Analisa Mikrotremor Dengan Metode HVSR - Digilib ITS

JURNAL TEKNIK POMITS VOL. 1, NO. 1, (2013) 1-4
Analisa Mikrotremor Dengan Metode HVSR
(Horizontal to Vertical Spectral Ratio) untuk Pemetaan Mikrozonasi
di Kelurahan Kejawan Putih Tambak Surabaya
Reza Agus Parlindungan Harahap, Laily Endah Fatmawati,
Ria Asih Aryani Soemitro, Trihanyndio Rendy Satrya
Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail: [email protected]; [email protected]
Abstrak – Pulau Jawa berada dalam daerah
subduksi lempeng sehingga memiliki seismisitas
yang tinggi dan mengakibatkan adanya resiko gempa
bumi. Lokasi Penelitian dilakukan di Kelurahan
Kejawan Putih Tambak Surabaya yang terletak di
dekat pesisir laut yang rentan gempa. Menurut
Standar Nasional Indonesia (SNI-03-1726-2002)
dalam peta gempa Indonesia, Surabaya terletak pada
zona gempa 3 termasuk wilayah gempa sedang,
Penelitian mikrotremor digunakan sebagai
acuan pembagian zona gempa dengan keadaan
wilayah saat ini.Pengukuran dilakukan dengan kisi
200 x 200 meter sejumlah 65 titik. Pengukuran
dilakukan untuk mendapatkan data frekuensi natural
dan
amplifikasi,
data
tersebut
dianalisis
menggunakan metode HVSR (Horizontal to vertical
Spectrum Ratio) sehingga menghasilkan nilai
frekuensi natural antara 1.00 - 2.65 Hz, amplifikasi
antara 2.19 - 8.04, indeks kerentanan tanah antara
3.25 - 58.81 dan ketebalan sedimen antara 23.73 107.52. Nilai tersebut dianalisa untuk dapat
memetakan frekuensi natural, amplifikasi, indeks
kerentanan
tanah
dan
ketebalan
sedimen
menggunakan program SURFER.
Data tanah yang telah diperoleh sebelumnya,
digunakan untuk pemetaan stabilitas bangunan.
Sehingga dapat disimpulkan bahwa Lokasi Kejawan
putih Tambak Surabaya dapat dibagi menjadi 4 zona
dengan konsistensi yang berbeda yakni sangat lunak,
medium, kaku, dan keras. Berdasarkan Peta Gempa
tahun 2002 wilayah surabaya tergolong zona 3. Maka
dari data frekuensi natural di lapangan dapat
diketahui nilai faktor gempa adalah sebesar 0,375.
Kata kunci – mikrotremor, mikrozonasi, bangunan
Sederhana, Surabaya,
I . PENDAHULUAN
eberapa kerusakan gempa bumi tidak hanya
dipengaruhi oleh besarnya kekuatan gempa
bumi dari pusat gempa bumi, namun juga dapat
dipengaruhi oleh kondisi geologi lokal atau efek
tapak lokal (local site effect) (Bambang Sunardi dan
Daryono, 2011). Beberapa kejadian gempa bumi
yang terjadi pada suatu daerah sangat rentan untuk
terjadinya peristiwa likuifaksi (Beroya dan Aydin,
2010). Beberapa faktor yang harus dipertimbangkan
antara lain ukuran butir, muka air tanah, dan
percepatan getaran tanah maksimum (Seed dan Idris,
1971).
Untuk mengetahui potensi bahaya efek tapak
lokal saat terjadi gempa bumi suatu wilayah, perlu
kajian efek tapak lokal melalui kegiatan survei
pengukuran
mikrotremor
untuk
mengetahui
karakteristik dinamis kondisi geologi lokal
(Nakamura, 1989). Metode ini dianggap lebih murah
dan mudah dilaksanakan, sehingga pemetaan daerah
rawan bencana dapat dengan cepat dibuat (Beroya
dan Aydin, Hardesty, dkk, 2010).
Survei dapat dilakukan di daerah-daerah yang
belum terkena gempa bumi maupun daerah yang baru
mengalami gempa bumi. Survei dilakukan untuk
melihat karakteristik lapisan sedimen tanah sehingga
efek geologi dan topografi dapat dikurangi ketika
bencana terjadi (Irjan dan A. Bukhori 2011).
Studi mikrotremor ini telah digunakan untuk
menganalisa karakteristik tanah, yaitu frekuensi
natural (fo), Faktor amplifikasi (Am), Ketebalan
sedimen (h), dan Indeks kerentanan tanah (kg)
(Lermo dan Chaves – Gracia 1993 ; Konno dan
Ohmachi, 1998 ; Bodin dan Horton, 1999 ; Smith,
2000; Huang dan Tseng, 2002 ; Woolery dkk, 2009 ;
Y. Zaslavsky, et al. 2005).
B
JURNAL TEKNIK POMITS VOL. 1, NO. 1, (2013) 1-4
II. METODOLOGI
MULAI
Persiapan :
1. Lokasi Penelitian
2. Peralatan
3. Pengelompokan Peta Geologi
Pengumpulan Data
Data Sekunder
 Data tanah
(sondir dan boring)

Data Primer
Desain Pengukuran
Mikrotremor
Peta
Geologi
Akuisisi Data
(Pengukuran)
Pengolahan Data
HVSR
Karakteristik
Tanah
Frekuensi Natural
(fo)
Gambar 2. Titik Lokasi Penelitian Mikrotremor
B.
Pengolahan Data
Dari hasil akuisisi data mikrotremor berupa
file seed, diolah menggunakan software geopsy.
Pengolahan data menggunakan metode HVSR
(Horizontal to Vertical Spectral Ratio)
untuk
mengetahui nilai frekuensi natural dan nilai
amplifikasi sehingga dapat dihitung nilai kerentanan
tanah.
Faktor Amplifikasi
(Am)
Indeks kerentanan tanah
(kg)
Analisis Hasil
Pemetaan Indeks Kerentanan
Tanah
Kesimpulan
SELESAI
Keterangan :
: Pekerjaan dilakukan bersama-sama
: Pekerjaan dilakukan oleh Reza Agus P.H.
: Pekerjaan dilakukan oleh Laily Endah F.
: Pekerjaan yang berhubungan
Gambar 3 Pengolahan Data Titik Pengukuran di
TTK 06.
Gambar 1. Diagram Alir
A.
Akuisisi Data
Untuk peralatan yang harus disiapkan dalam
penelitian mikrotremor ini terdiri dari:
a. Mikrotremor
b. GPS
c. Aki 12 Volt
d. Laptop
e. Peta Topografi dan Geologi
Lokasi penelitian di Kelurahan Kejawan Putih
Tambak Surabaya di 65 titik dengan grid tiap lokasi
200 m dengan luas area 221 Ha.
Gambar 4 Sinyal Windows yang Diseleksi
JURNAL TEKNIK POMITS VOL. 1, NO. 1, (2013) 1-4
Gambar 5 Grafik Spektrum Titik Pengukuran
TTK 06
Gambar 8 Peta Sebaran Amplifikasi Tanah
Gambar 6 Grafik Titik Pengukuran TTK 06
C.
Analisis Hasil
Analisa dilakukan dengan melihat hubungan
antara frekuensi natural, amplifikasi, dan indeks
kerentanan tanah, dari hasil pengolahan data
mikrotremor, karakteristik tanah, serta peta geologi
dan topografi dimana semua parameter tersebut dapat
digunakan untuk pemetaan mikrozonasi Kelurahan
Kejawan Putih Tambak Surabaya.
Gambar 7 Peta Sebaran Frekuensi Natural
Gambar 9 Peta Sebaran Indeks Kerentanan
Tanah
Gambar 10 Peta Ketebalan Lapisan Basement
JURNAL TEKNIK POMITS VOL. 1, NO. 1, (2013) 1-4
IV.KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian yang telah
dilakukan,dapat diuraikan kesimpulan sebagai berikut
: Dari analisa karakteristik tanah berdasarkan data
tanah didapatkan beberapa parameter tanah sehingga
didapatkan 4 zona dalam mikrozonasi. Didapatkan
nilai sebaran frekuensi natural tanah (fo) antara
1 – 2,66 Hz, Amplifikasi (Am) antara 2,208.037, Indeks kerentanan tanah (Kg) antara 3,25
– 58.82 dan Ketebalan sedimen (h) antara 50107.53 m. Koefisien gempa (C) sebesar 2 detik
dengan periode ulang gempa (T) 500 tahun
berdasarkan SNI 03-1726-2002.
UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih kami sampaikan
kepada kelurahan Kejawan Putih Tambak
Surabaya
dan PT Pakuon Darma atas
kesempatan yang diberikan untuk meminjam
data dan melakukan penelitian di kawasan
tersebut.
BAB V
DAFTAR PUSTAKA
[1] Bodin, P., and S.Horton, 1999, Broadband
microtremor observation of basin resonance in the
Mississippi Embayment, Central U. S.: Geophysical
Research Letters, 26, 903 – 906.
[2]. Daryono, S., J. Sartohadi, Dulbahri, K. S.
Brotopuspito (2009). Efek TapakLokal (Local Site
effect) di Graben Bantul Berdasarkan Pengukuran
Mikrotremor. International conference earth science
and technology.Yogyakarta.
[3] Hary Christady Hardiyatmo, Mekanika Tanah II,
Jakarta: Penerbit Gadjah Mada (2007).
[4] Herman Wahyudi Prof. Dr. Ir, 1999, Daya
Dukung Pondasi Dangkal, Surabaya.
[5] Herman Wahyudi Prof. Dr. Ir, 1999, Daya
Dukung Pondasi Dalam, Surabaya.
[6] Huang, H. C., and Y. Tseng, 2002,
Characteristics of soil liquefaction using HVSR of
microtremors in Yan-Lin area, Taiwan: Terrestrial,
Atmospheric,and Oceanic Sciences, 13, 325 – 338.
[7] Konno, K., and T. Ohmachi, 1998, Groundmotion characteristics estimated from spectral ratios
between horizontal and vertical components of
microtremor: Bulletin of the Seismological Society
of America, 88,228 –24.
[8] Lermo, J., and F. Chavez-Garcia, 1993, Site effect
evaluation using spectral ratios with only one
station: Bulletin of the Seismological Society of
America, 83, 1574 –1594.
[9]. Nakamura, Y. (1989). A method for dynamic
characteristics estimation of subsurface using
microtremor on the ground surface. Quarterly Report
of Railway Technical Research Inst. (RTRI) 30,
25–33.
[10] Smith, K., 2000, Using microtremor to
illuminate
subsurface
geology
of
Memphis,Tennessee: M.S. thesis,University of
Memphis.
[11] Woolery, E., R. Street, and P. Hart, 2009,
Evaluation of linear site-response methods for
estimating higher-frequency 2Hz ground motions in
the LowerWabash river valley
of the centralUnited States: Seismological Research
Letters, 80, 525 – 538.
[12] Y. Zaslavsky, et al.”Site Response from Ambient
Vibrations in the Towns of Lod and Ramle (Israel)
and Earthquake Hazard”. Journal of Bulletin of
Earthquake Engineering – bull earth eng, vol. 3, no.
3, pp. 355-381, 2005.