30/05/2012
MITIGASI BENCANA GEMPABUMI
Dr. H. Kirbani Sri Brotopuspito Pusat Studi Bencana Universitas Gadjah Mada
BENCANA GEMPABUMI • Apakah gempabumi itu ? Gempabumi adalah pergeseran tiba-tiba akibat patahnya lapisan tanah di bawah permukaan bumi. Seketika pergeseran ini terjadi, timbul getaran yang disebut gelombang seismik. Gelombang ini menjalar menjauhi fokus pusat terjadinya gempa ke segala arah di dalam bumi. Ketika gelombang ini mencapai permukaan bumi, getarannya bisa merusak atau tidak, tergantung pada kekuatan sumber, jarak episenter, dan kedalaman fokus, disamping itu juga mutu bangunan dan mutu tanah dimana bangunan itu berdiri.
1
30/05/2012
Macam-macam patahan / fault
- Normal Fault - Thrust / Reverse Fault - Lateral Fault / Strike Slip
T
P •
T
P
T •
P
SURVEI DAN PEMETAAN DAERAH RAWAN BENCANA GEMPABUMI • Dimanakah gempabumi terjadi ? Gempabumi dapat terjadi dimanapun di bumi ini, tetapi umumnya gempabumi terjadi di sekitar batas lempeng tektonik yang disekitarnya terdapat banyak sesar / patahan aktif. Titik tertentu di sepanjang sesar yang merupakan sumber dan tempat dimulainya gempa disebut fokus atau hyposenter dan titik di permukaan bumi yang tepat di atasnya disebut episenter.
2
30/05/2012
SURVEI DAN PEMETAAN DAERAH RAWAN BENCANA GEMPABUMI • Lapisan litosfir bumi terdiri atas lempenglempeng tektonik yang kaku dan terapung di atas batuan yang relatif tidak kaku. Daerah pertemuan dua lempeng atau lebih kita sebut sebagai plate margin atau batas lempeng. Di sekitar daerah tersebut, biasanya terdapat banyak sesar aktif yang berpotensi sebagai sumber gempabumi.
SURVEI DAN PEMETAAN DAERAH RAWAN BENCANA GEMPABUMI • Kapan gempabumi terjadi ? Gempabumi dapat terjadi kapan saja, tanpa mengenal musim. Sampai dengan saat ini para ahli gempabumi (seismologist) belum dapat meramalkan secara tepat kapan terjadinya gempabumi.
3
30/05/2012
SURVEI DAN PEMETAAN DAERAH RAWAN BENCANA GEMPABUMI • Siapa yang mempelajari gempabumi ? • Seismologist adalah ilmuwan yang mempelajari gempabumi. Mereka menggunakan peralatan yang disebut seismograf untuk mencatat gerakan tanah dan mengukur besar / kekuatan suatu gempa.
SURVEI DAN PEMETAAN DAERAH RAWAN BENCANA GEMPABUMI
• Seismograf memantau gerakan-gerakan bumi mencatat / merekam , dan menggambarnya dalam bentuk seismogram. • Gelombang seismik, atau getaran, yang terjadi selama gempabumi terjadi, tergambar sebagai garis bergelombang seismogram. • Seismologist mengukur garis-garis ini dan menghitung besaran gempa. Seismologist menggunakan skala Richter untuk menggambarkan kekuatan magnitudo / energi sumber gempabumi, dan skala Mercalli untuk menunjukkan kekuatan intensitas gempabumi atau pengaruh / akibat gempabumi terhadap tanah, gedung dan manusia.
4
30/05/2012
SKALA MAGNITUDO / ENERGI GEMPABUMI – SKALA RICHTER • • • •
Ms = log A + 1.656 log D + 1.818 Ms SKALA RICHTER A Amplitudo getaran tanah dalam micron D Jarak stasion seimpograf ke episenter dalam derajat (360derajat = 40 000 km) • Perbedaan 1 SKALA RICHTER artinya energi sumber gempa bumi berlipat 30 X • Perbedaan 4 SKALA RICHTER artinya energi sumber gempa bumi berlipat 30 X 30 X 30 X 30 = 810 000 X
SKALA KEKUATAN GEMPABUMI MODIFIED MERCALLY INTENSITY MMI (KUALITATIF) PGA (KUANTITATIF) INTENSITAS dan KETERANGANnya: I. II.
III.
Getaran tidak dirasakan kecuali dalam keadaan luar biasa oleh beberapa orang. Getaran dirasakan oleh beberapa orang, benda-benda ringan yang digantung bergoyang. Getaran dirasakan nyata dalam rumah, terasa getaran seakan-akan ada truk berlalu.
5
30/05/2012
SKALA KEKUATAN GEMPABUMI MODIFIED MERCALLY INTENSITY (MMI) IV.Pada siang hari dirasakan oleh orang banyak dalam rumah, diluar oleh beberapa orang terbangun, gerabah pecah, jendela/pintu gemerincing dan dinding berbunyi. V.Getaran dirasakan oleh hampir semua penduduk, orang banyak terbangun, gerabah pecah, jendela dan sbb pecah, barangbarang terpelanting, tiang-tiang dan lain-lain barang besar tampak bergoyang, bandul lonceng dapat berhenti.
SKALA KEKUATAN GEMPABUMI MODIFIED MERCALLY INTENSITY (MMI) VI.Getaran dirasakan oleh semua penduduk kebanyakan semua terkejut dan lari keluar, plester dinding jatuh dan cerobong asap pada pabrik rusak, kerusakan ringan. VII.Tiap-tiap orang keluar rumah. Kerusakan ringan pada rumah-rumah dengan bangunan dan kontruksi yang baik sedangkan pada bangunan dengan kontruksi kurang baik terjadi retak-retak kemudian cerobong asap pecah. Terasa oleh orang yang naik kendaraan.
6
30/05/2012
SKALA KEKUATAN GEMPABUMI MODIFIED MERCALLY INTENSITY (MMI) VIII.Kerusakan ringan pada bangunan dengan kontruksi yang kuat. Retak-retak pada bangunan yang kuat, dinding dapat lepas dari rangka rumah, cerobong asap dari pabrikpabrik dan monumen-monumen roboh, air menjadi keruh. IX.Kerusakan pada bangunan yang kuat rangka-rangka rumah menjadi tidak lurus banyak retak-retak pada bangunan yang kuat. Rumah tampak agak berpindah dari pondamennya. Pipa-pipa dalam rumah putus.
SKALA KEKUATAN GEMPABUMI MODIFIED MERCALLY INTENSITY (MMI) X.Bangunan dari kayu yang kuat rusak; rangkarangka rumah lepas dari pondamennya; tanah terbelah; rel melengkung; tanah longsor ditiap-tiap sungai dan ditanah-tanah yang curam. XI.Bangunan-bangunan hanya sedikit yang tetap berdiri. Jembatan rusak, terjadi lembah. Pipa dalam tanah tidak dapat dipakai sama sekali; tanah terbelah; rel melengkung sekali.
7
30/05/2012
SKALA KEKUATAN GEMPABUMI MODIFIED MERCALLY INTENSITY (MMI)
XII. Hancur sama sekali. Gelombang tampak pada permukaan tanah. Pemandangan menjadi gelap. Bendabenda terlempar ke udara.
GEMPABUMI BENCANA TSUNAMI • TSUNAMI adalah gelombang laut pasang akibat terjadinya gempabumi di dasar laut dengan kekuatan yang cukup besar (M>5), dapat juga akibat letusan gunungapi di laut (Krakatau 1883), dan longsoran tebing di pantai laut / danau • TSUNAMI pada umumnya diakibatkan oleh mekanisme sesar naik dan sesar turun, sedangkan sesar geser sangat jarang mengakibatkan terjadinya tsunami • Berasal dari Bahasa Jepang TSU = pelabuhan ; NAMI = gelombang
8
30/05/2012
MITIGASI BENCANA GEMPABUMI DAN TSUNAMI • PADA UMUMNYA BENCANA GEMPABUMI DAN TSUNAMI TERJADI DALAM WAKTU YANG RELATIF PENDEK, DALAM KAWASAN YANG RELATIF TIDAK TERLALU LUAS, TETAPI AKIBATNYA DAPAT SANGAT FATAL • SEHINGGA DIPERLUKAN SISTEM PENGELOLAAN YANG CERDAS UNTUK DAPAT MEMITIGASINYA SURVEI DAN PEMETAAN PEMANTAUAN KONTINU & PERINGATAN DINI ANALISIS KOMPREHENSIF KEPUTUSAN TINDAKAN TEPAT (MATRIKS) EVALUASI UNTUK PERBAIKAN
SURVEI DAN PEMETAAN BENCANA GEMPABUMI DAN TSUNAMI PENGUMPULAN DATA GEMPABUMI DAN TSUNAMI: LOKASI (LINTANG, BUJUR, DAN KEDALAMAN) GEMPABUMI MAGNITUDO GEMPABUMI JENIS SESAR/PATAHAN PENYEBAB TERJADINYA GEMPABUMI PEMBUATAN PETA SEISMITAS PEMBUATAN PETA RAWAN TSUNAMI
9
30/05/2012
CONTOH MATRIKS BENCANA vs TINDAKAN BENCANA TINGKAT I
BENCANA TINGKAT II
BENCANA TINGKAT III
BENCANA TINGKAT IV
MUBAZIR
MUBAZIR 1/2
MUBAZIR 1/4
TEPAT
TINDAKAN TINGKAT IV
MUBAZIR 1/2 MUBAZIR 1/4
MUBAZIR 1/4
TEPAT
1/4 FATAL 1/2 FATAL
TINDAKAN TINGKAT III
TEPAT
TEPAT 1/4 FATAL
1/4 FATAL 1/2 FATAL
FATAL
BENCANA >< TINDAKAN
TINDAKAN TINGKAT II TINDAKAN TINGKAT I
ISIAN MATRIKS BENCANA GEMPABUMI vs TINDAKAN • • • •
Bencana I Bencana II Bencana III Bencana IV
• • • •
Tindakan I Tindakan II Tindakan III Tindakan IV
: Gempabumi kecil : Gempabumi sedang : Gempabumi besar : Gempabumi sangat besar (catastrophic) : Tidak ada tindakan apa-apa : Peringatan untuk Waspada : Evakuasi Sementara : Evakuasi Permanen / Penataan Ulang Pemanfaatan lahan
10
30/05/2012
ISIAN MATRIKS BENCANA TSUNAMI vs TINDAKAN • • • •
Bencana I Bencana II Bencana III Bencana IV
• • • •
Tindakan I Tindakan II Tindakan III Tindakan IV
: Tsunami kecil : Tsunami sedang : Tsunami besar : Tsunami sangat besar (catastrophic) : Tidak ada tindakan apa-apa : Peringatan untuk Waspada : Evakuasi Sementara : Evakuasi Permanen / Penataan Ulang Pemanfaatan lahan
11
30/05/2012
PERCEPATAN GETARAN TANAH MAKSIMUM (PGA) AKIBAT GEMPABUMI
KIRBANI SRI BROTOPUSPITO LABORATORIUM GEOFISIKA FMIPA UGM
[email protected] dan
[email protected]
Definisi • Peak Ground Acceleration (PGA), Percepatan Getaran Tanah Maksimum akibat gembabumi adalah: Percepatan getaran tanah maksimum yang terjadi pada suatu titik pada posisi tertentu dalam suatu kawasan yang dihitung dari akibat semua gempabumi yang terjadi pada kurun waktu tertentu dengan memperhatikan besar magnitudo dan jarak hiposenternya, serta periode dominan tanah di mana titik tersebut berada.
12
30/05/2012
Makin lama kurun waktu makin tinggi PGA
• Gempabumi dengan magnitudo skala richter besar hanya terjadi dalam kurun waktu yang lama • Makin vital bangunan harus dibangun dengan daya tahan yang mampu terhadap PGA yang tinggi ini juga berarti harus memperhitungkan kejadian gempabumi dengan magnitudo skala richter besar yang terjadi dalam kurun waktu yang lama. • Misalnya PLTN harus dibangun dengan memperhatikan kejadian luarbiasa dalam kurun waktu 1000 000 tahun.
PGA MMI IMM = 3,66 log (PGA) – 1,66 IMM = Intensitas Getaran Tanah dalam (dalam skala MMI) PGA = Peak Ground Acceleration (dalam gal) PGA 10 gal II MMI PGA 100 gal V MMI PGA 400 gal VII MMI PGA 650 gal VIII MMI PGA 900 gal IX MMI
13
30/05/2012
RUMUS PGA McGuire (1974 dalam Lomnitz and Rosenblueth, 1976; and 1993, Fauzi, 2000)
PGA = b1 [10 ^ b2Ms] [{R + 25} ^ (-b3)] Di mana:
PGA = Peak Ground Acceleration dalam gal b1 = 472.3 tetapan empiris 1 b2 = 0.278 tetapan empiris 2 b3 = 1.301 tetapan empiris 3 Ms = magnitudo gelombang permukaan = -8.545 + 1.201 mb (Thenhaus et al, 1993) Mb = magnitudo gelombang badan R = jarak hypocenter ke titik pengamat
94
o
o
o
96
o
98
o
100
o
102
104
o
o
106
o
108
110
o
112
o
o
114
o
116
o
118
120
o
o
122
o
124
o
126
o
128
130
o
o
132
o
134
o
136
138
o
140
o
o
10
8
o
6
o
10
0
80
200
400
8
o
6
o
4
o
2
o
Kilometer
Banda Aceh 1
4
o
2
o
2
3
4
5
6
4
3
2
1
Manado Ternate
Pekanbaru
0
5
1
o Samarinda
2
o
4
o
2
3
4
Palu
2
3
4
Biak Palangkaraya
5
4
o
6
o
8
o
5
Bengkulu
Kendari
Ambon 4
1
3
Makasar
Bandarlampung
Tual o
2
2
Jakarta Bandung Semarang Garut Tasikmalaya Solo Jogjakarta
Sukabumi
8
o
Banjarmasin
Palembang
6
2 Jayapura
6
1
o
3
Manokwari
Sorong
Jambi
5
0
2
1 Padang 4 5
6
o
Cilacap
1
Surabaya 3 Blitar Malang Banyuwangi
Denpasar
Mataram
4
Merauke 5 6
o
o
10
5
Wilayah
1
10
Kupang
4 3
: 0,03 g
2 o
12
Wilayah
2
: 0,10 g
Wilayah
3
: 0,15 g
Wilayah
4
: 0,20 g
Wilayah
5
: 0,25 g
Wilayah
6
: 0,30 g
o
12
1
o
o
14
14
o
o
16
16 94
o
o
96
o
98
o
100
o
102
o
104
o
106
o
108
o
110
o
112
o
114
o
116
o
118
o
120
o
122
o
124
o
126
o
128
o
130
o
132
o
134
o
136
o
138
o
140
Percepatan Getaran Tanah Maksimum (dalam g) akibat gempabumi di Indonesia dalam kurun waktu 500 tahun menurut SNI1726-2001
14
30/05/2012
Percepatan Getaran Tanah Maksimum (dalam gal) akibat gempabumi di Indonesia dalam kurun waktu 500 tahun menurut BMG yang dihitung dengan Metode Mc Guire (Fauzi 2001)
Percepatan Getaran Tanah Maksimum (dalam m/s2) akibat gempabumi di sekitar P. Jawa dalam kurun waktu 50 tahun menurut USGS 2006
15
30/05/2012
RUMUS PGA Kanai 1966 dalam Kirbani dkk. 2006
PGA = b1 [10 ^ (b2Ms-1.66+(3.6/R)logR-1.67+1.83/R)] Di mana: PGA = Peak Ground Acceleration dalam gal b1 = 5/(T^0.5) T = periode dominan tanah b2 = 0.61 Ms = magnitudo gelombang permukaan = -8.545 + 1.201 mb (Thenhaus et al, 1993) Mb = magnitudo gelombang badan R = jarak hypocenter ke titik pengamat
Percepatan Getaran Tanah Maksimum (dalam gal) akibat gempabumi di sekitar DIY dalam tahun 1943-2006 menurut Kirbani dkk. 2006 yang dihitung dengan metode Kanai
16
30/05/2012
Zona Intensitas
Intensitas Getaran Tanah Maksimum (dalam MMI) akibat gempabumi di sekitar DIY dalam tahun 1943-2006 menurut Kirbani dkk. 2006 yang dihitung dengan metode Kanai
Percepatan Getaran Tanah Maksimum (dalam m/s2) akibat gempabumi di sekitar DIY termasuk gempa bumi 26 Mei 2006 menurut Walter dkk., 2006.
17
30/05/2012
Model lapisan sedimen Sungai Opak yang dipakai untuk menghitung Percepatan Getaran Tanah Maksimum oleh Walter dkk., 2006.
Model lapisan sedimen dan basemen di bawah Yogyakarta (Kirbani dkk., 2007) yang dapat dipakai untuk meningkatkan kualitas penghitungan Percepatan Getaran Tanah Maksimum dan pemahaman mekanisme main dan aftershocks gempabumi 26 Mei 2006.
18
30/05/2012
• • •
• • •
Pustaka:
Fauzi, 2001, Aplikasi Sistem Informasi Geografi Untuk Peta Bencana Alam di Indonesia, Badan Meteorologi dan Geofisika, Indonesia. www.bmg.go.id Kirbani Sri Brotopuspito, Tiar Prasetya, Ferry Markus Widigdo, 2006, Percepatan Getaran Tanah Maksimum Daerah Istimewa Yogyakarta 1943-2006, Jurnal Geofisika v.1/2006, Himpunan Ahli Geofisika Indonesia (HAGI). Kirbani Sri Brotopuspito, Agus Tri Hantoro, Anton Hilman Saputra, Boris Tanesia, dan Mochamad Nukman, 2007, Rekonstruksi Basemen dan Diskontinuitas Mohorovocic di bawah Daerah Istimewa Yogyakarta dari Penjalaran Gelombang P Gempabumi di sekitarnya, makalah diusulkan untuk terbit dalam Jurnal Geofisika 2007, Himpunan Ahli Geofisika Indonesia (HAGI). SNI 1726-2002, STANDAR PERENCANAAN KETAHANAN GEMPA UNTUK STRUKTUR BANGUNAN GEDUNG, Departemen Pemukiman dan Prasarana Wilayah Republik Indonesia, April 2002. USGS 2006, USGS Earthquake Hazards Program Seismic Hazard Map JAVA, INDONESIA.htm Walter, T.R., B.G. Luehr, R. Wang, M. Sobiesiak, H. Grosser, H.U. Wetzel, C. Milkereit, J. Zschau, J. Wassermann, P.J. Prih Harjadi, and Kirbani Sri Brotopuspito, 2006, A city built on jello: First results of the Earthquake Task Force in the disaster area of the 26 May 2006 Java earthquake, paper submitted to the Geophysical Research Letter.
TERIMAKASIH Bilahittaufiqwalhidayah Wassalamualaikum wr wb
19
