BAB III METODOLOGI Pada bab ini membahas metodologi yang secara garis besar digambarkan pada bagan di bawah ini: Gambar 3. 1 Metodologi Tugas Akhir 3.1 PENENTUAN LOKASI STUDI Lokasi studi ditentukan pada wilayah Indonesia bagian timur yang meliputi Sulawesi, Maluku, Nusa Tenggara, Papua dan pulau-pulau kecil disekitarnya. Batas wilayah studi dapat dilihat pada gambar 3.2 sebagai berikut: Bab III Metodologi III- 1
Gambar 3. 2 Batas Lokasi Studi (Lintang; Bujur) 3.2 PENGUMPULAN DATA GEMPA Data-data gempa pada tugas akhir ini diperoleh dari katalog USGS, ANNS, dan NOOA dengan cara mendownload dari internet. Data gempa yang diperoleh menunjukkan waktu kejadian gempa (tanggal, bulan, tahun,lokasi (lintang,bujur), kedalaman dan besarnya magnitude gempa. Dalam pencarian data gempa ini hanya pada kedalaman gempa dibawah 200 km dan jarak dari lokasi studi sejauh 500 km. Bab III Metodologi III- 2
3.3 PENGOLAHAN DATA GEMPA Dalam bab ini akan dijelaskan tentang pengolahan data gempa yang telah diperoleh dari berbagai sumber yang diambil dari situs-situs di Internet 3.3.1 Konversi Skala Magnitude Skala magnitude yang akan digunakan dalam analisis ini adalah moment magnitude karena skala ini tidak memiliki batasan jarak dan besarnya magnitude serta lebih stabil dibandingkan dengan skala lainnya. Dalam konversi magnitud ini dilakukan dua kali konversi yaitu pada saat melakukan pemisahan antara gempa utama dan gempa susulan. Pada tahap pemisahan data gempa ini, data yang dperoleh skala magnitudnya diubah ke skala surface wafe magnitud (Ms) atau body wave magnitude (Mb) karena dalam pemisahan data ini akan digunakan program uhrhammer yang input magnitudenya harus dalam skala Ms atau Mb. Konversi yang kedua yaitu ke skala Mw untuk proses analisis. Pada tugas akhir ini, penulis akan menggunakan korelasi dari firmansjah (1999). Untuk kejadian-kejadian gempa di Indonesia, korelasinya sebagai berikut: Korelasi antara Mb (magnitude gelombang badan) dan Ms (magnitude gelombang permukaan): Ms = 1.33Mb-1.98 Korelasi antara Ms dan Mw (momen magnitude): Mw =1.10Ms 0.64 3.3.2 Analisis Dependency ( Pemisahan Main Shock-After Shock) Data-data yang dperoleh dari katalog-katalog gempa merupakan data yang campur antara gempa utama dan gempa susulan, sehingga untuk mendapatkan data yang independent harus dilakukan pemisahan antara gempa utama dan gempa susulan. Data gempa akan digunakan dalam analisis dalah gempa utama. Pemisahan gemp utama dan gempa susulan ini didasarkan pada dua criteria yaitu criteria waktu dan jarak. Ada beberapa metode yang dapat digunakan dalam melakukan pemisahan gempa utama dan gempa susula, dinataraya yaitu: Uhrhammer (1986), gardner and Knopoff (1974), (Arabasz and Robinson, Wyss, 1979), Firmansyah (1999) dalam tugas akhir ini metode yang akan diguakan adalah Urhhammer. Bab III Metodologi III- 3
Gambar 3. 3 Kriteria Time and Distance Windows Bab III Metodologi III- 4
3.3.3 Kelengkapan Data (catalog Completeness) Data-data yang diperoleh dari katalog-katalog tersebut merupakan data yang tidak lengkap. Hal itu terjadi karena perbedaan sensitifitas alat pencatat gempa yang berubah dari tahun ke tahun. Akibat perubahan ini, biasanya kejadian gempa dengan magnitude yang besar lengkap tercatat, namun untuk kejadian gempa yang bermagnitud kecil tidak begitu lengkap. Jika data-data gempa seperti ini yang akan kita gunakan dalam menentukan parameter-parameter gempa (a-b value; dari Guetenberg-Ritcher), maka nilai b-value yang didapat umumnya overestimated yang mengakibatkan rate dari gempagempa desar akan underestimated. Untuk mengatasi hal tersebut maka di butuhkan kelengkapan data yang adapat diperoleh dengtan menggunakan metode probabilitas. Langkah-langkah yang dilakukan untuk melakukan analisis kelengkapan data gempa adalah sebagai berikut (Stepp,1973) 1. Membagi waktu pengamatan menjadi beberapa interval waktu (T) yang dihitung mundur dari tahun terkahir masa pengamatan. 2. Pada setiap interval waktu, data gempa dibagi lagi berdasarkan rentang magnitude. Dari setiap rentang waktu tersebut dihitung banyaknya kejadian gempa untuk setiap rentang magnitude (N). 3. Menghitung rate kejadian gempa (λ) dengan rumus λ = N/T. rate kejadian gempa yang dihitung merupakan kumulatif dari tahun pertama pengamatan hingga tahun terakhir pengamatan. 4. Menghitung varians setiap rentang magnitude dengan rumus σ = (λ/t) 0.5 5. Membuat grafik hubungan antara interval waktu pengamatan (T) dengan varians(σ) Bab III Metodologi III- 5
Gambar 3. 4 Analisis Kelengkapan Data Gempa Dari hasil analisi kelengkapan data di atas dapat dilihat bahwa: Gempa dengan kekuatan 5 Mw 6 lengkap selama 44 tahun terakhir Gempa dengan kekuatan 6 < Mw 7 lengkap selama 44 tahun terakhir Gempa dengan kekuatan Mw > 7 lengkap selama masa pengamatan dari tahun 2004 3.4 PEMODELAN ZONA SUMBER GEMPA Penelitian tentang pembagian zona sumber gempa untuk wilayah Indonesia sudah pernah dilakukan oleh beberapa peneliti. Model zona sumber gempa wilayah Indonesia diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) macam, yaitu subduksi, transformasi, dan difusi(firmansyah dan Irsyam, 1999). Cara melakukan pemodelan terhadap 3 sumber gempa ini berbeda-beda, yaitu sebagai berikut: Zona Subduksi Zona Subduksi terbagi menjadi 2, yaitu: megahthrust dan benioff. Untuk membedakan kedua zona ini, maka diplot titik-tik kejadian gempa dengan kedalaman dan jarak tertentu dari garis subduksi. Pada titik dengan penurunan kedalaman yang tajam merupakan titik batas antara zona megathrust dan benioff. Bab III Metodologi III- 6
Pada zona megathrust kedalaman gempa pada umumnya dangkal sedangkan pada zona benioff kedalaman gempa pada umumnya lebih dalam. Zona Tranformasi Zona transformasi diperlihatkan dengan terjadinya mekanisme pergerakan lempeng strike slip. Pada zona ini, gempa-gempa yang terjadi tergolong ke dalam gempa kerak dangkal (shallow crustal). Untuk memodelkan zona ini terlebih dahulu dilakukan identifikasi adnya sesar-sesar aktif akibat gerkan lempeng transformasi dengn kejadian gemp yang berkedalaman dangkal. Zona Difusi Cara penentuan zona difusi adalah dengan terlebih dahulu melakukan identifikasi terhadap zona gempa subduksi dan transformasi. 3.5 PENENTUAN PARAMETER GEMPA UNTUK INPUT ESPEKTRA Parameter-parameter gempa yang dibutuhkan adalah yang menjadi input dalam analisis seismic hazard dengan menggunakan program ESPEKTRA. Parameter tersebut meliputi: 1. Parameter zona sumber gempa (parameter gempa) koordinat zona sumber gempa magnitude maksimum magnitude minimum jumlah kejadian gempa (rate of occurance) kedalaman titik gempa nilai b yang didapatkan dari analisis parameter Weichert 2. Parameter fungsi atenuasi Konstanta C1, C2, C3, AAA, BBB, dan RZERO Standar deviasi (error) dari fungsi atenuasi yang digunakan RONE, yaitu radius yang digunakan fungsi atenuasi Jenis fungsi atenuasi 3. Parameter daerah yang ditnjau Koordinat site dalam lintang dan bujur Bab III Metodologi III- 7
3.6 PENENTUAN PERCEPATAN SPEKTRA PADA BATUAN DASAR Perhitungan percepatan spektra pada T = 0; 0.2 dan 1 detik pada batuan dasar dilakukan dengan bantuan program komputer ESPEKTRA. Setelah dilakukan analisis awal terhadap input-input yang dibutuhkan oleh program ini,maka dapat segera dilakukan running program. Output utama yang dihasilkan dari program ini adalah berupa besaran percepatan spektra pada beberapa periode ulang gempa. Pada tugas akhir ini akan mengambil besarnya percepatan spektra dengan periode ulang 500 tahun. Untuk mengetahui besarnya percepatan spektra wilayah Indonesia Bagian Timur, maka di tentukan bahwa koordinat site yang ditinjau adalah setiap 0.5 (setengah) derajat lintang dan 0.5 ( setengah) derajat bujur. Kemudian setelah melihat hasil run program Espektra tersebut kita dapat memasukkan kembali hasil run program Espektra ini kedalam Microsoft Excel untuk sebagai bahan input program pembuatan kontur yaitu Surfer 8. Bab III Metodologi III- 8
BAB III METODOLOGI... 3-1 3.1 PENENTUAN LOKASI STUDI...3-1 3.2 PENGUMPULAN DATA GEMPA...3-2 3.3 PENGOLAHAN DATA GEMPA...3-3 3.3.1 Konversi Skala Magnitude...3-3 3.3.2 Analisis Dependency ( Pemisahan Main Shock-After Shock)...3-3 3.3.3 Kelengkapan Data (catalog Completeness)...3-5 3.4 PEMODELAN ZONA SUMBER GEMPA...3-6 3.5 PENENTUAN PARAMETER GEMPA UNTUK INPUT ESPEKTRA... 3-7 3.6 PENENTUAN PERCEPATAN SPEKTRA PADA BATUAN DASAR... 3-8 Gambar 3. 1 Metodologi Tugas Akhir...3-1 Gambar 3. 2 Batas Lokasi Studi (Lintang; Bujur)...3-2 Gambar 3. 3 Kriteria Time and Distance Windows...3-4 Gambar 3. 4 Analisis Kelengkapan Data Gempa...3-6 Bab III Metodologi III- 9