ANALISIS WATER BALANCE TERHADAP POTENSI

OVERTOPPING DAN EROSI PADA DINDING TAILING

STORAGE FACILITY (TAILING DAM)

(STUDI KASUS: PT. ANTAM TBK UBPE PONGKOR, JAWA BARAT)

PROPOSAL TUGAS AKHIR

Oleh:

Nur Alfi Laila Ahsar

12811042

Pembimbing (Usulan):

Dra. Atika Lubis, MS

PROGRAM STUDI METEOROLOGI

FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2015

DAFTAR ISI

Daftar Isi......................................................................................................ii

1. Latar Belakang...................................................................................1

2. Rumusan Masalah..............................................................................4

3. Tujuan................................................................................................4

4. Hipotesis.............................................................................................5

5. Batasan Masalah................................................................................5

6. Asumsi...............................................................................................5

7. Kajian Pustaka....................................................................................6

8. Rancangan Penelitian.......................................................................20

8.1 Metodologi...................................................................................20

8.1.1 Data........................................................................................20

8.1.2 Metode....................................................................................21

8.2 Hasil yang Diharapkan.................................................................23

8.3 Jadwal Pelaksanaan......................................................................24

Daftar Pustaka............................................................................................25

i

1. Latar Belakang

Industri pertambangan memiliki keterkaitan yang erat dengan upaya global

untuk melaksanakan pembangunan yang berkelanjutan. Komitmen untuk

melakukan pembangunan yang berkelanjutan sangatlah penting bagi perusahaan

pertambangan untuk mendapatkan dan mempertahankan ‘izin sosial untuk

beroperasi’ dalam masyarakat dengan tetap memperhatikan aspek-aspek

lingkungan, ekonomi dan sosial dari semua tahapan produksi, mulai dari

eksplorasi sampai ke konstruksi, operasi dan penutupan tambang. Salah satu isu

utama yang mempengaruhi pembangunan berkelanjutan bagi operasional dalam

industri pertambangan adalah bendungan limbah tambang (tailing dam). Tailing

dam sangat erat hubungannya dengan dampak lingkungan dan sosial, serta resiko

yang timbul dari fasilitas penyimpanan tailing. Dampak tersebut berupa dapat

berupa: sistem pembuangan yang buruk, perembesan yang terkontaminasi serta

dampak terkait terhadap air permukaan dan air tanah, dan erosi tailing atau

ketidakstabilan bendungan.

Dalam mendukung berlakunya PP Nomor 37 Tahun 2010 tentang

bendungan bab 1, pasal 1 ayat 6 dimana disebutkan bahwa pemilik bendungan

adalah pemerintah, pemerintah provinsi, pemerintah kabupaten/kota, atau badan

usaha, yang bertanggung jawab atas pembangunan bendungan dan pengelolaan

bendungan beserta waduknya, serta pada ayat 10 disebutkan bahwa instansi teknis

keamanan bendungan adalah instansi yang bertugas membantu Menteri dalam

penanganan keamanan bendungan, maka perlu dilakukan kegiatan penelitian

mengenai tailing dam pada perusahaan yang melakukan kegiatan penambangan,

baik itu pertambangan batubara maupun mineral logam, guna membantu

pemerintah dalam pengaturan pembangunan bendungan dan pengelolaan

bendungan beserta waduknya yang sesuai dengan kebutuhan spesifik pada

masing-masing lokasi tambang agar tercipta konsep melalui prinsip ilmiah yang

terbaik yang sesuai dengan Good Mining Practice.

Tailing adalah gabungan dari bahan padat berbutiran halus (umumnya

berukuran debu, berkisar antara 0,001 hingga 0,6 mm) yang tersisa setelah logam-

1

logam dan mineral-mineral diekstraksi dari bijih yang ditambang, serta air hasil

pengolahan yang tersisa. Sifat fisik dan kimiawi tailing berbeda-beda tergantung

sifat bijih tambangnya. Pengelolaan tailing adalah satu isu pengelolaan limbah

hasil pengolahan mineral. Tailing dapat disimpan dengan berbagai cara,

tergantung sifat fisik dan kimiawinya, topografi lokasi, kondisi iklim dan konteks

sosial-ekonomi tempat dimana lokasi penambangan dan pabrik pengolahan

berada. Tailing paling lazim disimpan di fasilitas-fasilitas permukaan, yang

luasannya dapat mencapai hingga setengah dari areal yang diganggu oleh operasi

penambangan. Persyaratan dasar bagi fasilitas penyimpanan tailing adalah untuk

menyimpan tailing dengan aman, stabil dan ekonomis yang tidak menimbulkan

risiko berarti atas kesehatan dan keselamatan masyarakat, serta yang

menghasilkan dampak sosial dan lingkungan yang rendah dan dapat diterima

selama pengoperasian dan setelah penutupan.

PT. Antam tbk UBPE yang berlokasi di Pongkor, Kabupaten Bogor - Jawa

Barat ini memiliki pola iklim monsoonal yang memiliki ciri bentuk pola hujan

yang bersifat unimodal (satu puncak musim hujan yaitu sekitar Desember)

(Mustofa, 2002) yang memiliki curah hujan rata-rata setiap tahun sekitar 3.500 –

4000 mm dengan curah hujan terbesar pada bulan Desember dan Januari. Suhu

rata-rata tiap bulan 260 C dengan suhu terendah 21,80 C dengan suhu tertinggi

30,40 C. Kelembaban udara 70%, dengan arah mata angin dipengaruhi oleh angin

muson. Bulan Mei sampai Maret dipengaruhi angin muson barat. Dengan

karakteristik lingkungan bercurah hujan tinggi (.3 m/tahun), fasilitas-fasilitas

tailing pada PT. Antam tbk UBPE Pongkor - Jawa Barat ini memiliki tingkat

resiko yang lebih tinggi dibandingkan dengan lingkungan yang memiliki

karakteristik iklim kering atau semi kering (curah hujan tahunan rata-rata 250

mm) sehingga akan memerlukan tahap rancangan yang lebih ketat, pengendalian

kualitas yang lebih tinggi selama konstruksi, dan perhatian yang lebih mendalam

terhadap pengelolaan resiko (sumber: AMDAL, Australian Government

Department of Industry Tourism and Resources, 2007).

Oleh karena faktor resiko yang cukup tinggi, maka PT. Antam tbk UBPE

Pongkor - Jawa Barat juga sangat rentan terhadap kegagalan dan kecelakaan

2

fasilitas penyimpanan tailing. Berdasarkan Buletin 121 (2001) dari International

Commission on Large Dams (ICOLD) terdapat satu laporan mengenai

serangkaian kegagalan dan kecelakaan fasilitas penyimpanan tailing yang paling

sering terjadi.

Penyebab-penyebab utama kegagalan dan kecelakaan yang berhasil

diidentifikasi adalah karena:

Kurangnya pengendalian neraca air (Water Balance)

Kurangnya pengendalian atas konstruksi

Kurangnya pemahaman umum mengenai hal-hal yang

mengendalikan kegiatan-kegiatan operasi yang aman.

Jenis kegagalan atau kecelakaan pada dinding bendungan tailing (dari

yang paling sering terjadi) diantaranya adalah:

Ketidakstabilan lereng

Tekanan gempa bumi

Pelimpahan (Overtopping)

Pondasi yang tidak memadai

Rembesan.

Jenis tailing dam PT. Antam UBPE Pongkor adalah tipe konvensional

berupa bendungan urugan rock fill dam yang terbagi ke dalam empat zona. Bagian

inti/core fill (Zona I)-bagian tengah, Zona General (Zona II)- bagian hulu dan

hilir, Zona Rock ( Zona III), dan Zona IV berada di bagian hilir antara zona 2 dan

Zona 3. Fokus wilayah kajian dalam penelitian ini adalah tailing dam Zona II

(General) bagian hulu dan hilir. Berdasarkan AMDAL 2007 kegagalan atau

kecelakaan tailing lebih umum terjadi ketika konstruksi hulu diterapkan,

dibandingkan bila menggunakan konstruksi hilir karena dinding-dinding

bendungan tailing yang dibangun menggunakan metode hilir (downstream

method) bekerja serupa dengan tanggul penahan air. Oleh karena itu, diperlukan

pengendalian neraca air (water balance) untuk mengetahui potensi terjadinya

resiko kegagalan atau kecelakaan seperti adanya pelimpasan (Overtopping) yang

mengakibatkan erosi pada dinding bendungan tailing Zona hulu dan simulasi

pemodelan menggunakan software Slide yang menggambarkan kondisi Faktor

3

Keamanan lereng tailing dam (FK) agar dapat meningkatkan akurasi estimasi

potensi erosi dan pelimpahan (overtopping) akibat Curah Hujan pada muka tailing

terluar.

2. Rumusan Masalah

Kegiatan operasi penambangan pasti memberikan dampak, baik itu

dampak terhadap kesehatan dan keselamatan masyarakat, serta dampak sosial dan

lingkungan. Bagian dari kegiatan pertambangan yang sangat erat hubungannya

dengan lingkungan adalah pada Tailing Storage Facility (Tailing Dam). Fasilitas

penyimpanan tailing (Tailing Dam) harus dapat memenuhi tujuan-tujuan

keselamatan dan kesehatan masyarakat, serta perlindungan lingkungan. Namun

pada Tailing Storage Facility (Tailing Dam) sering ditemukan terjadinya

kegagalan atau kecelakaan yang berupa pelimpahan (overtopping) yang berujung

pada erosi dinding tailing akibat pengisian berlebihan fasilitas penyimpanan

tailing salah satunya diduga oleh air hujan. Oleh karena itu, diperlukan analisis

water balance untuk mengetahui potensi terjadinya resiko kegagalan atau

kecelakaan seperti adanya pelimpasan (Overtopping) yang mengakibatkan erosi

pada dinding bendungan tailing dan simulasi pemodelan menggunakan software

Slide yang menggambarkan kondisi Faktor Keamanan lereng tailing dam (FK)

agar dapat meningkatkan akurasi estimasi potensi erosi dan pelimpahan

(overtopping) akibat Curah Hujan pada muka tailing terluar.

.

3. Tujuan

Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui potensi terjadinya erosi akibat

Curah Hujan pada muka tailing terluar dan pelimpahan (overtopping) karena

pengisian tailing berlebih oleh air pada dinding bendungan menggunakan analisa

neraca air (water balance). Dalam penelitian ini akan dilakukan analisis water

balance menggunakan metode Dr. F.J. Mock yang dikopel dengan simulasi

pemodelan menggunakan software Slide yang menggambarkan kondisi Faktor

4

Keamanan lereng tailing dam (FK) agar dapat meningkatkan akurasi estimasi

potensi erosi dan pelimpahan (overtopping) akibat Curah Hujan pada muka tailing

terluar.

4. Batasan Masalah

Batasan masalah dari kajian ini meliputi batasan wilayah ruang kajian

adalah wilayah Tambang Emas Pongkor yang terletak di Gunung Pongkor, Desa

Bantar Karet, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Propinsi Jawa Barat

dengan koordinat 106°30’01,0” BT sampai dengan 106°35’38,0” BT dan

6°36’37,2” LS sampai dengan 6°48’11,0” LS. Variabel hasil analisa water

balance yang akan dievaluasi terbatas pada water surplus, infiltrasi, base flow dan

direct run off juga dari hasil simulasi software slide yang akan dievaluasi terbatas

pada Indeks Faktor Keamanan pada wilayah kajian.

Gambar 1 Posisi wilayah kajian (sumber: maps.google.com)

5. Asumsi

1. Diasumsikan bahwa penampang tailing dam adalah bentuk yang rigid

dan solid sehingga tidak diperhitungkan debit rembesan air pada

dinding tailing dam.

5

2. Diasumsikan bahwa input parameter untuk simulasi keamanan lereng

sumber: puslitbang tambang mineral dan batubara 2012

6. Kajian Pustaka

6.1 Profil PT. Aneka Tambang Tbk Unit Bisnis Pertambangan Emas

Pongkor

PT. ANTAM Tbk, unit bisnis pertambangan emas (UBPE) Pongkor

merupakan salah satu tambang bawah tanah yang ada di indonesia yang berada di

Kabupaten Bogor, Kecamatan Nanggung di Desa Bantar karet. Lokasi ini dapat

ditempuh sekitar 54 km ke arah barat daya kota Bogor, dengan luas kuasa

pertambangan sebesar 6047 hektar (No. KW 98 PP 0138/Jabar), sedangkan KP

ekplorasi seluas 3870 hektar (No. KW 96 PP 0127 B/Jabar) dari posisi geografi

KP Ekploitasi ini terletak pada koordinat 106°30’01,0” BT sampai dengan

106°35’38,0” BT dan 6°36’37,2” LS sampai dengan 6°48’11,0” LS. Sebutan

Pongkor adalah nama sebuah gunung yang berada disekitar pegunungan yang

ditambang. PT Antam Tbk adalah sebuah perusahaan pertambangan yang

merupakan satu-satunya Badan Usaha Milik Negara (BUMN) yang melakukan

kegiatan eksplorasi dan eksploitasi mineral logam di Indonesia. Saham terbesar

dimiliki oleh Negara, yaitu 65 persen dan 35 persennya dimiliki oleh Public. Salah

satu komoditas Andalan PT Antam Tbk adalah emas. Proses produksi dan

pengolahan emas terletak di Cikotok, Jawa Barat dan di Gunung Pongkor Desa

Bantar Karet, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Provinsi Jawa Barat.

Namun dikarenakan cadangan emas di Cikotok telah habis, kini Cikotok dijadikan

tempat pengolahan bijih emas saja dan kini PT Antam Tbk lebih memfokuskan

6

proses produksi dan pengolahan emas di Gunung Pongkor. Tambang Emas

Pongkor ini adalah tambang emas kedua setelah Cikotok yang dimiliki oleh PT

Antam Tbk.

Tambang Emas Pongkor adalah satu-satunya tambang Bangsa Indonesia

yang diketemukan oleh putra-putra terbaik bangsa Indonesia dan dikelola oleh

putra-putri bangsa Indonesia. Proyek PT Antam Tbk UBPE Pongkor mulai

dibuka tahun 1991-1992 dan mulai produksi pada tahun 1994. Wilayah kuasa

pertambangan PT Antam UBPE Pongkor dikelola sesuai SK Menteri

Pertambangan N0. 375. K/7401/078/2000, tanggal satu Agustus 2000 dan berlaku

sampai dengan tahun 2020, dengan luas wilayah eksplorasi 6.047 Hektar, yang di

dalamnya terdapat kawasan ; Taman Nasional seluas 1.995 Hektar atau 32,99

persen, Perhutani seluas 2.025 Hektar atau 33,48 persen, Perkebunan Teh Nirmala

seluas 375 Hektar atau 6,20 persen, dan Masyarakat seluas 1652 Hektar atau

27,33 persen.

Hampir sebagian besar wilayah eksplorasi tersebut termasuk ke dalam

Kelurahan Nanggung, Desa Kalong Liud, Desa Pangkal Jaya, Desa Bantar Karet,

Desa Cisarua, Desa Malasari, Kecamatan Leuwiliang. Sebagian kecil wilayah

eksplorasi yaitu di Kecamatan Sukajaya, Kecamatan Cigudeg, Kecamatan

Pamijahan dan Kecamatan Kelapanunggal, Kabupaten Sukabumi.

Kegiatan dalam usaha pertambangan PT Antam Tbk UBPE Pongkor

mencakup penambangan dan pengolahan, termasuk didalamnya adalah

pengelolaan limbah. Misi utama PT Antam Tbk UBPE Pongkor adalah :

1. Menghasilkan produk berkualitas, mengutamakan keselamatan

dan kesehatan kerja serta memperhatikan lingkungan.

2. Beroperasi secara efisien, dan meningkatkan kesejahteraan

karyawan.

PT Antam Tbk UBPE Pongkor telah mengantongi beberapa penghargaan

dalam kegiatan bisnisnya, antara lain yaitu dalam aktivitas untuk

profesionalismenya PT Antam Tbk UBPE Pongkor memperoleh penghargaan

mutu kerja ISO 9000, dan untuk pengendalian lingkungan, PT Antam Tbk UBPE

Pongkor mendapatkan ISO 14000, serta berkenaan dengan pengelolaan

7

lingkungan dan pengembangan masyarakat, oleh kementrian Lingkungan hidup,

Proper PT Antam Tbk UBPE Pongkor yang semula Biru naik menjadi Proper

Hijau.

1. Sejarah PT Aneka Tambang Tbk Unit Bisnis Pertambangan Emas

Pongkor

Tambang Emas Pongkor yang terletak di Gunung Pongkor, Desa Bantar

Karet, Kecamatan Nanggung, Kabupaten Bogor, Propinsi Jawa Barat memiliki

beberapa tahun-tahun bersejarah sejak diketemukannya sampai proyek mulai

berjalan. Kronologis yang terjadi di PT Aneka Tambang Tbk Unit Bisnis

Pertambangan Emas (UBPE) Pongkor disajikan pada Tabel berikut.

2. Tailing Storage Facility (Tailing Dam) PT. Antam tbk UBPE pongkor

Lokasi Tailing Dam Terletak areal konsesi PT. Antam tbk UPBE Pongkor,

termasuk kedalam wilayah administrasi Desa Nanggung, Kecamatan Bantar

Karet, Kabupaten Bogor, Provinsi Jawa Barat

8

.

Jenis tailing dam PT. Antam UBPE Pongkor adalah tipe konvensional

berupa bendungan urugan rock fill dam yang terbagi kedalam beberapa zona,

pembagian zona ini berdasarkan material yang digunakan,

Bagian inti/core fill (Zona I)-bagian tengah digunakan material lempung

yang mempunyai permeabilitas yang rendah,

Zona General (Zona II)- bagian hulu dan hilir, digunakan material tanah

campuran yang mempunyai koefisien permiabilitas lebih besar dari material zona

I,

Zona Rock ( Zona III) digunakan batuan yang mampu meloloskan air,

Zona IV berada di bagian hilir antara zona 2 dan Zona 3, terdiri dari bahan

pasir kasar dan kerikil serta geotextile dan Kemiringan Kemiringan arah hulu 1:

3,2 dan Kemiringan arah hilir 1 : 2,3, daya tampung tailing dam sekitar 1.3 Juta

ton tailing pertahun.

Selain Bangunan bendungan, terdapat juga fasilitas penunjang yang

dibangun sebagai bangunan pendukung dari bangunan bendungan, Yaitu :

Diversion Channel ; berguna untuk pengalihan aliran sungai, dibuat 2 diversion

channel; Diversion channel I (Cikabayan – Ciladu ) : 2.033 m; Diversion channel

II ( Cikaret ) : 1.636 m, Bangunan Spillway, untuk mengalirkan air hujan pada

debit puncak. Elevasi mercu spillway : +511 m, Panjang Spillway : 170 m, Design

debit banjir dengan periode ulang 1000 tahun, Decant Pond ( panjang 84 m ) :

Lebar atas : 16 m, Lebar bawah : 10 m, Tinggi : 3 m, Settling Pond : Panjang :

75 m, Lebar atas : 15 m, Lebar bawah : 6 m, Tinggi : 2 m, Instrument

pemantauan perilaku bendungan (Pisometer pipa terbuka : 5 pipa pengukuran

9

dilakukan setiap hari, Piezometer pneumatis : 3 unit pengukuran dilakukan setiap

2 minggu, Inklinometer : 1 unit ( di tengah ) pengukuran dilakukan setiap bulan

sekali dan Patok geser : Puncak : 8 titik, Lereng : 9 titik pengukuran dilakukan

setiap 1 bulan sekali.

Simulasi keamanan lereng tailing dam dengan asumsi input parameter:

1) Material 1 : Unit Weigth : 2.35 Kn/m, Coh : 0, Ø = 35°

2) Material 2 : Unit Weigth : 2.35 Kn/m, Coh : 0,059 Kn/m, Ø = 21,46°

3) Material 3 : Unit Weigth : 2 Kn/m, Coh : 0,059 Kn/m, Ø = 21,46°

4) Material 4 : Unit Weigth : 3 Kn/m3, Coh : 5 Kn/m, Ø = 25°

5) Perbandingan antara tinggi dan bidang horisontal 1 : 3.

10

11

6.2 Neraca Air

Neraca air (water balance) merupakan neraca masukan dan keluaran air

disuatu tempat pada periode tertentu, sehingga dapat untuk mengetahui jumlah air

tersebut kelebihan (surplus) ataupun kekurangan (defisit). Kegunaan mengetahui

kondisi air pada surplus dan defisit dapat mengantisipasi bencana yang

kemungkinan terjadi, serta dapat pula untuk mendayagunakan air sebaik-baiknya.

Kesetimbangan air dalam suatu sistem tanah-tanaman dapat digambarkan

melalui sejumlah proses aliran air yang kejadiannya berlangsung dalam satuan

waktu yang berbeda-beda. Beberapa proses aliran air dan kisaran waktu

kejadiannya yang dinilai penting adalah:

Hujan atau irigasi (mungkin dengan tambahan aliran permukaan yang

masuk ke petak atau run-on) dan pembagiannya menjadi infiltrasi dan limpasan

permukaan (dan/atau genangan di permukaan) dalam skala waktu detik sampai

menit.Infiltrasi kedalam tanah dan drainasi (pematusan) dari dalam tanah melalui

lapisan- lapisan dalam tanah dan/atau lewat jalan pintas seperti retakan yang

dinamakan by-pass flow dalam skala waktu menit sampai jam. Drainasi lanjutan

dan aliran bertahap untuk menuju kepada kesetimbangan hidrostatik dalam skala

waktu jam sampai hari.

Pengaliran larutan tanah antara lapisan-lapisan tanah melalui aliran massa

(mass flow) . Penguapan atau evaporasi dari permukaan tanah dalam skala waktu

jam sampai hari. Penyerapan air oleh tanaman dalam skala waktu jam hingga hari,

tetapi sebagian besar terjadi pada siang hari ketika stomata terbuka.

Kesetimbangan hidrostatik melalui sistem perakaran dalam skala waktu jam

hingga hari, tetapi hampir semua terjadi pada malam hari pada saat transpirasi

nyaris tidak terjadi. Pengendali hormonal terhadap transpirasi (memberi tanda

terjadinya kekurangan air) dalam skala waktu jam hingga minggu.

12

Perubahan volume ruangan pori makro (dan hal lain yang berkaitan) akibat

penutupan dan pembukaan rekahan (retakan) tanah yang mengembang dan

mengerut serta pembentukan dan penghancuran pori makro oleh hewan makro

dan akar. Peristiwa ini terjadi dalam skala waktu hari hingga minggu. Pengaruh

utama kejadian adalah terhadap aliran air melalui jalan pintas (by-pass flow) dan

penghambatan proses pencucian unsur hara.

A. Metode Meteorological Water Balance Dr. F.J. Mock

Metode ini ditemukan oleh Dr. F.J. Mock pada tahun 1973 dimana metode

ini didasarkan atas fenomena alam dibeberapa tempat di Indonesia. Dengan

metode ini, besarnya aliran dari data curah hujan , karakteristik hidrologi daerah

pengaliran dan evapotranspirasi dapat dihitung. Pada dasarnya metode ini adalah

hujan yang jatuh pada catchment area sebagian akan hilang sebagai

evapotranspirasi, sebagian akan langsung menjadi aliran permukaan (direct run

off) dan sebagian lagi akan masuk kedalam tanah (infiltrasi), dimana infiltrasi

pertama-tama akan menjenuhkan top soil, kemudian menjadi perkolasi

membentuk air bawah tanah (ground water) yang nantinya akan keluar ke sungai

sebagai aliran dasar (base flow).

Adapun ketentuan dari metode ini adalah sebagai berikut :

1. Data meteorologi

Data meterologi yang digunakan mencakup :

a. Data presipitasi dalam hal ini adalah curah hujan bulanan dan data

curah hujan harian.

b. Data klimatologi berupa data kecepatan angin, kelembapan udara,

tempratur udara dan penyinaran matahari untuk menentukan

evapotranspirasi potensial

(Eto) yang dihitung berdasarkan metode “ Penman Modifikasi “

2. Evapotranspirasi Aktual ( Ea) Penentuan harga evapotranspirasi actual

ditentuakan berdasarkan persamaan :

E = Eto x d/30 x m …………..……………. (3.7)

E = Eto x (m / 20) x (18-n) ……….………………. (3.8)

13

Ea = Eto–E ………………………… (3.9)

Dimana : Ea = Evapotranspirasi aktual (mm) Eto = Evapotranspirasi

potensial (mm) d = 27 (3/2) x n n = jumlah hari hujan dalam sebulan m =

Perbandingan permukaan tanah tanah yang tidak tertutup dengan tumbuh-

tumbuhan penahan hujan koefisien yang tergantung jenis areal dan musiman

dalam % ) m = 0 untuk lahan dengan hutan lebat. m = Untuk lahan dengan hutan

sekunder pada akhir musim dan bertambah 10 % setiap bulan berikutnya.

m = 10– 40% untuk lahan yang erosi

m = 30–50 % untuk lahan pertanian yang diolah ( sawah )

3. Keseimbangan air dipermukaan tanah (ΔS)

a. Air hujan yang mencapai permukaan tanah dapat dirumuskan sebagai

berikut :

ΔS = R–Ea……………………….…… (3.10)

Dimana :

ΔS = Keseimbangan air dipermukaan tanah R = Hujan Bulanan Ea =

Evapotranspirasi Aktual Bila harga positif (R > Ea) maka air akan masuk ke

dalam tanah bila kapasitas kelembapan tanah belum terpenuhi. Sebaliknya bila

kondisi kelembapan tanah sudah tercapai maka akan terjadi limpasan permukaan

(surface runoff).

Bila harga tanah ΔS negatif ( R > Ea ) , air hujan tidak dapat masuk

kedalam tanah (infltrasi) tetapi air tanah akan keluar dan tanah akan kekurangan

air (defisit). Perubahan kandungan air tanah (soil storage) tergantung dari harga

ΔS. Bila ΔS negatif maka kapasitas kelembapan tanah akan kekurangan dan bila

harga ΔS positif akan menambah kekurangan kapasitas kelembapan tanah bulan

sebelumnya.

c. Kapasitas kelembapan tanah (soil moisture capacity). Didalam

memperkirakan kapasitas kelembapan tanah awal diperlukan pada saat dimulainya

perhitungan dan besarnya tergantung dari kondisi porositas lapisan tanah atas dari

daerah pengaliran. Biasanya diambil 50 s/d 250 mm, yaitu kapasitas kandungan

14

air didalam tanah per m3. semakin besar porositas tanah maka kelembapan tanah

akan besar pula.

d. Kelebihan Air (water surplus) Besarnya air lebih dapat mengikuti

formula sbb :

WS = ΔS -Tampungan tanah ...………… (3.11)

Dimana : WS = water surplus S = R- Ea Tampungan Tanah = Perbedaan

Kelembapan tanah.

4. Limpasan dan penyimpanan air tanah (Run off dan Ground Water

storage ).

a. Infiltrasi (i)

Infiltrasi ditaksir berdasarkan kondisi porositas tanah dan kemiringan

daerah pengaliran. Daya infiltrasi ditentukan oleh permukaan lapisan atas dari

tanah. Misalnya kerikil mempuyai daya infiltrasi yang lebih tinggi dibandingkan

dengan tanah liat yang kedap air. Untuk lahan yang terjal dimana air sangat cepat

menikis diatas permukaan tanah sehingga air tidak dapat sempat berinfltrasi yang

menyebabkan daya infiltrasi lebih kecil. Formula dari infiltrasi ini adalah sebagai

berikut :

i = Koefisien Infiltrasi x WS ……………...… (3.12)

Dimana : i = Infiltrasi (Koefisien Infiltrasi (i) = 0 s/d 1,0 ) WS = kelebihan

air

B. Hubungan Neraca Air dengan Siklus Hidrologi

Dalam konsep siklus hidrologi bahwa jumlah air di suatu luasan tertentu di

permukaan bumi dipengaruhi oleh besarnya air yang masuk (input) dan keluar

(output) pada jangka waktu tertentu. Semakin cepat siklus hidrologi terjadi maka

tingkat neraca air nya semakin dinamis. Kesetimbangan air dalam suatu sistem

tanah-tanaman dapat digambarkan melalui sejumlah proses aliran air yang

kejadiannya berlangsung dalam satuan waktu yang berbeda-beda.

15

6.3 Erosi

Secara deskriptif, Arsyad (2010) menjelaskan bahwa erosi merupakan

akibat interaksi dari faktor iklim, tanah, topografi, vegetasi dan aktifitas manusia

terhadap sumberdaya alam. Sedimen adalah tanah dan bagian-bagian tanah yang

terangkut dari suatu tempat yang tererosi. Faktor penentu erosi dan sedimentasi

diantaranya adalah iklim, topografi dan sifat tanah serta kondisi vegetasi (Arini,

2005).

Di daerah iklim tropis, erosi tanah sebagian besar terjadi karena hujan, dan

besar kecilnya erosi tergantung pada faktor-faktor sebagai berikut (Purwowidodo,

1999):

1. Intensitas curah hujan, energi kinetik dan jumlah hujan.

2. Erodibilitas tanah yaitu mudah tidaknya pemecahan atau pengangkutan tanah

oleh air hujan.

3. Topografi.

4. Penutupan lahan yang meliputi jenis penggunaan lahan, persen penutupan lahan

dan nilai kekasaran permukaan.

5. Manusia sebagai pengendali dalam mengatur penggunaan lahan dan

pengolahan tanah serta pengendali proses percepatan erosi.

Erosi merupakan fungsi dari erosivitas dan erodibilitas. Pada dasarnya

proses erosi adalah akibat interaksi kerja antara faktor-faktor iklim, topografi,

vegetasi dan manusia terhadap tanah. Faktor-faktor tersebut dapat dinyatakan

dengan persamaan yang dikenal dengan Persamaan Umum Kehilangan Tanah

(PUKT), yaitu kehilangan tanah (A) dipengaruhi oleh indeks Erosifitas (R), II-4

Faktor Erodibilitas (K), Faktor Panjang Kemiringan (L), Fakor Kemiringan (S),

Faktor Pengelolaan Tanaman (C), dan Faktor Pengendali Erosi (P).

6.4 Faktor yang Mempengaruhi Erosi

16

Menurut Hardjowigeno (2007), faktor yang mempengaruhi besarnya erosi

antara lain:

1. Curah hujan

Dari beberapa sifat hujan seperti intensitas hujan, jumlah hujan, dan

distribusi hujan, intensitas hujan merupakan faktor yang memiliki pengaruh

paling besar terhadap besarnya erosi. Intensitas hujan adalah nilai

perbandingan banyaknya curah hujan persatuan waktu yang biasanya

dinyatakan dalam mm/jam atau cm/jam. Jumlah hujan rata-rata tahunan

yang tinggi tidak akan menyebabkan erosi yang berat apabila hujan tersebut

terjadi merata, sedikit demi sedikit (intensitas hujan rendah), sepanjang

tahun. Sebaliknya curah hujan rata-rata tahunan yang rendah mungkin dapat

menyebabkan erosi berat bila hujan tersebut jatuh sangat derat (intensitas

hujan tinggi) meskipun sekali-sekali.

2. Kepekaan tanah terhadap erosi

Sifat-sifat tanah yang mempengaruhi kepekaan tanah terhadap erosi

adalah:

a. Tekstur tanah.

b. Bentuk dan kemantapan (tingkat perkembangan) struktur tanah.

c. Daya infiltrasi atau permeabilitas tanah.

d. Kandungan bahan organik.

3. Pengaruh lereng

17

Erosi akan meningkat apabila lereng semakin curam atau semakin

panjang. Apabila lereng semakin curam maka kecepatan aliran meningkat

sehingga kekuatan mengangkut meningkat pula. Lereng yang semakin

panjang menyebabkan volume air yang mengalir menjadi semakin besar. II-

5

3. Vegetasi

Pengaruh vegetasi terhadap erosi adalah:

a. Menghalangi air hujan agar tidak jatuh langsung di permukaan

tanah, sehingga kekuatan untuk menghancurkan tanah sangat

dikurangi. Hal ini tergantung dari kerapatan dan tingginya vegetasi

tersebut. Makin rapat vegetasi yang ada, makin efektif terjadinya

pencegahan erosi.

b. Menghambat aliran permukaan dan memperbanyak air infiltrasi.

c. Penyerapan air ke dalam tanah diperkuat oleh transpirasi (penguapan

air) melalui vegetasi.

5. Manusia

Kepekaan tanah terhadap erosi dapat diubah oleh manusia menjadi

lebih baik atau lebih buruk. Pembuatan teras-teras pada tanah yang

berlereng curam merupakan pengaruh baik manusia karena dapat

mengurangi erosi. Sebaliknya penggundulan hutan di daerah-daerah

pegunungan merupakan pengaruh manusia yang buruk karena dapat

menyebabkan erosi dan banjir.

18

6.5 Software Stabilitas Lereng Rocscience Slide

Software Slide 6.0 adalah perangkat lunak analisis stabilitas lereng yang

paling komprehensif, tersedia lengkap dengan analisis elemen hingga

rembesan air tanah, pengunaan cepat, sensitivitas, analisis probabilistik dan

desain pendukung. Semua jenis tanah, batuan lereng, tanggul, bendungan

dan dinding penahan tanah dapat dianalisis.

Slide 6.0 adalah satu-satunya perangkat lunak stabilitas lereng dengan

built-in analisis rembesan air tanah hingga elemen untuk steady state atau

kondisi transient. Arus, tekanan dan gradien dihitung berdasarkan

penentuan kondisi batas hidrolik. Analisis Rembesan sepenuhnya

terintegrasi dengan analisis stabilitas lereng atau dapat digunakan sebagai

modul mandiri.

Slide 6.0 memiliki kemampuan analisis probabilistik yang luas - dapat

menetapkan pembagian statistik untuk hampir semua parameter input,

termasuk sifat material, sifat dukungan, beban. Probabilitas failure index /

keandalan hitungan dan memberikan ukuran yang obyektif dari risiko

kegagalan yang terkait dengan desain kemiringan.

19

Analisis sensitivitas memungkinkan kita untuk menentukan pengaruh

variabel pada faktor keamanan lereng. Slide menawarkan 17 model

kekuatan bahan yang berbeda untuk batuan dan tanah termasuk Mohr-

Coulomb, Anisotropic dan Generalized Hoek-Brown. Jenis dukungan

termasuk tieback dan geotextile dll. Analisis Kembali memungkinkan Anda

untuk menentukan dukungan gaya yang dibutuhkan untuk faktor keamanan

yang diberikan. Algoritma pencarian lanjutan menyederhanakan tugas untuk

menemukan permukaan bidang runtuh dengan faktor keamanan terendah.

7. Rancangan Penelitian

7.1 Metodologi

7.1.1 Data

1. Data meteorologi (Data curah hujan bulanan dan data curah hujan

harian (observasi atau CH wilayah) TRMM yang ditinjau adalah data 10 tahun

terakhir (2004-2014), Radiasi, Kelembaban, Temperatur, dan Kecepatan

Angin)

2. Data permeabilitas material lempung, tanah campuran, batuan,

kerikil, pasir kasar dan geotextile.

3. Data debit aliran limbah tailing yang keluar dari pabrik pengolahan

menuju tailing dam.

4. Data kadar Hg (Raksa) di dalam lumpur buangan.

5. Data dimensi Tailing Storage Facility (Tailing Dam) (Termasuk

data daya tampung tailing dam pertahun).

6. Data DEM (Digital Elevation Mode), landuse (Tata guna lahan),

dan topografi Desa Bantar Karet Kecamatan Nanggung, Pongkor Jawa Barat.

7. Data asumsi input parameter:

1) Material 1 : Unit Weigth : 2.35 Kn/m, Coh : 0, Ø = 35°

2) Material 2 : Unit Weigth : 2.35 Kn/m, Coh : 0,059 Kn/m, Ø = 21,46°

3) Material 3 : Unit Weigth : 2 Kn/m, Coh : 0,059 Kn/m, Ø = 21,46°

20

4) Material 4 : Unit Weigth : 3 Kn/m3, Coh : 5 Kn/m, Ø = 25°

5) Perbandingan antara tinggi dan bidang horisontal 1 : 3.

7.1.2 Metode

Dalam penelitian ini akan dilakukan analasis potensi Limpahan

(Overtopping) dan erosi pada dinding tailing dam.

a. Menentukan evapotranspirasi potensial (Eto) yang dihitung

berdasarkan metode “Penmann Modifikasi”

b. Menentukan evapotranspirasi Aktual (Ea)

c. Analisa variabilitas Curah Hujan berlebih, Infiltrasi berdasarkan hasil

DFT (Discrete Fourier Transform).

d. Menentukan potensi terjadinya limpasan permukaan berdasarkan

kapasitas kelembaban sedimentasi dibawahnya (memanfaatkan data

Hujan Bulanan dan Evapotranspirasi Aktual) menggunakan analisis

water balance.

e. *Melakukan simulasi keamanan lereng tailing dam dengan asumsi

input parameter.

7.2 Hasil yang Diharapkan

Dari penelitian ini diharapkan dapat mengetahui potensi terjadinya

limpahan (Overtopping) ketika adanya penambahan volume tailing yang berasal

dari curah hujan, dengan didukung dari data hasil simulasi menggunakan software

slide untuk mengetahui Faktor Keamanan berdasarkan data kemiringan lereng

dinding tailing dam terhadap potensi terjadinya erosi pada dinding tailing dam.

Dari hasil yang didapat, diharapkan juga mampu memberikan rekomendasi kapan

waktu yang tepat untuk melakukan pengerukan tailing agar Overtopping dan erosi

dinding tailing dam tidak terjadi dan membahayakan lingkungan sekitar

perusahaan tambang.

21

7.3 Jadwal Pelaksanaan

22

DAFTAR PUSTAKA

Balkau f. dan Parsons a. , (1999). Emerging Environmental Issues For Mining In

The Pecc Region;united nations environment programme.

Cheng, C. K., dan Chan, J. C. (2012). Impacts of Land Use Changes and Synoptic

Forcing on the Seasonal Climate over the Pearl River Delta of China.

Atmospheric Environtment , 25-36.

Holton, J. R. (2004). An Introduction to Dynamic Meteorology (4th Edition). San

Diego, California: Elsevier Academic Press.

Purnama, Asep Bahtiar, (2012). Iidentifikasi dan karakteristik tailing dam pada

kegiatan pertambangan

23