183

Jurnal Indonesia Sosial Teknologi: p–ISSN: 2723 - 6609

e-ISSN :2745-5254

Vol. 3, No. 1, Januari 2022

PREDIKSI FLUKTUASI MUKA AIR TANAH BERDASARKAN DATA CURAH HUJAN

UNTUK ANALISIS KESTABILAN LERENG

Misbahuddin Tri Susanto, Venty Rezki Cahyani, Muhammad Akbar Musseng, Aenul Ali

Alif Syam dan Alief Silondae

Departemen Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Hasanuddin

Email : [email protected]m, [email protected], [email protected],

al[email protected] dan [email protected]

Abstrak

PT. Bukit Baiduri Energi merupakan salah satu perusahaan pertambangan di Provinsi

Kalimantan Timur yang melakukan aktivitas penambangan lapisan tanah penutup batubara

dengan metode open pit. Salah satu lereng pada Pit Merandai PT. BBE yaitu lereng Sidewall

Utara memiliki potensi kelongsoran yang disebabkan oleh loose material yang ditempatkan di

atas lereng dan juga saat melakukan analisis kestabilan lereng mengasumsikan tidak adanya

pengaruh Muka Air Tanah (MAT) terhadap kestabilan lereng. Tujuan dari penelitian ini adalah

memprediksi fluktuasi MAT, menganalisis kestabilan lereng menggunakan metode Janbu dan

Morgenstern-Price berdasarkan hasil prediksi fluktuasi MAT. Hasil prediksi fluktuasi MAT

pada bulan Agustus merupakan elevasi terendah yaitu -65 sampai -66 mdpl dan elevasi MAT

tertinggi terjadi di bulan Desember yaitu -52 sampai -56 mdpl. Analisis kestabilan lereng bulan

Agustus sampai November dan bulan Mei sampai Juli diperoleh nilai FK >1.3 yang berarti

kondisi lereng aman dan merupakan standar perusahaan, sedangkan pada bulan Desember

sampai bulan April diperoleh nilai FK <1.3 yang dapat disimpulkan bahwa lereng tidak stabil

pada bulan tersebut.

Kata kunci: Kestabilan Lereng; Fluktuasi MAT; Faktor Keamanan; Lereng Sidewall Utara

Abstract

PT. Bukit Baiduri Energi is one of the mining companies in East Kalimantan Province that

conducts coal overburden mining activities using the open pit method. One of the slopes at Pit

Merandai PT. BBE, namely the North Sidewall slope has the potential for landslides caused by

loose material placed on the slope and also when conducting slope stability analysis assumes

that there is no influence of Groundwater Level (MAT) on slope stability. The purpose of this

study is to predict MAT fluctuations, analyze slope stability using the Janbu and Morgenstern-

Price methods based on the predicted results of MAT fluctuations. The prediction results of

MAT fluctuations in August are the lowest elevation, which is -65 to -66 masl and the highest

MAT elevation occurs in December, which is -52 to -56 masl. Analysis of slope stability from

August to November and May to July obtained FK values >1.3 which means the slope conditions

are safe and are company standards, while in December to April, FK values are <1.3 which

can be concluded that the slopes are unstable in that month.

Keyword : Slope Stability; MAT fluctuations; Safety Factor; North Sidewall Slope

Pendahuluan

Salah satu pemicu terjadinya peristiwa kelongsoran adalah karena hujan yang lebat sehingga

terjadi pembasahan pada tanah (Wardana, 2011) yang mengakibatkan berkurangnya kekuatan

geser tanah karena butir-butir tanah menyerap air (Amarullah & Zardi, 2019). Penyerapan air ini

seiring dengan waktu sampai terjadi jenuh sehingga tanah menjadi tidak stabil (Handayani et al.,

Prediksi Fluktuasi Muka Air Tanah Berdasarkan Data Curah Hujan untuk Analisis

Kestabilan Lereng

Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 3, No. 1, Januari 2022 184

2014) dan akhirnya terjadi kelongsoran. Perubahan kestabilan lereng akibat pembasahan air hujan

seharusnya diperhitungkan sejak awal dengan besar curah hujan tertentu (Prawijaya, 2014), untuk

menentukan kondisi lereng yang paling kritis karena banyaknya kasus longsor akibat turunnya

hujan (Achmad, 2010), maka diperlukan suatu grafik hubungan antara perubahan tinggi muka air

tanah dengan stabilitas lereng (Wardana, 2011).

Salah satu metode yang diterapkan dalam analisis kestabilan lereng menggunakan metode

kesetimbangan batas (Metriani et al., 2019) (limit equilibrium) dengan pendekatan metoda irisan.

Metode ini telah terbukti sangat berguna dan dapat diandalkan dalam praktik rekayasa serta

membutuhkan data yang relatif sedikit dibandingkan dengan metode lainnya (Saifudin, 2014),

seperti metode elemen hingga (finite element), metode beda hingga (finite difference) atau metode

elemen diskrit (discrete element) (Senruni, 2016).

Kestabilan lereng di PT. BBE diestimasikan tanpa pengaruh air tanah yang sangat

memengaruhi kestabilan (Rusdiana & Lubis, 2012), sehingga meskipun hasil analisis FK

terbilang aman tetapi masih terjadi longsor pada lereng aktual yang menyebabkan penambangan

terhambat (Arjaya et al., 2013). Oleh karena itu, penelitian ini dilakukan dengan tujuan sebagai

berikut:

1. Memprediksi fluktuasi muka air tanah berdasarkan data curah hujan (Hafiyyan, 2017)

2. Menganalisis kestabilan lereng dengan menggunakan metode Janbu (Pangemanan et al.,

2014) dan Morgenstern-Price berdasarkan pengaruh hasil prediksi fluktuasi muka air tanah

3. Membandingkan nilai faktor keamanan lereng antara metode Janbu (Murniati et al., 2020)

dan Morgenstern-Price.

Penelitian tugas akhir ini dilakukan dengan harapan dapat bermanfaat bagi PT. Bukit Baiduri

Energi sebagai bahan kajian tambahan terhadap masalah geoteknik yang dihadapi khususnya

masalah prediksi fluktuasi muka air tanah terhadap kestabilan lereng tambang .

Memberikan perbandingan nilai faktor keamanan dengan menggunakan metode Janbu dan

Morgenstern-Price terhadap kestabilan lereng sehingga dapat meningkatkan keamanan bagi

pekerja dan alat yang bekerja di sekitar front penambangan.

Metode Penelitian

Penelitian dimulai dengan observasi lapangan untuk mengetahui kondisi dilapangan serta data

apa yang akan dikumpulkan kemudian dilanjutkan dengan mengumpulkan data sekunder dan

studi pustaka untuk dilakukan analisis data dan kajian teori yang ada. Data yang telah terkumpul

diolah dengan cara matematis. Setelah, itu akan didapat korelasi antara hasil pengolahan data

yang telah dilakukan dengan permasalahan yang diteliti.

Data yang diperoleh dari data primer maupun data sekunder kemudian diolah dengan beberapa

sebagai berikut:

a. Mengetahui prediksi fluktuasi muka air tanah berdasarkan data curah hujan menggunakan

software Visual Modflow Flex

b. Membuat penampang lereng dengan software Minescape 4.118

c. Menentukan nilai faktor keamanan lereng yang akan dianalisis dengan software Geostudio

2018 (Slope/W) berdasarkan hasil prediksi fluktuasi MAT.

Hasil dan Pembahasan

Data material isian lereng Sidewall Utara didapatkan melalui data perusahaan. Secara umum

material pengisi pada lereng Sidewall Utara PT. BBE yang menjadi lokasi penelitian dibedakan

berdasarkan lapisan batuan, diketahui material lereng hanya disusun oleh lapisan batuan

Sandstone, lapisan batuan Siltstone dan lapisan batuan Coal yang dapat dilihat pada Tabel 1.

Misbahuddin Tri Susanto, Venty Rezki Cahyani, Muhammad Akbar Musseng, Aenul

Ali Alif Syam dan Alief Silondae

185 Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 3, No. 1, Januari 2022

Tabel 1. Material Isian Lereng Sidewall Utara.

Ket.

γ(kN/m

)

Sandstone

17,08

Siltstone

17,33

Coal

Berdasarkan hasil sayatan didapatkan geometri lereng lereng Sidewall Utara memiliki lebar

lereng 483,09 meter, tinggi 129,76 meter, kemiringan overall slope 13° dan dengan lokasi

penelitian yang memiliki intensitas hujan yang yang berbeda setiap bulannya. Kondisi daerah

penelitian memiliki iklim tropis dengan curah hujan cukup besar dan bervariasi setiap tahunnya

dan memiliki beberapa perlapisan batuan antara lain batu pasir, batu lanau, batu lempung,

batubara dan lain-lain. Penelitian dilakukan pada lereng Sidewall Utara Pit Merandai yang

merupakan bagian dari site PT. Bukit Baiduri Energi.

Stratigrafi lokal terdiri dari tiga formasi batuan, yaitu Formasi Balikpapan, Formasi

Pulubalang dan Formasi Bebuluh, namun pada lereng lokasi penelitian termasuk dalam Formasi

Batuan Sedimen Pulubalang dengan material batupasir kuarsa dengan sisipan batu lempung dan

batubara. Lereng Sidewall Utara memiliki lapisan batuan batu pasir, batu lanau, batubara dan batu

lempung.

Prediksi fluktuasi Muka Air Tanah (MAT) di daerah penelitian dengan menggunakan

software Modflow menunjukkan perubahan setiap bulannya berdasarkan data curah hujan. hasil

elevasi MAT terendah -65 sampai -66 mdpl pada bulan Agustus dan hasil elevasi MAT tertinggi

-52 sampai -56 mdpl pada bulan Desember.

Gambar 1. Elevasi MAT Bulan Agustus (-65 mdpl sampai -66 mdpl).

Prediksi Fluktuasi Muka Air Tanah Berdasarkan Data Curah Hujan Untuk Analisis

Kestabilan Lereng

Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 3, No. 1, Januari 2022 186

Gambar 2. Elevasi MAT Bulan Desember (-52 mdpl sampai -56 mdpl).

Gambar 3. Grafik Fluktuasi MAT dan Curah Hujan.

Pemodelan penampang dibuat berdasarkan pada topografi aktual dan desain Pit, yang

merepresentasikan kondisi Pit Merandai saat ini. Pembuatan penampang ini menggunakan

software minescape 4.118 dengan memasukkan data desain pit yang kemudian penentuan

penampang didasarkan pada penilaian daerah kritis dengan membuat line section yaitu titik A-A’

dengan panjang garis yang sama mengarah dari utara ke selatan.

Gambar 4. Penampang Lereng.

Misbahuddin Tri Susanto, Venty Rezki Cahyani, Muhammad Akbar Musseng, Aenul

Ali Alif Syam dan Alief Silondae

187 Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 3, No. 1, Januari 2022

Gambar 5. Geometri Lereng Penampang A-A’.

Hasil analisis kestabilan lereng menggunakan software Geostudio 2018 didapatkan hasil

untuk elevasi -65 sampai -66 mdpl yang menjadi analisis awal karena memiliki elevasi MAT yang

paling terendah, metode Morgenstern-Price menunjukkan nilai FK sebesar 1,757, sedangkan

metode Janbu menunjukkan nilai FK sebesar 1,659 yang dimana hasil analisis dari dua metode

tersebut memenuhi standar FK yang digunakan perusahaan yaitu 1,3. Jadi, dapat disimpulkan

bahwa lereng dengan muka air tanah elevasi -65 sampai -66 mdpl dalam kondisi aman.

Gambar 6. FK Metode Morgenstern-Price pada elevasi -65 sampai -66 mdpl.

Gambar 7. FK metode Janbu pada elevasi -61 mdpl.

Hasil analisis kestabilan lereng dari Analisis kestabilan lereng pada bulan Desember

dengan elevasi muka air tanah -52 sampai -56 mdpl yang merupakan elevasi MAT tertinggi

berdasarkan data curah hujan sebanyak 12 bulan, dimana hasil analisis FK pada bulan Desember

menunjukkan nilai FK terendah dari bulan yang lainnya.

Berdasarkan hasil analisis menggunakan software Geostudio 2018 didapatkan nilai FK

dengan metode Morgenstern-Price menunjukkan nilai FK 1,018 sedangkan metode Janbu

Menunjukkan nilai FK 1,004 yang dimana hasil analisis dari dua metode tersebut tidak memenuhi

standar FK yang digunakan perusahaan yaitu 1,3. Jadi, dapat disimpulkan bahwa lereng dengan

muka air tanah elevasi -52 sampai -56 mdpl dalam kondisi tidak aman.

Gambar 8. FK Metode Morgenstern-Price pada elevasi -52 sampai -56 mdpl.

Prediksi Fluktuasi Muka Air Tanah Berdasarkan Data Curah Hujan Untuk Analisis

Kestabilan Lereng

Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 3, No. 1, Januari 2022 188

Gambar 9. FK Metode Morgenstern-Price pada elevasi -52 sampai -56 mdpl.

Tabel 2. Perbandingan nilai faktor keamanan (FK)

Bulan

Mat

(Mdpl)

Morgen

Janbu

Selisih

Agustus

(-65)-(-66)

1.757

1.659

0.098

September

(-63)-(-65)

1.632

1.584

0.048

Oktober

(-61)-(-63)

1.589

1.515

0.074

November

(-59)-(-61.5)

1.403

1.350

0.053

Desember

(-52)-(-56)

1.018

1.004

0.014

Januari

(-54)-(-58)

1.168

1.143

0.025

Februari

(-58)-(-61)

1.297

1.255

0.042

Maret

(-56)-(-60)

1.227

1.199

0.028

April

(-54)-(-58)

1.168

1.143

0.025

Mei

(-58.5)-(-61)

1.379

1.327

0.052

Juni

(-59)-(-62)

1.432

1.373

0.059

Juli

(-60)-(-62.5)

1.513

1.448

0.065

Kesimpulan

Berdasarkan hasil simulasi fluktuasi muka air tanah dan analisis kestabilan lereng

didapatkan kesimpulan yaitu fluktuasi MAT setiap bulannya mengalami perubahan diakibatkan

perbedaan nilai curah hujan. Hasil simulasi Visual Modflow Flex menunjukkan bahwa pada bulan

Agustus dengan elevasi MAT -65 sampai -66 mdpl merupakan elevasi terendah sedangkan pada

bulan Desember merupakan elevasi MAT tertinggi yaitu -52 sampai 56 mdpl. Elevasi muka air

tanah sangat mempengaruhi nilai faktor keamanan lereng. Hasil FK pada bulan Agustus yang

merupakan elevasi MAT terendah yaitu -65 sampai -66 mdpl menghasilkan nilai FK 1.757

(Morgenstern-Price) dan FK 1.659 (Janbu) yang berarti kondisi lereng tersebut aman. Sedangkan

pada bulan Desember yang merupakan elevasi MAT tertinggi -52 sampai -56 mdpl menghasilkan

nilai FK 1.018 (Morgenstern-Price) dan 1.008 (Janbu) yang berarti kondisi lereng tersebut tidak

aman. Nilai faktor keamanan yang dihasilkan dari metode morgenstern-price dan janbu memiliki

selisih rata-rata 0,050 dengan nilai yang dihasilkan metode Morgenstern-Price lebih tinggi

daripada nilai yang dihasilkan metode Janbu karena metode Morgenstern-Price memperhitungkan

semua syarat kesetimbangan yaitu kesetimbangan gaya dan momen.

Misbahuddin Tri Susanto, Venty Rezki Cahyani, Muhammad Akbar Musseng, Aenul

Ali Alif Syam dan Alief Silondae

189 Jurnal Indonesia Sosial Teknologi, Vol. 3, No. 1, Januari 2022

Bibliografi

Achmad, F. (2010). Studi identifikasi penyebab longsor di Botu. Saintek Ejurnal UNG, 5(1), 84–

95.

Amarullah, I. N., & Zardi, M. (2019). Pengaruh Penambahan Limbah Karbit Terhadap Stabilisasi

Tanah Daerah Rawa. Jurnal Teknik Sipil Unaya, 5(1), 1–9.

Arjaya, H. S., Pratiwi, E. B., Hardiyati, S., & Atmanto, I. D. (2013). Perkuatan Lereng Pada

Menara Sutt Sta 19+ 255 Jalan Tol Semarang–Solo Seksi Tinalun–Lemah Ireng. Jurnal

Karya Teknik Sipil, 2(2), 251–263.

Hafiyyan, Q. (2017). Dinamika aliran air tanah pada lahan rawa pasang surut. JeLAST: Jurnal

PWK, Laut, Sipil, Tambang, 4(4).

Handayani, T., Wulandari, S., & Wulan, A. (2014). Pengaruh muka air tanah terhadap kestabilan

lereng menggunakan geoslope/w 7.12. Prosiding KOMMIT.

Metriani, R., Anaperta, Y. M., & Saldy, T. G. (2019). Analisis Balik Kestabilan Lereng Dengan

Menggunakan Metode Bishop yang disederhanakan Pada Front II Existing Tambang Quarry

PT. Semen Padang, Sumatera Barat. Bina Tambang, 4(4), 49–58.

Murniati, R. T., Purwoko, B., & Syafrianto, M. K. (2020). Analisis kestabilan lereng pada

tambang quarry di PT. Total Optimal Prakarsa (TOP), Desa Peniraman, Kalimantan Barat.

JeLAST: Jurnal PWK, Laut, Sipil, Tambang, 7(3).

Pangemanan, V. G. M., Turangan, A. E., & Sompie, O. B. A. (2014). Analisis kestabilan lereng

dengan metode fellenius (studi kasus: kawasan citraland). Jurnal Sipil Statik, 2(1).

Prawijaya, T. I. (2014). Faktor Sosial Budaya Masyarakat Petani Mempengaruhi Tidak

Diterapkannya Sistem Terasering (Sengkedan) Dalam Pertanian. Journal Pendidikan

Geografi FIS Unesa Vol, 2.

Rusdiana, O., & Lubis, R. S. (2012). Pendugaan korelasi antara karakteristik tanah terhadap

cadangan karbon (carbon stock) pada hutan sekunder. Jurnal Silvikultur Tropika, 3(1).

Saifudin, A. (2014). Senyawa alam metabolit sekunder teori, konsep, dan teknik pemurnian.

Deepublish.

Wardana, I. G. N. (2011). Pengaruh perubahan muka air tanah dan terasering Terhadap perubahan

kestabilan lereng. Jurnal Ilmiah Teknik Sipil, 15(1).