PENENTUAN NILAI PEAK GROUND ACCELERATION (PGA)

DI DAERAH PENGASIH - WATES, KULONPROGO, D. I. YOGYAKARTA

A. PENDAHULUAN

1. Latar Belakang

Bahaya gempa bumi dalam skala lokal tidak saja dipengaruhi oleh magnitudo, jarak pusat

gempa bumi dan periode ulangnya, tetapi juga dipengaruhi oleh geologi dan topografi

wilayah penelitian (Towhata, 2008). Efek gempa bumi dapat berbeda-beda di masing-masing

tempat. Efek gempa dipengaruhi oleh keadaan geologi dan topografinya. Amplitude getaran

gempa dikontrol oleh tebal lapisan sedimen dari basement. Lapisan sedimen ini akan

mengontrol tinggi rendahnya frekuensi natural di daerah tersebut.

Dari frekuensi natural tanah di daerah tersebut nantinya dapat dipetakan persebaran

Ground Acceleration yang mengindikasikan kerentanan tanah jika terjadi satu gempabumi.

Dari analisa tadi dapat dicari juga Peak Ground Acceleration (PGA) akan menunjukkan

kerentanan tanah setelah divariasikan gempa yang terjadi dari berbagai sumber yang dapat

dirasakan di area tersebut. PGA ini akan lebih mencerminkan nilai maksimum ground

acceleration yang mungkin terjadi di suatu daerah,

Pada praktikum/penelitian yang kami lakukan kali ini kami mencoba membuat pemetaan

nilai PGA dan mencari persebaran nilai frekuensi natural dengan menggunakan metode

HVSR atau Horizontal to Vertical Spectrum Ratio. Untuk melakukan analisa tersebut, kami

melakukan akuisisi data mikroseismik dengan menggunakan seismometer untuk mengukur

gempa mikro yang berasal dari sumber alam.

2. Tujuan

Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Memetakan distribusi frekuensi natural, PGA gempa dan frekuensi dominan.

2. Menentukan akibat dari gempa yang ditimbulkan dari getaran gempa di lokasi penelitian.

3. Memenuhi tugas praktikum fisika gunung api.

1

4. Manfaat

Manfaat penelitian ini untuk meberikan informasi kerentanan tanah di daerah sekitar

Panjatan dan Wates, Kulonprogo, Yogyakarta.

B. DASAR TEORI

 Berdasarkan penyebabnya gempabumi dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Gempabumi Vulkanik. Gempabumi ini bersumber dari tubuh gunungapi aktif, pada

umumnya berkekuatan kecil (maksimum 2 Skala Richter), tidak terasa dan hanya dapat

dicatat oleh peralatan saja.

2. Gempabumi Runtuhan. Gempabumi ini diakibatkan oleh runtuhan batuan. Runtuhan-

runtuhan tersebut menimbulkan getaran tanah. Kekuatan gempabumi ini tergantung dari

volume dan jenis material runtuhan. Biasanya gempa ini hanya dapat dirasakan di sekitar

terjadinya runtuhan dengan kekuatan getaran antara 2 hingga 3 pada Skala Richter.

3. Gempabumi Tektonik Gempabumi ini disebabkan aktifitas tektonik di zona batas antar

lempeng dan patahan mengakibatkan getaran yang menyebar ke segala arah. Kekuatan

gempabumi tektonik dapat mencapai skala besar 9,0 pada Skala Richter. Salah satu

gempabumi tektonik dalam skala besar yang terjadi di Aceh pada tanggal 26 Desember

2004 menimbulkan Tsunami. Dalam pembahasan selanjutnya Gempabumi tektonik akan

disebut sebagai gempabumi.

Kekuatan gempabumi adalah cerminan besar kecilnya energi gempabumi yang sebanding

dengan dimensi dan perpindahan rata-rata sesar yang teraktifkan.  Intensitas gempabumi

adalah cerminan pengaruh goncangan gempabumi terhadap tingkat kerusakan sarana dan

prasarana. Beberapa faktor yang mempengaruhi rusaknya sarana dan prasarana adalah

rekayasa bangunan, jarak dari pusat gempa, dan sifat batuan.

Konstruksi bangunan sangat berpengaruh terhadap kekuatan bangunan dalam menahan

goncangan gempabumi. Apabila kaidah bangunan tahan gempabumi diikuti maka bangunan

tersebut akan semakin dapat bertahan terhadap goncangan gempabumi.

Semakin jauh dari pusat gempabumi, goncangan gempabumi akan semakin lemah,

sehingga semakin jauh dari pusat gempabumi kerusakan pada bangunan akan semakin kecil.

2

Bangunan yang didirikan di atas lahan yang bersifat kompak dan keras akan lebih tahan

terhadap goncangan gempabumi dibandingkan dengan bangunan yang dididrikan pada lahan

dengan batuan yang lebih lunak (urai).

Peak Ground Acceleration (PGA) atau besar percepatan pergeseran (displacement)

pada lokasi tertentu akibat gempabumi tertentu di wilayah sekitarnya. PGA dipetakan agar

bisa memberikan efek paling parah yang pernah dialami suatu lokasi.

Dimana Fd = frekuensi dominan

M = magnitudo gempa

R = jarak dari hiposenter gempa ke titik pengukuran

P

Q

C. METODE PENELITIAN

Pada praktikum ini untuk mendapatkan data yang nantinya diolah untuk mendapatkan

hasil analisa kami melakukan pengambilan data seismic mikro dengan pada hari Senin, 7

November 2011. Kami melakukan pengukuran pada 8 titik di sekitar daerah Wates,

Kulonprogo. Kemudian data rekaman seismic mikro tadi diproses dan ditampilkan dengan

software Geopsy.

Dalam processing Geopsy ini dilakukan transformasi untuk mencari frekuensi dominan

dan amplitudenya. Processing selanjutnya adalah melakukan processing HVSR untuk

mencari frekuensi natural. Setelah didapatkan nilai nilai tadi kemudian menggunakan

software Excel dicari nilai PGA dan dipetakan untuk mengetahui persebarannya.

3

Gambar 1. Peta titik pengukuran mikroseismik

4

D. HASIL DAN PEMBAHASAN

Data digital hasil rekaman seismometer dengan bantuan software Scream ini ada 3 buah yaitu

dalam komponen N (utara-selatan), E (timur-barat), dan Z (atas-bawah). Ketiga file tadi

diinputkan ke dalam software Geopsy. Kemudian melalui tool “Spectrum” untuk membuat

grafik fungsi dalam kawasan frekuensi. Dan tool H/V untuk mendapatkan grafik HVSR. Dari

kedua grafik tadi dicari frekuensi yang memiliki puncak amplitude ter

Gambar 2. Spektrum titik 7a dari processing di Geopsy

Gambar 3. Spectrum HVSR titik 7a hasil processing Geopsy

5

Gambar 4. Spectrum sinyal titik 7b hasil processing Geopsy

Gambar 5. Spectrum HVSR 7b hasil processing Geopsy

6

Gambar 6. Spectrum sinyal titik 7c

Gambar 7. Spectrum HVSR titik 7c

7

Gambar 8, Spectrum sinyal titik 7d

Gambar 9. Spectrum HVSR titik 7d

8

Gambar 10. Spectrum sinyal titik 7e

Gambar 11. Spectrum HVSR titik7e

9

Gambar 12. Spectrum sinyal titik E04

Gambar 13. Spectrum HVSR titik E04

10

Gambar 14. Spectrum sinyal titik TW04

Gambar 15. Spectrum HVSR titik TW04

11

Gambar 16. Spektrum sinyal titik WATES01

Gambar 17. Spectrum HVSR titik WATES01

12

Hasil nilai frekuensi dominan, amplitudonya, dan frekuensi HVSR yang didapat dari grafik

adalah sebagai berikut:

STAHVSR Spectrum

Freq Amp Freq Amp7a 8.75 6.4 2.28 407b 1.5 1.2 1.5 1107c 1.2 2.7 1.8 1407d 6.6 2.2 3.6 87e 1.1 7 3.3 150e04 1.3 1.6 3 1600tw04 1.3 3.8 2.8 1700wates01 1.4 3.6 1.6 1000

Kemudian untuk mencari nilai PGA digunakan data 3 gempa yaitu data gempa Jogja yang

terbaru, data gempa Bali 13 Oktober 2011, dan gempa Aceh 26 Desember 2004. Kemudian

tiap-tiap gempa diambil nilai PGA nya. Setelah dilakukan perhitungan didapat bahwa PGA

yang paling tinggi dari ketiga gempa tersebut adalah niai Ground Acceleration dari gempa

Bali 13 Oktober 2011. Dan hasil perhitungan kami ditunjukkan table berikut,

Titik X stat Y stat PGA ( cm/s2)7a 405378.0 9132823.0 0.0133765657b 404987.0 9131902.0 0.0109097997c 404206.0 9130061.0 0.0120840837d 405908.0 9131511.0 0.0168764947e 405127.0 9129670.0 0.016337503e04 404219.0 9127816.3 0.015759363tw04 403806.3 9127298.1 0.015283475wates01 404343.8 9127211.7 0.011535483

Kemudian harga PGA diatas diplot ke dalam peta untuk menunjukkan persebaran nilai PGA

di area survey. Dari plot terlihat nilai PGA di sebelah barat pada area survey (daerah

Pengasih) memiliki nilai PGA yang lebih rendah daripada nilai PGA di sebelah timur.

(daerah Wates). Nilai PGA menunjukkan kerentanan sehingga dapat disimpulkan bahwa

daerah wates lebih rentan jika terjadi gempa.

13

Dari tinjauan geologi diketahui bahwa batuan yang berada di tinggian daerah Pengasih

memiliki litologi berupa batuan sedimen yang berseling batuan volcanic sedangkan di daerah

wates yang berada di sebuah dataran memiliki litologi berupa lapisan sedimen permukaan.

Dari dasar teori diketahui bahwa lapisan sedimen mengontrol tinggi rendahnya nilai PGA.

Dari dasar teori tersebut dikatakan bahwa daerah tinggian yang memiliki lapisan sedimen

yang lebih tebal akan lebih rentan terhadap gempabumi yang berarti akan memiliki nilai

PGA yang lebih besar daripada di daerah yang lebih rendah. Namun pada hasil praktikum ini

kami temukan di daerah tinggian memiliki nilai PGA yang lebih rendah daripada nilai PGA

di daerah yang lebih rendah.

Gambar 18. Peta sebaran nilai PGA di daerah sekitar Pengasih – Wates, Kulonprogo, DIY

14

E. KESIMPULAN

1. Daerah Wates memiliki nilai PGA yang lebih tinggi daripada daerah tinggian di

Pengasih. Ini mengindikasikan daerah Wates lebih rentan terhadap gempa.

2. Daerah wates litologinya lebih didominasi sedimen permukaan sedangkan daerah

Pengasih terdiri dari batuan sedimen berseling batuan volcanic. Menurut teori, daerah

yang memiliki lapisan sedimen yang lebih tebal akan memiliki kerentanan yang lebih

tinggi.

F. DAFTAR PUSTAKA

Bath, M., 1979, “Introduction to seismology”, Second/Revised Edition, birkhauser

Verlag, 428 pp.

15