MIKROZONASI SEISMISITAS DAERAH YOGYAKARTA
DAN SEKITARNYA
TESIS
Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari
Institut Teknologi Bandung
Oleh
JB. JANUAR HERRY SETIAWAN
NIM : 25106002
Program Magister Teknik Geodesi dan Geomatika
Bidang Pengutamaan Sistem Informasi Mitigasi Bencana
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2009
Lembar Pengesahan
Tesis
MIKROZONASI SEISMISITAS DAERAH YOGYAKARTA
DAN SEKITARNYA
Adalah benar dibuat oleh saya sendiri dan belum pernah dibuat dan diserahkan sebelumnya, baik sebagian ataupun seluruhnya, baik oleh saya maupun oleh orang lain, baik di ITB maupun institusi pendidikan lainnya.
Bandung, Juni 2009 Penulis JB. Januar H. Setiawan NIM 25106002 Bandung, Juni 2009 Pembimbing: Pembimbing I Pembimbing II
Dr. Ir. Bambang Setyadji, MT. Ir. Albertus Deliar, MT. NIP. 131944836 NIP. 132172217
Mengetahui,
Program Magister/Doktor Teknik Geodesi dan Geomatika Ketua,
Dr. Ir. Agung Budi Harto, M. Eng. NIP. 132052382
i
ABSTRAK
Wilayah Jawa Tengah bagian selatan termasuk kota Yogyakarta dan sekitarnya merupakan salah satu daerah rawan bencana gempabumi, tercatat tidak kurang dari lima kali gempabumi merusak telah terjadi di daerah ini yaitu tahun 1867, 1943, 1981, 2001 dan 2006. Kejadian gempabumi di atas telah mengakibatkan kerusakan geologi dan infrastruktur serta kepanikan penduduk. Guna memperkecil risiko yang mungkin terjadi perlu dilakukan penelitian dan pembuatan peta mikrozonasi seismisitas untuk mengidentifikasi daerah bahaya gempabumi.
Metoda sistem informasi geografi-SIG (geographic information system) berbasis analisis keputusan multikriteria, digunakan dalam penelitian ini. Dalam analisis keputusan multikriteria menggunakan model Simple Additive Weight (SAW) dan Analytical Hierarchical
Process (AHP) dan menghasilkan dua peta mikrozonasi seismisitas.
Distribusi poligon dominan terjadi pada rentang skor total 0,21 - 0,84 dan 0,67 - 0,76 pada
SAW serta rentang 0,12 - 0,24 dan 0,59 - 0,62 pada AHP. Hubungan skor total pada kedua
metoda analisis keputusan multikriteria bersifat linier. Perbandingan peta mikrozonasi seismisitas dengan wilayah kerusakan akibat gempa Yogyakarta tahun 2006 menunjukkan hasil yang cukup relevan.
ii
ABSTRACT
The south part of Central Java region including Yogyakarta city and its surroundings area is one of the earthquake disaster gristle area, not less than five times damage earthquake have attach in this area that is year of 1867, 1943, 1981, 2001 and 2006. Occurence of above earthquake have resulted resident panicity and damage of infrastructure and geology. To minimize the risk possibly happened to be needed to do the research and make a map of seismicity microzonation to identify earthquake hazard area.
Geographic Information System (GIS) method base on multicriteria decision analysis are used in this research. In multicriteria decision analysis used Simple Additive Weight (SAW) and Analytical Hierarchical Process (AHP) models and produce two seismicity microzonation maps.
Dominant polygon distribution occured at the total score range of 0,21 - 0,84 and 0,67 - 0,76 and total score range of 0,12 - 0,24 and 0,59 - 0,62 at SAW and AHP respectively. The relation of total score of both multicriteria decision analysis method are linear. Comparison of seismisity microzonation maps with the damage area caused of Yogyakarta earthquake year 2006 showing the relevant.
.
Key words: earthquake, seismicity microzonation, GIS, Simple Additive Weight (SAW), Analytical Hierarchical Process (AHP)
iii
PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS
Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HAKI yang berlaku di Insitut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.
Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh isi tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung.
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penulisan tesis yang berjudul ”Mikrozonasi seismisitas daerah Yogyakarta dan sekitarnya”
Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada:
1. Dr. Ir. Bambang Setyaji, MT. dan Ir. Albert Deliar, MT. selaku pembimbing I dan II yang dengan penuh kesabaran telah mendorong, membimbing juga memberikan tenaga, pikiran, waktu dan semangat dalam menyelesaikan penulisan tesis ini.
2. Segenap jajaran pimpinan Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral yang telah memberi kesempatan untuk mengikuti program S2.
3. Dr. Ir. Agung Budi Harto, M. Eng, selaku Ketua Program Magister/Doktor Teknik Geodesi dan Geomatika, FITB-ITB.
4. Ir. Immaculata Christiana, MT., Marjiyono, S. Si. dan Ir. Sidarto, M. Si., yang telah memberi masukan dan dukungan selama pembuatan tesis.
5. Semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu, namun telah membantu dalam penyelesaian tulisan ini.
Penulis masih menyadari bahwa tesis ini masih jauh dari sempurna sesuai yang diharapkan karena keterbatasan pengetahuan dan kemampuan penulis. Oleh karena itu kritik dan saran senantiasa penulis harapkan untuk penyempurnaannya.
Bandung, Juni 2009
v
DAFTAR ISI
Lembar Pengesahan ... Abstrak ... Abstract ... Pedoman Penggunaan Tesis ... Kata Pengantar ... Daftar Isi ... Daftar Lampiran ... Daftar Gambar ... Daftar Tabel ... Daftar Istilah ... BAB I Pendahuluan ... i ii iii iv v vii viii x xi 1
I.1. I.2. I.3. I.4. I.5. I.6. I.7. I.8. I.9. Latar Belakang ... Lokasi Daerah Penelitian ... Permasalahan ... Tujuan Penelitian ... Ruang Lingkup Kajian ... Kemanfaatan ... Metoda Pelaksanaan Penelitian ... Hipotesis ... Sistematika Penulisan ... 1 2 2 2 2 3 4 5 6 BAB II Tinjauan Pustaka ... 7
II.1 II.1.1 II.1.2 II.2. II.3 II.4 II.5 II.6 II.6.1. II.6.2.
Geologi Daerah Yogyakarta dan Sekitarnya ... Batuan ... Struktur Geologi ... Seismisitas ... Periode Predominan ... Faktor Amplifikasi ... Percepatan Getaran Tanah Maksimum ... Analisis Keputusan Multikriteria ... Metode SAW ... Metoda AHP ... 7 7 9 10 11 12 12 13 17 17
vi
BAB III Pelaksanaan Penelitian ... 21
III.1. III.2. III.2.1. III.2.2. III.2.2.1. III.2.2.2. III.2.3. III.2.3.1. III.2.3.2. III.2.3.3. III.2.3.4. III.3. III.3.1. III.3.2. III.3.3. III.4. III.4.1. III.4.2. III.4.3. III.4.4. III.4.5. Persiapan ... Data Masukan ... Peta topografi ... Data geologi ... Kelompok batuan ... Zona sesar ... Data kegempaan ... Data seismisitas ... Data periode predominan ... Data faktor amplifikasi ... Data percepatan getaran tanah maksimum ... Metode SAW ... Menentukan nilai bobot dan ranking ... Standarisasi nilai bobot dan ranking ... Skor keseluruhan poligon berdasarkan metoda SAW ... Metoda AHP ... Menentukan nilai bobot ... Menentukan nilai ranking ... Menentukan nilai bobot dan ranking keseluruhan ... Rasio konsistensi ... Skor keseluruhan poligon berdasarkan metoda AHP ...
21 22 22 22 22 25 27 27 28 31 34 36 38 39 39 40 43 43 43 44 46 BAB IV Hasil dan Analisis ... 46
IV.1. IV.2. IV.3. IV.4.
Peta Mikrozonasi Berdasarkan Metoda SAW ... Peta Mikrozonasi Berdasarkan Metoda AHP ... Perbandingan Peta-peta Mikrozonasi Seismisitas ………. Perbandingan Peta Mikrozonasi Seismisitas Dengan
Kerusakan Akibat Gempabumi Yogyakarta 2006 ... 47 49 49
53 BAB V Kesimpulan dan Saran ... 56
V.1. V.2. Kesimpulan ... Saran ... 56 56 Daftar pustaka ... Lampiran ... 57 59
vii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A. Hasil perhitungan periode predominan dan faktor amplifikasi Lampiran B. Hasil perhitungan percepatan getaran tanah
Lampiran C. Matrik perbandingan berpasangan dan rasio konsistensi nilai ranking alternatif masing-masing atribut.
Lampiran D Hasil perhitungan skor keseluruhan metoda SAW Lampiran E Hasil perhitungan skor keseluruhan metoda AHP
viii DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Gambar 1.2. Gambar 2.1. Gambar 2.2. Gambar 2.3. Gambar 2.4. Gambar 2.5. Gambar 3.1. Gambar 3.2. Gambar 3.3. Gambar 3.4. Gambar 3.5. Gambar 3.6. Gambar 3.7. Gambar 3.8. Gambar 3.9. Gambar 3.10. Gambar 3.11. Gambar 3.12. Gambar 3.13. Gambar 3.14. Gambar 4.1. Gambar 4.2. Gambar 4.3. Gambar 4.4. Gambar 4.5. Gambar 4.6. Lokasi penelitian ... Tahapan pelaksanaan penelitian ... Peta geologi Yogyakarta dan sekitarnya ... Jenis sesar berdasarkan arah gayanya ... Kerangka kerja analisis keputusan multikriteria spasial ... Diagram alir metoda SAW ... Diagram alir metoda AHP ... Alur kerja penelitian ... Geologi daerah penelitian ... Zona sesar gempa di daerah penelitian ...
Peta seismisitas daerah Jawa bagian tengah dan sekitarnya ...
Titik pengukuran mikrotremor di daerah penelitian ... Seismogram hasil pengukuran mikrotremor ……… Rasio spektrum H/V pada titik 7 ... Variasi nillai titik data periode predominan di daerah penelitian ... Peta periode predominan hasil interpolasi ... Variasi nilai titik data faktor amplifikasi di daerah penelitian ... Peta faktor amplifikasi hasil interpolasi ... Variasi titik data percepatan getaran tanah maksimum ……… Peta percepatan getaran tanah maksimum hasil interpolasi ... Struktur hirarki yang digunakan dalam persiapan peta mikrozonasi Seismisitas ……… Histogram peta mikrozonasi seismisitas yang dihasilkan dari nilai bobot dan ranking dengan metoda SAW ……….. Peta mikrozonasi seismisitas dibuat berdasarkan metoda SAW ……… Histogram peta mikrozonasi seismisitas yang dihasilkan dari nilai bobot dan ranking dengan metoda AHP ……….. Peta mikrozonasi seismisitas dibuat berdasarkan metoda AHP……… Perbandingan skor total poligon antara peta mikrozonasi seismisitas yang dibuat berdasarkan metoda SAW dan AHP ……… Grafik hubungan antara skor total poligon berdasarkan metoda SAW
3 5 9 10 15 19 20 21 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 37
42
47 48
49 50
51
ix
Gambar 4.7. Gambar 4.8. Gambar 4.9. dan AHP ………... Lokasi poligon hasil perbandingan antara skor total metoda SAW dan
AHP ………...
Tumpangsusun antara peta mikrozonasi seismisitas yang dibuat berdasarkan metoda SAW dan wilayah kerusakan ……….... Tumpangsusun antara peta mikrozonasi seismisitas yang dibuat berdasarkan metoda AHP dan wilayah kerusakan ………....
51
52
54
55
x DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Tabel 3.2. Tabel 3.3. Tabel 3.4. Tabel 3.5. Tabel 3.6.
Penentuan nilai bobot dan ranking atribut dan alternatif ... Nilai normalisasi bobot dan ranking ... Penilaian komparatif dari skala dasar nilai absolut untuk menentukan nilai bobot/ranking ... Tabel perbandingan berpasangan untuk menentukan nilai bobot ... Perhitungan nilai bobot dan ranking ... Vektor penjumlahan bobot dan konsistensi nilai bobot yang ditentukan dalam atribut/alternatif ...
39 41
43 43 45
46
xi DAFTAR ISTILAH Abandoned Aluvium Amplitudo Analytical Hierarchical Process (AHP) Andesit Batuan Batuandasar Bentang alam Bobot kriteria Busur
Dasit dan Diorit Faktor amplifikasi
Fast Fourier Transform
Formasi
Frekuensi
: sesar yang melalui batuan yang berumur lebih tua dari 1,8 juta tahun dan tidak menimbulkan adanya gempabumi
: istilah umum untuk bahan yang tak mengeras, terdiri dari lempung, lanau, pasir, kerikil, berasal dari geologi muda, dan diendapkan oleh sungai atau lingkungan air mengalir
: jarak terbesar penyimpangan gelombang dari nilai rata-rata
: metoda yang dikembangkan untuk menghasilkan ranking keputusan alternatif dengan struktur matematik
: batuan leleran warna gelap, berbaur halus, dengan plagioklas berkisar antara An35 – An70
: bahan yang membentuk kerak bumi biasanya keras tetapi tidak selalu
: sebutan unum untuk batuan (biasanya keras) yang di bawah tanah
: kumpulan corak permukaan bumi, terutama seperti yang terbentuk oleh gaya geologi
: nilai relatif yang menunjukkan kepentingan relatif kriteria terhadap kriteria lain
: benda atau hal yang lengkung : jenis batuan beku
: faktor yang menggambarkan besar-kecilnya amplifikasi tanah di suatu wilayah dalam merespons getaran gempa bumi.
: transformasi yang mengubah fungsi dari kawasan waktu menjadi kawasan frekuensi
: satuan dasar dalam pengelompokan batuan yang terdiri dari tubuh batuan, biasanya batuan sedimen, tetapi dapat juga batuan beku, biasanya memiliki keseragaman unsur pembentuknya
: ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam selang waktu tertentu
xii Gaya friksi Gelombang seismik Gempabumi Geologi Gosong pantai Hirarki Holosen Kekar Kerentanan Kuarter Lipatan Magnitudo Mikrozonasi seismisitas Mikrotremor Miosen Magnitudo Morfologi Multikriteria Offset : gaya gesekan,
: getaran dari pusat gempa menyebar ke segala arah, menyebabkan goncangan di permukaan bumi
: gerakan atau getaran tiba-tiba pada bumi, sebagai akibat terlepasnya secara tiba-tiba regangan yang terhimpun perlahan-lahan
: ilmu yang berhubungan dengan bumi, meneliti sejarah dengan kehidupan yang ada, susunan keraknya, bangun dalamnya, dengan berbagai gaya yang bekerja padanya dengan evolusi yang dialaminya
: istilah umum untuk pematang atau dangkalan memanjang di lepas pantai yang tersusun dari pasir, kerikil, atau bahan lain yang belum mengeras
: susunan berdasarkan tingkat kepentingan : kala termuda pada zaman kuarter (10.000 tahun)
: rekahan pada batuan yang kedua bidangnya tak menampakkan perpindahan
: memiliki sifat rentan
: Zaman termuda di tarikh geologi
: lengkungan atau belokan seperti pada bidang lapisan dengan lapisan batuan, biasanya sebagai hasil periukan
: ukuran besarnya gempa, atau regangan yang terlepas yang ditentukan atas dasar pengamatan dengan seismograf
: identifikasi daerah individu yang terpisah yang memiliki potensi bahaya yang berbeda terhadap efek gempabumi
: simpangan (amplitudo) getaran tanah yang sangat kecil/mikro dan terus menerus
: kala dari 38-37 juta hingga 26 juta tahun yang lalu
: ukuran besarnya gempa atau regangan yang terlepas yang ditentukan atas dasar pengamatan dengan seismograf
: ilmu yang mempelajari tentang bentangalam : banyak kriteria
xiii
Partikel
Percepatan getaran tanah maksimum (PGA) Periode predominan praKuarter Ranking Rasio konsistensi Rating Resonansi Sedimen Seismic gap Seismisitas Sesar Sesar aktif
Simple Additive Weight
Spektrum
Subdaksi
Struktur geologi
Vektor eigen
Zona sesar gempa
: bagian terkecil dari zat
: ukuran percepatan gempabumi pada tanah dan merupakan parameter masukan penting untuk teknik kegempaan
: Gelombang seismik saat menjalar terjebak dalam lapisan tanah lunak dan fenomena multi refleksi terjadi, menghasilkan getaran tanah yang sama dengan periode predominan
: masa sebelum zaman Kuarter : urutan berdasarkan kepentingan
: Perbandingan yang menunjukkan tingkat kekonsistenan : urutan berdasarkan bobot
: peristiwa turut bergetarnya suatu benda karena pengaruh getaran gelombang
: sebagai hasil dari proses pengendapan
: suatu wilayah tanpa gempa atau jarang gempa : kegiatan kegempaan
: patahan dalam batuan dengan gerakan
: sesar yang aktif (bergerak sepanjang waktu) dalam waktu Kuarter (1,8 juta tahun)
: metoda analisis keputusan multikriteria berdasarkan konsep pembobotan rata-rata
: plot dua dimensi dari sekumpulan sinyal, menggambarkan komponen-komponennya dengan ukuran lain.
: proses menunjam dari lempeng yang satu (lempeng samodera) yang menyuruk di bawah yang lain
: yang menggambarkan bangun geologi di bawah permukaan dengan garis kontur
: transformasi linear yang vektornya bukan nol, yang ketika transformasi diterapkan kepadanya, akan merubah panjang tetapi tidak merubah arah
