PETA RAWAN KEGEMPAAN PULAU SUMATERA BERDASARKAN ANALISA PROBABILISTIK

PETA RAWAN KEGEMPAAN PULAU SUMATERA BERDASARKAN ANALISA PROBABILISTIK

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat kurikuler Program Sarjana Geofisika

Oleh: Nama : Felik Ferdian NIM : 12403006

PROGRAM STUDI GEOFISIKA FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

LEMBAR PENGESAHAN

PETA RAWAN KEGEMPAAN PULAU SUMATERA BERDASARKAN ANALISA PROBABILISTIK

Oleh _Felik Ferdian_ NIM : 12403006

Program Studi Geofisika Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan Institut Teknologi Bandung

Bandung, 30 Juni 2008 Telah diperiksa dan disahkan, Pembimbing

Wahyu Triyoso, Ph.D. NIP : 131 801 350

Peta Rawan Kegempaan Pulau Sumatera Berdasarkan Analisa Probabilistik

Kata Pengantar

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya kepada yang dikehendaki-Nya. Salawat serta salam semoga dilimpahkan kepada Rasul rahmatan lil alamin Nabi Besar Muhammad SAW. Semoga dalam penyelesaian Tugas Akhir ini selalu berada dalam keridhoan-Nya. Pada kesempatan ini penulis sangat berterima kasih kepada: 1. Ibunda, ayahanda, adik serta keluarga besar yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materil yang tak terhingga sampai saat ini. 2. Bapak Wahyu Triyoso, Ph.D selaku pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan, saran, motivasi, perbaikan, dan fasilitas sampai penyelesaian tugas akhir ini. 3. Bapak Sonny Winardhi, Ph.D, Bapak Dr. Hendra Grandis, Bapak Untoro MS, Bapak Dr. Awali Priyono, Bapak Dr Nanang T Puspito, Bapak Prof. Sri Widyantoro, Bapak Afnimar, Ph.D, Bapak Drs Muhammad Ahmad, Bapak Dr Gunawan Ibrahim, dan Bapak Tedy Yudistira M.Si, atas segala ilmu yang diajarkan selama penulis berada di ITB, semoga dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan masyarakat pada umumnya. 4. Seluruh jajaran staf Tata Usaha Departemen GM dan staf Tata Usaha Program Studi Teknik Geofisika, atas kelancaranya dalam administratif. 5. Semua pihak yang telah membantu dan memperlancar penelitian dan penyusunan tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu. Semoga segala bantuan baik secara langsung maupun tidak langsung dapat menjadi amal kebaikan dan mendapatkan keridhoan Allah SWT, serta mendapat balasan yang setimpal dan berlipat. Semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya. Kritik dan saran membangun sangat diharapkan penulis demi pengembangan keilmuan geofisika.

Bandung, Juni 2008

Felik Ferdian

ii


Daftar Isi Lembar Pengesahan............................................................................................................................... i Kata Pengantar ..................................................................................................................................... ii Daftar Isi ............................................................................................................................................... iii Daftar Gambar ...................................................................................................................................... v Abstrak ................................................................................................................................................ vii I. Pendahuluan ..................................................................................................................................... 1 1.1 Latar Belakang ............................................................................................................................ 1 1.2 Tujuan ......................................................................................................................................... 1 1.3 Batasan Masalah ......................................................................................................................... 1 1.4 Sistematika Penulisan ................................................................................................................. 2 II. Teori Dasar ...................................................................................................................................... 2 2.1 Gempa Bumi ............................................................................................................................... 2 2.2 Besaran Gempa Bumi ................................................................................................................. 3 2.3 Resiko Gempa ............................................................................................................................. 6 2.4 Rawan Kegempaan dan Resiko Gempa ...................................................................................... 6 2.5 Teori Probabilitas ........................................................................................................................ 7 2.6 Fungsi Atenuasi........................................................................................................................... 8 2.7 Percepatan Gempa di Batuan Dasar .......................................................................................... 10 III. Data dan Pengolahan Data ......................................................................................................... 10 3.1 Data Katalog Gempa Bumi ....................................................................................................... 10 3.2 Konversi Skala Magnitudo........................................................................................................ 11 3.3 Declustering .............................................................................................................................. 11 3.4 Model Zona Sumber Gempa ..................................................................................................... 12 3.5 Probabilistic Seismic Hazard Analysis ..................................................................................... 12 IV. Hasil dan Analisa ......................................................................................................................... 13 4.1 PSHA: Subduksi ....................................................................................................................... 14 4.2 PSHA: Sesar Aktif .................................................................................................................... 14 4.3 PSHA: Background Source ....................................................................................................... 15 iii


4.4 PSHA: Kombinasi ..................................................................................................................... 16 4.5 Kurva Rawan Kegempaan......................................................................................................... 17 V. Kesimpulan dan Saran ................................................................................................................. 19 5.1 Kesimpulan ............................................................................................................................... 19 5.2 Saran ......................................................................................................................................... 20 Daftar Pustaka .................................................................................................................................... 21 Lampiran ............................................................................................................................................. 22

iv


Daftar Gambar Gambar 2.1 Gelombang seismik pada gempa bumi ................................................................................................... 2 Gambar 2.2 Lempeng tektonik bumi ...................................................................................................................... 3 Gambar 2.3 Tipe batas lempeng tektonik .............................................................................................................. 3 Gambar 2.4 Teori bingkas elastik ........................................................................................................................... 3 Gambar 4.1 Peta rawan kegempaan kegempaan pengaruh subduksi ............................................................... 14 Gambar 4.2 Peta rawan kegempaan pengaruh sesar aktif .................................................................................. 15 Gambar 4.3 Peta rawan kegempaan pengaruh background source ................................................................... 16 Gambar 4.4 Peta rawan kegempaan kombinasi semua sumber gempa ............................................................ 16 Gambar 4.5 Kurva rawan kegempaan kota Banda Aceh .......................................................................................... 18 Gambar 4.6 Kurva rawan kegempaan kota Padang .................................................................................................. 18 Gambar 4.7 Kurva rawan kegempaan kota Bengkulu .............................................................................................. 18 Lampiran 1 Diagram alir pengolahan data ............................................................................................................... 23 Lampiran 2 Plot seismisitas Pulau Sumatera............................................................................................................ 24 Lampiran 3 Time series kegempaan Pulau Sumatera ............................................................................................... 24 Lampiran 4 Histogram kedalaman terhadap kejadian gempa................................................................................... 25 Lampiran 5 Histogram magnitudo terhadap kejadian gempa ................................................................................... 25 Lampiran 6 Histogram tahun terhadap kejadian gempa ........................................................................................... 26 Lampiran 7 Slice section seismisitas Pulau Sumatera .............................................................................................. 26 Lampiran 8 Peta rawan kegempaan pengaruh subduksi PE 2%50 ........................................................................... 27 Lampiran 9 Peta rawan kegempaan pengaruh sesar akitf PE 2%50 ......................................................................... 27 Lampiran 10 Peta rawan kegempaan pengaruh background source PE 2%50 ........................................................... 28

v


Lampiran 11 Peta rawan kegempaan kombinasi semua sumber gempa PE 2%50..................................................... 28 Lampiran 12 Peta rawan kegempaan pengaruh subduksi PE 5%50 ........................................................................... 29 Lampiran 13 Peta rawan kegempaan pengaruh sesar aktif PE 5%50 ......................................................................... 29 Lampiran 14 Peta rawan kegempaan pengaruh background source PE 5%50 ........................................................... 30 Lampiran 15 Peta rawan kegempaan kombinasi semua sumber gempa PE 5%50..................................................... 30 Lampiran 16 Tabel rawan kegempaan tiap kota besar di Sumatera ........................................................................... 31 Lampiran 17 Kurva resiko kota Bandar Lampung ..................................................................................................... 31 Lampiran 18 Kurva rawan kegempaan kota Pekanbaru ............................................................................................. 32 Lampiran 19 Kurva rawan kegempaan kota Medan ................................................................................................... 32 Lampiran 20 Kurva rawan kegempaan kota Palembang ............................................................................................ 33 Lampiran 21 Kurva rawan kegempaan kota Jambi .................................................................................................... 33 Lampiran 22 Kurva rawan kegempaan kota Tanjung Pinang .................................................................................... 34 Lampiran 23 Kurva rawan kegempaan kota Pangkal Pinang ..................................................................................... 34

vi

PETA RAWAN KEGEMPAAN PULAU SUMATERA BERDASARKAN ANALISA PROBABILISTIK Oleh : Nama : Felik Ferdian NIM : 12403006 Pembimbing : Wahyu Triyoso, Ph.D. Program Studi Geofisika Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan Institut Teknologi Bandung

ABSTRAK Pulau Sumatera merupakan daerah dengan tingkat seismisitas yang tinggi sehingga studi tentang potensi kegempaan dengan pembuatan peta rawan kegempaan perlu dilakukan sebagai salah satu bahan masukan dalam melakukan mitigasi bencana gempa bumi maupun aplikasinya dalam bidang geoteknik. Metoda yang dapat digunakan untuk menganalisa rawan kegempaan adalah dengan konsep probabilitas, yaitu probability seismic hazard analysis (PSHA). Dengan metoda ini ketidakpastian dari besar, lokasi dan kecepatan perulangan (rate of recurrence) dari gempa maupun variasi dari karakteristik gerakan tanah akibat besar dan lokasi gempa secara eksplisit ikut diperhitungkan dalam evaluasi rawan kegempaan. Data katalog yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari katalog yang diterbitkan oleh Engdahl, yaitu data katalog gempa yang terjadi di sekitar Pulau Sumatera mulai tahun 1964 sampai dengan tahun 1999, dengan kedalaman maksimum 100 km dan magnitudo lebih besar sama dengan 5 (lima). Sedangkan sebagai data geologi sumber gempa berasal dari sesar Besar Sumatera dan zona subduksi yang terdapat di Pulau Sumatera, didapatkan dari hasil penelitian DH Natawidjaja (2002). Hasil yang didapat merupakan peta kontur rawan kegempaan yang direpresentasikan oleh harga percepatan pergerakan tanah maksimum di batuan dasar untuk perioda ulang 475 tahun (10% terlampaui dalam 50 tahun), 975 tahun (5% terlampaui dalam 50 tahun), dan 2.475 tahun (2% terlampaui dalam 50 tahun).

Kata kunci : rawan kegempaan, probabilistik, sumber gempa

vii

SEISMIC HAZARD OF SUMATERA BASED ON PROBABILISTIC ANALYSIS

Felik Ferdian 12403006 Supervisor : Wahyu Triyoso, Ph.D. Geophysics Program Faculty of Mining and Petroleum Engineering Institut Teknologi Bandung

ABSTRACT Sumatera is a region with a high of seismisity level so the study of seismic hazard is needed by making a seismic hazard map as a proposition of mitigation and also to geotechnical. One method that can be used is probabilty approach, Probabability Seismic Hazard Analysis (PSHA). With this method the uncertainty of value, location, and rate of recurrence of earthquakes and also variation of ground shaking characteristic are explisitly considered in evaluation of seismic hazard. This study use earthquake data catalog from Engdahl, which is earthquake data catalog that occured at Sumatera Island since 1964 till the end of 1999, with maximum depth is 100 kilometres and magnitude are larger than 5 (five). Whereas geological data of seismic source, Sumatera fault zone and subduction, are obtained from previous research by DH Natawidjaja (2002). Seismic hazard result is a contour of peak ground acceleration (PGA) at the base rock which represent the hazard for return period of 475 years (probablilty of exceedance 10% 50 years), 975 years (probability of exceedance 5% 50 years), and 2,475 years (probability of exceedance 10% 50 years).

Keywords : seismic hazard, probability, seismic source

viii


I.

Barat dari Pulau Sumatera hingga

PENDAHULUAN

menerus ke arah Timur di bagian Selatan Pulau Jawa. Selain itu terdapat

1.1. Latar Belakang Letak geografis Indonesia yang

pula sesar aktif Semangko Fault yang

terletak pada pertemuan 3 (tiga) batas

memanjang

lempeng

lempeng

Barisan yang merupakan penerusan

Eurasia, lempeng Indo-Australia, dan

dari sesar di Kepulauan Nicobar dan

lempeng

berakhir hingga ke ujung Selatan Pulau

utama,

yaitu

Filipina

menyebabkan

Indonesia menjadi wilayah dengan

sepanjang

Pegunungan

Sumatera.

zona tektonik aktif yang sangat rawan

Dalam Tugas Akhir ini akan

terhadap bencana gempa bumi. Studi

dilakukan analisa rawan kegempaan

tentang rawan kegempaan dengan

dengan

pembuatan peta rawan kegempaan

Probabilistic Seismic Hazard Analysis

perlu dilakukan sebagai salah satu

(PSHA),

bahan

potensi sumber gempa yang dapat

masukan

dalam

melakukan

menggunakan dengan

mitigasi bencana gempa bumi maupun

mempengaruhi

aplikasinya dalam bidang geoteknik.

Pulau Sumatera.

Studi

pada

Pulau

sangat

rawan

terhadap

terjadinya gempa bumi dangkal yang bisa bersifat sangat merusak dan

tingkat

sebagai berikut : • Mendapatkan

bentuk

dengan

kerugian

Sumatera

yang

korban

manusia

material. secara

kegempaan

Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah

kegempaan

maupun

semua

1.2. Tujuan

menyebabkan kerugian, baik itu dalam kerugian

meninjau

Sumatera

dilakukan dikarenakan pada daerah tersebut

metoda

Pulau

geografis

peta

rawan

Pulau

Sumatera

menggunakan

metoda

probababilistik. • Mendapatkan

harga

nilai

terletak di ujung Barat dari Indonesia

percepatan tanah maksimum pada

merupakan salah satu daerah dengan

kota-kota

aktivitas kegempaan yang sangat besar.

Sumatera.

besar

di

Pulau

Adanya zona konvergen yang ditandai dengan subduksi dari lempeng Indo-

1.3. Batasan Masalah

Australia terhadap lempeng Eurasia

Dalam penulisan Tugas Akhir ini

yang memanjang sepanjang bagian

dilakukan pembatasan masalah untuk 1


menyederhanakan

masalah

• Bab V Kesimpulan dan Saran

yang

dihadapi yaitu sebagai berikut :

Berisikan mengenai kesimpulan

• Faktor goncangan didekati dengan

dari keseluruhan hasil penelitian

nilai estimasi PGA (Peak Ground

dalam Tugas Akhir ini dan juga

Accelaration).

saran untuk penelitian serupa di

• Efek lokal pada daerah penelitian

masa yang akan datang.

dianggap seragam. • Model berdasarkan katalog gempa

II.

TEORI DASAR

Engdahl daerah penelitian mulai tahun 1964 sampai akhir tahun

2.1 Gempa Bumi

1999 dengan nilai magnitudo di

Gempa bumi merupakan suatu

atas 5 dan kedalaman maksimum

pelepasan energi dari dalam bumi

adalah 100 km.

secara

tiba-tiba

merambat 1.4. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : • Bab I Pendahuluan Berisikan latar belakang, tujuan,

dan

kesegala

cepat arah

serta sebagai

gelombang seismik. Secara umum sumber dari terjadinya suatu gempa bumi ada 3 (tiga) buah, yaitu: gempa bumi tektonik, gempa bumi vulkanik, dan gempa bumi akibat runtuhan.

batasan masalah dan sistematika penulisan. • Bab II Teori Dasar Menjelaskan dasar teori yang berkenaan dengan Tugas Akhir. • Bab III Data dan Pengolahan Data Membahas mengenai data dan perangkat lunak yang digunakan serta langkah pengerjaan hingga

Gambar 2.1

diperoleh hasil yang diinginkan.

Gelombang seismik pada gempa bumi

• Bab IV Hasil dan Analisa

Pada

gempa

bumi

tektonik

Berisikan analisa terhadap hasil

biasanya terjadi di pertemuan batas

data yang diperoleh.

dari 2 (dua) buah lempeng (plate boundary) yang saling bersinggungan, 2


yang terbagi menjadi 3 (tiga) buah plate boundary, yaitu zona konvergen, zona divergen, dan strike-slip.

Gambar 2.4 Teori bingkas elastik

2.2 Besaran Gempa Bumi Besaran gempa merupakan suatu parameter yang penting dan dapat didefinisikan dengan beberapa cara yang berbeda seperti intensitas gempa, magnituda gempa, dan besarnya energi Gambar 2.2

gempa.

Lempeng tektonik bumi 2.2.1

Intensitas Gempa Bumi Ukuran intensitas ini mulai

dikembangkan

pada

saat

alat

seismograf belum dikembangkan dan dipergunakan secara luas dan umum. Pada saat ini penggunaan skala intensitas hanya sebagai pelengkap Gambar 2.3

dan untuk menggambarkan tingkat

Tipe batas lempeng tektonik

kerusakan

Adanya gaya-gaya yang bekerja

yang

terjadi

akibat

aktivitas gempa bumi pada suatu

pada bidang tersebut dan konstanta

daerah

elastisitas

kualitatif dari pengamatan visual dan

serta

menyebabkan

akumulasi

terjadinya

energi

deformasi

batuan dan pelepasan energi menjadi perambatan

gelombang

seismik.

dan

sekitarnya

secara

laporan masyarakat. Berikut ini adalah beberapa skala intensitas gempa bumi di

Ilustrasi dari mekanisme gempa bumi

dunia:

berdasarkan

• Modified-Mercalli Intensity Scale

teori

seperti di bawah ini:

bingkas

elastik

(MMI),

dibuat

berdasarkan

pengamatan efek gempa yang terjadi 3


di Amerika Utara dan terdapat 12

magnitudo yang didefinisikan oleh

(dua belas) tingkatan.

Richter

• Skala Ross-Forel (RF) dan skala

magnitudo lokal dan merupakan

Mercalli-Cancani-Sieberg,

skala magnitudo yang pertama.

dibuat

berdasarkan pengamatan gempa di

ini

dikenal

sebagai

Magnitudo lokal suatu gempa

negara-negara Eropa Barat.

ditentukan

berdasarkan

data

• Japan Meteorology Agency Scale

amplitudo

maksimum

dari

(JMA),

berdasarkan

gelombang gempa yang terekam

di

pada

dibuat

pengamatan

gempa

Jepang,

terdapat 8 (delapan) tingkatan dan

seismograf

jenis

Wood-

Anderson, dengan perumusan: M L = log A − log A0

digunakan di negara Jepang. • Medvedey-Spoonheueur-Karnik

dimana:

Scale (MSK), dibuat berdasarkan

A = amplitudo maksimum

pengamatan di Rusia dan digunakan

Ao = amplitudo gempa standar

di negara-negara Eropa Tengah dan

yang terekam oleh seismograf

Eropa Timur.

Wood-Anderson

pada

jarak

episentral 100 km

2.2.2 Magnitudo Gempa Bumi Sejalan dengan perkembangan ilmu pengetahuan tentang gempa

• Magnitudo Gelombang Permukaan (Ms) Skala

magnitudo

lokal

dari

bumi maka berkembang pula skala-

Richter

skala

adanya tipe gelombang tertentu yang

magnitudo

yang

tidak

memperhitungkan

menggambarkan kekuatan besaran

dihasilkan

gempa bumi.

bumi. Pada jarak episentral yang

• Magnitudo Lokal (ML)

besar, gelombang badan (body wave)

Pada tahun 1935, Charles F. Richter

dengan

seismometer mendefinisikan

akibat

adanya gempa

biasanya mengalami pelemahan dan

menggunakan

menyebar, sehingga menghasilkan

Wood-Anderson

gerakan (motion) yang didominasi

skala

magnitudo

oleh gelombang permukaan (surface

untuk gempa dangkal dan gempa

wave).

lokal (jarak episentral lebih kecil dari

permukaan (Ms) merupakan skala

600 km) di Selatan California. Skala

magnitudo

Magnitudo yang

gelombang berdasarkan 4


amplitudo

gelombang

Rayleigh

dimana:

dengan perioda sekitar 20 detik,

A = amplitudo (µm)

perioda 20 detik ini dikarenakan

T = perioda dari gelombang P (p-

pada

seismograf

wave)

pencatatan

∆ = jarak episentral terhadap

pencatatan

umumnya

memiliki

amplitudo maksimum pada perioda

seismometer (degree) • Magnitudo Momen (Mw)

20 detik. Magnitudo

gelombang

Untuk mendeskripsikan besaran

permukaan ini biasanya digunakan

gempa yang sangat besar (very large

untuk

besaran

earthquake), suatu skala magnitudo

gempa dangkal (kedalaman fokus

yang tidak hanya bergantung pada

lebih dari 70 km), gempa dengan

tingkat guncangan tanah (ground-

jarak menengah sampai jauh (lebih

shaking

besar dari 1000 km).

diinginkan. Skala magnitudo tersebut

mendeskripsikan

• Magnitudo

Gelombang

Badan

Untuk gempa dengan kedalaman yang

dalam,

gelombang

akan

lebih

adalah magnitudo momen (Mw) yang didasarkan

(MB) fokus

levels)

pada

momen

(seismic

moment),

merupakan

pengukuran

gempa dimana langsung

permukaan memberikan hasil yang

dari bidang patahan yang pecah

lebih

yang

(rupture zone) pada zona patahan

kecil

daripada

diisyaratkan

untuk

melakukan

aktif. Magnitudo momen ini didapat

pengukuran

dengan

magnitudo

dari persamaan berikut:

gelombang permukaan. Magnitudo gelombang badan (MB) merupakan skala magnitudo yang didasarkan

Dimana

pada

seismik (dyne-cm).

amplitudo

beberapa

cycles

pertama dari gelombang P (p-wave), dimana tidak terlalu dipengaruhi oleh kedalaman gelombang

fokus. badan

Magnitudo didapat

dari

persamaan empiris berikut: M B = log A − log T + 0.01∆ + 5.9

Mo

merupakan

momen

• Momen Seismik (Mo) Momen seismik dikembangkan dari konsep teori bingkai elastik. Momen seismik untuk suatu gempa didefinisikan sebagai berikut: M 0 = µ Ad 5


dimana:

percepatan,

kecepatan,

lama

µ = modulus kekakuan dari

guncangan, dan lain sebagainya) serta

batuan dengan rupture (dyne-cm)

perioda ulang rata-rata tertentu, selama

A = luas total rupture area

suatu masa guna bangunan (N). Selain

d = pergeseran rata-rata

itu ada juga yang disebut sebagai resiko rawan tahunan (Ra), yakni kemungkinan

2.2.3 Energi Gempa Bumi Besarnya total energi gempa

tahunan

terjadinya

gempa bumi dengan intensitas tertentu.

yang dilepaskan selama terjadinya

Besaran-besaran

suatu gempa bumi dapat diestimasi

berhubungan, yakni sebagai berikut:

dari persamaan berikut (Guttenberg dan Richter, 1956):

saling

RN = 1 − (1 − Ra ) N

Perioda

log E = 11.8 + 1.5M S

ini

ulang

rata-rata

adalah

berbanding terbalik dengan resiko

Dimana E mengekspresikan energi

tahunan (Ra).

(ergs)

T=

1 Ra

2.3 Resiko Gempa

Peristiwa

gempa

bumi

2.4 Rawan Kegempaan dan Resiko

merupakan gejala alam yang bersifat

Gempa

acak yang tidak dapat ditentukan

Rawan kegempaan dan resiko

dengan pasti, baik besaran, tempat,

gempa memiliki sebuah perbedaan

maupun waktu kejadiannya. Dengan

yang mendasar. Rawan kegempaan

konsep probabilitas, terjadinya gempa

adalah bentuk fisik dari bencana itu

bumi dengan intensitas dan perioda

sendiri,

ulang inilah

tanah,

diperkirakan.

pergerakan patahan, likuifaksi, dan lain

kemungkinan

(probability)

sebagainya, yang dapat menimbulkan

yang

mencerminkan

resiko

Yang dimaksud dengan resiko kegempaan

bahaya.

Sedangkan

resiko

gempa

adalah kemungkinan dari kehilangan

rawan kegempaan. rawan

pergerakan

dapat

tertentu

Angka

seperti

(Rn)

adalah

atau kerugian material dan jiwa yang disebabkan oleh rawan kegempaan.

kemungkinan terjadinya suatu gempa

Jika

dengan

ataupun korban jiwa yang ditimbulkan

intensitas

(dapat

berupa

tidak

ada

kerugian

material

6


oleh suatu gempa bumi, maka dapat

2.5 Teori

dikatakan bahwa resiko gempa relatif

PSHA

tidak ada betapapun besarnya rawan

Rumus

kegempaan yang ada.

Probabilitas

dasar

dalam

dari

teori

probabilitas total yang dikembangkan

Gempa merupakan fenomena dan

oleh McGuire (1976) berdasarkan

bencana global, begitu banyak resiko

konsep

yang

dikembangkan oleh Cornel (1968)

dapat

ditimbulkan

olehnya,

seperti kerusakan bangunan, kerusakan struktur

penahan,

prasarana

dan

penunjang

probablitas

yang

adalah sebagai berikut:

kerusakan kehidupan.

dimana:

Ratusan juta jiwa manusia hidup

fm = fungsi probablitas dari

dengan bayang-bayang bahaya yang

magnitudo

dapat ditimbulkan oleh gempa bumi.

fr = fungsi probabilitas dari jarak

Tetapi resiko yang ditimbulkannya

sumber

dapat diminimalisir dengan tujuan

p[I≥i|m,r] = probabilitas berkondisi

untuk mereduksi korban jiwa, luka-

dari intensitas I yang sama atau

luka, dan kerusakan pada gedung-

lebih besar dari intensitas i di suatu

gedung sarana penunjuang kehidupan.

lokasi dengan kekuatan gempa m

Dalam kegempaan, geofisika

mengestimasi peran dan

rawan

dari para geologi

dan jarak sumber r.

ahli

Nilai intensitas I untuk kekuatan

sangat

gempa M dan jarak sumber ke lokasi R

signifikan. Sedangkan di sisi lain para

ditentukan

insinyur, perencana dan para pembuat

atenuasi yang dipakai.

kebijakan

berkonsentrasi

dalam

mengevaluasi dan memitigasi resiko gempa.

Namun

demikian,

pengevaluasian dari resiko gempa tidak dapat dilakukan tanpa pengertian

berdasarkan

Nilai

rumusan dapat juga

dihubungkan dengan nilai Cumulative Distribution Function (CDF) FI(i) dari intensitas I pada magnitudo m dan jarak r:

yang baik tentang rawan kegempaan, sehingga

sebuah

berbagai

disiplin

untuk

kerjasama ilmu

menghasilkan

dari

diperlukan

sesuatu

yang

berguna untuk kepentingan bersama.

Pada dasarnya nilai FI(i) tergantung pada

distribusi

digunakan

dan

probabilitas pada

yang

umumnya 7


parameter

pergerakan

tanah

diasumsikan terdistribusi log normal.

diturunkan nilai probability density function dari magnitudo, yaitu:

Probability Density Function dari magnitudo, FM diturunkan dari nilai frekuensi kejadian gempa tahunan. Frekuensi kejadian gempa tahunan

dimana:

yang biasanya dipakai dalam analisa rawan

kegempaan

mempertimbangkan

selalu

adanya

gempa

minimum yang didefinisikan sebagai batas

dimana

tidak

akan

terjadi

Probability density function untuk jarak,

fR

sangat

ditentukan

dari

gangguan berarti pada lokasi derah

geometri sumber gempa yang juga

tinjauan bila magnitudo gempa yang

tergantung pada kondisi geologi dan

lebih kecil atau sama dengan gempa

seismologi sumber gempa. Dalam

minimum melanda daerah tersebut.

analisa selanjutnya geometri sumber

Batasan magnitudo minimum beserta

gempa dapat digambarkan salam suatu

magnitudo

maksimum

menjadikan

model tertentu baik dalam bentuk 2-

terhadap

frekuensi

dimensi seperti sumber gempa titik,

perhitungan kejadian dikoreksi

gempa

tahunan

sebagaimana

harus

garis atau area maupun dalam bentuk

yang

3-dimensi

yang

menggambarkan

disarankan oleh Arabaz & Robinson

sumber gempa dalam bentuk geometri

(1990) mengenai Bounded Guttenberg-

yang mendekati kondisi sesungguhnya.

Richter Law sebagai berikut: 2.6 Fungsi atenuasi

Fungsi atenuasi berhubungan dengan intensitas pergerakan tanah setempat (I), magnitudo gempa (M) dan jarak sumber gempa (R). Beberapa

m0≤m≤mmax dimana,

fungsi atenuasi

telah

diteliti

dan

dan m0 adalah magnitudo minimum

dipublikasikan oleh beberapa peneliti

ditentukan sebesar 5.

dengan menggunakan data rekaman

Dari gempa

nilai tahunan

frekuensi tersebut

kejadian

gempa yang ada. Fungsi atenuasi ini

dapat

memberikan hubungan yang spesifik 8


antara

parameter-parameter

gempa

atenuasi berdasarkan data gempa di

seperti sumber gempa dan kondisi

Amerika Utara bagian Barat dengan

geologi area setempat. Secara umum,

magnitudo gempa antara 5.0 sampai

fungsi atenuasi tergantung pada faktor-

7.7 dalam jarak 100 km dari proyeksi

faktor berikut:

pada permukaan.

• Mekanisme sumber gempa.

Di tahun 1997, fungsi atenuasi

• Jarak episenter.

tersebut disempurnakan kembali oleh

• Kondisi dari lapisan kulit bumi

Boore, Joyner, dan Fumal menjadi:

dimana gelombang gempa menjalar.

ln( PGA) = b + b ( M − 6.0) + 1 2 W

• Kondisi geologi setempat yang

V b ( M − 6.0)2 + b ln r + b ln( s ) v 3 W 4 V

mengelilingi area sumber gempa. Dikarenakan tidak cukupnya data PGA

yang

diperlukan

dimana:

untuk

menurunkan fungsi atenuasi untuk wilayah

Indonesia,

maka

dipertimbangkan untuk menggunakan fungsi atenuasi yang diturunkan untuk

rjb = jarak (km) Vs = kecepatan gelombang geser (m/sec)

wilayah lain yang memiliki kondisi

b1 = [bISS/bIRS/bIALL]

yang

bISS = untuk gempa dengan

sama

secara

tektonik

dan

mekanisme strike slip (-0.313)

geologi. Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini untuk gempa dengan mekanisme subduksi digunakan model atenuasi Youngs et al., (1997). Sedangkan

bIRS = untuk gempa dengan mekanisme reverse slip (-0.177) bIALL = untuk mekanisme gempa tidak diketahui (-0.242)

untuk gempa dengan mekanisme sesar mendatar digunakan model atenuasi

2.6.2 Fungsi Atenuasi Youngs et al., (1997)

Boore, Joyner, dan Fumal (1997).

Model atenuasi untuk zona 2.6.1 Fungsi

Atenuasi

Boore,

Joyner dan Fumal (1997)

Pada tahun 1988, Joyner dan Boore mengembangkan suatu fungsi

subduksi

pada

umumnya

dapat

dibagi dalam 2 (dua) kategori yaitu gempa

pada

zona

megathrust

(interface) dan pada zona Benioff (interslab). Youngs et al., (1997) 9


mengusulkan suatu fungsi atenuasi yang data

dikembangkan gempa

subduksi

dengan

zona

Gempa desain maksimum dapat

berdasarkan

dihitung

mekanisme

kegempaan yang pernah terjadi di

dan

megathrust

Benioff. Bentuk dari fungsi atenuasi

sekitar

lokasi

yang

sejarah

ditinjau

atau

berdasarkan metoda probabilistik.

tersebut adalah sebagai berikut: Untuk batuan (rock):

berdasarkan

Untuk

kasus-kasus

tertentu

misalnya untuk perencanaan suatu

ln( PGA) = 0.2418 + 1.414 M W −

bangunan yang sangat penting maka

20552 ln[rrup + 1.7818e0.554 MW ] +

percepatan

0.00607 H + 0.3846 Z t

dihitung berdasarkan gempa desain

gempa

yang

terjadi

ekstrem secara deterministik dengan

Untuk tanah (soil):

ln( PGA) = −0.6687 + 1.438M W − 2.329ln[ R + 1.097e0.61MW ] + 0.00648H + 0.3643Zt

memperhitungkan semua kemungkinan

dimana:

pengaruh paling besar.

patahan-patahan di sekitar lokasi yang ditinjau dan dicari yang memberikan

PGA = peak ground acceleration

Dalam studi ini, analisa rawan

(g)

kegempaan

MW = magnitudo momen

menggunakan metoda gempa desain

rrup = jarak terdekat ke rupture

maksimum,

(km)

probabilistik untuk rawan kegempaan

H = kedalaman (km)

yang diharapkan terjadi gempa dalam

Zt = tipe sumber gempa (0 untuk

50 tahun adalah 2%, 5%, dan 10 %.

dihitung dilakukan

dengan secara

interface dan 1 untuk intraslab) Σ = standar deviasi, sebesar 1.540.1MW

III.

DATA

DAN

PENGOLAHAN

DATA

2.7 Percepatan Gempa di Batuan

3.1. Data Katalog Gempa Bumi

Dasar

Pada penelitian Tugas Akhir ini

Untuk mendapatkan percepatan

data katalog hasil rekaman gempa

gempa maksimum di batuan dasar

bumi

dapat digunakan dua pendekatan yaitu

berbagai sumber yang telah dilakukan

dengan

desain

relokasi oleh Engdahl. Data rekaman

maksimum dan gempa desain ekstrem.

gempa bumi ini meliputi wilayah

pendekatan

gempa

didapat

dari

data

gempa

10


Pulau Sumatera pada lintang 80LS-

digunakan adalah dalam bentuk skala

80LU dan 940BB-1040BT dengan

momen magnitudo (Mw). Untuk itu

kedalaman lebih kecil sama dengan

perlu

100 km dan magnitudo lebih besar

magnitudo pada data katalog tersebut

sama dengan 5. Data hasil rekaman

menjadi data momen magnitudo. Pada

gempa bumi tersebut merupakan data

konversi ke skala momen magnitudo

hasil perekaman mulai tahun 1964

digunakan suatu persamaan empiris

sampai dengan tahun 1999. Data yang

yang telah dilakukan oleh Adnan A

dipilih untuk dilakukan pengolahan

(2005) pada data kegempaan di Pulau

data mulai tahun 1964 dikarenakan

Sumatera

pada

hasil

merupakan hasil dari analisa regresi.

perekaman gempa bumi telah baik

Persamaan empiris untuk magnitudo

dilakukan, baik itu dari instrumen

gelombang

perekaman maupun secara jaringan.

adalah :

tahun

tersebut

Data-data

data

hasil

dilakukan

dan

konversi

sekitarnya

badan

(MB)

skala

yang

tersebut

perekaman

M W = 0.528 M B 2 − 4.685 M B + 15.519

gempa bumi tersebut sebelum dapat

Sedangkan persamaan empiris untuk

digunakan

magnitudo

untuk

analisa

rawan

kegempaan, maka harus dilakukan beberapa tahapan analisa statistik untuk

mendapatkan

hasil

gelombang

permukaan

(MS) adalah: M W = 0.123M S 2 − 0.646 M S + 5.644

yang

optimum dan meminimalkan bias

3.3. Declustering

Perkiraan

yang akan terjadi.

kegempaan 3.2. Konversi Skala Magnitudo

dalam

dari analisa

tingkat resiko

dengan menggunakan PSHA hanya

hasil

berdasarkan pada gempa yang tidak

perekaman gempa bumi pada katalog

saling bergantung satu dengan yang

gempa

dilakukan

lain (independent earthquake) atau

penyesuaian terhadap pengolahan data

lebih sering disebut sebagai main

yang

Pada

events. Sedangkan dependent events

pengolahan data untuk mendapatkan

seperti foreshocks dan aftershocks

peta rawan kegempaan menggunakan

dalam suatu rangkaian gempa harus

software PSHA (Stephen Harmsen-

terlebih dahulu diidentifikasikan dan

USGS) ini skala magnitudo yang

dieliminir sebelum dilakukan estimasi

Dari

data

tersebut akan

gempa perlu

dilakukan.

11


atau perkiraan tingkat kegempaan, karena

akan

menyebabkan

perhitungan

3.5. Probablistic Seismic Hazard

hasil

parameter

Analysis

gempa

terdistorsi.

Analisa

rawan

kegempaan

(seismic hazard analysis) meliputi

Untuk memisahkan antara main dengan

estimasi kuantitatif dari guncangan

dan

tanah (ground-shaking) pada suatu

aftershocks yang digunakan dalam

lokasi tertentu. Rawan kegempaan

penelitian

ini

dapat dianalisa secara deterministik

software

zmap

sebagai

Proses

ini

disebut

events

foreshocks maka

digunakan bantuan. sebagai

dengan

secara

probabilistik

dalam 3.4. Model Zona Sumber Gempa

asumsi dimana

analisa

juga

mempertimbangkan secara eksplisit

dan

evaluasi

ketidakpastian dari besarnya gempa,

gempa

dilakukan

lokasi maupun waktu terjadinya. Pada

data-data

geologi,

penelitian Tugas Akhir ini dilakukan

Identifikasi sumber-sumber berdasarkan

suatu

tertentu mengenai kejadian gempa atau

declustering.

mengambil

seismologi, dan geofisika. Sumber

berdasarkan

gempa menggambarkan bagian dari

menggunakan PSHA software dari

kulit

USGS (Stephen Harmsen)

bumi

dimana

terdapat

metoda

probabilistik

karakteristik aktivitas gempa. Pulau

Metoda yang dapat digunakan

Sumatera yang merupakan daerah

untuk menganalisa rawan kegempaan

dengan kegempaan yang aktif karena

adalah dengan konsep probabilitas,

merupakan

zona

yaitu

lempeng

Indo-Australia

konvergen

dari

probability

seismic

hazard

yang

analysis (PSHA). Dengan metoda ini

tersubduksi terhadap lempang Eurasia

ketidakpastian dari dari besar, lokasi

dan juga terdapat sesar besar Sumatera

dan kecepatan perulangan (rate of

yang

recurrence)

merupakan

sumber-sumber

gempa di Pulau Sumatera.

variasi

dari

dari

gempa

maupun

karakteristik

gerakan

Model zona sumber gempa baik

tanah akibat besar dan lokasi gempa

subduksi dan sesar besar Sumatera

secara eksplisit ikut diperhitungkan

pada penelitian Tugas Akhir ini akan

dalam evaluasi rawan kegempaan.

merujuk pada hasil penelitian dari

Metodologi PSHA ini serupa dengan

Sieh & Natawidjaja (2000).

metoda

yang

dikembangkan

oleh 12


Cornell (1968) dan Algermissen et al.

akan terlampaui, digunakan untuk

(1982).

mengkarakterisasikan seismisitas

Metoda dideskripsikan prosedur

PSHA

ini

dalam

4

tahapan

dapat

dari masing-masing zona sumber

(empat)

gempa. Hubungan empiris ini dapat

(Reiter,1990)

mengakomodasikan

sebagai berikut:

besarnya magnitudo maksimum

1) Tahap pertama adalah identifikasi

dari gempa. 3) Gerakan tanah yang terjadi di suatu

dan karakteristik sumber gempa, termasuk

didalamnya

adalah

lokasi

akibat

adanya

gempa

karakterisasi distribusi probabilitas

dengan besar gempa berapapun

dari

dan lokasi kejadian dimanapun

lokasi

yang

rupture

berpotensi dalam sumber. Dalam

dalam

kebanyakan

diterapkan

sumber gempa, dapat ditentukan

distribusi probabilitas yang sama

dengan menggunakan predictive

untuk

relationships.

kasus,

masing-masing

zona

sumber. Hal ini secara tidak langsung

menyatakan

4) Langkah

masing-masing

terakhir

zona

adalah

bahwa

mengkombinasikan ketidakpastian

gempa mungkin sama-sama akan

dari lokasi gempa, besarnya dan

terjadi pada setiap titik dalam zona

prediksi parameter gerakan tanah

sumber

ini

untuk mendapatkan probabilitas

bentuk

dimana parameter gerakan tanah

untuk

akan terlampui selama perioda

gempa.

dikombinasikan geometri

Distribusi dengan

sumber

mendapatkan

distribusi

waktu tertentu.

probabilitas yang sesuai dengan jarak sumber ke lokasi. 2) Langkah

berikutnya

IV.

HASIL DAN ANALISA

adalah

Dari hasil pengolahan data yang

karakterisasi dari seismisitas atau

dilakukan sesuai diagram alir yang telah

distribusi

sementara

dari

ditentukan maka didapat peta rawan

perulangan

kejadian

gempa

kegempaan Pulau Sumatera untuk masing-

(recurrence relationship), yang

masing pengaruh dari sumber gempa.

mengekspresikan kecepatan rata-

Selain itu juga diperoleh peta kegempaan

rata (average rate) dari suatu

pulau Sumatera hasil kombinasi dari

gempa dengan besar yang berbeda 13


semua sumber gempa yang berpengaruh di daerah objek penelitian. Hasil dari peta rawan kegempaan berdasarkan

analisa

probabilistik

ini

adalah percepatan maksimum di batuan dasar untuk perioda ulang 475 tahun (10% terlampaui dalam 50 tahun).

4.1. PSHA : Subduksi

Pulau Sumatera merupakan zona konvergensi karena merupakan daerah

Gambar 4.1

dimana terdapat pertemuan dua buah

Peta rawan kegempaan pengaruh

batas lempeng tektonik utama, yaitu

subduksi

lempeng

Indo-Australia

tersubduksi

di

yang

bawah

Besarnya

tingkat

rawan

lempeng

kegempaan yang direpresentasikan

Eurasia. Pada daerah tersebut akan

dalam nilai percepatan maksimum di

sangat rawan sekali terjadinya gempa

batuan dasar akibat dari pengaruh

karena dinamika lempeng-lempeng

sumber gempa subduksi di Pulau

tersebut. Identifikasi dan evaluasi

Sumatera semakin mengecil ke arah

tingkat rawan kegempaan terhadap

Timur Laut, berkisar 0-0.5 g untuk

sumber

perioda ulang 475 tahun.

gempa

subduksi

perlu

dilakukan dan dianalisa pada studi area Pulau Sumatera. Pada

gugusan

4.2. PSHA : Sesar Aktif

kepulauan

di

Akibat

dinamika

lempeng-

sebelah Barat dari Pulau Sumatera

lempeng tektonik tersebut terjadilah

menunjukkan rawan kegempaan yang

akumulasi stress dan strain pada

relatif

lapisan bidang intraplate. Pada studi

lebih

dengan Sumatera

besar

dibandingkan

yang

terdapat

itu

sendiri.

di

Pulau

kasus di Pulau Sumatera hal ini

ini

direpresentasikan dalam bentuk sesar

Hal

diakibatkan oleh letak posisi dari zona

besar

subduksi yang memang berada di

pergerakan searah strike, yaitu sesar

sebelah Barat dari Pulau Sumatera.

mendatar.

Sumatera

yang

Gempa-gempa

memiliki yang

diakibatkan oleh aktivitas sesar lebih 14


bersifat

merusak

karena

0.59 g, disusul kota Padang dan

kedalamannya yang relatif dangkal.

Bengkulu

dengan

Untuk itulah identifikasi dan evaluasi

masing 0.26 g dan 0.21 g. Untuk

tingkat rawan kegempaan terhadap

besar resiko kegempaan di kota

sumber gempa sesar aktif perlu

lainnya

dilakukan dan dianalisa pada studi

sebanding dengan jarak yang semakin

area Pulau Sumatera.

menjauh.

akan

besar

semakin

masing-

berkurang

4.3. PSHA : Background Source

Seismisitas

untuk

Pulau

Sumatera ini didapat dari katalog gempa yang diterbitkan oleh Engdahl dimana merupakan hasil relokasi dari data-data katalog lainnya. Hasil plot seismisitas di Pulau Sumatera tersebar sepanjang

pantai

Barat

Pulau

Sumatera dan sebagian kecil di Gambar 4.2

sepanjang Pegunungan Barisan. Dari


data terlihat bahwa banyak gempa

sesar aktif

terkonsentrasi

Dari hasil pengolahan data di atas dapat dilihat bahwa besar rawan

terutama

di

pantai

Bengkulu sampai Bandar Lampung dan Selat Sunda.

sepanjang

Identifikasi dan evaluasi tingkat

Pegunungan Barisan yang memanjang

rawan kegempaan terhadap sumber

sepanjang

dan

gempa dari background source perlu

sesar

besar

dilakukan dan dianalisa pada studi

tingkat

rawan

area Pulau Sumatera dengan melihat

kegempaan

berasosiasi Sumatera.

berada Pulau dengan Besar

di

Sumatera

kegempaan akibat pengaruh sesar

sejarah

kegempaan

aktif ini berkisar antara 0-0.9 g untuk

earthquake)

perioda ulang 475 tahun dengan kota

pergerakan tanah (ground motion)

Banda Aceh yang memiliki resiko

dari gempa di masa yang akan datang.

untuk

(historical mengestimasi

terbesar karena berada tepat di atas sesar aktif tersebut, yaitu dengan nilai 15


karakteristik masing-masing sumber gempa yang direpresentasikan dengan nilai percepatan maksimum di batuan dasar dengan perioda ulang tertentu. Kemudian dari hasil estimasi resiko kegempaan masing-masing sumber gempa dilakukan kombinasi dengan bobot yang sesuai untuk mendapatkan ketidakpastian dari lokasi, besarnya gempa dan estimasi pergerakan tanah Gambar 4.3

dengan probabilitas dimana parameter


pergerakan tanah akan terlampui pada

background source

perioda waktu tertentu.

Secara keseluruhan besar rawan kegempaan di Pulau Sumatera yang direpresentasikan

oleh

percepatan

maksimum di batuan dasar untuk perioda

ulang

475

tahun

(10%

terlampaui dalam 50 tahun) adalah berkisar antara 0-0.6 g. Peta rawan kegempaan dari pengaruh seismisitas untuk Pulau Sumatera sangat besar di sepanjang pesisir pantai Barat Pulau

Gambar 4.4

Sumatera

Peta rawan kegempaan kombinasi

sepanjang

dan

terkonsentrasi

pesisir

Barat

di

pantai

semua sumber gempa

Bengkulu sampai ke Lampung dan

Dari hasil estimasi percepatan

Selat Sunda serta semakin berkurang

pergerakan tanah maksimum pada

ke arah sebelah Timur Laut.

peta rawan kegempaan di atas, dapat dilihat bahwa pada gugusan kepulauan

4.4. PSHA : Kombinasi

di sepanjang Barat Pulau Sumatera

Dari hasil pengolahan data pada

memiliki resiko yang cukup besar

masing-masing sumber gempa didapat

dengan kisaran nilai 0.45 g sampai

variasi nilai rawan kegempaan dengan

dengan 0.65 g dengan kerawanan 16


terbesar terletak pada Pulau Enggano.

tersebut

Hal tersebut dikarenakan kerawanan

terhadap intensitas kejadian gempa di

pada

sekitar

gugusan

kepulauan

tersebut

yang

akan

rupture

berpengaruh

area

dari

sesar

memiliki jarak yang sangat dekat

tersebut. Pengaruh kedalaman dari

dengan

rupture area pada sesar tersebut juga

zona

konvergen Indo-

akan menjadi dominan dikarenakan

Australia terhadap lempeng Eurasia

pada mekanisme sesar geser (strike-

yang merupakan zona tektonik yang

slip) kedalaman rupture area adalah

sangat aktif dan memiliki sudut

relatif dangkal dengan magnitudo

subduksi yang relatif landai sehingga

besaran

gempa-gempa yang terjadi banyak

kegempaan yang akan dirasa di

yang

permukaan akan menjadi lebih besar.

tersubduksinya

lempeng

merupakan

gempa

dengan

tertentu

sehingga

rawan

Pada rawan kegempaan Pulau

kedalaman yang dangkal. Pada sepanjang pantai Barat

Sumatera semakin ke Timur Laut akan

Pulau Sumatera juga memiliki rawan

memiliki

kegempaan yang cukup besar, hal ini

berkurang dan mengecil. Hal ini

dapat dilihat pada nilai percepatan

dikarenakan faktor jarak pada masing-

pergerakan tanah maksimum yang

masing sumber

berkisar antara 0.35 g sampai dengan

sudduksi maupun sesar aktif, yang

0.65 g. Besarnya nilai kerawanan pada

semakin jauh sehingga pengaruh dari

sepanjang

keduanyapun

pantai

Barat

Pulau

Sumatera selain dikarenakan pengaruh

nilai

yang

semakin

gempa, baik

akan

itu

semakin

berkurang.

resiko dari zona konvergen subduksi lempeng

Indo-Australia

terhadap

4.5. Kurva Rawan Kegempaan

lempang Eurasia di sepanjang Barat

Hasil dari pengolahan data dan

Pulau Sumatera, juga dikarenakan

estimasi

pengaruh kerawanan dari sesar Besar

dengan

Sumatera yang memanjang sepanjang

probabilistik adalah berupa kurva

Pulau Sumatera yang merupakan sesar

rawan kegempaan (hazard curve)

aktif. Pada sesar Besar Sumatera akan

suatu

memiliki

masing-masing sumber gempa dengan

besar

kerawanan

yang

sangat

peta

kegempaan

menggunakan

daerah

pada

beberapa

segmennya

suatu

dikarenakan

keaktifan

dari

percepatan

sesar

rawan

perioda

analisa

terhadap ulang

maksimum

pengaruh dan di

nilai batuan 17


dasar. Pada kurva yang dihasilkan

lempeng

pada kota Banda Aceh didapat bahwa

bertumbukan. Walaupun jarak antar

untuk probablity of exceedance yang

kedua kota tersebut tidak jauh dari

lebih kecil dari 10% 50 tahun (atau

sumber gempa lain yaitu sesar Besar

-3

Eurasia

namun

yang

saling

frekuensi kejadian tahunan 2x10 )

Sumatera,

akan memiliki pengaruh dominan dari

masing-masing segmen sesar tersebut

sumber gempa yang berasal dari

tidak

aktivitas sesar Besar Sumatera. Hal ini

menghasilkan kerawanan yang tidak

sesuai dengan lokasi kota Banda Aceh

dominan pengaruhnya terhadap kedua

yang memang terletak di atas sesar

kota tersebut.

cukup

aktivitas besar

dari

sehingga

Besar Sumatera segmen sesar Aceh.

Gambar 4.6

Kurva rawan kegempaan kota Padang

Gambar 4.5

Kurva rawan kegempaan kota Banda Aceh Sedangkan sampel lain dari kota besar yang terdapat di Pulau Sumatera dengan nilai kerawanan yang juga cukup besar adalah kota Bengkulu dan Padang. Pada kedua kota tersebut dapat dilihat berdasarkan hasil plot

Gambar 4.7

kurva

Kurva

rawan

keduanya

kegempaan

mendapat

bahwa pengaruh

dominan kerawanan yang berasal dari sumber

gempa

dimana

aktivitas

lempeng

zona

konvergen

subduksi

Indo-Australia

antara

rawan

kegempaan

kota

Bengkulu Kurva rawan kegempaan untuk kota-kota besar lain di Pulau Sumatera dapat dilihat pada lampiran.

terhadap 18


V.

KESIMPULAN DAN SARAN

• Pada

kota

Padang,

tingkat

kerawanan gempa relatif besar dengan

5.1 Kesimpulan

Dari hasil yang telah dilakukan

efek

kegempaan

dominan

yang

rawan

berasal

dari

dalam penelitian Tugas Akhir ini

sumber gempa subduksi lebih besar

dapat

dibandingkan

diambil

kesimpulan

dari

kegempaan

beberapa

buah

estimasi

rawan

Pulau

Sumatera

diantaranya adalah: di

didapatkan Aceh

Pulau bahwa

merupakan

Sumatera kota

kota

berasal

dari

kota

Bandar

Lampung,

tingkat kerawanan gempa relatif besar dengan pengaruh dominan

Banda

berasal dari rawan kegempaan

dengan

yang berasal dari sumber gempa

rawan kegempaan terbesar, disusul

subduksi

kemudian kota Bengkulu, Padang,

rawan kegempaan yang berasal

dan

serta

dari sumber gempa akibat aktivitas

semakin berkurang ke arah Timur

sesar Besar Sumatera dan semakin

Laut Pulau Sumatera.

besar gap untuk perioda ulang

Bandar

Lampung

• Pada kota Banda Aceh, tingkat kerawanan gempa cukup besar dengan

efek

dibandingkan

dengan

lebih dari 2500 tahun. • Pada

kota

Pekanbaru,

tingkat

rawan

kerawanan gempa relatif rendah

kegempaan berasal dari sumber

dengan pengaruh dominan berasal

gempa

dari

sesar

dominan Besar

Sumatera

(fault). •

yang

rawan

sumber gempa sesar. • Pada

• Rawan kegempaan pada kota-kota besar

kegempaan

dengan

Pada

rawan

berasal kota

Bengkulu,

tingkat

subduksi

kegempaan

dari

yang

sumber

gempa

dibandingkan

dengan

kerawanan gempa relatif besar


dengan

rawan


dari

sesar Besar Sumatera walaupun

sumber gempa subduksi lebih besar

jarak ke sumber gempa sesar

dibandingkan

Sumatera

lebih

aktivitas

dari

efek

kegempaan

kegempaan

dominan

yang

berasal

dengan yang

sumber gempa sesar.

berasal

rawan dari

dekat,

namun

sumber

gempa

subduksi lebih besar. 19


• Pada

tingkat


kerawanan gempa relatif rendah


dengan pengaruh dominan berasal

subduksi

dari

yang


sumber

gempa


dibandingkan

dengan

sesar Besar Sumatera yang hampir

kota

Medan,

rawan

berasal

kegempaan

dari

subduksi

rawan kegempaan yang berasal dari sumber gempa akibat aktivitas sesar Besar Sumatera. • Pada

dibandingkan

dengan

tidak berpengaruh sama sekali. • Pada kota Pangkal Pinang, tingkat kerawanan gempa relatif sangat

tingkat

rendah dengan pengaruh dominan

kerawanan gempa rendah dengan


pengaruh dominan berasal dari



subduksi

dari

subduksi


rawan


dari

sesar Besar Sumatera yang hampir

kota

Palembang,

sumber

dibandingkan kegempaan

gempa dengan

yang

berasal

sumber gempa akibat aktivitas

dibandingkan

dengan

tidak berpengaruh sama sekali.

sesar Besar Sumatera yang sangat minim sekali pengaruhnya.

5.2 Saran

tingkat

Beberapa saran dalam penelitian

kerawanan gempa rendah dengan

di masa yang akan datang diantaranya

pengaruh dominan berasal dari

adalah:


• Hasil pemetaan rawan kegempaan

• Pada

dari

kota

Jambi,

sumber

dibandingkan kegempaan

gempa

subduksi

ini dapat dijadikan bahan acuan

rawan

dalam mitigasi maupun aplikasinya

dengan yang

berasal

dari

dalam bidang geoteknik.

sumber gempa akibat aktivitas

• Perlu dilakukan penelitian lebih

sesar Besar Sumatera yang sangat

lanjut tentang rawan kegempaan

minim sekali pengaruhnya.

daerah

lain,

mengingat

bahwa

• Pada kota Tanjung Pinang, tingkat

Indonesia merupakan negara yang

kerawanan gempa relatif sangat

sangat rawan tejadinya bencana

rendah dengan pengaruh dominan 20


gempa bumi karena merupakan

•

zona tektonik aktif. • Data-data

for

mengenai

hasil

Hazard

lanjut

Survey (USGS).

dari

pihak-pihak

terkait •

of

Geological

Hendarto. 2005. Analisa Hazard Gempa

ini dapat berupa data katalog

Menggunakan

rekaman gempa yang lengkap,

Seismic

maupun berupa model atenuasi

Dengan Model Sumber Gempa 3

yang

Dimensi.

memang

diperuntukkan

Pulau

Sumatera Probabilistic

Hazard

khusus untuk kondisi geologi dan

Sipil,

tektonik Indonesia.

Bandung.

Analysis

Departemen Teknik Institut

Teknologi

Natawidjaja,HD.2002.Neotecton ics of Sumatran Fault And

Adnan, A.2005. Seismic Hazard

Paleogeodesy of the Sumatran

Assessment

For

Subduction

Malaysia

Using

Distribution

Peninsular

42,

Institute

Gumbel Jurnal

Method.

Teknologi

Universiti

California

Zone. of

Technology:

California. •

Petersen,MD.2004.Probabilistic

Teknologi Malaysia.

Seismic Hazard Analysis for

Atkinson,G. 1995. New Ground

Sumatera, Indonesia and Across

Motion Relation For Eastern

The

North America. Bull. Seismol.

Peninsula. Tectonophysics 390.

Soc. Am. 85, 17-30. •

(PSHA).

ilmu kegempaan di Indonesia, hal

DAFTAR PUSTAKA

•

Seismic

Analysis

United-States

• •

Probababilistic

penelitian tentang kegempaan lebih sangat diperlukan guna kemajuan

VI.

Harmsen,S.2007.USGS Software

•

Southern

Youngs,RR.

Malaysian

1997.

Strong

Boore, DM. 1997. Equation For

Ground

Estimating Horizontal Response

Relationships For Subduction

Spectra

Zone

And

Peak

Ground

Acceleration For Western North America summary

Earthquake: of

recent

Motion

Earthquakes.

Attenuation Seismol.

Res. Lett. 68, 58-73.

a work.

Seismol. Res. Lett. 68, 154-179. 21


LAMPIRAN

22


gridded

Earthquake catalog

fault

subduction

Fault data

Subduction data

Converting To Mw

Declustering

PSHA software

map

PGA

Hazard map

Lampiran 1. Diagram alir pengolahan data

23


Lampiran 2. Plot seismisitas Pulau Sumatera

Lampiran 3. Time series kegempaan Pulau Sumatera

24


Lampiran 4. Histogram kedalaman terhadap kejadian gempa

Lampiran 5. Histogram magnitudo terhadap kejadian gempa

25


Lampiran 6. Histogram tahun terhadap kejadian gempa

Lampiran 7. Slice section seismisitas Pulau Sumatera

26


Lampiran 8. Peta rawan kegempaan pengaruh subduksi PE 2%50

Lampiran 9. Peta rawan kegempaan pengaruh sesar aktif PE 2%50 27


Lampiran 10. Peta rawan kegempaan pengaruh background source PE 2%50

Lampiran 11. Peta rawan kegempaan kombinasi semua sumber gempa PE 2%50 28


Lampiran 12. Peta rawan kegempaan pengaruh subduksi PE 5%50

Lampiran 13. Peta rawan kegempaan pengaruh sesar aktif PE 5%50 29


Lampiran 14. Peta rawan kegempaan pengaruh background source PE 5%50

Lampiran 15. Peta rawan kegempaan kombinasi semua sumber gempa PE 5%50 30


2% 50 years

5% 50 years

10% 50 years

Banda Aceh 1.01 g

Banda Aceh 0.80 g

Banda Aceh 0.65 g

Medan 0.32 g

Medan 0.22 g

Medan 0.17 g

Pekanbaru 0.27 g

Pekanbaru 0.20 g

Pekanbaru 0.16 g

Padang 0.63 g

Padang 0.49 g

Padang 0.40 g

Bengkulu 0.84 g

Bengkulu 0.66 g

Bengkulu 0.54 g

Palembang 0.12 g

Palembang 0.08 g

Palembang 0.07 g

Bandar Lampung 0.80 g



Jambi 0.10 g

Jambi 0.08 g

Jambi 0.06 g

Pangkal Pinang 0.04 g



Tanjung Pinang 0.05 g



Lampiran 16. Tabel rawan kegempaan tiap kota besar di Sumatera

Lampiran 17. Kurva rawan kegempaan kota Bandar Lampung

31


Lampiran 18. Kurva rawan kegempaan kota Pekanbaru

Lampiran 19. Kurva rawan kegempaan kota Medan

32


Lampiran 20. Kurva rawanan kegempaan kota Palembang

Lampiran 21. Kurva rawan kegempaan kota Jambi

33


Lampiran 22. Kurva rawan kegempaan kota Tanjung Pinang

Lampiran 23. Kurva rawan kegempaan kota Pangkal Pinang

34

Ucapan Terima Kasih

Dari hati yang paling dalam, penulis haturkan beribu-ribu terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu baik secara langsung maupun tidak langsung selama perkuliahan di ITB ini, khususnya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini. Mamah, papah, yang telah berjasa sangat selama hidup penulis, hanya ucapan terimakasih dan doa senantiasa yang dapat penulis berikan, semoga masih diberikan banyak waktu untuk bisa membahagiakan kalian. Adikku seorang, Rendi Ardiansyah, yang senantiasa menemani dan berbagi keceriaan di rumah, semoga cepat menyusul kelulusannya dan sukses selalu. Keluarga besar di Rangkasbitung, Palembang, Bandung, Bogor, atas segala dukungan, doa dan motivasi yang telah diberikan hingga penulis dapat menjadi seperti sekarang dan semoga terus menjadi lebih baik di masa yang akan datang. Bryan Retno Harti Nugroho dan keluarga besar atas support dan motivasi di setengah masa perkuliahan, semoga segala yang terbaik untuk kita berdua selalu. Seluruh jajaran staf dosen departemen GM dan dosen ITB atas segala ilmu yang telah diberikan, semoga ilmu yang telah didapat penulis selama menempuh perkuliahan di ITB akan berguna tidak hanya bagi penulis pribadi tapi juga untuk masyarakat sekitar. Himpunan Mahasiswa Geofisika Meteorologi Oseanografi (HMGM) – Institut Teknologi Bandung, atas segala kesempatan dan persaudaraan seumur hidupnya, HMGM tetap jaya..!! NoGame ITB, terima kasih atas segala kebersamaan, dukungan, semoga hubungan tali silaturahmi kita akan senantiasa terjaga, terutama teman2 sesama ‘pethesis’ seperjuangan: Alan (terima kasih atas segala kebersamaan dan pertemanan sejak tahun pertama kuliah, SLB bo sekarang!!), Bli Dika (kops maneh, terus berjuang cari cewe berbadan big size,heu2..), Ditta (semangadh..semangadh..!!), mang Udin+mba Dila (akur2lah yak, jangan lupa undanganyah :p), Desmon (kali ini pasti bisalah pak,ciayow..!), Haikal (cups, buat forum NoGame lah maneh), Mprat (AS ROMA kita bakal berjaya di musim inih ☺), Ninin (poto Bromonyah bagus,heu2..), Nida (nduuuttt, akhirnyah lulus jugah ☺), Manda Tami (Rock yeaahh!), Yudha (lulusnyah sang asisten kolonel :p), Irlan (Persib nu aing oge mang!), Erli (met lamet bu ☺) [+ aa Gem’a (stop poligami yah a..), Ephi (asiikk jadi om gw!!)]. Aurista Pratiwi as editor merangkap manajer Tim_Beul, Ulandari, Agi Robby, Humesh atas support dan doanya. Ruben (bukan) Onsu, Pak Asrurifak Sipil, dan Stephen Harmsen USGS atas diskusinya. Serikat buruh penghuni lab seismik: Awal, Farid, Bang Roma, Hilboy, Meyman, Aan, Teh Ciwi, Mba Yuyun. Temen2 chat @mig: Winda dodol, Tyas Makasih, Icha DC, Tante Gita, Putu, Qq, Amanda, DD Ola, Lia. Temen2 eks Smunsa Rangkasbitung, SLTPN 266 JKT, SDN 08 Cilincing, TK Al Irsyad Al Islamiyah. rileks.comlabs.itb.ac.id atas sharing pelm dan mp3-nyah.

Semua pihak yang tidak dapat disebut satu persatu atas bantuan dan doanya ☺

PETA RAWAN KEGEMPAAN PULAU SUMATERA BERDASARKAN ANALISA PROBABILISTIK

Recommend Documents