PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA
PENENTUAN ZONA ANCAMAN GERAKAN TANAH PADA JALAN TOL SEMARANG – SOLO RUAS SEMARANG – UNGARAN KM 5+600 – KM 8+500 MENGGUNAKAN METODE ANALYTICAL HIERARCHY PROCESS (AHP) Devina Trisnawati1,2*, Wahyu Wilopo2, Agung Setianto2 1
Program Studi Teknik Geologi, Universitas Diponegoro Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada *corresponding author:
[email protected]
2
ABSTRAK Pembangunan infrastruktur jalan tol Semarang – Solo dimaksudkan untuk membantu peningkatan ekonomi kedua kota besar tersebut. Gerakan tanah menjadi kendala saat proses dan setelah pembangunan. Beberapa titik gerakan tanah dijumpai dekat dengan peyangga jembatan Susukan pada km 6+100 – 7+150 dan jembatan Penggaron pada km 7+850 – 8+500. Keberadaan titik gerakan tanah ini menciptakan suatu kondisi yang mengancam bagi jiwa manusia. Penelitian dimaksudkan untuk mengetahui tingkat ancaman gerakan tanah pada km 5+600 – 8+500 dengan tujuan mengetahui faktor paling berpengaruh terhadap tingkat ancaman gerakan dan melakukan zonasi wilayah berdasarkan tingkat ancaman gerakan tanah. Penentuan zona ancaman gerakan tanah ditentukan dengan menggunakan metode Analytical Hierachy Process (AHP). Metode AHP memberikan perhitungan subjektif berdasarkan struktur hirarki terhadap komponen ancaman gerakan tanah seperti kemiringan lereng, litologi, jarak terhadap struktur dan kedalaman muka air tanah. Perhitungan subjektif dikombinasikan dengan data-data pendukung yang diambil secara langsung melalui pemetaan dan data sekunder (log bor dan mekanika tanah). Data dan hasil perhitungan AHP disajikan dalam bentuk peta parameter berdasarkan komponen ancaman gerakan tanah. Peta parameter ditumpang susunkan sehingga diperoleh peta ancaman gerakan tanah. Hasil analisa menunjukkan komponen litologi penyusun lereng berupa endapan koluvial merupakan komponen paling berpengaruh terhadap tingkat ancaman gerakan tanah lokasi penelitian.
I.
Penyelidikan awal mengindikasikan jalan tol dibangun di atas wilayah dengan kondisi geologi yang tidak stabil mengakibatkan kontruksi jalan dan jembatan yang berada di titik km 5+600 sampai km 8+500 rentan untuk bergerak. Penentuan zona ancaman gerakan tanah diperlukan untuk mengetahui zona tingkat ancaman lokasi penelitian berdasarkan faktor ancaman gerakan tanah yakni jenis litologi penyusun lereng, kemiringan lereng, jarak lereng terhadap struktur dan kedalaman muka air tanah. Penelitian bertujuan menentukan faktor geologi yang paling berpengaruh terhadap ancaman gerakan tanah serta melakukan zonasi ancaman gerakan tanah mengunakan metode Analitycal Hierarchy Process (AHP).
PENDAHULUAN
Dalam rangka pengembangan ekonomi, Pemerintah Provinsi Jawa Tengah melakukan pembangunan infrastruktur jalan bebas hambatan yang menggabungkan dua kota besar di Jawa Tengah (Semarang - Solo). Pembangunan jalan bebas hambatan Semarang - Solo dikerjakan pada tahun 2010 dijumpai permasalahan gerakan tanah pada km 2+500 sampai km 9+500. Proses eksogenik yang intensif pada lokasi penelitian menghasilkan kondisi geologi yang rentan terhadap gerakan tanah. Kondisi geologi yang rentan terhadap gerakan tanah merupakan kondisi yang berpotensi menimbulkan kerugian dan merupakan ancaman bagi lokasi penelitian yakni jalan tol Semarang - Solo ruas Semarang - Ungaran km 5+600 sampai km 8+500.
533
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA
II.
KONDISI REGIONAL
penelitian. Kelas kemiringan lereng terbagi atas tiga kelas yakni : landai ( 0° - 10°); curam (10° - 30°) dan sangat curam (> 30°). Semakin besar sudut lerengnya maka semakin besar pula potensi lereng untuk bergerak.
GEOLOGI
Lokasi penelitian masuk kedalam wilayah Kota Semarang bagian selatan dan berbatasan langsung dengan Kabupaten Semarang. Berdasarkan pembagian bentuklahan oleh Rachwibowo (2010) bentuklahan lokasi penelitian merupakan perpaduan bentuklahan vulkanik dan bentuklahan struktural.
Jenis Tanah Penyusun Lereng Litologi lokasi penelitian terdiri atas tiga satuan. Urutan satuan litologi dari muda ke tua, yakni : Satuan Endapan koluvial, Satuan Breksi Vulkanik dan Satuan Batulempung sisipan batupasir. Litologi pada lokasi penelitian umumnya dijumpai dalam kondisi segar hingga lapuk sempurna.
Berdasarkan sistem umur yang ditentukan oleh penyusun batuan stratigrafi regional menurut Thanden, dkk (1996), lokasi penelitian tersusun oleh 2 (dua) Formasi batuan, yakni: Formasi Kaligetas yang menumpang tidak selaras di atas Formasi Kerek (Gambar 1). Struktur geologi berupa sesar normal berarah barat - timur yang memotong Formasi Kaligetas dan Formasi Kerek. Beberapa pola kelurusan berarah utara selatan berpotensi menjadi bidang lemah pengontrol gerakan tanah.
III.
Kemantapan lereng dipengaruhi oleh dua komponen sifat mekanik tanah yakni komponen yang bersifat kohesi (kohesi) dan komponen yang bersifat gesekan (sudut geser dalam). Semakin besar kohesi dan sudut geser dalam maka semakin kekuatan batuan semakin besar pula (Gambar 3). Berdasarkan sifat fisik dan mekanik tanah pada Tabel 1, lokasi penelitian dibedakan menjadi 4 (empat) satuan jenis tanah penyusun lereng, yakni : lanau lempungan, lanau pasiran, lempung pasiran dan lempung lanauan. Lanau lempungan merupakan hasil pelapukan dari batuan induk berupa breksi vulkanik memiliki nilai kohesi 0,220 dan sudut geser dalam sebesar 25,5. Lanau pasiran dan lempung pasiran merupakan endapan koluvial, memiliki nilai sudut geser dalam yang sama yakni 6 dan nilai kohesi 1,2 dan 0,36. Lempung lanauan merupakan hasil residu dari batuan induk batulempung sisipan batupasir memiliki nilai kohesi sebesar 0,000 dan susut geser dalam sebesar 42.
METODE PENELITIAN
Analisa diawali dengan pembuatan citra DEM dari peta kontur, besar kemiringan lereng di analisa menggunakan bantuan perangkat lunak Arc GIS. Pembuatan peta parameter ancaman gerakan tanah didasarkan pada hasil pemetaan dikombinasikan dengan data sekunder log bor dan uji mekanika tanah. Pembobotan menggunakan metode Analytical Hierarchy Process (AHP) dilakukan pada faktor utama ancaman gerakan tanah (jenis tanah penyusun lereng, kemiringan lereng, jarak lereng terhadap struktur dan kedalaman muka airtanah). Bobot faktor ancaman gerakan tanah dikalikan dengan nilai sub faktor ancaman gerakan tanah menggunkan fitur weigthed overlay pada Arc GIS sehingga dihasilkan zona ancaman gerakan tanah.
IV.
Jarak Lereng Terhadap Struktur Struktur geologi yang berkembang pada lokasi penelitian berupa bidang perlapisan berarah N 120° E/ 54 dan kekar. Berdasarkan nterpretasi citra DEM terdapat struktur sesar turun dengan arah utara selatan di bagian utara lokasi penelitian dan berarah barat timur di selatan lokasi penelitian. Keterdapan struktur berpengaruh terhadap kondisi lereng lokasi penelitian. Semakin dekat lereng dengan
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kemiringan Lereng Pembagian kelas kemiringan lereng (Gambar 2) lokasi penelitian didasarkan pada karakteristik geologi dan sudut lereng lokasi 534
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA keberadaan struktur maka lereng akan semakin rentan untuk bergerak (Gambar 4).
berpengaruh, nilai 3 diberikan pada sub parameter yang berpengaruh dan nilai 4 diberikan pada sub parameter yang sangat berpengaruh .
Kedalaman Muka Airtanah Lokasi Penelitian Berdasarkan data pemboran dari beberapa titik di lokasi penelitian, kedalaman muka air tanah bervariasi dari 3 m hingga > 40m. Sifat akuifer mengalirkan air melalui celah dibuktikan dengan dijumpainya beberapa mata air dan rembesan pada lokasi penelitian. Keberadaan air mempengaruhi kestabilan lereng, hal ini dikarenakan air akan menambah beban pada lereng. Kondisi tanah/ batuan yang jenuh air akan meningkatkan tekanan air pori yang besar serta membuat berat isi meningkat. Peningkatan tekanan air pori akan menurunkan nilai kuat geser batuan, sedangkan peningkatan berat isi akan meningkatkan gaya yang bekerja pada lereng juga meningkat.
Berdasarkan perhitungan AHP yang dilakukan pada parameter ancaman gerakan tanah pada lokasi penelitian dan penilaian sub parameter maka diperoleh hasil pembobotan dan penilaian pada Tabel 5. Masing-masing niali sub parameter dikalikan dengan bobot parameter sehingga diperoleh zona ancaman gerakan tanah. Zona Ancaman Gerakan Tanah Lokasi Penelitian Penentuan tingkat ancaman gerakan tanah dilakukan dengan bantuan perangkat lunak Arc GIS. Menggunakan ekstensi weighted overlay bobot parameter ancaman gerakan tanah dikalikan dengan nilai sub parameter ancaman gerakan tanah. Hasil dari tumpang susun peta parameter diperoleh 3 (tiga) zona ancaman gerakan tanah pada lokasi penelitian, yakni : zona ancaman gerakan tanah rendah, zona ancaman gerakan tanah menengah dan zona ancaman gerakan tanah tinggi. Gambar 6 menunjukkan zona ancaman gerakan pada lokasi penelitian. Hasil zonasi ancaman gerakan tanah menunjukkan perbandingan lurus dengan keterdapatan gerakan tanah pada lokasi penelitian. Pada zona ancaman gerakan tanah rendah tidak terdapat gerakan tanah, zona ancaman gerakan tanah menengah terdapat 5 titik gerakan tanah dan 10 titik gerakan tanah pada zona gerakan tanah tinggi.
Bobot Parameter Ancaman Gerakan Tanah Lokasi Penelitian Bobot diberikan pada faktor pengontrol gerakan tanah yang menjadi parameter ancaman gerakan tanah. Pembobotan dilakukan dengan perhitungan dengan menggunakan metode AHP. Parameter ancaman gerakan tanah dibandingkan satu dengan yang lain berdasarkan skala prioritas, kemudian di hitung eigen vektor normalisasi. Tahapan perhitungan tersaji dalam Tabel 2,3 dan 4. Uji konsistensi indeks menunjukkan besaran nilai kosistensi indeks sebesar 5,9%, maka matriks pembobotan AHP untuk parameter ancaman gerakan tanah dapat diterima dengan konsitensi rasio sebesar 6,7%. Nilai Sub Parameter Ancaman Gerakan Tanah Lokasi Penelitian Nilai diberikan pada sub parameter ancaman gerkan tanah dengan skala 1 hingga 4. Penilaian relatif terhadap sub parameter dibandingkan dengan sub parameter lainnya dalam satu parameter dalam hal pengaruh sub parameter terhadap ancaman gerakan tanah. Sub parameter yang dianggap tidak memiliki pengaruh di berikan nilai 1, nilai 2 diberikan pada sub parameter dengan sedikit
V.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa litologi berupa endapan koluvial (pasir lanauan dan lempung pasiran) merupakan faktor paling berpengaruh terhadap ancaman gerakan tanah di lokasi penelitian. Hal ini dibuktikan dengan banyaknya kejadian gerakan tanah pada lereng dengan litologi ini. 535
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA Hasil zonasi ancaman gerakan tanah lokasi penelitian dengan menggunakan perhitungan AHP terdapat tiga zona ancaman gerakan tanah, yakni : zona ancaman gerakan tanah rendah terdapat pada km 6+850 hingga km 8+025 dan di sisi barat pada km 5+875 hingga km 6+400 dengan litologi penyusun lanau lempungan dan lempung lanauan; zona ancaman gerakan tanah menengah pada km 5+600 hingga 6+400, di tengah lokasi
penelitian pada km 6+750 hingga km 6+850 dan di sisi selatan lokasi penelitian pada km 8+025 – km 8+175 serta km 8+425 – km 8+500 dengan litologi penyusun berupa lanau lempungan dan lanau pasiran; zona ancaman gerakan tanah tinggi pada km km 6+400 hingga km 6+750 dan km 8+175 – km 8+425 dengan litologi penyusun berupa lempung pasiran dan lanau pasiran.
DAFTAR PUSTAKA Cruden, D.M. dan Varnes, D.J. 1996. Landslide Investigation and Mitigation : Landslide Types and Proceesses. Edt. A.K. Turner dan R.L. Schuster. Special Report 247. Transportation Research Board. Amerika Serikat. Karnawati, D. 2005. Bencana Alam Gerakan Massa Tanah di Indonesia dan Upaya Penanggulangannya. Jurusan Teknik Geologi. Fakultas Teknik. Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta. Keputusan Menteri Energi dan Sumber Daya Mineral No :1452 K/ 10/ MEM/ 2000 Tentang Pedoman Teknis Pemetaan Zona Kerentanan Gerakan Tanah. Rachwibowo, P. 2010. Analisis Geomorfologi Untuk Deteksi Gerakantanah Di Semarang,Jawa Tengah. PROCEEDINGS PIT IAGI ke 39. Lombok. Saaty, T.L. 1990. Fundamentals of Decision Making and Priority Theory. 2nd ed. Pittsburg. PA : RWS Publication. Thanden, R.E., Sumadirdja, H., Richards, P.W., Sutisna, K., dan Amin, T.C., 1996, Peta Geologi Lembar Magelang dan Semarang, Jawa, Skala 1:100000, Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung.
TABEL Tabel 1. Sifat keteknikan tanah SATUAN LITOLOGI SIFAT KETEKNIKAN BATUAN Spesific Gravity (ASTM D-854-83)
%
2,547 55,790
2,550 22,000
2,610 39,000
2,680 32,000
Wsat n
% %
57,502 0,594
25,335 0,392
39,339 0,507
34,426 0,480
Liquid Limit Plastic Limit
LL PL
% %
108,607 39,630
45,000 37,000
40,000 31,000
66,000 28,000
Plasticity Index
PI
%
69,040
8,000
9,000
38,000
Cohession (Effective Stresses)
c'
kg/cm2
0,220
X
X
0,000
Angle of internal friction (Effective Stresses)
ϕ'
deg
25,500
X
X
42,000
Cohession (Total Stresses)
c
kg/cm2
X
1,200
0,150
X
Angle of internal friction (Total Stresses)
ϕ
deg
X
6,0
7,0
X
Keterangan
X
Consolidated Undarined
Saturation Water Content Natural Porosity
Unconsolidated Undarined
Sifat Fisik
Lanau lempungan Lanau pasiran Lempung pasiran Lempung lanauan
Gs Wn
Natural Moisture Water Content
Sifat Mekanik
Simbol Satuan
tidak dilaksanakan
536
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA Tabel 2. Matriks perbandingan komponen ancaman gerakan tanah.
Kemiringan Kedalaman Jarak terhadap Litologi lereng m.a.t struktur
Parameter Kemiringan lereng
1
1
2
2
Litologi
1
1
3
3
0,5
0,333
1
0,333
0,5
0,333
3
1
3
3
9
6,333
Kedalaman m.a.t Jarak terhadap struktur Jumlah
Tabel 3. Perhitung nilai eigen vektor normalisasi. Parameter Kemiringan lereng Litologi Kedalaman m.a.t Jarak terhadap struktur Jumlah
Kemiringan Kedalaman Jarak terhadap Eigen vektor Litologi lereng m.a.t struktur normalisasi 0,333
0,375
0,222
0,316
0,312
0,333
0,375
0,333
0,474
0,379
0,167
0,125
0,111
0,053
0,114
0,167
0,125
0,333
0,158
0,196
1
1
1
1
1
Tabel 4. Matriks perbandingan pasangan komponen ancaman gerakan tanah ternormalisasi. PARAMETER Kemiringan lereng Litologi Kedalaman m.a.t Jarak terhadap struktur
Kemiringan Kedalaman Jarak terhadap Litologi lereng m.a.t struktur
Σ
Bobot %
0,312
0,379
0,228
0,391
1,31
31,11
0,312
0,379
0,341
0,587
1,619
38,47
0,156
0,126
0,114
0,065
0,461
10,95
0,156
0,126
0,341
0,196
0,891
19,47
537
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA Tabel 5. Hasil penilaian sub parameter dan pembobotan parameter ancaman gerakan tanah lokasi penelitian
Kedalaman muka airtanah
Jarak lereng Kemiringan terhadap lereng struktur
Jenis tanah penyusun lereng
Parameter
Sub Parameter
Nilai klas
Lanau lempungan
1
Lempung lanauan
2
Lanau pasiran
3
Lempung pasiran
4
Landai
1
Curam
2
Sangat curam
3
> 300 meter
1
100 - 300 meter
2
<100 meter
3
10 - 15 meter
1
5 - 10 meter
2
0 - 5 meter
3
Bobot (%)
39
31
19
11
GAMBAR
Gambar 1. Peta Geologi Lokasi penelitian dan sekitarnya (Thanden dkk, 1996).
538
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA
Gambar 2. Peta parameter kemiringan lereng lokasi penelitian.
Gambar 3. Peta parameter tanah penyusun lereng lokasi penelitian.
Gambar 4. Peta parameter jarak lereng terhadap struktur lokasi penelitian.
Gambar 5. Peta parameter kedalaman muka airtanah lokasi penelitian.
539
PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-8 Academia-Industry Linkage 15-16 OKTOBER 2015; GRHA SABHA PRAMANA
Gambar 6. Zona tingkat ancaman gerakan tanah lokasi penelitian.
540
