## ANALISIS POLA HUJAN UNTUK MITIGASI ALIRAN LAHAR HUJAN GUNUNGAPI SINABUNG

## Analysis of Rainfall Pattern for Lahar Mitigation at Sinabung Volcano
Supriyati 1) *, Boedi Tjahjono 2) dan Sobri Effendy 2)
1) Program Studi Mitigasi Bencana Kerusakan Lahan, Sekolah Pascasarjana, Institut Pertanian Bogor, Kampus IPB Dramaga, Bogor 16680
2) Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor, Jl. Meranti Kampus IPB Dramaga, Bogor 16680
3) Departemen Geofisika dan Meteorologi, Fakultas MIPA, Jl. Meranti Kampus IPB Darmaga Bogor 16680

## ABSTRACT
Lahar is a natural process that becomes a hazard when it affects people and the environment.  Lahars that are formed by  a  high  intensity  of  rain  and  then  form  flows  are  secondary  volcanic  hazards.    Sinabung  Volcano  that  erupted  in  2010  to date has released pyroclastic materials more than a hundred million cubics that can become lahars. To anticipate lahars, it is necessary  to  find  out  the  rainfall  pattern  around  the  volcano.    Therefore,  this  rainfall  pattern  information  can  be  used  to prepare the mitigation plan in order to anticipate lahars at Sinabung Volcano. Analysis of rainfall pattern uses measurement data  of  Sampali  Climatology  Station,  Parapat  Geophysical  Station  and  Tuntungan  Geophysical  Station  from  2000  to  2017. Buishand Range is used to testing the homogeneity of rainfall records.  Then, the distribution of rainfall is displayed in the bar chart.  Trend analysis uses Mann Kendall Test. The result of this research shows that the rainfall pattern at Sinabung Volcano is an equatorial rainfall pattern with the highest rainfall in May and October.  Besides, trend analysis also shows the increase of rainfall in May so that mitigation needs to be prepared well to anticipate the risk of lahar hazards.
Keywords: Buishand Range, equatorial, Mann-Kendall Test

## ABSTRAK
Lahar  merupakan  proses  alami,  namun  menjadi  berbahaya  jika  memberikan  dampak  bagi  manusia  dan  lingkungan. Lahar  yang  terjadi  karena  hujan  dengan  intensitas  tinggi  dan  membentuk  aliran  merupakan  bahaya  sekunder  gunung  api. Gunungapi Sinabung yang meletus pada tahun 2010 hingga saat ini telah mengeluarkan material piroklastik lebih dari seratus juta kubik yang siap menjadi aliran lahar. Untuk mengantisipasi aliran lahar, perlu diketahui pola hujan di sekitar Gunungapi Sinabung.  Informasi  pola  hujan  dapat  digunakan  untuk  menyusun  rencana  mitigasi  menghadapi  aliran  lahar  Gunungapi Sinabung.  Analisis  pola  hujan  menggunakan  data  hasil  pengukuran  Stasiun  Klimatologi  Sampali,  Stasiun  Geofisika  Parapat dan Stasiun Geofisika Tuntungan dari tahun 2000 sampai dengan tahun 2017. Data curah hujan diuji dengan Rentang Buishand untuk  mengetahui  homogenitasnya,  kemudian  distribusi  curah  hujan  ditampilkan  dalam  diagram  batang.  Analisis  trend menggunakan  regresi  linier  sederhana  dengan  waktu  sebagai  peubah  bebas  dan  curah  hujan  sebagai  peubah  tak  bebas.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa pola hujan di Gunungapi Sinabung merupakan pola hujan equatorial dengan dua puncak musim hujan  pada  bulan  Mei  dan  Oktober.  Analisis  trend  kenaikan  curah  hujan  yang  cukup  tinggi  juga  terjadi  pada  bulan  Mei, sehingga upaya mitigasi menghadapi aliran lahar perlu ditingkatkan pada bulan Mei dan Oktober.
Kata kunci: Rentang Buishand, equatorial, Uji Mann-Kendall

## PENDAHULUAN
Lahar adalah sebuah istilah dari bahasa Indonesia untuk aliran debris dengan volume besar yang berasal dari lereng-lereng  gunung  berapi,  terutama  mengandung  air, lumpur,  dan  debris  batuan  serta  memiliki  kepadatan  yang dapat  dibandingkan dengan cairan bahan  beton  (Schilling, 2014).  Bahaya  lahar  terjadi  ketika  air  permukaan memobilisasi  material  sisa  erupsi  gunung  api  berupa  abu vulkanik,  batu,  pasir,  dan  kerikil,  serta  puing-puing vulkanik  lainnya  melalui  lembah  sungai  dengan  volume yang  besar  (Vallance et  al .,  2014).  Lahar  meluncur  di lereng-lereng  curam  gunung  berapi  ke  dalam  dan  di sepanjang  saluran  sungai  sebagaimana  aliran  yang terdorong  oleh  gaya  gravitasi  hingga  kecepatan  65  km jam -1 .  Ketika  lahar  meluncur  ke  hilir,  partikel-partikel
terbesar  dalam  aliran  cenderung  bermigrasi  ke  depan  dan ke  bagian  lereng  dimana  secara  langsung  dapat  mengikis atau  merusak  apapun  pada  jalur  tersebut  dan  ketika  aliran lahar  berhenti  maka  bangunan  dan  daratan  bisa  terkubur oleh lapisan debris batuan dan lumpur (Schilling, 2014).
Aliran lahar dapat terjadi saat gunung api meletus atau  jauh  setelahnya,  karena  deposit  piroklastik  yang tersebar  di  sekitar  gunung  api  setelah  erupsi  merupakan material  yang  siap  menjadi  aliran  apabila  terkena  hujan. Lahar  hujan  merupakan  bahaya  sekunder  dari  peristiwa erupsi gunung berapi yang terjadi ketika turun curah hujan dengan  intensitas  tinggi  sehingga  bercampur  dengan material  lepas  gunung  berapi  dan  membentuk  aliran (Hidayat et  al .,  2013).  Aliran  lahar  yang  berupa  lumpur sangat pekat dapat mengangkut material-material berbagai ukuran,  sehingga  lahar  dapat  merusak  daerah  dilaluinya
*) Penulis Korespondensi: Telp. +6281320506894; Email: supriyati.uppi@gmail.com
DOI: http://dx.doi.org/10.29244/jitl.20.2.95-100
dan  infrastruktur  yang  dilewatinya.  Lahar  merupakan proses  alami  yang  menjadi  bahaya  jika  berefek  pada manusia dan harta benda (Schilling, 2014).
Pada  saat  Gunungapi  Sinabung  di  Kabupaten Karo  Provinsi  Sumatera  Utara  meletus,  banyak  material vulkanik  yang  dimuntahkan  dan  tersebar  ke  beberapa daerah  sekitarnya  dalam  radius  terjauh  6  km  dari  pusat letusan  (Saragih et  al., 2015).  Volume  deposit  material piroklastik  yang  berada  di  tenggara-timur  Gunungapi Sinabung  pada  tahun  2015  mencapai  ~  1,9  x  108  m 3 (Yulianto et al., 2016).
Di  sisi  lain,  curah  hujan  di  Kabupaten  Karo tergolong  cukup  tinggi  seperti  yang  tercatat  pada  tahun 2014  dimana  curah  hujan  tertinggi  (pada  bulan  April) sebesar 348 mm (BPS, 2015). Dengan banyaknya material gunung  api dan tingginya curah hujan maka kemungkinan terjadinya aliran lahar semakin besar. Untuk mengantisipasi  hal  tersebut,  Badan  Geologi  memberikan rekomendasi  agar  masyarakat  yang  berada  dan  bermukim di  dekat  sungai-sungai  yang  berhulu  di  Gunungapi Sinabung  tetap  waspada  terhadap  bahaya  aliran  lahar (Badan Geologi, 2017), terutama di saat musim penghujan. Hal  ini  karena  sifat  destruktif  alami  lahar  berasal  dari kecepatan,  jangkauan,  komposisi  dan  kesulitan  dalam memprediksi  kemungkinan  terjadinya  jika  tanpa  ada peringatan (Pierson et al ., 2014).
Untuk  memperkirakan  terjadinya  aliran  lahar, faktor  yang  dapat  diperhitungkan  adalah  kejadian  curah
hujan  tinggi  di  wilayah  deposit  piroklastik.  Untuk mengetahuinya maka perlu diketahui pola hujan dan trend yang terjadi. Indonesia terbagi menjadi 3 pola iklim utama yaitu  Curah  Hujan  Pola  Monsunal,  Curah  Hujan  Pola Ekuatorial  dan  Curah  Hujan  Pola  Lokal,  disajikan  dalam Gambar 1 (Aldrian et al., 2003).
Pola monsun dicirikan oleh tipe curah hujan yang bersifat  unimodial  (satu  puncak  musim  hujan)  dimana pada  bulan  Juni,  Juli  dan  Agustus  terjadi  musim  kering, sedangkan  untuk  bulan  Desember,  Januari  dan  Februari merupakan  bulan  basah.  Sedangkan  enam  bulan  sisanya merupakan  periode  peralihan  atau  pancaroba  (tiga  bulan peralihan  musim  kemarau  ke  musim  hujan  dan  tiga  bulan peralihan  musim  hujan  ke  musim  kemarau)  ditunjukkan pada  Gambar  2.  Daerah  yang  didominasi  oleh  pola monsun  ini  berada  didaerah  Sumatra  bagian  Selatan, Kalimantan  Tengah  dan  Selatan,  Jawa,  Bali,  Nusa Tenggara  dan  sebagian  Papua  (Hermawan,  2010).  Pola ekuatorial  dicirikan  oleh  tipe  curah  hujan  dengan  bentuk bimodial (dua puncak hujan) yang biasanya terjadi  sekitar bulan  Maret  dan  Oktober  atau  pada  saat  terjadi  ekinoks disajikan  pada  Gambar  3,  meliputi  pulau  Sumatra  bagian tengah  dan  Utara  serta  pulau  Kalimantan  bagian  Utara (Hermawan,  2010).  Gambar  4  menunjukkan  pola  lokal unimodial  yang  dicirikan  oleh  bentuk  pola  hujan  yang berlawanan  dengan  tipe  hujan  monsun,  daerahnya  hanya meliputi  daerah  Maluku,  Sulawesi  dan  sebagian  Papua (Hermawan, 2010).
Gambar 1.  Tiga wilayah iklim Indonesia. Wilayah A (monsun) garis hitam, Wilayah B (ekuatorial) garis dan titik, Wilayah C (lokal) garis putus-putus (Aldrian et al., 2003)
Gambar 2. Pola hujan monsunal di Jakarta (Sipayung et al., 2007)
Gambar 3. Pola hujan equatorial di Padang (Sipayung et al., 2007)
Gambar 4. Pola hujan lokal di Ambon (Sipayung et al., 2007)

## BAHAN DAN METODE

## Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian ini dilaksanakan di Gunungapi Sinabung  Kabupaten  Karo  Provinsi  Sumatera  Utara  dari bulan  Juni  2017  sampai  dengan  bulan  Januari  2018.  Data yang  digunakan  adalah  data  sekunder  curah  hujan  harian dari  Badan  Meteorologi  Klimatologi  dan  Geofisika (BMKG)  dari  tahun  2000  sampai  dengan  tahun  2017  di Stasiun  Klimatologi  Sampali,  Stasiun  Geofisika  Parapat dan  Stasiun  Geofisika  Tuntungan,  Provinsi  Sumatera Utara.

## Alat dan Bahan
Bahan  yang  dibutuhkan  dalam  penelitian  ini adalah  data  curah  hujan.  Adapun  alat-alat  penelitian  yang digunakan  antara  lain  adalah  seperangkat  komputer  yang dilengkapi  dengan  piranti  lunak Microsoft  Office  XLStat dan alat tulis.

## Prosedur Penelitian
Data  curah  hujan  disajikan  dalam  tiga  periode yaitu  periode  tahun  2000-2017,  periode  tahun  2000-2010 (periode sebelum letusan) dan periode 2011-2017 (setelah letusan).  Pembagian  periode  waktu  tersebut  digunakan
untuk  mengetahui  apakah  terdapat  perubahan  pola  hujan sebelum dan sesudah letusan Gunungapi Sinabung.
Salah  satu  tahapan  penting  dalam  kajian perubahan iklim adalah pengujian homogenitas data runtun waktu unsur iklim (Sanusi, 2016).  Tahapan ini merupakan bagian  pra-pemrosesan  data  untuk  mengurangi  bias kesimpulan  dari  aspek  noniklim  (Nihayatin et  al., 2013). Pengujian  homogenitas  yang  digunakan  dalam  penelitian ini adalah Uji Rentang Buishand dengan persamaan:
S 0 * = 0         S k * = ∑ Yi − Ŷ 𝑘 𝑖=1
Jika  tidak  ada  perubahan  signifikan  dalam  rata- rata  maka  data  akan  homogen,  dimana  perbedaan  data curah hujan Yi dan rata-rata Ŷ akan berfluktuasi di sekitar nol  (Buishand,  1982).  Signifikansi  perubahan  rata-rata diuji dengan reschaled adjusted range R , yang merupakan selisih  nilai  maksimum  dan  minimum  pembagian  Sk* dengan standar deviasi sampel.
𝑅 = max 0≤𝑘≤𝑛 𝑆 𝑘 ∗∗ −  min 0≤𝑘≤𝑛 𝑆 𝑘 ∗∗
Sk** = Sk*/Dy,    k = 0 , . . . , n
Dy 2 =   ∑ (Yi − Ŷ) 2 𝑛 𝑖=1 /n
Setelah  uji  homogenitas  dilakukan,  data  curah hujan harian diolah menjadi  data curah hujan bulanan dan curah  hujan  tahunan.  Data  curah  hujan  selama  periode penelitian  digunakan  untuk  mengetahui  pola  hujan  dan trend  yang  terjadi.  Untuk  mengetahui  pola  hujan  di Gunungapi  Sinabung,  data  curah  hujan  bulanan  yang disajikan  dalam  diagram  batang,  sedangkan  analisis trend menggunakan Uji Mann-Kendall.
Uji  Mann-Kendall  digunakan  untuk  melihat  ada tidaknya  kecenderungan  pada  suatu  seri  data  dari  data rentang  waktu  (Indarto et  al .,  2011).  Uji  Mann-Kendall sering  digunakan  untuk  tes  non-parametrik  yang mempunyai  kemampuan  untuk  mendeteksi  kemiringan kecenderungan  ( trend ),  ukuran  sampel,  level  signifikan, koefisien  variasi  dan  tipe  distribusi  peluangnya  (Subarna, 2014). Uji Mann-Kendall didasarkan pada S statistik yang diterangkan pada persamaan berikut:
(S-1)/  s jika S > 0 Z = 0 jika S = 0
(S+1)/  s jika S < 0
 s 2 = n(n−1)(2n+5) 18
Masing-masing  pasangan  nilai  data  yang  diamati yi, yj  (i>j) dari  variabel  acak diperiksa untuk  menemukan apakah  yi  >  yj  atau  yi  <  yj.  Bila  bilangan  dari  tipe pasangan sebelumnya berupa P dan bilangan tipe pasangan sesudahnya M, maka S didefinisikan sebagai S = P – M.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Uji Homogenitas
Uji  homogenitas  dilakukan  dengan  menganalisis data  setiap  stasiun  pada  masing-masing  bulan  selama delapan belas tahun pada tahun 2000 sampai dengan 2017. Nilai  statistik  Hasil  pengujian  data  runtun  curah  hujan menunjukkan  bahwa  data  curah  hujan  tahun  2000-2017 pada  tiga  stasiun  mempunyai  nilai  R/√n  tidak  lebih  dari titik kritis yang ditetapkan pada Tabel 1 (Buishand, 1982). Data  curah  hujan  yang  digunakan  memenuhi  sifat homogen, disajikan pada Gambar 5.
Tabel 1. Nilai kritis untuk R√n; nilai n = 18
n 90% 95% 99%
10 1.21 1.28 1.38
20 1.34 1.43 1.60
30 1.40 1,50 1,70
40 1.42 1.53 1.74
50 1.44 1.55 1.78 100 1.50 1.62 1.86  1.62 1.75 2.00

## Analisis Pola Hujan
BMKG  membagi  curah  hujan  bulanan  menjadi empat  kategori  yaitu  rendah  (0-100  mm  bulan -1 ),  sedang (100-300  mm  bulan -1 ),  tinggi  (300-500  mm  bulan -1 )  dan sangat  tinggi  (>  500  mm  bulan -1 ).  Diagram  batang distribusi  curah  hujan  bulanan  rerata  tiga  stasiun menunjukkan  bahwa  pada  periode  tahun  2000-2017 puncak  musim  hujan  terjadi  pada  bulan  Mei  sebesar  234 mm (menengah) dan pada bulan Oktober sebesar 312 mm (tinggi).
Pada  periode  sebelum  letusan,  puncak  musim hujan terjadi pada bulan Mei  (212 mm) dan Oktober (339 mm).  Untuk  periode  setelah  letusan,  puncak  curah  hujan terjadi  pada  bulan  Mei  (269  mm)  dan  September  (276 mm), disajikan pada Gambar 6.
Gambar 5. Nilai R  n masing-masing stasiun dan nilai kritis
(a)                                                                   (b)

## (c)
Gambar 6. Distribusi curah hujan bulanan rerata periode: (a) 2000-2017, (b) 2000-2010, dan (c) 2011-2017
Pada  periode  sebelum  letusan,  setelah  bulan Oktober  curah  hujan  mengalami  penurunan  yang signifikan  dari  339  mm  menjadi  263  mm  pada  November dan 233 mm pada bulan Desember. Namun setelah terjadi letusan, curah hujan pada bulan September sampai dengan Desember  hanya  mengalami  sedikit  penurunan  dari  276 mm  menjadi  266  mm,  naik  lagi  menjadi  270  mm kemudian  turun  menjadi  258  mm.  Dari  ketiga  periode
tahun  tersebut,  semuanya  menunjukkan  bahwa  pola  hujan di Gunungapi Sinabung merupakan pola hujan equatorial.

## Analisis Trend Curah Hujan
Trend curah  hujan  bulanan  rerata  dalam  tiga periode  disajikan  pada  Tabel  2.  Curah  hujan  kumulatif bulanan pada bulan Mei dan bulan November mempunyai
trend  naik  pada  semua  periode.  Pada  periode  setelah letusan,  kecenderungan  turun  hanya  pada  bulan  Maret, April  dan  Desember,  sedangkan  pada  bulan  lainnya mengalami kecenderungan naik.
Tabel 2. Trend curah  hujan  bulanan  kumulatif  di  Gunungapi
Sinabung Bulan Periode Tahun 2000-2017 2000-2010 2011-2017 Januari turun turun naik Februari turun turun naik Maret turun turun turun April turun naik turun Mei naik naik naik Juni turun turun naik Juli turun naik naik Agustus naik turun naik September turun turun naik Oktober turun turun naik November naik naik naik Desember naik naik turun

## SIMPULAN
Pola  hujan  di  Gunungapi  Sinabung  merupakan pola hujan equatorial, hal tersebut ditandai dengan adanya dua  puncak  musim  hujan  selama  satu  tahun.  Puncak musim  hujan  pada  bulan  Mei  mempunyai  kecenderungan naik,  hal  ini  harus  diwaspadai  karena  dapat  menyebabkan aliran  lahar.  Masyarakat  tetap  harus  meningkatkan kesiapsiagaannya  pada  bulan  dengan  curah  hujan menengah-tinggi pada September, Oktober, November dan Desember.

## DAFTAR PUSTAKA
Aldrian, E. and R.D. Susanto. 2003. Identification of three dominant rainfall regions within Indonesia and their relationship to sea surface temperature.
International  Journal  of  Climatology ,  23(12): 1435–1452.
[BPS]  Badan  Pusat  Statistik  Kabupaten  Karo.  2015. Karo dalam Angka . Karo (ID): BPS Kabupaten Karo. [BG] Badan Geologi. Gunung
Sinabung.
https://magma.vsi.esdm.go.id/ (diakses  tanggal  30 Desember 2017).
Buishand,  T.A.  1982.  Some  methods  for  testing  the homogeneity  of  rainfall  records. Journal  of Hidrology , 58(1-2): 11-27.
Hermawan,  E.  2010.  Pengelompokkan  pola  curah  hujan yang  terjadi  di  beberapa  kawasan  pulau  Sumatera berbasis  hasil  analisis  teknik  spektral. Jurnal
Meteorologi dan Geofisika, 11(2): 75 – 85.
Hidayat, F. dan I. Rudiarto. 2013. Pemodelan resiko banjir lahar  hujan  pada  alur  kali  putih  Kabupaten Magelang. Jurnal Teknik PWK , 2(4):895-904.
Indarto,  B.  Susanto  dan  E.M.  Diniardi.  2011.  Analisis kecenderungan  data  hujan  di Jawa  Timur menggunakan metode Mann-Kendal dan Rank-Sum Test. Jurnal Keteknikan Pertanian , 25(1):19-28.
Nihayatin,  L.Z.  dan  Sutikno.  2013.  Perbandingan  uji homogenitas  runtun  data  curah  hujan  sebagai  pra- pemrosesan  kajian  perubahan  iklim. Jurnal  Sains dan Seni Pomits , 2(2):255-259.
Pierson,  T.C.,  N.  Wood  and  C.L.  Driedger.  2014. Reducing  risk  from  lahar  hazards:  concepts,  case studies,  and  roles  for  scientists. Journal  of Applied Volcanology , 3(16): 1-25.
Saragih,  J.,  D.  Chalil  dan  S.  Khadijah.  2015.  Analisis dampak  erupsi  gunungapi  sinabung  terhadap pendapatan  petani  kubis  di  Kecamatan  Simpang Empat. Journal  on  Social Economic  of Agriculture and Agribusiness, 4(5): 1-13.
Schilling, S.P. 2014. Laharz_py—GIS Tools for Automated Mapping  of  Lahar  Inundation  Hazard  Zones .  US Geological Survey, Virginia.
Sipayung,  S.B.,  Sutikno,  L.Q.  Avia  dan  B.D.  Dasanto.
2007.  Analisis  pola  curah  hujan  Indonesia  berbasis luaran Model Sirkulasi Global (GCM). Jurnal Sains Dirgantara , (4)2:145-154.
Sanusi,  W.  2016.  Analisis  homogenitas  data  curah  hujan tahunan  Kota  Makassar. Jurnal  Scientific  Pinisi , 2(2):137-142
Subarna, D. 2014. Uji Kecenderungan unsur-unsur iklim di cekungan  Bandung  dengan  Metode  Mann-Kendall. Berita Dirgantara, 15(1):1-6.
Yulianto,  F.,  Suwarsono  and  P.  Sofan.  2016.  The utilization  of  remotely  sensed  data  to  analyze  the estimated  volume  of  pyroclastic  deposits  and morphological  changes  caused  by  the  2010–2015 eruption  of  Sinabung  Volcano,  North  Sumatra, Indonesia. Pure and Applied Geophysics , 173.
Vallance,  J.W.,  S.P.  Schilling,  G.  Devoli  and  M.M. Howell.  2014. Lahar  Hazards  at  Concepcion Volcano,  Nicaragua .  U.S.  Geological  Survey,
Vancouver WA, US.