LAPORAN AKHIR PENELITIAN KERJASAMA LUAR NEGERI DAN PUBLIKASI INTERNASIONAL
Tsunami Evacuation System Study, Based on Indonesian Local Condition for Sustainable Tsunami Disaster Mitigation Tahun ke dua dari rencana tiga tahun
Ketua/Anggota Tim Ir. Agus Suharyanto, M.Eng., Ph.D. 0013086108 Dr. Eng. Alwafi Pujiraharjo, ST., MT. 0029087003 Adipandang Yudono, S.Si., MURP. 0027057907 Prof. Dr. Eng. Keisuke Murakami Prof. Dr. Eng. Chikashi Deguchi
Dibiayai oleh : Direktorat Penelitian dan Pengabdian kepada Masyarakat Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, sesuai dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Penugasan Penelitian Kerjasama Luar Negeri dan Publikasi Internasional Nomor: 071/SP2H/PL/DIT.LITABMAS/V/2013, tanggal 13 Mei 2013
UNIVERSITAS BRAWIJAYA Desember 2013
ABSTRAK
Kota Pacitan merupakan salah satu wilayah pemukiman di bagian selatan provinsi Jawa Timur yang menghadap langsung ke samudera Hindia. Di wilayah ini terdapat pertemuan antara lempeng Indo-Australia dan lempeng Eurasia, yang mana bila bertabrakan akan mencari potensi bangkitan tsunami. Berdasarkan kondisi yang ada, diperlukan penelitian untuk mengetahui tingkat kemudahan dari wilayah selatan bagian barat dari provinsi Jawa Timur dalam mendapatkan bencana tsunami. Berdasarkan kejadian tsunami di Banda Aceh pada tanggal 26 Desember 2004, yang mana telah membunuh lebih dari 200.000 manusia, manajemen bencana tsunami menjadi isu yang penting untuk diteliti. Berdasarkan pada penelitian awal, salah satu wilayah di provinsi Jawa Timur yang diprediksi rentan terhadap bencana tsunami ialah kota atau kecamatan Pacitan. Untuk meminimalkan efek dari bencana tsunami, prediksi lokasi genangan berdasarkan model numerik perambatan gelombang dan runup tsunami telah diteliti untuk kecamatan Pacitan. Dalam penelitian ini prediksi area genangan yang disebabkan oleh tsunami telah diteliti. Sistem Informasi Geografis telah digunakan sebagai alat untuk mempredikasi area genangan. Dari hasil penelitian dapat ditunjukkan bahwa model numerik perambatan gelombang dan runup tsunami dapat digunakan untuk memprediksi waktu rambat gelombang dari pusat gempa sampai ke pantai dan elevasi runup dengan baik. Hasil simulai untuk kecamatan Pacitan menunjukkan bahwa waktu rambat gelombang ialah 22 menit dan elevasi runup maksimum ialah 8,5 m. Berdasarkan elevasi runup yang dihasilkan, area genangan akibat tsunami telah dapat dipetakan dengan baik dengan menggunakan teknologi SIG. Dari peta area genangan yang diperoleh dapat disimpulkan bahwa lebih 50% wilayah kecamatan tergenang air tsunami dan jarak terjauh area genagan dari pantai ialah 1,8 km. Berdasarkan peta genangan, data jaringan jalan, dan data kondisi fisik jalan maka dapat dianalis jalur evakuasi yang sesuai. Dengan melihat kondisi bangunan yang ada disepanjang jalur evakuasi dan jumlah penduduk yang ada, maka distribusi dan lokasi shelter dapat ditentukan. Analisis dilakukan dengan dasar data yang berformat GIS. Hasil analisis menunjukkan bahwa hampir seluruh jalan di Pacitan layak untuk jalur evakuasi. Bangunan dengan minimal dua lantai yang ada disepanjang jalur evakuasi sebagian besar layak untuk dijadikan shelter. Dengan melihat jumlah penduduk yang dievakuasi, maka diperlukan tambahan bangunan shelter. Key words: Tsunami, Area genangan, Model numerik, SIG, Jalur evakuasi, Shelter.
iii !
ABSTRACT
Pacitan city represents one of the regions residing in South East Java Province Indonesia about which on direct with Indian Ocean. In this area there is a meeting of plate of Indo-Australia with plate of Eurasia which is if colliding headon potency can generate tsunami. Seeing this existing condition, it is needed a study to know how susceptible level of South East Java Province regional to get disaster of tsunami. Based on the tsunami was occurred in Aceh Indonesia on December 26, 2004 was killed more than 200.000 peoples, the tsunami disaster management become very important to study. One of the studies is how to predict the tsunami runup along shoreline of southern beach of East Java Province Indonesia. According to the geological data, area of east Java Ocean has high potential of earthquake. The history shows that there are many time tsunami occurred in East Java. Based on the initial study, one of the areas predicted as dangerous area for the tsunami is Pacitan city. To minimize the effect of tsunami hazard, prediction of inundation area base on the numerical model simulation of tsunami runup was done for Pacitan city. In this research predicting of inundation area caused by tsunami was studied. GIS was used as tool to predict the inundation area. From this research it can be shown that numerical model of wave and runup elevation of tsunami can be used to predict the time of wave propagation and tsunami runup. From the simulation result it can be concluded that the time of tsunami wave propagation from epicenter to shoreline area is 22 minutes and maximum runup elevation is 8,5 m for Pacitan city. Base on runup elevation, the map of inundation area can be drawn well by using GIS. Base on the inundation map, it can be shown that more than 50% of Pacitan city area is inundated by tsunami and the longest distance of inundation from shoreline to land area is 1,8 km. Base on inundation area map, road network data, and physical condition data the appropriate route evacuation analysis was done. While looking the building condition along predicted evacuation route and population density distribution data, the shelter distribution and location can be done. All the data used in the analysis in the GIS format. The analysis result shown that the almost road segment in Pacitan can be used as evacuation route. Building along evacuation route with construction minimal two floors almost can be used as shelter. But due to the number of population should be evacuated, the number of shelter should be added.
Key words: Tsunami, Inundation area, Numerical model, GIS, Evacuation route, Shelter
iv !
RINGKASAN
Tsunami merupakan salah satu bencana alam yang sangat sulit diprediksi kedatangannya, tetapi mempunyai dampak yang sangat besar. Untuk itu penelitian untuk memprediksi besarnya tsunami guna merencanakan manajemen bencana tsunami sangat diperlukan di wilayah yang rentan terhadap bencana tsunami. Di provinsi Jawa Timur, salah satu wilayah yang rentan terhadap tsunami ialah kecamatan Pacitan. Dalam kesempatan ini penelitian dengan judul Tsunami Evacuation System Study, Based on Indonesian Local Condition for Sustainable Tsunami Disaster Mitigation telah dilaksanakan dan akan dilanjutkan sampai dengan tahun 2014. Penelitian ini bertujuan untuk membangun model numerik perambatan gelombang dan elevasi runup tsunami. Dari model ini akan dapat diprediksi waktu rambat gelombang tsunami dari pusat gempa sampai dengan wilayah pantai dan elevasi runup di garis pantai. Dengan data elevasi runup yang diperoleh akan dapat digambar peta genangan tsunami di kecamatan Pacitan. Penelitian pada tahun pertama ini hanya sampai mendapatkan peta genangan. Berdasarkan data waktu rambat gelombang tsunami, elevasi runup, dan peta genangan yang diperoleh akan dianalisis bagaimana menentukan lokasi evakuasi, jalur evakuasi, lokasi shelter, dan lokasi rambu evakuasi. Analisa ini akan dilalukan pada tahun kedua. Data yang diperlukan untuk membangun model numerik perambatan gelombang dan elevasi runup tsunami antara lain data sejarah gempa, peta rupa bumi, peta bathimetri, dan data kondisi pantai kecamatan Pacitan. Berdasarkan program COMCOT yang dibangun dengan formula Okada, model numerik perambatan gelombang dan elevasi runup tsunami telah dibangun. Data topografi dan bathimetri diubah menjadi DEM. Data topografi dan bathimetri diperoleh dari peta Rupa Bumi Indonesia, Dinas Hidrografi Angkatan Laut, SRTM, dan GEBCO. Untuk mempersatukan sistem koordinat yang ada digunakan WGS 1984. Semua data ditransformasi dalam format SIG. Simulasi tsunami dilakukan pada 4 domain dengan ukuran DEM 60 m x 60 m sampai 500 m x 500 m. Pusat gempa diasumsikan berada pada koordinat – 90 LS, 1110 BT. Dari hasil simulasi menunjukkan bahwa waktu rambat gelombang ialah 22 menit dan elevasi runup makasimum 8,5 m. Bedasarkan elevasi runup ini dapat digambarkan peta genangan yang terjadi. Elavasi runup diplotkan di atas peta topografi, dan didapatlah peta genangan. Dari peta genangan dapat disimpulkan bahwa lebih dari 50% wilayah kecamatan Pacitan akan tergenang tsunami. Jarak terjauh dari garis pantai ke batas genangan di darat ialah 1,8 km. Berdasarkan data waktu tempuh gelombang tsunami, elevasi runup, dan peta genangan ini, maka akan diteliti mitigasi bencana berdasarkan kondisi lokal. Setelah diperoleh peta genangan analisis jalur evakuasi dapat dilakukan. Dengan menambah data jaringan jalan dan data kondisi fisik jalan kemudian dilakukan analisis jalur evakuasi yang sesuai dengan kondisi lokal. Semua data yang digunakan berformat GIS. Analisis dilakukan dengan melihat lebar jalan, kondisi lapisan perkerasan jalan, dan kapasitas jalan untuk evakuasi. Analisis v !
skoring dengan SIG dilakukan untuk memprediksi jalur evakuasi. Hasil analisis menunjukkan bahwa sebagian besar jalan di kota Pacitan layak digunakan untuk jalur evakuasi. Dalam proses evakuasi, diperlukan shelter untuk menyelamatkan diri dari gelombang tsunami yang datang sebelum mencapai lokasi evakuasi. Distrubusi dan lokasi shelter dianalis berdasarkan data distribusi penduduk dan jarak antara rumah dengan lokasi evakuasi. Sedangkan kelayakan bangunan yang ada sepanjang jalur evakuasi untuk dijadikan shelter dianalisis berdasarkan data kondisi bangunan, aksesibilitas, luas lantai, dan tinggi bangunan. Dari hasil analisis menunjukkan bahwa lebih dari 50% bangunan dengan tinggi minimal dua lantai yang ada di sepanjang jalur evakuasi dapat digunakan sebagai shelter. Berdasarkan jumlah penduduk yang harus dievakuasi, maka jumlah shelter dari bangunan yang ada perlu ditambah di beberapa tempat.
vi !
SUMMARY
Tsunami is one of natural hazard which is very difficult to predict when they will come, but they have very big impact. Therefore, research to predict the runup of tsunami will be necessary relating to plan the management of tsunami mitigation in the area susceptible with tsunami hazard. One of area susceptible with tsunami hazard in east Java Province is Pacitan city. In this year, research in title Tsunami Evacuation System Study, Based on Indonesian Local Condition for Sustainable Tsunami Disaster Mitigation was done and will be continue until 2014. This research have purpose to develop the numerical model of tsunami wave propagation and runup. From the developed model, the travel time of tsunami wave from epicenter to shoreline and runup elevation can be predicted. Base on predicted runup elevation, the inundation map of Pacitan city can be drawn. In the first year, the research was done until found the inundation map. Base on the tsunami wave travel time, runup elevation, and inundation map data the research how to decide the evacuation area, evacuation route, shelter location, and evacuation sign board location will be done. This research will be done on the second year. Earthquake historical data, topographic map, bathymetry map, and shoreline condition of Pacitan city data are need as input data to the numerical model of tsunami wave propagation and runup simulation. Tsunami source in COMCOT is modeled base on Okada’s formulae used as basic numerical model of tsunami wave propagation and runup. Topographic and bathymetric data was transformed as DEM. Topographic and bathymetric data was collected from Indonesian Topographic map and Marine Indonesian Army, SRTM, and GEBCO. To make synchronize, all map data was transformed in one coordinate system using WGS 1984 datum. All data was transformed in GIS format. The tsunami simulation was done in four domains with grid size of DEM from 60 m x 60 m to 250 m x 250 m. The location of epicenter was assumed in coordinate – 90 S, 1110 E. From the simulation result, it can be shown that travel time of tsunami wave is 22 minutes and maximum of runup elevation is 8,5 m. Base on the runup elevation, it can be drawn the tsunami inundation map of Pacitan city. The inundation area can be obtained by plotting the maximum tsunami runup over the topographic map. From the inundation map it can be shown more than 50% of Pacitan area inundated by tsunami. The longest inundation distance is about 1,8 km from the shoreline. Due to the tsunami wave travel time, runup elevation, and inundation map the research of tsunami mitigation base on the local condition will be done. After inundation map can be drawn, the analysis of evacuation route can be done. By using the road network and road physical condition data, the evacuation route can be predicted base on the local condition. All of data using in this analysis is in the GIS format. The analysis method is based on the road width, road overlaid condition, and road capacity for pedestrian. Analysis using scoring method by GIS was done to predict the route evacuation. From the analyzed result it can be shown that almost road segment in Pacitan city is suitable used as evacuation route. During evacuation process, shelter is need to safe from tsunami wave before arriving in the evacuated location. The vii !
DAFTAR PUSTAKA Agus Suharyanto, 2008. The Tsunami Disaster Management along Shoreline of Southern Beach of East Java Province Indonesia, Symposium of Tsunami Disaster Mitigation – Miyazaki Japan 19-21 Oktober 2008 Chen, Q., Kirby, J.T., Dalrymple, R.A., Kennedy, A.B., and Chawla, A. 2000. Boussinesq modeling of wave transformation, breaking, and runup. II: 2D, J. Waterway, Port, Coast, and Ocean Engineering, ASCE, 126(1), 48-56. Committee of Coastal Engineering (1994) "Coastal Wave Motion", Japan Society of Civil Engineers, pp.520. Horillo, J., Kowalik, Z., and Shigihara, Y. 2006. Wave dispersion study in The Indian Ocean Tsunami of December 26, 2004, Science of Tsunami Hazards, 25(1), 42-63. Imamura, F., and Shuto, N. (1989). Tsunami propagation simulation by use of numerical dispersion. International Symposium on Computational Fluid Dynamics, 390 – 395. Kennedy, A.B., Chen, Q., Kirby, J.T., and Dalrymple, R.A. 2000. Boussinesq modeling of wave transformation, breaking, and runup. I: 1D, J. Waterway, Port, Coast, and Ocean Engineering, ASCE, 126(1), 39-47. Legget, S. M. (2006). Modeling tsunami impacts on the Western Australian coast. The University of Western Australia. Lynett, P., and Liu, P.L.-F. 2002. A numerical study of submarine landslide generated waves and runup, Proc. R. Society London, 458, 2885-2910. Mansinha, L., & Smylie, D. E. (1971, October). The Displacement Fields of Inclined Faults. Bulletion of the Seismological Society of America, Vol.61, No.5 , pp. 1433 - 1440. Okada, Y. (1985, August). Surface Deformation Due to Shear and Tensile Faults in a Half-space. Bulletin of the Seismological Society of America, Vol.75, No.4 , pp. 1135 - 1154. Wang, X. (2009). User Manual for COMCOT Version 1.7. Wei, G. and Kirby, J.T. 1995. Time-dependent numerical code for extended Boussinesq equations, J. Waterway, Port, Coast, and Ocean Engineering, ASCE, 121(5), 251-261. 65
