Download - LAPORAN PRAKTIKUM FGA
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
1/12
BAB I
PENDAHULUAN
1.1.PendahuluanDaerah penelitian berada di area kampus UGM tepatnya di daerah sekip utara. Penelitian
dilakukan karena perlu memperkirakan bahaya seismik yang mungkin terjadi dengan mikrozonasi
daerah setempat, yang memberikan analisa bahaya seismik dasar dari daerah setempat serta
memberikan batas-batas wilayah yang rawan terhadap efek lokal. Selain itu, juga untuk latihan
akuisisi metode mikroseismik dan sekaligus memenuhi syarat lulus mata kuliah praktikum fisika
gunung api.
Penelitian ini memanfaatkan survey mikrotremor untuk mikrozonasi bahaya gempa bumi
daerah sekip utara UGM. Mikrozonasi akan dapat menjelaskan nilai-nilai kerentanan gempabumi
yang ada pada setiap lokasi. Oleh sebab itu dilakukan praktikum mikroseismik untuk memetakan
mikrozonasi gempabumi pada daerah penelitian. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui
hubungan nilai amplifikasi dan frekuensi natural terhadap kondisi geologi daerah penelitian
sehingga mikrozonasi gempabumi dapat menjelaskan nilai kerentanan gempabumi pada masing-
masing daerah sekip utara UGM
1.2.TujuanMaksud dari penelitian/praktikum ini adalah :
1. Menganalisa tingkat kerawanan gempa pada daerah sekip utara UGM2. Menentukan nilai frekuensi natural (f0) dan amplifikasi (A0) sehingga indeks kerentanan (kg)
dan peak ground acceleration, serta ketebalan lapisan lapuk dapat ditentukan melalui suatu
persamaan.
3. Memetakan distribusi frekuensi natural, amplifikasi, indeks kerentanan dan peak groundacceleration, serta ketebalan lapisan lapuk
1.3.Batasan Masalah1. Penelitian hanya dilakukan sebatas daerah sekip utara kampus UGM2. Akuisis data dilakukan dengan geophone 3 komponen3. Analisa mikrotremor dibutuhkan untuk memperkirakan suatu daerah terhadap kerentanan
akibat gempabumi. Pada saat pengukuran mikrotremor di lapangan berada pada daerahkampus UGM dimana banyak aktivitas manusia walaupun sudah diminimalisir dengan
melakukan pengukuran dilakukan tengah malam sehingga mempengaruhi pengukuran
(banyak event/noise).
4. Pengolahan dengan menggunakan software Geopsi untuk mendapatkan nilai frekuensinatural serta faktor implikasi dari pengukuran mikrotremor.
5. Data mikrotremor yang sudah diolah menghasilkan kurva H/V yang memberikan informasiberupa nilai frekuensi natural dan nilai amplifikasi suatu daerah sehingga indeks kerentanan
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
2/12
(kg) dan peak ground acceleration, serta ketebalan lapisan lapuk dapat ditentukan melalui
suatu persamaan.
BAB II
DASAR TEORI
2.1. Teori Dasar Gelombang Seismik
Gelombang gempa disebut juga gelombang seismik terjadi karena beberapa proses
atau aktifitas geologi yang terjadi pada sekitar sumber panas bumi. Kecepatan perambatan
gelombang seismik ditentukan oleh karakteristik lapisan dimana gelombang tersebut
merambat. Kecepatan gelombang seismik dipengaruhi oleh rigiditas (kekakuan) dan kerapatan
lapisan sebagai medium bagi perambatan gelombang, hal ini ditinjau dari segi lapisan yang
dilaluinya. Adapun dilihat dari segi perambatan gelombang seismiknya, diketahui bahwa
gelombang seismik dapat direfleksikan dan direfraksikan pada bidang batas dua lapisan yang
berbeda densitasnya, kondisi tersebut dapat mempengaruhi pola gelombang seismik.
Perbedaan karakteristik lapisan dimana gelombang tersebut merambat dapat
mengindikasikan adanya variasi kecepatan gelombang seismik terhadap arah. Adanya
perbedaan kecepatan gelombang terhadap arah ini dapat diakibatkan oleh beberapa faktor,
seperti konfigurasi susunan mineral, rekahan, pori-pori, dan konfigurasi kristalografi mineral
pada batuan (Priyono, 2006).
Gambar 2.1.1 Ilustrasi variasi kecepatan pada karakteristik material yang berbeda. (a) material
homogen isotropis; (b) material anisotropis (Abdullah, 2008)
Titik merah ditengah pada gambar diatas (Gambar 2.1.1) merupakan sumbergelombang seismik dan tanda panah menunjukkan arah pergerakan gelombang. Pada material
homogen isotropis, gelombang akan merambat dengan kecepatan yang sama ke semua arah,
sedangkan pada material anisotropis kemungkinan gelombang akan merambat dengan
kecepatan yang tidak sama pada arah yang berbeda.
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
3/12
2.2. Jenis-Jenis Gelombang Seismik
Gelombang seismik atau gelombang elastik terdiri atas dua jenis, yaitu gelombang badan
(body wave), yaitu gelombang longitudinal (gelombang P), gelombang transversal (gelombang
S) dan gelombang permukaan (surface wave), yaitu berupa gelombang Rayleigh dan gelombang
Love.
Gambar 2.2.1 Mulai dari fokus (sumber) dari gempa bumi di kerak bumi, gelombang Pdan
gelombang S bergerak melalui lapisan dalam bumi. (www.daviddarling.info)
2.3. Gempa Bumi
Gempa bumi merupakan hasil dari pelepasan energi secara tiba-tiba di dalam kerak bumi,
berupa gelombang seismik yang menjalar ke segala arah (Wikipedia, 2013).
Gambar 2.3.1 Penggolongan Gempa Bumi berdasarkan Penyebab
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
4/12
Gambar 2.3.2 Penampakkan Gempa pada Seismogram
2.3. Metode HVSR
Teknik ini pertama diusulkan oleh Nogoshi dan Iragashi (1971) dan dipublikasikan olehNakamura (1989). Metode ini didasari dari asumsi bahwa rasio dari spektrum Horisontal dan
vertikal dari sumber tremor merupakan perkiraan dari fungsi transfer. Keakuratan dari metode ini
dibuktikan dengan menggunakan observasi hasil mikrotemor pada beberapa titik (Nakamura,
1989). Metode pasif berdasarkan investigasi spektral dari gangguan ambient seismic atau gempa
kecil sangat umum digunakan karena bersifat aplikatif dan cenderung praktis. Ongkos yang rendah
dan waktu yang singkat (Oros, 2008).
Mikrozonasi merupakan suatu mekanisme yang dapat menjelaskan gejala amplifikasi
seismik di suatu daerah, yaitu terjebaknya gelombang gempa bumi di dalam perlapisan sedimen
(Aisyah dkk, 2011). Proses terjebaknya gelombang gempa bumi mengikuti pola resonansi yang
frekuensinya mengikuti persamaan:
=/4
f = resonance frequency
Vs = Shear wave Velocity
H = depth of the sediments layer
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
5/12
Gambar 2.3.1 Konsep Dasar HVSR; Rasio Nilai maksimum antara Komponen Horisontal dan Vertikal
dari Data Gempa Bumi (Nakamura, 199):
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
6/12
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. Lokasi Penelitian
Lokasi daerah penelitian terletak di area kampus UGM daerah sekip utara
Gambar 3.1.1 Lokasi Penelitian
3.2. Alat dan Bahan yang DigunakanPenelitian ini dilakukan dengan menggunakan seperangkat alat mikrotremor portable yang
terdiri dari alat Portable Digital Seismograph 3 komponen (2 komponen horizontal EW-NS dan 1komponen vertikal) dengan sensor serta dilengkapi digitizer. Adapun alat-alat pendukung lainnya
seperti laptop + charger, kabel sensor, GPS, aki, mox a + kabel, kabel penghubung mox a dengan
laptop, kabel GPS dan kebel charger aki, serta alat navigasi seperti kompas, peta, GPS handy.
3.3. Langkah Pengerjaan
Penelitian diawali dengan design survei sehingga didapatkan gambaran rinci terkait dengan
akuisisi yang akan dilakukan seperti terlihat pada gambar 3.1.1. Tahap selanjutnya adalah akuisisi
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
7/12
mikrotremor pada titik akuisisi yang telah didesaign sebelumnya. Data akuisisi dilakukan
pengolahan data untuk mendapatkan frekuensi natural dan nilai implikasi. Pengolahan data
tersebut digunakan analisis data HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio).
Data mikrotremor tanah pada software Geopsy dilakukan pemilihan windows yang
stasioner antara 10-20 detik non overlapping. Kemudian analisis spektrum Fourier dilakukan untuk
mengubah data awal akuisisi yang berupa domain waktu menjadi domain frekuensi. Hasil FFT
dilakukan smooting Konno Ohmachi. Pengolahan dilanjutkan dengan analisis HVSR untuk
memperoleh nilai HVSR yang ditunjukkan dengan puncak tertinggi HVSR dianggap sebagai frekuensi
natural tanah serta diperoleh juga amplifikasi. Setelah memperoleh nilai frekuensi natural tanah
serta amplifikasinya dihitung nilai indeks kerentanan, peak ground acceleration serta ketebalan
lapisan lapuk melalui suatu persamaan. Langkah terakhir adalah memetakan distribusi frekuensi
natural, amplifikasi, indeks kerentanan dan peak ground acceleration, serta ketebalan lapisan lapu
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari analisis HVSR didapatkan frekuensi natural tanah dan amplifikasi pada 12 titik
pengukuran di daerah sekip utara kampus UGM. Nilai frekuensi tanah berkisar 0.6 0.9 Hz (untuk
F01Hz) dengan peta frekuensi natural disajikan dalam gambar 4.6 dan
4.7. Sehingga dapat diindikasikan bahwa daerah sekip utara kampus UGM merupakan wilayah
dengan kondisi geologi berupa endapan sedimen karena memiliki frekuensi natural kecil.
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
8/12
Gambar 4.1 Kurva HVSR M1-M6
Gambar 4.2 Tabel F0, A0, Kg untuk F0< 1Hz
Gambar 4.3 Tabel F0, A0, Kg untuk F0> 1Hz
latitude longitude
(meter) (meter) (Hz)
M 1 431156 9141597 8.78235 2.32629 0.62M 2 431249 9141574 35.7042 1.23309 0.04
M 3 431348 9141544 48.0848 1.36133 0.04
M 4 431435 9141503 23.0626 3.61714 0.57
M 5 431135 9141520 8.47816 2.20782 0.57
M 6 431215 9141597 18.6141 3.22361 0.56
M 7 431315 9141447 30.4087 2.5171 0.21
M 8 431402 9141398 21.1794 2.88243 0.39
M 9 431086 9141428 26.5251 5.06769 0.97
M 10 431174 9141391 36.8856 3.01513 0.25
M 11 431265 9141357 24.7484 2.23946 0.20
M 12 431362 9141318 23.9607 1.73333 0.13
Point
Vulnerability Index (10 Sekon time window)
UTM - point
A0 Kgf0
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
9/12
Gambar 4.4 Tabel Ketebalan Lapisan Lapuk untuk F0< 1Hz
Gambar 4.5 Tabel Ketebalan Lapisan Lapuk untuk F0> 1Hz
latitude longitude Altitude
(meter) (meter) (meter) (m/s) (Hz) (meter) (meter)
M 1 431156 9141597 158 350 0.696204 125.6816 32.3184
M 2 431249 9141574 169 350 0.699934 125.0118 43.9882
M 3 431348 9141544 169 350 0.878628 99.5871 69.4129
M 4 431435 9141503 164 350 0.677562 129.1395 34.8605
M 5 431135 9141520 162 350 0.699433 125.1013 36.8987
M 6 431215 9141597 163 350 0.703238 124.4244 38.5756
M 7 431315 9141447 160 350 0.704942 124.1237 35.8763
M 8 431402 9141398 164 350 0.786917 111.1934 52.8066
M 9 431086 9141428 164 350 0.807922 108.3025 55.6975
M 10 431174 9141391 158 350 0.719805 121.5607 36.4393
M 11 431265 9141357 156 350 0.689298 126.9407 29.0593
M 12 431362 9141318 160 350 0.716965 122.0422 37.9578
Depth of the Weathered Layer
Point
UTM - point
Vs f0 Thickness
Depth of
Boundary
latitude longitude Altitude
(meter) (meter) (meter) (m/s) (Hz) (meter) (meter)
M 1 431156 9141597 158 350 8.78235 9.9632 148.0368
M 2 431249 9141574 169 350 35.7042 2.4507 166.5493
M 3 431348 9141544 169 350 48.0848 1.8197 167.1803
M 4 431435 9141503 164 350 23.0626 3.7940 160.2060
M 5 431135 9141520 162 350 8.47816 10.3206 151.6794
M 6 431215 9141597 163 350 18.6141 4.7007 158.2993
M 7 431315 9141447 160 350 30.4087 2.8775 157.1225M 8 431402 9141398 164 350 21.1794 4.1314 159.8686
M 9 431086 9141428 164 350 26.5251 3.2988 160.7012
M 10 431174 9141391 158 350 36.8856 2.3722 155.6278
M 11 431265 9141357 156 350 24.7484 3.5356 152.4644
M 12 431362 9141318 160 350 23.9607 3.6518 156.3482
Point
Depth of the Weathered Layer
UTM - pointVs f0 Thicknes s
Depth of
Boundary
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
10/12
Gambar 4.6 Korelasi Peta A0, F0, Lapisan Lapuk, PGA (untuk F01Hz)
Peak Ground Acceleration adalah ukuran bagaimana permukaan bumi bergetar
(accelerated) di suatu daerah tertentu. Secara umum Peak Ground Acceleration ini dapat diartikan
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
11/12
sebagai akselerasi maksimum yang dirasakan suatu partikel/lapisan ketika terjadi gerakan gempa.
Berdasarkan skala Mercalli daerah sekip utara kampus UGM potensi kerusakan digolongkan very
light (untuk F01Hz daerah penelitian potensi kerusakan digolongkan
moderate-moderate to heavy. Hasilnya sangat jauh berbeda.
Gambar 4.8 Peta PGA untuk F01Hz
-
5/28/2018 LAPORAN PRAKTIKUM FGA
12/12
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari analisis data dan pembahasan dapat disimpulkan bahwa frekuensi natural berkisar 0.6
0.9 Hz (untuk F 01Hz) dengan amplifikasinya kecil serta dari nilai
PGA digolongkan very light (untuk F01Hz) maka
dapat dikatakan daerah sekip utara kampus UGM merupakan daerah yang
5.2. Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
Berisi Data Lapangan
Agung
Handian
Fitra
Ninda
Diday
Fatia
Terakhir ngumpul hari minggu ke email niendha eaps atau ke diday jugak enggap apa apa kug
Suhu
Model Letusan
Mikroseismik