HALAMAN PERSETUJUAN TESIS PETA DEAGREGASI HAZARD GEMPA WILAYAH JAWA DAN REKOMENDASI GROUND MOTION DI EMPAT DAERAH ii
HALAMAN PENGESAHAN PETA DEAGREGASI HAZARD GEMPA WILAYAH JAWA DAN REKOMENDASI GROUND MOTION DI EMPAT DAERAH iii
PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa : 1. Karya tulis ini adalah asli dan belum pernah diajukan untuk mendapatkan gelar akademik (magister), baik di Universitas Islam Indonesia maupun di perguruan tinggi lainnya. 2. Karya tulis ini adalah merupakan gagasan, rumusan dan penelitian saya sendiri, tanpa bantuan pihak lain kecuali arahan dosen pembimbing. 3. Dalam karya tulis ini tidak terdapat karya atau pendapat orang lain, kecuali secara tertulis dengan jelas dicantumkan sebagai acuan dalam naskah dengan disebutkan nama pengarang dan dicantumkan dalam daftar pustaka. 4. Program Software komputer yang digunakan dalam penelitian ini sepenuhnya menjadi tanggung jawab saya, bukan tanggung jawab Universitas Islam Indonesia. 5. Pernyataan ini saya buat dengan sesungguhnya dan apabila di kemudian hari terdapat penyimpangan dan ketidakbenaran dalam pernyataan ini, maka saya bersedia menerima sanksi akademik dengan pencabutan gelar yang sudah diperoleh, serta sanksi lainnya sesuai dengan norma yang berlaku di perguruan tinggi. iv
Terkadang hidup memang berat, membuat kita hampir menyerah tapi aku percaya Kaulah pelindungku, penciptaku, dan hidupku sabarkan hatiku, kuatkan imanku, berkahi aku dan keluargaku dengan rahmatmu Tuhan, kaulah cintaku (-Ost Sang Pencerah-) Dipersembahkan kepada Keluarga tercinta v
KATA PENGANTAR Syukur alhamdulillah penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas segala limpahan rahmat, hidayah dan karunia yang tak terhingga sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis ini dengan baik. Selama penulisan tesis ini, penulis mendapat banyak bantuan, bimbingan, semangat dan doa dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang setulustulusnya kepada: 1. Keluarga tercinta yang selalu memberikan doa dan semangat pada penulis hingga akhirnya tesis ini dapat terselesaikan. 2. Bapak Dr. Lalu Makrup, MT dan Bapak Ir. Harsoyo, M.Sc, Ph.D selaku dosen pembimbing. Terimakasih banyak atas semua bimbingan, waktu, masukan, nasehat, saran dan pengajaran yang diberikan pada penulis selama melakukan penelitian ini. 3. Bapak Prof. Ir. Widodo, MSCE, Ph.D selaku dosen penguji. Terima kasih atas semangat, bimbingan dan saran yang telah diberikan pada penulis selama menempuh pendidikan. 4. Bapak Masturyono, M.Sc, Ph.D selaku penguji tamu. Terima kasih atas masukan, diskusi dan saran yang telah diberikan pada penulis. 5. Kepala Biro Perencanaan dan Kerjasama Luar Negeri (BPKLN) Kementrian Pendidikan dan kebudayaan (Kemdikbud) atas Beasiswa Unggulan tahun 2011-2013 yang telah diberikan. 6. Kepala Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) dan Kepala Biro Umum BMKG. Terima kasih banyak penulis ucapkan atas semua kesempatan dan izin tugas belajar yang diberikan. vi
7. Kepala Pusat Penelitian dan Pengembangan (Puslitbang) BMKG. Terima kasih banyak atas semua kesempatan, saran dan perizinan yang diberikan pada penulis selama menjalankan tugas belajar. 8. Seluruh staf pengajar di Magister Teknik Sipil UII. Terimakasih atas segala dedikasi dan ilmu yang diberikan kepada penulis selama menempuh pendidikan. 9. Bapak Dr. I Putu Pudja, MM dan Bapak Drs. Hendri Subakti, M.Si. Terima kasih banyak atas semua bantuan, saran dan nasehat yang diberikan pada penulis sebelum dan selama menjalankan tugas belajar. 10. Seluruh staf pengelola Magister Teknik Sipil UII, Bapak Nur Iman Basori, Pak Havid, Mbak Fenska, Pak Gandung, Pak Ponijan. Terimakasih atas segala bantuan yang diberikan selama penulis menempuh pendidikan. 11. Bapak Kepala Bidang Litbang Geofisika. Terimakasih atas segala arahan dan semangat yang diberikan. 12. Rekan-rekan Magister Teknik Sipil UII khususnya seluruh rekan-rekan MRK-IV tanpa terkecuali, terima kasih atas kebersamaan, semangat, doa dan perjuangan yang kita lalui bersama. 13. Rekan-rekan Puslitbang BMKG, khususnya rekan-rekan bidang Geofisika. Terimakasih atas segala bantuan yang diberikan. 14. Untuk semua yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam tesis ini. Oleh karena itu, kritik dan saran dari semua pihak yang sifatnya membangun sangat penulis harapkan. Semoga karya ini dapat memberikan manfaat dan dapat memberikan sumbangan bagi kemajuan ilmu pengetahuan pada umumnya. Yogyakarta, 27 Desember 2013 Penulis vii
DAFTAR ISI Halaman Judul... i Halaman Persetujuan... ii Halaman Pengesahan... iii Halaman Pernyataan... v Kata Pengantar... vi Daftar Isi... viii Daftar Tabel... xv Daftar Gambar... xviii Daftar Lampiran... x1 Intisari... xli BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah... 1 1.2 Rumusan Masalah... 6 1.3 Tujuan Penelitian... 6 1.4 Batasan Penelitian... 6 1.5 Manfaat Penelitian... 7 1.5.1 Manfaat Untuk Pemerintan dan Masyarakat... 7 1.5.2 Manfaat Untuk Perkembangan Ilmu Pengetahuan... 8 1.6 Ruang Lingkup... 8 1.6.1 Ruang Lingkup Wilayah... 7 1.6.2 Ruang Lingkup Penelitian... 8 1.7 Definisi Operasional... 10 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Penelitian Terdahulu Tentang Deagregasi Hazard Gempa..12 2.1.1 Hasil Penelitian Terdahulu Yang Memuat Wilayah Jawa.. 12 2.1.2 Hasil Penelitian Serupa Di Wilayah lain... 26 viii
2.2 Keaslian Penelitian.. 30 BAB III DASAR TEORI 3.1 Analisis Hazard Gempa dan Respon Dinamika Tanah... 33 3.2 Teori Lempeng Tektonik... 33 3.3 Teori Elastic Rebound... 34 3.4 Gambaran Umum Kondisi Tektonik Indonesia... 35 3.5 Kondisi Seismotektonik Wilayah Jawa dan Sekitarnya... 36 3.5.1 Zona Subdusi Busur Sunda Bagian Barat... 37 3.5.2 Zona Subdusi Jawa-Sumba... 38 3.5.3 Sesar On-Land di Sekitar Wilayah Jawa... 39 3.6 Gempa... 43 3.7 Gelombang Seismik... 46 3.7.1 Gelombang Badan (Body Wave)... 46 3.7.2 Gelombang Permukaan (Surface Wave)... 47 3.8 Magnitude Gempa... 48 3.9 Intensitas Gempa... 49 3.10 Identifikasi Sumber Gempa... 51 3.11 Pemodelan Zona Sumber Gempa... 53 3.11.1 Sumber Gempa Subduksi... 54 3.11.2 Sumber Gempa Patahan (Shallow Crustal)... 54 3.11.3 Sumber Gempa Background... 54 3.12 Karakterisasi Sumber Gempa... 55 3.12.1 Magnitude Maksimum... 56 3.12.2 Slip Rate... 56 3.13 Fungsi Atenuasi... 56 3.13.1 Fungsi Atenuasi Atkinson-Boore (2003)... 58 3.13.2 Fungsi Atenuasi Youngs et al (1997)... 60 3.13.3 Fungsi Atenuasi Boore-Atkinson (2006) NGA... 62 3.13.4 Fungsi Atenuasi Sadigh (1997)... 64 ix
3.14 Pengelolaan Ketidakpastian... 66 3.15 Analisis Resiko Gempa... 69 3.16 Analisis Hazard Gempa... 71 3.16.1 Metode Deterministik (DSHA)... 71 3.16.2 Probabilistic Seismic Hazard Analysis... 73 3.17 Distribusi Probabilitas Magnitude... 77 3.17.1 Model Gutenberg - Richter... 78 3.17.2 Characteristic Recurrence Law... 83 3.17.3 Penentuan Parameter a Berdasarkan Slip Rate... 84 3.17.4 Magnitude Completeness... 85 3.18 Distribusi Probabilitas Jarak... 85 3.18.1 Sumber Titik (Point Sources)... 86 3.18.2 Sumber Satu Dimensi (Line Sources)... 87 3.18.3 Sumber Dua Dimensi (Area Sources)... 91 3.18.4 Sumber Tiga Dimensi (3D)... 92 3.19 Distribusi Probabilitas Parameter Seismik Terlampaui... 93 3.19.1 Distribusi Log-Normal... 93 3.19.2 Distribusi Normal Standar... 94 3.19.3 Probabilitas Parameter Seismik Terlampaui... 95 3.20 Menentukan Gerakan Tanah Desain... 96 3.20.1 Menurunkan Kurva Seismic Hazard... 96 3.20.2 Aplikasi Model Poisson... 97 3.20.3 Percepatan Tanah Puncak... 99 3.20.4 Spektra Hazard Seragam (Uniform Hazard Spectrum)... 100 3.21 Deagregasi Hazard Kegempaan... 102 3.22 Respon Spektra Target... 106 3.23 Ground Motion Gempa Sintetik... 106 3.24 Respon Dinamika Tanah... 108 x
3.25 Parameter Dinamik Tanah... 110 3.26 Perambatan Gelombang 1 Dimensi... 112 3.27 Respon Spektra... 115 BAB IV DATA DAN METODOLOGI PENELITIAN 4.1 Data dan Pengolahan... 116 4.1.1 Konversi Skala Magnitude Gempa... 116 4.1.2 Pemisahan Gempa Utama dan Gempa Ikutan... 117 4.1.3 Analisis Kelengkapan Data Gempa Mc (Magnitude Completeness)... 118 4.2 Instrumen Penelitian... 119 4.3 Identifikasi dan Pemodelan Sumber Gempa... 119 4.4 Karakterisasi Sumber Gempa... 119 4.4.1 Gutenberg-Richter Recurrence Law (Annual Rate dan b- value)... 120 4.4.2 Magnitude Maksimum dan Slip Rate... 120 4.5 Penentuan Fungsi Atenuasi... 121 4.6 Logic Tree... 121 4.7 Analisis Hazard Gempa... 122 4.8 Deagregasi Hazard Gempa... 122 4.9 Pembuatan Ground Motion Sintetik... 122 4.10 Analisis Respon Dinamika Tanah... 123 4.11 Diagram Alir Penelitian... 123 BAB V HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1 Data Gempa... 125 5.1.1 Konversi Skala Magnitude Gempa... 125 5.1.2 Pemisahan Gempa Utama dan Gempa Ikutan... 126 5.1.3 Kelengkapan Data Gempa (Magnitude Completeness)... 126 5.2 Identifikasi dan Pemodelan Sumber Gempa... 127 xi
5.3 Karakterisasi Sumber Gempa... 134 5.3.1 Parameter Nilai-a dan Nilai-b... 134 5.3.2 Magnitude Maksimum dan Slip Rate... 137 5.4 Fungsi Atenuasi... 138 5.5 Logic Tree... 138 5.6 Hasil Analisis Hazard Gempa (PSHA)... 140 5.6.1 Perbandingan Dengan SNI 03-1726-2002... 142 5.6.2 Perbandingan Dengan SNI 1726:2012... 145 5.7 Deagregasi Hazard Gempa... 147 5.7.1 Peta Deagregasi Untuk Probabilitas Terlampaui 2% Dalam 50 Tahun... 148 5.7.2 Deagregasi Hazard Gempa Daerah Serang... 157 5.7.3 Deagregasi Hazard Gempa Daerah Cilacap... 157 5.7.4 Deagregasi Hazard Gempa Daerah Yogyakarta... 158 5.7.5 Deagregasi Hazard Gempa Daerah Semarang... 159 5.8 Respon Spektra Target Hasil Dari Analisis... 160 5.8.1 Respon Spektra Target Daerah Serang... 160 5.8.2 Respon Spektra Target Daerah Cilacap... 160 5.8.3 Respon Spektra Target Daerah Yogyakarta... 161 5.8.4 Respon Spektra Target Daerah Semarang... 162 5.9 Analisis Spectral Matching... 162 5.9.1 Analisis Spectral Matching Daerah Serang... 164 5.9.2 Analisis Spectral Matching Daerah Cilacap... 166 5.9.3 Analisis Spectral Matching Daerah Yogyakarta... 167 5.9.4 Analisis Spectral Matching Daerah Semarang... 169 5.10 Ground Motion Desain di Batuan Dasar... 170 5.10.1 Ground Motion di Batuan Dasar Untuk Daerah Serang... 171 5.10.2 Ground Motion di Batuan Dasar Untuk Daerah Cilacap. 174 5.10.3 Ground Motion di Batuan Dasar Untuk Daerah Yogyakarta... 177 xii
5.10.4 Ground Motion di Batuan Dasar Untuk Daerah Semarang... 180 5.11 Respon Dinamika Tanah... 183 5.11.1 Parameter Dinamik Tanah Daerah Serang... 183 5.11.2 Ground Motion dan Respon Spektra Di Permukaan Daerah Serang... 184 5.11.3 Parameter Dinamik Tanah Daerah Cilacap... 194 5.11.4 Ground Motion dan Respon Spektra Di Permukaan Daerah Cilacap... 195 5.11.5 Parameter Dinamik Tanah Daerah Yogyakarta... 204 5.11.6 Ground Motion dan Respon Spektra Di Permukaan Daerah Yogyakarta... 205 5.11.7 Parameter Dinamik Tanah Daerah Semarang... 214 5.11.8 Ground Motion dan Respon Spektra Di Permukaan Daerah Semarang... 215 5.12 Verifikasi Hasil Penentuan Ground Motion Dengan Rekaman Gempa... 224 5.13 Faktor Amplifikasi... 226 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan... 228 6.2 Saran... 230 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xiii
DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Rangkuman penelitian sebelumnya tentang deagregasi hazard gempa dan penentuan ground motion di batuan dasar... 31 Tabel 3.1 Deskripsi Skala MMI (www.bmkg.go.id)... 50 Tabel 3.2 Koefisien-Koefisien Persamaan Atenuasi Atkinson-Boore (2003) 59 Tabel 3.3 Koefisien yang digunakan dalam fungsi atenuasi Youngs (1997) untuk menentukan pseudo acceleration response spectra dengan 5% damping untuk rock site... 61 Tabel 3.4 Tabel koefisien persamaan atenuasi Boore-Atkinson (2006) NGA... 63 Tabel 3.5 Koefisien yang digunakan dalam fungsi atenuasi Sadigh (1997) M 6.5... 65 Tabel 3.6 Koefisien yang digunakan dalam fungsi atenuasi Sadigh (1997) M 6.5... 66 Tabel 3.7 Hubungan parameter-parameter resiko gempa... 70 Tabel 3.8 Penentuan tb dan tc... 108 Tabel 3.9 Korelasi antara Gmax dengan qc (Barros, 1991; Irsyam, 2000)... 110 Tabel 3.10 Korelasi antara Gmax dan V S dengan SPT (Barros, 1991 dalam Irsyam, 2000)... 111 Tabel 3.11 Korelasi antara V S dengan qc (Barros, 1991; Irsyam, 2000)... 111 Tabel 4.1 Korelasi konversi antara beberapa skala magnitude untuk wilayah Indonesia (Asrurifak 2010)... 117 Tabel 4.2 Koordinat empat daerah penelitian... 122 xiv
Tabel 5.1 Interval completeness dari data gempa... 127 Tabel 5.2 Pemodelan sumber gempa untuk wilayah Jawa dan sekitarnya... 128 Tabel 5.3 Sudut penunjaman zona subduksi Jawa dan sekitarnya... 134 Tabel 5.4 Karakterisasi sumber gempa subduksi... 137 Tabel 5.5 Karakterisasi sumber gempa shallow crustal (Asrurifak, 2010; Firmansyah dan Irsyam, 1999; Kertapati, 1999).... 138 Tabel 5.6 Perbandingan hasil analisis hazard gempa untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun dengan SNI 1726:2012... 148 Tabel 5.7 Koordinat empat daerah penelitian..... 150 Tabel 5.8 Tabel 5.9 Rangkuman hasil deagregasi hazard gempa empat daerah penelitian.... 159 Rangkuman karakteristik data ground motion yang digunakan dalam analisis spectral matching pada T=0.2 detik... 163 Tabel 5.10 Rangkuman karakteristik data ground motion yang digunakan dalam analisis spectral matching pada T=1 detik.... 164 Tabel 5.11 Data pengujian tanah yang dipergunakan untuk analisis respon dinamika tanah.... 183 Tabel 5.12 Perhitungan nilai kecepatan gelombang geser (V S ) di daerah Serang.... 184 Tabel 5.13 Perhitungan nilai kecepatan gelombang geser (V S ) di daerah Cilacap.... 194 Tabel 5.14 Perhitungan nilai kecepatan gelombang geser (V S ) di daerah Yogyakarta.... 204 xv
Tabel 5.15 Perhitungan nilai kecepatan gelombang geser (V S ) di daerah Semarang.... 214 Tabel 5.16 Faktor konversi dan perkiraan nilai PGA gempa Yogyakarta, 2006 di stasiun YOGI.... 224 Tabel 5.17 Faktor amplifikasi empat daerah penelitian... 227 xvi
DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1 Kejadian gempa dengan magnitude > 6 di sekitar wilayah Jawa tahun 1987-2012... 2 Gambar 2.1 Peta deagregasi magnitude (M) pada PGA dengan 2% probabilitas terlampaui dalam 50 tahun (periode ulang gempa 2.475 tahun) dari hasil analisis deagregasi... 13 Gambar 2.2 Peta deagregasi jarak sumber gempa (R) pada PGA dengan 2% probabilitas terlampaui dalam 50 tahun (periode ulang gempa 2.475 tahun) dari hasil analisis deagregasi... 14 Gambar 2.3 Peta mean magnitude gempa (Mw) pada PGA untuk probabilitas 2% dalam 50 tahun... 15 Gambar 2.4 Peta mean magnitude gempa (Mw) pada PGA untuk probabilitas 10% dalam 50 tahun... 16 Gambar 2.5 Peta mean distance pada PGA untuk probabilitas 2% dalam 50 tahun... 16 Gambar 2.6 Peta mean distance pada PGA untuk probabilitas 10% dalam 50 tahun... 17 Gambar 2.7 Rekaman modifikasi sumber gempa benioff... 18 Gambar 2.8 Rekaman modifikasi sumber gempa megathrust... 18 Gambar 2.9 Rekaman modifikasi sumber gempa shallow crustal... 19 Gambar 2.10 Peta deagregasi magnitude gempa (M) pada PGA dengan 10% probabilitas terlampaui dalam 50 tahun atau setara dengan periode ulang gempa 475 tahun... 20 xvii
Gambar 2.11 Peta deagregasi magnitude gempa (M) pada PGA dengan 10% probabilitas terlampaui dalam 50 tahun atau setara dengan periode ulang gempa 475 tahun... 20 Gambar 2.12 Hasil deagregasi untuk nilai spektra percepatan T=0,2 detik... 21 Gambar 2.13 Hasil deagregasi untuk nilai spektra percepatan T=1 detik... 22 Gambar 2.14 Time histories zona sumber gempa megathrust T=0,2 detik... 22 Gambar 2.15 Time histories zona sumber gempa megathrust untuk T=1 detik 22 Gambar 2.16 Time histories zona sumber gempa shallow crustal untuk T=0,2 detik... 23 Gambar 2.17 Time histories zona sumber gempa shallow crustal untuk T=1 detik... 23 Gambar 2.18 Deagregasi M dan R untuk Kota Banten pada T=0,2 detik... 24 Gambar 2.19 Deagregasi M dan R DKI Jakarta pada T=0,2 detik... 24 Gambar 2.20 Deagregasi M dan R Kota Banten untuk T= 1 detik... 25 Gambar 2.21 Deagregasi M dan R DKI Jakarta untuk T=1 detik... 25 Gambar 2.22 Alternatif riwayat waktu sintetis di lapisan batuan dasar Kota Banten untuk periode ulang 475 tahun... 25 Gambar 2.23 Alternatif riwayat waktu sintetis di lapisan batuan dasar DKI Jakarta untuk periode ulang 475 tahun... 26 Gambar 2.24 Peta deagregasi hazard gempa Sumatera Barat pada periode spektral 0,2 detik sumber gempa zona megathrust untuk periode ulang gempa 475 tahun... 27 xviii
Gambar 2.25 Peta deagregasi hazard gempa Sumatera Barat pada periode spektral 0,2 detik untuk sumber gempa zona benioff untuk periode ulang gempa 475 tahun... 27 Gambar 2.26 Peta deagregasi hazard gempa Sumatera Barat pada periode spektral 0,2 detik untuk sumber gempa shallow crustal pada periode ulang gempa 475 tahun... 28 Gambar 2.27 Deagregasi Mw dan R Kota Padang untuk sumber gempa subduksi pada periode ulang 500 tahun pada T=0,2 detik... 29 Gambar 2.28 Deagregasi Mw dan R Kota Padang untuk sumber gempa subduksi pada periode ulang 500 tahun pada T=1 detik... 29 Gambar 2.29 Riwayat waktu percepatan gempa sintetik di lapisan batuan dasar kota Padang untuk mekanisme sumber gempa Subduksi dengan periode ulang desain gempa 500 tahun... 30 Gambar 3.1 Arah dan kecepatan gerakan lempeng tektonik... 34 Gambar 3.2 Teori elastic rebound... 35 Gambar 3.3 Model plate tektonik Indonesia... 36 Gambar 3.4 Peta seismotektonik Jawa - Bali... 37 Gambar 3.5 Zona subduksi busur sunda bagian barat... 38 Gambar 3.6 Zona subduksi busur Jawa-Sumba... 39 Gambar 3.7 Patahan di pulau Jawa... 39 Gambar 3.8 Sesar Cimandiri... 40 Gambar 3.9 Zona sesar Lembang... 41 Gambar 3.10 Zona sesar Baribis... 42 xix
Gambar 3.11 (a) Sesar Opak dalam peta geologi lembar Yogyakarta, (b) Detail sesar Opak dengan epicenter gempa 27 Mei 2006... 43 Gambar 3.12 Gelombang seismik berupa gelombang badan... 47 Gambar 3.13 Gelombang seismik berupa gelombang permukaan... 48 Gambar 3.14 Sketsa batas lempeng tektonik... 51 Gambar 3.15 Model zona subduksi, terdiri dari zona megathrust & benioff... 54 Gambar 3.16 Distribusi magnitude untuk berbagai sumber gempa... 55 Gambar 3.17 Atenuasi Atkinson-Boore (2003) dalam kurva... 60 Gambar 3.18 Atenuasi Young et al (1997) dalam kurva... 62 Gambar 3.19 Atenuasi Boore-Atkinson (2006) dalam kurva... 64 Gambar 3.20 Atenuasi Sadigh (1997) dalam kurva... 66 Gambar 3.21 Contoh logic tree dalam analisis hazard gempa... 69 Gambar 3.22 Tahapan analisis hazard gempa dengan metode DSHA... 73 Gambar 3.23 Contoh-contoh sumber gempa... 74 Gambar 3.24 Ploting jumlah kejadian kumulatif dan magnitude gempa... 74 Gambar 3.25 Fungsi kerapatan distribusi magnitude... 75 Gambar 3.26 Probilitas jarak... 75 Gambar 3.27 Hubungan atenuasi dengan PGA... 76 Gambar 3.28 Kurva seismik hazard... 77 Gambar 3.29 Bentuk dan tipikal dari garis Gutenberg-Richter... 79 Gambar 3.30 Tipikal fungsi distribusi kumulatif... 82 xx
Gambar 3.31 Tipikal fungsi kerapatan distribusi... 83 Gambar 3.32 Recurrence law berdasarkan data seismik (Gutenberg-Richter law) dan data geologi (characteristic law)... 84 Gambar 3.33 Sumber gempa titik... 86 Gambar 3.34 Probabilitas sumber gempa titik... 86 Gambar 3.35 Konfigurasi site dan sumber gempa 1 dimensi... 87 Gambar 3.36 Probabilitas F X (x) persamaan 3.34... 88 Gambar 3.37 Bentuk konfigurasi antara site dan sumber gempa... 89 Gambar 3.38 Probabilitas F R (r) Persamaan 3.39... 90 Gambar 3.39 Model sumber gempa dua dimensi... 91 Gambar 3.40 Fault yang direspresentasikan dengan geometri tiga dimensi... 92 Gambar 3.41 Konsep definisi jarak fault rupture... 93 Gambar 3.42 Probabiitas y melampaui a pada M dan R tertentu... 95 Gambar 3.43 Aplikasi model Poisson dalam penentuan PGA... 100 Gambar 3.44 Aplikasi model Poisson dalam penentuan spektra hazard seragam... 101 Gambar 3.45 Contoh ilustrasi hasil deagregasi hazard gempa... 105 Gambar 3.46 Envelope of time histories, Kuda 1996... 108 Gambar 3.47 Pengaruh jenis tanah terhadap perubahan kecepatan... 109 Gambar 3.48 Pengaruh jenis tanah terhadap bentuk respon spektra... 109 Gambar 3.49 Perbandingan korelasi empiris untuk Gmax... 111 Gambar 3.50 Perbandingan korelasi empiris untuk Vs... 112 xxi
Gambar 3.51 Pemodelan perambatan gelombang 1D... 113 Gambar 4.1 Kriteria rentang waktu untuk analisis pemisahan gempa utama. 118 Gambar 4.2 Kriteria rentang jarak untuk analisis pemisahan gempa utama... 118 Gambar 4.3 Diagram alir penelitian... 124 Gambar 5.1 Data gempa dari katalog BMKG dan NEIC-USGS tahun 1963-2013 dengan magnitude Mw 5 dan kedalaman 300 km... 125 Gambar 5.2 Data gempa utama setelah dipisahkan dari gempa ikutan (foreshock dan aftershock) mengacu pada metode empiris Gardner dan Knopoff (1974)... 126 Gambar 5.3 Analisis kelengkapan data gempa berdasarkan usulan Stepp (1973)... 127 Gambar 5.4 Identifikasi dan pemodelan sumber gempa... 128 Gambar 5.5 Potongan melintang untuk menentukan sudut penunjaman di zona subduksi Jawa dan sekitarnya... 129 Gambar 5.6 Potongan melintang distribusi hiposenter zona subduksi di area 1... 129 Gambar 5.7 Potongan melintang distribusi hiposenter zona subduksi di area 2... 130 Gambar 5.8 Potongan melintang distribusi hiposenter zona subduksi di area 3... 130 Gambar 5.9 Potongan melintang distribusi hiposenter zona subduksi di area 4... 131 Gambar 5.10 Potongan melintang distribusi hiposenter zona subduksi di area 5... 131 xxii
Gambar 5.11 Potongan melintang distribusi hiposenter zona subduksi di area 6... 132 Gambar 5.12 Potongan melintang distribusi hiposenter zona subduksi di area 7... 132 Gambar 5.13 Potongan melintang distribusi hiposenter zona subduksi di area 8... 133 Gambar 5.14 Potongan melintang distribusi hiposenter zona subduksi di area 9... 133 Gambar 5.15 Penentuan nilai-a dan nilai-b untuk zona subduksi S. Sumatera. 135 Gambar 5.16 Penentuan nilai-a dan nilai-b untuk zona subduksi Jawa 1... 135 Gambar 5.17 Penentuan nilai-a dan nilai-b untuk zona subduksi Jawa 2... 136 Gambar 5.18 Penentuan nilai-a dan nilai-b untuk zona subduksi Jawa 3... 136 Gambar 5.19 Penentuan nilai-a dan nilai-b untuk zona subduksi Sumba... 136 Gambar 5.20 Logic tree untuk sumber gempa subduksi... 139 Gambar 5.21 Logic tree untuk sumber gempa shallow crustal... 140 Gambar 5.22 Peta percepatan gempa maksimum di batuan dasar untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun... 143 Gambar 5.23 Peta respon spektra percepatan 0.2 detik di batuan dasar untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun... 144 Gambar 5.24 Peta respon spektra percepatan 1 detik di batuan dasar untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun... 145 Gambar 5.25 Peta percepatan puncak di batuan dasar untuk periode ulang gempa 500 tahun (SNI 03-1726-2002)... 146 xxiii
Gambar 5.26 Peta PGA (percepatan puncak di batuan dasar untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun dalam SNI 1726:2012).... 146 Gambar 5.27 Peta S S (spektrum respons percepatan periode 0.2 detik di batuan dasar untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun dalam SNI 1726:2012).... 147 Gambar 5.28 Peta S 1 (spektrum respons percepatan periode 1 detik di batuan dasar untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun dalam SNI 1726:2012).... 147 Gambar 5.29 Lokasi dan koordinat empat daerah penelitian.... 149 Gambar 5.30 Peta deagregasi magnitude (M) pada periode spektra = 0 detik untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun.... 151 Gambar 5.31 Peta deagregasi magnitude (M) pada periode spektra = 0.2 detik untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun.... 152 Gambar 5.32 Peta deagregasi magnitude (M) pada periode spektra = 1 detik untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun.... 153 Gambar 5.33 Peta deagregasi jarak (R) pada periode spektra = 0 detik untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun.... 154 Gambar 5.34 Peta deagregasi jarak (R) pada periode spektra = 0.2 detik untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun.... 155 Gambar 5.35 Peta deagregasi jarak (R) pada periode spektra = 1 detik untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun.... 156 Gambar 5.36 Hasil deagregasi hazard gempa daerah Serang (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 157 Gambar 5.37 Hasil deagregasi hazard gempa daerah Cilacap, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 158 xxiv
Gambar 5.38 Hasil deagregasi hazard gempa daerah Yogyakarta, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 158 Gambar 5.39 Hasil deagregasi hazard gempa daerah Semarang untuk probabilitas 2% terlampaui dalam 50 tahun, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 159 Gambar 5.40 Respon spektra target yang diskalakan untuk Serang, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 160 Gambar 5.41 Respon spektra target yang diskalakan untuk Cilacap, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 161 Gambar 5.42 Respon spektra target yang diskalakan untuk Yogyakarta, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 161 Gambar 5.43 Respon spektra target yang diskalakan untuk Semarang, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 162 Gambar 5.44 Hasil analisis spectral matching daerah Serang untuk mekanisme sumber gempa megathrust, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 164 Gambar 5.45 Hasil analisis spectral matching daerah Serang untuk mekanisme sumber gempa benioff, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 165 Gambar 5.46 Hasil analisis spectral matching daerah Serang untuk mekanisme sumber gempa shallow crustal, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 165 Gambar 5.47 Hasil analisis spectral matching daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 166 xxv
Gambar 5.48 Hasil analisis spectral matching daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 166 Gambar 5.49 Hasil analisis spectral matching daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 167 Gambar 5.50 Hasil analisis spectral matching daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa megathrust, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 167 Gambar 5.51 Hasil analisis spectral matching daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa benioff, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 168 Gambar 5.52 Hasil analisis spectral matching daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 168 Gambar 5.53 Hasil analisis spectral matching daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 169 Gambar 5.54 Hasil analisis spectral matching daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 169 Gambar 5.55 Hasil analisis spectral matching daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal, (a) pada T=0.2 detik dan (b) pada T=1 detik.... 170 Gambar 5.56 Ground motion initial daerah Serang untuk mekanisme gempa megathrust dari rekaman gempa Kocaeli Turkey, 1999.... 171 xxvi
Gambar 5.57 Ground motion di batuan dasar daerah Serang untuk mekanisme gempa megathrust dan T=0.2 detik.... 171 Gambar 5.58 Ground motion di batuan dasar daerah Serang untuk mekanisme gempa megathrust dan T=1 detik.... 171 Gambar 5.59 Ground motion initial daerah Serang untuk mekanisme gempa benioff dari rekaman gempa Kocaeli Turkey, 1999... 172 Gambar 5.60 Ground motion di batuan dasar daerah Serang untuk mekanisme gempa benioff dan T=0.2 detik.... 172 Gambar 5.61 Ground motion di batuan dasar daerah Serang untuk mekanisme gempa benioff dan T=1 detik.... 172 Gambar 5.62 Ground motion initial daerah Serang untuk mekanisme gempa shallow crustal dari rekaman gempa Landers, 1992.... 173 Gambar 5.63 Ground motion di batuan dasar daerah Serang untuk mekanisme gempa shallow crustal dan T=0.2 detik.... 173 Gambar 5.64 Ground motion di batuan dasar daerah Serang untuk mekanisme gempa shallow crustal dan T=1 detik.... 173 Gambar 5.65 Ground motion initial daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust dari rekaman gempa Kern County, 1952.... 174 Gambar 5.66 Ground motion di batuan dasar daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust dan T=0.2 detik.... 174 Gambar 5.67 Ground motion di batuan dasar daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust dan T=1 detik.... 174 Gambar 5.68 Ground motion initial daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff dari rekaman gempa Kern County 1952... 175 xxvii
Gambar 5.69 Ground motion di batuan dasar daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff dan T=0.2 detik.... 175 Gambar 5.70 Ground motion di batuan dasar daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff dan T=1 detik.... 175 Gambar 5.71 Ground motion initial daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal dari rekaman gempa Kobe, 1995.... 176 Gambar 5.72 Ground motion di batuan dasar daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal dan T=0.2 detik.... 176 Gambar 5.73 Ground motion di batuan dasar daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal dan T=1 detik.... 176 Gambar 5.74 Ground motion initial daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa megathrust dari rekaman gempa Kern County, 1952.... 177 Gambar 5.75 Ground motion di batuan dasar daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa megathrust dan T=0.2 detik.... 177 Gambar 5.76 Ground motion di batuan dasar daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa megathrust dan T=1 detik.... 177 Gambar 5.77 Ground motion initial daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa benioff dari rekaman gempa Kern County, 1952.... 178 Gambar 5.78 Ground motion di batuan dasar daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa benioff dan T=0.2 detik.... 178 Gambar 5.79 Ground motion di batuan dasar daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa benioff dan T=1 detik.... 178 Gambar 5.80 Ground motion initial daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal dari rekaman gempa Imperial Valley, 1979... 179 xxviii
Gambar 5.81 Ground motion di batuan dasar daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal dan T=0.2 detik.... 179 Gambar 5.82 Ground motion di batuan dasar daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal dan T=1 detik.... 179 Gambar 5.83 Ground motion initial daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust dari rekaman gempa Kocaeli Turkey, 1999.. 180 Gambar 5.84 Ground motion di batuan dasar daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust dan T=0.2 detik.... 180 Gambar 5.85 Ground motion di batuan dasar daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust dan T=1 detik.... 180 Gambar 5.86 Ground motion initial daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff dari rekaman gempa Kocaeli Turkey, 1999.... 181 Gambar 5.87 Ground motion di batuan dasar daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff dan T=0.2 detik.... 181 Gambar 5.88 Ground motion di batuan dasar daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff dan T=1 detik.... 181 Gambar 5.89 Ground motion initial daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal dari rekaman gempa Imperial Valley, 1979... 182 Gambar 5.90 Ground motion di batuan dasar daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal dan T=0.2 detik.... 182 Gambar 5.91 Ground motion di batuan dasar daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal dan T=1 detik.... 182 Gambar 5.92 Korelasi Gmax dan V S terhadap kedalaman untuk daerah Serang... 184 xxix
Gambar 5.93 Ground motion design daerah Serang untuk mekanisme gempa megathrust.... 185 Gambar 5.94 Ground motion penskalaan daerah Serang untuk mekanisme gempa megathrust.... 185 Gambar 5.95 Ground motion filtering daerah Serang untuk mekanisme gempa megathrust.... 185 Gambar 5.96 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Serang untuk mekanisme gempa megathrust.... 186 Gambar 5.97 Ground motion di sub layer 15 daerah Serang untuk mekanisme gempa megathrust.... 186 Gambar 5.98 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Serang untuk mekanisme gempa megathrust.... 187 Gambar 5.99 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Serang untuk mekanisme gempa megathrust.... 187 Gambar 5.100 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Serang untuk mekanisme gempa megathrust... 187 Gambar 5.101 Ground motion design daerah Serang untuk mekanisme gempa benioff.... 188 Gambar 5.102 Ground motion penskalaan daerah Serang untuk mekanisme gempa benioff... 188 Gambar 5.103 Ground motion filtering daerah Serang untuk mekanisme gempa benioff... 188 Gambar 5.104 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Serang untuk mekanisme gempa benioff... 189 xxx
Gambar 5.105 Ground motion di sub layer 15 daerah Serang untuk mekanisme gempa benioff... 189 Gambar 5.106 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Serang untuk mekanisme gempa benioff... 190 Gambar 5.107 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Serang untuk mekanisme gempa benioff... 190 Gambar 5.108 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Serang untuk mekanisme gempa benioff... 190 Gambar 5.109 Ground motion design daerah Serang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 191 Gambar 5.110 Ground motion penskalaan daerah Serang untuk mekanisme gempa shallow crusta.... 191 Gambar 5.111 Ground motion filtering daerah Serang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 191 Gambar 5.112 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Serang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 192 Gambar 5.113 Ground motion di sub layer 15 daerah Serang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 192 Gambar 5.114 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Serang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 193 Gambar 5.115 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Serang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 193 Gambar 5.116 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Serang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 193 xxxi
Gambar 5.117 Korelasi G max dan V S terhadap kedalaman untuk daerah Cilacap.... 194 Gambar 5.118 Ground motion design daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust... 195 Gambar 5.119 Ground motion penskalaan daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust... 195 Gambar 5.120 Ground motion filtering daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust... 195 Gambar 5.121 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust... 196 Gambar 5.122 Ground motion di sub layer 20 daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust... 196 Gambar 5.123 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust... 197 Gambar 5.124 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust... 197 Gambar 5.125 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Cilacap untuk mekanisme gempa megathrust... 197 Gambar 5.126 Ground motion design daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff... 198 Gambar 5.127 Ground motion penskalaan daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff... 198 Gambar 5.128 Ground motion filtering daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff.... 198 xxxii
Gambar 5.129 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff.... 199 Gambar 5.130 Ground motion di sub layer 20 daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff.... 199 Gambar 5.131 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff.... 200 Gambar 5.132 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff.... 200 Gambar 5.133 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Cilacap untuk mekanisme gempa benioff.... 200 Gambar 5.134 Ground motion design daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal.... 201 Gambar 5.135 Ground motion penskalaan daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal.... 201 Gambar 5.136 Ground motion filtering daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal.... 201 Gambar 5.137 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal.... 202 Gambar 5.138 Ground motion di sub layer 20 daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal.... 202 Gambar 5.139 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal.... 203 Gambar 5.140 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal.... 203 xxxiii
Gambar 5.141 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Cilacap untuk mekanisme gempa shallow crustal... 203 Gambar 5.142 Korelasi G max dan V S terhadap kedalaman daerah Yogyakarta. 204 Gambar 5.143 Ground motion design daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa megathrust... 205 Gambar 5.144 Ground motion penskalaan daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa megathrust... 205 Gambar 5.145 Ground motion hasil filtering daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa megathrust... 205 Gambar 5.146 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa megathrust... 206 Gambar 5.147 Ground motion di sub layer 23 daerah Yogakarta untuk mekanisme gempa megathrust... 206 Gambar 5.148 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa megathrust... 207 Gambar 5.149 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa megathrust... 207 Gambar 5.150 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa megathrust... 207 Gambar 5.151 Ground motion design daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa benioff... 208 Gambar 5.152 Ground motion penskalaan daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa benioff... 208 Gambar 5.153 Ground motion hasil filtering daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa benioff... 208 xxxiv
Gambar 5.154 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa benioff... 209 Gambar 5.155 Ground motion di sub layer 23 daerah Yogakarta untuk mekanisme gempa benioff... 209 Gambar 5.156 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa benioff... 210 Gambar 5.157 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa benioff... 210 Gambar 5.158 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa benioff... 210 Gambar 5.159 Ground motion design daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal... 211 Gambar 5.160 Ground motion penskalaan daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal... 211 Gambar 5.161 Ground motion hasil filtering daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal... 211 Gambar 5.162 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal... 212 Gambar 5.163 Ground motion di sub layer 23 daerah Yogakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal... 212 Gambar 5.164 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal... 213 Gambar 5.165 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal... 213 xxxv
Gambar 5.166 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal... 213 Gambar 5.167 Korelasi G max dan V S terhadap kedalaman daerah Semarang... 214 Gambar 5.168 Ground motion design daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust... 215 Gambar 5.169 Ground motion penskalaan daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust... 215 Gambar 5.170 Ground motion hasil filtering daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust... 215 Gambar 5.171 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust... 216 Gambar 5.172 Ground motion di sub layer 20 daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust... 216 Gambar 5.173 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust... 217 Gambar 5.174 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust... 217 Gambar 5.175 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Semarang untuk mekanisme gempa megathrust... 217 Gambar 5.176 Ground motion design daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff... 218 Gambar 5.177 Ground motion penskalaan daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff... 218 Gambar 5.178 Ground motion hasil filtering daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff... 218 xxxvi
Gambar 5.179 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff... 219 Gambar 5.180 Ground motion di sub layer 20 daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff... 219 Gambar 5.181 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff... 220 Gambar 5.182 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff... 220 Gambar 5.183 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Semarang untuk mekanisme gempa benioff... 220 Gambar 5.184 Ground motion design daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 221 Gambar 5.185 Ground motion penskalaan daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 221 Gambar 5.186 Ground motion hasil filtering daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 221 Gambar 5.187 Ground motion di sub layer 1 (surface) daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 222 Gambar 5.188 Ground motion di sub layer 20 daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 222 Gambar 5.189 Respon spektra percepatan di permukaan tanah daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 223 Gambar 5.190 Respon spektra kecepatan di permukaan tanah daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 223 xxxvii
Gambar 5.191 Respon spektra perpindahan di permukaan tanah daerah Semarang untuk mekanisme gempa shallow crustal... 223 Gambar 5.192 Hasil penentuan ground motion dipermukaan tanah daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal... 225 Gambar 5.193 Rekaman percepatan gempa Yogyakarta, 2006 pada Stasiun YOGI (Elnashai dkk, 2006)... 225 Gambar 5.194 (a) Hasil penentuan respon spektra permukaan daerah Yogyakarta untuk mekanisme gempa shallow crustal, (b) Elastic acceleration spectra (5% damping) komponen EW, (c) komponen NS dan (d) komponen vertikal (Elnashai, dkk, 2006)... 226 xxxviii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran I Lampiran II Deagregasi Hazard Gempa Untuk Probabilitas Terlampaui 2% Dalam 50 Tahun Pada PGA... L- 1 Deagregasi Hazard Gempa Untuk Probabilitas Terlampaui 2% Dalam 50 Tahun Pada T=0.2 Detik... L-26 Lampiran III Deagregasi Hazard Gempa Untuk Probabilitas Terlampaui 2% Dalam 50 Tahun Pada T=1 Detik... L-51 xxxix
ABSTRAK Pulau Jawa merupakan salah satu wilayah di Indonesia dengan tingkat kerawanan gempa yang tinggi. Tingginya tingkat kerawanan gempa serta jumlah penduduk yang sangat padat menjadikan Jawa sebagai wilayah dengan tingkat resiko yang tinggi terhadap gempa. Usaha-usaha yang bisa dilakukan untuk mengurangi resiko gempa salah satunya melalui penelitian hazard dan deagregasi hazard gempa serta penentuan ground motion sintetik yang sesuai untuk suatu daerah. Penelitian ini dimaksudkan untuk memperoleh peta deagregasi hazard gempa untuk memperkirakan gempa penentu di wilayah Jawa dengan probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun serta merekomendasikan ground motion sintetik yang sesuai untuk daerah Serang, Cilacap, Yogyakarta dan Semarang. Penelitian ini menjadi sangat diperlukan mengingat studi tentang deagregasi hazard gempa yang ada selama ini masih bersifat global untuk seluruh wilayah Indonesia dan salah satu komponen utama dalam penyusunan peraturan kegempaan adalah tersedianya data ground motion serta respon spektra. Secara umum tahapan penelitian meliputi : 1) studi literatur tentang kondisi tektonik dan geologi untuk identifikasi aktifitas kegempaan di sekitar wilayah Jawa, 2) pengumpulan, identifikasi dan evaluasi data geologi dan kegempaan, kuantifikasi sumber-sumber gempa di sekitar wilayah Jawa sehingga parameternya dapat dipergunakan dalam pemodelan sumber gempa, 3) pengolahan data kegempaan di sekitar wilayah Jawa meliputi konversi skala magnitude, pemisahan gempa utama dari gempa ikutan, analisis kelengkapan data gempa, 4) analisis hazard gempa meliputi pemodelan sumber gempa, pemilihan fungsi atenuasi, pengelolaan unsur ketidakpastian, perhitungan PSHA dengan teori probabilitas total untuk probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun, 5) analisis deagregasi dan kurva deagregasi hazard gempa untuk empat daerah penelitian (Serang, Cilacap, Yogyakarta dan Semarang), 6) analisis spectral matching dan pemilihan ground motion yang mendekati karakteristik hasil deagregasi untuk empat daerah penelitian, serta 7) analisis respon dinamika tanah. Hasil penelitian berupa peta PGA dan respon spektra percepatan untuk periode pendek (0.2 detik) dan periode panjang (1 detik) dengan probabilitas terlampaui 2% dalam 50 tahun (periode ulang gempa 2.475 tahun), peta deagregasi hazard gempa wilayah Jawa, rekomendasi ground motion sintetik di daerah Serang, Cilacap, Yogyakarta dan Semarang untuk merepresentasikan ground motion di batuan dasar akibat sumber gempa subduksi dan sumber gempa shallow crustal, ground motion, respon spektra di permukaan tanah dan faktor amplifikasi untuk daerah Serang, Cilacap, Yogyakarta dan Semarang, Kata Kunci: analisis hazard gempa, teori probabilitas total, deagregasi hazard gempa, ground motion sintetik, analisis respon dinamika tanah xl