• Tidak ada hasil yang ditemukan

ANALISIS INDEKS KERENTANAN SEISMIK, PERIODE DOMINAN, DAN FAKTOR AMPLIFIKASI MENGGUNAKAN METODE HVSR DI STAGEOF TANGERANG

Herry Pratama23

Academic year: 2023

Membagikan "ANALISIS INDEKS KERENTANAN SEISMIK, PERIODE DOMINAN, DAN FAKTOR AMPLIFIKASI MENGGUNAKAN METODE HVSR DI STAGEOF TANGERANG"

Copied!
7
0
0

Teks penuh

(1)

ANALISIS INDEKS KERENTANAN SEISMIK, PERIODE DOMINAN, DAN FAKTOR AMPLIFIKASI MENGGUNAKAN

METODE HVSR DI STAGEOF TANGERANG

Afra Kansa Maimun*, Ulfa Nur Silvia, Vida Julia J., Puji Ariyanto

Prodi Geofisika, Sekolah Tinngi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, Tangerang Selatan

*Email : afkamuna@gmail.com

ABSTRAK

Mikrotremor merupakan getaran harmonik alami tanah yang terjadi secara terus menerus dengan amplitudo rendah sekitar 0,1 – 1 mikron. Karakteristik mikrotremor mencerminkan karakteristik dan jenis batuan berdasarkan nilai periode dominannya dan berguna dalam menganalisis respon batuan dalam memperkuat (amplifikasi) getaran. Untuk pengambilan data mikrotremor sendiri menggunakan peralatan TDL 303S (Taide Digital Seismograph) dengan dan seismometer tipe DS- 4A Short Period Seismograph dengan durasi perekaman selama 30-45 menit. Pengukuran data mikrotremor dilakukan pada 20 titik penelitian dengan jarak antar titik 1 meter. Pengolahan data mikrotremor hingga diperoleh nilai frekuensi natural (F0) menggunakan metoda Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR) melalui bantuan software Geopsy. Dari hasil pengolahan data mikrotremor dapat diketahui sebaran nilai periode dominan, faktor amplifikasi, dan indeks kerentanan seismik (Kg ) di Stasiun Geofisika Tangerang. Dari penelitian yang dilakukan diketahui bahwa rata-rata periode dominan (Tdom) di Stageof Tangerang yaitu (0.6572 sekon) , faktor amplifikasi 2.4357, dan Indeks kerentanan sesimik (Kg) 3,8991. Hal ini menunjukkan bahwa lapisan tanah yang dominan pada wilayah tersebut masuk ke dalam site class E yaitu tanah alluvial T0> 0,6 detik yang berarti bahwa jenis tanah ini sangat rawan terhadap gempa. Namun dari segi indeks kerentanan seismik, faktor amplifikasi dan periode dominan yang relatif rendah sehingga dampak yang ditimbulkan tidak signifikan.

Kata kunci : indeks kerentanan seismik, faktor Amplifikaksi, periode dominan (Tdom), dan HVSR.

ABSTRACT

Microtremor is a natural harmonic vibration of the soil that occurs continuously with a low amplitude of about 0.1 - 1 micron. Microtremor characteristics show rock characteristics and types based on the value of its dominant period are used to analyzing the response of rocks to amplification of vibrations. In collecting microtremor data, we use the TDL 303S (Taide Digital Seismograph) equipment and the DS-4A Short Period Seismograph type seismometer with a recording duration of 30-45 minutes. Microtremor data measurements were carried out at 20 research points with a distance of 1 meter between points. Microtremor data processing until reach natural frequency values (F0) using the Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR) method obtained by Geopsy software. From the results of microtremor data processing, it can be seen that the distribution of the dominant period value, amplification factor, and seismic vulnerability index (Kg) at Tangerang Geophysics Station. From this research, it is known that the average dominant period (Tdom) in Stageof Tangerang is (0.6572 seconds), the amplification factor is 2.4357, and the seismic vulnerability index (Kg) is 3.8991. This value shows that the dominant soil layer in this area is site class E alluvial soil T0> 0.6 seconds, this indicates that the soil type is very prone to earthquakes. But in terms of the seismic vulnerability index, low amplification factor, and dominant period it is relatively low so the impact is insignificant.

Keywords : seismic vulnerability index, amplification factor, dominant period (Tdom), and HVSR.

(2)

1. PENDAHULUAN

Stasiun Geofisika Tangerang adalah salah satu Stasiun Geofisika kelas 1 yang berlokasi di jalan Meteorologi No.5, Tanah Tinggi Tangerang Banten. Stasiun ini awalnya berlokasi di Tangerang Kabupaten kemudia dipindahkan di Tangerang Kota. Stasiun Geofisika Tangerang masuk ke bagian wilayah 2 yaitu wilayah Ciputat. Letak stasiun tersebut juga berada di depan Asrama taruna/i STMKG untuk beberapa tahun ke depan. Stageof Tangerang merupakan salah satu tempat pemantau kejadian gempa yang ingin kami ketahui indeks kerentanan sesimik dan faktor amplifikasinya dikarenakan dekat dengan wilayah yang akan dihuni oleh banyak taruna kedepannya. Data yang kami butuhkan berasal dari data mikrotremor.

1.1 Mikrotremor

Mikrotremor adalah getaran ambient dari tanah yang terjadi karena penyebab alamiah atau gangguan buatan seperti angin, gelombang laut, lalu lintas, dan mesin industri. Level amplitudo pada mikrotremor kurang dari beberapa mikron sekitar 0,1-1 mikron dengan amplitude velocity 0,001-0,01 cm/s.3 Mikrotremor sendiri diaplikasikan untuk menentukan karakteristik dinamis seperti periode dominan dan faktor amplifikasi dari suatu lapisan sedimen.2 Keadaan geologi pada permukaan dangkal sangat mempengaruhi respon tanah terhadap aktivitas gempabumi yang terjadi. Analisis mikrotremor untuk penelitian respon tanah dilakukan dengan penerapan metode Horizontal To Vertical Spectrum Ratio (HVSR), salah satu metode pengolahan data mikrotremor untuk menentukan karakteristik dinamis seperti periode dominan dan faktor amplifikasi dari suatu lapisan sedimen,2 dengan mengukur bising pada suatu tempat pada 3 komponen arah sekaligus yakni Utara-Selatan, Timur- Barat dan Vertikal yang menghasilkan perbandingan frekuensi dominan pada ketiga komponen tersebut, didasarkan pada asumsi komponen vertikal tidak

1.2 Metode HVSR

Metode HVSR pertama kali diperkenalkan oleh Nogoshi dan Iragashi yang menyatakan adanya hubungan antara perbandingan komponen horizontal dan vertikal terhadap kurva eliptisitas pada gelombang Reyleigh yang kemudian disempurnakan oleh Nakamura yang menyatakan bahwa,

“Perbandingan spektrum H/V sebagai fungsi frekuensi berhubungan erat dengan fungsi site transfer untuk gelombang S (shear)”. Menurut Konno dan Ohmachi, 1 mikrotremor sebagian besar terdiri atas gelombang permukaan. Rasio H/V pada batuan sama dengan 1 pada fO, dan β lebih kecil dari satu pada fO dan βAs(fO) juga lebih kecil dari HT(fO). Nantinya nilai frekuensi dominan ini di ubah menjadi nilai periode dominan dengan menggunakan persamaan:

T=1/f0

Dimana T adalah nilai periode yang dicari dan f0 adalah nilai frekuensi input hasil pengolahan dengan metode HVSR.

1.3 Indeks Kerentanan Seismik

Indeks Kerentanan sesimik (Kg) merupakan angka yang menunjukkan tingkat kerawanan terhadap gempa bumi berdasarkan kondisi batuan di daerah tersebut. Kerentanan sesimik ini, nilainya berbeda di setiap wilayah. Acuan dari angka Kg biasanya dibandingkan dengan titik lainnya di daerah tersebut. Setelah didapatkann nilai Periode Dominan (Tdom) dan Faktor Amplifiksi kemudian mencari Indeks Kerentanan Seismik (Kg) menggunakan rumus :

Kg : A02 ÷ f0

2. METODE PENELITIAN

Lokasi penelitian (Gambar 3) berada di Stasiun Geofisika Tangerang, yang terbagi atas 20 titik penelitian dengan jarak 2 meter setiap titiknya. Dimana 12 titik pertama di Lapangan belakang Stageof tangerang, 3 (D1-3) titik di Stageof Tangerang, 1 titik

(3)

Gambar 3. 20 titik dari Google Earth

Alat yang kami gunakaan yaitu Tide Digital Seismograph (TDS) Triaxial Tipe DS-4A dengan digitizer TDL-303S. Untuk implementasi titik juga gambar alat berada di bawah ini.

Koordinat geografis titik pengamatan mikrotremor dituliskan pada Tabel 1.

Kemudian dilakukan perbandingan antara komponen Horizontal (H) dan Komponen Vertikal (V) terhadap frekuensi untuk memperoleh nilai periode dominan dan faktor amplifikasi pada lokasi tersebut.

Setelah didapatkann nilai Periode Dominan (Tdom) dan Faktor Amplifiksi kemudian mencari Indeks Kerentanan Seismik (Kg) .

Dari peta persebaran ini maka dapat diketahi secara grafis daerah mana yang memiliki periode dominan, faktor amplifikasi(A0), indeks kerentanan seismik beserta klasifikasi tanah masing- masing lokasi pengambilan data.

Dibuatlah suatu peta sebaran spasial dengan menginterpolasi data menggunakan software Surfer. Grid menggunakan metode Kriging, pada suatu luasan wilayah yang dibatasi pada

koordinat geografis 6,171° – 6,172° LS dan 106,645°-106,647° BT.

Tabel 1. Koordinat 20 titik

Titik Lat Lon

A1 -6.17 106.65

A2 -6.17 106.65

A3 -6.17 106.65

A4 -6.17 106.65

B1 -6.17 106.65

B2 -6.17 106.65

B3 -6.17 106.65

B4 -6.17 106.65

C1 -6.17 106.65

C2 -6.17 106.65

C3 -6.17 106.65

C4 -6.17 106.65

D1 -6.17 106.65

D2 -6.17 106.65

D3 -6.17 106.65

D4 -6.17 106.65

E1 -6.17 106.65

E2 -6.17 106.65

E3 -6.17 106.65

E4 -6.17 106.65

Gambar 1. TDL-303S

c

Gambar 2. Sensor TDS

c

(4)

3. HASIL DAN PEMBAHASAN Frekuensi dominan merepresentasikan banyaknya gelombang yang terjadi dalam satuan waktu. Frekuensi natural dipengaruhi oleh besarnya kecepatan rata- rata dan ketebalan sedimen bawah permukaan. Frekuensi natural berbanding terbalik dengan ketebalan sedimen

(bedrock) dan berbanding lurus dengan kecepatan rata-rata. Pada daerah yang memiliki lapisan sedimen yang lebih tebal akan cenderung memiliki nilai frekuensi natural yang semakin kecil. Frekuensi natural suatu daerah dapat menentukan jenis karakteristik tanah suatu wilayah dijelaskan pada Tabel 2 di bawah ini : Tabel 2. Klasifikasi Tanah berdasarkan Frekuensi Dominan (f0)

No Klasifikasi F0 Klasifikasi kanai Deskripsi 1 Tipe IV 6,6 - 20

Batuan tersier atau lebih tua. Terdiri dari batuan Hard sandy, gravel, dll

ketebalan sedimen sangat tipis didominasi oleh batuan keras 2 Tipe III 10 - 4

Batuan alluvial dengan ketebalan 5m.Terdiri dari sabdy-gravel, sandy hard clay, loam, dll

Ketebalan sedimen permukaannya masuk dalam kategori menengah 5-10 meter

3 Tipe II 2,5 - 4

Batuan alluvial dengan ketebalan >5m.Terdiri dari sabdy-gravel, sandy hard clay, loam, dll

Ketebalan sedimen permukaannya masuk dalam kategori tebal sekitar 10-30 meter 4 Tipe I < 2,5

Batuan alluvial yang terbentuk dari sedimentasi delta, top soil, lumpur, dll

Ketebalan sedimen permukaannya sangatlahh tebal

Setelah mendapatkan Frekuensi natural kita dapat memperoleh periode dominan suatu tanah. Rentang periode dominan untuk penentukan klasifikasi tanah dijelaskan pada Tabel 3.

Tabel 3. Klasifikasi Tanah berdasarkan Periode Dominan (Tdom)

NO Kelas Deskripsi

Umum Periode Dominan (s)

1 A+B Batuan

Kaku < 0,2 s

2 C Tanah

Keras 0,2 Tg < 0,4

3 D Tanah

Medium 0,4 Tg < 0,6

4 E Tanah

Lunak Tg > 0,6 Faktor amplifikasi merupakan dari nilai A0

apabila kecepatan gelombang semakin kecil maka faktor amplifikasi semakin besar, hal ini menunjukkan bahwa faktor amplifikasi berhubungan dengan tingkat kepadatan batuan, dimana berkurangnya kepadatan batuan akan meningkatkan nilai faktor amplifikasi. Hal ini disebabkan oleh sedimen lunak yang memperlambat durasi gelombang yang menjalar di daerah tersebut, sehingga terjadi goncangan terhadap bangunan.

3.1 Hasil nilai periode dominan, faktor amplifikasi, serta indeks kerentanan sesismik

Hasil nilai periode dominan, faktor amplifikasi, serta indeks kerentanan sesismik masing-masing lokasi dituliskan pada tabel 4. Kemudian di plot pada Surfer menjadi peta persebaran periode dominan,

(5)

Tabel 4. Hasil F0, Tdom, A0, dan Kg Earth

NO Titik lat Lon F0 T0 A0 Kg

1 A1 -6.17 106.65 0.78 1.28 1.89 4.56

2 A2 -6.17 106.65 0.70 1.43 4.14 24.52

3 A3 -6.17 106.65 5.70 0.18 2.76 1.34

4 A4 -6.17 106.65 0.79 1.27 2.78 9.85

5 B1 -6.17 106.65 0.72 1.39 2.85 11.26

6 B2 -6.17 106.65 6.60 0.15 2.73 1.13

7 B3 -6.17 106.65 1.28 0.78 2.83 6.25

8 B4 -6.17 106.65 0.68 1.48 4.01 23.72

9 C1 -6.17 106.65 0.87 1.15 2.56 7.52

10 C2 -6.17 106.65 0.80 1.25 2.16 5.82

11 C3 -6.17 106.65 0.87 1.15 1.98 4.53

12 C4 -6.17 106.65 6.83 0.15 1.20 0.21

13 D1 -6.17 106.65 6.53 0.15 2.46 0.93

14 D2 -6.17 106.65 0.81 1.24 2.05 5.17

15 D3 -6.17 106.65 0.79 1.27 2.14 5.82

16 D4 -6.17 106.65 0.68 1.48 2.30 7.80

17 E1 -6.17 106.65 0.70 1.43 2.97 12.63

18 E2 -6.17 106.65 8.00 0.12 2.17 0.59

19 E3 -6.17 106.65 8.26 0.12 2.54 0.78

20 E4 -6.17 106.65 0.81 1.23 1.91 4.50

(6)

Gambar 5. Peta Persebaran Faktor Amplifikasi Dari analisis HVSR didapatkan frekuensi natural tanah dan periode dominan pada 20 titik pengukuran di Stasiun Geofisika Tangerang. Nilai frekuensi natural tanah berkisar 0,6 - 8,2 Hz, hal ini menunjukkan bahwa daerah ini merupakan jenis tanah batuan alluvial dengan tebal > 5m.

Hasil dari nilai frekuensi dominan tanah kemudian diubah menjadi nilai periode dominan tanah yang sudah tercantum dalam tabel. Kemudian di plot dan hasilnya terlihat pada gambar 4. Terlihat bahwa daerah D1, D2, D3, dan D4 deretan Stageof Tangerang dan asrama STMKG berapada pada wilayah yang hijau dengan periode dominan berada di rentang 0,9 – 1,1. Termasuk jenis kelas alluvial dalam kedalaman 30 meter lebih. Terbukti di lapangan secara langsung titik A1-C1 merupakan tanah yang lembek.

Sedangkan di titik A1 dan B1 memiliki Tdom yang besar. Gambar 5 merupakan peta persebaran faktor amplifiasi di Stageof Tangerang.

Terlihat bahwa di daerah Stageof atau di tempat pengoperasian alat dan unit kerja

ditimbulkan tidak terlalu besar jika dibandingkan dengan titik berwarna orange di belakang Stageof Tangerang tepatnya di titik A2 memiliki faktor amplifikasi yang besar . Rata-rata faktor amplifikasi di Stageof Tangerang adalah 2,4 sehingga masih relatif rendah dan aman.

3.2 Hubungan Frekuensi Natural dan Faktor Amplifikasi

Berdasarkan persebaran nilai frekuensi natural (gambar 4) dan persebaran faktor amplifikasi (gambar. 5) di Stageof Tangerang dapat dilihat bahwa hubungan keduanya cenderung berbanding terbalik. Di sebelah tengah nilai amplifikasi cenderung lebih rendah sementara nilai frekuensi naturalnya cenderung lebih tinggi. Dan sebaliknya, di sebelah timur nilai amplifikasi cenderung lebih tinggi dengan nilai frekuensi natural yang lebih rendah. Akan tetapi apabila diperhatikan lebih detail pada setiap titiknya ternyata hubungan keduanya tidak menentu atau dapat dikatakan saling independen. Ketidaksaling terkaitan kedua parameter ini dapat disebabkan oleh nilai ketebalan sedimen yang tidak terlalu berpengaruh pada nilai amplifikasi.

Sementara untuk nilai frekuensi natural parameter ini merupakan salah satu faktor yang sangat berpengaruh.

Gambar 6. Peta Persebaran Indeks Kerentanan Seismik

Selain peta periode dominan dan faktor amplifikasi, juga memplot peta sebaran indeks kerentanan seimik. Dalam hal ini relatif merata berada pada warna ungu dan biru dengan rentang 0-6 dan relatif rendah dan aman tetapi ada satu titik A2 yang berwarna orange yang indeks kerentanan Gambar 4. Peta Persebaran Periode Dominan

(7)

indeks kerentanan seismik dan faktor amplifikasi nilainya relatif rendah sehingga kedepannya dampak yang ditimbulkan tidakterlalu signifikan.

4. KESIMPULAN

Stasiun Geoofisika tangerang memiliki rata- rata periode dominan (Tdom) (0.6572 sekon) , faktor amplifikasi 2.4357, dan Indeks kerentanan sesimik (Kg) 3,8991. Hal ini menunjukkan bahwa lapisan tanah yang dominan pada wilayah tersebut masuk kedalam site class E yaitu tanah lunak alluvial (T0> 0,6 sekon ). Hal ini menunjukkan bahwa jenis tanah ini sangat rawan terhadap gempa. Namun dari segi indeks kerentanan seismik dan faktor amplifikasi nilainya relatif rendah sehingga kedepannya dampak yang ditimbulkan tidak terlalu signifikan.

DAFTAR PUSTAKA

Taketoshi, Okada, Hidenobu, Takahashi, dan Toshimasa. 2004. Site Classification for Strong Motion Stations in Japan using H/V response Spectral. The World Conference on Earthquake Engineering Vancouver, B.C., Canada, August 1-6, 2004, no. 1278 Mirzaoglu, M. and Dykmen, U. 2003.

Application of Microtremor to Seismic Microzoning Procedure, Journal of The Balkan Geophysical Society, Vol.6 No.3.

Ohmachi, T., K. Konno, T. Endoh, and T.

Toshinawa (1994). Refinement and application of an estimation procedure for site natural periods using microtremor, J. JSCE 489, 1- 27, 251-261 (in Japanese with English abstract)

Marjiyono. 2010. Estimasi Karakteristik Dinamika Tanah Dari Data Mikrotremor Wilayah Bandung.

Thesis ITB. Bandung.

Parwatiningtyas, D., 2008.

“Perbandingan Karakteristik Lapisan Bawah Permukaan Berdasarkan Analisis Gelombang Mikrotremor Dan Data Bor”.Jurnal

Ilmiah Universitas Indraprasta PGRI.

Arifin, Bagus Sapto M., Marjiyono, dan Roby S. Penentuan Zona Rawan Guncangan Bencana Gempa Bumi Berdasarkan Analisis Nilai Amplifikasi Hvsr Mikrotremor Dan Analisis Periode Dominan Daerah Liwa Dan Sekitarnya, Jurnal Geofisika Eksplorasi Vol 2/No.1 Wibowo, Bagus., Ariska Rudiyanto2,

Gunawan Ibrahim, Yusuf Haidar Ali, Alexander Taufan Felix Perreira Trismahargyono Studi Pendahuluan Mikrozonasi Kota Tangerang Selatan Melalui Analisis Nilai Vs- 30 Dan Periode Dominan, Jurnal Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (Edisi Wisuda STMKG), Vol. 2, No. 3, Oktober 2015

Sitorus,Nomensen, Singgih Purwanto, dan Widya Utama, 2013. Analisis Nilai Frekuensi Natural Dan Amplifikasi Desa Olak Alen Blitar Menggunakan Metode Mikrotremor Hvsr. Teknik Geofisika, Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember. Jurnal Geosaintek. 03 / 02 Tahun 2017 Muttaqien,Imamal, Reza Fahrurijal1, Adrin

Tohari2. 2020. Mikrozonasi Seismik Di Wilayah Ancaman Sesar Lembang Antara Seksi Cihideung Dan Gunung Batu Berdasarkan Pengukuran Mikrotremor. Geologi dan Pertambangan, Vol.30, No.1, Juni 2020,81-92

Nakamura, Y. 2008. On The H/V Spectrum.

The 14th World Conferenceon Earthquake Engineering. Beijing, China

Referensi

Dokumen terkait

Penelitian metode tahanan jenis pada penelitian sebelumnya telah terbukti bahwa metode geolistrik dapat digunakan untuk pendugaan tanah longsor, seperti penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menguji pengaruh dari cash position dan risiko pasar ( market risk ) dengan indikator beta secara parsial dan secara simultan

Penelitian ini bertujuan untuk menentukan percepatan getaran tanah maksimum (PGA) dengan menggunakan metode Tong &amp; Katayama (1988) kemudian divisualisasikan dengan mikrozonasi

Metode yang digunakan dalam studi ini analisa Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR) untuk mendapatkan nilai frekuensi dominan kemudian akan diintegrasikan dengan

Dalam ilmu statistika, salah satu metode yang dapat digunakan untuk mengetahui ketergantungan variabel respon dengan satu atau lebih variabel penjelas dengan

Parameter penting yang dihasilkan dari metode HVSR adalah frekuensi natural dan amplifikasi.HVSR yang terukur pada tanah yang bertujuan untuk karakterisasi geologi

Tingkat indeks kerentanan seismik dapat diketahui dari hasil pengolahan data Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR), dimana hasil dari metode HVSR berupa kurva

Halaman login guru merupakan halama untuk login guru pada replikasi basis data menggunakan metode asyncronous studi kasus pengolahan data nilai siswa. Gambar