Disiapkan Untuk: KEMENTERIAN NEGARA RISET DAN TEKNOLOGI. Disiapkan Oleh:

PENGEMBANGAN PETA ZONASI GEMPA INDONESIA DAN REKOMENDASI PARAMETER DESAIN SEISMIK DENGAN ANALISIS BAHAYA GEMPA PROBABILISTIK TERINTEGRASI (PULAU SUMATRA, JAWA DAN NUSA TENGGARA)

Disiapkan Untuk: KEMENTERIAN NEGARA RISET DAN TEKNOLOGI

Disiapkan Oleh: Koordinator: Dr. I Wayan Sengara, Anggota: Prof. Dr. Widiadnyana Merati, Dr. Masyhur Irsyam Dr. Danny Hilman Natawidjaja, Ir. Engkon Kertapati, Prof. Dr. Sri Widiantoro, Dr. Wahyu Triyoso, Dr. Irwan Meilano Asisten: P. Sumiartha, MT, Hendarto MT, Mudrik Daryono, MT, Ir. KM. Aburoyroch, In In Wahdiny, MT; Zulfarizka, ST; Oktavia Dewi, ST

Disampaikan dalam Workshop: Peta Zonasi Gempa Indonesia Terpadu Dalam Membangun Kesiapsiagaan Masyarakat Jakarta, 21 Juli 2009

OUTLINE PRESENTASI 1.ȱLingkupȱKegiatan 1.ȱLingkupȱKegiatan 2.ȱReviewȱStudiȬStudiȱSebelumnyaȱ 2.ȱReviewȱStudiȬStudiȱSebelumnyaȱ 3.ȱMetodologiȱPSHA 3.ȱMetodologiȱPSHA 4.ȱHasilȱPSHA 4.ȱHasilȱPSHA 5.ȱRekomendasi 5.ȱRekomendasi

LINGKUP KAJIAN a. Melakukan review terhadap studi-studi bahaya gempabumi yang telah dilaksanakan. a. Melaksanakan analisis detail bahaya gempabumi probabilistik (PSHA) dan memperoleh spectra bahaya yang seragan (Uniform Hazard Spectra - UHS) atau target spectra untuk lokasi-lokasi di Indonesia untuk Periode Ulang 475 dan 2475 tahun. a. Menyiapkan peta zonasi gempa Wilayah Sumatra, Jawa, Nusa Tenggara dan rekomendasi parameter desain gempabumi atau Spektra Disain untuk perbaikan dari zonasi kegempaan serta kode bangunan yang saat ini ada.

Seismicity of Indonesia and Scope of Seismic Zonation

Sumatra, Java, and Nusa Tenggara

Team Member: No 1. 2. 3. 4 5. 6. 7. 8. 9. 10 11.

Name and Academic Degree Prof. Widiadnyana Merati Dr. Masyhur Irsyam Ir. Engkon Kertapati Dr. Danny H.Natawidjaja Dr. Wahyu Triyoso Prof. Sri Widiantoro Dr. Irwan Meilano Hendarto, MT P. Sumiartha, MT Mudrik Daryono, MT KM Aburoyroch, ST; In In Wahdiny, MT; Zulfarizka, ST; Oktavia Dewi, ST

Field Earthquake Engineering Geotech. Earthquake Engineering Earthquake Geology Plate/Crustal Mapping Seismicity (Recurrence) Seismicity (Tomography) Crustal Deformation Probabilistic Analyst Probabilistic Analyst Assistant Crustal Mapping Assistants

Koordinator: Dr. I Wayan Sengara (Geotechnical Earthquake Engineering)

Summary on Development of Indonesian Seismic Zonation

Before the year of 2002, Indonesia seismic zonation was based on 10% PE in 25 years (200 years RP).

In 2002, SNI-03-1726-2002 officially released. Zonation is based on 10% PE in 50 years (475 years RP), T=0 sec = PBA. Referring to UBC 1997.

Recent efforts toward development of seismic zonation for 475 years, T=PBA, T=0.2 (short period) and 1.0 sec (long period). Also mapping for 2% PE in 50 years (2475 years RP), referring to IBC 2006.

Summary of Seismic PSHA Researches for Indonesian Seismic Zonation

Prior to 1980

Previous Research in PSHA (Prior to 2002)

Beca Carter Hollings & Ferner(1979) Prior to 2002 Indonesian Seismic Code (200 years RP)

Soetjiono (1987) Kertapati (1987, 1999) Wangsadinata (1993) Najoan et al. (1996, 1999) Shah & Boen (1996) Merati et al. (1996; 1997) Mangkoesoebroto (1997) Sengara et al. (1996-1999, 2001, 2002) Firmansjah & Irsyam (1999)

Recent Research in PSHA (after 2002)

Sengara, Natawidjaja,Triyoso, Hendarto (2005-2007) Paristhuta (2007) Irsyam et al. (2005, 2008)

ILUSTRASI SEISMIC WAVE PROPAGATION UNTUK ESTIMASI PEAK GROUND ACCELERATION

3 Design Response Spectra For Design of Structures

Percepatan Spektral

Cp

Ground Surface

Ca

To

Tc

SSRA

Perioda (detik)

2b

R

BaseRock

Site

2a

Uniform Hazard Spectra Periode Ulang 475 Tahun 0.80 0.70

PSHA

Magnitude M

PBA (g)

0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 0

0.5

1

1.5

2 Periode (detik)

Subduction

1

Tshort periodT

long period

2.5

3

3.5

4

Seismic Hazard Methodology Historical & Instrumental Earthquake Catalog

Geology and Tectonics

Macroseismic Intensity & Strong Motion Records

1. SEISMICITY

2. SOURCE ZONES

3. ATTENUATION

Faults Area Sources Type of Faults Tomography

Peak Acceleration (PGA) Acceleration Spectra (PSA)

Historic Recurrence Rate Geologic Recurrence Rate Maximum Magnitude

4. GEODETIC CRUSTAL DEFORMATION Slip-rate information from GPS Monitoring Expert Judgment

SEISMOTECTONIC MODEL

4. LOGIC TREE Alternate Models Parameter Uncertainty Relative Likelihood

Next page

Seismic Hazard Methodology Continued

5. HAZARD ANALYSIS (PSHA) Hazard Curves Uniform Hazard Spectra (UHS) Confidence Limits

Generic Seismic Design Criteria

6. DEAGGREGATION

Natural Period of Structures

Design Earthquakes Bedrock Time Histories

Return Period of Design Event Judgment

7. SITE RESPONSE

Geotechnical Data

Soil Amplification Site-Specific Time Histories

Site-Specific Seismic Design Criteria

METODOLOGI PROBABILISTIC SEISMIC HAZARD ANALYSIS

Digunakan Total Probability Theorem: PBA tergantung Magnitude (M) dan hypocenter (r) sebagai continuous independent random variables, dinyatakan dengan: H (a) = ¦ vi ³³ P[A > a¨m, r] gMi (m) gRi¨Mi(r,m)drdm dimana : • H(a) : annual frequency dari gempa bumi yang menghasilkan ground motion Amplituda A > a. • vi : adalah annual rate pada area sumber I (dengan magnitude lebih besar dari suatu nilai Moi tertentu) pada luasan sumber I • gMi (m) dan gRi¨Mi(r,m) fungsi-fungsi kerapatan probabilitas untuk masing-masing magnitude dan jarak . • P[A > a¨m, r probabilitas dari suatu gempa dengan magnidude m pada jarak r yang menghasilkan PBA A lebih besar dari a

METODOLOGI PSHA

EZ-Frisk Computer Program (Risk Engineering, 2004) EZ-Frisk Computer Program (Risk Engineering, 2009)

a. Earthquake Data/Catalog Collection b. Earthquake Source Zoning c. Use of appropriate Attenuation Functions d. Recurrence Models e. Ground Motion Characteristics

PSHA PROCESS

Compile necessary information as required to perform the PSHA, which include : Regional geological and tectonic-setting, identification and mapping of subduction and active shallow crustal faults Collect seismicity data (historical and instrumental data, Relocated) Use seismic tomography to help identify geometry of the source zones Compile the crustal deformation from GPS monitoring data to identify slip rates of source zones (subduction and shallow crustal faults).

Develop seismic source zones for input to PSHA Review and utilization of some appropriate attenuation functions for the specific seismic sources. Perform probabilistic seismic hazard analysis, which include determination of PBA associated with its probabilities.

TEKTONIK SETING DAN PEMETAAN PATAHAN AKTIF

Map of the principal tectonic elements of the indonesian plate boundary, Ref: [Engkon K. Kertapati, 2000]

Ref: [Sieh & Natawidjaja, 2000]

SEISMIC TOMOGRAPHY DAN RELOKASI HIPOCENTER

B-B

A-A a Æ a’

b Æ b’

D-D

C-C c Æ c’

E-E

d Æ d’

e Æ e’

Ref: [Sriwidiantoro, 2009]

+2%

Sri Widiyantoro, -2% 2008 lambat

cepat

GEODETIC GPS MONITORING FOR CRUSTAL DEFORMATION INFORMATION

Global GPS Velocities

ANALISIS DATA DAN HASIL PSHA SUMATRA-JAWA-NUSA TENGGARA

SEISMIC TOMOGRAPGHY DAN RELOKASI HIPOCENTRAL ZONA SUMATRA

B-B

A-A a Æ a’

b Æ b’

D-D

C-C c Æ c’

E-E

d Æ d’

e Æ e’

Ref: [Sriwidiantoro, 2009]

+2%

Sri Widiyantoro, -2% 2008 lambat

cepat

95

100

105

110

115

120

125

130

135

140

1

15

101

102

1

10

201

202 5

5

MODEL SUMBER GEMPABUMI ZONA SUMATRA

302 95

301

100

402 0

105

110

115

120

125

130

135

140

0

401

15

15

Subduction

502

-5

-

501

10

10

602 601

-10

702

-

5

5

701 802 902

-

801

-15

901 0

0 95

100

105

110

115

120

125

130

135

140

-5

-5

-10

-10

Sumatra Fault Zone -15

-15

95

100

105

110

115

120

125

130

135

140

SEISMIK TOMOGRAPGHY DAN RELOKASI HIPOCENTRAL ZONA JAWA BARAT, PULAU JAWA

A

B

C

D

Sri Widiyantoro,-2% 2008 Ref: [Sriwidiantoro, 2009]

+2% lambat

cepat

DISTRIBUSI HIPOSENTRAL PADA SEGMEN C-C ZONA JAWA BARAT, PULAU JAWA

Dip Angle = 16o Dip Angle = 61o C

19A 19B 5K

14

5A 5B 23

4F 4C

5C

17

5D

4D

4B

5F

4E

6C

5E

5H

6E

6D

6A

5G

6G

6F

12A

12B

7

13

12C

6B

11C

11E

21

18

12D

8

21

5I

11B

11A

11D

5J

24

10 25

9B 9 22

13 15

16

C Potongan Melintang C-C

RANGKUMAN SUDUT SUBDUKSI ZONA JAWA – NUSA TENGGARA

Penampang

Sudut Subduksi dangkal (0)


A – A’ B – B’ C – C’ D – D’ E – E’ F – F’ G – G’ H – H’

21 21 20 21 22 22 17 13

55 55 59 53 56 56 42 48

Penampang



I – I’ J – J’ K – K’ L – L’ M – M’ N – N’ O – O’ P – P’ Q – Q’ R – R’

22 19 21 30 21 22 17 21 16 16

58 61 63 65 59 54 47 55 49 44

MODEL SUMBER GEMPA BUMI ZONA JAWA-NTT JAKARTA

19A 19B

5K

14

5A 5B

BANDUNG 5C

4F 4C

5F

4E

17

5C

5D

4D

4B

6C

5E

6E

6D

6G

6F

6A

5G

13

12C

21

12D

8

21

5I

11C

11E

11A

11B

YOGYAKARTA

5J

24

12A

12B

7

6B

5H

11D

10 25

9B 9 22

13 15

16

DENPASARr

19A

JAKARTA

19B 5K

14

5A

BANDUNG 5B

5C

4F 4C

5F

4E

17

5C

5D

4D

4B

6C

5E

6D

6A

5G

6E

6G

6F

13

21

18

12D 11C

11E

11B

11A

11D

YOGYAKARTA

5J

24

12A 12C

8

21

5I

12B

7

6B

5H

10

25

9B 9 22

13 15

16

DENPASAR

Slip Rate Slip-rate For Lembang Fault (Crustal Deformation GPS Monitoring)

Ref: [Irwan Meilano, 2009]

(7)

EARTHQUAKE RECURRENCE MODEL Eksponensial Model 1. 2. 3.

Least Square Method Weichert Kijko & Sellevol Method Least Square Method (Gutenberg & Richter, 1954) Kelemahan dari metoda LS dalam penentuan parameter a-b adalah metoda ini tidak memperhitungkan kemungkinan digunakannya gabungan data dari sumber-sumber yang berbeda, misalnya data dari sejarah kegempaan yang digabungkan dengan data dari informasi geologi. Nilai b yang didapat dengan menggunakan metoda ini juga umumnya overestimated yang mengakibatkan rate dari gempa-gempa besar akan underestimated.

Log N = a – bM

Characteristic Recurrence Model Exponential Magnitudes Characteristic Magnitudes

(Schwartz and Coppersmith, 1984 adopted in EZFrisk, Risk Engineering, 2004)

MAGNITUDA MAKSIMUM • Selain pendekatan geologi, diadopsi juga “Statistical Method” Good Method 1a

b

2a

Magnitude distribution properly describes the M_max according to Kijko-Sellevoll (APPROX.) observations M_max according to Least Square Method (LS) Parameters of the assume distribution functions are known without error.

M_max according to Normal Distribution (L1)

Uncertain, Incomplete, Doubtful seismic

M_max according to Tate-Pisarenko

data

M_max according to Kijko-Sellevoll (EXACT) M_max according to Kijko-Sellevoll-Bayes M_max according to Robson-Whitlock (not provide a guarantee) M_max according to Robson-Whitlock-Cooke M_max [Based on 5 largest magnitudes]

3a

b

c

The empirical distributions of earthquake magnitudes are of bi- or multi-modal character The log-frequency-magnitude relation has a strong non-linear component

M_max according to Non-Parametric with Gaussian Kernel Procedure M_max according to Non-Parametric Procedure based on Order Statistics M_max according to Tate-Pisarenko-Bayes Procedure

Presence of characteristic events Temporal Trend

Attenuation Data Base in EZ-Frisk, 2009

Abrahamson-Silva (1997) Al-Tarazi & Qadan (1997) Ambraseys et al. (1996) Amrat (1996) Atkinson (1997) Atkinson - Boore (2003) Atkinson - Motazedian (2003) Atkinson-Silva (2000) Atkinson-Sonley (2000) Boore - Joyner - Fumal (1997) Bray 2002 Campbell (1997) Campbell - Bozorgnia (2003) Crouse (1991) Frankel (1996) Fukushima-Tanaka (1992) Gregor (2002)

Huo-Hu (1992) Idriss (1993) Joyner-Boore (1981) Malkawi-Fahmi (1996) Martin (1990) Sabetta-Pugliese (1996) Sadigh et al. (1997) Silva (1999) Silva et al. (2002) Somerville (2001) Spudich (1997/99) Toro et al. (1999) Idriss (2004) Youngs (1997) Boore and Atkinson (2007).. [NGA] Chiou and Youngs (2007).. [NGA] Campbell - Bozorgnia (2008) [NGA] Idriss (2004)

FUNGSI ATTENUASI For Subduction Mechanism Youngs et al. (1997) ln (y) = 0.2418 + 1.414 .M + C1 + C2(10 – M)3 + C3 ln(rrup + 1.7818e0.554M) + 0.00607.H + 0.3846.ZT

For Shallow Crustal Fault Idriss (2008) NGA Campbell-Bozorgnia (2008) NGA Boore-Atkinson (2008) NGA

LOGIC TREE…… JENIS SUMBER GEMPA

MODEL

FUNGSI ATTENUASI

RECURRENCE RATE

MAGNITUDA MAXIMUM

Idriss (2008) NGA

PATAHAN DANGKAL

KARAKTERISTIK

[ 1.0 ]

[ 0.33 ]

M.max + 0.25

Campbell-Bozorgnia (2008) NGA

M.max

[ 0.1 ]

[ 0.33 ]

[ 0.6 ] M.max - 0.25

Boore-Atkinson (2008) NGA

[ 0.3 ]

[ 0.33 ]

M.max + 0.25

[ 0.1 ] KARAKTERISTIK

Youngs (1997) Interface Rock

M.max

[ 0.6 ]

[ 0.7 ]

M.max - 0.25

[ 0.3 ]

SUBDUKSI

Least Square

EKSPONENSIAL

[ 0.3 ]

Youngs (1997) Interface Rock

[ 0.2 ] Kijko And Sellevol

M.max + 0.25

[ 0.1 ] M.max

[ 0.5 ]

[ 0.6 ]

Weichert

M.max - 0.25

[ 0.3 ]

[ 0.3 ]

GRAFIK RECURRENCE RELATIONSHIP SEGMEN BENGKULU, SUMATERA 10

10

Data

Data

Least Square 1

Least Square 1

Weichert

Weichert KS

KS 0.1 N(M>mo)

N(M>mo)

0.1

0.01

0.01

0.001

0.001

Megathrust

0.0001

Benioff

0.0001

0.00001

0.00001 5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

8.5

5.0

9.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

Magnitude

Magnitude

GRAFIK RECURRENCE RELATIONSHIP SEGMEN JAWA BARAT 100

100

10

10

Data

Data

Least Square Weichert

Least Square KS

0.1 0.01

KS

1

Weichert

Benioff

N(M>mo)

N(M>mo)

1

0.1 0.01

0.001

0.001

0.0001

0.0001

0.00001

Megathrust

0.00001

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0

5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0

Magnitude

Magnitude

fault Least Square activity b-value b rate

Kijko Sellevol b-value b rate

b-value

Weichert b

rate

0.139 0.451 0.300

0.899 0.899 0.899

2.072 2.072 2.072

0.170 0.504 0.313

2.099 2.099

0.184 0.496

0.560 0.560

1.290 1.290

0.163 0.487

0.604 0.604

1.392 1.392

0.583 0.437

0.624 0.624

1.436 1.436

0.440 0.330

0.722 0.722

1.663 1.663

0.342 0.138

0.683 0.683

1.573 1.573

0.254 0.103

Active Active Active

0.845 0.845 0.845

1.945 1.945 1.945

0.106 0.295 0.195

0.968 0.968 0.968

2.229 2.229 2.229

Intraslab B2 Batu Mentawai

Active Active

1.034 1.034

2.380 2.380

0.193 0.454

0.912 0.912

Intraslab B3 Bengkulu Sunda

Active Active

0.993 0.993

2.288 2.288

0.705 0.540

Intraslab B4 West Java Central Java

Active Active

0.658 0.658

1.514 1.514

0.334 0.136

Source Zone

fault Least Square activity b-value b rate

Kijko Sellevol b-value b rate

b-value

Weichert b

rate

0.551 0.485 0.274

0.656 0.656 0.656

1.510 1.510 1.510

0.433 0.399 0.224

1.300 1.300

0.276 0.684

0.560 0.560

1.290 1.290

0.186 0.464

0.543 0.543

1.250 1.250

0.851 0.259

0.576 0.576

1.327 1.327

0.607 0.183

0.723 0.723

1.664 1.664

0.343 0.147

0.726 0.726

1.671 1.671

0.295 0.127

Interface M1 Andaman Aceh Nias

Active Active Active

0.974 0.974 0.974

2.242 2.242 2.242

0.724 0.549 0.317

0.702 0.702 0.702

1.617 1.617 1.617

Interface M2 Batu Mentawai

Active Active

0.748 0.748

1.723 1.723

0.362 0.715

0.565 0.565

Interface M3 Bengkulu Sunda

Active Active

0.671 0.671

1.545 1.545

0.992 0.286

Interface M4 West Java Central Java

Active Active

0.667 0.667

1.537 1.537

0.332 0.145

Subduksi Zona Megathrust Sumatra

Source Zone Intraslab B1 Andaman Aceh Nias

Subduksi Zona Benoff Sumatra

RECURRENCE PARAMETER ZONA SUBDUKSI SUMATRA

Mmax, b-value, rate Pada Segmen-Segmen Utama Perhitungan Berdasarkan Rumusan Wells & Coppersmith

No

Segment

Slip rate

L

Mm/year

km

5

150

7.6

Mw

1

Sunda

2

Semangko

5

65

7.2

3

Kumering

11

150

7.6

4

Manna

11

85

7.3

5

Musi

11

70

7.2

6

Ketaun

11

85

7.3

7

Dikit

11

60

7.2

8

Siulak

23

70

7.2

9

Suliti

23

95

7.4

10

Sumani

23

60

7.2

11

Sianok

23

90

7.3

12

Sumpur

23

35

6.9

13

Barumun

4

125

7.5

14

Angkola

19

160

7.6

15

Toru

24

95

7.4

16

Renun

27

220

7.8

17

Tripa

27

180

7.7

18

Aceh

2

200

7.7

19

Seulimeum

13

120

7.5

Source Zone Sumatra Fault Zone Aceh Fault Seumeluem Fault Tripa Fault Renun Fault Toru Fault Barumun Fault Angkola Fault Sumpur Fault Sianok Fault Sumani Fault Suliti Fault Siulak Fault Dikit Fault Ketaun Fault Musi Fault Manna Fault Kumering Fault Semangko Fault Sunda Fault

fault Least Square b rate activity b-value Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active Active

0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682 0.682

Ref: [Sieh & Natawidjaja, 2000]

1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571 1.571

0.045 0.045 0.058 0.051 0.043 0.038 0.019 0.019 0.001 0.001 0.043 0.076 0.043 0.108 0.049 0.039 0.063 0.058 0.043

PERKIRAAN NILAI Mmax DENGAN MENGGUNAKAN METODA STATISTIK No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Benioff Zone

Jabar M_max according to Kijko-Sellevoll (APPROX.) 7.59 M_max according to Kijko-Sellevoll (EXACT) 7.59 M_max according to Tate-Pisarenko-Bayes 7.63 M_max according to Kijko-Sellevoll-Bayes 7.53 M_max according to Robson-Whitlock 7.70 M_max according to Robson-Whitlock-Cooke 7.50 M_max [Integral(N-P-Gaussian Kernel CDF)^nr_eq] 7.60 M_max [Integral(Order Statistics CDF)^nr_eq] 7.49 M_max [Based on 5 largest magnitudes] 7.51 Max Magnitude m_max (Norm L1) 7.02 Avearage 7.52

Mega Thrust Zone

Jabar M_max according to Kijko-Sellevoll (APPROX.) 8.00 M_max according to Kijko-Sellevoll (EXACT) 8.00 M_max according to Tate-Pisarenko-Bayes 8.10 M_max according to Kijko-Sellevoll-Bayes 7.91 M_max according to Robson-Whitlock 8.60 M_max according to Robson-Whitlock-Cooke 8.10 M_max [Integral(N-P-Gaussian Kernel CDF)^nr_eq] 8.20 M_max [Integral(Order Statistics CDF)^nr_eq] 8.00 M_max [Based on 5 largest magnitudes] 8.00 Max Magnitude m_max (Norm L1) 7.16 Avearage 8.01

Jateng 6.70 6.70 6.73 6.70 6.47 6.53 6.66 6.57 6.62 6.66 6.63

Jatim 7.41 7.41 7.41 7.39 7.21 7.26 7.40 7.29 7.34 7.04 7.32

M.Max ( Mw ) Bali-Lombok Sumba 7.01 7.33 7.01 7.33 7.04 7.34 7.00 7.30 7.27 7.46 7.05 7.30 7.00 7.31 7.01 7.28 6.98 7.26 6.92 7.08 7.03 7.30

Flores 6.88 6.88 6.88 6.86 6.87 6.86 6.88 6.92 6.89 6.67 6.86

Timor 7.08 7.08 7.08 7.06 6.91 6.96 7.07 6.98 7.01 6.68 6.99

Jateng 7.15 7.15 7.28 7.13 7.39 7.11 7.00 7.06 7.03 7.03 7.13

Jatim 8.03 8.03 8.04 8.02 7.94 7.95 8.04 7.96 7.99 7.04 7.90

M.Max ( Mw ) Bali-Lombok Sumba 7.30 8.02 7.30 8.01 7.31 8.01 7.28 7.99 7.46 7.97 7.30 7.95 7.34 8.05 7.28 7.98 7.24 8.00 7.17 7.04 7.30 7.90

Flores 7.54 7.54 7.62 7.50 8.42 7.80 7.78 7.66 7.59 7.18 7.66

Timor 7.99 7.99 8.05 7.95 7.80 7.75 8.08 7.89 7.95 8.98 8.04

Reff : Different Techniques For estimation of the Maximum arthquake Magnitude mmax By : Andrzej KIJKO Aon-Benfield Natural Hazard Centre, 2009

HASIL ANALISA PSHA SUMATRA, JAWA, DAN NTT

PENJELASAN HASIL PSHA Pada kajian PSHA ini dibuat dua alternatif model, yaitu : • Model Pertama dikembangkan dengan menggunakan model patahan ault yang terindentifikasi dengan baik (well defined) + sumber gempa background, • Model Kedua dikembangkan dengan cara mengaktifkan keseluruhan patahan yang teridentifikasi dengan baik ditambah dengan patahan yang dicurigai memiliki keaktifan karena beberapa ciri fisik dan karakteristik seismik yang memberikan indikasi keaktifannya. **) Catatan : Zonasi Pulau Sumatra, Jawa dan Nusa Tenggara dilakukan untuk Perioda Ulang 475 tahun dan 2475 tahun, masing-masing untuk T=PBA, T=0,2detik, dan T=1,0 detik

HASIL PSHA WILAYAH KAJIAN PULAU SUMATRA Hasil Makrozonasi Pulau Sumatra yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar (T=PBA) untuk periode ulang gempa 475 tahun 95

100

105

110

115

120

125

130

135

140

15

15 100

95

105

110

115

120

125

130

135

140

1

15

10

10

101

102

1

10

5

5

201

202 5

5

302 0

0

301 402 0

0

401 -5

-5

502 -5

-

501 -10

-10

602 601

-10

-

701

-15

-15

702

802 902

95

100

105

110

115

120

125

130

135

901

140 95

Suber Gempa SFZ

-

801

-15

100

105

110

115

120

125

130

135

140

Sumber Gempa Subduction

Titik Pengamatan Pulau Jawa -5

Titik-titik Pengamatan di Pulau Jawa -5.5

Gambar 2. Titik – titik Pengamatan di Pulau Jawa -6

-6.5

-7

-7.5

-8

-8.5

-9 105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

HASIL PSHA WILAYAH KAJIAN PULAU JAWA

Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar (T=PGA) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 1


Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar (T=0.2 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 1


Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar (T=1 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 1


Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar (T= PGA) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 2

HASIL PSHA WILAYAH KAJIAN BALI-NUSA TENGGARA

Hasil makrozonasi Nusa Tenggara yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar (T=PBA) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan Model 1


Hasil makrozonasi Nusa Tenggara yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar (T=0.2 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan Model 1


Hasil makrozonasi Nusa Tenggara yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar (T=1 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan Model 1

HASIL PSHA KOTA BESAR PULAU SUMATRA, JAWA-NUSATENGGARA

BANDA ACEH PBA (g’s) Koordinat Lokasi

Aceh

475 tahun

2475 tahun

0.34

0.42

Uniform Hazard Spectra 2 Mean for 2475-year Return Period

1.8

Mean for 975-year Return Period

1.6


1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

2.4

2.8

3.2

3.6

4

Spectral Period (s)

Mean UHS Kota Aceh Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun

BANDA ACEH Magnitude-Distance Deaggregation Hazard by Seismic Source 1E+00 Period = PGA 1E-01 1E-02 1E-03 1E-04 1E-05 1E-06 1E-07 1E-08 1E-09

Total Hazard

Tripa F_E

Aceh Andaman A

Aceh F_C

Nias A

Aceh F_E

Aceh Andaman C

Seulimeum F_C

Nias C

Seulimeum F_E

Renun F_C

Batee F_C

Renun F_E

All Other Sources

Tripa F_C

1E-10 0.00001

0.00010

0.00100

0.01000

0.10000

1.00000

10.00000

Peak Ground Acceleration, (g)

Period: PGA Amplitude: 0.33848 Hazard: 0.00211047 Mean Magnitude: 7.28 Mean Distance: 82.65

Nilai Hazard Dari Sumber-Sumber Gempa Subduksi Dan Shallow Crustal Intraslab Untuk Tingkat Annual Frequency of Exceedance Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Aceh Pada T=PGA

PADANG PBA (g’s) Nama Kota

Pandang

475 tahun

2475 tahun

0.41

0.52


1.8


1.6


1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

2.4

2.8

3.2

3.6

4

Spectral Period (s)

Mean UHS Kota Padang Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun

PADANG Magnitude-Distance Deaggregation Hazard by Seismic Source 1E+00 Period = PGA 1E-01 1E-02 1E-03 1E-04 1E-05 1E-06 1E-07 1E-08 1E-09

Total Hazard

Mentawai C

Nias A

Enggano C

Batu A

Siulak F_E

Mentawai A

Suliti F_C

Enggano A

Suliti F_E

Nias B

Sumani F_C

Batu B

Sianok F_C

Mentawai B

Sumpur F_C

Nias C

Toru F_E

Batu C

1E-10 0.00001

All Other Sources

0.00010

0.00100

0.01000

0.10000

1.00000

10.00000


Nilai Hazard Dari Sumber-Sumber Gempa Subduksi Dan Shallow Crustal Intraslab Untuk Tingkat Annual Frequency of Exceedance


Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Padang Pada T=PGA

JAKARTA PBA (g’s) Nama Kota

Jakarta

475 tahun

2475 tahun

0.22

0.276


0.9


0.8


0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

2.4

2.8

3.2

3.6

4

Spectral Period (s)

Mean UHS Kota Jakarta Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun

JAKARTA Magnitude-Distance Deaggregation

Hazard by Seismic Source 1E+00 Period = PGA 1E-01 1E-02 1E-03 1E-04

Total Hazard

Jawa Timur C

Aceh Andaman C

Mentawai A

Bali Sumbawa C

Mentawai C

Enggano A

Nias C

Jawa Barat A

WJF_Cimandiri

Jawa Barat B

WJF_Lembang

Jawa Barat C

Background on JAVA_0-20km

Jawa Tengah A


Jawa Tengah B


Jawa Tengah C

All Other Sources

1E-05 1E-06 1E-07 1E-08 1E-09 Jawa Timur A

1E-10 0.00001

0.00010

0.00100

0.01000

0.10000

1.00000



Nilai Hazard Dari Sumber-Sumber Gempa Subduksi Dan Shallow Crustal Intraslab Untuk Tingkat Annual Frequency of Exceedance Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Jakarta Pada T=PGA

REKOMENDASI NILAI SPEKTRAL UNTUK KOTA JAKARTA (10% PE in 50 years)

Tabel 3 Nilai percepatan spektral batuan dasar Kota Jakarta Level Hazard 10 % PE dalam 50 tahun

T=PGA

T=0.2 detik

T=1.0 detik

(g) 0.22

(g) 0.51

(g) 0.21

10.00000

BANDUNG PBA (g’s) Nama Kota 475 tahun

2475 tahun

0.33

0.41

Bandung


1.8


1.6


1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

0.4

0.8

1.2

1.6

2

2.4

2.8

3.2

3.6

4

Spectral Period (s)

Mean UHS Kota Bandung Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun

BANDUNG Hazard by Seismic Source

Magnitude-Distance Deaggregation

1E+00 Period = PGA 1E-01 1E-02 1E-03 1E-04

Total Hazard

Jawa Timur A

Bali Sumbawa A

Jawa Timur C

Bali Sumbawa C

Mentawai A

Enggano A

Mentawai C

Jawa Barat A

WJF_Cimandiri

Jawa Barat B

WJF_Lembang

Jawa Barat C


Jawa Tengah A


Jawa Tengah B


1E-05 1E-06 1E-07 1E-08 1E-09 Jawa Tengah C

1E-10 0.00001

All Other Sources

0.00010

0.00100

0.01000

0.10000

1.00000



Nilai Hazard Dari Sumber-Sumber Gempa Subduksi Dan Shallow Crustal Intraslab Untuk Tingkat Annual Frequency of Exceedance Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Bandung Pada T=PGA

10.00000

DENPASAR PBA (g’s) Nama Kota

Denpasar

475 tahun

2475 tahun

0.26

0.31

Mean UHS Kota Denpasar Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun

DENPASAR

Nilai Hazard Dari Sumber-Sumber Gempa Subduksi Dan Shallow Crustal Intraslab Untuk Tingkat Annual Frequency of Exceedance Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Denpasar Pada T=PGA

KAJIAN AWAL UNTUK ZONASI PULAU IRIAN

6-1

SFZ 7 -1 a

Ne

RF Z

6-2

7-1b

Y FZ

M a n o k w a ri

S o ro n g

w

Gu

in e

a T re

8a

n ch

6 -3

Se ra m

M

Tr

2a

ou gh

4-2

Tangguh

TF

7 - 2Ba

5

F a k fa k

TAFZ

3-3

3-2

3-4

K a im a n a

Aru Trou gh

3-5 3-1

1 -2a

1 -2 b

Ja y a p u ra

8b

7-2b

2b

W am ena T e m b a g a p u ra T i m ik a

1 -1 a

Ar

u

1-1b

Tr

en

ch

4 -1

M e ra u k e

Model Sumber gempa zonasi Pulau Irian (Sengara, Kertapati, Delitriana, 2003)

Hasil makrozonasi Irian yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar (T=PGA) untuk periode ulang gempa 475 tahun (Sengara, Kertapati, Delitriana, 2003)

DRAFT PETA ZONASI SELURUH INDONESIA 95°0'0"E

100°0'0"E

105°0'0"E

110°0'0"E

115°0'0"E

120°0'0"E

125°0'0"E

130°0'0"E

135°0'0"E

140°0'0"E

10°0'0"N

10°0'0"N

:

Legend PGA (g) 0.000- 0.050

0.101 - 0.150 0.151 - 0.200

5°0'0"N

5°0'0"N

0.051 - 0.100

0.201 - 0.250 0.251 - 0.300 0.301 - 0.350 0.351 - 0.400 0.401 - 0.450

0.501 - 0.550

0°0'0"

0°0'0"

0.451 - 0.500

5°0'0"S 10°0'0"S

10°0'0"S

5°0'0"S

0.551 - 0.800

Kilometers 0

95°0'0"E

250

500

100°0'0"E

1,000

105°0'0"E

1,500

110°0'0"E

115°0'0"E

120°0'0"E

125°0'0"E

130°0'0"E

135°0'0"E

140°0'0"E

Uniform Building Codes (UBC97) International Building Codes (IBC-2006) vs Site Class

Soil Profile Name

SA

Hard rock

>5000( >1500) 2500 < v s d 5000

SB

Rock

SC

Very dense soil and soft rock

SD

su N

ft/sc (m/s)

(760 < v s d 1500) 1200 < v s d 2500 (360 < v s d 760) 600 d v s d 1200

Stiff soil profile

(180 d v s d 360)

v s < 600 ( v s < 180) SE

Soft soil profile

-

-

-

-

> 50

> 2000 (> 100)

15< N d 50

1000 d su d 2000 (50 d su d 100)

< 15

< 1000 (< 50)

Any profile containing soil having one or more of the following characteristics: 1. Soil vulnerable to potential or collapse under seismic loading such as liquefiable soils, quick and highly sensitive clay, collapsible weakly cemented soils. 2. Peats and/or highly organic clays (H > 10 feet of peat and/or highly organic clay). 3. Very high plasticity clays (H > 25 feet with plasticity index PI > 75). 4. Very thick soft/medium stiff clays (H > 120 feet)

In IBC 2006: -

SF

psf (kPa)

Any profile with more than 10 feet of soil having the following characteristics: PI>20, wn t 40% dan Su < 500 psf (< 25 kPa)

Design Response Spectra in UBC97

SMS = Fa x SS => SDS= 2/3 x SMS SM1 = Fv x S1 => SDl= 2/3 x SM1 Fa at 0.2 second (for short period) Fv at 1 second (for long period)

-SPT

Usulan Design Response Spectra untuk SNI Baru vs Site Class

Soil Profile Name

SA

Hard rock

SB

Rock

SC

Very dense soil and soft rock

SD

Stiff soil profile

ft/sc (m/s) >5000( >1500) 2500 < v s d 5000 (760 < v s d 1500) 1200 < v s d 2500 (360 < v s d 760) 600 d v s d 1200 (180 d v s d 360)

v s < 600 ( v s < 180) SE

Soft soil profile

Design Response Spectra

SDS = Aa x SS S SD1 = Av x S1 => SDl= 2/3 x SM1 Aa : faktor amplifikasi untuk T=0.2 dt Av : faktor amplifikasi untuk T=1.0 dt SD0 = SDS/2.5 ; Ts) = SD1/SDS.

SF

-

su N

-SPT

-

psf (kPa) -

-

-

> 50

> 2000 (> 100)

15< N d 50

1000 d su d 2000 (50 d su d 100)

< 15

< 1000 (< 50)

Any profile with more than 10 feet of soil having the following characteristics: PI>20, wn t 40% dan Su < 500 psf (< 25 kPa) Any profile containing soil having one or more of the following characteristics: 1. Soil vulnerable to potential or collapse under seismic loading such as liquefiable soils, quick and highly sensitive clay, collapsible weakly cemented soils. 2. Peats and/or highly organic clays (H > 10 feet of peat and/or highly organic clay). 3. Very high plasticity clays (H > 25 feet with plasticity index PI > 75). 4. Very thick soft/medium stiff clays (H > 120 feet)

Tabel-1 Besarnya nilai koefisian amplifikasi site untuk periode rendah (Aa) Klasifikasi Site

Batuan (SB) Tanah Keras (SC) Tanah Sedang (SD) Tanah Lunak (SE) Tanah Khusus (S F)

SS = 0.25 1.0 1.2 1.6 2.5 SS

SS=0.5 1.0 1.2 1.4 1.7 SS

Zonasi T=0.2 dt SS=0.75 1.0 1.1 1.2 1.2 SS

SS =1.00 1.0 1.0 1.1 0.9 SS

SS

=1.25 1.0 1.0 1.1 0.9 SS

Keterangan: SS = nilai percepatan spectral pada periode rendah (T=0.2 detik) Untuk nilai-nilai antara dapat dilakukan interpolasi linear. SS: memerlukan analisis site-specific. Tabel-2 Besarnya nilai koefisian amplifikasi site untuk periode tinggi (Av) Klasifikasi Site

Batuan (SB) Tanah Keras (SC) Tanah Sedang (SD) Tanah Lunak (SE) Tanah Khusus (S F)

S 1 = 0.1 1.0 1.7 2.4 3.5 SS

S 1=0.2 1.0 1.6 2.0 3.2 SS

Zonasi T=1.0 dt S1=0.3 1.0 1.5 1.8 2.8 SS

S 1=0.4 1.0 1.4 1.6 2.4 SS

S1 =0.5 1.0 1.3 1.5 2.4 SS

Keterangan: S1 = nilai percepatan spectral pada periode tinggi (T=1.0 detik) Untuk nilai-nilai antara dapat dilakukan interpolasi linear. SS: memerlukan analisis site-specific.

REKOMENDASI Rekomendasi Jangka Pendek a. Menyelesaikan dan menyempurnakan keseluruhan hasil analisis dari berbagai skenario sumber gempa dan parameter-parameter seismiknya (termasuk gempagempa background) untuk kajian wilayah Sumatra, Jawa dan Nusa Tenggara, sehingga dapat dicapai suatu kesepakatan dan peta zonasi yang dihasilkan dapat diusulkan sebagai konsensus para ahli kegempaan. b. Melakukan analisis lanjutan sejenis untuk Wilayah Indonesia Timur yang meliputi Blok Irian Jaya dan Blok Sulawesi-Kalimantan dengan pendekatan simultan, mengkombinasikan data-data katalog gempabumi, data indetifikasi sesar aktif berdasarkan geomorfologi dan data GPS. c. Verifikasi dari rekomendasi Design Response Spectra untuk bangunan

Rekomendasi Jangka Menengah a. Studi lanjutan mengenai karakteristik gempa beserta studi parameter gempa untuk tiap zona baik untuk gempa patahan dangkal ataupun gempa subduksi. b. Melakukan studi lanjutan secara berkelanjutan yang diperlukan untuk memberikan masukan dalam upaya jangka menengah penyempurnaan peta gempa Indonesia secara berkala setiap 5 tahun sekali.

REKOMENDASI ….(2) Rekomendasi Jangka Menengah c. Kajian data detail geoteknik dibawah permukaan untuk keperluan "microzoning" khususnya menyangkut hal perambatan dan amplifikasi gelombang gempa. d. Dari sisi tomografi, area Indonesia Timur yg merupakan pertemuan 4 lempeng: Indo-Australia, SE Asia, Philippines Sea Plate dan Caroline Plate, oleh karena itu diperlukan investigasi dengan kajian yang lebih mendetail. e. Melakukan kajian sumber gempabumi dan patahan aktifnya untuk melengkapi data dasar sumber gempa. Program kajian sumber gempa ini meliputi : i. Pemetaan patahan aktif dan pengukuran parameter-parameter tektoniknya (sliprate, recurrent interval, paleoseismisitas) ii. Kajian seismologi iii. Kajian tektonik-geodesi untuk kinematika patahan aktif dan sumber gempa iv. Kajian sejarah dan catatan gempa-gempa besar di masalalu f. Peta zonasi gempa yang dihasilkan ini dapat di rekomendasikan untuk kriteria disain seismik bangunan gedung, jalan jembatan dan bangunan air dengan periode ulang gempa yang dapat disepakati. g. Peta zonasi gempa yang dihasilkan merupakan masukan penting dan dapat digunakan oleh Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) sebagai salah satu acuan untuk kajian risiko bencana gempa.

REKOMENDASI ….(3) Rekomendasi Jangka Panjang a. Memasang lebih banyak GPS + monitoring pada sesar-sesar aktif sepanjang pulau-pulau di Indonesia b. Mempercepat pelaksanaan pememasang jaringan strong-motion accelerometer untuk dapat menangkap getaran gempa kuat dari berbagai sumber gempa, baik zona subduksi maupun patahan dangkal c. Memprogramkan penelitian mengenai analisis dan pengolahan data-data strong motion, yang merupakan masukan penting di dalam menurunkan fungsi atenuasi gempa Indonesia d. Pengemembangan fungsi attenuasi yang diturunkan berdasarkan data – data pencatatan gempa pada wilayah zona subduksi Sumatra, Jawa dan Nusa Tenggara, dimana fungsi atenuasi tersebut telah mempertimbangkan dan merepresentasikan karakteristik dari zona-zona sumber gempa tersebut.

TERIMA KASIH

Disiapkan Untuk: KEMENTERIAN NEGARA RISET DAN TEKNOLOGI. Disiapkan Oleh:

Recommend Documents