1 BAB III PROGRAM ANALISIS RESIKO GEMPA Sesuai dengan tujuannya maka program komputer pada tugas akhir ini adalah mengembangkan dua program komputer y...
Pengembangan Program Analisis Seismic Hazard dengan Teorema Probabilitas Total Bab III Program Analisis Resiko Gempa
BAB III PROGRAM ANALISIS RESIKO GEMPA
Sesuai dengan tujuannya maka program komputer pada tugas akhir ini adalah mengembangkan dua program komputer yang telah ada yaitu:
1.
SHAP (Seismic Hazard Assesment Program). Program ini merupakan program komputer yang digunakan untuk membuat input data bagi program EQ Risk. Program ini juga dapat menghitung resiko gempa dengan metoda Gumbel atau Point source.
2.
EQ Risk yang telah dikembangkan sebelumnya menjadi Espectra. Program ini merupakan program komputer yang dikembangkan dalam bahasa fortran dan diperuntukan untuk menghitung percepatan gelombang gempa dibatuan dasar dengan perioda ulang tertentu dengan menggunakan teorema Total Probability. Program ini memiliki output berupa PGA untuk berbagai periode waktu dengan periode ulang tertentu..
Gambar 3.1 Diagram Alir Program
Tugas Akhir
Halaman III - 1
Pengembangan Program Analisis Seismic Hazard dengan Teorema Probabilitas Total Bab III Program Analisis Resiko Gempa
Maka untuk mengembangkan kedua program ini diperlukan suatu pemrograman baru berbasis window yang bertujuan sebagai penghubung dari kedua program diatas sekaligus untuk menampikan output dari program Espectra secara grafis serta mudah dipahami dengan menggunakan bahasa Visual Basic. Secara umum pengembangan program ini dibuat seperti bagan alir pada Gambar 3.1.
3.1
Program SHAP SHAP atau Seismic Hazard Assesment Program adalah suatu program untuk menghitung resiko gempa secara probabilistik dan deterministik. Program ini dikembangkan dengan menggunakan bahasa pemrograman Visual Basic 6.0, serta mempunayai kapabilitas sebagai berikut: ¾ Menampilakan secara visual lokasi-lokasi episenter gempa. ¾ Menampilkan kedalaman dari episenter gempa tersebut. ¾ Mengumpulkan data gempa dari suatu wilayah. ¾ resiko gempa berdasarkan metoda point source atau Gumbel Method. SHAP seperti sebuah program komputer pada umumnya mempunyai input serta output maupun tampilan grafis. Gambar 3.2 menjelaskan komponen dari input, output maupun tampilan grafis yang bisa dijalankan dari program ini.
3.1.1 Input •
Catalogue Data Catalogue Data adalah input dari program ini yang berisi data-data dari kejadian gempa yang pernah terjadi selama kurun waktu tertentu. Komponen dari Catalogue Data ini antara lain berisi :
Tugas Akhir
i.
Date
ii.
Month
iii.
Year
iv.
Longtitude
v.
Latitude
vi.
Magnitude (Mw)
vii.
Focal depth of Episenter (Km)
Halaman III - 2
Pengembangan Program Analisis Seismic Hazard dengan Teorema Probabilitas Total Bab III Program Analisis Resiko Gempa
Gambar 3.2 Bagan Alir Program SHAP
3.1.2 Output SHAP mempunyai beberapa fungsi analisis yang mempunyai output masing-masing antara lain sebagai berikut : •
Sort Data Fungsi analisis ini berguna untuk mengelompokan Catalogue Data yang berada disuatu source zone tertentu menurut bentuk dari source zone tersebut. Fungis analisis ini memiliki dua jenis yaitu : i.
Circular dalam fungsi ini user hanya perlu memasukan koordinat daerah dan radius yang diinginkan.
ii.
Rectangular dalam fungsi ini user perlu memasukan koordinat dari empat titik daerah tersebut.
Tugas Akhir
Halaman III - 3
Pengembangan Program Analisis Seismic Hazard dengan Teorema Probabilitas Total Bab III Program Analisis Resiko Gempa
Setelah dikelompokan menurut source zone tertentu maka data yang telah dikelompokan tersebut disimpan didalam file tertentu yang nantinya file tersebut digunakan dalam Recurrence Analysis sebagai input. •
Completeness Analysis Analisis ini membutuhkan input berupa Catalogue Data dan akan menghasilkan output seperti dibawah ini:
•
i.
M min
ii.
M max
iii.
Graphic
iv.
Time VS Lamda
v.
Time VS Sigma
vi.
Number of Earthquake Data
Dependency Analysis Analisis ini berfungsi untuk memisahkan kejadian gempa utama (Main Shock)
dengan
kejadian
gempa
susulan
(After
Shock)
dengan
menggunakan metoda Time Window dan Distance Window menurut beberapa metoda yaitu Jodi Firmansyah, Gardner and Knopoff serta Uhrhammer. Ouput dari analisis ini adalah : i.
Main Shock adalah gempa utama yang terjadi pada suatu daerah.
ii.
After Shock adalah gempa susulan yang mengikuti atau terjadi setelah gempa utama terjadi.
•
Deterministic Analysis Analisis ini beguna untuk menghitung PGA dari suatu site yang memiliki jarak, kedalaman, magnitude tertentu dengan menggunakan beberapa fungsi attenuasi. Output analisis ini adalah : i.
PGA adalah besarnya percepatan gelombang gempa di abtuan dasar.
Tugas Akhir
Halaman III - 4
Pengembangan Program Analisis Seismic Hazard dengan Teorema Probabilitas Total Bab III Program Analisis Resiko Gempa
•
Recurrence Analysis Analisis ini merupakan kelanjutan dari fungsi analisis Sort data dimana output dari sort Data tersebut dijadikan input dari analisis ini dan akan menghasilkan output berupa parameter dari source zone yang telah dipilih pada analisis Sort Data diatas. Didalam analisis ini terdapat beberapa metode antara lain
Tabel 3.1 Recurrence Methods Metode Standar Method
Penjelasan Least Square Method Entropy Method Bender Method
Alternative Method
Weichert Method
Bila user memilih metode standar maka user hanya perlu memasukkan file yang telah user simpan sebelumnya pada proses sort data, sedangkan untuk menggunakan metode alternatif, user dapat menggunakannya bila output dari metode standar telah dihasilkan serta perlu memasukan data Completness yang didapat dari Completness Analysis. Sedangkan output analisis ini adalah : i.
Threshold Magnitude adalah besarnya magnitude minimum yang kita perkirakan akan berpengaruh terhadap daerah tersebut.
ii.
M max (Data) adalah magnitude maksimum yang pernah terjadi pada daerah tersebut.
iii.
Periode of Observation (Years) adalah rentang waktu dari datadata kejadian gempa yang kita pakai dalam input.
iv.
Mean Magnitude adalah nilai magnitude rata-rata dari data yang ada di daerah tersebut.
v.
Alpha adalah nilai dari a ln 10, yang merupakan parameter dari grafik log Nm versus M.
vi.
Betha adalah nilai dari b ln 10, yang merupakan parameter dari grafik log Nm versus M.
Tugas Akhir
Halaman III - 5
Pengembangan Program Analisis Seismic Hazard dengan Teorema Probabilitas Total Bab III Program Analisis Resiko Gempa
vii.
Rate adalah jumlah kejadian gempa yang terjadi pertahun dengan magnitude lebuh besar sama dengan magnitude minimum tadi.
viii. •
Graphic (Lamda VS M)
Gumbel Method Analysis Analisis ini berguna untuk meghitung resiko gempa dengan metoda Gumbel atau Point source
dengan periode ulang tertentu. Ouput dari
analisis ini adalah : i.
PGA adalah besarnya percepatan gelombang gempa di batuan dasar.
3.1.3 Tampilan grafis •
Episenter adalah lokasi pusat gempa.
•
Source Zone adalah daerah sumber gempa.
•
Fault Line adalah garis patahan yang ada di permukaan bumi ini.
•
Plate Boundary
•
Plot 3D Cross Section adalah kedalaman dari tiap sumber gempa tersebut.
•
Lokasi Kota dalam hal ini adalah koordinat kota-kota tersebut yaitu kotakota yang berada di Indonesia dan Malaysia.
3.2
Program EQ RISK / Espectra Program EQ Risk merupakan suatu program perhitungan analisis resiko gempa berdasarkan teorema Probability Total atau USGS. Program ini diibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman fortran. Program EQ Risk telah mengalami beberapa modifikasi antara lain menjadi EQR 10 dan Espectra. Pada EQR 10 input dari program EQ Risk ditambah dengan memasukan Attenuation Type dan zt, sedangkan program espectra adalah modifikasi program EQ Risk yang telah menghasilkan output PGA dari beberapa peride waktu atau respon spektra.
Tugas Akhir
Halaman III - 6
Pengembangan Program Analisis Seismic Hazard dengan Teorema Probabilitas Total Bab III Program Analisis Resiko Gempa
Gambar 3.3 Bagan Pengoperasian Program Espectra
Tugas Akhir
Halaman III - 7
Pengembangan Program Analisis Seismic Hazard dengan Teorema Probabilitas Total Bab III Program Analisis Resiko Gempa
EQ Risk atau espectra seperti program yang lainnya mempunyai input dan output. Berikut ini dijelaskan komponen input maupun input dari program tersebut.
3.2.1
Input a. Default i. NLEI adalah jumlah intensitas (TI) yang akan ditentukan. ii. TI(1), TI(2),....TI(NLEI) adalah intesitas yang diinginkan. iii. C1, C2, C3, RZERO adalah konstanta atau parameter dari fungsi attenuasi standar yang dipakai dalam program EQ Risk /Espectra ini. Dimana rumus attenuasi standar yang digunakan tersebut adalah m I (S , I e ) = c1 + c 2 I e + c3 ln (R + r0 ) iv. SIGMA adalah standar deviasi dari fungsi attenuasi standar diatas. v. RONE adalah batas radius dari focal. vi. AAA
dan BBB adalah parameter yang menunjukan limit dari
persamaan attenuasi yang dipakai. Dimana AAA = α +
γ (c 2 − α ) β − c3
BBB =
γ c2 β − c3
b. User Input i. Nstep adalah jumlah integrasi dari interval jarak dan magnitude dengan nilai maksimim 25. ii. Jcalc adalah nilai yang menunujukan bagaimana integrasi yang diharapkan. Bila Jcalc bernilai 0 digunakan untuk analytical integration, bila Jcalc bernilai 1 digunakan untuk numerical integration. iii. JPrint adalah nilai yang menunjukan output yang diharapkan bernilai 0 dan 1. iv. Risk/Probability of Axceedance adalah nilai resiko gempa yang kita harapkan. v. LORS memiliki dua nilai yaitu 0 dan 1. Bila 0 maka yang digunakan dalam analisis ini adalah loose lower bound atau tidak memerlukan magnitude minimum, bila 1 maka yang digunakan Tugas Akhir
Halaman III - 8
Pengembangan Program Analisis Seismic Hazard dengan Teorema Probabilitas Total Bab III Program Analisis Resiko Gempa
adalah strict lower bound yaitu memerlukan nilai magnitude minimum dalam analisis ini. vi. COEF dalah nilai koefisien untuk memodifikasi hasil output yang benilai 1 dan -1. vii. NGS dalah jumlah Gross Source atau source Zone yang akan digunakan dalam analisis ini. viii. NRS adalah jumlah sub source dari setiap gross source diatas. ix. Source Zone Parameter 1. M min adalah nilai magnitude minimum dari Source Zone tersebut, biasanya digunakan 4 atau 5. 2. M max adala nilai magnitude maksimum dari kejadian gempa yang pernah terjadi pada osurce zone tersebut. 3. Betha adalah nilai dari B ln 10. 4. F depth dalah kedalaman dari episenter gempa. 5. Rate dalah jumlah kejadian gempa pertahun yang memiliki magnitude lebih besar sama dengan nilai magnitude minimum. 6. Att. Type adalah fungsi attenuasi yang akan digunakan untuk meghitung PGA tiap Source zone tersebut. Dalam hal ini terdapat 8 fungsi attenuasi yang digunakan dalam program ini yaitu seperti tertera pada Tabel 3.2. Tetapi tidak semua tipe attenuasi diatas bisa menganalisis respon spektra seperti fungsi attenuasi standar, Crouse’91 dan Fukushima Tanaka ’91. 7. Fault Type adalah mekanisme pergerakan lempeng dari source zone tersebut. Nilai dari input ini tergantung tipe attenuasi yang digunakan pada input attenuasi tipe, seperti terlihat pada Tabel 3.3.
Tugas Akhir
Halaman III - 9
Pengembangan Program Analisis Seismic Hazard dengan Teorema Probabilitas Total Bab III Program Analisis Resiko Gempa
Pengembangan Program Analisis Seismic Hazard dengan Teorema Probabilitas Total Bab III Program Analisis Resiko Gempa
x. Source Zone Coordinate adalah titik koordinat dari source zone beserta sub-sub zone nya, bentuk dari source zone ini haruslah berbentuk segiempat.
xi. Site Coordinate 1. NX adalah jumlah titik koordinat searah sumbu X yang akan dianalisis. 2. NY adalah jumlah titik koordinat searah sumbu Y yang diaakan dianalisis. 3. XZERO adalah titik koordinat awal dari site yang akan dianalisis. 4. YZERO adalah titik koordinat awal dari site yang akan dianalisis. 5. XDELTA adalah selisih nilai koordinat dari site. 6. YDELTA adalah selisih nilai koordinat dari site. 3.2.2
Output a. Input Data yaitu informasi dari input yang telah kita masukan pada file input. b. Gross Source Area yaitu informasi luas dari setiap Gross source. c. Respon Spektra yaitu kandungan frekuensi dibatuan dasar dalam satuan gals.
