proposal alfi
DESCRIPTION
gggTRANSCRIPT
ANALISIS WATER BALANCE TERHADAP POTENSI
OVERTOPPING DAN EROSI PADA DINDING TAILING
STORAGE FACILITY (TAILING DAM)
(STUDI KASUS: PT. ANTAM TBK UBPE PONGKOR, JAWA BARAT)
PROPOSAL TUGAS AKHIR
Oleh:
Nur Alfi Laila Ahsar
12811042
Pembimbing (Usulan):
Dra. Atika Lubis, MS
PROGRAM STUDI METEOROLOGI
FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2015
DAFTAR ISI
Daftar Isi......................................................................................................ii
1. Latar Belakang...................................................................................1
2. Rumusan Masalah..............................................................................4
3. Tujuan................................................................................................4
4. Hipotesis.............................................................................................5
5. Batasan Masalah................................................................................5
6. Asumsi...............................................................................................5
7. Kajian Pustaka....................................................................................6
8. Rancangan Penelitian.......................................................................20
8.1 Metodologi...................................................................................20
8.1.1 Data........................................................................................20
8.1.2 Metode....................................................................................21
8.2 Hasil yang Diharapkan.................................................................23
8.3 Jadwal Pelaksanaan......................................................................24
Daftar Pustaka............................................................................................25
i
1. Latar Belakang
Industri pertambangan memiliki keterkaitan yang erat dengan upaya global
untuk melaksanakan pembangunan yang berkelanjutan. Komitmen untuk
melakukan pembangunan yang berkelanjutan sangatlah penting bagi perusahaan
pertambangan untuk mendapatkan dan mempertahankan ‘izin sosial untuk
beroperasi’ dalam masyarakat dengan tetap memperhatikan aspek-aspek
lingkungan, ekonomi dan sosial dari semua tahapan produksi, mulai dari
eksplorasi sampai ke konstruksi, operasi dan penutupan tambang. Salah satu isu
utama yang mempengaruhi pembangunan berkelanjutan bagi operasional dalam
industri pertambangan adalah bendungan limbah tambang (tailing dam). Tailing
dam sangat erat hubungannya dengan dampak lingkungan dan sosial, serta resiko
yang timbul dari fasilitas penyimpanan tailing. Dampak tersebut berupa dapat
berupa: sistem pembuangan yang buruk, perembesan yang terkontaminasi serta
dampak terkait terhadap air permukaan dan air tanah, dan erosi tailing atau
ketidakstabilan bendungan.
Dalam mendukung berlakunya PP Nomor 37 Tahun 2010 tentang
bendungan bab 1, pasal 1 ayat 6 dimana disebutkan bahwa pemilik bendungan
adalah pemerintah, pemerintah provinsi, pemerintah kabupaten/kota, atau badan
usaha, yang bertanggung jawab atas pembangunan bendungan dan pengelolaan
bendungan beserta waduknya, serta pada ayat 10 disebutkan bahwa instansi teknis
keamanan bendungan adalah instansi yang bertugas membantu Menteri dalam
penanganan keamanan bendungan, maka perlu dilakukan kegiatan penelitian
mengenai tailing dam pada perusahaan yang melakukan kegiatan penambangan,
baik itu pertambangan batubara maupun mineral logam, guna membantu
pemerintah dalam pengaturan pembangunan bendungan dan pengelolaan
bendungan beserta waduknya yang sesuai dengan kebutuhan spesifik pada
masing-masing lokasi tambang agar tercipta konsep melalui prinsip ilmiah yang
terbaik yang sesuai dengan Good Mining Practice.
Tailing adalah gabungan dari bahan padat berbutiran halus (umumnya
berukuran debu, berkisar antara 0,001 hingga 0,6 mm) yang tersisa setelah logam-
1
logam dan mineral-mineral diekstraksi dari bijih yang ditambang, serta air hasil
pengolahan yang tersisa. Sifat fisik dan kimiawi tailing berbeda-beda tergantung
sifat bijih tambangnya. Pengelolaan tailing adalah satu isu pengelolaan limbah
hasil pengolahan mineral. Tailing dapat disimpan dengan berbagai cara,
tergantung sifat fisik dan kimiawinya, topografi lokasi, kondisi iklim dan konteks
sosial-ekonomi tempat dimana lokasi penambangan dan pabrik pengolahan
berada. Tailing paling lazim disimpan di fasilitas-fasilitas permukaan, yang
luasannya dapat mencapai hingga setengah dari areal yang diganggu oleh operasi
penambangan. Persyaratan dasar bagi fasilitas penyimpanan tailing adalah untuk
menyimpan tailing dengan aman, stabil dan ekonomis yang tidak menimbulkan
risiko berarti atas kesehatan dan keselamatan masyarakat, serta yang
menghasilkan dampak sosial dan lingkungan yang rendah dan dapat diterima
selama pengoperasian dan setelah penutupan.
PT. Antam tbk UBPE yang berlokasi di Pongkor, Kabupaten Bogor - Jawa
Barat ini memiliki pola iklim monsoonal yang memiliki ciri bentuk pola hujan
yang bersifat unimodal (satu puncak musim hujan yaitu sekitar Desember)
(Mustofa, 2002) yang memiliki curah hujan rata-rata setiap tahun sekitar 3.500 –
4000 mm dengan curah hujan terbesar pada bulan Desember dan Januari. Suhu
rata-rata tiap bulan 260 C dengan suhu terendah 21,80 C dengan suhu tertinggi
30,40 C. Kelembaban udara 70%, dengan arah mata angin dipengaruhi oleh angin
muson. Bulan Mei sampai Maret dipengaruhi angin muson barat. Dengan
karakteristik lingkungan bercurah hujan tinggi (.3 m/tahun), fasilitas-fasilitas
tailing pada PT. Antam tbk UBPE Pongkor - Jawa Barat ini memiliki tingkat
resiko yang lebih tinggi dibandingkan dengan lingkungan yang memiliki
karakteristik iklim kering atau semi kering (curah hujan tahunan rata-rata 250
mm) sehingga akan memerlukan tahap rancangan yang lebih ketat, pengendalian
kualitas yang lebih tinggi selama konstruksi, dan perhatian yang lebih mendalam
terhadap pengelolaan resiko (sumber: AMDAL, Australian Government
Department of Industry Tourism and Resources, 2007).
Oleh karena faktor resiko yang cukup tinggi, maka PT. Antam tbk UBPE
Pongkor - Jawa Barat juga sangat rentan terhadap kegagalan dan kecelakaan
2
fasilitas penyimpanan tailing. Berdasarkan Buletin 121 (2001) dari International
Commission on Large Dams (ICOLD) terdapat satu laporan mengenai
serangkaian kegagalan dan kecelakaan fasilitas penyimpanan tailing yang paling
sering terjadi.
Penyebab-penyebab utama kegagalan dan kecelakaan yang berhasil
diidentifikasi adalah karena:
Kurangnya pengendalian neraca air (Water Balance)
Kurangnya pengendalian atas konstruksi
Kurangnya pemahaman umum mengenai hal-hal yang
mengendalikan kegiatan-kegiatan operasi yang aman.
Jenis kegagalan atau kecelakaan pada dinding bendungan tailing (dari
yang paling sering terjadi) diantaranya adalah:
Ketidakstabilan lereng
Tekanan gempa bumi
Pelimpahan (Overtopping)
Pondasi yang tidak memadai
Rembesan.
Jenis tailing dam PT. Antam UBPE Pongkor adalah tipe konvensional
berupa bendungan urugan rock fill dam yang terbagi ke dalam empat zona. Bagian
inti/core fill (Zona I)-bagian tengah, Zona General (Zona II)- bagian hulu dan
hilir, Zona Rock ( Zona III), dan Zona IV berada di bagian hilir antara zona 2 dan
Zona 3. Fokus wilayah kajian dalam penelitian ini adalah tailing dam Zona II
(General) bagian hulu dan hilir. Berdasarkan AMDAL 2007 kegagalan atau
kecelakaan tailing lebih umum terjadi ketika konstruksi hulu diterapkan,
dibandingkan bila menggunakan konstruksi hilir karena dinding-dinding
bendungan tailing yang dibangun menggunakan metode hilir (downstream
method) bekerja serupa dengan tanggul penahan air. Oleh karena itu, diperlukan
pengendalian neraca air (water balance) untuk mengetahui potensi terjadinya
resiko kegagalan atau kecelakaan seperti adanya pelimpasan (Overtopping) yang
mengakibatkan erosi pada dinding bendungan tailing Zona hulu dan simulasi
pemodelan menggunakan software Slide yang menggambarkan kondisi Faktor
3
Keamanan lereng tailing dam (FK) agar dapat meningkatkan akurasi estimasi
potensi erosi dan pelimpahan (overtopping) akibat Curah Hujan pada muka tailing
terluar.
2. Rumusan Masalah
Kegiatan operasi penambangan pasti memberikan dampak, baik itu
dampak terhadap kesehatan dan keselamatan masyarakat, serta dampak sosial dan
lingkungan. Bagian dari kegiatan pertambangan yang sangat erat hubungannya
dengan lingkungan adalah pada Tailing Storage Facility (Tailing Dam). Fasilitas
penyimpanan tailing (Tailing Dam) harus dapat memenuhi tujuan-tujuan
keselamatan dan kesehatan masyarakat, serta perlindungan lingkungan. Namun
pada Tailing Storage Facility (Tailing Dam) sering ditemukan terjadinya
kegagalan atau kecelakaan yang berupa pelimpahan (overtopping) yang berujung
pada erosi dinding tailing akibat pengisian berlebihan fasilitas penyimpanan
tailing salah satunya diduga oleh air hujan. Oleh karena itu, diperlukan analisis
water balance untuk mengetahui potensi terjadinya resiko kegagalan atau
kecelakaan seperti adanya pelimpasan (Overtopping) yang mengakibatkan erosi
pada dinding bendungan tailing dan simulasi pemodelan menggunakan software
Slide yang menggambarkan kondisi Faktor Keamanan lereng tailing dam (FK)
agar dapat meningkatkan akurasi estimasi potensi erosi dan pelimpahan
(overtopping) akibat Curah Hujan pada muka tailing terluar.
.
3. Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi terjadinya erosi akibat
Curah Hujan pada muka tailing terluar dan pelimpahan (overtopping) karena
pengisian tailing berlebih oleh air pada dinding bendungan menggunakan analisa
neraca air (water balance). Dalam penelitian ini akan dilakukan analisis water
balance menggunakan metode Dr. F.J. Mock yang dikopel dengan simulasi
pemodelan menggunakan software Slide yang menggambarkan kondisi Faktor
4
Keamanan lereng tailing dam (FK) agar dapat meningkatkan akurasi estimasi
potensi erosi dan pelimpahan (overtopping) akibat Curah Hujan pada muka tailing
terluar.
4. Batasan Masalah
Batasan masalah dari kajian ini meliputi batasan wilayah ruang kajian
adalah wilayah Tambang Emas Pongkor yang terletak di Gunung Pongkor, Desa
Bantar Karet, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Propinsi Jawa Barat
dengan koordinat 106°30’01,0” BT sampai dengan 106°35’38,0” BT dan
6°36’37,2” LS sampai dengan 6°48’11,0” LS. Variabel hasil analisa water
balance yang akan dievaluasi terbatas pada water surplus, infiltrasi, base flow dan
direct run off juga dari hasil simulasi software slide yang akan dievaluasi terbatas
pada Indeks Faktor Keamanan pada wilayah kajian.
Gambar 1 Posisi wilayah kajian (sumber: maps.google.com)
5. Asumsi
1. Diasumsikan bahwa penampang tailing dam adalah bentuk yang rigid
dan solid sehingga tidak diperhitungkan debit rembesan air pada
dinding tailing dam.
5
2. Diasumsikan bahwa input parameter untuk simulasi keamanan lereng
sumber: puslitbang tambang mineral dan batubara 2012
6. Kajian Pustaka
6.1 Profil PT. Aneka Tambang Tbk Unit Bisnis Pertambangan Emas
Pongkor
PT. ANTAM Tbk, unit bisnis pertambangan emas (UBPE) Pongkor
merupakan salah satu tambang bawah tanah yang ada di indonesia yang berada di
Kabupaten Bogor, Kecamatan Nanggung di Desa Bantar karet. Lokasi ini dapat
ditempuh sekitar 54 km ke arah barat daya kota Bogor, dengan luas kuasa
pertambangan sebesar 6047 hektar (No. KW 98 PP 0138/Jabar), sedangkan KP
ekplorasi seluas 3870 hektar (No. KW 96 PP 0127 B/Jabar) dari posisi geografi
KP Ekploitasi ini terletak pada koordinat 106°30’01,0” BT sampai dengan
106°35’38,0” BT dan 6°36’37,2” LS sampai dengan 6°48’11,0” LS. Sebutan
Pongkor adalah nama sebuah gunung yang berada disekitar pegunungan yang
ditambang. PT Antam Tbk adalah sebuah perusahaan pertambangan yang
merupakan satu-satunya Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang melakukan
kegiatan eksplorasi dan eksploitasi mineral logam di Indonesia. Saham terbesar
dimiliki oleh Negara, yaitu 65 persen dan 35 persennya dimiliki oleh Public. Salah
satu komoditas Andalan PT Antam Tbk adalah emas. Proses produksi dan
pengolahan emas terletak di Cikotok, Jawa Barat dan di Gunung Pongkor Desa
Bantar Karet, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Provinsi Jawa Barat.
Namun dikarenakan cadangan emas di Cikotok telah habis, kini Cikotok dijadikan
tempat pengolahan bijih emas saja dan kini PT Antam Tbk lebih memfokuskan
6
proses produksi dan pengolahan emas di Gunung Pongkor. Tambang Emas
Pongkor ini adalah tambang emas kedua setelah Cikotok yang dimiliki oleh PT
Antam Tbk.
Tambang Emas Pongkor adalah satu-satunya tambang Bangsa Indonesia
yang diketemukan oleh putra-putra terbaik bangsa Indonesia dan dikelola oleh
putra-putri bangsa Indonesia. Proyek PT Antam Tbk UBPE Pongkor mulai
dibuka tahun 1991-1992 dan mulai produksi pada tahun 1994. Wilayah kuasa
pertambangan PT Antam UBPE Pongkor dikelola sesuai SK Menteri
Pertambangan N0. 375. K/7401/078/2000, tanggal satu Agustus 2000 dan berlaku
sampai dengan tahun 2020, dengan luas wilayah eksplorasi 6.047 Hektar, yang di
dalamnya terdapat kawasan ; Taman Nasional seluas 1.995 Hektar atau 32,99
persen, Perhutani seluas 2.025 Hektar atau 33,48 persen, Perkebunan Teh Nirmala
seluas 375 Hektar atau 6,20 persen, dan Masyarakat seluas 1652 Hektar atau
27,33 persen.
Hampir sebagian besar wilayah eksplorasi tersebut termasuk ke dalam
Kelurahan Nanggung, Desa Kalong Liud, Desa Pangkal Jaya, Desa Bantar Karet,
Desa Cisarua, Desa Malasari, Kecamatan Leuwiliang. Sebagian kecil wilayah
eksplorasi yaitu di Kecamatan Sukajaya, Kecamatan Cigudeg, Kecamatan
Pamijahan dan Kecamatan Kelapanunggal, Kabupaten Sukabumi.
Kegiatan dalam usaha pertambangan PT Antam Tbk UBPE Pongkor
mencakup penambangan dan pengolahan, termasuk didalamnya adalah
pengelolaan limbah. Misi utama PT Antam Tbk UBPE Pongkor adalah :
1. Menghasilkan produk berkualitas, mengutamakan keselamatan
dan kesehatan kerja serta memperhatikan lingkungan.
2. Beroperasi secara efisien, dan meningkatkan kesejahteraan
karyawan.
PT Antam Tbk UBPE Pongkor telah mengantongi beberapa penghargaan
dalam kegiatan bisnisnya, antara lain yaitu dalam aktivitas untuk
profesionalismenya PT Antam Tbk UBPE Pongkor memperoleh penghargaan
mutu kerja ISO 9000, dan untuk pengendalian lingkungan, PT Antam Tbk UBPE
Pongkor mendapatkan ISO 14000, serta berkenaan dengan pengelolaan
7
lingkungan dan pengembangan masyarakat, oleh kementrian Lingkungan hidup,
Proper PT Antam Tbk UBPE Pongkor yang semula Biru naik menjadi Proper
Hijau.
1. Sejarah PT Aneka Tambang Tbk Unit Bisnis Pertambangan Emas
Pongkor
Tambang Emas Pongkor yang terletak di Gunung Pongkor, Desa Bantar
Karet, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Propinsi Jawa Barat memiliki
beberapa tahun-tahun bersejarah sejak diketemukannya sampai proyek mulai
berjalan. Kronologis yang terjadi di PT Aneka Tambang Tbk Unit Bisnis
Pertambangan Emas (UBPE) Pongkor disajikan pada Tabel berikut.
2. Tailing Storage Facility (Tailing Dam) PT. Antam tbk UBPE pongkor
Lokasi Tailing Dam Terletak areal konsesi PT. Antam tbk UPBE Pongkor,
termasuk kedalam wilayah administrasi Desa Nanggung, Kecamatan Bantar
Karet, Kabupaten Bogor, Provinsi Jawa Barat
8
.
Jenis tailing dam PT. Antam UBPE Pongkor adalah tipe konvensional
berupa bendungan urugan rock fill dam yang terbagi kedalam beberapa zona,
pembagian zona ini berdasarkan material yang digunakan,
Bagian inti/core fill (Zona I)-bagian tengah digunakan material lempung
yang mempunyai permeabilitas yang rendah,
Zona General (Zona II)- bagian hulu dan hilir, digunakan material tanah
campuran yang mempunyai koefisien permiabilitas lebih besar dari material zona
I,
Zona Rock ( Zona III) digunakan batuan yang mampu meloloskan air,
Zona IV berada di bagian hilir antara zona 2 dan Zona 3, terdiri dari bahan
pasir kasar dan kerikil serta geotextile dan Kemiringan Kemiringan arah hulu 1:
3,2 dan Kemiringan arah hilir 1 : 2,3, daya tampung tailing dam sekitar 1.3 Juta
ton tailing pertahun.
Selain Bangunan bendungan, terdapat juga fasilitas penunjang yang
dibangun sebagai bangunan pendukung dari bangunan bendungan, Yaitu :
Diversion Channel ; berguna untuk pengalihan aliran sungai, dibuat 2 diversion
channel; Diversion channel I (Cikabayan – Ciladu ) : 2.033 m; Diversion channel
II ( Cikaret ) : 1.636 m, Bangunan Spillway, untuk mengalirkan air hujan pada
debit puncak. Elevasi mercu spillway : +511 m, Panjang Spillway : 170 m, Design
debit banjir dengan periode ulang 1000 tahun, Decant Pond ( panjang 84 m ) :
Lebar atas : 16 m, Lebar bawah : 10 m, Tinggi : 3 m, Settling Pond : Panjang :
75 m, Lebar atas : 15 m, Lebar bawah : 6 m, Tinggi : 2 m, Instrument
pemantauan perilaku bendungan (Pisometer pipa terbuka : 5 pipa pengukuran
9
dilakukan setiap hari, Piezometer pneumatis : 3 unit pengukuran dilakukan setiap
2 minggu, Inklinometer : 1 unit ( di tengah ) pengukuran dilakukan setiap bulan
sekali dan Patok geser : Puncak : 8 titik, Lereng : 9 titik pengukuran dilakukan
setiap 1 bulan sekali.
Simulasi keamanan lereng tailing dam dengan asumsi input parameter:
1) Material 1 : Unit Weigth : 2.35 Kn/m, Coh : 0, Ø = 35°
2) Material 2 : Unit Weigth : 2.35 Kn/m, Coh : 0,059 Kn/m, Ø = 21,46°
3) Material 3 : Unit Weigth : 2 Kn/m, Coh : 0,059 Kn/m, Ø = 21,46°
4) Material 4 : Unit Weigth : 3 Kn/m3, Coh : 5 Kn/m, Ø = 25°
5) Perbandingan antara tinggi dan bidang horisontal 1 : 3.
10
11
6.2 Neraca Air
Neraca air (water balance) merupakan neraca masukan dan keluaran air
disuatu tempat pada periode tertentu, sehingga dapat untuk mengetahui jumlah air
tersebut kelebihan (surplus) ataupun kekurangan (defisit). Kegunaan mengetahui
kondisi air pada surplus dan defisit dapat mengantisipasi bencana yang
kemungkinan terjadi, serta dapat pula untuk mendayagunakan air sebaik-baiknya.
Kesetimbangan air dalam suatu sistem tanah-tanaman dapat digambarkan
melalui sejumlah proses aliran air yang kejadiannya berlangsung dalam satuan
waktu yang berbeda-beda. Beberapa proses aliran air dan kisaran waktu
kejadiannya yang dinilai penting adalah:
Hujan atau irigasi (mungkin dengan tambahan aliran permukaan yang
masuk ke petak atau run-on) dan pembagiannya menjadi infiltrasi dan limpasan
permukaan (dan/atau genangan di permukaan) dalam skala waktu detik sampai
menit.Infiltrasi kedalam tanah dan drainasi (pematusan) dari dalam tanah melalui
lapisan- lapisan dalam tanah dan/atau lewat jalan pintas seperti retakan yang
dinamakan by-pass flow dalam skala waktu menit sampai jam. Drainasi lanjutan
dan aliran bertahap untuk menuju kepada kesetimbangan hidrostatik dalam skala
waktu jam sampai hari.
Pengaliran larutan tanah antara lapisan-lapisan tanah melalui aliran massa
(mass flow) . Penguapan atau evaporasi dari permukaan tanah dalam skala waktu
jam sampai hari. Penyerapan air oleh tanaman dalam skala waktu jam hingga hari,
tetapi sebagian besar terjadi pada siang hari ketika stomata terbuka.
Kesetimbangan hidrostatik melalui sistem perakaran dalam skala waktu jam
hingga hari, tetapi hampir semua terjadi pada malam hari pada saat transpirasi
nyaris tidak terjadi. Pengendali hormonal terhadap transpirasi (memberi tanda
terjadinya kekurangan air) dalam skala waktu jam hingga minggu.
12
Perubahan volume ruangan pori makro (dan hal lain yang berkaitan) akibat
penutupan dan pembukaan rekahan (retakan) tanah yang mengembang dan
mengerut serta pembentukan dan penghancuran pori makro oleh hewan makro
dan akar. Peristiwa ini terjadi dalam skala waktu hari hingga minggu. Pengaruh
utama kejadian adalah terhadap aliran air melalui jalan pintas (by-pass flow) dan
penghambatan proses pencucian unsur hara.
A. Metode Meteorological Water Balance Dr. F.J. Mock
Metode ini ditemukan oleh Dr. F.J. Mock pada tahun 1973 dimana metode
ini didasarkan atas fenomena alam dibeberapa tempat di Indonesia. Dengan
metode ini, besarnya aliran dari data curah hujan , karakteristik hidrologi daerah
pengaliran dan evapotranspirasi dapat dihitung. Pada dasarnya metode ini adalah
hujan yang jatuh pada catchment area sebagian akan hilang sebagai
evapotranspirasi, sebagian akan langsung menjadi aliran permukaan (direct run
off) dan sebagian lagi akan masuk kedalam tanah (infiltrasi), dimana infiltrasi
pertama-tama akan menjenuhkan top soil, kemudian menjadi perkolasi
membentuk air bawah tanah (ground water) yang nantinya akan keluar ke sungai
sebagai aliran dasar (base flow).
Adapun ketentuan dari metode ini adalah sebagai berikut :
1. Data meteorologi
Data meterologi yang digunakan mencakup :
a. Data presipitasi dalam hal ini adalah curah hujan bulanan dan data
curah hujan harian.
b. Data klimatologi berupa data kecepatan angin, kelembapan udara,
tempratur udara dan penyinaran matahari untuk menentukan
evapotranspirasi potensial
(Eto) yang dihitung berdasarkan metode “ Penman Modifikasi “
2. Evapotranspirasi Aktual ( Ea) Penentuan harga evapotranspirasi actual
ditentuakan berdasarkan persamaan :
E = Eto x d/30 x m …………..……………. (3.7)
E = Eto x (m / 20) x (18-n) ……….………………. (3.8)
13
Ea = Eto–E ………………………… (3.9)
Dimana : Ea = Evapotranspirasi aktual (mm) Eto = Evapotranspirasi
potensial (mm) d = 27 (3/2) x n n = jumlah hari hujan dalam sebulan m =
Perbandingan permukaan tanah tanah yang tidak tertutup dengan tumbuh-
tumbuhan penahan hujan koefisien yang tergantung jenis areal dan musiman
dalam % ) m = 0 untuk lahan dengan hutan lebat. m = Untuk lahan dengan hutan
sekunder pada akhir musim dan bertambah 10 % setiap bulan berikutnya.
m = 10– 40% untuk lahan yang erosi
m = 30–50 % untuk lahan pertanian yang diolah ( sawah )
3. Keseimbangan air dipermukaan tanah (ΔS)
a. Air hujan yang mencapai permukaan tanah dapat dirumuskan sebagai
berikut :
ΔS = R–Ea……………………….…… (3.10)
Dimana :
ΔS = Keseimbangan air dipermukaan tanah R = Hujan Bulanan Ea =
Evapotranspirasi Aktual Bila harga positif (R > Ea) maka air akan masuk ke
dalam tanah bila kapasitas kelembapan tanah belum terpenuhi. Sebaliknya bila
kondisi kelembapan tanah sudah tercapai maka akan terjadi limpasan permukaan
(surface runoff).
Bila harga tanah ΔS negatif ( R > Ea ) , air hujan tidak dapat masuk
kedalam tanah (infltrasi) tetapi air tanah akan keluar dan tanah akan kekurangan
air (defisit). Perubahan kandungan air tanah (soil storage) tergantung dari harga
ΔS. Bila ΔS negatif maka kapasitas kelembapan tanah akan kekurangan dan bila
harga ΔS positif akan menambah kekurangan kapasitas kelembapan tanah bulan
sebelumnya.
c. Kapasitas kelembapan tanah (soil moisture capacity). Didalam
memperkirakan kapasitas kelembapan tanah awal diperlukan pada saat dimulainya
perhitungan dan besarnya tergantung dari kondisi porositas lapisan tanah atas dari
daerah pengaliran. Biasanya diambil 50 s/d 250 mm, yaitu kapasitas kandungan
14
air didalam tanah per m3. semakin besar porositas tanah maka kelembapan tanah
akan besar pula.
d. Kelebihan Air (water surplus) Besarnya air lebih dapat mengikuti
formula sbb :
WS = ΔS -Tampungan tanah ...………… (3.11)
Dimana : WS = water surplus S = R- Ea Tampungan Tanah = Perbedaan
Kelembapan tanah.
4. Limpasan dan penyimpanan air tanah (Run off dan Ground Water
storage ).
a. Infiltrasi (i)
Infiltrasi ditaksir berdasarkan kondisi porositas tanah dan kemiringan
daerah pengaliran. Daya infiltrasi ditentukan oleh permukaan lapisan atas dari
tanah. Misalnya kerikil mempuyai daya infiltrasi yang lebih tinggi dibandingkan
dengan tanah liat yang kedap air. Untuk lahan yang terjal dimana air sangat cepat
menikis diatas permukaan tanah sehingga air tidak dapat sempat berinfltrasi yang
menyebabkan daya infiltrasi lebih kecil. Formula dari infiltrasi ini adalah sebagai
berikut :
i = Koefisien Infiltrasi x WS ……………...… (3.12)
Dimana : i = Infiltrasi (Koefisien Infiltrasi (i) = 0 s/d 1,0 ) WS = kelebihan
air
B. Hubungan Neraca Air dengan Siklus Hidrologi
Dalam konsep siklus hidrologi bahwa jumlah air di suatu luasan tertentu di
permukaan bumi dipengaruhi oleh besarnya air yang masuk (input) dan keluar
(output) pada jangka waktu tertentu. Semakin cepat siklus hidrologi terjadi maka
tingkat neraca air nya semakin dinamis. Kesetimbangan air dalam suatu sistem
tanah-tanaman dapat digambarkan melalui sejumlah proses aliran air yang
kejadiannya berlangsung dalam satuan waktu yang berbeda-beda.
15
6.3 Erosi
Secara deskriptif, Arsyad (2010) menjelaskan bahwa erosi merupakan
akibat interaksi dari faktor iklim, tanah, topografi, vegetasi dan aktifitas manusia
terhadap sumberdaya alam. Sedimen adalah tanah dan bagian-bagian tanah yang
terangkut dari suatu tempat yang tererosi. Faktor penentu erosi dan sedimentasi
diantaranya adalah iklim, topografi dan sifat tanah serta kondisi vegetasi (Arini,
2005).
Di daerah iklim tropis, erosi tanah sebagian besar terjadi karena hujan, dan
besar kecilnya erosi tergantung pada faktor-faktor sebagai berikut (Purwowidodo,
1999):
1. Intensitas curah hujan, energi kinetik dan jumlah hujan.
2. Erodibilitas tanah yaitu mudah tidaknya pemecahan atau pengangkutan tanah
oleh air hujan.
3. Topografi.
4. Penutupan lahan yang meliputi jenis penggunaan lahan, persen penutupan lahan
dan nilai kekasaran permukaan.
5. Manusia sebagai pengendali dalam mengatur penggunaan lahan dan
pengolahan tanah serta pengendali proses percepatan erosi.
Erosi merupakan fungsi dari erosivitas dan erodibilitas. Pada dasarnya
proses erosi adalah akibat interaksi kerja antara faktor-faktor iklim, topografi,
vegetasi dan manusia terhadap tanah. Faktor-faktor tersebut dapat dinyatakan
dengan persamaan yang dikenal dengan Persamaan Umum Kehilangan Tanah
(PUKT), yaitu kehilangan tanah (A) dipengaruhi oleh indeks Erosifitas (R), II-4
Faktor Erodibilitas (K), Faktor Panjang Kemiringan (L), Fakor Kemiringan (S),
Faktor Pengelolaan Tanaman (C), dan Faktor Pengendali Erosi (P).
6.4 Faktor yang Mempengaruhi Erosi
16
Menurut Hardjowigeno (2007), faktor yang mempengaruhi besarnya erosi
antara lain:
1. Curah hujan
Dari beberapa sifat hujan seperti intensitas hujan, jumlah hujan, dan
distribusi hujan, intensitas hujan merupakan faktor yang memiliki pengaruh
paling besar terhadap besarnya erosi. Intensitas hujan adalah nilai
perbandingan banyaknya curah hujan persatuan waktu yang biasanya
dinyatakan dalam mm/jam atau cm/jam. Jumlah hujan rata-rata tahunan
yang tinggi tidak akan menyebabkan erosi yang berat apabila hujan tersebut
terjadi merata, sedikit demi sedikit (intensitas hujan rendah), sepanjang
tahun. Sebaliknya curah hujan rata-rata tahunan yang rendah mungkin dapat
menyebabkan erosi berat bila hujan tersebut jatuh sangat derat (intensitas
hujan tinggi) meskipun sekali-sekali.
2. Kepekaan tanah terhadap erosi
Sifat-sifat tanah yang mempengaruhi kepekaan tanah terhadap erosi
adalah:
a. Tekstur tanah.
b. Bentuk dan kemantapan (tingkat perkembangan) struktur tanah.
c. Daya infiltrasi atau permeabilitas tanah.
d. Kandungan bahan organik.
3. Pengaruh lereng
17
Erosi akan meningkat apabila lereng semakin curam atau semakin
panjang. Apabila lereng semakin curam maka kecepatan aliran meningkat
sehingga kekuatan mengangkut meningkat pula. Lereng yang semakin
panjang menyebabkan volume air yang mengalir menjadi semakin besar. II-
5
3. Vegetasi
Pengaruh vegetasi terhadap erosi adalah:
a. Menghalangi air hujan agar tidak jatuh langsung di permukaan
tanah, sehingga kekuatan untuk menghancurkan tanah sangat
dikurangi. Hal ini tergantung dari kerapatan dan tingginya vegetasi
tersebut. Makin rapat vegetasi yang ada, makin efektif terjadinya
pencegahan erosi.
b. Menghambat aliran permukaan dan memperbanyak air infiltrasi.
c. Penyerapan air ke dalam tanah diperkuat oleh transpirasi (penguapan
air) melalui vegetasi.
5. Manusia
Kepekaan tanah terhadap erosi dapat diubah oleh manusia menjadi
lebih baik atau lebih buruk. Pembuatan teras-teras pada tanah yang
berlereng curam merupakan pengaruh baik manusia karena dapat
mengurangi erosi. Sebaliknya penggundulan hutan di daerah-daerah
pegunungan merupakan pengaruh manusia yang buruk karena dapat
menyebabkan erosi dan banjir.
18
6.5 Software Stabilitas Lereng Rocscience Slide
Software Slide 6.0 adalah perangkat lunak analisis stabilitas lereng yang
paling komprehensif, tersedia lengkap dengan analisis elemen hingga
rembesan air tanah, pengunaan cepat, sensitivitas, analisis probabilistik dan
desain pendukung. Semua jenis tanah, batuan lereng, tanggul, bendungan
dan dinding penahan tanah dapat dianalisis.
Slide 6.0 adalah satu-satunya perangkat lunak stabilitas lereng dengan
built-in analisis rembesan air tanah hingga elemen untuk steady state atau
kondisi transient. Arus, tekanan dan gradien dihitung berdasarkan
penentuan kondisi batas hidrolik. Analisis Rembesan sepenuhnya
terintegrasi dengan analisis stabilitas lereng atau dapat digunakan sebagai
modul mandiri.
Slide 6.0 memiliki kemampuan analisis probabilistik yang luas - dapat
menetapkan pembagian statistik untuk hampir semua parameter input,
termasuk sifat material, sifat dukungan, beban. Probabilitas failure index /
keandalan hitungan dan memberikan ukuran yang obyektif dari risiko
kegagalan yang terkait dengan desain kemiringan.
19
Analisis sensitivitas memungkinkan kita untuk menentukan pengaruh
variabel pada faktor keamanan lereng. Slide menawarkan 17 model
kekuatan bahan yang berbeda untuk batuan dan tanah termasuk Mohr-
Coulomb, Anisotropic dan Generalized Hoek-Brown. Jenis dukungan
termasuk tieback dan geotextile dll. Analisis Kembali memungkinkan Anda
untuk menentukan dukungan gaya yang dibutuhkan untuk faktor keamanan
yang diberikan. Algoritma pencarian lanjutan menyederhanakan tugas untuk
menemukan permukaan bidang runtuh dengan faktor keamanan terendah.
7. Rancangan Penelitian
7.1 Metodologi
7.1.1 Data
1. Data meteorologi (Data curah hujan bulanan dan data curah hujan
harian (observasi atau CH wilayah) TRMM yang ditinjau adalah data 10 tahun
terakhir (2004-2014), Radiasi, Kelembaban, Temperatur, dan Kecepatan
Angin)
2. Data permeabilitas material lempung, tanah campuran, batuan,
kerikil, pasir kasar dan geotextile.
3. Data debit aliran limbah tailing yang keluar dari pabrik pengolahan
menuju tailing dam.
4. Data kadar Hg (Raksa) di dalam lumpur buangan.
5. Data dimensi Tailing Storage Facility (Tailing Dam) (Termasuk
data daya tampung tailing dam pertahun).
6. Data DEM (Digital Elevation Mode), landuse (Tata guna lahan),
dan topografi Desa Bantar Karet Kecamatan Nanggung, Pongkor Jawa Barat.
7. Data asumsi input parameter:
1) Material 1 : Unit Weigth : 2.35 Kn/m, Coh : 0, Ø = 35°
2) Material 2 : Unit Weigth : 2.35 Kn/m, Coh : 0,059 Kn/m, Ø = 21,46°
3) Material 3 : Unit Weigth : 2 Kn/m, Coh : 0,059 Kn/m, Ø = 21,46°
20
4) Material 4 : Unit Weigth : 3 Kn/m3, Coh : 5 Kn/m, Ø = 25°
5) Perbandingan antara tinggi dan bidang horisontal 1 : 3.
7.1.2 Metode
Dalam penelitian ini akan dilakukan analasis potensi Limpahan
(Overtopping) dan erosi pada dinding tailing dam.
a. Menentukan evapotranspirasi potensial (Eto) yang dihitung
berdasarkan metode “Penmann Modifikasi”
b. Menentukan evapotranspirasi Aktual (Ea)
c. Analisa variabilitas Curah Hujan berlebih, Infiltrasi berdasarkan hasil
DFT (Discrete Fourier Transform).
d. Menentukan potensi terjadinya limpasan permukaan berdasarkan
kapasitas kelembaban sedimentasi dibawahnya (memanfaatkan data
Hujan Bulanan dan Evapotranspirasi Aktual) menggunakan analisis
water balance.
e. *Melakukan simulasi keamanan lereng tailing dam dengan asumsi
input parameter.
7.2 Hasil yang Diharapkan
Dari penelitian ini diharapkan dapat mengetahui potensi terjadinya
limpahan (Overtopping) ketika adanya penambahan volume tailing yang berasal
dari curah hujan, dengan didukung dari data hasil simulasi menggunakan software
slide untuk mengetahui Faktor Keamanan berdasarkan data kemiringan lereng
dinding tailing dam terhadap potensi terjadinya erosi pada dinding tailing dam.
Dari hasil yang didapat, diharapkan juga mampu memberikan rekomendasi kapan
waktu yang tepat untuk melakukan pengerukan tailing agar Overtopping dan erosi
dinding tailing dam tidak terjadi dan membahayakan lingkungan sekitar
perusahaan tambang.
21
7.3 Jadwal Pelaksanaan
22
DAFTAR PUSTAKA
Balkau f. dan Parsons a. , (1999). Emerging Environmental Issues For Mining In
The Pecc Region;united nations environment programme.
Cheng, C. K., dan Chan, J. C. (2012). Impacts of Land Use Changes and Synoptic
Forcing on the Seasonal Climate over the Pearl River Delta of China.
Atmospheric Environtment , 25-36.
Holton, J. R. (2004). An Introduction to Dynamic Meteorology (4th Edition). San
Diego, California: Elsevier Academic Press.
Purnama, Asep Bahtiar, (2012). Iidentifikasi dan karakteristik tailing dam pada
kegiatan pertambangan
23