ANALISIS SEISMIC HAZARD PADA BATUAN DASAR UNTUK INDONESIA BAGIAN TIMUR PADA T = 0, T = 0.2 DAN T = 1 DETIK DENGAN PERIODE ULANG 500 TAHUN
TUGAS AKHIR SEBAGAI SALAH SATU SYARAT UNTUK MENYELESAIKAN PENDIDIKAN SARJANA TEKNIK DI PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
Oleh
INDRA HAEDAR NASIR 15002003
RENGGO GINANJAR 15002029
PEMBIMBING
Ir. Masyhur Irsyam, MSE, PhD
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK SIPIL DAN LINGKUNGAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
TUGAS AKHIR ANALISIS SEISMIC HAZARD PADA BATUAN DASAR UNTUK INDONESIA BAGIAN TIMUR PADA T = 0, T = 0.2 DAN T = 1 DETIK DENGAN PERIODE ULANG 500 TAHUN Oleh
INDRA HAEDAR NASIR 15002003
RENGGO GINANJAR 15002029
DISETUJUI oleh PEMBIMBING
Ir. Masyhur Irsyam, MSE, PhD NIP. 131 414 791
MENGETAHUI
KELOMPOK KEPAKARAN GEOTEKNIK SIPIL KOORDINATOR TUGAS AKHIR
PROGRAM STUDI TEKNIK
Dr. Ir. ENDRA SUSILA NIP. 132 163 853
Dr. Ir. HERLIEN DWI SETIO NIP. 131 121 658
BANDUNG, 1 DESEMBER 2007
KETUA
KATA PENGANTAR RENGGO GINANJAR Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas limpahan kasih sayang dan karunia yang telah diberikan sehingga terselesaikannya tugas akhir ini. Pada kesempatan kali ini saya hendak mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada semua pihak yang terkait dalam penyelesaian tugas akhir ini yaitu: 1. Ayah dan Ibu yang telah memberikan curahan kasih sayang tiada henti dan senantiasa mendukung dalam penyelesaian tugas akhir ini. 2. Ir. Masyhur Irsyam MSE, Ph.D dan Dony Triananda Dangkua, ST, MT yang telah membimbing penulis. 3. Prof.Dr. Ir. Aziz Djajaputra dan Dr.Ir Endra Susila yang telah menguji dalam seminar dan sidang tugas Akhir 4. Staf Rumah C LAPI ITB 5. HIMPUNAN MAHASISWA SIPIL (HMS) ITB 6. Seluruh staf PT. Dinamaritama Konsultan Rekayasa dimana pertama kali saya belajar bekerja dan banyak memberikan masukan kepada saya tentang kedisiplinan, kemandirian dan kerjasama tim. 7. Rekan-rekan sesama alumni SMUN 54 JAKARTA yang juga telah menumbuhkan motivasi saya untuk segera menyelesaikan tugas akhir ini. 8. Teman-teman satu kost di Dago Asri; Faqih, Rico, Rizfarendo, Ari, Bagus, Ryan, Alfan, Rangga, Bayu, Iqbal, Eki, Rindang, Wulan, Putri, Bimby, Silmi dan temanteman lain yang tidak dapat disebutkan namanya satu-persatu. 9. Mas Didit, Mbak Ratih, Mas Tio, Mbak Hani dan Saudara-saudara yang lain. Karena pihak-pihak yang telah disebutkan inilah saya bisa menyelesaikan tugas akhir ini sekaligus program sarjana yang telah ditempuh untuk menjadikan saya dewasa, berguna bagi diri sendiri maupun orang lain, mandiri, disiplin dan menghargai orang lain. Akhir kata, tugas akhir ini terutama sekali saya dedikasikan kepada pembangunan tanah air tercinta, Indonesia. Terima kasih.
ii
KATA PENGANTAR INDRA HAEDAR NASIR “Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, silih bergantinya malam dan siang, bahtera yang berlayar di laut membawa apa yang berguna bagi manusia, dan apa yang Allah turunkan dari langit berupa air, lalu dengan air itu Dia hidupkan bumi sesudah mati (kering)-nya dan Dia sebarkan di bumi itu segala jenis hewan, dan pengisaran angin dan awan yang dikendalikan antara langit dan bumi; sungguh (terdapat) tanda-tanda (keesaan dan kebesaran Allah) bagi kaum yang memikirkan” (QS. Al Baqarah, 2:164) Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan. (QS. Alam Nasyrah, 94:6) Dan hanya kepada Tuhanmulah hendaknya kamu berharap. (QS. Alam Nasyrah, 94:8)
Tugas akhir ini dipersembahkan untuk: Alloh Subhanahu wa Ta’ala.Tiada Illah yang berhak disembah kecuali Dia semata . Alloh-lah di balik segala tujuan dan Dia sebaik-baik penolong. Ucapan Terima Kasih kepada: Ayah dan Ibu, orang yang penulis sangat cintai setelah Alloh dan Rasul-Nya. Mereka telah berjuang keras membesarkan penulis dengan tulus, sehingga berkat Alloh kemudian mereka penulis dapat menyelesaikan kuliah di teknik sipil ITB. Ir. Masyhur Irsyam MSE, Ph.D dan Dony Triananda Dangkua, ST, MT yang telah membimbing penulis. Prof.Dr. Ir. Aziz Djajaputra dan Dr.Ir Endra Susila yang telah menguji dalam seminar dan sidang tugas Akhir Adik-adik penulis : Fachri Nugraha, Ariq Shafiq Mahmud, Muhammad Hasby Ashiddiqy yang telah memberikan bantuan baik moril maupum materiil. Renggo Ginanjar yang telah menjadi partner Tugas Akhir Keluarga dari ayah dan keluarga dari Ibu, terima kasih atas segala bantuannya. Keluarga di Tamansari Bandung .terimakasih atas segala bantuannya Teman-teman seperjuangan di teknik sipil ITB: Eka, Agroma, Susman, Wildan , Sony, Azis Dony dan teman-teman lainnya yang tidak bias penulis sebutkan satu-persatu. Staf tata usaha teknik sipil ITB: Pak Agus Solihin, Ibu Titktik, Pak Ucin, dan staf tata usaha lainnya
i
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ABSTRAK DAFTAR ISI DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL
i iii v vii viii x
BAB I PENDAHULUAN 1.1 PENDAHULUAN 1.2 MAKSUD DAN TUJUAN 1.3 DESKRIPSI STUDI 1.4 RUANG LINGKUP STUDI 1.5 SISTEMATIKA PENULISAN LAPORAN
I-1 I-2 I-2 I-2 I-3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM II-1 2.2 LEMPENG TEKTONIK II-3 2.2.1 Pergerakan Lempeng II-4 2.2.2 Zona Gempa Subduksi II-6 2.2.3 Zona Gempa Transformasi II-7 2.2.4 Zona Gempa Difusi II-7 2.3 TATANAN TEKTONIK INDONESIA II-8 2.3.1 Perkembangan Tatanan Teknonik Indonesia II-8 2.4 PRODUK TUMBUKAN LEMPENG INDONESIA II-10 2.5 AKTIVITAS KEGEMPAAN INDONESIA II-13 2.6 PERAMBATAN GELOMBANG GEMPA KE BATUAN DASAR II-14 2.7 UKURAN GEMPA II-16 2.7.1 Intensitas Gempa II-16 2.7.2 Magnitude Gempa II-17 2.8 FUNGSI ATENUASI II-20 2.9 ANALISIS SEISMIC HAZARD DENGAN “TOTAL PROBABILTY THEOREM” II-26 2.10 ANALISIS RESIKO GEMPA II-30 2.11 HASIL ANALISIS DARI BEBERAPA SUMBER LAIN II-31 2.11.1 Shah dan Boen (1996) II-31 2.11.2 Kertapati (1999) II-32 2.11.3 Firmansjah dan Irsyam (1999) II-34 2.11.4 Najoan (1999,2004) II-35 2.11.5 SK-SNI -03-1726 II-36 2.11.6 Global Seismic Hazard Assesment Program (GSHAP) United States Geological Survey (USGS,2004) II-36
v
BAB III METODOLOGI 3.1 PENENTUAN LOKASI STUDI 3.2 PENGUMPULAN DATA GEMPA 3.3 PENGOLAHAN DATA GEMPA 3.3.1 Konversi Skala Magnitude 3.3.2 Analisis Dependency ( Pemisahan Main Shock-After Shock) 3.3.3 Kelengkapan Data (catalog Completeness) 3.4 PEMODELAN ZONA SUMBER GEMPA 3.5 PENENTUAN PARAMETER GEMPA UNTUK INPUT ESPEKTRA 3.6 PENENTUAN PERCEPATAN SPEKTRA PADA BATUAN DASAR BAB IV ANALISIS SEISMIC HAZARD 4.1 PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA GEMPA 4.2 PEMODELAN ZONA SUMBER GEMPA 4.2.1 Zona Subduksi 4.2.2 Zona Transformasi 4.2.3 Zona Difusi 4.3 PARAMETER GEMPA 4.3.1 Penetuan a-b value 4.3.2 Penentuan Magnitude Maksimum 4.4 PENENTUAN PERCEPATAN SPEKTRA 4.5 PEMETAAN PERCEPATAN SPEKTRA
IV-1 IV-2 IV-4 IV-9 IV-10 IV-11 IV-11 IV-17 IV-20 IV-21
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 KESIMPULAN 5.2 SARAN
V-1 V-2
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
vi
III-1 III-2 III-3 III-3 III-3 III-5 III-6 III-7 III-8
DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A: DATA GEMPA UTAMA MW > 5 Tahun (1899-2006) LAMPIRAN B: CATALOGUE COMPLETENESS LAMPIRAN C: CONTOH INPUT DAN OUTPUT PROGRAM “CALCRATE” (WEICHERT) LAMPIRAN D: CONTOH INPUT DAN OUTPUT PROGRAM “HN” (KIJKO – SELLEVOL) LAMPIRAN E: CONTOH INPUT DAN OUTPUT PROGRAM “ESPECTRA 3” LAMPIRAN F: OUTPUT PROGRAM “ESPECTRA 3” LAMPIRAN G: CONTOH INPUT DAN OUTPUT PROGRAM “WTBACK 10”
vii
DAFTAR GAMBAR Gambar 2. 1 Ilustrasi Pusat Gempa Dalam Tanah Atau Batuan (USGS) II-2 Gambar 2. 2 Struktur Lapisan Dalam Bumi (Encarta 2006) II-3 Gambar 2. 3 Ilustrasi Interaksi Lempeng Tektonik (Wikipedia) II-5 Gambar 2. 4 Ilustrasi Mekanisme Pergerakan Lempeng (Wikipedia) II-5 Gambar 2. 5 Ilustrasi Zona Gempa Subduksi (Wikipedia) II-7 Gambar 2. 6 Ilustrasi Patahan/Fault (USGS) II-7 Gambar 2. 7 Peta Perkembangan Tektonik Indonesia (USGS) II-10 Gambar 2. 8 Tatanan Tektonik Indonesia (USGS) II-13 Gambar 2. 9 Tatanan Tektonik Indonesia (Bolt,1999) II-13 Gambar 2. 10 Aktivitas Kegempaan Indonesia Bagian Timur 1899-2006 II-14 Gambar 2. 13 Hubungan Skala Magnitude (Campbell, K.W,1985) II-20 Gambar 2. 14 Regresi Linear a-b Parameter (Sumber: Hasil Perhitungan) II-28 Gambar 2. 15 Zona Gempa Indonesia Menurut Shah & Boen II-32 Gambar 2. 16 Peta gempa Indonesia Menurut Shah & Boen(1996) II-32 Gambar 2. 17 Zona Sumber Gempa Wilayah Indonesia (Kertapati, 1999) II-33 Gambar 2. 18 Peta Gempa Indonesia Menurut Kertapati (1999) II-33 Gambar 2. 19 Zona Gempa Indonesia Menurut Firmansjah & Irsyam (1999) II-34 Gambar 2. 20 Peta Gempa Indonesia Menurut Firmansjah & Irsyam (1999) II-34 Gambar 2. 21 Peta Gempa Indonesia Menurut Najoan (2004) II-35 Gambar 2. 22 Peta Gempa Indonesia (SNI 03-1726-2003) II-36 Gambar 2. 23 Peta Gempa Indonesia Menurut GSHAP USGS II-37 Gambar 3. 1 Metodologi Tugas Akhir III-1 Gambar 3. 2 Batas Lokasi Studi (Lintang; Bujur) III-2 Gambar 3. 3 Kriteria Time and Distance Windows III-4 Gambar 3. 4 Analisis Kelengkapan Data Gempa III-6 Gambar 4. 1 Sebaran Episenter Gempa Utama IV-2 Gambar 4. 2 Zona Sumber Gempa IV-3 Gambar 4. 3 Zona Flores IV-5 Gambar 4. 4 Zona Laut Banda IV-5 Gambar 4. 5 Zona Seram IV-6 Gambar 4. 6 Zona Papua IV-6 Gambar 4. 7 Zona Sulawesi Utara IV-7 Gambar 4. 8 Zona Sangihe IV-7 Gambar 4. 9 Zona Selat Maluku IV-8 Gambar 4. 10 Zona Halmahera IV-8 Gambar 4. 11 Zona subduksi Indonesia Bagian Timur IV-9 Gambar 4. 12 Zona Trasnformasi dan Difusi Indonesia Bagian timur IV-10 Gambar 4. 13 Zona Sumber Gempa IV-11 Gambar 4. 14 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Flores-Nusa Tenggara, dan Laut Banda IV-12 Gambar 4. 15 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intraslab Flores-Nusa Tenggara, dan Laut Banda IV-13 Gambar 4. 16 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Seram, Papua, Sulawesi Utara IV-13
viii
Gambar 4. 17 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intraslab Seram, Papua, Sulawesi Utara IV-14 Gambar 4. 18 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Sangihe dan Halmahera IV-14 Gambar 4. 19 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intrasalab Sangihe dan Halmahera IV-15 Gambar 4. 20 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Selat Maluku IV-15 Gambar 4. 21 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intraslab Selat Maluku IV-16 Gambar 4. 22 Grafik Parameter Gempa Zona Tranformasi Terera-Aiduna IV-16 Gambar 4. 23 Grafik Parameter Gempa Zona Difusi Memberamo IV-17 Gambar 4. 24 Percepatan Spektral Pada T = 0 detik IV-22 Gambar 4. 25 Percepatan Spektral Pada T = 0.2 detik IV-23 Gambar 4. 26 Percepatan Spektral Pada T = 1 detik IV-24
ix
DAFTAR TABEL Tabel 2. 1 Nilai Koefisien Fungsi Atenuasi Untuk M < 6.5 Menurut K. Sadigh Tabel 2. 2 Nilai Koefisien Fungsi Atenuasi Untuk M >6.5 Menurut K. Sadigh Tabel 2. 3 Nilai Koefisien Fungsi Atenuasi Menurut Joyner-Boore-Fumal (1997) Tabel 2. 4 Nilai Vs untuk berbagai jenis tanah Tabel 2. 5 Contoh Perhitungan a-b Parameter Tabel 4. 1 Magnitude Maksimum Tiap Zona Gempa Tabel 4. 2 Parameter Tiap Zona Gempa dengan Metode Weichert
x
II-23 II-23 II-25 II-25 II-28 IV-4 IV-19
