Disiapkan Untuk: KEMENTERIAN NEGARA RISET DAN TEKNOLOGI. Disiapkan Oleh:

(1)

PENGEMBANGAN PETA ZONASI GEMPA

INDONESIA DAN REKOMENDASI PARAMETER

DESAIN SEISMIK DENGAN ANALISIS BAHAYA

GEMPA PROBABILISTIK TERINTEGRASI

(PULAU SUMATRA, JAWA DAN NUSA TENGGARA)

Disiapkan Untuk:

KEMENTERIAN NEGARA RISET DAN TEKNOLOGI

Disiapkan Oleh:

Koordinator: Dr. I Wayan Sengara,

Anggota: Prof. Dr. Widiadnyana Merati, Dr. Masyhur Irsyam

Dr. Danny Hilman Natawidjaja, Ir. Engkon Kertapati, Prof. Dr. Sri Widiantoro,

Dr. Wahyu Triyoso, Dr. Irwan Meilano

Asisten: P. Sumiartha, MT, Hendarto MT, Mudrik Daryono, MT, Ir. KM.

Aburoyroch, In In Wahdiny, MT; Zulfarizka, ST; Oktavia Dewi, ST

Disampaikan dalam Workshop:

Peta Zonasi Gempa Indonesia Terpadu Dalam Membangun Kesiapsiagaan Masyarakat

Jakarta, 21 Juli 2009

OUTLINE PRESENTASI

1.ȱLingkupȱKegiatan

2.ȱReviewȱStudiȬStudiȱSebelumnyaȱ

3.ȱMetodologiȱPSHA

4.ȱHasilȱPSHA

5.ȱRekomendasi

(2)

LINGKUP KAJIAN

a. Melakukan review terhadap studi-studi bahaya gempabumi

yang telah dilaksanakan.

a. Melaksanakan analisis detail bahaya gempabumi

probabilistik (PSHA) dan memperoleh spectra bahaya yang

seragan (

Uniform Hazard Spectra

- UHS) atau target spectra

untuk lokasi-lokasi di Indonesia untuk

Periode Ulang 475

dan 2475 tahun.

a. Menyiapkan peta zonasi gempa Wilayah Sumatra, Jawa,

Nusa Tenggara dan rekomendasi parameter desain

gempabumi atau

Spektra Disain

untuk perbaikan dari zonasi

kegempaan serta kode bangunan yang saat ini ada.

Seismicity of Indonesia and Scope of

Seismic Zonation

(3)

Team Member:

Koordinator: Dr. I Wayan Sengara (Geotechnical Earthquake Engineering)

No

Name and Academic Degree

Field

1.

2.

3.

4

5.

6.

7.

8.

9.

10

11. Prof. Widiadnyana Merati

Dr. Masyhur Irsyam

Ir. Engkon Kertapati

Dr. Danny H.Natawidjaja

Dr. Wahyu Triyoso

Prof. Sri Widiantoro

Dr. Irwan Meilano

Hendarto, MT

P. Sumiartha, MT

Mudrik Daryono, MT

KM Aburoyroch, ST; In In

Wahdiny, MT; Zulfarizka, ST;

Oktavia Dewi, ST

Earthquake Engineering

Geotech. Earthquake Engineering

Earthquake Geology

Plate/Crustal Mapping

Seismicity (Recurrence)

Seismicity (Tomography)

Crustal Deformation

Probabilistic Analyst

Assistant Crustal Mapping

Assistants

Summary on Development of Indonesian

Seismic Zonation

Before the year of 2002, Indonesia seismic zonation was

based on 10% PE in 25 years (200 years RP).

In 2002, SNI-03-1726-2002 officially released. Zonation

is based on 10% PE in 50 years (475 years RP), T=0

sec = PBA. Referring to UBC 1997.

Recent efforts toward development of seismic zonation

for 475 years, T=PBA, T=0.2 (short period) and 1.0 sec

(long period). Also mapping for 2% PE in 50 years (2475

years RP), referring to IBC 2006.

(4)

Summary of Seismic PSHA Researches for

Indonesian Seismic Zonation

Prior to 1980

Beca Carter Hollings & Ferner(1979)

Prior to 2002 Indonesian Seismic Code (200 years RP)

Previous Research in PSHA (Prior to 2002)

Soetjiono (1987)

Kertapati (1987, 1999)

Wangsadinata (1993)

Najoan et al. (1996, 1999)

Shah & Boen (1996)

Merati et al. (1996; 1997)

Mangkoesoebroto (1997)

Sengara et al. (1996-1999, 2001, 2002)

Firmansjah & Irsyam (1999)

Recent Research in PSHA (after 2002)

Sengara, Natawidjaja,Triyoso, Hendarto (2005-2007)

Paristhuta (2007)

Irsyam et al. (2005, 2008)

ILUSTRASI SEISMIC WAVE PROPAGATION

UNTUK ESTIMASI PEAK GROUND ACCELERATION

Subduction

Ground Surface

BaseRock

Site

R

2a

Magnitude M

1 2b

3

Ca Tc Cp To P erc epa ta n S p ek tr a l Perioda (detik)

Design Response Spectra

For Design of Structures

SSRA

PSHA

T

long period

Uniform Hazard Spectra Periode Ulang 475 Tahun

0.00 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 Periode (detik) PB A ( g )

T

short period

(5)

Historical &

Instrumental

Earthquake Catalog

Geology and Tectonics

Macroseismic Intensity

& Strong Motion

Records

2. SOURCE ZONES

Faults

Area Sources

Type of Faults

Tomography

1. SEISMICITY

Historic Recurrence Rate

Geologic Recurrence Rate

Maximum Magnitude

3. ATTENUATION

Peak Acceleration (PGA)

Acceleration Spectra (PSA)

SEISMOTECTONIC MODEL

4. LOGIC TREE

Alternate Models

Parameter Uncertainty

Relative Likelihood

Expert Judgment

Seismic Hazard Methodology

4. GEODETIC CRUSTAL

DEFORMATION

Slip-rate information from

GPS Monitoring

Continued

5. HAZARD ANALYSIS (PSHA)

Hazard Curves

Uniform Hazard Spectra (UHS)

Confidence Limits

6. DEAGGREGATION

Design Earthquakes

Bedrock Time Histories

7. SITE RESPONSE

Soil Amplification

Site-Specific Time Histories

Natural Period of

Structures

Geotechnical Data

Return Period of

Design Event

Judgment

Generic Seismic

Design Criteria

Site-Specific

Seismic Design

Criteria

(6)

METODOLOGI

PROBABILISTIC SEISMIC HAZARD ANALYSIS

Digunakan Total Probability Theorem: PBA tergantung Magnitude

(M) dan hypocenter (r) sebagai

continuous independent random

variables,

dinyatakan dengan:

H (a) = ¦ v

i

³³ P[A > a¨m, r] g

Mi

(m) g

Ri¨Mi

(r,m)drdm

dimana :

• H(a) :

annual frequency

dari gempa bumi yang menghasilkan ground motion

Amplituda A > a.

• v

_i

: adalah

annual rate

pada area sumber I

(dengan magnitude lebih besar dari suatu nilai Moi tertentu) pada luasan sumber I

• g

Mi

(m) dan

g

Ri¨Mi

(r,m) fungsi-fungsi kerapatan probabilitas untuk masing-masing

magnitude dan jarak .

• P[A > a¨m, r probabilitas dari suatu gempa dengan magnidude m pada jarak r yang

menghasilkan PBA A lebih besar dari a

METODOLOGI PSHA

a. Earthquake Data/Catalog Collection

b. Earthquake Source Zoning

c. Use of appropriate Attenuation Functions

d. Recurrence Models

e. Ground Motion Characteristics

EZ-Frisk Computer Program

(Risk Engineering, 2004)

EZ-Frisk Computer Program

(Risk Engineering, 2009)

(7)

PSHA PROCESS

Compile necessary information as required to perform the PSHA, which

include :

Regional geological and tectonic-setting, identification and mapping of

subduction and active shallow crustal faults

Collect seismicity data (historical and instrumental data, Relocated)

Use seismic tomography to help identify geometry of the source zones

Compile the crustal deformation from GPS monitoring data to identify slip rates

of source zones (subduction and shallow crustal faults).

Develop seismic source zones for input to PSHA

Review and utilization of some appropriate attenuation functions for the

specific seismic sources.

Perform probabilistic seismic hazard analysis, which include determination

of PBA associated with its probabilities.

TEKTONIK SETING DAN PEMETAAN PATAHAN AKTIF

Map of the principal tectonic

elements of the indonesian plate

boundary,

Ref: [Engkon K. Kertapati, 2000]

(8)

SEISMIC TOMOGRAPHY

DAN RELOKASI HIPOCENTER

Sri Widiyantoro, 2008

-2%

+2%

lambat

cepat

aÆ a’ b Æ b’ eÆ e’ cÆ c’ d Æ d’

A-A

E-E

C-C

D-D

B-B

Ref: [Sriwidiantoro, 2009]

GEODETIC GPS MONITORING FOR CRUSTAL DEFORMATION INFORMATION

(9)

ANALISIS DATA DAN HASIL

PSHA SUMATRA-JAWA-NUSA

TENGGARA

SEISMIC TOMOGRAPGHY DAN RELOKASI HIPOCENTRAL

ZONA SUMATRA

Sri Widiyantoro, 2008

-2%

+2%

lambat

cepat

aÆ a’ b Æ b’ eÆ e’ cÆ c’ d Æ d’

A-A

E-E

C-C

D-D

B-B

Ref: [Sriwidiantoro, 2009]

(10)

95 95 100 100 105 105 110 110 115 115 120 120 125 125 130 130 135 135 140 140 -15 -15 -10 -10 -5 -5 0 0 5 5 10 10 15 15

Subduction

Sumatra Fault Zone

102 201 301 302 401 402 501 502 601 602 701 702 801 802 901 902 101 202 95 95 100 100 105 105 110 110 115 115 120 120 125 125 130 130 135 135 140 140 -15 --10 --5 -0 0 5 5 10 1 15 1

MODEL SUMBER

GEMPABUMI ZONA

SUMATRA

SEISMIK TOMOGRAPGHY DAN RELOKASI HIPOCENTRAL

ZONA JAWA BARAT, PULAU JAWA

Sri Widiyantoro, 2008

-2%

+2%

lambat

cepat

A

B

C

D

(11)

DISTRIBUSI HIPOSENTRAL PADA SEGMEN C-C

ZONA JAWA BARAT, PULAU JAWA

Dip Angle = 16

o

Dip Angle = 61

o 19A 19B 5K 4B4C 5A5B 4F 4D4E 2425 5J 5I 5H 5G 5F5D 5E 5C 23 6C 6A 6B 6D 21 6E6F6G 7 8 99B 14 17 22 10 11E11D11C 12D12C 12B12A 11B11A 181321 13 15 16

Potongan Melintang C-C

C

RANGKUMAN SUDUT SUBDUKSI ZONA

JAWA – NUSA TENGGARA

Penampang

Sudut

Subduksi

dangkal (

0

)

Sudut Subduksi

dangkal (

0

)

I – I’

22

58 J – J’

19

61 K – K’

21

63 L – L’

30

65 M – M’

21

59 N – N’

22

54 O – O’

17

47 P – P’

21

55 Q – Q’

16

49 R – R’

16

44 Penampang

Sudut

Subduksi

dangkal (

0

)

Sudut Subduksi

dangkal (

0

)

A – A’

21

55 B – B’

21

55 C – C’

20

59 D – D’

21

53 E – E’

22

56 F – F’

22

56 G – G’

17

42 H – H’

13

48

(12)

MODEL SUMBER GEMPA BUMI ZONA JAWA-NTT

19A 19B 5K 4B 4C 5A5B 4F 4D 4E 24 25 5J 5I 5H 5G 5F 5D 5E 5C 5C 6C 6A 6B 6D 21 6E 6F 6G 7 8 99B 14 17 22 10 11E 11D11C 12D 12C 12B 12A 11B11A 18 1321 13 15 16 (7) BANDUNG JAKARTA YOGYAKARTA 19A 19B 5K 4B 4C 5A 5B 4F 4D 4E 24 25 5J 5I 5H 5G 5F 5D 5E 5C 5C 6C 6A 6B 6D 21 6E6F 6G 7 8 9 9B 14 17 22 10 11E 11D11C 12D 12C 12B 12A 11B11A 1321 13 15 16 YOGYAKARTA BANDUNG JAKARTA DENPASARr DENPASAR

Slip Rate

Slip-rate For Lembang Fault

Ref: [Irwan Meilano, 2009]

(13)

EARTHQUAKE RECURRENCE MODEL

1. Least Square Method

2. Weichert

3. Kijko & Sellevol Method

Log N = a – bM

Kelemahan dari metoda LS dalam penentuan parameter a-b

adalah metoda ini tidak memperhitungkan kemungkinan

digunakannya gabungan data dari sumber-sumber yang

berbeda, misalnya data dari sejarah kegempaan yang

digabungkan dengan data dari informasi geologi. Nilai b yang

didapat dengan menggunakan metoda ini juga umumnya

overestimated

yang mengakibatkan rate dari gempa-gempa besar

akan underestimated.

Least Square Method (Gutenberg & Richter, 1954)

Eksponensial Model

Characteristic Recurrence Model

(Schwartz and Coppersmith, 1984 adopted in EZFrisk, Risk Engineering, 2004)

Characteristic Magnitudes

Exponential Magnitudes

(14)

• Selain pendekatan geologi, diadopsi juga “Statistical Method”

MAGNITUDA MAKSIMUM

Good Method 1 a M_max according to Kijko-Sellevoll (APPROX.) M_max according to Least Square Method (LS) b M_max according to Normal Distribution (L1)

2 a Uncertain, Incomplete, Doubtful seismic M_max according to Tate-Pisarenko data M_max according to Kijko-Sellevoll (EXACT)

M_max according to Kijko-Sellevoll-Bayes

M_max according to Robson-Whitlock (not provide a guarantee) M_max according to Robson-Whitlock-Cooke

M_max [Based on 5 largest magnitudes]

3 a M_max according to Non-Parametric with Gaussian Kernel Procedure M_max according to Non-Parametric Procedure based on Order Statistics b M_max according to Tate-Pisarenko-Bayes Procedure

c Presence of characteristic events Temporal Trend

Parameters of the assume distribution functions are known without error. Magnitude distribution properly describes the observations

The empirical distributions of earthquake magnitudes are of bi- or multi-modal character

The log-frequency-magnitude relation has a strong non-linear component

Attenuation Data Base

in EZ-Frisk, 2009

Abrahamson-Silva (1997)

Al-Tarazi & Qadan (1997)

Ambraseys et al. (1996)

Amrat (1996)

Atkinson (1997)

Atkinson - Boore (2003)

Atkinson - Motazedian (2003)

Atkinson-Silva (2000)

Atkinson-Sonley (2000)

Boore - Joyner - Fumal (1997)

Bray 2002

Campbell (1997)

Campbell - Bozorgnia (2003)

Crouse (1991)

Frankel (1996)

Fukushima-Tanaka (1992)

Gregor (2002)

Huo-Hu (1992)

Idriss (1993)

Joyner-Boore (1981)

Malkawi-Fahmi (1996)

Martin (1990)

Sabetta-Pugliese (1996)

Sadigh et al. (1997)

Silva (1999)

Silva et al. (2002)

Somerville (2001)

Spudich (1997/99)

Toro et al. (1999)

Idriss (2004)

Youngs (1997)

Boore and Atkinson (2007).. [NGA]

Chiou and Youngs (2007).. [NGA]

Campbell - Bozorgnia (2008) [NGA]

(15)

FUNGSI ATTENUASI

For Subduction Mechanism

Youngs et al. (1997)

ln (y) = 0.2418 + 1.414 .M + C

₁

+ C

₂

(10 – M)

3 _{+ C}

3 ln(r

rup

+

1.7818e

0.554M

_{) + 0.00607.H + 0.3846.Z}

T

For Shallow Crustal Fault

Idriss (2008) NGA

Campbell-Bozorgnia (2008) NGA

Boore-Atkinson (2008) NGA

LOGIC TREE……

PATAHAN DANGKAL SUBDUKSI KARAKTERISTIK Youngs (1997) Interface Rock Youngs (1997) Interface Rock KARAKTERISTIK EKSPONENSIAL Idriss (2008) NGA Boore-Atkinson (2008) NGA Campbell-Bozorgnia (2008) NGA Least Square

Kijko And Sellevol

Weichert M.max M.max + 0.25 M.max - 0.25 M.max M.max + 0.25 M.max - 0.25 M.max M.max + 0.25 M.max - 0.25

MODEL FUNGSI ATTENUASI RECURRENCE RATE MAGNITUDA MAXIMUM

[ 1.0 ] [ 0.7 ] [ 0.3 ] [ 0.33 ] [ 0.33 ] [ 0.33 ] [ 0.5 ] [ 0.2 ] [ 0.3 ] [ 0.6 ] [ 0.1 ] [ 0.3 ] [ 0.6 ] [ 0.1 ] [ 0.3 ] [ 0.6 ] [ 0.1 ] [ 0.3 ]

(16)

GRAFIK RECURRENCE RELATIONSHIP

SEGMEN BENGKULU, SUMATERA

0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 Magnitude N( M > m o ) Data Least Square Weichert KS 0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 Magnitude N( M > m o ) Data Least Square Weichert KS

Benioff

Megathrust

GRAFIK RECURRENCE RELATIONSHIP

SEGMEN JAWA BARAT

0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0 Magnitude N( M > m o ) Data Least Square Weichert KS

Benioff

0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0

Magnitude

N(

M>

mo

)

Data Least Square Weichert KS

Megathrust

(17)

RECURRENCE PARAMETER ZONA SUBDUKSI SUMATRA

b-value b rate b-value b rate b-value b rate

Intraslab B1 Andaman Active 0.845 1.945 0.106 0.968 2.229 0.139 0.899 2.072 0.170 Aceh Active 0.845 1.945 0.295 0.968 2.229 0.451 0.899 2.072 0.504 Nias Active 0.845 1.945 0.195 0.968 2.229 0.300 0.899 2.072 0.313 Intraslab B2 Batu Active 1.034 2.380 0.193 0.912 2.099 0.184 0.560 1.290 0.163 Mentawai Active 1.034 2.380 0.454 0.912 2.099 0.496 0.560 1.290 0.487 Intraslab B3 Bengkulu Active 0.993 2.288 0.705 0.604 1.392 0.583 0.624 1.436 0.440 Sunda Active 0.993 2.288 0.540 0.604 1.392 0.437 0.624 1.436 0.330 Intraslab B4

West Java Active 0.658 1.514 0.334 0.722 1.663 0.342 0.683 1.573 0.254 Central Java Active 0.658 1.514 0.136 0.722 1.663 0.138 0.683 1.573 0.103

Weichert

Source Zone fault

activity

Least Square Kijko Sellevol

Subduks

i Zona

Megathrust

Sumatra

b-value b rate b-value b rate b-value b rate

Interface M 1 Andaman Active 0.974 2.242 0.724 0.702 1.617 0.551 0.656 1.510 0.433 Aceh Active 0.974 2.242 0.549 0.702 1.617 0.485 0.656 1.510 0.399 Nias Active 0.974 2.242 0.317 0.702 1.617 0.274 0.656 1.510 0.224 Interface M 2 Batu Active 0.748 1.723 0.362 0.565 1.300 0.276 0.560 1.290 0.186 Mentawai Active 0.748 1.723 0.715 0.565 1.300 0.684 0.560 1.290 0.464 Interface M 3 Bengkulu Active 0.671 1.545 0.992 0.543 1.250 0.851 0.576 1.327 0.607 Sunda Active 0.671 1.545 0.286 0.543 1.250 0.259 0.576 1.327 0.183 Interface M 4

West Java Active 0.667 1.537 0.332 0.723 1.664 0.343 0.726 1.671 0.295 Central Java Active 0.667 1.537 0.145 0.723 1.664 0.147 0.726 1.671 0.127

Weichert

Source Zone fault

activity

Least Square K ijko Sellevol

Subduks

i Zona

Benoff

Sumatra

Mmax, b-value, rate Pada Segmen-Segmen Utama

No Segment Slip rate L Mw Mm/year km 1 Sunda 5 150 7.6 2 Semangko 5 65 7.2 3 Kumering 11 150 7.6 4 Manna 11 85 7.3 5 Musi 11 70 7.2 6 Ketaun 11 85 7.3 7 Dikit 11 60 7.2 8 Siulak 23 70 7.2 9 Suliti 23 95 7.4 10 Sumani 23 60 7.2 11 Sianok 23 90 7.3 12 Sumpur 23 35 6.9 13 Barumun 4 125 7.5 14 Angkola 19 160 7.6 15 Toru 24 95 7.4 16 Renun 27 220 7.8 17 Tripa 27 180 7.7 18 Aceh 2 200 7.7 19 Seulimeum 13 120 7.5 b-value b rate

Sumatra Fault Zone

Aceh Fault Active 0.682 1.571 0.045 Seumeluem Fault Active 0.682 1.571 0.045 Tripa Fault Active 0.682 1.571 0.058 Renun Fault Active 0.682 1.571 0.051 Toru Fault Active 0.682 1.571 0.043 Barumun Fault Active 0.682 1.571 0.038 Angkola Fault Active 0.682 1.571 0.019 Sumpur Fault Active 0.682 1.571 0.019 Sianok Fault Active 0.682 1.571 0.001 Sumani Fault Active 0.682 1.571 0.001 Suliti Fault Active 0.682 1.571 0.043 Siulak Fault Active 0.682 1.571 0.076 Dikit Fault Active 0.682 1.571 0.043 Ketaun Fault Active 0.682 1.571 0.108 Musi Fault Active 0.682 1.571 0.049 Manna Fault Active 0.682 1.571 0.039 Kumering Fault Active 0.682 1.571 0.063 Semangko Fault Active 0.682 1.571 0.058 Sunda Fault Active 0.682 1.571 0.043

Source Zone fault activity

Least Square

Perhitungan Berdasarkan Rumusan Wells & Coppersmith

(18)

Jabar Jateng Jatim Bali-Lombok Sumba Flores Timor

1 M_max according to Kijko-Sellevoll (APPROX.) 7.59 6.70 7.41 7.01 7.33 6.88 7.08

2 M_max according to Kijko-Sellevoll (EXACT) 7.59 6.70 7.41 7.01 7.33 6.88 7.08

3 M_max according to Tate-Pisarenko-Bayes 7.63 6.73 7.41 7.04 7.34 6.88 7.08

4 M_max according to Kijko-Sellevoll-Bayes 7.53 6.70 7.39 7.00 7.30 6.86 7.06

5 M_max according to Robson-Whitlock 7.70 6.47 7.21 7.27 7.46 6.87 6.91

6 M_max according to Robson-Whitlock-Cooke 7.50 6.53 7.26 7.05 7.30 6.86 6.96

7 M_max [Integral(N-P-Gaussian Kernel CDF)^nr_eq] 7.60 6.66 7.40 7.00 7.31 6.88 7.07

8 M_max [Integral(Order Statistics CDF)^nr_eq] 7.49 6.57 7.29 7.01 7.28 6.92 6.98

9 M_max [Based on 5 largest magnitudes] 7.51 6.62 7.34 6.98 7.26 6.89 7.01

10 Max Magnitude m_max (Norm L1) 7.02 6.66 7.04 6.92 7.08 6.67 6.68

Avearage 7.52 6.63 7.32 7.03 7.30 6.86 6.99

No Benioff Zone M.Max ( Mw )

Jabar Jateng Jatim Bali-Lombok Sumba Flores Timor

1 M_max according to Kijko-Sellevoll (APPROX.) 8.00 7.15 8.03 7.30 8.02 7.54 7.99

2 M_max according to Kijko-Sellevoll (EXACT) 8.00 7.15 8.03 7.30 8.01 7.54 7.99

3 M_max according to Tate-Pisarenko-Bayes 8.10 7.28 8.04 7.31 8.01 7.62 8.05

4 M_max according to Kijko-Sellevoll-Bayes 7.91 7.13 8.02 7.28 7.99 7.50 7.95

5 M_max according to Robson-Whitlock 8.60 7.39 7.94 7.46 7.97 8.42 7.80

6 M_max according to Robson-Whitlock-Cooke 8.10 7.11 7.95 7.30 7.95 7.80 7.75

7 M_max [Integral(N-P-Gaussian Kernel CDF)^nr_eq] 8.20 7.00 8.04 7.34 8.05 7.78 8.08

8 M_max [Integral(Order Statistics CDF)^nr_eq] 8.00 7.06 7.96 7.28 7.98 7.66 7.89

9 M_max [Based on 5 largest magnitudes] 8.00 7.03 7.99 7.24 8.00 7.59 7.95

10 Max Magnitude m_max (Norm L1) 7.16 7.03 7.04 7.17 7.04 7.18 8.98

Avearage 8.01 7.13 7.90 7.30 7.90 7.66 8.04

No Mega Thrust Zone M.Max ( Mw )

PERKIRAAN NILAI Mmax DENGAN MENGGUNAKAN

METODA STATISTIK

Reff :

Different Techniques For estimation of the Maximum arthquake Magnitude mmax By : Andrzej KIJKO

Aon-Benfield Natural Hazard Centre, 2009

HASIL ANALISA

(19)

PENJELASAN HASIL PSHA

Pada kajian PSHA ini dibuat dua alternatif model, yaitu :

• Model Pertama dikembangkan dengan menggunakan model

patahan ault yang terindentifikasi dengan baik (well

defined)

+ sumber gempa background,

• Model Kedua dikembangkan dengan cara mengaktifkan

keseluruhan patahan yang teridentifikasi dengan

baik ditambah dengan patahan yang dicurigai memiliki

keaktifan karena beberapa ciri fisik dan karakteristik seismik yang

memberikan indikasi keaktifannya.

**) Catatan : Zonasi Pulau Sumatra, Jawa dan Nusa Tenggara dilakukan untuk Perioda Ulang 475

tahun dan 2475 tahun, masing-masing untuk T=PBA, T=0,2detik, dan T=1,0 detik

95 95 100 100 105 105 110 110 115 115 120 120 125 125 130 130 135 135 140 140 -15 -15 -10 -10 -5 -5 0 0 5 5 10 10 15 15 102 201 301 302 401 402 501 502 601 602 701 702 801 802 901 902 101 202 95 95 100 100 105 105 110 110 115 115 120 120 125 125 130 130 135 135 140 140 -15 --10 --5 -0 0 5 5 10 1 15 1

HASIL PSHA

WILAYAH KAJIAN PULAU SUMATRA

Hasil Makrozonasi Pulau Sumatra yang

menunjukkan nilai percepatan gempa di

batuan dasar (T=PBA) untuk periode

ulang gempa 475 tahun

Sumber Gempa

Subduction

Suber Gempa

(20)

Titik Pengamatan Pulau Jawa

-9 -8.5 -8 -7.5 -7 -6.5 -6 -5.5 -5 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115

Titik-titik Pengamatan di Pulau Jawa

Gambar 2. Titik – titik Pengamatan di Pulau Jawa

Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar

(T=PGA) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 1

HASIL PSHA

(21)

Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar

(T=0.2 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 1

HASIL PSHA

WILAYAH KAJIAN PULAU JAWA

Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar

(T=1 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 1

HASIL PSHA

(22)

Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar

(T= PGA) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 2

HASIL PSHA

WILAYAH KAJIAN PULAU JAWA

Hasil makrozonasi Nusa Tenggara yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan

dasar (T=PBA) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan Model 1

HASIL PSHA

(23)

Hasil makrozonasi Nusa Tenggara yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan

dasar (T=0.2 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan Model 1

HASIL PSHA

WILAYAH KAJIAN BALI-NUSA TENGGARA

Hasil makrozonasi Nusa Tenggara yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan

dasar (T=1 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan Model 1

HASIL PSHA

(24)

HASIL PSHA KOTA BESAR PULAU

SUMATRA, JAWA-NUSATENGGARA

BANDA ACEH

Mean UHS Kota Aceh Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun Koordinat Lokasi PBA (g’s) 475 tahun 2475 tahun Aceh 0.34 0.42 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 3.6 4 Spectral Period (s)

Mean for 2475-year Return Period Mean for 975-year Return Period Mean for 475-year Return Period

(25)

BANDA ACEH

Nilai Hazard Dari Sumber-Sumber Gempa Subduksi Dan Shallow Crustal Intraslab Untuk Tingkat Annual Frequency of Exceedance

Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Aceh Pada T=PGA

1E-10 1E-09 1E-08 1E-07 1E-06 1E-05 1E-04 1E-03 1E-02 1E-01 1E+00 0.00001 0.00010 0.00100 0.01000 0.10000 1.00000 10.00000

Peak Ground Acceleration, (g)

Total Hazard Aceh Andaman A Nias A Aceh Andaman C Nias C Renun F_C Renun F_E Tripa F_C Tripa F_E Aceh F_C Aceh F_E Seulimeum F_C Seulimeum F_E Batee F_C All Other Sources

Period = PGA

Hazard by Seismic Source

Period: PGA Amplitude: 0.33848 Hazard: 0.00211047 Mean Magnitude: 7.28 Mean Distance: 82.65 Magnitude-Distance Deaggregation

PADANG

Mean UHS Kota Padang Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 3.6 4 Spectral Period (s)

Uniform Hazard Spectra

Nama Kota

PBA (g’s) 475 tahun 2475 tahun

(26)

PADANG

Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Padang Pada T=PGA

1E-10 1E-09 1E-08 1E-07 1E-06 1E-05 1E-04 1E-03 1E-02 1E-01 1E+00 0.00001 0.00010 0.00100 0.01000 0.10000 1.00000 10.00000

Peak Ground Acceleration, (g)

Total Hazard Nias A Batu A Mentawai A Enggano A Nias B Batu B Mentawai B Nias C Batu C Mentawai C Enggano C Siulak F_E Suliti F_C Suliti F_E Sumani F_C Sianok F_C Sumpur F_C Toru F_E All Other Sources

Period = PGA

JAKARTA

Nama Kota PBA (g’s) 475 tahun 2475 tahun Jakarta 0.22 0.276 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 3.6 4 Spectral Period (s)

(27)

JAKARTA

Period: PGA Amplitude: 0.2264 Hazard: 0.00211372 Mean Magnitude: 7.08 Mean Distance: 176.31 Magnitude-Distance Deaggregation 1E-10 1E-09 1E-08 1E-07 1E-06 1E-05 1E-04 1E-03 1E-02 1E-01 1E+00 0.00001 0.00010 0.00100 0.01000 0.10000 1.00000 10.00000

Peak Ground Acceleration, (g) Total Hazard Aceh Andaman C Bali Sumbawa C Enggano A Jawa Barat A Jawa Barat B Jawa Barat C Jawa Tengah A Jawa Tengah B Jawa Tengah C Jawa Timur A Jawa Timur C Mentawai A Mentawai C Nias C WJF_Cimandiri WJF_Lembang Background on JAVA_0-20km Background on JAVA_20-40km Background on JAVA_40-60km All Other Sources

Period = PGA

Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Jakarta Pada T=PGA

REKOMENDASI NILAI SPEKTRAL UNTUK

KOTA JAKARTA (10% PE in 50 years)

Tabel 3 Nilai percepatan spektral batuan dasar Kota Jakarta

Level Hazard

T=PGA

(g)

T=0.2 detik

(g)

T=1.0 detik

(g)

10 % PE dalam 50 tahun

0.22 0.51 0.21

(28)

BANDUNG

Mean UHS Kota Bandung Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun Nama Kota PBA (g’s) 475 tahun 2475 tahun Bandung 0.33 0.41 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2 0 0.4 0.8 1.2 1.6 2 2.4 2.8 3.2 3.6 4 Spectral Period (s)

BANDUNG

Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Bandung Pada T=PGA

1E-10 1E-09 1E-08 1E-07 1E-06 1E-05 1E-04 1E-03 1E-02 1E-01 1E+00 0.00001 0.00010 0.00100 0.01000 0.10000 1.00000 10.00000

Peak Ground Acceleration, (g) Total Hazard Bali Sumbawa A Bali Sumbawa C Enggano A Jawa Barat A Jawa Barat B Jawa Barat C Jawa Tengah A Jawa Tengah B Jawa Tengah C Jawa Timur A Jawa Timur C Mentawai A Mentawai C WJF_Cimandiri WJF_Lembang Background on JAVA_0-20km Background on JAVA_20-40km Background on JAVA_40-60km All Other Sources

Period = PGA

(29)

DENPASAR

Mean UHS Kota Denpasar Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun Nama Kota

PBA (g’s)

475 tahun 2475 tahun

Denpasar 0.26 0.31

DENPASAR

(30)

T i m i k a T e m b a g a p u r a M e r a u k e W a m e n a K a i m a n a T a n g g u h F a k f a k M a n o k w a r i S o r o n g J a y a p u r a

KAJIAN AWAL UNTUK ZONASI PULAU IRIAN

1 - 1 a 1 - 1 b 1 - 2 a 1 - 2 b 4 - 1 3 - 1 3 - 2 3 - 3 3 - 4 3 - 5 7 - 2 b 7 - 2 a8 b 8 a 7 - 1 a 7 - 1 b 6 - 3 6 - 2 6 - 1 4 - 2 5 2 a 2 b S F Z RF Z Y F Z T A F Z Aru Tren ch Se ram Trough Aru Trou gh MTFB N ew G uin e a Tre nch

Model Sumber gempa zonasi

Pulau Irian

(Sengara, Kertapati, Delitriana, 2003)

Hasil makrozonasi Irian yang menunjukkan nilai percepatan

gempa di batuan dasar (T=PGA) untuk periode ulang gempa

475 tahun (Sengara, Kertapati, Delitriana, 2003)

DRAFT PETA ZONASI SELURUH INDONESIA

140°0'0"E 140°0'0"E 135°0'0"E 135°0'0"E 130°0'0"E 130°0'0"E 125°0'0"E 125°0'0"E 120°0'0"E 120°0'0"E 115°0'0"E 115°0'0"E 110°0'0"E 110°0'0"E 105°0'0"E 105°0'0"E 100°0'0"E 100°0'0"E 95°0'0"E 95°0'0"E 10 °0 '0 "N 10 °0 '0 "N 5 °0'0"N 5°0'0"N 0° 0 '0" 0° 0 '0" 5°0'0"S 5°0'0"S 10 °0 '0 "S 10 °0 '0 "S Legend PGA (g) 0.000- 0.050 0.051 - 0.100 0.101 - 0.150 0.151 - 0.200 0.201 - 0.250 0.251 - 0.300 0.301 - 0.350 0.351 - 0.400 0.401 - 0.450 0.451 - 0.500 0.501 - 0.550 0.551 - 0.800

:

0 250 500 1,000 1,500 Kilometers

(31)

Uniform Building Codes (UBC97)

International Building Codes (IBC-2006

)

Site Class Soil Profile Name s

v ft/sc (m/s) N-SPT u s psf (kPa) SA Hard rock >5000( >1500) - - SB Rock 2500 < vsd 5000 (760 < vsd 1500) - - SC

Very dense soil and soft rock

1200 < vsd 2500 (360 < vsd 760)

> 50 > 2000 _{(> 100)}

SD Stiff soil profile

600 dvsd 1200 (180 dvsd 360) 15< N d 50 1000 d sud 2000 (50 d sud 100) s v < 600 (vs< 180) < 15 < 1000 (< 50)

SE Soft soil profile _{Any profile with more than 10 feet of soil having the}

following characteristics:

PI>20, wnt 40% dan Su < 500 psf (< 25 kPa)

SF

-Any profile containing soil having one or more of the following characteristics:

1. Soil vulnerable to potential or collapse under seismic loading such as liquefiable soils, quick and highly sensitive clay, collapsible weakly cemented soils.

2. Peats and/or highly organic clays (H > 10 feet of peat and/or highly organic clay).

3. Very high plasticity clays (H > 25 feet with plasticity index PI > 75).

4. Very thick soft/medium stiff clays (H > 120 feet)

In IBC 2006:

S

MS

= F

a

x

S

=> S

DS

= 2/3 x S

MS

S

M1

= F

v

x

S

1

=> S

Dl

= 2/3 x S

M1

F

a

at 0.2 second (for short period)

F

v

at 1 second (for long period)

Design Response Spectra in UBC97

Usulan Design Response Spectra untuk SNI Baru

Site Class Soil Profile Name

s v ft/sc (m/s) N-SPT u s psf (kPa) SA Hard rock >5000( >1500) - - SB Rock 2500 < vsd 5000 (760 < vsd 1500) - - SC

Very dense soil and soft rock

1200 < vsd 2500

(360 < vsd 760)

> 50 > 2000 (> 100) SD Stiff soil profile

600dvsd 1200 (180 dvsd 360) 15< N d 50 1000 d sud 2000 (50 d sud 100) s v < 600 (vs< 180) < 15 < 1000 (< 50) SE Soft soil profile Any profile with more than 10 feet of soil having the

following characteristics:

PI>20, wnt 40% dan Su < 500 psf (< 25 kPa)

SF

-Any profile containing soil having one or more of the following characteristics:

1. Soil vulnerable to potential or collapse under seismic loading such as liquefiable soils, quick and highly sensitive clay, collapsible weakly cemented soils.

2. Peats and/or highly organic clays (H > 10 feet of peat and/or highly organic clay). 3. Very high plasticity clays (H > 25 feet with

plasticity index PI > 75).

4. Very thick soft/medium stiff clays (H > 120 feet)

S

DS

= A

a

x

S

SS

S

D1

= A

v

x

S

1

=> S

Dl

= 2/3 x S

M1

A

a

: faktor amplifikasi untuk T=0.2 dt

A

v

: faktor amplifikasi untuk T=1.0 dt

S

_D0

= S

_DS

/2.5 ; T

_s

) = S

_D1

/S

_DS

.

Design Response Spectra

(32)

Tabel-1 Besarnya nilai koefisian amplifikasi site untuk periode rendah (A

a

)

Klasifikasi Site

Zonasi

T=0.2 dt

S

= 0.25

S

=0.5 S

S

=0.75 S

S

=1.00

SS

=1.25

Batuan (S

B

)

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

Tanah Keras (S

C

)

1.2

1.1

1.0

1.0 Tanah Sedang (S

D

)

1.6

1.4

1.2

1.1

1.1 Tanah Lunak (S

E

)

2.5 1.7 1.2 0.9 0.9

Tanah Khusus (S

F

)

SS SS SS SS SS

Keterangan:

S

= nilai percepatan spectral pada periode rendah (T=0.2 detik)

Untuk nilai-nilai antara dapat dilakukan interpolasi linear.

SS: memerlukan analisis site-specific.

Tabel-2 Besarnya nilai koefisian amplifikasi site untuk periode tinggi (A

v

)

Klasifikasi Site

Zonasi

T=1.0 dt

S

1

= 0.1

S

1

=0.2 S

1

=0.3 S

1

=0.4 S

1

=0.5

Batuan (S

B

)

1.0 1.0 1.0 1.0 1.0

Tanah Keras (S

C

)

1.7

1.6

1.5

1.4

1.3 Tanah Sedang (S

D

)

2.4 2.0 1.8 1.6 1.5

Tanah Lunak (S

E

)

3.5 3.2 2.8 2.4 2.4

Tanah Khusus (S

F

)

SS SS SS SS SS

Keterangan:

S

1

= nilai percepatan spectral pada periode tinggi (T=1.0 detik)

Untuk nilai-nilai antara dapat dilakukan interpolasi linear.

SS: memerlukan analisis site-specific.

REKOMENDASI

Rekomendasi Jangka Pendek

a. Menyelesaikan dan menyempurnakan keseluruhan hasil analisis dari berbagai

skenario sumber gempa dan parameter-parameter seismiknya (termasuk

gempa-gempa background) untuk kajian wilayah Sumatra, Jawa dan Nusa Tenggara,

sehingga dapat dicapai suatu kesepakatan dan peta zonasi yang dihasilkan dapat

diusulkan sebagai

konsensus

para ahli kegempaan.

b. Melakukan analisis lanjutan sejenis untuk Wilayah Indonesia Timur yang meliputi

Blok Irian Jaya dan Blok Sulawesi-Kalimantan dengan pendekatan simultan,

mengkombinasikan data-data katalog gempabumi, data indetifikasi sesar aktif

berdasarkan geomorfologi dan data GPS.

c. Verifikasi dari rekomendasi Design Response Spectra untuk bangunan

Rekomendasi Jangka Menengah

a. Studi lanjutan mengenai karakteristik gempa beserta studi parameter gempa untuk

tiap zona baik untuk gempa patahan dangkal ataupun gempa subduksi.

b. Melakukan studi lanjutan secara berkelanjutan yang diperlukan untuk

memberikan masukan dalam upaya jangka menengah penyempurnaan peta

gempa Indonesia secara berkala setiap 5 tahun sekali.

(33)