162-423-1-PB

7/25/2019 162-423-1-PB

1/6

J. Sains Tek., Desember 2006, Vol. 12, No. 3 , Hal.: 167 - 172ISSN 0853-733X

2006 FMIPA Universitas Lampung 167

NILAI PERCEPATAN MAKSIMUM GERAKAN TANAHDAERAH JAWA BAGIAN BARAT

Suharno

Jurusan Fisika, FMIPA,Universitas LampungJl. S. Brojonegoro No.1 Bandar Lampung 35145

Diterima 23 September 2005, perbaikan 5 Januari 2007, disetujui untuk diterbitkan 2 Februari 2007

ABSTRACT

Research of the maximum horizontal acceleration of the ground motion was conducted in western of Java within 103o110o long, 5o 10o lat. The earthquakes data were collected in 1975 -1990 period, with parameters of epicenters, focaldepths and magnitudes. Gridding of the research area within interval 0,1odue to calculate and distribute of the maximumvertical acceleration of the ground motion. The calculation is using Fukushima and Tanaka formula. Furthermore, themaximum horizontal acceleration of the ground motion can be calculated from of the maximum vertical acceleration ofground motion. The highest of the maximum horizontal acceleration of the ground motion is 0,055 cm s-2 situated atmostly around of 7, 48olong, 107,2olat (surrounding of the Cidaun area) and the lowest is 0,010 cm s -2situated at mostlyaround of 6,6o long, 108o lat (surrounding of the Indramayu area). The distribution of the maximum horizontalacceleration of ground motion constrained by geological and structure situation.

Keywords: maximum horizontal acceleration, maximum vertical acceleration, ground motion, geological and structure.

1. PENDAHULUAN

Indonesia termasuk wilayah yang rawan terjadi gempa

bumi, termasuk Pulau Jawa. Jawa bagian baratmerupakan daerah yang laju pembangunannya cukuppesat. oleh karena itu dalam rangka melaksanakanpembangunan perlu memperhatikan resiko akibatgempa. Atas dasar tersebut penulis melakukanpenelitian mengenai nilai percepatan horizontalmaksimum gerakan tanah yang ditimbulkan olehgetaran gempa. Dengan mengetahui distribusi nilaitersebut dapat digunakan untuk melakukanperencanaan pembangunan berdasarkan tingkat resikoakibat gempa bumi. Penelitian ini bermaksud untukmenggambarkan distribusi percepatan maksimumgerakan tanah di daerah Jawa bagian barat.

2. METODE PENELITIAN

2.1. Tinjauan Geologi Derah Penelitian

Geologi daerah ini dikelompokkan menjadi 4 lajur1,2)(Gambar 1) yang terdiri dari:A. Lajur Utara, meliputi dataran rendah Jakarta,

memanjang dari Serang s.d. Losari, sepanjang +300 km. Batuan lajur ini sebagian besar terdiri dariendapan alluvial dari endapan laut Tersier, endapansungai dan lahar gunung api pedalaman.

B. Lajur Bogor, terletak di selatan Lajur Utara,

memanjang dari Jasinga (dekat perbatasan Banten)

sampai ke sungai Pemali, Bumiayu (Jawa Tengah),terdiri dari perbukitan dan pegunungan sepanjang 350 km. Wilayah ini merupakan antiklinorium dari

pelipatan lapisan Neogen dengan banyak intrusivulkanik. Pada bagian timur banyak terdapatgunung api muda, seperti Sunda Komplek.

C. Lajur Gunungapi Tengah, terdiri dari jalur depresilongitudinal, memanjang dari Labuhan melaluilembah Citandui (Tasikmalaya), dan berakhir diSegara Anakan, sepanjang 350 km. Menurutbentuk subyeknya merupakan bagian atas darigeoantiklinal Jawa yang telah terjadi patahan padamasa Tersier-Akhir. Lajur ini sebagian besar terdiridari endapan vulkanik muda dan endapan alluvial,diselingi bukit batuan Tersier.

D. Lajur Pegunungan Selatan, adalah pegunungan di

selatan Jawa bagian barat yang memanjang dariUjung Kulon sampai ke Nusa Kambangan, sebelahselatan Cilacap. Lajur ini memanjang sekitar 450km. Daerah ini meliputi daerah: (a) Jampang, (b)Pengalengan dan (c) Karangnunggal.

2.2. Gempa Bumi

Stress didefinisikan sebagai gaya per luas tempat gayabekerja. Ketika gaya diaplikasikan pada suatu bagian,stress adalah rasio dari gaya terhadap luas tempatgaya diaplikasikan. Bila bumi mengalami perubahansecara terus menerus baik dari dalam ataupun luar,

maka batuan di dalam bumi akan mengalami tekanan

7/25/2019 162-423-1-PB

2/6

SuharnoNilai Percepatan Maksimum

2006 FMIPA Universitas Lampung168

Labuhan

Serang

Jasinga

Losari

TasikmalayaLajur Utara

Lajur Bogor

Lajur Gunungapi Tengah

Lajur Pegunungan Selatan

4U

0 50 km

JakartaTangerang

Cidaun

Bandung

Cirebon

Kuningan

Bogor

Gambar 1.Lajur geologi daerah Jawa bagian barat

atau stress. Jika stress itu berlangsung terus menerusdan dalam waktu yang cukup lama, maka terjadiakumalasi (penimbunan) energi. Bila batuan tersebuttidak mampu lagi menahan stress, maka akan terjadipelepasan energi yang dapat berupa panas ataugelombang elastis yang menjalar melalui bagian dalambumi. Hal ini yang kita kenal sebagai gempa bumi.Gempa bumi dibedakan menjadi 3 sesuai dengan sebabterjadinya yaitu: (1) Gempa Runtuhan atau Terban,gempa yang terjadi karena adanya aktivitas runtuhan.

Biasanya terjadi pada daerah pertambangan dandaerah longsor di lereng gunung. Gempa inidigolongkan sebagai gempa kecil. (2) Gempa Vulkanik,gempa yang terjadi akibat aktivitas magma padagunung berapi. Gempa ini bersifat lokal. (3) GempaTektonik, gempa yang terjadi karena adanya pelepasanenergi yang disebabkan aktivitas lempeng tektonik.Gempa ini mempunyai energi besar, sehingga dapattercatat sekalipun jaraknya cukup jauh. Biasanya gempaini terjadi di daerah pertemuan lempeng, patahan ataudaerah penyusupan lempeng (Subduction)3, 4, 5).

2.3. Parameter Gempa

Parameter gempa yang penting antara lain: (1)Episenter adalah pusat gempa di permukaan bumi,biasanya dinyatakan dengan lintang dan bujur. (2)Kedalaman fokus (pusat gempa). Fokus gempa bumidisebut hiposenter, dinyatakan dalam kilometer daripermukaan bumi atau dinyatakan dengan jari-jari bumi.(3) Magnitudo adalah energi gelombang seismik yangdipancarkan sumber gempa (kekuatan gempa bumi),dapat dihitung dari jumlah energi yang dilepaskansumber gempa. (4) Kekuatan gempa juga dinyatakandalam skala intensitas. Intensitas dapat dihitungberdasarkan pengamatan langsung terhadap kerusakan

yang ditimbulkan oleh gempa bumi. Intensitas dapatmenggambarkan harga kekuatan pada pusat gempa.Magnitudo gempa dihitung dari catatan alat, sedangkan

intensitas didasarkan atas akibat langsung dari getarangempa bumi. Magnitudo mempunyai harga untuksebuah gempa, tapi intensitas berubah denganperubahan tempat. Intensitas terbesar pada umumnyaterdapat di daerah episenter, biasanya menurun fungsijarak ke semua jurusan. Untuk dapat menentukansecara tepat besarnya intensitas diperlukan tenaga ahliyang berpengalaman. Di Indonesia, intensitas biasanyadinyatakan dalam skala MMI (Modified MercallyIntensity). (5) Magnitudo surface wave (Ms) adalah

magnitudo yang dihitung berdasarkan atas gelombang-gelombang permukaan.

Secara historis, magnitudo surface wave pertama kalidihitung oleh Gutenberg dan Richter6). Gutenberg7)memberikan persamaan yang didasarkan atasamplitudo gerakan tanah maksimum, dan dari tahun1949 sampai 1959 para pengikutnya menghitungamplitudo empiris yang serupa untuk berbagai stasiun8).Hubungan antara magnitudo body wave dan surfacewave9)seperti tampak pada Persamaan (1):

Mb= 2,5 + 0,63 Ms (1)

dengan Mbadalah magnitudo body wave dan Msadalahmagnitudo surface wave.

2.4. Percepatan Tanah

Bila gempa terjadi, maka faktor yang berpengaruhlangsung terhadap bangunan adalah faktor percepatantanah permukaan akibat gelombang gempa. Faktorinilah yang merupakan titik tolak dari perhitunganbangunan tahan gempa. Dengan asumsi bahwa getarangempa merupakan gelombang Sinusoida, maka per-cepatan tanah dapat dirumuskan seperti Persamaan (2):

a = 42

2

T

A (2)

7/25/2019 162-423-1-PB

3/6

J. Sains Tek., Desember 2006, Vol. 12, No. 3


dengan a adalah percepatan getaran tanah, A adalahamplitudo getaran, T adalah periode getaran.

Secara fisis percepatan tanah tergantung padaamplitudo getaran tanah di permukaan bumi dan

periode getaran. Harga percepatan tanah dipengaruhioleh magnitudo gempa, kedalaman sumber gempa,jarak episenter dan keadaan tanah. Beberapa carauntuk menentukan percepatan tanah akibat gempa bumiadalah: (1) Pengukuran menggunakan alat StrongMotion Accelerograph. (2) Pengamatan atau observasiberdasarkan hubungan antara percepatan denganintensitas gempa. (3) Perhitungan empiris.

2.5. Perhitungan Analitik

Untuk mengetahui kekuatan goncangan suatu daerahdiperlukan alat Accelerograph. Di Indonesia, jumlah alat

yang sudah terpasang masih terlalu sedikit, sehinggadata yang diperoleh kurang memadai. Padahal datapercepatan tanah sangat dibutuhkan bagi rancangbangun infrastruktur tahan gempa. Karena pentingnyadata tersebut, maka para ahli merumuskan secaraempiris untuk menghitung nilai percepatan gerakantanah. Rumus tersebut merupakan pengembangan danpenyempurnaan rumus-rumus sebelumnya, menjadirumusan terbaru pada Persamaan (3)10, 11).

Log a = 0,41 Ms log (R + C(Ms)) 0,0034 R 1,69

a =(e0,41Ms-0,0034R1,69)/(R+C(Ms)) (3)

dengan C(Ms) = 0,032 x 100,41 Ms; R =22

h+

dengan a adalah percepatan tanah (km s-2), Ms adalahmagnitudo surface wave (Skala Richter), C adalahkonstanta magnitudo surface wave, R adalah jarak

hiposenter (km), adalah jarak episenter (km) dan hadalah kedalaman (km).

Apabila magnitudo surface wave tidak diketahui, makamagnitudo surface wave dapat diperoleh dengan

Persamaan (4):

63,0

25=Mb

Ms (4)

Nilai percepatan yang dihitung di atas adalahpercepatan vertikal (av), padahal percepatan gerakantanah yang lebih berbahaya terhadap bangunan adalahpercepatan horizontal (ah). Besarnya percepatanhorizontal maksimum gerakan tanah dirumuskan padaPersamaan (5)10):

72,0

v

h

aa = 5)

2.6. Prosedur Penelitian

Data gempa yang digunakan pada penelitian ini adalahdata tahun 1975 s.d. 1990 yang tersebar pada daerahantara 103o110o BT dan 5o10o LS (Gambar 1). Datatersebut dikumpulkan oleh Badan Meteorologi GeofisikaPusat Jakarta. Data gempa dihitung dan ditentukanterlebih dahulu magnitudo dan hiposenternya.Kemudian dipilih gempa yang > 4,5 Skala Richterdengan kedalaman 60 km, karena gempa tersebutsudah dapat menimbulkan dampak yang signifikan

terhadap infrastruktur di permukaan bumi. Selanjutnyadaerah yang diteliti dibuat grid dengan interval 0,1o.Setiap titik grid dihitung percepatan vertikal maksimumgerakan tanahnya. Harga percepatan pada seluruh griddipetakan menggunakan peta kontur berdasarkan nilaipercepatan horizontal maksimum pergerakan tanahdaerah penelitian.

Labuhan

Serang

Jasinga

Losari

Tasikmalaya

4U

0 50 km

JakartaTangerang

Cidaun

Bandung

Cirebon

Kuningan

Bogor

0,045

0,045

0,055

0,035

0,025

0,015

SelatSunda

Gambar 2. Distribusi percepatan hori-zontal maksimum gerakan tanah. Interval kontur 0,005 cm s-2.

7/25/2019 162-423-1-PB

4/6



3. HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil penelitian menunjukkan bahwa distribusi nilai

percepatan horizontal maksimum gerakan tanah di

wilayah Jawa Bagian Barat ditunjukkan pada Gambar 2.Skala terbesar adalah 0,055 cm s-2 yang terletak di

sekitar daerah Cidaun, berada pada sekitar koordinat

7,48oLS, 107,2oBT. Skala yang cukup besar (0,035-

0,045 cm s-2), meliputi wilayah Selat Sunda,

Panimbangan, Labuhan dan Garut. Daerah yang

memiliki nilai percepatan horizontal maksimum gerakan

tanah sekitar 0,025 -0,030 cm s-2 meliputi wilayah

Bogor, Bandung dan sekitarnya. Daerah yang nilai

percepatan horizontal maksimum gerakan tanahnya

(0,020-0,025 cm s-2) meliputi wilayah sekitar Tangerang,

Jakarta dan Kuningan. Sedangkan harga percepatan

horizontal maksimum yang paling kecil adalah 0,010 cms-2 terletak di sekitar Indramayu, pada kordinat sekitar

6,6o LS, 108o BT. Daerah dengan nilai percepatan

horizontal maksimum gerakan tanah antara 0,050-0,030

cm s-2 meliputi Garut, Tasikmalaya, Sukabumi, Cianjur

dan Labuhan.

Labuhan

Serang

Losari

Tasikmalaya

4U

0 50 km

JakartaTangerang

Cidaun

Bandung

Cirebon

Kuningan

Bogor

Selat

Sunda

Gambar 3. Peta jalan di wilayah Jawa bagian barat. Garis selain batas tepi wilayah menunjukkan jalan raya.

Losari

Tasikmalaya

4U

0 50 km

JakartaTangerang

Cidaun

Bandung

Cirebon

Kuningan

SelatSunda

Labuhan

Serang

Losari

Tasikmalaya

Cidaun

Bandung

Cirebon

Kuningan

0,045

0,045

0,055

0,035

0,025

0,015

Gambar 4. Korelasi distribusi jalan dan percepatan maksimum gerakan tanah di wilayah Jawa bagian barat.

7/25/2019 162-423-1-PB

5/6

J. Sains Tek., Desember 2006, Vol. 12, No. 3


Lajur Utara

Lajur Bogor

Lajur Gunungapi TengahLajur Pegunungan Selatan

4U

0 50 km

Labuhan

Serang

Jasinga

Losari

Tasikmalaya

JakartaTangerang

Cidaun

Bandung

Cirebon

Kuningan

Bogor

0,045

0,045

0,055

0,035

0,025

0,015

Selat

Sunda

Gambar 5. Korelasi penyebaran batuan geologi dan distribusi percepatan maksimum gerakan tanah di wilayah Jawabagian barat.

3.1. Analisis Berdasarkan Struktur Geologi

Relief budaya seperti jalan dan tempat pemukimanhampir dapat dipastikan mengikuti keadaan strukturgeologi suatu daerah. Secara garis besar strukturpembangunan jalan daerah Jawa bagian barat dapatdilihat pada Gambar 3.

Pada masa lampau pembangunan wilayah pemukiman(perkampungan dan jalan) biasanya selalu mengikutikeadaan struktur geologi yang ada. Struktur geologi initerbentuk akibat proses geologi dalam waktu cukuplama. Gempa bumi termasuk salah satu proses geologiyang dominan. Gempa-gempa besar biasanya memilikipengaruh yang cukup signifikan terhadap terbentuknyastruktur suatu wilayah tertentu.

3.2. Analisis Berdasarkan Peta Geologi

Secara geologi, Jawa bagian barat terbagi atas 4 lajuryaitu Lajur Utara, Lajur Bogor, Lajur Gunungapi Tengahdan Lajur Pegunungan Selatan. Pada Gambar 5 terlihatbahwa distribusi percepatan gerakan tanah tampakberkorelasi kuat dengan penyebaran batuan geologiyang diwakili oleh empat lajur geologi di wilayahpenelitian ini.

Lajur Pegunungan Selatan merupakan lajur geologiyang memiliki distribusi percepatan gerakan tanahpaling tinggi, sehingga daerah ini dapat dikatakandaerah yang paling labil. Lajur Bogor termasuk daerahyang memiliki nilai percepatan gerakan tanah sedang,dengan nilai yang relatif tinggi berada di sekitarLabuhan, Puncak-Cianjur dan sebelah selatanBandung. Puncak dan sekitarnya merupakan semacam

pusat konsentrasi percepatan gerakan tanah dengannilai percepatan > 0,030 cm s-2. Besarnya nilaipercepatan gerakan tanah pada lajur Bogor danPegunungan Selatan, erat hubungannya denganbanyaknya sesar pada daerah tersebut. Berdasarkandistribusi nilai percepatan maksimum horizontalpergerakan tanah, daerah Lajur Pengunungan Selatan

merupakan daerah paling rawan terhadap resikogempa.

4. KESIMPULAN DAN SARAN

4.1. Kesimpulan

Berdasarkan analisis dan pembahasan dapatdisimpulkan bahwa:1. Harga percepatan horizontal gerakan tanah terbesar

adalah 0,055 cm s-2 terletak pada sekitar koordinat7,48oLS, 107,2oBT (daerah Cidaun dan sekitarnya).

Harga yang paling kecil adalah 0,010 cm s-2terletakpada sekitar koordinat 6,6o LS, 108o BT (daerahIndramayu dan sekitarnya).

2. Jalur jalan dan pemukiman penduduk berkorelasipositif dengan pola distribusi nilai percepatanhorizontal maksimum gerakan tanah, berarti bahwadistribusi nilai percepatan horizontal maksimumgerakan tanah pada penelitian ini dapat menggam-barkan efek gempa yang terjadi pada masa lampaudan mendatang.

3.

Pada Lajur Bogor dan Pegunungan Selatan tampakada korelasi timbal balik antara banyaknya sesardan rumitnya tatanan geologi dengan pola kontur

distribusi harga percepatan horizontal maksimumgerakan tanah.

7/25/2019 162-423-1-PB

6/6



4. Semakin besar harga percepatan horizontalmaksimum gerakan tanah mengisyaratkan bahwasemakin besar resiko gempa terhadap infrastrukturdaerah Jawa bagian barat.

4.2. Saran

Perlu dilakukan penelitian mengenai nilai percepatanmaksimum gerakan tanah akibat gempa bumi di seluruhwilayah Indonesia untuk mengantisipasi resikokerusakan infrastruktur akibat gempa bumi.

UCAPAN TERIMAKASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada ManajemenBadan Meteorologi Geofisika (BMG) Pusat Jakarta yangtelah bersedia memberikan data gempa bumi yangdipakai untuk penelitian ini.

DAFTAR PUSTAKA

1. Faruchi dan Santoso, B. 1995. Atlas Indonesiadan Dunia, CV. Simplex, Jakarta.

2. Sagita, L. 2006. Distribusi Percepataj GerakanTanah di Propinsi Lampung Akibat Gempa Bumi,Skripsi S1 Jurusan Fisika FMIPA Unila, BandarLampung.

3. Bahtiar. 1998. Pola Tektonik Zona SubduksiSumatra Bagian Selatan. Universitas Indonesia,Jakarta.

4. Mitchell, B.J. 1976. An-elasticity of the crustalupper mantle beneath the Pacific Ocean from theinversion of observed surface wave attenuation, J.Geophys. 46:. 521-533.

5. Mikumo, T dan Miyatake, T. 1979. Earthquakesequence on functional fault model with nonuniform strengths and relaksation times, Geophys.J. R. Astr. Soc. 59 : 497-522.

6. Guternberg, B. dan Richter, C.F. 1936. On seismikwaves, Beitr. Geophys, 47: hal 73-131.

7. Guternberg, B. 1943. Seismological evidence forroots of mountains, Bull. Geol. Soc. Amer., 38 :473-498.

8. Wibowo, B, H, K. 1997. Perhitungan PercepatanTanah Maksimum pada Struktur Permukaan diDaerah Pulau Jawa dan Sekitarnya, Skripsi BadanMeteorologi dan Geofisika, Jakarta.

9. Bullen, K.E. dan Bolt, B.A. 1987.An introduction to

the theory of seismology, 4th Edition, CambridgeUniversity Press, New York.

10. Dewi, R.M. 2004. Penentuan PercepatanHorizontal Maksimum Gerakan Tanah di DaerahJawa Bagian Barat Berdasarkan Rumus Fukusimadan Tanaka, Skripsi S1 Jurusan Fisika FMIPAUnila, Bandar Lampung.

11. Adi, S, P., 1993, Percepatan Tanah Maksimum diDaerah Menado dan Sekitarnya, Balai DiklatMeteorologi dan Geofisika, Jakarta.

162-423-1-PB

Documents

Transcript of 162-423-1-PB