi dan penempatan bangunan sesuai hasil penelitian