makalah gempa

ANALISA PERCEPATAN MAKSIMUM YANG TERJADI AKIBAT GEMPABUMI PADA BATUAN DASAR DI WILAYAH SUMATERA UTARA

Rudi Iskandar*)

Staf Pengajar Program Studi Magister Teknik Sipil USU dan Staf CV. Koridor Multigatra Engineering Consultan

Joyke Sibero **)

Staf Pengajar AMIK MBP dan Alumni Program Studi Magister Teknik Sipil USU

1.Pendahuluan Gempabumi : Gerakan tiba-tiba dari tanah, bersifat transient,

berasal dari daerah terbatas dan menyebar dari titik tsb. ke segala arah

Fokus :Titik asal terjadinya gempabumiEpicenter : titik di permukaan tanah tepat di atas fokus

Wilayah Sumatera Utara Sebelah Barat : lintasan Pertemuan Lempeng Eurasia dan Australia, saling menghunjam satu dengan lainnya (subduksi). Lempeng Australia menghunjam ke arah lempeng Eurasia dengan kecepatan 6-7 Cm/tahun.

Patahan yang terdapat di Pantai Barat seperti : Renun, Angkola, Toru, Barumun dan Sianok.

Data Pencatatan Gempa : Daerah Pantai Barat mempunyai potensi gempa yang tinggi.

Mekanisme Gempa : Subduksi di lautan dan Strike Slip, di daratan.

Lokasi Epicenter, 1907-2003

96

097

098

099

0100

0

MEDANBinjai

Tebingtinggi

Kisaran

TanjungbalaiP.Siantar

ParapatPangururan

Porsea

BaligeSiborongborong

TarutungBarus

Sibolga

Kotapinang

R.Parapat

Gunungtua

P.Sidempuan

Kotanopan

Natal

Gunungsitoli

Telukdalam

10

00

20

30

40

Sinabang

NIAS

960

970

980

990

1000

10

00

20

30

40

R e n u n

A n g k o la

To r u

B a r u m u n

J a va T r e n c h

A la s

Lokasi epicenter

Patahan subdu ksi

Patahan strike-slip

Parameter dan Tahapan Resiko Gempa

KOTA

HIPOCENTER(posisi terjadinya gempa)

Fungsi Atenuase : Joyner & B oo re C rouse, d ll

r (jarak epicenter) 0

h (k

edal

aman

=fo

cal d

epth

)

- percepatan m aks d i ba tuan dasa r - data d ig itasi gem pa

Lap. TanahTertier

SHAKE91

EPICENTER

2.Teori Dasar 2.1. Gelombang GempaPelepasan energi, menjalarnya getaran pada kulit bumi dalam bentuk gelombang

Deformasi Akibat Gelombang Badan a) P-waves (b) SV-waves Akan menekan dan merapatkan material yang dilaluinya

PanjangG elom bang

PanjangG elom bang

K o m presi M edia Und is turbed

M edia Und is turbed

P era patan

(a)

(b )

2.1. Gelombang Gempa (Gelobang Permukaan)

Gambar : Deformasi akibat gelombang Permukaan (a) Rayleigh Waves, (b) Love Waves. Terjadi akibat interaksi gel. Badan dengan permukaan lap. Bumi.

Menimbulkan deformasi geser pada material yang dilaluinya

P anjangG e lom bang M edia

Undisturbed

(a)

P anjangGe lom bang M edia

Undisturbed

(b)

2.2. Resiko Gempa

Gempa : merupakan gejala alam yang bersifat acak. Dengan konsep probabilitas : terjadinya gempa dengan

intensitas dan periode ulang tertentu dapat diperkirakan. Resiko Tahunan (RA) : angka kemungkinan terlampauinya

intensitas tersebut dalam jangka waktu 1 tahun. Periode Ulang rata-rata (T) suatu intensitas gempa merupakan

perbandingan terbalik dari Resiko Tahunan, T=1/RA.

Resiko Gempa (RN) kemungkinan terjadinya gempa dengan intensitas dan periode ulang tertentu selama masa layan bangunan (N tahun).

Sehingga didapat hubungan sebagai berikut : RN=1-(1-RA)N

2.3.Parameter Gerakan Tanah pada Batuan dasar

Prediksi hubungan empiris parameter gempa (Percepatan Puncak) yang melemah sejalan dengan bertambahnya jarak dikenal dengan fungsi atenuasi.

Fungsi Atenuase : Fungsi yang menghubungkan besar percepatan yang terjadi di batuan dasar akibat gempa dengan Momen Magnetude (M) dan jarak (R).

Contoh Fungsi Atenuasi : Fukushima & Tanaka, 1990 (Jepang), amax horizontal di sekitar

Jepang Crouse, 1991, Data kejadian gampa subduksi yang diambil dari

dari zona subduksi Cascadia Pasifik Utara Youngs et al. 1997,berdasarkan mekanisme Subduksi Joyner, Boore dan Fumel, 1988, 1997. Data gempa di Amerika

Utara Bahagian Barat

3. Analisa Percepatan Maksimum pada Batuan Dasar

3.1. Data Kejadian Gempa Dikumpulkan sejauh 600 Km dari lokasi yang ditinjau Data belum disortir berdasarkan mekanisme kejadian gempa.3.2. Titik Peninjauan Dilakukan pada setiap 0,250 (25 Km) di Wilayah Sumatera Utara3.3. Fungsi Atenuase Digunakan Crouse, 1991, mekanisme gempa Subduksi3.4. Analisa Resiko Gempa Teorema Probabilitas Total yang berkaitan dengan nilai Ekstrim Dikenal dengan Jenis I atau Distribusi Gumbel Pengaruh dari setiap kejadian gempa pada titik yang ditinjau

ditentukan dalam bentuk percepatan Diasumsikan masing-masing kejadian gempa independen

terhadap titik tersebut.

4. Hasil Analisa dan Pembahasan4.1. Kontor Percepatan di Batuan Dasar

Gambar Kontor Percepatan Gempa di Batuan Dasar dengan Periode Ulang (T) 100 Tahun (dalam g)

960 970 980 990 1000

MEDANBinjai

Tebingtinggi

Kis aran


ParapatPangururan


TarutungBarus

Sibolga

Kotapinang

R.Parapat

Gunungtua

P.Sidempuan

Kotanopan

Natal

Gunungsitoli

Telukdalam

10

00

20

30

40

Sinabang

NIAS

0.12

0.13

0.11

0.10

0.02

0.09

0.08

0.07

0.07

0.07

0.08

0.06

0.06

0.05

0.070.08

0.09

0.08

0.090.10

0.11

0.12

0.13

0.14

0. 05

0.04

0.03

4.1. Kontor Percepatan di Batuan Dasar (Lanjutan)

Gambar : Kontor Percepatan Gempa di Batuan Dasar dengan Periode Ulang (T) 500 Tahun (dalam g)

96

097

098

099

0100

0

MEDANBinjai

Tebingtinggi

Kisaran


ParapatPangururan

Porsea


TarutungBarus

Sibolga

Kotapinang

R.Parapat

Gunungtua

P.Sidempuan

Kotanopan

Natal

Gunungsitoli

Telukdalam

10

00

20

30

40

Sinabang

N IAS

960

970

980

990

1000

10

00

20

30

40

0 .22

0 .20

0 .18

0 .16

0 .14

0.14

0.13

0 .12

0 .11

0 .10

0 .0 9

0 .08

0 .26

0 .240 .22

0 .20

0 .18

0 .16

0 .14

0 .13

0 .12

0 .11

0 .100 .0 9

0 .11

0 .11

0 .13

0 .15

0 .12

0 .100 .09 0 .08

0 .07

0 .06

0 .05

0 .04

0 .10

0 .09 0 .08

0.07

0 .0 6

0 .13

0 .15

0.17

4. Pembahasan

Percepatan puncak di batuan dasar di Wilayah Sumatera Utara untuk (T) 500 tahun berada pada 0,04g-0,26 g

Terdapat 2 (dua) wilayah dengan kontor percepatan semakin membesar yaitu bahagian Selatan Nias dan daerah Danau Toba-Siborong-borong

Kondisi ini diduga akibat pengaruh patahan-patahan yang melintasi daratan Sumatera Utara seperti Barumun, Toro, Angkola Renun dan Sianok (Selatan) dan Alas (Utara) dan patahan di bawah laut antara P. Sumatera dan P. Nias.

Garis-garis kontor percepatan di batuan dasar dengan nilai membesar umumnya terdapat pada lintasan patahan.

Pemusatan kontur percepatan semakin membesar, umumnya terjadi pada ujung patahan, atau pada lintasan patahan

Pemusatan kontor membesar di daratan terdapat di sekitar Danau Toba dan Siborong-borong. kemungkinan diakibatkan pertemuan ujung patahan Renun dan Patahan Angkola.

Pemusatan kontur membesar terdapat di Selatan Pulau Nias.Hal ini dimungkinkan banyaknya patahan yang menuju dan melintasi areal tersebut.

Gambar Patahan di Wilayah Daratan dan Laut Sumatera Utara

Gambar Kontor Percepatan maksimum gempa di batuan dasar

pada lokasi patahan di wilayah daratan dan Laut Sumatera Utara

5. Kesimpulan

Dari peta Percepatan puncak pada batuan dasar untuk T=500 tahun berada pada 0,04 g-0,26 g dan terdapat di 2 wilayah dengan kontur percepatan semakin membesar yaitu bahagian Selatan Nias dan daerah Danau Toba-Siborongborong

Dari posisi letak patahan, terlihat garis-garis kontur percepatan di batuan dasar dengan nilai membesar umumnya terdapat pada lintasan patahan. Dan pemusatan kontor percepatan yang semakin membesar, umumnya terjadi pada ujung-ujung patahan atau lintasan patahan

5.2. Pengembangan Kontor percepatan di batuan dasar sangat

mengkin dikembangkan dengan menyesuaikan fungsi atenuase yang digunakan, serta menggunakan metode USGS (McGuire, 1976)

Kontur percepatan maksimum di permukaan tanah (mikrozonasi) dapat dilakukan jika data borelog yang tersedia telah cukup banyak dengan merambatkan gelombang geser dari batuan dasar ke permukaan tanah melalui lapisan tanah tersier.

Parameter dan Tahapan Resiko Gempa

KOTA

HIPOCENTER(posisi terjadinya gempa)

Fungsi Atenuase : Joyner & B oo re C rouse, dll

r (jarak epicenter) 0

h (k

edal

aman

=fo

cal d

epth

)

- percepatan m aks d i ba tuan dasar - data d ig itasi gem pa

Lap. TanahTertier

SHAKE91

EPICENTER

Terima Kasih