bab iv analisis seismic hazard - digilib.itb.ac.id · dilakukan pemilihan data gempa yang mempunyai...

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab IV Analisis Sesmic Hazard IV- 1

BAB IV ANALISIS SEISMIC HAZARD

Analisis Seismic Hazard dilakukan pada wilayah Indonesia bagian timur yang

meliputi: Sulawesi, Nusa Tenggara, Maluku Papua dan pulau-pulau kecil lainnya. Di

bawah akan dijelasakan tentang analisis yang dilakukan setiap tahapan dalam studi

tugas akhir ini.

4.1 PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA GEMPA Data-data gempa yang digunakan dalam tugas akhir ini berasal dari katalog-katalog

USGS, ANNS, dan NOAA. Data gempa yang diambil adalah data kejadian gempa

yang berada dalam batas lokasi studi dengan kedalaman kuang dari 200 kilometer

.Jumlah data yang diperoleh adalah 33060 data.yang merupakan kejadian gempa yang

tercatat dari tahun 1899-2006.

Dari data tersebut dilakukan pemisahan antara gempa utama dan gempa ikutan

dengan menggunakan analisis depedency criteria yang diusulkan oleh Uhrhammer,

dengan menggunakan program Uhrhammer. Hasil output program uhrhammer adalah

sebanyak 18287 data gempa utama. Setelah dilakukan analisi depency criteria,

dilakukan pemilihan data gempa yang mempunyai skala magnitude lebih besar atau

sama dengan 5 Mw (momen magnitude). Dari hasil pemilihan data gempa yang

mempunyai skala magnitude lebih besar atau sama dengan 5 Mw sebanyak 2126 data

gempa. Adapun sebaran episenter yang telah dilakukan analisis dependency didalam

wilayah studi adalah sebagai berikut:



Gambar 4. 1 Sebaran Episenter Gempa Utama

4.2 PEMODELAN ZONA SUMBER GEMPA

Seperti yang telah dijelaskan pada bab II bahwa dalam tugas akhir ini zona sumber

gempa di bagi menjadi tiga jenis yaitu zona sumber gempa subduksi, zona sumber

gempa transformasi dan zona sumber gempa difusi (Firmansyah dan Irsyam 1999).

Pemodelan zona sumber gempa yang digunakan pada tugas akhir ini adalah

pemodelan yang telah dilakukan oleh peneliti yaitu Firmansyah dan Irsyam. Untuk

pembagian magnitude maksimum zona sumber gempa dapat dilihat pada tabel 4.1



Gambar 4. 2 Zona Sumber Gempa



Tabel 4. 1 Magnitude Maksimum Tiap Zona Gempa

Klasifikasi Zona Sumber Gempa Mmaks

1 Banda 8.5

2 Seram 8.4

3 Papua Utara 8.4

4 Halmahera 8.5

5 Sangihe 8.5

6 Sulawesi Utara 8.0

Subduksi

7 Molluca Passage 8.5

1 Palu-Koro 7.6

2 Matano 7.6

3 Sorong 7.6

4 Ransiki 6.5

5 Yapen-Mamberano 7.6

Transformasi

6 Tarera-Aiduna 6.5

1 Flores 7.0

2 Kalimantan Selatan 6.0

3 Lengan Selatan Sulawesi 6.0

4 Lengan Timur Sulawesi 6.0

5 Lengan Tenggara Sulawesi 6.0

6 Sulawesi tengah 6.5

7 Halmahera selatan 7.0

8 Banda 8.0

9 Aru 6.0

10 Salawati-Bintuni 6.0

Difusi

11 papua 8.5

4.2.1 Zona Subduksi

Dalam studi ini, wilayah yang tergolong ke dalam zona subduksi adalah zona flores-

nusa Tenggara, Laut Banda, Sulawesi Utara, Papua Utara, dan Maluku. Zona

subduksi dibedakan menjadi 2 macam, yaitu: interface dan intraslab. Dimana analisis

dilakukan dengan melakukan pengamtan terhadap kedalaman titik gempa dan jarak



horizontal titik gempa ke sumber garis subduksi. Hubungan antara kedalaman titik

pusat gempa dan jarak horizontal titik pusat gempa dengan garis zona subduksi adalah

sebagai berikut:

Gambar 4. 3 Zona Flores

Gambar 4. 4 Zona Laut Banda



Gambar 4. 5 Zona Seram

Gambar 4. 6 Zona Papua



Gambar 4. 7 Zona Sulawesi Utara

Gambar 4. 8 Zona Sangihe



Gambar 4. 9 Zona Selat Maluku

Gambar 4. 10 Zona Halmahera

Zona Subduksi interface dan intraslab dapat diiliustrasikan pada gambar sebagai berikut:



Gambar 4. 11 Zona subduksi Indonesia Bagian Timur

4.2.2 Zona Transformasi

Wilayah Indonesia timur yang termasuk pada zona difusi dalah adalah Palu-Koro,

Sorong, Ransiki, Yapen-Memberano, dan Tarera-Aiduna. Gempa yang terjadi pada

zona transformasi tergolong ke dalam Shallow Crustal Reathquake (gempa kerak

dangkal) dengan kedalaman relative dangkal (<70 km)



4.2.3 Zona Difusi Wilayah Indonesia timur yang termasuk pada zona difusi adalah Flores, Kalimantan

Selatan, Lengan Selatan Sulawesi, Lengan Timur Sulawesi, Lengan Tenggara

Sulawesi, Sulawesi Tengah, Halmahera Selatan, Banda, Aru, Salawati-Bintuni, dan

papua.

Gambar 4. 12 Zona Trasnformasi dan Difusi Indonesia Bagian timur



Dengan melakukan beberapa modifikasi terhadap model zona-zona gempa ini dengan

cara menggabungkan juga model yang telah dikembangkan oleh Leo Eliasta &

Oktavianus Uki (2004), dan juga telah memperhitungkan zona megathrust & Benioff

pada zona gempa subduksi contoh pada gambar 4.2, maka dihasilkan model zona

gempa seperti gambar berikut ini:

Gambar 4. 13 Zona Sumber Gempa

4.3 PARAMETER GEMPA

Karena setiap sumber gempa mempunyai karakteristik data masing-masing, maka

diperlukanlah sebuah parameter yang menggambarkan kedaaan seismisitas masing-

masing zona gempa

4.3.1 Penetuan a-b value

Penentuan parameter zona sumber gempa meliputi penetuan a-value,b-value,rate, dan

magnitude maksimum. Penentuan a-b value dilakukan dengan metode weichert

dengan program Calcrate (USGS). Dalam penentuan a-b value metode Weichert

dalam penentuan parameter seismic hazard berdasarkan pada iterasi metode Newton.



Dalam studi yang telah dilakukan oleh USGS diperoleh bahwa syarat minimum data

agar a-b parameter yang valid menurut statistik adlah berjumlah 40 data. Adapun

lebih baik bila pada suatu zona terdapat lebih dari 120 data karena banyaknya data

tersebut akan memberikan nilai b-value yang stabil. Oleh karena itu, dalam analisis

ini, zona gempa yang memiliki data kurang dari 40 akan digabung dengan zona

gempa lainnya yang memiliki mekanisme gempa yang sama sehingga akan dihasilkan

nilai a-b parameter gabungan dari beberapa zona. Tiap-tiap zona yang menjadi bagian

dari zona gabungan tersebut memiliki nilai b-value yang sama. Sedangkan nilai rate

dan a-value masing-masing zona didapatkan dengan melakukan metode alokasi balik

(back allocation method). Alokasi balik untuk mendapatkan rate dan a value tiap-tiap

zona dalam zona gabungan dilakukan dengan bantuan prograng WTBACK 10.

Gambar 4. 14 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Flores-Nusa Tenggara, dan Laut Banda



Gambar 4. 15 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intraslab Flores-Nusa

Tenggara, dan Laut Banda

Gambar 4. 16 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Seram, Papua,

Sulawesi Utara



Gambar 4. 17 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intraslab Seram, Papua,

Sulawesi Utara

Gambar 4. 18 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Sangihe dan

Halmahera



Gambar 4. 19 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intrasalab Sangihe dan

Halmahera

Gambar 4. 20 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Selat Maluku



Gambar 4. 21 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intraslab Selat Maluku

Gambar 4. 22 Grafik Parameter Gempa Zona Tranformasi Terera-Aiduna



Gambar 4. 23 Grafik Parameter Gempa Zona Difusi Memberamo

4.3.2 Penentuan Magnitude Maksimum

Magnitude maksimum dari suatu suatu zona sumber ditentukan dengan pengamatan

kejadian gempa historis hubungan magnitude dengan panjang wilayah patahan

(rupture length) , dan besarnya nilai slip (slip rate) dari suatu zona gempa. Perkirran

magnitude maksimum dengan menggunakan hubungnnaya dengan slip rate dan

rupture length adalah sebagai berikut:

1. Rupture Length Vs Magnitude (Slemmons,1982)

Normal faults : Ms = 0.809 + 1.314Log(L)

Reverse faults : Ms = 2.021 + 1.142Log(L)

Strike-slip faults : ms = 1.404 + 1.1169Log(L)

Dimana :Ms = magnitude permukaan (surface magnitude)

L = rupture length dalam meter

2. Rupture Length Vs magnitude (Wells and Coppersmith,1994)

Normal faults : Mw = 4.86 + 1.32Log(RL)

Reverse faults : Mw = 5.00 + 1.22Log(RL)

Srike-slip faults : Mw = 5.16 + 1.12Log(RL)

All mechanism : Mw = 5.08 + 1.16Log(RL)



Dimana : Mw = magnitude momen

RL rupture ength dalam kilometer

3. Slip rate Vs magntitude (Woodward and Clyde Consultants, after 1994)

Strike-slip : Ms = magnitude permukaan (surface magnitude)

S = slip rate dalam mm per tahun

Pada tugas akhir ini penentuan magnitude maksimum akan digunakan data magnitude

maksimum hasil penelitian Firmansjah dan Irsyam (1999). Data magnitude

maksimum tersebut dapat dilihat pada table 4.1, akan tetapi, untuk menentukan

magnitude maksimum yang digunakan adalah dengan membandingkan terlebih

dahulu mana yang lebih besar antara magnitude maksimum yang diusulkan oleh

Firmansjah dan Irsyam (1999) dengan pengamatan historis.

Berikut ini adalah tabel yang memuat Mmaks, b, rate dan mekanisme gempa yang

terjadi untuk tiap-tiap zona sumber gempa:



Tabel 4. 2 Parameter Tiap Zona Gempa dengan Metode Weichert

Mekanisme Running Subzona b β a λ A-1a 0.90 2.07 5.19 3.08 A-2a 0.90 2.07 5.19 3.08 A-3a 0.90 2.07 5.19 3.08

S1

A-4a 0.90 2.07 5.19 1.77 A-1b 0.83 1.92 5.07 3.88 A-2b 0.83 1.92 5.07 3.88 A-3b 0.83 1.92 5.07 3.88

S2

A-4b 0.83 1.92 5.07 4.08 E-1a 0.87 2.00 4.88 2.18 E-2a 0.87 2.00 4.88 2.18 L-1a 0.87 2.00 4.88 0.26 L-2a 0.87 2.00 4.88 0.26 Q-1a 0.87 2.00 4.88 0.98

S3

Q-2a 0.87 2.00 4.88 0.98 E-1b 0.87 2.01 5.05 0.44 E-2b 0.87 2.01 5.05 0.44 L-1b 0.87 2.01 5.05 0.62 L-2b 0.87 2.01 5.05 0.62 Q-1b 0.87 2.01 5.05 3.88

S4

Q-2b 0.87 2.01 5.05 3.88 R-1a 0.89 2.04 4.92 2.36 R-2a 0.89 2.04 4.92 2.36 T-1a 0.89 2.04 4.92 0.76 T-2a 0.89 2.04 4.92 0.76 T-3a 0.89 2.04 4.92 0.76 T-4a 0.89 2.04 4.92 0.76

S5

T-5a 0.89 2.04 4.92 0.76 R-1b 0.86 1.97 5.08 4.22 R-2b 0.86 1.97 5.08 4.22 T-1b 0.86 1.97 5.08 2.20 T-2b 0.86 1.97 5.08 2.20 T-3b 0.86 1.97 5.08 2.20 T-4b 0.86 1.97 5.08 2.20

S6

T-5b 0.86 1.97 5.08 2.20 S-1a 0.84 1.93 4.86 4.60 S-2a 0.84 1.93 4.86 4.60 S-3a 0.84 1.93 4.86 4.60 S-4a 0.84 1.93 4.86 4.60

S7

S-5a 0.84 1.93 4.86 4.60 S-1b 0.81 1.87 4.55 3.11 S-2b 0.81 1.87 4.55 3.11 S-3b 0.81 1.87 4.55 3.11

Subduksi

S8

S-4b 0.81 1.87 4.55 3.11



Mekanisme Running Subzona b β a λ D-1 0.81 1.86 4.50 1.50 D-2 0.81 1.86 4.50 1.50 D-3 0.81 1.86 4.50 1.50 D-4 0.81 1.86 4.50 1.50 D-5 0.81 1.86 4.50 1.50

T1

V 0.81 1.86 4.50 1.50 G 0.76 1.75 4.46 1.32 I-1 0.76 1.75 4.46 1.32 I-2 0.76 1.75 4.46 1.32 I-3 0.76 1.75 4.46 1.32 J-1 0.76 1.75 4.46 1.32 J-2 0.76 1.75 4.46 1.32 J-3 0.76 1.75 4.46 1.32 K-1 0.76 1.75 4.46 1.32 K-2 0.76 1.75 4.46 1.32 K-3 0.76 1.75 4.46 1.32 O-1 0.76 1.75 4.46 1.32 O-2 0.76 1.75 4.46 1.32 O-3 0.76 1.75 4.46 1.32

Transformasi

T2

O-4 0.76 1.75 4.46 1.32

Mekanisme Running Subzona b β a λ B 0.92 2.11 5.16 1.93

C-1 0.92 2.11 5.16 1.93 C-2 0.92 2.11 5.16 1.93 C-3 0.92 2.11 5.16 1.93 C-4 0.92 2.11 5.16 1.93 F-1 0.92 2.11 5.16 1.93 F-2 0.92 2.11 5.16 1.93 M-1 0.92 2.11 5.16 1.93 M-2 0.92 2.11 5.16 1.93 N 0.92 2.11 5.16 1.93 P 0.92 2.11 5.16 1.93

D1

U 0.92 2.11 5.16 1.93 H-1 0.73 1.69 4.25 1.24 H-2 0.73 1.69 4.25 1.24

Difusi

D2 H-3 0.73 1.69 4.25 1.24

4.4 PENENTUAN PERCEPATAN SPEKTRA

Penentuan percepatan spektra dilakukan dengan bantuan program komputer Espekta.

Running yang dihasilkan pada program Espektra pada periode 0.0,0.2 dan 1 detik



dengan periode ulang 500 tahun (resiko tahunan 0,002). Pada program ini

memerlukan input berupa koordinat sumber-sumber gempa, magnitude minimum

setiap sumber, magnitude maksimum setiap sumber, beta-value, annual rate setiap

sumber, kedalaman rata-rata gempa, fungsi atenuasi yuang dipilih, serta koordinat

lokasi yang hendak dihitung percepatan spektra-nya. Fungsi atenuasi yang dipilih

pada tugas akhir ini yaitu Youngs et al. (1997) untuk mekanisme gempa subduksi dan

Joyner-Boore (1997) untuk mekanisme gempa shallow crustal. Pada tugas akhir ini

running program dilakukan setiap 0.5 derajat lintang dan bujur region Indonesia

bagian timur.

4.5 PEMETAAN PERCEPATAN SPEKTRA

Pemetaan percepatan spektra dilakukan dengan menggunakan bantuan program surfer

8. Input program ini adalah beruapa koordinat lintang dan bujur dan besarnya

percepatan spektra pada tiap koordinat tersebut. Adapun hasil pemetaan percepatan

spektra dari tugas akhir ini dapat dilihat pada gambar 4.24 dan seterusnya sebagai

berikut:



Gambar 4. 24 Percepatan Spektral Pada T = 0 detik



Gambar 4. 25 Percepatan Spektral Pada T = 0.2 detik



Gambar 4. 26 Percepatan Spektral Pada T = 1 detik



BAB IV ANALISIS SEISMIC HAZARD..................................................................1 4.1 PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA GEMPA ..............................1 4.2 PEMODELAN ZONA SUMBER GEMPA.........................................................2

4.2.1 Zona Subduksi.................................................................................................4 4.2.2 Zona Transformasi .........................................................................................9 4.2.3 Zona Difusi ....................................................................................................10

4.3 PARAMETER GEMPA......................................................................................11 4.3.1 Penetuan a-b value........................................................................................11 4.3.2 Penentuan Magnitude Maksimum ..............................................................17

4.4 PENENTUAN PERCEPATAN SPEKTRA ......................................................20 4.5 PEMETAAN PERCEPATAN SPEKTRA ........................................................21 Tabel 4. 1 Magnitude Maksimum Tiap Zona Gempa ..............................................4 Tabel 4. 2 Parameter Tiap Zona Gempa dengan Metode Weichert .....................19 Gambar 4. 1 Sebaran Episenter Gempa Utama .......................................................2 Gambar 4. 2 Zona Sumber Gempa ............................................................................3 Gambar 4. 3 Zona Flores.............................................................................................5 Gambar 4. 4 Zona Laut Banda...................................................................................5 Gambar 4. 5 Zona Seram ............................................................................................6 Gambar 4. 6 Zona Papua ............................................................................................6 Gambar 4. 7 Zona Sulawesi Utara .............................................................................7 Gambar 4. 8 Zona Sangihe..........................................................................................7 Gambar 4. 9 Zona Selat Maluku ................................................................................8 Gambar 4. 10 Zona Halmahera..................................................................................8 Gambar 4. 11 Zona subduksi Indonesia Bagian Timur ...........................................9 Gambar 4. 12 Zona Trasnformasi dan Difusi Indonesia Bagian timur................10 Gambar 4. 13 Zona Sumber Gempa ........................................................................11 Gambar 4. 14 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Flores-Nusa

Tenggara, dan Laut Banda ...............................................................................12 Gambar 4. 15 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intraslab Flores-Nusa

Tenggara, dan Laut Banda ...................................................................................13 Gambar 4. 16 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Seram, Papua,

Sulawesi Utara....................................................................................................13 Gambar 4. 17 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intraslab Seram, Papua,

Sulawesi Utara....................................................................................................14 Gambar 4. 18 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Sangihe dan

Halmahera ..........................................................................................................14 Gambar 4. 19 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intrasalab Sangihe dan

Halmahera ..........................................................................................................15 Gambar 4. 20 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Interface Selat Maluku

..............................................................................................................................15 Gambar 4. 21 Grafik Parameter Gempa Zona Subduksi Intraslab Selat Maluku

..............................................................................................................................16 Gambar 4. 22 Grafik Parameter Gempa Zona Tranformasi Terera-Aiduna .....16 Gambar 4. 23 Grafik Parameter Gempa Zona Difusi Memberamo.....................17 Gambar 4. 24 Percepatan Spektral Pada T = 0 detik.............................................22 Gambar 4. 25 Percepatan Spektral Pada T = 0.2 detik..........................................23 Gambar 4. 26 Percepatan Spektral Pada T = 1 detik.............................................24

bab iv analisis seismic hazard - digilib.itb.ac.id · dilakukan pemilihan data gempa yang mempunyai...

Documents