Download - Pga Mikroseismik
PENENTUAN NILAI PEAK GROUND ACCELERATION (PGA)
DI DAERAH PENGASIH - WATES, KULONPROGO, D. I. YOGYAKARTA
A. PENDAHULUAN
1. Latar Belakang
Bahaya gempa bumi dalam skala lokal tidak saja dipengaruhi oleh magnitudo, jarak pusat
gempa bumi dan periode ulangnya, tetapi juga dipengaruhi oleh geologi dan topografi
wilayah penelitian (Towhata, 2008). Efek gempa bumi dapat berbeda-beda di masing-masing
tempat. Efek gempa dipengaruhi oleh keadaan geologi dan topografinya. Amplitude getaran
gempa dikontrol oleh tebal lapisan sedimen dari basement. Lapisan sedimen ini akan
mengontrol tinggi rendahnya frekuensi natural di daerah tersebut.
Dari frekuensi natural tanah di daerah tersebut nantinya dapat dipetakan persebaran
Ground Acceleration yang mengindikasikan kerentanan tanah jika terjadi satu gempabumi.
Dari analisa tadi dapat dicari juga Peak Ground Acceleration (PGA) akan menunjukkan
kerentanan tanah setelah divariasikan gempa yang terjadi dari berbagai sumber yang dapat
dirasakan di area tersebut. PGA ini akan lebih mencerminkan nilai maksimum ground
acceleration yang mungkin terjadi di suatu daerah,
Pada praktikum/penelitian yang kami lakukan kali ini kami mencoba membuat pemetaan
nilai PGA dan mencari persebaran nilai frekuensi natural dengan menggunakan metode
HVSR atau Horizontal to Vertical Spectrum Ratio. Untuk melakukan analisa tersebut, kami
melakukan akuisisi data mikroseismik dengan menggunakan seismometer untuk mengukur
gempa mikro yang berasal dari sumber alam.
2. Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Memetakan distribusi frekuensi natural, PGA gempa dan frekuensi dominan.
2. Menentukan akibat dari gempa yang ditimbulkan dari getaran gempa di lokasi penelitian.
3. Memenuhi tugas praktikum fisika gunung api.
1
4. Manfaat
Manfaat penelitian ini untuk meberikan informasi kerentanan tanah di daerah sekitar
Panjatan dan Wates, Kulonprogo, Yogyakarta.
B. DASAR TEORI
Berdasarkan penyebabnya gempabumi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:
1. Gempabumi Vulkanik. Gempabumi ini bersumber dari tubuh gunungapi aktif, pada
umumnya berkekuatan kecil (maksimum 2 Skala Richter), tidak terasa dan hanya dapat
dicatat oleh peralatan saja.
2. Gempabumi Runtuhan. Gempabumi ini diakibatkan oleh runtuhan batuan. Runtuhan-
runtuhan tersebut menimbulkan getaran tanah. Kekuatan gempabumi ini tergantung dari
volume dan jenis material runtuhan. Biasanya gempa ini hanya dapat dirasakan di sekitar
terjadinya runtuhan dengan kekuatan getaran antara 2 hingga 3 pada Skala Richter.
3. Gempabumi Tektonik Gempabumi ini disebabkan aktifitas tektonik di zona batas antar
lempeng dan patahan mengakibatkan getaran yang menyebar ke segala arah. Kekuatan
gempabumi tektonik dapat mencapai skala besar 9,0 pada Skala Richter. Salah satu
gempabumi tektonik dalam skala besar yang terjadi di Aceh pada tanggal 26 Desember
2004 menimbulkan Tsunami. Dalam pembahasan selanjutnya Gempabumi tektonik akan
disebut sebagai gempabumi.
Kekuatan gempabumi adalah cerminan besar kecilnya energi gempabumi yang sebanding
dengan dimensi dan perpindahan rata-rata sesar yang teraktifkan. Intensitas gempabumi
adalah cerminan pengaruh goncangan gempabumi terhadap tingkat kerusakan sarana dan
prasarana. Beberapa faktor yang mempengaruhi rusaknya sarana dan prasarana adalah
rekayasa bangunan, jarak dari pusat gempa, dan sifat batuan.
Konstruksi bangunan sangat berpengaruh terhadap kekuatan bangunan dalam menahan
goncangan gempabumi. Apabila kaidah bangunan tahan gempabumi diikuti maka bangunan
tersebut akan semakin dapat bertahan terhadap goncangan gempabumi.
Semakin jauh dari pusat gempabumi, goncangan gempabumi akan semakin lemah,
sehingga semakin jauh dari pusat gempabumi kerusakan pada bangunan akan semakin kecil.
2
Bangunan yang didirikan di atas lahan yang bersifat kompak dan keras akan lebih tahan
terhadap goncangan gempabumi dibandingkan dengan bangunan yang dididrikan pada lahan
dengan batuan yang lebih lunak (urai).
Peak Ground Acceleration (PGA) atau besar percepatan pergeseran (displacement)
pada lokasi tertentu akibat gempabumi tertentu di wilayah sekitarnya. PGA dipetakan agar
bisa memberikan efek paling parah yang pernah dialami suatu lokasi.
Dimana Fd = frekuensi dominan
M = magnitudo gempa
R = jarak dari hiposenter gempa ke titik pengukuran
P
Q
C. METODE PENELITIAN
Pada praktikum ini untuk mendapatkan data yang nantinya diolah untuk mendapatkan
hasil analisa kami melakukan pengambilan data seismic mikro dengan pada hari Senin, 7
November 2011. Kami melakukan pengukuran pada 8 titik di sekitar daerah Wates,
Kulonprogo. Kemudian data rekaman seismic mikro tadi diproses dan ditampilkan dengan
software Geopsy.
Dalam processing Geopsy ini dilakukan transformasi untuk mencari frekuensi dominan
dan amplitudenya. Processing selanjutnya adalah melakukan processing HVSR untuk
mencari frekuensi natural. Setelah didapatkan nilai nilai tadi kemudian menggunakan
software Excel dicari nilai PGA dan dipetakan untuk mengetahui persebarannya.
3
Gambar 1. Peta titik pengukuran mikroseismik
4
D. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data digital hasil rekaman seismometer dengan bantuan software Scream ini ada 3 buah yaitu
dalam komponen N (utara-selatan), E (timur-barat), dan Z (atas-bawah). Ketiga file tadi
diinputkan ke dalam software Geopsy. Kemudian melalui tool “Spectrum” untuk membuat
grafik fungsi dalam kawasan frekuensi. Dan tool H/V untuk mendapatkan grafik HVSR. Dari
kedua grafik tadi dicari frekuensi yang memiliki puncak amplitude ter
Gambar 2. Spektrum titik 7a dari processing di Geopsy
Gambar 3. Spectrum HVSR titik 7a hasil processing Geopsy
5
Gambar 4. Spectrum sinyal titik 7b hasil processing Geopsy
Gambar 5. Spectrum HVSR 7b hasil processing Geopsy
6
Gambar 6. Spectrum sinyal titik 7c
Gambar 7. Spectrum HVSR titik 7c
7
Gambar 8, Spectrum sinyal titik 7d
Gambar 9. Spectrum HVSR titik 7d
8
Gambar 10. Spectrum sinyal titik 7e
Gambar 11. Spectrum HVSR titik7e
9
Gambar 12. Spectrum sinyal titik E04
Gambar 13. Spectrum HVSR titik E04
10
Gambar 14. Spectrum sinyal titik TW04
Gambar 15. Spectrum HVSR titik TW04
11
Gambar 16. Spektrum sinyal titik WATES01
Gambar 17. Spectrum HVSR titik WATES01
12
Hasil nilai frekuensi dominan, amplitudonya, dan frekuensi HVSR yang didapat dari grafik
adalah sebagai berikut:
STAHVSR Spectrum
Freq Amp Freq Amp7a 8.75 6.4 2.28 407b 1.5 1.2 1.5 1107c 1.2 2.7 1.8 1407d 6.6 2.2 3.6 87e 1.1 7 3.3 150e04 1.3 1.6 3 1600tw04 1.3 3.8 2.8 1700wates01 1.4 3.6 1.6 1000
Kemudian untuk mencari nilai PGA digunakan data 3 gempa yaitu data gempa Jogja yang
terbaru, data gempa Bali 13 Oktober 2011, dan gempa Aceh 26 Desember 2004. Kemudian
tiap-tiap gempa diambil nilai PGA nya. Setelah dilakukan perhitungan didapat bahwa PGA
yang paling tinggi dari ketiga gempa tersebut adalah niai Ground Acceleration dari gempa
Bali 13 Oktober 2011. Dan hasil perhitungan kami ditunjukkan table berikut,
Titik X stat Y stat PGA ( cm/s2)7a 405378.0 9132823.0 0.0133765657b 404987.0 9131902.0 0.0109097997c 404206.0 9130061.0 0.0120840837d 405908.0 9131511.0 0.0168764947e 405127.0 9129670.0 0.016337503e04 404219.0 9127816.3 0.015759363tw04 403806.3 9127298.1 0.015283475wates01 404343.8 9127211.7 0.011535483
Kemudian harga PGA diatas diplot ke dalam peta untuk menunjukkan persebaran nilai PGA
di area survey. Dari plot terlihat nilai PGA di sebelah barat pada area survey (daerah
Pengasih) memiliki nilai PGA yang lebih rendah daripada nilai PGA di sebelah timur.
(daerah Wates). Nilai PGA menunjukkan kerentanan sehingga dapat disimpulkan bahwa
daerah wates lebih rentan jika terjadi gempa.
13
Dari tinjauan geologi diketahui bahwa batuan yang berada di tinggian daerah Pengasih
memiliki litologi berupa batuan sedimen yang berseling batuan volcanic sedangkan di daerah
wates yang berada di sebuah dataran memiliki litologi berupa lapisan sedimen permukaan.
Dari dasar teori diketahui bahwa lapisan sedimen mengontrol tinggi rendahnya nilai PGA.
Dari dasar teori tersebut dikatakan bahwa daerah tinggian yang memiliki lapisan sedimen
yang lebih tebal akan lebih rentan terhadap gempabumi yang berarti akan memiliki nilai
PGA yang lebih besar daripada di daerah yang lebih rendah. Namun pada hasil praktikum ini
kami temukan di daerah tinggian memiliki nilai PGA yang lebih rendah daripada nilai PGA
di daerah yang lebih rendah.
Gambar 18. Peta sebaran nilai PGA di daerah sekitar Pengasih – Wates, Kulonprogo, DIY
14
E. KESIMPULAN
1. Daerah Wates memiliki nilai PGA yang lebih tinggi daripada daerah tinggian di
Pengasih. Ini mengindikasikan daerah Wates lebih rentan terhadap gempa.
2. Daerah wates litologinya lebih didominasi sedimen permukaan sedangkan daerah
Pengasih terdiri dari batuan sedimen berseling batuan volcanic. Menurut teori, daerah
yang memiliki lapisan sedimen yang lebih tebal akan memiliki kerentanan yang lebih
tinggi.
F. DAFTAR PUSTAKA
Bath, M., 1979, “Introduction to seismology”, Second/Revised Edition, birkhauser
Verlag, 428 pp.
15