Tugas Metode Penelitian (Proposal Penelitian)
ANALISIS MIKROTREMOR KAWASAN UNIV.
SUMATERA UTARA, KOTA MEDAN, PROVINSI
SUMATERA UTARA, BERDASARKAN METODE
HORIZONTAL TO VERTICAL SPECTRAL RATIO
(NAKAMURA METHOD)
DIAJUKAN OLEH : RIZKY RAMADHAN
NIM. 1104107010011
PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
BANDA ACEH
BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Universitas Sumatera Utara terletak di Padang Bulan, Kota Medan, Provinsi Sumatera Utara. Kawasan ini merupakan kawasan pendidikan dengan gedung-gedung yang mengelilinginya yang keberadaannya sangatlah vital di Kota Medan.
Kota Medan sendiri, merupakan sebuah kota metropolitan dimana jumlah penduduknya lebih padat dibandingkan jumlah penduduk didaerah lainnya dengan formasi batuan yang terdiri dari bongkah-bongkah kerikil, lempung, lanau dan batu pasir. Di kota ini, banyak sekali bangunan-bangunan pencakar langit yang berdiri kokoh seakan-akan daerah ini merupakan daerah dengan batuan keras.
Getaran dipermukaan tanah dengan amplitudo rendah yang disebabkan oleh penyebab alami seperti angin, gelombang laut, aktivitas manusia dan lainnya yang dalam istilah disebut dengan mikrotremor sangatlah beragam yang terjadi di kota ini. Amplitudo mikrotremor yaitu sebesar 0,1 sampai 1 mikron dan amplitudo kecepatan yaitu 0,0001 sampai 0,01 cm/detik yang hanya dapat dideteksi dengan menggunakan seismograph tertentu. Secara umum, perekaman mikrotremor yang akan dilakukan di USU tidak berbeda dengan perekaman gelombang seismik yang biasa dilakukan dengan menggunakan seismometer.
Mikrotremor juga dapat dipakai untuk mengetahui jenis tanah atau top soil di kawasan USU berdasarkan tingkat kekerasannya, dimana semakin kecil periode dominan tanah di kawasan ini maka tingkat kekerasannya semakin besar atau tanah yang mempunyai periode dominan besar makin lunak atau lembek sifatnya.
Untuk melakukan pengukuran periode dominan tanah natural di kawasan ini sebaiknya dilakukan pada saat getaran tremor yang lain minimal, misalnya pada waktu malam hari dimana aktivitas manusia tidak ada, sehingga diharapkan getaran yang terekam benar-benar getaran asli dari tanah di kawasan tersebut.
1.2. Perumusan Masalah
a. Apakah kawasan Univ. Sumatera Utara merupakan kawasan rawan bencana akibat gempa bumi?
b. Seberapa besarkah potensi kerusakan yang akan dialami oleh Univ. Sumatera Utara akibat gempa bumi berdasarkan nilai 3 parameter dari metode Nakamura?
c. Seberapa kuatkah kekuatan tanah pada kawasan ini serta apakah jenis tanah atau top soil pada kawasan ini?
d. Bagaimanakah hasil dari peta mikrozonasi yang menjadi hasil dari penelitian ini?
e. Berapakah nilai regangan geser lapisan tanah permukaan serta nilai percepatan gelombang pada batuan dasar?
1.3. Batasan Masalah
batasan-batasan permasalahan yang akan diteliti adalah sebagai berikut :
a. Metode yang digunakan adalah Metode Horizontal to Vertikal Spectrum Ratio (Metode Nakamura).
b. Didalam penelitian ini tidak mengkorelasikan hasil dengan kondisi geologi.
1.4. Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui kekuatan tanah, apakah kawasan ini merupakan kawasan rawan bencana akibat gempa bumi serta seberapa besar kerusakan yang akan terjadi pada kawasan ini akibat gempa bumi dengan membuat peta mikrozonasi kawasan Univ. Sumatera Utara.
1.5. Manfaat Penelitian
Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
a. Manfaat Teoritis
Secara garis besar, penelitian ini memberikan sumbangan kepada dunia pendidikan dan masyarakat agar dapat tanggap serta meningkatkan kesadaran akan potensi kerusakan akibat bencana alam khususnya gempa bumi yang terjadi didaerah mereka dan bagaimana menghindari dampak negatifnya.
b. Manfaat Praktis
Penelitian ini juga memberikan manfaat kepada peneliti sendiri dan kepada khalayak ramai. Bagi peneliti sendiri, ini merupakan langkah awal dari pembelajaran tentang mikrotremor dengan metode tersebut dan bagi khalayak ramai, ini merupakan pemacu semangat mereka untuk lebih sadar akan hal-hal yang berkaitan dengan kekuatan tanah serta dampak gempa bumi yang terjadi didaerahnya dan lebih sadar mengenai berguna atau tidaknya metode geofisika itu.
BAB II
Pulau Sumatera dicirikan oleh tiga sistem tektonik. Berurutan dari barat ke timur yaitu zona subduksi oblique dengan sudut penunjaman yang landai, sesar Mentawai dan zona sesar besar Sumatera. Akibatnya, Pulau Sumatera seringkali dikatakan memiliki tingkat kegempaan yang tinggi. Contoh dari gempa-gempa besar yang akhir-akhir ini terjadi di Pulau Sumatera adalah gempa Aceh (2004) 9,0 SR yang juga melanda kawasan Sumatera Utara dan gempa Padang (2009) 7,3 SR.
Metode Nakamura (Metode Horizontal to Vertical Spectral Ratio) pertama kali diperkenalkan oleh Nogoshi dan Igarashi (1971) dan disebarluaskan oleh Nakamura (1989). Teknik estimasi rasio antara komponen horizontal dan vertikal dari spektrum amplitudo Fourier dari gelombang alam (ambient vibration) yang direkam pada satu stasuin. Analisa spektral merupakan suatu operasi pokok transformasi Fourier yang merubah domain waktu menjadi domain frekuensi.
Fast Fourier Transform (FFT) merupakan suatu algoritma yang dapat digunakan untuk menghitung transformasi Discrete Fourier Transform dengan lebih cepat dan efisien.
Metode HVSR “Horizontal to Vertical Spectrum Ratio” merupakan salah satu teknik yang paling mudah dan murah untuk memahami sifat struktur lapisan bawah permukaan tanpa menyebabkan gangguan pada struktur daerah tersebut. Metode HVSR memperlihatkan hubungan antara perbandingan spektrum HN dengan ellipticity curve dari gelombang permukaan Rayleigh. Ellipticity curve
digunakan dalam teknik kegempaan untuk menentukan frekuensi dasar dari lokasi gempa dan sangat responsif terhadap lokasi dan kedalaman dan suatu lapisan. Pada penelitian ini elipticity curve dan HVSR digunakan untuk memodelkan struktur bawah permukaan dangkal kawasan Univ. Sumatera Utara.
BAB III
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian
Waktu penelitian : 30 Juni 2013 s.d 30 Agustus 2013 (2 bulan).
Tempat penelitian : Universitas Sumatera Utara, Medan, Sumatera Utara.
Lokasi ini dipilih karena merupakan kawasan pendidikan yang cukup vital keberadaannya di kota Medan dengan bangunan yang bertingkat (didominasi bangunan yang sudah tua) dan sehari-hari ramai dengan perkuliahan. Titik koordinat lokasi yaitu 462133.18 m E dan 394282.08 m N.
Dikarenakan lokasi yang akan dilakukan penelitian merupakan kawasan ramai dan peralatan yang digunakanpun sangat sensitif terhadap sebuah gerakan kecil sekalipun. Maka pengambilan data penelitian akan dilakukan pada malam hari dimana saat itu noise yang menjadi penggangu diharapkan dapat dikurangi.
3.2. Alat dan Bahan Penelitian
Alat dan bahan yang digunakan yaitu :
1. Laptop.
2. Beberapa software pendukung seperti Datapro, Geopsy, Surfer dan Photoshop.
3. Seperangkat seismometer portable waktu singkat. 4. GPS (Global Positioning System) portable. 5. ACCU.
6. Kompas.
3.3. Prosedur Penelitian
dosen pembimbing dan juga staf ahli BMKG Provinsi Sumatera Utara serta mencari referensi sebanyak mungkin.
a. Akuisisi data
Akuisisi data atau pengambilan data terbagi atas dua tahap, yaitu penentuan titik-titik dan pengambilan data. Penentuan titik-titik haruslah sesuai dengan aturan agar jarak dan lokasi dari tiap-tiap titik tidak menjadi masalah dalam pengolahan data yang dilakukan setelah proses akuisisi data ini. Begitu juga dengan proses pengambilan datanya.
b. Pengolahan data
Data mentah hasil pengukuran dilapangan merupakan data yang harus diolah terlebih dahulu. Data tersebut merupakan data getaran tanah dalam fungsi waktu yang tersusun atas tiga komponen, yaitu komponen vertikal (data sampai kebawah permukaan), komponen horizontal (utara-selatan) dan komponen horizontal (timur-barat). Data tersebut kemudian diolah dengan menggunakan software Datapro dan Geopsy dan kemudian hasilnya berupa rasio H/V.
c. Interpretasi data
Data berupa rasio H/V (HVSR) yang didapatkan dari proses pengolahan data kemudian dipakai dalam interpretasi data yaitu digunakan dalam pembuatan peta kontur yang menunjukkan puncak HVSR (A) dan juga frekuensi predominan (Hz) serta indeks kerentanan seismik (Kg). Kemudian hasilnya akan diketahui seberapakuatkah ketahanan tanah di kawasan Universitas Sumatera Utara itu dan apabila ada hasil-hasil terdahulu, maka akan dilakukan perbandingan seberapabesarkah perubahan yang telah terjadi akibat gempabumi yang sebelumnya pernah melanda kawasan itu. Data geologi daerah tersebut juga bisa dijadikan perbandingan apabila data geologi tersebut merupakan data geologi terbaru ataupun data geologi yang tingkat kedetailannya bagus.
