Pengantar Gempa

1. ANALISA PERCEPATAN MAKSIMUM YANG TERJADI AKIBAT
GEMPABUMI PADA BATUAN DASAR DI WILAYAH SUMATERA
UTARA
Rudi Iskandar*)
Staf Pengajar Program Studi Magister Teknik Sipil USU
dan Staf CV. Koridor Multigatra Engineering Consultan
Joyke Sibero **)
Staf Pengajar AMIK MBP dan Alumni Program Studi
Magister Teknik Sipil USU

2. 1.Pendahuluan
Gempabumi : Gerakan tiba-tiba dari tanah, bersifat transient,
berasal dari daerah terbatas dan menyebar dari
titik tsb. ke segala arah
Fokus :Titik asal terjadinya gempabumi
Epicenter : titik di permukaan tanah tepat di atas fokus
Wilayah Sumatera Utara Sebelah Barat : lintasan Pertemuan
Lempeng Eurasia dan Australia, saling menghunjam satu
dengan lainnya (subduksi). Lempeng Australia
menghunjam ke arah lempeng Eurasia dengan kecepatan
6-7 Cm/tahun.
Patahan yang terdapat di Pantai Barat seperti : Renun,
Angkola, Toru, Barumun dan Sianok.
Data Pencatatan Gempa : Daerah Pantai Barat mempunyai
potensi gempa yang tinggi.
Mekanisme Gempa : Subduksi di lautan dan Strike Slip, di
daratan.

3. Lokasi Epicenter, 1907-2003
9 6
0
9 7
0
9 8
0
9 9
0
1 0 0
0
M E D A N
B in ja i
T e b in g t in g g i
K is a r a n
T a n ju n g b a la iP .S ia n t a r
P a r a p a tP a n g u r u r a n
P o r s e a
B a lig e
S i b o r o n g b o r o n g
T a r u t u n gB a r u s
S ib o lg a
K o t a p in a n g
R .P a r a p a t
G u n u n g t u a
P .S i d e m p u a n
K o t a n o p a n
N a ta l
G u n u n g s it o li
T e lu k d a la m
1
0
0
0
2
0
3
0
4
0
S in a b a n g
N I A S
9 6
0
9 7
0
9 8
0
9 9
0
1 0 0
0
1
0
0
0
2
0
3
0
4
0
R e n u n
A n g k o la
T o r u
B a r u m u n
J a v a T r e n c h
A l a s
L o k a s i e p i c e n t e r
P a ta h a n s u b d u k s i
P a ta h a n s t r ik e - s li p

4. Parameter dan Tahapan Resiko Gempa
K O T A
H IP O C E N T E R
( p o s is i te r ja d in y a g e m p a )
F u n g s i A t e n u a s e : J o y n e r & B o o r e
C r o u s e , d ll
r ( ja r a k e p ic e n t e r )0
h(kedalaman=
focaldepth)
- p e r c e p a t a n m a k s
d i b a tu a n d a s a r
- d a ta d ig ita s i g e m p a
L a p . T a n a h
T e r tie r
S H A K E 9 1
R (ja r a k h ip o c e n te r )
E P IC E N T E R

5. 2.Teori Dasar
2.1. Gelombang Gempa
Pelepasan energi, menjalarnya getaran pada kulit bumi dalam
bentuk gelombang
Deformasi Akibat Gelombang Badan a) P-waves (b) SV-waves
 Akan menekan dan merapatkan material yang dilaluinya
P a n j a n g
G e lo m b a n g
P a n ja n g
G e lo m b a n g
K o m p r e s i M e d i a U n d is tu r b e d
M e d i a U n d is tu r b e d
P e r a p a ta n
( a )
( b )

6. 2.1. Gelombang Gempa (Gelobang Permukaan)
Gambar : Deformasi akibat gelombang Permukaan
(a) Rayleigh Waves, (b) Love Waves.
Terjadi akibat interaksi gel. Badan dengan permukaan lap. Bumi.
Menimbulkan deformasi geser pada material yang dilaluinya
P a n j a n g
G e lo m b a n g M e d ia
U n d is t u r b e d
( a )
P a n j a n g
G e lo m b a n g M e d ia
U n d i s t u r b e d
( b )

7. 2.2. Resiko Gempa
 Gempa : merupakan gejala alam yang bersifat acak.
 Dengan konsep probabilitas : terjadinya gempa dengan
intensitas dan periode ulang tertentu dapat diperkirakan.
 Resiko Tahunan (RA) : angka kemungkinan terlampauinya
intensitas tersebut dalam jangka waktu 1 tahun.
 Periode Ulang rata-rata (T) suatu intensitas gempa merupakan
perbandingan terbalik dari Resiko Tahunan, T=1/RA.
 Resiko Gempa (RN) kemungkinan terjadinya gempa dengan
intensitas dan periode ulang tertentu selama masa layan
bangunan (N tahun).
 Sehingga didapat hubungan sebagai berikut : RN=1-(1-RA)N

8. 2.3.Parameter Gerakan Tanah pada Batuan dasar
 Prediksi hubungan empiris parameter gempa (Percepatan
Puncak) yang melemah sejalan dengan bertambahnya jarak
dikenal dengan fungsi atenuasi.
 Fungsi Atenuase : Fungsi yang menghubungkan besar
percepatan yang terjadi di batuan dasar akibat gempa dengan
Momen Magnetude (M) dan jarak (R).
 Contoh Fungsi Atenuasi :
 Fukushima & Tanaka, 1990 (Jepang), amax horizontal di sekitar
Jepang
 Crouse, 1991, Data kejadian gampa subduksi yang diambil dari
dari zona subduksi Cascadia Pasifik Utara
 Youngs et al. 1997,berdasarkan mekanisme Subduksi
 Joyner, Boore dan Fumel, 1988, 1997. Data gempa di Amerika
Utara Bahagian Barat

9. 3. Analisa Percepatan Maksimum pada Batuan Dasar
3.1. Data Kejadian Gempa
 Dikumpulkan sejauh 600 Km dari lokasi yang ditinjau
 Data belum disortir berdasarkan mekanisme kejadian gempa.
3.2. Titik Peninjauan
 Dilakukan pada setiap 0,250
(25 Km) di Wilayah Sumatera Utara
3.3. Fungsi Atenuase
 Digunakan Crouse, 1991, mekanisme gempa Subduksi
3.4. Analisa Resiko Gempa
 Teorema Probabilitas Total yang berkaitan dengan nilai Ekstrim
 Dikenal dengan Jenis I atau Distribusi Gumbel
 Pengaruh dari setiap kejadian gempa pada titik yang ditinjau
ditentukan dalam bentuk percepatan
 Diasumsikan masing-masing kejadian gempa independen
terhadap titik tersebut.

10. 4. Hasil Analisa dan Pembahasan
4.1. Kontor Percepatan di Batuan Dasar
Gambar Kontor Percepatan Gempa di Batuan Dasar dengan Periode
Ulang (T) 100 Tahun (dalam g)
96
0
97
0
98
0
99
0
100
0
MEDANBinjai
Tebingtinggi
Kis aran
TanjungbalaiP.Siantar
ParapatPangururan
Balige
Siborongborong
TarutungBarus
Sibolga
Kotapinang
R.Parapat
Gunungtua
P.Sidempuan
Kotanopan
Natal
Gunungsitoli
Telukdalam
1
0
00
20
3
0
40
Sinabang
NIAS
0.12
0.13
0.11
0.10
0.02
0.09
0.08
0.07
0.07
0.07
0.08
0.06
0.06
0.05
0.07
0.08
0.09
0.08
0.09
0.10
0.11
0.12
0.13
0.14
0. 05
0.04
0.03

11. 4.1. Kontor Percepatan di Batuan Dasar (Lanjutan)
 Gambar : Kontor Percepatan Gempa di Batuan Dasar dengan
Periode Ulang (T) 500 Tahun (dalam g)
9 6
0
9 7
0
9 8
0
9 9
0
1 0 0
0
M E D A N
B in ja i
T e b in g t in g g i
K i s a r a n
T a n j u n g b a la iP . S i a n ta r
P a r a p a tP a n g u r u r a n
P o r s e a
B a lig e
S i b o r o n g b o r o n g
T a r u t u n gB a r u s
S ib o lg a
K o t a p in a n g
R . P a r a p a t
G u n u n g t u a
P .S i d e m p u a n
K o ta n o p a n
N a ta l
G u n u n g s i t o l i
T e lu k d a l a m
1
0
0
0
2
0
3
0
4
0
S i n a b a n g
N I A S
9 6
0
9 7
0
9 8
0
9 9
0
1 0 0
0
1
0
0
0
2
0
3
0
4
0
0 . 2 2
0 .2 0
0 .1 8
0 .1 6
0 . 1 4
0 .1 4
0 .1 3
0 .1 2
0 .1 1
0 . 1 0
0 .0 9
0 . 0 8
0 . 2 6
0 . 2 4
0 .2 2
0 .2 0
0 .1 8
0 . 1 6
0 . 1 4
0 . 1 3
0 .1 2
0 .1 1
0 .1 0
0 .0 9
0 .1 1
0 .1 1
0 . 1 3
0 . 1 5
0 . 1 2
0 . 1 0
0 . 0 9 0 . 0 8
0 .0 7
0 . 0 6
0 .0 5
0 .0 4
0 .1 0
0 . 0 9 0 .0 8
0 . 0 7
0 .0 6
0 . 1 3
0 .1 5
0 . 1 7

12. 4. Pembahasan
 Percepatan puncak di batuan dasar di Wilayah
Sumatera Utara untuk (T) 500 tahun berada pada
0,04g-0,26 g
 Terdapat 2 (dua) wilayah dengan kontor percepatan
semakin membesar yaitu bahagian Selatan Nias dan
daerah Danau Toba-Siborong-borong
 Kondisi ini diduga akibat pengaruh patahan-patahan
yang melintasi daratan Sumatera Utara seperti
Barumun, Toro, Angkola Renun dan Sianok (Selatan)
dan Alas (Utara) dan patahan di bawah laut antara P.
Sumatera dan P. Nias.
 Garis-garis kontor percepatan di batuan dasar dengan
nilai membesar umumnya terdapat pada lintasan
patahan.

13.  Pemusatan kontur percepatan semakin membesar,
umumnya terjadi pada ujung patahan, atau pada
lintasan patahan
 Pemusatan kontor membesar di daratan terdapat di
sekitar Danau Toba dan Siborong-borong.
kemungkinan diakibatkan pertemuan ujung patahan
Renun dan Patahan Angkola.
 Pemusatan kontur membesar terdapat di Selatan
Pulau Nias.Hal ini dimungkinkan banyaknya patahan
yang menuju dan melintasi areal tersebut.

14.  Gambar Patahan di Wilayah Daratan dan Laut Sumatera Utara
9 6
0
9 7
0
9 8
0
9 9
0
1 0 0
0
M E D A N
B in ja i
T e b in g t in g g i
K is a r a n
T a n ju n g b a la iP .S i a n ta r
P a r a p a tP a n g u r u r a n
P o r s e a
B a lig e
S i b o r o n g b o r o n g
T a r u t u n gB a r u s
S ib o lg a
K o t a p in a n g
R .P a r a p a t
G u n u n g t u a
P .S i d e m p u a n
K o t a n o p a n
N a ta l
G u n u n g s i t o li
T e l u k d a la m
1
0
0
0
2
0
3
0
4
0
S i n a b a n g
N I A S
Renun
A n g k o la
Toru
Barumun
J a v a T r e n c h
A la s

15. Gambar Kontor Percepatan maksimum gempa di batuan dasar
pada lokasi patahan di wilayah daratan dan Laut Sumatera Utara
9 6
0
9 7
0
9 8
0
9 9
0
1 0 0
0
M E D A N
B in ja i
T e b in g t in g g i
K is a r a n
T a n ju n g b a la iP .S i a n ta r
P a r a p a tP a n g u r u r a n
P o r s e a
B a lig e
S i b o r o n g b o r o n g
T a r u t u n gB a r u s
S ib o lg a
K o t a p in a n g
R .P a r a p a t
G u n u n g t u a
P .S i d e m p u a n
K o t a n o p a n
N a ta l
G u n u n g s i t o li
T e l u k d a la m
1
0
0
0
2
0
3
0
4
0
S i n a b a n g
N I A S
Renun
A n g k o la
Toru
Barumun
J a v a T r e n c h
A la s
0 .2 2
0 .2 0
0 .1 8
0 .1 6
0 .1 4
0 .1 4
0 .1 3
0 .1 2
0 .1 1
0 .1 0
0 .0 9
0 .0 8
0 .2 6
0 .2 4
0 .2 2
0 .2 0
0 .1 8
0 .1 6
0 .1 4
0 .1 3
0 .1 2
0 .1 1
0 .1 0
0 .0 9
0 .1 1
0 .1 1
0 .1 3
0 .1 5
0 .1 2
0 .1 0
0 .0 9 0 .0 8
0 .0 7
0 .0 6
0 .0 5
0 .0 4
0 .1 0
0 .0 9 0 .0 8
0 .0 7
0 .0 6
0 .1 3
0 .1 5
0 .1 7

16. 5. Kesimpulan
 Dari peta Percepatan puncak pada batuan dasar
untuk T=500 tahun berada pada 0,04 g-0,26 g dan
terdapat di 2 wilayah dengan kontur percepatan
semakin membesar yaitu bahagian Selatan Nias
dan daerah Danau Toba-Siborongborong
 Dari posisi letak patahan, terlihat garis-garis kontur
percepatan di batuan dasar dengan nilai membesar
umumnya terdapat pada lintasan patahan. Dan
pemusatan kontor percepatan yang semakin
membesar, umumnya terjadi pada ujung-ujung
patahan atau lintasan patahan

17. 5.2. Pengembangan
 Kontor percepatan di batuan dasar sangat
mengkin dikembangkan dengan menyesuaikan
fungsi atenuase yang digunakan, serta
menggunakan metode USGS (McGuire, 1976)
 Kontur percepatan maksimum di permukaan
tanah (mikrozonasi) dapat dilakukan jika data
borelog yang tersedia telah cukup banyak
dengan merambatkan gelombang geser dari
batuan dasar ke permukaan tanah melalui
lapisan tanah tersier.

18. Parameter dan Tahapan Resiko Gempa

19. Terima Kasih