Mikrozonasi Bandung dengan Metode PSHA

8/18/2019 Mikrozonasi Bandung dengan Metode PSHA

1/8

Prosiding Seminar Kontribusi Fisika 2011 (SKF 2011)1-2 Desember 2011, Bandung, Indonesia

ISBN 978-602-19655-1-1 Halaman 58 dari 216

Mitigasi Bencana Alam

Gunawan Handayani

Abstrak

Mitigasi bencana alam adalah tindakan-tindakan yang mencegah atau mengurangi bahaya akibat bencana alam. Mitigasi bencana alam merupakan serangkaian aksi mulai dari survai geologi dan geofisika dan upaya konstruktif sebagai tanggapan dari survai geologi dan geofisika. Dalam paper ini akan dibahas survai geofisika sebagai salah satu tindakan dari serangkaian aksi mitigasi bencana alam yaitu: survai downhole untuk kegiatan mikrozonasi mitigasi gempa bumi. Kegiatan mikrozonasi mitigasi gempa bumi mengasumsikan bahwa getaran tanah yang dirambatkangelombang gempa berasal dari sumber gempa yang berupa patahan atau zonasubduksi merambat ke batuan dasar dibawah lokasi yang kita teliti. Dari batuan dasar

ke merambat kepermukaan tanah melalui lapisan-lapisan tanah yang dapat memperkuat getaran tsb. Penelitian mikrozonasi bertujuan meneliti seberapa besar perkuatan getaran yang bisa terjadi. Survai downhole mengukur kecepatan gelombang geser dari lapisan-lapisan tanah dari lokasi yang diteliti. Profil kecepatan gelombang geser menjadi masukan dari software analisa tanggapan tanah (site responseanalysis) yang menghitung perkuatan getaran dan spectrum tanggapan getaran tanah.Dari survei ini, tanah dibagi menjadi 3 bagian yaitu: tanah lunak, tanah sedang dantanah keras. Tanah lunak mengakibatkan penguatan getaran yang paling besar danmengharuskan konstruksi penguatan bangunan secara khusus serta tanah kerasmenyebabkan penguatan getaran yang paling minimum. Demikian contoh dari metodaFisika Bumi untuk kegiatan mitigasi bencana alam.

Kata kunci: bencana alam, mitigasi, gempa bumi, microzonasi, penguatan getaran.

Pendahuluan

Mitigasi bencana alam adalah tindakan-tindakan yang mencegah atau mengurangibahaya akibat bencana alam. Mitigasi bencana alam merupakan serangkaian aksimulai dari survai geologi dan geofisika dan upaya konstruktif sebagai tanggapan darisurvai geologi dan geofisika. Kegiatan mikrozonasi mitigasi gempa bumimengasumsikan bahwa getaran tanah yang dirambatkan gelombang gempa berasaldari sumber gempa yang berupa patahan atau zona subduksi merambat ke batuan

dasar dibawah lokasi yang kita teliti.Gelombang gempa (seismik) terbiaskan dari sumber yang berada pada jarak yang

jauh, dan pada saat sampai dibawah kota tempat penyelidikan umumnya sudahterdominasi gelombang geser. Dari batuan dasar gelombang geser ini merambatkepermukaan tanah melalui lapisan-lapisan tanah yang dapat memperkuat getaran tsb.Karena kontras yang besar antara kecepatan gelombang geser batuan dasar (bedrock) dan lapisan tanah serta kecepatan gelombang geser tanah dengan udaramaka gelombang geser ini akan terpantul berulang-ulang pada deposit lapisan tanah.Energi gelombang geser seolah-olah terperangkap pada lapisan tanah ini. Peristiwaini juga disebut resonansi gelombang geser. Semakin besar kontras kecepatangelombang geser antara batuan dasar dan lapisan tanah semakin besar pula energi

yang terperangkap (lihat Gambar 1).

INV06


2/8



Gambar 1. Prosedur analisis site spesifik seismic [1].

Gambar 2. Jenis sumber gempa di Indonesia.


3/8



Pemilihan Spektrum Target di Batuan Dasar

Dari patahan atau zona subduksi sebagai sumber gempa, gelombang gempamengalami attenuasi (peluruhan) dalam perjalanannya menuju ke batuan dasar lokasipenelitian. Beberapa fungsi attenuasi telah diusulkan oleh beberapa peneliti seperti:Young dan Boore.

Spektrum gelombang gempa yang merusak gedung-gedung di kota tempatpenyelidikan diatur oleh Standard Nasional Indonesia (SNI). Karena Indonesia belumbanyak merekam percepatan gelombang gempa, maka pada penelitian ini merujukpada data base yang dipunyai oleh PEER (Pasific Earthquake Engineering Research)di Amerika (lihat Gambar 3). Dari data base on line inilah dipilih sumber gempa yangmemenuhi kriteria spektrum serta jarak sumber ke lokasi yang sesuai denganpenelitian (lihat Gambar 4). Seharusnya dari analisa statistik dibuat getaran gempabuatan (sintetik) di batuan dasar.

Gambar 3. Pemilihan spektrum target di batuan dasar.


4/8



Gambar 4. Pemilihan getaran batuan dasar dari berbagai sumber gempa yangmemenuhi spektrum target.

Penentuan Percepatan Batuan Dasar dari PSHA (Probability of Seismic HazardAnalysis)

Dari hasil program EQRISK yang ditulis oleh McGuire. R.K, 1976, diperoleh

hasil analisa statistik bahaya gempa berupa peta percepatan di batuan dasar:


5/8



Gambar 5. Peta hazard gempa Indonesia di batuan dasar pada kondisi PGA (T=0detik) untuk 10% PE 50 tahun [2].

Gambar 6. Peta hazard gempa Indonesia di batuan dasar pada kondisi PGA (T=0.2detik) untuk 10% PE 50 tahun [2].


6/8



Gambar 7. Peta hazard gempa Indonesia di batuan dasar pada kondisi PGA (T=1.0detik) untuk 10% PE 50 tahun [2].

Penentuan Kondisi Lokal (Microzonasi)

Kondisi tanah setempat sangat menentukan penguatan getaran (resonansi)getaran di permukaan tanah. Parameter yang menentukan adalah kecepatangelombang geser (Vs) yang dapat ditentukan dari pengukuran seismic downhole,seismik crosshole atau metode tidak merusak yaitu metode Multi Channel Analysis of

Surface Waves (MASW).

Survai downhole mengukur kecepatan gelombang geser dari lapisan-lapisan tanahdari lokasi yang diteliti. Profil kecepatan gelombang geser menjadi masukan darisoftware analisa tanggapan tanah (site response analysis) yang menghitung perkuatangetaran dan spectrum tanggapan getaran tanah. Dari survei ini, tanah dibagi menjadi3 bagian yaitu: tanah lunak, tanah sedang dan tanah keras. Tanah lunakmengakibatkan penguatan getaran yang paling besar dan mengharuskan konstruksipenguatan bangunan secara khusus serta tanah keras menyebabkan penguatangetaran yang paling minimum.

Kecepatan rambat gelombang P (gelombang primer) dan kecepatan gelombang S

(shear atau geser) diukur dengan menempatkan sensor getaran (geophone) dalamlubang bor serta membuat sumber getaran dipermukaan tanah. Kecepatan rambatvertikal gelombang dari atas ke bawah diukur secara bertahap dengan memasanggeophone pada setiap meter dalam lubang bor. Sensor geophone terdiri atas 3geophone yang arahnya saling tegak lurus (geophone triaksial). Tujuan penggunaangeophone triaksial adalah untuk memudahkan menentukan waktu kedatangangelombang S yang berada pada ekor dari gelombang P. Gelombang S adalahgelombang terpolarisasi. Sifat ini dimanfaatkan untuk menentukan waktu kedatangangelombang S dengan cukup akurat yaitu dengan melakukan perekaman dari sumber gelombang dengan arah pukulan yang berbeda. Dengan melihat perubahan fasa darigelombang yang datang, maka kita dapat menentukan waktu kedatangan gelombangS pada ekor dari gelombang P.


7/8



Gambar 8. Diagram kerja seismik downhole.

Gambar 9. Probe seismik downhole yang berisi geophone triaksial.

Seismogram

9Triaxial geophone

12

1

2

PS

SP

Recorder


8/8



Gambar 10. Puncak dari spektrum percepatan tanah untuk berbagai masukan getarangempa di batuan dasar.

Dari hasil pengukuran seismic downhole diperoleh profil kecepatan gelombanggeser yang menjadi masukan program analisa perambatan gelombang 1-D daribatuan dasar ke permukaan tanah seperti: Deep Soil. Contoh hasil dari programanalisa perambatan gelombang 1-D ditunjukkan pada Gambar 10 yang menunjukkanpenguatan getaran (resonansi).

Kesimpulan

Kegiatan mitigasi bencana alam yang dipresentasikan dalam paper ini adalahkegiatan microzonasi bahaya gempa bumi. Bahaya gempa bumi bisa diperkuat olehkondisi tanah setempat jika kondisi tanah tebal dan sangat lunak. Penelitianmicrozonasi ini menggolongkan deposit tanah menjadi tanah lunak, tanah sedang dantanah keras. Untuk konstruksi bangunan sipil, penggolongan jenis tanah ini berdampakkepada jenis penulangan pada beton yang berbeda.

Referensi

[1] Irsyam, M., Dangkua, D.T., Kusumastuti, D., Kertapati, E. “Methodology of site-

specific seismic hazard analysis for important civil structure”, 2007, CivilEngineering Dimension, Vol. 9, No. 2, 103–112, September 2007.[2] Irsyam, M. , Sengara, W., dkk. “Revisi Peta gempa Indonesia 2010”[3] Hashash, Y, 2011, “Deep Soil”, Urbana-Champaign.[4] McGuire. R.K, 1976, “FORTRAN Computer Program for Seismic Risk Analysis

US Geological Survey Open File Report”, 67-76.

Gunawan Handayani*Fisika Bumi dan Sistem KompleksFakultas Matematika dan Pengetahuan AlamInstitut Teknologi Bandung

[email protected]

Perioda (seconds)

PSA (g)

Mikrozonasi Bandung dengan Metode PSHA

Documents

Transcript of Mikrozonasi Bandung dengan Metode PSHA