SEMINAR NASIONAL SAINSTEK KE-2 UNDANA TAHUN 2014 Hotel Aston, Kupang Oktober 2014

Transkripsi

1 STUDI PEMBUATAN PETA PERCEPATAN PUNCAK DI PERMUKAAN TANAH DAN PETA RESIKO GEMPA AKIBAT GEMPA BENIOFF DI DKI JAKARTA UNTUK PENUNJANG PEMBUATAN PETA MIKROZONASI JAKARTA Dedy Dharmawansyah 1, Masyhur Irsyam 2, M. Asrurifak 2 dan Partogi Simatupang 3 1 Magister Teknik Sipil, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha No. 10 Bandung dedy.wansyah@gmail.com 2 Pusat Penelitian Mitigasi Bencana ITB, Jl. Ganesha No. 10 Bandung asrurifak@gmail.com 2 Pusat Penelitian Mitigasi Bencana ITB, Jl. Ganesha No. 10 Bandung masyhur.irsyam@yahoo.co.id 3 Fakultas Sains dan Teknik Universitas Nusa Cendana, Kupang simatupangpartogi@yahoo.com ABSTRAK Jakarta yang merupakan ibukota pemerintahan dan pusat perekonomian terbesar di Indonesia menjadikan wilayah ini sebagai objek urbanisasi setiap tahunnya. Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik Propinsi DKI Jakarta tahun 2010 menyatakan bahwa jumlah penduduk DKI Jakarta sekitar 9.61 juta jiwa. Dengan jumlah penduduk yang besar dan berbagai infrastruktur penting di wilayah ini akan menyebabkan kerugian yang besar ketika gempa terjadi. Studi ini dilakukan untuk mengetahui kemungkinan jumlah kerusakan bangunan pada berbagai tingkatan kerusakan (Slight, Moderate, Extensive dan Complete) akibat gempa subduksi dalam (Benioff) sehingga dari informasi tersebut dapat diketahui pemetaan daerah-daerah dengan kerentanan tinggi terhadap gempa. Studi ini dimulai dari mengumpulkan data berupa Rencana Detail Tata Ruang (RDTR) DKI Jakarta untuk memperoleh informasi peruntukan bangunan, pengumpulan data tanah yang tersebar di wilayah DKI Jakarta sebagai data masukan dalam analisis perambatan gelombang dari batuan dasar ke permukaan serta untuk memperoleh klasifikasi situs. Data lainnya adalah data fragility curve bangunan yang mewakili DKI Jakarta yang digunakan untuk memperoleh persentase kerusakan bangunan pada percepatan yang diterapkan dengan melakukan survey lapangan. Dari data RDTR DKI Jakarta akan diperoleh koordinat titik-titik yang mewakili untuk setiap blok yang tersebar diwilayah DKI Jakarta, selanjutnya dari data ini dilakukan overlay dengan data percepatan dipermukaan (dari hasil analisis perambatan gelombang) sehingga dari data ini kemudian diplotkan kedalam fragility curve bangunan untuk memperoleh jumlah bangunan rusak pada setiap tingkat kerusakan. Kata kunci: Mikrozonasi Jakarta, Resiko Gempa, Fragility Curve. 1. PENDAHULUAN Gempa Aceh yang disertai tsunami (Mw9,2) pada tahun 2004 merupakan gempa terbesar yang terjadi dalam dekade terakhir, yang disusul oleh gempa Nias tahun 2005 (Mw8,7), gempa Jogja tahun 2006 (Mw6,3), gempa Padang tahun 2009 (Mw7,6) dan yang terakhir gempa dan tsunami di Mentawai tahun 2010 (Mw7,2). Peristiwa gempa tersebut mengakibatkan ratusan ribu korban jiwa meninggal, kerusakan infrastruktur serta bangunan yang berdampak pada kehilangan tempat tinggal ratusan ribu warga. Gempa-gempa besar tersebut terjadi karena letak wilayah indonesia yang berada pada pertemuan lempeng tektonik yaitu lempeng Indo-Australia yang terus bergerak sekitar 5-6 cm/tahun kearah utara dan lempeng Pasifik yang bergerak sekitar 12 cm/tahun kearah selatan (Gambar 1) serta berdasarkan data rekaman gempa yang terjadi sepanjang desember 2006 sampai september 2013 telah tercatat 3142 gempa dengan skala kecil sampai besar sehingga memposisikan Indonesia sebagai daerah dengan tingkat kerawanan gempa yang tinggi.(gambar 2). 1

2 Gambar 1. Lempeng Tektonik Dan Arah Pergerakannya (McCaffrey R., 2009) Disamping faktor geografis yang dijabarkan diatas, negara berkembang seperti Indonesia menjadi lebih rentan terhadap bahaya gempa, hal ini disebabkan oleh berbagai faktor diantaranya peningkatan laju pembangunan dan pertumbuhan perkotaan yang tidak terkontrol, pertumbuhan penduduk dan urbanisasi yang tinggi sehingga berdampak pada kepadatan bangunan di wilayah perkotaan. Disamping itu, hal ini diperkeruh juga dengan kurangnya manajemen bencana yang tepat baik pra maupun pasca gempa. Gempa bumi dapat menyebabkan kerugian yang besar ketika terjadi pada daerah-daerah metropolitan dengan kepadatan penduduk yang tinggi dan kelengkapan infrastruktur seperti Jakarta yang menjadi pusat pemerintahan, perekonomian, sosial dan budaya di Indonesia. Kerusakan dan kerugian akibat gempa pada daerah tersebut akan berdampak pada terhambatnya segala kegiatan yang bertumpu di wilayah dengan jumlah penduduk sekitar 9,61 juta jiwa tersebut. (Badan Pusat Statistik Provinsi DKI Jakarta, 2010). Gambar 2. Rekaman Gempa Di Indonesia Mengacu pada pemaparan diatas maka diperlukan kajian terkait penilaian resiko gempa untuk mengestimasi tingkat kerusakan akibat gempa diwilayah Jakarta dengan berbagai skenario, sehingga diperoleh rekomendasi yang tepat sebagai informasi awal maupun acuan dalam emergency plan pada saat terjadi gempa maupun langkah evakuasi pasca gempa yang akhirnya dapat meminimalisir jumlah kerugian terutama korban jiwa pada saat gempa terjadi. 2. METODOLOGI Metodologi dan tahapan yang dilakukan untuk mendapatkan peta percepatan puncak dipermukaan dan peta resiko gempa akibat gempa Benioff di DKI Jakarta meliputi : 1. Studi literatur dan pengumpulan data sekunder yang berupa hasil penyelidikan tanah diberbagai wilayah di DKI Jakarta yang diperoleh dari Instansi pemerintah maupun swasta, pengumpulan data Rencana Detail Tata Ruang DKI Jakarta (RDTR DKI Jakarta) sebagai data masukan dalam menentukan jumlah bangunan yang memberikan pengaruh ketika diterapkan percepatan tertentu, pengumpulan data tipologi bangunan yang dominan (dalam studi ini digunakan tipe bangunan Infill Frame/INF dan Confine Masonry/CM) dan pengumpulan data fragility curve dari bangunan yang dominan mempengaruhi wilayah DKI Jakarta 2. Analisis perambatan gelombang berdasarkan data hasil penyelidikan tanah setempat untuk memperoleh nilai percepatan di permukaan akibat sumber gempa benioff. 3. Sortir data RDTR DKI Jakarta meliputi identifikasi zona/blok rumah tinggal, perkantoran maupun flat dan rumah susun. Studi ini hanya menitik beratkan pada zona/blok bangunan rumah tinggal (Infill Frame dan Confine Masonry). Dari blok rumah tinggal ini selanjutnya ditentukan koordinat titik tengah dari setiap blok, luasan total setiap blok, jumlah bangunan Infill Frame dan Confine Masonry dalam setiap blok dengan pendekatan yang dapat dilihat pada perumusan dan contoh dibawah ini : - Kode blok : R.4 - Subzona Rumah Sedang, KDB - Luas total blok (A blok ): m 2 2

3 - Building Occupance Rate (C blok ) Bblok = = 0.71 A blok - Luas bangunan dalam 1 blok (B blok ) : 71 % dari luas total (asumsi) Tabel 1. Asumsi % Luas Bangunan Dalam 1 Blok Perhitungan Jumlah dan luasan diatas selanjutnya diterapkan juga dalam menentukan jumlah dan luasan bangunan Confine Masonry (CM). 4. Memasukkan nilai percepatan dipermukaan dari hasil analisis perambatan gelombang kedalam fragility curve yang selanjutnya dikalikan dengan total bangunan INF dan CM untuk memperoleh besaran/jumlah kerusakan bangunan untuk setiap tingkat kerusakan (Slight, Moderate, Extensive dan Complete). Adapun fragility curve yang digunakan adalah sebagai berikut : - Jumlah bangunan dalam 1 blok (N blok ) 159 buah (dihitung dari google earth), sehingga : Building Density(D blok ) Nblok 159 = = B = blok - Tipikal luas lantai (F) yang diperoleh dari hasil survey tipologi bangunan. Berikut Tipikal luas lantai yang digunakan : INF CM = 384 m 2 (2 lantai) = 72 m 2 (2 lantai) Gambar 3. Fragility Curve untuk Bangunan INF - Proporsi bangunan (R) yang dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2. Asumsi Proporsi Bangunan - Jumlah Bangunan INF N INF = A blok * C blok * D blok *R INF = *0.71*0.0039*0.50 = buah - Luas Bangunan INF A INF = N INF *F INF = 82*384 = m 2 Gambar 4. Fragility Curve untuk Bangunan CM 3. HASIL ANALISIS 3.1 Data Tanah Pada studi ini diperoleh 331 titik bor yang tersebar di wilayah DKI jakarta dengan sebaran data tanah yang dapat dilihat pada Gambar 5. 3

4 Gambar 5. Sebaran Data Tanah Dari 331 Titik Bor Dari data tanah diatas selanjutnya dianalisis site class sehingga diperoleh sebaran klasifikasi tanah seperti pada Gambar 6 berikut : Gambar 6. Site Class Dari 331 Titik Bor 4

5 3.2 Data Gempa Benioff Data sumber gempa benioff yang digunakan adalah data sumber gempa yang memiliki kemungkinan terbesar terjadi di Wilayah DKI Jakarta. Sumber gempa tersebut selanjutnya di skenariokan dengan berbagai Magnitude (M) dan Jarak (R) dari yang terkecil sampai pada nilai M dan R terbesar yang kemungkinan akan memperngaruhi wilayah DKI jakarta. Kemudian dari berbagai skenario ini dilakukan analisis deagregasi untuk menentukan kejadian gempa dominan yang akan terjadi di wilayah DKI Jakarta. Dari hasil deagregasi diperoleh nilai Magnitude =7.0 dan Jarak 150 km untuk sumber gempa Benioff yang dianggap mewakili dan dominan mempengaruhi wilayah DKI Jakarta. Selanjutnya dari sumber gempa ini dan juga data tanah yang sudah dijelaskan sebelumnya dilakukan analisis perambatan gelombang dari batuan dasar ke permukaan sehingga diperoleh percepatan dipermukaan sebagai input pada analisis resiko. Sebaran nilai percepatan puncak dalam g (gravitasi) di permukaan untuk sumber gempa benioff di wilayah DKI Jakarta dapat dilihat pada Gambar 7 dibawah ini. Gambar 7. Peta Percepatan Dipermukaan Dari Sumber Gempa Benioff 3.3 Data RDTR dan Peraturan Zonasi DKI Jakarta 2013 Data Rencana Detail Tata Ruang dan Peraturan Zonasi DKI Jakarta (RDTR) merupakan data hasil perencanaan terperinci tentang tata ruang wilayah DKI Jakarta, dilengkapi dengan peraturan zonasi dan ketentuan yang mengatur pemanfaatan ruang serta unsur-unsur pengendalian yang disusun untuk setiap blok peruntukan sesuai dengan rencana rinci tata ruang penjabaran dari Rencana Tata Ruang Wilayah dengan skala 1:5000. RDTR DKI Jakarta Tahun 2030 dapat dilihat pada Gambar 8 dibawah ini. 5

6 Gambar 8. RDTR DKI Jakarta Koordinat titik peruntukan bangunan (blok bangunan) yang digunakan dalam studi ini terdiri atas ± 6942 buah blok (digunakan blok dengan kode R3 s.d. R8) yang tersebar diseluruh wilayah DKI Jakarta. Sebaran titik peruntukan bangunan yang digunakan dapat dilihat pada Gambar 9 dibawah ini. Gambar 9. Sebaran Titik Peruntukan Bangunan Di Wilayah DKI Jakarta Secara umum, kerusakan terbesar berada pada blok-blok dengan jumlah bangunan terbanyak. Sebagai contoh yaitu di wilayah paling utara di Jakarta Utara serta blok-blok yang tersebar di wilayah Jakarta Barat, Jakarta Timur dan Jakarta Selatan. Adapun sebaran jumlah kerusakan bangunan dengan berbagai sumber gempa yang diterapkan dan berbagai tingkat kerusakan bangunan dapat dilihat pada Gambar 10 s.d. Gambar 13. 6

7 Gambar 10. Peta Jumlah Bangunan Pada Kerusakan Extensive Untuk Infill Frame (Benioff M=7.0 dan R=150 km) Gambar 11. Peta Jumlah Bangunan Pada Kerusakan Complete Untuk Infill Frame (Benioff M=7.0 dan R=150 km) 7

8 Gambar 12. Peta Jumlah Bangunan Pada Kerusakan Extensive Untuk Confine Masonry (Benioff M=7.0 dan R=150 km) Gambar 13. Peta Jumlah Bangunan Pada Kerusakan Complete Untuk Confine Masonry (Benioff M=7.0 dan R=150 km) 8

9 4. DISKUSI DAN KESIMPULAN Studi pembutan Peta Resiko Gempa di wilayah DKI Jakarta di permukaan ini menampilkan perkiraan besarnya jumlah kerusakan yang diakibatkan oleh gempa Benioff dan respon kondisi tanah setempat terhadap banguna yang ada. Data tanah (borlog) yang yang digunakan adalah 331 titik yang tersebar diwilayah DKI Jakarta. Data ini selanjutnya digunakan untuk menentukan besaran amplifikasi percepatan dipermukaan serta klasifikasi situs (site class) di DKI Jakarta. Berdasarkan data RDTR DKI Jakarta 2030 dan survey lapangan, diperoleh informasi bahwa jenis konstruksi yang dominan di DKI Jakarta terdiri atas bangunan Infill Frame yang tersebar diwilayah-wilayah tertata dan bangunan Confine Masonry yang umumnya berada dikawasan tidak tertata. Kerentanan bangunan yang direpresentasikan oleh data fragility curve diperoleh dari Survey lapangan pada bangunan di Wilayah DKI Jakarta. Hasil analisis resiko menggunakan fragility curve di wilayah DKI Jakarta menunjukkan bahwa tipe bangunan confine masonry paling banyak mengalami kerusakan dibandingkan dengan tipe bangunan infill frame. Hal ini dapat disebabkan oleh karakteristik, mutu bahan maupun mutu pekerjaan pada bangunan confine masonry yang lebih rendah dibandingkan dengan infill frame. REFERENSI Draft Rancangan Peraturan Daerah Rencana Detail Tata Ruang dan Peraturan Zonasi Provinsi DKI Jakarta Tahun Earthpoint < Federal Emergency Management Agency, (2003) : HAZUS-MH MR1 Advanced Engineering Building Module : Technical and User Manual, Washington, DC, U.S.A. Federal Emergency Management Agency, (2003) : HAZUS-MH MR4 Technical Manual, Washington, DC, U.S.A. FEMA 154, (2002) : Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazard : A Handbook, Washington, D.C. U.S.A. FEMA 155, (2002) : Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Hazard : Supporting Documentation, Washington, D.C. U.S.A. Faiza, F. (2013): Penilaian Kerentanan Bangunan Terhadap Gempa untuk Sistem Rangka Pemikul Momen Dengan Dinding Pengisi di wilayah DKI Jakarta, Program Studi Teknik Sipil, ITB. Fournier d'albe, E. M. (1979) : Introduction: Reducing vulnerability to nature's violent forces: cooperation between scientist and citizen. In: Maybury, R. H., Violent forces of nature, Lomond Publications, Maryland p Hutabarat, R. (2013): Mikrozonasi Jakarta Dengan Gempa Skenario Sumber Gempa Benioff, Program Studi Teknik Sipil, ITB. Laporan Akhir Pembuatan Peta Resiko Gempa Skala Mikro (Mikrozonasi) Level 4 di Propinsi DKI Jakarta (Tahap 1) McCaffrey, R. (2009) : The Tectonic Framework of the Sumatran Subduction Zone, Annu. Rev. Earth Planet. Sci 37: Murty, C.V.R. (2014) : Learning Earthquake Design and Construction, Resonance journal of science education vol. 19 No.8. NIBS, HAZUS'99, (2002) : Earthquake Loss Estimation Methodology : Technical Manual. In: FEMA (Editor), Technical Manual, Federal Emergency Management Agency (FEMA), National Institute of Building Sciences (NIBS), Washington, DC, pp Piranti, S. N. (2014): Kerentanan Bangunan Confined Masonry Di Wilayah DKI Jakarta, Program Studi Teknik Sipil, ITB. Sinha, R., dan Goyal, A. (2007) : A National Policy for Seismic Vulnerability Assessment of Buildings and Procedure for Rapid Visual Screening of Buildings for Potential Seismic Vulnerability, Department of Civil Engineering, Indian Institute of Technology Bombay. Standar Nasional Indonesia (2012) : Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Bangunan Gedung dan non Gedung (SNI 1726:2012), Badan Standarisasi Nasional. 9