analisis bahaya kegempaan (seismic...
TRANSCRIPT
ANALISIS BAHAYA KEGEMPAAN (SEISMIC HAZARD) DI
BANDAR UDARA INTERNASIONAL JAWA BARAT (BIJB)
KECAMATAN KERTAJATI, KABUPATEN MAJALENGKA
DENGAN METODE PSHA (PROBABILITY SEISMIC HAZARD
ANALYSIS)
Skripsi
Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Memperoleh
Gelar Sarjana Sains ( S.Si )
Disusun Oleh:
ACHMED SHIDDIQ R.P
NIM: 11140970000004
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH
JAKARTA
2018
ii
iii
iv
v
ABSTRAK
Indonesia merupakan negara terbesar di Asia Tenggara yang terletak pada
pertemuan 3 lempang dunia, yaitu lempeng Eurasia, Pasifik dan Lempeng Indo-
Australia sehingga menyebabkan Indonesia memiliki tingkat bahaya kegempaan
yang sangat tinggi. Tujuan dari Penelitian ini adalah menganalisis risiko bahaya
gempa bumi di Bandar Udara Internasional Jawa Barat (BIJB) yang berada di
kecamatan kertajati, Kabupaten Majalengka, Jawa Barat. Provinsi Jawa Barat
merupakan salah satu daerah rawan gempa bumi di Indonesia dengan memiliki
seismisitas yang aktif dan kompleks sehingga sangat berpotensi akan bahaya gempa
bumi seperti gempa bumi yang terjadi di tasikmalaya dan pangandaran. Analisis
risiko bahaya gempa bumi di Bandara kertajati dilakukan dengan menggunakan
metode PSHA (Probability Seismic Hazard Analysis) yang dibantu dengan piranti
lunak Ez-Frisk 7.52 untuk menganalisis risiko bahaya gempa bumi dibatuan dasar
pada periode ulang gempa 475 dan 2475 Tahun. Berdasarkan hasil analisis risiko
bahaya gempa bumi di Bandara Kertajati maka diperoleh ground motion Syanthetic
Pada periode PGA, 0,2 s dan 1 s dengan Peak Ground Acceleration (PGA) pada
periode ulang gempa 475 dan 2475 adalah 0,1923 g dan 0,3340 g. Hasil analisis
deagregasi di Bandara Kertajati pada periode PGA berada pada jarak 63,76 km
dengan magnitudo 5,59 SR dan hazard sebesar 0,001923 atau sekitar 0,19 %
sehingga bandara kertajati memiliki risiko bahaya kegempaan yang tergolong
rendah.
Kata Kunci: Gempa Bumi, Seismic Hazard, PSHA, Ez-Frisk, Bandara Kertajati.
vi
ABSTRACT
Indonesia is the largest country in Southeast Asia which is located at meeting
point of three plate boundaries, namely eurasian, Pacific and Indo-australian that is
causing Indonesia to have a very high degree of earthquake hazard. The purpose of
this research is to analyze earthquake risk at West Java International Airport (BIJB)
located in kertajati sub-district, Majalengka Regency, West Java. West Java
Province is one of the earthquake prone areas in Indonesia with highly active and
complex seismicity thereby very potentially dangerous for earthquakes event, such
as earthquakes that occur in tasikmalaya and pangandaran. Analysis of earthquake
hazard at Kertajati Airport was conducted using PSHA (Probability Seismic Hazard
Analysis) method, assisted by Ez-Frisk 7.52 software to analyze the risk of
earthquake bottom ground in the period of 475 and 2475 years earthquake. Based
on the results of earthquake risk analysis at Kertajati Airport, Syanthetic ground
motion was obtained. In the PGA period, 0.2 s and 1 s with Peak Ground
Acceleration (PGA) in the re-quake period 475 and 2475 were 0.1923 g and 0.3340
g . The result of deaggregation analysis at Kertajati Airport in PGA period is at
63.76 km with magnitude of 5.59 SR and hazard of 0,001923 or about 0.19% so
that kertajati airport has low risk of earthquake hazard.
Keywords: Earthquakes, Seismic Hazard, PSHA, Ez-Frisk, Kertajati Airport.
vii
KATA PENGANTAR
Segala puji bagi Allah pencipta alam semesta yang senantiasa memberikan
nikmat-Nya terutama nikmat Iman dan Islam serta sehat jasmani dan rohani
sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam semoga
selalu tercurah kepada baginda Nabi akhir jaman Muhammad SAW selaku suri
tauladan yang baik, seseorang yang mampu memperkenalkan kita kepada ilmu
pengetahuan.
Skripsi ini berjudul Analisis Bahaya Kegempaan (Seismic Hazard
Analysis) di Bandar Udara Internasional Jawa Barat (BJIB) Kertajati,
Kabupaten Majalengka, Jawa Barat dengan Metode PSHA (Probability
Seismic Hazard Analysis). Sebagai manusia biasa, penulis menyadari bahwa tidak
ada satupun pekerjaan yang dapat diselesaikan sendirian, terselesaikannya skripsi
ini tidak lepas dari dukungan berbagai pihak. Oleh karena itu dengan kerendahan
hati penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Dr. Agus Budiono, MT selaku pembimbing I. Terima kasih atas waktu dan
bimbingannya selama ini. Sebuah pengalaman berharga menjadi mahasiswa
bimbingan Bapak yang begitu baik.
2. Dr. Titi Anggono selaku pembimbing II yang dengan kesabaran telah
menyempatkan dirinya untuk membimbing penulis selama tahap penyelesaian
skripsi ini.
3. Bapak Arif Tjahjono, S.T, M.Si selaku Kepala Prodi Fisika, Fakultas Sains dan
Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
viii
4. Bapak Dr.Agus Salim, M.Si, selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi
Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.
5. Bapak Dr. Sutrisno, M. Si dan Ibu Dr. Sitti Ahmiatri, M. Si selaku penguji
skripsi I dan II.
6. Ibunda tercinta dan Ayahanda tersayang yang selalu mencurahkan kasih
sayang, dukungan moral dan materil, serta doa yang tak pernah lepas untuk
ananda. Untuk adik, nenek, dan seluruh keluarga yang selalu memberikan doa
dan motivasi.
7. Teman-Teman Fisika 2014, terima kasih atas segala dukungan, kebersamaan
dan masa-masa terindah yang terukir selama 4 tahun kuliah.
8. Semua pihak yang tidak bisa disebutkan satu persatu dan telah banyak
membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.
Bagaimanapun penulis menyadari bahwa skripsi ini masih banyak terdapat
kekurangan. Untuk itu penulis sangat berterima kasih atas saran dan kritik yang
membangun dari pembaca, semoga skripsi ini dapat bermanfaat.
Akhirnya hanya kepada Allah SWT penulis memohon semoga mereka
dilimpahkan pahala yang berlipat ganda atas segala bantuan dan dicatat sebagai
pahala di sisi-Nya, Aamin.
Jakarta, Juli 2018
Achmed Shiddiq Rahmatallakaufa
ix
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii
PENGESAHAN UJIAN ........................................................................................ iii
LEMBAR PERNYATAAN ................................................................................... iv
ABSTRAK ............................................................................................................... v
KATA PENGANTAR ......................................................................................... vii
DAFTAR ISI ......................................................................................................... ix
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xi
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii
BAB I PENDAHULUAN ....................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 7
1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................... 7
1.4 Manfaat Penelitian ........................................................................................ 8
1.5 Batasan Masalah ........................................................................................... 8
1.6 Sistematika Penulisan ................................................................................... 9
BAB II TINJAUAN PUSTAKA .......................................................................... 10
2.1 Tektonik lempeng......................................................................................... 10
2.1.1 Struktur Interior Bumi ........................................................................... 19
2.1.1 Sesar (Fault) .......................................................................................... 23
2.2 Gempa Bumi ................................................................................................ 26
2.2.1 Klasifikasi Gempa Bumi ....................................................................... 28
2.2.2 Mekanisme Gempa Bumi ...................................................................... 31
2.2.3 Model Sumber Seismotektonik ............................................................. 33
2.3 Parameter Gempa Bumi ............................................................................... 35
2.3.1 Intensitas Gempa ................................................................................... 36
2.3.2 Magnitudo Gempa ................................................................................. 37
2.4 Gelombang Seismik ..................................................................................... 41
2.4.1 Gelombang Badan (Body Wave) ........................................................... 42
2.4.2 Gelombang Permukaan (Surface Wave) ............................................... 44
x
2.5 Metode Probabilistic Seismic Hazard Analaysis (PSHA) ........................... 46
2.5.1 Parameter Seismik ................................................................................. 48
2.5.2 Deagregasi ............................................................................................. 50
2.6 Fungsi Atenuasi ............................................................................................ 51
2.7 Geologi Regional ......................................................................................... 55
BAB III METODE PENELITIAN ..................................................................... 57
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ...................................................................... 57
3.2 Data Penelitian ............................................................................................. 57
3.3 Peralatan dan Bahan Penelitian .................................................................... 57
3.4 Tahap Penelitian ........................................................................................... 58
3.4.1 Input Data .............................................................................................. 58
3.4.2 Konversi Magnitude .............................................................................. 59
3.5 Diagram Alir Penelitian ............................................................................... 60
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................. 61
4.1 Declustering ................................................................................................. 61
4.2 Parameter Seismik ........................................................................................ 68
4.3 Seismisitas Zona Sumber Gempa................................................................. 75
4.4 Analisis Respon Spektra .............................................................................. 79
4.5 Analisis Deagregasi ...................................................................................... 85
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................... 87
5.1 Kesimpulan .................................................................................................. 87
5.2 Saran ............................................................................................................. 88
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 89
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Sea floor Spreading mechanism ......................................................... 11
Gambar 2.2 Proses Perubahan Muka Bumi ........................................................... 12
Gambar 2.3 Lempeng Dunia .................................................................................. 13
Gambar 2.4 Batas Divergen ................................................................................... 15
Gambar 2.5 Batas Konvergen ................................................................................ 16
Gambar 2.6 Batas Transform ................................................................................. 16
Gambar 2.7 Tektonisme di Indonesia .................................................................... 17
Gambar 2.8 Sirkum Pasifik dan Mediterania ........................................................ 18
Gambar 2.9 Kerak Benua dan Samudra ................................................................. 20
Gambar 2.10 Mantel Bumi ..................................................................................... 21
Gambar 2.11 Inti Bumi .......................................................................................... 23
Gambar 2.12 Strike Slip Fault ............................................................................... 24
Gambar 2.13 Dip Slip Fault ................................................................................... 25
Gambar 2.14 Oblique Slip Fault ............................................................................ 26
Gambar 2.15 Gempa Tektonik ............................................................................... 30
Gambar 2.16 Gempa Vulkanik ............................................................................. 31
Gambar 2.17 Elastic Rebound Theory ................................................................... 33
Gambar 2.18 Primer Wave ..................................................................................... 43
Gambar 2.19 Sekunder Wave ................................................................................. 44
Gambar 2.20 Rayleigh Wave .................................................................................. 45
Gambar 2.21 Love Wave ........................................................................................ 45
Gambar 2.22 Analisis Gempa Bumi dengan Metode PSHA ................................. 48
Gambar 2.23 Peta Fault Indonesia ......................................................................... 49
Gambar 2.24 Peta Subduksi Indonesia ................................................................. 50
Gambar 2.25 Contoh Kurva Deagregasi ................................................................ 51
Gambar 2.26 Logic Tree Zona Gempa Sesar ......................................................... 53
Gambar 2.27 Logic Tree Zona Gempa Subduksi................................................... 54
Gambar 2.28 Logic Tree Zona Gempa Background ............................................. 54
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ..................................................................... 60
Gambar 4.1 Tahapan Analisis Zmap ...................................................................... 61
xii
Gambar 4.2 Data Sebelum Declustering ................................................................ 62
Gambar 4.3 Data Sesudah Declustering ................................................................ 62
Gambar 4.4 Histogram Data Decluster .................................................................. 63
Gambar 4.5 Completeness Analysis Mw 4,50-4,99 .............................................. 64
Gambar 4.6 Completeness Analysis Mw 5.00-5,49 ............................................. 64
Gambar 4.7 Completeness Analysis Mw 5,50-5,99 ............................................... 65
Gambar 4.8 Completeness Analysis Mw 6,00-6,49 .............................................. 65
Gambar 4.9 Completeness Analysis Mw 6.50-6,99............................................... 66
Gambar 4.10 Completeness Analysis Mw 7.00-7,99............................................. 67
Gambar 4.11 Completeness analysis Mw 8.00-9,00 ............................................. 67
Gambar 4.12 Data Parameter Fault Sumatra.......................................................... 69
Gambar 4.13 Data Parameter Fault Jawa ............................................................... 69
Gambar 4.14 Data Zona Benioff ........................................................................... 71
Gambar 4.15 Data Zona Megathrust dan Shallow ................................................ 72
Gambar 4.16 Kotak Zona Megathrust pada Zona 1 .............................................. 72
Gambar 4.17 Kotak Zona Benioff pada Zona 1 .................................................... 73
Gambar 4.18 Kotak Zona Shallow pada Zona 1 ................................................... 73
Gambar 4.19 Model Zona Megathrust, Benioff dan Shallow ................................ 75
Gambar 4.20 Model Zona Fault Sumatra-Laut Banda .......................................... 76
Gambar 4.21 Model Seismotektonik ..................................................................... 76
Gambar 4.22 Seismisitas pada Zona Sumber Gempa ........................................... 78
Gambar 4.23 Lokasi Titik Analisis Seismic Hazard ............................................. 80
Gambar 4.24 Kurva Uniform Hazard Spectra ....................................................... 81
Gambar 4.25 Kontur PGA pada Periode Ulang 475 Tahun ................................... 82
Gambar 4.26 Kontur PGA pada Periode Ulang 2475 Tahun ................................ 82
Gambar 4.27 Hasil Degradasi Hazard ................................................................... 85
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Kejadian Gempa Bumi di Indoensia ..................................................... 28
Tabel 2.2 Skala MMI ............................................................................................. 36
Tabel 2.3 Skala Richter .......................................................................................... 38
Tabel 3.1 Data Penelitian ....................................................................................... 58
Tabel 4.1 Parameter a-b Value dan Parameter λ ................................................... 74
Tabel 4.2 Jumlah Kejadian Gempa........................................................................ 77