PERHITUNGAN PERCEPATAN TANAH MAKSIMUM BERDASARKAN DATA GEMPA BUMI DI DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA

Transkripsi

1 PERHITUNGAN PERCEPATAN TANAH MAKSIMUM BERDASARKAN DATA GEMPA BUMI DI DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA Skripsi disajikan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains Program Studi Fisika oleh Agus Susanto JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2011

2 PERSETUJUAN PEMBIMBING Skripsi ini yang berjudul Perhitungan Percepatan Tanah Maksimum Berdasarkan Data Gempa Bumi di Daerah Istimewa Yogyakarta, telah disetujui oleh pembimbing untuk diajukan ke sidang panitia ujian skripsi. Semarang, 8 Agustus 2011 Pembimbing Utama Pembimbing Pendamping Dr. Supriyadi, M.Si. Dr. Khumaedi, M.Si. NIP NIP ii

3 PENGESAHAN Skripsi yang berjudul Perhitungan Percepatan Tanah Maksimum Berdasarkan Data Gempa Bumi di Daerah Istimewa Yogyakarta disusun oleh nama : Agus Susanto NIM : telah dipertahankan di hadapan sidang Panitia Ujian Skripsi FMIPA UNNES pada tanggal 12 Agustus 2011 Panitia: Ketua Sekretaris Dr. Kasmadi Imam S., M. S. Dr. Putut Marwoto, M.S. NIP NIP Penguji 1 Dra.Siti Khanafiyah, M.Si NIP Anggota Penguji/ Pembimbing Utama Anggota Penguji/ Pembimbing Pendamping Dr. Supriyadi, M.Si. Dr. Khumaedi, M.Si. NIP NIP iii

4 PERNYATAAN Saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul, Perhitungan Percepatan Tanah Maksimum Berdasarkan Data Gempa Bumi di Daerah Istimewa Yogyakarta ini bebas plagiat. Apabila dikemudian hari terbukti terdapat plagiat dalam skripsi ini, maka saya bersedia menerima sanksi sesuai ketentuan peraturan perundangundangan. Semarang, 8 Agustus 2011 Penulis Agus Susanto NIM iv

5 MOTTO DAN PERSEMBAHAN MOTTO: Hal besar harus dimulai dari yang paling kecil (Agus Susanto) Orang tidak peduli berapa banyak yang Anda tahu sampai mereka tahu berapa banyak Anda peduli ( John Maxwell) PERSEMBAHAN: Ibuku, terima kasih atas semua doa dan kasih sayangnya selama ini yang tidak tergantikan. Dan Ayahku yang selalu memberi inspirasi dalam hidupku. Ndutt dan keluarga yang selalu memberikan inspirasi Teman-temanku FM 06: Arie, Ervin, Yoki, Majid, Guspur, Tyo, Andri dan seluruh sahabat yang selalu ada untuk membantu dan memberikan semangat. v

6 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena hanya dengan kekuatan dari-nya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan judul Perhitungan Percepatan Tanah Maksimum Berdasarkan Data Gempa Bumi di Daerah Istimewa Yogyakarta. Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak dapat selesai tanpa adanya bantuan dan dorongan dari berbagai pihak. Dalam menyelesaikan skripsi ini penulis memperoleh bantuan, bimbingan, dan arahan dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih kepada: 1. Dr.Supryadi M.Si dan Dr. Khumaedi M.Si dosen pembimbing penulisan skripsi yang telah meluangkan banyak waktu, pikiran, kesabaran, dan ketulusannya dalam memberikan petunjuk dan pengarahan demi terselesaikannya skripsi ini. 2. Dekan Fakultas Matamatika dan Ilmu Pengetahuan Alam serta Ketua Jurusan Fisika yang telah memberikan izin dan kesempatan kepada penulis untuk menyelesaikan skripsi ini. 3. Bapak dan Ibu Dosen Jurusan Fisika yang telah memberikan sumbangan ilmu pengetahuan kepada penulis, memberikan motivasi belajar dan akhirnya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. 4. Kedua Orangtuaku yang selalu mendoakan serta memberikan dukungan moril dan materiil. vi

7 5. Dara yang selalu memberikan saya semangat dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Temen-temenku Fisika angkatan 2006, tetap berjuang semoga sukses. 7. Semua pihak yang telah membantu terselesainya Skripsi ini yang tidak dapat Saya sebutkan satu per satu. Semoga Allah SWT senantiasa melimpahkan rahmat, hidayah serta keselamatan dan kebahagiaan kepada semua pihak yang terkait dalam penyusunan skripsi ini serta pembaca pada umumnya. Semarang, Agustus 2011 Penulis vii

8 ABSTRAK Susanto, Agus Perhitungan Percepatan Tanah Maksimum Berdasarkan Data Gempa Bumi di Daerah Istimewa Yogyakarta, Skripsi Program Studi Fisika,S1, Fakultas Matamatika dan Ilmu pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang. Pembimbing I: Dr. Supryadi M.Si, Pembimbing II: Dr. Khumaedi M.Si Kata kunci : Gempa Bumi, Intensitas, percepatan tanah maksimum Yogyakarta merupakan salah satu wilayah di Indonesia yang rawan terjadi bencana gempa bumi. Hal ini disebabkan wilayah Yogyakarta merupakan zona subduksi antara dua lempeng besar yaitu lempeng Australia dan lempeng Eurasia.Akibat pergerakan lempeng-lempeng ini mengakibatkan ikut aktifnya sesar-sesar penyusun daerah Yogyakarta yaitu sesar Opak, sesar Dengkeng, sesar Prambanan dan sesar Parangtritis.Untuk mengetahui tingkat intensitas gempa bumi dan percepatan tanah maksimum di daerah Istimewa Yogyakarta dalam rangka meningkatkan sikap masyarakat khususnya masyarakat Yogyakarta yang tanggap akan bencana gempa bumi, maka dilakukan penelitian perhitungan percepatan tanah maksimum. Data penelitian yang digunakan dalam penelitian ini adalah data sekunder yang diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Yogyakata. Data yang digunakan adalah data magnitudo gempa bumi yang terjadi di wilayah Yogyakarta dan sekitarnya selama 70 tahun yaitu antara tahun 1940 sampai tahun 2010.Data ini kemudian dihitung secara empiris menggunakan persamaan Gueteberg-Richter sehingga didapatkan besar intensitas gempa bumi dan percepatan tanah maksimum Daerah Istimewa Yogyakarta, kemudian data ini diolah menggunakan software Arc View GIS 3.3 untuk mendapatkan peta kontur percepatan tanah maksimum. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dari tahun 1940 sampai 2010 di wilayah yogyakarta telah terjadi gempa bumi sebanyak 411 kali dengan kekuatan gempa bumi (magnitude) diatas 3 Skala Richter ( M 3SR) dengan rata-rata percepatan tanah maksimumnya adalah 30,32 cm/. Dari penelitian ini dapat disimpulkan bahwa Daerah Istimewa Yogyakarta termasuk dalam tingkat resiko gempa bumi dengan resiko kecil (α antara cm/ ) dengan skala intensitas gempanya adalah VI- VII MMI dengan efek gempa yang ditimbulkan adalah kerusakan bangunan kecil. Percepatan tanah maksimum di daerah Yogyakarta ini disebabkan karena adanya aktivitas sesar dan zona subduksi yang ditandai dengan hiposenter dangkal dan semakin dalam kearah laut selatan Yogyakarta. Meskipun kebanyakan gempa yang terjadi di wilayah Yogyakarta mempunyai magnitudo yang besar namun daerah Yogyakarta mempunyai tingkat resiko yang kecil, hal ini dikarenakan pusat gempa bumi yang terjadi kebanyakan didalam laut yaitu sekitar samudera Indonesia. viii

9 DAFTAR ISI Halaman KATA PENGANTAR... vi ABSTRAK... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xii DAFTAR GAMBAR... xiii DAFTAR LAMPIRAN... xiv BAB 1....PE NDAHULUAN Latar Belakang Ru musan Masalah Penegasan Istilah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Pembatasan Masalah Sistematika Skripsi LA NDASAN TEORI Ge mpa Bumi... 8 ix

10 Klas ifikasi Gempa Bumi Menurut Kedalaman Hiposenter Klas ifikasi Gempa Bumi Menurut Kekuatan Gelombang Gempanya Klas ifikasi Gempa Bumi Berdasarkan Faktor Penyebabnya Mekanisme gempa Bumi Parameter Gempa bumi Wak tu Terjadinya Gempa Bumi Epis enter Kedalaman Gempa Mag nitudo Intensitas Percepatan Tanah Maksimum Pengaruh Percepatan Tanah Periode Dominan Tanah Kondisi Geologi Yogyakarta ME TODE PENELITIAN x

11 Penentuan Objek Penelitian Metode penelitian Pen gambilan Data Wak tu dan Tempat Penelitian Met ode Analisis Data HASIL DAN PEMBAHASAN Hasi l Penelitian Hasi l Perhitungan Intensitas Gempa Bumi Hasi l Perhitungan Percepatan Tanah Maksimum Pembahasan Peta Intensitas Gempa Bumi di Wilayah Yogyakarta Peta Kontur Percepatan Tanah Maksimum di Yogyakarta PENUTUP 5.1. Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

12 DAFTAR TABEL Tabel Halaman M agnitudo, Efek Karakteristik, Frekuensi dan Skala MMI Ti ngkat Resiko Gempa Bumi...25 xii

13 DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman Al at Pendeteksi Gempa Bumi (Seismograf) Pe ta Tektonik di Kepulauan Indonesia M ekanisme Sumber Gempa Si gnal Seismik Seismograf Pa rameter Gelombang Seismik Sesar-Sesar Pembentuk Gempa Yogyakarta Peta Regional Geologi Daerah Yogyakarta...29 xiii

14 Gr afik Kejadian Gempa di Yogyakarta dalam Periode 70 Tahun Gr afik Intensitas Gempa Bumi Gr afik Percepatan Tanah Maksimum Pe ta Intensitas Gempa Bumi Pe ta Percepatan Tanah Maksimum di Daerah Istimewa Yogyakarta Di stribusi Percepatan Tanah Maksimum di Daerah Istimewa Yogyakarta...41 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman xiv

15 1.... Da ta Penelitian Ha sil Perhitungan Intensitas dan Percepatan Tanah Maksimum Su rat Penetapan Dosen Pembimbing Su rat Undangan Ujian Skripsi...65 xv

16 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Negara Indonesia adalah negara yang yang sangat potensial terjadi bencana alam terutama bencana Gempa Bumi. Berbagai daerah di Indonesia merupakan titik rawan bencana, terutama bencana gempa bumi, tsunami, banjir, dan letusan gunung berapi. Hal ini di karenakan wilayah Indonesia dikepung oleh lempeng Eurasia, lempeng Indo-Australia, dan lempeng Pasifik. Sewaktu-waktu lempeng ini akan bergeser patah menimbulkan gempa bumi. Selanjutnya jika terjadi tumbukan antar lempeng tektonik dapat menghasilkan tsunami, seperti yang terjadi di Aceh, Yogyakarta dan Sumatera Utara. Catatan dari Direktorat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (DVMBG) Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral menunjukan bahwa ada 28 wilayah di Indonesia yang dinyatakan rawan gempa dan tsunami. Di antaranya NAD, Sumatra Utara, Sumatra Barat, Bengkulu, Lampung, Banten, Jateng dan DIY bagian Selatan, Jatim bagian Selatan, Bali, NTB dan NTT. Kemudian Sulut, Sulteng, Sulsel, Maluku Utara, Maluku Selatan, Biak, Yapen dan Fak-Fak di Papua serta Balikpapan Kaltim. Gempa bumi merupakan peristiwa getaran atau goncangan yang terjadi di permukaan bumi yang menyebabkan bergesernya tanah karena adanya aktivitas tektonik di dalam tanah. Peristiwa ini secara tidak langsung akan mempengaruhi bentuk dan struktur muka tanah yang merupakan akumulasi partikel mineral yang 1

17 2 lemah ikatan antar partikelnya. Sehingga, tanah akan mudah berubah akibat adanya goncangan atau tekanan yang disebabkan oleh gempa bumi. Penelitian ini dilakukan mengingat dalam selang waktu tahun 1940 sampai dengan tahun 2010 banyak terjadi gempa- gempa besar di Daerah Istimewa Yogyakarta dan sekitarnya, sehingga mungkin akan mengubah nilai percepatan tanah maksimum. Secara garis besar tingkat kerusakan yang terjadi akibat gempa bergantung dari kekuatan dan kualitas bangunan, kondisi geologi dan geotektonik serta percepatan tanah maksimum daerah lokasi gempa bumi terjadi (Edwisa & Novita, 2008: 111). Dari beberapa faktor tersebut, percepatan tanah maksimum merupakan parameter yang perlu dikaji untuk mengetahui tingkat resiko bencana gempa bumi yang terjadi pada suatu wilayah, maka penulis mengambil judul Perhitungan Percepatan Tanah Maksimum Berdasarkan Data Gempa Bumi di Daerah Istimewa Yogyakarta. 1.2 Rumusan Masalah Permasalahan yang diangkat dalam penelitian ini adalah menghitung nilai intensitas dan percepatan tanah maksimum akibat gempa bumi dengan magnitudo diatas 3,0 skala richter (SR) di wilayah Yogyakarta. 1.3 Penegasan Istilah Untuk memberikan gambaran yang jelas tentang maksud yang terkandung dalam judul di atas agar tidak terjadi kesalahan penafsiran, maka perlu adanya penegasan istilah. Adapun istilah-istilah yang perlu ditegaskan di sini adalah sebagai berikut:

18 3 1. Gempa Bumi Gempabumi adalah peristiwa bergetarnya bumi akibat pelepasan energi di dalam bumi secara tiba-tiba yang ditandai dengan patahnya lapisan batuan pada kerak bumi. Akumulasi energi penyebab terjadinya gempabumi dihasilkan dari pergerakan lempeng-lempeng tektonik. Energi yang dihasilkan dipancarkan kesegala arah berupa gelombang gempabumi sehingga efeknya dapat dirasakan sampai ke permukaan bumi. 2. Percepatan Tanah Maksimum Percepatan tanah maksimum adalah nilai percepatan getaran tanah terbesar yang pernah terjadi di suatu tempat yang diakibatkan oleh gelombang gempa bumi. Nilai percepatan tanah maksimum dihitung berdasarkan magnitudo dan jarak sumber gempa yang pernah terjadi terhadap titik perhitungan, serta nilai periode dominan tanah ( Edwisa, 2008: 112). 3. Elastic Rebound Theory Teori yang menjelaskan tentang energi elastisitas, yang dimaksut dalam penelitian ini adalah jika permukaan bidang sesar saling bergesekan batuan akan mengalami deformasi ( perubahan wujud ) dan jika perubahan wujud tersebut melampaui batas elastisitas / reganganya, maka batuan akan menjadi patah ( rupture ) dan akan kembali ke bentuk asalnya ( rebound).

19 4 4. Seismograf Seismograf adalah alat atau sensor yang berfungsi mengukur kekuatan gempa. Seismograf atau seismometer berasal dari kata seismos yang berarti gempa Bumi dan metero yang berarti mengukur (bahasa Yunani). Salah satu jenis seismograf ini dapat dilihat pada Gambar 1.1 di bawah ini. Gambar 1.1 Alat pendeteksi getaran gempa bumi (Seismograf) Pada prinsipnya, seismograf terdiri dari gantungan pemberat dan ujung lancip seperti pensil, yang kemudian dapat diketahui kekuatan dan arah gempa lewat gambaran gerakan bumi yang dicatat. Seismograf memiliki instrumen sensitif yang dapat mendeteksi gelombang seismik. Hasil pencatatan alat ini yang berbentuk grafik tulis gelombang disebut seismogram. Seiring perkembangan zaman, akurasi seismograf semakin baik. Bila dulu hanya dapat mencatat gelombang seismik secara horizontal, sekarang dapat merekam gerakan vertikal dan lateral. Seismograf menggunakan dua gerakan mekanik dan elektromagnetik seismographer. Kedua jenis gerakan tersebut dapat mendeteksi baik gerakan vertikal maupun gerakan horizontal tergantung dari pendular

20 5 (pemberat) yang digunakan apakah vertikal atau horizontal. Seismograf modern menggunakan elektromagnetik seismographer untuk memindahkan volatilitas sistem kawat tarik ke suatu daerah magnetik. 5. Magnitudo Magnitudo adalah ukuran untuk menyatakan kekuatan gempa bumi berdasarkan energi yang dipancarkan pada saat terjadinya gempa bumi dan dinyatakan dalam Skala Richter ( SR ). 6. Intensitas Yang dimaksud intensitas dalam penelitian ini adalah intensitas gempa bumi yaitu derajat kerusakan akibat gempa bumi pada suatu daerah dan dilihat dari efek akibat getaran gempa. Besarnya intensitas sangat tergantung dari besarnya magnitudo, jarak dari sumber gempa, kondisi geologi, dan struktur bangunannya. Intensitas tinggi biasanya terjadi pada daerah yang dekat sumber gempa dibandingkan tempat yang jauh dari sumber gempa. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Menghitung nilai intensitas dan percepatan tanah maksimum di wilayah yogyakarta. b. Membuat peta kontur percepatan tanah maksimum di daerah Yogyakarta.

21 6 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah sebagai berikut: a. Memberikan sumbangan ilmu pengetahuan mengenai nilai intensitas dan percepatan tanah maksimum di Daerah Istimewa Yogyakarta. b. Memberi informasi bagi pihak pihak terkait mengenai kondisi tanah di wilayah Yogyakarta pasca terjadi gempa bumi 1.6 Pembatasan Masalah Dalam penelitian ini hanya dibatasi menghitung nilai intensitas dan percepatan tanah maksimum akibat gempa bumi dengan magnitudo diatas 3,0 skala richter (SR) di wilayah Yogyakarta. 1.7 Sistematika Skripsi Sistematika dalam skripsi ini disusun dengan tujuan agar pokok-pokok masalah yang dibahas dapat urut, terarah dan jelas. Sistematika skripsi terdiri dari tiga bagian yaitu : bagian awal, bagian isi dan bagian akhir. Bagian awal skripsi, Bagian ini berisi halaman judul, halaman persetujuan pembimbing, halaman pengesahan, pernyataan, motto dan persembahan, kata pengantar, abstrak, daftar isi, daftar tabel, daftar gambar dan daftar lampiran. Bagian isi skripsi, Bagian isi skripsi di bagi menjadi 5 (lima) bab yaitu : - Bab I Pendahuluan Bab ini memuat alasan pemilihan judul yang melatarbelakangi masalah, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, pembatasan masalah, dan sistematika skripsi.

22 7 - Bab II Landasan Teori Bab ini terdiri dari landasan teori yang membahas teori yang melandasi permasalahan skripsi serta penjelasan yang merupakan landasan teoritis yang diterapkan dalam skripsi dan pokok-pokok bahasan yang terkait dalam pelaksanaan penelitian. - Bab III Metode Penelitian Bab ini menguraikan metode penelitian yang digunakan dalam penyusunan skripsi. Metode penelitian ini meliputi : penentuan objek penelitian, variabel penelitian, alat dan bahan penelitian, prosedur penelitian, waktu dan tempat penelitian, dan metode analisis data. - Bab IV Hasil Penelitian dan Pembahasan Bab ini berisi tentang pelaksanaan penelitian, semua hasil penelitian yang dilakukan dan pembahasan terhadap hasil penelitian. - Bab V Penutup Bab ini berisi tentang kesimpulan hasil penelitian dan saran-saran sebagai implikasi dari hasil penelitian. - Bagian akhir skripsi Bab ini berisi daftar pustaka dan lampiran-lampiran yang melengkapi uraian pada bagian isi skripsi.

23 BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Gempa Bumi Secara geografis, kepulauan Indonesia terletak di antara 6 LU dan 11 LS serta di antara 95 BT dan 141 BT dan terletak pada perbenturan tiga lempeng kerak bumi yaitu lempeng Eurasia, lempeng Pasifik, dan lempeng India Australia. Ditinjau secara geologis, kepulauan Indonesia berada pada pertemuan dua jalur gempa utama, yaitu jalur gempa Sirkum Pasifik dan jalur gempa Alpide Transasiatic. Karena itu, kepulauan Indonesia berada pada daerah yang mempunyai aktivitas gempa bumi cukup tinggi. Gambar 2.1 Peta Tektonik di Kepulauan Indonesia 8

24 9 Gempa bumi merupakan gejala alam yang sudah tidak asing lagi di Indonesia, hal ini dikarenakan hampir setiap tahun bencana gempa bumi ini terjadi di Negara ini. Gempa bumi didefinisikan sebagai getaran yang dirasakan dipermukaan bumi yang disebabkan oleh gelombang-gelombang seismik dari sumber gempa di dalam lapisan kulit bumi. Ketika pergeseran ini terjadi, timbul getaran yang disebut gelombang seismik yaitu getaran gempa yang menjalar di dalam dan di permukaan bumi dengan cara longitudinal dan transversal. Pusat atau sumber gempa bumi yang letaknya didalam bumi disebut hiposentrum. Daerah dipermukaan bumi ataupun didasar laut yang merupakan tempat pusat getaran bumi merambat disebut episentrum. Gempa bumi dapat diklasifikasikan menurut kedalaman hiposentrum, kekuatan gelombang atau getaran gempanya dan faktor penyebabnya ( Agus & Swardana, 2005:74) Klasifikasi gempa menurut kedalaman hiposentrum. a. Gempa bumi dalam Gempa bumi dalam adalah gempa bumi yang hiposentrumnya berada lebih dari 300 km di bawah permukaan bumi. Gempa bumi dalam pada umumnya tidak terlalu berbahaya. Tempat yang pernah mengalami adalah dibawah laut Jawa,laut Sulawesi,dan laut Flores. b. Gempa bumi menengah Gempa bumi menengah adalah gempa bumi yang hiposentrumnya berada antara 60 km sampai 300 km di bawah permukaan bumi. Gempa bumi menengah pada umumnya menimbulkan kerusakan ringan dan getarannya lebih terasa. Tempat yang pernah terkena bencana gempa bumi menengah

25 10 adalah sepanjang pulau Sumatra bagian barat, pulau Jawa bagian selatan, sepanjang teluk Tomini, laut Maluku dan kepulauan Nusa Tenggara. c. Gempa bumi dangkal Gempa bumi dangkal adalah gempa bumi yang hiposentrumnya berada kurang dari 60 km dari permukaan bumi. Gempa bumi ini biasanya menimbulkan kerusakan yang besar. Tempat yang pernah terjadi gempa bumi dangkal adalah pulau Bali, Flores, Yogyakarta dan Jawa Tengah Klasifikasi gempa bumi berdasarkan kekuatan gelombang atau getaran gempanya. a. Gempa akibat gelombang primer Gelombang primer (gelombang longitudinal) adalah gelombang/getaran yang merambat di dalam bumi dengan kecepatan antara 7-14 km/detik yang getarannya berasal dari hiposentrum. b. Gempa akibat gelombang sekunder Gelombang sekunder (gelombang transversal) adalah gelombang atau getaran yang merambat seperti gelombang primer dengan kecepatan yang sudah berkurang,yakni 4-7 km/detik. Gelombang sekunder ini tidak dapat merambat melalui lapisan cair. c. Gempa akibat gelombang panjang Gelombang panjang adalah gelombang yang merambat melalui permukaan bumi dengan kecepatan 3-4 km/detik. Gelombang ini berasal dari episentrum dan gelombang inilah yang banyak menimbulkan kerusakan di permukaan bumi.

26 Klasifikasi gempa bumi berdasarkan faktor penyebabnya Berdasarkan faktor-faktor penyebab terjadinya, gempa bumi dapat digolongkan menjadi dua yaitu: 1. Gempa Tektonik. Gempa Tektonik terjadi karena lapisan kerak bumi yang keras menjadi genting (lunak) dan akhirnya bergerak. Lapisan tersebut begerak perlahan sehingga berpecah-pecah dan bertabrakan satu sama lainnya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya Gempa Tektonik. 2. Gempa Vulkanik Gempa ini jarang terjadi bila dibandingkan dengan gempa tektonik. Gempa vulkanik terjadi karena adanya letusan gunung berapi yang sangat dahsyat. Ketika gunung berapi meletus maka getaran dan goncangan letusannya bisa terasa sampai dengan sejauh 20 mil. Ukuran gempa ini dikenal dengan sebutan Richter, sama dengan nama orang yang membuat dan mengembangkannya yaitu Charles Richter. 2.2 Mekanisme Gempa Bumi Bila dua buah lempeng bertumbukan maka pada daerah batas antara dua lempeng akan terjadi tegangan. Salah satu lempeng akan menyusup ke bawah lempeng yang lain, masuk ke bawah lapisan astenosfer. Pada umumnya lempeng samudra akan menyusup ke bawah lempeng benua, hal ini disebabkan lempeng samudra mempunyai densitas yang lebih besar dibandingkan dengan lempeng benua.

27 12 Apabila tegangan tersebut telah sedemikian besar sehingga melampaui kekuatan kulit bumi, maka akan terjadi patahan pada kulit bumi tersebut di daerah terlemah. Kulit bumi yang patah tersebut akan melepaskan energi atau tegangan sebagian atau seluruhnya untuk kembali ke keadaan semula. Peristiwa pelepasan energi ini disebut gempa bumi. Untuk terjadinya suatu gempa bumi diperlukan syarat-syarat sebagai berikut: 1. Pembangunan stress 2. Pelepasan stress 3. Gerakan relatif dari kerak bumi Menurut teori patahan ( fracture theory) bahwa waktu terjadi gempa akan dilepaskan sejumlah energi tertentu akibat patahan yang terjadi dengan tiba- tiba dan dipancarkan gelombang seismik yang dapat direkam oleh Seismograph. Kekuatan gempa bumi yang akan terjadi tergantung dari besarnya energi yang disimpan di dalam kerak bumi. Gambar 2.2 Mekanisme Sumber Gempa

28 13 Pada Gambar 2.2 memperlihatkan mekanisme gempa bumi yang menjadi sumber gempa tektonik. Garis vertikal menunjukan pecahan atau sesar pada bagian bumi yang padat. Pada keadaan I menunjukan suatu lapisan yang belum terjadi perubahan bentuk geologi. Karena di dalam bumi terjadi gerakan yang terus menerus, maka akan terdapat stress yang lama kelamaan akan terakumulasi dan mampu merubah bentuk geologi dari lapisan batuan. Keadaan II menunjukan suatu lapisan batuan telah mendapat dan mengandung stress dimana terjadi perubahan bentuk geologi. Untuk daerah A mendapat stress ke atas, sedang daerah B mendapat stress ke bawah. Proses ini berjalan terus sampai stress yang terjadi di daerah ini cukup besar untuk merubahnya menjadi gesekan antara daerah A dan daerah B. Lama kelamaan karena lapisan batuan sudah tidak mampu lagi untuk menahan stress, maka akan terjadi suatu pergerakan atau perpindahan yang tiba- tiba sehingga terjadilah patahan. Peristiwa pergerakan secara tiba-tiba ini disebut gempa bumi. Pada keadaan III menunjukan lapisan batuan yang sudah patah, karena adanya pergerakan yang tiba- tiba dari batuan tersebut. Gerakan perlahan- lahan sesar ini akan berjalan terus, sehingga seluruh proses diatas akan diulangi lagi dan sebuah gempa akan terjadi lagi setelah beberapa waktu lamanya, demikian seterusnya ( Elastic Rebound Theory).

29 Parameter Gempa Bumi Setiap kejadian gempa bumi akan menghasilkan informasi seismik berupa rekaman sinyal berbentuk gelombang yang setelah diproses manual atau non manual akan menghasilkan data. Informasi seismik selanjutnya mangalami proses pengumpulan, pengolahan dan analisa sehingga menjadi parameter gempa bumi. Gambar 2.3 Signal seismik seismograf Parameter parameter gempa bumi ini terdiri dari waktu terjadinya gempa bumi, kedalaman gempa, pusat gempa bumi, kedalaman gempa bumi dan magnitudo. Parameter parameter ini saling terkait antara parameter satu dengan parameter yang lainnya untuk mendapatkan data yang akurat mengenai gempa bumi yang terjadi pada suatu wilayah Waktu terjadinya gempa bumi (Origin Time) Waktu terjadinya gempa bumi menunjukan waktu terlepasnya akumulasi energi dari sumber gempa bumi. Origin time dinyatakan dalam satuan waktu internasional GMT.

30 15 (2.1) Dengan adalah waktu terjadinya gempa, adalah pembacaan waktu gelombang P pada stasiun dan adalah nilai Jeffreys-Bullent Episenter Episenter merupakan pusat gempa- gempa di permukaan bumi sebagai proyeksi dari fokus gempa di dalam bumi. Jarak episenter gempa bumi menggunakan data S-P ( selisih waktu datang gelombang S dengan waktu datang gelombang P). Sedangkan lokasi episenter dinyatakan dalam koordinat geografis (derajat lintang dan bujur). Untuk menentukan letak titik episenter dapat menggunakan persamaan berikut. (2.2) (2.3) Dengan adalah titik lintang episenter, adalah titik bujur episenter, adalah setengah amplitudo gelombang pertama dari gelombang P pada komponen utara selatan, adalah setengah amplitudo gelombang pertama dari gelombang P pada komponen timur atau barat, adalah derajat yang ditentukan dari nilai Jeffrey-Bullent, adalah titik bujur stasiun, sedangkan adalah titik lintang stasiun, (resultan impuls) didapat dari persamaan: (2.4) episenter patahan

31 Kedalaman gempa Hiposenter gelombang seismik Gambar 2.4 Parameter gelombang seismik Penentuan kedalaman sumber gempa dari permukaan bumi, ditentukan dari pembacaan seismogram setengah amplitudo maksimum dari gelombang P pada komponen vertikal. Untuk menentukan kedalaman gempa dipakai persamaan: (2.5) Dengan adalah kedalaman gempa ( ), didapat dari persamaan 2.4 dan adalah setengah amplitudo gelombang pertama dari gelombang P pada komponen vertikal. Hiposenter dinyatakan sebagai jarak kedalaman dalam satuan km (1º = 111 km) Magnitudo Magnitudo adalah ukuran untuk menyatakan kekuatan gempa bumi berdasarkan energi yang dipancarkan pada saat terjadinya gempa bumi dan dinyatakan dalam Skala Richter. Magnitudo pertama kali dihitung oleh Richter pada tahun 1935 untuk gempa lokal di California dengan alat Standart Wood Anderson yang memperhitungkan nilai pergerakan tanah yang terletak pada jarak

32 17 tertentu pada pusat gempa. Menurut Edwisa ( 2008: 75) Magnitudo gempa dapat dibedakan atas: Magnitudo lokal ( MI) Magnitudo lokal pertama kali diperkenalkan oleh Richter (1935) berdasarkan pengamatan gempa bumi di California Selatan yang direkam menggunakan seismograf Wood-Anderson. Secara umum Magnitudo lokal dirumuskan: (2.6) Dengan adalah magnitudo lokal, adalah amplitudo maksimum getaran tanah dan adalah jarak episenter dengan stasiun pengamat (km) dan kurang dari 600 km. Magnitudo Bodi (Mb) Magnitudo bodi berdasarkan amplitudo gelombang P yang menjalar melalui bagian dalam bumi. Magnitudo ini digunakan untuk menghitung kekuatan gampa-gempa dalam. Untuk menentukan besarnya Magnitudo Bodi digunakan persamaan: (2.7) Dengan adalah magnitudo bodi, adalah amplitudo gelombang P, adalah periode, adalah fungsi jarak dan kedalaman dan adalah koreksi stasiun. Magnitudo Permukaan ( Ms )

33 18 Magnitudo permukaan berdasarkan amplitudo gelombang permukaan. Magnitudo ini digunakan untuk menghitung kekuatan gempa dengan jarak lebih dari 600 km, periode 20 sekon, dan gempa dangkal ( h<60). Magitudo permukaan dapat dirumuskan: (2.8) Dengan adalah magnitudo permukaan, adalah amplitudo maksimum, adalah jarak episenter, dan adalah konstanta. Magnitudo Momen ( Mw ) Magnitudo momen merupakan magnitudo berdasarkan harga momen seismik. Momen seismik adalah dimensi pergeseran bidang sesar atau dari analisa gelombang pada broadband seismograf. Magnitudo ini dirumuskan: (2.9) Dengan adalah magnitudo momen dan magnitudo seismik. Magnitudo durasi ( Md ) Magnitudo durasi merupakan jenis magnitudo berdasarkan lamanya getaran gempa. Magnitudo ini berguna dalam kasus amplitudo getaran sangat besar ( off scale ) yang dirumuskan: (2.10) Dengan adalah magnitudo durasi, adalah lamanya getaran (sekon), adalah jarak hiposenter (km), adalah nilai konstanta. 2.4 Intensitas

34 19 Tingkat kerusakan akibat gempa bumi dapat diukur berdasarkan intensitasnya. Intensitas gempa bumi adalah derajat kerusakan akibat gempa bumi pada suatu daerah dan dilihat dari efek akibat getaran gempa. Besarnya intensitas sangat tergantung dari besarnya magnitudo, jarak dari sumber gempa, kondisi geologi, dan struktur bangunanya. Intensitas tinggi biasanya terjadi pada daerah yang dekat sumber gempa dibandingkan tempat yang jauh dari sumber gempa. Sistem yang digunakan untuk melukiskan intensitas gempa bumi adalah skala Intensitas Gempa Bumi Mercalli, yang dikembangkan pada tahun 1902 oleh seorang ahli gempa bumi berkebangsaan Italia, Giuseppe Mercalli. Sistem ini mengelompokan tingkat kekuatan gempa bumi ( magnitude ) dengan efek yang dirasakan oleh penduduk pada suatu wilayah tempat terjadinya bencana gempa bumi. Gambaran akan efek gempa bumi dikelompokan dalam dua belas ( XII ) tingkat pada wilayah berpenduduk yang disusun oleh Mercalli yang dinamakan dengan skala Intensitas Modified Mercalli (MMI). Tingkat skala intensitas ini mampu melukiskan kerusakan yang terjadi pada berbagai tingkat intensitas gempa secara akurat. Tingkat intensitas gempa bumi dapat di lihat pada Tabel 2.1 berikut ini. Tabel 2.1 Magnitudo, Efek Karakteristik, Frekuensi dan Skala MMI Gempa Bumi ( Calvi & Pinho,2006:104)

35 20 Magnitudo Efek karakteristik goncangan skala Jumlah Skala ( SR ) pada daerah berpenduduk pertahun MMI < 3,4 Hanya terekam oleh seismograf I 3,5 4,2 Dirasakan oleh beberapa orang I dan II 4,3 4,8 Dirasakan oleh banyak orang IV 4,9 5,4 Dirasakan oleh setiap orang V 5,5 6,1 Kerusakan bangunan kecil 500 VI dan VII 6,2 6,9 Kerusakan banyak bangunan 100 VIII dan IX 7,0 7,3 Kerusakan serius, jembatan-jembatan 15 X terpuntir tembok-tembok retak 7,4 7,9 Kerusakan besar bangunan- bangunan 4 XI ambruk >8,0 Kerusakan total, gelombang-gelombang satu kali XII terasa dipermukaan tanah, benda-benda terlempar dalam 5-10 tahun Intensitas terkuat terjadi di daerah episenter, intensitas gempa bumi yang paling banyak digunakan adalah skala Mercally yang biasa disebut dengan MMI

36 21 ( Modified Mercally Intensity). Skala ini mempunyai 12 tingkatan akibat gempa bumi dimulai dari lemah sampai yang kuat ( Tabel 2.1). Untuk mengetahui besarnya intensitas dapat menggunakan persamaan Gutterberg Richter yang menyatakan hubungan antara intensitas gempa bumi dan magnitudo ( Sulaiman, 1989). (2.11) Dengan adalah intensitas gempa (MMI), adalah magnitudo (SR). 2.5 Percepatan Tanah Maksimum Percepatan adalah parameter yang menyatakan perubahan kecepatan mulai dari keadaan diam sampai pada kecepatan tertentu. Pada bangunan yang terdiri di atas tanah memerlukan kestabilan tanah agar bangunan tetap stabil. Percepatan getaran tanah maksimum adalah nilai percepatan getaran tanah terbesar yang pernah terjadi di suatu tempat yang diakibatkan oleh gelombang gempa bumi. Nilai percepatan tanah maksimum dihitung berdasarkan magnitudo dan jarak sumber gempa yang pernah terjadi terhadap titik perhitungan, serta nilai periode dominan tanah( Edwisa & Novita,2008:112). Percepatan dan intensitas akibat getaran gempa bumi merupakan dua parameter yang saling berhubungan. Kedua parameter ini sangat penting dalam perencanaan bangunan tahan gempa. Percepatan tanah adalah percepatan gelombang yang sampai ke permukaan bumi dengan satuan dan diukur dengan alat yang disebut accelerograf. Namun alat ini belum tersedia di BMKG Yogyakarta, maka percepatan tanah dihitung dengan cara empiris.

37 22 Secara umum model empiris percepatan dapat dibedakan menjadi 2 golongan ( Edwisa,2008:76), yaitu: Model Empiris menggunakan data historis gempa bumi, diantaranya sebagai berikut: a. McGuirre R.K (1963) Ditulis sebagai berikut: (2.12) Dengan adalah percepatan tanah, adalah magnitudo gelombang permukaan (SR), adalah jarak hiposenter (km). b.kawashumi (1950) ditulis sebagai berikut: (2.13) Dengan adalah percepatan tanah, adalah magnitudo gelombang permukaan (SR), adalah jarak hiposenter (km). c. Guttrberg Richter ditulis sebagai berikut: (2.14) Dengan adalah percepatan tanah, dan adalah intensitas gempa pada sumber (MMI) Model empiris yang menggunakan data periode dominan tanah yang merupakan hasil pengukuran di lapangan dengan menggunakan alat micrometer.

38 23 Dalam penelitian ini, metode yang digunakan untuk perhitungan Intensitas dan Percepatan tanah maksimum adalah metode Gutterberg Richter dengan alasan : - Metode Gutterberg Richter bersifat menyeluruh ( universal) dan dapat digunakan diseluruh dunia. - Metode McGuirre hanya bisa digunakan untuk menghitung nilai percepatan tanah maksimum suatu tempat dengan menghitung probabilitas kejadian gempa dihitung berdasarkan distribusi ektrim untuk periode ulang gempabumi 5, 10, 20, 50, dan 100 tahun. - Metode Kawashumi hanya dapat digunakan untuk menghitung nilai percepatan tanah maksimum gempa lokal di Wilayah Jepang. Dari beberapa metode itu, metode Gutterberg Richter merupakan metode yang tepat untuk menghitung nilai intensitas dan percepatan tanah maksimum di Wilayah Yogyakarta dengan mengetahui nilai kekuatan gempa ( Magnitudo ) yang tercatat oleh alat seismograf dalam periode tertentu (Fauzi, 2010: 7). Perpindahan materi biasa disebut displacement. Jika kita lihat waktu yang diperlukan untuk perpindahan tersebut, maka kita bisa tahu kecepatan materi tersebut. Percepatan gelombang gempa yang sampai di permukaan bumi disebut juga percepatan tanah, merupakan gangguan yang perlu dikaji untuk setiap gempa bumi, kemudian dipilih percepatan tanah maksimum atau Peak Ground Acceleration (PGA) untuk dipetakan agar bisa memberikan pengertian tentang efek paling parah yang pernah dialami suatu lokasi. Efek primer gempa bumi adalah kerusakan struktur bangunan baik yang berupa gedung perumahan rakyat,

39 24 gedung bertingkat, fasilitas umum, monumen, jembatan dan infrastruktur struktur lainnya, yang diakibatkan oleh getaran yang ditimbulkannya. Secara garis besar, tingkat kerusakan yang mungkin terjadi tergantung dari kekuatan dan kualitas bangunan, kondisi geologi dan geotektonik lokasi bangunan, dan percepatan tanah di lokasi bangunan akibat dari getaran suatu gempa bumi. Faktor yang merupakan sumber kerusakan dinyatakan dalam parameter percepatan tanah. Sehingga data PGA akibat getaran gempabumi pada suatu lokasi menjadi penting untuk menggambarkan tingkat resiko gempabumi di suatu lokasi tertentu. Semakin besar nilai PGA yang pernah terjadi disuatu tempat, semakin besar resiko gempabumi yang mungkin terjadi. Pengelompokan tingkat resiko gempa bumi yang terjadi pada suatu tempat berdasarkan nilai percepatan tanah maksimum dan Intensitas Gempa bumi. Berdasarkan tabel terlihat jelas bahwa besarnya nilai percepatan tanah maksimum sebanding dengan nilai skala intensitas gempa bumi.tingkat resiko gempa bumi paling kecil jika nilai percepatan tanah maksimum kurang dari 25 dengan nilai skala intensitas gempa bumi kurang dari IV. Semakin besar nilai percepatan tanah maksimum dan skala intensitas gempa bumi maka akan semakin besar tingkat kerusakan yang ditimbulkan. Tingkat resiko kerusakan yang disebabkan oleh gempa bumi ini dapat dilihat dalam Tabel 2.2 dimana tingkat resiko akibat gempa bumi dikelompokan dalam delapan tingkatan mulai dari tingkat resiko yang sangat kecil hingga tingkat resiko yang sangat besar.

40 25 Tabel 2.2 Tingkat resiko gempa bumi ( Calvi & Pinho, 2006:104) No Tingkat Resiko Nilai Percepatan Intensitas ( MMI ) 1 Resiko sangat kecil <25 <VI 2 Resiko kecil VI VII 3 Resiko sedang satu VII VIII 4 Resiko sedang dua VII VIII 5 Resiko sedang tiga VII VIII 6 Resiko besar satu VIII IX 7 Resiko besar dua VIII IX 8 Resiko besar tiga VIII IX 9 Resiko sangat besar satu IX X 10 Resiko sangat besar dua >600 >X

41 Pengaruh Percepatan Tanah Gelombang yang melalui lapisan sedimen menimbulkan resonansi. Hal ini disebabkan karena gelombang gempa mempunyai spektrum yang lebar sehingga hanya gelombang gempa yang sama dengan periode dominan tanah dari lapisan sedimen yang akan diperkuat. Bangunan yang berada di atasnya akan menerima getaran- getaran yang sama dengan getaran tanah yang terjadi akibat gempa, dimana arahnya dapat diuraikan menjadi dua komponen yaitu komponen vertikal dan komponen horizontal. Untuk getaran yang vertikal, pada umumnya kurang berbahaya karena searah dengan gaya gravitasi bumi. Sedangkan untuk komponen horizontal menyebabkan keadaan bangunan seperti diayun. Bila bangunan itu tinggi, maka dapat diupamakan seperti bandul bandul yang mengalami getaran paksaan ( force vibration) sehingga sangat membahayakan. Proses gaya yang mengenai banguan( Sulaiman, 2008: 49) adalah sebagai berikut: 1. Gempa bumi akan melepaskan energi gelombang yang dapat menjalar dipermukaan tanah. Bila gelombang ini sampai pada pondasi bangunan dan menggerakan banguan, sehingga pondasi yang mulanya diam akan melakukan tanggapan dan getaran yang berupa reaksi inersia yang arahnya berlawanan dengan kinerja getaran yang diterima pondasi, begitu pula terjadi pada strutur batuan tanah dalam merespon getaran gempa. 2. Getaran yangditeruskan ke bagian atas akan diteruskan kembali ke bagian bawah. Namun gaya horizontal itu tidak bekerja murni pada bangunan karena diimbangi oleh gaya berat bangunan.

42 Periode Dominan Tanah Periode dominan tanah merupakan getaran tanah yang sangat kecil dan kontinyu yang bersumber dari berbagai macam getaran seperti lalu lintas, angin, aktivitas manusia dan sunber lainnya. Secara teoritis besarnya frekuensi atau periode getaran tanah atau batuan merupakan cerminan kondisi fisik tanah atau batuan tersebut. Tanah atau batuan yang lunak dan lepas akan mempunyai periode dominan getaran yang panjang ( frekuensi rendah, dan begitu sebaliknya). Dalam teknik kegempaan, batuan yang lebih lunak mempunyai resiko yang lebih tinggi bila digoncang gempa bumi, karena mengalami amplifikasi yang lebih besar dibandingkan dengan batuan yang lebih komplek (Edwisa, 2008: 74). 2.8 Kondisi Geologi Yogyakarta Yogyakarta merupakan salah satu wilayah di Indonesia yang sering terjadi bencana gempa bumi. Hali ini di karenakan terdapat 4 (empat) sesar yang berperan pada proses terjadinya bencana gempa di Yogyakarta (Abidin, 2006: 277), yaitu: 1 Sesar Opak 2 Sesar Dengkeng 3 Sesar Prambanan 4 Sesar Parangtritis Pergerakan sesar-sesar tersebut dipengaruhi oleh subduksi Lempeng Australia ke bawah Lempeng Eurasia di bawah Pulau Jawa.

43 28 Gambar 2.5 Sesar- sesar pembentuk gempa Yogyakarta Kondisi geologi daerah yogyakarta sangat beragam dimana sebagian besar bagian utara tersusun dari batuan-batuan yang membentuk perbukitan dan bagian selatan yang tersusun dari endapan pasir. Berdasarkan kondisi morfologi yang terbentuk oleh faktor endogen dan eksogen, Daerah Istimewa Yogyakarta dan sekitarnya dapat dibagi menjadi enam satuan geomorfologi yaitu satuan dataran, satuan perbukitan rendah, satuan perbukitan sedang, satuan perbukitan tinggi ( pegunungan ), satuan kaki lereng gunung merapi, dan satuan tubuh gunung merapi. Geologi daerah Yogyakarta dapat dilihat dari Gambar 2.6.

44 29 Gambar 2.6 Peta regional geologi daerah yogyakarta Daerah yang labil adalah daerah yang dilalui oleh patahan, hal ini dipengaruhi oleh gerakan lempeng- lempeng bumi yang saling tumbukan. Pergerakan lempeng-lempeng bumi yang muncul dalam wujud gelombang gempa bumi, dimana pergerakan lempeng tektonik akan itu menciptakan kondisi terjepit atau terkunci yang mengakibatkan terjadinya penimbunan energi dalam jangka waktu tertentu. Jika gelombang gempa melintas di daerah patahan, maka goncangan dari gempa ini dapat mengeser posisi tanah baik vertikal maupun horisontal yang secara tidak langsung akan mempengaruhi kondisi tanah. Perubahan kondisi tanah ini dapat berupa amblesan tanah, longsoran, tanah mengembang, terbentuknya gunung api dan pegunungan.

45 BAB 3 METODE PENELITIAN 3.1 Penentuan Objek Penelitian Yang menjadi objek dalam penelitian ini adalah parameter gempa bumi. Pemilihan parameter gempa bumi ini yang meliputi waktu terjadinya gempa bumi (Origin Time), lokasi pusat gempa bumi (Episenter), kedalaman pusat gempa bumi (Depth/Hiposenter), dan kekuatan gempa bumi (Magnitudo) dengan pertimbangan bahwa percepatan tanah maksimum dan intensitas gempa bumi sebanding dengan parameter gempa bumi terutama dengan kekuatan gempa bumi (Magnitudo). Hal ini dapat ditunjukan dalam persamaan Gutterberg Richter. (3.1) dimana Io : Intensitas gempa bumi (MMI) M: Magnitudo gempa bumi (SR) Dari hasil perhitungan intensitas gempa ini bisa diperoleh nilai percepatan tanah maksimum dengan mengunakan persamaan Gutterberg richter untuk percepatan tanah maksimum. (3.2) Dimana : percepatan tanah maksimum : Intensitas gempa bumi (MMI) 30

46 Metode Penelitian Pengambilan Data Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah mengumpulkan data sekunder dari Badan Meteorologi Klimatologi dan geofisika Yogyakarta dan kemudian dilakukan pengolahan data dengan software seismologi yang ada. Penelitihan ini dilakukan dengan beberapa tahap,yaitu: Metode Pengumpulan Data Pengumpulan data dilakukan dengan melakukan kajian pustaka, wawancara dengan pihak terkait, dan melakukan observasi di Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika di Yogyakarta Pengolahan Data Tahap- tahap pengolahan data gempa adalah sebagai berikut: 1. Menentukan derah penelitian yaitu Derah Istimewa Yogyakarta 2. Mengumpulkan data gempa yang terjadi di Yogyakarta yang tercatat dari tahun 1940 sampai tahun Mengklasifikasikan data gempa dengan magnitudo M 3,0 SR 4. Menghitung nilai intensitas gempa Yogyakarta. 5. Menentukan nilai percepatan tanah maksimum secara model empiris Gueteberg-Richter dengan menggunakan persamaan Membuat peta intensitas dan kontur percepatan tanah maksimum dengan menggunakan sofware progam arc View GIS 3.3.

47 Diagram Alir Penelitian Mulai Kajian Pustaka Pengambilan data Pengelompokan data Tidak Ya Analisis Data Pembahasan Hasil analisis Menarik Kesimpulan selesai

48 Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini menggunakan data sekunder yang dihasilkan oleh alat pencatat gempa bumi (seismograf) di Daerah Istimewa Yogyakarta. Waktu penelitian : Januari Maret Tempat penelitian : BMKG Yogyakarta. 3.3 Metode Analisis Data Data yang diperoleh dalam penelitian ini selanjutnya akan diolah dengan menggunakan softwer program arc view GIS 3.3 dan dihasilkan peta kontur percepatan tanah maksimum dan peta kontur intensitas gempa bumi di Daerah Istimewa Yogyakarta.

49 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian Dalam penelitian ini diperoleh dari data gempa yang tercatat oleh alat seismograf yang berada di Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika ( BMKG ) di Daerah Istimewa Yogyakarta. Data yang di ambil adalah data gempa bumi yang terjadi di wilayah Yogyakarta dan sekitarnya dalam selang waktu tahun 1940 sampai dengan tahun 2010, kemudian data gempa ini disortir sesuai dengan data gempa yang dipergunakan dalam penelitian yaitu dipilih data gempa bumi yang kekuatan gempa ( magnitudo ) di atas 3 Skala Richter ( M 3 SR ). Dari perhitungan data gempa ini kemudian didapatkan besar nilai percepatan tanah maksimum dan nilai intensitasnya. Dari perhitungan kita dapat juga memprediksikan kapan terjadinya gempa bumi di wilayah Yogyakarta karena bencana gempa bumi merupakan peristiwa alam yang terjadi dalam periode waktu tertentu seperti yang ditunjukan pada Gambar

50 35 Gambar 4.1 Grafik Kejadian gempa di Yogyakarta dalam periode 70 tahun Data hasil perhitungan ini kemudian diolah menggunakan software arc view untuk mendapatkan peta intensitas dan kontur percepatan tanah maksimum selama periode 70 tahun ( tahun 1940 sampai tahun 2010). Hasil perhitungan intensitas gempa bumi dan percepatan tanah maksimum dapat dilihat pada lampiran Hasil perhitungan intensitas gempa bumi Hasil perhitungan nilai intensitas ini diperoleh dari besarnya magnitudo atau kekuatan gempa bumi yang terjadi pada setiap wilayah di Yogyakarta. Kemudian dengan menggunakan persamaan Gutterberg Richter yang menyatakan hubungan antara intensitas gempa bumi dan magnitudo. (4.1) dimana : Intensitas gempa bumi (MMI) : Magnitudo gempa bumi (SR)

51 36 Data hasil perhitungan intensitas gempa bumi ini dapat dilihat dalam Gambar 4.2 berikut ini, Gambar 4.2 Grafik intensitas gempa bumi Berdasarkan Gambar 4.2 dapat diketahui bahwa gempa gempa yang sering terjadi di Daerah Istimewa Yogyakarta didominasi oleh gempa dengan kekuatan gempanya antara 3 sampai 6,5 SR dengan tingkat skala intensitasnya adalah IV sampai VIII MMI (Modified Mercally Intensity) Hasil perhitungan percepatan tanah maksimum Hasil perhitungan percepatan tanah maksimum ini diperoleh dari perhitungan nilai intensitas gempa bumi. Kemudian dengan menggunakan persamaan Gutterberg Richter akan didapatkan nilai percepatan tanah maksimum gempa bumi di setiap wilayah Yogyakarta. (4.2) Dimana adalah percepatan tanah maksimum adalah intensitas gempa bumi (MMI)

52 37 Hasil perhitungan percepatan tanah maksimum dapat ditunjukan dalam Gambar 4.3 berikut ini. Gambar 4.3 Grafik percepatan tanah maksimum 4.2 Pembahasan Penelitian ini menggunakan data sekunder yaitu mengambil data gempa yang tercatat pada alat seismograf di BMKG ( Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika ) di daerah istimewa Yogyakarta. Kemudian dari data gempa ini dapat ditentukan besarnya nilai Intensitas dan nilai percepatan tanah maksimum untuk setiap kejadian gempa menggunakan persamaan Gutterberg Richter Peta Kontur Intensitas Gempa Bumi di Wilayah Yogyakarta Untuk mendapatkan hasil peta kontur intensitas gempa bumi di Daerah Istimewa Yogyakarta, dalam penelitian ini saya menggunakan software arc view GIS 3.3. Data hasil perhitungan nilai intensitas gempa bumi di daerah Yogyakarta secara empiris dengan menggunakan persamaan Gutterberg Richter ini kemudian diolah menggunakan software arc view GIS 3.3 sehingga didapatkan peta kontur

53 38 intensitas gempa bumi yang terjadi di Daerah Istimewa Yogyakarta dan sekitarnya. Peta intensitas gempa bumi ini dapat dilihat dalam Gambar 4.4. Gambar 4.4 Peta intensitas gempa bumi Peta Kontur percepatan Tanah Maksimum di Wilayah Yogyakarta Untuk mendapatkan peta kontur percepatan tanah maksimum di Daerah Istimewa Yogyakarta, metode yang digunakan sama dengan metode untuk menentukan peta kontur intensitas gempa bumi. Data hasil perhitungan percepatan tanah maksimum diolah dengan menggunakan software acr view GIS 3.3 maka akan diperoleh peta kontur percepatan tanah maksimum di wilayah Yogyakarta dan sekitarnya. Hasil pengolahan peta percepatan tanah maksimum ini dapat dilihat pada Gambar 4.5.

54 39 Gambar 4.5 Peta percepatan tanah maksimum di Daerah Istimewa Yogyakarta Berdasarkan analisis peta terlihat jelas bahwa gempa bumi yang terjadi di wilayah Yogyakarta banyak terjadi di Samudra Indonesia yaitu didaerah subduksi dari lempeng Australia sehingga di daerah tersebut sering terjadi gempa bumi dengan magnitude yang besar. Pada peta percepatan tanah maksimum di atas, sumber gempa terbesar ditunjukan dengan warna coklat, ini berarti daerah yang dekat dengan sumber gempa mempunyai nilai percepatan tanah maksimum yang lebih besar dibandingkan yang jauh dari sumber gempa. Meskipun di Wilayah Yogyakarta banyak terjadi gempa bumi dengan magnitudo yang besar namun tingkat percepatan tanah maksimum di Wilayah Yogyakarta tergolong dalam tingkat resiko yang kecil, hal ini disebabkan karena sebagian besar gempa-genpa dengan kekuatan besar banyak terjadi di dalam laut yaitu di Samudera Indonesia.

55 40 Gambar 4.6 Distribusi percepatan tanah maksimum di Daerah Istimewa Yogyakarta Berdasarkan data historis gempa bumi periode tahun 1940 sampai tahun 2010 tercatat bahwa di Daerah Istimewa Yogyakarta ( DIY ) telah terjadi 411 kali gempa bumi tektonik dengan magnitude di atas 3 Skala Richter ( M 3,0 SR ). Dari hasil perhitungan didapatkan bahwa daerah yang mempunyai intensitas maksimum dan percepatan tanah maksimum terbesar terjadi pada tahun 2009 terjadi di daerah zona subduksi samudra Indonesia yang terletak pada koordinat 8.0 LS dan 110,28 BT dengan kekuatan magnitude 7 SR pada kedalaman gempa ( depth ) 10 km. Dari data ini didapatkan nilai percepatan tanah maksimum sebesar 562,34 cm/. Pada skala tersebut getaran gempa yang terjadi sangat dirasakan dan kerusakan yang ditimbulkan gempa tersebut sangat berat. Secara keseluruhan gempa- gempa besar banyak terjadi di daerah samudra Indonesia yang terletak pada koordinat BT dimana selama selang waktu 70

56 41 tahun telah terjadi 411kali gempa bumi dengan kekuatan gempanya ( magnitude) di atas 3 Skala Richter ( M 3 SR ) dengan rata- rata nilai percepatan tanah maksimumnya adalah 30,32 cm/. Nilai percepatan tanah maksimum di Daerah Istimewa Yogyakarta ini dikarenakan adanya aktivitas sesar dan zona subduksi yang ditandai dengan hiposenter dangkal dan semakin dalam kearah laut selatan Yogyakarta. Getaran gempa bumi yang terjadi di wilayah Yogyakarta dan sekitarnya sangat dirasakan karena pusat gempa bumi yang terjadi kebanyakan di dalam laut. Berdasarkan data historis gempa bumi yang terjadi di wilayah Yogyakarta dan sekitarnya maka wilayah Yogyakarta dan sekitarnya tergolong daerah yang mempunyai tingkat resiko yang kecil terhadap gempa bumi. Hal ini ditunjukan dengan kerusakan bangunan kecil yaitu pada skala VII MMI (Modified Mercalli Intensity). Nilai intensitas gempa bumi dan nilai percepatan tanah maksimum di wilayah Yogyakarta disebabkan karena adanya pergerakan sesar- sesar tektonik di Wilayah Yogyakarta, hal Ini dikuatkan lagi bahwa daerah Yogyakarta dan sekitarnya terletak pada patahan besar ( Great Fault Java ) dan pada daerah penunjaman ( subduksi ) lempeng Australia dan lempengan Eurasia.