KARAKTERISASI LIMBAH TAMBANG EMAS RAKYAT DIMEMBE KABUPATEN MINAHASA UTARA

Characterization of the Traditional Gold Mining in Dimembe, North Minahasa

Herry Sumual

Dosen Jurusan Elektro, Fakultas Teknik, UNIMA Manado

 

 

ABSTRAK

Proses pengolahan emas secara tradisional yang diterapkan di wilayah pertambangan Dimembe menggunakan teknologi sederhana dengan merkuri sebagai bahan penangkap emas melalui proses amalgamasi. Proses penangkapan ini cenderung berdampak negatif terhadap lingkungan sekitar karena pada setiap tahapan proses memungkinkan terjadi degradasi logam berat yang ada, sehingga dikhawatirkan dapat mencemari lingkungan. Salah satu teknologi yang dapat diterapkan untuk meminimalisasi kandungan logam berat yang terkandung dalam limbah adalah menggunakan tumbuhan sebagai agen biofiltrasi, sehingga dengan mengetahui kandungan unsur-unsur makro nutrient yang terkandung dalam limbah menggambarkan kemungkiman pemanfaatan tumbuhan air sebagai agen biofiltrasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara keseluruhan limbah tambang mengandung logam berat berupa Hg, As, Pb yang melampaui ambang batas baku mutu lingkungan, selain itu mengandung hara makro yang memungkinkan tumbuhan air tumbuh dalam air limbah tersebut.

Kata kunci: limbah tambang, logam berat, makro nutrient

ABSTRACT

Traditional gold mining process applied at mining areas in Dimembe used the simple technology, namely mercury, as an absorption agent through amalgam process. Catching process is tend to create any negative impacts in surrounding environment, while at the every steps was possibly occur to degrade a heavy metal and predicted that will pollute environment. One of the technology used to minimize heavy metal in waste water is using plant as an biofiltrasi agent. With knowing the macro parts of nutrient in waste water show the possibility of utilization of water plant as an biofiltration agent. Research result shows that overall mining water consist of heavy metal as Hg, As, Pb which over the environmental standar, excepted consist of macro nutrient which can support aquatic plant growth in those wastewater.

Key words: Mining waste, heavy metal, macro nutrient

PENDAHULUAN

Kegiatan pertambangan emas yang dilakukan oleh masyarakat yang ada di wilayah Kecamatan Dimembe Kabupaten Minahasa Utara telah berlangsung sejak tahun 1985 sampai sekarang. Kegiatan pertambangan ini dilakukan secara tradisional, dimana proses pengolahannya tidak menggunakan teknologi yang tinggi dan hanya menggunakan peralatan yang sangat sderhana. Proses pengolahan emas ini dilakukan dengan mengikuti beberapa tahapan antara lain penggalian batuan, pengolahan, dan pembuangan limbah. Setiap tahapan proses ini secara ekologi membawa dampak yang dapat mengganggu keseimbangan lingkungan, sehingga perlu langkah-langkah yang bijaksana dalam penanganannya sehingga resiko terhadap kerusakan lingkungan dapat diminimalisasi.

Salah satu daerah pembuangan air limbah pertambangan rakyat yang berlangsung di daerah kecamatan Dimembe adalah lahan yang ada di sekitar lokasi pengolahan yang selanjutnya mengalir menuju ke sungai sehingga makin lama terjadi akumulasi kandungan logam dan material lainnya yang terkandung di dalam limbah sehingga lama-kelamaan ekosistim sungan juga terganggu. Sebagai suatu ekosistim, sungai merupakan suatu tempat yang  menjadi sasaran pembuangan limbah sehingga mengakibatkan tingkat pencemaran semakin tinggi yang pada akhirnya pencemaran tersebut mempengaruhi kehidupan biota air yang ada di dalamnya. Fardiaz (1992) mengemukakan bahwa air sering tercemar oleh komponen-komponen anorganik antara lain logam berat yang berbahaya. Penggunaan logam-logam berat ini untuk keperluan sehari-hari secara langsung atau tidak langsung, sengaja atau tidak sengaja, sengaja tapi tidak langsung, telah mencemari lingkungan, dimana beberapa jenis tertentu telah mencemari lingkungan melebihi ambang batas bagi kehidupan. Logam-logam pencemar tersebut antara lain merkuri (Hg), timbal (Pb), arsenik (As), kadmium (Cd), kromium (Cr), dan nikel (Ni) merupakan logam-logam yang dapat terakumulasi dalam tubuh suatu organisme dan akan tetap tinggal dalam tubuh dalam jangka waktu lama sebagai racun.

Pertambangan emas tradisional merupakan salah satu kegiatan ekonomi masyarakat di mana para penambang memperoleh penghasilan yang cukup dari aktifitas tersebut. Di pihak lain, kegiatan pertambangan ini berpotensi mencemari lokasi dan lingkungan sekitarnya karena penerapan teknologi yang sederhana seperti penggunaan merkuri sebagai pengikat unsur emas dalam proses amalgamasi. Pencemaran tersebut terjadi ketika sebagian merkuri yang digunakan sebagai bahan pengikat unsur emas, terbuang bersama air limbah pencucian ke lokasi pembuangan baik di tanah maupun di air sungai. Untung dan Achmad (1999) mengemukakan bahwa air limbah dari penirisan tambang emas bersifat asam dan mengandung logam berat. Kadar asam (pH) air tersebut berkisar antara 1,99 - 2,06. Konsentrasi tembaga berkisar antara 2,49 - 3,17 mg/l, seng antara 39,21 - 98,20 mg/l dan timbal antara 0,16 - 1,25 mg/l, sedangkan batuan yang digunakan sebagai penutup mengandung berbagai jenis logam antara lain tembaga 0,007 - 0,056%. Pb 0,009 - 0,09%, Fe total 6,93 - 34,4%.

Rumengan et al. (2004) menge-mukakan bahwa berdasarkan kegiatan pemantauan pada bulan Mei dan Juni 2000 serta Mei dan Juni 2001 ternyata sudah terjadi akumulasi merkuri pada sedimen dan bioakumlasi pada ikan dan moluska di daerah-daerah aliran sungai yang menerima buangan limbah pengolahan emas terutama di muara sungai Talawaan (salah satu sungai di kecamatan Dimembe). Kadar total merkuri di tempat yang yang menerima buangan limbah telah mencapai tiga kali ambang batas, total Hg pada moluska bahkan mencapai 0,5 mg/kg, dan pada ikan sudah terdapat sembilan ekor yang mengandung total merkuri 0,5 mg/kg berat basah.

Berdasarkan data di atas menunjuk-kan bahwa pencemaran di sekitar daerah pertambangan emas termasuk pada sungai yang mengalir di sekitarnya merupakan masalah serius dan perlu segera ditangani. Keadaan ini memerlukan tindakan penanganan yang bijaksana agar supaya ancaman terhadap lingkungan dapat diminimalisasi. Selain itu keadaan ling-kungan yang tercemar akan mengancam kehidupan flora dan fauna yang ada di sekitarnya. Ancaman ini terjadi karena pada ekosistem, di mana organisme itu hidup, terjadi aliran rantai makanan sehingga melalui rantai makanan akan terjadi aliran bahan pencemar yang pada saatnya akan tiba pada manusia sebagai bagian dari ekosistem tersebut. Masuknya merkuri dalam tubuh manusia akan menjadi ancaman serius bagi kesehatan terutama penyakit yang diakibatkan oleh logam berat. Mukono (2004) menge-mukakan bahwa terdapat beberapa pe-nyakit yang diakibatkan oleh pencemaran merkuri seperti mercurilialism, minamata disease, mad hetter’ disease.

Kegiatan pertambangan emas rakyat telah memberi kontribusi bagi penyerapan tenaga kerja dan secara langsung juga berdampak pada peningkatan kesejahteraan masyarakat sekitar daerah pertambangan. Berdasarkan data di kecamatan Dimembe Juli 2004 terdapat 1994 buah tromol dan menyerap tenaga kerja penambang sebanyak 2500 - 3000 orang per hari. Menurut Langkubi (2004) bahwa kegiatan penambangan telah meningkatkan pendapatan bagi masyarakat. Berdasarkan perhitungan besarnya putaran uang yang beredar di kecamatan Dimembe dari kegiatan pertambangan emas rakyat tersebut mencapai nilai minimal Rp. 30 milyar pertahun

Tujuan penelitian ini adalah untuk:  (1) mengetahui kandungan logam berat ( Hg, As, Pb) pada limbah tambang emas di Kecamatan Dimembe; (2) mengetahui kandungan nutrisi (N,P,K) pada air limbah tambang emas rakyat di kecamatan Dimembe.

METODE PENELITIAN

Karakterisasi limbah dilakukan dengan menggunakan metode deskiptif analitik yaitu suatu usaha untuk menggambarkan bagaimana karakteristik limbah dengan cara menganalisis limbah pengolahan emas yang terdapat disekitar wilayah penambangan. Karakterisasi diarahkan untuk mengetahui bagaimana konsentrasi logam berat dan nutrisi yang terkandung di dalam limbah. Logam berat diutamakan pada merkuri (Hg), arsen (As), dan timbal (Pb). Sedangkan nutrisi tumbuhan diutamakan pada unsur nitrogen, fosfor dan kalium. Sugiharto (1987) mengemukakan bahwa untuk mengetahui lebih luas tentang air limbah, maka perlu kiranya diketahui juga secara detail mengenai kandungan yang ada di dalam air limbah, serta sifat-sifat logam yang terdapat di dalamnya

Waktu dan Tempat

Penelitian ini dilaksanakan selama 2 bulan yaitu September 2009 s/d Oktober 2009. Tempat pengambilan sampel di lokasi pengolahan tambang emas Dimembe, analisis sampel dilaksanakan di balai riset dan standarisasi industri dan perdagangan Manado.

Alat dan Bahan

Alat yang dibutuhkan adalah seperangkat instrumen pengujian dengan metode AAS, 3 botol penampungan sampel limbah yang telah disterilkan dengan asam NaCl, alat pengambil sampel air, kamera, kotak penampungan botol. Bahan yang dibutuhkan adalah air limbah yang diambil dari buangan pengolahan emas tradisional.

Prosedur  Kerja

Air limbah buangan pengolahan emas tradisional ditampung pada 1 (satu) botol penampungan yang telah disiapkan sebagai sampel pengujian. Selanjutnya sampel air limbah tersebut dibawa ke laboratorium untuk diuji karakteristik limbah. Pengujian dilakukan menggunakan metode AAS dengan tujuan untuk menguji kandungan logam berat berupa total merkuri (Hg), arsen (As), dan timah (Pb). Selain itu dilakukan pengujian tentang kandungan nutrisi tumbuhan berupa natrium, fosfor, dan kalium.

Pengamatan

Sampel air limbah yang telah dibawa ke laboratorium diuji/dianalisis kandungan logam berat merkuri (Hg), arsen (As), Pb, dan nutrisi tumbuhan berupa N. P. K. Parameter pengamatan yaitu bagaimana konsentrasi merkuri, timbal, dan arsen, serta bagaimana konsentrasi unsur natrium, fosfor, dan kalium yang terdapat di dalam air limbah.

Analisis data

Kandungan Logam berat limbah

Untuk mengetahui kandungan logam berat yang terkandung di dalam limbah, dilakukan pengujian kandungan logam berat berupa merkuri (Hg), Arsen (As), timah (Pb). Pengujian ini menggunakan metode atomic absorbption spectroscopy (AAS). Karakterisasi limbah dilakukan dengan tujuan  agar peneliti mendapatkan gambaran bagaimana kandungan logam berat yang ada di dalam limbah, serta kandungan nutrisi tumbuhan air yang terkandung di dalam limbah.

Hasil analisis laboratorium me-nunjukkan bahwa air limbah tambang emas tradisional mengandung logam berat masing-masing berupa merkuri (Hg) 9,03 ppm, arsen (As) 0,09 ppm , dan timbal (Pb) 0,06 ppm. Konsentrasi logam berat dalam limbah pengolahan tambang emas tradisional ini  telah mengandung logam berat sebagai pencemar dengan konsentrasi masing-masing melewati ambang batas baku mutu lingkungan.

Tabel 1. Kandungan logam berat dalam limbah

Jenis logam berat	Total (mg/l)
Merkuri( Hg)	9,03
Arsen (As)	0,09
Timbal (Pb)	0,06

 

Kandungan  nutrisi

Kandungan nutrisi di dalam air akan sangat menentukan apakah tumbuhan dapat tumbuh pada kondisi air yang ada di dalamnya. Data tentang kandungan nutrisi yang terkandung di dalam air limbah akan dapat menggambarkan apakah kondisi lingkungan air memungkinkan untuk ditumbuhi tumbuhan atau tidak. Pe-manfaatan tumbuhan sebagai agen biofiltrasi akan dapat ditentukan berdasarkan kandungan air limbah yang ada. Limbah yang berasal dari lokasi pengolahan limbah dibawa ke laboratorium untuk dianalisis kandungan nutrisinya dengan menggunakan metode AAS. Kandungan  nutrisinya di utamakan pada unsur N, P, K. Berasarkan hasil analisis menunjukkan bahwa limbah tambang emas tradisional mengandung unsur-unsur makro nutrient berupa nitrogen (N)545 mg/l, foefat (P) 25,58 mg/l, kalium (K) 11,67 Mg/l.

Tabel 2. Kandungan nutrisi dalam limbah

Jenis Nutrisi	Total (mg/l)
Natrium (N)	545
Phosfat (P)	25,58
Kalium (K)	11,67

Hasil pengujian ini menunjukkan bahwa limbah yang diuji, walaupun sudah tercemar logam berat, tetapi masih dapat menyediakan nutrisi untuk tumbuhan air. Selain itu pengujian ini membuktikan bahwa untuk menanggulangi pencemaran di dalam air tersebut dapat menggunakan teknologi biofiltrasi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Usaha mengadakan karakterisasi dilakukan karena diduga limbah buangan ini telah mengandung logam berat akibat dari sistim pengolahan tambang secara tradisional. Sugiharto (1987) menge-mukakan bahwa untuk mengetahui lebih luas tentang air limbah, maka perlu kiranya diketahui juga secara detail mengenai kandungan yang ada di dalam air limbah, serta sifat-sifat logam yang terdapat di dalamnya.  Penelitian yang dilakukan terhadap air limbah yang dibuang setelah digunakan sebagai pencuci pada pengo-lahan tambang emas tradisional. Dari hari analisis laboratorium dengan metode AAS ternyata kandungan logam merkuri adalah 9,035 ppm. Konsentrasi ini telah jauh melampaui ambang batas baku mutu air sungai sehingga sebelum dilepas ke lingkungan perlu adanya perlakuan (treatment) secara khusus agar kandungan logam berat dapat diminimalisasikan. Seperti diketahui bahwa air limbah dari kegiatan proses penambangan akan dibuang ke lingkungan sekitar baik di daratan, maupun dibuang langsung ke badan sungai. Menurut Kep.Men.LH bahwa baku mutu lingkungan untuk air yang digunakan untuk persawahan (sungai) adalah 0,002 ppm.

Konsentrasi logam berat berupa merkuri, arsen, dan timbal yang terdapat pada air limbah menunjukkan bahwa limbah tambang emas tradisional ini berpotensi untuk mencemari lingkungan sekitar. Khusus untuk merkuri potensi ini sangat tinggi mengingat air sungai Talawaan ini dimanfaatkan oleh masyarakat sekitar untuk mengairi sawah dan peternakan ikan tawar. Akibat dari kegiatan pembuangan ke sungai yang dilakukan selama ini, maka sungai Talawaan dewasa ini terancam tercemar merkuri. Rumengan et al (2004) mengemukakan bahwa berdasarkan hasil pemantauan pada tahun 2003, konsentrasi total merkuri di sungai Talawaan yang melewati daerah-daerah pengolahan emas relatif tinggi dibanding dengan sungai- sungai lainnya yang tidak melalui daerah kegiatan pengolahan emas tradisional. Tingginya kandungan merkuri yang terdapat di aliran sungai sungai Talawaan yang melewati daerah penambangan dimungkinkan karena akumulasi limbah dari beberapa titik lokasi pengolahan yang ada di sekitar wilayah penambangan. Data dari pemerintah kecamatan Dimembe juli 2004 menunjukkan bahwa terdapat 1994 buah tromol beroperasi tiap hari dengan masing-masing menggunakan 1-2 kg merkuri per hari sehingga kira-kira terdapat 200 ton merkuri yang digunakan setiap tahun Selanjutnya Limbong dkk (2004) mengemukakan estimasi junlah merkuri yang mencemari lingkungan dari penambangan emas di Kecamatan Dimembe adalah 11.232 kg-14.040 kg setiap tahunnya.  Namun demikian air sumur yang menjadi sumber air minum yang berada di daerah pengolahan tambang emas belum tercemar. Berdasarkan hasil analis kandungan merkuri di dalam air sumur adalah 0.00082 ppm jauh ai bawah baku mutu air minum yaitu 0,001.ppm yang artinya air sumur yang ada di sekitar lokasi pengolahan tambang emas tradisional masih layak untuk di konsumsi.

Penelitian lain yang telah dilakukan sebagai kegiatan awal adalah menguji nutrisi tumbuhan yang terdapat di dalam limbah. Pengujian ini penting mengingat penelitian ini menggunakan tumbuhan air sebagai agen bioremediasi. Kegiatan remediasi ini membutuhkan kondisi yang memungkinkan tumbuhan dapat hidup selang waktu tertentu untuk kegiatan penyerapan (absorbsi) logam pencemar. Canter, Larry 1997) mengemukakan bahwa langkah awal yang perlu dilakukan untuk menangani air permukaan adalah mengidentifikasi kualitas dan kuantitas air yang akan menjadi obeyek perlakuan. Hasil analisis ternyata bahwa air limbah mengandung unsur-unsur nutrisi terutama N, P K yang cukup untuk pertumbuhan. Nitrogen, fosfor bersama-sama dengan karbon merupakan nutrisi utama untuk pertumbuhan . Unsur-unsur ini apabila memasuki lingkungan air akan berperan penting pada pertumbuhan terutama pada organisme yang tumbuh di air. Apabila terlepas dalam jumlah yang melebihi kebutuhan dapat pula berperan dalam penangulangan polusi yang terjadi di sekitarnya.

KESIMPULAN

1.         Limbah tambang emas tradisional mengandung logam berat berupa merkuri, timah, dan arsen dengan konsentrasi yang melebihi baku mutu lingkungan.

2.         Limbah tambang emas mengandung nutrisi tumbuhan berupa N, P, K sehingga bahan pencemar yang terdapat dalam limbah dapat ditanggulangi dengan menggunakan tumbuhan air sebagai agen bio-remediasi.

DAFTAR PUSTAKA

Ariens,  E.,J., Mutschler E., Simonis A.M.,1993. PengantarToksikologi Umum. Gajah Mada Press, Yogyakarta.

Assa, I., 2003. Tingkat Keracunan Merkuri pada Pekerja Tambang di Desa Talawaan Kecamatan Dimembe. Tesis. Universitas Sam Ratulangi, Manado.

Bapedalda Sulut, 2002. Penelitian Tentang Limbah Merkuri di Propinsi Sulawesi Utara Selang 2002 sampai 2001.Sub.Bidang Pengendalian Pencemar Air, Bapedalda, Manado

Chen,W.Y., Anderson Paul R., Zholsen, M. T. Recovery and Recycle of Metals From Wastewater With a Magnetite-based adsorption Process. Jurnal Research Journal WPCF, Volume 63 No. 7 Tahun 1991

Chon-Lin, Lee., Tsen C.Wang., Ching-ku Lin., Hin-Kiu Mok., 1999. Heavy Metals Removal by a Promising Locally Available Aquatic Plant, Najas Graminea Del., In Taiwan. Jurnal Wat. Sci. Tech. Vol. 39, No. 10-11, 1999

Crites and Tchobanoglous., 1998.  Small and Decentralized Wastewater Management Systems. McGraaw-Hill, California

Connell, Des W., 1995. Bioakumulasi Senyawaan Xenobiotik. UI- Press, Jakarta

Dickman, D.I., Stuart, K.W., 1983. The Culture of Poplars in Eastern North America Departement of Foresty, Michigan State University, Michigan

Eckenfelder.W.W. Jr., 2003. Industrial Water Pollution Control. Mc Graw Hill, New York

EPA. 1997. Capsule Report. Aqueous Mercury Treatment. Washington DC.

EPA. 1992. Manual Wastewater Treatment/Disposal for Small Communities. September 1992. Washington DC

Eldowney  Mc. S., Hardman, D.J. Waite. 1993. Ecology and Biotreatment, pp 48-58. Longman Singapore Publisher Pte.Ltd., Singapore

Fardiaz, S. 1992. Polusi Air dan Udara. Kanisius, Yogyakarta

Gary, N.F. 1989. Biology of Wastewater Treatment. Oxford University Press, Oxford

Gwozdz, E.A., R. Przymusinski, R. Rucinska, and J. Deckert. 1997. Plant cell responses to heavy metals: molecular and physio-logical aspects. Acta Physiol Plant. 19: 459-465

Ismoyo, I, H dan Rijaluzzaman (penyunting), 1995. Kamus Istilah Lingkungan. Penerbit Bina Rena Pariwara, Jakarta

Kamagi W.A.  Potensi dan Permasalahan Pertambangan Emas Rakyat  di Sulawesi Utara. Makalah: Seminar Pertambangan Rakyat Tingkat Nasional. Jakarta, 28-29 Juni 1989

Kambey, J.L. 2002. Influence of Illegal Gold Mining on Mercury Level In Fish Of Tatelu Area, North Sulawesi, Indonesia. Thesis. Universitas Sam Ratulangi, Manado

Langkubi, O. 2004. Usaha Pemerintah Dalam Mengatasi Dampak Pen-cemaran Pertambangan Rakyat Di Kecamatan Dimembe. Makalah. Seminar Masalah dan Solusi Penembangan emas Di Kematan Dimembe September 2004.

Limbong, D.  2004. Dampak Potensial Aktivitas Penambangan Emas Rakyat di Kecamatan Dimembe Terhadap Kesehatan Masyarakat. Makalah. Seminar Masalah dan Solusi Penembangan emas Di Kematan Dimembe September 2004.

Metdof dan Eddy. 2003. Wastewater Enginering, Treatment and Reuse. Mc Graw Hill, New York, hal.77-79

Mc.Eldowney, S., Hardman, D.J. and Waite, S. 1993. Pollutan, Ecology and Biotreatment. Longman Singapore Publisher ltd., Singapore

Mukono, H. J. 2000. Prinsip Dasar Kesehatan Lingkungan. Airlangga University Press, Surabaya

Mukono H. J. 2004. Toksikologi Limbah Berbahaya dan Beracun (B3) Khususnya Logam Berat Timbal (Pb),Merkuri (Hg),dan Cadmium (Cd) serta Dampaknya Terhadap Kesehatan. FKM Unair, Surabaya

Palar, H. 1994. Pencemaran & Toksikologi Logam Berat. Rineke Cipta, Jakarta.

Prawinata, W., Haran, S. Tjondronegoro, P. 1991. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Institut Pertanian Bogor, Bogor

Rumengan I.F.M. 2004. Dampak Biologi dari Pertambangan Emas Rakyat di Daerah Aliran Sungai Talawaan, Manahasa Utara. Makalah. Seminar masalah dan solusi penambangan emas di Kecamatan Dimembe 9 September 2004.

Retno Damayanti, Selinawati T.D, Djuarsih. Pemanfaatan Abu Batubara Untuk Penetral Limbah Air Asam Tambang. Jurnal Kimia Lingkungan Vol. 2., No.1., Tahun 2000

Salisbury, F.B dan Rose C.W., 1985. Plant Physiology. Wadsworth Publishing Company, California

Sastrawijaya, A., T., 1991. Pencemaran Lingkungan. Rineka Cipta,  Jakarta.

Slamet, J, S., 1994. Kesehatan Lingkungan. Gajahmada University  Press, Yogyakarta

Sugiharto, 1997. Dasar-dasar Pengelolaan Air Limbah. UI Press, Jakarta

Surtiningsih T., 1997. Bioremidiasi Cd dan Ketersediaan P Batuan Fosfat Oleh Cendawan Ektomikorhiza (Pisolithus tinctorius dan Suillus granulatus) Dalam Kultur Murni. Jurnal. Penelitian Hayati Vol. 3. No. 2 Thn 1997, Surabaya

Untung S.R., Yayat Achmad Nur, 1999. Inventarisasi Masalah  Lingkungan Pertambangan Emas Rakyat di Daerah Wonogiri. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi,  Jakarta

Wardhana , W, A., 1995. Dampak Pencemaran Lingkungan. Penerbit  Andi Offset, Yogyakarta

Washington Tambunan., Amal Ginting, 2000. Mercury Utilization and  Its Environmental Risk.  Indonesian Minning Journal, Journal  Vol. 6 No. 3 Oktober 2000

Watanabe, M., 1997. Phytoremediation on the Brink of Commercialization. Environ. Sci. Technol. 31:182A-186A

 

[ Read More ]

BENCANA ALAM TANAH LONGSOR PERSPEKTIF ILMU GEOTEKNIK

Oleh:

Prof. Dr. Ir. Kabul Basah Suryolelono, Dip.H.E., D.E.A.

Yang   terhormat Ketua dan para Anggota Majelis Wali Amanat Universitas Gadjah Mada,

Yang terhormat Rektor dan para Wakil Rektor Universitas Gadjah Mada,

Yang terhormat Ketua, Sekretaris, dan Anggota Majelis Guru Besar, Universitas Gadjah Mada,

Yang   terhonnat Ketua, Sekretaris, dan Anggota Senat Akademik Universitas Gadjah Mada,

Yang terhormat segenap Sivitas Akademika Universitas Gadjah Mada,

Yang terhormat para Para tamu undangan dan hadirin yang saya honnati,

Assalamu'alaikum wa rahmatullahi wa barakatuh,

Pertarna‑tarna perkenankanlah saya mernanjatkan puji syukur ke hadirat Allah yang Maha Pengasih dan Maha Penyayang, karena limpahan berkah dan rahmat‑Nya‑lah, pada hati ini saya dapat menyarnpaikan pidato pengukuhan jabatan Guru Besar. Pada kesern­patan yang sangat baik ini, saya ingin menyarnpaikan terima kasih

kepada ibu serta bapak sekalian atas kesediaannya hadir untuk mengikuti upacara ini. Pada kesempatan ini pula saya dengan segala kerendahan hati, akan menyarnpaikan uraian tentang Bencana Alam Tanah Longsor Perspektif Ilmu Geoteknik

Hadirin yang terhonnat,

Ilmu teknik sipil dewasa ini telah berkembang dernikian luas, antara lain dalain bidang teknik konstruksi, hidro, transportasi, ling­kungan, hingga yang berkaitan dengan bidang ilmu lain seperti bahan konstruksi teknik, yang menitik beratkan pada masalah bahan‑bahan yang digunakan untuk konstruksi bangunan; geornaterial, yang lebih berkonsentrasi pada bangunan yang berasal dari bahan tanah dan batuan; teknik sipil tradisional, yang berkaitan bangunan‑bangunan tradisional dan tingkat budaya masyarakat kita. Selain itu, bidang geo­teknik, yang merupakan bidang ilmu tersendiri dan menitikberatkan pada aplikasi teknik sipil dalam masalah‑masalah yang berhubungan dengan sifat mekanis tanah dan batuan (Suryolelono, 1996a). Geo­teknik sebenamya merupakan gabungan beberapa disiplin ilmu yaitu mekanika, yang mempelajari karakteristik mekanis atau tingkah laku massa benda, bilamana dikenai gaya; bahan, yang mernpelajari karak­teristik fisis (ukuran butiran, komposisi, gesekan, lekatan, kepadatan, permeaWlitas, dan sifat plastisnya); hidraulika, yang mempelajari karakteristik hidraulisnya terutama berkaitan dengan aliran air melalui media porus; dan lingkungan, yang mempelajari pengaruh/dampaknya terhadap lingkungan.

Geoteknik itu sendiri terdiri atas dua bidang pokok, yaitu ilmu dasar dan aplikasinya (Holtz dan Kovacs, 1981). limu dasar dalam bidang geoteknik adalah mekanika tanah (soil mechanics), yang mempelajari sifat‑sifat fisis dan mekanis tanah; mekanika batuan (rock mechanics), yang mempelajari sifat‑sifat fisis dan mekanis batuan, serta geologi teknik (engineering geology), sedangkan aplikasi ilmu. dasarnya adalah teknik fondasi (foundation engineering), yang mempelajari fondasi dari berbagai bangunan baik bangunan gedung dari tingkat sederhana sampai dengan bangunan tinggi, bangunan air, bangunan lepas pantai, bangunan jalan, lapangan terbang, dermaga dan lain‑lain; teknik batuan (rock engineering), yang seperti teknik fondasi namun orientasi fondasi tidak pada tanah tetapi pada batuan (konstruksi terowongan, pusat tenaga listrik bawah muka tanah, reservoir bahan energi bawah muka tanah, atau suatu galian dalam, dan lain‑lain); stabilitas lereng, yang mempelajari tentang kondisi lereng dalam keadaan labil atau mantab, lereng dalam sekala kecil maupun besar, lereng alam atau buatan, dalam tinjauan dua dimensi atau tiga dimensi, serta mitigasi dan penanggulangannya.

Hadirin yang saya hormati,

Akhir‑akhir ini, sering te~adi bencana tanah longsor, yang dikaitkan dengan datangnya musim hujan. Bencana tanah longsor (landslides) pada tahun lalu maupun di saat musim penghujan sekarang ini, banyak terjadi di Indonesia seperti di daerah Cilacap, Purworejo, Kulonprogo, Jawa Tengah, Jawa Barat, Jawa Timur, Kalimantan Timur, Surnatera dan lokasi lainnya di tanah air, bahkan tedadi di tengah kota seperti di Jakarta, Semarang, Jogjakarta dan di kota lainnya. Peristiwa tanah longsor atau dikenal sebagai gerakan massa tanah, batuan atau kombinasinya, sering terjadi pada lereng­lereng alam atau buatan, dan sebenarnya merupakan fenomena alam, yaitu alarn mencari keseimbangan baru akibat adanya gangguan atau faktor yang mempengaruhinya dan menyebabkan te~jadinya pengu­rangan kuat geser serta peningkatan tegangan geser tanah (Anonim, 2000).

Kontribusi pengurangan kuat geser tanah pada lereng alam yang mengalami longsor disebabkan oleh faktor yang dapat berasal dari alam itu sendiri, erat kaitannya dengan kondisi geologi antara lain jenis tanah, tekstur (komposisi) dari pada tanah pembentuk lereng sangat berpengaruh terjadinya longsoran, misalnya sensivitas sifat­sifat tanah lempung, adanya lapisan tanah shale, loess, pasir lepas, dan bahan organik. Bentuk butiran tanah (bulat, ataupun tajam) berpengaruh terhadap friksi yang terjacli dalam tanah, pelapisan tanah, pengaruh gempa, geomorfologi (kemiringan daerah), iklim, terutama hujan dengan intensitas tinggi atau seclang, dengan durasi yang lama di awal musim hujan, atau menjelang akhir musim hujan, menimbul­kan perubahan parameter tanah yang berkaitan dengan pengurangan kuat gesernya. Pada batuan pengurangan kuat geser dapat diakibatkan oleh adanya diskontinuitas, sifat kekakuan, arah bedding,joint, orien­tasi lereng, derajat sementasi batuan misalnya konglomerat, batuan pasir, breksi, dan lain‑lain. Variasi muka air di reservoir bendungan seperti yang terjadi pada bendungan Vaiont di Italia, merupakan salah satu contoh penyebab lemahnya bidang kontak pelapisan batuan (bedding) pembentuk lereng di sekitar waduk (reservoir) dengan orientasi miring ke arah waduk. Selain tekstur tanah, pengaruh fisik dan kimia dapat mempengaruhi, terhadap pengurangan kuat geser. Pengaruh fisik antara lain lemahnya retakan‑retakan yang terjadi pada tanah lempung, hancurnya batuan breksi (disintegrasi) akibat perubah­an temperatur, proses hidrasi terutama pada jenis tanah lempung berkaitan dengan meningkatnya tegangan air pori, oversaturation lapisan tanah berbutir halus (loess). Pengaruh kimia dapat diakibatkan oleh larutnya bahan semen dalam batuan pasir dan konglomerat.

Kontribusi peningkatan tegangan geser disebabkan oleh banyak faktor antara lain phenomena variasi gaya intergranuler yang diakibatkan oleh kadar air dalam tanah/batuan yang menimbulkan tedadinya tegangan air pori, serta tekanan hidrostatis dalam tanah meningkat. Variasi pembentuk batuan dan tekstur tanah, retakan‑retakan yang terisi butiran halus, diskontinuitas, pelapukan dan hancurnya batuan yang menyebabkan lereng terpotong‑potong, atau. tersusunnya kem­bali butiran‑butiran halus.

Faktor lain yang berpengaruh adalah bertambah berat beban pada lereng dapat berasal dari alam itu sendiri, antara lain air hujan yang berinfiltrasi ke dalam tanah di bagian lereng yang terbuka (tanpa penutup vegetasi) menyebabkan kandungan air dalam tanah mening­kat, tanah menjadi jenuh, sehingga berat volume tanah bertambah dan beban pada lereng semakin berat. Pekerjaan timbunan di bagian lereng tanpa memperhitungkan beban lereng dapat menyebabkan lereng menjadi rawan longsor. Pengaruh hujan dapat te~adi di bagian lereng­lereng yang terbuka akibat aktivitas mahluk hidup terutama berkaitan dengan budaya masyarakat saat ini dalam memanfaatkan alam berkait­an dengan pemanfaatan lahan (tata guna lahan), kurang memperhati­kan pola‑pola yang sudah ditetapkan oleh pernerintah. Penebangan hutan yang seharusnya tidak diperbolehkan tetap saja dilakukan, sehingga lahan‑lahan pada kondisi ler'eng dengan geomorphologi yang sangat miring, menjadi terbuka dan lereng menjadi rawan longsor. Kebiasaan masyarakat dalam mengembangkan pertanian/perkebunan tidak memperhatikan kemiringan lereng, pembukaan lahan‑lahan baru di lereng‑lereng bukit menyebabkan permukaan lereng terbuka tanpa pengaturan sistem tata air (drainase) yang seharusnya, dan bentuk­bentuk teras bangku pada lereng tersebut perlu dilakukan untuk mengerem laju erosi. Bertambahnya penduduk menyebabkan perkem­bangan perumahan ke arah daerah perbukitan (lereng‑lereng bukit) yang tidak sesuai dengan peruntukan lahan (tata guna lahan), menimbulkan beban pada lereng (surcharge) semakin bertambah berat. Erosi di bagian kaki lereng akibat aliran sungai, atau gelombang air laut mengakibatkan lemahnya bagian kaki lereng, tedadinya kernbang susut material pembentuk lereng, dan lain‑lain menyebabkan terjadinya peningkatan tegangan geser.

Pengaruh gempa juga menyebabkan kondisi lereng yang sebelumnya cukup stabil menjadi labil. Kondisi ini dapat terjadi, akibat goncangan pada lapisan tanah di bumi, menimbulkan struktur

tanah menjadi berubah. Pada jenis‑jenis tanah berbutir kasar dalam kondisi kering akan menyebabkan butiran‑butiran ini merapat, namun untuk jenis tanah yang sama dalam kondisi jenuh dan te~ebak dalam lapisan tanah lempung yang membentuk lensa‑lensa pasir, apabila terjadi gempa akan mengalami peristiwa 1equefaction. Akibat penga­ruh gempa tegangan pori (u) dalam lapisan tanah pasir (lensa‑lensa pasir) ini meningkat, mengakibatkan tegangan efektif tanah (C;') menurun dan bahkan mencapai nilai terendah (= 0). Hal ini berarti tanah kehilangan kuat~ dukungnya, berakibat tanah pembentuk lereng di atas lapisan ini runtuh, timbul masalah tanah longsor. Selain itu, apabila lapisan tanah lempung terletak di atas lapisan batuan keras (bed rock), akibat pengaruh gempa pada ke dua massa yang berbeda (tanah dan batuan) mempunyai percepatan yang berbeda, sehingga bidang kontak ke dua lapisan ini menjadi bagian yang lemah.

Munculnya sumber‑sumber air di bagian kaki lereng akibat te~adi rembesan air menimbulkan terjadinya peristiwa erosi buluh (piping). Pada kondisi ini tanah di bagian kaki lereng kehilangan kuat dukungnya dan bahkan mendekati harga sama dengan nol, sehingga perlawanan terhadap gaya yang melongsorkan menurun, dan lereng menjadi rawan longsor.

Demikian pula pada lereng buatan dapat berupa lereng galian, lereng bendungan, lereng timbunan sampah (Chowdhury, 1978). Keruntuhan lereng buatan dapat terjadi disebabkan oleh faktor‑faktor yang sama dengan lereng alam yaitu pengurangan kuat geser dan penambahan tegangan geser pada lapisan tanah pembentuk lereng. Lereng galian merupakan lereng yang direncanakan dengan menen­tukan rerata tinggi galian dan kerniringan galian tersebut, sehingga lereng tetap stabil (aman) sementara itu aspek ekonomi tetap menjadi pertimbangan. Umur lereng galian harus dijaga agar tetap stabil sesuai dengan tipe peke~aan seperti tambang dan bangunan teknik sipil lainnya. Kesulitannya adalah meramalkan terhadap kontrol stabilitas dan pemeliharaan. Lereng timbunan dan bendungan tergantung pada sifat mekanis dari bahan yang digunakan untuk konstruksi timbunan dan bendungan yang diperoleh dari hasil uji di laboratorium atau in situ untuk menentukan komposisi tanah dan timbunan batu, derajat pernadatan. Konstruksi timbunan dan bendungan pada tanah dasar fondasi merupakan tanah kohesif membutuhkan tahap‑tahap konstruksi sesuai dengan tin9kat kOnsolidasi dengan kontrol kecePatan (rate) pembebanan agar diperoleh tingkat kepadatan tanah dasar fondasi mampu mendukung beban di atasnya. Konsolidasi tanah inipun dapat dipercepat dengan menempatkan drain vertikal (Suryolelono, 2000a).

Hadirin yang terhormat

Gerakan lereng tidak stabil merupakan gerakan yang dibedakan sebagai gerakan guguran (falls), runtuhan (top~les), longsoran (slides), penyebaran (lateral spreads), aliran (flow), dan gerakan kompleks yang merupakan kombinasi dari berbagai gerakan tersebut (Varnes, 1978) dalam Giani, 1992. Semua bentuk gerakan ini sangat ditentukan oleh formasi geologi yaitu lapisan batuan, lapukan batuan dan tanah. Ungsoran yang terjadi akan membentuk suatu pola baik di permukaan lereng maupun bentuk bidang gelincimya. Pola longsoran di bagian permukaan lereng akan membentuk pola tapal kuda, bidang ,longsor seJaiar arah kaki lereng, hummocky (bentuk busur‑busur keeil) (Suryolelono, 1995b), sedang bentuk bidang longsor dapat merupakan satu atau lebih permukaan bidang longsor dengan bentuk silindris (tampang lingkaran) atau datar (tampang garis). Longsoran dengan bentuk bidang gelincir datar (translation slides), apabila bentuk bidang gelincir adalah bidang datar ke arah kaki lereng. Hutchinson (1988) dalam Giani (1992) membedakan dalam beberapa tipe yaitu sheet, slab, debris slides, dan sudden spreadfailure. Longsoran dengan bentuk bidang gelincir dengan tampang lingkaran (rotation slides) sering dengan bentuk seperti bagian lengkung silinder, cekung ke atas, dan terJadi pada lereng dengan material lempung homogen, material granuler, atau batuan masif. Namun bentuk tersebut sering tidak cekung ke atas, karena adanya pengaruh joint, bedding, faults, atau tidak homogennya lapisan tanah, mengakibatkan bidang longsor tidak mengikuti bentuk busur ling­karan, tetapi merupakan bidang lengkung dan datar. Hutchinson (1998) dalam Giani (1992) membedakan tiga tipe utama bentuk tampang bidang gelincir adalah satu lingkaran, lebih dari satu ling­karan, dan terbentuk secara berturut‑turut. Bentuk bidang gelincir yang umum terjadi di Indonesia merupakan tipe longsoran dengan bidang gelincir bentuk lingkaran (rotational slides), dan datar dengan tipe slab slides atau rock slides. Kadang‑kadang gerakan Iongsor merupakan gerakan yang sangat kompleks yaitu kombinasi dari rotational slides, translational slides atau bentuk‑bentuk lainnya.

Hadirin yang terhormat,

Dalarn bidang geoteknik, untuk menyatakan lereng aman terhadap terjadinya longsoran, dilakukan analisis dengan pendekatan model matematik dua dimensi untuk berbagai bentuk bidang longsor datar, lengkung (lingkaran), atau kombinasi ke duanya. Dalarn analisis ini umumnya dicari besarnya angka aman (factor of safety‑FOS) yang merupakan fungsi tegangan geser (T). Pendekatan yang digunakan dalarn metode ini adalah keseimbangan batas, dan bentuk bidang longsor dalam dua dimensi, namun lereng tanah perlu dipertimbangkan sebagai suatu sistem tidak kenyang air sampai dengan kenyang air. Letak muka air tanah (phreatic water surface) di daerah perbukitan umumnya dalarn atau dangkal, sehingga kondisi tanah pada waktu‑waktu tertentu kering (musim kemarau) dan di waktu musim hujan, tanah menjadi kenyang air. Di awal musim hujan, kondisi tanah sebagian pori tanah terisi air atau dalam kondisi tidak kenyang air. Selain itu, jenis tanah merupakan parameter yang harus dipertimbangkan pula, berhubungan dengan sifat fisis dan mekanis tanah akibat pengaruh air.

Analisis mekanisme tanah longsor yang selama ini digunakan, umumnya untuk lereng jenuh dengan memperhitungkan tegangan air pori positif, namun pada kondisi tanah belum cukup kenyang air (unsaturated), tegangan air pori dapat bemilai negatif menimbulkan terjadinya gaya sedot (soil suction atau matrix suction) dan berpengaruh terhadap kuat geser tanah (shear strength). Oleh karena itu, dalam melakukan tinjauan analisis mekanisme tanah longsor, harus dipertimbangkan kondisi lereng yang merupakan suatu sistern menyeluruh dari kondisi tanah tidak kenyang air sampai dengan kenyang air. Abramson, dkk. (1996), Rahardjo, dkk. (2002) menyatakan ada dua parameter bebas yang berpengaruh terhadap tegangan dalarn tanah dengan kondisi tidak kenyang air (ruang pori tanah sebagian terisi udara dan sebagian air), tegangan netto (a ‑u,,), dan matrix suction (Ua U,) (dengan cy : tegangan total, Ua : tegangan udara (gas) pori, dan u, : tegangan air pori). Pada kondisi tanah kenyang air, maka seluruh ruang pori tanah terisi air, tegangan air pori (u,) akan sama dengan tegangan udara pori (u.), sehingga matrix suction (u,, u,,) diabaikan (= 0). Oleh karena itu, parameter tegangan dalarn tanah menjadi tegangan efektif ((Y ‑ u,). Tampak pengaruh air terutama air hujan yang berinfiltrasi ke dalam tanah, menimbulkan perubahan pada. ke dua parameter ini, dan memberikan pengaruh terhadap tegangan geser serta volume tanah yang merubah sifat‑sifat tanah.

Tegangan air pori (u,) di atas zona muka air tanah (phreatic surface) umumnya te~adi akibat tegangan air pori berada di bawah tegangan atmosfir (udara). Besarnya tegangan pori negatif atau dikenal sebagai soil suction atau matrix suction tergantung besarnya tegangan permukaan pada batas udara dan air yang menyelimuti butiran tanah. Umumnya untuk tanah berbutir halus mempunyai matrix suction yang tinggi (Wong, 1970 dalam Abramson, dkk. 1996). Matrix suction meningkatkan tegangan efektif dalam seluruh massa tanah dan memperbaiki stabilitas lereng (peningkatan matrix suction berdasarkan hubungan c = c' + (Ua ‑ UO‑ tan(Pb (Ho & Fredlund, 1982, dalarn Abramson, dkl~., 1996) dengan c : kohesi total tanah, c' : kohesi efektif, (Ua ‑ UO : matrix suction, (Pb : suatu sudut yang menunjukan variasi pertambahan kuat geser relatif terhadap matrix suction (Ua U')). Matrix suction berkurang apabila kondisi tanah berangsur‑angsur menjadi kenyang air (selama dan sesudah hujan lebat dengan durasi lama). Pada kondisi tanah kenyang air, besarnya kuat geser tanah (shear strength of soil) dinyatakan sesuai hubungan Coulomb (,r = c' + cr'tan(p' dan cr' = cy ‑ u, (Coulomb, 1776, dalam Braja, 1994 dengan ,r : kuat geser tanah, c' kohesi efektif, (Y' tegangan efektif, cr : tegangan total, u, : tegangan air pori, dan (p' sudut gesek internal efektif tanah). Untuk kondisi tanah tidak kenyang air (unsaturated), besarnya kuat geser tanah dipengaruhi oleh matrix suction (Tff = c' + (CFf ‑ Ua)f.tan(P' + (u,, ‑ u,)f. tanW, dan c = c' + (Ua ‑ U,)f‑ tanTb dengan c : total kohesi tanah, c' kohesi efektif, (ua ‑ u,)f : matrix suction pada. kondisi runtuh, ((Tf Ua)f : tegangan normal netto pada kondisi runtuh, (p' : sudut gesek internal efektif atau sudut gesek internal berhubungan dengan tegangan normal netto (Abramson, dkk., 1996; Fredlund, dkk., 1978)). Tampak pada kondisi tanah tidak kenyang air, besarnya kuat geser tanah meningkat dengan bertambalmya nilai kohesi, dan ada tambahan akibat matrix suction, sehingga pada kondisi ini lereng menjadi lebih aman. Oleh karena itu, salah satu metode untuk membuat lereng menjadi aman (stabil) adalah kondisi tanah dibuat tidak kenyang air. Salah satu usaha untuk mernbuat lereng tidak kenyang air adalah menempatkan suatu sistern drainase bawah permukaan lereng (sub surface drainage) dengan memperhitungkan curah hujan yang terjadi di daerah tersebut. Tujuannya adalah agar sistem drainase mampu mengalirkan sebagian air yang meresap ke dalam tanah untuk mengurangi kandungan air dalam tanah.

Selain analisis dengan pendekatan model matematik dua dimensi, model matematik tiga dimensi untuk keruntuhan lereng telah dikembangkan dengan memanfaatkan mekanika kontinum. Dasar pernecahan analisis ini menggunakan persamaan Navier‑Stokes, pengembangan persamaan kontinuitas untuk cairan tidak pampat, dan criteria Coulomb (Fathani, dkk., 2002). Pengembangan model analisis ini dengan membuat suatu program komputer LSFLOW yang masih terus dilakukan.

Hadirin yang saya honnati,

Keruntuhan lereng dapat terjadi karena berkurangnya/menurifnnya kernampuan kuat geser tanah secara perlahan‑lahan atau mendadak atau perubahan kondisi geometri lereng akibat galian misalnya, sehingga lereng menjadi curam. Parameter penting yang dibutuhkan dalam analisis stabilitas lereng adalah kuat geser, geometri lereng, tegangan air pori atau gaya rembesan, dan beban serta'kondisi lingkungan sekitar lereng. Konsep stabilitas lereng menggunakan metode analisis dalarn memprediksi kestabilan lereng tanah untuk dua dimensi telah banyak dikembangkan oleh ahli‑ahli geoteknik. Umumnya untuk menyatakan lereng dalarn kondisi stabil (mantab) dinyatakan dengan angka aman (FOS) yang merupakan rasio antara gaya atau momen yang melawan terjadinya longsor dan gaya atau momen yang melongsorkan. Besamya angka aman disesuaikan dengan beban yang bekerja, untuk kondisi beban normal artinya beban yang beketja terus menerus pada lereng mempunyai nilai 1,5‑2, sedang untuk beban sernentara (misal : beban gernpa) digunakan angka. arnan lebih rendah yaitu 1,1‑1,2, karena. beban ini bekerja dalam waktu relatif pendek. Konsep stabilitas lereng adalah menggunakan metode keseirnbangan batas (limit equilibrium) dengan lereng yang diperkirakan akan runtuh dibagi‑bagi menjadi 8‑15 pias. Metode ini antara. lain : Ordinary Method of Slice (OMS) dikembangkan oleh Fellenius (1927, 1936). Dalam analisisnya Fellenius mengabaikan keseirnbangan gaya. di kedua sisi pias dan massa tanah yang diperkirakan akan runtuh sebagai satu kesatuan. Metode ini merupakan metode dengan prosedur paling sederhana serta sebagai dasar sernua metode selanjutnya. Bishop simplified (1955) meniadakan sernua. gaya geser antar pias, narnun keseirnbangan gaya horisontal diperhitungkan secara keseluruhan. Janbu (1954, 1957, 1973) dengan anggapan seperti metode Bishop simplified narnun tidak meninjau keseirnbangan. mornen, Lowe dan Karafiath (1960) menganggap gaya‑gaya. antar pias membentuk sudut sebesar rerata sudut alas dan atas pias. Corps of Engineers (1982) dengan anggapan. kemiringan gaya‑gaya. antar pias sarna dengan kerniringan lereng atau sama dengan rerata. Sudut kerniringan. ujung‑ujung pennukaan bidang runtuh. Spencer (1967, 1973) dalarn Winterkorn dan Fang, 1975, beranggapan. besarnya. gaya‑ gaya antar pias adalah sarna, narnun tidak diketahui arahnya. Sarma. (1973), dan Morgenstern & Price (1965) dalam Winterkorn dan Fang, 1975, menggunakan fungsi distribusi gaya antar pias. Fredlund dan Rahardjo (1993) cenderung meninjau kondisi lereng sebagai suatu lapisan tanah yang tidak kenyang air (unsaturated), sedang metode lainnya. dengan anggapan tanah dalarn konsidi kenyang air (saturated) atau kondisi kering. Dua metode yaitu Fellenius dan Bishop hanya dapat digunakan, apabila. bentuk bidang gelincir berbentuk tarnpang lingkaran, sedangkan bentuk bidang gelincir tidak berbentuk lingkaran menggunakan metode Janbu, Corps of Engineers, Lowe dan Karafiath, sedang analisis stabilitas lereng untuk lereng tidak kenyang air menggunakan metode Fredlund dan Rahardjo, narnun untuk mengetabui metode mana yang paling cocok, digunakan metode GLE (General Limit Equilibrium) yang mendasarkan pada keseimbangan gaya. dan keseirnbangan momen. Cara analisis ini baru dapat dilakukan, apabila sudah didapatkan parameter‑perameter tanah dari hasil uji geoteknik di lapangan maupun di laboratorium. Dalam mela­kukan uji lapangan perlu dilakukan secara teliti untuk mendapatkan data yang akurat, danmewakili seluruh daerah yang diuji. Berbagai uji lapangan dapat digunakan untuk mendapatkan letak bidang gelincir antara lain dengan alat uji penetrasi statis (Suryolelono, 1996b), atau dinamis, dan selanjutnya diambil sampelnya untuk uji laboratorium guna mendapatkan parameter tanah.

Konsep metode analisis tiga dimensi keruntuhan lereng adalah tegangan geser pada setiap titik selalu berubah berdasarkan waktu dan lokasinya, dengan bidang longsor yang tidak selalu berbentuk busur lingkaran. Perbedaan konsep metode analisis dua dimensi dengan tiga dimensi keruntuhan lereng adalah pada metode dua dimensi tegangan geser sepanjang permukaan bidang longsor adalah konstan, sedang pada metode tiga dimensi, pada setiap titik tinjauan selalu berubah berdasarkan. fungsi waktu. dan tempatnya (Nakamura, dkk., 1989; Sasa, 1987).

Hadirin yang terhonnat,

Dari hasil analisis tersebut, apabila lereng dinyatakan labil, maka. diperlukan usaha untuk mengantisipasinya. Metode stabilitas lereng umumnya, mengurangi gaya yang melongsorkan atau menye­babkan lereng tanah tersebut longsor (bergerak turun) ke arah kaki lereng, memperbesar gaya perlawanan terhadap gaya yang melong­sorkan, atau kombinasi ke duanya. Secara umum metode stabilitas lereng ini dapat dilakukan secara fisis, mekanis, khemis, dan bio engineering dengan memperhatikan kondisi lereng yang labil, sehing­ga dapat ditentukan metode yang paling tepat.

Metode stabilitas lereng secara fisis merupakan metode yang paling sederhana, namun hasilnya dapat diandalkan. Usaha stabilisasi dengan membuat lereng lebih landai, sehingga lereng menjadi tidak curam, atau mengurangi beban di bagian atas lereng dengan memin­dahkan material di bagian puncak lereng ke kaki lereng, menempatkan konstruksi bahu lereng (benn) merupakan usaha untuk melandaikan lereng. Penempatan pratibobot (counterweight‑merupakan konstruksi timbunan batu atau tanah di bagian kaki lereng), memberikan hasil yang memuaskan, namun diperlukan ruangan (space) yang cukup luas, karena berkaitan dengan usaha galian dan timbunan. Teknik ini adalah mengurangi gaya yang melongsorkan akibat massa tanah yang bergerak turun atau menambah besamya perlawanan geser.

Usaha lain untuk membuat lereng tetap stabil dengan menem­patkan sistern drainase permukaan (surface drainage) atau bawah permukaan (sub surface drainage) yang mampu untuk mengevakuasi sebagian air terutama air hujan yang berinfiltrasi ke dalarn tanah, agar tanah/batuan pembentuk lereng tidak menjadi dalam kondisi jenuh air. Air hujan yang berinfiltrasi ke dalain tanah menyebabkan muka air tanah naik, sehingga memperbesar tekanan hidrostatis pada lereng tersebut. Selain itu, akibat tekanan rembesan dapat menimbulkan terjadinya peristiwa erosi buluh (piping) di bagian lereng, dan semakin lama semakin besar sesuai dengan perkembangan debit aliran rem­besan. Pada lereng‑lereng yang menunjukan gejala munculnya mata air rembesan di bagian kaki lereng setelah te~adi hujan, merupakan suatu indikasi bahwa lereng ini tidak mantab (labil). Berbagai bentuk drainase permukaan dapat berupa selokan atau parit drain, dan drainase bawah permukaan antara lain drain horisontal, lapisan drain, relief drain dan terowongan drain telah banyak digunakan, dan hasilnyapun dapat diandalkan (Suryolelono, 1993, 1999).

Cara mekanis dalarn usaha stabilisasi lereng dilakukan apabila ruangan yang tersedia sangat sempit, artinya bila cara fisis sangat sulit untuk diterapkan, barulah dilakukan dengan cara mekanis. Cara ini dengan menempatkdn konstruksi penahan tanah konvensional, atau metode baru yaitu perkuatan tanah (soil reinfoercement), pengang­keran tanah (soil nailling), namun keberhasilan konstruksi ini akan lebih baik, apabila didukung dengan sistern drainase permukaan maupun bawah permukaan, dan pada konstruksi penahan tanah itu sendiri. Kegagalan konstruksi penahan tanah konvensional yang te~adi di kota Semarang (Forum, Maret 2002; Kedaulatan Rakyat, 17, 18, 20, 23 Februari 2002), runtuhnya candi Selogriyo (Suryolelono, 1995b; 1996), karena buruknya sistern drainase pada. konstruksi penahan tanah, dan sistern drainase di sekitar konstruksi itu. Cara lain untuk mengantisipasi gerakan tanah ini dengan memancang tiang atau turap (sheet pile) di bagian lereng yang longsor, namun tiang atau turap harus cukup panjang dan melewati bidang longsor, sehingga efektif untuk menghambat turunnya material tanah yang longsor.

Metode stabilisasi dengan cara khemis merupakan usaha mencampur bahan tanah dengan semen (soil cement‑shotcrete), atau bahan kapur, abu sekarn padi (ASP‑abu sekarn padi‑RHA‑rice husk ash) (Suryolelono & Fathani, 2000), abu terbang (fly ash), sementasi (grouting) untuk meningkatkan kuat geser tanah, namun pemanfaatan bahan kimia ini perlu dipertimbangkan pengaruhnya terhadap lingkungan.

Bio engineering merupakan suatu usaha stabilisasi lereng dengan menutup lereng‑lereng yang terbuka dengan tanaman. Tujuan dari usaha ini, agar air hujan sebagai pemicu gerakan lereng dapat ditahan sementara, atau tidak segera infiltrasi ke ' dalarn tanah, namun metode ini membutuhkan waktu lama. Umumnya metode ini diguna­kan apabila lereng diindentifikasi rawan terhadap erosi dan berakibat lanjut lereng longsor. Jenis tanaman yang direkomendasi oleh Bank Dunia seperti jati, akasia, johar, pinus mahoni, kemiri, damar dan lain­lain, perlu disesuaikan dengan kondisi lereng setempat dan atas saran­saran dari para ahli di bidang yang berkaitan. Mengurangi atau meng­hindari pembangunan teras bangku di lereng‑lereng rawan longsor tanpa dilengkapi dengan saluran pembuangan air (SPA) dan saluran drainase bawah permukaan tanah untuk menurunkan muka air tanah, mengurangi intensifikasi pengolahan tanah di daerah rawan longsor (Soedjoko, 2000) merupakan salah satu usaha stabilisasi lereng rawan longsor. Umumnya usaha penanggulangan kelongsoran lereng yang digunakan merupakan kombinasi baik cara fisis, mekanis, khemis atau bio engineering, untuk mendapatkan hasil yang maksimal.

Hadirin yang saya hormati,

Keruntuhan lereng yang terjadi di Indonesia didominasi akibat sistim drainasi lereng yang buruk atau sistem drainasi yang ada mengalami gangguan. Keruntuhan lereng yang terjadi di dusun Klepu desa Banjararurn Kecamatan Kallbawang tahun lalu, sebagai salah satu contoh terganggunya sistem drainase alam (torrencial river, avfoer, gully) yang ada, akibat tertutup/terpotong jalan aspal yang menghubungkan dusun Klepu dengan daerah lainnya Degan, Nogosari (Kedaulatan Rakyat, 30 November, 2001). Jika terjadi hujan, air yang jatuh di pen‑nukaan lereng akan tertahan oleh jalan ini, sehingga terjadi akumulasi air di bagian kaki lereng (sebagian menyebar mencari jalannya sendiri, dan sebagian infiltrasi ke dalmn tanah), akibatnya tanah di bagian kaki lereng menjadi kenyang air, berakibat karakteristik tanah menurun drastis, terjadi penurunan kuat geser tanah, dan lereng menjadi rawan longsor. Dernikian pula halnya runtuhnya Candi Selogroyo di desa Kembangkuning, Kecarnatan Windusari, Kabupaten Magelang, akibat terjadinya akumulasi air di bagian kaki lereng. Penyebab utarna keruntuhan lereng di lokasi Candi Selogriyo adalah bangunan pelimpah konstruksi pengambilan air (captering) yang terletak di sebelah hulu Candi Selogriyo tidak mampu mengalirkan air yang melimpah ke sungai torrencial, sehingga air menyebar secara horisontal. masuk melewati bidang kontak antara lapisan tanah keras (bed rock) dan tanah residual di atasnya (Suryolelono, 2000). Bencana tanah longsor di Desa Penusupan Kecarnatan Sruweng Kabupaten Keburnen, juga didahului dengan munculnya mata air di kaki lereng (piping) yang dalam bahasa daerahnya adalah "lernahe ngetuk" (Kedaulatan Rakyat, 8 Oktober, 2001), dernikian pula bencana tanah longsor di daerah Kulonprogo, Purworejo dan tempat‑tempat lainnya selalu didahului dengan tanda­tanda munculnya mata air di bagian kaki lereng. Bencana di lokasi pernandian air panas di kaki Gunung Welirang, Pacet, Mojokerto, baru‑baru ini merupakan satu contoh lagi terganggunya sistern drainase yang ada. Sistern drainase (sungai) alarn yang ada tidak marnpu mengalirkan debit aliran sungai pada saat itu, sehingga air mencari jalannya sendiri dengan menggerus lapisan tanah yang merupakan endapan vulkanik. Tanah yang telah bercarnpur air bergerak sangat cepat dikenal dengan lahar dingin atau mud (earth) flow, mernpunyai kernarnpuan merusak sangat dahsyat. Keruntuhan­keruntuhan lereng yang dipicu oleh hujan umurnnya disebabkan oleh buruknya sistern drainase yang ada, bahkan tidak ada, sehingga air mencari jalannya sendiri. Munculnya aliran air dernikian besar, sehingga sungai‑sungai (dr~inase) alarn tidak marnpu melewatkan debit aliran, disebabkan oleh faktor‑faktor antara lain rusaknya daerah penyangga hujan di sebelah hulu….

-- berlanjut ---

[ Read More ]