SEMINAR TUGAS AKHIR STUDI PERCEPATAN GEMPA MAKSIMUM KOTA BANDA ACEH

SEMINAR TUGAS AKHIR. STUDI PERCEPATAN GEMPA MAKSIMUM   UNTUK ZONA PETA GEMPA INDONESIA DI  KOTA BANDA ACEH.

Presented by :  y. Helda Yulia Sari 3108 100 025 Software made by : y Helda Yulia Sari – 31081 00 025 3 Riski Purwana Putra – 3108 100 062 Achmad Dian A.B. – 3108 100 135. Academic Supervisor : Tavio ST., MT., Ph.D ST  MT  Ph D Ir. Iman Wimbadi. MS. Ir. Kurdian Suprapto, MS. p p ,.

PENDAHULUAN.

LATAR BELAKANG. LETAK INDONESIA : ‐ Geografis : antara 6 LU dan 11 LS serta di antara 95 BT dan 141 BT ‐ Geologis : berada pada pertemuan 2 jalur gempa utama, yaitu jalur gempa Sirkum Pasifik dan jalur gempa Alpide Transasiatic.  3 Lempeng Utama, lempeng Eurasia, lempeng Pasifik, dan lempeng India  Australia.

LATAR BELAKANG LATAR BELAKANG y Dengan adanya Peta percepatan gempa maksimum di. Indonesia telah mengalami penyempurnaan sejak muncul dalam PPTI‐UG (Peraturan Perencanaan Tahan Gempa Indonesia untuk Gedung) – 1983 kemudian diperbaharui pada tahun 2002 dengan keluarnya Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung SNI 03‐726‐2002 yyangg mengacu g pada UBC 1997,, dan kemudian p p pada tahun 2010 yang di usulkan oleh tim Revisi Gempa Indonesia..

LATAR BELAKANG LATAR BELAKANG y Dalam studi ini akan membahas proses perhitungan proses perhitungan dan membuat. suatu software untuk mempermudah proses perhitungan percepatan gempa maksimum di Indonesia dengan menggunakan Visual Basic 6.0.

PERUMUSAN MASALAH Permasalahan Utama : y Bagaimana cara melakukan evaluasi percepatan gempa di suatu lokasi yang ditinjau secara terintegrasi menggunakan sebuah software? Pemasalahan Detail :  1 Bagaimana cara memperoleh data gempa 1. Bagaimana data gempa di suatu di suatu daerah yang  yang ditinjau? 2. Bagaimana . agaimana cara mengolah serta melakukan analisa terhadap data data  gempa yang diperoleh? 3. Bagaimana cara memperoleh persamaan regresi dari data gempa? 4. Bagaimana cara memperoleh percepatan gempa maksimum disuatu daerah dengan menggunakan teori probabilitas? 5 B i 5. Bagaimana cara penyusunan perhitungan hi percepatan gempa maksimum yang terintegrasi dan berbasis pada sebuah software?.

TUJUAN Dari rumusan masalah diatas diharapkan mencapai tujuan sebagai berikut b k : 1. Dapat memperoleh data gempa. 2. Dapat mengolah data gempa. 3. Mendapatkan regresi dari data gempa. 4. Dapat memperoleh percepatan gempa maksimum dengan teori probabilitas. 5. Dapat menyajikan perhitungan percepatan gempa maksimum yang telah terintegrasi dalam sebuah software yang telah.

BATASAN MASALAH BATASAN MASALAH 1. Data gempa yang diambil adalah data di  Kota Banda  Aceh  dengan radius 500 km.  radius 500 km 2. Regresi dilakukan untuk data gempa M > 5 3. Perhitungan hanya untuk memperoleh nilai percepatan gempa maksimun maksim n untuk nt k titik yang ditinjau ang ditinja dengan menggunakan metode Gumble I (DSHA) dan PSHA. 4. Dalam tugas akhir ini, kami menggunakan bahasa program    b t Mi bantu Microsoft Visual Basic 6.0 ft Vi l B i 6 0.

MANFAAT y Dapat memperoleh percepatan gempa yang telah. disesuaikan dengan peraturan revisi gempa di Indonesia  d mewakili dan kili daerah d h di Kota Banda Aceh dengan di K t B d A h d program  bantu Visual Basic 6.0 yang memudahkan perhitungan untuk mengetahui gempa tahunan. .

TINJAUAN PUSTAKA.

Gambaran Umum Kejadian Gempa Bumi. Gempa bumi merupakan getaran yg terjadi di permukaan bumi. Faktor yang  pertama disebabkan karena bergeser p g dan terpisahnya p y lapisan‐lapisan p p yyang  g terdapat dalam kerak bumi (Tektonik) Yang kedua, karena adanya letusan gunung berapi yang sangat dahsyat (Vulkanik).

SEJARAH KEGEMPAAN DI INDONESIA. Kepulauan Indonesia merupakan Indonesia merupakan tipe struktur kepulauan dengan busur tektonik serta terdapat rangkaian pegunungan muda,  termasuk diantaranya garis lempeng tektonik yang menjadikan kepulauan Sumatra sebagai ring of  fire karena seringnya daerah sumatera dilanda gempa. .

SEJARAH KEGEMPAAN DI KOTA   BANDA ACEH BANDA ACEH. Gempa bumi yang terjadi di lepas pantai barat Kota Banda Aceh, 26 Desember 2004  pukul 6:58:50 WIB, berkekuatan 9,0 SR (9,1 MW), berpusat di 3,298° LU dan 95,779° BT,  pada kedalaman 30 kilometer. Gempa p p ini merupakan p ggempa p bumi terdahsyat y dalam kurun waktu 40 tahun terakhir ini yang menghantam Asia Tenggara dan Asia Selatan,  yang berdampak hingga ke Benua Afrika..

PANDUAN PENGOPERASIAN  PROGRAM.

PENJELASAN UMUM y Pada. studi Tugas Akhir ini, program bantu b yang digunakan d k untuk menganalisa dan mengintegrasikan perhitungan percepatan gempa maksimum yaitu dengan dua metode, yaitu metode Gumble I dan Probabilistic Seismic Hazard Analysis (PSHA) adalah dengan sistem perangkat lunak yang menggunakan bahasa program Visual Basic 6.0. 6 0 Program analisa percepatan gempa maksimum ini diberi nama VBE (Visual Basic for Earthquake h k ). ).

KOMPONEN PROGRAM MENU BAR. Komponen dari Menu bar.

KOMPONEN PROGRAM. a.. Lihat Data Gempa : rangkuman j ggempa p yyang telah g kejadian disajikan sebagai database  menurut suatu tempat tertentu.. b.. Sortir Data : rangkuman kejadian gempa yang telah dilakukan pengelompokan berdasarkan kekuatan magnitude yang  diinginkan..

KOMPONEN PROGRAM. Tampilan untuk perhitungan Metode Gumble I dengan persamaan Atenuasi Matuscha. Tampilan untuk perhitungan Metode PSHA.

KOMPONEN PROGRAM y Pengoperasian program. Software VBE merupakan analisa S ft VBE k program bantu untuk b t t k teknik t k ik sipil i il yang membahas b h tentang t t li pecepatan t gempa maksimum yang telah dipilih sebelumnya.  y Proses Input Proses Input. Ketika masuk menu utama dalam software VBE, user harus memiliki database catatan riwayat gempa dalam sebuah periode tertentu. Dalam hal ini, sumber yang digunakan adalah catatan gempa yang  dimiliki oleh United States Geological Survey (USGS) dan United States Geological Survey (USGS) dan dapat diunduh secara online oleh online oleh user. Setelah memasukkan database kejadian gempa daerah tertentu,selanjutnya dianalisis menggunakan dua metode, yaitu Distribusi GUMBLE I dan PSHA yang tersedia dalam sub menu Metode program VBE . y Proses Running. Setelah memasukkan database riwayat gempa, selanjutnya adalah menganalisis percepatan gempa maksimum menggunakan dua metode (GUMBLE I dan PSHA). Sehingga pada akhirnya, user akan mendapatkan dan membandingkan hasil percepatan gempa maksimum yang diperoleh dari kedua metode tersebut dan menarik kesimpulan yang didapat. Hasil output dari proses analisa program VBE adalah berupa nilai percepatan gempa maksimum yang  mewakili kili suatu t daerah d h yang telah t l h dipilih di ilih sebelumnya. Hasil b l H il tersebut t b t berupa b satuan t g = m/s2. /2.

METODE PENELITIAN.



PEMBAHASAN.

PENGUMPULAN DATA GEMPA Pada studi ini menggunakan data dari catalog gempa yang  disajikan oleh Nasional Eartquake Information Center U.S.  Geological Survey (NEIC‐USGS), dengan alamat website:  http://earthquake usgs gov/earthquakes/ http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/  eqarchives/epic/epic_circ.php Berikut adalah prose pengambilan prose pengambilan data gempa data gempa dari catalog  catalog USGS: y Radius gempa g p yyang ditinjau g j : 500 Km ( Metode ( pengambilan p g data circular area ) y Rentang Waktu : 01/01/1973 s/d 31/12/2011 y Kekuatan Gempa : 1‐ 9,9 SR y Kedalaman Gempa : 1 – 200 Km y Titik Tinjau : 5°33`00`` LU ‐ 95°19`00``BT.

Radius pengambilan data gempa untuk analisa percepatan gempa di  Kota Banda Aceh (dimodifikasi dari Google Earth).

PEMBUATAN DATABASE y Setelah memasukkan input  p. kejadian gempa dalam periode tertentu seperti yang dilakukan sebelumnya, rekaman b l k k j di kejadian gempa dapat disimpan dalam bentuk notepad dan notepad dan nantinya akan dijadikan sebuah database  untuk dianalisa menggunakan perangkat lunak.  Hasil Rekaman Gempa dari USGS di file  NotePad.

KONVERSI SKALA MAGNITUDE untuk kejadian gempa yang terjadi yang terjadi diIndonesia, Irsyam diIndonesia Irsyam dkk.  dkk (2010) memberikan korelasi konversi antara beberapa sekala magnitudo untuk wilayah Indonesia:. Korelasi Konversi : ‐ Mw= 0.143Ms2–1.051Ms+ 7.285 ‐ Mw= 0.114mb2 Mw= 0 114mb2–0 0.556mb+ 5.560 556mb+ 5 560 ‐ Mw = 0.787ME –1.537 ‐ mb= 0.125ML2 –0.389ML–3.513 b 0 125ML2 0 389ML 3 513 ‐ ML = 0.717MD + 1.003. EXAMPLE.

EPICENTER GEMPA y Dalam studi ini untuk menghitung jarak epicenter gempa. digunakan perumusan Haversine yang diusulkan yang diusulkan oleh Sinnott dengan permodelan bola sederhana. Dengan rumusan haversine Dari (R.W. Sinnott) : d = arcos (sin(lat1) . sin(lat2) + cos(lat1) . cos(lat2)  . cos(long2−long1)) . R  y Dimana:. Lat dan long dalam rad Titik 1 ialah kota yang ditinjau Titik 2 ialah letak sumber gempa R = Diameter Bumi = 6371 km.. EXAMPLE.

HIPOSENTER GEMPA y Perhitungan Hiposenter Gempa. EXAMPLE.

FUNGSI ATENUASI Fungsi atenuasi merupakan suatu fungsi yang  menggambarkan korelasi antara intensitas gerakan tanah, dan , magnitude, serta g , jjarak dari suatu titik dalam daerah radius sumber gempa. Secara umum fungsi atenuasi tergantung pada faktor‐faktor berikut: y tipe mekanisme sumber gempa daerah yang ditinjau, y jjarak episenter, p , y kondisi lapisan kulit bumi yang dilintasi oleh gelombang g gg gempa, dan p , y kondisi tanah lokal di sekitar lokasi.

FUNGSI ATENUASI MATUSCHA y Perumusan Matuscha dipilih untuk dilakukan. perbandingan keakuratan serta kesesuaiannya dengan daerah setempat,karena Indonesia belum ada persamaan atenuasi yang mewakili yang mewakili Indonesia.  Indonesia. y Ket :  a = percepatan : a percepatan gempa (cm/dt2). e = bilangan natural M besar gempa menurut M = besar men r t skala Ritcher H = jarak hyposenter (km) EXAMPLE.

METODE GUMBLE I METODE GUMBLE I y Pada studi ini untuk memperoleh percepatan gempa. maksimum digunakan metode distribusi Gumbel dengan persamaan atenuasi yang digunakan yaitu Atenuasi Matuscha Distribusi gumble dituliskan sebagai berikut:  Matuscha. Distribusi berikut:. y Dimana:. α  β M. = jumlah gempa rata‐ rata pertahun = parameter yang menyatakan parameter ang men atakan hubungan h b ngan antara distribusi gempa dengan magnitude = magnitude gempa = magnitude gempa.

METODE GUMBLE I METODE GUMBLE I y Diagram Alir. Perhitungan g percepatan gempa dengan Metode Gumble I  berdasarkan P Persamaan A Atenuasi i Matuscha. EXAMPLE.

METODE PSHA  y PSHA yang merupakan bagian dari SHA (Seismic Hazard Analysis) . lebih mempertimbangkan l bih sering i digunakan di k karena k ti b k sejumlah j l h permodelah untuk dijadikan sebagai pembanding dan barulah g p pendekatan p probabilistik.  kemudian diolah dengan y Model dan konsep dari analisa ini terus digunakan hingga sekarang. y y y y. dan terus dikembangkan oleh Committee on Seismic Risk (1989)  memiliki memiliki empat tahap Identifikasi sumber gempa,  gempa karakterisasi sumber gempa,  pemilihan fungsi atenuasi,  atenuasi perhitungan hazard gempa. Teori ini mengasumsikan magnituda ggempa p ((M) dan ) jjarak ((R)sebagai ) g variabel acak independen p yyang  g menerus..

METODE PSHA . Metode PSHA untuk mendapatkan pergerakan tanah di batuan di batuan dasar (Revisi Peta Gempa Indonesia,  Indonesia 2010)..

METODE PSHA y Diagram alir . perhitungan PGA  p g metode PSHA.  y Di dalam Studi ini nantinya akan menggunakan analiza hazard dngan metode Gumble I dan PSHA.. EXAMPLE.

KESIMPULAN y Karena sumber data tugas akhir sebelumnya kurang lengkap, maka kami . hanya bisa menghitung dengan data gempa data gempa yang ada yang ada di USGS. Namun di USGS Namun hasilnya sedikit berbeda karena sumbernya berbeda pula.Selain itu, hasil perhitungan telah di cek di cek satu persatu dengan hitungan manual ternyata manual ternyata menghasilkan perhitungan yang sama persis. y Dengan D penggunaan rumus pada d Program ini P i i sudah d h teruji t ji ke k validannya lid. baik secara manual atau pun secara komputasi. y Menurut kami kekurangannya Program Visual Basic for Earthquake (VBE) . ialah dari segi fungsinya yakni masih terbatas terutama dalam pmbuatan grafik dan simbol rumus yang masih belum ada aplikasinya y Hasil perhitungan percepatan gempa untuk setiap atenuasi memiliki. perbedaan, tergantung pada site (tempat) penelitian.

SARAN y Penggunaan angka dibelakang koma yang harUs disepakati. y Perlu dilakukan update data setiap tahunnya, Sehingga apabila terdapat. kejadian gempa yang cukup yang cukup besar dikemudian hari dapat terhitung dalam analisa. y Penulis berharap nantinya pada studi selanjutnya dapat menggunakan. persamaan atenuasi NGA (next generation attenuation) yang lebih NGA (next generation attenuation) yang lebih akurat karena telah memasukkan nilai faktor jenis tanah. y Perlu dikembangkannya lagi program ini sehingga menjadi suatu program . yang dapat digunakan pada kondisi tanah apapun, sebab pada pengerjaan tugas akhir masih jauh dari kata sempurna..

SEKIAN  DAN  TERIMA KASIH. S b Surabaya, 16 Januari 6 i 2012.

CONTOH PERHITUNGAN KONVERSI SKALA  MAGNITUDE GEMPA MAGNITUDE GEMPA y Berikut konversi B ik t ini i i adalah d l h contoh t h perhitungan hit k i. Magnitude gempa kota Banda Aceh :  YEAR MON DAY LAT LONG DEPTH. MAG. 1983. 4. 4. 5.79 94.75. 69. 5.9 mbGS. 1983. 4. 4. 5.63. 94.68. 79. 5. 1983. 4. 8. 5.66. 94.69. 79. 4.7 MBGS. 1983. 4. 10. 3.89. 97.38. 138. 4.4 mbGS. mbGS.  . Mw = 0.114mb2 – 0.556mb + 5.560 = 0.114(5,9)2‐0.556(5,9)+ 5.560    0 114(5 9)2 0 556(5 9) 5 560 =  6,248 Mw Jadi 5,9 mbGS= 6,248 Mw.

CONTOH PERHITUNGAN EPICENTER  GEMPA YEAR A MON O DAY A LAT A. LONG O G DEPTH. MAG AG. 1983. 4. 4. 5.79. 94.75. 69. 5.9. mbGS. 1983. 4. 4. 5.63. 94.68. 79. 5. mbGS. 1983. 4. 8. 5.66. 94.69. 79. 4.7. mbGS. 1983. 4. 10. 3.89. 97.38. 138. 4.4. mbGS.  . • Latitude Banda Aceh = 5°33’00” = 5,55° = 0.097 radian  • Longitude Banda Aceh = 95°‐19’00” = 95.320 = 1.66 radian  Sedangkan letak gempa pada tahun 1983 adalah 1983 adalah : • Latitude  = ‐5.790 = 0.101 radian • Longitude  = 94.75 0 = 1.66 radian Maka, d (epicentrum) k d( ) = arcos (sin(lat1) . sin(lat2) + cos(lat1) . cos(lat2) .      cos(long2−long1)) . R =  arcos (sin(0.097) . sin(0.101 ) + cos(0.097) .cos(0.101) .      cos(1.66‐166)) .  6371 km  =67.293 km.

CONTOH PERHITUNGAN NILAI  EPICENTER GEMPA y Dari program VBE dengan inputan yang sama diperoleh hasil : .

CONTOH PERHITUNGAN HIPOSENTER CONTOH PERHITUNGAN HIPOSENTER. Hasil perhitungan di program VBE di program VBE.

PERHITUNGAN METODE GUMBLE I dengan PERSAMAAN ATENUASI MATUSCHA PERSAMAAN ATENUASI MATUSCHA j, yj dimana: Persamaan ggaris diatas terdiri atas titik – titik xj, yj xj =  Percepatan Gempa ke j j   =  nomor urut kejadian gempa yang disusun dari nilai a terkecil. Harga untuk a terbesar = N N  =  selang waktu pengamatan yj = =  ln( lnG(M)) = ln( ln(j/(N+1))) ln(‐lnG(M)) = ln(‐ln(j/(N+1))) A = (∑yj.∑xj^2‐∑xj∑(xj.yj))/(n.∑xj^2‐ (∑xj) ^2 ) ((n.∑xj.yj‐∑xj.∑yj)/(n.∑xj^2‐ ∑ j yj ∑ j ∑yj)/( ∑ j (∑xj) (∑ j) ^2 )) B = α   =  e ^A β   =   ‐B Hubungan periode ulang (T) dan percepatan (a) a =  (ln (T.α))/β.

PERHITUNGAN METODE GUMBLE I dengan PERSAMAAN ATENUASI MATUSCHA PERSAMAAN ATENUASI MATUSCHA. Tampilan Perhitungan Persamaan Atenuasi  Matuscha Dari perhitungan tersebut dieroleh nilai : A = 0,254 α = 1,289 B = 0 02 B = ‐0,02 β = 0 02 β = 0,02. Grafik Regresi Persamaan Matuscha hubungan antara nilai Atenuasi dan N (Data).

Usia bangunan (t) Rn (%) Periode Ulang (T) a (g). Tabel Percepatan dan Grafik GUMBLE I . 50. 2. 2475. 0.412. 100. 10. 950. 0.363. Nilai il i Percepatan gempa metode d GUMBLE I serta perbandingan umur bangunan 50 dan 100 tahun.

PERHITUNGAN DENGAN METODE PSHA PERHITUNGAN DENGAN METODE PSHA p g diperoleh p ggempa p utama dengan g total  y Dari proses declustering keseluruhan 5873 data. Dibawah ini merupakan record  keseluruhan data dan yang telah disortir dengan M> 5..

y Dari data gempa Dari data gempa yang telah yang telah dilakukan diatas dan diambil data  data. gempa dengan Magnitude m>5. Kemudian dilakukan perhitungan statistika untuk data‐data gempa berikut merupakan penyajian hasil pengolahan data untuk memperolah b‐line. G Gutenbergh b h Richter b‐line Data Ri h b li D.

y Setelah proses declusterin proses declusterin selesai, maka selesai maka selanjutnya adalah. melakukan proses perhitungan persaman regresi Guttenberg  β Richter untuk mencari nilai β. Dari data disamping diperoleh nilai : β = 2.145.  : β = 2 145 Dari nilai β tersebut kemudian dilakukan perhitungan hit menggunakan k rumus fungsi tersebut dari magnitude.

Dari perhitungan diatas dapat dilihat d i Tabel dari T b l di samping di  i dengan d selang l kemunculan ΔM= 0.5,  Nilai Fungsi Probabilitas Kerapatan Magnitude Gempa. Kurva nilai fungsi probabilitas kerapatan magnitude gempa.

y y y y. Dengan perhitungan tingkat kejadian : Didapatkan nilai N(5)        = 12.52717 Didapatkan nilai N ( 9.1 )  = 0.0019 N ( 9 1 ) = 0 0019 Dan nili v = N(5) – N (8)   = 12.52527 . y Dari data diperoleh rata‐rata jarak gempa dengan. membaginya pada empat perolehan jarak dengan yang  yang merupakan rata‐rata dari setiap untuk setiap kejadian gempa. Data jarak yang diambil adalah 73.53, 189,78,  320,84, 44627. Kemudian dari kemungkinan jarak yang  terjadi dilakukan analisa prcepatan gempa dengan mnggunakan atenuasi Matuscha. Matuscha.

y Berikut nilai percepatan gempa untuk kejadian dengan. probabilitas kekuatan dan jarak tertentu.. y Dari data dalam gambar kemudian dilakukan perhitungan. probabilitas kejadian gempa terlampaui lebih besar dari x,  dimana x adalah > 0,05 g.  > 0 05 g  .

Peningkatan peluang kemunculan PGA  dengan perbedaan acceleration 0.5.

y Dari keseluruhan Dari keseluruhan nilai resiko diatas dapat digabungkan. menjadi satu untuk kemudian dapat dilihat peningkatan nilai resikonya. Berikut akan disajikan data peningkatan nilai percepatan x > 0.05 g. Ada 28 data PGA dalam pengolahan data ini..

y Dari data diatas Dari data diatas diplotkan dalam satu tabel untuk memperoleh. kurva resiko, berikut adalah kurva resiko hasil plotting antara PGA > 0.05 . Grafik nilai Hazard T=2475 dan t=50 tahun. Grafik nilai Hazard dengan T = 950 dan t =  100 tahun.

Usia bangunan (t) Rn (%) Periode Ulang (T) a (g) 50. 2. 2475. 0.3. 100. 10. 950. 0.2.   Analisa Hasil Metode PSHA.

y Nilai nilai Nil i diatas di t masih ih lebih l bih rendah d h dibandingkan dib di k dengan d il i yang dihasilkan dih ilk. oleh peta gempa 2010 terbaru. Dimana dalam peta gempa 2010 didapati nilai PGA untuk Kota Banda Aceh  untuk kemungkinan nilai Rn 2% dalam 50  tahun (atau gempa 2475 tahun) adalah berkisar antara 0.5‐0.6 g  .Sedangkan untuk kemungkinan nilai Rn 10% dalam 100 tahun (atau gempa 950 tahun ) adalah berkisar antara 0.4‐0.5 g  dimana nilai untuk periode ulang ini memiliki perbedaan yang cukup jauh sekitar 50% lebih tinggi . y Hal ini dimungkinkan karena hasil perhitungan belum menggunakan logic . tree dan juga persamaan atenuasi yang digunakan masih belum menggunakan NGA (Next Generation Atenuation) seperti yang digunakan dalam perhitungan PSHA untuk peta gempa 2010 dimana dalam NGA  terdapat sejumlah koefisien yang dimasukkan..