STUDI KARAKTERISTIK SESAR CIMANDIRI DENGAN MENGGUNAKAN METODE SURVEI GPS
TUGAS AKHIR Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik
Oleh Agustiono Setiadi 151 03 013
PROGRAM STUDI TEKNIK GEODESI DAN GEOMATIKA FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008
Lembar Pengesahan Tugas Akhir Sarjana
STUDI KARAKTERISTIK SESAR CIMANDIRI DENGAN MENGGUNAKAN METODE SURVEI GPS Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya, baik sebagian maupun seluruhnya, baik oleh saya maupun orang lain, baik di ITB maupun di institusi pendidikan lainnya. Bandung, 20 Juni 2008 Penulis
Agustiono Setiadi NIM. 151 03 013 Bandung, 20 Juni 2008 Pembimbing
Prof. Dr. Ir. Hasanuddin Z.A., M.Sc
Heri Andreas S.T., M.T
NIP. 131 569 995
NIP. 888 035 105
Mengetahui: Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika Ketua,
Dr. Ir. Wedyanto Kuntjoro, M.Sc. NIP. 131 690 328
ABSTRAK
Sesar Cimandiri adalah sesar aktif yang terdapat di Selatan Sukabumi yang terbentuk akibat aktivitas subduksi lempeng Indo-Australia dibawah lempeng Eurasia. Sesar ini berarah Barat Daya – Timur Laut dan memanjang dari Pelabuhan Ratu sampai ke Lembang. Sesar ini terletak di daerah yang padat penduduk, sehingga diperlukan studi untuk mengetahui karakteristik dan aktifitas sesar sebagai objek yang menyimpan potensi kegempaan. Untuk memantau potensi kegempaan tersebut, dilakukan pemantauan sesar menggunakan metode GPS secara episodik. Dalam tugas akhir ini pemantauan dilakukan dengan mengukur posisi 17 titik GPS pada tanggal 1 – 4 Desember 2006 dan 20 – 23 Agustus 2007, dengan selang waktu pengamatan sembilan bulan. Dari hasil penelitian didapatkan pergeseran horizontal blok sebelah Utara sesar sebesar 0.8 cm/tahun dan pergeseran blok sebelah Selatan sesar sebesar 1,5 cm/tahun. Studi dua kala ini juga mengindikasikan bahwa terjadi peng-akumulasian energi di sesar Cimandiri.
ABSTRACT
Cimandiri’s fault is an active fault that located in the south part of Sukabumi which formed as a result of subduction between Indo-Australian plate beneath the Eurasian plate. This fault directed to the southwestern-northeast and stright from Pelabuhan Ratu to Lembang. It’s located in the high density population area, so further study is needed to find out the motion characteristics and it’s earthquake potentials. To find both of aims, the observation of Cimandiri’s fault were done by episodic GPS method. In this final project, observation were done by measuring the positions of 17 GPS’s points from 1st until 4th of December and from 20th until 23rd of August, with 9 months length of time. From this research is kown that the northern part of the fault moving for 8 cm/year and the southern part moving for 1,5 cm/year. Those phenomena may indicate that there is an accumulation of energy in the Cimandiri’s fault.
“ Apabila bumi digoncangkan dengan goncangannya (yang dahsyat), Dan bumi telah mengeluarkan beban-beban berat (yang dikandung)nya, Dan manusia bertanya: ”mengapa bumi jadi begini?, Pada hari itu bumi menceritakan beritanya, Karena sesungguhnya Tuhanmu telah memerintahkannya (yang sedemikian kepadanya” [ Az Zalzalah, 1-5 ]
“ Sesungguhnya dalam penciptaan langit dan bumi, dansilih bergantinya malam dan siang terdapat tanda-tanda bagi orang yang berakal” [ Ali Imran, 190 ]
Tulisan ini ku persembahkan untuk Mama, Papa, Amak dan kedua adik ku Atas smua pengorbanan dan curahan kasih sayang...
KATA PENGANTAR
Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas segala berkah rahmat dan hidayah yang telah diberikan sehingga Tugas Akhir (TA) ini dapat diselesaikan. Tugas Akhir berjudul “Studi Karakteristik Sesar Cimandiri Dengan Menggunakan Metode Survei GPS” ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan program pendidikan Strata 1 (S1) di Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika Institut Teknologi Bandung.
Pada Tugas Akhir ini dilakukan studi untuk mengetahui karakteristik dan aktifitas sesar Cimandiri sebagai objek yang menyimpan potensi kegempaan dengan memanfaatkan Teknologi GPS. Diharapkan, hasil yang diperoleh dari Tugas akhir ini dapat membantu upaya pemantauan potensi dan mitigasi bencana gempa bumi di masa yang akan datang.
Begitu banyak ide, saran dan
bantuan yang diterima penulis selama proses
penulisan laporan tugas akhir ini. Untuk itu tak lupa penulis mengucapkan terima kasih atas segala kebaikan yang telah diberikan kepada: 1. Mama, Papa, dan Amak tercinta yang sangat penulis sayangi, yang telah membesarkan penulis dengan penuh kasih sayang dan kesabaran, memberikan dukungan secara moril maupun materil serta doa restu kepada penulis. 2. Prof. Dr. Ir. Hasanuddin Z. Abidin., M.sc selaku dosen pembimbing I yang telah banyak berjasa dalam penyusunan tugas akhir ini, yang sejak awal telah bersedia menjadi pembimbing, memberikan masukan dan saran sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. 3. Heri Andreas S.T., M.T selaku dosen pembimbing II yang telah membimbing penulis, memberikan pengetahuan, masukan, saran dan dukungan moril serta pengalaman yang membuka mata penulis untuk melihat dunia nyata Geodesi yang luas dan penuh dengan tantangan.
i
4. Ir. Bambang Subekti, MT. selaku dosen wali dan dosen penguji yang banyak sekali membantu penulis pada masa perkuliahan, serta memberikan masukan dan saran dalam penulisan tugas akhir ini. 5. Ir. Dina A. Sarsito, M.T. selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan dalam penyelesaian tugas akhir ini. 6. Dr. Ir. Wedyanto Kuntjoro, M.Sc. selaku Ketua Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika. 7. Dr. Ir. Agung Budi Harto, M.Eng. selaku Sekretaris Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika. 8. Seluruh staff pengajar Program Studi Teknik Geodesi dan Geomatika yang tidak dapat disebutkan satu persatu, atas jasanya dalam memberikan wawasan keilmuan geodesi dan wawasan cakrawala berpikir sebagai bekal menghadapi kerasnya dunia nyata kelak. 9. Kedua adikku tercinta Bambang dan Afdhal, yang telah memberi doa dan dukunganya, semoga kalian bisa lebih baik dari saya, amien.. 10. Citra Hartati, Amd. yang selalu setia menemani, memberi semangat, dorongan, kasih sayang dan Do’a yang terbaik bagi penulis. Mendengarkan semua yang penulis rasakan, dan memberi warna dalam kehidupan, terima kasih sayang. Serta keluarga (Mama, Papa, ka Iing, uni Rina&a’Iyan) terima kasih suasana kekeluargaannya. 11. Team KK GD, BOS Ir. Irwan Gumilar M.Si yang memberikan pencerahan dalam mengerjakan tugas akhir ini, banyak ilmu yang penulis peroleh, nuhun pisan Bos. Pak M. Gamal BE atas ilmu dan pengalaman yang tak ternilai, yang diberikan kepada penulis. Adhilaksana ST, Teguh Sidiq ST, Teh Tanti, Shella Lestari ST, terima kasih atas kebersamaan indah yang saya rasakan dan tak kan terlupakan. 12. Ikatan Mahasiswa Geodesi – IMG. Tempat kami berhimpun, bersatu, berpadu. 13. Pemimpin kami, TM Nawaksara, teman seperjuangan dalam menjalani kehidupan perkuliahan, Survei dan pengerjaan tugas akhir ini. Terima kasih Kamerad
ii
14. Kamerad 2003 : Indra Batak, Arai, Adit EXXON, Agung Cukong, Affan totong, Arfa, Dgun, Fandi, Hurey, Aldien, Ijun, Sugi, team PAGEO (Sanny, Ridho, David, dan Eko), WMC (Wira, Dinz, Ogeph dan Rully), Wildan, Agus, Wisnu, Belfry, Niam, Argali, Yan, Lukman BIN bruk, Turi (makasih transletnya ya tur,..), Tanti, Yellen, Fita, Intan, Achi, Ukie, Nia, dan Piti. 15. Semua Kamerad Tua dan Kamerad Muda, terima kasih telah menjadi bagian dari kalian 16. Anak-anak Tubagus 7C, ngkoh Ergy, Boi kesmex, Boim Artis, Tante Rini, Teh Lia & Rika, Wahdan XmauliX, BIG tan-tan. Serta anak2 yang sering nongkrong disini,. 17. Kawan – kawan GPB cisitu baru 16, Brus, da rudi, da’i, da id, taqin, wawan, ismail&bro, iskandar, dan penghuni- penghuni terdahulu. 18. Orang-orang yang kutemui di penjuru tempat di nusantara ini, dari Aceh sampai Tanah Papua. Terima kasih pengalamannya. 19. Dan orang-orang yang banyak membantu dalam penyelesaian Tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Akhir kata, penulis mengharapkan saran dan masukan untuk perbaikan penulisan ilmiah ini di masa yang akan datang.
Bandung, 25 Juni 2008 Penulis,
Agustiono Setiadi 15103013
iii
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN KATA PENGANTAR .................................................................................... i ABSTRAK ...................................................................................................... iv ABSTRACT .................................................................................................... v DAFTAR ISI ................................................................................................... vi DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... viii DAFTAR TABEL .......................................................................................... x
BAB I. PENDAHULUAN .............................................................................. 1 1.1.Latar Belakang ............................................................................... 1 1.2. Ruang Lingkup Pembahasan ......................................................... 3 1.3. Maksud dan Tujuan ....................................................................... 3 1.4. Metodologi Penelitian................................................................... 4 1.5. Sistematika Penulisan ................................................................... 5
BAB II. DASAR TEORI ................................................................................ 6 2.1. Dinamika Struktur Bumi ............................................................... 6 2.2. Sesar (Fault) .................................................................................. 9 2.3. Sesar Cimandiri ............................................................................. 13 2.4. Deformasi ...................................................................................... 16 2.4.1 Analisis Geometrik ............................................................... 18 2.5. Global Positioning System ............................................................ 19 2.5.1 Kesalahan dan Bias ............................................................... 20 2.5.2 Ketelitian Posisi .................................................................... 21 2.5.3 Metode Penentuan Posisi ...................................................... 22
vi
2.6. Kerangka ITRF ............................................................................. 24 2.7. Euler Pole ...................................................................................... 26
BAB III PENGAMATAN DAN PENGOLAHAN DATA .......................... 28 3.1. Pengamatan GPS di Lapangan ...................................................... 28 3.2. Mekanisme Pengolahan Data Bernese 5.0 .................................... 34 3.3. Hasil Pengolahan Data .................................................................. 41 3.4. Menghitung Vektor Pergeseran..................................................... 42
BAB IV.ANALISIS ........................................................................................ 49 4.1 Seismisitas Sesar Cimandiri ........................................................... 49 4.2 Analisis Standar Deviasi ................................................................ 52 4.3 Analisis Pergeseran Horizontal ...................................................... 55 4.4 Analisis Pergeseran Vertikal .......................................................... 65
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 67 5.1 Kesimpulan .................................................................................... 67 5.2 Saran............................................................................................... 67
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 68
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1. Sesar aktif di sekitar Bandung..................................................... 1 Gambar 1.2. Sebaran gempa bumi disekitar sesar ........................................... 2 Gambar 1.3. Diagram metodologi penelitian ................................................... 4 Gambar 2.1. Geometri lapisan bumi ................................................................ 6 Gambar 2.2. Sesar naik .................................................................................... 10 Gambar 2.3. Sesar normal ................................................................................ 10 Gambar 2.4. Sesar geser ................................................................................... 11 Gambar 2.5 . Karakteristik Bidang sesar ......................................................... 11 Gambar 2.6 . Perbandingan kecepatan pergeseran lempeng ........................... 13 Gambar 2.7. Penampang blok Jampang dan blok lembah Cimandiri .............. 14 Gambar 2.8. Struktur geologi sesar Cimandiri................................................. 15 Gambar 2.9. Penentuan deformasi sesar .......................................................... 17 Gambar 2.10. Metode penentuan posisi dengan GPS ..................................... 23 Gambar 2.11. Illustrasi Euler Pole ................................................................... 26 Gambar 3.1 Sebaran 17 titik pengamatan sesar Cimandiri ............................. 28 Gambar 3.2 Foto titik CBBR .......................................................................... 29 Gambar 3.3 Foto titik 0262 ............................................................................. 29 Gambar 3.4 Foto titik CSAT ........................................................................... 29 Gambar 3.5 Foto titik 0263 ............................................................................. 29 Gambar 3.6 Foto titik CIBO............................................................................ 29 Gambar 3.7 Foto titik GMAS.......................................................................... 29 Gambar 3.8 Foto titik KDUA.......................................................................... 30 Gambar 3.9 Foto titik PBRT ........................................................................... 30 Gambar 3.10 Foto titik SGTN......................................................................... 30 Gambar 3.11 Foto titik 0266 ........................................................................... 30 Gambar 3.12 Foto titik CBDK ........................................................................ 30 Gambar 3.13 Foto titik PRBY......................................................................... 30 Gambar 3.14 Foto titik SKNG ........................................................................ 31
Gambar 3.15 Foto titik CUGE ........................................................................ 31 Gambar 3.16 Foto titik CDDP ........................................................................ 31 Gambar 3.17 Foto titik CICG ......................................................................... 31 Gambar 3.18 Foto titik CNJR ......................................................................... 31 Gambar 3.19 Titik – ttitik IGS ......................................................................... 34 Gambar 3.20 Standar deviasi komponen n, e, u kala I ..................................... 43 Gambar 3.21 Standar deviasi n, e, u kala II ..................................................... 44 Gambar 3.22 Vektor pergeseran vertikal ......................................................... 46 Gambar 3.23Grafik standar deviasi komponen vertikal .................................. 47 Gambar 4.1 Intensitas gempa daerah jawa bagian barat .................................. 50 Gambar 4.2. Aktifitas kegempaan disekitar sesar cimaniri.............................. 51 Gambar 4.3 Seismisitas daerah Jawa bagian Barat .......................................... 52 Gambar 4.4 Grafik standar deviasi kala I......................................................... 54 Gambar 4.5 Grafik standar deviasi kala II ....................................................... 54 Gambar 4.6 Vektor pergeseran horizontal Kala I – kala II setelah sunda block motion diekstrak ...................................................... 56 Gambar 4.7 Titik-titik yang pola vektor pergerakannya berbeda dengan pola titik pada umumnya.................................................59 Gambar 4.8 Vektor pergeseran titik-titik setelah sunda block motion dan diasumsikan titik BAKO tidak bergerak .....................................60 Gambar 4.9 . Ilustrasi pergerakan Sesar Cimandiri ......................................... 62 Gambar 4.10 Model pergerakan sesar cimandiri ............................................ 63 Gambar 4.11 Kurva elastic locking depth berdasarkan model elastic interseismic – block moeling – back slip...................................64 Gambar 4.12 Vektor pergeseran vertikal kala I – kala II ................................. 66
DAFTAR TABEL
Tabel 3.1. Deskripsi titi-titik pengamatan sesar cimandiri .............................. 32 Tabel 3.2. Receiver yang digunakan dan lama pngmatan ................................ 33 Tabel 3.3. Parameter pengolahan data GPS ..................................................... 35 Tabel 3.4. Tahap pengolahan double differensial ............................................ 37 Tabel 3.5. Hasil koordinat geosentrik pengukuran kala I ................................ 41 Tabel 3.6. Hasil koordinat geosentrik pengukuran kala II ............................... 42 Tabel 3.7. Koordinat toposentrik kala I ........................................................... 43 Tabel 3.8. Koordinat toposentrik kala II .......................................................... 44 Tabel 3.9. Nilai pergeseran Horizontal ............................................................ 45 Tabel 3.10. Nilai pergeseran vertikal ............................................................... 46 Tabel 3.11 Nilai pergeseran setelah sunda blok motion dihilangkan............... 48 Tabel 4.1. Sejarah kegempaan disekitar sesar cimandiri ................................. 50 Tabel 4.2. Standar deviasi kala I dan kala II .................................................... 53 Tabel 4.3. Nilai pergeseran kala I - kala II sebelum sunda blok diekstrak ...... 55 Tabel 4.4. Nilai pergeseran kala I - kala II setelah sunda blok diekstrak ........ 56 Tabel 4.5. Nilai pergeseran kala I - kala II setelah sunda blok diekstrak dan diasumsikan titik BAKO tidak bergerak ........................................ 60 Tabel 4.6. Nilai vektor pergeseran vertikal kala I - kala II .............................. 65
