Prof Masyhur Irsyam - ITB-HATTI-PuSGeN/PUPR 5 September Launching Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia 2017 PUPR 1

(1)

“PETA GEMPA, PERKEMBANGAN, DAN APLIKASINYA

UNTUK PERANCANGAN STRUKTUR DAN INFRASTRUKTUR

TAHAN GEMPA INDONESIA”

**Masyhur Irsyam*, Lutfi Faisal, Danny H. Natawidjaja, Sri Widiyantoro, Irwan Meilano,**

Wahyu Triyoso, Ariska Rudiyanto, Sri Hidayati, M. Asrurifak, Arif Sabaruddin, Rahma Hanifa, dkk

*Chair - Team for Updating of Sesimic Hazard Maps of Indonesia 2010 and 2016

*President - Indonesian Society for Geotechnical Engineering

*Head - Research Center for Disaster Mitigation ITB

*Chair - Geotechnical Engineering Division ITB

*Member - Indonesian Academy of Sciences

Launching Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia 2017

Badan Penelitian dan Pengembangan - Kementerian PUPR

Jakarta, 4 September 2017

(1) Tim Pemutakhiran Peta Gempa Indonesia 2017

(2) Pusat Studi Gempa Nasional

Atas nama:

1. Perkembangan Peta Gempa dan Implementasinya untuk Perancangan

Bangunan Tahan Gempa Indonesia

2. Usaha Penyempurnaan yg Menerus Peta Gempa Indonesia

3. Sumber dan Peta Gempa Indonesia Baru 2017

Cakupan:

USGS

Gempa Padang Mw=7.6 (Sept, 2009)

Kejadian Gempa dalam 2 Windu Terakhir

Gempa Aceh Mw=9.2 (December, 2004)

Gempa Pidie Jaya Mw=6.5 (7 Desember, 2016)

Gempa Nias Mw=8.6 (March, 2005)

Gempa Jambi Mw=6.6 (Oct, 2009)

Gempa Simeuleu Mw=8.1 (11 April, 2012)

(2)

Kenapa bangunan roboh?

Kenapa lereng longsor longsor?

Kenapa tanah mengalami likuifaksi?

R

C

,

P

a

d

a

n

g

Hukum alam yg diterjemahkan

Kedalam Hukum Newton2:

H = m x

a

H

H = m x

a

h

t = (0.65 m) x

a

max

Goncangan yang

dikuantifikasi oleh

nilai

a (=percepatan/

spektra percepatan)

Gaya gempa H

Motion at Bedrock

H

Soil Condition

Informasi dasar apa yg diperlukan untuk membuat bangunan tahan

gempa dan untuk pengurangan risiko bencana ?

Wave propagation from epicenter to bedrock surface

Earthquake source

Design of earthquake resistance building

Motion at Foundation and design of sub-structure

Peta Sumber Gempa Indonesia

Peta Bahaya/ Hazard Gempa Indonesia

Perencanaan Struktur Bawah

Perencanaan Struktur Atas

Buiding characteristics

Response Spectra Analysis

Time History Analysis

Motion at Bedrock

H

Wave propagation from epicenter to bedrock surface

Earthquake source

Peta Sumber Gempa Indonesia

Peta Bahaya/ Hazard Gempa Indonesia

Selain untuk perancangan bangunan tahan gempa,

Pembuatan peta sumber dan goncangan gempa diperlukan

sebagai masukan untuk perencanaan tata ruang,

kesiapsiagaan, pembuatan peta risiko, dan prioritas mitigasi

bahaya gempa.

(Ansal, A., 2010).

2. Karakterisasi sumber gempa

▪Frekuensi kejadian

▪Slip rate

▪ Magnitude maksimum

▪Lokasi

: koord. sumber gempa

▪Geometri

: arah strike, sudut dip,

kedalaman maksimum

▪Mekanisme: subduksi, patahan

normal, reverse

1. Identifikasi sumber gempa

▪Informasi Geologi,

Seimologi

▪Katalog data gempa

3. Pemilihan

GMPE

▪Mekanisme sumber gempa

▪Worldwide/lokal GMPE

▪Verifikasi strong motion data

▪Peak ground acceleration

▪Response spektra

4. Perhitungan hazard gempa

▪Perioda ulang gempa

▪Software

▪PSHA/DSHA

5. Pembuatan peta gempa nasional

▪Lokasi : koord. sumber gempa

▪Geometri : arah strike, sudut dip,

kedalaman maksimum ▪Mekanisme : subduksi, patahan

normal, reverse

1. Identifikasi sumber gempa

▪Informasi Geologi, Seimologi ▪Katalog data gempa

▪Informasi Geologi, Seimologi,

Geodesi

▪Katalog data gempa

2. Karakterisasi sumber gempa

▪Frekuensi kejadian ▪Slip rate ▪ Magnitude maksimum

▪Informasi Geologi, Seimologi, Geodesi

▪Katalog data gempa

3. Pemilihan

GMPE

▪Mekanisme sumber gempa ▪Worldwide/lokal GMPE ▪Verifikasi strong motion data ▪Peak ground acceleration

▪Response spektra

4. Perhitungan hazard gempa

▪Perioda ulang gempa

▪Software ▪PSHA/DSHA

Bagaimana

mentransfer?

Fenomena alam gempa

Peta nasional goncangan gempa

(percepatan dan percepatan spektra)

dengan menggunakan

probabilistik dan

(3)

SEISMIC HAZARD MAPS OF INDONESIA

SNI 2002

SNI 1983

SEAOC Vision 2000 Committee dan FEMA 273

ccccccc

Design

Live

Probability of

Exceedance

Earthquake Level

50 tahun

20%

10%

Immediate Occupancy

Live Safety

(Rare Earthquake)

225 years

500 years

The 3

rd

_{Seismic Hazard Map 1983}

The 4

th

_{Seismic Hazard Map 2002}

SNI 2002

SNI 1983

SEAOC Vision 2000 Committee dan FEMA 273

ccccccc

Design

Live

Probability of

Exceedance

Earthquake Level

50 tahun

20%

10%

2%

Immediate Occupancy

Live Safety

(Rare Earthquake)

Near Collapse

(Very Rare Earthquake)

225 years

500 years

**MCE*:**

- Prb 2,500 years +

- Deterministic

Risk of Colapse:

1%

(Very Rare Earthquake)

Near Collapse

MCE

G

+ MCE

R

**:

- Probabilistic +

- Deterministic +

- Fragility

IBC 2009

SNI 2013

ASCE 2010

(4)

Major Tectonics around Indonesia (Bock et al., 2003)

6 cm/year

12 cm/year

EURASIA PLATE

INDO AUSTRALIA PLATE

PASIFIC PLATE

PHILIPINE PLATE

• There are 4 major tectonic plates in this region: Eurasia, Indoaustralia, Pacific and Philipine.

• Indoaustralia and Philipine/pacific plates subduct beneath the Eursia plate with the rate of 6cm/year

and 12 cm/year

Shallow backgound

(epicenters with unmapped faults)

Classification of Main Shocks

Based on Type of Source

Subduction Megathrust

Subduction Benioff

Deep background

Fault

Peak Ground Acceleration (PGA) at Bedrock S

B

Probability of exceedence 10% in 50 years (500 years EQ)

Didukung oleh:

Implementation of the Indonesian Hazard Maps 2010 in

Earthquake Resistance Building and Infrastructure Design Codes

Offshore Platform

Gempa 2,500 thn

Metro Tunnel

Perioda ulang Gempa 1,000 thn

Jembatan Kereta Api

Gempa 500 thn

Bangunan Air

Gempa 50-10,000 thn

Bangunan Gedung

Perioda ulang Gempa 2,500 thn

Jembatan Jalan Raya

Perioda ulang Gempa 1,000 thn

Dermaga

Gempa 500 thn

(5)

SNI-3-1726-2002

2010

3-1726-2012

Peta Gempa:

1% Risk of Collapse in 50 yrs

▪Probabilistic: 2% PE in 50 yrs (2,500 yrs eq.)

▪Deterministic Approach

▪Fragility of Buildings ASCE 2010

1997 2000 2002 2003 2006 2009

2010

2012

Peta Gempa:

10% PE in 50 yrs

(500 yrs eq.)

Updating of Indonesian Standard

for Earthquake Resistance Building Design

R

E

F

E

R

E

N

S

I

Continuous Updating of Building Code

SNI 03-1726-1989, “Tata Cara Perencanaan

Ketahanan Gempa Untuk Rumah dan Gedung”,

Kantor Menteri Negara Pekerjaan Umum,

Dit.Bintek, Ditjen Cipta Karya, 1997

R

SNI 1726-2018 : Seismic Resistance Design for Building Structures and non Building

Structures

(6)

Updating of Bridge Design Standard in Indonesia

2012-2013

Development in USA:

USA standard updated regularly to accommodate the reliability of the bridge, especially in term of seismic hazard analysis

Indonesia standard and technical guideline are revised to keep up with the International advancement

Development in Indonesia:

1998

2005

2007

2010

2008

2013

Refered to Departement of

transportation, California, 1976

(Report 579)

1992

?

Revision has been

completed

according to

AASHTO 2012

• 1,000 years return of period (7% in 75 years)

• PGA and spectral response at 0.2 and 1.0 sec.

500 years return of period

National Electric Company

Concrete Dam for Electricity?

Recommendation from PRP (Project Review panel):

-The Operating Basis Earthquake (OBE): 145 yr

-The Maximum Credible Earthquake (MCE):

Probabilistic return period of 2475-yr +

Deterministic 84th percentile level

Concrete Dam in West Java, 2013

1. Perkembangan Peta Gempa dan Implementasinya untuk Perancangan

Bangunan Tahan Gempa Indonesia

2. Usaha Penyempurnaan yg Menerus Peta Gempa Indonesia

3. Sumber dan Peta Gempa Indonesia Baru 2017

Cakupan:

Team for Updating of Seismic Hazard Maps of Indonesia 2017

Prof. Masyhur Irsyam

Ir. Lutfi Faizal

Dr. D.H. Natawijaya

_{Dr. Irwan Meilano Prof. S Widiyantoro}

Dr. Wahyu Triyoso

Dr. Sri Hidayati

STEERING

COMMITTEE

ADVISORY

BOARD

TECHNICAL

COMMITTEES

GEOLOGY

WORKING GROUP

GEODESY

WORKING GROUP

SEISMOLOGY +

INSTRUMENTATION

WORKING GROUP

GMPE

WORKING GROUP

CATALOG

WORKING GROUP

SEISMIC HAZARD

WORKING GROUP

Ariska R., MSc

(7)

Team for Updating of Seismic Hazard Maps of Indonesia 2017

Prof. Masyhur Irsyam

Ir. Lutfi Faizal

Dr. D.H. Natawijaya

_{Dr. Irwan Meilano Prof. S Widiyantoro}

Dr. Wahyu Triyoso

Dr. Sri Hidayati

STEERING

COMMITTEE

ADVISORY

BOARD

TECHNICAL

COMMITTEES

GEOLOGY

WORKING GROUP

GEODESY

WORKING GROUP

SEISMOLOGY +

INSTRUMENTATION

WORKING GROUP

GMPE

WORKING GROUP

CATALOG

WORKING GROUP

SEISMIC HAZARD

WORKING GROUP

Ariska R., MSc

Dr. Benyamin Sapiie Dr. Supartoyo Dr. Akhmad Solihin Dr. Mudrik Daryono Dr. Astyka Mumpuni Dr. Gayatri I. Marliyani Dr. Ma’ruf Mukti Subandriyo, M.Si Prof. Hasanuddin Dr. Endra Gunawan Susilo, MT Dr. Daryono Arkadia R., MT Dr. N. Rahma Hanifa Dr. Dina A. Sarsito Awaluddin, MT Cecep Sulaeman, MSc Pandu A. Minarno, ST Johni Effendi, MT Putra Maulida, MT Teguh P. Sidiq, MT Alwidya Safitri, MT Yola A. Herawati, ST Suchi Rahmadani, ST Refi R. Ramadian, ST

Prof. Nanang T Puspito Dr. Andri Dian Nugraha Dr. M. Ridwan Dr. Wahyu Triyoso Dr. Muzli Dr. Wandono Dr. Nurliah Sadikin H. Ash Shidiqqi, M.Si Shindy Rosalia, ST Pepen Supendi Rexha Verdhora, MT Ridwan Kusnandar Jajat Jatmika Nova Heryandoko

Dr. Wahyu Triyoso

Dr. Windu Partono

Prof. Wayan Sengara

Sigit Pramono, M.Si

Dr. Jaya Murjaya

Prof. Wijoyo Prakoso

Oriza Sativa, ST

Fajri Syukur R, MT

Fajar Budi Utomo, ST

Requel Mikhail, MT

Dr. Andri Dian Nugraha Dr. M. Asrurifak Prof. Wayan Sengara Shindy Rosalia, ST Fahmi Aldimar, MT Pepen Supendi, MSi

Dr. M Asrurifak Fahmi Aldiamar, MT Amalfi Omang, M. Phil Desyanti, MT Dr. Hendriyawan Artadi Pria Sakti, M.Si Adhi Yudha Mulia, Meng Mahdi Ibrahim T., MT Imam Catur P, S.Si Rahayu Robiana, S.Si Haunan Afif, S.Si Rika Swastikarani, S.Si Chiko Bakti M., MDM Laksamana M. Sakti, ST

Jumlah Anggota = 72 orang

International Collaboration: ANU-Australia, GEM-Italy, USGS-USA

Results of this study:

- Maps of Earthquake Sources of Indonesia 2017

- Maps of Updated Seismic hazard of Indonesia 2017

- Books and journal publications containing data and documentation

Waktu Pengerjaan Peta Gempa

Tahun

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

- Hazard Map

- Risk Map SNI Gedung

Peta Gempa 2010

Riset Kegempaan

yg dilakukan

masing2 individu

- Hazard Map

Peta Gempa 2017

Workshop, Discussion, Review, and

Verification

(8)

Konsinyering

Science Advisory Panel for the Australia National

Seismic Hazard Assessment 2018

International Collaborations

Beppu, 2016

With experts in geotechnical earthquake engineering

International Discussion Forms and Conferences

_Verification

Australian National University (melalui DMInnovation/BNPB)

"

Global Earthquake Hazard and Risk Model

Workshop and Meeting”

June 2017, Pavia, Italy

(9)

Pemuthakhiran Peta Gempa Indonesia 2016

Upaya penyempurnaan peta gempa yang dilakukan meliputi:

(a) pemakaian data dasar yang lebih baik seperti SRTM-30, IFSAR, LiDAr, dan katalog

gempa sampai tahun 2016,

• EHB (1960-2008)

• USGS (1973-2016)

• ISC-GEM (1907-2004)

• Relocated BMKG data (2009-2015)

Katalog PuSGeN 2016: all Shocks (1907-2016) Working Group Catalog

5. Toru

6. Angkola

8. Sumpur

1.Seulimeum

13. Dikit

14. Ketaun

11. Suliti 15. Musi

16. Manna

17. Kumering

18.Semangko

19.Sunda

9. Sianok

7. Barumun

4. Renun

2. Aceh

3. Tripa

10. Sumani

12. Siulak

50. Palu-Koro

53. Poso

58. Lawanopo

57. Gorontalo

52. Walanae

55. Tolo thrust

51. Matano

54. Batui thrust

73. Sorong-Maluku

72. Sula-Sorong

71. Tarera-Aidun

70. Yapen

75. Ransiki

74. Sorong

79 Highland thrust belt

77. Manokwari trench

76. Membrano thrust tbelt

78. Lowland

34. Wetar back arc

36. Flores back arc

33. Semarang

34. Jogja

30. Bumiayu

32. Cimandiri

31. Baribis

Detail Investigation of Active Faults

(Geology Team)

Trenching and Dating

Investigation of Lembang Fault (near Bandung) Natawijaya et al. 2016

(b) - pemutakhiran data sumber gempa berdasarkan studi sesar aktif terkini dengan

memanfaatkan geo electric survey, trenching, dan carbon dating dalam studi

paleoseismologi yang dilakukan oleh tim Geologi.

DETAIL SURVEY LAWANOPO FAULT

(10)

(c) Pokja Seismologi melakukan relokasi lebih dari 12.000 episenter

Vektor pergeseran episenter hasil relokasi untuk seluruh wilayah Indonesia

(Widiyantoro et al., 2016)

Epicentral Shift (Shiddiqi et al., 2015)

Menggunakan model kecepatan 3D hasil tomografi

Menggunakan Double-Diffrence untuk menghasilkan

lokasi hiposenter yg lebih baik

Seismic tomography to obtain the

geometry for subduction zones

(Widiyantoro, Revision of Seismic Hazard Maps

of Indonesia 2010)

Seismology Team

(2)

(3)

(5)

(6)

(13)

(12)

(d) Penyempurnaan melalui peningkatan kualitas tomografi dengan menggunakan

3D velocity model oleh Pokja Seismologi untuk menghasilkan gambaran tentang

geometri subduksi lempeng yang lebih rinci

(11)

Relocation Using 3D Velocity Model (Widiyantoro et al, 2016)

Cross-Section below Mentawai and Padang

Cross-Section below West Java

Cross-Section below East Java

Backthrust

(e) Memanfaatkan analisis regangan berdasarkan data GPS sampai tahun 2016

oleh Pokja Geodesi

Velocity field dari data GPS 1995-2016 (Susilo et al., 2016)

Strain Indonesia dari data GPS (Meilano, 2016)

Flores

Padang

Mentawai

Fault in East Java : Kendeng Fault Zone

Slip rate : 0.5 cm/yr

(Ito et al, 2012)

(12)

1. Perkembangan Peta Gempa dan Implementasinya untuk Perancangan

Bangunan Tahan Gempa Indonesia

2. Usaha Penyempurnaan yg Menerus Peta Gempa Indonesia

3. Sumber dan Peta Gempa Indonesia Baru 2017

Cakupan:

Hazard Maps 2010: 81 active fault lines

Hazard Maps 2017: 295 active fault lines

(13)

Active Faults in Sulawesi

Sesar Aktif Peta Gempa 2010

(14)

Map of Earthquake Sources for Indonesia 2016

Subduction Megathrust

PENGEMBANGAN PROGRAM

Total Probability Theorem

Probabilitas

Perambatan Gelombang

Probabilitas

Magnitudo

Probabilitas

Jarak

Software: USGS, EZFRisk , and

OpenQuake softwares for comparison and verification

Subduction Megathrust

Subduction Benioff

Fault/ Shallow Crustal

Background

Selection of GMPE’s

+ BC Hydro (Addo et al. 2012)

+ Zhao et al. 2006

NGA West-2 2014:

• Abrahamson et al.

• Boore et al.

• Campbell and Bozorgnia

• Chiou and Youngs

• Idriss

Stable Continent:

• Pezeshk et al. 2011

2010 Maps:

2017 Maps:

OpenQuake Software

(15)

EDITOR:

• Prof. Ir. Masyhur Irsyam, MSE, Ph.D

• Dr. Nuraini Rahma Hanifa

• Dr. Danny Hilman Natawidjaja

• Dr. Irwan Meilano, ST, M.Sc

• Prof. Sri Widiyantoro, M.Sc, Ph.D.

• Ariska Rudyanto, S.Si,Dipl.Tsu, Msc.

• Dr. Sri Hidayati

• Dr. Wahyu Triyoso

• Dr. Didiek Djarwadi

• Ir. Lutfi Faizal

• Sunarjito, S.T., M.T.

PE in yrs

Return Period (yrs)

100

200

500

1.000

2.500

5.000

10.000 Probabilistic Hazard Maps:

Deterministic Hazard Maps:

For Fault and Megathrust Subduction

0.2 s

1.0 s

T

S

1 Spectral acceleration at bedrock S

B

for selected return periods of earthquakes

PGA

0.0 Hazard Maps 2017

50 20%

10 yrs

10%

10 yrs

10%

50 yrs

5%

10 yrs

7%

75 yrs

2%

50 yrs

2%

100 yrs

1%

100 yrs

Atas nama:

UI ITB UGM UNDIP HATTI

Peta percepatan puncak di batuan dasar (SB) deterministik akibat sumber gempa Sesar Dangkal

(16)

TIM PEMUTAKHIRAN PETA SUMBER DAN BAHAYA GEMPA BUMI INDONESIA 2016

• Prof. Dr. Masyhur Irsyam (Ketua) • Ir. Lutfi Faizal (Wakil Ketua) • Dr. Danny Hilman Natawidjaja (Ketua Pokja Geologi) • Dr. Irwan Meilano (Ketua Pokja Geodesi) • Prof. Dr. Sri Widiyantoro (Ketua Pokja Seismologi) • Dr. Wahyu Triyoso (Ketua Pokja Katalog)

Jakarta, Mei 2017 Menteri Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat

Dr. Ir. Mochamad Basuki Hadimuljono, MSc. PETA SUMBER DAN BAHAYA GEMPA BUMI INDONESIA 2016

• Ariska Rudiyanto, M.Phil. (Ketua Pokja GMPE) • Dr. Sri Hidayati (Ketua Pokja SHA) • Dr. M. Asrurifak • Dr. M. Ridwan

• Prod. Dr. Phil Cummins Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat

Kerja sama:

Peta percepatan puncak di batuan dasar (SB)

untuk probabilitas terlampaui 20% dalam 10 tahun

Peta percepatan puncak di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 10% dalam 10 tahun

Kerja sama:

Peta percepatan puncak di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 5% dalam 10 tahun

Kerja sama:

Peta percepatan puncak di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 10% dalam 50 tahun

Kerja sama:

(17)

Peta percepatan puncak di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 7% dalam 75 tahun

Kerja sama:

Peta percepatan puncak di batuan dasar (SB) untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun

Peraturan Beton Indonesia 1966

Peraturan

Muatan Indonesia 1970

Standar Perencanaan Ketahanan Gempa untuk

Struktur Bangunan Gedung SNI 1727-2002 (Gempa 500 thn)

Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia

untuk Gedung 1983

Sesar Aktif Peta Gempa 2010

(18)

PGA Peta Gempa 2010

(Perioda ulang 2.500 tahun)

PGA Peta Gempa 2017

(Perioda ulang 2.500 tahun)

Mj 6.5 1.6g

Rekomendasi:

• Buku

laporan

juga dilengkapi dengan rekomendasi yg rinci untuk

pokja Geologi, Geodesi, Seismologi, Katalog, GMPE, dan PSHA,

• Urgen perlu:

1. Melakukan detil studi sesar aktif, terutama yang berdekatan dengan

kota-kota besar di Inonesia (diantarnya Jakarta, Semarang, Surabaya

dll nya),

2. Melakukan mikrozonasi hazard dan risiko gempa untuk kota-kota besar

dan padat di Indonesia beserta contingency plannya,

3. Semakin mempererat kerjasama para ahli di bidang Sains dan Rekayasa

Gempa nasional dan internasional sebagai bagian dari usaha DRR dan

usaha pembangunan Struktur dan Infrastruktur tahan gempa

Indonesia.

• A national level research center that accommodates all scientists from different institution is

urgently needed

• Earthquake scientists and engineers from all stake holders need a place to host all data, resources,