APLIKASI MODEL PROBABILISTIK UNTUK SIMULASI ALIRAN MATERIAL ERUPSI STUDI KASUS: GUNUNG MERAPI, JAWA TENGAH (APPLICATION OF PROBABILISTIC MODEL FOR ERUPTION MATERIAL FLOW SIMULATION CASE STUDY: MERAPI VOLCANO, CENTRAL JAVA)
Fajar Yulianto dan Parwati Peneliti Bidang Lingkungan dan Mitigasi Bencana, LAPAN e-mail: fajar.lapan.rs@gmail.com Diterima 16 Februari 2012; Disetujui 14 Juni 2012

## ABSTRACT
Simulation  of  eruption  material  flow  using  probabilistic  model  based  on  the Monte Carlo algorithm was conducted in this research. The simulation result was used to support the creation of zoning map of volcanic hazards and the estimation of building number  which  has  possibility  to  be  impacted  by  the  Merapi  Volcano  eruption.  Input data  for  the  simulation  was  Digital  Elevation  Model  -  Shuttle  Radar  Topographic Mission (DEM-SRTM) with a spatial resolution of 30 meters. In addition, GeoEye satelit imagery  in  2009  was  used  to  renew  settlement  information  of  the  RBI  map  from BAKOSURTANAL.  The  simulation  result  of  material  flow  eruption  was  overlaid  with building area information to estimate the magnitude of eruption impact. The simulation results from this research has similar pattern and similar eruption material distribution with  the  reference  map  (volcanic  hazard  map  of  Merapi).  The  flow  of  Merapi  eruption material generally leads to the south through the Gendol Rivers to Cangkringan, and to the  southwest  ward  through  the  Putih  Rivers  to  Srumbung.  Material  flow  eruption  is shown in height simulations 2 meters and 7 meters. The wider and widening of the of simulation  models  material  flow  eruption  generated,  the  greater  impact  on  the settlements in the vicinity of Merapi Volcano.
Key word: Simulation  of  eruption  material  flow,  DEM-SRTM,  volcanic  hazard,  Merapi Volcano

## ABSTRAK
Pada penelitian ini telah dilakukan simulasi model probabilistik aliran material erupsi  berdasarkan  algoritma Monte  Carlo .  Hasil  simulasi  digunakan  untuk mendukung pembuatan peta zonasi potensi bencana volkanik dan perhitungan jumlah unit bangunan yang diperkirakan terkena dampak letusan Gunung Merapi. Data yang digunakan  untuk  simulasi  aliran  material  erupsi  adalah Digital  Elevation  Model  – Shuttle  Radar  Topographic  Mission (DEM-SRTM)  dengan  resolusi  spasial  30  meter. Selain itu, digunakan citra satelit Geoeye tahun 2009 untuk memperbaharui informasi permukiman dari peta RBI BAKOSURTANAL. Hasil dari simulasi aliran material erupsi ditumpang susun dengan  informasi  permukiman  untuk  penentuan  besarnya dampak erupsi.  Hasil  simulasi  dari  penelitian  ini  mempunyai  pola  dan  sebaran  hasil  erupsi yang  hampir  sama  dengan  peta  referensi  ( volcanic  hazard  map  of  Merapi ).  Aliran material  erupsi  Merapi  umumnya  lebih  mengarah  ke  wilayah  selatan  melalui  Kali Gendol  menuju  Kecamatan  Cangkringan  dan  ke  arah  barat  daya  melalui  Kali  Putih
menuju  Kecamatan  Srumbung.  Aliran  material  tersebut  tampak  pada  simulasi ketinggian  erupsi  2  m  maupun  7  m.  Semakin  luas  dan  melebarnya  hasil  simulasi model  aliran  material  erupsi  yang  dihasilkan,  maka  semakin  besar  pula  dampaknya terhadap permukiman di sekitar Gunung Merapi.
Kata Kunci: Simulasi  aliran  material  erupsi,  DEM  SRTM,  bencana  vulkanik,  Gunung Merapi

## 1  PENDAHULUAN
Indonesia  berdasarkan  kondisi geografis dan geologi merupakan negara yang  rentan  terhadap  bencana  alam. Dengan  lokasi  yang  berdekatan  dan dikelilingi oleh lempeng tektonik Pasifik, Eurasian  dan  Indo-Australian,  men- jadikan  Indonesia  rentan  terhadap bencana  gempa  bumi  dan  gunung  api. Indonesia  mempunyai  129  gunung  api aktif yang tercatat dalam sejarah erupsi. Pada  48  kejadian  erupsi  gunung  api, telah  tercatat  lebih  dari  17.900  korban jiwa  dan  344  juta  US$  kerugian  secara ekonomis  (EM-DAT,  2009;  Tandang, 2010).
Gunung  Api  Merapi  atau  yang dikenal  dengan Merapi  Stratovolcano ,  di Provinsi  Jawa  Tengah,  dengan  puncak ketinggian  ±  2965  m,  merupakan  salah satu  gunung  api  paling  aktif  di  dunia. Merapi yang secara administrasi  terletak 30  km  di  sebelah  utara  Yogyakarta mempunyai lebih dari 61 sejarah erupsi sebelum  Tahun  2000.  Gunung  Merapi terbentuk  karena  adanya  aktivitas  zona subdaksi  Lempeng  Indo–Australia  yang bergerak  ke  bawah  Lempeng  Eurasia dan  menyebabkan  munculnya  aktivitas vulkanik  di  sepanjang  bagian  tengah Pulau  Jawa  (Volcanological  Survey  of Indonesia, 1990; Lavigne, 2000).
Kejadian  erupsi  Gunung  Merapi menyebabkan beberapa kerugian diantaranya:  kerusakan  lingkungan, korban jiwa, harta benda, dan lain-lain. Berdasarkan  catatan  sejarah,  beberapa dampak  dari  kejadian  erupsi  telah terinventarisasi  sejak  tahun  1822. Sebelum  tahun  1900  kejadian  erupsi Merapi  tercatat  melanda  5  desa  dengan
korban  jiwa  lebih  dari  100  orang, muntahan  erupsi  Merapi  tersebut mengalir dibeberapa sungai diantaranya Sungai  Senowo,  Pabelan,  Blongkeng, Lamat,  Woro,  dan  Trising.  Berdasarkan sumber  dari http://id.wikipedia.org/ wiki/GunungMerapi di  sepanjang  tahun 1920,  1932,  1961,  1969,  1973,  1974, 1975,  1976,  1994,  1995,  1996,  dan 1998  hingga  tahun  2010  telah  tercatat lebih  dari  300  korban  jiwa,  dan  lebih dari  500  rumah  hancur  akibat  erupsi yang  terjadi  (Lavigne,  1998;  Lavigne, 2000).  Tabel  1-1  menunjukkan  catatan sejarah  erupsi  merapi  dan  dampaknya dari tahun 1822 hingga 2010.
Kejadian erupsi Merapi dari tahun 1672  –  1997  terdiri  dari  beberapa  tipe, yaitu: Explosions,  Pyroclastic  Flows, Pyroclastic Surge, Dome Growth, Material erupsi Flow, dan Debris Flows (Neumann van  Padang,  1931,  1933;  Hartmann, 1935;  Van  Bemmelen,  1949;  Berita Berkala  Vulkanologi,  1990;  Siswowidjoyo et al. , 1995; Lavigne et al., 2000; Thouret et al. , 2000). Explosions, merupakan tipe erupsi  pelepasan  energi  dan  ledakan secara  ekstrim,  dengan  suhu  tinggi. Pyroclastic  Flows, tipe  erupsi  yang berupa  campuran  abu,  batu  apung, fragmen  batuan  panas  dan  gas  partikel halus  hingga  kasar  dengan  kerapatan tinggi yang bergerak cepat selama erupsi berlangsung. Pyroclastic Surge, tipe erupsi berupa  massa  fluida  gas  dan  fragmen batuan yang dikeluarkan selama erupsi. Hal  ini  mirip  dengan  aliran  piroklastis tetapi  memiliki  kerapatan  yang  lebih rendah.
Dome  Growth, tipe  erupsi  berupa tonjolan  atau  gundukan  berbentuk
kasar  melingkar  dan  dihasilkan  oleh material  erupsi  kental  yang  terekstrusi secara  lambat  selama  erupsi. Material erupsi  Flow, tipe  erupsi  berupa  batuan cair  yang  dikeluarkan  selama  erupsi dengan  suhu  700 º C  sampai  1200 º C. Memiliki  kekentalan  100  ribu  kali  lipat
dari  air  dan  dapat  mengalir  jauh sebelum  pemadatan  dan  pendinginan. Debris  Flows ,  tipe  erupsi  berupa  aliran puing-puing  material  volkanik  yang bergerak  cepat  dan  dipicu  oleh  curah hujan.

## Tabel 1-1: CATATAN SEJARAH DAN DAMPAK ERUPSI MERAPI DARI TAHUN 1822– 2010
Erupsi Aliran sungai Korban jiwa  Dampak Sumber 28 Desember 1822 Se, Pa, Bl, La, Wo Lebih dari 100 4 Desa Alrasjid (1971) 5 Oktober 1888 Tr, Se - 1 Desa Neuman Van Padang (1936) 12 October 1920  Se, Bl, Ba 35 1 Desa Kemmerling (1921) 7 April 1932 Ba - 1 Desa Schmidt (1934) 27 – 28 November 1961 Se, Bl, Ba - 5 Desa, 95 rumah  Suryo (1981) 7 – 8 Januari 1969 Se, Pa - 2 Desa, 38 rumah  Siswowidjojo (1971) Bl, Pu - 4 Desa, 15 rumah  Siswowidjojo (1971) Be, Kr 3 6 Desa, 239 rumah Siswowidjojo (1971) Bo, Co - 2 Desa Siswowidjojo (1971) Ku - 2 Desa Siswowidjojo (1971) Ge - 9 Desa, 390 rumah Siswowidjojo (1971) Wo - 6 Desa Siswowidjojo (1971) 19 Januari 1969  Be - 12 Rumah Hadikusumo (1970) 20 Januari 1969  Pu - 10 Rumah Hadikusumo (1970) 22 Januari 1969  Pu - 15 Rumah Hadikusumo (1970) 23 Januari 1969  Bl - 3 Rumah Hadikusumo (1970) 26 Januari 1969  Se, Pu, Be, Kr  - 10 Rumah Hadikusumo (1970) 5 April 1969 Pu - 39 Rumah Hadikusumo (1970) 22 September 1973 Be - 3 Rumah MVO reports 26 January 1974 Be - 9 Rumah MVO reports 22 October 1974  S - 6 Rumah MVO reports 22 November 1974 Pu, Be, Kr, Bo, Ku - 43 Rumah KR (25/11/1974) 6 Desember 1974 Kr - 14 Rumah MVO reports 5 Maret 1975 Kr - 102 Rumah Harto (1975), KR (6- 7/3/1975) 22 Maret 1975 Kr - 12 Rumah MVO reports 4 Oktober 1975 Pu, Be, Kr - 5 Desa, 20 rumah  Reksowirogo (1975) 25 November 1976 Pu - 3 Desa Harto (1975, 1977) Be - 17 Rumah KR (26/11/1976) Kr 29 306 Rumah, 4 gedung KR (26/11/1976) Oktober 1994 - 60 - http://id.wikipedia.org/ wiki/GunungMerapi 11 Desember 1994 Be - 2 Truk KR (12/12/1994) 2 Februari 1995  Be - 3 Truk KR (3/2/1995)
20 Mei 1995 Be - 8 Truk KR (21/5/1995) 5 Desember 1996 Bo - 14 Truk KR (6/12/1996) Juli 1998 - - - http://id.wikipedia.org/ wiki/GunungMerapi 2001 - 2003 - - - http://id.wikipedia.org/ wiki/GunungMerapi Oktober – November 2010 - 273 - http://id.wikipedia.org/ wiki/GunungMerapi Keterangan:
KR=Kedaulatan Rakyat (berita lokal); MVO=Merapi Volcano Observatory; Se=Senowo; Kr=Krasak; Tr=Trising; Bo=Boyong; Pa=Pabelan; Co=Code; La=Lamat; Ku=Kuning; Bl=Blongkeng; Ge=Gendol; Pu=Putih;Wo=Woro; Ba=Batang; Be, Bebeng Sumber : Modifikasi (Lavigne, 1998; Lavigne, 2000) dan (http://id.wikipedia.org/wiki/ GunungMerapi)
Terdapat  beberapa  pendekatan dan  metode  penelitian  yang  pernah dilakukan  terkait  pembuatan  peta bahaya volkanik ( volcanic hazard maps ), seperti:  pemetaan  resiko  dari tephra fallout (Barberi et  al. ,  1990  dan  Connor et  al. ,  2001),  pemetaan  bahaya  aliran material  erupsi  menggunakan  simulasi komputer  (Wadge  et  al.,  1994),  aplikasi GIS  untuk  pemetaan  estimasi  aliran material  erupsi  (Kauahikaua et  al. , 1995), prediksi bahaya untuk explosions volkanik  (Saito et  al. ,  2001),  metode evaluasi untuk  resiko long-term volcanic dari  aliran  piroklastis  (Alberico et  al. , 2002),  pemetaan  aliran  piroklastis menggunakan simulasi pemodelan numeric (Esposti, O., et al., 2002, Cioni et  al. ,  2003,  dan  Rosano et  al. ,  2004), pemodelan  bahaya ash  fall  volcanic dengan  metode Monte  Carlo (Hurst  and Smith,  2004),  metodologi  GIS  untuk pemetaan  bahaya pyroclastic  density currents atau  PDC  (Toyos et  al. ,  2007), pendekatan  dan  pemodelan  bahaya aliran  material  erupsi  (Felpeto et  al. , 2007).
Peta bahaya volkanik merupakan peta  sumber  daya  yang  menentukan kondisi  geografis  suatu  wilayah,  hal  ini berpengaruh  terhadap  seberapa  besar wilayah  tersebut  dipengaruhi  oleh fenomena aktivitas volkanik yang mungkin  terjadi.  Peta  bahaya  volkanik, dapat diklasifikasikan menjadi beberapa zona berdasarkan probabilitas kerusakan dalam  periode  waktu  tertentu,  namun
biasanya  peta  tersebut  dibuat  ber- dasarkan  subjektifitas  interpretasi  data historis.  Felpeto et  al. ,  2007  telah melakukan  penelitian  terkait  sistem otomatisasi  untuk  elaborasi  pemetaan dan skenario bahaya volkanik. Metodologi simulasi  numerik  digunakan  untuk melakukan  pemetaan  proses  erupsi. Sistem  tersebut  dikembangkan  dalam framework Sistem  Informasi  Geografis (SIG),  dimana  model  simulasi  numerik dari  bahaya  volkanik  yang  berbeda dapat  diintegrasikan.  Simulasi  numerik bahaya volkanik yang dilakukan, meliputi: model aliran material erupsi, sebaran abu volkanik  ( ash  fallout ),  dan  kepadatan arus  piroklastis  ( pyroclastic  density currents ).
Pada  penelitian  ini,  simulasi numerik  bahaya  volkanik  difokuskan pada  model  aliran  material  erupsi berdasarkan  catatan  kejadian  historis yang pernah terjadi di daerah penelitian. Fokus dari penelitian ini adalah aplikasi model  probabilistik  simulasi  aliran material  erupsi  seperti  yang  diperguna- kan oleh Felpeto et al. , 2007. Tujuan dari penelitian  ini  adalah  mengaplikasikan model  probabilistik  simulasi  aliran material  erupsi  berdasarkan  algoritma Monte  Carlo untuk  mendukung  pem- buatan  peta  zonasi  potensi  bahaya volkanik  dan  menghitung  estimasi dampak  bahaya  terhadap  kondisi  unit bangunan  di  daerah  penelitian  dari simulasi model yang dihasilkan.

## 2  DATA DAN METODOLOGI
Secara  umum,  metode  yang digunakan dalam penelitian ini bukanlah sesuatu  hal  yang  baru.  Penelitian  ini mengaplikasikan suatu model probabilistik simulasi  aliran  material  erupsi  dengan algoritma Monte  Carlo .  Hasil  dari  model yang  diterapkan  digunakan  sebagai input atau masukan dalam menentukan daerah  bahaya  erupsi  di  daerah penelitian. Volcanic  Risk  Information System (VORIS)  adalah  sebuah  tool berbasis  Sistem  Informasi  Geografis (SIG)  digunakan  dalam  penelitian  ini untuk  pendekatan  pemetaan  bahaya volkanik.  Tujuan  utamanya  adalah untuk  menyediakan  informasi  peta  dan resiko  bahaya  volkanik  berdasarkan simulasi  numerik  yang  telah  dikem- bangkan oleh Felpeto et al., 2007.
Data  yang  digunakan  untuk menjalankan  simulasi  aliran  material erupsi dalam penelitian ini adalah Citra satelit Digital  Elevation  Model–Shuttle Radar Topographic Mission (DEM-SRTM) dengan  resolusi  spasial  30  meter.  Peta Rupa  Bumi  Indonesia  (RBI)  skala 1:25.000 dari BAKOSURTANAL digunakan dalam penelitian ini untuk inventarisasi informasi lokasi bangunan dalam menentukan  dampak  erupsi  di  daerah penelitian. Lokasi bangunan dalam Peta RBI  diperoleh  berdasarkan  interpretasi Foto  Udara  tahun  1991  dan  survey lapangan 2001, selanjutnya pada tahun 2007  dilakukan  survey  lapangan  untuk update  informasi  di  tahun  2007.  Citra Geoeye  tahun  2009  digunakan  untuk update  informasi  lokasi  bangunan  di tahun  2009.  Informasi  unit  bangunan dalam penelitian ini terdiri atas: bangunan rumah penduduk, perkantoran, sekolah, rumah  sakit,  dan  beberapa  fasilitas umum  lainnya.  Hasil  dari  simulasi aliran material erupsi ditumpang susun dengan  informasi  lokasi  bangunan untuk  penentuan  besarnya  dampak erupsi.
Model  simulasi  aliran  material erupsi yang dipergunakan dalam penelitian ini merupakan model probabilistik, yang mengasumsikan bahwa  kondisi  topografi  mempunyai peranan penting dalam mensimulasikan atau menentukan jalannya aliran material  erupsi.  Model  dibuat  untuk menghitung  beberapa  peluang  dari sebuah  sel  piksel  yang  mungkin  terjadi aliran,  dengan  asumsi  dua  aturan sederhana,  yaitu:  aliran  hanya  dapat merambat  dari  satu  piksel  sel  ke  salah satu dari delapan piksel sel tetangganya jika  perbedaan  ketinggian  topografinya adalah  positif,  dan  kemungkinan  untuk berpindah  dari  satu  piksel  sel  ke  piksel sel  tetangganya  adalah  proporsional dengan  perbedaannya  (Felpeto et  al., 2007).  Penentuan  probabilitas  aliran material  erupsi  dalam  penelitian  ini menggunakan  algoritma Monte  Carlo (Felpeto,  2009),  yang  disajikan  dalam persamaan 2-1.
(2-1)
Dimana:  Kondisi  topografi  direpresen- tasikan pada nilai ketinggian ( h ) sebuah sel  piksel  pada  data  DEM.  Jika  aliran terletak  dalam  sel  piksel  ( i=0 ),  maka probalilitas  peluang  aliran  yang  masuk dalam salah satu delapan sel disekitarnya  adalah  ( Pi ),  dimana ( i=1,2, …  ,  8 ). ∆h mewakili  perbedaan ketinggian antara sel piksel satu dengan sel  piksel  tetangganya.  Dalam  estimasi perbedaan,  koreksi  ketinggian  ( h c ) ditambahkan  dengan  tinggi  sel  piksel pada  saat  aliran  tersebut  berada.  Oleh karena  itu  ( ∆h i )  dapat  dievaluasi berdasarkan persamaan 2-2 dan 2-3.
∆h i =h o +hc–h i if (h o +h c –h i ) > 0 (2-2) ∆h i = 0             if (h o + h c – h i ) ≤ 0 (2-3)
H c adalah sebuah nilai parameter yang menggambarkan dan mensimulasi-
kan  pengaruh  atau  efek  dari  ketinggian aliran  material  erupsi  (Felpeto  et  al. 2007).  Pada  persamaan  2,  jika  ketinggian di  pixel  tetangga  ( h i )  lebih  rendah dibandingkan dengan ketinggian di piksel awal  ( ho ),  maka  semakin  tinggi  nilai  hc yang digunakan akan mem-berikan nilai selisih  yang  tinggi  antara  ke-2  piksel tersebut. Hal ini berarti peluang terjadinya aliran pada pixel tetangga menjadi lebih tinggi  dibandingkan  dengan  piksel  lain yang mempunyai selisih ketinggian yang lebih  rendah  terhadap  ketinggian  di piksel  awal.  Jika  ada  banyak  piksel mempunyai ∆h i maka  wilayah  yang mempunyai  peluang  aliran  material erupsi  menjadi  lebih  luas  wilayahnya dan  semakin  jauh  jangkauannya.  Pada kajian  ini  akan  dilakukan  simulasi dengan  menggunakan  hc  sebesar  2  m dan 7 m.
Selain  itu,  pada  Persamaan  2-2 dan 2-3 jika tinggi topografi sel piksel (i) lebih  tinggi  dari  ketinggian  awal,  maka ketinggian  sel  piksel  tersebut  akan dikoreksi  oleh  ketinggian  sel  piksel dimana aliran tersebut berada.
Probabilitas  atau  peluang  terjadinya aliran  untuk  merambat  ke  sel  piksel  ( i ) adalah nol, hal ini menunjukkan bahwa aliran  tidak  dapat  merambat  ke  atas. Algoritma Monte Carlo digunakan untuk menghitung pemilihan sel piksel dimana aliran  akan  merambat  dan  menghitung probabilitas  untuk  delapan  sel  piksel tetangga  bernilai  nol.  Aliran  akan berhenti  jika  sebuah  sel  piksel  yang telah dikoreksi memiliki ketinggian lebih rendah dari delapan sel piksel tetangga- nya. Dalam kasus aliran material erupsi yang  sebenarnya,  sel  piksel  ini  akan terpendam  atau  tenggelam,  kemudian diisi  oleh  aliran  berikutnya.  Untuk menghindari  atau  menghentikan  aliran material erupsi dalam situasi seperti itu, model  tersebut  akan  mengevaluasi kedua  persamaan  sebelumnya  untuk enam belas sel-sel piksel yang mengelilingi  delapan  sel  piksel  aslinya
dengan  mempertimbangkan  sel  piksel ( i=0 ) dimana aliran tersebut berada. Jika terdapat  sel-sel  piksel  seperti  ini  maka aliran dapat jalan terus, jika tidak akan berhenti.  Pada  prinsipnya,  peluang suatu sel piksel untuk dapat dialiri oleh material  erupsi  dihitung  berdasarkan rasio  atau  perbandingan  antara  jumlah sel  telah  dialiri  terhadap  total  sel  yang dihitung.
Dalam  penelitian  ini,  proses perhitungan  iterasi  dimulai  dari  titik puncak  Gunung  Merapi  dengan vent coordinate 438967 mT dan 9166209 mU pada  proyeksi Universal  Transverse Mercator ( UTM ) 49S .  Perhitungan  radius jarak  sejauh  13,3  km  dari vent coordinate puncak merapi dipergunakan dalam  penelitian  ini  sebagai  batas maksimum  berhentinya  proses  per- hitungan  iterasi.  Hal  ini  dilakukan berdasarkan histories sejarah  erupsi  di daerah  penelitian  dari  tahun  1587 hingga  1998  dari  penelitian  Lavigne, et al. ,  1998;  Lavigne, et  al. ,  2000  bahwa pernah  terjadi  erupsi  sejauh  2  km (tahun  1940)  hingga  13,3  km  (tahun 1969). Batas maksimum iterasi 13,3 km digunakan  dalam  penelitian  ini  untuk menjalankan simulasi model. Selanjutnya, dilakukan  pemodelan  simulasi  aliran material  erupsi  pada  koreksi  ketinggian 2 meter dan 7 meter. Hal ini didasarkan pada  penelitian “Histories  Eruption  of Merapi,  Central  Java,  Indonesia  1768  – 1998” yang dilakukan oleh Voight, B., et al. , 2000.

## 3  HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan  probabilitas  aliran material  erupsi  dalam  penelitian  ini menggunakan  algoritma Monte Carlo. Model  simulasi  yang  dibuat  merupakan model  probabilistik,  yang  mengasumsi- kan bahwa kondisi topografi mempunyai peranan  penting  dalam  menentukan
jalannya  aliran  material  erupsi.  Model dibuat dengan memperhitungkan beberapa peluang dari sebuah sel piksel ke  sel  piksel  lainya  untuk  menjadi aliran,  dengan  asumsi  dua  aturan sederhana,  yaitu:  aliran  hanya  dapat merambat  dari  satu  piksel  sel  ke  salah satu dari delapan piksel sel tetangganya
jika  perbedaan  ketinggian  topografinya adalah  positif,  dan  kemungkinan  untuk berpindah  dari  satu  piksel  sel  ke  piksel sel  tetangganya  adalah  proporsional dengan  perbedaannya  (Felpeto et  al., 2007).  Hasil  simulasi  model  aliran material  erupsi  pada  skenario  2  meter dan 7 meter disajikan dalam Gambar 3-1
a) Simulasi aliran material erupsi pada model koreksi ketinggian 2 meter b) Simulasi aliran pada model koreksi ketinggian 7 meter
Gambar 3-1: Hasil Simulasi Aliran Material Erupsi pada Koreksi Ketinggian (Hc) 2 dan 7 meter di Daerah Penelitian
Berdasarkan model simulasi yang dihasilkan  pada  Gambar  3-1,  tampak hasil  simulasi  menunjukkan  semakin tinggi nilai h c yang menggambarkan dan mensimulasikan  pengaruh  atau  efek dari  ketinggian  aliran  material  erupsi yang  digunakan  memberikan  peluang terjadinya  aliran  material  erupsi  yang lebih luas dan jauh cakupannya. Hal ini sesuai  dengan  konsep  yang  tertuang dalam  persamaan  2-2,  dimana  jika ketinggian h i lebih  rendah  daripada ketinggian  piksel h o maka  semakin tinggi  nilai h c yang  digunakan  akan memberikan  nilai  selisih  yang  tinggi antara  ke-2  piksel  tersebut.  Peluang terjadinya  aliran  pada  piksel  tetangga menjadi  lebih  tinggi  dibandingkan dengan  piksel  lain  yang  mempunyai selisih  ketinggian  yang  lebih  rendah terhadap ketinggian piksel awal, sehingga  peluang  aliran  material  erupsi
menjadi  lebih  luas  dan  semakin  jauh jangkauannya.
Secara  khusus  dalam  penelitian ini  belum  membahas  masalah  tingkat akurasi dan reliabilitas dari model yang dihasilkan,  hal  ini  tentunya  dapat dijadikan  masukkan  untuk  penelitian selanjutnya.  Namun  berdasarkan  peta referensi volcanic  hazard  map  of  Merapi (VSI,  1995;  Pardyanto,  1978;  Lavigne et al. ,  2000).  Model  yang  dihasilkan  dari penelitian ini menunjukkan adanya pola dan  sebaran  hasil  erupsi  yang  hampir sama,  hal  ini  dapat  ditunjukkan  pada Gambar  3-2.  Hasil  aplikasi  dari pemodelan  ini,  dapat  dijadikan  sebagai masukkan untuk melakukan pendetilan informasi  dan  mendukung  pembuatan peta zonasi bahaya volkanik. Gambar 3-2 menunjukkan perbandingan antara peta reference volcanic  hazard  map  of  Merapi dengan  hasil  simulasi  numerik  model yang dihasilkan.
a)
b)
Berdasarkan analisis probabilistik, aliran material erupsi Merapi umumnya lebih  mengarah  ke  wilayah  selatan melalui  Kali  Gendol  menuju  Kecamatan Cangkringan  dan  ke  arah  barat  daya melalui  Kali  Putih  menuju  Kecamatan Srumbung  baik  pada  simulasi  ketinggian erupsi  2  dan  7  meter  (Gambar  3-3). Probabilitas  tinggi  (ditandai  warna merah)  terjadinya  aliran  erupsi  Merapi lebih  mendominasi  wilayah  Kecamatan Cangkringan dibandingkan dengan
Kecamatan  Srumbung.  Hasil  tumpang susun  probabilitas  aliran  erupsi  Merapi terhadap beberapa bangunan permukiman di  wilayah  sekitar  Merapi  pada  Gambar 3-3 menunjukkan bahwa wilayah permukiman  yang  berpotensi  tinggi terkena  dampak  aliran  erupsi  terdapat di  Kecamatan  Cangkringan,  yaitu  di sekitar  Kali  Gendol.  Tabel  3-1.  Menun- jukkan  estimasi  banyaknya  bangunan yang terkena dampak erupsi Merapi dari model yang dihasilkan.
a) peta referensi volcanic hazard map of Merapi
(VSI, 1995; Pardyanto, 1978; Lavigne et al. ,
2000) b) hasil simulasi numerik model probabilistik aliran material erupsi menggunakan algoritma Monte Carlo
Gambar  3-2:Perbandingan  peta  referensi volcanic  hazard  map  of  Merapi dengan  hasil  simulasi numerik model probabilistik aliran material erupsi menggunakan algoritma Monte Carlo
a)
b)
a) Probabilitas simulasi aliran pada model koreksi ketinggian 2 meter b) Probabilitas simulasi aliran pada model koreksi ketinggian 7 meter Gambar  3-3:Estimasi  dampak  erupsi  hasil  simulasi  terhadap  sejumlah  bangunan  di  daerah penelitian

## Tabel 3-1:  HASIL  ESTIMASI  DAMPAK  ERUPSI  TERHADAP  SEJUMLAH  UNIT  BANGUNAN  DI DAERAH PENELITIAN
Kecamatan Jumlah Bangunan (unit) Model simulasi 2 meter Model simulasi 7 meter Cangkringan 100 362 Dukuh 2 9 Kemalang - 1 Ngemplak 4 4 Pakem - 31 Salam 1 1 Srumbung 52 157 Turi - 35 Total 159 600
Estimasi dampak erupsi terhadap sejumlah  lokasi  bangunan  di  daerah penelitian diperoleh berdasarkan tumpang susun  dari  model  probabilitas  simulasi aliran material erupsi dengan titik lokasi bangunan.  Diperkirakan  sejumlah  362 unit bangunan di Kecamatan Cangkringan rusak  pada  skenario  simulasi  aliran material  erupsi  dengan  koreksi  ketinggian 7  meter  dan  100  unit  pada  skenario  2
meter. 157 unit bangunan di Kecamatan Srumbung rusak pada scenario 7 meter dan  52  unit  pada  scenario  2  meter. Semakin  luas  dan  melebarnya  hasil simulasi  model  aliran  material  erupsi yang  dihasilkan,  maka  semakin  besar pula dampaknya terhadap unit bangunan didaerah penelitian.
a)
b)

## 4  KESIMPULAN
Simulasi  aliran  material  erupsi Gunung  Api  Merapi  dapat  digambarkan dengan  mengaplikasikan  model  proba- bilistik  berdasarkan  algoritma Monte Carlo .  Hasil  simulasi  dalam  penelitian ini menghasilkan zonasi potensi bahaya volkanik dengan pola dan  sebaran yang hampir  sama  dengan  peta  referensi volcanic  hazard  map  of  Merapi .  Hasil dari  simulasi  aliran  material  erupsi  di tumpang susun dengan informasi lokasi bangunan  dan  setelah  itu  hasil  dari proses  ini  dapat  digunakan  untuk menentukan  besarnya  dampak  erupsi. Metode  ini  efektif  dan  dapat  digunakan sebagai salah satu pendekatan alternatif untuk  pembuatan  peta  zonasi  potensi bahaya  volkanik  dan  bermanfaat  untuk mengetahui  tingkat  bahaya  akibat letusan  gunung  api,  sehingga  dapat memberikan  informasi  dini  untuk melakukan evakuasi.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Diucapkan  terimakasih  kepada Bapak Ir.  Mahdi  Kartasasmita,  MS,  Ph.D yang  sudah  memberikan  arahan  dalam penulisan  naskah  ilmiah  ini,  serta Bapak M. Haidar dari BIG atas bantuan data sekunder untuk penelitian ini.

## DAFTAR RUJUKAN
Alberico,  I.;  Lirer,  L.;  and  Petrosino,  P., Scandone, R., 2002. A Methodology for  the  Evaluation  of  Long-term- volcanic risk from Pyroclastic Flows in  Campi  Flegrei  (Italy) .  Journal  of
Volcanology and Geothermal Research 116, 63–78. Barberi,  F.; Macedonio,  G.;  and
Pareschi,  M.T.,  Santacroce,  R., 1990. Mapping  the  Tephra  Fallout Risk:  an  Example  from  Vesuvius, Italy . Nature 344, 142–144.
Cioni,  R.;  Luongo,  A.;  Macedonio,  G.; Santacroce, R.; Sbrana, S.;
Sulpizio,  R.;  and  Andronico,  D., 2003. Assessing  Pyroclastic  Fall Hazards  through  Field  Data  and Numerical  Simulations:  example from Vesuvius . Journal of Geophysical  Research  108  (B2), 2063. doi: 10.
1029/2001JB000642.
Connor,  C.  B.;  Hill,  B.  E.;  Winfred,  B.; Franklinn,  N.W.;  and  LaFemina, P.C.,  2001. Estimation  of  Volcanic Hazards  from  Tephra  Fallout . Natural Hazards Review 2, 33–42. Esposti Ongaro, T.; Neri, A.; Todesco, M.; and
Macedonio, G., 2002. Pyroclastic Flow Hazard Assessment  at  Vesuvius  (Italy)  by using numerical modelling II Analysis of flow variables . Bulletin of Volcanology 64, 178–191. Felpeto,  A.,  2009. VORIS  a  GIS-based Tool for Volcanic Hazard Assessmen t.  User’s  guide  version 2.0.1. Observatorio Geofisico Central, IGN.
Felpeto,  A.;  Matri,  J.;  and  Ortiz,  R., 2007. Automatic GIS-based System for  Volcanic  Hazard  Assessment . Journal of Volcanology and Geothermal  Research  166  (2007) 106–116.
http://id.wikipedia.org/wiki/GunungMer api .
Hurst, T.; and Smith,W., 2004. A Monte Carlo  Methodology  for  Modeling ash  fall  Hazards .  Journal  of
Volcanology and Geothermal Research 132, 393–403. Kauahikaua, J.; Margriter,
M.; Lockwood,  J.;  and  Trusdell,  F., 1995. Applications  of  GIS  to  the Estimation  of  Material  Erupsi  flow Hazards  on  Mauna  Loa  volcano, Hawaii,  in  Mauna  Loa  Revealed: structure, composition, history, and hazards .  Geophysical  Monograph, vol. 92.AGU, pp. 315–325.
Lavigne,  F.;  Thouret,  J.C.;  Voight,  B.; Suwa,  H.;  and  Sumaryonoe,  A.,
2000. Lahars  at  Merapi  Volcano,
Central Java: an Overview . Journal of Volcanology and
Geothermal  Research  100  (2000)
423–456.
Rosano,  S.;  Mastrolorenzo,G.;  and  De
Natale, G., 2004. Numerical Simulations  of  Pyroclastic  Density Currents on Campy Flegrei Topography:  a  Tool  for  Statistical Hazard  Estimation .  Journal  of Volcanology and Geothermal Research 132, 1–14.
Saito, T.; Eguchi, T.; Takayama, K.; and
Taniguchi,  H.,  2001. Hazard Prediction  for  Volcanic  Explosions . Journal of Volcanology and Geothermal Research 106, 39–51.
Tandang,  Y.D.P.,  2010. A  Local  Spatial Data  Infrastructure  to  Support  The Merapi Volcanic Risk Management . Thesis  Master  of  Science  in  Geo- Information  for  Spatial  Planning and  Risk  Management,  Graduate School, Faculty of Geography.
Thouret, J.C.; Lavignea, F.; Kelfouna, K.; and  Brontob,  S.,  2000. Toward  a Revised  Hazard  Assessment  at Merapi  Volcano,  Central  Java .
Journal of Volcanology and Geothermal  Research  100  (2000) 479–502.
Toyos,  G.P.;  Cole,  P.D.;  Felpeto,  A.;  and Martí,  J.,  2007. A  GIS-based Methodology for Hazard Mapping of Small  Pyroclastic  Density  Currents . Natural Hazards 41 (1), 99–112.
Voighta, B.; Constantinea, E.K.;
Siswowidjoyo,  S.;  and  Torleyd,  R., 2000. Historical  Eruptions  of Merapi  Volcano,  Central  Java,
Indonesia, 1768 – 1998 . Journal of
Volcanology and Geothermal Research 100 (2000) 69–138.
Wadge,
G.; Young, P.A.V.; and McKendrick,  I.J.,  1994. Mapping Material Erupsi flow Hazards using Computer  Simulation .  Journal  of Geophysical  Research  99  (B1), 489–504.