Produk Gunungapi

1. ALIRAN DEBRIS
DAN
LAHAR
Pembentukan, pengaliran, pengendapan dan
pengendaliannya.
Haryono Kusumosubroto, 2011

2. INDIVIDU
(INDIVIDUAL MOVEMENT)
MASSA
(MASS MOVEMENT)P
E
R
G
E
R
A
K
A
N
S
E
D
I
M
E
N
KARAKTERISTIK
MATERIAL DASAR
KEMIRINGAN DASAR
(GAYA GRAVITASI)
DEBIT / TINGGI
ALIRAN
faktor
berpengaruh
TEKANAN
AIR
GAYA
GRAVITASI
dominasi
gaya
berpengaruh
ALIRAN / PERGERAKAN SEDIMEN
H.KUSUMOSUBROTO

3. PERGERAKAN SEDIMEN
 Secara alami pergerakan sedimen berupa pergerakan massa dan pergerakan sedimen individu.
 Kedua pergerakan dipengaruhi oleh faktor yang sama, yaitu debit aliran, kemiringan dasar
dan karakteristik material dasar.
 Dominasi gaya penyebab pergerakan sedimen berbeda, pergerakan sedimen individu oleh
tekanan air dan pergerakan sedimen massa oleh gaya gravitasi.
 Salah satu bentuk pergerakan sedimen massa adalah Aliran debris atau debris flow.
 Bentuk pergerakan sedimen massa lainnya,
a. Endapan piroklastik vulkanik dipicu air hujan menjadi lahar (vulcanic mudflows).
b. Deposisi material runtuhan lereng bukit di musim hujan menjadi aliran debris..
c. Tanah longsor di hulu sungai melalui mekanisme tertentu membentuk aliran debris.
d. Dam alam yang runtuh di hulu sungai membentuk aliran debris,

4. DEBRIS FLOW
PERGERAKAN SEDIMEN
Dapat terjadi dalam dua cara,
yaitu :
 Pergerakan massa (DEBRIS FLOW)
1. Tampang lintang endapan
cenderung cembung di tengah.
2. Tampang memanjang membesar
di bagian depan (kepala aliran).
3. Lapisan endapan merata.
 Pergerakan individu (SUNGAI BIASA)
1. Tampang lintang endapan
berada di dasar aliran.
2. Tampang memanjang pergerakan
sedimen mandiri di dasar sungai
menggeser, menggelinding dan
melompat.
3. Endapan tampak berlapis.
Haryono Kusumosubroto
ILUSTRASI
PERGERAKAN SEDIMEN KOLEKTIF DAN MASSA
Angkutan Kolektif (aliran ldebris ) Angkutan Individu (aliran sungai biasa)
TAMPANG MEMANJANG
LAPISAN ENDAPAN DI DASAR
TAMPANG LINTANG

5. BENTUK PERGERAKAN SEDIMEN MASSA
( YANG DAPAT MENIMBULKAN ANCAMAN BENCANA SEDIMEN )
ALIRAN DEBRIS
SUATU MASSA DEBRIS YANG DIPICU OLEH CURAH HUJAN TINGGI BERDURASI
PANJANG, DIPENGARUHI OLEH GAYA GRVITASI YANG MEMADAI .
LAHAR
ENDAPAN MATERIAL VULKANIK HASIL LETUSAN GUNUNGAPI OLEH PENGARUH
HUJAN INTENSITAS TINGGI DURASI TERTENTU MEMBENTUK ALIRAN LAHAR
ALIRAN PIROKLASTIK (AWAN PANAS)
MATERIAL PIROKLASTIK YANG DISERTAI TEKANAN GAS DAN UDARA SANGAT
PANAS MELUNCUR KE BAWAH DENGAN KECEPATAN TINGGI .
.
LONGSORAN TANAH
SUATU MASSA TANAH YANG BERGERAK SECARA LAMBAT (LANDSLIDE) , ATAU
CEPAT (SLOPE FAILURE) DI BAGIAN HULU SUNGAI .
( Oleh pengaruh air hujan, material ini dapat berubah menjadi aliran debris)
RUNTUHNYA SUATU BENDUNG ALAM (LANDSLIDE DAM)
MATERIAL HASIL RUNTUHAN BENDUNG ALAM BERSAMA AKUMULASI AIR YANG
ADA DIBELAKANG BENDUNG DAPAT MEMBENTUK ALIRAN DEBRIS.
H.KUSUMOSUBROTO

6. Augustine volcano,
photo by Betsy
Yount 1986, Stanford
University.
ALIRAN DEBRIS MELEWATI DAM SABO NO 7.2 DI SUNGAI
BAWAKARAENG, SULAWESI SELATAN, JANUARI 2007
ALIRAN DEBRIS, LAHAR
DAN ALIRAN PIROKLASTIK
BANJI LAHAR K.KRASAK DI CD KRANGGAN, G.MERAPI 1976
SUMBER : PROYEK GUNUNG MERAPI
Volcanic mudflows / LAHAR

7. Dua Model Pembentukan Aliran Debris, yang paling
banyak terjadi di bagian hulu sungai curam.
Di wilayah padat
penduduk, peristiwa
pergerakan sedimen
massa seperti aliran
debris, lahar, dsb
berpotensi
menimbulkan
kerugian dan
dampak negatif bagi
perkembangan
sosial ekonomi
setempat.
Model 1.
Longsoran kecil memasok material debris masuk dasar sungai,
terakumulasi di pertemuan sungai, membendung dan suatu saat akan
runtuh membentuk aliran debris.
Model 2.
Longsoran masuk alur sungai
langsung membentuk aliran
debris
Akumulasi
sedimen
H.Kusumosubroto, 2011

8. Sumber
Produksi Sedimen
pembentuk aliran debris
di wilayah non vulkanik
H Kusumosubroto 2012

9. H Kusumosubroto 2012
Saat memasuki musim
hujan , semakin banyak
tebing atau lereng
curam menjadi tidak
stabil dan banyak
terjadi tanah longsor.
Material longsoran
yang tercampur
dengan air (hujan)
dapat memicu
terbentuknya aliran
debris, terutama pada
kondisi curah hujan
tinggi berdurasi cukup
lama.
ALIRAN DEBRIS

10. H Kusumosubroto 2012
Peristiwa:
Aliran debris tipe batuan (Stony type
debris flow) menerjang pemandian air
panas yang sedang padat pengunjung
pada 11 Desember 2002, jam 14.30.
Lokasi :
Desa Pacet, Mojokerto, Jawa Timur,
dimana areal pemandian air panas
terletak di sungai Dawahan, anak
sungai Cumpleng, Luas DPS 4,5 km2
Kerugian :
32 orang meninggal, sarana dan
prasarana pemandian rusak total, 1 bh
jembatan rusak, 1 bh dam kecil
pengarah aliran hancur.
Penyebab :
Dam alam di bagian hulu sungai
runtuh, bersama air hujan membentuk
aliran debris.
ALIRAN DEBRIS
Lokasi Pemandian
Air Panas
Air Terjun
Check Dam rusak
Dam kecil jebol
Sebaran debris flow

11. H Kusumosubroto 2012
Peristiwa:
Aliran debris tipe batuan (Stony type debris
flow) menerjang pemandian air panas yang
sedang padat pengunjung pada 11
Desember 2002, jam 14.30.
Lokasi :
Desa Pacet, Mojokerto, Jawa Timur,
dimana areal pemandian air panas terletak
di sungai Dawahan, anak sungai
Cumpleng, Luas DPS 4,5 km2
Kerugian :
32 orang meninggal, sarana dan prasarana
pemandian rusak total, 1 bh jembatan
rusak, 1 bh dam kecil pengarah aliran
hancur.
Penyebab :
Dam alam di bagian hulu sungai runtuh,
bersama air hujan membentuk aliran
debris.
ALIRAN DEBRIS

12. TERMINOLOGI
 Secara struktural, aliran debris merupakan proses aliran campuran yang menyatu
(coherent mixtures) material sedimen tidak semacam.
 Definisi aliran debris yang dikemukakan para ilmuwan awalnya amat beragam, seperti
dbris flow, mudflow, debris torrent, debris avalanches, dsb.
Stiny (1910), debris flow berawal dari banjir di lereng curam membawa banyak material
suspended dan bed load yang terus meningkat hingga aliran berubah jadi massa kental
air, tanah, pasir, kerikil, batu dan batang kayu mengalir bagai lava.
Sharpe (1938) USA, Varnes (1954, 1978) mengemukaakan hal hampir serupa.
Hutchinson (1968) Inggris, memilah pengertian aliran debris menjadi Channelized
debris flow dan Hillslope debris flow sesuai pengertian debris avalanches.
Blackwater (1928), Bull (1964) dan Candell (1957), mengemukakan mudflow sebagai
debris flow dng kandungan material lebih halus, terjadi di lereng tandus atau vulkanik.

13. TERMINOLOGI
 Varnes 1996.
Dalam menterjemahkan pengertian Debris Flow agar tidak dilakukan secara harfiah
saja, tetapi perlu difahami fenomena secara keseluruhan, yaitu :
1. Mulai proses longsoran di suatu kelerengan curam.
2. Pergerakan aliran kecepatan tinggi di alur curam.
3. Proses pengendapan / penyebaran di kipas debris atau debris fan.
 T.Takahashi 1960.
Sistem pengambilan foto dalam penelitian terhadap mekanisme kejadian aliran
debris dilakukan para peneliti di Jepang. Ini merupakan yang pertama kali
dilakukan di dunia untuk penelitian aliran debris.

14. TERMINOLOGI
 Secara geofisik, bentuk pergerakan sedimen massa berupa,
1. Tanah longsor ( landslides and landslips).
2. Longsoran debris ( debris avalanches).
3. Aliran piroklastik ( pyroclastic flows).
4. Aliran debris ( debris flows and immature debris flows).
1. Tanah Longsor (landslides and landslips).
Blok tanah diatas bidang longsor bergerak tanpa mengalami perubahahan berarti
(relatif utuh), jarak pergerakan pendek (kecuali jika berubah manjadi debris flow
atau debris avalanches), ketika mencapai bidang hampir datar jaraknya dapat dua
kali tinggi longsoran.

15. TERMINOLOGI
2. Longsoran Debris (Debris Avalannches).
 Tanah longsor skala besar volume mencapai jutaan meter kubik.
 Blok longsoran hancur dengan cepat, jangkauan luncuran lebih panjang daripada tanah
longsor.
 Pergerakan longsoran debris kadangkala masih berlangsung meski kemiringan lereng
telah mencapai 3º.
3. Aliran Piroklastik (Pyroclastic Flows).
 Dihasilkan dari runtuhan kubah lava suhu tinggi.
 Selama proses luncuran, blok lava panas bercampur material lainnya ke tempat landai.
 Mekanisme pergerakan sangat dipengaruhi oleh tekanan gas yang menyertai.

16. TERMINOLOGI
4. Aliran Debris (Debris Flow).
 Suatu terminologi kolektif dengan cakupan pengertian yang luas dari suatu pergerakan
massa debris secara gravitasi.
 Aliran debris memiliki daya rusak besar, sehingga berpotensi menimbulkan kerugian
bagi kehidupan, infrastruktur dan lingkungan.
 Aliran debris dapat terjadi di wilayah vulkanik maupun non-vulkanik.
 Kecepatan aliran sangat tinggi, sulit menghindar jika jarak sudah dekat.
 Di wilayah vulkanik, aliran debris dikenal dengan “lahar” yang erat kaitannya dengan
keberadaan gunungapi.
 Lahar disebut juga sebagai Volcanic mud-flow, sifat aliran dapat turbulent-muddy flow
atau hyper-concentrated flood flow . (Takahashi, 2007 dalam Debris Flow).

17. LETUSAN
G.MERAPI
PYROCLASTICS
FLOW
PRIMER
H.KUSUMOSUBROTO
Kepala aliran
(batuan)
Ekor
Hiperkonsentrasi
Partikel kasar
Debris Flow
SEKUNDER

18. PRIMER
ALIRAN PIROKLASTIK atau
Pyroclastic Flows, merupakan
material piroklastik dihasilkan dari
erupsi atau guguran kubah lava
gunungapi, bersama blok-blok lava
panas, abu dan gas meluncur kebawah
menuruni lereng dan alur . Dalam
bahasa Jawa disebut “LADU”.

19. SEKUNDER
LAHAR, merupakan produk
sekunder letusan gunungapi.
Dari aspek mekanisme
pergerakan dan materialnya,
lahar merupakan aliran debtris
tipe MUDFLOWS, atau disebut
sebagai Volcanic mudflows.
Lahars of Mt.Pinatubo eruption, Phillippines
April 1991.
Lahars of Mt.Merapi eruption 2010, volvanic
mudflows force evacuations on January 2011,
Magelang.

20. MEKANISME ALIRAN DAN ANGKUTAN MATERIAL
 Mekanisme aliran debris berbeda dengan mekanisme aliran banjir biasa.
 Dalam aliran banjir, kandungan sedimen suspensi secara eksklusif merupakan
mekanisme fluida.
 Mekanisme Aliran Debris juga berbeda dengan mekanisme runtuhan batuan (rock
avalanches).
 Perbedaan,
Aliran debris : interaksi antar unsur padat dan cair dalam aliran terjadi sangat
kuat dan menjadi satu elemen yang sangat penting.
Runtuhan batuan : interaksi antar butiran semata-mata melalui kontak langsung
(collision, adhesion dan friction) atau dimediasi udara. Keberadaan
air tidak terkait dengan dinamika runtuhan secara keseluruhan.

21. MEKANISME ALIRAN DAN ANGKUTAN MATERIAL
 Karakter interaksi antar unsur padat dan cair dalam aliran debris berbeda dari satu
aliran dengan aliran lainnya , meskipun mekanismenya sama.
 Kandungan material butiran padat dalam unsur cairan berkisar antara 30 – 70
prosen dari aliran debris.
 Runtuhan batuan dapat berubah menjadi aliran debris jika terjadi penambahan
pasokan air atau entrainment of water.
 Aliran debris jika menerima tambahan pasokan air sehingga menjadi lebih cair
dapat berubah menjadi banjir yang bergelombang atau surging floods.

22. Alur yang terbentuk oleh aliran debris
(Canada)
Pelebaran dua spot Debris Avalanches
memanjang hingga ke hilir (Italia).

23. MEKANISME ALIRAN DAN ANGKUTAN MATERIAL
Mekanisme penyebab tambahan sedimen aliran debris :
 Hilangnya stabilitas dasar alur dan terjadinya erosi dasar.
Stabilitas dasar hilang akibat dari peristiwa gaya tarik (drag forces) di dasar alur,
rapid undrained loading (Hutchinson and Bhandari, 1971), impact loading dan
liquefaction pada alur jenuh air (Sassa, 1985).
 Tebing alur tidak stabil akibat dasar alur tererosi.
Longsoran dangkal yang terjadi sektika masuk alur sungai sebagai aliran debris,
atau tertahan dahulu hingga mencapai jumlah material yang memadai untuk
membentuk aliran debris.

24. PEMBENTUKAN ALIRAN DEBRIS
 Tiga kondisi utama pendorong terbentuknya aliran debris :
1. Kemiringan dasar (alur atau lembah) > 15 º.
2. Material di lereng atau lembah pembentuk aliran debris.
3. Air dalam jumlah besar yang dapat menjenuhkan deposit material sedimen.
 Proses pembentukan aliran debris akibat curah hujan tinggi dapat dikategorikan
kedalam 3 (tiga) model, yaitu :
1. Runtuhan bukit langsung membentuk aliran debris.
2. Longsoran bukit membentuk dam alam, runtuh membentuk aliran debris.
3. Deposit sedimen mengalami pengenceran (fluidization) membentuk aliran debris.
PROSES PEMBENTUKAN

25. Model 1. Model 2. Model 3.
PROSES PEMBENTUKAN
Endapan aliran
debris
Aliran debris
Longsoran bukit
Longsoran bukit
Dam alam
Aliran debris
Deposit sedimen
Aliran debris
Sebaran debris
Runtuhan bukit langsung membentuk
aliran debris.
Deposit material lepas hasil runtuhan mendapat
pasokan air hujan, menuruni lereng alur curam
membentuk aliran debris.
Pada jarak tertentu mengendap dan menyebar.
Longsoran bukit membentuk dam alam,
saat runtuh membentuk aliran debris.
Material hasil runtuhan bukit atau lembah
terkumpul sementara di dasar lembah membentuk
dam alam. Ketika muka air di belakang dam naik,
akibat limpasan atau piping tubuh dam runtuh.
Material runtuhan dan air membentuk aliran debris
Deposit sedimen mengalami pengenceran
membentuk aliran debris.
Deposit sedimen di dasar lembah ketika menerima
pasokan air curah hujan atau air lainnya dalam
jumlah besar mengalami pengenceran, membentuk
aliran debris menuruni lereng hingga akhirnya
mengendap dan menyebar.

26. PROSES PEMBENTUKAN
 Dua tipe proses pembentukan aliran debris dari sisi praktis menurut T.Takahashi
(1981) adalah :
1. Mobilized debris flow, terbentuk dari material tidak stabil alur sungai.
2. Landslide dam debris flow, terbentuk dari material runtuhan dam alam di hulu
sungai.
 Perbedaan mekanisme pembentukan kedua tipe aliran debris tersebut adalah :
Mobilized debris flow, pembentukannya berdasarkan perubahan tekanan air pori
dan penyebaran gaya-gaya yang bekerja pada lapisan debris tertentu.
Landslide debris flow, pembentukannya berdasarkan pada akibat runtuhan dam
alam di bagian hulu sungai.

27. PROSES PEMBENTUKAN
Mobilized Debris Flow.
 Proses pembentukannya memerlukan ,
1. Air dalam jumlah besar, untuk menjenuhkan deposit sedimen.
2. Dasar alur curam, untuk membentuk tekanan geser.
3. Sediaan material sedimen yang melimpah.
 Deposit menerima pasokan air, terjadilah mekanisme perubahan lapisan sedimen,
1. Kemiringan dasar curam, rembesan air mencapai tinggi tertentu, lapisan sedimen
bergerak.
2. Pasokan air berkurang, meski sedimen bergerak tidak membentuk aliran debris.
3. Kemiringan lebih landai, untuk membentuk aliran debris perlu air lebih banyak.
4. Kedalaman aliran permukaan sebagai parameter penting pembentukan mobilized
debris flow.

28. PROSES PEMBENTUKAN
Mobilized Debris Flow.
 Mekanisme angkutan material.
1. Skala aliran debris adalah volume total material yang bergerak sejak sumbernya
hingga titik pengendapannya.
2. Seringkali volume debris di sumbernya kecil, namun selama perjalanannya
menjadi sangat besar (Tsing Shan, Hongkong 1990, 400 m3 jadi 20.000 m3).
 Mekanisme penambahan material aliran debris.
1. Alur jenuh air kehilangan stabilitas dasar alur akibat gaya tarik (drag forces),
rapid undrained loading, impact loading dan liquefaction.
2. Penambahan material debris yang berasal dari tebing alur yang menjadi tidak
stabil akibat erosi dasar.

29. PROSES PEMBENTUKAN
Mobilized Debris Flow.
Selimut colluvial
Profil dasar batuan
Material dasar alur
• Destabilisasi dasar alur selama terjadi aliran
debris.
• Selain mempengaruhi angkutan dasar, juga
mempengaruhi pada lapisan bawah lainnya.
• Pendekatan theori sederhana proses
destabilisasi dasar selama aliran debris,
(a) Skematik lapisan dasar kondisi jenuh
dilewati aliran debris.
(b) Gaya pada kolom debris meliputi berat
kolom dan tahanan geser di dasar.
Pembebanan aliran debris diatasnya
berakibat lapisan dasar z tidak stabil.
(a) (b)
β
z
γ
zd
γw

30. PROSES PEMBENTUKAN
Mobilized Debris Flow.
 Kedalaman aliran permukaan merupakan parameter penting dalam proses
pembentukan aliran debris dan sebagai pemicu terbentuknya aliran debris.
 Di lembah curam yang sebenarnya merupakan konsentrasi jalan air, pada musim
kering sedimen sedimen secara bertahap terakumulasi dari dinding samping.
 Ketika hujan deras, alur lembah tersapu oleh aliran air skala besar.
 Kadangkala longsoran kecil terjadi oleh pengaruh peningkatan kandungan air dan
proses likuifaksi.
 Proses tersebut dijelaskan melalui penilitian laboratorium T.Takahashi (1977, 1999)

31. PROSES PEMBENTUKAN
D
(2)θ
h0
τ
τr
ac
D
(6)θ
h0
τ
τr
D
(4)θ
h0
τ
τr
ac
τ
τr
D
(1)θ
h0
D
(5)θ
h0
τ
τr
ac
D
(3)θ
h0 τr
τ
ac
Distribusi Gaya Dalam Lapisan Sedimen
Asumsi :
Panjang tak berhingga, kohesi diabaikan,
tebal lapisan sedimen D, kemiringan dasar θ.
 Saat aliran permukaan mencapai ho,
lapisan sedimen telah jenuh, terbentuk
aliran rembesan.
 Penyebaran gaya geser secara skematik :
τ gaya geser di dasar lapisan.
τL gaya tahanan geser
aL kedalaman tertentu dimana τ = τL
 Kasus (1),(2), dan (4), τ > τL , shg seluruh
lapisan sedimen dlm kondisi tidak stabil.
 Kasus (5) dan (6), τ < τL , lapisan stabil.

32. PROSES PEMBENTUKAN
D
(2)θ
h0
τ
τr
ac
D
(6)θ
h0
τ
τr
D
(4)θ
h0
τ
τr
ac
τ
τr
D
(1)θ
h0
D
(5)θ
h0
τ
τr
ac
D
(3)θ
h0 τr
τ
ac
Distribusi Gaya Dalam Lapisan Sedimen
Kasus (3).
Lapisan sedimen stabil, ttp lapisan setebal ac
dalam kondisi tidak stabil.
Jika pasokan air mampu mengisi rongga antar
butiran (sedimen jenuh) maka dapat terbentuk
aliran debris.
Jadi pada kasus (1), (2), (3) dan (4) aliran
debris dapat terjadi.
Pada kedalaman terukur a dari permukaan,
Gaya Geser :
Tahanan Geser :

33. PROSES PEMBENTUKAN
D
(2)θ
h0
τ
τr
ac
D
(6)θ
h0
τ
τr
D
(4)θ
h0
τ
τr
ac
τ
τr
D
(1)θ
h0
D
(5)θ
h0
τ
τr
ac
D
(3)θ
h0 τr
τ
ac
Distribusi Gaya Dalam Lapisan Sedimen
Diatas permukaan lapisan sedimen ( a = 0 ),
• Jika nilai > C,
maka kasus (1), (2) dan (3) terjadi.
• Jika nilai < C,
maka kasus (4), (5) dan (6) terjadi.
• Jika ac ≥ D maka kasus (2) dan (5) terjadi.
• Jika ac < D maka kasus (3) dan (4) terjadi.
• Kasus (3), pd bagian a < ac kondisi tdk stabil,
namun jika ac < diameter butiran, lapisan
sedimen stabil, hanya partikel di permukaan
terbawa aliran merupakan transport sedimen
individu (bed load dan suspended load).
• Jika ac << dari h0 hanya terbentuk aliran
debris yang immature (bukan stony df ).
τ (= ρ g h0 sinθ )
τ (= ρ g h0 sinθ )

34. DEBRIS FLOW
PERGERAKAN SEDIMEN
 Pergerakan massa, seperti tanah
longsor (slope failure) dan debris flow
terjadi jika,
gaya gravitasi (gravity force) yang
bekerja pada massa debris > gaya
tahanan statik (static resisting
force).
 Untuk menyederhanakan, lapisan
sedimen non-kohesif diasumsikan
berada pada dasar yang panjang tak
terhingga (infinitely long bed).
 Sudut kritis kemiringan dasar mulai
tidak stabil didapat dari persamaan
gaya tahanan (resisting force)
terhadap gaya yang ditimbulkan
kolom lapisan sepanjang dasar.
Haryono Kusumosubroto
Sumber :
Masaharu FUJITA, Katsuo.SASAHARA, Debris and Flood Control
System, Post Graduate Program Gadjah Mada University, 2005
θ
Garis longsoran
Gambar : Model stabilitas kemiringan
R
G Cos θ
G Sin θ
θ
R : Tahanan geser (resisting
force)
G Sin θ : Gaya geser (Shear force)
G
SUDUT KRITIS KEMIRINGAN TIDAK STABIL

35. Landslide Dam Debris Flow.
 Dam alam (landslide dam), umumnya terbentuk aiibat akumulasi material hasil longsoran
lereng bukit dan tening sungai dan terbentuk dalam waktu singkat (Schuster dalam
T.Takahashi, 1991).
 Blok massa longsoran meski dalam skala kecil seringkali mampu membendung aliran sungai.
 Runtuhnya dam alam pada umumnya disebabkan oleh (Costa and Schuster, 1988),
Limpasan air ( overtopping) yang diikuti oleh erosi (sebagian besar)
Rembesan (piping) melalui tubuh dam. (sebagian kecil).
Longsoran (sliding) pada tubuh dam. (sebagian kecil).
 Skala dan prediksi waktu terjadinya aliran debris atau banjir akibat runtuhnya dam alam
merupakan hal penting untuk diketahui sebagai bagian dari usaha mitigasi bencana sedimen
(sediment related disaster).
PROSES PEMBENTUKAN

36. PROSES PEMBENTUKAN
Landslide Dam Debris Flow.
Longsoran yang mempengaruhi aliran debris.
Dua tipe longsoran yang mempengaruhi proses pembentukan aliran debris (T.Takahashi, 2007),
yakni :
1. Longsoran Dangkal (Shallow landslide).
a. Tebal sekitar 1 meter, biasanya terjadi pada intensitas hujan paling tinggi.
b. Kandungan air dalam massa tanah longsoran besar, hal ini sangat dipengaruhi debit aliran
permukaan yang tinggi.
c. Proses longsoran berlangsung cepat dan mendadak

37. PROSES PEMBENTUKAN
2. Longsoran Dalam (Deep-seated landslide).
a. Waktu muka air mencapai elevasi tinggi sbg penyebab blok tanah tidak stabil relatif lama.
b. Banyak kasus kejadian longsoran lebih lambat dari saat kondisi puncak hujan tercapai.
c. Saat longsoran terjadi, bisa jadi kondisi banjir di sekitar lokasi telah menurun.
d. Mekanisme perubahan longsoran dalam menjadi aliran debris samasekali berbeda
dengan proses pembentukan aliran debris dari longsoran dangkal.
e. Longsoran sangat besar (gigantic landslide) dapat berubah menjadi guguran debris
(debris avalanches), mobilitas material sangat besar, saat berhenti blok tanah tersebar.
f. Jadi, sebagian kasus longsoran sangat besar berubah langsung menjadi aliran debris.
Tetapi sebagian kasus lainnya hanya sebagian berubah menjadi aliran debris.

38. Haryono Kusumosubroto
Air tanah
Aliran debris
Bidang longsor
Aliran debris Lapisan liquifaksi
Sisa blok tanah
Daerah pemberhentian blok tanah
dan berlanjutnya aliran debris
Daerah terjadinya tanah longsorDaerah pergerakan blok
tanah dan berlanjut
menjadi aliran debris
MODEL TRANSFORMASI LONGSORAN MENJADI ALIRAN DEBRIS
(T Takahashi, 2001)
LONGSORAN DANGKAL.
•Ketebalan sekitar 1 meter.
•Terjadi pada saat puncak
intensitas hujan.
•Kandungan air dalam
massa longsoran besar.
•Proses pembentukan DF
serupa dng proses DF dari
endapan dasar alur.
•Berlangsung cepat &
mendadak.
LONGSORAN DALAM.
•Ketebalan mencapai
beberapa puluh meter.
•Terjadi setelah puncak
hujan berlangsung.
•Proses pembentukan aliran
debris samasekali berbeda
dengan longsoran dangkal

39. Landslide Dam Debris Flow.
Proses keruntuhan dam alam
Percobaan laboratorium menggunakan flume (T.Takahashi dan Kuang, 1988), proses
keruntuhan dam alam secara garis besar diklasifikasikan kedalam 3 (tiga) tipe, yaitu :
PROSES PEMBENTUKAN
(tipe 2)
Muka rembesan
Bidang gelincir
(tipe 3)
Muka aliran
rembesan
Sisa longsoran
Muka rembesan
(tipe 1)
Bidang tererosi
Tipe 1 Runtuh akibat Overtopping.
Tubuh dam kedap, suplai air dari hulu
besar. Kenaikan air belakang dam
lebih cepat dp rembesan dalam tubuh
dam, shg terjadi limpasan , air dan
material runtuhan dam membentuk
aliran debris.
Tipe 2 Runtuh akibat Sudden sliding.
Permeabilitas dam lbh tinggi dp tipe 1.
Kenaikan cepat muka air blkg dam
diikuti proses rembesan. Pada tinggi
rembesan ttt dam runtuh mendadak,
puncak dam turun cepat, shg debit
aliran besar, tjd erosi cepat tubuh dam.
Tipe 1 Akibat retrogressive failure
Permeabilitas tubuh dam sangat
tinggi. Timbul rembesan titik di
kaki hilir. Keruntuhan parsial
berlangsung dari belakang ke
depan. Saat mencapai air yg
tertahan, runtuhan besar terjadi.

40. PROSES PEMBENTUKAN
Tipe keruntuhan dan proses pembentukan aliran debris.
Keruntuhan tipe 1 (akibat overtopping).
• Sisi hilir dam curam dan panjang, shg tercipta kondisi kritis utk terbentuknya aliran
debris.
• Debit aliran limpasan meningkatoleh terangkutnya material material dam yang tererosi,
berkembang membentuk aliran debris.
• Secara bertahap rembesan air limpahan menjenuhkan tubuh dam, lalu proses erosi
berlangsung cepat.
• Jika dasar sungai di hilirnya curam dan terdapat deposit sedimen memadai, air limpasan
dapat membentuk aliran debris di bagian hilir dam.
• Pada keruntuhan tipe 1 ini, retrogressive erosion berlangsung ke arah hulu, mulai dari
dasar sungai ke tubuh dam dan menghanyutkannya.

41. PROSES PEMBENTUKAN
Keruntuhan tipe 2 (akibat longsoran mendadak).
• Blok material runtuhan awalnya belum sepenuhnya jenuh air, aliran debris tidak dapat
terbentuk seketika.
• Runtuhan berhenti dulu di kaki dam (toe), segera setelah itu sisa material tubuh dam
tersapu sejumlah besar air dari belakang dam, bersama deposit runtuhan material di kaki
dam membentuk aliran debris.
Keruntuhan tipe 3 (akibat retrogressive failure).
• Aliran rembesan menyebabkan runtuhan parsial tubuh dam, ttp tidak mampu
menggerakkan massa longsoran menjadi aliran debris, shg massa longsoran mengandap
di hilir.
• Runtuhan terakhir akibat tekanan air yg tertahan mendorong sebagian kecil sisa tubuh
dam. Air yang lepas tiba-tiba membentuk aliran debris jika kemiringan masih memadai.

42. KONDISI AKTUALALIRAN DEBRIS
• Proses pembentukan aliran debris jarang dapat disaksikan, karena lokasinya jauh dari
jangkauan dan pengamatan manusia.
• Beberapa proses pembentukan aliran debris di lapangan vulkanik & non vulkanik
(W.Wtanabe dalam Debris Flow Disaster, 1981),
a. Pada kemiringan lembah curam, air hujan terkumpul dalam jumlah besar di ujung
lembah. Saat lereng runtuh maka segera terbentuklah aliran debris.
b. Runtuhnya dam alam di hulu sungai bersama sejumlah air membentuk aliran debris.
c. Material debris yang terbawa aliran sepanjang perjalanannya mengerosi dasar dan
tebing sungai (entrainment processes), shg kandungan sedimen semakin banyak.
d. Proses likuifaksi massa tanah hasil longsoran dapat berubah menjadi aliran debris.
e. Endapan piroklastik dipengaruhi hujan lebat dpt membentuk aliran debris (lahar).

43. KONDISI AKTUALALIRAN DEBRIS
Kemiringan dasar lembah dan Proses pembentukan aliran debris.
• Kemiringan dasar > 15º, umumnya wilayah pembentuikan aliran debris.
• Kemiringan dasar antara 8º - 15º, umumnya wilayah tramnsportasi aliran debris.
• Kemiringasn < 8º , umumnya wilayah pengendapan dan penyebaran.
Faktor lain yang mempemgaruhi proses pembentukan aliran debris.
• Volume pasokan air kedalam material debris (sedimen).
• Jenis material sedimen sebagai bahan sediaan sedimen.
• Karakter material sedimen pembentuk aliran debris.

44. PROSES ALIRAN DEBRIS
Sifat Aliran.
• Suara bergemuruh dan tanah sekitar bergetar.
• Penampang maksimum terbentuk bbrp saat stlh bagian depan aliran muncul (grafik)
• Kedalaman aliran bertahap menurun, disertai bbrp kenaikan pada bbrp tempat.
0 60 120
10
20
Waktu (detik)
Luas
(m2)
Grafik perubahan sementara penampang aliran debris
(T Takahashi, 1991)

45. KONDISI AKTUALALIRAN DEBRIS
Kecepatan Bagian Depan Aliran.
• Kecepatan maksimum aliran terjadi ketika masih di bagian hulu.
• Setelah mencapai bagian hilir, kecepatan aliran debris menurun.
• Hasil pengamatan lapangan menunjukkan (T Takahashi ) :
a. Kecepatan aliran debris menurun saat mendapat hambatan batu besar, lalu
bertahap kecepatan meningkat lagi.
b. Mendekati penyempitan alur, kecepatan aliran meningkat semakin tinggi.
c. Memasuki wilayah seri dam konsolidasi kecepatan aliran lebih konstan.
d. Degradasi dasar alur cenderung terjadi di bagian hulu, sedangkan agradasi dasar
alur terjadi di wilayah yang telah dibuat sistem dam pengendali.

46. H Kusumosubroto
PROSES PENGENDAPAN.
 Wilayah pengendapan aliran debris umumnya berada di lokasi berbentuk kipas yang disebut
“kipas debris” (debris fan, colluvial fan atau cone).
 Pengendapan terjadi disebabkan kombinasi antara dua keadaan, yakni
a. kemiringan dasar alur semakin landai.
b. hilangnya tekanan pada material debris flow (loss of confinement).
Penjelasan.
o Ketika tekanan pada debris flow hilang, sisi samping bagian depan gelombang utama runtuh,
sedangkan sisi depan bagian head lepas terdorong ke depan.
o Jarak jangkauan pengendapan debris flow dari titik puncak kipas debris ke hilir bervariasi.
o Di bagian hulu kipas, diameter material debris yang diendapkan lebih kasar dan endapan yang
terbentuk lebih tebal.
o Di bagian lebih hilir material debris yang diendapkan lebih halus, endapan lebih tipis dan
kecepatan alirannya sudah berkurang.
KONDISI AKTUALALIRAN DEBRIS

47. KONDISI AKTUALALIRAN DEBRIS
Proses Pengendapan
Titik berhenti aliran debris dan kemiringan rata-rata dasar di wilayah kipas debris pada setiap
jarak 200 m (T Takahashi, 1991)
Kemiringan tanah Kemiringan (Derajat)
0,1
0
Kecil (small)
Menengah (medium)
Sangat besar (especially large)
Besar (large)
9
6
3
0
800
Top
6004002000
Toe Jarak mendatar (m)

48. KONDISI AKTUALALIRAN DEBRIS
Pola Penyebaran aliran debris.
• Aliran debris skala kecil, endapan sedimen dan batu-batu besar membentuk “lidah endapan”
atau tounge/lobe.
• Aliran debris skala besar, material diameter kecil (pasir, kerikil) dengan volume cukup
melaju mendekati ujung bawah wilayah sebaran, sehingga lidah tersebar di bagian hilir kipas.
• Variasi pola penyebaran tergantung beberapa faktor, al :
a. Curah hujan.
b. Endapan dasar yang sudah ada.
c. Keberadaan bangunan sungai, seperti check dam, pilar jembatan, groundsill, dll.
d. Kadangkala juga dipengaruhi oleh perubahan penampang dan kemiringan dasar alur.

49. KONDISI AKTUALALIRAN DEBRIS
Pola Penyebaran aliran debris.
(Masayuki Watanabe, 1981)
Sudut
belokan
Sudut
penyebaran
Panjang penyebaran L
Lebar penyebaran B
Kemiringan rata-rata
dasar sungai asli di
daerah transportasi
Kemiringan rata-rata dasar
sungai asli di daerah
pengendapan
Kemiringan rata-rata dasar
sungai baru di daerah
pengendapan

50. KONDISI AKTUALALIRAN DEBRIS
Pola Penyebaran aliran debris.
• Penyempitan akibat endapan sedimen sebelumnya dapat menjadikan aliran debris
bertambah besar, disebut secondary debris flow atau tractional debris flow.
• Penyempitan disertai perubahan kemiringan mendadak menjadi landai, ujung depan aliran
debris berhenti di titik tersebut, terjadilah pengendapan.
• Ciri-ciri khusus aliran debris dari banjir biasa adalah :
a. Terdapat bebatuan besar.
b. Batuan yang terbawa berdiameter lebih dari 1 meter.
c. Di bagian tengah penampang aliran permukaannya meninggi.
d. Tampak bekas alur aliran, kekuatan dorongan besar.
e. Endapan sedimen relatif lebih tebal.

51. KLASIFIKASI ALIRAN DEBRIS
MATERIAL DEBRIS.
• Cruden dan Varnes (1996), membedakan material pembentuk aliran debris kedalam 2 tipe, yaitu material
debris dan tanah.
a. Material debris : material debris mengandung > 20% partikel berukuran kerikil dan kasar (gravel and
coarse size).
b. Tanah : dalam pengertian earth, kandungan kerikil dan butiran kasar < 20%.
• Hungel at al. (2001),
a. Material debris, sebagai material lepas tidak seragam dng indeks plastisitas rendah, seperti
tanah yang dihasilkan dari proses timbunan (colluviums), pelapukan (residual soil),
letusan gunungapi (pyroclastic deposit) atau hasil aktivitas manusia (mine spoil).
b. Dilihat teksturnya, debris merupakan campuran pasir, kerikil, batuan (besar dan kecil), sering
bercampur lumpur dan sedikit lempung. Kadangkala tercampur bahan organik spt batang pohon,
ranting tanaman, rumput, jerami.
c. Debris bersifat tidak liat (non plastic) dan tidak seragam (unsorted).

52. ALIRAN DEBRIS TIPE BATUAN (Stony- type debris flow).
Sifat aliran debris tipe batuan (Okuda et al. 1977).
• Bagian depan aliran membesar secara tiba-tiba.
• Di bagian depan aliran terakumulasi batu-batu diameter besar dan terbesar,
kandungan air kecil sehingga seolah bagaikan aliran batuan tanpa air (stone flow).
• Ketinggian bagian depan aliran di tikungan luar meningkat tajam.
• Akumulasi batuan di bagian depan hanya berlangsung singkat, selanjutnya diikuti
aliran lumpur (mudflow) yang debitnya secara bertahap berkurang.
• Hasil pengamatan menunjukkan bahwa,
a. Kecepatan aliran tersebar secara lateral.
b. Kecepatan aliran terbesar berada di tengah aliran.

53. ALIRAN DEBRIS TIPE BATUAN (Stony- type debris flow).
Menurut T Takahashi :
• Bagian depan aliran debris menuruni lembah dengan kecepatan hampir konstan.
• Partikel dekat permukaan bertahap menuju depan dan jatuh ke dasar, tertimbun dan
tercampur dlm aliran, shg pergerakan partikel di bagian depan tampak menggulung.
• Kecepatan bagian belakang aliran dekat permukaan lebih besar daripada kecepatan
rata-rata setempat, sedangkan kecepatan rata-rata di dekat dasar lebih kecil.
θ
L
Ua
Ue
Batu-batu besar
Aliran debrisH
Θ : kemiringan dasar Ua : kecepatan aliran debris dibelakang blok batuan.
Ue : kecepatan rata-rata aliran. H : tinggi aliran. L : panjang blok batuan.
Sketsa pergerakan aliran debris tipe batuan (T Takahashi, 2007)

54. ALIRAN DEBRIS TIPE LUMPUR (Muddy- type debris flow).
• Aliran debris tipe lumpur meski mengandung banyak batu besar, akan tetapi
material pembentuk utama adalah partikel debu halus.
• Lapisan endapan abu vulkanik yang menutup lereng, meskipun oleh pengaruh
hujan yang kecil saja dapat menghasilkan beberapa kali aliran debris tipe lumpur
(volcanic mudflows atau lahar).
• Turbulensi aliran dari bagian depan hingga belakang kuat (turbulent muddy-type)
Batang Bangkahan, Sumatera Barat 2009
Endapan Stony –type debris flow
Sungai Pasig-Potrero, Mt Pinatubo, Philippine
Endapan Muddy–type debris flow

55. CIRI-CIRI UMUM ALIRAN DEBRIS.
Berdasarkan tipe aliran, kandungan batu besar, dan sebagainya :
• Kecepatan aliran gravel type debris flow dengan batu-batu besarnya berkisar antara
5 – 10 m/dt atau 18 – 36 km/jam.
• Kecepatan mudflows type debris flow dengan kandungan sedimen sedikit berkisar
antara 10 – 20 m/dt atau 36 – 72 km/jam.
• Material yang terbawa aliran debris terdiri dari tanah, pasir dan kerikil, seringkali
bagian depan terdiri dari batu-batu besar dan bahkan batang pohon (terlihat daya
rusak dan kekuatan aliran debris di bagian depannya).
• Kedatangan aliran debris mendadak, tanpa diperkirakan sebelumnya dan hanya
memberikan tanda awal sedikeit saja.

56. CIRI-CIRI UMUM ALIRAN DEBRIS.
Beberapa ciri penting lainnya dikemukakan oleh Ikeya dan Mizuyama, 1981 :
• Aliran debris biasanya terjadi pada curah hujan tinggi, total precipitation > 150
mm, atau intensitas hujan maksimum ( > 35 mm/jam) durasi waktu panjang.
• Di wilayah vulkanik, produk material letusannya mempunyai nilai permeabilitas
rendah (lolos air), sehingga mudflows dapat terbentuk dalam curah hujan rendah.
• Sebagian besar endapan di dasar alur yang dilalui aliran debris akan terbawa
(wash away), sehingga pada alur kemiringan > 10º dasar batuan terlihat.
• Partikel sedimen ukuran besar cenderung bergulung di depan aliran (leading head).
• Aliran air berikutnya yang menyertai aliran debris mengerosi endapan di dasar.
• Material debris yang mengendap di kipas alluvial dpt menyebabkan terbentuknya
alur baru dan puncak kipas alluvial.

57. Item Sand-gravel type debris
flow
Mud-flow type debris
flow
Komponen material
< 0,1 mm
Kurang dari 20%
(umumnya < 10 %)
Lebih dari 20%
(umumnya 30% – 40%)
Batuan Granit palaezoic Debu vulkanik, tertiary.
Koefisien kecepatan
aliran
Kurang dari 5 % Lebih dari 5 % , umumnya
( 10 – 15) %
Perilaku di lokasi Dam Terjadi akumulasi pasir (berhenti). Terjadi lompatan (tidak selalu)
Sumber material dan
gerakan
Dari deposit material dasar sungai
kemiringan > 15o
Dari longsoran dan letusan
gunungapi
Karakteristik aliran Batas bagian depan endapan tampak
jelas
Batas bagian depan endapan
tidak jelas
Klasifikasi Praktis Aliran Debris
Sumber : Hiroshi Ikeya, 1981. Survey on methods of copying with debris flow.

58. Tipe Aliran Debris dan Tindakan Yang Diperlukan
Sumber : Abe Souhei, Countermeasure against debris flow
Tipe aliran debris Wilayah
Pembentukan Pengaliran Pengendapan
Gravel type debris flow Dam kecil.
Tindakan mencegah
longsoran.
Tindakan mencegah
erosi .
Menyingkirkan sumber
sedimen..
Dam Sabo dan
pengerukan.
Dam celah,
groundsill,
tanggul pengarah,
kanalisasi.
Dam Sabo dan
pengerukan,
kantong pasir,
kanalisasi.
Mud-flow Tindakan mencegah
tanah longsor.
Dam kecil.
Dam Sabo dan
pengerukan,
kantong pasir,
tanggul pengarah,
kanalisasi.
Dam Sabo dan
pengerukan,
kantong pasir,
kanalisasi.

59. ILUSTRASI TIGA BENTUK ALIRAN DEBRIS DI LAPANGAN.
Aliran debris Lahar
θ
θ θ
Aliran air
Bebatuan
bergerak
Aliran lumpur
Aliran debris tipe batuan.
Konsentrasi batuan berada di
bagian depan aliran
Aliran debris tipe lumpur.
Komponen material kecil
( < 0,1 mm) lebih banyak.
Lahar.
Bagian atas berupa air, bawah
material berbagai ukuran
Deposit
POT A-A
A
Limpasan
A
Deposit
POT B-B
Alur baruAlur baru
Deposit
Alur baru
Alur baru
BB
Limpasan aliran debris yang dapat
melaju jauh tanpa hambatan di
luar alur sungai (Pot B – B) dapat
membentuk alur baru dan deposit
material debris.

60. ILUSTRASI TIGA BENTUK ALIRAN DI LAPANGAN.
AlLUR BARU SUNGAI DI DS.GEMPOL, JUMOYO, SALAM,
KAB MAGELANG, 4 JAN 2011
Alur baru yang terbentuk akibat
limpasan lahar S.Putih. Merapi di
desa Jumoyo, Salam, Kabupaten
Magelang (Januari 2011)
Endapan lumpur S.Boyong pasca
letusan Merapi 2010. Endapan batu
besar menyembul di permukaan
(BBWS Serayu-Opak)

61. DEBRIS FLOW
PERGERAKAN SEDIMEN
ILUSTRASI KONSEP PERGERAKAN SEDIMEN
DARI HULU HINGGA HILIR.
 Slope > 30⁰ , lokasi longsoran dimana
blok-blok tanah hasil longsoran
bersama air hujan mencair
(fluidized) mengalir ke bawah
membentuk debris flow.
 Slope 22⁰ – 30⁰, jika terdapat deposit
sedimen dan terjadi Run-off , maka
dapat terbentuk debris flow.
 Slope 4⁰-10⁰,
1. Selain sebagai wilayah deposit
debris flow, bersama wilayah di
bawahnya juga sebagai wilayah
deposit bed load dan suspended
load.
3. Sebagai sumber utama produksi
wash load materials.
Haryono Kusumosubroto
ILUSTRASI MODEL PERGERAKAN SEDIMEN
Proses produksi sedimen, termasuk didalamnya adalah :
 Erosi permukaan di lahan gundul dan wilayah runtuhan.
 Tanah longsor (slope failure dan landslide).
 Letusan gunungapi.
(5 – 4)⁰
Deposit melalui
proses
pengenceran
Endapan oleh
debris flow .
Sebagai sumber
utama produksi
wash load
Bed load transport, Suspended
Debris Flow
Debris Flow
10⁰
15⁰
22⁰
30⁰
Longsoran

62. TANAH LONGSOR DAN ALIRAN DEBRIS
Observasi lapangan di Jepang dan uji coba laboratorium proses likuifaksi menjadi aliran debris
(Sassa, 1985),
• Dari sisi pembentukan aliran debris akibat tanah longsor, Likuifaksi merupakan suatu
peristiwa dimana suatu deposit deposit sedimen lepas di alur curam mengalami kerusakan
struktur butiran akibat pembebanan mendadak (rapid loading).
• Massa debris menjadi berada diatas lapisan yang terlikuifaksi.
• Akibat likuifaksi deposit sedimen di alur curam, terjadi proses perpindahan massa tanah,
menimpa deposit material lainnya sepanjang perjalanannya. (Pengamatan video tanah longsor
di Usu Jepang, Sassa, 1981).
LIKUIFAKSI

63. Pembebanan cepat
(Rapid loading)
Lapisan lepas
(loose)
Deposit “torrent”
(a)
Awal proses likuifaksi
(Initiation of liquifaction)
Likuifaksi
(b)
Awal pembentukan aliran debris
(Initiation of debris flow)
Aliran
(rongga antar butiran
meningkat)
Likuifaksi
(c)
Perkembangan aliran debris
(Development of debris
flow)
(d)
TERBENTUKNYA ALIRAN DEBRIS
OLEH PROSES LIKUIFAKSI DEPOSIT
SEDIMEN DI ALUR CURAM
(Sassa, 1985, 1977)
PROSES :
(a) dan (b),
saat deposit sedimen mulai mengalir,
bagian depan mengalami proses
likuifaksi, sehingga
(c) dan (d),
sedimen yang mengalir meningkat,
membentuk aliran debris. ketika
sedimen mulai mengalir, bagian depan
mengalami proses likuifaksi, sehingga
volume meningkat.
Catatan,
Umumnya, likuifaksi terjadi akibat tanah
longsor dan tanah sangat lepas dan tidak
stabil. (pada bidang longsor dpt pula terjadi
pada tanah lepas, agak lepas dan tanah
padat, sepanjang kerusakan (struktur)
butiran yg terjadi akibat pembebanan
diatasnya.
Proses mekanisme yang sama dikemukakan oleh
Hutchinson and Bhandari (1971),Tabata and Ichinose
(1973), Costa and Williams (1984.
LIKUIFAKSI

64. LIKUIFAKSI
Ketika massa tanah bergerak diatas kemiringan lereng atau diatas deposit alur curam,
maka :
• Kondisi pembebanan dengan pengeringan atau tanpa pengeringan (drained or
undrained loading) dapat terjadi.
• Proses likuifaksi massa atau likuifaksi permukaan dapat terjadi.
• Material debris memiliki material butiran kasar konsentrasi tinggi, sehingga dapat
terjadi berbagai gaya didalamnya, seperti gaya tabrakan antar butiran, gaya akibat
campuran turbulensi makro cairan, gaya pergeseran antar partikel kasar, gaya akibat
perubahan kekentalan cairan dan gaya akibat pergerakan antara partikel dengan
butiran.

65. LAHAR
DIFINISI LAHAR
 Suatu aliran konsentrasi tinggi, campuran antara runtuhan batuan, lumpur, pasir dan air di
wilayah gunungapi.
 Istilah lahar berasal dari bahasa Jawa, dikenal sejak lama (Schmidt 1934 dan Van
Bemmelen 1949) dan lahar disinonimkan dengan Volcanic mudflow atau Debris flow (e.g.
Crandel, 1971, Fisher and Schminke 1984, Pierson and Scott 1985, Smith 1986).
 Scrivenor 1929, menyatakan bahwa lahar merupakan aliran campuran berbagai material
runtuhan (debris) vulkanik, seperti mudstream.
 Antara endapan lahar dan endapan aliran piroklastik sulit dibedakan di lapangan.
 Perbedaan spesifik, endapan lahar kenampakan fisiknya lebih padat daripada endapan
aliran piroklastik.

66. DIFINISI LAHAR
 Keberadaan batuapung pada lahar dapat sebagai indikator pembeda dengan aliran
piroklastik.
 Lahar dengan susunan batuan sejenis biasanya berasal dari letusan gunungapi langsung,
jika tidak sejenis maka lahar dapat diduga berasal dari runtuhan dinding kawah atau
rombakan gunungapi sekitar puncak yang jenuh oleh air hujan.
 Secara genetik, dibedakan menjadi
a. Lahar letusan (primer), terbentuk dari letusan gunungapi yang memiliki danau
kawah (lahar letusan G Kelud), kejadiannya bersamaan saat letusan
(syneruptive).
b. Lahar hujan (sekunder), terbentuk dari endapan material piroklastik yang
menjadi jenuh oleh air hujan, kejadiannya pasca erupsi (posteruptive), G Merapi, dll.

67. PEMBENTUKAN LAHAR
 Timbunan bahan muntahan gunungapi yang terdiri dari berbagai ukuran material
kecil hingga besar (abu, pasir, kerikil, batuan dan blok lava) bukan material solid,
masing-masing lepas tidak terikat satu dengan lainnya.
 Timbunan bahan muntahan gunungapi terletak pada lereng miring di sekitar kawah,
sehingga umumnya tidak mudah memadat dan dalam kondisi tidak stabil.
 Kedudukan timbunan ini rawan thd gangguan luar, terutama oleh curah hujan.
 Ketika air hujan jatuh menimpa timbunan, awalnya meresap kedalam timbunan,
menyatu dengan abu, pasir, kerikil, sehingga bahan campuran berubah menjadi seperti
adonan (beton) yang kental dan licin.
 Kedudukan timbunan menjadi terganggu keseimbangannya, meluncur turun melalui
lembah dan sungai yang berhulu di sekitar puncak.
 Aliran seperti ini dikenal sebagai LAHAR.

68. DIFINISI LAHAR
Cara umum pembentukan lahar gunungapi oleh pengaruhi pelepasan air mendadak :
 Gelombang aliran piroklastik di bagian depan yang bercampur salju, bongkah es
mencair dengan cepat, mengalir sambil mengerosi memperbesar volume lahar,
mencapai beberapa atau beberapa puluh kilometer.
 Air danau kawah volume besar akibat letusan gunungapi tumpah meluncur
membentuk lahar.
 Danau kaldera atau genangan air di hulu dam alam material debris gunungapi
yang runtuh beberapa bulan atau tahun setelah letusan dapat membentuk lahar.
 Hujan intensitas tinggi durasi panjang menimpa timbunan material piroklastik
dalam jumlah yang melimpah dapat membentuk aliran lahar. Lahar tipe ini biasanya
hanya dalam skala kecil tetapi kejadiannya berulang kali di musim hujan.

69. PEMBENTUKAN LAHAR
PRODUKSI /
PEMBENTUKAN
Endapan piroklastik
TRANSPORTASI
Pergerakan sedimen massa.
Pengaruh tekanan langsung lahar terhadap
bangunan.
Stream flow, pengaruh ttidak
langsung lahar, agradasi, erosi
tebing,, dsb
SEDIMENTASI /
PENYEBARAN
Hujan
Erupsi
Proses perubahan karakteristik lahar selama pergerakannya
sesuai dimensi waktu dan lokasi
H.Kusumosubroto, 2005; 2009
Ilustrasi proses terbentuknya lahar
hujan di wilayah gunungapi

70. DIFINISI LAHAR
Beberapa faktor yang mempengaruhi formasi lahar adalah (Haroun Tazieff and
Jean-Christope Sabrouux dalam Forcasting Volcanic Events, 1983) :
 Ukuran partikel pasir dan debu.
Gradasi dan ukuran partikel sangat berperan dalam pembentukan lahar yang
dipengaruhi oleh rasio antara partikel pasir dan debu dengan partikel lebih kasar
seperti lapili, pumis dan blok-blok lava.
 Ketebalan lapisan endapan debu dan pasir.
Jika permukaan endapan material tertutup tumbuhan, maka kekasaran permukaan
yang sebenarnya tidak ada lagi.
 Kemiringan permukaan lahar dimana lahar terbentuk.
Kemiringan lahan harus lebih kecil daripada kemiringan batas endapan debu kering
yang mulai bergerak, dan harus lebih besar dari sudut kemiringan batas endapan
debu jenuh air.
 Kesesuaian relatif antara hujan dan jatuhan debu.
Hujan harus simultan dengan terbentuknya endapan debu dan pasir sebelum
mengeras dan terkonsolidasi sempurna.

71. LAHAR DAN EROSI
 Pergerakan lahar memiliki daya erosi bervariasi sepanjang perjalanannya.
 Erosi paling kuat terjadi di sepanjang daerah dengan kemiringan curam dan
lapisan dasar berupa sedimen lepas.
 Pada daerah berkemiringan dasar landai atau memiliki dasar batuan kuat, maka
pengaruh erosi terkuat terjadi pada bagian yang kondisinya paling lemah.
 Di daerah aliran hiperkonsentrasi cenderung lebih erosif dibanding aliran pada
tahap aliran debris.
 Tahap aliran yang sepenuhnya air, lebih memiliki turbulensi dan agitasi tinggi
daripada tahap aliran debris, sehingga daya erosinya lebih efektif (Dolan 2004).
 Ketika tahapan mencapai aliran debris, penambahan angkutan sedimen lebih sulit,
karena tidak mudah untuk mengikis kaki tebing dan menarik partikel dasar.

72. LAHAR DAN EROSI
 Erosi pada dasar lahar terjadi dengan cara :
a. Pencabutan partikel sedikit demi sedikit (piecement dislodgment).
b. Pemotongan bagian hulu lekukan (knick point).
c. Membongkar sedimen yang terbawa akar pepohonan yang tumbang.
 Piecement dislodgment terutama terjadi pada tahap aliran hiperkonsentrasi
(kandungan air banyak).
 Jika dasar alur terdiri dari material sedimen mudah tererosi, maka pada tahap aliran
hiperkonsentrasi banyak terjadi perpindahan material dari sebelah hulu titik lekukan
(Dolan 2004).
 Saat terjadi aliran debris, lekukan hilang tertutup sedimen dan meninggi (aggrade)
daripada dasarnya.

73. LAHAR DAN EROSI
 Pengikisan kaki tebing atau lereng dapat terjadi secara aktif pada tahap aliran
debris maupun hiperkonsentrasi.
 Bagian aliran lahar di belakang kepala aliran adalah yang paling erosif.
 Setelah melewati puncak aliran, sifat erosif berkurang dibandingkan sifat
pengendapannya.
 Akhir tahap penyusutan aliran memperlihatkan sifat aliran air biasa yang lebih
erosif, meskipun debitnya lebih kecil dari sebelumnya.
 Geseran di dasar alur memperlambat pergerakan lahar, membentuk profil
vertikal dengan kecepatan bagian dasar lebih kecil dan bagian atas bertahap
meningkat.
 Partikel berdensitas rendah akan bergerak keatas dekat permukaan aliran.

74. LAHAR DAN EROSI
 Penambahan air di bagian depan lahar yang sedang mengalir menyebabkan lahar
kehilangan kapasitas angkutnya secara progresif, akhirnya merubah sifat lahar sepanjang
perjalanan hingga ke hilir di sungai aktif (Pierson and Scott 1985).
 Pengenceran (dilution) pada lahar dalam skala besar hanya berdampak kecil terhadap
sifat lahar, karena volume lahar secara signifikan lebih besar dari air sungainya (Vallance
and Scott 1977; Mathes et.al. 1998)
 Saat lereng gunungapi runtuh masuk sungai, lahar menekan air ke depan yang secara
bertahap pada jarak tertentu mulai bercampur dengan air sungai (Cronin et.al 1977).
 Saat bagian depan aliran lahar semakin encer, daya angkut terhadap partikel kerikil
berdiameter besar semakin hilang.
 Semakin ke hilir semakin lama pengenceran lahar berlangsung dan akhirnya seluruh
bagian lahar mengalami pengenceran.

75. LAHAR DAN EROSI
Aliran air berlumpur Tahap aliran debris Aliran
Hiperkonsentrasi
Aliran air biasaAliran Hiperkonsentrasi
A
B
C
D
SKEMATIK MODEL PERGERAKAN LAHAR DI SUNGAI AKTIF
A sd B model erosi dan deposisi aliran hiperkonsentrasi; B sd C deposisi aliran debris ;
C sd D deposisi aliran hiperkonsentrasi dan erosi lanjutan (James.W. Wallance )

76. LAHAR DAN EROSI
 Pengendapan lahar dapat berlangsung secara cepat melalui proses terus menerus.
 Gradasi butiran endapan aliran debris biasanya tidak baik, masif dan tidak berlapis,
sedangkan pada kondisi hiperkonsentrasi gradasinya lebih baik.
Lahar hujan di wilayah gunungapi melimpas diatas mercu
Dam Pengendali Sedimen (Dam Sabo)

77. H. KUSUMOSUBROTO 2012