hubunganantaraindekskerentananseismikdan ......jika mengamati urutan rasio kerusakan dari yang...

PROCEEDING, SEMINAR NASIONAL KEBUMIAN KE-11PERSPEKTIF ILMU KEBUMIAN DALAM KAJIAN BENCANA GEOLOGI DI INDONESIA

5 – 6 SEPTEMBER 2018, GRHA SABHA PRAMANA

1140

HUBUNGAN ANTARA INDEKS KERENTANAN SEISMIK DAN RASIOKERUSAKAN PADA SATUAN BENTUKLAHAN DI ZONA GRABEN BANTUL

YOGYAKARTA

Daryono1*Kirbani Sri Brotopuspito2

Sutikno31Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Jakarta

2Universitas Gadjah Mada (UGM), Yogyakarta3Universitas Gadjah Mada (UGM), Yogyakarta

* corresponding author: [email protected]

ABSTRAKGempa Bantul 27 Mei 2006 (M=6,4) menyebabkan kerusakan parah dan menelan korban jiwasangat besar di zona Graben Bantul, Yogyakarta. Timbulnya kerusakan akibat gempa dengansebaran yang tidak merata sangat menarik untuk dikaji. Penelitian ini bertujuan menganalisishubungan antara indeks kerentanan seismik, shear-strain ground, dan rasio kerusakan padasetiap satuan bentuklahan. Penelitian ini menggunakan pendekatan spasial dengan satuanbentuklahan sebagai satuan analisis. Teknik pengambilan data mikrotremor menggunakanproportional purposive sampling. Analisis data mikrotremor menggunakan MetodeHorizontal to Vertical Spectrum Ratio (HVSR). Hasil penelitian menunjukkan bahwa nilaiindeks kerentanan seismik 1,0 - 23,21 tersebar pada satuan bentuklahan DataranFluviovulkanik Merapi Muda, Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda, Lereng Kaki KoluvialPerbukitan Baturagung, Kompleks Beting Gisik dan Gumukpasir, dan Dataran Fluviomarin.Indeks kerentanan seismik kurang dari 1,0 terdapat pada seluruh satuan bentuklahanperbukitan struktural, seperti satuan bentuklahan Perbukitan Struktural Formasi Sentolo,Perbukitan Struktural Nglanggran, Perbukitan Struktural Kebo, Butak, dan Semilir. Nilai rata-rata ground shear-strain paling besar terdapat pada satuan bentuklahan DataranFluviovulkanik Merapi Muda (γ=3.402×10-6) sedangkan rata-rata ground shear-strain palingkecil terdapat pada satuan bentuklahan Perbukitan Struktural Formasi Sentolo (γ=36×10-6).Nilai rasio kerusakan paling besar terjadi pada satuan bentuklahan Dataran FluviovulkanikMerapi Muda (R=75,3%), dan rasio kerusakan rumah paling kecil terjadi pada satuanbentuklahan Perbukitan Struktural Formasi Sentolo (R=12,0%). Karakteristik indekskerentanan seismik berdasarkan mikrotremor, ground shear-strain, dan rasio kerusakanberubah mengikuti satuan bentuklahan. Persebaran kerusakan akibat gempa Bantul 27 Mei2006 yang terkonsentrasi di zona Graben Bantul merupakan fenomena efek tapak local (localsite effect) akibat tingginya nilai indeks kerentanan seismik pada Dataran FluviovulkanikMerapi Muda dan Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda.Kata kunci: indeks kerentanan seismik, ground shear-strain, rasio kerusakan, satuanbentuklahan, graben, HVSR

1.PendahuluanTanggal 27 Mei 2006, zona Graben Bantul diguncang gempabumi tektonik. Meskipun

kekuatan gempabumi relatif kecil (M=6,4), tetapi mengakibatkan lebih dari 6.000 orangmeninggal dunia dan 1.000.000 orang kehilangan tempat tinggal (Walter et al., 2008). Hasilanalisis Harvard-CMT (2007) menunjukkan bahwa episenter gempabumi terletak padakoordinat 8,03 LS dan 110,54 BT, tepatnya pada perbukitan struktural yang berjarak ± 15kilometer di sebelah timur zona Graben Bantul (Gambar 1).Gempabumi Bantul 27 Mei 2006 menyimpan tanda tanya terkait lokasi episenter dan

persebaran kerusakan rumah. Teori yang menyatakan bahwa tingkat kerusakan gempabumi



1141

akan menurun terhadap bertambahnya jarak dari episenter ternyata tidak sepenuhnya benar,karena hal ini tidak berlaku pada kasus gempabumi Bantul 27 Mei 2006. Daerah kerusakanrumah paling parah justru terkonsentrasi di zona Graben Bantul yang lokasinya cukup jauhdari episenter, sementara daerah yang lokasinya berdekatan dengan episenter hanyamengalami tingkat kerusakan ringan. Menurut Yamazaki dan Matsuoka (2008) dan Miura etal. (2008), zona kerusakan parah yang terjadi di wilayah Kecamatan Pundong, Jetis, Imogiri,Pleret, Banguntapan, dan Piyungan jaraknya cukup jauh dari episenter, sedangkan di daerahyang berdekatan dengan episenter justru mengalami kerusakan ringan. Persebaran kerusakanyang membentuk jalur kerusakan di zona Graben Bantul menjadi fenomena unik mengingatlokasi episenter tidak terletak di zona kerusakan.Survei pengukuran mikrotremor perlu dilakukan untuk menjawab keunikan persebarankerusakan rumah akibat gempabumi. Data mikrotremor dapat mengetahui indeks kerentananseismik pada setiap satuan bentuklahan di zona Graben Bantul. Setiap satuan bentuklahandengan segala karakteristiknya memiliki respon tertentu terhadap gelombang seismik yangmengenainya. Adanya variasi relief dan jenis material penyusun pada setiap satuanbentuklahan dapat mempengaruhi karakteristik kerentanan seismik pada setiap satuanbentuklahan tersebut, sehingga bentuklahan diyakini dapat memberi informasi penting dalamanalisis kerentanan seismik. Kajian indeks kerentanan seismik berdasarkan mikrotremor padasetiap satuan bentuklahan dapat menggambarkan secara empiris tingkat kerentanan seismiksetiap satuan bentuklahan saat terjadi gempabumi.Berdasarkan rumusan masalah yang sudah diuraikan di atas, maka penelitian ini bertujuan

untuk: (1) mengetahui karakteristik indeks kerentanan seismik pada setiap satuan bentuklahandi zona Graben Bantul, dan (2) mengetahui persebaran spasial indeks kerentanan seismikberdasarkan pendekatan satuan bentuklahan di zona Graben Bantul.

2. Metode PenelitianPengolahan data mikrotremor untuk mendapatkan nilai indeks kerentanan seismik

menggunakan metode analisis Horizontal to Vertical Spectrum Ratio (HVSR). Datamikrotremor merupakan data getaran tanah fungsi waktu. Data ini tercatat dalam 3 komponen,yaitu komponen vertikal, utara-selatan, dan barat-timur. Data ini harus diubah ke formatASCII dan menghasilkan empat file, yaitu file komponen vertikal, utara-selatan, barat-timur,dan file header selanjutnya diolah menggunakan perangkat lunak GEOPSY. Spektrum fourierkomponen horizontal (barat-timur dan utara selatan) dirata-ratakan menggunakan akar rata-rata kuadrat, selanjutnya dibagi dengan spektrum fourier komponen vertikal dalam kawasanfrekuensi hingga diperoleh rata-rata spektrum H/V, dengan rumus:

H √[(SUtara-Selatan)2 + (SBarat-Timur)2]----- = ---------------------------------------- (1)V SVertikal

Notasi Rumus (1) adalah: H (komponen horizontal), V (komponen vertikal), dan S (sinyal)Prosedur pengolahan data mikrotremor menggunakan metode analisis HVSR digambarkanpada Gambar 2. Hasil keluaran perangkat lunak GEOPSY berupa rara-rata spektrummikrotremor. Dari spektrum ini dapat diketahui nilai frekuensi resonansi (fo) dan puncakspektrum mikrotremor (A) di lokasi pengukuran. Indeks kerentanan seismik (Kg) diperolehdengan membagi kuadrat puncak spektrum mikrotremor (A) dengan frekuensi resonansi (fo),seperti yang ditunjukkan Rumus (2).

Kg = A² / fo (2)



1142

Notasi dalam Rumus (2) tersebut adalah: Kg (indeks kerentanan seismik), A (puncak spektrummikrotremor), dan fo (frekuensi resonansi).Menurut Nakamura (2000), Nakamura et al. (2000), dan Nakamura (2008), nilai groundshear-strain (γ) pada lapisan tanah permukaan menggambarkan kemampuan material lapisantanah untuk saling meregang atau bergeser saat terjadi gempabumi. Untuk menghitungground shear-strain lapisan tanah permukaan di suatu tempat saat terjadi gempabumi,Nakamura (2000), Nakamura et al. (2000), dan Nakamura (2008) mengalikan antara indekskerentanan seismik berdasarkan mikrotremor dengan percepatan di batuan dasar, dirumuskansebagai berikut:

γ = Kg × (10-6) × α (3)

Notasi dalam rumus (1.9) tersebut adalah: γ (ground shear-strain), Kg (indeks kerentananseismik), (10-6 ditetapkan untuk mengestimasi nilai strain pada satuan 10-6 pada lapisan tanahpermukaan), dan α (percepatan/PGA di batuan dasar). Sementara itu PGA dihitungmenggunana percepatan empiris menurut Fukushima dan Tanaka (1990), yang dirumuskansebagai berikut:

Log α = 0,41M–log(R+0,032×100,41M

)–0,0034R+1,30 (1.10) (4)

Notasi dalam Rumus (1.10) tersebut adalah: α (percepatan di batuan dasar), M (Magnitudo),dan R (jarak antara suatu tempat dengan pusat gempabumi).Tingkat kerusakan digambarkan menggunakan rasio kerusakan (R). Nilai rasio kerusakandihitung berdasarkan perbandingan antara jumlah rumah yang rusak berat pada suatu wilayahdengan jumlah rumah yang ada pada suatu wilayah tersebut, hasilnya dikalikan 100%. Padatahapan ini, setelah dilakukan perhitungan rasio kerusakan pada setiap satuan bentuklahanselanjutnya dianalisis variasi rasio kerusakan pada setiap satuan bentuklahan. Hasil analisisini memberi petunjuk bentuklahan yang berpotensi mengalami kerusakan saat gempabumi.

3. DataZona Graben Bantul yang mengalami kerusakan akibat gempabumi Bantul 27 Mei 2006

memiliki bentuklahan yang bervariasi. Berdasarkan pertimbangan adanya keunikan polapersebaran kerusakan, maka daerah penelitian difokuskan di zona Graben Bantul yangmencakup 8 (delapan) satuan bentuklahan, yaitu: (1) Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda,(2) Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda, (3) Lereng Kaki Koluvial Perbukitan Baturagung,(4) Kompleks Beting Gisik dan Gumukpasir, (5) Dataran Fluviomarin, (6) PerbukitanStruktural Formasi Kebo, Butak, dan Semilir, (7) Perbukitan Struktural Formasi Nglanggran,serta (8) Perbukitan Struktural Formasi Sentolo. Lokasi daerah penelitian dan Peta SatuanBentuklahan Kabupaten Bantul disajikan pada Gambar 3.

Data primer yang digunakan dalam penelitian ini adalah data mikrotremor yang diperolahdengan cara survei lapangan secara langsung pada setiap satuan bentuklahan pada 26 Maret -14 April 2009 (Gambar 4). Jumlah pengukuran mikrotremor sebanyak 109 lokasi, setiaplokasi dilakukan pengukuran selama 30 menit dengan frekuensi sampling 100 Hz. Tekniksurvei mikrotremor yang dilakukan mengacu kepada standar SESAME European ResearchProject 2004. Data mikrotremor ini tersimpan dalam harddisk berupa sinyal digital 3komponen dalam bentuk soft file. Data ini dikumpulkan melalui survei mikrotremor dilapangan.

Data sekunder diperoleh dari studi pustaka berupa laporan hasil penelitian maupun instansiseperti: (1) Data satuan bentuklahan di zona Graben Bantul dan Data hasil pengukuran



1143

geolistrik dan airtanah (Langgeng dan Tjahyo, 2006), (2) Citra SRTM Jawa Tengah dan DIY,tahun 2004, skala 1: 350.000 dari USGS, (3) Data kerusakan rumah akibat gempabumi 27Mei 2006 (Bapeda Kab. Bantul), (4) Data parameter gempabumi utama 27 Mei 2006 dalamHarvard-CMT (2007), dan (5) Data gempabumi susulan 27 Mei 2006 dalam Walter et al.(2008).

4.Hasil dan Pembahasan4.1. Variasi Indeks Kerentanan Seismik

Indeks kerentanan seismik di zona Graben Bantul berkisar antara 0,04 dan 23,21. Nilaiindeks kerentanan seismik berkisar antara 1,0 hingga 23,21 tersebar pada satuan bentuklahanDataran Fluviovulkanik Merapi Muda, Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda, Lereng KakiKoluvial Perbukitan Baturagung, Kompleks Beting Gisik dan Gumukpasir, dan DataranFluviomarin. Indeks kerentanan seismik kurang dari 1,0 terdapat pada seluruh satuanbentuklahan perbukitan struktural, seperti satuan bentuklahan Perbukitan Struktural FormasiSentolo, Perbukitan Struktural Nglanggran, Perbukitan Struktural Kebo, Butak, dan Semilir.Peta persebaran spasial indeks kerentanan seismik disajikan pada Gambar 5.

Indeks kerentanan seismik pada setiap satuan bentuklahan dirata-ratakan untukmengetahui karakteristik indeks kerentanan seismik pada setiap satuan bentuklahan. Rata-rataindeks kerentanan seismik pada setiap satuan bentuklahan ditentukan karena penelitian iniberbasis pendekatan satuan bentuklahan. Adanya variasi indeks kerentanan seismik padasetiap satuan bentuklahan menunjukkan adanya ketidakhomogenan material penyusunbentuklahan serta adanya variasi ketebalan sedimen pada setiap satuan bentuklahan. Adanyavariasi indeks kerentanan seismik pada setiap satuan bentuklahan juga disebabkan olehkurang detilnya peta satuan bentuklahan yang digunakan dalam penelitian, namun demikianberdasarkan rata-rata indeks kerentanan seismik hasil penelitian secara umum sudahmenunjukkan perubahan yang mengikuti satuan bentuklahan (Tabel 1).

Variasi indeks kerentanan seismik secara lateral disebabkan oleh kondisi bentuklahan,seperti variasi relief dan material penyusun bentuklahan. Penelitian Nakamura et al. (2000)dan Nakamura (2008) menunjukkan bahwa indeks kerentanan seismik tinggi terdapat didaerah pesisir yang tersusun material aluvium. Indeks kerentanan seismik selanjutnyamengecil setelah memasuki kawasan perbukitan. Hal serupa juga dinyatakan Gurler et al.(2000), bahwa indeks kerentanan seismik tinggi terdapat pada jalur aliran sungai, kawasanreklamasi, dan bekas rawa. Indeks kerentanan seismik menurun setelah memasuki perbukitanyang tersusun oleh batuan keras. Fakta ini yang mendasari kesimpulan bahwa indekskerentanan seismik terkait dengan variasi relief dan jenis material penyusun bentuklahan.Fakta-fakta ini sesuai dengan hasil penelitian Nakamura et al. (2000), Gurler et al. (2000),dan Saita et al. (2004).

4.2. PGA di Batuan Dasar Saat GempabumiHasil perhitungan PGA (Peak Ground Acceleration) di batuan dasar yang dihitung

menggunakan Rumus Fukushima dan Tanaka (1990) menunjukkan bahwa pada saatgempabumi Bantul 27 Mei 2006 (M=6,4) di zona Graben Bantul mengalami PGA di batuandasar berkisar antara 361 dan 427 cm/detik2. Perhitungan ini tidak menggunakan model PGApoint source, hal ini disebabkan oleh lokasi penelitian yang mencakup zona Graben Bantulberdekatan dengan bidang sesar pemicu Gempabumi Bantul 27 Mei 2006, sehingga modelPGA yang lebih tepat digunakan dalam kajian ini adalah model PGA line source. Persebarannilai PGA di batuan dasar menggunakan model line source dinilai lebih realistis, karenadidasarkan kepada fakta bahwa pusat gempabumi tidak berupa titik, tetapi merupakan suatubidang sesar yang memanjang. Berdasarkan persebaran PGA di batuan dasar ini tampakbahwa nilai PGA terbesar terjadi di sekitar bidang sesar. Sebagai contoh hasil perhitungan, di



1144

Lanteng Dua, Imogiri yang lokasinya berdekatan dengan bidang sesar mengalami PGAsebesar 427 cm/detik2. Nilai PGA mengecil terhadap bertambahnya jarak dari bidang sesar,sehingga di Sembung, Pajangan, yang merupakan lokasi paling jauh dari bidang sesar, hanyamengalami PGA sebesar 361 cm/detik2. Persebaran spasial PGA di zona Graben Bantultampak membentuk pola setengah ellips karena pusat gempabumi merupakan bidang sesaryang memanjang.

Fenomena menurunnya nilai PGA dengan gradasi yang seragam terhadapbertambahnya jarak disebabkan oleh model PGA empiris yang digunakan hanya berdasarkankepada masukan data magnitudo gempabumi dan jarak dari pusat gempabumi. Akibat darimodel ini menyebabkan semakin jauh lokasi dari pusat gempabumi maka nilai percepatannyasemakin berkurang, sehingga semakin jauh suatu tempat dari bidang sesar akan mengalamiPGA yang semakin kecil. Nilai PGA di batuan dasar dengan indeks kerentanan seismikberdasarkan mikrotremor akan berguna untuk mengkaji besarnya nilai ground shear-strainyang terjadi pada setiap satuan bentuklahan di zona Graben Bantul saat terjadi gempabumiBantul 27 Mei 2006.

4.3. Nilai Ground Shear-Strain pada Setiap Satuan BentuklahanNilai ground shear-strain (γ) pada setiap satuan bentuklahan menggambarkan

kemampuan material penyusun bentuklahan untuk meregang dan bergeser saat terjadigempabumi. Untuk menghitung besarnya nilai ground shear-strain di suatu tempat,Nakamura et al. (2000) dan Nakamura (2008) melakukan perkalian antara indeks kerentananseismik berdasarkan mikrotremor dengan besarnya PGA di batuan dasar. Hasil perhitunganmenunjukkan bahwa besarnya nilai ground shear-strain lapisan tanah permukaan di zonaGraben Bantul saat terjadi gempabumi Bantul 27 Mei 2006 berkisar antara γ=14×10-6 hinggaγ=9.634×10-6. Secara spasial nilai ground shear-strain yang besar terjadi pada satuanbentuklahan Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda dan Dataran Kaki Vulkanik Merapi Mudamencakup wilayah Kecamatan Pundong bagian barat, Jetis, Imogiri bagian barat, Pleretbagian barat, dan Banguntapan bagian selatan.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa rata-rata ground shear-strain paling besarterdapat pada satuan bentuklahan Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda (γ=3.402×10-6)sedangkan rata-rata ground shear-strain paling kecil terdapat pada satuan bentuklahanPerbukitan Struktural Formasi Sentolo (γ=36×10-6). Hasil ini menunjukkan bahwa besarnyaground shear-strain sangat dipengaruhi tingkat kekompakan material penyusun. Ishihara(1982) menyatakan bahwa semakin besar ground shear-strain menyebabkan lapisan tanahmudah mengalami longsoran, rekahan, dan likuefaksi. Makin kecil ground shear-strainkondisi tanah makin stabil. Pada strain 10-6 kondisi tanah hanya mengalami getaran, tetapipada strain 10-2 lapisan tanah mengalami longsoran dan likuefaksi. Kajian ground shear-strain efektif untuk menilai bahaya gempabumi karena dapat mengetahui tingkat kerentanansatuan bentuklahan terkait gempabumi.

4.4. Hubungan Antara Indeks Kerentanan Seismik, Ground Shear-Strain, dan RasioKerusakan

Hasil perhitungan rasio kerusakan rumah pada setiap satuan bentuklahan di daerahpenelitian menunjukkan nilai yang bervariasi. Urutan nilai rasio kerusakan rumah dari yangpaling besar hingga yang paling kecil pada setiap satuan bentuklahan disajikan pada Tabel 2.Jika mengamati urutan rasio kerusakan dari yang terbesar hingga yang terkecil tersebut,tampak rasio kerusakan rumah paling besar terjadi pada satuan bentuklahan DataranFluviovulkanik Merapi Muda, dan rasio kerusakan rumah paling kecil terjadi pada satuanbentuklahan Perbukitan Struktural Formasi Sentolo. Seperti halnya pada ground shear-strain,



1145

urutan ini juga mencerminkan tingkat kekompakan material penyusun satuan bentuklahan,dari material lepas hingga batuan keras pada singkapan permukaan.

Besarnya rasio kerusakan rumah berkaitan dengan kondisi bentuklahan. Jikamengamati rasio kerusakan rumah hasil perhitungan di atas, tampak bahwa besarnya rasiokerusakan rumah berubah mengikuti satuan bentuklahan. Rasio kerusakan rumah paling besarterjadi pada satuan bentuklahan Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda (R=75,3%), sementararasio kerusakan paling kecil terjadi pada satuan bentuklahan Perbukitan Struktural FormasiSentolo (R=12,0%). Pengkajian rasio kerusakan rumah berdasarkan pendekatan bentuklahanpernah dilakukan Midorikawa (2002) menggunakan data gempabumi Kanto 1923. Hasilpenelitiannya menunjukkan adanya hubungan antara rasio kerusakan rumah dengan satuanbentuklahan. Rasio kerusakan rumah cenderung besar (70%) pada satuan bentuklahan rawabelakang, dataran lembah, tanggul alam, dan kipas aluvial, sedangkan rasio kerusakan rumahcenderung kecil (50,0%) pada satuan bentuklahan gumukpasir dan teras. Ada kesesuaianantara penelitian Midorikawa (2002) dengan penelitian ini, karena rasio kerusakan rumahterbesar terdapat pada bentuklahan Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda dan Dataran KakiVulkanik Merapi Muda.

Besarnya rasio kerusakan rumah pada setiap satuan bentuklahan disebabkan oleh jenismaterial penyusun. Pada bagian sebelumnya sudah dikemukakan bahwa karakteristik satuanbentuklahan yang tersusun oleh material lepas seperti pasir dan kerikil akan memiliki groundshear-strain yang lebih besar saat terjadi gempabumi. Ini menjadi fakta empiris bahwa padasatuan bentuklahan yang tersusun oleh material lepas seperti Dataran Fluviovulkanik MerapiMuda dan Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda akan mengalami kerusakan rumah yang lebihparah saat terjadi gempabumi kuat. Sebaliknya pada bentuklahan yang tersusun oleh batuankeras seperti perbukitan struktural akan mengalami kerusakan ringan karena kecilnya groundshear-strain yang terjadi saat gempabumi. Hasil ini sesuai pendapat Midorikawa (2002)terkait hubungan antara rasio kerusakan rumah dengan kondisi bentuklahan.

Jika mengamati persebaran indeks kerentanan seismik di zona Graben Bantul hasilpenelitian ini, tampak fenomena menarik, dalam hal ini persebaran indeks kerentanan seismiktinggi terkonsentrasi pada satuan bentuklahan Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda danDataran Kaki Vulkanik Merapi Muda, yang mencakup wilayah Kecamatan Pundong bagianbarat, Bambanglipuro bagian timur, Imogiri bagian barat, Jetis, Pleret bagian barat, danBanguntapan bagian selatan. Berdasarkan data kerusakan bangunan rumah akibat gempabumiBantul 27 Mei 2006 menurut Yamazaki dan Matsuoka (2008), ternyata pada satuanbentuklahan Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda dan Dataran Kaki Vulkanik Merapi Mudamerupakan kawasan yang mengalami kerusakan paling parah saat gempabumi. Adanyakemiripan pola persebaran kerusakan rumah dan indeks kerentanan seismik pada satuanbentuklahan Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda dan Dataran Kaki Vulkanik Merapi Mudameyakinkan kehandalan teknik indeks kerentanan seismik dalam memprediksi kawasan yangmengalami kerusakan akibat gempabumi seperti pendapat Saita et al., (2004) dan Gurler et al.,(2000). Ada kemiripan pola antara persebaran indeks kerentanan seismik dengan persebarankerusakan rumah akibat gempabumi Bantul 27 Mei 2006. Pada lokasi indeks kerentananseismik tinggi ternyata banyak bangunan rumah mengalami rusak berat, sedangkan padalokasi indeks kerentanan seismik rendah, beberapa bangunan rumah hanya mengalamikerusakan ringan (Gambar 6).

Tingkat kerusakan rumah akibat gempabumi disebabkan oleh besarnya ground shear-strain yang terjadi saat terjadi gempabumi. Perhitungan ground shear-strain lapisan tanahpermukaan dapat menjelaskan fenomena keunikan persebaran kerusakan rumah akibatgempabumi terkait dengan lokasi episenter gempabumi. Sebagai contoh, daerah kerusakanrumah yang parah akibat gempabumi 27 Mei 2006 terkonsentrasi di daerah yang lokasinya



1146

relatif jauh dari pusat gempabumi, sementara daerah yang lokasinya berdekatan dengan pusatgempabumi justru mengalami kerusakan ringan.

Jika ada hubungan antara indeks kerentanan seismik dengan rasio kerusakan, makaground shear-strain lapisan tanah juga berhubungan dengan rasio kerusakan. Hasilperhitungan menunjukkan ada hubungan antara indeks kerentanan seismik, ground shear-strain, dan rasio kerusakan dengan satuan bentuklahan. Ground shear-strain γ=8.637×10-6berhubungan dengan rasio kerusakan 77%, ground shear-strain γ=3167×10-6 berhubungandengan rasio kerusakan 48%. Ada kecenderungan semakin kompak material penyusunbentuklahan akan semakin kecil indeks kerentanan seismik, ground shear-strain, dan rasiokerusakannya.

Ada hubungan antara indeks kerentanan seismik, ground shear-strain, dan rasiokerusakan rumah dengan satuan bentuklahan (Gambar 7). Semakin tinggi indeks kerentananseismik pada satuan bentuklahan, maka saat gempabumi akan mengalami ground shear-strainyang semakin besar, sehingga menimbulkan rasio kerusakan rumah yang besar pada bentuklahantersebut. Hubungan antara indeks kerentanan seismik, ground shear-strain, dan rasio kerusakanrumah dengan satuan bentuklahan mampu menjawab fenomena persebaran kerusakan yangterkonsentrasi pada satuan bentuklahan Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda dan Dataran KakiVulkanik Merapi Muda di zona Graben Bantul yang lokasinya jauh dari episenter.

Kerusakan parah yang terkonsentrasi pada satuan bentuklahan Dataran FluviovulkanikMerapi Muda dan Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda merupakan cerminan tingginya indekskerentanan pada satuan bentuklahan tersebut, sehingga saat gempabumi membangkitkan groundshear-strain yang besar pada kedua satuan bentuklahan tersebut. Nilai ground shear-strain yangbesar pada satuan bentuklahan Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda dan Dataran Kaki VulkanikMerapi Muda menyebabkan material penyusun bentuklahan berguncang hebat saat gempabumi,sehingga meskipun lokasinya jauh dari episenter tetap menyebabkan bangunan rumah mengalamikerusakan, rekahan tanah, dan likuefaksi. Kedua satuan bentuklahan ini morfologinya dataran,materialnya didominasi kerikil dan pasir dengan muka airtanah dangkal. Berdasarkan gambarantersebut, tampak bahwa tingginya indeks kerentanan seismik, ground shear-strain, dan rasiokerusakan rumah terkait dengan material lepas seperti pasir dan kerikil hasil deposisi lahar Merapiyang terkonsentrasi di zona Graben Bantul. Kerusakan parah yang terjadi pada satuan bentuklahanDataran Fluviovulkanik Merapi Muda dan Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda merupakangambaran fenomena local site effect di Graben Bantul saat gempabumi 27 Mei 2006.

5. Kesimpulana. Karakteristik indeks kerentanan seismik berdasarkan mikrotremor, ground shear-strain,

dan rasio kerusakan rumah berubah mengikuti satuan bentuklahan.b. Pola persebaran spasial indeks kerentanan seismik berdasarkan mikrotremor memiliki

kemiripan dengan persebaran rasio kerusakan rumah, persebaran lokasi kejadian likuefaksi,dan persebaran lokasi kejadian rekahan tanah akibat gempabumi Bantul 27 Mei 2006.

c. Semakin lunak material penyusun bentuklahan maka akan semakin besar nilai indekskerentanan seismik, ground shear-strain, dan rasio kerusakannya. Semakin kompakmaterial penyusun bentuklahan maka akan semakin kecil nilai indeks kerentanan seismik,ground shear-strain, dan rasio kerusakannya.

d. Persebaran kerusakan rumah akibat gempabumi Bantul 27 Mei 2006 yang terkonsentrasi dizona Graben Bantul merupakan fenomena efek tapak lokal (local site effect) yangdisebabkan oleh tingginya indeks kerentanan seismik pada Dataran Fluviovulkanik MerapiMuda dan Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda.

Acknowledgements



1147

Kami mengucapkan terimakasih kepada Team Leader of Risk Information SystemManagement for Yogyakarta Special Province (RIMSY Project) Prof. Dr. Junun Sartohadi,M.Sc. Universitas Gadjah Mada yang telah memberi dukungan pendanaan terhadappenelitian ini hingga selesai.

Daftar PustakaBoen, T. (2006). Yogyakarta Earthquake 27 May 2006, Structural Damage Report. Senior

AdvisorWSSI (World Seismic Safety Initiative).Fukushima, Y. and Tanaka, T.A. (1990). A new attenuation relation for peak horizontal

acceleration of strong earthquake ground motion in Japan, Bulletin of the SeismologicalSociety of America, v.80, no. 4, p.757-783.

Gurler, E.D., Nakamura, Y., Saita, J.,Sato, T. (2000). Local site effect of Mexico City basedon microtremor measurement. 6thInternational Conference on Seismic Zonation,Palm Spring Riviera Resort, California, USA, pp.65.

Harvard-CMT. 2007. Focal mechanism of the 2006 Yogyakarta Earthquake, The website ofthe Harvard Global CMT, id#20062253A, (available at http://www.globalcmt.org).

Ishihara, K. (1982). Introduction to Dynamic Soil Mechanism. Japan.Langgeng W. S. dan Tjahyo N.A. (2006). Penyelidikan Potensi Airtanah, Cekungan Airtanah

Sleman-Yogyakarta. Lap. Akhir. Disperindagkop, Prov. DIY.Midorikawa, S. (2002). Importance of damage data from destructive earthquakes for seismic

microzoning damage distribution during the 1923 Kanto, Japan earthquake. Annalsof Geophysics, Vol. 45, No. 6.

Miura, H., Yamasaki, F., and Matsuoka, M. (2007). Identification of damaged area due to the2006 Central Java Earthquake using satellite optical images. Urban Remote SensingJoint Event.

Nakamura, Y. (2000). Clear Identification of Fundamental Idea of Nakamura’s Techniqueand Its Application.World Conference of Earthquake Engineering.

Nakamura, Y. (2008). On The H/V Spectrum. The 14th World Conference on EarthquakeEngineering, Beijing, China.

Nakamura, Y., Sato, T., and Nishinaga, M. (2000). Local Site Effect of Kobe Based onMicrotremor Measurement. Proceeding of the Sixth International Conference onSeismic Zonation EERI, Palm Springs California.

Rahardjo, W., Sukandarrumidi, and H. Rosidi. 1977. Geologic map of the Yogyakarta.Quadrangle, Java, scale 1:100,000, 8 pp., Geological Survey of Indonesia, Minister ofMines, Jakarta.

Saita, J., Bautista, M.L.P. and Nakamura, Y. (2004). On Relationship Between The EstimatedStrong Motion Characteristic of Surface Layer and The Earthquake Damage: CaseStudy at Intramuros, Metro Manila-. 13

thWorld Conference on Earthquake

Engineering, Paper No. 905, Vancouver, B.C., Canada.Walter, T.R., B.G. Luehr, R. Wang, M. Sobiesiak, H. Grosser, H.U. Wetzel, C. Milkereit, J.

Zschau, J. Wassermann, P.J. Prih Harjadi and Kirbani S. B. (2008). The 26 May 20066.4 Yogyakarta Earthquake South of Mt. Merapi Volcano: Did Lahar DepositsAmplify Ground Shaking and thus Lead to Disaster?, Geochemistry, Geophysics,Geosystems, An Electronic Journal of the Earth System.

Yamazaki, F. and Matsuoka, M. (2007). Remote Sensing Tools For Earthquake Response andRecovery. International Symposium on Remote Sensing Applications to NaturalHazard.

http://www.globalcmt.org



1148

Gambar 1. Episenter gempabumi Bantul 27 Mei 2006 dan lokasi gempabumi susulan(Harvard-CMT, 2007; Walter et al., 2008)

Gambar 2. Analisis Horizontal to Vertical Spectrum Ratio (HVSR)



1149

Gambar 3. Lokasi pengukuran mikrotremor di setiap satuan bentuklahan di zona GrabenBantul

Gambar 4. Pelaksanaan survei mikrotremor pada setiap satuan bentuklahan



1150

Gambar 5. Peta persebaran spasial indeks kerentanan seismik di zona Graben Bantul

Gambar 6. Peta persebaran spasial indeks kerentanan seismik dan tingkat kerusakan rumah(Foto: Boen, 2006 dan Daryono, 2009)



1151

Gambar 7. Indeks kerentanan seismik, ground shear-strain, dan rasio kerusakan pada setiapsatuan bentuklahan

Tabel 1. Rata-rata indeks kerentanan seismik pada setiap satuan bentuklahanNo Satuan bentuklahan Rata-rata Kg

1 Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda 8,52 Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda 8,03 Lereng Kaki Koluvial Perbukitan Baturagung 3,04 Kompleks Beting Gisik dan Gumukpasir 2,56 Dataran Fluviomarin 1,95 Perbukitan Struktural Formasi Kebo, Butak, dan Semilir 0,67 Perbukitan Struktural Formasi Nglanggran 0,38 Perbukitan Struktural Formasi Sentolo 0,1

Tabel 2. Rasio kerusakan (R) rumah pada setiap satuan bentuklahanNo Satuan bentuklahan R (%)1 Dataran Fluviovulkanik Merapi Muda 75,32 Dataran Kaki Vulkanik Merapi Muda 44,33 Lereng Kaki Koluvial Perbukitan Baturagung 204 Kompleks Beting Gisik dan Gumukpasir 166 Dataran Fluviomarin 16,35 Perbukitan Struktural Formasi Kebo, Butak, dan Semilir 15,67 Perbukitan Struktural Formasi Nglanggran 14,08 Perbukitan Struktural Formasi Sentolo 12

hubunganantaraindekskerentananseismikdan ......jika mengamati urutan rasio kerusakan dari yang...

Documents