Analisis Probabilitas Gempa Dengan Metode Gaussian dan Besarnya Nilai PGA yangBerpengaruh di Wilayah Yogyakarta

Candra Bakti Putra P1, Adi Susilo1, Arin Kuncahyani 2

1Jurusan Fisika FMIPA Univ. Brawijaya2BMKG Kelas I Yogyakarta

Email : p c and r a52 @y ahoo . com

ABSTRAKTelah dilakukan studi analisis hazard kegempaan dengan menggunakan metode Gaussian dan nilai

PGA yang berpengaruh di wilayah Yogyakarta. Penulisan ini bertujuan untuk melakukan analisis hazard gempa dengan pemodelan 3-dimensi untuk periode ulang 500 tahun. Analisis probabilitas gempadilakukan pada T=0 detik, T=0,2 detik (periode pendek) dan T=1 detik (periode panjang) yang dibagi per-grid. Model katalog gempa yang digunakan dalam analisis ini adalah data gempa dari tahun tahun1937 sampai tahun 2011. Skala magnitudo yang digunakan magnitudo ≥ 5, dan kedalaman maksimum 60km, dengan koordinat 110°10’ -110°80’ BT dan 7,10°-7,25° LS yang diambil dari BMKG.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk probabilitas Yogyakarta menghasilkan nilai PGA pada grid 1 antara 0,00848g - 0,00142g, pada grid 2 antara 0,01006g - 0,00136g, pada grid 3 antara 0,07677g -0,01049g dan pada grid 4 berkisar 0,16825g - 0,01102g. untuk probabilitas terlampaui 10% dalam 50tahun umur bangunan atau setara dengan periode ulang gempa 500 tahun.

Kata kunci : Seismik hazard, PGA, metode Gaussian, Magnitudo

ABSTRACTA study have been done to analysis earthquake hazard using Gaussian method and PGA value

that influential in Yogyakarta. This report determined to analysis earthquake hazard using 3D modelling for repeatdly period 500 years. Earthquake probability analysis was done to T=0 second, T=0,2 second (short period) and T=1 second (long period) that was devided per grid. The katalog model that was used in this analysis was earthquake data in the year 1937 to 2011. The Magnitude scale that was used magnitude ≥ 5, and maksimum depth in 60 km, in coordinate 110°10’ to 110°80’ Longitude East and7.10° to 7.25° Southen Latitude were taken from BMKG.

A research result refer to Yogyakarta probabilitas produces PGA values in grid 1 between0.00848g to 0.00142g, in grid 2 between 0.01006g to 0.00136g, in grid 3 between 0.07677g to 0.01049g and in grid 4 between 0.16825g to 0.01102g. for over probability is 10% in 50 years age building equivalent to earthquake repeatdly period 500 years.

Keywords : Seismic hazard, PGA, Gaussian method, Magnitude

Pendahuluan

Indonesia merupakan negara kepulauan yang sangat rawan gempabumi, hal ini disebabkan karena Indonesia terletak pada pertemuan tiga lempeng tektonik yaitu lempeng Indo-Australia, Eurasia dan lempeng Pasific dan sembilan lempeng kecil lainnya saling bertemu di wilayah Indonesia dan membentuk jalur-jalur pertemuan lempeng. Secara sepintas lokasi-lokasi gempa aktif sudah dapat dipastikan berada di tumbukan antar lempeng tektonik tersebut.

Gambar 1 Peta Tektonik Indonesia(Kertapati,dkk, 2005)

Kondisi wilayah Indonesia yang rawan yang harus diterima konsekuensinya oleh semua penduduk agar selalu waspada dan dapat beradaptasi dengan bahaya gempabumi yang bisa terjadi sewaktu-waktu karena hingga saat ini belum ada teknologi yang dapat mengetahui

secara langsung dan secara pasti kapan dan dimana gempa terjadi.

Wilayah D.I. Yogyakarta merupakan salah satu wilayah yang memiliki risiko yang cukup tinggi terhadap bencana gempabumi. Untuk itu, para ahli gempabumi terus berupaya dan melakukan pengembangan suatu metode penghitungan risiko gempabumi yang berguna untuk mengurangi kerusakan yang ditimbulkan . Salah satu metode yang dapat digunakan untuk memperkirakan kapan kemungkinan terulang kembali gempa besar di suatu wilayah adalah dengan menggunakan metode probabilitas. Salah satu metode probabilitas yang dapat digunakan dalam perhitungan periode ulang kejadian gempa adalah dengan rumusan probabilitas Gaussian. Adapun persamaan Gaussian yaitu:

Dimana : s adalah sebaran dari fungsi gaussian(mx dan my) adalah titik tengah dari

fungsi gaussian

(Gardner and Knopoff, 1974)Teori bingkas elastik merupkan teori yang

menjelaskan bagaimana umumnya gempabumiterjadi yang dikumukakan oleh seorangseismologi Amerika, Reid (Bullen, 1995). Menurut teori ini gempabumi terjadi pada daerah atau area yang mengalami deformasi. Energi yang tersimpan dalam deformasi akan terakumulasi sampai daya dukung batuan mencapai batas maksimum, hingga akhirnya menimbulkan rekahan atau patahan.

Gambar 2 Mekanisme Sumber Gempabumi(Ibrahim, 2005).

Pemilihan fungsi atenuasi ini didasarkan pada kesamaan kondisi geologi dan tektonik dari wilayah dimana fungsi atenuasi itu dibuat. Fungsi atenuasi yang digunakan dalam studi ini sudah melibatkan Next Generation Attenuation (NGA), dimana atenuasi ini dalam pembuatannya sudah menggunakan data gempa global (worldwide data). (Lay , T. 1995)

Metode

Adapun langkah-langkah dalam melakukan penelitian ini ditunjukkan pada gambar 3.

Mulai

Seleksi katalog gempa

Konversi magnitude

Declustering gempa

tidak

b-value =1,0

Pemodelan sumber gempa

Subduksi

Declustering

Haz sub

Interpretasi

Selesai

Gambar 3 Alur Penelitian.

Hasil yang diperoleh dalam pengolahan data probabilitas gempabumi yaitu sebuah model grafik gempabumi yang tersebar di beberapa layer dengan interval tertentu, kemudian dihitung nilai probabilitas gempa dari masing- masing layer untuk beberapa tahun kedepan.

Hasil dan Pembahasan

Dalam analisis sumber gempa subduksi katalog gempa yang digunakan adalah katalog gempa utama yang telah dihilangkan gempa susulannya dan akibat sumber patahan dan memiliki batas kedalaman maksimum sekitar ≤60 km atau merupakan daerah megathrust. Episenter sumber gempa dari data gempa yang digunakan dalam penelitian ini dapat dapat digambarkan dalam bentuk di bawah ini.

Gambar 4 Hasil Pembagian wilayah sumber gempa per grid

Setelah itu nilai Probabilitas dihitung per grid. Agar diperoleh prosentase probabilitas kejadian gempa yang akan datang maka dilihat dari nilai rata-rata kejadian gempa (μ) yang terjadi.

Pada wilayah grid 1 diperoleh probabilitas kejadian gempa yang mendekati 100 % adalah pada tahun 2084 atau 75 tahun lagi dari tahun2012. Sama Halnya dengan perhitungan grid 1, pada wilayah grid 2 diperoleh probabilitaskejadian gempa yang mendekati 100 % adalah pada tahun 2014 atau 32 tahun lagi dari tahun1983. Dan pada wilayah grid 3 diperoleh probabilitas kejadian gempa yang mendekati100 % adalah pada tahun 2078 atau 69 tahunlagi dari tahun 2012. Dan pada wilayah grid 4 diperoleh probabilitas kejadian gempa yang mendekati 100 % adalah pada tahun 2066 atau59 tahun lagi dari tahun 2012. Hasil dari semua perhitungan probabilitas untuk, setiap grid dapatdilihat di lampiran 3 (L.4.3.).

Hasil perhitungan probabilitas gempa akan terulang lagi dilihat pada tahun yang sudah mencapai prosentase 99 %, karena setelah mencapai angka 99 % perhitungan pada tahun berikutnya akan mempunyai perbedaan yang sangat kecil sekali.

Gambar 5 Peta Hasil probabilitas gempaYogjakarta

probabilitas gempanya akan terulang lagi sekitar stahun 2084, dan warna merah menunjukkan grid 2 yang probabilitas gempanya akan terulang lagi sekitar tahun 2014, dan warna pink merupakan warna dari wilayah grid 3 yang menunjukkan pada daerah ini akan terjadi gempa dengan magnitudo yang sama saat tahun2078 serta yang warna kuning merupakan wilayah dari grid 4 dengan probabilitas gempa terulang kembali pada saat tahun 2066.

Nilai PGA per grid dan nilai R rupture dapat diketahui bahwa rentang nilai percepatan maksimum akibat sumber gempa subduksi berkisar 0,008482g - 0,168255g. Nilai percepatan tersebut merupakan nilai percepatan yang cukup tinggi karena nilai percepatan tersebut dipengaruhi oleh adanya zona subduksi dan patahan Opak yang berada di sekitar grid di wilayah Yogyakarta.

Peak Spectral Acceleration (PSA) adalah nilai puncak spektral percepatan pada suatu wilayah. nilai PSA ini berbeda pada periode yang berbeda. Perbandingan antara nilai PSA hasil perhitungan pada tiap Grid adalah sebagai berikut:

Gambar 6 Grafik perbandingan PSA tiap grid

Hasil percepatan gempa/respon spektra pada T=0 sampai T=3 pada grid 1 sampai grid 4 bisa di lihat pada grafik di atas. Dari keempat rentang nilai yang dihasilkan tiap grid maka dapat dilihat terdapat satu grid yang memiliki percepatan yang cukup cepat dibandingkan grid-grid yang lain. Ternyata pada grid 4 mempunyai nilai percepatan PSA (g) yang cukup tinggi saat berada pada T=0,2 rentang nilai percepatan mencapai0,33499g. Hal ini dipengaruhi karena pada wilayah grid 4 merupakan wilayah yang dekat dengan zona subduksi dan patahan Opak yang berada di wilayah tersebut.

SIMPULAN

Berdasarkan analisis data gempa dari tahun1937 sampai tahun 2011. Skala magnitudo yang

digunakan magnitudo ≥ 5, dan kedalaman maksimum 60 km, maka didapatkan, Analisis probabilitas gempa besar pada wilayah Yogyakarta dibagi atas 4 grid pada grid 1 diperoleh probabilitas kejadian gempa yang mendekati 100 % adalah pada tahun 2084 atau 75 tahun lagi dari tahun 2012, kemudian pada wilayah grid 2 diperoleh probabilitas kejadian gempa yang mendekati 100 % adalah pada tahun2014 atau 32 tahun lagi dari tahun 1983, kemudian pada wilayah grid 3 diperolehprobabilitas kejadian gempa yang mendekati 100% adalah pada tahun 2078 atau 69 tahun lagi dari tahun 2012 dan pada wilayah grid 4 diperolehprobabilitas kejadian gempa yang mendekati 100% adalah pada tahun 2066 atau 59 tahun lagi dari tahun 2012.

Analisis seismik hazard di Yogyakartamenghasilkan nilai PGA 0,00848g - 0,16825g untuk probabilitas terlampaui 10% dalam 50 tahun umur bangunan atau setara dengan periode ulang gempa 500 tahun, serta Wilayah Yogyakarta yang memiliki nilai PGA paling rendah adalah grid 1 dengan nilai 0.008482g dan yang memiliki nilai PGA paling tinggi adalah grid 4 dengan nilai 0.168255g. Dari nilai-nilai percepatan gempa yang diperoleh mengindikasikan bahwa wilayah Yogyakarta sangat rentan terhadap gempa. Maka dalam pembuatan gedung atau sarana infrastruktur lainnya sangat diharapkan untuk selalu memperhitungkan faktor percepatan gempa sebagai acuan dalam pembangunannya.

DAFTAR PUSTAKA

Gardner, J.K., & Knopoff, L. (1974). Is The Sequence of Earthquake in Southern California, With Aftershocks Removed. Bulletin of Seismological Society of America, 64, 1363-1367

Ibrahim, G, dan Subardjo, 2005. Pengetahuan Seismologi. Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Jakarta

Kertapati, E.K., Boen, T., Petersen, M.D., Dangkua, D.T., Asrurifak, M. Usulan revisi peta hazard kegempaan wilayah Indonesia, ITB, Bandung, Indonesia

Lay , T. 1995. Modern Global Seismology, London: United Kingdom Edition

Natawidjaja, D.H. (2007). Gempa Bumi dan Tsunami diSumatra dan Upaya untuk Mengembangkan Lingkungan Hidup yang Aman Dari Bencana Alam. Symposium. ITB : Bandung

Reid, H.F,. 1982. Elastic Rebound Theory of Earthquake. BSSA

Tim Revisi Peta Gempa Indonesia, 2010. Ringkasan Hasil Studi Tim Revisi Gempa Indonesia 2010, Bandung 1 Juli 2010, Laporan Studi