peta rawan kegempaan pulau sumatera...

PETA RAWAN KEGEMPAAN PULAU SUMATERA BERDASARKAN ANALISA PROBABILISTIK

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat kurikuler Program Sarjana Geofisika

Oleh:

Nama : Felik Ferdian NIM : 12403006

PROGRAM STUDI GEOFISIKA FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

LEMBAR PENGESAHAN

PETA RAWAN KEGEMPAAN PULAU SUMATERA BERDASARKAN ANALISA PROBABILISTIK

Oleh

_Felik Ferdian_ NIM : 12403006

Program Studi Geofisika Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan

Institut Teknologi Bandung

Bandung, 30 Juni 2008

Telah diperiksa dan disahkan,

Pembimbing

Wahyu Triyoso, Ph.D. NIP : 131 801 350

Peta Rawan Kegempaan Pulau Sumatera Berdasarkan Analisa Probabilistik

ii

Kata Pengantar

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat dan hidayah-Nya kepada yang dikehendaki-Nya. Salawat serta salam semoga dilimpahkan kepada Rasul rahmatan lil alamin Nabi Besar Muhammad SAW. Semoga dalam penyelesaian Tugas Akhir ini selalu berada dalam keridhoan-Nya.

Pada kesempatan ini penulis sangat berterima kasih kepada:

1. Ibunda, ayahanda, adik serta keluarga besar yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materil yang tak terhingga sampai saat ini.

2. Bapak Wahyu Triyoso, Ph.D selaku pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan, saran, motivasi, perbaikan, dan fasilitas sampai penyelesaian tugas akhir ini.

3. Bapak Sonny Winardhi, Ph.D, Bapak Dr. Hendra Grandis, Bapak Untoro MS, Bapak Dr. Awali Priyono, Bapak Dr Nanang T Puspito, Bapak Prof. Sri Widyantoro, Bapak Afnimar, Ph.D, Bapak Drs Muhammad Ahmad, Bapak Dr Gunawan Ibrahim, dan Bapak Tedy Yudistira M.Si, atas segala ilmu yang diajarkan selama penulis berada di ITB, semoga dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan masyarakat pada umumnya.

4. Seluruh jajaran staf Tata Usaha Departemen GM dan staf Tata Usaha Program Studi Teknik Geofisika, atas kelancaranya dalam administratif.

5. Semua pihak yang telah membantu dan memperlancar penelitian dan penyusunan tugas akhir ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Semoga segala bantuan baik secara langsung maupun tidak langsung dapat menjadi amal kebaikan dan mendapatkan keridhoan Allah SWT, serta mendapat balasan yang setimpal dan berlipat. Semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya. Kritik dan saran membangun sangat diharapkan penulis demi pengembangan keilmuan geofisika.

Bandung, Juni 2008

Felik Ferdian


iii

Daftar Isi

Lembar Pengesahan ............................................................................................................................... i

Kata Pengantar ..................................................................................................................................... ii

Daftar Isi ............................................................................................................................................... iii

Daftar Gambar ...................................................................................................................................... v

Abstrak ................................................................................................................................................ vii

I. Pendahuluan ..................................................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................................................................ 1

1.2 Tujuan ......................................................................................................................................... 1

1.3 Batasan Masalah ......................................................................................................................... 1

1.4 Sistematika Penulisan ................................................................................................................. 2

II. Teori Dasar ...................................................................................................................................... 2

2.1 Gempa Bumi ............................................................................................................................... 2

2.2 Besaran Gempa Bumi ................................................................................................................. 3

2.3 Resiko Gempa ............................................................................................................................. 6

2.4 Rawan Kegempaan dan Resiko Gempa ...................................................................................... 6

2.5 Teori Probabilitas ........................................................................................................................ 7

2.6 Fungsi Atenuasi ........................................................................................................................... 8

2.7 Percepatan Gempa di Batuan Dasar .......................................................................................... 10

III. Data dan Pengolahan Data ......................................................................................................... 10

3.1 Data Katalog Gempa Bumi ....................................................................................................... 10

3.2 Konversi Skala Magnitudo ........................................................................................................ 11

3.3 Declustering .............................................................................................................................. 11

3.4 Model Zona Sumber Gempa ..................................................................................................... 12

3.5 Probabilistic Seismic Hazard Analysis ..................................................................................... 12

IV. Hasil dan Analisa ......................................................................................................................... 13

4.1 PSHA: Subduksi ....................................................................................................................... 14

4.2 PSHA: Sesar Aktif .................................................................................................................... 14

4.3 PSHA: Background Source ....................................................................................................... 15


iv

4.4 PSHA: Kombinasi ..................................................................................................................... 16

4.5 Kurva Rawan Kegempaan......................................................................................................... 17

V. Kesimpulan dan Saran ................................................................................................................. 19

5.1 Kesimpulan ............................................................................................................................... 19

5.2 Saran ......................................................................................................................................... 20

Daftar Pustaka .................................................................................................................................... 21

Lampiran ............................................................................................................................................. 22


v

Daftar Gambar

Gambar 2.1 Gelombang seismik pada gempa bumi ................................................................................................... 2 Gambar 2.2 Lempeng tektonik bumi ...................................................................................................................... 3 Gambar 2.3 Tipe batas lempeng tektonik .............................................................................................................. 3 Gambar 2.4 Teori bingkas elastik ........................................................................................................................... 3 Gambar 4.1 Peta rawan kegempaan kegempaan pengaruh subduksi ............................................................... 14 Gambar 4.2 Peta rawan kegempaan pengaruh sesar aktif .................................................................................. 15 Gambar 4.3 Peta rawan kegempaan pengaruh background source ................................................................... 16 Gambar 4.4 Peta rawan kegempaan kombinasi semua sumber gempa ............................................................ 16 Gambar 4.5 Kurva rawan kegempaan kota Banda Aceh .......................................................................................... 18 Gambar 4.6 Kurva rawan kegempaan kota Padang .................................................................................................. 18 Gambar 4.7 Kurva rawan kegempaan kota Bengkulu .............................................................................................. 18

Lampiran 1 Diagram alir pengolahan data ............................................................................................................... 23 Lampiran 2 Plot seismisitas Pulau Sumatera ............................................................................................................ 24 Lampiran 3 Time series kegempaan Pulau Sumatera ............................................................................................... 24 Lampiran 4 Histogram kedalaman terhadap kejadian gempa................................................................................... 25 Lampiran 5 Histogram magnitudo terhadap kejadian gempa ................................................................................... 25 Lampiran 6 Histogram tahun terhadap kejadian gempa ........................................................................................... 26 Lampiran 7 Slice section seismisitas Pulau Sumatera .............................................................................................. 26 Lampiran 8 Peta rawan kegempaan pengaruh subduksi PE 2%50 ........................................................................... 27 Lampiran 9 Peta rawan kegempaan pengaruh sesar akitf PE 2%50 ......................................................................... 27 Lampiran 10 Peta rawan kegempaan pengaruh background source PE 2%50 ........................................................... 28


vi

Lampiran 11 Peta rawan kegempaan kombinasi semua sumber gempa PE 2%50 ..................................................... 28 Lampiran 12 Peta rawan kegempaan pengaruh subduksi PE 5%50 ........................................................................... 29 Lampiran 13 Peta rawan kegempaan pengaruh sesar aktif PE 5%50 ......................................................................... 29 Lampiran 14 Peta rawan kegempaan pengaruh background source PE 5%50 ........................................................... 30 Lampiran 15 Peta rawan kegempaan kombinasi semua sumber gempa PE 5%50 ..................................................... 30 Lampiran 16 Tabel rawan kegempaan tiap kota besar di Sumatera ........................................................................... 31 Lampiran 17 Kurva resiko kota Bandar Lampung ..................................................................................................... 31 Lampiran 18 Kurva rawan kegempaan kota Pekanbaru ............................................................................................. 32 Lampiran 19 Kurva rawan kegempaan kota Medan ................................................................................................... 32 Lampiran 20 Kurva rawan kegempaan kota Palembang ............................................................................................ 33 Lampiran 21 Kurva rawan kegempaan kota Jambi .................................................................................................... 33 Lampiran 22 Kurva rawan kegempaan kota Tanjung Pinang .................................................................................... 34 Lampiran 23 Kurva rawan kegempaan kota Pangkal Pinang ..................................................................................... 34

vii

PETA RAWAN KEGEMPAAN PULAU SUMATERA

BERDASARKAN ANALISA PROBABILISTIK

Oleh : Nama : Felik Ferdian

NIM : 12403006

Pembimbing : Wahyu Triyoso, Ph.D.

Program Studi Geofisika Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan


ABSTRAK

Pulau Sumatera merupakan daerah dengan tingkat seismisitas yang tinggi sehingga studi tentang potensi kegempaan dengan pembuatan peta rawan kegempaan perlu dilakukan sebagai salah satu bahan masukan dalam melakukan mitigasi bencana gempa bumi maupun aplikasinya dalam bidang geoteknik. Metoda yang dapat digunakan untuk menganalisa rawan kegempaan adalah dengan konsep probabilitas, yaitu probability seismic hazard analysis (PSHA). Dengan metoda ini ketidakpastian dari besar, lokasi dan kecepatan perulangan (rate of recurrence) dari gempa maupun variasi dari karakteristik gerakan tanah akibat besar dan lokasi gempa secara eksplisit ikut diperhitungkan dalam evaluasi rawan kegempaan.

Data katalog yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari katalog yang diterbitkan oleh Engdahl, yaitu data katalog gempa yang terjadi di sekitar Pulau Sumatera mulai tahun 1964 sampai dengan tahun 1999, dengan kedalaman maksimum 100 km dan magnitudo lebih besar sama dengan 5 (lima). Sedangkan sebagai data geologi sumber gempa berasal dari sesar Besar Sumatera dan zona subduksi yang terdapat di Pulau Sumatera, didapatkan dari hasil penelitian DH Natawidjaja (2002).

Hasil yang didapat merupakan peta kontur rawan kegempaan yang direpresentasikan oleh harga percepatan pergerakan tanah maksimum di batuan dasar untuk perioda ulang 475 tahun (10% terlampaui dalam 50 tahun), 975 tahun (5% terlampaui dalam 50 tahun), dan 2.475 tahun (2% terlampaui dalam 50 tahun).

Kata kunci : rawan kegempaan, probabilistik, sumber gempa

viii

SEISMIC HAZARD OF SUMATERA

BASED ON PROBABILISTIC ANALYSIS

Felik Ferdian

12403006

Supervisor : Wahyu Triyoso, Ph.D.

Geophysics Program Faculty of Mining and Petroleum Engineering


ABSTRACT

Sumatera is a region with a high of seismisity level so the study of seismic hazard is needed by making a seismic hazard map as a proposition of mitigation and also to geotechnical. One method that can be used is probabilty approach, Probabability Seismic Hazard Analysis (PSHA). With this method the uncertainty of value, location, and rate of recurrence of earthquakes and also variation of ground shaking characteristic are explisitly considered in evaluation of seismic hazard.

This study use earthquake data catalog from Engdahl, which is earthquake data catalog that occured at Sumatera Island since 1964 till the end of 1999, with maximum depth is 100 kilometres and magnitude are larger than 5 (five). Whereas geological data of seismic source, Sumatera fault zone and subduction, are obtained from previous research by DH Natawidjaja (2002).

Seismic hazard result is a contour of peak ground acceleration (PGA) at the base rock which represent the hazard for return period of 475 years (probablilty of exceedance 10% 50 years), 975 years (probability of exceedance 5% 50 years), and 2,475 years (probability of exceedance 10% 50 years).

Keywords : seismic hazard, probability, seismic source


1

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Letak geografis Indonesia yang

terletak pada pertemuan 3 (tiga) batas

lempeng utama, yaitu lempeng

Eurasia, lempeng Indo-Australia, dan

lempeng Filipina menyebabkan

Indonesia menjadi wilayah dengan

zona tektonik aktif yang sangat rawan

terhadap bencana gempa bumi. Studi

tentang rawan kegempaan dengan

pembuatan peta rawan kegempaan

perlu dilakukan sebagai salah satu

bahan masukan dalam melakukan

mitigasi bencana gempa bumi maupun

aplikasinya dalam bidang geoteknik.

Studi pada Pulau Sumatera

dilakukan dikarenakan pada daerah

tersebut sangat rawan terhadap

terjadinya gempa bumi dangkal yang

bisa bersifat sangat merusak dan

menyebabkan kerugian, baik itu dalam

bentuk kerugian korban manusia

maupun kerugian material. Pulau

Sumatera yang secara geografis

terletak di ujung Barat dari Indonesia

merupakan salah satu daerah dengan

aktivitas kegempaan yang sangat besar.

Adanya zona konvergen yang ditandai

dengan subduksi dari lempeng Indo-

Australia terhadap lempeng Eurasia

yang memanjang sepanjang bagian

Barat dari Pulau Sumatera hingga

menerus ke arah Timur di bagian

Selatan Pulau Jawa. Selain itu terdapat

pula sesar aktif Semangko Fault yang

memanjang sepanjang Pegunungan

Barisan yang merupakan penerusan

dari sesar di Kepulauan Nicobar dan

berakhir hingga ke ujung Selatan Pulau

Sumatera.

Dalam Tugas Akhir ini akan

dilakukan analisa rawan kegempaan

dengan menggunakan metoda

Probabilistic Seismic Hazard Analysis

(PSHA), dengan meninjau semua

potensi sumber gempa yang dapat

mempengaruhi tingkat kegempaan

Pulau Sumatera.

1.2. Tujuan

Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah

sebagai berikut :

• Mendapatkan peta rawan

kegempaan Pulau Sumatera

dengan menggunakan metoda

probababilistik.

• Mendapatkan harga nilai

percepatan tanah maksimum pada

kota-kota besar di Pulau

Sumatera.

1.3. Batasan Masalah

Dalam penulisan Tugas Akhir ini

dilakukan pembatasan masalah untuk


2

menyederhanakan masalah yang

dihadapi yaitu sebagai berikut :

• Faktor goncangan didekati dengan

nilai estimasi PGA (Peak Ground

Accelaration).

• Efek lokal pada daerah penelitian

dianggap seragam.

• Model berdasarkan katalog gempa

Engdahl daerah penelitian mulai

tahun 1964 sampai akhir tahun

1999 dengan nilai magnitudo di

atas 5 dan kedalaman maksimum

adalah 100 km.

1.4. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan pada Tugas

Akhir ini adalah sebagai berikut :

• Bab I Pendahuluan

Berisikan latar belakang, tujuan,

batasan masalah dan sistematika

penulisan.

• Bab II Teori Dasar

Menjelaskan dasar teori yang

berkenaan dengan Tugas Akhir.

• Bab III Data dan Pengolahan Data

Membahas mengenai data dan

perangkat lunak yang digunakan

serta langkah pengerjaan hingga

diperoleh hasil yang diinginkan.

• Bab IV Hasil dan Analisa

Berisikan analisa terhadap hasil

data yang diperoleh.

• Bab V Kesimpulan dan Saran

Berisikan mengenai kesimpulan

dari keseluruhan hasil penelitian

dalam Tugas Akhir ini dan juga

saran untuk penelitian serupa di

masa yang akan datang.

II. TEORI DASAR

2.1 Gempa Bumi

Gempa bumi merupakan suatu

pelepasan energi dari dalam bumi

secara tiba-tiba dan cepat serta

merambat kesegala arah sebagai

gelombang seismik. Secara umum

sumber dari terjadinya suatu gempa

bumi ada 3 (tiga) buah, yaitu: gempa

bumi tektonik, gempa bumi vulkanik,

dan gempa bumi akibat runtuhan.

Gambar 2.1

Gelombang seismik pada gempa bumi

Pada gempa bumi tektonik

biasanya terjadi di pertemuan batas

dari 2 (dua) buah lempeng (plate

boundary) yang saling bersinggungan,


3

yang terbagi menjadi 3 (tiga) buah

plate boundary, yaitu zona konvergen,

zona divergen, dan strike-slip.

Gambar 2.2

Lempeng tektonik bumi

Gambar 2.3

Tipe batas lempeng tektonik

Adanya gaya-gaya yang bekerja

pada bidang tersebut dan konstanta

elastisitas serta akumulasi energi

menyebabkan terjadinya deformasi

batuan dan pelepasan energi menjadi

perambatan gelombang seismik.

Ilustrasi dari mekanisme gempa bumi

berdasarkan teori bingkas elastik

seperti di bawah ini:

Gambar 2.4

Teori bingkas elastik

2.2 Besaran Gempa Bumi

Besaran gempa merupakan suatu

parameter yang penting dan dapat

didefinisikan dengan beberapa cara

yang berbeda seperti intensitas gempa,

magnituda gempa, dan besarnya energi

gempa.

2.2.1 Intensitas Gempa Bumi

Ukuran intensitas ini mulai

dikembangkan pada saat alat

seismograf belum dikembangkan dan

dipergunakan secara luas dan umum.

Pada saat ini penggunaan skala

intensitas hanya sebagai pelengkap

dan untuk menggambarkan tingkat

kerusakan yang terjadi akibat

aktivitas gempa bumi pada suatu

daerah dan sekitarnya secara

kualitatif dari pengamatan visual dan

laporan masyarakat.

Berikut ini adalah beberapa

skala intensitas gempa bumi di

dunia:

• Modified-Mercalli Intensity Scale

(MMI), dibuat berdasarkan

pengamatan efek gempa yang terjadi


4

di Amerika Utara dan terdapat 12

(dua belas) tingkatan.

• Skala Ross-Forel (RF) dan skala

Mercalli-Cancani-Sieberg, dibuat

berdasarkan pengamatan gempa di

negara-negara Eropa Barat.

• Japan Meteorology Agency Scale

(JMA), dibuat berdasarkan

pengamatan gempa di Jepang,

terdapat 8 (delapan) tingkatan dan

digunakan di negara Jepang.

• Medvedey-Spoonheueur-Karnik

Scale (MSK), dibuat berdasarkan

pengamatan di Rusia dan digunakan

di negara-negara Eropa Tengah dan

Eropa Timur.

2.2.2 Magnitudo Gempa Bumi

Sejalan dengan perkembangan

ilmu pengetahuan tentang gempa

bumi maka berkembang pula skala-

skala magnitudo yang

menggambarkan kekuatan besaran

gempa bumi.

• Magnitudo Lokal (ML)

Pada tahun 1935, Charles F.

Richter dengan menggunakan

seismometer Wood-Anderson

mendefinisikan skala magnitudo

untuk gempa dangkal dan gempa

lokal (jarak episentral lebih kecil dari

600 km) di Selatan California. Skala

magnitudo yang didefinisikan oleh

Richter ini dikenal sebagai

magnitudo lokal dan merupakan

skala magnitudo yang pertama.

Magnitudo lokal suatu gempa

ditentukan berdasarkan data

amplitudo maksimum dari

gelombang gempa yang terekam

pada seismograf jenis Wood-

Anderson, dengan perumusan:

0log logLM A A= −

dimana:

A = amplitudo maksimum

Ao = amplitudo gempa standar

yang terekam oleh seismograf

Wood-Anderson pada jarak

episentral 100 km

• Magnitudo Gelombang Permukaan

(Ms)

Skala magnitudo lokal dari

Richter tidak memperhitungkan

adanya tipe gelombang tertentu yang

dihasilkan akibat adanya gempa

bumi. Pada jarak episentral yang

besar, gelombang badan (body wave)

biasanya mengalami pelemahan dan

menyebar, sehingga menghasilkan

gerakan (motion) yang didominasi

oleh gelombang permukaan (surface

wave). Magnitudo gelombang

permukaan (Ms) merupakan skala

magnitudo yang berdasarkan


5

amplitudo gelombang Rayleigh

dengan perioda sekitar 20 detik,

perioda 20 detik ini dikarenakan

pada pencatatan seismograf

umumnya memiliki pencatatan

amplitudo maksimum pada perioda

20 detik.

Magnitudo gelombang

permukaan ini biasanya digunakan

untuk mendeskripsikan besaran

gempa dangkal (kedalaman fokus

lebih dari 70 km), gempa dengan

jarak menengah sampai jauh (lebih

besar dari 1000 km).

• Magnitudo Gelombang Badan

(MB)

Untuk gempa dengan kedalaman

fokus yang dalam, gelombang

permukaan memberikan hasil yang

lebih kecil daripada yang

diisyaratkan untuk melakukan

pengukuran dengan magnitudo

gelombang permukaan. Magnitudo

gelombang badan (MB) merupakan

skala magnitudo yang didasarkan

pada amplitudo beberapa cycles

pertama dari gelombang P (p-wave),

dimana tidak terlalu dipengaruhi oleh

kedalaman fokus. Magnitudo

gelombang badan didapat dari

persamaan empiris berikut:

log log 0.01 5.9BM A T= − + ∆ +

dimana:

A = amplitudo (µm)

T = perioda dari gelombang P (p-

wave)

∆ = jarak episentral terhadap

seismometer (degree)

• Magnitudo Momen (Mw)

Untuk mendeskripsikan besaran

gempa yang sangat besar (very large

earthquake), suatu skala magnitudo

yang tidak hanya bergantung pada

tingkat guncangan tanah (ground-

shaking levels) akan lebih

diinginkan. Skala magnitudo tersebut

adalah magnitudo momen (Mw) yang

didasarkan pada momen gempa

(seismic moment), dimana

merupakan pengukuran langsung

dari bidang patahan yang pecah

(rupture zone) pada zona patahan

aktif. Magnitudo momen ini didapat

dari persamaan berikut:

Dimana Mo merupakan momen

seismik (dyne-cm).

• Momen Seismik (Mo)

Momen seismik dikembangkan

dari konsep teori bingkai elastik.

Momen seismik untuk suatu gempa

didefinisikan sebagai berikut:

0M Adµ=


6

dimana:

µ = modulus kekakuan dari

batuan dengan rupture (dyne-cm)

A = luas total rupture area

d = pergeseran rata-rata

2.2.3 Energi Gempa Bumi

Besarnya total energi gempa

yang dilepaskan selama terjadinya

suatu gempa bumi dapat diestimasi

dari persamaan berikut (Guttenberg

dan Richter, 1956):

log 11.8 1.5 SE M= +

Dimana E mengekspresikan energi

(ergs)

2.3 Resiko Gempa

Peristiwa gempa bumi

merupakan gejala alam yang bersifat

acak yang tidak dapat ditentukan

dengan pasti, baik besaran, tempat,

maupun waktu kejadiannya. Dengan

konsep probabilitas, terjadinya gempa

bumi dengan intensitas dan perioda

ulang tertentu dapat diperkirakan.

Angka kemungkinan (probability)

inilah yang mencerminkan resiko

rawan kegempaan.

Yang dimaksud dengan resiko

rawan kegempaan (Rn) adalah

kemungkinan terjadinya suatu gempa

dengan intensitas (dapat berupa

percepatan, kecepatan, lama

guncangan, dan lain sebagainya) serta

perioda ulang rata-rata tertentu, selama

suatu masa guna bangunan (N). Selain

itu ada juga yang disebut sebagai

resiko rawan tahunan (Ra), yakni

kemungkinan tahunan terjadinya

gempa bumi dengan intensitas tertentu.

Besaran-besaran ini saling

berhubungan, yakni sebagai berikut:

1 (1 )NN aR R= − −

Perioda ulang rata-rata adalah

berbanding terbalik dengan resiko

tahunan (Ra).

1

a

TR

=

2.4 Rawan Kegempaan dan Resiko

Gempa

Rawan kegempaan dan resiko

gempa memiliki sebuah perbedaan

yang mendasar. Rawan kegempaan

adalah bentuk fisik dari bencana itu

sendiri, seperti pergerakan tanah,

pergerakan patahan, likuifaksi, dan lain

sebagainya, yang dapat menimbulkan

bahaya. Sedangkan resiko gempa

adalah kemungkinan dari kehilangan

atau kerugian material dan jiwa yang

disebabkan oleh rawan kegempaan.

Jika tidak ada kerugian material

ataupun korban jiwa yang ditimbulkan


7

oleh suatu gempa bumi, maka dapat

dikatakan bahwa resiko gempa relatif

tidak ada betapapun besarnya rawan

kegempaan yang ada.

Gempa merupakan fenomena dan

bencana global, begitu banyak resiko

yang dapat ditimbulkan olehnya,

seperti kerusakan bangunan, kerusakan

struktur penahan, dan kerusakan

prasarana penunjang kehidupan.

Ratusan juta jiwa manusia hidup

dengan bayang-bayang bahaya yang

dapat ditimbulkan oleh gempa bumi.

Tetapi resiko yang ditimbulkannya

dapat diminimalisir dengan tujuan

untuk mereduksi korban jiwa, luka-

luka, dan kerusakan pada gedung-

gedung sarana penunjuang kehidupan.

Dalam mengestimasi rawan

kegempaan, peran dari para ahli

geofisika dan geologi sangat

signifikan. Sedangkan di sisi lain para

insinyur, perencana dan para pembuat

kebijakan berkonsentrasi dalam

mengevaluasi dan memitigasi resiko

gempa. Namun demikian,

pengevaluasian dari resiko gempa

tidak dapat dilakukan tanpa pengertian

yang baik tentang rawan kegempaan,

sehingga sebuah kerjasama dari

berbagai disiplin ilmu diperlukan

untuk menghasilkan sesuatu yang

berguna untuk kepentingan bersama.

2.5 Teori Probabilitas dalam

PSHA

Rumus dasar dari teori

probabilitas total yang dikembangkan

oleh McGuire (1976) berdasarkan

konsep probablitas yang

dikembangkan oleh Cornel (1968)

adalah sebagai berikut:

dimana:

fm = fungsi probablitas dari

magnitudo

fr = fungsi probabilitas dari jarak

sumber

p[I≥i|m,r] = probabilitas berkondisi

dari intensitas I yang sama atau

lebih besar dari intensitas i di suatu

lokasi dengan kekuatan gempa m

dan jarak sumber r.

Nilai intensitas I untuk kekuatan

gempa M dan jarak sumber ke lokasi R

ditentukan berdasarkan rumusan

atenuasi yang dipakai.

Nilai dapat juga

dihubungkan dengan nilai Cumulative

Distribution Function (CDF) FI(i) dari

intensitas I pada magnitudo m dan

jarak r:

Pada dasarnya nilai FI(i) tergantung

pada distribusi probabilitas yang

digunakan dan pada umumnya


8

parameter pergerakan tanah

diasumsikan terdistribusi log normal.

Probability Density Function dari

magnitudo, FM diturunkan dari nilai

frekuensi kejadian gempa tahunan.

Frekuensi kejadian gempa tahunan

yang biasanya dipakai dalam analisa

rawan kegempaan selalu

mempertimbangkan adanya gempa

minimum yang didefinisikan sebagai

batas dimana tidak akan terjadi

gangguan berarti pada lokasi derah

tinjauan bila magnitudo gempa yang

lebih kecil atau sama dengan gempa

minimum melanda daerah tersebut.

Batasan magnitudo minimum beserta

magnitudo maksimum menjadikan

perhitungan terhadap frekuensi

kejadian gempa tahunan harus

dikoreksi sebagaimana yang

disarankan oleh Arabaz & Robinson

(1990) mengenai Bounded Guttenberg-

Richter Law sebagai berikut:

m0≤m≤mmax dimana,

dan m0 adalah magnitudo minimum

ditentukan sebesar 5.

Dari nilai frekuensi kejadian

gempa tahunan tersebut dapat

diturunkan nilai probability density

function dari magnitudo, yaitu:

dimana:

Probability density function untuk

jarak, fR sangat ditentukan dari

geometri sumber gempa yang juga

tergantung pada kondisi geologi dan

seismologi sumber gempa. Dalam

analisa selanjutnya geometri sumber

gempa dapat digambarkan salam suatu

model tertentu baik dalam bentuk 2-

dimensi seperti sumber gempa titik,

garis atau area maupun dalam bentuk

3-dimensi yang menggambarkan

sumber gempa dalam bentuk geometri

yang mendekati kondisi sesungguhnya.

2.6 Fungsi atenuasi

Fungsi atenuasi berhubungan

dengan intensitas pergerakan tanah

setempat (I), magnitudo gempa (M)

dan jarak sumber gempa (R). Beberapa

fungsi atenuasi telah diteliti dan

dipublikasikan oleh beberapa peneliti

dengan menggunakan data rekaman

gempa yang ada. Fungsi atenuasi ini

memberikan hubungan yang spesifik


9

ln( ) ( 6.0)1 22( 6.0) ln ln( )3 4

PGA b b MWVsb M b r bW v V

= + − +

− + +

antara parameter-parameter gempa

seperti sumber gempa dan kondisi

geologi area setempat. Secara umum,

fungsi atenuasi tergantung pada faktor-

faktor berikut:

• Mekanisme sumber gempa.

• Jarak episenter.

• Kondisi dari lapisan kulit bumi

dimana gelombang gempa menjalar.

• Kondisi geologi setempat yang

mengelilingi area sumber gempa.

Dikarenakan tidak cukupnya data

PGA yang diperlukan untuk

menurunkan fungsi atenuasi untuk

wilayah Indonesia, maka

dipertimbangkan untuk menggunakan

fungsi atenuasi yang diturunkan untuk

wilayah lain yang memiliki kondisi

yang sama secara tektonik dan

geologi.

Dalam pengerjaan Tugas Akhir

ini untuk gempa dengan mekanisme

subduksi digunakan model atenuasi

Youngs et al., (1997). Sedangkan

untuk gempa dengan mekanisme sesar

mendatar digunakan model atenuasi

Boore, Joyner, dan Fumal (1997).

2.6.1 Fungsi Atenuasi Boore,

Joyner dan Fumal (1997)

Pada tahun 1988, Joyner dan

Boore mengembangkan suatu fungsi

atenuasi berdasarkan data gempa di

Amerika Utara bagian Barat dengan

magnitudo gempa antara 5.0 sampai

7.7 dalam jarak 100 km dari proyeksi

pada permukaan.

Di tahun 1997, fungsi atenuasi

tersebut disempurnakan kembali oleh

Boore, Joyner, dan Fumal menjadi:

dimana:

rjb = jarak (km)

Vs = kecepatan gelombang geser

(m/sec)

b1 = [bISS/bIRS/bIALL]

bISS = untuk gempa dengan

mekanisme strike slip (-0.313)

bIRS = untuk gempa dengan

mekanisme reverse slip (-0.177)

bIALL = untuk mekanisme gempa

tidak diketahui (-0.242)

2.6.2 Fungsi Atenuasi Youngs et

al., (1997)

Model atenuasi untuk zona

subduksi pada umumnya dapat

dibagi dalam 2 (dua) kategori yaitu

gempa pada zona megathrust

(interface) dan pada zona Benioff

(interslab). Youngs et al., (1997)


10

mengusulkan suatu fungsi atenuasi

yang dikembangkan berdasarkan

data gempa dengan mekanisme

subduksi zona megathrust dan

Benioff. Bentuk dari fungsi atenuasi

tersebut adalah sebagai berikut:

Untuk batuan (rock):

0.554

ln( ) 0.2418 1.414

20552ln[ 1.7818 ]

0.00607 0.3846

W

WM

rup

t

PGA M

r e

H Z

= + −

+ +

+

Untuk tanah (soil):

0.61ln( ) 0.6687 1.4382.329ln[ 1.097 ]0.00648 0.3643

W

WM

t

PGA MR eH Z

= − + −+ ++

dimana:

PGA = peak ground acceleration

(g)

MW = magnitudo momen

rrup = jarak terdekat ke rupture

(km)

H = kedalaman (km)

Zt = tipe sumber gempa (0 untuk

interface dan 1 untuk intraslab)

Σ = standar deviasi, sebesar 1.54-

0.1MW

2.7 Percepatan Gempa di Batuan

Dasar

Untuk mendapatkan percepatan

gempa maksimum di batuan dasar

dapat digunakan dua pendekatan yaitu

dengan pendekatan gempa desain

maksimum dan gempa desain ekstrem.

Gempa desain maksimum dapat

dihitung berdasarkan sejarah

kegempaan yang pernah terjadi di

sekitar lokasi yang ditinjau atau

berdasarkan metoda probabilistik.

Untuk kasus-kasus tertentu

misalnya untuk perencanaan suatu

bangunan yang sangat penting maka

percepatan gempa yang terjadi

dihitung berdasarkan gempa desain

ekstrem secara deterministik dengan

memperhitungkan semua kemungkinan

patahan-patahan di sekitar lokasi yang

ditinjau dan dicari yang memberikan

pengaruh paling besar.

Dalam studi ini, analisa rawan

kegempaan dihitung dengan

menggunakan metoda gempa desain

maksimum, dilakukan secara

probabilistik untuk rawan kegempaan

yang diharapkan terjadi gempa dalam

50 tahun adalah 2%, 5%, dan 10 %.

III. DATA DAN PENGOLAHAN

DATA

3.1. Data Katalog Gempa Bumi

Pada penelitian Tugas Akhir ini

data katalog hasil rekaman gempa

bumi didapat dari data gempa

berbagai sumber yang telah dilakukan

relokasi oleh Engdahl. Data rekaman

gempa bumi ini meliputi wilayah


11

Pulau Sumatera pada lintang 80LS-

80LU dan 940BB-1040BT dengan

kedalaman lebih kecil sama dengan

100 km dan magnitudo lebih besar

sama dengan 5. Data hasil rekaman

gempa bumi tersebut merupakan data

hasil perekaman mulai tahun 1964

sampai dengan tahun 1999. Data yang

dipilih untuk dilakukan pengolahan

data mulai tahun 1964 dikarenakan

pada tahun tersebut data hasil

perekaman gempa bumi telah baik

dilakukan, baik itu dari instrumen

perekaman maupun secara jaringan.

Data-data hasil perekaman

gempa bumi tersebut sebelum dapat

digunakan untuk analisa rawan

kegempaan, maka harus dilakukan

beberapa tahapan analisa statistik

untuk mendapatkan hasil yang

optimum dan meminimalkan bias

yang akan terjadi.

3.2. Konversi Skala Magnitudo

Dari data gempa hasil

perekaman gempa bumi pada katalog

gempa tersebut perlu dilakukan

penyesuaian terhadap pengolahan data

yang akan dilakukan. Pada

pengolahan data untuk mendapatkan

peta rawan kegempaan menggunakan

software PSHA (Stephen Harmsen-

USGS) ini skala magnitudo yang

digunakan adalah dalam bentuk skala

momen magnitudo (Mw). Untuk itu

perlu dilakukan konversi skala

magnitudo pada data katalog tersebut

menjadi data momen magnitudo. Pada

konversi ke skala momen magnitudo

digunakan suatu persamaan empiris

yang telah dilakukan oleh Adnan A

(2005) pada data kegempaan di Pulau

Sumatera dan sekitarnya yang

merupakan hasil dari analisa regresi.

Persamaan empiris untuk magnitudo

gelombang badan (MB) tersebut

adalah : 20.528 4.685 15.519W B BM M M= − +

Sedangkan persamaan empiris untuk

magnitudo gelombang permukaan

(MS) adalah: 20.123 0.646 5.644W S SM M M= − +

3.3. Declustering

Perkiraan dari tingkat

kegempaan dalam analisa resiko

dengan menggunakan PSHA hanya

berdasarkan pada gempa yang tidak

saling bergantung satu dengan yang

lain (independent earthquake) atau

lebih sering disebut sebagai main

events. Sedangkan dependent events

seperti foreshocks dan aftershocks

dalam suatu rangkaian gempa harus

terlebih dahulu diidentifikasikan dan

dieliminir sebelum dilakukan estimasi


12

atau perkiraan tingkat kegempaan,

karena akan menyebabkan hasil

perhitungan parameter gempa

terdistorsi.

Untuk memisahkan antara main

events dengan foreshocks dan

aftershocks yang digunakan dalam

penelitian ini maka digunakan

software zmap sebagai bantuan.

Proses ini disebut sebagai

declustering.

3.4. Model Zona Sumber Gempa

Identifikasi dan evaluasi

sumber-sumber gempa dilakukan

berdasarkan data-data geologi,

seismologi, dan geofisika. Sumber

gempa menggambarkan bagian dari

kulit bumi dimana terdapat

karakteristik aktivitas gempa. Pulau

Sumatera yang merupakan daerah

dengan kegempaan yang aktif karena

merupakan zona konvergen dari

lempeng Indo-Australia yang

tersubduksi terhadap lempang Eurasia

dan juga terdapat sesar besar Sumatera

yang merupakan sumber-sumber

gempa di Pulau Sumatera.

Model zona sumber gempa baik

subduksi dan sesar besar Sumatera

pada penelitian Tugas Akhir ini akan

merujuk pada hasil penelitian dari

Sieh & Natawidjaja (2000).

3.5. Probablistic Seismic Hazard

Analysis

Analisa rawan kegempaan

(seismic hazard analysis) meliputi

estimasi kuantitatif dari guncangan

tanah (ground-shaking) pada suatu

lokasi tertentu. Rawan kegempaan

dapat dianalisa secara deterministik

dengan mengambil suatu asumsi

tertentu mengenai kejadian gempa

atau secara probabilistik dimana

dalam analisa juga

mempertimbangkan secara eksplisit

ketidakpastian dari besarnya gempa,

lokasi maupun waktu terjadinya. Pada

penelitian Tugas Akhir ini dilakukan

berdasarkan metoda probabilistik

menggunakan PSHA software dari

USGS (Stephen Harmsen)

Metoda yang dapat digunakan

untuk menganalisa rawan kegempaan

adalah dengan konsep probabilitas,

yaitu probability seismic hazard

analysis (PSHA). Dengan metoda ini

ketidakpastian dari dari besar, lokasi

dan kecepatan perulangan (rate of

recurrence) dari gempa maupun

variasi dari karakteristik gerakan

tanah akibat besar dan lokasi gempa

secara eksplisit ikut diperhitungkan

dalam evaluasi rawan kegempaan.

Metodologi PSHA ini serupa dengan

metoda yang dikembangkan oleh


13

Cornell (1968) dan Algermissen et al.

(1982).

Metoda PSHA ini dapat

dideskripsikan dalam 4 (empat)

prosedur tahapan (Reiter,1990)

sebagai berikut:

1) Tahap pertama adalah identifikasi

dan karakteristik sumber gempa,

termasuk didalamnya adalah

karakterisasi distribusi probabilitas

dari lokasi rupture yang

berpotensi dalam sumber. Dalam

kebanyakan kasus, diterapkan

distribusi probabilitas yang sama

untuk masing-masing zona

sumber. Hal ini secara tidak

langsung menyatakan bahwa

gempa mungkin sama-sama akan

terjadi pada setiap titik dalam zona

sumber gempa. Distribusi ini

dikombinasikan dengan bentuk

geometri sumber untuk

mendapatkan distribusi

probabilitas yang sesuai dengan

jarak sumber ke lokasi.

2) Langkah berikutnya adalah

karakterisasi dari seismisitas atau

distribusi sementara dari

perulangan kejadian gempa

(recurrence relationship), yang

mengekspresikan kecepatan rata-

rata (average rate) dari suatu

gempa dengan besar yang berbeda

akan terlampaui, digunakan untuk

mengkarakterisasikan seismisitas

dari masing-masing zona sumber

gempa. Hubungan empiris ini

dapat mengakomodasikan

besarnya magnitudo maksimum

dari gempa.

3) Gerakan tanah yang terjadi di suatu

lokasi akibat adanya gempa

dengan besar gempa berapapun

dan lokasi kejadian dimanapun

dalam masing-masing zona

sumber gempa, dapat ditentukan

dengan menggunakan predictive

relationships.

4) Langkah terakhir adalah

mengkombinasikan ketidakpastian

dari lokasi gempa, besarnya dan

prediksi parameter gerakan tanah

untuk mendapatkan probabilitas

dimana parameter gerakan tanah

akan terlampui selama perioda

waktu tertentu.

IV. HASIL DAN ANALISA

Dari hasil pengolahan data yang

dilakukan sesuai diagram alir yang telah

ditentukan maka didapat peta rawan

kegempaan Pulau Sumatera untuk masing-

masing pengaruh dari sumber gempa.

Selain itu juga diperoleh peta kegempaan

pulau Sumatera hasil kombinasi dari


14

semua sumber gempa yang berpengaruh di

daerah objek penelitian.

Hasil dari peta rawan kegempaan

berdasarkan analisa probabilistik ini

adalah percepatan maksimum di batuan

dasar untuk perioda ulang 475 tahun (10%

terlampaui dalam 50 tahun).

4.1. PSHA : Subduksi

Pulau Sumatera merupakan zona

konvergensi karena merupakan daerah

dimana terdapat pertemuan dua buah

batas lempeng tektonik utama, yaitu

lempeng Indo-Australia yang

tersubduksi di bawah lempeng

Eurasia. Pada daerah tersebut akan

sangat rawan sekali terjadinya gempa

karena dinamika lempeng-lempeng

tersebut. Identifikasi dan evaluasi

tingkat rawan kegempaan terhadap

sumber gempa subduksi perlu

dilakukan dan dianalisa pada studi

area Pulau Sumatera.

Pada gugusan kepulauan di

sebelah Barat dari Pulau Sumatera

menunjukkan rawan kegempaan yang

relatif lebih besar dibandingkan

dengan yang terdapat di Pulau

Sumatera itu sendiri. Hal ini

diakibatkan oleh letak posisi dari zona

subduksi yang memang berada di

sebelah Barat dari Pulau Sumatera.

Gambar 4.1

Peta rawan kegempaan pengaruh

subduksi

Besarnya tingkat rawan

kegempaan yang direpresentasikan

dalam nilai percepatan maksimum di

batuan dasar akibat dari pengaruh

sumber gempa subduksi di Pulau

Sumatera semakin mengecil ke arah

Timur Laut, berkisar 0-0.5 g untuk

perioda ulang 475 tahun.

4.2. PSHA : Sesar Aktif

Akibat dinamika lempeng-

lempeng tektonik tersebut terjadilah

akumulasi stress dan strain pada

lapisan bidang intraplate. Pada studi

kasus di Pulau Sumatera hal ini

direpresentasikan dalam bentuk sesar

besar Sumatera yang memiliki

pergerakan searah strike, yaitu sesar

mendatar. Gempa-gempa yang

diakibatkan oleh aktivitas sesar lebih


15

bersifat merusak karena

kedalamannya yang relatif dangkal.

Untuk itulah identifikasi dan evaluasi

tingkat rawan kegempaan terhadap

sumber gempa sesar aktif perlu


area Pulau Sumatera.

Gambar 4.2


sesar aktif

Dari hasil pengolahan data di

atas dapat dilihat bahwa besar rawan

kegempaan berada di sepanjang

Pegunungan Barisan yang memanjang

sepanjang Pulau Sumatera dan

berasosiasi dengan sesar besar

Sumatera. Besar tingkat rawan

kegempaan akibat pengaruh sesar

aktif ini berkisar antara 0-0.9 g untuk

perioda ulang 475 tahun dengan kota

Banda Aceh yang memiliki resiko

terbesar karena berada tepat di atas

sesar aktif tersebut, yaitu dengan nilai

0.59 g, disusul kota Padang dan

Bengkulu dengan besar masing-

masing 0.26 g dan 0.21 g. Untuk

besar resiko kegempaan di kota

lainnya akan semakin berkurang

sebanding dengan jarak yang semakin

menjauh.

4.3. PSHA : Background Source

Seismisitas untuk Pulau

Sumatera ini didapat dari katalog

gempa yang diterbitkan oleh Engdahl

dimana merupakan hasil relokasi dari

data-data katalog lainnya. Hasil plot

seismisitas di Pulau Sumatera tersebar

sepanjang pantai Barat Pulau

Sumatera dan sebagian kecil di

sepanjang Pegunungan Barisan. Dari

data terlihat bahwa banyak gempa

terkonsentrasi terutama di pantai

Bengkulu sampai Bandar Lampung

dan Selat Sunda.

Identifikasi dan evaluasi tingkat

rawan kegempaan terhadap sumber

gempa dari background source perlu


area Pulau Sumatera dengan melihat

sejarah kegempaan (historical

earthquake) untuk mengestimasi

pergerakan tanah (ground motion)

dari gempa di masa yang akan datang.


16

Gambar 4.3


background source

Secara keseluruhan besar rawan

kegempaan di Pulau Sumatera yang

direpresentasikan oleh percepatan

maksimum di batuan dasar untuk

perioda ulang 475 tahun (10%

terlampaui dalam 50 tahun) adalah

berkisar antara 0-0.6 g. Peta rawan

kegempaan dari pengaruh seismisitas

untuk Pulau Sumatera sangat besar di

sepanjang pesisir pantai Barat Pulau

Sumatera dan terkonsentrasi di

sepanjang pesisir Barat pantai

Bengkulu sampai ke Lampung dan

Selat Sunda serta semakin berkurang

ke arah sebelah Timur Laut.

4.4. PSHA : Kombinasi

Dari hasil pengolahan data pada

masing-masing sumber gempa didapat

variasi nilai rawan kegempaan dengan

karakteristik masing-masing sumber

gempa yang direpresentasikan dengan

nilai percepatan maksimum di batuan

dasar dengan perioda ulang tertentu.

Kemudian dari hasil estimasi resiko

kegempaan masing-masing sumber

gempa dilakukan kombinasi dengan

bobot yang sesuai untuk mendapatkan

ketidakpastian dari lokasi, besarnya

gempa dan estimasi pergerakan tanah

dengan probabilitas dimana parameter

pergerakan tanah akan terlampui pada

perioda waktu tertentu.

Gambar 4.4

Peta rawan kegempaan kombinasi

semua sumber gempa

Dari hasil estimasi percepatan

pergerakan tanah maksimum pada

peta rawan kegempaan di atas, dapat

dilihat bahwa pada gugusan kepulauan

di sepanjang Barat Pulau Sumatera

memiliki resiko yang cukup besar

dengan kisaran nilai 0.45 g sampai

dengan 0.65 g dengan kerawanan


17

terbesar terletak pada Pulau Enggano.

Hal tersebut dikarenakan kerawanan

pada gugusan kepulauan tersebut

memiliki jarak yang sangat dekat

dengan zona konvergen

tersubduksinya lempeng Indo-

Australia terhadap lempeng Eurasia

yang merupakan zona tektonik yang

sangat aktif dan memiliki sudut

subduksi yang relatif landai sehingga

gempa-gempa yang terjadi banyak

yang merupakan gempa dengan

kedalaman yang dangkal.

Pada sepanjang pantai Barat

Pulau Sumatera juga memiliki rawan

kegempaan yang cukup besar, hal ini

dapat dilihat pada nilai percepatan

pergerakan tanah maksimum yang

berkisar antara 0.35 g sampai dengan

0.65 g. Besarnya nilai kerawanan pada

sepanjang pantai Barat Pulau

Sumatera selain dikarenakan pengaruh

resiko dari zona konvergen subduksi

lempeng Indo-Australia terhadap

lempang Eurasia di sepanjang Barat

Pulau Sumatera, juga dikarenakan

pengaruh kerawanan dari sesar Besar

Sumatera yang memanjang sepanjang

Pulau Sumatera yang merupakan sesar

aktif. Pada sesar Besar Sumatera akan

memiliki kerawanan yang sangat

besar pada beberapa segmennya

dikarenakan keaktifan dari sesar

tersebut yang akan berpengaruh

terhadap intensitas kejadian gempa di

sekitar rupture area dari sesar

tersebut. Pengaruh kedalaman dari

rupture area pada sesar tersebut juga

akan menjadi dominan dikarenakan

pada mekanisme sesar geser (strike-

slip) kedalaman rupture area adalah

relatif dangkal dengan magnitudo

besaran tertentu sehingga rawan

kegempaan yang akan dirasa di

permukaan akan menjadi lebih besar.

Pada rawan kegempaan Pulau

Sumatera semakin ke Timur Laut akan

memiliki nilai yang semakin

berkurang dan mengecil. Hal ini

dikarenakan faktor jarak pada masing-

masing sumber gempa, baik itu

sudduksi maupun sesar aktif, yang

semakin jauh sehingga pengaruh dari

keduanyapun akan semakin

berkurang.

4.5. Kurva Rawan Kegempaan

Hasil dari pengolahan data dan

estimasi peta rawan kegempaan

dengan menggunakan analisa

probabilistik adalah berupa kurva

rawan kegempaan (hazard curve)

suatu daerah terhadap pengaruh

masing-masing sumber gempa dengan

suatu perioda ulang dan nilai

percepatan maksimum di batuan


18

dasar. Pada kurva yang dihasilkan

pada kota Banda Aceh didapat bahwa

untuk probablity of exceedance yang

lebih kecil dari 10% 50 tahun (atau

frekuensi kejadian tahunan 2x10-3)

akan memiliki pengaruh dominan dari

sumber gempa yang berasal dari

aktivitas sesar Besar Sumatera. Hal ini

sesuai dengan lokasi kota Banda Aceh

yang memang terletak di atas sesar

Besar Sumatera segmen sesar Aceh.

Gambar 4.5

Kurva rawan kegempaan kota Banda

Aceh

Sedangkan sampel lain dari kota

besar yang terdapat di Pulau Sumatera

dengan nilai kerawanan yang juga

cukup besar adalah kota Bengkulu dan

Padang. Pada kedua kota tersebut

dapat dilihat berdasarkan hasil plot

kurva rawan kegempaan bahwa

keduanya mendapat pengaruh

dominan kerawanan yang berasal dari

sumber gempa zona konvergen

dimana aktivitas subduksi antara

lempeng Indo-Australia terhadap

lempeng Eurasia yang saling

bertumbukan. Walaupun jarak antar

kedua kota tersebut tidak jauh dari

sumber gempa lain yaitu sesar Besar

Sumatera, namun aktivitas dari

masing-masing segmen sesar tersebut

tidak cukup besar sehingga

menghasilkan kerawanan yang tidak

dominan pengaruhnya terhadap kedua

kota tersebut.

Gambar 4.6

Kurva rawan kegempaan kota Padang

Gambar 4.7

Kurva rawan kegempaan kota

Bengkulu

Kurva rawan kegempaan untuk

kota-kota besar lain di Pulau Sumatera

dapat dilihat pada lampiran.


19

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil yang telah dilakukan

dalam penelitian Tugas Akhir ini

dapat diambil beberapa buah

kesimpulan dari estimasi rawan

kegempaan Pulau Sumatera

diantaranya adalah:

• Rawan kegempaan pada kota-kota

besar di Pulau Sumatera

didapatkan bahwa kota Banda

Aceh merupakan kota dengan

rawan kegempaan terbesar, disusul

kemudian kota Bengkulu, Padang,

dan Bandar Lampung serta

semakin berkurang ke arah Timur

Laut Pulau Sumatera.

• Pada kota Banda Aceh, tingkat

kerawanan gempa cukup besar

dengan efek dominan rawan

kegempaan berasal dari sumber

gempa sesar Besar Sumatera

(fault).

• Pada kota Bengkulu, tingkat

kerawanan gempa relatif besar


kegempaan yang berasal dari

sumber gempa subduksi lebih besar

dibandingkan dengan rawan


sumber gempa sesar.

• Pada kota Padang, tingkat

kerawanan gempa relatif besar



sumber gempa subduksi lebih besar



sumber gempa sesar.

• Pada kota Bandar Lampung,

tingkat kerawanan gempa relatif

besar dengan pengaruh dominan

berasal dari rawan kegempaan

yang berasal dari sumber gempa

subduksi dibandingkan dengan

rawan kegempaan yang berasal

dari sumber gempa akibat aktivitas

sesar Besar Sumatera dan semakin

besar gap untuk perioda ulang

lebih dari 2500 tahun.

• Pada kota Pekanbaru, tingkat

kerawanan gempa relatif rendah

dengan pengaruh dominan berasal

dari rawan kegempaan yang

berasal dari sumber gempa




sesar Besar Sumatera walaupun

jarak ke sumber gempa sesar

Sumatera lebih dekat, namun

aktivitas dari sumber gempa

subduksi lebih besar.


20

• Pada kota Medan, tingkat

kerawanan gempa relatif rendah

dengan pengaruh dominan berasal

dari rawan kegempaan yang

berasal dari sumber gempa




sesar Besar Sumatera.

• Pada kota Palembang, tingkat

kerawanan gempa rendah dengan

pengaruh dominan berasal dari


dari sumber gempa subduksi



sumber gempa akibat aktivitas

sesar Besar Sumatera yang sangat

minim sekali pengaruhnya.

• Pada kota Jambi, tingkat

kerawanan gempa rendah dengan

pengaruh dominan berasal dari


dari sumber gempa subduksi



sumber gempa akibat aktivitas

sesar Besar Sumatera yang sangat

minim sekali pengaruhnya.

• Pada kota Tanjung Pinang, tingkat

kerawanan gempa relatif sangat

rendah dengan pengaruh dominan






sesar Besar Sumatera yang hampir

tidak berpengaruh sama sekali.

• Pada kota Pangkal Pinang, tingkat

kerawanan gempa relatif sangat

rendah dengan pengaruh dominan






sesar Besar Sumatera yang hampir

tidak berpengaruh sama sekali.

5.2 Saran

Beberapa saran dalam penelitian

di masa yang akan datang diantaranya

adalah:

• Hasil pemetaan rawan kegempaan

ini dapat dijadikan bahan acuan

dalam mitigasi maupun aplikasinya

dalam bidang geoteknik.

• Perlu dilakukan penelitian lebih

lanjut tentang rawan kegempaan

daerah lain, mengingat bahwa

Indonesia merupakan negara yang

sangat rawan tejadinya bencana


21

gempa bumi karena merupakan

zona tektonik aktif.

• Data-data mengenai hasil

penelitian tentang kegempaan lebih

lanjut dari pihak-pihak terkait

sangat diperlukan guna kemajuan

ilmu kegempaan di Indonesia, hal

ini dapat berupa data katalog

rekaman gempa yang lengkap,

maupun berupa model atenuasi

yang memang diperuntukkan

khusus untuk kondisi geologi dan

tektonik Indonesia.

VI. DAFTAR PUSTAKA

• Adnan, A.2005. Seismic Hazard

Assessment For Peninsular

Malaysia Using Gumbel

Distribution Method. Jurnal

Teknologi 42, Universiti

Teknologi Malaysia.

• Atkinson,G. 1995. New Ground

Motion Relation For Eastern

North America. Bull. Seismol.

Soc. Am. 85, 17-30.

• Boore, DM. 1997. Equation For

Estimating Horizontal Response

Spectra And Peak Ground

Acceleration For Western North

America Earthquake: a

summary of recent work.

Seismol. Res. Lett. 68, 154-179.

• Harmsen,S.2007.USGS Software

for Probababilistic Seismic

Hazard Analysis (PSHA).

United-States of Geological

Survey (USGS).

• Hendarto. 2005. Analisa Hazard

Gempa Pulau Sumatera

Menggunakan Probabilistic

Seismic Hazard Analysis

Dengan Model Sumber Gempa 3

Dimensi. Departemen Teknik

Sipil, Institut Teknologi

Bandung.

• Natawidjaja,HD.2002.Neotecton

ics of Sumatran Fault And

Paleogeodesy of the Sumatran

Subduction Zone. California

Institute of Technology:

California.

• Petersen,MD.2004.Probabilistic

Seismic Hazard Analysis for

Sumatera, Indonesia and Across

The Southern Malaysian

Peninsula. Tectonophysics 390.

• Youngs,RR. 1997. Strong

Ground Motion Attenuation

Relationships For Subduction

Zone Earthquakes. Seismol.

Res. Lett. 68, 58-73.


22

LAMPIRAN


23

gridded

Earthquake catalog

Converting To Mw

Declustering

fault

Fault data

subduction

Subduction data

PSHA software

PGA map

Hazard map

Lampiran 1. Diagram alir pengolahan data


24

Lampiran 2. Plot seismisitas Pulau Sumatera

Lampiran 3. Time series kegempaan Pulau Sumatera


25

Lampiran 4. Histogram kedalaman terhadap kejadian gempa

Lampiran 5. Histogram magnitudo terhadap kejadian gempa


26

Lampiran 6. Histogram tahun terhadap kejadian gempa

Lampiran 7. Slice section seismisitas Pulau Sumatera


27

Lampiran 8. Peta rawan kegempaan pengaruh subduksi PE 2%50

Lampiran 9. Peta rawan kegempaan pengaruh sesar aktif PE 2%50


28

Lampiran 10. Peta rawan kegempaan pengaruh background source PE 2%50

Lampiran 11. Peta rawan kegempaan kombinasi semua sumber gempa PE 2%50


29

Lampiran 12. Peta rawan kegempaan pengaruh subduksi PE 5%50

Lampiran 13. Peta rawan kegempaan pengaruh sesar aktif PE 5%50


30

Lampiran 14. Peta rawan kegempaan pengaruh background source PE 5%50

Lampiran 15. Peta rawan kegempaan kombinasi semua sumber gempa PE 5%50


31

2% 50 years 5% 50 years 10% 50 years

Banda Aceh 1.01 g Banda Aceh 0.80 g Banda Aceh 0.65 g

Medan 0.32 g Medan 0.22 g Medan 0.17 g

Pekanbaru 0.27 g Pekanbaru 0.20 g Pekanbaru 0.16 g

Padang 0.63 g Padang 0.49 g Padang 0.40 g

Bengkulu 0.84 g Bengkulu 0.66 g Bengkulu 0.54 g

Palembang 0.12 g Palembang 0.08 g Palembang 0.07 g

Bandar Lampung 0.80 g Bandar Lampung 0.60 g Bandar Lampung 0.47 g

Jambi 0.10 g Jambi 0.08 g Jambi 0.06 g

Pangkal Pinang 0.04 g Pangkal Pinang 0.03 g Pangkal Pinang 0.02 g

Tanjung Pinang 0.05 g Tanjung Pinang 0.04 g Tanjung Pinang 0.03 g

Lampiran 16. Tabel rawan kegempaan tiap kota besar di Sumatera

Lampiran 17. Kurva rawan kegempaan kota Bandar Lampung


32

Lampiran 18. Kurva rawan kegempaan kota Pekanbaru

Lampiran 19. Kurva rawan kegempaan kota Medan


33

Lampiran 20. Kurva rawanan kegempaan kota Palembang

Lampiran 21. Kurva rawan kegempaan kota Jambi


34

Lampiran 22. Kurva rawan kegempaan kota Tanjung Pinang

Lampiran 23. Kurva rawan kegempaan kota Pangkal Pinang

Ucapan Terima Kasih

Dari hati yang paling dalam, penulis haturkan beribu-ribu terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu baik secara langsung maupun tidak langsung selama perkuliahan di ITB ini, khususnya dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Mamah, papah, yang telah berjasa sangat selama hidup penulis, hanya ucapan terimakasih dan doa senantiasa yang dapat penulis berikan, semoga masih diberikan banyak waktu untuk bisa membahagiakan kalian.

Adikku seorang, Rendi Ardiansyah, yang senantiasa menemani dan berbagi keceriaan di rumah, semoga cepat menyusul kelulusannya dan sukses selalu.

Keluarga besar di Rangkasbitung, Palembang, Bandung, Bogor, atas segala dukungan, doa dan motivasi yang telah diberikan hingga penulis dapat menjadi seperti sekarang dan semoga terus menjadi lebih baik di masa yang akan datang.

Bryan Retno Harti Nugroho dan keluarga besar atas support dan motivasi di setengah masa perkuliahan, semoga segala yang terbaik untuk kita berdua selalu.

Seluruh jajaran staf dosen departemen GM dan dosen ITB atas segala ilmu yang telah diberikan, semoga ilmu yang telah didapat penulis selama menempuh perkuliahan di ITB akan berguna tidak hanya bagi penulis pribadi tapi juga untuk masyarakat sekitar.

Himpunan Mahasiswa Geofisika Meteorologi Oseanografi (HMGM) – Institut Teknologi Bandung, atas segala kesempatan dan persaudaraan seumur hidupnya, HMGM tetap jaya..!!

NoGame ITB, terima kasih atas segala kebersamaan, dukungan, semoga hubungan tali silaturahmi kita akan senantiasa terjaga, terutama teman2 sesama ‘pethesis’ seperjuangan: Alan (terima kasih atas segala kebersamaan dan pertemanan sejak tahun pertama kuliah, SLB bo sekarang!!), Bli Dika (kops maneh, terus berjuang cari cewe berbadan big size,heu2..), Ditta (semangadh..semangadh..!!), mang Udin+mba Dila (akur2lah yak, jangan lupa undanganyah :p), Desmon (kali ini pasti bisalah pak,ciayow..!), Haikal (cups, buat forum NoGame lah maneh), Mprat (AS ROMA kita bakal berjaya di musim inih ☺), Ninin (poto Bromonyah bagus,heu2..), Nida (nduuuttt, akhirnyah lulus jugah ☺), Manda Tami (Rock yeaahh!), Yudha (lulusnyah sang asisten kolonel :p), Irlan (Persib nu aing oge mang!), Erli (met lamet bu ☺) [+ aa Gem’a (stop poligami yah a..), Ephi (asiikk jadi om gw!!)].

Aurista Pratiwi as editor merangkap manajer Tim_Beul, Ulandari, Agi Robby, Humesh atas support dan doanya.

Ruben (bukan) Onsu, Pak Asrurifak Sipil, dan Stephen Harmsen USGS atas diskusinya. Serikat buruh penghuni lab seismik: Awal, Farid, Bang Roma, Hilboy, Meyman, Aan,

Teh Ciwi, Mba Yuyun. Temen2 chat @mig: Winda dodol, Tyas Makasih, Icha DC, Tante Gita, Putu, Qq,

Amanda, DD Ola, Lia. Temen2 eks Smunsa Rangkasbitung, SLTPN 266 JKT, SDN 08 Cilincing, TK Al Irsyad

Al Islamiyah. rileks.comlabs.itb.ac.id atas sharing pelm dan mp3-nyah.

Semua pihak yang tidak dapat disebut satu persatu atas bantuan dan doanya ☺

peta rawan kegempaan pulau sumatera...

Documents