## Uji Kemampuan Bangunan Pengaman Mengurangi Longsoran pada Balas Rel akibat Banjir

## Pranoto Samto Atmojo
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto,SH-Tembalang- Semarang
E-mail: pranotosa2001@yahoo.com

## Sri Sangkawati Sachro
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto,SH-Tembalang- Semarang
E-mail: srisangkawati@gmail.com

## Hary Budieny
Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Diponegoro Jl. Prof. Soedarto,SH-Tembalang- Semarang
E-mail: harybudieny@yahoo.com

## Abstract
Ballast rail has a vital fuction to support the train’s load and its dynamic forces. This load is then distributed to  the  subgrade  layer  through  pile  of  gravel  under  the  ballast.  Most  of  the  design  about  the  gravel  layer (ballast) doesn’t take into account the effect of flood overflow on the rail, which is very likely to occur during rainy season. The Flood flows above the rail will reduce the ballast stability and then eroded. Part or most of the gravel were flushed out, thus resulting the ballast to be weak and may collapse, which is vey dangerous to the train traffic. Its therefore requires to investigate stability of the ballast under flood flow above the rail condition and  any measure  or improvement required by Hydraulic Modeling. The research is conducted  at Hydraulic  Laboratory,  Diponegoro  University.  The  model  prototype  is  refer  a  tract  rail  at  Mangkang- Semarang KM.12, with scale of 1:5. Its shown that the ballast without a safety structure will start to scour when water level h 1 = 15 cm , meanwhile with the structures Type 1 and Type 1 + 1 its start scour h 1 = 17 and 19 cm respectively. The safety structure is able to scouring decrease , ie at the variation of h 1 = 19 cm , there are 68.50 cm without structure, and with structure Type 1 and Type 2 are  29 and  26 cm respectively. This research shown that it needs to installing safety structure (sill) to reduce the danger cause of flood flow over the rail, especially at the flood prone area. The Management of train traffic could adopt this result how to protect of ballast scour cause of flood.
Keywords : Ballast  rail,  Flood  flows  over  the  rail,  Hydraulic  modeling,  Safety  structure,  Scouring decrease .

## Abstrak
Tumpukan batu penyangga rel Kereta Api (balas rel) sangat vital fungsinya baik sebagai pengikat bantalan, penyangga  beban  dari  gaya  yang  menekan  pada  kepala  rel  akibat  beban  Kereta  Api,  maupun mendistribusikan  gaya merata ke tanah  dasar.  Tumpukan  batu  balas tersebut  sangat rawan longsor  akibat banjir  yang  melimpas  trek  rel.  Tinggi  rendahnya  limpasan  banjir  akan  mempengaruhi  tingkat  kelongsoran balas.  Bila  terjadi  longsoran  pada  balas,  maka  akan  mengurangi  kekuatan  menyangga  beban,  dan  pada tingkat tertentu rel akan ambles dan membahayakan perjalanan Kereta Api. Penelitian uji model hidrolik ini akan  memodelkan  korelasi  longsoran  balas  akibat  limpasan  banjir  dan  tingkat  kemampuan  bangunan pengaman dalam meredam/mengurangi longsoran. Bangunan pengaman diletakkan di hilir limpasan dengan prinsip  mengurangi  kekuatan  gerusan.  Pemodelan  dilaksanakan  di  Laboratorium  Pengaliran  Teknik  Sipil Universitas  Diponegoro  dengan  beberapa  variasi  tinggi  limpasan  dan  2  Tipe  bangunan.  Pemodelan mengacu  pada  prototip  lintas  KA  Mangkang-Semarang  KM.12,  dengan  skala  1:5.  Hasil  pemodelan menunjukkan, balas tanpa pengaman akan mulai longsor pada tinggi muka air h 1 =15 cm, dengan bangunan
Tipe  1  dan  Tipe  1+1  masing-masing  h 1 =17  dan  19  cm.  Bangunan  pengaman  mampu  mengurangi  panjang longsoran, yaitu pada variasi h 1 =19 cm, panjang longsoran tanpa bangunan dan dengan bangunan berturut- turut 68,50; 29; dan 26 cm. Hasil penelitian ini akan berguna bagi pengelola perjalanan Kereta Api  sebagai pertimbangan keamanan balas terhadap longsoran akibat banjir.
Kata-kata Kunci : Balas rel, Bangunan pengaman, Limpasan banjir, Longsor, Uji model

## Pendahuluan
Lintasan  Kereta  Api  terdiri  dari  gabungan komponen  rel  ( rails ),  bantalan  ( sleepers )  dan tumpukan  batu  (balas).  Rel  menyangga  langsung beban  kereta  api,  yang  kemudian  disalurkan  ke bantalan  dan  akhirnya  didistribusi  ke  tanah  dasar oleh  balas.  Balas  berfungsi  vital  terhadap kekokohan  lintasan  kereta  api  (disamping komponen  yang  lain),  tetapi  balas  sangat  rawan terhadap  longsor  akibat  limpasan  banjir.  Pada bulan  Februari  2014  terjadi  genangan  banjir  di Stasiun Mangkang-Semarang, dan terjadi indikasi kelongsoran  pada  jalur  Mangkang-Semarang  km 12.  Akibat  genangan  tersebut  -demi  keamanan- beberapa  perjalanan  Kereta  Api  dihentikan. Gambar 1 menunjukkan banjir dan gerusan balas.
Banjir adalah fenomena alam yang susah dicegah dan  hanya  bisa  dikendalikan.  Di  tempat  tertentu banjir  sering  terjadi,  bahkan  melimpas  pada  trek rel  pada  musim  tertentu  pula.  Limpasan  banjir pada  trek  rel  dengan  ketinggian  tertentu mengakibatkan  longsoran  batu  balas  (Atmojo, 2013).  Bila  hal  ini  terjadi,  maka  kekuatan  balas menyangga  beban  akan  berkurang,  rel  akan ambles dan membahayakan pada Kereta Api yang melintas.
Gambar 1. Banjir dan geusan balas rel
Berapa tinggi banjir limpasan yang mengakibatkan  longsoran  perlu  diketahui.  Hal tersebut  penting  untuk  dapat  digunakan  sebagai acuan  awal  dalam  mengatur  manajemen  lintasan Kereta  Api,  sehingga  dapat  mengurangi  resiko kecelakaan  lintasan  Kereta  Api.  Rekayasa  teknik dapat  dilakukan guna mengurangi  tingkat
kelongsoran, yaitu memasang bangunan pengaman  dihilir  limpasan,  dengan  prinsip mengurangi kekuatan daya gerus limpasan.
Penelitian  ini  akan  memodelkan  mekanisme limpasan  banjir  pada  trek  rel  untuk  mengetahui korelasi  tingkat  elevasi  limpasan  banjir  yang menyebabkan  longsornya  balas  rel,  dan  untuk mengetahui  kemampuan  bangunan  pengaman dalam  mengurangi  tingkat  kelongsoran.  Uji Model  Hidrolik  ini  merupakan  pemodelan lanjutan  dari  pemodelan  sebelumnya  (Atmojo, 2013)  tentang  korelasi  tinggi  muka  air  limpasan dan  awal  (lokasi)  batu  mulai  longsor.  Pemodelan dilaksanakan  di  Laboratorium  Pengaliran  Teknik Sipil  Universitas  Diponegoro,  berdasar  prototip lintasan  Kereta  Api  Jalur  Mangkang-Semarang km 12.
Hasil  penelitian  ini  dapat  dimanfaatkan  oleh pengelola perjalanan Kereta Api sebagai pertimbangan keamanan balas terhadap longsoran akibat banjir.

## Metode Pemodelan dan Material

## Metode Pemodelan
Tahapan  pelaksanaan  pemodelan  dimulai  dengan pendataan  prototip,  pengumpulan  dan  pemilihan penelitian terdahulu yang terkait sebagai referensi,  dan  berturut-turut  sampai  analisis  dan laporan.  Tahapan  penelitian  secara  lengkap seperti pada Gambar 2. Bagan Alir Pemodelan.
Pemodelan  kelongsoran  balas  rel  ini  berdasar pada  prototip  jalur  lintas  Kereta  Api  Mangkang- Semarang  km  12.  Pengukuran  di  lapangan meliputi topografi, elevasi dan dimensi komponen balas  rel  serta  sampling  dimensi  batu  penyusun balas  rel.  Dimensi  batu  balas  di  lapangan  antara 2-6 cm, dan indikasi longsoran tampak dilapangan.  Skala  pemodelan  diambil  1:5  atas dasar  pertimbangan  kondisi  material  prototip  dan laboratorium  (Vries,  1977),  sehingga  batu  yang digunakan pada model antara 0,20 – 1,2 cm.

## Material dan Pengaturan Alat
Pengaturan  dan  ukuran  model  seperti  pada Gambar 3, lokasi pengukuran muka air dan lokasi bangunan  pengaman  pada  Gambar  4.  Alat-alat penunjang yang digunakan antara lain meliputi :
 Saluran talang: 40 cm x 15 cm x 800 cm,
 Tanki (bak) terbuka: 2x2x1,50 m,
 Sistem saluran drain dari model ke tanki,
 Alat ukur debit tipe: Cipoleti,
 Peil  schaal  pengukur  elevasi  muka  air sepanjang saluran,
 Jangka Sorong: Mitutoyo made in Japan,
 Tustel untuk dokumentasi, dan stop watch,
 Batu kricak ukuran 0,2-1,20 cm
Sebagian  alat  penunjang  yang  digunakan  seperti pada Gambar 5.
Gambar 2. Bagan Alir Pemodelan
Pendataan prototip Mulai Pengumpulan penelitian yang terkait Penyiapan l a boratorium, penetapan skala model Kajian Literatur Pembuatan model Skenario pemodelan Pelaksanaan pemodelan Pengamatan, pencatatan hasil Analisis Hasil Penyusunan Laporan Selesai

## Potongan I-I
Gambar 3. Pengaturan dan ukuran Model
Gambar 4. Delapan Lokasi Pengukuran Tinggi Muka Air dan Lokasi Bangunan Pengaman
84 cm 10,6 cm 3,4 cm 60 cm 40 cm 4,4 10 O
1 Tanki air
2 Alat ukur debit 3 Kolam penenang 4 Flume 5 Model 6 Kolam penenang 7 Alat ukur debit 8 Saluran
Gambar 5. Alat Penunjang Model
Bangunan pengaman yang digunakan pada model ini  ada  2  tipe,  yaitu:  Tipe  1  dan  Tipe  1+1. Bangunan Tipe 1+1 adalah seperti bangunan tipe1 lebih  tinggi  2  cm,  sket  bangunan  pengaman seperti  pada  Gambar  6.  Lokasi  penempatan bangunan  di  40  cm  dari  hilir  kaki  balas  O  (lihat Gambar 4).

## Pelaksanaan-Hasil dan Pembahasan

## Pelaksanaan Pemodelan
Pelaksanaan pemodelan  dilakukan  tiga  tahap, yaitu:  Tahap  1  Test  Kelongsoran  Batu  Balas, Tahap  2:  Test  Efek  Bangunan  Pengaman  Tipe  1 terhadap  kelongsoran,  Tahap  3:  Test  Efek Bangunan Pengaman Tipe 1+1 terhadap
kelongsoran.  Skenario  pemodelan  seperti  pada Tabel 1.
Hasil  Pemodelan  Tahap  1:  Test  Longsoran batu balas
Pemodelan dengan variasi muka air h 1 =10, 12, 14, 15, 17, 19 dan 20 cm, menghasilkan tinggi muka air pada h 1 ,h 2 sampai h 8 seperti pada Tabel 2, dan elevasi    profil  longsoran  akhir  pemodelan  seperti Tabel  3.  Gambar  profil  muka  air  dan  longsoran masing-masing  seperti  pada  Gambar  7  dan Gambar 8.
Gambar 6. Bangunan Pengaman Tipe 1 dan Tipe 1+1
B C D E B A C D 3 6 6 T1 A 3 6 6 2 F +1 1 T1

## Tabel 1. Skenario Pemodelan
No Kegiatan Pelaksanaan Pengamatan Hasil 1 Tahap 1: Test Longsoran batu balas 1. Tumpukan  batu  di  tata  sesuai rencana,  dan  pada  ujung  hilir    di buat  3  lapis.  Lapisan  dari  atas merah,  kuning,  hijau,  dengan  tebal kira-kira sama. Tebal dan urutan lapisan batu warna Tebal lapisan dan susunan warna lapisan sesuai rencana /tidak 2. Debit dialirkan perlahan, sampai 7 variasi tinggi muka air, yaitu  dari variasi 1: h 1 =10 cm, variasi 2: h 1 =12 cm  sampai  20 cm, sbb :
1. h 1 =10 cm, Limpasan= 0
2. h 1 =12 cm, Limpasan= 0 3. h 1 =14 cm, Limpasan= 0 4. h 1 =15 cm, Limp= ? cm 5. h 1 =17 cm, Limp= ? cm 6. h 1 =19 cm, Limp= ? cm 7. h 1 =20 cm, Limp= ? cm Masing-masing  running    pada  posisi muka  air    sudah  mencapai  tinggi rencana  (aliran  sudah  stabil)  di  tunggu selama  5  menit,  ma  dan  debit  diukur, dan kemudian debit berangsur dikurangi sampai  habis (nol) Tinggi  ma  h 1 sampai  h 8 , termasuk  tinggi  limpasan  di atas kepala rel.
Elevasi muka air di h 1 ,h 2 sampai h 8 dan debit  diukur, kemudian di setop perlahan. Diukur elevasi/profil longsoran batu, yaitu elevasi pada jarak setiap 5cm dari titik kaki hilir tumpukan batu ( O ) ke hulu dan ke hilir.
Tinggi ma h 1
sampai h 8 pada setiap variasi tinggi ma, dan tinggi limpasan diatas kepala rel.
Besarnya debit di setiap variasi ma. Tinggi muka air di h 1 ,h 2 sampai h 8 , Profil longsoran diukur setelah selesai percobaan. 2 Tahap 2: Test Efek Bangunan Pengaman Longsoran Balas -Tipe1 Siapkan bangunan  pengaman longsoran Tipe 1. 1. Pasang  bangunan  pengaman longsor Tipe.1 di lokasi 1 Bangunan Lokasi 1 . Lokasi bangunan sesuai rencana 2. Running dimulai pada elevasi ma yang mengakibatkan longsoran (lihat data Tahap 1) sampai variasi terakhir h 1 =20. 1. h 1 =15 cm, Limp= ? cm
2. h 1 =17 cm, Limp= ? cm
3. h 1 =19 cm, Limp= ? cm
4. h 1 =20 cm, Limp= ? cm Pelaksanaan percobaan seperti pada tahap.1
Tinggi  ma  h 1 sampai  h 8 , termasuk  tinggi  limpasan  di atas kepala rel. Lima  menit  setelah  aliran stabil  pada  elevasi  recana, elevasi  muka  air  di  h 1 ,h 2 sampai  h 8 dan  debit  diukur, kemudian di setop perlahan.
Diukur elevasi/profil longsoran batu, yaitu elevasi pada jarak setiap 5 cm dari titik kaki hilir tumpukan batu ( O ) ke hulu dan ke hilir Data profil ma, longsoran akhir dan gambar (semua variasi) 3 Tahap 3: Test Efek Bangunan Pengaman Longsoran Balas-Tipe 1+1 Siapkan bangunan  pengaman longsoran Tipe 1+1. 1. Pasang  bangunan  pengaman longsor Tipe.1+1 di lokasi 1 Bangunan Lokasi 1 Tinggi ma h 1 sampai h 8 , termasuk tinggi limpasan di atas kepala rel. Lokasi bangunan sesuai rencana 2. Running dimulai pada elevasi ma yang mengakibatkan longsoran (lihat data Tahap 1) sampai variasi terakhir h 1 =20.
1. h 1 =15 cm, Limp= ? cm 2. h 1 =17 cm, Limp= ? cm 3. h 1 =19 cm, Limp= ? cm
4. h 1 =20 cm, Limp= ? cm Pelaksanaan percobaan seperti pada tahap.2
Lima  menit setelah aliran stabil pada elevasi recana, elevasi muka air di h 1 ,h 2 sampai h 8 dan debit  diukur, kemudian di setop perlahan. Diukur elevasi/profil longsoran batu, yaitu elevasi pada jarak  setiap 5 cm dari titik kaki hilir tumpukan batu (O)  ke hulu dan ke hilir.
data profil ma, longsoran akhir dan gambar
(semua variasi)
Tabel 2. Tinggi Muka Air di Lokasi Pengukuran Tahap.1 Variasi h 1 =10 sampai 20 cm Lokasi pengukuran Jarak dari Referensi h 1 10 cm 12 cm 14 cm 15 cm 17 cm 19 cm 20 cm 8 d/s 0,0 1,3 1,3 1,8 1,9 2,7 5,0 7,0 8 u/s 1,0 1,3 1,3 1,8 1,9 2,7 5,0 7,0 7 d/s 12,0 1,3 1,3 1,8 1,9 2,7 5,0 7,0 7 u/s 20,0 1,3 1,5 2,0 2,0 2,7 5,0 7,0 6 60,0 1,3 1,1 2,7 2,0 3,7 6,0 8,0 5 72,0 4,2 4,2 7,5 7,5 7,5 9,0 10,0 4 d/s 88,5 7,0 9,5 11 10,7 11,5 16,0 17,0 4 u/s 90,5 7,0 9,5 11,8 12,2 14,5 16,5 18,0 3 d/s 111,5 8,4 10,5 13,4 12,2 14,0 16,6 18,5 3 u/s 113,5 8,4 10,5 13,4 14,1 16,0 18,0 19,0 2 132,0 9,0 11,5 13,7 14,5 16,5 18,0 19,5 1 144,0 10,0 12,0 14,0 15,0 17,0 19,0 20,0 160,0 10,0 12,0 14,0 15,0 17,0 19,0 20,0
Catatan: d/s: down stream, u/s: up stream
Tabel 3. Elevasi Profil Longsoran Akhir Tahap.1 Variasi Muka Air h 1 =15, 17, 19 dan 20 cm
Jarak dari Referensi h 1 =15 Jarak dari Referensi h 1 =17 Jarak dari Referensi h 1 =19 Jarak dari Referensi h 1 =20 0,0 0 0,0 0,0 0,0 20,0 20,0 22,0 0,0 20,0 2,0 25,0 25,0 25,0 1,5 25,0 2,5 30,0 30,0 30,0 2,0 30,0 3,0 35,0 36,0 0,0 35,0 2,0 35,0 3,0 40,0 40,0 1,5 40,0 3,0 40,0 3,5 45,0 45,0 2 45,0 4,0 45,0 2,5 53,0 0,0 50,0 2,5 50,0 3,0 50,0 4,0 55,0 1,0 55,0 2,5 55,0 2,5 55,0 3,5 60,0 2,5 60,0 3,5 60,0 3,5 60,0 4,0 65,0 4,0 65,0 6,0 65,0 3,5 65,0 4,0 70,0 7,0 70,0 7,0 70,0 4,5 70,0 6,0 75,0 10,6 75,0 10,0 75,0 4,5 75,0 6,5 80,0 78,0 10,6 80,0 5,5 80,0 5,0 85,0 85,0 85,0 6,0 85,0 3,5 90,0 90,0 90,0 7,0 90,0 5,0 90,5 90,5 90,5 10,6 95,0 5,5 100,0 6,2 113,5 10,6
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 15 Jarak dari Referensi -cm e le v a s i m a - cm h 7 h 8 10 14 12 17 19 20 h 2 h 3 h 1 h 6 h 4 h 5
Gambar 7. Profil Muka Air Pemodelan Tahap 1 Tanpa Bangunan Pengaman
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Ballas ma 15 ma 17 ma 19 ma 20 bal d/s Jarak dari  Referensi -cm e le v a si - cm 15 17 19 20 ma 10, 12, 14  tidak terjadi longsor
Gambar 8. Profil Longsoran Pemodelan Tahap 1 Tanpa Bangunan Pengaman

## Hasil Pemodelan Dengan Bangunan Pengaman
Tahap  2:  Test  Efek  Bangunan  Pengaman Longsoran Tipe 1 .
Pemodelan  dengan  variasi  muka  air  h 1 =  17,  19 dan  20  cm,  menghasilkan  tinggi  muka  air  pada pengukuran h 1 , h 2 sampai h 8 seperti pada Tabel 4, dan  elevasi    profil  longsoran  seperti  Tabel  5. Gambar  profil  muka  air  dan  longsoran  masing- masing seperti pada Gambar 9 dan 10.

## Tabel 4. Tinggi Muka Air di Lokasi
Pengukuran Tahap 2. Variasi h 1 =17, 19 dan
20 cm Lokasi pengukuran Jarak dari Referensi h 1 17 cm  19 cm  20 cm 8d 0 1,5 3 3 8u 3 1,5 3 3 7d 12,0 1 2 2,5 7u 20,0 9 11 11,5 6 60,0 9 9,5 10,5 5 72,0 9,5 10 12 4d 88,5 12 12 12 4u 90,5 15 16,5 17,5 3d 111,5 14,5 15 16 3u 113,5 16 17,5 18,5 2 132,0 16,5 18,5 19,5 1 144,0 17 19 20 160,0 17 19 20
Tabel 5. Elevasi Profil Longsoran Akhir Tahap 2 Variasi Muka Air h 1 = 17, 19 dan 20 cm
Jarak dari Referensi h 1 =17 Jarak dari Referensi h 1 =19 Jarak dari
Referensi h 1 =20
40 40 40 45 45 45 50 54 0 50,5 0 57 0 55 2 55 4,5 60 2 60 4 60 6 65 6 65 6 65 7,5 70 8 70 7,5 70 8 75 10,6 75 9 75 7 78 80 10,5 80 6,5 85 83 10,6 83 6,2 90 90 90,5 10,6 90,5 90,5
95 100 113,5 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 20 40 60 80 100 120 140 160 Ballas Bang T1-L1 ma 17 ma 19 ma 20 20 Jarak dari  Referensi -cm e le v a s i - cm 17 19
Gambar 9. Profil Muka Air Pemodelan Tahap 2 Bangunan Tipe 1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 20 40 60 80 100 120 140 160 bal d/s ma 17 ma 19 ma 20 Bang T1-lok 1 Jarak dari  Referensi -cm e le v a si - cm 17 19 20

## Gambar 10. Profil Longsoran Pemodelan Tahap 2 Bangunan Tipe 1
Hasil Tahap 3: Test Efek Bangunan Pengaman Longsoran  Balas -Tipe1+1 .
Pemodelan  dengan  bangunan  Tipe  1+1,  variasi muka  air    h 1 =  17,  19  dan  20  cm,  menghasilkan tinggi muka air pada h 1 , h 2 sampai h 8 seperti pada Tabel  6,  dan  elevasi    profil  longsoran  seperti Tabel  7.  Gambar  profil  muka  air  dan  longsoran masing-masing  seperti  pada  Gambar  11  dan Gambar 12.

## Tabel 6. Tinggi Muka Air di Lokasi Pengukuran
Tahap 3 Variasi h 1 =17 sampai 20 cm
Lokasi pengukuran Jarak dari Referensi h 1 17 cm 19 cm 20 cm 8d 0,0 1,5 2,5 3,0 8u 1,0 1,5 2,5 3,0 7d 12,0 1,0 1,5 2,0 7u 20,0 11,0 13,0 13,0 6 60,0 11,0 12,0 12,0 5 72,0 11,0 12,5 13,5 4d 88,5 12,0 12,0 12,5 4u 90,5 15,0 16,5 17,5 3d 111,5 14,0 15,5 16,0 3u 113,5 16,0 18,0 18,5 2 132,0 16,5 18,5 19,5 1 144,0 17,0 19,0 20,0 160,0 17,0 19,0 20,0
Tabel 7. Elevasi Profil Longsoran Akhir Tahap 3 Variasi  Muka Air h 1 = 17, 19 dan 20 cm
Jarak dari Referensi h 1 =17 Jarak dari Referensi h 1 =19 Jarak dari Referensi h 1 =20 40 Tidak terjadi longsor an 40,0 40,0 45 45,0 45,0 50 52,0 50,0 57 56,0 0,0 56,0 0,0 60 60,0 1,5 60,0 4,0 72 65,0 3,0 65,0 7,0 80 70,0 9,0 70,0 9,5 75 75,0 10,0 75,0 10,0 78 80,0 10,5 80,0 10,0 85 82,0 10,6 85,0 10,0 90 90,0 90,5 10,6 90,5 90,5 95,0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 0 20 40 60 80 100 120 140 160 ma 17 ma 19 ma 20 Bang T1+1 Lok 1 20 e le v a s i - cm Jarak dari  Referensi -cm 19 17
Gambar 11. Profil Muka Air Pemodelan Tahap 3 Bangunan Tpe 1+1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 20 40 60 80 100 120 140 160 ballas ballas d/s ma 19 ma 20 Bang T1+1-lok 1 Jarak dari  Referensi -cm e le v a si - cm 19 20 ma 17 tidak ada longsoran

## Gambar 12. Profil Longsoran Pemodelan Tahap 3 Bangunan Tipe 1+1
Tinggi  muka  air  yang  melimpas  rel  pada  variasi h 1 =15,  17,  19  dan  20  cm,  atau  yang mengakibatkan  terjadinya  longsor  pada  balas adalah seperti Tabel 8 berikut.

## Tabel 8. Tinggi muka air yang limpas rel pada
variasi h1=15, 17, 19 dan 20 cm
Variasi ma h 1 cm
Tinggi muka air limpas rel hilir (h 3 u) Tanpa bangunan Bangunan Tipe 1 Bangunan Tipe 1+1 h 3 u limpas- cm h 3 u limpas- cm h 3 u limpas- cm
15 14,1 0,1 17 16 2 16
2 16 2(tdk longsor) 19 18 4 18 4 18 4 20
19 5 18,5 4,5 18,5 4,5

## Pembahasan
Pada pemodelan Tahap 1, variasi muka air h 1 =10, 12, 14, 15, 17, 19 dan 20 cm. Dari 7 variasi muka air,  yang  mengakibatkan  longsoran  pada  balas adalah  limpasan  pada  variasi  h 1 =  15,  17,  19,  dan 20  cm,  dengan  panjang  longsoran  berturut-turut: 22,  42,  68,5  ,  dan  113,5  cm.  Sedangkan  variasi h 1 =  10,  12  dan  14  cm  tidak  mengakibatkan longsoran  pada  balas.  Hal  ini  karena  aliran  yang
melewati  dan  keluar  di  hilir  balas  pada  posisi rendah,  sehingga  tidak  mampu  menggerus  balas atau  kecepatan  aliran  lebih  kecil  dari  kecepatan kritis  batu  balas  (Breusers,  1988,  Isbash,  1935). Lihat Gambar 7.
Pemodelan  Tahap  2  (dengan  bangunan  Tipe  1), variasi  tinggi  muka  air  h 1 yang  mengakibatkan longsoran  adalah  17,  19  dan  20  cm.  Panjang longsoran  berturut-turut  18,  29,  dan  40  cm. Sedangkan pemodelan Tahap 3 (dengan bangunan Tipe  1+1),  tinggi  muka  air  yang  mengakibatkan longsoran adalah variasi h 1 =19 dan 20 cm, dengan panjang  longsoran  masing-masing  26  dan  34,5 cm.  Pada  uji  Tahap  3  ini,  variasi  h 1 =17  cm  tidak terjadi  longsoran  pada  balas.  Pada  kondisi  ini, posisi muka air di hilir rel hilir (h 5 ) di atas elevasi atas,  balas  akibat  redaman  bangunan  T1+1. Sehingga  daya  gerus  di  balas  hilir  tidak  mampu menggerus  balas.  Gambar  13,  14  dan  15 menunjukkan  grafik  perbandingan  longsoran kondisi tanpa bangunan, dengan bangunan Tipe 1, dan dengan bangunan Tipe 1+1 untuk variasi h1= 17, 19 dan 20 cm.
Gambar 13. Longsoran Tanpa bangunan dan dengan bangunan Tipe 1 Variasi h 1 =17 cm 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 25 50 75 100 125 150 tanpa bang bang Tipe 1 balas bang Tipe 1+1 Jarak dari Lokasi Bangunan 2-cm e le v a s i - cm 19 19 19
Gambar 14. Longsoran Tanpa bangunan dan dengan bangunan Tipe 1 dan Tipe 1+1 Variasi
h 1 =19 cm 0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 25 50 75 100 125 150 tanpa bang bang Tipe 1 balas Bang Tipe 1+1, ma 17 cm tidak longsor Jarak dari Lokasi Bangunan 2-cm e le va si - cm 17 17 L tanpa bangunan L Bangunan T 1
0 2 4 6 8 10 12 14 16 0 20 40 60 80 100 120 140 160 tanpa bang bang Tipe 1 bang Tipe 1+1 Jarak dari  Referensi -cm e le v a s i - cm 20 20 20
Gambar 15. Longsoran Tanpa bangunan dan dengan bangunan Tipe 1 dan Tipe 1+1 Variasi h 1 =20 cm
Pemasangan  bangunan  pengaman  baik  Tipe  1 maupun  Tipe1+1  di  lokasi  1  (L1)  mempunyai efek  mengurangi    panjang  longsoran.  Panjang longsoran tanpa bangunan dan ada bangunan serta prosentase  pengurangan  longsoran,  seperti  Tabel 9 dan Gambar 16.
Tabel 9. Panjang Longsoran (cm) dan Prosentase Pengurangan Longsoran (%)
muka air h 1 cm tanpa bangunan Lokasi 1 % tase Pengurangan Panjang Longsoran T1  T1+1 T1 T1+1 15 22 0 0
17 42 18 0 57,14 100 19 68,5 29 26 57,66  62,04 20 113,5 40 34,5 64,76  69,60 22 42 68.5 113.5 0 18 29 40 0 0 26 34.5 L = 6,25h 2 - 1,15h + 17,5 R² = 0,998 L = 28,28ln(h) - 0,721 R² = 0,993 L = 2,125h 2 + 2,325h - 6,625 R² = 0,900 0 20 40 60 80 100 120 140 15 17 19 20 Tanpa Bang Tipe T1 T1+1 P a nj a ng l ong sor a n L - cm Elevasi ma h 1 - cm
Gambar 16. Panjang longsoran kondisi tanpa bangunan, dengan bangunan Tipe 1 dan Tipe 1+1 Variasi h 1 =15, 17, 19 dan 20 cm dan Korelasi L-h
Perbandingan  panjang  longsoran  antara  model Tahap  1  (tanpa  bangunan),  Tahap  2  (bangunan
Tipe 1), dan Tahap 3 (bangunan Tipe 1+1) seperti pada  Gambar  16.  Dari  hasil  tersebut,  dapat dinyatakan  bahwa  efek  bangunan  pengaman sangat  nyata  (significant)  dalam  mengurangi/ meredam  longsoran.  Kondisi  tanpa  bangunan  , balas  sudah  longsor  pada  variasi  h 1 =15  cm (limpas  rel  0,10  cm).  Tetapi  dengan  pemasangan bangunan T1, balas baru longsor pada variasi h 1 = 17  cm  (limpas  rel  2  cm),  dan  dengan  T1+1  baru longsor pada pada variasi  h 1 =19 cm (limpas rel 4 cm).
Bangunan  T1  mengakibatkan  elevasi  muka  air hilir  tinggi.  Pada  variasi  h 1 =17  cm,  elevasi  muka air hilir  mendekati elevasi balas atas +10,60 cm, sehingga  mampu  mengurangi/meredam  daya gerus limpasan, dan efeknya gerusan  yang terjadi lebih pendek. Bangunan Tipe T1+1 (lebih tinggi 2 cm  dari  T1),  elevasi  muka  air  hilir  makin  tinggi, sehingga  pada  variasi  h 1 =17  cm,  tidak  terjadi gerusan,  karena  mampu  meredam  daya  gerusan. Tetapi  makin  tinggi  variasi  h 1 ,  berakibat    beda muka  air  hulu  dan  hilir  makin  besar,  daya  gerus meningkat dan  terjadi gerusan (Atmojo, 1992) .
Pemasangan  bangunan  Tipe  1  (T1)  sangat  nyata pengaruhnya  terhadap  pengurangan  longsoran. Bangunan  Tipe  T1+1  pada  variasi  muka  air rendah  sangat  nyata  mampu  mengamankan longsoran, tetapi pada variasi muka air tinggi (19 dan  20  cm)  pengaruhnya  tidak  jauh  berbeda dengan Tipe 1.
Korelasi  antara  panjang  longsoran  L  dan  tinggi variasi h 1 (sebut h), setiap kondisi sbb:
Tanpa Bangunan:
L  =  6,25h 2 –  1,15h  +  17,5,  dengan  nilai    R²  = 0,998
Bangunan T1:
L = 28,28ln(h) – 0,721, dengan nilai R² = 0.993
Bangunan T1+1:
L = 2,125h 2 + 2,325h – 6,625, dengan nilai  R² = 0,900
Dari  korelasi  tersebut,  maka  pada  variasi  h  yang sama  gerusan  yang  terjadi  berbeda.  Tanpa bangunan  pengaman  gerusan  akan  terjadi  jauh lebih  panjang  di  banding  dengan  adanya bangunan  Tipe.1  dan  Tipe.2.  Sedangkan  efek bangunan Tipe1+1 terhadap pengurangan longsoran dibanding dengan efek bangunan  Tipe 1 tidak jauh berbeda.

## Kesimpulan
Dari  data  hasil  pemodelan  dengan  beberapa variasi  muka  air  h1,  tanpa  bangunan  dan  dengan
bangunan  baik  Tipe  T1  dan  T1+1  di  lokasi  L1, serta pembahasan diatas, maka dapat disimpulkan sbb:
1. Bangunan pengaman mampu meredam/mengurangi panjang
longsoran cukup nyata. Makin tinggi bangunan peredaman  longsoran  makin  baik  untuk mengurangi  panjang  longsoran.  Panjang longsoran dan kemampuan bangunan mengurangi  panjang  longsoran  berdasar  Tipe dan variasi h 1 seperti pada Tabel 10. berikut:

## Tabel 10. Panjang longsoran dan Prosentasi Pengurangan panjang longsoran
muka air h 1 cm Panjang Longsoran tanpa bangunan (cm) Panjang Longsoran bangunan % tase Pengurangan Panjang Longsoran (%) T1 (cm) T1+1 (cm) T1 T1+1 15 22,0 0 0,0  100,00  100,00 17 42,0  18 0,0 57,14  100,00 19 68,5  29 26,0  57,66  62,04 20 113,5  40 34,5  64,76  69,60
2. Panjang  longsoran  L  dipengaruhi  oleh  tinggi muka air h 1 dan tinggi bagunan/tipe bangunan pengaman,  dengan  korelasi  antara  L  dan  h sbb:
Tanpa Bangunan  : L = 6,25 h 2 – 1,15 h +
17,5, dengan nilai  R²
= 0,998
Bangunan T1       : L = 28,28 ln(h) – 0,721, dengan nilai R² =
0.993
Bangunan T1+1   : L = 2,125 h 2 + 2,325 h –
6,625, dengan nilai  R² = 0,900
3. Panjang  longsor balas akibat banjir limpasan, dapat dikurangi dengan merekayasa pengendalian elevasi muka air hilir sedemikian  rupa  sehingga  muka  air  hilir
limpasan  selalu  diatas  elevasi  balas  atas  ( Top elevation of ballast ).

## Saran
Hasil  penelitian  menunjukkan ada efek  bangunan terhadap  peredaman  longsoran  atau  pengurangan panjang  longsoran  akibat  limpaan  banjir  yang cukup nyata. Penelitian diatas hanya menggunakan  bangunan  2  tipe  yang  diletakkan pada  satu  lokasi.  Agar  hasil  penelitian  ini  bisa digunakan  lebih  luas,  maka  perlu  kiranya dilaksanakan  penelitian  serupa  lanjutan,  dengan menggunakan  tipe  bangunan  lebih  bervariasi  dan lokasi  peletakan  bangunan  tidak  hanya  disatu tempat.

## Daftar Pustaka
Atmojo,P.S,  1992. Cofferdam  Limpas  PLTA Tulis-Sdtudi Kasus , Seminar KBK Hidro Undip.
Atmojo,  P.S,  2013. Uji  Model  Hidrolik  Gerusan Tumpukan Batu Balas Rel Kereta Api .
Breusers HNC, 1988 , Lecture Notes on Sediment Transpor.1 , IHE Delft, Nederland
Isbash,  N.V,  1935. Construction  of  dams  and other  structures  by  dumping  stone  into  flowing water ,  Trans.  Res.  Inst.  Hydrot.  Leningrad  17 p.12-66
Kodoatie,J,R,  2002. Hidrolika  Terapan  pada Aliran Terbuka dan Pipa , Andi Offset, Yogyakarta
Kompas, 5 Februari 2007
Maynord,  S.T,  1978. Practical  rip  rap  design, U.S.W.E.S Vicksburg . Paper H-78-7
Vries,  de.  M  ,1977. Scale  Model  in  Hydraulic Engineering. Lecture Note, IHE, Delft, Nederland