INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan...

25
Oleh : Daryono Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan 1753 1) Daryono adalah Peneliti di Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG), Jakarta INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA SETIAP SATUAN BENTUKLAHAN DI ZONA GRABEN BANTUL DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA aerah Bantul secara tektonik merupakan salah satu kawasan gempabumi aktif di Indonesia. Gempabumi Bantul 27 Mei 2006 (M 6.4) menyebabkan w D kerusakan parah di zona Graben Bantul. Penelitian ini bertujuan untuk: (1) mengetahui karakteristik indeks kerentanan seismik pada setiap satuan bentuklahan di zona Graben Bantul, dan (2) mengetahui persebaran spasial indeks kerentanan seismik berdasarkan pendekatan satuan bentuklahan di zona Graben Bantul. Penelitian ini menggunakan pendekatan spasial dengan satuan bentuklahan sebagai satuan analisis. Teknik pengambilan data mikrotremor menggunakan proportional purposive sampling. Analisis data mikrotremor menggunakan Metode Horizontal to Vertical Spectrum Ratio (HVSR). Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif. Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai rata-rata indeks kerentanan seismik berdasarkan mikrotremor pada setiap satuan bentuklahan berubah mengikuti satuan bentuklahan. Nilai rata-rata indeks kerentanan seismik tertinggi terdapat pada satuan bentuklahan Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda (K =8,5). Nilai rata-rata indeks g kerentanan seismik terendah terdapat pada satuan bentuklahan Perbukitan Struktural Formasi Sentolo (K =0,1). Persebaran daerah lebih rentan secara seismik akibat local site g effect di zona Graben Bantul terdapat pada satuan bentuklahan asal fluvial, vulkanik, aeoliomarin, denudasional, dan fluviomarin. Persebaran daerah kurang rentan secara seismik terdapat pada satuan bentuklahan asal struktural. Beberapa faktor yang mempengaruhi indeks kerentanan seismik dalam penelitian ini adalah jenis material penyusun bentuklahan, ketebalan sedimen, dan kedalaman muka airtanah. keterangan penulis abstrak bahasa indonesia Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Transcript of INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan...

Page 1: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

Oleh :Daryono

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

1753

1) Daryono adalah Peneliti di Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG), Jakarta

INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA SETIAP SATUAN BENTUKLAHAN DI ZONA GRABEN BANTUL

DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA

aerah Bantul secara tektonik merupakan salah satu kawasan gempabumi aktif di Indonesia. Gempabumi Bantul 27 Mei 2006 (M 6.4) menyebabkan w D kerusakan parah di zona Graben Bantul. Penelitian ini bertujuan untuk: (1)

mengetahui karakteristik indeks kerentanan seismik pada setiap satuan bentuklahan di zona Graben Bantul, dan (2) mengetahui persebaran spasial indeks kerentanan seismik berdasarkan pendekatan satuan bentuklahan di zona Graben Bantul.

Penelitian ini menggunakan pendekatan spasial dengan satuan bentuklahan sebagai satuan analisis. Teknik pengambilan data mikrotremor menggunakan proportional purposive sampling. Analisis data mikrotremor menggunakan Metode Horizontal to Vertical Spectrum Ratio (HVSR). Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilai rata-rata indeks kerentanan seismik berdasarkan mikrotremor pada setiap satuan bentuklahan berubah mengikuti satuan bentuklahan. Nilai rata-rata indeks kerentanan seismik tertinggi terdapat pada satuan bentuklahan Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda (K =8,5). Nilai rata-rata indeks g

kerentanan seismik terendah terdapat pada satuan bentuklahan Perbukitan Struktural Formasi Sentolo (K =0,1). Persebaran daerah lebih rentan secara seismik akibat local site g

effect di zona Graben Bantul terdapat pada satuan bentuklahan asal fluvial, vulkanik, aeoliomarin, denudasional, dan fluviomarin. Persebaran daerah kurang rentan secara seismik terdapat pada satuan bentuklahan asal struktural. Beberapa faktor yang mempengaruhi indeks kerentanan seismik dalam penelitian ini adalah jenis material penyusun bentuklahan, ketebalan sedimen, dan kedalaman muka airtanah.

keterangan penulis

abstrak bahasaindonesia

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 2: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

1754

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 3: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

gempabumi akibat aktivitas subduksi

lempeng, zona Graben Bantul dan sekitarnya

juga sangat rawan gempabumi akibat

aktivitas sesar-sesar lokal di daratan. Jika

mencermati sejarah kegempaan Jawa, sejak

dahulu, zona Graben Bantul merupakan

kawasan yang selalu mengalami kerusakan

setiap terjadi gempabumi kuat. Gempabumi

Yogyakarta 10 Juni 1867 menyebabkan

ribuan rumah rusak dan lebih dari 500 orang

meninggal (Newcomb dan McCann, 1987).

Gempabumi Yogyakarta 23 Juli 1943

menyebabkan 15.275 rumah rusak dan lebih

dari 213 orang meninggal (Bemmelen, 1949).

Tanggal 27 Mei 2006, zona Graben

Bantul kembali diguncang gempabumi

tektonik. Meskipun kekuatan gempabumi

relatif kecil (M 6,4), tetapi mengakibatkan w

lebih dari 6.000 orang meninggal dunia dan

1.000.000 orang kehilangan tempat tinggal

(Walter et al., 2008). Hasil analisis Harvard-

CMT (2007) menunjukkan bahwa episenter

gempabumi terletak pada koordinat 8,03 LS

dan 110,54 BT, tepatnya pada perbukitan

struktural yang berjarak ± 15 kilometer di

sebelah timur zona Graben Bantul.

Gempabumi Bantul 27 Mei 2006

menyimpan tanda tanya terkait lokasi

episenter dan persebaran kerusakan rumah.

Teori yang menyatakan bahwa tingkat

kerusakan gempabumi akan menurun

terhadap bertambahnya jarak dari episenter

ternyata tidak sepenuhnya benar, karena hal

ini tidak berlaku pada kasus gempabumi

Bantul 27 Mei 2006. Daerah kerusakan rumah

paling parah justru terkonsentrasi di zona

Graben Bantul yang lokasinya cukup jauh dari

episenter, sementara daerah yang lokasinya

berdekatan dengan episenter hanya

mengalami tingkat kerusakan ringan.

Menurut Yamazaki dan Matsuoka (2008) dan

Miura et al. (2008), zona kerusakan parah

yang terjadi di wilayah Kecamatan Pundong,

Jetis, Imogiri, Pleret, Banguntapan, dan

Piyungan jaraknya cukup jauh dari episenter,

sedangkan di daerah yang berdekatan

dengan episenter justru mengalami kerusa-

kan ringan. Persebaran kerusakan yang

membentuk jalur kerusakan di zona Graben

Bantul menjadi fenomena unik mengingat

lokasi episenter tidak terletak di zona

kerusakan.

Survei pengukuran mikrotremor perlu

dilakukan di zona Graben Bantul untuk

menjawab keunikan persebaran kerusakan

rumah akibat gempabumi. Data mikrotremor

dapat mengetahui indeks kerentanan seismik

pada setiap satuan bentuklahan di zona

Graben Bantul. Setiap satuan bentuklahan

dengan segala karakteristiknya memiliki

respon tertentu terhadap gelombang seismik

yang mengenainya. Adanya variasi relief dan

jenis material penyusun pada setiap satuan

b ent u k la h a n d a p at memp en ga ru h i

karakteristik kerentanan seismik pada setiap

satuan bentuklahan tersebut, sehingga

bentuklahan diyakini dapat memberi

informasi penting dalam analisis kerentanan

seismik. Kajian indeks kerentanan seismik

berdasarkan mikrotremor pada setiap satuan

bentuklahan dapat menggambarkan secara

empiris tingkat kerentanan seismik setiap

satuan bentuklahan saat terjadi gempabumi.

Kabupaten Bantul memiliki tingkat

risiko yang tinggi terhadap bencana

gempabumi karena memiliki kepadatan

penduduk yang cukup tinggi dengan

pertumbuhan penduduk yang terus

1755

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 4: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

berkembang. Kajian indeks kerentanan

seismik berdasarkan mikrotremor pada

setiap satuan bentuklahan bermanfaat untuk

keperluan mitigasi, terutama untuk kesiap-

siagaan dalam menghadapi bencana

gempabumi. Kajian kerentanan gempabumi

yang didasari pada pengukuran lapangan,

analisis peta, dan data sekunder menghasil-

kan peta kerentanan gempabumi di zona

Graben Bantul. Peta indeks kerentanan

seismik berdasarkan mikrotremor dapat

dimanfaatkan bagi masyarakat Kabupaten

Bantul untuk menyesuaikan pola kehidupan-

nya. Peta ini juga dapat dijadikan sebagai

rujukan dalam pengembangan wilayah yang

aman terhadap bahaya gempabumi.

Berdasarkan rumusan masalah yang

diuraikan, maka penelitian ini bertujuan

untuk:

1. Mengetahui karakteristik indeks keren-

tanan seismik pada setiap satuan

bentuklahan di zona Graben Bantul,

2. Mengetahui persebaran spasial indeks

kerentanan seismik berdasarkan pende-

katan satuan bentuklahan di zona Graben

Bantul.

B. KEASLIAN PENELITIAN

Beberapa penelitian mengenai indeks

kerentanan seismik berdasarkan mikro-

tremor sudah dilakukan oleh para peneliti

terdahulu (Nakamura, 2008; Saita et al.,

2004; Huang dan Tseng, 2002; Nakamura et

al., 2000; Nakamura, 2000; Gurler et al.,

2000). Penelitian ini memiliki beberapa

kesamaan dalam hal tema dengan penelitian

terdahulu, namun juga memiliki perbedaan

dalam hal tujuan, metode analisis, pende-

katan, dan objek kajian yang digunakan.

Seluruh penelitian indeks kerentanan

seismik berdasarkan pengukuran mikro-

tremor yang dilakukan oleh para peneliti

terdahulu hanya menggunakan pendekatan

geofisika. Indeks kerentanan seismik berda-

sarkan mikrotremor selanjutnya dibanding-

kan dengan data kerusakan rumah. Seluruh

penelitian terdahulu hanya berupa pengum-

pulan data lapangan tanpa analisis spasial

mendalam, sedangkan penelitian ini

merupakan penelitian terapan yang bersifat

eksploratif menggunakan pendekatan satuan

bentuklahan dan analisis spasial.

Para peneliti terdahulu belum ada

yang secara khusus menjadikan satuan

bentuklahan sebagai objek kajian indeks

kerentanan seismik berdasarkan mikro-

tremor. Sebagai langkah inovasi untuk

menemukan sesuatu yang sebelumnya

belum ada, penelitian ini menjadikan satuan

bentuklahan sebagai objek kajian untuk

mengetahui karakteristik indeks kerentanan

seismik pada setiap satuan bentuklahan.

C. HIPOTESIS

Berdasarkan tujuan penelitian yang

telah dirumuskan, maka hipotesis penelitian

ini sesuai dengan tujuan penelitian pertama

dan kedua, yaitu:

1. Karakteristik indeks kerentanan seismik,

ground shear-strain, dan rasio kerusakan

rumah berubah mengikuti satuan

bentuklahan.

2. Persebaran spasial indeks kerentanan

seismik berdasarkan pendekatan satuan

1756

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 5: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

bentuklahan menunjukkan bahwa variasi

indeks kerentanan seismik dipengaruhi

oleh jenis material penyusun, ketebalan

sedimen, dan kedalaman muka airtanah.

D. METODE PENELITIAN

Zona Graben Bantul yang mengalami

kerusakan rumah paling parah akibat

gempabumi 27 Mei 2006, memiliki kondisi

bentuklahan yang bervariasi (Langgeng dan

Tjahyo, 2006). Bentuklahan ialah bagian dari

permukaan Bumi yang memiliki bentuk

topografi yang khas, akibat pengaruh kuat

dari poses alam dan struktur geologis pada

material batuan dalam ruang dan waktu

kronologis tertentu (Simoen dkk. (Eds.),

2002).Berdasarkan pertimbangan adanya

keunikan persebaran kerusakan rumah

akibat gempabumi, maka daerah penelitian

difokuskan di zona Graben Bantul yang

mencakup 8 satuan bentuklahan (Tabel 1).

Sampel area dalam penelitian ini

adalah 8 satuan bentuklahan di daerah

penelit ian. Pada ke-delapan satuan

bentuklahan tersebut ditentukan sampel titik

yang merupakan lokasi pengukuran

mikrotremor. Mikrotremor adalah getaran

tanah yang disebabkan oleh beberapa faktor

akibat aktivitas manusia, seperti lalulintas,

industri, dan aktivitas manusia lainnya di

permukaan Bumi. Selain akibat aktivitas

manusia, sumber-sumber mikrotremor juga

disebabkan oleh faktor alam seperti interaksi

angin dan struktur bangunan, arus laut, dan

gelombang laut periode panjang (Petermans

et al., 2006). Teknik penentuan sampel titik

pengukuran mikrotremor ditetapkan dengan

cara proportional purposive sampling.

Banyaknya pengambilan sampel mikro-

tremor tergantung kepada luasan satuan

bentuklahan, sedangkan penentuan lokasi

pengambilan data mikrotremor mempertim-

bangkan persyaratan menurut standar aturan

SESAME European Research Project (2004).

1757

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Tabel 1. Jumlah pengukuran mikrotremor pada setiap satuan bentuklahan

45 lokasi

19 lokasi

10 lokasi

5 lokasi

3 lokasi

4 lokasi

13 lokasi

10 lokasi

109 lokasi

No. Satuan Bentuklahan Jumlah

1

2

3

4

5

6

7

8

Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda

Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda

Lereng Kaki Koluvial Perbukitan Baturagung

Kompleks Beting dan Gisik Gumukpasir

Dataran Fluviomarin

Perbukitan Struk.Formasi Kebo, Butak & Semilir

Perbukitan Struktural Formasi Nglanggran

Perbukitan Struktural Formasi Sentolo

Jumlah lokasi pengukuran mikrotremor

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 6: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

Alat untuk mengumpulkan data adalah

seperangkat alat pengukur mikrotremor

berupa satu buah seismometer periode

pendek (sensitive velocity sensor) tipe TDS-

303 (3 komponen) dengan frekuensi

sampling 100 Hz, dilengkapi kabel data,

digitizer, solar cell panel, GPS, UPS, dan

laptop akuisisi data. Beberapa perangkal

lunak yang digunakan adalah perangkat lunak

DataPro untuk akuisisi data yang juga

berfungsi untuk memotong sinyal digital,

Perangkat lunak GEOPSY untuk analisis HVSR

(Bonnefoy-Claudet, 2008), Perangkat lunak

Arc GIS untuk pemetaan, dan Perangkat lunak

Globalmapper untuk membuat penampang

melintang zona Graben Bantul.

Pengolahan data mikrotremor meng-

gunakan metode analisis Horizontal to

Vertical Spectrum Ratio (HVSR) (Gambar 1).

Hasil keluaran perangkat lunak GEOPSY

berupa rara-rata spektrum mikrotremor. Dari

spektrum ini dapat diketahui nilai frekuensi

resonansi (fo) dan puncak spektrum

mikrotremor (A) di lokasi pengukuran. Indeks

kerentanan seismik (K ) diperoleh dengan g

membagi kuadrat puncak spektrum

mikrotremor (A) dengan frekuensi resonansi

(fo).

Cara analisis data dan hasil penelitian

secara umum menggunakan analisis spasial,

kualitatif, dan kuantitatif. Pada akhir analisis

hasil penelitian dilakukan pengujian hipotesis

terhadap hipotesis yang sudah ditetapkan.

Hipotesis pertama diterima jika indeks

kerentanan seismik, ground shear-strain, dan

rasio kerusakan rumah berubah mengikuti

satuan bentuklahan. Hipotesis ditolak jika

nilai indeks kerentanan seismik, ground

shear-strain, dan rasio kerusakan rumah

tidak berubah mengikuti satuan bentuk-

lahan. Hipotesis kedua diterima jika indeks

kerentanan seismik memiliki korelasi

signifikan dengan jenis material penyusun,

ketebalan sedimen/kedalaman batuan dasar,

dan kedalaman muka airtanah. Hipotesis

ditolak jika indeks kerentanan seismik tidak

memiliki korelasi signifikan dengan jenis

material penyusun, kedalaman batuan dasar,

dan kedalaman muka airtanah.

1758

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Gambar 1. Analisis Horizontal to Vertical Spectrum Ratio (HVSR)

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 7: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

E. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

1. Indeks Kerentanan Seismik pada Satuan

Bentuklahan

Karakteristik spektrum mikrotremor

berubah mengikuti satuan bentuklahan

(Gambar 2). Spektrum mikrotremor di

perbukitan memiliki karakteristik fre-

kuensi resonansi tinggi dengan puncak

spektrum rendah. Di dataran aluvial yang

tersusun oleh material aluvium, spektrum

mikrotremor memiliki karakteristik

frekuensi resonansi rendah dengan

puncak spektrum tinggi. Hasil penelitian

ini sesuai dengan pendapat Nakamura et

al. (2000), Saita et al. (2004), Gurler et al

(2000) dan Huang dan Tseng (2002).

Namun demikian belum ada peneliti

terdahulu yang menjadikan satuan

bentuklahan sebagai objek kajian.

Menurut Mukhopadhyay dan Borman

(2004), Nguyen et al. (2003), Parolai et al.

(2001) dan Parolai et al. (2002), adanya

variasi spektrum mikrotremor dipenga-

ruhi oleh kondisi litologi dan ketebalan

sedimen.

Frekuensi resonansi di zona Graben

Bantul dan sekitarnya berkisar antara 0,6-

13,0 Hz. Persebaran nilai frekuensi reso-

nansi rendah terdapat pada bentuklahan

Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda,

Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda,

Beting Gisik dan Gumukpasir, Dataran

Fluviomarin, dan Lereng Kaki Koluvial

Perbukitan Baturagung. Nilai frekuensi

resonansi berangsur-angsur membesar

memasuki kawasan Perbukitan Struktural

Formasi Sentolo di sebelah barat dan

1759

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Keterangan satuan bentuklahan:Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda (F)Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda (V)Lereng Kaki Koluvial Perbukitan Baturagung (D)Kompleks Beting Gisik dan Gumukpasir (A)Dataran Fluviomarin (M)Perbukitan Struktural Formasi Kebo, Butak, dan Semilir (S1)Perbukitan Struktural Formasi Nglanggran (S2)Perbukitan Struktural Formasi Sentolo (S3)

Gambar 2. Karakteristik spektrum mikrotremor berubah mengikuti satuan bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 8: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

P e r b u k i t a n S t r u k t u r a l F o r m a s i

Nglanggran, Kebo, Butak, dan Semilir di

sebelah timur Graben Bantul. Pada satuan

bentuklahan Perbukitan Struktural

Formasi Nglanggran, Kebo, Butak, dan

Semilir memiliki frekuensi resonansi tinggi

(di atas 6,0 Hz), demikian juga satuan

bentuklahan Perbukitan struktural

Formasi Sentolo juga memiliki frekuensi

resonansi tinggi (di atas 6,0 Hz). Analisis

statistik untuk mengetahui hubungan

antara frekuensi resonansi dengan

ketebalan sedimen menunjukkan bahwa

frekuensi resonansi memiliki korelasi

signifikan dengan ketebalan sedimen

dengan nilai korelasi sebesar -0,897 dan

nilai signifikansi 0,0 (Gambar 3).

Jika frekuensi resonansi rendah

berkorelasi dengan batuan dasar yang

dalam, dan frekuensi resonansi tinggi

berkorelasi lapisan sedimen yang tipis,

maka Graben Bantul bagian timur secara

kualitatif memiliki batuan dasar yang lebih

dalam jika dibandingkan dengan Graben

Bantul bagian barat. Nilai frekuensi

resonansi membuktikan bahwa Graben

Bantul merupakan jenis graben yang tidak

simetris (asymmetric graben) (Gambar 4).

Menurut Ventura et al. (2004)

rendahnya nilai frekuensi resonansi

disebabkan oleh tebalnya material

sedimen halus di dataran aluvial,

sedangkan tingginya frekuensi resonansi

disebabkan oleh tipisnya lapisan sedimen

pada singkapan batuan dasar. Di Graben

Bantul, rendahnya frekuensi resonansi di

Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda, dan

Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda

disebabkan oleh tebalnya endapan

material vulkanik Merapi. Pada satuan

bentuklahan Perbukitan Struktural

Formas i Ng lang gran, Perbuk i tan

Struktural Formasi Kebo, Butak, dan

Semilir, serta Perbukitan Struktural

Formasi Sentolo memiliki frekuensi

resonansi yang tinggi disebabkan oleh

satuan bentuklahan ini tersusun oleh

material batuan keras dan singkapan

permukaan dengan sedimen tipis.

Indeks kerentanan seismik di zona

Graben Bantul berkisar antara 0,04 dan

23,21. Peta persebaran spasisl Indeks

kerentanan seismik di zona Graben Bantul

dapat dilihat pada Gambar 5. Indeks

kerentanan seismik pada setiap satuan

bentuklahan dirata-ratakan untuk menge-

tahui variasinya dan karakteristiknya pada

setiap satuan bentuklahan. Nilai indeks

kerentanan seismik antara 1,0 hingga

23,21 tersebar pada satuan bentuklahan

Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda,

Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda,

Lereng Kaki Koluvia l Perbukitan

Baturagung, Kompleks Beting Gisik dan

Gumukpasir, dan Dataran Fluviomarin.

Indeks kerentanan seismik kurang dari 1,0

terdapat pada satuan bentuklahan

perbukitan struktural, seperti satuan

bentuklahan Perbukitan Struktural

Formasi Sentolo, Perbukitan Struktural

Nglanggran, Perbukitan Struktural Kebo,

Butak, dan Semilir.

Variasi indeks kerentanan seismik

secara lateral disebabkan oleh kondisi

bentuklahan, seperti variasi relief dan

material penyusun bentuklahan. Pene-

litian Nakamura et al. (2000) dan

Nakamura (2008) menunjukkan bahwa

1760

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 9: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

1761

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Gambar 3. Hubungan antara frekuensi resonansi dengan ketebalan sedimen

Persebaran spasial frekuensi resonansi (fo) di zona Graben Bantul

Model Graben Bantul dibawah batuan aluvium(hasil analisis data mikrotremor)

c. Penampang geologis Graben Bantul (Rahardjo et al., 1977)

Gambar 4. Persebaran spasial frekuensi resonansi di zona Graben Bantul (atas) dan model Graben Bantul dibawah batuan aluvium (bawah)

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 10: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

indeks kerentanan seismik tinggi terdapat

di daerah pesisir yang tersusun material

aluvium. Indeks kerentanan seismik

selanjutnya mengecil setelah memasuki

kawasan perbukitan. Hal serupa juga

dinyatakan Gurler et al. (2000), bahwa

indeks kerentanan seismik tinggi terdapat

pada jalur aliran sungai, kawasan

reklamasi, dan bekas rawa. Indeks

kerentanan seismik nilainya menurun

setelah memasuki perbukitan yang

tersusun oleh batuan keras. Fakta ini yang

mendasari kesimpulan bahwa indeks

kerentanan seismik terkait dengan variasi

relief dan jenis material penyusun

bentuklahan.

Nilai ground shear-strain pada setiap

satuan bentuklahan menggambarkan

ke m a m p u a n m a t e r i a l p e ny u s u n

bentuklahan untuk meregang dan

bergeser saat mengalami guncangan

akibat gempabumi. Untuk mengetahui

nilai ground shear-strain (ã) pada setiap

satuan bentuklahan saat terjadi gun-

cangan gempabumi 27 Mei 2006 (M6,4) di

zona Graben Bantul diperlukan data peak

ground acceleration (PGA) di batuan

dasar. Hasil perhitungan PGA meng-

gunakan rumus empiris Fukushima dan

Tanaka (1990), menunjukkan bahwa pada

saat gempabumi di zona Graben Bantul

mengalami PGA antara 361 dan 427 2cm/detik . Berdasarkan persebaran nilai

PGA tampak bahwa PGA terbesar terjadi

di sekitar bidang sesar. Di Lanteng Dua,

Imogiri yang lokasinya berdekatan dengan

1762

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Gambar 5. Peta persebaran spasial indeks kerentanan seismik berdasarkan mikrotremor di zona Graben Bantul

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 11: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

bidang sesar mengalami PGA sebesar 427 2cm/detik . Nilai PGA mengecil terhadap

bertambahnya jarak dari bidang sesar,

sehingga di Sembung, Pajangan, yang

merupakan lokasi paling jauh dari bidang

sesar, hanya mengalami PGA sebesar 361 2cm/detik .

Hasil penelitian menunjukkan bahwa

rata-rata ground shear-strain paling besar

terdapat pada satuan bentuklahan

Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda - 6(ã=3.402×10 ) sedangkan rata-rata

ground shear-strain paling kecil terdapat

pada satuan bentuklahan Perbukitan -6Struktural Formasi Sentolo (ã=36×10 ).

Rata-rata ground shear-strain berubah

mengikuti satuan bentuklahan. Urutan ini

mencerminkan tingkat kekompakan

material batuan penyusun bentuklahan,

dari bentuklahan yang tersusun oleh

material lepas (unconsolidated) hingga

bentuklahan yang tersusun oleh batuan

ke ra s ( c o n s o l i d a t e d ) s i n g ka p a n

permukaan.

Ishihara (1982) menyusun hubungan

antara strain dengan dinamika tanah,

dalam hal ini semakin besar strain

menyebabkan lapisan tanah mudah

mengalami longsoran, rekahan, dan

likuefaksi. Semakin kecil nilai strain

bentuklahan maka kondisinya semakin -6stabil. Pada strain 10 kondisi tanah hanya

-2mengalami getaran, tetapi pada strain 10

lapisan tanah dapat mengalami rekahan,

longsoran, dan likuefaksi. Kajian strain

efektif untuk menilai bahaya gempabumi

pada suatu bentuklahan karena dapat

mengetahui tingkat kerentanan bentuk-

lahan.

Hasil perhitungan rasio kerusakan

rumah pada setiap satuan bentuklahan di

daerah penelitian menunjukkan nilai yang

bervariasi. Besarnya rasio kerusakan

rumah berubah mengikuti satuan

bentuklahan. Rasio kerusakan rumah

paling besar terjadi pada satuan

bentuklahan Dataran Fluviovulkanik

Merapi Muda (R=75,3%), sementara rasio

kerusakan paling kecil terjadi pada satuan

bentuklahan Perbukitan Struktural

Formasi Sentolo (R=12,0%).

Pengkajian rasio kerusakan rumah

berdasarkan pendekatan satuan

b e n t u k l a h a n p e r n a h d i l a k u k a n

Midorikawa (2002) menggunakan data

gempabumi Kanto, Jepang 1923. Hasil

penelitiannya menunjukkan adanya

hubungan antara rasio kerusakan rumah

dengan satuan bentuklahan. Rasio

kerusakan rumah cenderung besar (70%)

pada satuan bentuklahan rawa belakang,

dataran lembah, tanggul alam, dan kipas

aluvial, sedangkan rasio kerusakan rumah

cenderung kecil (50,0%) pada satuan

bentuklahan gumukpasir dan teras.

Karakteristik satuan bentuklahan yang

tersusun oleh material lepas seperti pasir

dan kerikil akan memiliki ground shear-

strain yang lebih besar saat terjadi

gempabumi. Ini menjadi fakta empiris

bahwa pada satuan bentuklahan yang

tersusun oleh material lepas seperti

Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda dan

Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda

selamanya akan mengalami kerusakan

parah jika terjadi gempabumi.

Ada hubungan antara indeks keren-

tanan seismik berdasarkan mikrotremor

1763

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 12: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

dengan rasio kerusakan rumah pada

setiap satuan bentuklahan. Hasil

perhitungan menunjukkan bahwa indeks

kerentanan seismik 21,2 berhubungan

dengan rasio kerusakan rumah 77%,

indeks kerentanan 8,0 berhubungan

dengan rasio kerusakan rumah 48%. Hasil

analisis statistik menunjukkan bahwa

rasio kerusakan memiliki korelasi

signifikan dengan indeks kerentanan

seismik, dengan nilai korelasi sebesar

0,919 dan nilai signifikansi 0,0 (Gambar 6).

Ada kemiripan pola antara persebaran

indeks kerentanan seismik berdasarkan

mikrotremor di zona Graben Bantul

dengan persebaran kerusakan akibat

gempabumi 27 Mei 2006. Persebaran

rasio kerusakan tinggi yang terkonsentrasi

pada bentuklahan Dataran Fluviovulkanik

Merapi Muda dan Dataran Kaki Vulkanik

Merapi Muda terkait dengan tingginya

indeks kerentanan seismik kedua

bentuklahan ini.

Tingginya rasio kerusakan akibat

gempabumi di Graben Bantul khususnya

pada satuan bentuklahan Dataran

Fluviovulkanik Merapi Muda dan Dataran

Kaki Vulkanik Merapi Muda dapat

dijelaskan menggunakan pendekatan

ground shear-strain. Sebagi contoh, di

daerah Bulusan, Kecamatan Jetis, yang

lokasinya sekitar 8,3 km dari episenter

mengalami kerusakan parah, sementara

daerah Lanteng Dua, Kecamatan Imogiri

yang jaraknya 3,8 kilometer dari pusat

gempabumi rumah-rumah tidak menga-

lami kerusakan. Saat terjadi gempabumi

Bantul 27 Mei 2006, perhitungan

percepatan batuan dasar di daerah 2Bulusan adalah 408 cm/detik . Daerah

Bulusan terletak pada satuan bentuklahan

Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda yang

memiliki indeks kerentanan seismik tinggi

(K =23,2). Saat terjadi gempabumi, g

ground shear-strain daerah Bulusan - 6sangat besar (ã=9.460×10 ), yang

1764

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Gambar 6. Hubungan antara indeks kerentanan seismik dengan rasio kerusakan rumah

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 13: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

menurut Nakamura et al. (2000) dan

Nakamura (2008) dapat menimbulkan

deformasi tanah dan kerusakan rumah.

Namun demikian, lain halnya yang terjadi

di daerah Lanteng Dua, Kecamatan Imogiri

yang terletak pada satuan bentuklahan

Perbukitan Struktural Formasi Nglanggran

yang lokasinya berdekatan dengan

episenter. Meskipun di Lanteng Dua

mengalami percepatan lebih besar, yaitu 2427 cm/detik , tetapi karena daerah ini

memiliki indeks kerentanan seismik

sangat kecil (K =0,2) maka ground shear-g

-6strain yang terjadi juga kecil (ã=67×10 ).

Nilai ground shear-strain ini menyebab-

kan bangunan rumah di daerah Lanteng

Dua tidak mengalami kerusakan.

Jika dihubungkan dengan persebaran

kerusakan aktual dampak gempabumi

Bantul 27 Mei 2006 di zona Graben Bantul,

tampak persebaran indeks kerentanan

seismik berdasarkan mikrotremor memi-

liki kemiripan dengan pola persebaran

nilai rasio kerusakan rumah, lokasi

likuefaksi, dan lokasi rekahan tanah akibat

gempabumi. Hasil ini sesuai dengan

pendapat Saita et al., (2004) dan Gurler et

al . , (2000), bahwa teknik indeks

kerentanan seismik sangat handal dalam

memprediksi kawasan yang mengalami

kerusakan akibat gempabumi. Adanya

kemiripan pola persebaran indeks

kerentanan seismik dengan persebaran

lokasi rekahan tanah akibat gempabumi

menurut Pramumijoyo dan Ignatius

(2008) menunjukkan bahwa teknik indeks

kerentanan seismik dapat memprediksi

kawasan rentan rekahan tanah. Adanya

kemiripan antara pola persebaran indeks

kerentanan seismik dengan persebaran

lokasi likuefaksi menurut Natawidjaja

(2007) juga mengindikasikan bahwa

indeks kerentanan seismik mampu

memprediksi kawasan rentan likuefaksi

seperti dikemukanan Huang dan Tseng

(2002).

Jika ada hubungan antara indeks

kerentanan seismik dengan rasio keru-

sakan rumah, maka ground shear-strain

lapisan tanah permukaan juga berhu-

bungan dengan rasio kerusakan rumah.

Hasil perhitungan menunjukkan ada

hubungan antara indeks kerentanan

seismik, ground shear-strain, dan rasio

kerusakan rumah dengan satuan

bentuklahan. Ground shear-strain -6 ã=8.637×10 berhubungan dengan rasio

kerusakan 77%, ground shear-strain -6 ã=3167×10 berhubungan dengan rasio

kerusakan 48%. Ada kecenderungan

semakin consolidated material penyusun

bentuklahan akan semakin kecil indeks

kerentanan seismik, ground shear-strain,

dan rasio kerusakannya (Gambar 7).

Gempabumi Bantul 27 Mei 2006

dengan episenter di perbukitan struktural

sebelah timur zona Graben Bantul mem-

bangkitkan percepatan di batuan dasar.

Percepatan dari batuan dasar ini menjalar

ke permukaan dan berinteraksi dengan

karakteristik kerentanan bentuklahan

yang dikuantifikasi sebagai indeks

kerentanan seismik. Indeks kerentanan

seismik pada setiap satuan bentuklahan

merespon masukan percepatan dari

batuan dasar digambarkan dalam ground

shear-strain . Ground shear-strain

mencerminkan kemampuan material

1765

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 14: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

penyusun bentuklahan untuk meregang

dan bergeser saat gempabumi.

Ada hubungan antara indeks keren-

tanan seismik, ground shear-strain, dan

rasio kerusakan rumah dengan satuan

bentuklahan. Semakin tinggi indeks

kerentanan seismik pada satuan bentuk-

lahan, maka saat gempabumi akan

mengalami ground shear-strain yang

semakin besar, sehingga menimbulkan

rasio kerusakan rumah yang besar pada

bentuklahan tersebut. Hubungan antara

indeks kerentanan seismik, ground shear-

strain, dan rasio kerusakan rumah dengan

satuan bentuklahan mampu menjawab

fenomena persebaran kerusakan yang

terkonsentrasi pada satuan bentuklahan

Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda dan

Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda di

zona Graben Bantul yang lokasinya jauh

dari episenter.

Gambar 8 menunjukkan lokasi perlin-

tasan penampang satuan bentuklahan:

(1) Perbukitan Struktural Formasi Sentolo,

(2) Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda,

(3) Lereng Kaki Koluvial Perbukitan

Baturagung, (4) Perbukitan Struktural

Formasi Kebo, Butak, dan Semilir, serta (5)

P e r b u k i t a n S t r u k t u r a l F o r m a s i

Nglanggran. Dalam penampang ini

tampak nilai rasio kerusakan rumah paling

besar terjadi pada satuan bentuklahan

Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda

dengan rasio kerusakan rumah 75%.

Meskipun satuan bentuklahan Dataran

Fluviovulkanik Merapi Muda lokasinya

jauh dari episenter tetapi mengalami rasio

kerusakan rumah yang lebih besar jika

dibandingkan dengan satuan bentuklahan

Perbukitan Struktural Formasi Nglanggran

(14,0%) yang lokasinya dekat dengan

episenter. Nilai rasio kerusakan pada

setiap satuan bentuklahan merupakan

cerminan dari indeks kerentanan seismik

dan ground shear strain setiap satuan

bentuklahan.

1766

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Keterangan nomor satuan bentuklahan:1.Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda2.Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda3.Lereng Kaki Koluvial Perbukitan Baturagung4.Kompleks Beting Gisik dan Gumukpasir5.Dataran Fluviomarin6.Perbukitan Struktural Formasi Kebo, Butak, dan Semilir7.Perbukitan Struktural Formasi Nglanggran8.Perbukitan Struktural Formasi Sentolo

Gambar 7. Indeks kerentanan seismik, ground shear-strain, dan rasio kerusakan rumah pada setiap satuan bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 15: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

Kerusakan parah yang terkonsentrasi

pada satuan bentuklahan Dataran

Fluviovulkanik Merapi Muda dan Dataran

Kaki Vulkanik Merapi Muda merupakan

cerminan tingginya indeks kerentanan

pada satuan bentuklahan tersebut,

sehingga saat gempabumi membang-

kitkan ground shear-strain yang besar

pada kedua satuan bentuklahan tersebut.

Nilai ground shear-strain yang besar pada

satuan bentuklahan Dataran Fluviovul-

kanik Merapi Muda dan Dataran Kaki

Vulkanik Merapi Muda menyebabkan

material penyusun bentuklahan bergun-

cang hebat saat gempabumi, sehingga

meskipun lokasinya jauh dari episenter

tetap menyebabkan bangunan rumah

mengalami kerusakan, rekahan tanah,

dan likuefaksi. Kedua satuan bentuklahan

ini morfologinya dataran, materialnya

didominasi kerikil dan pasir dengan muka

airtanah dangkal.

1767

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Gambar 7. Indeks kerentanan seismik, ground shear-strain, dan rasio kerusakan rumah pada setiap satuan bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 16: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

Berdasarkan gambaran tersebut,

tampak bahwa tingginya indeks keren-

tanan seismik, ground shear-strain, dan

rasio kerusakan rumah terkait dengan

material lepas seperti pasir dan kerikil

hasil deposisi lahar Merapi yang

terkonsentrasi di zona Graben Bantul.

Kerusakan parah yang terjadi pada satuan

bentuklahan Dataran Fluviovulkanik

Merapi Muda dan Dataran Kaki Vulkanik

Merapi Muda merupakan gambaran

fenomena local site effect di zona Graben

Bantul saat gempabumi 27 Mei 2006.

Hasil penelitian pada bagian ini telah

menjawan hipotesis pertama, yaitu

karakteristik indeks kerentanan seismik,

ground shear-strain, dan rasio kerusakan

rumah berubah mengikuti satuan

bentuklahan (Tabel 2).

2. Persebaran Spasial Indeks Kerentanan

Seismik Berdasarkan Pendekatan Satuan

Bentuklahan

Seluruh faktor yang mempengaruhi

tingkat kerentanan seismik di daerah

penelitian bersifat statis karena merupa-

kan faktor asal dalam dari bentuklahan itu

sendiri. Di alam ini ada banyak faktor yang

dapat mempengaruhi besarnya indeks

kerentanan seismik. Beberapa faktor yang

dapat mempengaruhi indeks kerentanan

seismik dalam penelitian ini diantaranya

adalah jenis material penyusun, ketebalan

sedimen, dan kedalaman muka airtanah.

Indeks kerentanan seismik menun-

jukkan ada hubungan dengan litologi.

Batuan breksi dan shale yang dangkal

memiliki indeks kerentanan seismik

rendah, tetapi lapisan pasir dan krikil yang

tebal sangat rentan secara seismik karena

memiliki indeks kerentanan seismik tinggi

(Gambar 9)

Indeks kerentanan seismik memiliki

korelasi signifikan dengan ketebalan

sedimen. Hubungan antara indeks

kerentanan seismik dengan kedalaman

batuan dasar menunjukkan bahwa

semakin dalam batuan dasar cenderung

memiliki indeks kerentanan seismik yang

semakin tinggi. Indeks kerentanan seismik

rendah (K kurang dari 1,0) berhubungan g

dengan ketebalan sedimen kurang dari 10

meter, tetapi indeks kerentanan tinggi (K g

di atas 10,0) berhubungan dengan

1768

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Tabel 2. Perubahan rata-rata indeks kerentanan seismik (K ), g

ground shear-strain (ã), dan rasio kerusakan (R) pada setiap satuan bentuklahan

Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda

Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda

Lereng Kaki Koluvial Perbuk.Baturagung

Kompleks Beting Gisik dan Gumukpasir

Dataran Fluviomarin

Perbukitan Struktural Formasi Kebo, Butak, & Semilir

Perbukitan Struktural Formasi Nglanggran

Perbukitan Struktural Formasi Sentolo

8,5

8,0

3,0

2,5

1,9

0,6

0,3

0,1

0,0034

0,0031

0,0012

0,0009

0,0007

0,0002

0,0001

0,00004

75,0

44,3

20,0

16,0

16,3

15,6

14,0

12,0

No Bentuklahan

1

2

3

4

5

6

7

8

Kg ã R (%)

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 17: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

1769

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Gambar 9. Jenis material penyusun mempengaruhi indeks kerentanan seismik

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 18: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

ketebalan sedimen di atas 90 meter.

Analisis statistik menunjukkan bahwa

indeks kerentanan seismik memiliki

korelasi signifikan dengan ketebalan

sedimen dengan nilai korelasi sebesar

0,799 dan nilai signifikansi 0,0 (Gambar

10).

Adanya hubungan antara kedalaman

muka airtanah dengan indeks kerentanan

seismik. Daerah yang memiliki kedalaman

muka airtanah yang dangkal memiliki

indeks kerentanan seismik yang tinggi,

sebaliknya pada lokasi yang memiliki

kedalaman muka airtanah dalam memiliki

indeks kerentanan seismik yang rendah.

Indeks kerentanan seismik di atas 3,0

banyak dijumpai pada daerah dengan

kedalaman muka airtanah kurang dari 4,0

meter. Indeks kerentanan seismik di

bawah 1,0 terdapat pada lokasi dengan

kedalaman muka airtanah lebih dari 15,0

meter. Analisis statistik menunjukkan

bahwa kedalaman muka airtanah

memiliki korelasi yang signifikan dengan

indeks kerentanan seismik dengan nilai

korelasi sebesar -0,769 dan nilai

signifikansi 0,0 (Gambar 11).

1770

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Gambar 10. Hubungan antara indeks kerentanan seismik dengan tebal sedimen

Gambar 11. Hubungan antara indeks kerentanan seismik dengan kedalaman muka airtanah

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 19: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

Berdasarkan hubungan antara indeks

kerentanan seismik, ground shear-strain,

rasio kerusakan, dengan faktor-faktor

yang mempengaruhi indeks kerentanan

seismik ( jenis material, ketebalan

sedimen, dan kedalaman muka airtanah),

maka daerah penelitian dapat dikelom-

pokkan dalam dua kelas kerentanan

berdasarkan satuan bentuklahan, yaitu:

daerah lebih rentan dan daerah kurang

rentan secara seismik (Gambar 12).

Daerah lebih rentan secara seismik

dalam hal ini adalah daerah yang dapat

mengalami local site effect saat

gempabumi. Daerah ini memiliki indeks

kerentanan seismik berdasarkan mikro-

tremor antara 1,0 dan 24,0. Penetapan

daerah yang lebih rentan secara seismik

ini didasarkan fakta: (1) Saat gempabumi

27 Mei 2006, daerah indeks kerentanan

seismik antara 1,0 dan 24,0 mengalami -6rata-rata ground shear-strain 2.839×10 .

1771

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Keterangan nomor satuan bentuklahan:1.Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda2.Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda3.Lereng Kaki Koluvial Perbukitan Baturagung4.Kompleks Beting Gisik dan Gumukpasir5.Dataran Fluviomarin6.Perbukitan Struktural Formasi Kebo, Butak, dan Semilir7.Perbukitan Struktural Formasi Nglanggran8.Perbukitan Struktural Formasi Sentolo

Gambar 12. Tingkat kerentanan seismik pada setiap satuan bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 20: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

Ground shear-strain sebesar ini menurut

Ishihara (1982) sangat berpotensi

menimbulkan defor-masi tanah dan

menimbulkan kerusakan bangunan

rumah, (2) Berdasarkan data kerusakan

gempabumi 27 Mei 2006, daerah indeks

kerentanan seismik antara 1,0 dan 24,0

mengalami rasio kerusakan 16-80%, (3)

Daerah Graben Bantul yang tersusun oleh

material unconsolidated sediment

memiliki indeks kerentanan seismik

antara 1,0 dan 24,0. Morfologinya berupa

dataran yang tersusun oleh material lepas

seperti pasir, kerikil, dan lempung, (4)

Sebagian besar daerah dengan indeks

kerentanan seismik antara 1,0 dan 24,0

merupakan kawasan airtanah potensial

dan dangkal (1-15 meter) sehingga

berpotensi terjadi l ikuefaksi saat

gempabumi, dan (5) Daerah dengan

indeks kerentanan seismik antara 1,0 dan

24,0 memiliki lapisan sedimen tebal (5-

150 meter), sehingga berpotensi terjadi

resonansi gelombang seismik saat

gempabumi.

Daerah kurang rentan secara seismik

dalam hal ini adalah daerah yang dapat

tidak mengalami local site effect saat

gempabumi. Daerah ini memiliki indeks

kerentanan seismik berdasarkan mikro-

tremor sangat rendah, kurang dari 1,0.

Penentuan daerah kurang rentan ini

didasarkan fakta: (1) Saat gempabumi 27

Mei 2006 daerah indeks kerentanan

seismik kurang dari 1,0 hanya mengalami -6rata-rata ground shear-strain 107×10 .

Ground shear-strain ini sangat kecil dan

menurut Ishihara (1982) kurang

membahayakan bangunan rumah, (2)

Saat gempabumi 27 Mei 2006, daerah

indeks kerentanan seismik kurang dari 1,0

ini hanya mengalami rasio kerusakan

antara 11 dan 15%, (3) Daerah indeks

kerentanan seismik kurang dari 1,0

dicirikan morfologinya berupa perbukitan

yang tersusun oleh batupasir tufaan,

breksi andesit, batugamping, dan

batupasir napalan dengan tebal sedimen

sangat tipis, sehingga tidak berpotensi

terjadi resonansi, dan (4) Daerah indeks

kerentanan seismik kurang dari 1,0

memiliki potensi airtanah rendah, muka

airtanah lebih dari 15 meter sehingga

tidak terjadi likuefaksi.

Hasil penelitian pada bagian ini telah

berhasil menjawab hipotesis kedua, yaitu

persebaran spasial indeks kerentanan

seismik berdasarkan pendekatan bentuk-

lahan menunjukkan bahwa variasi indeks

kerentanan seismik ditentukan oleh jenis

material penyusun, ketebalan sedimen,

dan kedalaman muka airtanah. Berdasar-

kan hasil penelitian menunjukkan: (1)

pada lapisan kerikil dan pasir yang makin

tebal memiliki indeks kerentanan seismik

tinggi, sedangkan pada batuan breksi

andesit, pasir tufaan, batugamping, dan

batupasir memiliki indeks kerentanan

seismik kecil, (2) indeks kerentanan

seismik memiliki korelasi signifikan

dengan ketebalan sedimen, dengan nilai

korelasi -0,799 dan nilai signifikansi 0,0

dan (3) indeks kerentanan seismik

memiliki korelasi signifikan dengan

kedalaman muka airtanah, dengan nilai

korelasi -0,769 dan nilai signifikansi 0,0.

1772

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 21: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

F. KESIMPULAN

Karakteristik spektrum mikrotremor

berubah mengikuti satuan bentuklahan. Data

frekuensi resonansi hasil pengukuran

mikrotremor dapat menggambarkan profil

kedalaman batuan dasar graben secara

kualitatif, sehingga diketahui bahwa Graben

Bantul merupakan jenis graben yang tidak

simetris dengan batuan dasar lebih dalam di

bagian timur. Karakteristik indeks kerentanan

seismik berdasarkan mikrotremor, ground

shear-strain, dan rasio kerusakan rumah

berubah mengikuti satuan bentuklahan. Pola

persebaran spasial indeks kerentanan

seismik berdasarkan mikrotremor memiliki

kemiripan dengan persebaran rasio

kerusakan rumah, persebaran lokasi kejadian

likuefaksi, dan persebaran lokasi kejadian

rekahan tanah akibat gempabumi Bantul 27

Mei 2006. Semakin unconsolidated material

penyusun bentuklahan maka akan semakin

besar nilai indeks kerentanan seismik, ground

shear-strain, dan rasio kerusakannya.

Semakin consolidated material penyusun

bentuklahan maka akan semakin kecil nilai

indeks kerentanan seismik, ground shear-

strain, dan rasio kerusakannya. Persebaran

kerusakan rumah akibat gempabumi Bantul

27 Mei 2006 yang terkonsentrasi di zona

Graben Bantul merupakan fenomena local

site effect yang disebabkan oleh tingginya

indeks kerentanan seismik pada Dataran

Fluviovulkanik Merapi Muda dan Dataran

Kaki Vulkanik Merapi Muda.

Kondisi geomorfologi yang mem-

pengaruhi variasi indeks kerentanan seismik

di daerah penelitian adalah relief muka bumi,

jenis material penyusun bentuklahan,

ketebalan sedimen, dan kedalaman muka

airtanah. Ada korelasi signifikan antara

indeks kerentanan seismik berdasarkan

mikrotremor dengan ketebalan sedimen dan

kedalaman muka airtanah. Persebaran

daerah lebih rentan secara seismik karena

berpotensi terjadi local site effect saat

gemp ab u mi terd ap at p ad a s atu an

bentuklahan: (1) Dataran Fluviovulkanik

Merapi Muda, (2) Dataran Kaki Vulkanik

Merapi Muda, (3) Lereng Kaki Koluvial

Perbukitan Baturagung, (4) Kompleks Beting

Gisik dan Gumukpasir, dan (5) Dataran

Fluviomarin. Persebaran daerah kurang

rentan secara seismik karena tidak

berpotensi terjadi local site effect saat

gemp ab u mi terd ap at p ad a s atu an

bentuklahan: (1) Perbukitan Struktural

Formasi Sentolo, (2) Perbukitan Struktural

Formasi Nglanggran, Kebo, Butak, dan

Semilir, dan Perbukitan Struktural Formasi

Nglanggran.

G. TEMUAN PENELITIAN

Penelitian ini menghasilkan dua

temuan penting dalam hal metode dan

konsep/teori.

1. Secara metodologis penelitian ini telah

menghasilkan metode baru dalam analisis

bahaya gempabumi deterministik.

Metode ini menjadikan satuan bentuk-

lahan sebagai objek kajian indeks

kerentanan seismik, sebuah cara

penelitian yang belum pernah dilakukan

oleh para peneliti terdahulu. Pengukuran

mikrotremor pada setiap satuan

bentuklahan dapat mengetahui respon

1773

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 22: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

dan karakteristik kerentanan seismik pada

setiap satuan bentuklahan, sehingga

daerah yang berpotensi mengalami

kerusakan jika terjadi gempabumi dapat

diprediksi hanya dengan mengetahui

satuan bentuklahannya. Penelitian ini

merupakan penelitian inovasi guna

membuka cakrawala baru mengenai

pentingnya menjadikan satuan bentuk-

lahan (landforms) sebagai objek kajian

mitigasi bencana gempabumi.

2. Secara konseptual/teoritis penelitian ini

telah menghasilkan teori baru, yaitu

indeks kerentanan seismik, ground shear-

strain, dan rasio kerusakan rumah

berubah mengikuti satuan bentuklahan.

Konsep ini merupakan teori baru yang

belum pernah dikemukakan oleh para

peneliti terdahulu.

H. UCAPAN TERIMAKASIH

Kami mengucapkan terimakasih

kepada Bapak Prof. Dr. Sutikno, Bapak Prof.

Dr. Dulbahr i , Prof. Dr. K i rbani Sr i

Brotopuspito, dan Prof. Dr.rer.nat. Junun

Sartohadi, M.Sc. atas bimbingannya dalam

menyelesaikan penelitian ini. Ucapan

terimakasih juga kami sampaikan kepada Risk

Management System for Yogyakarta (RIMSY

Project), Fakultas Geografi UGM dengan

Innsbruck University Austria, yang telah

memberi dukungan dana dan fasilitas untuk

menyelesaikan penelitian ini.

1774

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 23: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

Bemmelen, R.W. Van. 1949. The Geology of Indonesia. Gov.Printing Office, The Haque, p.732.

Bonnefoy-Claudet, S., Leyton, F., Baize, S., Berge-Thierry, C., Bonilla, L.F. and Campos J. 2008. Potentiality of Microtremor to Evaluate Site Effects at Shallow Depth in The Deep Basin of

thSantiago de Chile. The 14 World Conference on Earthquake Engineering. Beijing, China.

Fukushima, Y. and Tanaka, T.A.1990. A new attenuation relation for peak horizontal acceleration of strong earthquake ground motion in Japan, Bulletin of the Seismological Society of America, v.80, no. 4, p.757-783.

Gurler, E.D., Nakamura, Y., Saita, J.,Sato, T. 2000. Local site effect of Mexico City based on thmicrotremor measurement. 6 International Conference on Seismic Zonation, Palm Spring

Riviera Resort, California, USA, pp.65.

Harvard-CMT. 2007. Focal mechanism of the 2006 Yogyakarta Earthquake, The website of the Harvard Global CMT, id#20062253A, (available at http://www.globalcmt.org).

Huang, H. and Tseng, Y. 2002. Characteristics of soil liquefaction using H/V of microtremor in Yuan-Lin area, Taiwan. TAO, Vol. 13, No. 3, 325-338.

Ishihara, K. 1982. Introduction to Dynamic Soil Mechanism. Japan.

Midorikawa, S. 2002. Importance of damage data from destructive earthquakes for seismic microzoning damage distribution during the 1923 Kanto, Japan earthquake. Annals of Geophysics, Vol. 45, No. 6.

Miura, H., Yamasaki, F., & Matsuoka, M., 2007, Identification of damaged area due to the 2006 Central Java Earthquake using satellite optical images. Urban Remote Sensing Joint Event.

Mukhopadhyay, S. and Borman, P. 2004. Low cost seismic microzonation using microtremor data: an example from Delhi, India, Elsevier, Journal of Asian Earth Science, 24 (2004) 271-280.

Nakamura, Y. 2000. Clear Identification of Fundamental Idea of Nakamura's Technique and Its Application. World Conference of Earthquake Engineering.

thNakamura, Y. 2008. On The H/V Spectrum. The 14 World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China.

DAFTAR PUSTAKA

1775

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 24: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

Nakamura, Y., Sato, T., and Nishinaga, M. 2000. Local Site Effect of Kobe Based on Microtremor Measurement. Proceeding of the Sixth International Conference on Seismic Zonation EERI, Palm Springs California.

Natawidjaja, D.H. 2007. Tectonic Setting Indonesia dan Pemodelan Sumber Gempabumi dan Tsunami. Pelatihan Pemodelan Run-Up Tsunami, RISTEK, 20-24 Agustus 2007.

Newcomb, K.R. and McCann, W.R. 1987. Seismic History and Seismotectonic of the Sunda Arc. Journal of Geophysical Research, Vol. 92, no. B1 pp 421-439. American Geophysical Union.

Nguyen, F., Van Rompaey, G., Teerlynck, H., Van Camp, M., Jougmans, D. and Camelbeeck, T. 2003. Use of Microtremor for Assessing Site Effect in Northern Belgium-Interpretation of The Observed Intensity During The Mag. 5.0 June 11 1938 Earthquake. Journal of Seismology, Vol. 1-3.

Parolai, S., Bormann, P., Milkereit, C. 2001. Assessment of the natural frequency of the sedimentary cover in the Cologne area (Germany) using noise measurement. Journal of Earthquake Engineering, 5, 541-564.

Parolai, S., Bormann, P., Milkereit, C. 2002. New relationship between Vs, thickness of sediment, and resonance frequency calculated by the H/V ratio of the seismic noise for the Cologne area (Germany). Bulletin of Seismological Society of America, 92, 2521-2527.

Petermans, T., Devleeschouwer, X., Pouriel, F. & Rosset, P. 2006. Mapping the local seismic hazard in urban area of Brussel, Belgium. IAEG Paper, Number 424.

Pramumidjoyo, S. and Ignatius S. 2008. Surface Cracking due to Yogyakarta Earthquake 2006, Star Publishing Company.

Rahardjo, W., Sukandarrumidi, and H. Rosidi. 1977. Geologic map of the Yogyakarta. Quadrangle, Java, scale 1:100,000, 8 pp., Geological Survey of Indonesia, Minister of Mines, Jakarta.

Saita, J., Bautista, M.L.P. and Nakamura, Y. 2004. On Relationship Between The Estimated Strong Motion Characteristic of Surface Layer and The Earthquake Damage: Case Study at

thIntramuros, Metro Manila-. 13 World Conference on Earthquake Engineering, Paper No. 905, Vancouver, B.C., Canada.

SESAME European research project. 2004. Guidelines for the implementation of the H/V spectral ratio technique on ambient vibrations measurements, processing and interpretation. European Commission – Research General Directorate.

1776

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013

Page 25: INDEKS KERENTANAN SEISMIK BERDASARKAN MIKROTREMOR PADA ... · Analisis hasil penelitian dan pembahasan menggunakan analisis spasial, analisis kuantitatif, dan analisis kualitatif.

Simoen, S., Langgeng W.S. dan Pramono H. (eds). 2002. Pengenalan Bentanglahan Parangtritis-Bali, Badan Penerbit Fakultas Geografi, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Walter, T.R., B.G. Luehr, R. Wang, M. Sobiesiak, H. Grosser, H.U. Wetzel, C. Milkereit, J. Zschau, J. Wassermann, P.J. Prih Harjadi and Kirbani S. B. 2008. The 26 May 2006 6.4 Yogyakarta Earthquake South of Mt. Merapi Volcano: Did Lahar Deposits Amplify Ground Shaking and thus Lead to Disaster?, Geochemistry, Geophysics, Geosystems, An Electronic Journal of the Earth System.

Ventura, C.E., Onur, T. and Hao, X.S. 2004. Site period estimation in the Fraser River Delta using Microtremor measurement-experimental and analytical studies. 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver, B.C., Canada, August 1-6, 2004, Paper No. 1075.

Yamazaki, F. and Matsuoka, M. 2007. Remote Sensing Tools For Earthquake Response and Recovery. International Symposium on Remote Sensing Applications to Natural Hazard.

1777

Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor Pada Setiap Satuan Bentuklahan

Jurnal Riset Daerah Vol. XII, No.1. April 2013