estimasi indeks kerentanan seismik di...

i

ESTIMASI INDEKS KERENTANAN SEISMIK DI SEKITAR KANTOR

GUBERNUR PROVINSI SULAWESI TENGGARA

MENGGUNAKAN METODE HVSR

SKRIPSI

DIAJUKAN UNTUK MEMENUHI SEBAGAI PERSYARATAN MENCAPAI

DERAJAT SARJANA (S-1)

DIAJUKAN OLEH:

MARDIANA

F1B1 11 029

JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA

FAKULTAS ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN

UNIVERSITAS HALU OLEO

KENDARI

2016

iii

KATA PENGANTAR

Segala puji hanyalah milik Allah SWT. Allah Yang maha Pengasih

dan Penyayang yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada

kita semua sehingga saat ini kita masih dapat merasakan nikmat Iman, Islam dan

Ihsan. Shalawat dan salam semoga terlimpah curahkan kepada Junjungan kita

yakni Nabi Muhammad SAW. Nabi pendobrak kebatilan yang telah membawa

umat manusia dari zaman kegelapan kezaman yang terang benderang seperti

sekarang, dan tidak lupa juga kepada keluarganya, para Sahabatnya, Tabi’in

Wattabi’at dan sampai kepada kita selaku umatnya yang semoga mendapat

safaatnya di yaumil kiamah kelak. (Amin)

Dengan segala kerendahan hati, penulis mempersembahkan skripsi

yang berjudul “Estimasi indeks Kerentanan Seismik Di sekitar Kantor

Gubernur Provinsi Sulawesi Tenggara Menggunakan Metode HVSR” untuk

memenuhi syarat memperoleh gelar sarjana strata satu Universitas Halu Oleo

Kendari.

Penyusunan skripsi ini tidak akan terwujud tanpa adanya dukungan,

bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis mengucapkan

terimakasih kepada :

1. Bapak Prof. Dr. Ir. H. Usman Rianse, M.S, selaku Rektor Universitas Halu

Oleo Kendari.

2. Ibu Prof. Dr. Ir. Weka Widayati, MS. selaku Dekan Fakultas Ilmu dan

Teknologi Kebumian Universitas Halu Oleo Kendari.

3. Ibu Irawati, S.Si., M.Si, selaku Ketua Jurusan Teknik Geofisika Universitas

Halu Oleo Kendari.

4. Bapak Dr. Eng Jamhir Safani, M.Si, selaku pembimbing I terimaksih atas

saran dan koreksi yang telah Bapak berikan kepada penulis bagi perbaikan

penyusun Skripsi ini.

5. Bapak Abdul Manan, S.Si., M.Sc, selaku pembimbing II yang dengan sabar

dan tekun memberikan saran dan kritik yang sangat membangun, serta

memberikan bimbingan dengan penuh keikhlasan sehinngga skripsi ini bias

terselesaikan dengan baik.

6. Bapak Dr. Mulidin., M.Si, Deniyatno, S.Si.,MT, Jahidin, S.Si., M.Si, Selaku

Dosen Penguji terimakasih atas saran dan koreksi yang telah bapak berikan

kepada penulis bagi perbaikan penyusunan Skripsi ini.

7. Kedua orang tua saya, yang sudah memberikan dorongan, semangat, dan juga

doa serta kakaku tersayang nur aisyah, Nuriati dan Sudarto yang selalu

memberikan semangat dan Motivasi terimaksih kak.

8. Teman-temanku Teknik Geofisika seangkatan 2011 (Hariyati, Musdalifah,

Kadek mulianti, Leni, Novianti, Sri fariani, Nurmila, Rahmatia, Damsiar,

Saleh isa, Iswar, Nandang, Lasirami, Idul fitri, Akbar adikit).

Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini masih banyak

kekurangan dan kelemahan, namun penulis berharap semoga skripsi ini

dapat memberikan manfaat bagi para pembaca dan seluruh praktisi yang

berhubungan dengan skripsi ini (Amin Ya Allah Ya Rabbal ALamin).

Kendari, 20 Januari 2016

Penulis

Mardiana

iv

ESTIMASI INDEKS KERENTANAN SEISMIK DI SEKITAR KANTOR

GUBERNUR PROVINSI SULAWESI TENGGARA

MENGGUNAKAN METODE HVSR

Mardiana

Teknik Geofisika Fakultas Ilmu Dan Teknologi Kebumian

Universitas Halu Oleo Kendari

[email protected]

ABSTRAK

Penelitian dilakukan di sekitar perkantoran Gubernur Provinsi Sulawesi Tenggara

yang terletak di kecamatan Anduonouhu. Penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui nilai frekuensi dominan dan indeks kerentanan seismik. Pengambilan

data dilakukan dengan menggunakan Seismograf TDL 303S pada 20 titik

pengukuran dengan spasi antar titik pengukuran 100 sampai 300 m. Hasil

pengukuran mikrotremor dianalisis menggunkan metode Horizontal to Vertical

Spectral Ratio (HVSR) untuk memperoleh nilai frekuensi dominan (f0) dan faktor

amplifikasi (A0), sehingga nilai indeks kerentanan seismik (Kg) dapat di tentukan.

Nilai frekuensi dominan yang diperoleh berkisar 0,29169 Hz sampai 1,87261

Hz, nilai amplifikasi yang diperoleh berkisar 0,88335 sampai 3,77493 dan nilai

indeks kerentanan seismik yang diperoleh berkisar 0,41669 sampai 23,1492.

Berdasarkan hasil analisis frekuensi dominan dan indeks kerentanan seismik

wilayah perkantoran Gubernur Provinsi Sulawesi Tenggara tersusun dari batuan

alluvial yang sangat lunak dengan kedalaman 30 cm lebih dan ketebalan sedimen

permukaanya sangat tebal. Potensi terjadinya kerusakan yang besar bila terjadi

gempa bumi terletak pada titik pengukuran 6 dan berada di luar wilayah

perkantoran.

Kata kunci : Mikrotremor, HVSR, Frekuensi dominan, Indeks kerentanan

seismik

v

ESTIMATING SEISMIC VULNERABILITY INDEX AROUND THE

OFFICE OF THE GOVERNOR OF SOUTHEAST SULAWESI PROVINCE

USING HVSR

Mardiana

Geophysical Engineering Faculty Of Science And Technology Of Earth

Haluoleo University Halu Oleo Kendari

[email protected]

ABSTRACT

The study was conducted in the area of Southeast Sulawesi Province governor

office, located in the district Anduonouhu. This study aims to determine the

dominant frequency value and seismic vulnerability index. Data were collected

using a seismograph TDL 303S at 20 measuring points with the space between

measurement points 100 to 300 m. Mikrotremor measurement results were

analyzed using the methods of Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR) to

obtain the value of dominant frequency (f0) and amplification factor (A0), so that

the value of the seismic vulnerability index (Kg) can be determined. The dominant

frequency values obtained range from 0.29169 Hz to 1.87261 Hz, the

amplification values obtained range from 0.88335 to 3.77493 and seismic

vulnerability index values obtained range from 0.41669 to 23.1492. Based on the

results of the analysis of dominant frequency and vulnerability index seismic

regions offices Governor of Southeast Sulawesi province is composed of rocks of

alluvial very soft with a depth of 30 cm and a thickness of the sediment surface is

very thick, the potential for damage is great when an earthquake is located at the

measurement point 6 and are outside the office.

Keywords: Mikrotremor, HVSR, dominant frequency, seismic vulnerability index

vi

DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL i

KATA PENGANTAR iii

ABSTRAK iv

ABSTRACT v

DAFTAR ISI vi

DAFTAR TABEL vii

DAFTAR GAMBAR viii

ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN ix

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang 1

B. Perumusan Masalah 5

C. Tujuan Penelitian 5

D. Manfaat Penelitian 5

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Geologi Kendari 6

B. Gelombang Seismik 8

1. Gelombang Badan 8

a. Gelombang P 8

b. Gelombang S 9

2. Gelombang Permukaan 10

a. Gelombang Rayleigh 10

b. Gelombang Love 12

C. Mikrotremor 14

1. karakteristik Gelombang Mikrotremor 14

2. Mikrotremor untuk Aplikasi 15

D. Spektrum Fourier 16

1. Transformasi Fourier 16

2. Fast Fourier Transform (FFT) 17

E. Analisis HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio) 17

1. Frekuensi Dominan 19

2. Periode Dominan 20

3. Faktor Amplifikasi 21

4. Indeks Kerentanan Seismik 23

F. Klasifikasi Tanah 24

G. Filtering 26

H. Smoothing 28

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian 29

B. Desain Survei 29

C. Jenis Penelitian 30

D. Alat dan Bahan 30

E. Prosedur Penelitian 31

F. Proses Pengolahan Data 34

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pengolahan Data Getaran Tanah 36

B. Spektrum Amplitudo fourier H/V 37

C. Indeks Kerentanan Seismik 39

D. Analisis Data 40

E. Analisis Frekuensi Dominan 40

F. Analisis Periode Dominan 42

G. Analisis Faktor Amplifikasi 43

H. Analisis Indeks Kerentanan Seismik 44

V. PENUTUP

A. Kesimpulan 46

B. Saran 46

DAFTAR PUSTAKA 47

LAMPIRAN 48

vii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1. Klasifikasi Tanah menurut Kanai dan Omote-Nakajima 25

Tabel 2. Kalisifikasi Tanah Berdasarkan Nilai Frekuensi Dominan

Mikrotremor oleh Kanai 26

Tabel 3. Alat dan bahan penelitian 30

Tabel 4. Nilai frekuensi dominan, periode dominan, faktor amplifikasi

dan indeks kerentanan seismik 39

Tabel 5. Klasifikasi Tanah Berdasarkan frekuensi dominan menurut

kanai 41

Tabel 6. Hasil klasifikasi tanah berdasarkan nilai periode dominan

menurut Kanai dan Omete-Nakajima 43

viii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1. Sebaran gempa bumi di Sulawesi Tenggara 3

Gambar 2. Peta Administrasi Kota Kendari 6

Gambar 3. Penjalaran Gelombang P 9

Gambar 4. Penjalaran Gelombang S 9

Gambar 5. Penjalaran Gelombang Rayleigh 11

Gambar 6. Pembentukan Gelombang Rayleigh 12

Gambar 7. Penjalaran Gelombang Love 13

Gambar 8. Pembentukan Gelombang Love 13

Gambar 9. Proses FFT suatu data dari domain waktu ke dalam domain

frekuensi 17

Gambar 10. Deformasi Geser 18

Gambar 11. Fungsi filter dalam domain frekuensi 27

Gambar 12. Jenis-jenis filter dalam kawasan waktu (time domain) dan

dalam kawasan frekuensi (frequency domain) 27

Gambar 13. Smoothing Konno-Ohmachi 28

Gambar 14. Lokasi titik pengukuran 29

Gambar 15. Skema rangkaian alat Seismograf TDL 303 S 30

Gambar 16. Diagram Alir Penelitian 33

Gambar 17. Data Getaran Tanah pada Titik 06 36

Gambar 18. Pemilahan window pada Titik Pengukuran 06 36

Gambar 19. Hasil Pemilahan Window dan Anti-Triggering pada Titik 06 37

Gambar 20. Spektrum Fourier HVSR untuk Titik Pengukuran 06 38

Gambar 21. Spektrum amplitudo Fourier H/V 38

Gambar 22. Letak Sebaran Frekuensi Dominan pada Lokasi penelitian 40

Gambar 23. Letak Sebaran Periode Dominan pada Lokasi penelitian 42

Gambar 24. Letak Sebaran Faktor Amplifikasi pada Lokasi Penelitian 44

Gambar 25. Letak Sebaran Indeks Kerentanan Seismik pada Lokasi

Penelitian 45

ix

ARTI LAMBANG DAN SINGKATAN

HVSR Horizontal to Vertical Spectral Ratio

FFT Fast Fourier Transform

STA short term average

LTA long term average

fo Frekuensi dominan

A0 faktor amplifikasi

Kg indeks kerentanan seismik

T0 periode dominan

𝜌𝑏 densitas batuan dasar

𝑣𝑏 kecepatan rambat gelombang di batuan dasar

𝑣𝑠 kecepatan rambat gelombang di batuan lunak

𝜌𝑠 rapat massa dari batuan lunak

𝛾 Deformasi Geser

𝛼 Percepatan

𝑒 Efisiensi

f frekuensi

fc frekuensi tengah

b koefisien bandwidth

H Ketebalan Lapisan

SHi Gelombang datang

SHR Gelombang SH refleksi

SHT Gelombang SH transmisi

1

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Gempa bumi adalah peristiwa pelepasan energi secara tiba-tiba yang

diakibatkan oleh adanya patahan atau pergeseran yang terjadi pada kerak bumi.

Energi deformasi yang dilepaskan suatu gempa bumi, dapat dilihat dari perubahan

bentuk topografi suatu daerah. Perubahan bentuk ini dapat disebabkan oleh

pergeseran lempeng-lempeng tektonik atau dapat juga disebabkan aktivitas

gunung berapi serta manusia yang menyebabkan naik turunnya lapisan permukaan

bumi.

Studi yang mendalam tentang proses gempa bumi disertai analisis catatan

penyebaran daerah gempa menunjukkan bahwa energi gelombang yang

dipancarkan oleh suatu gempa akan menjalar dan menggetarkan medium elastik

yang dilewati. Besar kecilnya akibat yang dirasakan karena gempa bumi

berkorelasi positif dengan jarak suatu daerah dengan hiposenter suatu gempa,

dimana hiposenter adalah lokasi nyata terjadinya gempa bumi. Sedangkan

proyeksi hiposenter di permukaan bumi disebut dengan episenter (Guttenberg,

1954).

Berdasarkan kedalaman terjadinya gempa, maka dikenal ada tiga jenis

gempa bumi yaitu gempa dangkal dengan kedalaman lebih kecil dari 60 km,

gempa menengah antara 60 sampai 300 km dan gempa dalam lebih besar dari

300 km.

2

Pulau Sulawesi terletak pada zona pertemuan diantara tiga pergerakan

lempeng besar yaitu pergerakan lempeng Hindia-Australia dari selatan dengan

kecepatan rata-rata 7 cm/tahun, lempeng Pasifik dari arah timur dengan kecepatan

sekitar 6 cm/tahun dan lempeng Asia bergerak relatif diam ke tenggara ±3

cm/tahun (Kaharuddin dkk., 2011).

Perkembangan tektonik di kawasan Pulau Sulawesi berlangsung sejak

Zaman Tersier hingga sekarang. Manifestasi tektonik yang ditimbulkan berupa

sesar dan gunung api dapat menimbulkan gempa, tsunami dan bencana geologi

lainnya. Secara tektonik/struktur dan sejarah perkembangannya, pulau Sulawesi

dibagi dalam empat busur (Endarto dan Surono, 1991), yaitu busur vulkanik

Sulawesi Barat, Kontinental Kerak Banggai Sula, Oseanik Kerak Sulawesi Timur

dan kompleks metamorf Sulawesi Tengah. Keempat busur tersebut dipisahkan

oleh batas-batas tektonik.

Wilayah Sulawesi Tenggara khususnya kota Kendari merupakan daerah

yang berpotensi tinggi mengalami gempa bumi dikarenakan terdapat sesar-sesar

aktif seperti Sesar Lawanopo, Sesar Kolaka, Sesar Buton dan Sesar Lasolo.

Disamping itu, juga dipengaruhi oleh kondisi fisik lahan. Sebaran gempa bumi

yang pernah terjadi di Sulawesi Tenggara dapat dilihat pada Gambar 1 yang

dikeluarkan oleh BMKG Stasiun Geofisika Kendari.

3

Gambar 1. Sebaran gempa bumi di Sulawesi Tenggara (BMKG, 2007-2012)

Untuk mengetahui kerentanan suatu wilayah akibat goncangan yang

ditimbulkan oleh gempa bumi dapat dilakukan dengan menganalisis data seismik

mikrotremor. Mikrotremor merupakan getaran tanah selain gempa bumi yang

berupa getaran akibat aktivitas manusia, getaran mobil, getaran mesin-mesin

pabrik, dan aktivitas lain yang bukan berasal dari sumber alamiah.

Data mikrotremor dapat dianalisis dengan menggunakan metode yang

dikembangkan oleh Nakamura (1989) dengan membandingkan spektrum

komponen horisontal dan vertikal. Metode ini disebut sebagai metode Horizontal

to Vertical Spectral Ratio (HVSR). Dengan menggunakan metode ini dapat

diketahui karakteristik dari lapisan sedimen seperti frekuensi dominan dan faktor

amplifikasi, sehingga potensi kerusakan suatu wilayah dapat diketahui dan secara

teknis akan sangat berguna untuk perencanaan pembangunan dimasa yang akan

datang.

4

Aktivitas pemerintahan provinsi Sulawesi Tenggara secara umum berada

di seputaran perkantoran Gubernur yang merupakan bagian wilayah dari

Kecamatan Poasia. Disekitar kantor Gubernur juga terdapat beberapa bangunan

perkantoran lain seperti kantor Kepolisian Republik Indonesia Daerah Provinsi

Sulawesi Tenggara, kantor Badan Penanggulangan Bencana Daerah, kantor Badan

Pusat Statistik, Kantor Pemberdayaan Perempuan dan Badan Narkotika Nasional

kendari.

Berdasarkan riwayat gempa bumi yang terjadi pada tanggal 25 April

tahun 2011, daerah sekitar wilayah perkantoran Gubernur mengalami guncangan

yang menimbulkan keretakan bangunan (BMKG Kendari, 2011). Oleh karena itu,

untuk mengetahui tingkat kerentanan seismik di wilayah ini, maka diadakan

penelitian dengan dengan judul Estimasi Indeks Kerentanan Seismik Di sekitar

Kantor Gubernur Provinsi Sulawesi Tenggara Menggunakan Metode HVSR.

5

B. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam penelitian ini, adalah:

1. Bagaimana sebaran frekuensi dominan tanah di sekitar kantor Gubernur

Provinsi Sulawesi Tenggara.

2. Bagaimana sebaran indeks kerentanan seismik di sekitar kantor Gubernur


C. Tujuan Penelitian

Tujuan dalam penelitian ini adalah:

1. Mengetahui frekuensi dominan tanah di sekitar kantor Gubernur Provinsi

Sulawesi Tenggara.

2. Menentukan sebaran indeks kerentanan seismik di sekitar kantor Gubernur


D. Manfaat Penelitian

Adapun manfaat yang diharapkan dari penelitian ini, adalah

1. Untuk memberikan informasi mengenai sebaran indeks kerentanan seismik di

wilayah Kantor Gubernur Provinsi Sulawesi Tenggara guna mengetahui

tingkat kerentanan seismik wilayah secara komprehensif

2. Sebagai informasi tambahan dalam mitigasi bencana alam.

3. Informasi buat penelitian-penelitian selanjutnya.

6

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Geologi kota Kendari

Wilayah kota Kendari secara geografis terletak pada 3° 54’30” – 4° 3’ 11”

Lintang Selatan dan 122° 23’ – 122° 39’ Bujur Timur. Sedangkan secara

administratif, kota Kendari berbatasan dengan:

1. Sebelah utara berbatasan dengan kecamatan Soropia dan kecamatan Sampara

(Kabupaten Konawe).

2. Sebelah timur berbatasan dengan Laut Banda.

3. Sebelah selatan berbatasan dengan kecamatan Moramo (kabupaten Konawe

Selatan).

4. Sebelah Barat berbatasan dengan kecamatan Sampara (kabupaten Konawe),

kecamatan Ranomeeto dan kecamatan Konda (kabupaten Konawe Selatan).

7

Gambar 2. Peta administrasi kota Kendari (Anonim, 2012)

8

Secara geologis, persebaran dan jenis batuan yang terdapat di kota Kendari

adalah sebagai berikut:

1. Batu pasir, kuarsit, serpih hitam batu sabak, batu gamping dan batu lanau

tersebar di kecamatan Kendari dan kecamatan Mandonga sebagian utara

sampai perbatasan dengan kecamatan Soropia, tepatnya di kawasan Hutan

Raya Murhum.

2. Endapan alluvium pasir, lempung dan lumpur tersebar di pesisir pantai Teluk

Kendari dan di sekitar sungai-sungai yang mengalir di kota Kendari.

3. Batu gamping, koral dan batu pasir yang tersebar di pulau Bungkutoko, pesisir

pantai kelurahan Purirano dan kelurahan Mata, serta kecamatan Mandonga

kearah barat laut yang dibatasi Jalan R. Soeprapto Jalan Imam Bonjol dan

batas antara kota Kendari dengan kecamatan Sampara.

4. Konglomerat dan batu pasir tersebar di sepanjang kiri kanan jalan poros antara

kota Lama dengan Tugu Simpang Tiga Mandonga, bagian tengah kecamatan

Mandonga dan bagian barat kecamatan Baruga serta bagian tengah kecamatan

Poasia sampai ke arah selatan, yaitu kawasan rencana kompleks perkantoran

1.000 Ha ke arah pegunungan Nanga-Nanga.

5. Filit, batu sabak, batu pasir, malik, kuarsa kalsiulit, napal, batu lumpur dan

kalkarenit lempung tersebar di arah tenggara kecamatan Poasia tepatnya

kelurahan Talia, kelurahan Abeli, kelurahan Anggalomelai, kelurahan

Tobimeita, kelurahan Benuanirae dan kelurahan Anggoeya.

9

6. Konglomerat, batu pasir, batu lanau dan batu lempung tersebar di kecamatan

Poasia bagian timur yaitu di kelurahan Petoaha, kelurahan Sambuli dan

kelurahan Nambo serta sebagian kelurahan Tondonggeu.

7. Batu gamping, batu pasir dan batu lempung tersebar di bagian barat kecamatan

Mandonga sampai dengan batas kota Kendari dengan kecamatan Sampara dan

kecamatan Ranometo.

B. Gelombang Seismik

Gelombang seismik adalah gelombang elastik yang menjalar di dalam

medium bumi. Gelombang elastik menjalar di dalam medium seperti gelombang

suara. Gelombang seismik sering timbul akibat adanya gempa bumi atau ledakan.

Gelombang seismik dapat diukur dengan menggunakan alat seismometer. Secara

umum, gelombang seismik dapat dibagi menjadi dua kelompok yaitu gelombang

badan dan gelombang permukaan (Bath, 1979).

1. Gelombang Badan

Gelombang badan adalah gelombang yang merambat disela-sela bebatuan

di bawah permukaan bumi. Efek kerusakan yang ditimbulkan dari gelombang ini

cukup kecil. Gelombang badan dibagi menjadi dua bagian, yaitu gelombang P dan

gelombang S.

a. Gelombang P

Gelombang ini dapat menjalar melalui segala medium (padat, cair dan

gas). Gerakan partikel medium yang dilewati gelombang ini adalah searah dengan

arah penjalaran gelombang (Gambar 2). Oleh karena penjalaran gelombang P

10

lebih cepat dibandingkan dengan gelombang S dan gelombang permukaan, maka

gelombang P merupakan gelombang yang pertama tiba di detektor gempa.

Gambar 3. Penjalaran Gelombang P (Sheriff, 1995)

b. Gelombang S

Gelombang ini memiliki arah gerakan yang tegak lurus dengan arah

perambatan gelombang (Gambar 3). Gelombang S merambat disela-sela bebatuan

dan bergantung pada medium yang dilaluinya. Gelombang ini hanya dapat

menjalar melalui medium padat karena cairan dan gas tidak punya daya elastisitas

untuk kembali ke bentuk asal. Waktu penjalaran gelombang S lebih lambat dari

pada gelombang P.

Gambar 4. Penjalaran Gelombang S (Sheriff, 1995)

11

Gelombang S dibagi menjadi dua bagian yaitu:

1. Gelombang SV

Gelombang SV adalah gelombang S yang gerakan partikelnya terpolarisasi

pada bidang vertikal.

2. Gelombang SH

SH adalah gelombang S yang gerakan partikelnya horizontal.

2. Gelombang Permukaan

Gelombang permukaan adalah gelombang yang merambat di permukaan

bumi. Gelombang ini mempunyai frekuensi lebih rendah dari gelombang badan,

sehingga sifat gelombang tersebut merusak. Amplitudo gelombang permukaan

akan mengecil dengan cepat terhadap kedalaman. Hal ini diakibatkan oleh adanya

dispersi pada gelombang permukaan, yaitu penguraian gelombang berdasarkan

panjang gelombangnya sepanjang perambatan gelombang.

a. Gelombang Rayleigh

Gelombang Rayleigh adalah gelombang yang menjalar di permukaan

bebas medium berlapis maupun homogen dengan pergerakan berupa ellips

retrograd (Gambar 5). Oleh karena menjalar di permukaan bumi, maka amplitudo

gelombang Rayleigh akan berkurang dengan bertambahnya kedalaman.

12

Pada saat gempa bumi besar, gelombang Rayleigh terlihat pada permukaan

tanah yang bergerak ke atas dan ke bawah. Sumber yang lebih dekat dengan

permukaan akan menimbulkan gelombang Rayleigh yang lebih kuat dibandingkan

dengan sumber yang terletak di dalam bumi (Lay dan Wallace, 1995). Kecepatan

merambat gelombang Rayleigh lebih lambat dari pada gelombang Love. Gerakan

pertikel gelombang Rayleigh adalah vertikal, sehingga gelombang Rayleigh hanya

ditemukan pada komponen vertikal seismogram. Gelombang Rayleigh yang

menjalar pada medium berlapis akan mengalami dispersi, sehingga gelombang

dengan periode yang lebih panjang akan berpenetrasi lebih dalam dibandingkan

dengan periode yang pendek. Hal ini menjadikan gelombang Rayleigh sebagai

tool yang sesuai untuk menentukan struktur keras dan tidaknya suatu daerah.

Sedangkan gelombang Rayleigh yang menjalar pada permukaan medium

homogen (tidak berlapis) tidak mengalami dispersi.

Gambar 5. Penjalaran Gelombang Rayleigh (Sheriff, 1995)

13

Gelombang Rayleigh terbentuk karena adanya interaksi antara gelombang

SV dan P pada permukaan bebas yang kemudian merambat secara paralel

terhadap permukaan.

Gambar 6. Pembentukan Gelombang Rayleigh

Berdasarkan Gambar 6, secara singkat pembentukan gelombang Rayleigh

adalah (Lay dan Wallace, 1995):

1. Gelombang SV postcritical datang pada permukaan bebas menimbulkan

gelombang P yang merambat sepanjang bidang batas sebagaimana halnya

refleksi SV.

2. Gelombang P dan SV secara simultan menyebabkan energi gelombang

menjalar secara horizontal sepanjang permukaan bebas yang akibatnya

menghasilkan gelombang permukaan yang disebut sebagai gelombang

Rayleigh.

b. Gelombang Love

Gelombang Love adalah gelombang geser (S-wave) yang terpolarisasi

secara horizontal dan tidak menghasilkan perpindahan vertikal (Gambar 7).

14

Gelombang Love merambat pada permukaan bebas medium berlapis

dengan gerak partikel seperti gelombang SH. Kecepatan rambat gelombang Love

selalu lebih kecil daripada gelombang P, dan umumnya lebih lambat dari

gelombang S.

Gambar 7. Penjalaran Gelombang Love (Sheriff, 1995)

Gelombang Love terbentuk karena adanya interferensi konstruktif dari

gelombang SH pada permukaan bebas. Awal gelombang terbentuk ketika

gelombang SH yang datang membentur permukaan bebas pada sudut poskritis

sehingga energi terperangkap pada lapisan tersebut. Secara ringkas pembentukan

gelombang Love yaitu sebagaimana ditunjukan pada Gambar 8 (Lay dan Wallace,

1995).

Gambar 8. Pembentukan Gelombang Love

15

Berdasarkan Gambar 8, gelombang SH berulang-ulang memantul pada

lapisan X1. Awalnya, gelombang SH datang pada bidang X3= 0 (permukaan

bebas), kemudian memantul pada bidang X3= H.

Untuk 𝛽1 < 𝛽2, sudut kritis 𝐽𝑐 = 𝑠𝑖𝑛−1(𝜌1

𝜌2⁄ ) akan melebihi reverberasi SH

yang terperangkap pada lapisan (𝐽𝑖 > 𝐽𝑐).

C. Mikrotremor

1. Karakteristik Gelombang Mikrotremor

Gelombang seismik memiliki rentang frekuensi antara 0,0003–100 Hz,

dengan panjang gelombangnya (λ) bervariasi tergantung dari kecepatan rambat

gelombang (v), yakni beberapa meter hingga 10.000 km (Lay dan Wallace, 1995).

Sedangkan mikrotremor sebagai gelombang seismik memiliki karakteristik

frekuensi antara 0,5 sampai 1-10 Hz dan umumnya disebabkan oleh aktivitas

perdagangan, aktivitas industri dan aktivitas manusia (www. geopsy. org).

Dalam studinya, Nogoshi dan Igarashi (1971) membandingkan spektrum

amplitudo H/V gelombang Rayleigh dengan mikrotremor, dan menyimpulkan

bahwa mikrotremor kebanyakan terbentuk oleh gelombang Rayleigh. Beberapa

studi teoritik lainnya (Bard, 1999; Konno dan Ohmachi, 1998) mengusulkan

bahwa puncak H/V pada spektrum merupakan akibat adanya gelombang

Rayleigh. Jika perkiraan ini benar, maka mikrotremor dapat dianggap sebagai

gelombang Rayleigh saja. Akan tetapi, Nakamura (1989) menjelaskan bahwa

spektrum H/V mikrotremor untuk frekuensi dominan terjadi akibat gelombang

SH. Berdasarkan observasi pada rekaman mikrotremor dan pengalaman

16

menunjukkan bahwa mikrotremor terdiri atas gelombang badan (body wave) dan

gelombang permukaan (surface wave), tapi tidak ada teori yang menjelaskan jenis

dari gelombang mikrotremor tersebut.

2. Mikrotremor untuk Aplikasi

Mikrotremor dapat digunakan untuk menentukan dinamika karateristik

permukaan tanah termasuk nilai periode dominan dan nilai faktor amplifikasi

tanah pada suatu wilayah penelitian (Nakamura, 2000).

Pengukuran mikrotremor memiliki keunggulan untuk penyelidikan bawah

permukaan, antara lain adalah :

1. Dapat dioperasikan disetiap tempat dan setiap waktu

2. Instrumen dan cara pengukurannya relatif mudah

3. Tidak menyebabkan gangguan pada lingkungan

Kegunaan metode mikrotremor untuk identifikasi struktur bawah

permukaan pertama kali dilakukan oleh Irikura dan Kawanka dari Jepang pada

tahun 1980. Mereka menggunakan gelombang mikrotremor dengan periode

pendek untuk mengidentifikasi batuan yang lunak. Dalam beberapa kasus,

peningkatan ketebalan dan kekompakan batuan juga berbanding lurus dengan

kenaikan amplitudo (Daryono dkk, 2001).

Pada dasarnya pengukuran mikrotremor dapat dilakukan dengan alat

pencatat gempa bumi atau seismograf. Namun karena mikrotremor mempunyai

karakteristik berbeda dengan gempa bumi baik periode maupun amplitudonya,

maka untuk mengukur parameter-parameter mikrotremor digunakan amplitudo

seismograf.

17

D. Spektrum Fourier

Dalam penelitian ini, data yang terukur yaitu dalam domain waktu,

sehingga untuk menghasilkan spektrum dalam domain frekuensi dilakukan

transformasi dengan menggunakan metode Transformasi Fourier.

1. Transformasi Fourier

Transformasi Fourier adalah transformasi yang dapat merubah suatu sinyal

dari domain waktu s(t) ke dalam domain frekuensi s(f). Transformasi Fourier

menggabungkan sinyal kebentuk fungsi eksponensial dari frekuensi yang berbeda-

beda. Caranya adalah dengan didefinisikan ke dalam persamaan berikut:

𝑋(𝑓) = ∫ 𝑥(𝑡)∞

−∞𝑒−𝑗2𝜋𝑓𝑡𝑑𝑡 (1)

Berdasarkan persamaaan (1), dapat di katakan bahwa X(f) adalah transformasi

Fourier dari x(t) yang mengubah x(t) dari domain waktu ke domain frekuensi.

Dalam bentuk diskrit, persamaan diatas dapat dituliskan sebagai berikut:

𝑋(𝑚, 𝑛) = ∑ 𝑥(𝑛)𝑁−1𝑁=0 𝑒−𝑗(

2𝜋

𝑁)𝑚𝑛

(2)

dengan :

n = indeks dalam domain waktu = 0, 1, ..., N-1,

m = indeks dalam domain frekuensi = 0, 1, ..., N-1

Di bawah ini adalah contoh transformasi Fourier dari domain waktu ke domain

frekuensi.

18

Gambar 9. Proses FFT suatu data dari domain waktu ke dalam domain

frekuensi (Margrave dkk , 2008)

2. Fast Fourier Transform (FFT)

FFT (Fast Fourier Transform) merupakan salah satu metode untuk

transformasi sinyal atau data dari domain waktu menjadi sinyal dalam domain

frekuensi. Artinya proses perekaman disimpan dalam bentuk digital berupa

gelombang spektrum yang berbasis frekuensi sehingga lebih mudah dalam

menganalisa spektrum frekuensi yang telah direkam. Secara matematis FFT dapat

di tuliskan :

𝑋(𝑚) = ∑ 𝑥[2𝑛]𝑁

2−1

𝑛=𝑜 𝑊𝑁

2

𝑛𝑚 + 𝑊𝑁𝑚 ∑ 𝑥[2𝑛 + 1]

(𝑁

2)−1

𝑛=0 (3)

E. Analisis HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio)

Metode HVSR merupakan metode yang membandingkan spektrum

komponen horizontal terhadap komponen vertikal dari gelombang mikrotremor.

Mikrotremor terdiri dari gelombang Rayleigh dimana periode dominan spektrum

H/V berkorelasi dengan periode gelombang S.

19

HVSR dikembangkan berdasarkan informasi terperangkapnya getaran

gelombang geser (gelombang SH) pada medium sedimen di atas batuan dasar.

Akibat getaran, permukaan tanah akan mengalami deformasi geser sebesar

𝛾 = 𝐴0 . 𝛿/ℎ (4)

dimana 𝛿 adalah pergeseran seismik batuan dasar dengan frekuensi dominan tanah

𝑓0 =𝑉𝑠

4ℎ (5)

oleh karena percepatan tanah akibat getaran ini adalah

𝛼 = (2𝜋𝑓0)2. 𝛿 (6)

maka deformasi geser menjadi

𝛾 = (𝐴0.𝛼

(2𝜋𝑓0)2) . (4𝐴0.

𝑓0

𝑉𝑠)

= (𝐴0

2

𝑓0) . (

𝛼

𝜋2𝑉𝑠) (7)

Jika efisiensi gaya seismik diasumsikan e % dari gaya statik, maka efektivitas

deformasi adalah

𝛾 = 𝐾𝑔(𝑒). 𝛼 (8)

𝐾𝑔(𝑒) = 𝑒. (𝐴0

2

𝑓0)

(𝜋2.𝑉𝑠)

100⁄ (9)

dimana 𝑘𝑔 (e) adalah indeks kerentanan seismik untuk efisiensi e % (Nakamura,

2008).

Gambar 10. Deformasi Geser

20

Nakamura (1989) mengatakan bahwa jika diasumsikan gelombang geser

dominan pada mikrotremor, maka rasio spektrum horizontal terhadap vertikal

(HVSR) pada data mikrotremor suatu tempat sama dengan fungsi transfer

gelombang geser yang bergetar antara permukaan dan batuan dasar di suatu

tempat. Berdasarkan analisis data gempa, nilai maksimum rasio getaran horizontal

terhadap vertikal dalam setiap pengamatan H/V berkaitan dengan kondisi tanah

dan hampir setara dengan satu kekuatan tanah dengan beberapa gataran ke semua

arah.

Pada tahun 1989, Nakamura mencoba memisahkan efek sumber

gelombang dengan efek geologi dengan cara menormalisir spektrum komponen

horizontal dengan komponen vertikal pada titik ukur yang sama. Hasil

pengamatan menunjukkan bahwa rekaman pada stasiun yang berada pada batuan

keras diperoleh nilai maksimum rasio spektrum komponen horizontal terhadap

vertikal mendekati nilai 1.

Metode analisis HVSR yang dikembangkan oleh Nakamura (1989)

menghitung rasio spektrum Fourier dari sinyal mikrotremor komponen horizontal

terhadap komponen vertikalnya. Hasil analisis HVSR menunjukkan suatu puncak

spektrum pada frekuensi predominan. Frekuensi dominan (fo) dan faktor

amplifikasi (A) yang menggambarkan karakteristik dinamis tanah dapat

dihasilkan dari analisis HVSR (Nakamura, 2000).

1. Frekuensi Dominan

Frekuensi dominan adalah nilai frekuensi yang kerap muncul sehingga

diakui sebagai nilai frekuensi dari lapisan batuan di wilayah tersebut sehingga

21

nilai frekuensi dapat menunjukkan jenis dan karakterisktik batuan tersebut. Brad

(1999) melakukan uji simulasi dengan menggunakan 6 model struktur geologi

sederhana dengan kombinasi variasi kontras kecepatan gelombang geser dan

ketebalan lapisan tanah. Hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai frekuensi

dominan berubah terhadap variasi kondisi geologi. Nilai frekuensi dominan secara

substansi dapat diperkirakan dari spektrum HVSR (Horizontal to Vertical

Spectral Ratio).

2. Periode Dominan

Periode dominan memiliki keterkaitan yang sangat dekat dengan

kedalaman lapisan sedimen lunak (Nakamura, 1989). Periode yang tinggi

menunjukan sedimen lunak yang tebal dan sebaliknya periode dominan yang

rendah menunjukan sedimen lunak yang tipis. Daerah yang memiliki periode

dominan tinggi umumnya memiliki kerentanan untuk mengalami kerusakan

wilayah yang cukup tinggi jika terlanda gempa bumi. Hal ini dikarenakan periode

dominan berbanding lurus dengan nilai penguatan goncangan/amplifikasi. Nilai

periode dominan didapatkan berdasarkan perhitungan berikut:

𝑇0 =1

𝑓0 (10)

dengan :

𝑇0= periode dominan (s)

𝑓0= frekuensi dominan (Hz)

Periode dominan memiliki nilai semakin tinggi di daerah lembah dan di

sepanjang sesar. Hal ini menunjukan bahwa di lembah dan daerah sepanjang sesar

22

disusun oleh sedimen lunak juga tebal. Lembah adalah cekungan pengendapan

sehingga dapat dipahami bahwa endapan sedimen lunak di lembah lebih tebal dari

pada di puncak. Sebaliknya di puncak bukit, proses erosi mencapai tingkat

maksimum sehingga tidak ditemukan endapan sedimen lunak yang tebal

(Nakamura, 2000).

Nilai periode dominan di suatu wilayah juga berkonstribusi pada nilai

amplifikasi di wilayah tersebut. Periode dominan tinggi pada suatu wilayah

menunjukan kecenderungan suatu wilayah untuk mengalami penguatan

goncangan/amplifikasi yang tinggi sehingga rentan mengalami kerusakan.

Wilayah yang memiliki nilai periode dominan tinggi umumnya adalah wilayah

pedaratan yang disusun oleh endapan permukaan. Namun demikian, besarnya

nilai perode dominan di wilayah endapan permukaan (alluvium) tidak mutlak

sama. Hal ini menunujukan ketebalan alluvium di wilayah ini tidak sama (Gosar,

2007).

3. Faktor Amplifikasi

Faktor amplifikasi gempa bumi adalah perbandingan percepatan

maksimum gempa bumi di permukaan tanah dengan batuan dasar. Kandungan

frekuensi dan amplitudo gelombang gempa bumi yang menjalar dari batuan dasar

ke permukaan bumi akan berubah saat melewati endapan tanah. Proses ini dapat

menghasilkan percepatan yang besar terhadap struktur dan menimbulkan

kerusakan yang parah, terutama saat frekuensi gelombang seismik sama dengan

resonansi frekuensi struktur bangunan buatan manusia (Bard, 1999). Menurut

Nakamura (2000), nilai faktor amplifikasi suatu tempat dapat diketahui dari

23

tinggi puncak spektrum amplitudo HVSR hasil pengukuran mikrotremor di

tempat tersebut. Beberapa peneliti telah menemukan adanya korelasi antara

puncak spektrum H/V dengan distribusi kerusakan struktur bangunan akibat

gempa dan intensitas goncangan tanah selama gempa yang secara signifikan di

pengaruhi oleh kondisi geologi dan kondisi tanah setempat. Batuan sedimen yang

lunak diketahui memperkuat gerakan tanah selama gempa dan karena itu rata-rata

kerusakan yang diakibatkan lebih parah dari pada lapisan keras (Nakamura,

2000).

Terdapat dua sebab terjadinya amplifikasi gelombang gempa yang dapat

mengakibatkan kerusakan bangunan. Pertama, adanya gelombang yang terjebak di

lapisan lunak, sehingga gelombang tersebut mengalami superposisi antar

gelombang. Jika gelombang tersebut mempunyai frekuensi yang relatif sama,

maka terjadi proses resonansi gelombang gempa. Akibat proses resonansi ini,

gelombang tersebut saling menguatkan. Kedua, adanya kesamaan frekuensi

natural antara geologi setempat dengan bangunan yang akan mengakibatkan

resonansi antara bangunan dan tanah setempat. Akibatnya, getaran tanah pada

bangunan lebih kuat. Berdasarkan pengertian tersebut, maka amplifikasi dapat

dituliskan sebagai suatu fungsi perbandingan nilai kontras impedansi, yaitu

𝐴0 =𝜌𝑏×𝑉𝑏

𝜌𝑠×𝑉𝑆 (11)

dengan :

𝜌𝑏= densitas batuan dasar

𝑣𝑏= kecepatan rambat gelombang di batuan dasar

𝑣𝑠 = kecepatan rambat gelombang di batuan luna

24

𝜌𝑠= rapat massa dari batuan lunak

Nilai amplifikasi tinggi menunjukkan kontras impedensi yang tinggi, yang

artinya densitas (𝜌) antar lapisan sangat berbeda. Dalam analisa resiko gempa

bumi, kontras impedensi tinggi mengakibatkan risiko yang tinggi apabila terjadi

gempa bumi. Nilai amplifikasi dipengaruhi oleh kecepatan gelombang. Apabila

kecepatan gelombang semakin kecil maka amplifikasi semakin besar, dimana

menunjukan bahwa amplifikasi berhubungan dengan tingkat kepadatan batuan.

Berkurangnya kepadatan batuan dapat meningkatkan nilai amplifikasi karena pada

batuan yang kurang padat (sedimen lunak) akan memperlama durasi gelombang

yang menjalar di lokasi tersebut dan memperbesar amplitudo gelombangnya,

sehingga terjadi goncangan terhadap bangunan di atas permukaan. Hal ini yang

dapat menyebabkan tingkat potensi resiko bencana gempa bumi semakin besar.

Nilai amplifikasi menurun pada batuan yang kurang padat karena amplitudo

gelombang yang menjalar di batuan padat relatif kecil (Nakamura, 2000).

4. Indeks Kerentanan Seismik

Menurut Nakamura (2008), indeks kerentanan seismik merupakan indeks

yang menggambarkan tingkat kerentanan lapisan tanah permukaan terhadap

deformasi saat terjadi gempa bumi. Indeks kerentanan seismik bermanfaat untuk

memprediksi zona lemah saat terjadi gempa bumi (Saita dkk., 2004; Gurler dkk.,

2000). Indeks kerentanan seismik berdasarkan mikrotremor juga bermanfaat untuk

memprediksi zona rawan likuifaksi (Huang dan Tseng, 2002), dan rekahan tanah

akibat gempa bumi (Daryono, 2011). Indeks kerentanan seismik bersama-sama

dengan percepatan batuan dasar berguna untuk menghitung nilai regang-geser

25

lapisan tanah permukaan (Nakamura, 2000). Gempa bumi merusak terjadi

bilamana batas regang-geser terlampaui sehingga terjadi deformasi lapisan tanah

permukaan (Nakamura, 2008). Indeks kerentanan seismik dapat dihitung dengan

menggunakan persamaan (9) untuk e = 60 %, 𝑉𝑠 = 600 % dan 1

𝜋2.𝑉𝑠 = 1,69.10-6

(s/cm), sehingga

𝐾𝑔 =𝐴0

2

𝑓0 (12)

dengan :

𝐾𝑔 = indeks kerentanan seismik

𝐴0 = faktor amplifikasi

𝑓0 = frekuensi dominan

F. Klasifikasi Tanah

Beberapa pengukuran mikrotremor telah dilakukan di Jepang untuk

mengetahui hubungan antara periode dominan (𝑇0) dan jenis tanah. Dari hasil

pengukuran tersebut kemudian dibuat klasifikasi yang menunujukan hubungan

antara periode dominan (𝑇0) dengan jenis tanah. Kanai dan Omete-Nakajima

mengusulkan dua metoda untuk mengklasifikasi profil tanah. Usulan pertama

Kanai berdasarkan jenis I, II, III, IV dan jenis A, B dan C oleh Omete-

Nakajima pada Tabel 1 yang memberikan indikasi jenis tanah (Ibrahim dan

Subarjo, 2005):

26

Tabel 1. Klasifikasi Tanah menurut Kanai dan Omote-Nakajima (Anonim, 1998)

No

Klasifikasi tanah Periode

dominan

(sekon)

Keterangan

karakter Kanai Omete-Nakajima

1

Jenis I

Jenis A

0,05 -0,15

Batuan tersier

atau lebih tua

terdiri dari

batuan hard

sandy, gravel

dll

Keras

2

Jenis II

0,15 – 0,25

Batuan

alluvial,

dengan

kedalaman 5

m. trerdiri

dari sandy -

gravel, sandy

hard clay,

loam dll

Sedang

3

Jenis III

Jenis B

0,25 – 0,40

Batuan

alluvial,

hampir sama

dengan II,

hanya

dibedakan

oleh adanya

formasi bulff

Lunak

4

Jenis

IV

Jenis C

> 0,40

Bataun

alluvial, yang

terbentuk dari

sedimentasi

delta, topsoil,

lumpur dll

dengan

kedalaman

30m

Sangat

lunak

Selain itu kanai juga membagi dua klasifikasi tanah berdasarkan nilai frekuensi

dominan tanah seperti pada tabel 2

27

Tabel 2. Kalisifikasi Tanah Berdasarkan Nilai Frekuensi Dominan

Mikrotremor oleh Kanai (Anonim, 1998)

Klasifikasi

Frekuensi

(Hz)

Klasifikasi Kanai

Deskripsi

Tipe Jenis

Tipe IV

Jenis I

6,667 – 20

Batuan tersier atau

lebih tua. Terdiri

dari batuan Hard

sandy, gravel, dll

Ketebalan

sedimen

permukaannya

sangat tipis,

didominasi

oleh batuan

keras

Jenis II

10 – 4

Batuan alluvial,

dengan ketebalan

5m. Terdiri dari

dari sandy-gravel,

sandy hard clay,

loam, dll.

Ketebalan

sedmien

permukaannya

masuk dalam

kategori

menengah 5-10

meter

Tipe III

Jenis III

2,5 – 4

Batuan alluvial,

dengan ketebalan

>5m. Terdiri dari

dari sandy-gravel,

sandy hard clay,

loam, dll

Ketebalan

sedimen

permukaan

masuk dalam

kategori tebal,

sekitar 10-30

meter

Tipe II

Jenis IV

< 2,5

Batuan alluvial,

yang terbentuk

dari sedimentasi

delta, top soil,

lumpur dengan

kedalaman 30 m

atau lebih

Ketebalan

sedimen

permukaannya

sangatlah tebal

Tipe I

G. Filtering

Filtering adalah upaya untuk menyelamatkan frekuensi yang dikehendaki

dari gelombang seismik dan membuang yang tidak dikehendaki. Secara umum,

ada beberapa jenis filter yang biasa digunakan (Gambar 10), yaitu :

1. Low Pass Filter, yaitu filter yang digunakan untuk membuang sinyal dengan

frekuensi tinggi.

28

2. High Pass Filter, yaitu filter yang digunakan untuk membuang sinyal dengan

frekuensi rendah.

3. Band Pass Filter, yaitu filter yang digunakan untuk meloloskan sinyal dengan

frekuensi antara F1 dan F2.

4. Reject Band Filter (Notch), yaitu filter yang digunakan untuk membuang

sinyal dg frekuensi antara F1 dan F2.

Gambar 11. Fungsi filter dalam domain frekuensi (www. geopsy.org)

Gambar 12. Jenis-jenis filter dalam domain waktu (time domain) dan dalam

domain frekuensi (frequency domain)

29

Tanda A, B, C, D pada band pass filter merupakan frekuensi sudut (corner

frequency). Secara matematis, operasi filtering merupakan konvolusi dalam

kawasan waktu antara gelombang mentah dengan fungsi filter.

H. Smoothing

Smoothing adalah proses memperhalus pola data dengan meminimalisasi

efek aliasing sehingga hasil dari smoothing tidak berbeda dengan data sebelum

dismoothing. Penghalusan data didasarkan pada persamaan Konno-Ohmachi

(1998) :

𝑊𝑏(𝑓, 𝑓𝑐) = [𝑠𝑖𝑛(𝑙𝑜𝑔10(

𝑓

𝑓𝑐)

𝑏)

(𝑙𝑜𝑔𝑓

𝑓𝑐)

𝑏 ]

4

(13)

dengan:

f : frekuensi

fc : frekuensi tengah dimana smoothing yang dilakukan

b : koefisien bandwidth

Gambar 13. Smoothing Konno-Ohmach

30

III. METODOLOGI PENELITIAN

A. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini telah dilaksanakan dari tanggal 15 sampai 16 Agustus 2015

di sekitar perkantoran Gubernur Provinsi Sulawesi Tenggara yang berada pada

4°01′29. 16′′ Lintang Selatan dan 122°32′25. 86′′ Bujur Timur. Pengolahan,

analisis dan interpretasi data dilakukan di Laboratorium Geofisika dan

Pertambangan FITK UHO. Lokasi penelitian dapat dilihat pada Gambar 2.

B. Desain Survei

Dalam penelitian ini, pengukuran dilakukan pada 20 titik dengan jarak

antar titik 100 sampai 300 meter. Titik-titik pengukuran di lokasi penelitian dapat

dilihat pada Gambar 14.

Gambar 14. Lokasi Titik Pengukuran

31

C. Jenis Penelitian

Penelitian ini termasuk dalam jenis penelitian survei lapangan. Pada

penelitian ini survei dilaksanakan dengan melakukan pengukuran langsung di

lapangan menggunakan alat seismograf type TDL 303S dengan skema rangkaian

ditunjukan pada Gambar 15. Alat ini digunakan untuk merekam 3 komponen

gelombang, yaitu satu komponen vertikal (up and down), dan dua komponen

horizontal (North-South dan East-West).

Gambar 15. Skema Rangkaian Alat Seismograf TDL 303 S

D. Alat dan Bahan

Tabel 3. Alat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah:

No Alat dan

Bahan

Gambar Alat Fungsi

1

Satu set alat

mikrotremor

TDL 303S

Untuk merekam 3 komponen

gelombang mikrotremor : North-

South, East-West, dan Up-Down

2

GPS

Untuk mengetahui koordinat

lokasi titik-titik penelitian.

32

3

Solar Cell

Sebagai catu daya alat TDL 303S

yang memamfaatkan energi

matahari.

4

Kabel sensor

Untuk menghubungkan leptop ke

digitizer

5

Laptop

Untuk menyimpan rekaman

gelombang mikrotremor 3

komponen dengan menggunakan

software Datapro

6

Software

Geopsy

Untuk mengolah data rekaman

mikrotremor

7

Software

Surfer

Untuk membuat kontur sebaran

indeks kerentanan seismik

8

Global

Mapper

Untuk mengoverlay gambar

kontur indeks kerentanan dengan

gambar lokasi penelitiaan.

9

Microsof

excell

Untuk mengolah data indeks

kerentanan seismik.

E. Prosedur Penelitian

Alur penelitian ini secara umum mengikuti diagram alir pada Gambar 16.

Adapun langkah-langkah yang dilakukan dalam penelitian ini, yaitu sebagai

berikut :

1. Melakukan studi literatur untuk mengetahui prinsip kerja TDL 303S yang

akan digunakan di lapangan, dan untuk memahami metode HVSR (Horizontal

to Vertical Spectral Ratio).

2. Meninjau titik- titik lokasi penelitian di sekitar wilayah Kantor Gubernur


33

3. Membuat desain survei guna akuisisi data di lapangan.

4. Pengambilan data mikrotremor pada titik-titik pengukuran yang telah didesain

sebelumnya.

5. Data mikrotremor dianalisis dengan metode HVSR menggunakan software

Geopsy. Cara perhitungannya adalah sebagai berikut:

a. Menentukan spektrum H/V rata-rata untuk komponen horizontal

menggunakan persamaan squared average:

𝐻(𝑓) =√𝑁2(𝑓)+𝐸2(𝑓)

2 (14)

b. Menentukan H/V rata-rata untuk komponen horizontal dan komponen

vertikal.

6. Menentukan nilai frekuensi dominan (𝑓0) dan faktor amplifikasi (𝐴0).

7. Menentukan indeks kerentanan seismik (𝑘𝑔) menggunakan persamaan (12).

8. Membuat masing-masing kontur 𝑓0 , 𝐴0 dan 𝑘𝑔 dengan menggunakan software

Surfer.

9. Mengoverlay masing-masing kontur frekuensi dominan, amplifikasi dan indeks

kerentanan seismik dengan gambar lokasi penelitian.

Diagram alir proses penelitian disajikan pada Gambar 16.

34

Gambar 16. Diagram Alir Penelitian

Mulai

Literatur

Desain Survey

Akuisisi Data

File Data

3 Komponen Mikrotremor

Mengatur Parameter pengolahan H/V ( window lenght, filtering, smoothing)

Pemilihan Window

HVSR per window

Nilai rata-rata HVSR

𝑨𝟎,𝒇𝟎

Overlay Peta

Analisis

Selesai

Interpolasi 𝒇𝟎 dari Semua Titik

pengukuran Interpolasi 𝑨𝟎 dari Semua

Titik Pengukuran

Menghitung Nilai 𝒌𝒈

Interpolasi 𝒌𝒈 dari Semua

Titik Pengukuran

Kontur Frekuensi

Dominan Kontur Amplitudo

Dominan

Kontur Indeks

Kerentanan

Hasil

35

F. Proses Pengolahan Data

Proses pengolahan data mikrotremor dilakukan dengan tahapan-tahapan

sebagai berikut :

1. Data pengukran (raw data) yang telah direkam di software Data Pro

dipindahkan ke software Geopsy.

2. Data pengukuran memiliki range dari 17h17m13.0000s sampai

17h52m39.0000 s untuk spektrum H/V.

3. Jumlah window yang digunakan untuk spektrum H/V sebanyak 59 dengan

panjang masing-masing windows 20 s.

4. Untuk mendapatkan data yang paling stasioner digunakan anti-triggering,

dengan parameter yang diatur:

a. STA, yakni rata-rata nilai amplitudo dalam waktu yang singkat dalam

hitungan detik. Nilai yang digunakan adalah 1 s.

b. LTA, yakni rata-rata nilai amplitudo dalam waktu yang panjang dalam

hitungan detik. Nilai yang digunakan adalah 30 s.

c. Min STA/LTA adalah batas bawah untuk rasio STA/LTA, dengan nilai

yang digunakan adalah 0,2.

d. Max STA/LTA adalah batas atas untuk rasio STA/LTA, dengan nilai yang

digunakan adalah 2,5.

5. Untuk mendapatkan gelombang mikrotremor, data di filter dengan :

a. Jenis filter

Jenis filter yang digunakan yaitu Band Pass Filter dengan filtering band

0,5-10 Hz.

36

b. Metode filter

Metode filter yang digunakan yaitu Butterworth Filter.

6. Untuk mendapatkan data yang halus dilakukan smoothing, dengan :

a. Tipe smoothing

Smoothing yang umum digunakan adalah mengacu pada algoritma Konno

Omachi. Smoothing ini sangat disarankan dalam analisis frekuensi (Anonim,

2004)

b. Konstanta smoothing dengan koefisien bandwith b

Nilai yang umum digunakan untuk koefisien bandwith adalah 40. Fungsi

smoothing berada pada skala logaritmik, untuk nilai b yang kecil akan

menyebabkan smoothing yang kuat, dan untuk nilai b yang besar akan

menyebabkan smoothing yang kurang halus pada spektrum H/V.

7. Menentukan spektrum H/V rata-rata untuk komponen horizontal dengan

squared average.

8. Menentukan frekuensi sampling untuk spektrum H/V dari 0,01 sampai 100 Hz.

9. Menentukan nilai 𝑓0 dan 𝐴0 dari HVSR, untuk penentuan indeks kerentanan

seismik 𝐾𝑔.

37

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Pengolahan Data Getaran Tanah

Data yang digunakan pada penelitian ini merupakan data primer yang

diambil langsung di ssekitar perkantoran Gubernur Provinsi Sulawesi Tenggara

dengan menggunakan TDL 303S. Data yang diambil sebanyak 20 titik

pengukuran dengan jarak setiap titik adalah 100 sampai 300 meter. Selanjutnya

data pengukuran tersebut kemudian diolah dengan software Geopsy. Hasil

pengukuran mendapatkan data getaran tanah sebagai fungsi waktu yang tercatat

dalam tiga komponen, yaitu komponen vertikal, horizontal North-South dan

komponen horizontal East-West seperti terlihat pada Gambar 17.

Gambar 17. Data Getaran Tanah pada Titik 06

Gambar 18. Pemilahan window pada Titik Pengukuran 06

Data mikrotremor tanah (Gambar 17) pada software Geopsy dilakukan pemilihan

window. Untuk data yang cukup besar dapat dilakukan pemilahan

38

window secara otomatis dengan panjang masing-masing window yang

digunakan yaitu 40 detik. Panjang window dipilih exactly untuk menghindari

overlaping antar window (Gambar 18). Untuk mendapatkan data yang paling

stasioner digunakan anti-triggering (Gambar 19). Anti-triggering dilakukan

dengan membandingkan parameter STA (short term average) dengan LTA (long

term average). STA merupakan nilai rata-rata amplitudo terpendek dengan nilai

yang digunakan yaitu 1 detik dan LTA merupakan nilai amplitudo terpanjang

dengan nilai yang digunakan yaitu 30 detik.

Gambar 19. Hasil Pemilahan Window dan Anti-Triggering pada Titik 06

B. Spektrum Amplitudo Fourier H/V

Spektrum HVSR diperoleh dari hasil analisis rekaman sinyal mikrotremor

dengan menggunakan software Geopsy. Dari proses ini dapat diketahui besar nilai

A0 dan f0 untuk masing-masing titik pengukuran. Dari spektrum yang ada

(Gambar 19), terdapat dua garis putus-putus dimana garis putus-putus pada bagian

atas menggambarkan frekuensi maksimum dan garis putus-putus pada bagian

bawah menggambarkan frekuensi minimum untuk semua nilai rasio spektrum

yang dihasilkan. Garis yang berada di tengah adalah nilai rata-rata analisis FFT

dengan menggunakan persamaan (14). Untuk mengubah data pengukuran yang

39

masih dalam domain waktu menjadi domain frekuensi dilakukan Transformasi

Fourier jenis FFT. Selanjutnya, setelah FFT dilakukan smoothing menggunakan

persamaan (persamaan 13) Konno Ohmachi dengan koefisien bandwith 40.

Spektrum HVSR, nilai f0, dan nilai A0 dari semua titik pengukuran dapat dilihat

pada Lampiran 1.

Gambar 20. Spektrum Fourier HVSR untuk Titik Pengukuran 06

Spektrum H/V untuk masing-masing komponen hasil pengolahan data

mikrotremor untuk titik pengukuran 06 dapat di lihat pada Gambar 20.

Gambar 21. Spektrum amplitudo Fourier H/V untuk titik pengukuran 08 (a).

Komponen horizontal North-South, (b). Komponen horizontal

East-West dan (c). Komponen vertikal Up-Down

40

C. Indeks Kerentanan Seismik

Hasil dari pengolahan data mikrotremor dengan menggunakan software

Geopsy yang berupa nilai frekuensi dominan (𝑓0) dan faktor amplifikasi (𝐴0)

disimpan kedalam Microsoft Excel agar dapat dilakukan proses perhitungan

dengan membagi kuadrat puncak spektrum mikrotremor (𝐴0) dengan frekuensi

dominan (𝑓0) menggunakan rumus empiris Nakamura pada persamaan (12) guna

memperoleh nilai indeks kerentanan seismik.

Tabel 4. Nilai frekuensi dominan, periode dominan, faktor amplifikasi dan indeks

kerentanan seismik

Titik

pengukuran Bujur Lintang f0 A0 T0 Kg

Tp1 4,016678 122,5361 0,55759 2,14127 1,79344 8,22297

Tp2 4,016389 122,5396 0,78338 2,40882 1,27652 7,40689

Tp3 4,015267 122,5422 3,60232 2,3568 0,2776 1,54192

Tp4 4,01945 122,5368 0,83031 2,45839 1,20437 7,27885

Tp5 4,018647 122,5399 0,8422 2,10738 1,18736 5,27314

Tp6 4,017806 122,5429 0,61558 3,77493 1,62449 23,1492

Tp7 4,022167 122,5375 0,34725 2,10945 2,87979 12,8144

Tp8 4,021206 122,5407 0,965 1,87328 1,03627 3,63645

Tp9 4,020433 122,5435 0,67896 3,02895 1,47284 13,5126

Tp10 4,022528 122,5371 0,71496 3,51506 1,39867 17,2815

Tp11 4,021806 122,5392 0,34185 1,09295 2,9253 3,49439

Tp12 4,023194 122,535 0,51305 2,14209 1,94913 8,94369

Tp13 4,026306 122,5375 0,47433 2,34931 2,10822 11,6358

Tp14 4,024056 122,5403 0,61587 3,29357 1,62372 17,6135

Tp15 4,025 122,5382 0,45818 2,29985 2,18256 11,5442

Tp16 4,0265 122,5409 0,57617 2,96453 1,73561 15,2533

Tp17 4,02725 122,5395 0,36979 2,79542 2,70425 21,132

Tp18 4,029694 122,5338 1,87261 0,88335 0,53401 0,41669

Tp19 4,026056 122,5343 0,39663 1,28673 2,52124 4,17435

Tp20 4,028556 122,5352 0,29169 1,35843 3,42829 6,32632

41

D. Analisis Data

Nilai frekuensi dominan, periode dominan, faktor amplifikasi, dan indeks

kerentanan seismik di perlihatkan pada Tabel 4. Pembuatan kontur untuk masing-

masing parameter tersebut dilakukan dengan menggunakan software Surfer 11.

Selanjutnya kontur tersebut dioverlay dengan lokasi penelitian untuk mengetahui

letak nilai frekuensi dominan, periode dominan, faktor amplifikasi dan indeks

kerentanan seismik pada lokasi penelitian.

E. Analisis Frekuensi Dominan

Frekuensi dominan memiliki keterkaitan dengan ketebalan lapisan

sedimen (Daryono, 2009). Frekuensi dominan yang tinggi menunjukkan lapisan

tersebut tersusun dari batuan keras, dan sebaliknya frekuensi dominan yang

rendah menunjukkan lapisan tersebut tersusun dari batuan lunak. Melalui

interpolasi data-data frekuensi dominan ditiap titik pengukuran, maka diperoleh

sebaran frekuensi dominan seperti yang d itunjukan pada Gambar 22.

Gambar 22. Letak Sebaran Frekuensi Dominan pada Lokasi penelitian

42

Berdasarkan Gambar 22 yang diperoleh dari hasil analisis spektrum H/V untuk

wilayah penelitian diketahui bahwa secara umum di sekitar perkantoran Gubernur

Provinsi Sulawesi Tenggara memiliki frekuensi dominan yang bervariasi. Kontur

berwarna merah menunjukan nilai frekuensi doniman rendah yang berkisar dari

0,2 sampai 2 Hz. Sedangkan kontur berwarna kuning menunjukan nilai frekuensi

dominan tinggi yang terletak pada titik pengukuran 3 dengan nilai frekuensi

dominan 3,6 Hz.

Berdasarkan hasil klasifikasi tanah menurut Kanai (Tabel 2), diketahui

bahwa wilayah perkantoran Gubernur tersusun dari batuan alluvial dengan jenis

tanah III dan IV. Jenis tanah III secara umum terdiri dari sandy-gravel, sandy

hard clay, loam dengan ketebalan sedimen permukaan berkisar dari 10 sampai 30

meter. Jenis tanah IV secara umum terbentuk dari sedimentasi delta, top soil,

lumpur dengan kedalaman 30 m atau lebih, dan ketebalan sedimen

permukaannya sangat tebal. Untuk mengetahui jenis tanah disetiap titik

pengukuran berdasarkan nilai frekuensi dominan menurut Kanai dapat dilihat

pada Tabel 5.

Tabel 5. Klasifikasi tanah berdasarkan frekuensi dominan menurut Kanai:

Titik

pengukuran

Frekuensi dominan

(Hz)

Klasifikasi

tanah

Kanai

Keterangan

3

3.60232

Jenis III

Ketebalan sedimen

permukaan sekitar

10-30 meter

1s/d 2 dan 4 s/d

20

0,55759 s/d 0,78338

dan 0,83031 s/d

0,29169

Jenis IV

Ketebalan sedimen

permukaannya

sangatlah tebal

43

F. Analisis Periode Dominan

Periode dominan memiliki keterkaitan yang sangat dekat dengan

kedalaman lapisan sedimen lunak (Nakamura, 1989). Dari pengolahan data yang

telah dilakukan, maka dapat ditentukan nilai periode dominan dari setiap titik

pengukuran. Periode yang tinggi menunjukan sedimen lunak yang tebal, dan

sebaliknya periode yang rendah menunjukan sedimen yang keras.

Gambar 23. Letak Sebaran Periode Dominan pada Lokasi penelitian

Hasil pengolahan data dengan menggunakan software Geopsy diperoleh

nilai periode dominan bervariasi dari. Berdasakan Gambar 23, wilayah

perkantoran Gubernur Provinsi Sulawesi Tenggara mempunyai nilai periode

dominan yang tinggi dari 1,2 sampai 3,6 sekon yang ditunjukan dengan kontur

berwarna kuning, terkecuali pada titik pengukuran 3 yang mempunyai nilai

periode dominan rendah yang ditunjukan dengan kontur berwarn merah.

Dengan menggunakan hasil klasifikasi tanah Kanai dan Omete-Nakajima

yang berdasarkan nilai periode dominan pada Tabel 1, maka diketahui bahwa

secara umum wilayah perkantoran Gubernur Sulawesi Tenggara tersusun dari

44

batuan alluvial jenis C dengan karakter batuan sangat lunak. Sedangkan titik

pengukuran 3 memiliki karakter batuan lunak (jenis B) yang terletak di luar

wilayah perkantoran Gubernur Sulawesi Tenggara.

Tabel 6. Hasil klasifikasi tanah berdasarkan nilai periode dominan menurut Kanai

dan Omete-Nakajima

Titik

pengukuran

Periode dominan

T (sec)

Klasifikasi tanah

karakter

Kanai

Omete -

Nakajima

3

0,2776

III

Jenis B

lunak

1 s/d 2 dan 4

s/d 20

1,79344 s/d 1,27652

dan 1,20437 s/d

3,42829

Jenis IV

Jenis C

Sangat

lunak

G. Analisis Faktor Amplifikasi

Wilayah yang memiliki nilai faktor amplifikasi tinggi cenderung memiliki

potensi terjadinya resonansi yang besar di daerah tersebut, begitu juga sebaliknya

dengan daerah yang memiliki nilai faktor amplifikasi rendah (Daryono, 2009).

Dari analisis spektrum H/V untuk data wilayah penelitian, diketahui

bahwa faktor amplifikasi pada titik pengukuran 6 yang terletak pada koordinat

4.017805556 m S dan 122.5429 m E memiliki faktor amplifikasi lebih tinggi

dibandingkan dengan titik-titik pengukuran yang lain yang ditunjukan dengan

kontur berwarna kuning. Oleh karena itu, wilayah tersebut cenderung memiliki

potensi terjadinya resonansi yang besar. Sedangkan faktor amplifikasi yang lebih

rendah berkisar dari 0,8 sampai 1,4 ditandai dengan kontur berwarna merah.

Potensi terjadinya resonansi pada wilayah ini cenderung lebih kecil dibandingkan

dengan sekitarnya.

45

Gambar 24. Letak Sebaran Faktor Amplifikasi pada Lokasi Penelitian

H. Analisis Indeks Kerentanan Seismik

Menurut Nakamura (2008), indeks kerentanan seismik merupakan indeks

yang menggambarkan tingkat kerentanan lapisan tanah permukaan terhadap

deformasi saat terjadi gempa bumi. Indeks kerentanan seismik bermanfaat untuk

memprediksi zona lemah saat terjadi gempa bumi. Indeks kerentanan seismik

berbanding terbalik dengan frekuensi dominan, dan berbanding lurus dengan

faktor amplifikasi. Daerah yang indeks kerentanan seismiknya lebih tinggi maka

daerah tersebut lebih rawan terhadap gempa. Sedangkan daerah yang indeks

kerentanan seismiknya lebih kecil, maka daerah tersebut lebih tahan terhadap

bahaya gempa bumi.

Berdasarkan Gambar 25, wilayah titik penelitian yang memiliki nilai

indeks kerentanan seismik paling tinggi berada pada titik pengukuran 6 dengan

koordinat 4,017806 m S dan 122,5429 m E yang ditunjukan dengan kontur

berwarna kuning. Wilayah titik pengukuran ini tersusun dari batuan alluvial

dengan ketebalan sedimen cenderung tebal, sehingga wilayah ini memiliki potensi

46

terjadinya resonansi yang besar yang dapat mengakibatkan kerusakan yang relatif

lebih besar bila terlanda gempa bumi dibandingkan dengan sekitarnya. Wilayah

yang memiliki indeks kerentanan seismik tinggi harus lebih memperhatikan

struktur bangunan yang sesusai dengan kondisi geologi setempat agar kerusakan

yang ditimbulkan saat terjadi gempa bumi dapat dihindarkan.

Wilayah titik pengukuran yang memiliki indeks kerentanan rendah

ditunjukan dengan kontur berwarna merah, dengan nilai berkisar dari 0,4 sampai

21,13. Sebagaimana yang dijelaskan oleh Nakamura (2008) bahwa wilayah yang

indeks kerentanan seismiknya rendah maka lebih tahan terhadap bahaya gempa

bumi.

Indeks kerentanan seismik sangat dipengaruhi oleh faktor amplifikasi dan

frekuensi dominan seperti yang ditunjukan pada Gambar 25 dimana semakin

besar nilai faktor amplifikasinya maka cenderung memiliki potensi terjadinya

resonansi yang besar di wilayah tersebut, begitu juga sebaliknya dengan daerah

yang memiliki nilai faktor amplifikasi rendah. Semakin besar nilai frekuensi

dominan maka wilayah tersebut lebih tahan terhadap gempa bumi.

Gambar 25. Letak Sebaran Indeks Kerentanan Seismik pada Lokasi Penelitian

47

VI. PENUTUP

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil analisa data dan pembahasan, maka dapat disimpulkan

bahwa:

1. Nilai frekuensi dominan di sekitar perkantoran Gubernur Provinsi Sulawesi

Tenggara bervariasi mulai dari 0,29 Hz hingga 3,60 Hz. Wilayah perkantoran

ini tersusun dari batuan alluvial yang sangat lunak dengan kedalaman 30 cm

lebih dan ketebalan sedimen permukaanya sangat tebal.

2. Nilai indeks kerentanan seismik pada wilayah perkantoran Gubernur Provinsi

Sulawesi Tenggara bervariasi mulai dari 0,416 sampai 23,14. Secara

komparatif, potensi terjadinya kerusakan yang besar bila terjadi gempa bumi

terletak pada titik pengukuran 6 dan berada di luar wilayah perkantoran.

B. Saran

1. Perlu dilakukan penelitian lebih mendalam untuk mengetahui potensi riil

terjadinya gempa bumi di wilayah ini.

2. Diharapkan ada penelitan lanjutan dengan menggunakan metode lainnya

seperti FSR atau RDM guna mendapatkan informasi yang lebih akurat

mengenai potensi gempa di wilayah ini.

48

DAFRTAR PUSTAKA

Anonim, 2004, SESAME: Guidelines for the Implementation of the H/V Spectral

Ratio Technique on Ambient Vibrations Measurements, Processing and

Interpretation, European Commission – Research General Directorate.

Bard , P.Y., 1999, Microtremor measurement: a tool for site estimates. States of

the art paper, second International Symposium on the Effect of Surface

Geology on Seismic Motion, Yokohama, Desember 1-3, 1998, pp. 1252-

1279.

Bath, 1979, Introduction to seismology.cambridge University Press, London.

Daryono, 2011, Indeks Kerentanan Seismik Berdasarkan Mikrotremor pada

Setiap Satuan Bentuklahan di Zona Graben Bantul, Daerah Istimewa

Yogyakarta, Disertasi, Program Pascasarjana Fakultas Geografi,

Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta.

Daryono, 2009, Local site effect at Bantul Graben based on Microtremor

measurements. International Conference Earth Science and Technology.

Phonix Hotel, Yogyakarta.

Daryono, 2001, Data Mikrotremor Dan Pemanfaatannya Untuk Pengkajian

Bahaya Gempabumi, Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika.

Endharto, M., Surono, 1991, Preliminary Study of Meluhu Complex Related

to Terrane Formation in Sulawesi, Indonesian Association of Geologist

IAGI), The Twentieth IAGI Annual Convention, Jakarta, Indonesia.

Gutenberg, B. dan Richter, C. F., 1954, Frequency of earthquakes in California,

Bull. Seismol. Soc. Am. 34, 185– 188.

Huang, H. dan Tseng, Y. 2002, Characteristics of soil liquefaction using H/V of

microtremor in Yuan-Lin area, Taiwan. TAO, Vol. 13, No. 3, 325-338.

Irjan, Bukhori A., 2011, Pemetaan Wilayah Rawan Bencana Berdasarkan Data

Mikroseismik Menggunakan TDS Tipe 303 S (studi kasus: Kampus I UIN

Maulana Malik Ibrahim Malang) UIN, Malang.

Kaharuddin M.S., Ronald Hutagalung dan Nurhamdan Ronald Hutagalung dan

Nurham dan, 2005, Tektonik Global dan Implikasinya Terhadap Daerah

Rawan Bencana Alam Geologi, Jurusan Teknik Geologi Univesitas

Hasanuddin, Pengda IAGI Sulawesi Selatan, Dinas Pertambangan

dan Energi Sulawesi Selatan, Makassar.

Konno dan Ohmachi, 1998, Ground-Motion Characteristics Estimated from

Spectral Ratio between Horizontal and Vertical Components of

Microtremor. Bulletin of the Seismological Society of America.

49

Lay dan Wallace, 1995, Method For Dynamic Characteristics Estimation Of

Subsurface Using Microtremor On The Ground Surface, Research

Institute Japan.

Margrave, G. F. dan Lamoureux M. P., 2008, Signals and Systems Analysis Using

Transform Methods of Electrical and Computer Engineering University of

Tennessee, New York, American.

Nakamura, Y, 2000, Clear Identification of Fundamental Idea of Nakamura‘s

Technique and Its Application. Proc XII World Conf. Earthquake

Engineering. New Zealand, 2526.

Nakamura, Y, 2008, On The H/V Spectrum. The 14𝑡ℎ World Conference On

Earthquake Enggineering. Oktober 12-17, 2008, Beijing, China.

Nogoshi dan Iragashi, 1971, On The Amplitudo Characteristics Of Microtremor,

Japan.

Saita, J., Bautista, M.L.P. dan Nakamura, Y., 2004, On Relationship Between The

Estimated Strong Motion Characteristic of Surface Layer and The

Earthquake Damage -Case Study at Intramuros, Metro Manila-, Paper

No. 905, 13th World Conference on Earthquake Engineering, Vancouver,

B.C., Canada.

Sheriff, R.E., dan Geldart, L.P., 1995, Exploration Seismology 2nd ed, Cambirdge

University Press, United States of America.

Subarjo dan Ibrahim, 2005, Intensitas Seismik Maksimum dan Percepatan Tanah.

Jurnal Badan Meteorologi dan Geofisika, Jakarta.

www. geopsy.org

Lampiran 1 Spektrum HVSR

Titik

Pengukuran

Spektrum HVSR

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

TANGGAL 15 Agustus 2015

JAM LOKASI 01

OPERATOR TIPE GPS#

LINTANG 04° 01’0,04’’ BUJUR 122° 32’9,98’’ KETINGGIAN

TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSO R # DISK #

NAMA FILE

POINT #

PERBESARAN (GAIN) FREQ SAMPLE DURASI REKAM Menit

Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN

COUPLING SENSOR BUATAN

KERAPATAN BANGUNAN

SUMBER NOISE MONOKROMATIK (Pabrik,

Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya

BANGUNAN TERDEKAT (Pohon, Gedung, Jembatan,

(deskripsi, tinggi,jarak) Struktur bawah tanah,……..)

OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat

Pengukuran (Jika ada)-------------------

Pengukuran (Jika ada)--------------------

Tanah

Aspal

( 𝐾𝑒𝑟𝑎𝑠

𝐿𝑢𝑛𝑎𝑘)

Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya

Batu ( 𝑃𝑒𝑛𝑑𝑒𝑘

𝑇𝑖𝑛𝑔𝑔𝑖)

Tanah Basah Tanah Kering Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------

Tidak Tersebar Rapat Lainnya, jenis --------------------------------------

Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz

(Perhitungan Lapangan


JAM LOKASI 02

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat



Tanah

Aspal



Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya




Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 02

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

Pengukuran (Jika ada)------------------- Kuat Sedang Lemah (5m/s) Tak ada ANGIN

Pengukuran (Jika ada)-------------------- Kuat Sedang Lemah Tak ada HUJAN

Keterangan--------------------------------------------------------------------------------------------------- Suhu (1)---------------------



( 𝑃𝑒𝑛𝑑𝑒𝑘


Semak Batu Pasir Kerikil Tanah

Lainnya Paving Beton Semen Aspal


Ya, Jenis-------------------------------------------- Tidak

Lainnya, jenis -------------------------------------- Rapat Tersebar Tidak

Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 03

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

Pengukuran (Jika ada)------------------- Kuat Sedang

Lemah (5m/s) Tak ada ANGIN


Keterangan--------------------------------------------------------------------------------------------------- Suhu (1)---------------------








Ya, Jenis-------------------------------------------- Tidak


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 04

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI




Keterangan--------------------------------------------------------------------------------------------------- Suhu (1)---------------------








Ya, Jenis-------------------------------------------- Tidak


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 05

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI




Keterangan--------------------------------------------------------------------------------------------------- Suhu (1)---------------------








Ya, Jenis-------------------------------------------- Tidak


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 06

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI




Keterangan--------------------------------------------------------------------------------------------------- Suhu (1)---------------------








Ya, Jenis-------------------------------------------- Tidak


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 07

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI




Keterangan--------------------------------------------------------------------------------------------------- Suhu (1)---------------------








Ya, Jenis-------------------------------------------- Tidak


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 08

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI




Keterangan--------------------------------------------------------------------------------------------------- Suhu (1)---------------------








Ya, Jenis-------------------------------------------- Tidak


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 09

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI




Keterangan--------------------------------------------------------------------------------------------------- Suhu (1)---------------------








Ya, Jenis-------------------------------------------- Tidak


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 10

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI




Keterangan--------------------------------------------------------------------------------------------------- Suhu (1)---------------------








Ya, Jenis-------------------------------------------- Tidak


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 11

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat



Tanah

Aspal



Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya




Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 12

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat



Tanah

Aspal



Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya




Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 13

OPERATOR TIPE GPS#


TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat



Tanah

Aspal



Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya




Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 14

OPERATOR TIPE GPS#

LINTANG 04° 01’26,6’’

BUJUR 122° 32’25,1’’

KETINGGIAN

TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat



Tanah

Aspal



Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya




Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 15

OPERATOR TIPE GPS#

LINTANG 04° 01’30,00’’

BUJUR 122° 32’17,6’’

KETINGGIAN

TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat



Tanah

Aspal



Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya




Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 16

OPERATOR TIPE GPS#

LINTANG 04° 01’35,4’’

BUJUR 122° 32’27,1’’

KETINGGIAN

TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat



Tanah

Aspal



Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya




Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 17

OPERATOR TIPE GPS#

LINTANG 04° 01’38,1’’

BUJUR 122° 32’22,01’’

KETINGGIAN

TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat



Tanah

Aspal



Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya




Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz


TANGGAL 16 Agustus 2015 JAM LOKASI 18

OPERATOR TIPE GPS#

LINTANG 04° 01’26,9’’

BUJUR 122° 32’1,50’’

KETINGGIAN

TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat



Tanah

Aspal



Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya




Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 19

OPERATOR TIPE GPS#

LINTANG 04° 01’33,8’’

BUJUR 122° 32’3,60’’

KETINGGIAN

TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat



Tanah

Aspal



Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya




Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz



JAM LOKASI 20

OPERATOR TIPE GPS#

LINTANG 04° 01’42,8’’

BUJUR 122° 32’6,20’’

KETINGGIAN

TIPE STASIUN

TIPE SENSOR

STASIUN #

SENSOR # DISK #

NAMA FILE

POINT #


Detik

KONDISI

CUACA

TIPE

PERMUKAAN


KERAPATAN BANGUNAN


Pompa,Sungai,….)

Jenis

Sumber

Noise

Tidak

ada Sedikit Banyak

Sangat

padat Jarak

Mobil

Truk

Langkah

Lainnya



OBSERVASI

ANGIN

HUJAN

Suhu (1)--------------------- Keterangan---------------------------------------------------------------------------------------------------

Tak ada

Tak ada

Lemah (5m/s)

Lemah

Sedang

Sedang

Kuat

Kuat



Tanah

Aspal



Kerikil

Semen Beton

Pasir

Paving

Semak

Lainnya




Tidak Ya, Jenis--------------------------------------------


Ya Tidak, Jenis

FREKUENSI Hz


estimasi indeks kerentanan seismik di...

Documents