bab i pendahuluan

BAB I
PENDAHULUAN
I.1. Latar Belakang
Indonesia terletak di Pacific ring of fire atau cincin api Pasifik yang wilayahnya
terbentang di khatulistiwa dan secara geologis terletak pada pertemuan tiga lempeng
besar dunia yang senantiasa bergerak, yakni lempeng Australia, Eurasia, dan Pasifik.
Pertemuan tiga lempeng tersebut menghasilkan aktivitas vulkanologi dan kegempaan
yang cukup aktif yang membuat Indonesia menjadi salah satu negara yang rawan
bencana seperti gempa bumi bawah laut, tsunami, dan letusan gunung berapi (Wati,
dkk, 2010). Salah satu bencana yang berpotensi untuk menimbulkan kerugian yang
besar akibat pergerakan lempeng tektonik di Indonesia adalah gempa bumi bawah laut
yang menyebabkan tsunami.
Salah satu wilayah Indonesia yang berpotensi untuk terjadi tsunami adalah sisi
Barat Sumatera dan sisi Selatan Jawa. Selama 300 tahun terakhir tercatat kedua
wilayah ini memiliki aktivitas seismik yang tinggi, dimana sisi Barat Sumatera pernah
mengalami gempa bumi besar di bawah laut dengan magnitude mencapai >8 Mw,
sedangkan sisi Selatan Jawa pernah mengalami gempa bumi besar di bawah laut
dengan magnitude mencapai >6,5 Mw. Sisi Selatan Jawa memiliki aktivitas seismik
yang lebih rendah dibandingkan dengan yang ada di Sumatera (Coburn, dkk, 1994).
Secara historis, aktivitas seismik di sisi Selatan Jawa meningkat dengan interval waktu
yang pendek periode 1977 s.d 2007. Pada periode ini, dua gempa bumi bawah laut
terjadi di Banyuwangi (Jawa Timur) pada tahun 1994 dan di Pangandaran (Jawa Barat)
pada tahun 2006. Kedua gempa bumi bawah laut tersebut memiliki magnitude yang
besar dan menyebabkan tsunami dengan ketinggian mencapai 5 s.d 8 m, serta
menewaskan lebih dari 800 orang (Fritz, dkk, 2007). Selain itu, pada periode 1978 s.d
2008 USGS mencatat bahwa sisi Selatan Jawa telah mengalami gempa bumi besar di
bawah laut dengan magnitude di atas 6,5 Mw sebanyak 20 kali. Berdasarkan
keseluruhan jumlah tersebut dua diantaranya menyebabkan tsunami (USGS, 2010).
Berdasarkan sejarah, aktivitas seismik di sisi Selatan Jawa lebih kecil
dibandingkan sisi Barat Sumatera. Akan tetapi terdapat potensi gempa bumi besar di
1
bawah laut di sisi Selatan Jawa akibat adanya seismic gap (Newcomb dan Mccann,
1987), seperti yang dapat dilihat pada Gambar I.1.
Gambar I.1. Visualisasi gempa bumi dan seismic gap
sumber: Kongko dan Hidayat (2014)
Seismic gap merupakan daerah yang jarang mengalami aktivitas seismik selama
ratusan tahun. Energi pergerakan lempeng terakumulasi pada daerah ini dan berpotensi
menghasilkan gempa bumi besar di bawah laut yang dapat menimbulkan tsunami di
kemudian hari (Newcomb dan Mccann, 1987). Seismic gap yang terdapat di sisi
Selatan Jawa merupakan zona subduksi antara lempeng Eurasia dan Australia.
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan Hanifa, dkk (2014), gempa bumi
besar di bawah laut dapat timbul di sisi Selatan Jawa Barat dikemudian hari. Hal ini
terjadi akibat ketiadaan gempa bumi selama 300 tahun yang menyebabkan akumulasi
moment antar lempeng Eurasia dan Australia. Berdasarkan hal tersebut, gempa bawah
laut dapat timbul dengan magnitude sekitar 8,3 s.d 8,7 Mw, yang berpotensi memicu
tsunami. Hal tersebut dapat mengancam penduduk dan infrastruktur di Pantai Selatan
Jawa. Apabila bencana tersebut terjadi maka posisi epicenter dapat mempengaruhi
karakteristik tsunami serta landaannya terhadap Pantai Selatan Jawa. Semakin dekat
posisi epicenter dengan lokasi pertemuan antar lempeng, maka tsunami yang
dihasilkan lebih besar dan begitu pula sebaliknya (Kongko dan Schlurmann, 2011).
2
Di sisi lain, pemerintah Indonesia kini tengah giat mengerjakan program
pengembangan infrastruktur transportasi di Pantai Selatan Jawa. Hal ini berguna untuk
keseimbangan pertumbuhan ekonomi antara Pantai Utara Jawa dengan Pantai Selatan
Jawa. Dalam rangka mendukung program pemerintah tersebut perlu adanya kajian
untuk mempelajari potensi dan mitigasi gempa bumi bawah laut yang menyebabkan
tsunami di Pantai Selatan Jawa. Kajian tersebut diperlukan karena salah satu faktor
yang mempengaruhi banyaknya korban jiwa akibat tsunami adalah kurangnya
pemahaman serta kesadaran dari masyarakat dan pemerintah mengenai daerah yang
rawan tsunami (Kongko dan Hidayat, 2014).
Salah satu infrastruktur yang tergolong baru dan berpotensi untuk dilanda
tsunami di Pantai Selatan Jawa adalah Pelabuhan Sadeng yang terletak di Kabupaten
Gunungkidul, Yogyakarta. Pelabuhan ini merupakan salah satu infrastruktur vital yang
mendukung pertumbuhan ekonomi penduduk di Kawasan Sadeng. Pelabuhan ini
berfungsi sebagai tempat pendaratan ikan yang nantinya memasok kebutuhan pangan
penduduk di Kabupaten Gunungkidul serta tempat transit bagi nelayan yang berasal
dari pelabuhan lain di dekat Pelabuhan Sadeng, contohnya Pelabuhan Ratu (Jawa
Barat), Pelabuhan Cilacap (Jawa Tengah), dan Pelabuhan Muncar (Jawa Timur).
Kawasan Sadeng memiliki karakteristik topografi yang berbukit dan berlembah,
dimana pada bagian lembah terdapat Sungai Purba yang diapit oleh bukit yang tinggi.
Sungai Purba tersebut dulunya merupakan muara bagi Sungai Bengawan Solo. Saat
ini, Sungai Purba tersebut telah dihuni oleh penduduk yang sebagian besar berprofesi
sebagai nelayan dan juga berdiri beberapa infrastruktur penting selain Pelabuhan
Sadeng, seperti kawasan peti es penyimpanan ikan, pos polisi air, pos BNPB, dan pos
TNI Angkatan Laut. Sungai Purba, Kawasan Sadeng, sangat berpotensi untuk dilanda
tsunami dengan jangkauan yang jauh dan luas yang besar akibat dari karakteristik
topografi dari kawasan tersebut yang memiliki lembah memanjang dari utara ke
selatan.
Penyediaan informasi area yang rawan dan aman dari landaan gelombang
tsunami di daratan diperlukan dalam usaha untuk mengurangi dampak tsunami di
Kawasan Sadeng. Landaan tsunami adalah istilah untuk menggambarkan jangkauan
genangan gelombang tsunami di daratan (USGS, 2004). Landaan tsunami dapat
diprediksi dengan menggunakan pemodelan numerik. Banyak model numerik yang
3
dapat digunakan untuk memprediksi landaan tsunami, salah satunya adalah model
numerik Tohoku University’s Numerical Analysis Model for Investigation of Nearfield tsunamis (TUNAMI-N3).
Pemilihan Kawasan Sadeng sebagai fokus dari penelitian ini karena terdapat
infrastrukur fisik, pusat ekonomi, dan juga permukiman penduduk yang berpotensi
dilanda tsunami, serta belum pernah ada penelitian sebelumnya yang membahas
pemodelan landaan tsunami di kawasan ini. Selain itu alasan kawasan ini dipilih
sebagai bahan penelitian karena data yang digunakan sebagai bahan untuk melakukan
pemodelan landaan tsunami telah tersedia. Data yang tersedia merupakan data Digital
Terrain Model (DTM) dan Digital Surface Model (DSM) dengan resolusi spasial yang
tinggi, baik daratan dan lautan di Kawasan Sadeng. Data tersebut didapatkan dari
survei topografi Real Time Kinematic (RTK) GNSS, foto udara Unmanned Aerial
Vehicle (UAV), dan survei batimetri.
Pemodelan landaan tsunami yang mengakomodasi variasi parameter gempa
yang pernah terjadi sebelumnya (posisi epicenter dan magnitude) dan variasi
kekasaran permukaan (tutupan lahan) di Kawasan Sadeng perlu dilakukan untuk
mengetahui ketinggian gelombang, waktu tempuh penjalaran gelombang, jangkauan
maksimum, dan luas landaan tsunami yang berpotensi terjadi.
I.1.1. Perumusan Masalah
Terdapat ancaman gempa bumi besar di bawah laut yang berpotensi tsunami di
sisi Selatan Jawa yang dapat menimpa Kawasan Sadeng, serta belum adanya penelitian
dan kajian mengenai pemodelan landaan tsunami di kawasan ini menjadi alasan perlu
dilakukannya studi landaan tsunami di kawasan tersebut. Permasalahan yang dapat
diidentifikasi adalah bagaimana menentukan karakteristik gelombang tsunami baik
ketinggian gelombang, waktu tempuh penjalaran gelombang, jangkauan maksimum,
dan luas landaan di Kawasan Sadeng berdasarkan variasi parameter gempa (posisi
epicenter dan magnitude) dan variasi kekasaran permukaan (tutupan lahan).
I.1.2. Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini sebagai berikut:
1. Pemodelan landaan tsunami menggunakan model numerik TUNAMI-N3.
4
2. Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data DTM dan DSM di Kawasan
Sadeng.
3. Variasi kekasaran permukaan yang digunakan adalah seragam dan tak seragam
(lahan terbuka, vegetasi, dan permukiman) yang diturunkan dari mosaik foto
tutupan lahan Kawasan Sadeng hasil foto udara UAV.
4. Pemodelan tsunami menggunakan tiga variasi posisi epicenter (dari yang paling
dekat dengan zona subduksi hingga yang paling jauh dari zona subduksi) dan lima
variasi magnitude gempa bumi bawah laut dari patahan naik (thrust) sebesar 7 Mw;
7,5 Mw; 8 Mw; 8,5 Mw; 9 Mw. Rentang magnitude tersebut mengacu pada
penelitian Hanifa, dkk (2014) yang mengakomodasi kemungkinan magnitude
gempa bumi bawah laut di sisi Selatan Jawa Tengah dengan besar magnitude 8,3
s.d. 8,7 Mw.
I.2. Tujuan dan Manfaat
I.2.1. Tujuan Penelitian
Tujuan umum penelitian ini adalah pemodelan numerik penjalaran gelombang
tsunami di Kawasan Sadeng. Adapun tujuan khusus dari penelitian ini adalah, sebagai
berikut:
1. Diperoleh hasil validasi data geometrik (topografi dan batimetri) melalui
perhitungan uji signifikansi parameter dua arah t dan perhitungan nilai RMSE serta
NRMSE.
2. Diperoleh pengaruh variasi magnitude terhadap ketinggian gelombang, waktu
tempuh penjalaran gelombang, jangkauan maksimum, dan luas landaan tsunami di
Kawasan Sadeng.
3. Diperoleh pengaruh variasi posisi epicenter terhadap ketinggian gelombang, waktu
tempuh penjalaran gelombang, jangkauan maksimum, dan luas landaan tsunami di
Kawasan Sadeng.
4. Diperoleh pengaruh variasi koefisien kekasaran terhadap jangkauan maksimum dan
luas landaan tsunami di Kawasan Sadeng.
5
I.2.2. Manfaat Penelitian
Bagi pemerintah dan masyarakat, manfaat penelitian ini yaitu memberikan solusi
khususnya dalam upaya mitigasi bencana tsunami di Kawasan Sadeng yang terdapat
infrastruktur fisik, pusat ekonomi, dan juga permukiman penduduk untuk
mempersiapkan diri dari bencana tsunami.
6