Sabtu, 22 Juli 2017
Bale Sawala Kampus Universitas Padjadjaran, Jatinangor
1
ANALISA HUBUNGAN PGV OBSERVASI DENGAN
INTENSITAS GEMPA DIRASAKAN DI WILAYAH
INDONESIA BAGIAN TIMUR
RAMADHAN PRIADI*, AFRYANTI VERONIKA SIMANGUNSONG,YUSUF HAIDAR ALI,
MARIA ANALUNA PASARIBU, TEUKU HAFID HUDUDILLAH Prodi Geofisika,
Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
Jl. Perhubungan 1 No. 5, Pondok Betung, Pondok Aren, Kota Tangerang Selatan, Banten 15221
Abstrak.Kejadian gempa dirasakan sering terjadi di wilayah Indonesia bagian timur yang ditimbulkan oleh interaksi tatanan tektonik yang kompleks. Tujuan penelitian adalah untuk mengetahui hubungan dan korelasi nilai intensitas gempa yang dirasakan dengan Peak Ground Velocity (PGV) dari analisa waveform sensor seimik broadband. Penelitian ini menggunakan data gempa dirasakan dalam rentang tahun 2009-2016 dengan kordinat 6° LS – 11° LS dan 171° BT – 141° BT dari katalog Indonesia Tsunami Early Warning System (InaTEWS). Didapatkan hasil rumus empiris korelasi antara PGV dan Modified Mercally Intensity (MMI) yaitu LogPGV = 0.361MMI-1.722 dengan korelasi sangat kuat 98,79%. Selain itu juga dihitung range nilai PGV untuk skala intensitas 2 (MMI), 3 MMI, 4 MMI, dan 5 MMI masing – masing yaitu (0,01274
– 0,24379) cm/s, (0,05120 – 0,52081) cm/s , (0,30106 – 0,92296) cm/s, (1,01157 – 2,38446) cm/s. Hasil penelitian ini diharapkan menjadikan menjadi dasar acuan keabsahan data dari pelaporan skala intensitas gempa dalam tinjauan korelasi maupun range nilai PGV.
Kata kunci :peak ground velocity, intensitas, mercali modified intensity
Abstract. Earthquakes occur frequently in the eastern part of Indonesia that caused by the interaction of complex tectonic order. The purpose of this research is to find out the relation and correlation of earthquake intensity value that felt with Peak Ground Velocity (PGV) from the waveform analysis of broadband seismic sensors. This study uses the data of earthquake felt during 2009-2016 in coordinates of 6 ° S - 11 ° S and 171 ° E - 141 ° E of Indonesia Tsunami Early Warning System (InaTEWS) catalog. The result is empirical formula correlation between PGV and Modified Mercally Intensity (MMI), that is LogPGV = 0.361MMI-1.722 with very strong correlation, 98,79%. Also calculated the range of PGV values for scale intensity 2 (MMI), 3 MMI, 4 MMI, and 5 MMI respectively (0,01274 – 0,24379) cm/s, (0,05120 – 0,52081) cm/s , (0,30106 – 0,92296) cm/s, (1,01157 – 2,38446) cm/s. The results of this study are expected to be the basis of the data validity from the reporting of earthquake intensity scale in the correlation review and PGV value range.
Keywords : peak ground velocity, intensity, mercaly modified intensity
1. Pendahuluan
Indonesia merupakan salah satu negara yang dilalui jalur sirkum pasifik sehingga aktivitas seismik di indonesia sangat tinggi. Kejadian gempa dirasakan sering terjadi di wilayah Indonesia bagian timur yang ditimbulkan oleh interaksi tatanan tektonik yang kompleks. Indonesia memiliki dua skala intensitas gempa bumi yaitu Mercali Modified Intensity (MMI) dan Skala Intensitas Gempa bumi Indonesia(SIG) yang dikeluarkan oleh Badan Meteorologi Klimatologi dan
Geofisika(BMKG),akan tetapi dibandingkan dengan SIG masyarakat luas lebih mengenal dan memahami skala MMI. Skala intensitas gempa bumi digunakan untuk mengetahui kekuatan gempa yang dirasakan dipermukaan.
Dalam pelaporan intensitas MMI terhadap kejadian gempa bumi lebih sering menggunakan korelasi terhadap Peak Ground Acceleration(PGA) dibandingkan Peak Ground Velocity(PGV). PGA adalah nilai percepatan tanah terbesar pada permukaan yang pernah terjadi di suatu wilayah dalam periode waktu tertentu akibat getaran gempa bumi sedangkan PGV adalah nilai kecepatan tanah terbesar yang pernah terjadi di suatu wilayah dalam periode waktu tertentu akibat getaran gempa bumi(Boatwright, Thywissen, & Seekins, 2001). Selain pergerakan lempeng tektonik, aspek geomorfologi juga sangat mempengaruhi intensitas gempa bumi yang dirasakan. Dalam penjalaran gelombang seismik terjadi peristiwa yang dikenal dengan istilah atenuasi dan amplifikasi gelombang, atenuasi terjadi ketika gelombang seismik menjalar pada medium granit sedangkan amplifikasi terjadi ketika gelombang seismik menjalar pada medium sedimen(Youngs, Chiou, Silva, & Humphrey, 1997). Dari pencatatan gempa bumi merusak menunjukkan jika kerusakan terparah terjadi pada daratan aluvial dibandingkan dengandaerah perbukitan. Gempa bumi bukan bencana alam yang mematikan akan tetapi efek primer yang ditimbulkan oleh gempa bumi berupa runtuhan struktur bangunan yang menimbulkan korban jiwa(Massinai, 2013).
Intensitas gempa menunjukkan ukuran gempa secara kuantitatif berdasarkan tingkatan pengaruh kejadian gempa terhadap getaran yang dirasakan dipermukaan bumi. PGV dibedakan menjadi dua yakni PGV observasi dan PGV empiris. PGV observasi merupakan nilai kecepatan maksimum tanah yang langsung diperoleh dari hasil pencatatan seismometer sedangkan PGV empiris merupakan nilai kecepatan maksimum tanah yang diperoleh dengan melakukan perhitungan rumus(Bormann, 2002).
PGV merupakan parameter lain yang berguna untuk menjelaskan karakteristik amplitudo groundmotion. PGV kurang sensitif terhadap komponen frekuensi yang lebih tinggi dari groundmotion sehingga PGV lebih mungkin untuk mengkarakterisasi amplitudo groundmotion secara akurat pada frekuensi menengah(Maniyar & Khare, 2011). Nilai PGV lebih representatif terhadap getaran yang dirasakan dipermukaan dibandingkan nilai PGA. Hal ini krena semakin besar nilai PGV disuatu tempat maka semakin besar juga getaran yang dirasakan dipermukaan(Wu, Teng, Shin, & Hsiao, 2003). Sampai saat ini belum ada koreksi nilai pelaporan intensitas MMI sehingga perlu dicari korelasi antara nilai PGV terhadap skala MMI untuk mengkoreksi dasar acuan keabsahan data dari pelaporan skala intensitas gempa dalam tinjauan korelasi maupun range nilai PGV. Sehingga diperoleh skala intensitas yang sesuai dengan fenomena getaran yang dirasakan dipermukaan.
2. Metode Penelitian
Indonesia Bagian Timur
pembacaannya menggunakan software dimasdengan melakukan mean removal sehingga pembacaan seismogram berada tepat pada skala nol. Dalam data waveform terdapat 3 komponen pembacaan disetiap event gempa yakni UpDown(UD), NorthSouth(NS), dan EastWest(EW). Dari pencatatan amplitudo pada tiap komponen dapat diperoleh nilai PGV dengan mengkalibrasi hasil pencatatan dengan respon instrumen pada seismometer dengan rumus:
Velocity (m/s) = waveform (count) / respon instrumen ((m/s)/count)
Gambar 1.Diagram alir proses pengolahan data PGV (gambaran sop pengolahan) Input:
Waveform
koreksi skala pembacaan gelombang seismic mengunakan Mean Removal pada DIMAS
Mulai
Pengumpulan data gempa dan skala intensitas MMI
Merubah format file dari SEED menjadi ASC
Pengolahan nilai PGV
Koreksi nilai hubungan PGV dan MMI dengan rumus:
logPGV = 0.361MMI-1.722
Selesai Output
Setiap komponen pencatat seimometer memiliki besar nilai PGV tersendiri. Pada komponen yang lebih responsif dalam mencatat nilai PGV yang digunakan untuk merepresentatifkan terhadap intensitas MMI. Korelasi antara nilai PGV dengan nilai skala MMI dapat dicari menggunakan rumus empiris berikut:
𝑳𝒐𝒈𝑷𝑮𝑽 = 𝟎. 𝟑𝟔𝟏𝑴𝑴𝑰 − 𝟏. 𝟕𝟐𝟐
Dari korelasi antara nilai PGV dan skala MMI diperoleh range besaran nilai PGV pada setiap skala MMI yang dibentuk dalam persamaan fungsi regresi linear.
3. Hasil dan Pembahasan
Hasil perhitungan nilai PGV pada wilayah Indonesia bagian timur dengan range waktu antara tahun 2009-2016 dengan 132 kali kejadian gempa dirasakan. Perhitungan yang dilakukan memperlihatkan hubungan antara PGV dan intensitas MMI. Gambar 2 berikut memperlihatkan hubungan linear antara intensitas MMI dan PGV.
Gambar 2.Range nilai kecepatan tanah maksimum (PGV) terhadap skala MMI
Berdasarkan kurva range nilai kecepatan tanah maksimum (PGV) terhadap skala MMI terlihat bahwa:
1. Skala II MMI memiliki nilai PGV 0,01274 – 0,24379 cm/s. 2. Skala III MMI memiliki nilai PGV 0,05120 – 0,52081 cm/s 3. Skala IV MMI memiliki nilai PGV 0,22609 – 0,92296 cm/s. 4. Skala V MMI memiliki nilai PGV 1,01157 – 2.38446 cm/s.
Indonesia Bagian Timur
Berdasarkan kurva hubungan antara skala intensitas MMI dan kecepatan tanah maksimum (PGV) terlihat bahwa nilai PGV dan skala intensitas MMI berbanding lurus. Korelasi sangat kuat terjadi antara nilai PGV dan intensitas MMI dengan nilai korelasi sebesar 98,79%. Dari Kurva hubungan MMI dan PGV diperoleh nilai rata rata PGV untuk skala MMI adalah sebagai berikut:
1. Skala II MMI memiliki nilai rata-rata PGV 0.110212753 cm/s. 2. Skala III MMI memiliki nilai rata-rata PGV 0.24722822 cm/s. 3. Skala IV MMI memiliki nilai rata-rata PGV 0.42793043 cm/s. 4. Skala V MMI memiliki nilai rata-rata PGV 1.74150063 cm/s.
Rata-rata nilai PGV untuk skala IV MMI adalah 0.427930438 cm/s. Namun dari kurva hubungan PGV dan skala MMI terdapat satu nilai PGV yang rangenya terlalu lebar untuk pelaporan skala IV MMI dengan nilai PGV 0,92296 cm/s. Disinyalir terdapat kesalahan pelaporan intensitas gempa dirasakan pada gempa laut Banda 6.1 SR (Skala Richter) kedalaman 80 km yang dirasakan IV MMI di Saumlaki. Seharusnya intensitas gempa yang dilaporkan pada gempa terseubut adalah V MMI karena nilai PGV yang tercatat terpaut sangat besar untuk pelaporan IV MMI namun nilai PGV yang tercatat mendekati nilai rata-rata PGV untuk skala V MMI.
Gambar 4.Waveform 3 komponen gempa sumbawa 6,2 Skala Richter
Gambar 5.Waveform komponen East-West(EW) gempa sumbawa 6,2 Skala Richter
Rekaman gelombang seismik gempa Sumbawa pada komponen East-West(EW) memperlihatkan secara jelas jika terjadi klip sebelum amplitudo gelombang mencapai amplitudo maksimum pada gambar 5. Karena pencatatan mengalami upscale sehingga nilai PGV yang diperoleh dari event Sumbawa tidak direcord penuh oleh seismometer broadband.
5. Kesimpulan
Nilai PGV sangat representatif terhadap keadaan permukaan dan intensitas MMI dengan nilai korelari yang sangat kuat yaitu 98.79%. Nilai kecepatan tanah maksimum(PGV) terbesar yang tercatat adalah 2.38446 cm/s yakni pada event gempa sorong 6.6 SR dengan kedalaman 26 km dirasakan V MMI di Sorong. Range nilai PGV untuk skala intensitas 2 (MMI), 3 MMI, 4 MMI, dan 5 MMI masing-masing yaitu 0,01274 – 0,24379 m/s, 0,05120 – 0,52081 m/s , 0,30106 – 0,92296 m/s, 1,01157 – 2,38446 m/s. Meski nilai PGV dan skala MMI memiliki korelasi yang sangat kuat namun terdapat klip gelombang pada gempa dengan intensitas V MMI keatas. Dianjurkan tetap menggunakan korelasi nilai PGA untuk gempa dengan intensitas V MMI keatas.
Ucapan terima kasih
Terimakasih kepada Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika(BMKG) atas bantuan data waveform dan data skala MMI dalam pelaksanaan penlitian ini. Serta terima kasih pula kepada teman-teman yang telah berpartisipasi dalam diskusi pembuatan paper ini.
Daftar Pustaka
1. Boatwright, J., Thywissen, K., & Seekins, L. C. (2001). Correlation of ground motion and intensity for the 17 January 1994 Northridge, California, earthquake. Bulletin of the Seismological Society of America, 91(4), 739–752.
2. Bormann, P. (2002). New Manual of Seismological Observatory Practice (NMSOP), vol. 1. GeoForschungs Zentrum Potsdam, Potsdam.
3. Maniyar, M. M., & Khare, R. K. (2011). Selection of ground motion for performing incremental dynamic analysis of existing reinforced concrete buildings in India. Current Science, 701– 713.
Indonesia Bagian Timur
Geomor-phology of Jeneberang Watershed.
5. Wu, Y.-M., Teng, T., Shin, T.-C., & Hsiao, N.-C. (2003). Relationship between peak ground acceleration, peak ground velocity, and intensity in Taiwan. Bulletin of the Seismological Society of America, 93(1), 386–396.
