iv. hasil dan pembahasan a. sifat fisik tanah · klasifikasi tanah gleisol berdasarkan sistem usda...

14
34 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah Pada penelitian ini, bahan utama yang digunakan dalam pembuatan model tanggul adalah tanah jenis Gleisol yang berasal dari Kebon Duren, Depok, Jawa Barat. Tanah yang digunakan untuk model tanggul tersebut yaitu tanah pada kedalaman 20-40 cm dan ukuran partikel tanah yang digunakan adalah tanah yang lolos saringan 4760 μm. Hasil penelitian sifat fisik tanah Gleisol tersebut seperti tertera pada Tabel 6, sedangkan hasil perhitungan sifat fisik tanah Gleisol ini selengkapnya tertera pada Lampiran 3. Tabel 6. Sifat-sifat fisik tanah Gleisol Karakteristik Satuan Nilai Berat isi kering g/cm 3 1.18 Fraksi Liat % 45.00 Debu % 30.83 Pasir % 24.17 Berat jenis tanah 2.69 Permeabilitas cm/jam 1.94 Porositas (n) (%) 62.44 Angka pori (e) 1.66 Potensial air tanah (pF) 2.59 Berdasarkan Tabel 6, tanah Gleisol tersebut dapat diklasifikasikan menurut klasifikasi segitiga tekstur sistem USDA. Klasifikasi menurut segitiga tekstur sistem USDA didasarkan pada fraksi liat, debu dan pasir. Hasil penelitian menunjukkan tanah Gleisol tergolong dalam kelas liat seperti terlihat pada Gambar 16. Hal ini disebabkan karena tanah Gleisol tersebut komposisi liatnya lebih besar dibandingkan dengan debu dan pasir .

Upload: vubao

Post on 19-Mar-2019

279 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

Page 1: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

34

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Sifat Fisik Tanah

Pada penelitian ini, bahan utama yang digunakan dalam pembuatan model

tanggul adalah tanah jenis Gleisol yang berasal dari Kebon Duren, Depok, Jawa

Barat. Tanah yang digunakan untuk model tanggul tersebut yaitu tanah pada

kedalaman 20-40 cm dan ukuran partikel tanah yang digunakan adalah tanah yang

lolos saringan 4760 µm. Hasil penelitian sifat fisik tanah Gleisol tersebut seperti

tertera pada Tabel 6, sedangkan hasil perhitungan sifat fisik tanah Gleisol ini

selengkapnya tertera pada Lampiran 3.

Tabel 6. Sifat-sifat fisik tanah Gleisol

Karakteristik Satuan Nilai

Berat isi kering g/cm3 1.18

Fraksi

Liat % 45.00

Debu % 30.83

Pasir % 24.17

Berat jenis tanah 2.69

Permeabilitas cm/jam 1.94

Porositas (n) (%) 62.44

Angka pori (e) 1.66

Potensial air tanah (pF) 2.59

Berdasarkan Tabel 6, tanah Gleisol tersebut dapat diklasifikasikan menurut

klasifikasi segitiga tekstur sistem USDA. Klasifikasi menurut segitiga tekstur

sistem USDA didasarkan pada fraksi liat, debu dan pasir. Hasil penelitian

menunjukkan tanah Gleisol tergolong dalam kelas liat seperti terlihat pada

Gambar 16. Hal ini disebabkan karena tanah Gleisol tersebut komposisi liatnya

lebih besar dibandingkan dengan debu dan pasir .

Page 2: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

35

Gambar 16. Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA

Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran

dan besarnya air yang mengalir dalam tanah. Besarnya nilai koefisien

permeabilitas sangat dipengaruhi oleh angka pori (e) dan porositas (n) (Pratita,

2007). Semakin besar angka pori dan porositas suatu tanah maka tanah tersebut

semakin mudah untuk meloloskan air. Nilai-nilai sifat fisik tanah Gleisol ini bila

dibandingkan dengan tanah Latosol hasil penelitian Herlina (2003) seperti tertera

pada Tabel 7, secara umum memiliki karakteristik yang hampir sama satu dengan

yang lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa tanah Gleisol dan Latosol berada pada

satu golongan kelas yang sama.

Tabel 7. Sifat fisik tanah Latosol

Karakteristik Satuan Nilai

Berat isi kering g/cm3 1.30

Fraksi

Liat % 62.13

Debu % 12.94

Pasir % 24.93

Berat jenis tanah 2.64

Permeabilitas cm/jam 0.015

Porositas (n) (%) 61.00

Angka pori (e) 1.55

Sumber : Herlina (2003)

Contoh tanah

Page 3: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

36

B. Sifat Mekanik Tanah

a. Hasil Uji Konsistensi Tanah

Uji konsistensi tanah Gleisol menggunakan ukuran partikel tanah yang lolos

saringan 4760 µm. Uji konsistensi tanah ini dinyatakan dengan batas cair dan

plastis (batas Atterberg). Hasil uji konsistensi tanah Gleisol tertera pada Tabel 8,

sedangkan hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran 3.e.

Tabel 8. Hasil uji konsistensi tanah Gleisol

Konsistensi tanah Nilai

Batas cair (%) 74.44

Batas plastis (%) 42.66

Indeks plastisitas (%) 31.78

Berdasarkan Tabel 8, tanah Gleisol tersebut dapat diklasifikasikan menurut

sistem klasifikasi Unified. Sistem klasifikasi Unified didasarkan dari hasil analisis

konsistensi tanah yaitu menggunakan batas cair dan batas plastis. Hasil penelitian

menunjukkan bahwa tanah Gleisol tersebut memiliki nilai batas cair (LL) adalah

sebesar 74.44 % dan batas plastis (PL) sebesar 42.66 %. Sedangkan nilai indeks

plastisitas (PI) yang merupakan selisih dari batas cair dan batas plastis adalah

sebesar 31.78 %. Nilai-nilai batas cair dan indeks plastisitas tersebut diplotkan ke

dalam grafik klasifikasi tanah pada Gambar 17. Hasil dari plot tersebut didapatkan

bahwa tanah Gleisol berada pada daerah MH yaitu lanau anorganik plastisitas

tinggi (Craig, 1987).

Pada penelitian sebelumnya untuk jenis tanah Latosol (Herlina, 2003)

diperoleh batas cair sebesar 61.42%, batas plastis sebesar 41.36%, dan indeks

plastisitas sebesar 20.06%. Hal ini dapat terlihat bahwa tanah Gleisol mempunyai

karakteristik yang hampir sama dengan tanah Latosol, dimana berdasarkan

klasifikasi tanah berdasarkan Sistem klasifikasi Unified, baik tanah Gleisol

maupun tanah Latosol termasuk ke dalam golongan kelas liat.

Page 4: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

37

Gambar 17. Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem Unified

b. Hasil Uji Pemadatan

Uji pemadatan tanah dilakukan dengan uji pemadatan standar (uji proctor).

Dari hasil uji pemadatan tersebut diperoleh kadar air optimum, berat isi kering,

berat isi basah dan berat isi jenuh. Pada penelitian ini uji pemadatan dilakukan dua

kali ulangan dan hasil pengujian tertera pada Tabel 9 dan 10.

Tabel 9. Hasil uji pemadatan standar tanah Gleisol (ulangan 1)

Kadar air

(w, %)

Berat isi basah

( t,g/cm3)

Berat isi kering

( d,g/cm3)

Berat isi jenuh

( dsat,g/cm3)

21.85 1.35 1.11 1.69

24.16 1.38 1.11 1.63

27.48 1.40 1.10 1.55

31.50 1.46 1.11 1.46

*35.98 1.63 1.20 1.37

40.05 1.62 1.16 1.29

42.03 1.61 1.13 1.26

44.34 1.65 1.14 1.23

46.33 1.57 1.07 1.20

48.55 1.58 1.06 1.17

51.43 1.57 1.04 1.13

Keterangan : * = kadar air optimum

Contoh tanah

Page 5: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

38

Tabel 10. Hasil uji pemadatan standar tanah Gleisol (ulangan 2)

Kadar air

(w, %)

Berat isi basah

( t,g/cm3)

Berat isi kering

( d,g/cm3)

Berat isi jenuh

( dsat,g/cm3)

15.16 1.24 1.07 1.91

18.47 1.27 1.07 1.80

22.20 1.33 1.09 1.68

25.45 1.38 1.10 1.59

27.48 1.41 1.11 1.55

28.93 1.47 1.14 1.51

31.15 1.51 1.15 1.46

31.76 1.55 1.18 1.45

*35.87 1.64 1.21 1.37

37.70 1.64 1.19 1.34

39.59 1.65 1.18 1.30

42.37 1.65 1.16 1.26 Keterangan : * = kadar air optimum

Dari Tabel 9 dan 10, didapatkan rata-rata kadar air optimum adalah sebesar

35.92 % dan rata-rata berat isi kering maksimum ( dmax) sebesar 1.20 g/cm3. nilai

kadar air optimum dan berat isi kering maksimum tersebut merupakan nilai uji

pemadatan standar sebagai acuan untuk melakukan pemadatan, baik uji

pemadatan di laboratorium maupun pemadatan di lapangan. Pada penelitian

sebelumnya Herlina (2003) untuk jenis tanah latosol diperoleh kadar air optimum

sebesar 33.50 %, berat isi kering sebesar 1.30 g/cm3, berat isi basah sebesar 1.74

g/cm3, dan berat isi jenuh sebesar 1.40 %, sedangkan dari penelitian Pratita (2007)

diperoleh kadar air optimum sebesar 33.02 %, berat isi kering sebesar 1.26 g/cm3,

berat isi basah sebesar 1.68 g/cm3, dan berat isi jenuh sebesar 1.41 %. Hal ini

dapat terjadi karena disebabkan oleh jenis tanah yang digunakan berbeda dan juga

dapat diakibatkan pada proses pemadatan yang tidak konsisten sehingga energi

pemadatan yang diberikan dapat berkurang atau berlebih.

Wesley (1973) menyatakan bahwa tanah yang dipakai untuk pembuatan

tanggul, bendungan tanah, atau dasar jalan harus dipadatkan untuk menaikkan

kekuatannya, memperkecil kompresibilitas, dan daya rembes air serta

memperkecil pengaruh air terhadap tanah tersebut. Tujuan pemadatan tanah di

lapangan yaitu memadatkan tanah pada keadaan kadar air optimumnya, sehingga

tercapai keadaan yang paling padat. Dengan demikian tanah tersebut akan

mempunyai kekuatan yang relatif besar, kompresibilitas kecil, dan memperkecil

pengaruh air terhadap tanah.

Page 6: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

39

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

Ber

at

isi

(g/c

m3)

Kadar air (%)

Berat isi kering 2

Berat isi jenuh 2

Berat isi kering 1

Berat isi jenuh 1

Menurut Pratita (2007), tanah jika memiliki kadar air rendah maka tanah

tersebut akan mengeras atau kaku dan sukar dipadatkan. Jika kadar air

ditambahkan, maka air itu akan berfungsi sebagai pelumas sehingga tanah tersebut

akan mudah dipadatkan dan ruang kosong antara butir menjadi lebih kecil. Pada

kadar air yang lebih tinggi lagi, tingkat kepadatan tanah akan turun lagi (seperti

terlihat pada Gambar 18) karena pori-pori tanah menjadi penuh terisi air yang

tidak dapat dikeluarkan dengan cara pemadatan. Hasil perhitungan uji pemadatan

standar selengkapnya pada Lampiran 4.

Gambar 18. Kurva hasil uji pemadatan standar tanah Gleisol

c. Hasil Uji Tumbuk Manual

Dari hasil uji pemadatan standar diperoleh kadar air optimum. Nilai tersebut

digunakan sebagai acuan untuk melakukan uji pemadatan pada kotak (uji tumbuk

manual) yang selanjutnya menjadi nilai perbandingan untuk melakukan

pemadatan tanah pada model tanggul. Pemadatan dilakukan pada sebuah kotak

berukuran (40 x 30 x 10) cm, dengan jumlah lapisan sebanyak 3 lapisan.

Uji tumbuk manual dilakukan untuk menentukan berat isi kering.

Selanjutnya dari berat isi kering tersebut didapatkan nilai kepadatan relatif

(relative compaction ”RC”) berdasarkan persamaan 18. Menurut Bowles (1989)

Page 7: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

40

nilai RC biasanya berkisar antar 90% - 105%. Hasil uji tumbuk manual tertera

pada Tabel 11 dan hasil perhitungan selengkapnya pada Lampiran 5.

Tabel 11. Hasil uji tumbuk manual

Pada penelitian ini, RC yang digunakan adalah sebesar 90.60% dengan

jumlah tumbukan per lapisan sebanyak 160 tumbukan dan tinggi jatuhan sebesar

30 cm, tidak menggunakan RC 90.11% atau 90.97%. Hal ini dilakukan dengan

pertimbangan pada saat melakukan pemadatan pada model tanggul dengan jumlah

tumbukan yang terlalu besar dapat mengakibatkan kotak model tanggul

mengalami kebocoran, rusak atau jebol.

Dibandingkan dengan penelitian sebelumnya yang menggunakan jenis tanah

Latosol, diperoleh hasil uji tumbuk manual yang berbeda. Dari penelitian Sari

(2005) diperoleh RC sebesar 91. 44% dengan jumlah tumbukan sebanyak 75

tumbukan dan tinggi jatuhan 20 cm, sedangkan dari Setyowati (2006) diperoleh

RC sebesar 95. 38% dengan jumlah tumbukan sebanyak 100 tumbukan dan tinggi

jatuhan 20 cm, dan dari Pratita (2007) diperoleh RC sebesar 84. 13% dengan

jumlah tumbukan sebanyak 150 tumbukan dan tinggi jatuhan 20 cm. Hal ini dapat

disebabkan adanya perbedaan kadar air optimum karena adanya perbedaan jenis

tanah yang digunakan. Selain itu, dapat juga disebabkan oleh energi yang

diberikan pada saat penumbukan tidak konsisten sehingga energi banyak yang

terbuang. Jumlah energi pemadatan pada uji tumbuk manual dihitung dengan

menggunakan persamaan 19 dan diperoleh CE (energi pemadatan) adalah sebesar

241 326 kJ/m3.

Jumlah

tumbukan/lapisan

Tinggi

jatuhan

(cm)

t

(g/cm3)

d

(g/cm3)

RC

(%)

60 20 1.27 0.93 76.97

80 20 1.30 0.95 79.12

120 20 1.32 0.97 80.51

220 20 1.41 1.03 85.58

250 20 1.47 1.08 89.47

300 20 1.48 1.09 90.11

350 20 1.50 1.10 90.97

160 30 1.48 1.09 90.60

Page 8: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

41

Hasil yang didapatkan dari uji tumbuk manual ini selanjutnya dijadikan

acuan perbandingan untuk melakukan pemadatan tanah pada model tanggul.

Model tanggul yang dibuat terdiri dari 8 lapisan dengan masing-masing lapisan

mempunyai ketinggian 2.5 cm dan dilakukan pemadatan dengan jumlah tertentu

sesuai besarnya luasan tiap lapisan sesuai dengan persamaan 20. Semakin luas

lapisan maka jumlah tumbukannya semakin banyak pula, seperti tertera pada

Tabel 12.

Tabel 12. Jumlah tumbukan pada tiap lapisan pada model tanggul

Lapisan Panjang (cm) Lebar

(cm)

Luas

permukaan

(cm2)

Jumlah

tumbukan

1 140 50 7000 933

2 119 50 5950 793

3 110 50 5500 733

4 93 50 4650 620

5 76 50 3800 507

6 63 50 3150 420

7 50 50 2500 333

8 33 50 1650 220

C. Hasil Uji Permeabilitas Tanggul

Berdasarkan klasifikasi permeabilitas menurut Sitorus (1980) dalam

Sumarno (2003), tanah Gleisol yang digunakan untuk pembuatan tanggul

termasuk ke dalam kelas permeabilitas rendah yaitu antara 0.125 – 0.5 cm/jam.

Nilai permeabilitas suatu tanah yang mengandung tekstur lempung lebih rendah

daripada tanah yang memiliki tekstur kasar. Hal ini dapat disebabkan oleh jumlah

persentasi dari pori-pori tanah, serta keseragaman penyebaran di dalam

penampang tanah. Nilai permeabilitas akan semakin besar jika jumlah persentase

pori-pori tanah dan kemampuan untuk meloloskan air semakin banyak serta

kemampuan tanah untuk menyimpan air semakin kecil. Dalam keadaan jenuh,

nilai permeabilitas tanah maksimum karena seluruh pori dalam tanah telah terisi

oleh air.

Pada penelitian ini didapatkan rata-rata nilai permeabilitas lapangan adalah

sebesar 1.94 cm/jam, sedangkan hasil uji permeabilitas pada tanggul setelah

Page 9: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

42

18.44

3.8

84

5e

-00

9

Jarak (m)

-0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5Ke

da

lam

an

(m

) (x

0.0

01

)

-50

0

50

100

150

200

dijenuhkan seperti tertera pada Tabel 13. Untuk hasil uji permeabilitas

selengkapnya pada Lampiran 3.b & 6.

Nilai permeabilitas pada tanggul dalam penelitian ini berbeda dibandingkan

penelitian sebelumnya yang menggunakan jenis tanah Latosol. Dari penelitian

Sari (2005) diperoleh rata-rata permeabilitas sebesar 0.009 cm/jam, sedangkan

dari Setyowati (2006) diperoleh rata-rata permeabilitas sebesar 0.008 cm/jam, dan

dari Pratita (2007) diperoleh rata-rata permeabilitas sebesar 1.040 cm/jam. Hal ini

dapat disebabkan karena perbedaan energi tumbukan yang diberikan pada saat

pembuatan tanggul sehingga pemadatan tanah tidak seragam, selain itu dapat juga

disebabkan karena perbedaan jenis tanah yang digunakan.

Tabel 13. Hasil uji permeabilitas pada tanggul

Ulangan Nilai permeabilitas

(cm/jam)

1 0.190

2 0.100

3 0.101

Rata-rata 0.130

D. Garis Freatik (Phreatic Line) pada Tubuh Model Tanggul

Garis freatik merupakan batas paling atas dari daerah di mana rembesan

mengalir. Rembesan air berjalan sejajar dengan garis ini sehingga garis rembesan

merupakan garis aliran (Wesley, 1973). Berdasarkan hasil analisis program

Seep/w maupun pengambilan foto secara langsung dapat diketahui garis freatik

pada tubuh model tanggul seperti terlihat pada Gambar 19 dan 20.

Flux section (debit rembesan)

Phreatic line (garis freatik)

1 (1.2250, 0.0625)

2 (1.4000, 0.0000)

Page 10: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

43

Gambar 19. Garis freatik pada model tanggul berdasarkan program Seep/w

Gambar 20. Garis freatik pada model tanggul melalui pengamatan langsung

Dari gambar analisis program Seep/w dan pengamatan langsung pada model

tanggul melalui pengambilan foto aliran, bentuk garis rembesan/garis freatik

model tanggul dari hulu ke hilir tanggul akan semakin menurun. Garis freatik

terbentuk karena adanya pergerakkan air di sebelah hulu menuju bagian hilir

tanggul. Dengan adanya tekanan air di sebelah hulu maka akan ada

kecenderungan terjadinya aliran air melewati pori-pori di dalam tubuh tanggul.

Apabila gaya yang menahan lebih besar dari gaya yang mengalirkan maka aliran

air tidak akan memotong tubuh tanggul, sebaliknya jika gaya yang menahan lebih

kecil daripada gaya yang mengalirkan maka aliran air akan cepat sampai ke

bagian hilir tanggul. Peristiwa ini dapat dicirikan dengan adanya lereng basah

pada bagian hilir tanggul atau dikenal dengan panjang zona basah.

Pada pengamatan langsung, rata-rata panjang zona basah aktual pada model

tanggul adalah sebesar 22.11 cm. Pada penelitian Sari (2005) diperoleh panjang

zona basah sebesar 16 cm dan dari Pratita (2007) sebesar 19.9 cm. Pada penelitian

ini nilai panjang zona basah lebih besar, karena adanya perbedaan penggunan

jenis tanah maupun ukuran partikel tanah yang digunakan. Hal ini dapat juga

Page 11: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

44

diakibatkan karena pemadatan pada model tanggul tidak sama sehingga terjadi

penyebaran air pada tubuh tanggul yang lebih besar dan mengakibatkan zona

basah yang terbentuk menjadi lebih panjang.

Menurut Pratita (2007), zona basah yang memotong tubuh tanggul akan

menyebabkan terjadinya gejala piping. Jika hal ini dibiarkan terjadi maka debit

rembesan melalui piping akan merusak tanggul. Salah satu upaya agar tanggul

tetap stabil maka harus dibuat saluran drainase dan penggunaan filter pada tubuh

tanggul tersebut.

Rembesan air pada tubuh tanggul mengalir dari batas muka air ke dasar

bagian tubuh tanggul. Rembesan air dipengaruhi oleh gaya gravitasi dan

kapilaritas. Meskipun pola aliran pada tanggul selalu bergerak menuju ke bagian

dasar tanggul tetapi pengaruh dari kapilaritas tanah dapat terjadi seperti terlihat

pada Gambar 21.

Gambar 21. Pengaruh kapilaritas pada tubuh model tanggul

E. Debit Rembesan pada Tubuh Model Tanggul

Dalam pembuatan bendungan atau tanggul perlu diperhatikan stabilitasnya

terhadap bahaya longsor, erosi dan kehilangan air akibat rembesan melalui tubuh

tanggul. Debit rembesan merupakan kapasitas rembesan air yang mengalir ke hilir

tanggul (qout). Debit rembesan yang terjadi pada sebuah tanggul diusahakan agar

Rembesan air (tubuh

tanggul bagian atas

terlihat basah)

Page 12: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

45

tidak melebihi debit kritis (qc), karena jika hal tersebut dibiarkan maka akan

timbul erosi bawah tanah (piping). Besarnya qc adalah sekitar 5% dari debit rata-

rata yang masuk ke dalam tanggul (qin). Untuk mengetahui besarnya debit

rembesan (qout) pada tanggul dapat dilakukan dengan 3 cara yaitu :

1. Berdasarkan Pengukuran Langsung pada Model Tanggul

Pengukuran debit rembesan secara langsung pada model tanggul dilakukan

dengan mengukur besarnya debit outlet setiap 5 menit hingga didapatkan debit

outlet yang konstan. Hasil pengukuran debit outlet seperti tertera pada Tabel 14,

sedangkan hasil pengukuran selengkapnya pada Lampiran 7.

Tabel 14. Hasil pengukuran debit rembesan (qout) secara langsung

Ulangan qin

(ml/jam)

qc

(ml/jam)

qout

(ml/jam)

Zona

basah

(a, cm)

1 329760 16488 2020 21.00

2 325080 16272 1115 23.19

3 290160 14508 1815 22.13

Rata-rata 315000 15756 1650 22.11

Dari Tabel 14 terlihat bahwa qout < qc, sehingga dapat dikatakan model

tanggul tersebut masih aman dan tingkat kestabilan tanggul masih baik.

Dibandingkan dengan penelitian sebelumnya, debit rembesan pada penelitian ini

memiliki perbedaan walaupun tidak terlalu jauh. Dari penelitian Sari (2005)

diperoleh rata-rata debit rembesan sebesar 2794 ml/jam, dari Setyowati (2006)

diperoleh rata-rata debit rembesan sebesar 5652 ml/jam, dan dari Pratita (2007)

diperoleh rata-rata debit rembesan sebesar 18144 ml/jam. Hal ini disebabkan

karena perbedaan jenis tanah yang digunakan. Selain itu juga dapat disebabkan

karena faktor ketelitian dalam pengukuran, faktor pemadatan tanah yang diberikan

pada tiap lapisan tanah dan jumlah energi yang diberikan pada tiap lapisan tidak

sama sehingga nilai RC yang diperoleh berbeda.

2. Berdasarkan Program Seep/w

Page 13: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

46

Data-data yang diperlukan untuk menganalisis besarnya debit rembesan dan

panjang zona basah yaitu jenis bahan, tekanan, konduktivitas hidrolika

(permeabilitas), tinggi tekan (pressure head) dan unit flux. Nilai permeabilitas

diperoleh dari pengambilan contoh tanah pada tubuh tanggul (di bagian hilir

tanggul) setelah dilakukan pengaliran. Hal ini dilakukan karena tanah di bagian

hilir tanggul lebih jenuh karena adanya rembesan air yang mengalir ke bagian hilir

tanggul. Nilai tekanan dan permeabilitas untuk setiap ulangan pada model tanggul

selanjutnya menjadi data masukkan untuk analisis debit rembesan tersebut.

Besarnya debit rembesan tertera pada Tabel 15, sedangkan langkah-langkah

penggambaran pada program Seep/w selengkapnya pada Lampiran 10.

Tabel 15. Hasil analisis debit rembesan dengan program Seep/w

Ulangan Permeabilitas (cm/jam) Debit rembesan (ml/jam)

1 0.190 26.388

2 0.100 13.824

3 0.101 13.968

Rata-rata 0.130 18.060

Pada Tabel 15, terlihat bahwa rata-rata debit rembesan yang diperoleh

adalah sebesar 18.060 ml/jam. Dibandingkan dengan penelitian sebelumnya, nilai

debit rembesan tersebut sedikit berbeda. Dari penelitian Sari (2005) diperoleh

rata-rata debit rembesan sebesar 1396.800 ml/jam, dari Setyowati (2006)

diperoleh rata-rata debit rembesan sebesar 0.767 ml/jam, dan dari Pratita (2007)

diperoleh rata-rata debit rembesan sebesar 144.360 ml/jam. Perbedaan debit

rembesan ini disebabkan karena adanya perbedaan nilai permeabilitas dengan

penelitian sebelumnya yang diakibatkan oleh penggunaan jenis tanah yang

berbeda, faktor pemadatan dan jumlah energi yang diberikan pada model tanggul

yang dibuat.

3. Berdasarkan Rumus Empiris

Berdasarkan metode Casagrande debit rembesan yang diperoleh adalah

sebesar 0.157 ml/jam, sedangkan dengan metode Grafik (Taylor, 1948) diperoleh

Page 14: IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Sifat Fisik Tanah · Klasifikasi tanah Gleisol berdasarkan sistem USDA Sifat-sifat fisik tanah tersebut dapat mempengaruhi pola penyebaran aliran ... plastis

47

sebesar 0.161 ml/jam, dan dengan metode Bowles sebesar 0.167 ml/jam. Debit

rembesan yang diperoleh tertera pada Tabel 16, sedangkan perhitungan

selengkapnya disajikan pada Lampiran 9.

Tabel 16. Hasil perhitungan debit rembesan berdasarkan rumus empiris

Metode Permeabilitas

(cm/jam)

Zona

basahhitung(cm)

qhitung

(ml/jam)

Casagrande 0.130 12.07 0.157

Grafik 0.130 12.36 0.161

Bowles 0.130 12.22 0.167

Dibandingkan dengan metode pengukuran langsung dan program Seep/w,

debit rembesan berdasarkan rumus empiris menghasilkan debit yang jauh lebih

kecil seperti tertera pada Tabel 17. Hal ini disebabkan karena pada metode empiris

selain faktor permeabilitas dan dimensi tanggul, panjang zona basah juga

mempengaruhi perhitungan. Sebaliknya, pada pengukuran secara langsung dan

metode analisis dengan program Seep/w, debit rembesan hanya dipengaruhi oleh

nilai permeabilitas, tinggi muka air dan dimensi tanggul, sedangkan panjang zona

basah tidak berpengaruh.

Tabel 17. Nilai debit rembesan dengan 3 metode

Metode Debit rembesan (ml/jam)

Pengamatan langsung 1650

Analisis Seep/w 18.060

Analisis rumus empiris

Casagrande 0.157

Grafik 0.161

Bowles 0.167