ANALISIS PENDUGAAN BAHAYA KEGEMPAANDI BATUAN DASAR UNTUK WILAYAH LAMPUNG

MENGGUNAKAN METODE PSHA(PROBABILISTIC SEISMIC HAZARD ANALYSIS)

(Skripsi)

Mhd Azri Pangaribuan1415051040

KEMENTERIAN RISET TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGIUNIVERSITAS LAMPUNG

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK GEOFISIKA

2019

i

ANALISIS PENDUGAAN BAHAYA KEGEMPAANDI BATUAN DASAR UNTUK WILAYAH LAMPUNG

MENGGUNAKAN METODE PSHA(PROBABILISTIC SEISMIC HAZARD ANALYSIS)

OlehMHD AZRI PANGARIBUAN

ABSTRAK

Telah dilakukan analisis pendugaan bahaya kegempaan di batuan dasar ProvinsiLampung menggunakan metode PSHA. Penelitian ini dilakukan untukmenentukan besar nilai percepatan tanah maksimum di batuan dasar atau nilaiPGA untuk wilayah Provinsi Lampung. Analisis pendugaan bahaya kegempaanini dilakukan dengan metode probabilistic seismic hazard analysis (PSHA).Dalam proses pengestimasian pengaruh gempabumi, metode PSHA ini padaprinsipnya menggunakan 3 tipe sumber gempabumi yaitu sumber gempabumibackground, gempabumi subduksi (subduction) dan gempabumi patahan (faut).Perhitungan estimasi nilai bahaya kegempaan dilakukan dengan menggunakanprogram PSHA USGS 2007. Sebaran nilai bahaya kegempaan untuk wilayahProvinsi Lampung di batuan dasar dengan periode ulang 500 tahun atauprobabilitas sebesar 10% pada kondisi PGA (T = 0) adalah 0,1 gal hingga 1,3 galdan periode ulang 2500 tahun atau probabilitas sebesar 2% pada kondisi PGA (T= 0) adalah 0,1 gal hingga 1,3 gal.

Kata kunci : gempabumi, PGA, PSHA, bahaya kegempaan

ii

ESTIMATION ANALYSIS OF SEISMIC HAZARD IN THEBASELINE FOR THE LAMPUNG REGION

USING THE PSHA METHOD(PROBABILISTIC SEISMIC HAZARD ANALYSIS)

OlehMHD AZRI PANGARIBUAN

ABSTRACT

An analysis of seismic hazards has been carried out on the bedrock of LampungProvince using the PSHA method. This research was conducted to determine themaximum value of ground acceleration in bedrock or PGA values for theLampung Province region. This analysis of seismic hazard estimation is carriedout by a probabilistic seismic hazard analysis (PSHA) method. In the process ofestimating the influence of earthquakes, the PSHA method principally uses 3types of earthquake sources, namely the source of background earthquakes,subduction earthquakes (earthquake subduction) and fault earthquakes (faut). Thecalculation of seismic hazard estimation is carried out by using the 2007 USGSPSHA program. The distribution of seismic hazard values for Lampung Provincein bedrock with a 500 year return period or a 10% probability of PGA conditions(T = 0) is 0.1 gal to 1, 3 gal and 2500 years return period or a probability of 2% inPGA conditions (T = 0) is 0.1 gal to 1.3 gal.

Keywords : Earthquake, PGA, PSHA, Seismicity

vi

ANALISIS PENDUGAAN BAHAYA KEGEMPAAN DIBATUAN DASAR UNTUK WILAYAH LAMPUNG

MENGGUNAKAN METODE PSHA(PROBABILISTIC SEISMIC HAZARD ANALYSIS)

Oleh

MHD AZRI PANGARIBUAN

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Geofisika

Fakultas Teknik Universitas Lampung

KEMENTRIAN RISET, TEKNOLOGI DAN PENDIDIKAN TINGGIUNIVERSITAS LAMPUNG

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK GEOFISIKA

2019

v

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Desa Sidomulyo Sumatera Utara pada

tanggal 25 Januari 1996 anak kedua dari pasangan Bapak

Mhd Agus Pangaribuan dan Ibu Yanti Hariani. Anak kedua

dari tiga orang bersaudara ini menyelesaikan pendidikan

Sekolah Dasar pada tahun 2008 di SDN 150711 Sidomulyo

(Lumut IV). Selanjutnya menempuh pendidikan Sekolah

Menengah Pertama di SMPS Nurul ‘Ilmi Padangsidimpuan dan

menyelesaikannya pada tahun 2011 kemudian melanjutkan pendidikan Sekolah

Menengah Atas di SMAS Nurul ‘Ilmi Padangsidimpuan dan menyelesaikannya

pada tahun 2014.

Pada tahun 2014, penulis terdaftar sebagai mahasiswa aktif di Fakultas

Teknik Jurusan Teknik Geofisika Universitas Lampung. DI tahun pertama kuliah,

penulis terdaftar sebagai anggota Eksekutif Muda (Eksmud) BEM Fakultas

Teknik Universitas Lampung dan juga Anggota Muda FOSSI FT Unila.

Selanjutnya, penulis bergabung dengan HIMATG Bhuwana FT Unila menjadi

anggota Bidang Sosial Budaya Masyarakat Himpunan Mahasiswa Teknik

Geofisika Bhuwana Universitas Lampung selama 2 periode kepengurusan

(2015/2016-2016/2017). Kemudian, penulis terdaftar menjadi Staff Dinas Internal

dan Advokasi di BEM Fakultas Teknik Universitas Lampung dan terdaftar

vii

vi

sebagai Staff Departemen Kajian dan Studi Islam FOSSI FT Unila. Pada tahun

2016 penulis resmi menjabat sebagai Wakil Gubernur Mahasiswa Fakultas Teknik

BEM FT Unila periode 2016/2017. Selanjutnya, ditahun 2017, penulis menjabat

sebagai Sekretaris Menteri pada Kementerian Aksi dan Propaganda Badan

Eksekutif Mahasiswa Universitas Keluarga Besar Mahasiswa Universitas

Lampung kabinet Bersama Luar Biasa periode 2017. Pada tahun 2018, penulis

menjadi bagian dari Anggota Dewan Perwakilan Mahasiswa Universitas atau

DPMU KBM UNILA menjabat sebagai Anggota Komisi IV Bidang Hubungan

Luar serta terpilih menjadi Ketua Majelis Permusyawaratan Mahasiswa

Universitas Lampung atau MPM KBM UNILA dan menjabat sampai akhir

periode di tahun 2018. Di akhir masa studi, penulis menjadi Koordinator Asisten

Praktikum perkuliahan untuk semester genap (2019) dan menjadi bagian dari tim

asisten praktikum lapangan (Workshop Geofisika) Jurusan Teknik Geofisika pada

bulan April 2019.

Pada bulan Januari 2017, penulis tercatat melakukan Kerja Praktek (KP) di

Stasiun Geofisika Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG)

Provinsi Lampung. dengan mengambil tema penelitian “Perbandingan Hasil

Analisa Parameter Gempa di Stasiun Kotabumi Menggunakan Software Jisview

dengan BMKG Pusat Untuk Gempabumi di Wilayah Lampung dan Sekitarnya”.

Pada bulan Januari tahun 2018 penulis melakukan Kuliah Kerja Nyata (KKN) di

Desa Labuhan Ratu Danau, Kecamatan Way jepara, Kabupaten Lampung Timur.

Pada Agustus 2018, penulis mulai melakukan penelitian Tugas Akhir (TA) di

Stasiun Geofisika Kotabumi hingga akhirnya penulis berhasil menyelesaikan

pendidikan sarjananya pada juli 2019 dengan mengambil judul “Analisis

viii

vii

Pendugaan Bahaya Kegempaan Di Batuan Dasar Untuk Wilayah Lampung

Menggunakan Metode PSHA (Probabilistic Seismic Hazard Analysis)”.

ix

v

Dengan penuh rasa syukur, ku niatkan skripsi ini karena :

Allah SWTAtas segala nikmat dan berkah yang senantiasaaku rasakan dalam menyelesaikan skripsiku ini

~PERSEMBAHAN~

Teruntuk Kedua Orang Tuaku TersayangAyahanda Tercinta Mhd Agus Pangaribuan

Ibunda Tercinta Yanti Hariani

Berkat Do’a dan kemurnian cinta kasih dan sayang. Terimakasih atas segala jerihpayah bapak dan mamak hingga kebutuhanku dapat dipehuhi. Semuanya takkan

terbalas, namun akan selalu ku ingat sampai kapanpun, hingga tak terbatas sampainyawa lepas dikandung badan.

Kedua saudara dan saudariku TersayangKakakku Tercinta Afiqah Ramadhani Pangaribuan

Adikku Tercinta Aulia Rahman Pangaribuan

Terimakasih atas segala bentuk dukungan kalian. Kebersamaan dari kita kecilhingga sekarang takkan lekang oleh waktu serta kasih dan sayang kalian. Darikalian aku belajar dewasa. Semoga ridho Allah dan Orangtua menyertai kita.

Aamiin...

Teknik Geofisika Universitas Lampung 2014Holder BEM FT BerAKSI 2016/2017

Keluarga Besar Kabinet BLB BEM Unila 2017Anggota MPM/DPM U KBM Unila 2018

Suka dan duka telah kita lewati bersama dalam perjuangan, tawa dan kasih kaliantidak akan pernah aku lupakan. Aku sayang kalian karena Allah.

Keluarga Besar Teknik Geofisika Universitas LampungAlmamater Tercinta, Universitas Lampung

x

ix

MOTTO

Raih Prestasi Gapai Ridho Ilahi

Tinggalkanlah Cinta Demi Cita-cita

Gapailah Cinta Karena Cita-cita

Jangan menjelaskan sesuatu tentang dirimu kepada siapapun,

karena yang menyukaimu tidak butuh itu. Dan yang

membencimu tidak percaya itu.

Ali bin Abi Thalib

Engkau Bisa Saja Menunda-nunda Sesuatu

Tapi Ingat Kau Tak Bisa Berdamai Dengan Waktu

Sebab Ia Akan Pergi Berlalu Meninggalkanmu

Do The Best God The Rest

Mhd Azri Pangaribuan

xi

v

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Alhamdulillah, Segala puji bagi Allah S.W.T yang telah melimpahkan

segala rezeki, petunjuk, dan ilmu kepada penulis, sehingga akhirnya penulis dapat

menyelesaikan skripsi ini. Shalawat dan salam semoga selalu untuk nabiNya

yakni Muhammad S.A.W.

Skripsi yang berjudul “Analisis Pendugaan Bahaya Kegempaan Di Batuan

Dasar Untuk Wilayah Lampung Menggunakan Metode PSHA (Probabilistic

Seismic Hazard Analysis)” merupakan hasil dari Tugas Akhir yang penulis

laksanakan di Stasiun Geofisika BMKG Kotabumi, Provinsi Lampung.

Penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi

pembaca dan bermanfaat untuk penambahan ilmu dimasa yang akan datang.

Penulis menyadari bahwa penyusunan skripsi ini masih terdapat kekurangan dan

jauh dari kesempurnaan.

Atas segala kekurangan dan ketidaksempurnaan skripsi ini, penulis sangat

mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun kearah perbaikan dan

penyempurnaan skripsi ini.

Wassalamu’alaikum Wr. Wb.

Penulis

Mhd Azri Pangaribuan

xii

ix

SANWACANA

Dalam pelaksanaan dan penyelesaian skripsi ini tentunya tidak lepas dari

bimbingan dan dukungan berbagai pihak, maka pada kesempatan ini penulis

ingin menyampaikan terimakasih kepada pihak-pihak yang bersangkutan yaitu:

1. Ayahanda (Mhd Agus Pangaribuan) dan Ibunda (Yanti Hariani)

tercinta yang tak henti-hentinya mendidik, berkorban, berdoa dan

mendukung penulis dalam segala hal terutama dalam pendidikan.

Terimakasih atas motivasi dan dorongannya selama ini, sehingga anakmu

tercinta, berhasil menyelesaikan pendidikan program sarjana. Semoga selalu

dilindungi dan diberkahi Allah S.W.T serta diberikan kita umur yang

panjang dab barokah dalam kesehatan dan kebahagiaan agar bersama-sama

kita dapat menikmati keberhasilanku. Kakak dan adikku tersayang (Afiqah

dan Rahman) yang menjadi semangat dan motivasi saya semoga kita bisa

sukses bersama dan membahagiakan orangtua.

2. Bapak Dr. Nandi Haerudin, S.Si., M.Si., selaku Ketua Jurusan Teknik

Geofisika Universitas Lampung.

3. Bapak Syamsurijal Rasimeng, S.Si., M.Si. selaku dosen pembimbing I

atas semua kesabaran, bimbingan, kritikan, saran dan kesedian untuk

meluangkan waktu disela-sela kesibukan.

xiii

v

4. Bapak Karyanto, S.Si., M.T., selaku dosen pembimbing II yang telah

meluangkan waktunya, memberikan kritik dan saran dalam penyusunan

skripsi ini.

5. Bapak Dr. Ahmad Zaenudin, S.Si., M.T., selaku dosen pembimbing

akademik yang telah memberi bimbingan, nasehat dan saran selama penulis

menempuh pendidikan di Jurusan Teknik Geofisika Universitas Lampung.

6. Bapak Dr. Nandi Haerudin, S.Si., M.Si., selaku dosen penguji yang telah

memberikan masukan dan nasehat, baik untuk skripsi ataupun untuk masa

depan penulis.

7. Seluruh Dosen pengajar di Jurusan Teknik Geofisika Universitas Lampung

Prof Harno, Pak Ordas, Pak Bagus, Pak Rus, Pak Sarkowi, Pak Ali,

Pak Boy dan Pak Rahmat yang telah berbagi ilmu dan pengalaman selama

perkuliahan.

8. Seluruh Karyawan Tenaga Pendidik Staf Tata Usaha Jurusan Teknik

Geofisika Unila, Pak Legino, Mas Pujono, Mbak Dhea, Babeh Marsuno

dan Mas Dayat yang telah memberi banyak bantuan dalam proses

administrasi;

9. Stasiun Geofisika BMKG Kotabumi Provinsi Lampung sebagai institusi

yang telah memberi kesempatan untuk melaksanakan Tugas Akhir.

10. Bapak Rudianto, S.T., M.Sc. selaku pembimbing di stasiun geofisika yang

telah membantu dan mengarahkan penulis dalam melaksanakan Tugas

Akhir.

11. Pak Anton, Pak Agung, Pak Adhi, Pak Ari, Mas Agus, Mbak Ferina,

Mbak Puji, Mbak Novi, Mbak Ayu, Kak Devit dan Kak Teguh yang

xiv

ix

telah banyak memotivasi serta memberikan inspirasi yang baik bagi penulis

selama melaksanakan tugas akhir di stasiun geofisika.

12. Teman seperjuangan selama melaksanakan tugas akhir di stasiun geofisika

yaitu Alfa Ardes, M Farizi, Sofyan Firda Yendra dan Viska Amelia yang

telah berbagi ilmu dan memotivasi penulis.

13. Teman KKN Labuhan Ratu Danau Way Jepara Redho, Nikita, Hani,

Ghani, Adel dan Lulu yang telah berjuang bersama-sama. Terimakasih atas

40 hari dan kebersamaan setelahnya.

14. Semua keluarga Teknik Geofisika 2014 agnes, agra, agung, budi, andi,

amir, alfa, alfan, arief, aulia, aziz, cinthia, delvia, desta, dicky, dimas, ewin,

evi, fajar, faqih, fhera, filza, fitria, gaffar, galang, ghiat, helbrat, ida, ikhwan,

ilham, indra, isti, jefri, martin, morales, farizi, ical, asrin, niko, nurdin, zaki,

romi, nabila, nana, norman, indah (idenk), nupit, tiwi, pungky (hanoman),

malik, rati, rhaka, ridho, aldi, rita, rizky (pakde), dharta, kiki (uktinaku),

diana (jawir), ipeh, viska (viskun), ino, witta, dan yuda, yang selama 5 tahun

menemani serta banyak membantu dan memberi dukungan kepada saya

dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir, sehinggan laporan ini bisa

terselesaikan dengan sangat baik. Serta semua pihak yang telah membantu

terlaksananya Tugas Akhir ini

15. Holder BEM FT 2016/2017 Kak Cahya, Mba Endah, Mba Anggi, Kak Ridho,

Kak Jaya, Kak Yuda, Kak Kelvin, Kak Eko, Klara, Agung, Amel, Mba

Wanda, Jumaliya, Kak Yogi, Mba Nita, Mba Anggun dan Zealin yang sudah

berjuang bersama meneyelesaikan amanah disana selama 1 periode kepengurusan.

Terimakasih atas perjuangannya.

xv

v

16. Keluarga BEM U 2017 (BLB) Kak Herwin, Kak Edius, Mba Putri,

Trihan, Mba endah, Aning, Mba Ana, Kak Rian, Mba Melita, Kak

Zainuri, Meri, Zahra, Kak Wahyudi, Mba Diana, Kak Wicak, Mba

Ajeng, Kak Cahya, Kak Bahrul, Desti, Kak Havez, Tiyasz, Kak Agus,

Zia dan Qonita yang sudah banyak memberikan pengalaman dan

mengajari arti sebuah ikatan dalam perjuangan selama setengah periodenya.

Jazakumullah khair, proses pendewasaanku berwarna berkat kalian semua.

17. Keluarga dan sahabatku MPM/DPM Unila 2018 serta Pimpinan

MPM/DPM Herwan, Amir, Arini, Yuda, Dinati, Hadiyan, Ambar,

aning, Erssa, Bagus, Nisya, Santi dan Bimo yang telah menemani

perjuangan hingga akhir kepengurusan. Terimakasih atas kebersamaannya.

18. Sahabatku, saudaraku yaitu Ilham Triputra, Martin Ridwan, Norman

Wirawan, Zulkaromi, Amirudin dan Jefri . Terimakasih atas pelajaran

dan hikmah arti pertemanan dalam persahabatan.

19. Sahabat yang bukan sekedar teman bermain Amir, Eliyas, Ridho, Herwan,

Adi, Sahrul, Sandi, Tiyasz, Yuda, Zia, Aning, Desti, Trihan, Ambar,

Triyul, Ani dan Qonita terimaksih telah menjadi sahabat yang selalu dan

sering mengingatkan dalam hal kebaikan

20. Terimakasih banyak atas semua pihak yang telah terlibat yang tak bisa

disebutkan namanya.

Penulis

Mhd Azri Pangaribuan

xvi

DAFTAR ISI

Halaman

ABSTRAK........................................................................................................ iABSTRACT..................................................................................................... iiHALAMAN JUDUL....................................................................................... iiiLEMBAR PERSETUJUAN.......................................................................... ivLEMBAR PENGESAHAN............................................................................ vPERNYATAAN.............................................................................................. viRIWAYAT HIDUP......................................................................................... viiPERSEMBAHAN............................................................................................ xMOTTO............................................................................................................ xiKATA PENGATAR........................................................................................ xiiSANWACANA................................................................................................ xiiiDAFTAR ISI.................................................................................................... xviiDAFTAR TABEL............................................................................................ xixDAFTAR GAMBAR....................................................................................... xx

I. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang ....................................................................................... 11.2 Tujuan Penelitian ................................................................................... 31.3 Batasan Penelitian .................................................................................. 4

II. TINJAUAN PUSTAKA2.1 Lokasi Penelitian .................................................................................... 52.2 Geologi Regional Daerah Penelitian ...................................................... 62.3 Geologi Tektonik Daerah Sumatera ....................................................... 62.4 Sejarah Gempa Bumi Wilayah Lampung ............................................... 9

III. TEORI DASAR3.1 Gempabumi ......................................................................................... 113.2 Gelombang Seismik ............................................................................ 113.3 Magnitudo ........................................................................................... 163.4 Konversi Skala Magnitudo.................................................................. 173.5 Intensitas.............................................................................................. 183.6 Parameter Gempa ............................................................................... 193.7 Magnitudo Maksimum ....................................................................... 203.8 Fungsi Anetuasi .................................................................................. 213.9 Analisis Kejadian Gempa Independen ............................................... 26

xvii

3.10 Seismic Hazard Analysis .................................................................... 263.11 Probablistic Seismic Hazard Analysis (PSHA).................................. 283.12 Perhitungan Probabilistic Seismic Hazard Analysis .......................... 283.13 Percepatan Tanah Maksimum (PGA)................................................. 303.14 Tingkatan Risiko Gempabumi............................................................ 323.15 Logic Tree........................................................................................... 33

IV. METODE PENELITIAN4.1 Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 364.2 Studi Literatur dan Pengumpulan Data .............................................. 36

4.2.1 Katalog Gempa ......................................................................... 374.2.2 Data Gempabumi ...................................................................... 374.2.3 Perangkat Lunak Pengolahan Data ........................................... 37

4.3 Pengolahan Data4.3.1 Penyeragaman Skala Magnitudo............................................... 384.3.2 Pemisahan Gempa Utama ......................................................... 384.3.3 Identifikasi dan Pemodelan Zona Sumber Gempa bumi .......... 394.3.4 Penentuan Parameter Seismik................................................... 394.3.5 Penentuan Fungsi Atenuasi....................................................... 40

4.4 Analisis Seismik Hazard .................................................................... 41

V. HASIL DAN PEMBAHASAN5.1 Analisis Data Gempabumi................................................................. 435.2 Analisis Kelengkapan Data ............................................................... 455.3 Penentuan Parameter Nilai a-b (a-b value)....................................... 465.4 Analisis Bahaya Kegempaan di Batuan Dasar .................................. 485.5 Analisis Sumber Gempabumi Background ....................................... 495.6 Analisis Sumber Gempabumi Patahan (Fault).................................. 505.7 Analisis Sumber Gempabumi Subduksi (Subduction) ...................... 525.8 Analisis Sumber Gempabumi Secara Keseluruhan........................... 53

VI. KESIMPULAN DAN SARAN6.1 Kesimpulan ........................................................................................ 556.2 Saran .................................................................................................. 56

DAFTAR PUSTAKA

xviii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

Tabel 3.1 Korelasi Konversi Beberapa Skala Magnituda Wilayah Indonesia 18Tabel 3.2 Data dan Parameter Sumber Gempa Fault Daerah Sumatra dan

Sekitarnya....................................................................................... 20Tabel 4.1 Waktu dan Tempat Penelitian ........................................................ 36Tabel 4.2 Data dan Parameter Sumber Gempa Sesar Wilayah Sumatera...... 40Tabel 4.3 Fungsi Atenuasi yang Digunakan Wilayah Indonesia ................... 40Tabel 5.1 Data Parameter Gempabumi Fault Daerah Penelitian ................... 51Tabel 5.2 Data perbandingan nilai PGA antara Tim Revisi Peta Gempa

dengan hasil penelitian..................................................................... 56

xix

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

Gambar 1.1 Gempa di Indonesia hasil relokasi hingga 2016......................... 1Gambar 1.2 Tatanan Tektonik di Indonesia................................................... 2Gambar 2.1 Peta Administrasi Provinsi Lampung......................................... 5Gambar 2.2 Peta Geologi Wilayah Lampung ................................................ 7Gambar 3.1 Deformasi Akibat Gelombang Badan ........................................ 13Gambar 3.2 Deformasi Akibat Gelombang Permukaan ................................ 16Gambar 3.3 Distribusi Magnitudo Guttenberg-Richter ................................. 19Gambar 3.4 Kurva Hazard Model Poissonian................................................ 29Gambar 3.5 PSHA Untuk Mendapatkan Pergerakan Tanah di Batuan Dasar 30Gambar 3.6 Model Logic Tree Sumber Gempa Sesar (Fault) ....................... 34Gambar 3.7 Model Logic Tree Sumber Gempa Subduksi (Megathrust) ....... 34Gambar 3.8 Model Logic Tree Sumber Gempa Background ........................ 35Gambar 4.1 Kriteria Empiris Distance Window dan Time Window............... 39Gambar 4.2 Zona Sumber Gempabumi Indonesia......................................... 39Gambar 4.3 Diagram Alir Penelitian ............................................................. 42Gambar 5.1 Peta Sebaran Gempabumi Sebelum Proses Desclustering......... 44Gambar 5.2 Peta Sebaran Gempabumi Setelah Proses Desclustering ........... 45Gambar 5.3 Hasil Analisis Nilai a-b Untuk Sumber Gempabumi Shallow

Background................................................................................. 47Gambar 5.4 Hasil Analisis Nilai a-b Untuk Sumber Gempabumi Deep

Background ................................................................................. 47Gambar 5.5 Hasil Analisis Nilai a-b Untuk Sumber Gempabumi Subduksi . 48Gambar 5.6 Peta Bahaya Gempabumi di Batuan Dasar Akibat Sumber

Gempabumi Background ........................................................... 50Gambar 5.7 Peta Bahaya Gempabumi di Batuan Dasar Akibat Sumber

Gempabumi Patahan ................................................................... 51Gambar 5.8 Peta Bahaya Gempabumi di Batuan Dasar Akibat Sumber

Gempabumi Subduksi................................................................. 52Gambar 5.4 Peta Bahaya Gempabumi di Batuan Dasar dari Keseluruhan

Sumber Gempabumi untuk Probabilitas 2%............................... 54Gambar 5.5 Peta Bahaya Gempabumi di Batuan Dasar dari Keseluruhan

Sumber Gempabumi untuk Probabilitas 10%............................. 55

xx

1

I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia berada diantara pertemuan tiga lempeng besar (utama) dunia yang

sangat aktif diantaranya Lempeng Indo-Australia, Lempeng Eurasia dan Lempeng

Pasifik. Oleh karena itu, wilayah Indonesia sangat rawan terhadap bencana

gempa-gempa tektonik khususnya yang berada tepat diatas lempeng-empeng

tersebut. Diperlihatkan pada Gambar 1.1 untuk history kegempaan di Indonesia.

Gambar 1.1 Gempa di Indonesia hasil relokasi hingga 2016 (PusGeN, 2016)

Pulau-pulau di Negara Indonesia ini terpecah-pecah menjadi bagian-bagian kecil

dari kerak bumi yang bergerak antara satu terhadap lainnya dan dibatasi oleh

2

patahan-patahan aktif. Tekanan yang diakibatkan dari pergerakan lempeng-

lempeng bumi menyebabkan interior lempeng bumi saling bergerak antara satu

dengan lainnya. Dampak dari kondisi geografis seperti ini menyebabkan

kepulauan Indonesia menjadi daerah sangat rawan bencana alam khususnya

bencana gempabumi. Contoh bencana gempabumi yang terjadi di wilayah Padang

pada 30 September 2009 yang menyebabkan banyak korban jiwa terperangkap

dalam reruntuhan bangunan yang pembangunannya tidak sesuai dengan aturan

standar bangunan tahan gempa. Upaya yang dilakukan untuk meminimalisir

dampak bencana gempabumi seperti tersebut diatas tentunya perlu dilakukan

suatu upaya mitigasi secara dini dan optimal.

Gambar 1.2 Tatanan Tektonik di Indonesia (Bock, dkk., 2003)

Sesuai dengan aturan yang tertuang dalam Peraturan Pemerintah RI No. 21 tahun

2008 tentang Penyelenggaraan Penanggulangan Bencana bahwa mitigasi adalah

serangkaian usaha atau cara untuk mengurangi risiko yang terjadi, baik melalui

3

peningkatan kemampuan menghadapi ancaman bencana itu sendiri maupun

pembangunan fisik. Agar usaha ini berhasil dengan optimal diperlukan

pengetahuan yang sebaik-baiknya tentang potensi dan karakteristik sumber-

sumber bencana gempabumi di wilayah tersebut.

Berdasarkan penjelasan tersebut, salah satu upaya memitigasi bencana yang

mungkin akan terjadi ketika gempabumi terjadi perlu membuat suatu peta sebaran

hazard yang mana di dalamnya memuat tentang tata cara perencanaan ketahanan

gempabumi suatu bangunan. Suatu peta sebaran hazard kegempaan yang

memberikan gambaran efek gempabumi pada suatu lokasi sangat membantu

dalam rangka antisipasi dan meminimalisir korban jiwa maupun kerugian materi.

Peta sebaran hazard ini dikembangkan dengan melakukan analisis probabilistik

seismik hazard yang biasa dikenal dengan PSHA (Probabilistic Seismic Hazard

Analysis).

1.2 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:

a. Melakukan analisis potensi hazard pada masing-masing sumber gempabumi.

b. Membuat peta sebaran nilai bahaya kegempaan pada wilayah Lampung untuk

probabilitas terlampaui 10% dan 2% dalam 50 tahun atau periode ulang 500

dan 2500 tahun.

c. Menganalisis peta sebaran hazard untuk mengetahui sumber gempa yang

memberikan hazard yang cukup signifikan (mempunyai kemungkinan paling

dominan).

4

1.3 Batasan Masalah

Untuk mempertajam analisis ini maka ruang lingkup penelitian dibatasi pada

beberapa hal, yaitu:

a. Lokasi penelitian dibatasi untuk wilayah Lampung.

b. Katalog gempabumi yang digunakan adalah nilai magnitudo minimum 5 Mw

dan kedalaman maksimum 300 km.

c. Gempabumi yang digunakan adalah gempabumi utama (mainshock) yang

bebas dari gempabumi ikutan (foreshock dan aftershock).

d. Analisis seismik hazard meliputi studi fungsi atenuasi dan perhitungan

seismik hazard untuk menentukan percepatan puncak di batuan dasar dengan

probabilitas terlampaui 10% dalam 50 tahun dan terlampaui 2% dalam 50

tahun.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Lokasi Penelitian

Gambar 2.1 Peta Administrasi Provinsi Lampung (INAGeoportal, 2018)

Provinsi Lampung terletak pada koordinat 103.2° - 105.6° BT dan 2.9°-6.4° LS.

Dari gambar 2.1 diketahui bahwa saat ini, Provinsi Lampung memiliki 13

Kabupaten dan 2 Kota Madya, dengan luas ±35.288,35 km2. Batas wilayah

Provinsi Lampung meliputi : sebelah utara dengan Provinsi Bengkulu dan

6

Provinsi Sumatera Selatan, di sebelah timur dengan Laut Jawa, di sebelah selatan

dengan Selat Sunda dan di sebelah barat dengan Samudera Hindia (Gumuntur,

2008).

2.2 Geologi Regional Lokasi Penelitian

Geologi lokasi penelitian masuk dalam wilayah Lampung dan Sumatera Selatan.

Geologi Provinsi Lampung secara keseluruhan berada pada empat lembar peta

geologi skala 250.000, yaitu Lembar Tanjung Karang, Lembar Kota Agung,

Lembar Baturaja dan Lembar Menggala. Geologi lokasi penelitian dibagian barat

terbagi menjadi lima satuan, yaitu dataran rendah, perbukitan yang bergelombang,

dataran tinggi, daerah pegunungan serta kerucut gunungapi. Dataran rendah yang

berada di sekitar Pantai Barat Lampung serta Teluk Semangka di sekitar Kota

Agung. Perbukitan bergelombang sangat mendominasi Daerah Lampung bagian

barat. Secara umum stratigrafi daerah penelitian dapat dikelompokkan menjadi 3

bagian, yaitu:

1. Kelompok Batuan Pra Tersier meliputi Kelompok Gunung Kasih, Komplek

Sulan dan Formasi Menanga.

2. Kelompok Batuan Tersier meliputi Formasi Kantur.

3. Kelompok Batuan Kuarter meliputi Formasi Lampung, Formasi Kasai, Basal

Sukadana, Endapan Gunungapi Muda serta Aluvial (Mangga, dkk., 1993).

2.3 Geologi Tektonik Pulau Sumatera

Lampung merupakan salah satu wilayah di Pulau Sumatera dengan aktivitas

kegempaan yang tinggi, karena disepanjang Laut Barat Sumatera terdapat Zona

Subduksi antara Lempeng Eurasia dengan Lempeng Indo-Australia. Lempeng

7

Indo- Australia menunjam kebawah Lempeng Eurasia dengan kecepatan rata-rata

60 mm/tahun.

Gambar 2.2 Tatanan Tektonik Pulau Sumatera (Bock, dkk., 2003)

Zona Subduksi Lempeng tersebut menjadi pusat gempabumi tektonik yang terjadi

setiap tahunnya. Selain berada dekat dengan Zona Subduksi, Lampung juga

dilewati oleh sesar tektonik aktif yang membentang dari Aceh hingga Selat Sunda

dikenal dengan Sesar Sumatera yang memiliki banyak segmen sesar. Panjang

sesar aktif tersebut sekitar 1.900 km yang terbagi menjadi 19 segmen-segmen

utama. Segmen Kumering, Segmen Semangko dan Segmen Sunda merupakan 3

8

segmen yang melewati daratan Provinsi Lampung. Aktivitas sesar tektonik

tersebut yang menyebabkan kejadian gempabumi Liwa pada 16 Februari tahun

1994 tepatnya di Segmen Kumering dan gempabumi tersebut kembali terjadi pada

2 Mei dan 18 Juni tahun 2016 yang diakibatkan oleh aktivitas Segmen Kumering

dan Segmen Semangko (Sieh dan Natawidjaja, 2000).

Lampung terpotong oleh patahan-patahan besar sejajar memanjang sumbu Pulau

Sumatera yang berarah barat laut – tenggara. Ketiga zona gempa ini sangat aktif

dan merupakan manifestasi dari tumbukan Lempeng Samudera (Australian Plate)

dengan Lempeng Benua (Asian Plate). Adapun tiga zona gempa yang dimaksud

adalah sebagai berikut:

a. Zona Subduksi

Zona Subduksi adalah zona tumbukan antara Lempeng Tektonik Australia

dengan Lempeng Tektonik Asia. Jika zona gempabumi ini dangkal dan berada

di laut, maka akan menyebabkan tsunami seperti yang terjadi pada tsunami

Aceh tahun 2004 lalu. Zona gempa ini menunjam sampai kedalaman lebih dari

70 km. Zona tumbukan ini yang diperkirakan akan menyebabkan melelehnya

batuan juga menjadi sumber magma gunung-gunung api di sepanjang Pulau

Sumatera, yang juga memanjang hingga ke Pulau Jawa.

b. Zona Sesar/patahan Semangko

Zona sesar/patahan ini memanjang dibagian barat Sumatera yang menyebabkan

terbentuknya beberapa danau di Pulau Sumatera, termasuk Danau Singkarak

yang merupakan runtuhan akibat pergeseran sesar ini dan terbentuknya

Lembah Suoh di wilayah Lampung Barat. Sejarah kegempaan yang terjadi

9

pada segmen ini diantaranya adalah kejadian gempabumi pada tanggal 26 Juli

1908.

c. Sesar Kumering

Segmen Kumering memiliki panjang 150 km. Segmen melewati Danau Ranau

yang berada diperbatasan antara Provinsi Lampung dan Provinsi Sumatra

Selatan. Histori kegempaan yang terjadi adalah gempabumi Liwa pada tanggal

24 Juni 1933 dengan kekuatan 7,5 Ms. Selain itu gempabumi Liwa tanggal 16

Februari 1994 dengan Mw 6,8 juga terjadi pada segmen ini. Selain 3 sesar

tersebut, wilayah Lampung juga terdapat sesar patahan aktif yang disebut Sesar

Tarahan. Sesar Tarahan berada di sepanjang pantai bagian timur Teluk

Lampung. Sesar ini menerus ke daratan melalui daerah Tarahan, Panjang dan

lereng timur Gunung Rajabasa sampai ke perairan Selat Sunda. Struktur sesar

diduga sebagai jenis sesar mendatar yang bergerak relatif menganan

dipengaruhi oleh adanya gerak vertikal (Sieh dan Natawidjaja, 2000).

2.4 Sejarah Gempabumi Wilayah Lampung

Daerah Liwa sangat rawan dan rentan terhadap gempabumi, karena terletak di atas

segmen Patahan Semangko yang aktif. Gempabumi yang terjadi pada tahun 1933,

berkekuatan sekitar 7.5 SR yang berpengaruh dari utara lembah Suoh sampai ke

perbatasan Bengkulu sepanjang kurang lebih 100 km. Hasil analisa lokal

sementara menunjukkan perioda ulang gempa sekitar 200-250 tahun. Sistem

patahan wilayah regional menunjukan perpindahan gempabumi (energi

gempabumi) dari daerah selatan ke utara dengan selang waktu kejadian sekitar 20-

30 tahun.

10

Gempabumi di Liwa kembali terjadi pada 15 Februari 1994 dengan kekuatan 7,2

Ms, yang mengakibatkan kerusakan bangunan parah di Liwa Kabupaten Lampung

Barat Provinsi Lampung dengan gempa yang berpusat di Sesar Semangko,

Samudera Hindia. Kurang lebih 196 orang dari beberapa desa dan kecamatan di

Lampung Barat meninggal, sementara jumlah korban yang terluka hampir

mencapai 2.000 orang. Jumlah penduduk yang kehilangan tempat tinggal hampir

mencapai 75 ribu (Sieh dan Natawidjaja, 2000).

III. TEORI DASAR

3.1 Gempabumi

Gempabumi (earthquake) adalah suatu peristiwa dimana bergetarnya permukaan

tanah akibat pelepasan energi secara tiba-tiba yang disebabkan oleh patahnya

massa batuan pada lapisan kerak bumi. Pelepasan energi di dalam bumi akibat

tumbukan lempeng tektonik disebarkan dalam bentuk gelombang energi gempa.

Pelepasan energi terjadi ketika akumulasi regangan (strain) melampaui batas

elastisitas batuan. Setelah gempabumi terjadi maka akan membentuk

keseimbangan baru. Berdasarkan kedalaman sumbernya, gempabumi digolongkan

atas :

a. Gempabumi dalam, h > 300 Km .

b. Gempabumi menengah, 80 < h < 300 Km .

c. Gempabumi dangkal, h < 80 Km .

(Prawirodikromo, 2012).

3.2 Gelombang Seismik

Gelombang gempa bisa disebut juga gelombang seismik, terjadi karena beberapa

proses atau aktivitas geologi. Gelombang seismik yaitu gelombang menjalar di

dalam bumi yang disebabkan adanya proses deformasi struktur di bawah bumi,

akibat adanya tekanan ataupun tarikan karena sifat keelastisitasan kerak bumi.

12

Gelombang ini kemudian yang membawa energi menjalar ke segala arah di

seluruh bagian bumi dan mampu dicatat oleh seismograf. Kecepatan perambatan

gelombang seismik ini ditentukan oleh karakteristik lapisan dimana gelombang

tersebut merambat. Kecepatan gelombang seismik dipengaruhi oleh kekakuan

(rigiditas) dan kerapatan lapisan medium perambatan gelombang, hal ini ditinjau

dari segi lapisan yang dilaluinya.

Gelombang seismik terbagi menjadi dua jenis yaitu gelombang badan (body wave)

dan gelombang permukaan (surface wave) dijelaskan sebagai berikut:

1. Gelombang Badan (Body Wave)

Gelombang badan adalah gelombang yang menjalar melalui interior bumi dan

efek kerusakan yang ditimbulkannya cukup kecil. Gelombang badan dibagi

menjadi dua jenis, yaitu:

a. Gelombang Primer atau Gelombang Longitudinal

Gelombang primer (P-wave) adalah gelombang yang menjalar di dalam

badan bumi yang mempunyai kecepatan yang paling tinggi diantara jenis

gelombang badan lainnya. Gelombang ini dinamai juga sebagai longitudinal

wave (gelombang longitudinal). Gelombang ini mempunyai tiga sifat

utamanya yaitu:

1. Gerakan partikelnya searah dengan rambatan gelombang, sehingga

elemen batuan terkadang mengalami kemampatan (compression) dan

peregangan (dilatation).

2. Gelombang primer dapat merambat pada tiga medium, yaitu medium

solid, cair (air, magma) dan gas/udara.

13

3. Gelombang primer memiliki kecepatan tertinggi dibanding dengan

gelombang-gelombang seismik yang lain (Pawirodikromo, 2012).

b. Gelombang Sekunder atau Gelombang Transversal

Gelombang badan jenis ini merupakan yang lebih lambat penjalarannya,

sehingga sering disebut S wave. Gelombang ini kadang-kadang juga disebut

sebagai transverse wave. Hal ini terjadi karena arah gerakan partikel

(particle motions) akan tegak lurus terhadap arah rambatan gelombang

(wave propagation). Gelombang ini seperti pada Gambar 3.1 (b) memiliki

bentuk sebagaimana gelombang air. Jika diperhatikan, salah satu unit luasan

kecil dalam gambar tersebut akan berganti-ganti pada posisi miring kekiri,

normal kemudian miring ke kanan. Dengan definisi lain setiap unit luasan

tersebut akan mengalami tegangan-geser. Dengan demikian gelombang

sekunder ini mempunyai efek geser. Sifat-sifat selengkapnya gelombang

sekunder (S-wave) adalah:

1. Mempunyai/memimbulkan efek geser.

2. Gerakan partikel yang arahnya tegak lurus terhadap arah rambatan

gelombang.

3. Gelombang geser tidak dapat merambat pada medium cair (air dan

magma misalnya).

Dengan memperhatikan sifat-sifat tersebut diatas, maka gelombang geser ini

tidak dapat merambat dari dasar hingga muka air laut. Gelombang geser

selanjutnya akan menyebabkan bangunan menjadi bergetar dan bergoyang.

Gelombang sekunder (S-wave) pada dasarnya masih terbagi menjadi dua

jenis yaitu S-V wave dan S-H wave. S-V wave adalah gelombang sekunder

14

yang arah rambatannya vertikal (dengan gerakan partikel arah horizontal)

dan S-H wave adalah gelombang sekunder yang arah rambatannya

horizontal, dengan gerakan partikel juga berarah horizontal(Pawirodikromo,

2012).

Gambar 3.1 Deformasi Akibat Gelombang Badan (Kramer, 1996)

2. Gelombang Permukaan (Surface Wave)

Gelombang permukaan bisa diilustrasikan ibarat gelombang pada air yang

menjalar di atas permukaan bumi. Gelombang permukaan memiliki periode

penjalaran yang lebih lambat daripada gelombang badan (body wave). Karena

memiliki frekuensi yang rendah, gelombang permukaan ini lebih berpotensi

menimbulkan kerusakan pada bangunan daripada gelombang badan karena

letaknya diatas permukaan bumi. Amplitudo gelombang di permukaan akan

lebih cepat mengecil terhadap kedalaman. Hal ini disebabkan adanya dispersi

pada gelombang permukaan, yaitu penguraian gelombang yang berdasarkan

panjang gelombangnya sepanjang perambatan gelombang tersebut. Ada dua

tipe gelombang permukaan yaitu diantaranya:

a. Gelombang Rayleigh

15

Gelombang Rayleigh diperkenalkan oleh Lord Rayleigh pada tahun 1885.

Gelombang Rayleigh adalah gelombang yang merambat pada permukaan

tanah yang bebas medium (kecuali udara) berlapis maupun homogen.

Gerakan dari gelombang Rayleigh adalah ground roll atau eliptic retrograde

yaitu tanah seolah memutar ke belakang tetapi secara umum gelombang

memutar ke depan. Pada saat terjadi gempabumi besar, gelombang ini

terlihat pada permukaan tanah yang bergerak ke atas dan ke bawah. Waktu

perambatan gelombang Rayleigh lebih lambat daripada gelombang Love.

Proses terbentuknya gelombang Rayleigh adalah karena adanya interaksi

antara bidang gelombang SV dan P pada permukaan yang bebas kemudian

merambat secara paralel terhadap permukaan. Gerakan arah partikel

gelombang Rayleigh adalah vertikal, sehingga gelombang Rayleigh hanya

ditemukan pada komponen vertikal seismogram. Gelombang Rayleigh

adalah jenis gelombang permukaan, maka sumber yang lebih dekat dengan

permukaan akan menimbulkan gelombang Rayleigh yang lebih kuat

dibandingkan sumber yang terletak di dalam bumi. Gelombang Rayleigh

merupakan gelombang yang bersifat dispersif dengan periode yang lebih

panjang akan lebih cepat mencapai material yang lebih dalam dibandingkan

dengan gelombang yang memiliki periode pendek. Hal ini yang menjadikan

gelombang Rayleigh sebagai alat yang sesuai untuk menentukan struktur

bawah tanah di suatu area. Ilustrasi pergerakan gelombang Rayleigh

ditunjukkan pada Gambar 3.2 (a).

b. Gelombang Love

16

Gelombang Love adalah termasuk gelombang yang bergerak di atas

permukaan tanah. Gelombang ini dinamakan Love Wave karena gelombang

ini ditemukan oleh seorang ahli matematika kebangsaan Inggris bernama

A.E.H Love melalui pemodelan matematik pada tahun 1911. Gelombang ini

adalah gelombang tercepat untuk jenis gelombang permukaan (lebih cepat

dari Rayleigh Wave). Efek gelombang ini akan semakin kecil pada titik yang

semakin dalam atau jauh dari permukaan tanah. Gelombang ini seperti

terlihat pada Gambar 3.2 (b) mempunyai efek geser ke arah horizontal tegak

lurus pada rambatan gelombang di permukaan tanah, dan tidak ada gerakan

yang sifatnya vertikal.

Gelombang Love akan menyebabkan bangunan seperti digoyang/digoncang

secara mendatar pada dasarnya sehingga gelombang ini sangat potensial

membuat kerusakan. Efek gelombang ini mencapai maksimum pada

permukaan tanah dan semakin dalam dari permukaan efeknya akan semakin

kecil. Sebagaimana sifat gelombang geser, gelombang ini juga tidak dapat

menjalar/merambat pada zat cair (Pawirodikromo, 2012). Ilustrasi

pergerakan gelombang Love ditunjukkan pada Gambar 3.2 (b).

17

Gambar 3.2 Deformasi Akibat Gelombang Permukaan (Kramer, 1996)

3.3 Magnitudo

Magnitudo adalah suatu ukuran logaritmik dari kekuatan energi gempabumi atau

ledakan yang berdasarkan pengukuran instrumen. Kemudian magnitudo dihitung

menggunakan skala relatif terhadap suatu kekuatan gempa bumi. Magnitudo tidak

berhubungan langsung dengan sumber gempabumi dan bertujuan untuk

penyediaan perhitungan cepat yang sederhana. Magnitudo digunakan untuk

analisis peninjauan awal dari data gempabumi (katalog) untuk keperluan

investigasi geofisika dan keteknikan. Perlu perlakuan khusus untuk diluar

keperluan peninjauan awal tersebut (Kanamori, 2008).

Magnitudo adalah ukuran kekuatan gempabumi, menggambarkan jumlah

besarnya energi yang terlepas pada saat gempabumi terjadi dan merupakan hasil

pengamatan dari seismograf. Magnitudo gempabumi yang digunakan pada

umumnya ada 4 (empat) jenis meliputi magnitudo lokal, magnitudo gelombang

permukaan, magnitudo gelombang badan dan magnitudo momen. Magnitudo

lokal digunakan untuk gempabumi lokal yang biasanya berjarak <600 km dari

stasiun pemantau. Magnitudo gelombang permukaan digunakan pada kejadian

18

gempabumi dangkal (dengan kedalaman <70 km) yang terekam pada jarak yang

cukup jauh (20o-180o) dan determinasinya menggunakan gelombang Rayleigh.

Magnitudo gelombang badan ini digunakan pada kejadian gempabumi yang jarak

jauh saat gelombang gempabumi menjalar melalui inti bumi dan mulai mengalami

perubahan karakteristik. Magnitudo momen yaitu tipe magnitudo yang berkaitan

dengan momen seismik namun tidak bergantung dari besarnya magnitudo

permukaan (Ismail,1988).

3.4 Konversi Skala Magnitudo

Data katalog gempabumi yang dikumpulkan dari berbagai sumber umumnya

menggunakan skala magnitudo yang berbeda-beda. Skala magnitudo yang

digunakan antara lain adalah magnitudo suface wave (ms), magnitudo Richter

local (ML), magnitudo body wave (mb) dan magnitudo moment (Mw). Nilai-nilai

magnitudo tersebut harus dikonversi terlebih dahulu menjadi satu skala nilai

magnitudo yang sama sebelum digunakan untuk menganalisis resiko gempa.

Terdapat beberapa usulan formula atau persamaan konversi skala magnitudo yang

diusulkan peneliti seperti Purcaru dan Berckhemer (1978), Tatcher dan Hanks

(1973), dimana persamaan-persamaan tersebut dibuat dengan menggunakan

analisis regresi. Selain itu, Idris (1985) telah membuat grafik korelasi hubungan

antara Mw dengan ML, MS, mb, dan MJMA. Analisis konversi yang dilakukan

pada penelitian ini menggunakan data-data gempabumi (katalog gempa) wilayah

Indonesia bagian barat yang dikumpulkan dari berbagai sumber diatas. Hal

tersebut disebabkan peneliti tidak memiliki data informasi untuk pembuatan

persamaan konversi tersebut. Dari data-data tersebut dengan menggunakan

19

analisis regresi didapat rumusan korelasi konversi magnitudo untuk wilayah

Indonesia seperti yang terlihat pada Tabel 3.1.

Tabel 3.1 Korelasi Konversi Beberapa Skala Magnitudo Wilayah Indonesia (TimRevisi Peta Gempa Indonesia, 2010)

3.5 Intensitas

Intensitas dapat didefenisikan sebagai suatu ukuran deskriptif akibat goncangan

selama gempa terjadi. Berlawanan dengan konsep magnitudo yang berdasarkan

pada pengukuran instrumen, intensitas berdasarkan tingkat penilaian dan

klasifikasi dari kerusakan akibat goncangan gempa serta persepsi manusia

terhadap goncangan tersebut. Dalam seismologi intensitas yang digunakan ialah

skala MMI (Modified Mercalli Intensity). MMI memiliki skala I sampai dengan

XII dengan tingkat kerusakan yang bermacam-macam. Skala intensitas tersebut

dibuat berdasarkan observasi di lapangan dari dampak yang ditimbulkan setelah

gempa. Besarnya intensitas ini tergantung pada energi yang diradiasikan dan

dapat dinyatakan dalam magnitudo. Persamaan intensitas gempabumi berdasarkan

persamaan Wald := 3,66 log − 1,66.............................................................(3.1)dengan :

IMM = Intesitas gempa menurut skala MMI

a = Percepatan tanah maksimum (PGA) satuannya gal.

20

3.6 Parameter Gempa

Frekuensi ataupun jumlah gempabumi merupakan karakteristik yang utama dari

aktifitas seismik di suatu daerah dalam selang waktu tertentu. Parameter ini adalah

model matematis yang menjelaskan tentang aktifitas suatu gempabumi yang

terjadi di batuan dasar pada suatu daerah. Metode Least Square atau model

Guttenberg-Ricter (Gambar 3.3), memperlihatkan frekuensi terjadinya gempa

dengan magnitudo M≥m persatuan waktu tertentu, kemudian menurun secara

ekponensial dengan meningkatnya magnitudo gempa. Hubungan tersebut dapat

dinyatakan sebagai berikut:

Log N(m) = a – bM ......................................................................... (3.2)

dengan:

a, b : nilai konstanta real positif

N(m) : nilai frekuensi terjadinya gempa dengan magnitudo sebesar M ≥ m

persatuan waktu

a : nilai konstanta karakteristik daerah gempa yang tergantung pada jangka

waktu pengamatan tertentu dengan tingkat kegempaan daerah sumbernya.

b : nilai konstanta karakteristik daerah gempabumi yang menyatakan

penyebaran relatif dari magnitudo gempabumi pada sembarang sumber

titik di daerah sumber gempabumi. Nilai parameter a-b ini diperoleh dari

regresi catatan gempabumi yang pernah terjadi pada sumber gempabumi.

21

Gambar 3.3 Distribusi magnitudo Guttenberg-Richter (Sengara, dkk., 2010)

Tabel 3.2 Data dan Parameter Sumber Gempa Fault Daerah Sumatra danSekitarnya (Tim Revisi Peta Gempa Indonesia, 2010)

3.7 Magnitudo Maksimum

Magnitudo maksimum merupakan gambaran besarnya magnitudo gempabumi

terbesar yang pernah terjadi di wilayah tersebut atau historic earthquake

berdasarkan penelitian para ahli atau berdasarkan perhitungan geofisik

berdasarkan kondisi tektonik dan pergeseran batuan suatu wilayah. Jika periode

22

pengamatan cukup lama dibandingkan dengan periode ulang gempabumi

maksimum yang mungkin terjadi maka magnitudo historis maksimum dapat

digunakan sebagai gempabumi maksimum. Namun dapat juga dipertimbangkan

magnitudo maksimum berdasarkan perkiraan dari momen seismik akibat struktur

tektonik dan pergeseran batuan suatu wilayah.

3.8 Fungsi Atenuasi

Dikarenakan keterbatasan analisis data untuk menurunkan suatu fungsi atenuasi di

wilayah Indonesia, maka pemakaian fungsi atenuasi yang diturunkan dari wilayah

lain tidak dapat dihindari lagi. Pemilihan fungsi atenuasi ini didasarkan pada

kesamaan dan kemiripan kondisi geologi dan tektonik dari wilayah dimana fungsi

atenuasi itu dibuat. Fungsi atenuasi yang dipergunakan sebagian besar sudah

menggunakan Next Generation Attenuation (NGA), dimana fungsi atenuasi ini

dalam proses pembuatannya sudah menggunakan data gempabumi global.

Dalam analisis penelitian ini, fungsi atenuasi yang digunakan untuk masing-

masing model sumber gempa yaitu:

1. Sumber Gempabumi Patahan

a). Boore-Atkinson NGA (2007)= ( ) + , + , + ......................... (3.3)

dengan :

= spektral accalaration (g)

= konversi skala magnitudo

= konversi skala jarak

= jarak (km)

= faktor amplifikasi

23

= kecepatan gelombang geser 30 m

= kesalahan acak

= standar deviasi

b). Campbell-Bozorgnia NGA (2007)= + ( ) + ( , , ) + ( ) + ( ) +( , , , ) + ........................................................ (3.4)

dengan :

= spectral acceleration (g)

= konstanta periode

= magnitudo momen

= jarak terdekat terhadap sesar

= klasifikasi tipe sesar

= klasifikasi tipe jenis tanah/batuan

= kesalahan acak (random error)

c). Chiou-Youngs NGA (2007)= + + + ( − 4) + ( − 6) +[1 + { ( − )}] + [ + ℎ{ ( −,0) }]( − ) + + [ + −, 0) + ℎ . + ...........(3.5)

= + ∅ , 0 + ∅ ∅ , 1130 −360 − {∅ (1130 − 360)} ∅∅ + ............................(3.6)

24

dengan :

SA = percepatan spektra (spektral acceleration)

= jarak terdekat dari bidang patahan/rupture (km)

= jarak Joiner-Boore

= sudut dip rupture

= panjang sesar

= kedalaman sesar(km)

= 1 untuk 30⁰ ≤λ≤150⁰

= 1 untuk -120⁰ ≤λ≤-60⁰

λ = sudut rake

= kecepatan gelombang geser 30 m

= standar error untuk inter-event

= standar error untuk intra-event

2. Sumber Gempabumi Subduksi

a). Geometrix subduction (Young et al., SRL, 1997)ln y = 0.2148 + 1.414 M + C + C (10 + M) − C ln r +1.7818e . + 0.00607H + 0.3846Z ............................................(3.7)

dengan :

y = percepatan spektra (g)

M = magnitudo moment (M≥5)

H = kedalaman (km)

ZT = tipe sumber

R dan rrup = jarak terdekat ke rupture (km) (10 km – 500 km)

b). Atkinson-Boore BC rock and global source subduction (Atkinson dan

Boore, 2003)log = ( ) + ℎ + − log + + + .......(3.8)

25

dengan :

= magnitudo momenℎ = kedalaman sumber gempa (km)

= jarak terdekat ke permukaan fault (km)

= 1 untuk NEHRP tanah tipe B

= 1 untuk NEHRP tanah tipe C

= 1 untuk NEHRP tanah tipe D

g = 10(1.2-0.13) untuk interface,

= 10(0.301-0.01M) untuk interslab

c). Zhao dkk., with variable Vs-30. (Zhao et al., 2006)ln = + − ln + (ℎ − ℎ ) + + + +ln x + C + ξ + ɳ ...........................................(3.9)

dengan : = + ( ) ...................................................(3.10)

dengan :

y = PGA /percepatan spektra 5% redaman (cm/det2)

= jarak sumber

= magnitudo moment (M>5)ℎ = kedalaman (km)

= parameter reverse fault

= parameter dengan tipe sumber tektonik gempa interface

= digunakan untuk gempa slab subduksi

= suku modifikasi lintasan independen-magnitudo

i = indek untuk nomor kejadian gempa

j = indek untuk nomor rekam dari kejadian iℎ = konstanta kedalaman,

26

ɳ = variabel acak untuk intra-event error

3. Sumber Gempabumi Background

Sumber background adalah kasus khusus dari sumber gempabumi area.

Apabila sumber gempa (fault) tidak ditemukan atau sumber area tidak dapat

merepresentasikan seismisitas dari gempa-gempa tertentu maka sumber

gempabumi tersebut dinyatakan sebagai sumber gempabumi background.

Sumber gempabumi Background dibagi menjadi dua berdasarkan

kedalamannya, yaitu: Shallow Background Source dan Deep Background

Source. Fungsi atau rumus atenuasi untuk sumber gempabumi shallow

background digunakan model sumber gempa fault sedangkan pada deep

background digunakan model sumber gempa Benioff yaitu AB intraslab

seismicity Cascadia region BC-rock condition. (Atkinson dan Boore, 2003),

Geomatrix slab seismicity rock, 1997 srl. July 25 2006. (Youngs dkk., 1997),

AB 2003 intraslab seismicity worldwide data region BC-rock condition.

(Atkinson dan Boore, 2003).

4. Sumber gempabumi shallow crustal, untuk model sumber gempa fault dan

shallow background:

a. Boore-Atkinson NGA. (Boore dan Atkinson, 2008).

b. Campbell-Bozorgnia NGA. (Campbell dan Bozorgnia, 2008).

c. Chiou Youngs NGA. (Chiou dan Youngs, 2008).

5. Sumber gempabumi subduksi interface (Megathrust), untuk model sumber

gempa subduksi:

a. Geomatrix subduction (Youngs, dkk., 1997).

27

b. Atkinson-Boore BC rock and global source subduction (Atkinson dan

Boore, 2003).

c. Zhao, dkk., with variable Vs-30. (Zhao, dkk., 2006).

6. Sumber gempabumi Benioff (deep intraslab), untuk model sumber gempa deep

background:

a. AB intraslab seismicity Cascadia region BC-rock condition (Atkinson dan

Boore, 2003).

b. Geomatrix slab seismicity rock, 1997 srl. July 25 2006 (Youngs, dkk.,

1997). AB 2003 intraslab seismicity worldwide data region BC-rock

condition (Atkinson dan Boore, 2003).

3.9 Analisis Kejadian Gempabumi Independen

Kejadian gempabumi dependen atau gempabumi ikutan (foreshock dan

aftershock), harus diidentifikasi sebelum data kejadian gempabumi digunakan

untuk menentukan tingkat risiko gempabumi. Beberapa kriteria empiris yang

harus diperhatikan dalam mengidentifikasi kejadian gempabumi dependen yang

telah dilakukan oleh beberapa peneliti seperti Arabasz dan Robinson pada tahun

1976, Gardner dan Knopoff pada tahun 1974 dan Uhrhammer pada tahun 1986.

Kriteria ini kemudian dikembangkan berdasarkan suatu rentang waktu dan jarak

tertentu dari satu kejadian gempabumi besar. Pada penilaian ini digunakan model

Gardner dan Knopoff tahun 1974 untuk mencari gempabumi utama, hal ini sesuai

dengan berbagai analisis yang dilakukan oleh peneliti dengan menggunakan

model-model diatas dan ternyata model Gardner dan Knopoff mempunyai hasil

yang cukup sesuai.

28

3.10 Seismic Hazard Analysis

Pada umumnya ada dua metode yang pada biasa digunakan dalam SHA, yaitu:

analisis deterministik (Deterministic Seismic Hazard Analysis/DSHA) dan

analisis probabilistik (Probabilistic Seismic Hazard Analysis/PSHA). Metode

DSHA secara umum diaplikasikan untuk mengestimasi percepatan tanah pada

konstruksi yang sangat membahayakan jika terjadi kerusakan, seperti ketahanan

bangunan Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir (PLTN), bendungan besar,

konstruksi yang dekat dengan sesar aktif, dan untuk keperluan emergency

response. Kelebihan metode DSHA ini adalah dapat digunakan untuk

memprediksi gerakan tanah pada skenario terburuk ketika terjadi gempa.

Sedangkan kelemahannya adalah metode ini tidak mempertimbangkan

probabilitas terjadinya gempa dan pengaruh berbagai ketidakpastian yang terkait

dalam analisis (Irsyam dkk., 2010).

Metode PSHA pada dasarnya adalah analisis deterministik dengan berbagai

macam skenario atau kemungkinan dan didasarkan tidak hanya pada parameter

gempabumi yang menghasilkan pergerakan tanah terbesar. Perbedaan mendasar

antara DSHA dan PSHA adalah pada pendekatan probabilistik (PSHA) frekuensi

untuk setiap skenario pergerakan tanah yang akan terjadi juga diperhitungkan.

Dengan demikian, pendekatan PSHA juga bisa digunakan untuk memprediksi

seberapa besar probabilitas kondisi atau skenario terburuk akan terjadi di lokasi

penelitian. Metode PSHA ini memungkinkan untuk memperkirakan pengaruh

faktor-faktor ketidakpastian dalam sebuah analisis seperti ukuran, lokasi dan

frekuensi kejadian gempabumi. Metode PSHA memberikan kerangka kerja yang

29

lebih terarah sehingga faktor-faktor ketidakpastian dapat diidentifikasi,

diperkirakan, dan kemudian digabungkan dengan metode pendekatan yang

rasional untuk mendapatkan gambaran yang lebih lengkap tentang kejadian

gempa.

Metode DSHA dan PSHA pada kenyataannya saling melengkapi satu sama lain.

Hasil DSHA dapat diverifikasi dengan PSHA untuk memastikan bahwa kejadian

tersebut masih realistis atau ada kemungkin akan terjadi. Sebaliknya, hasil analisis

PSHA dapat diverifikasi oleh hasil analisis DSHA untuk memastikan bahwa hasil

analisis tersebut rasional. Lebih jauh, McGuire pada tahun 2004 seperti dikutip

oleh Tim Revisi Peta Gempa Indonesia (2010) menyampaikan bahwa DSHA dan

PSHA akan saling melengkapi tetapi dengan tetap memberikan penekanan pada

salah satu hasil. Untuk keperluan desain infrastruktur tahan gempa, umumnya

digunakan PSHA dengan tingkatan gempa atau probabilitas terlampaui mengikuti

SEAOC (1997) (Tim Revisi Peta Gempa Indonesia, 2010).

3.11 Probablistic Seismic Hazard Analysis (PSHA)

McGuire (2004) menyampaikan bahwa metode DSHA dan metode PSHA akan

saling melengkapi tetapi dengan tetap memberikan penekanan khusus pada salah

satu hasil. Untuk keperluan desain bangunan dan infrastruktur tahan gempabumi,

umumnya digunakan PSHA dengan tingkatan gempa atau probabilitas terlampaui

mengikuti pedoman SEAOC (1997). Input data yang digunakan dalam PSHA

antara lain:

a. Sumber gempabumi yang dapat mengakibatkan kerusakan, misalnya sumber

gempa dengan jarak 300-500 km dari daerah pengamatan.

30

b. Total aktifitas gempabumi dari setiap sumber-sumber gempa.

c. Karakteristik lokal suatu daerah (geological and soil conditions).

d. Kondisional probabilitas dari parameter gempa.

e. Persamaan model ground motion.

Selain input data seperti diatas diperlukan juga informasi tambahan lain seperti

geometri dan jenis sumber gempa.

3.12 Perhitungan Probabilistic Seismic Hazard Analysis

Sumber gempa merupakan komponen utama dalam perhitungan PSHA. Biasanya

perhitungan PSHA menggunakan sumber yang diekstrak dari data katalog gempa

pada waktu terdahulu. Langkah pertama yang dilakukan dalam PSHA adalah

membuat model potensi gempa berdasarkan data katalog gempa, dimana model

tersebut merupakan model Poissonian. Dalam model poissonian (time

independent), gempa dianggap sebagai proses acak terhadap ruang danwaktu,

sehingga sebagai langkah awal harus dilakukan data treatment. Data katalog

gempa untuk selang waktu tertentu diplot dalam grafik waktu terhadap jumlah

kumulatif gempa, dari grafik tersebut diambil waktu pengamatan yang

mempunyai aktifitas kegempaan yang konstan sehingga memenuhi syarat

distribusi poissonian (constant seismicity rate).

31

.Gambar 3.4 Kurva Hazard Model Poissonian (SEAOC, 1997)

Analisis bahaya kegempaan pada prinsipnya merupakan estimasi parameter-

parameter kegempaan pada suatu wilayah pengamatan. Hal ini penting untuk

dilakukan untuk digunakan pada khususnya dalam desain bangunan tahan gempa

seperti bendungan, pembangkit listrik tenaga nuklir, jembatan yang panjang,

bangunan resiko tinggi, dan sebagainya. Pada dasarnya perhitungan Probability

Seismic Hazard Analysis (PSHA) terdiri dari lima tahap.

1. Identifikasikan semua sumber gempa bumi yang kemungkinan menghasilkan

percepatan tanah merusak.

2. Karakterisasi distribusi magnitudo gempa bumi (laju dimana gempa-gempa

dari berbagai magnitudo diduga terjadi).

3. Karakterisasi distribusi jarak sumber ke site yang berkaitan dengan potensi

gempa.

4. Prediksi distribusi intensitas gerakan tanah yang dihasilkan sebagai suatu

fungsi dari besaran gempa bumi, jarak, dan sebagainya.

32

5. Gabungkan ketidakpastian-ketidakpastian dalam ukuran gempabumi, lokasi

gempabumi dan intensitas gerakan tanah dengan menggunakan suatu

perhitungan yang dikenal sebagai teorema probabilitas total.

Gambar 3.5 PSHA Untuk Mendapatkan Pergerakan Tanah di Batuan Dasar(Tim Revisi Peta Gempa Indonesia, 2010)

3.13 Percepatan Tanah Maksimum (PGA)

Percepatan tanah maksimum merupakan suatu besaran yang dihitung di titik

pengamatan / titik penelitian pada permukaan bumi dari riwayat gempabumi

dengan nilai perhitungan yang dipilih paling besar. Nilai percepatan tanah yang

diperhitungkan sebagai salah satu bagian dalam perencanaan bangunan tahan

gempa yaitu nilai percepatan tanah maksimum (Hadi, dkk., 2012). Percepatan

tanah maksimum atau peak ground acceleration (PGA) merupakan nilai terbesar

percepatan tanah pada suatu wilayah yang diakibatkan dari getaran gempabumi

dalam periode tertentu. Kondisi geologis tanah atau batuan yang sangat

33

menentukan besar kecilnya nilai PGA adalah tingkat kepadatan batuan di daerah

tersebut. Semakin solid struktur batuan maka nilai PGA di daerah tersebut

semakin kecil begitu pula sebaliknya. Hal ini sesuai dengan kenyataan di lapangan

bahwa bangunan yang dibangun di atas struktur batuan atau tanah yang padat

pada saat gempa bumi di Bengkulu yang terjadi pada tahun 2000 (7,3 SR)

mengalami kerusakan lebih ringan daripada bangunan yang dibangun di atas

struktur tanah yang kurang padat (Hadi, dkk., 2012).

Percepatan tanah adalah percepatan gelombang yang tiba di permukaan bumi

dengan satuan cm/detik2 (gal) dan diukur dengan menggunakan alat yang disebut

accelerograph. Percepatan tanah yang efektif bekerja pada massa bangunan

bergantung pada berbagai faktor antara lain kekuatan gempabumi (magnitudo),

kedalaman sumber gempabumi, jarak sumber gempabumi ke lokasi, kualitas

bangunan dan sebagainya. Semakin besar nilai magnitudo maka semakin besar

energi yang dikeluarkan sumber gempabumi. Hal ini yang akan mengakibatkan

semakin besar bencana yang ditimbulkannya. Kondisi di sekitarnya juga

berpengaruh pada tingkat kerusakan bangunan. Faktor yang menjadi sumber

kerusakan dinyatakan dalam parameter percepatan tanah. Sehingga, data

percepatan tanah maksimum akibat getaran gempabumi pada suatu lokasi menjadi

penting untuk menggambarkan tingkat risiko gempabumi pada suatu lokasi

tertentu. Semakin besar percepatan tanah maksimum disuatu tempat, maka

semakin besar risiko gempabumi yang terjadi. Perumusan ini tidak selalu benar,

bahkan dari suatu metode lainnya tidak selalu sama. Namun cukup memberikan

gambaran tentang resiko tinggi terhadap kerusakan gempa bumi pada suatu daerah

(Edwiza, 2008).

34

3.14 Tingkatan Risiko Gempabumi

Risiko gempabumi yang dimaksud dalam hal ini adalah kemungkinan

terlampauinya suatu gempabumi dengan intensitas tertentu (dapat berupa

kecepatan, percepatan, lama guncangan, dan lain sebagainya) serta memiliki

periode ulang rata-rata tertentu selama suatu masa bangunan (BSSC, 1998).

Risiko gempabumi dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut.

Rn = 1 - (1 - Ra)N ............................................................................................(3.11)

dengan :

Rn = risiko gempabumi

Ra = risiko pertahun

N = masa layan bangunan

T = periode ulang rata-rata gempabumi (1/ Ra)

Nilai hubungan antara risiko gempabumi, risiko pertahun, masa layan bangunan

dan periode ulang rata-rata gempabumi dapat dihitung berdasarkan Persamaan

3.11 di atas, hubungan antara parameter risiko tahunan, periode ulang, tingkat

risiko, dan masa layan bangunan yang digunakan dalam rekayasa kegempaan

(FEMA, 1998).

3.15 Logic Tree

Pendekatan dengan model logic tree ini sangat memungkinkan untuk penggunaan

beberapa alternatif metode atau model dengan menentukan faktor bobot yang

dapat menggambarkan persentase kemungkinan keakuratan relatif suatu model

35

terhadap model lainnya. Model ini terdiri dari beberapa jenis rangkaian nodal

(node) yang direpresentasikan sebagai titik dimana model yang dispesifikkan dan

cabang yang merepresentasikan model yang berbeda dengan yang

dispesifikasikan pada tiap nodal. Total nilai penjumlahan untuk tiap probabilitas

dari semua cabang yang dihubungkan dengan satu nodal tertentu nilainya harus

sama dengan 1 (satu). Dalam menggunakan logic tree, satu analisis risiko

gempabumi harus diselesaikan untuk kombinasi model dan/atau parameter yang

berkaitan dengan tiap ujung cabang masing-masing nodal. Hasil dari setiap

analisis diberikan oleh nilai bobot kemungkinan relatif dari kombinasi cabang,

dengan hasil akhir diambil sebagai penjumlahan dari nilai bobot masing-masing.

Model logic tree yang dipakai disesuaikan dengan model sumber gempa yang

digunakan (Tim Revisi Peta Gempa Indonesia, 2010).

Gambar 3.6 Model Logic Tree Sumber Gempa Sesar (Fault).

36

Gambar 3.7 Model Logic Tree Sumber Gempa Subduksi (Megathrust)

Gambar 3.8 Model Logic Tree Sumber Gempa Background (Tim Revisi PetaGempa Indonesia, 2010)

IV. METODE PENELITIAN

4.1 Tempat dan Waktu Penelitian

Adapun penelitian ini dilaksanakan pada:

Tempat : Stasiun Geofisika BMKG Kotabumi Provinsi Lampung.

Waktu : Waktu yang digunakan untuk penelitian yang dimulai dari studi literatur

sampai dengan selesai adalah selama enam bulan yang dimulai dari bulan Desember

2018. Seperti pada Tabel 4.1 berikut ini :

Tabel 4.1 Waktu dan Kegiatan PenelitianNo Kegiatan Desember Januari Februari Maret April Mei1 Studi Literatur

danpengumpulandata

2 Pengolahan datatahap awal

3 Seminar usulpenelitian

4 Pengolahan datatahap akhir daninterpretasi

5 Seminal hasilpenelitian

6 Penyelesaianskripsi dansidangkomprehensif

4.2 Studi Literatur dan Pengumpulan Data

Katalog data gempabumi yang digunakan pada penelitian ini adalah data

gempabumi yang pernah terjadi di Pulau Sumatera bagian selatan dari awal bulan

37

Januari tahun 1963 sampai akhir bulan September 2018. Data gempabumi ini

dikumpulkan dari dua katalog yakni ANSS (USGS) dan katalog gempa BMKG.

Parameter geologi, geodesi dan geofisika yang digunakan sumbernya dari studi

referensi peneliti sebelumnya (jurnal dan penelitian-penelitian terdahulu lainnya).

4.2.1 Katalog Gempa

Katalog gempa digunakan untuk memperkirakan aktifitas seismik di masa yang

mendatang dari tingkat gempabumi masa lalu pada suatu wilayah. Distribusi

frekuensi besarnya suatu gempabumi di masalalu dapat kita gunakan untuk

memperkirakan lokasi dan tingkat guncangan yang lebih besar di masa

mendatang. Skala nilai magnitudo minimum yang digunakan adalah Mw ≥ 5

dengan kedalaman maksimum sebesar 300 km hal ini disebabkan gempa-gempa

dengan kedalaman lebih besar dari 300 km diasumsikan tidak menimbulkan efek

merusak di atas permukaan bumi .

4.2.2 Data Gempabumi

Data pada penelitian ini menggunakan data parameter gempabumi dan data sesar

atau zona sumber gempabumi yang berada di wilayah Provinsi Lampung. Kriteria

data gempabumi tersebut adalah sebagai berikut :

1. Batasan pengambilan data gempabumi adalah sekitar radius jarak 500 km.

2. Magnitudo gempabumi (Mw) minimum adalah 5,0.

3. Kedalaman sumber gempabumi hingga maksimum 300 km.

4. Data gempabumi dimulai dari tahun 1963 hingga 2018 (Sengara dkk, 2010).

4.2.3 Perangkat Lunak Pengolahan Data

Perangkat lunak (software) yang dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

38

a. Software Ms. excel 2007 untuk mengkonversi nilai magnitudo pada semua

katalog gempabumi yang ada.

b. Software ZMAP untuk memisahkan mainshock dari foreshock dan aftershock.

c. Software MATLAB 2007 untuk menjalankan ZMAP.

d. Software USGS-PSHA 2007 untuk mengolah data dan identifikasi serta

analisis sumber gempabumi.

e. Software ArcGIS 10.1 untuk proses pemetaan bahaya gempabumi.

4.3 Pengolahan Data

4.3.1 Penyeragaman Skala Magnitudo

Data katalog gempabumi yang terkumpul dari katalog ANSS dan katalog BMKG

mempunyai skala nilai magnitudo yang berbeda-beda untuk setiap even

gempabuminya. Oleh karena itu, magnitudo harus diseragamkan terlebih dahulu

sebelum dapat digunakan dalam tahap analisis. Penyeragaman skala nilai

magnitudo gempabumi ini dilakukan dengan cara mengkonversi berbagai skala

magnitudo kedalam skala magnitudo momen (Mw) seperti pada tabel konversi

skala magnitudo di bab sebelumnya (Tabel 3.1).

4.3.2 Pemisahan Gempa Utama

Proses sortir gempabumi merupakan proses pemisahan antara gempabumi utama

(mainshock) dari gempa-gempa rintisan (foreshock) dan gempa-gempa susulan

(aftershock) menggunakan kriteria rentang waktu dan jarak. Proses pemisahan

(clustering) gempa utama dari gempa rintisan dan susulan ini menggunakan

metode empiris dengan kriteria yang diusulkan oleh Gardner dan Knopoff (1974),

yang dalam proses pemisahannya dilakukan dengan bantuan software ZMAP

39

Gambar 4.1 Kriteria Empiris Distance Window dan Time Window (Wyss, dkk.,2001)

4.3.3 Identifikasi dan Pemodelan Zona Sumber Gempabumi

Tahap awal analisis hazard gempa sebenarnya adalah identifikasi serta pemodelan

sumber gempabumi. Pada tahapan ini proses identifikasi dan pemodelan untuk

masing-masing sumber gempabumi dan mekanismenya meliputi lokasi, dimensi,

jenis mekanisme sumber gempabumi dan tingkat aktifitasnya berdasarkan data

katalog gempabumi dan penelitian para ahli sebelumnya.

Gambar 4.2 Zona Sumber Gempa Bumi Indonesia (Bock, dkk., 2003)

4.3.4 Penentuan Parameter Seismik

Penentuan besaran parameter a dan b ditentukan dari Guttenberg Richter

recurrence relationship menggunakan analisis dari Least Square. Nilai a dan b

40

ditentukan berdasarkan data yang dikelompokkan sesuai beberapa area ke dalam

sekelompok data dengan analisis statistika pada model maximum likelihood.

Tabel 4.2 Data Parameter Sumber Gempa Sesar Wilayah Penelitian (Tim TeknisRevisi Peta Gempa Indonesia, 2010)

No Segment Type DipLength(km)

Wide(km)

MmaxPSHA

Slip-rate

(mm/yr)1 Musi SS 90° 70 20 7.1 152 Manna SS 90° 85 20 7.2 153 Kumering-North SS 90° 111 20 7.3 144 Kumering-South SS 90° 60 20 7.3 145 Semangko Barat-A SS 90° 90 20 7.3 86 Semangko Barat-B SS 90° 80 20 7.3 87 Semangko Timur-A SS 90° 12 20 7.3 78 Semango Timur-B SS 90° 35 20 7.3 39 Semangko Graben Normal 60° 60 20 7.3 310 Sunda SS 90° 150 20 7.6 5

4.3.5 Penentuan Fungsi Atenuasi

Fungsi atenuasi membutuhkan data ground motions (peak ground acceleration)

yang cukup banyak supaya bisa mendapatkan hasil regresi yang baik.

Tabel 4.3 Fungsi Atenuasi yang digunakan wilayah Indonesia (Tim Teknis RevisiPeta Gempa Indonesia, 2010)

.Model SumberGempa

Rumus Atenuasi

Shallow Background 1. Boore-Atkinson, NGA (Boore and Atkinson, 2008)2. Campbell-Bozorgnia, NGA (Campbell and Bozorgnia, 2008)3. Chiou-Youngs, NGA (Chiou and Youngs, 2008)

Deep Background 1. Atkinson-Boore, intraslab (Atkinson and Boore, 2003)2. Geomatrix, slab seismicity rock (Youngs et al, 1997)3. Atkinson-Boore, instraslab seismicity world data BC-rock

condition (Atkinson and Boore, 1995)Fault 1. Boore-Atkinson, NGA (Boore and Atkinson, 2007)

2. Campbell-Bozorgnia, NGA (Campbell and Bozorgnia, 2007)3. Chiou-Youngs, NGA (Chiou and Youngs, 2007)

Subduction 1. Geomatrix, subdiction (Youngs et al. 1997)2. Atkinson-Boore, BC Rock & global source (Atkinson &

Boore, 1995)3. Zhao at al., with variable Vs-30 (Zhao et al, 2006)

41

4.4 Analisis Seismik Hazard

Semua analisis data gempabumi yang dilakukan dengan bantuan program hasil

akhir dari analisis hazard ini adalah meliputi peta percepatan tanah maksimum di

batuan dasar (litosfer) pada periode T = 0 detik atau biasa juga disebut PGA (peak

ground acceleration) dengan probabilitas terlampaui 10% dan 2% dalam 50

tahun. Risiko gempabumi adalah kemungkinan terlampauinya (probability of

exceedance) suatu gempabumi dengan intensitas tertentu selama masa bangunan.

Analisis bahaya kegempaan dilakukan dengan menggunakan pendekatan PSHA

(Probabilistic Seismic Hazard Analysis) yaitu dengan menggunakan probabilitas

total sumber gempabumi (background, fault dan subduction). Pada penelitian ini,

perhitungan nilai bahaya kegempaan menggunakan perangkat lunak PSHA dari

USGS (Harmsen, 2007). Analisis pada sumber gempabumi background, input

data dibuat dalam sub-program agridMLsm (code) dan untuk analisis bahaya

dilakukan pada sub-program hazgridXnga2 (code). Sumber gempabumi fault

(patahan) dibuat dalam sub-program filtrate dan analisis menggunakan

hazFXNga7c. Sumber gempabumi subduction (subduksi) input dan tahap analisis

dilakukan dalam subprogram hazsubXNga. Hasil perhitungan hazard dari ketiga

sumber gempabumi tersebut kemudian digabungkan dalam sub-program

hazXLall.

42

4.5 Diagram Alir Penelitian

Adapun proses yang dilakukan dalam penelitian ini seperti gambar berikut :

Mulai

Data Katalog Gempabumi

Pengolahan Data

Pemisahan Mainshock dariForeshock & Aftershock

Identifikasi SumberGempabumi

SubductionFault

Background

Zona SubduksiParameter Sesar

Peta SHPNilai PGA

Peta Sebaran Hazard di Batuan Dasar

Data DEM SRTM

Pembuatan Peta Hazard

Selesai

Gambar 4.5 Diagram Alir Penelitian

VI KESIMPULAN DAN SARAN

6.1 Kesimpulan

Berdasarkan tujuan dan hasil analisis bahaya kegempaan metode probabilistik

dihasilkan peta sebaran bahaya kegempaan yang berupa peta kontur percepatan

tanah maksimum akibat gempabumi. Berikut di bawah ini adalah kesimpulan

yang dapat diambil dari penelitian ini.

1. Analisis potensi hazard diperoleh nilai sebaran percepatan gempa di batuan

dasar wilayah Lampung pada kondisi peak ground acceleration (PGA) untuk

tipe sumber gempabumi background 0,2 gal hingga 1,3 gal, tipe sumber

gempabumi fault 0,05 gal hingga 1,3 gal dan tipe sumber gempabumi

subduction 0,1 gal hingga 0,4 gal.

2. Nilai sebaran bahaya kegempaan untuk Provinsi Lampung di batuan dasar

pada periode ulang 500 tahun adalah 0,1 gal hingga 1,3 gal dan pada periode

ulang 2.500 tahun adalah 0,1 gal hingga 1,3 gal yang tersebar dari wilayah

Mesuji hingga Pesisir Barat Lampung.

3. Dari sebaran nilai-nilai bahaya kegempaan yang dihasilkan mengindikasikan

bahwa beberapa wilayah di Lampung ada yang sangat rentan terhadap gempa

seperti Kabupaten Tanggamus, Kabupaten Pesisir Barat dan Kabupaten

Lampung Barat. Maka dalam perencanaan pembuatan gedung atau sarana

infrastruktur lainnya sangat diharapkan untuk selalu memperhitungkan faktor

percepatan tanah di batuan dasar sebagai acuan dalam pembangunannya.

58

6.2 Saran

Saran penulis untuk penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Analisis bahaya sebaran hazard yang digunakan adalam penelitian ini adalah

untuk skenario probabilitistik (PSHA) untuk kedepannya perlu melakukan

penelitian berdasarkan skenario deterministiknya (DSHA).

2. Perlu dilakukan lagi penelitian yang lebih rinci tentang sesar-sesar aktif yang

berada di Provinsi Lampung termasuk parameter-parameter yang digunakan

pada PSHA agar dalam pemodelan sumber gempabumi dapat lebih teliti

untuk memperkecil nilai-nilai kesalahan (error).

3. Peta sebaran percepatan gempa di batuan dasar di Provinsi Lampung perlu

update setidaknya dalam rentang lima tahun sekali karena adanya perubahan

model sumber gempabumi akibat dari gempa-gempa baru yang terus terjadi

dan kemungkinan ditemukannya sumber gempa sesar yang baru.

DAFTAR PUSTAKA

Atkinson, G., dan Boore, D. 1995. New ground motion relations for eastern NorthAmerica, Bull. Seismol. Soc. Am. 85, 17– 30.

Atkinson, G.M., dan Boore, D.M. 2003. Empirical Ground-Motion Relations ForSubduction-Zone Earthquakes and Their Application to Cascadia and OtherRegions, Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 93, No. 4,pp 1703-1729.

Atkinson, G.M., dan Boore, D.M. 2007. Erratum-Earthquake ground-motionprediction equations for eastern North America, Bulletin of theSeismological Society of America, v. 97, p. 1032.

Bock, Y., Prawirodirdjo L., Genrich J.F., Stevens C. W., McCaffrey R., SubaryaC., Puntodewo S.S.O. dan Calais E., 2003. Crustal Motion in Indonesiafrom Global Positioning System Measurement, Journal of GeophysicalResearch, Vol.108, No. B8, 2367, 2003, doi: 10.1029/2001JB000324.

Boore, D.M., dan Atkinson, G.M. 2008. Groundmotion prediction equations forthe average horizontal component of PGA, PGV, and 5%-damped PSA atspectral periods between 0.01 s and 10.0 s: Earthquake Spectra, v. 24, no. 1.

Campbell, K.W., dan Bozorgnia, Y. 2008. Ground motion model for thegeometric mean horizontal component of PGA, PGV, PGD and 5% dampedlinear elastic response spectra for periods ranging from 0.01 to 10.0 s:Earthquake Spectra, v. 24, no. 1.

Chiou, B., dan Youngs, R. 2008. A NGA model for the average horizontalcomponent of peak ground motion and response spectra: EarthquakeSpectra, v. 24, no. 1.

Cornell, A.C., 1968. Engineering seismic risk analysis. Bulletin of theSeismological Society of America. October 1968, v. 58, no. 5, p. 1583-1606.

Edwiza, D. 2008. Analisis Terhadap Intensitas dan Percepatan Tanah MaksimumGempa Sumbar. Teknik A 1 (29): 73-79.

Federal Emergency Management Agency (FEMA), 1998. Handbook for theSeismic Evaluation of Buildings.

Gardner, J. K. dan Knopoff, L.,1974. Is the sequence of earthquakes in SouthernCalifornia with aftershocks removed poissonian, Bull. Seism. Soc. Am. 64,1363-1367.

Gumuntur, E. 2008. Peta Administrasi Provinsi Lampung. Bahan diklat geografiregional. Lampung.

Hadi, A.I., Farid, M dan Fauzi, Y. 2012. Pemetaan Percepatan Getaran TanahMaksimum dan Kerentanan Seismik Akibat Gempa Bumi untukMendukung Rencana Tata Ruang dan Wilayah (RTRW) Kota Bengkulu.Jurnal Ilmu Fisika Indonesia 1 (2): 81-86.

Harmsen, S. 2007. USGS Software For Probabilistic Seismic Hazard Analysis(PSHA), United States of Geological Surveys (USGS), USA.

Http://earthquake.usgs.gov/ diakses pada Oktober 2018.

Http://inatews.bmkg.go.id/ diakses pada Oktober 2018.

Http://INAGeoportal.pusat.penelitian.pengembangan.geologi.1993.go.id/ diaksespada Oktober 2018.

Irsyam, M., Dangkua, D.T., Hendriyawan, Hoedajanto, D., Hutapea, B.M.,Kertapati, E.K., Boen, T., dan Petersen, M.D., 2008. Proposed SeismicHazard Maps of Sumatra and Java Islands and Microzonation Study ofJakarta City, Indonesia. Journal Earth Syst Sct. 117, S2, Nov 2008, pp. 865-867.

Irsyam, M., Sengara I.W., Adiamar, F., Widiyantoro, S., Triyoso, W.,Natawidjaja, D.H., Kertapati, E., Meilano, I., Suhardjono, Asrurifak, M.,dan Ridwan, M., 2010. Ringkasan Hasil Studi Tim Revisi Peta GempaIndonesia. Bandung.

Ismail, S. 1988. Parameter Gempabumi dan Penentuannya. Jakarta: BadanMeteorologi dan Geofisika.

Kanamori, H. 2008. Earthquake physic and real-time seismology. Nature, 2008,451: 271-273

Kramer, S.L., 1996. Geotechnical Earthquake Engineering. Prentice Hall Inc:Upper Suddle River, New Jersey.

Mangga, S.A., Amirudin, T., Suwarti, S., dan Sidarto. 1993. Peta GeologiLampung, Sumatera. Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi.Bandung.

McGuire, R. K. 2004. Seismic Hazard and Risk Analysis. Eathquake Engineering

Research Institute MNO-10.

Pawirodikromo, W. 2012. Seimologi Teknik dan Rekayasa Kegempaan.Yogyakarta, Pustaka Pelajar.

SEAOC Vision 2000 Committee. 1997. Performance Based Seismic Engineering,Structural Engineers Association of California, California.

Sengara, I. Irsyam, M., Hendriyawan, Asrurifak, M., Prakoso, W.A., Juniansyah,U., Sumiartha, P., dan Jayasaputra, U., 2010. Laporan AkhirPendayagunaan Peta Mikrozonasi Gempa di DKI Jakarta. Pusat MitigasiBencana ITB.

Sieh, K., dan Natawidjaja, D. 2000. Neotectonics of The Sumatran Fault,Indonesia. Journal of Geophysical Research, Vol. 105, No. B12, Pages 28,295-28,326.

Tim Revisi Peta Gempa Indonesia, 2010. Hasil Studi Tim Revisi Peta GempaIndonesia. Laporan Studi.

Wyss, M., Wiemer, S., dan Zuniga, R., 2001. ZMAP A Tool for Analysis ofSeismicity Patterns. ETII Zurich.

Youngs, R.R., Chiou, S.J., Silva, W.J., dan Humphrey, J.R. 1997. Strong groundmotion attenuation relationships for subduction zone earthquakes. Seismol.Res. Lett. 68, 58–73.

Zhao J.X., Irikura, K., Zhang, J., dan Fukushima, Y., 2006. Attenuation Relationsof Strong Motion in Japan using site classification based on predominantperiod, Bull. Seismol. Soc. Am., 96, 898.