-
i
PENELITIAN PEMBINAAN
LAPORAN AKHIR PENELITIAN PEMBINAAN
UNIVERSITAS BENGKULU
JUDUL PENELITIAN
PEMETAAN b VALUE UNTUK IDENTIFIKASI KERENTANAN WILAYAH
TERHADAP GEMPABUMI DENGAN MEMPERTIMBANGKAN
KEPADATAN PENDUDUK DI KABUPATEN BENGKULU UTARA
TIM PENELITI
Budi Harlianto, M.Sc/ 0207068601
Dr. M. Farid, MS/ 0008115905
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU ENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS BENGKULU
2018
-
ii
HALAMAN PENGESAHAN
Judul Penelitian
Ketua Peneliti
a. Nama Lengkap
b. NIP/NIK /NUP
c. NIDN/NUP d. Pangkat/ Golongan
e. Jabatan Fungsional
f. Fakultas/Jurusan
g. Pusat Penelitian
h. Alamat Institusi
i. Telpon/Faks/E-mail
: Pemetaan b value Untuk Indentifikasi Kerentanan
Wilayah Terhadap Gempabumi Dengan
Mempertimbangkan Kepadatan Penduduk di
Kabupaten Bengkulu Utara
: Budi Harlianto
: - : 0207068601
: - : -
: MIPA/Fisika : Mitigasi Bencana
: Jl. W.R Supratman Kandang Limun Kota
Bengkulu
: (0736) 20919, 21170 Ext.208/(0736) 20919
Peneliti Anggota : 1 orang Nama Anggota 1
NIDN/NUP
Bidang Keahlian
: Dr. M. Farid, MS
: 0008115905 : Geofisika
Biaya yang diusulkan tahun 2018 Biaya total penelitian
: Rp. 7.500.000,- : Rp. 7.500.000,-
Bengkulu, 9 November 2018
Menyetujui, Ketua Peneliti,
a.n. Ketua
Sekretaris Jurusan Fisika,
(Halauddin, S.Si., M.T) (Budi Harlianto, S.Si., M.Sc)
NIP. 19710124 199903 1 001 NIDN. 0207068601
Mengetahui,
Ketua Lembaga Penelitian dan Pengabdian Dekan Fakultas MIPA
kepada Masyarakat Unib
(Dr. rer.nat. Totok Eka Suharto, MS) (Dr. Zul Bahrum C, MS)
NIP. 195905031986021001 NIP. 195711251987021001
-
iii
ABSTRAK
Tingkat kerapuhan batuan (b value) merupakan parameter seismisitas yang dapat
digunakan untuk menentukan daerah-daerah yang berpotensi menimbulkan gempabumi
merusak pada masa akan datang sebagai usaha mitigasi bencana gempabumi. Penelitian
mengenai b value dengan memepertimbangkan kepadatan penduduk di Kabupaten
Bengkulu Utara bertujuan untuk mengetahui kerentanan suatau wilayah terhadap
bencana gempabumi. b value dikaji berdasarkan data gempabumi yang pernah terjadi di
Kabupaten Bengkulu Utara dan sekitarnya (tahun 1987 – 2017) didownload dari web
USGS, sedangkan data kepadatan penduduk didownload dari web BPS Kabupaten
Bengkulu Utara. Data kejadian gempabumi beserta atributnya kemudian clustering
menjadi 12 cluster, setiap cluster dihitung magnitudo rata-rata dan magnitudo
terkecilnya yang digunakan untuk menghitungan b value (persamaan Utsu (1965)
dikenal dengan metode Estimasi Maksimum Likelihood (MLE)). Kemudian dibuat peta
kontur sebaran b value dioverlay dengan sebaran kepadatan penduduk di Kabupaten
Bengkulu Utara. Hasil penelitian menunukan magnitudo rata-rata berkisar antara Mw =
5,3 sampai Mw = 5,7, magnitudo terkecil (Mw = 4,9) terdapat pada cluster 5. b value di
Kab. Bengkulu Utara berkisar antara 0,7 (cluster 1) sampai 3,9 (cluster 12). Hasil
overlay b value dengan kepadatan penduduk, wilayah yang paling rentan terhadap
bencana gempabumi adalah cluster 9 (Kecamatan Lais) sedangkan wilayah yang aman
terdapat pada cluster 3 (Kecamatan Napal Putih).
Kata Kunci: b value, Kerentanan, Bencana, Gempabumi, Bengkulu Utara.
-
iv
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ........................................................................................................ i
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................................... ii
ABSTRAK ........................................................................................................................ iii
DAFTAR ISI ..................................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................................ v
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ................................................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah ........................................................................................... 4
1.3 Kebaharuan ........................................................................................................ 5
1.4 Tujuan Khusus ................................................................................................... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1 b value ............................................................................................................... 6
2.2. Gempabumi ...................................................................................................... 7
2.3. Gelombang Seismik .......................................................................................... 8
2.4. Distribusi Frekuensi - Magnitudo ..................................................................... 9
2.5. Penentuan Clustering Lokasi Gempabumi ....................................................... 10
2.6. Kepadatan Penduduk ........................................................................................ 11
BAB III PETA JALAN PENELITIAN ........................................................................... 13
BAB IV METODE PENELITIAN
4.1 Alat dan Data Penelitian .................................................................................... 14
4.2. Lokasi Kejadian Gempabumi dari USGS yang Digunakan ............................. 14
4.3. Pengolahan Data ............................................................................................... 14
BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN .......................................................................... 17
5.1 Hasil Penelitian .................................................................................................. 17
5.2. Pembahasan ...................................................................................................... 21
BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................................... 23
6.1 Hasil Penelitian .................................................................................................. 23
6.2. Pembahasan ...................................................................................................... 23
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................................... 22
-
v
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Distribusi Gempabumi yang Terjadi Disekitar Provinsi Bengkulu ........ 1
Gambar 2. Peta Tatanan Tektonik Regional Sumatera ............................................. 2
Gambar 3. Teori Elastic Rebound ............................................................................. 7
Gambar 4. Penjalaran Gelombang P ......................................................................... 8
Gambar 5. Penjalaran Gelombang S ......................................................................... 9
Gambar 6. Clustering Sumber Gempabumi di Sekitar Sumatera Barat ........................... 10
Gambar 7. Peta Sebaran Gempabumi dan Pembagian Cluster nya di Kabupaten
Bengkulu Utara dan Sekitarnya ................................................................. 15
Gambar 8. Diagram Alir Penelitian .......................................................................... 16
Gambar 9. Peta Sebaran Kepadatan Penduduk di Kabupaten Bengkulu Utara ........ 18
Gambar 10. Peta Sebaran b value di Kabupaten Bengkulu Utara ............................ 19
Gambar 11. Peta Overlay Sebaran b value dengan Kepadatan Penduduk di
Kabupaten Bengkulu Utara. .................................................................. 20
-
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Wilayah Bengkulu merupakan salah satu wilayah di Pulau Sumatra dengan
tingkat seismisitas yang tinggi (Gambar 1). Gambar tersebut menunjukkan beberapa
gempabumi yang terjadi di Pulau Sumatra dan disekitar wilayah Bengkulu.
Gempabumi yang pernah terjadi dengan magnitudo yang tergolong besar seperti,
gempabumi tahun 1797 (8,7-8,9 Mw), tahun 2004 (9,1 Mw), tahun 2005 (8,7 Mw),
tahun 1833 (8,9-9,1 Mw), tahun 1861 (8,3-8,5 Mw), tahun 1935 (7,7 Mw).
Sedangkan kejadian gempabumi dengan magnitudo besar dalam kurun waktu ±30
tahun yang lalu, seperti gempabumi tahun 2000 (7,9 Mw) menyebabkan lebih dari 90
orang meninggal dunia, 18.928 tempat tinggal rusak ringan dan 10.460 rusak berat,
serta kerusakan sarana dan prasarana umum lainnya (www.pu.go.id, diakses pada
tanggal 12 Mei 2018) dan gempabumi tahun 2007 (7,9 - 8,5 Mw) menyebabkan 3
orang meninggal dunia, lebih dari 1.400 rumah rusak ringan dan 2.000 rusak berat
(http://tagana.wordpress.com/2007/09/15/bengkulu-utara-paling-parah/diakses
tanggal 9 Mei 2018).
Gambar 1. Distribusi Gempabumi yang Terjadi Disekitar Provinsi Bengkulu
(www.sciencedirect.com/science/article/pii, diakses 11 Mei 2018)
-
2
Kejadian-kejadian gempabumi tersebut disebabkan karena wilayah Bengkulu
termasuk dalam wilayah pertemuan tiga lempeng tektonik butama dunia, yaitu
lempeng Indo-Australia, lempeng Eurasia, dan lempeng Pasific. Dari ketiga lempeng
tersebut yang paling berpengaruh terhadap aktivitas tektonik di Kabupaten Bengkulu
Utara adalah lempeng India-Australia dan Eurasia. Pergerakan kedua lempeng
tersebut membentuk zona subduksi di sekitar sebelah Barat Bengkulu Utara yang
tergolong muda dengan sudut kemiringan 10-20 derajat, sehingga memungkinkan
terjadinya gempabumi dangkal dengan energi yang besar (Riyadi et al., 2010). Selain
itu akibat aktivitas pergerakan lempeng tersebut terbentuk Sesar Mentawai serta Sesar
Semangko di sebelah Timurnya yang juga menjadi penyebab terjadinya gempabumi
disekitar Bengkulu Utara, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Peta Tatanan Tektonik Regional Sumatera
Berdasarkan uraian di atas diketahui bahwa potensi kejadian gempabumi
disekitar Kabupaten Benguku Utara masih cukup tinggi, hal ini mengingat aktivitas
zona subduksi dan Sesar Semangko serta Sesar Mentawai yang tidak pernah bisa
-
3
dihentikan oleh siapa pun. Untuk meminimalisasi dampak bencana gempabumi,
tentunya upaya mitigasi perlu dilakukan secara dini, tepat dan maksimal. Beberapa
upaya mitigasi dapat dilakukan dengan penelitian sifat karakteristik batuan (site
effect) yang makin intens, pemasangan jaringan pemantau yang representatif serta
diseminasi informasi hasil-hasil penelitian dan pengamatan yang terkait. Salah satu
upaya kewaspadaan terhadap bencana gempabumi pada wilayah Kabupaten Bengkulu
Utara perlu dilakukan suatu kajian mendasar mengenai seismotektonik yang berbasis
sejarah gempabumi. Seismisitas merupakan ukuran untuk membandingkan aktivitas
seismik antara satu daerah dengan daerah lain. Parameter-parameter seismisitas
merupakan harga numerik yang dapat digunakan sebagai ukuran tingkat kegempaan
suatu daerah. Parameter seismisitas terdiri dari keaktifan seismik (a value) dan
tingkat kerapuhan batuan (b value). Selain itu. berdasarkan pengamatan perubahan b
value dapat diketahui aktivitas stress lokal di zona tumbukan antar lempeng, di
sepanjang patahan dan di zona aftershock.
Analisis terhadap parameter-parameter kegempaan tersebut diharapkan dapat
menentukan daerah-daerah yang berpotensi menimbulkan gempabumi merusak pada
masa yang akan datang sebagai usaha mitigasi bencana gempabumi. Oleh karena itu
penelitian ini difokuskan pada analisis b value dari katalog gempabumi yang pernah
terjadi disekitar Kabupaten Bengkulu Utara.
Penelitian tentang sebaran variasi spasial b value telah di lakukan oleh para
ahli di sejumlah wilayah yang memiliki tingkat seismisitas tinggi. Para ahli
menyimpulkan bahwa b value bervariasi secara sistematis dan diperkirakan nilainya
berkisar sekitar 1.0 (Schorlemmer and Winner, 2004). Selain itu beberapa ahli
lainnya menunjukkan bahwa b value bervariasi secara signifikan di beberapa zona
sesar (Wesnousky, 1983) dan b value juga bervariasi secara lateral terhadap
kedalaman (Kulhanek, 2005).
Beberapa peneliti di Indonesia, seperti Suwandi, dkk (2017) melakukan
penelitian tentang Analisis Percepatan Tanah Maksimum, Intensitas Maksimum Dan
Periode Ulang Gempa Untuk Menentukan Tingkat Kerentanan Seismik (b value) Di
Jawa Barat (Periode Data Gempa Tahun 1974-2016). Hasil penelitian tersebut
-
4
menunjukkan bahwa percepatan tanah maksimum Metode Donovan berkisar antara
27.76 Gal – 110.01 Gal dan b value yang berkisar antara 0.40 – 0.79. Selain itu
Adzkia (2010) melakukan penelitian untuk menghitung b Value Menggunakan
Metode Likelihood untuk daerah Sumatera Barat dan Sekitarnya (3 Juni 1909 – 23
Desember 2009). Hasil penelitian tersebut diperoleh b value untuk 10 daerah
penelitian berkisar antara 1,59 sampai 1,11. Hal ini menunjukan bahwa sebagai
besar wilayah penelitian mempunyai keaktifan kegempaan yang cukup tinggi.
Pemetaan zona labil tersebut dapat dilakukan dengan menganalisis sifat
dinamik tanah melalui beberapa parameter seperti Percepatan Getaran Tanah
Maksimum (PGA), Indeks Kerentanan Seismik (IKS), Ground Shear Strain (GSS),
Ketebalan Lapisan Sedimen, dan Kecepatan Gelombang Shear (Vs). Harlianto dkk
(2016) melakukan pemetaan zona labil di Kabupaten Bengkulu Utara melalui
parameter PGA dengan metode Kanai dan Katayama. Demikan juga untuk
parameter IKS, GSS, dan Ketebalan Lapisan Sedimen sudah dilakukan oleh
Harlianto dan Wahyudi (2013).
Berdasarkan rekomendasi dari penelitan Suwandi, dkk (2017) dan Adzkia
(2010) perlu dilakukan penelitian lanjutan dengan mempertimbangkan faktor lain
selain tingkat seismisitas yaitu salah satunya kepadatan penduduk wilayah
penelitian. Hal tersebut dilakukan untuk melihat sebaran kepadatan penduduk
terhadap sebaran b value yang dapat meningkatkan kerentanan suatu wilayah
terhadap bencana gempabumi atau sebaliknya.
Hasil dari penelitian ini diharapkandapat dijadikan bahan informasi kepada
PEMDA maupun Pemerintah Pusat serta masyarakat sebagai studi awal dalam
masalah mitigasi bencana gempabumi disekitar Kabupaten Bengkulu Utara,
sehingga diharapkan dapat mewaspadai dan meminimalisir tingkat keruskan akibat
gempabumi.
1.2 Permasalahan
Berdasarkan latar belakang di atas, maka perumusan masalah dalam penelitian
ini adalah bagaimana sebaran b value dengan menggunakan Metode Likelihood
-
5
Maksimum (MLM) dengan mempertimbangkan kepadatan penduduk di Kabupaten
Bengkulu Utara.
1.3 Kebaharuan
Penelitian terdahulu pada umumnya tidak mempertimbangkan faktor lain
selain tingkat seismisitas, sedangkan penelitian ini selain menghitung b value jugan
mempertimbangkan faktor lain berupa kepadatan penduduk wilayah penelitian.
1.4 Tujuan Khusus
Berdasarkan rumusan masalah di atas, maka penelitian ini bertujuan untuk
menganalisis nilai a sebagai tingkat keaktifan gempabumi dan b value sebagai tingkat
kerapuhan batuan dan kerentanan terhadap bencana gempabumi di Kabupaten
Bengkulu Utara.
-
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 b Value
Konstanta b atau dikenal dengan nilai-b (b value) merupakan parameter
tektonik. Banyak ahli menyatakan bahwa nilai-b bergantung pada karakter tektonik
dan tingkat stress atau struktur material suatu wilayah (Scholz, 1968; Hatzidimitriou,
1985; Tsapanos, 1990). Variasi b value suatu wilayah berhubungan dengan
heterogenitas struktur dan distribusi stress wilayah tersebut (Scholtz, 1968; Biswas,
1988). b value dapat diperkirakan dengan cara statistik, salah satunya yang
dikemukakan oleh Utsu (1965) yang dikenal dengan metode estimasi maksimum
Likelihood (MLE) sebagaimana persamaan berikut :
……………………………………..……………(1)
…………………………………..………………………(2)
dimana M merupakan magnitude rata-rata dan min M merupakan magnitude
minimum. Nilai-b dapat ditentukan juga dengan metode weigted least-squares (wLS).
Nilai konstanta b dengan metode wLS dapat dihitung dengan persamaan :
………………………………………(3)
Beberapa ahli mengatakan bahwa b value bersifat konstan dan bernilai sekitar
1 (satu). Adapun perbedaan nilai ini disebabkan karena adanya perbedaan data dan
metode perhitungan yang digunakan. Meskipun demikian sebagian besar berpendapat
bahwa niali b bervariasi terhadap daerah dan kedalaman pusat gempa, serta
tergantung pada keheterogenan dan distribusi ruang stress dari volume batuan yang
menjadi sumber gempa.
-
7
2.2 Gempabumi
Menurut Reid (1911) gempabumi merupakan gejala alam yang disebabkan
oleh pelepasan energi regangan elastis batuan akibat akumulasi energi elastik dari
peristiwa tekanan (stress) dan regangan (strain) pada kulit bumi yang terjadi terus-
menerus sehingga menyebabkan daya dukung pada batuan akan mencapai maksimum
yang kemudian dilepaskan secara tiba-tiba dalam bentuk gelobang elastik yang
menjalar ke segala arah, teori ini disebut dengan teori elastic rebound seperti
ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 3. Teori Elastic Rebound (Reid, 1911)
Gempabumi berdasarkan kedalaman hiposenternya terdiri dari gempabumi
dalam, menengah dan dangkal. Gempabumi dalam adalah gempabumi yang
hiposenternya berada lebih dari 300 km di bawah permukaan bumi. Gempabumi
menengah adalah gempabumi yang hiposenternya berada antara 60 sampai 300 km di
bawah permukaan bumi. Gempabumi dangkal adalah gempabumi yang letak
hiposenternya kurang dari 60 km dari permukaan bumi. Gempabumi berdasarkan
faktor penyebabnya terdiri atas gempabumi vulkanik, gempabumi tektonik, dan
gempabumi runtuhan. Gempabumi vulkanik terjadi akibat adanya aktivitas magma,
yang biasa terjadi sebelum dan setelah gunung api meletus. Gempabumi tektonik
adalah gempabumi yang disebabkan oleh dislokasi atau perpindahan akibat
pergesaran lapisan bumi yang terjadi secara tiba-tiba pada struktur bumi, yakni
adanya stress dan strain. Gempabumi runtuhan adalah gempabumi yang disebabkan
-
8
oleh runtuhnya lobang-lobang di dalam bumi, seperti goa, bekas tambang, dan lain-
lain, gempa ini jarang terjadi dan bersifat lokal (http://rezaaprilda.
wordpress.com/category/geophysics/ diakses 5 Maret 2017).
2.3. Gelombang Seismik
Berdasarkan penjalarannya, gelombang seismik dibedakan menjadi:
1. Gelombang Badan (Body Wave)
Gelombang badan adalah gelombang yang menjalar dalam media elastik dan
arah perambatannya ke seluruh bagian di dalam bumi. Berdasarkan gerak partikel
pada mediadan arah penjalarannya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua yaitu
gelombang P dan gelombang S (Susilawati, 2008):
a. Gelombang P (Gelombang Primer)
Gelombang P adalah gelombang kompresi, gelombang longitudinal,
gelombang dilatasi atau gelombang irotasional. Gelombang ini menginduksi
gerakan partikel media dalam arah paralel terhadap arah penjalaran gelombang.
Ilustrasi gelombang P ditampilkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Penjalaran Gelombang P (http://www.eas.purdue.edu)
b. Gelombang S (Gelombang Sekunder)
Gelombang S yaitu gelombang shear, gelombang tranversal atau gelombang
rotasi. Gelombang ini menyebabkan gerakan partikel media dalam arah
penjalaran gelombang. Ilustrasi gelombang S ditampilkan pada Gambar 5.
-
9
Gambar 5. Penjalaran Gelombang S (http://www.eas.purdue.edu)
2.4. Distribusi Frekuensi-Magnitudo
Relasi antara frekuensi dan magnitude oleh Gutenberg-Richter (1954)
dinyatakan dalam suatu hubungan yang sederhana sebagai :
N merupakan jumlah gempabumi dengan magnitude lebih besar atau sama
dengan M. a dan b adalah konstanta. Konstanta a merupakan parameter aktivitas
seismik yang secara umum mencerminkan tingkat seismisitas pada suatu wilayah
selama periode tertentu dan biasa disebut juga sebagai index seismisitas. Nilai-a
bervariasi untuk suatu daerah dengan daerah lainnya bergantung pada periode
pengamatan serta ukuran ruangnya.
Standar deviasi menggunakan formula:
di mana n adalah jumlah gempa pada sampling perhitungan. a ditentukan
dengan menggunakan formula berikut:
di mana Mo adalah magnitude terkecil pada wilayah penelitian.
Jumlah frekuensi kumulatif gempabumi per tahun atau disebut indeks
seismisitas adalah
………………………………………………(7)
-
10
Dengan demikian dapat diformulasikan kemungkinan terjadinya satu kali atau
lebih gempabumi dengan magnitude lebih besar dari M dalam periode T sebagai:
……………….………………………(8)
Dengan diperoleh Ni(M) dapat dihitung kemungkinan waktu terjadinya
kembali gempabumi merusak, yaitu :
2.5. Penentuan Clustering Lokasi Gempabumi
Penyebaran sumber gempabumi yang mengumpul di suatu daerah disebut
dengan suatu clustering sumber gempabumi. Penentuan clustering sumber
gempabumi di sekitar Kabupaten Bengkulu Utara dibagi menjadi dua cluster, yaitu
clustering gempabumi yang bersumber dari laut (zona Subduksi) dan clustering
gempabumi yang bersumber dari darat (sesar Semangko).
Penentuan clustering sumber gempabumi di laut, secara umum didasarkan
pada penyebaran pusat gempabumi yang terjadi pada tahun 1987 sampai 2017.
Sedangkan penentuan slustering sumber gempabumi di darat menurut Schwartz dan
Coopersmith (1984) meyimpulkan karakteristik seismik dari patahan dapat
dikorelasikan dengan ketidakteraturan geometri dari patahan, maka patahan selalu
mengalami rupture yang diakibatkan ketidakteraturan geometri patahan.
Gambar 6. Clustering Sumber Gempabumi di Sekitar Sumatera Barat (Adzkia, 2010)
-
11
2.6. Kepadatan Penduduk
Kepadatan penduduk merupakan indikator dari pada tekanan penduduk di
suatu daerah. Kepadatan di suatu daerah dibandingkan dengan luas tanah yang
ditempati dinyatakan dengan dengan banyaknya penduduk perkilometer persegi.
Kepadatan penduduk dapat dihitung dengan menggunakan rumus: Jumlah penduduk
yang digunakan sebagai pembilang dapat berupa jumlah seluruh penduduk diwilayah
tersebut, atau bagian-bagian penduduk tertentu seperti: penduduk daerah perdesaan
atau penduduk yang bekerja di sektor pertanian, sedangkan sebagai penyebut dapat
berupa luas seluruh wilayah, luas daerah pertanian, atau luas daerah perdesaan
(Adioetomo dan Samosir. 2013).
Kepadatan penduduk di suatu wilayah dapat dibagi menjadi empat bagian,
namun dalam penelitian ini digunkan jenis yang pertama, yaitu: Kepadatan penduduk
kasar (crude density of population) atau sering pula disebut dengan kepadatan
penduduk aritmatika. Kepadatan penduduk aritmatik adalah perbandingan jumlah
penduduk dengan luas seluruh wilayah dalam setiap km2 yang dihitung dengan
persamaan:
Penduduk Kabupaten Bengkulu Utara berdasarkan proyeksi penduduk tahun
2016 sebanyak 293.099 jiwa yang terdiri atas 150.445 jiwa penduduk laki-laki dan
142.654 jiwa penduduk perempuan. Kepadatan penduduk di Kabupaten Bengkulu
Utara tahun 2016 mencapai 66 jiwa/km2 dengan rata-rata jumlah penduduk per rumah
tangga 4 orang. Kepadatan Penduduk di 19 kecamatan cukup beragam dengan
kepadatan penduduk tertinggi terletak di kecamatan Argamakmur dengan kepadatan
sebesar 1.307 jiwa/km2 dan terendah di Kecamatan Enggano sebesar 8 jiwa/km2 (BPS
Kab. Bengkulu Utara, 2017).
Permasalahan kependudukan di Indonesia dan termasuk di Kab. Bengkulu
Utara adalah jumlah penduduk yang besar dan laju pertumbuhan penduduk yang
masih tinggi. Masalah kependudukan ini berdampak kepada bidang sosial, ekonomi,
-
12
poltik dan pertahanan, keamanan serta kebencanaan. Oleh karena itu perlu
diperhatikan dalam perencanaan pembangunan berkelanjutan yang dimaknai sebagai
pembangunan terencana di segala bidang untuk menciptakan perbandingan ideal
antara perkembangan kependudukan dengan daya dukung dan daya tampung
lingkungan serta memenuhi kebutuhan generasi sekarang tanpa harus mengurangi
kemampuan dan kebutuhan generasi mendatang, sehingga menunjang kehidupan
bangsa.
-
13
BAB III
PETA JALAN PENELITIAN
hasil terdahulu kinerja terbaru rencana masa depan
Pemetaan Indeks Kerentanan
Seismik (Kg) untuk Mitigasi
Gempabumi di Kabupaten
Bengkulu Utara (2013)
Pemetaan Peak Ground
Accelleration (PGA)
dengan metode Kanai
dan Katayama untuk
Mitigasi Gempabumi di
Kabupaten Bengkulu
Utara (2016)
Pemetaan b Value Untuk
Indentifikasi Kerentanan
Wilayah Dengan
Memepertimbangkan
Kepadatan Penduduk di
Kabupaten Bengkulu Utara
Pemetaan Potensi Lekuifaksi
dengan Menggunakan Data
Mikrotremor untuk Mitigasi
Gempabumi di Kabupaten
Bengkulu Utara
Pemetaan jalur sesar aktif
untuk Mitigasi Gempabumi di
Kabupaten Bengkulu Utara
Pemetaan Peak Ground Velocity
(PGV) dengan Menggunakan Data
Mikrotremor untuk Mitigasi
Gempabumi di Kabupaten Bengkulu
Utara
Pemetaan Peak Ground Velocity
(PGV) dengan Menggunakan Data
Mikrotremor untuk Mitigasi
Gempabumi di Kabupaten Bengkulu
Utara
Pemetaan Ketebalan
Lapisan Sedimen (h)
untuk Mitigasi
Gempabumi di
Kabupaten Bengkulu
Utara (2014)
Pemetaan Ground Shear
Strain (ɤ) untuk Mitigasi
Gempabumi di
Kabupaten Bengkulu
Utara (2015)
Peta
RTRW
Berbasis
Mitigasi
Bencana
Pemetaan Kecepatan
Gelombang Shear
(Vs30) menggunakan
data Mikrotremor dan
USGS untuk Mitigasi
Gempabumi di
Kabupaten Bengkulu
Utara (2017)
-
14
BAB IV
METODE PENELITIAN
4.1 Alat dan Data Penelitian
1. Laptop pengolahan data
2. Peta Administrasi Kab. Bengkulu Utara
3. Data sekunder kejadian gempabumi dari USGS
4. Data sekunder kepadatan penduduk dari BPS
5. Perangkat lunak yang terdiri dari :
a. Microsoft Windows XP
b. Surfer 9 untuk peta kontur
c. Arcgis 10.2 untuk pemetaan
d. Microsoft Word 2007
e. Microsoft Excel 2007
4.2 Lokasi Kejadian Gempabumi dari USGS yang digunakan
Data gempabumi yang digunakan dalam penelitian ini adalah data
gempabumi yang terjadi pada 1 januari 1987 – 31 Desember 2017 (30 tahun) yang
terjadi disekitar Kabupaten Bengkulu Utara pada 2o15' sampai 4o LS dan 101o 32'
sampai 102o 8’ BT dengan magnitudo ≥4 dan kedalaman ≤200 km (magnitudo dan
kedalaman tersebut dipilih karena berpotensi mengakibatkan resiko kerusakan
yang tinggi).
4.3. Pengolahan Data
Dalam penelitian data dilakukan beberapa langkah sistematis untuk
menentukan b value atau nilai b sebagai berikut,
1. Menyusun data historis gempabumi pada tahun 1987 – 2017 berdasarkan
latitud, longitud, magnitudo dan kedalaman dengan batasan wilayah yang
sudah ditentukan, kemudian digambar peta seismisitasnya.
-
15
2. Konversi jenis magnitudo gempabumi ke Magnitudo Momen (Mw) (Tabel
1).
Tabel 1. Korelasi Konversi Magnitudo Gempabumi
Mw = 0,143Ms2 – 1.051 Ms + 7.285
MW = 0,114mb2 – 0,556mb + 5,560
Mw = 0,787Mg – 1,537
mb = 0,125 ML2 – 0,389ML – 3.51
ML = 0,717MD + 1,003
3. Membagi Kabupaten Bengkulu Utara menjadi beberapa clustering,
masing-masing grid 0.2o x 0.2° dengan menggunakan aplikasi Sistem
Informasi Geografis (SIG) yaitu software ArcGIS 10.3.
4. Memilah data magnitudo dan frekuensi gempa bumi yang terjadi pada
lokasi penelitian sesuai dengan koordinatnya.
5. Menghitung frekuensi kumulatif berdasarkan magnitudonya.
6. Menentukan b value dengan menggunakan metode Likelihood maksimum
dari persamaan (1).
7. Pembuatan peta kontur sebaran b value
8. Perhitungan niali kepadatan penduduk untuk masing-masing kecamatan di
Kabupaten Bengkulu Utara
9. Pembuatan peta kontur sebaran kepadatan penduduk
10. Overlay petan sebaran b value dengan peta sebaran kepadatan penduduk
-
15
Gambar 7. Peta Sebaran Gempabumi dan Pembagian Cluster nya di Kabupaten Bengkulu Utara dan Sekitarnya
4
2 3 1
5 6
7 8 9
10 11 12
-
16
Gambar 8. Diagram Alir Penelitian
Mulai
Download data gempabumi (1987-2017)
dan data jumlah penduduk Kab. Bengkulu
Penyeragaman magnitudo gempa menjadi Mw
Pembuatan peta clustering lokasi gempabui
Perhitungan b value dan kepadatan penduduk
Analisis b value untuk daerah potensi gempabumi merusak
Selesai
b value dan nilai kepadatan penduduk
Peta sebaran b value dan kepadatan penduduk
Analisis daerah rentan terhadap bencana gempabumi
Kesimpulan
-
17
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1. Hasil Penelitian
Berdasarkan data gempabumi periode 1987 – 2017 atau sekitar (30 tahun) yang
diperoleh dari katalog BMKG, dapat diketahui gempa yang terjadi di sekitar
Kabupaten Bengkulu Utara sebanyak 110 event gempabumi dengan magnitudo
momen (Mw) berkisar 4,9 – 6,4.
Kepadatan penduduk di 19 kecamatan yang termasuk dalam wilayah Kabupaten
Bengkulu Utara Tahun 2016, disajikan pada Tabel 5.1.
Tabel 5.1. Kepadatan Penduduk Per Kecamatan di Wilayah
Kabupaten Bengkulu Utara
No Kecamatan
Jumlah
Penduduk
(Jiwa)
Luas
Kecamatan
(m2)
Kepadatan
Penduduk
(Jiwa/km2)
b value
1 Kerkap 12.318 93,65 0,13 C12 3,98
2 Air Napal 9.305 47,75 0,19 C12 3,98
3 Air Besi 10.867 74,5 0,15 C9 3,10
4 Lais 13.013 67,5 0,19 C9 3,10
5 Batik Nau 13.146 86,25 0,15 C8 2,95
6 Giri Mulya 14.463 162,75 0,09 C6 2,99
7 Ketahun 30.639 531 0,06 C5 1,11
8 Padang Jaya 24.108 520,1 0,05 C6&C9 2,99&3,10
9 Napal Putih 8.006 234 0,03 C2&C3 1,15&2,35
10 Putri Hijau 25.607 188,5 0,14 C1&C2 0,75&1,15 Ket: C = Cluster, C4, C7, C10, C11 berada di Samudra Hindia
-
18
Gambar 9. Peta Sebaran Kepadatan Penduduk di Kabupaten Bengkulu Utara
4
2 3 1
5 6
7 8 9
10 11 12
-
19
Gambar 10. Peta Sebaran b value di Kabupaten Bengkulu Utara
4
2 3 1
5 6
7 8 9
10 11 12
-
20
Gambar 11. Peta Overlay Sebaran b value dengan Kepadatan Penduduk di Kabupaten Bengkulu Utara
-
21
5.2. Pembahasan
Berdasarkan hasil perhitungan dengan menggunakan metode Likelihood
maksimum dari persamaan (1) diperoleh b value di wilayah Kabupaten Bengkulu
Utara dan sekitarnya berkisar antara 0,75 sampai 3,98. Secara teori b value
merupakan parameter keadaan tektonik suatu daerah, berdasarkan hasil penelitian
para ahli sebelumnya (Scholz, 1968) menyatakan bahwa b value yang tinggi
memiliki tingkat kerapuhan batuan yang semakin tinggi dan daya tahan batuan
terhadap stress rendah. Sedangkan b value yang kecil berarti semakin kecil tingkat
kerapuhan batuannya dan daya tahan batuan terhadap stress besar. Berdasarkan
Gambar 4 warna merah yang berada pada Cluster 6 dan, Cluster 12, dan Cluster 8
yang meliputi wilayah Kecamatan Giri Mulya, Kecamatan Padang Jaya,
Kecamatan Kerkap, dan Kecamatan Air Napal, serta Kecamatan Batik Nau
mengindikasikan bahwa daerah tersebut memiliki b-value yang tinggi ini
dibuktikan dengan banyaknya gempabumi yang terjadi pada wilayah-wilayah
tersebut, terkhusus pada Cluster 8 yang merupakan dekat dengan zona subduksi.
Sedangkan b-value yang rendah di tandai dengan warna hijau muda, berada pada
Cluster 1, Cluster 2, Cluster 4, Cluster 10 dan Cluster 11 yang meliputi wilayah
Kecamatan Putri Hijau, Kecamatan Napal Putih, dan wilayah laut (Samudra
Hindia), Kabupaten Bengkulu Utara.
Resiko (risk) merupakan besarnya kerugian atau kemungkinan terjadi
korban manusia, kerusakan dan kerugian ekonomi yang disebabkan oleh bahaya
tertentu di suatau daerah pada suatu waktu tertentu. Resiko akibat bencana
gempabumi selain disebabkan oleh potensi energi gempabumi juga disebabkan
oleh tingkat kerentanan suatu wilayah terhadap bencana. Faktor kerentanan terdiri
dari; faktor fisik (kekuatan struktur bangunan (rumah, jalan, dan jembatan)
terhadap ancaman bencana), faktor sosial (kondisi demografi (kepadatan
penduduk, jenis kelamin, usia, kesehatan, dan perilaku masyarakat), faktor
ekonomi (kemampuan finansial masyarakat dalam menghadapi ancaman
-
22
bencana), dan faktor lingkungan (tingkat ketersediaan / kelangkaan sumber daya
(lahan, air, udara) serta kerusakan lingkungan yang terjadi).
Berdasarkan faktor-faktor kerentanan tersebut, maka dalam penelitian ini
juga dipertimbangkan faktor sosial (kepadatan penduduk) di Kabupaten Bengkulu
Utara. Kepadatan penduduk di beberapa kecamatan dalam wialayah Kabupaten
Bengkulu Utara berkisar antara 0,03 jiwa/km2 (Kecamatan Napal Putih) sampai
0,19 jiwa/km2 (Kecamatan Lais dan Kecamatan Air Napal).
Berdasarkan hasil overlay antara sebaran b-value dengan kepadatan
penduduk di Kabupaten Bengkulu Utara diperoleh bahwa b-value yang tinggi
(warna merah) terdapat pada wilayah Kecamatan Giri Mulya, Kecamatan Padang
Jaya, Kecamatan Kerkap, dan Kecamatan Air Napal, serta Kecamatan Batik Nau.
Artinya wilayah-wilayah kecamatan (warna merah tersebut) jika terjadi bencana
gempabumi akan mengalami kerusakan atau dampak yang paling parah
dibandingkan dengan wilayah lain di Kabupaten Bengkulu Utara, karena wilayah-
wilayah tersebut memiliki kerentanan yang tinggi baik ditinjau dari sisi kondisi
batuan (geloginya) maupun dari sisi sosial masyarakatnya. Sedangkan b-value
yang rendah (warna hijau muda) terdapat pada wilayah Kecamatan Putri Hijau,
Kecamatan Napal Putih Kabupaten Bengkulu Utara.
-
23
BAB VI
KESIMPULAN
6.1. Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian ini diperoleh magnitudo rata-rata berkisar
antara Mw = 5,3 sampai Mw = 5,7, magnitudo terkecil (Mw = 4,9) terdapat pada
cluster 5. b value di Kab. Bengkulu Utara berkisar antara 0,7 (cluster 1) sampai
3,9 (cluster 12). Hasil overlay b value dengan kepadatan penduduk, wilayah yang
paling rentan terhadap bencana gempabumi adalah cluster 9 (Kecamatan Lais)
sedangkan wilayah yang aman terdapat pada cluster 3 (Kecamatan Napal Putih).
6.2. Saran
Penelitian ini dapat disempurnakan lagi dengan menambahkan kajian
tentang probabilitas atau prediksi periode perulangan gempabumi yang terjadi di
sekitar Bengkulu Utara
-
24
DAFTAR PUSTAKA
Adioetomo., dan Samosir. 2013. Dasar-dasar Demografi. Jakarta: Salemba Empat.
Adzkia, M., 2010, Perhitungan b Value Menggunakan Metode Likelihood untuk
daerah Sumatera Barat dan Sekitarnya (3 Juni 1909 – 23 Desember
2009). Skripsi . UIN Syarif Hidayatullah. Jakarta.
Gutenberg, B., and Richter, C. F., 1954. Seismicity of Earth and Associated
Phenomenon, Princeton Univ. Press.
Hamson, G. 2004. The Tectonic Evolution of East Timor and the Banda Arc.
Honours Literature Review submitted as part of the B.Sc. (Hons) degree
in the School of Earth Sciences, University of Melbourne.
Harlianto, Budi, and H. Wahyudi., 2013. Pemetaan Percepatan Getaran Tanah
Maksimum, Indeks Kerentanan Seismik Tanah, Ground Shear Strain, dan
Ketebalan Lapisan Sedimen Untuk Mitigasi Bencana Gempabumi Di
Kabupaten Bengkulu Utara. Diss. Universitas Gadjah Mada.
Harlianto, B., Nanang Sugianto, Irkhos., 2016, Earthquake-prone Zonation of
North Bengkulu Based on Peak Ground Acceleration of Katayama’s and
Kanai’s Formula, International Journal of Advanced Engineering,
Management and Science (IJAEMS), Vol-2, Issue-11, Nov- 2016, 1857 -
1861.
Hatzidimitriou, P., D., Papadimitriou Mountrakis and B. Papazachos, 1985. The
seismic parameter b of the frequencymagnitude relation and its
association with the geological zones in the area of Greece,
Tectonophysics, 120, 141-151.
Kulhanek, O. 2005. Seminar on b-value. Prague: Dept. of Geophysics: Charles
University.
Schorlemmer, D., Winner, S., 2004, Earthquake Statistic at Parkfield: Stationary
of bValues, Journal of Geophysical Research, Vol. 109.
Scholz, C.H., 1968. The frequencymagnitude relation of microfracturing in rock
and its relation to earthquakes, Bull. Seismol. Soc. Am., 58, 399-415.
-
25
Schwartz, D.P. and Coppersmith, K.J., 1984, Fault behavior and characteristic
earthquakes-- examples from the Wasatch and San Andreas fault zones:
Journal of Geophysical Research, v. 89, p. 5681-5698.
Susilawati, 2008. Penerapan Penjalaran Gelombang Seismik Gempa Pada
Penelaahan Struktur Bagian Dalam Bumi. Karya Ilmiah. Universitas
Sumatera Utara: Medan.
Tsapanos, T., 1990. b-value of two tectonic parts in the circum-Pacific belt,
Pageoph, 143, 229-242.
Utsu, T., 1965. A method for determining the value of b in a formula of log N=a-
bM showing the magnitude frequency relation for earthquakes, Geophys,
Bull. Hokkaido Univ., 13, 99-103.
USGS, 2018, Earthquake Catalogh (1987-2017), diunduh pada tanggal 8 Mei
2018, dari http://earthquake.usgs.gov/hazards/apps/ vs30/custom.php
www.pu.go.id, diakses pada tanggal 12 Mei 2018.
www.sciencedirect.com/science/article/pii, diakses 11 Mei 2018
http://tagana.wordpress.com/2007/09/15/ bengkulu-utara-paling-parah/diakses
tanggal 8 Mei 2018.
http://rezaaprilda. wordpress.com/category/geophysics/ diakses 5 Mei 2018
http://www.eas.purdue.edu