Makalah Das

Pengendalian Sedimen akibat Aliran Debris dengan SABO WORKS

Rekayasa Sungai dan Konservasi DAS Kelompok V | 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Banjir lahar dingin, salah satu bentuk bencana yang patut diwaspadai pasca gunung

meletus. Banjir lahar sesungguhnya merupakan aliran debris, yakni aliran material campuran

pasir, kerikil, dan batu serta pohon-pohon yang tumbang dalam volume yang sangat besar.

Biasanya disebabkan karena endapan sedimen dasar sungai di daerah hulu mengalir karena

limpasan banjir atau karena tebing/lereng yang runtuh akibat erosi di DAS. Kecepatan aliran

debris mencapai 20-40 km/jam sehingga memiliki daya rusak yang besar. Aliran debris

bukanlah merupakan transport sedimen individual seperti transport sedimen di sungai,

melainkan transport material sedimen secara kolektif, yang lebih banyak diakibatkan oleh

gaya berat (gravitasi) kumpulan material pasir, kerikil, dan batu.

Letusan gunung berapi yang tidak mudah diprediksi serta sulitnya memperingati

penduduk di sekitar lereng gunung berapi akan bahaya pasca letusan, mendorong munculnya

ide untuk meminimalisir kerusakan akibat banjir lahar dingin ataupun aliran debris lainnya

yang disebabkan oleh banjir bandang. Salah satunya dengan SABO DAM. Yaitu bangunan

menyerupai bendung namun bukan untuk menahan air tetapi untuk menahan material

endapan/sedimen yang terbawa dengan aliran air.

1.2. Rumusan Masalah

1. Fenomena aliran debris

2. Sedimen dan kriterianya

3. Prinsip kerja Sabo Dam



BAB II

PEMBAHASAN

2.1. Fenomena Aliran Debris

Banjir sedimen sering disebut sebagai aliran debris, dapat terjadi karena :

a) Sedimen yang mengendap di dasar alur sungai terangkut oleh limpasan pada saat

banjir;

b) Tebing lembah atau bukit yang runtuh atau longsor,

c) Sabo dam, cek dam atau tembok penahan tanah yang runtuh.

Meskipun merupakan gerakan sedimen, namun fenomena aliran debris berbeda

dengan angkutan dasar sungai (bed load). Bentuk endapan angkutan dasar sungai senderung

mengikuti konfigurasi penampang sungai, sedangkan bentuk melintang endapan aliran debris

cenderung cembung selain itu bentuk memanjang endapan aliran debris cenderung cembung

di bagian hilirnya. Endapan angkutan dasar sungai cenderung berlapis-lapis secara teratur,

sedangkan endapan dapan debris bercampur tidak teratur.

Aliran debris mengalir bukan karena akibat gaya seret dari aliran air, akan tetapi lebih

banyak diakibatkan oleh gaya berat dari kumpulan materialnya. Jika angkutan dasar sungai

merupakan gerakan individu dari material pasir, kerikil, maupun batu yang bergerak secara

sendiri-sendiri akibat gaya seret aliran air. Aliran debris merupakan gerakan kolektif dari

material campuran batu, kerikil dan pasir yang bergerak bersama-sama. Sehingga sebuah batu

yang tidak mungkin terangkut oleh aliran air dapat bergerak pada saat aliran debris

berlangsung. Inilah yang disebut sebagai gerakan kolektif. Pada gerakan kolektif, batu-batu

besar berada di depan sementara batu-batu kecil, kerikil, sampai butiran terkecil berada di

belakangnya secara berurutan beradasarakan ukurannya

Gambar 1. Angkutan Individu



Gambar 2. Angkutan Kolektif

Karena merupakan aliran massa sedimen yang banyak den bergerak akibat gaya

gravitasi, maka arah aliran debris cenderung lurus sekalipun pada bagian sungai yang

berbelok. Bahkan tenaganya yang besar mampu meruntuhkan tanggul ataupun cekdam. Selain

sedimen, material lain yang seringkali terbawa oleh aliran debris adalah sisa-sisa pohon yang

tumbang dalam berbagai ukuran.

Aliran debris dapat diklasifikasikan menjadi 3 tipe aliran yaitu:

a) Tipe bor bergelombang, yaitu terjadi apabila aliran debris banyak mengandung

material batu-batuan berukuran besar.

Gambar 3. Aliran debris tipe bor bergelombang

b) Tipe bor pisau, yaitu terjadi apabila aliran debris banyak mengandung material

pasir bercampur kerikil atau batu-batuan kecil sampai sedang.

Gambar 4. Aliran debris tipe bor pisau



c) Tipe bor bergelombang memutar, terjadi apabila aliran debris yang banyak

mengandung lumpur mengalir pada palung sungai yang relatif halus atau

kemiringan sungai yang landai

Gambar 5. Aliran debris tipe bor bergelombang

2.2. Sedimen dan kriterianya

Sasaran dari pekerjaan Sabo adalah semua material pasir, kerikil maupun batu-batu

berbagai ukuran yang ada di hulu Sabo basic point. Sabo basic point adalah suatu titik di

alur sungai yang dipergunakan sebagai titik dasar dalam menghitung jumlah sedimen yang

harus dikendalikan di daerah sasaran. Pertimbangan yang diambil dalam memilih Sabo basic

point antara lain :

1) Titik pertemuan sungai dengan percabangannya

2) Titik limpasan

3) Titik puncak kipas alluvial

4) Titik peralihan antara daerah aliran debris dan aliran sedimen

Dalam perencanaan pekerjaan sabo, dikenal kriteria banjir sedimen tahunan dan banjir

massa sedimen.

a) Banjir sedimen tahunan adalah material sedimen, baik pasir, kerikil maupun batu

berukuran kecil sampai sedang yang terangkut oleh aliran banjir tahunan dan biasanya

terjadi 2 sampai 3 kali dalam setahun. Kuantitas angkutan sedimen sangat tergantung

pada kondisi daerah sumber produksi sedimen. Di daerah aliran sungai di sekitar gunung

api aktif, banjir sedimen tahunan dapat sangat besar, khususnya beberapa waktu setelah

terjadi letusan atau pasca letusan. Demikian juga, di daerah aliran sungai yang kritis atau

gundul tanpa vegetasi penutup yang rapat, angkutan sedimen tahunnannya relatif cukup

besar.

b) Banjir massa sedimen, yaitu material sedimen baik pasir, kerikil, maupun batu berukuran

kecil sampai besar yang bergerak bersama aliran banjir dengan kuantitas yang sangat

besar disebabkan oleh banjir dengan waktu ulang 25 tahun, 30 tahun, ataupun 50 tahun.



Banjir semacam ini sangat merusak lingkungan disekitarnya dan selalu menimbulkan

bencana.

Pada prinsipnya, tujuan dari pekerjaan sabo adalah mengendalikan banjir sedimen

yang sampai ke Sabo basic point dengan kuantitas tertentu, namun tidak menimbulkan

kerusakan lingkungan di sekitarnya. Sehingga dikenal kriteria kuantitas yang diijinkan dan

kuantitas yang tidak diijinkan / membahayakan.

a) Kuantitas sedimen yang diijinkan, yaitu kuantitas sedimen yang sampai ke Sabo basic

point tidak menimbulkan kerusakan lingkungan atau bencana di sekitarnya disebut

kuantitas yang diijinkan (allowable quantity). Kuantitas yang diijinkan tidaklah konstan

sepanjang waktu. Semakin banyak bangunan fasilitas pengendalian dan pengamanan

erosi maupun banjir sedimen, maka kuantitas yang diijinkan semakin besar.

b) Kuantitas yang membahayakan, yaitu apabila kuantitas angkutan sedimen yang sampai

ke Sabo basic point, diperkirakan akan melebihi kuantitas yang diijinkan disebut

sebagai kuantitas yang membahayakan (harmful quantity). Oleh karena itu, kuantitas

angkutan sedimen yang sampai ke Sabo basic point hanyalah kuantitas yang diijinkan,

maka material sedimen yang dipertimbangkan akan menyebabkan kuantitas angkutan

sedimen yang membahayakan harus dikendalikan di sekitar daerah sumber produksi

sedimen.

Sedangkan kriteria sedimen yang dikendalikan oleh pekerjaan sabo berhubungan

dengan kuantitas sedimen yang ditahan, ditimbun, dan dikontrol.

a) Sedimen yang ditahan adalah sedimen yang secara langsung ditahan di daerah sumber

produksi. Hal ini dilakukan untuk mengurangi kuantitas sedimen yang mengalir ke

daerah hilir.

b) Sedimen yang ditimbun adalah sedimen yang ditimbun di bagian hilir daerah sumber

produksi yang memiliki palung sungai yang lebar dan dalam.

c) Sedimen yang dikontrol adalah sedimen yang tertahan sementara di bangunan sabo

yang biasanya berupa material berukuran kecil (pasir dan kerikil). Di katakan

sementara, karena material yang tertahan tersebut berada diatas permukaan sedimen

yang sudah terlebih dahulu tertahan di Sabo dam. Material ini nantinya sedikit demi

sedikit akan terbawa oleh debit sungai dalam kondisi normal (tanpa banjir).



2.3. Sabo Dam

2.3.1. Perencanaan Sabo (Sabo Plan) untuk Pengendalian Debris Flow

Perencanaan Sabo dilaksanakan untuk mendapatkan suatu karateristik dari pada

tingkat bencana yang timbul dan biasanya evaluasi dilakukan terhadap jumlah sedimen dan

metode untuk mengontrolnya. Tetapi sebenarnya perencanaan Sabo harus mendukung

rencna wilayah setempat dalam mengatasi masalah bencana sedimen dan memajukan

aktivitas perekonomian setempat. Sehingga perencanaan Sabo harus melalui proses yang

sama seperti perencanaan jalan, jembatan, pelabuhan, dan bangunan-bangunan sipil lainnya.

Metode yang umum digunakan dalam mengendalikan sedimen lewat bangunan Sabo

adalah metode kualitatif dan metode kuantitatif.

a) Metode Kualitatif. Dalam metode ini, penentuan banyaknya fasilitas bangunan Sabo

yang direncanakan berdasarkan pada estimasi jumlah aliran sedimen yang merusakkan.

b) Metode Kuantitatif. Dengan metode ini, fasilitas bangunan Sabo dibangun secara

bertahap disepanjang sungai sedemikan rupa sebagai suatu rencana sementara

berdasarkan kondisi setempat dan karateristik di lapangan, sambil di laksanakan

monitor terhadap fluktuasi dasar sungai, perubahan alur sungai, keamanan struktur

bangunan yang sudah ada dan variasi alam yang lain.

2.3.2. Bentuk Sabo Dam

Bentuk Sabo Dam sangat bervariasi tergantung kondisi dan situasi setempat. Hal- yang

dapat mempengaruhi antara lain adalah konfigurasi palung sungai dan jenis material

sedimen. Fungsi utama Sabo Dam adalah untuk mengontrol sedimen, namun dengan sedikit

modifikasi, dapat juga difungsikan sebagai bending irigasi, jembatan penghubung, dan

mikrohidro.

Gambar 5 berikut menunjukan bentuk tipikal bangunan Sabo Dam tipe Impermeable.

Disebut impermeable karena pada tipe ini, sedimen ikut tertampung bersama dengan

material sedimen. Ada pula Sabo Dam tipe Permeable. Yaitu tipe dimana bangunan hanya

menampung sedimen terutama yang brukuran cukup besar seperti batu besar dalam berbagai

ukuran.



Gambar 6. Bentuk Bangunan Sabo Dam ( Tipe Impermeable)

2.3.3. Dimensi Bangunan Sabo Dam

Gambar 7. Dimensi Bangunan Sabo



a) Tinggi Dam

Tinggi dam tergantung pada topografi palung sungai. Tinggi dam (H) pada gambar 6,

diukur dari dasar dam sampai dasar pelimpah. Tinggi efektif dam (h) dihitung mulai

dari dasar sungai sampai dengan puncak dam (dasar pelimpah). Agar ekonomis, Sabo

Dam dibangun pada palung sungai yang sempit, namun memiliki hulu yang cukup lebar

sehingga mampu menampung sedimen cukup banyak.

Gambar 8. Posisi Sabo Dam

Tinggi efektif dam serta volume yang dapat di tampungnnya dapat dirumuskan sebagai

berikut :

Gambar 9. Sketsa Bangunan Sabo

H

h

L



Gambar 10. Pelimpah Sabo Dam

Volume tampung :

V = 1/2. H. L. [B + 1/3(cot γ + cot θ).H]

b) Puncak Dam

Karena bangunan Sabo harus kuat dalam menahan benturan aliran debris atau bahkan

lahar sekalipun, maka bagian puncak dibuat relatif tebal/lebar. Bagian puncak dam

merupakan bagian yang paling mudah terkikis oleh aliran debris, oleh karena itu perlu

dilindungi sedemikian rupa. Berbagai cara untuk melindungi bagian ini agar tidak

terkikis oleh benturan material aliran debris antara lain sebagai berikut :

Diberi pelindung batu kali yang keras,

Diberi pelindung yang terbuat dari plat besi,

Dibuat dari campuran beton yang keras, misalnya mutu beton K-300

Dibuat dari campuran beton dan bubuk besi

Gambar 11. Cara melindungi puncak Sabo Dam dengan pelat besi dan batu kali

γ θ

B

h



c) Kemiringan Bagian Hilir

Kemiringan bagian hilir tubuh Dam harus dibuat setegak mungkin agar terhindar

dari benturan material aliran debris. Kemiringan hilir tubuh Dam utama dibuat 1:n

dimana n=0,2-0,6 atau dengan rumus :

L/H = U . (2/g. H)1/2

Dimana U adalah kecepatan aliran debris (m/dt)

d) Lubang Drainase

Lubang drainase pada bangunan Sabo Dam berfungsi untuk :

Untuk membiarkan sementara waktu alur sungai sebagaimana aslinya,

sehingga pada saat pekerjaan penggalian dan pekerjaan beton dapat dengan

mudah dikerjakan. Jumlah, bentuk, dan dimensi lubang drainase tergantung

pada kondisi dan lebar dasar sungai.

Untuk membuang air yang ada pada endapan sedimen di hulu dam agar

tekanan air berkurang.

Untuk membiarkan sedimen mengalir/tidak tertahan agar Sabo Dam tetap

kosong. Dalam hal ini, dimensi lubang drainase harus memperhitungkan

diameter material sedimen/batu/kerikil yang boleh lolos

Jarak lubang drainase dari puncak dam/dasar pelimpah minimal 1,5 m

e) Apron

Agar tidak terjadi gerusan dasar sungai di hilir dasar dam utama, maka dibuat

apron dari beton. Apron harus cukup kuat terhadap benturan-benturan batu yang

jatuh dari pelimpah.

2.3.4. Stabilitas Sabo Dam

Stabilitas suatu Sabo Dam tergantung gaya-gaya yang bekerja pada bangunan Sabo Dam

tersebut, seperti gaya akibat adanya :

a) Berat bangunan itu sendiri

b) Tekanan air statis dan dinamis

c) Tekanan endapan sedimen

d) Pengangkatan oleh air



e) Gempa bumi

f) Daya dukung tanah

Gaya-gaya yang harus dipertimbangkan tergantung tinggi Sabo Dam dan kondisinya yakni

pada keadaan normal dan keadaan banjir. Untuk tinggi Sabo Dam (H) < 15 m, gaya yang

dipertimbangkan hanyalah tekanan air kondisi banjir, sedangkan pada kondisi normal, gaya

yang diperhitungkan adalah :

- Tekanan air statis

- Tekanan air dinamis

- Tekanan sedimen

- Gaya angkat air

- Gaya gempa bumi

Sedangkan untuk Sabo Dam dengan tinggi (H) > 15 m, gaya yang diperhitungkan pada

kondisi normal sama dengan Sabo Dam dengan tinggi (H) < 15 m, namun pada kondisi

banjir relatif lebih kompleks, seperti :

- Tekanan air statis

- Tekanan air dinamis

- Gaya angkat air

Kuantitas Gaya pada Sabo Dam dapat dilihat pada Tabel 1 berikut:

Tabel 1. Kuantitas Gaya yang Bekerja pada Sabo Dam

Gaya Sketsa dan Keterangan

Akibat Berat Tubuh Dam



Akibat Tekanan Air Statis

Akibat Tekanan Air Dinamis

Akibat Tekanan Endapan

Sedimen



Akibat Gaya Angkat Air

Akibat Gaya Gempa



2.3.5. Cara Kerja Sabo Dam

Seperti dikemukakan sebelumnya, bangunan Sabo Dam berfungsi untuk menahan laju

sedimen dari aliran debris yang bersifat merusak. Cara kerja Sabo Dam dapat lebih jelasnya

dapat dilihat pada gambar berikut :

Gambar 12. Cara Kerja Sabo Dam

Keterangan :

Gambar 1. Situasi di sungai sebelum datangnya aliran debris (debris flow)

Gambar 2. Situasi di sungai tepatnya pada bangunan Sabo Dam ketika aliran debris mulai

datang.

Gambar 3. Situasi di Sabo Dam ketika sedimen tertahan. Pada kondisi ini aliran debris

masih terus terjadi. Material-material kecil yang berada di atas hanyut terbawa

air melewati puncak Sabo Dam dan lubang drainase.

Gambar 4. Situasi di Sabo Dam ketika aliran debris telah lewat. Sedimen yang terbawa

aliran debris tertahan dan tidak hanyut sampai ke bagian hilir sungai.



BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Aliran Debris (Debris Flow) berbeda dengan angkutan dasar sungai (Bed Load).

Aliran debris bersifat merusak karena sedimen yang terbawa bercampur dan bergerak secara

kolektif. Penentuan skala perencanaan pengendalian sedimen sangat tergantung pada jenis

sumber sedimen, cara jumlah sedimen yang mengalir dan tingkat bahayanya.

Sabo Dam adalah suatu cara penanggulangan aliran debris yang pada hakekatnya

merupakan usaha untuk mencegah lahan pegunungan terhadap kerusakan akibat erosi,

melindungi penduduk dan infrastruktur di bagian hilir terhadap bencana akibat erosi dan

sedimentasi.

Penentuan skala perencanaan pengendalian sedimen sangat tergantung pada jenis

sumber sedimen, cara jumlah sedimen yang mengalir dan tingkat bahayanya.

3.2. Saran

Agar dapat merumuskan perencanaan Sabo Dam yang sesuai dengan skala bencana

sebelumnya, daerah-daerah yang penting, manfaat proyek dan sebagainya harus dievaluasi

secara menyeluruh.

Berfungsi secara maksimalnya suatu bangunan Sabo Dam selain bergantung pada

perencanaan teknik yang matang, sangat bergantung juga pada partisipasi masyarakat

sekitar. Penggundulan lahan di hulu serta penambangan pasir/batu di sungai justru akan

membuat kinerja Sabo Dam tidak efektif pada saat dibutuhkan. Hal ini dikarenakan jumlah

sedimen yang terbawa pada saat aliran debris bisa saja tidak sesuai dengan jumlah yang

direncanakan.



DAFTAR PUSTAKA

Cahyono, Joko. 2000. Pengantar Teknik Sabo. Ditjen Pengairan (Departemen PU).

Diunduh tanggal 19 November 2014 dari :

https://app.box.com

www.sabo-int.org. Diakses tanggal 19 November 2014 pukul 20.45 WITA

Udiana, Made. Model Perencanaan Bangunan Sabo untuk Pengendalian Aliran

Debris (Debris Flow). Jurnal Teknik Sipil. Diunduh tanggal 19 November 2014

dari :

http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index.php/jurnal-teknik-sipil/article/view/18579/18351

https://app.box.com/

www.sabo-int.org

http://puslit2.petra.ac.id/ejournal/index.php/jurnal-teknik-sipil/article/view/18579/18351

Makalah Das

Documents