Semnas XVIII-Penentuan Lokasi Kantor Perwakilan dengan

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XXIII
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 1 Agustus 2015
STUDI KERENTANAN WILAYAH PESISIR BALI TERHADAP
TSUNAMI
Rima Gusriana Harahap 1), Wahyudi2), dan Kriyo Sambodho 2)
1)
Program Studi Magister Teknik Manajemen Pantai, FTK-ITS
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya, 60111, Indonesia
e-mail: [email protected]
2)
Jurusan Teknik Manajemen Pantai, FTK-ITS
ABSTRAK
Busur Kepulauan Bali dan Nusa Tenggara merupakan salah satu jalur gempa yang cukup aktif
di Nusantara. Seismisitas tinggi tersebut dipengaruhi oleh adanya zona subduksi antara
lempeng Indo-Australia dan Eurasia di selatan, serta patahan naik busur belakang Bali-Flores
di bagian utara. Pesisir selatan Bali merupakan kawasan pemukiman dan pariwisata padat
yang memiliki risiko tsunami yang serius. Dengan simulasi montecarlo dan perangkat lunak
MIKE 21, diperoleh tinggi maksimum tsunami di bibir pantai adalah 15 meter dan jarak
genangan mencapai dua kilometer. Dengan analisa kerentanan, didapatkan nilai Indeks
Kerentanan Pesisir (IKP) di tiga zona; Zona A: 194 (sangat rentan), Zona B: 60 (cukup
rentan), dan Zona C: 11 (tidak rentan). Selanjutnya, indeks kerentanan disajikan secara
informatif dalam bentuk peta sebagai upaya meminimalkan level risiko terhadap tsunami.
Kata kunci: Subduksi, Tsunami, Kerentanan.
PENDAHULUAN
Busur Kepulauan Bali dan Nusa Tenggara merupakan salah satu bagian jalur gempa
teraktif di Nusantara. Sejak awal 2015, telah tercatat 77 gempa kecil terjadi di sekitar Pulau
Bali (BMKG, 2015). Wilayah tersebut juga memiliki catatan riwayat tsunami, di antaranya
Tsunami Sumba tahun 1977 dan Tsunami Banyuwangi tahun 1994 (Dokumen Teknis
GITEWS, 2010). Selain itu, patahan belakang (back arc fault) di bagian utara juga pernah
memicu terjadinya Tsunami Flores pada 1992 dengan korban jiwa 2.080 orang (Harry Yeh,
et.al, 1993).
Namun, riwayat gempa dan tsunami tidak menyurutkan minat masyarakat serta
wisatawan untuk menikmati eloknya alam Pulau Bali. Selain pesisir yang padat, nilai
kerohanian masyarakat dengan mayoritas pemeluk Hindu juga menempatkan pusat aktivitas
dan sarana peribadatan (pura) di tepi pantai. Beberapa hal tersebut menjadikan studi
kerentanan pesisir terhadap tsunami di Bali semakin kompleks untuk dikaji.
Dalam menganalisa kerentanan terhadap tsunami, diperlukan studi tentang prediksi
penjalaran gelombang dan potensi genangan (inundansi) yang terjadi di daratan. Peneliti
sebelumnya seperti Pedersen (2005), Leschka (2008), Luger (2010), atau Kaiser (2011)
menawarkan perangkat lunak MIKE 21 untuk memodelkan penjalaran tsunami dari
episentrum gempa menuju pantai. Selanjutnya, beberapa peneliti lain menggunakan ArcGIS
untuk memudahkan melihat hasil penjalaran tsunami di daratan. Luas daerah genangan
menjadi pertimbangan untuk merumuskan Indeks Kerentanan Pesisir (IKP) atau Coastal
Vulnerability Index (CVI) yang dipetakan secara informatif.
ISBN: 978-602-70604-2-5
B-21-1
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XXIII
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 1 Agustus 2015
Tujuan yang hendak dicapai dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan model
penjalaran tsunami hingga mencapai pantai serta prediksi area yang berpotensi tergenang,
guna merumuskan nilai indeks kerentanan.
METODE
1. Pengumpulan Data
a. Batimetri
Peta batimetri diperoleh dari data batimetri global BODC (British Oceanographic
Data Centre) menggunakan GEBCO (General Bathymetric Chart of the Oceans) yang
menyimpan database kontur kedalaman laut seluruh dunia. Produk batimetri ini
selanjutnya diolah dengan perangkat lunak Surfer 10 hingga menghasilkan kerapatan
kontur dengan interval yang diinginkan.
b. Data Historis Gempa
Pengumpulan data kejadian gempa diperlukan untuk mensimulasi kejadian gempa
yang mungkin terjadi. Data yang dikumpulkan merupakan penggabungan dari data gempa
Badan Meteorologi dan Geofisika (BMKG) sejak 1815-2015 serta data United States
Geological Survey (USGS) dari tahun 1950-2015. Adapun data gempa yang dipilih
berjumlah 51 kejadian gempa dengan minimal skala magnitude 5 di sekitar Bali.
Dengan simulasi montecarlo, nilai rata-rata magnitude gempa diolah sebanyak 1.000
kali percobaan hingga didapat nilai minimum, rata-rata, dan maksimum magnitude gempa
yang mungkin terjadi, yaitu:
Magnitude (μ) minimum = 6,87
Magnitude (μ) maksimum = 9,64
Magnitude (μ) rata-rata = 7,61
Sehingga, yang digunakan dalam penelitian adalah gempa dengan kekuatan magnitude
sebesar 7,61. Angka ini selanjutnya digunakan dalam perhitungan parameter gempa yang
mampu membangkitkan tsunami.
2. Perhitungan Initial Condition
Initial condition merupakan kondisi awal tinggi gelombang saat terjadi gempa.
Perhitungan tinggi gelombang mengunakan script Fortran yang dibuat oleh Kura dari
Universitas Tohoku. Dari script tersebut didapatkan data initial condition berupa ketinggian
gelombang tsunami di titik awal terjadinya gempa.
3. Simulasi dengan MIKE 21 Flow Model
MIKE 21 Flow Model digunakan untuk mendapatkan penjalaran gelombang tsunami
dari pusat terjadinya gempa tektonik bawah laut menuju daratan. Hydrodynamic module
mensimulasikan ketinggian air yang bervariasi dan alirannya dalam respon terhadap variasi
gaya di wilayah pantai.
4. Prediksi Genangan
Dengan perangkat lunak ArcGIS, daerah genangan dapat diprediksi dengan
memperhitungkan ketinggian tsunami di garis pantai serta kemiringan lahan yang terkena
hempasan gelombang.
5. Perumusan Indeks Kerentanan Pesisir (IKP)
Setelah diketahui area tergenang dan variabel yang terkait, dilakukan skoring atau
pembobotan pada setiap variabel kerentanan. Dari hasil skoring diketahui tingkat kerentanan
berdasarkan metode IKP yang terbagi menjadi beberapa aspek seperti sosial, ekonomi, fisik,
dan lingkungan.
ISBN: 978-602-70604-2-5
B-21-2
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XXIII
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 1 Agustus 2015
HASIL DAN DISKUSI
1. Perhitungan Parameter Gempa
Penentuan momen magnitude (Mw) terlebih dahulu diawali dengan perhitungan
seismic momen (Mo), berdasarkan persamaan Wells dan Coppersmith (1994), yaitu sebagai
berikut:
Mo = 10 (3/2 . magnitude + 16.1)
(1)
(3/2 . 7,61+ 16.1)
Mo = 10
Mo = 3,1623 . 1027
Dari perhitungan tersebut, selanjutnya diperoleh nilai momen magnitude (Mw) sebagai
berikut:
Mw = 2/3 * log (Mo) – 10,7
(2)
Mw = 2/3 * log (3,1623 . 1027) – 10,7
Mw = 7,63
Dari data magnitude gempa yang diperoleh, dilakukan perhitungan parameter gempa
sehingga dihasilkan data parameter gempa sebagai berikut:
 Surface Rupture Length (SRL)
Log SRL = -3,55 + 0,74 Mw
(3)
Log SRL = -3,55 + 0,74 (7,63)
SRL = 125,51 km
 Downdip Ruptere Widtht (RW)
Log RW = -0,76 + 0,27 Mw
(4)
Log RW= -0,76 + 0,27 (7,63)
RW = 20 km
 Rupture Area (RA)
Log RA = -3,42 + 0,90 Mw
(5)
Log RA= -3,42 + 0,90 (7,63)
RA = 2818,38 km2
2. Perhitungan Gelombang Initial Condition
Karena gempa dengan kekuatan 7,63 Mw belum pernah terjadi sebelumnya, maka
diambil lokasi koordinat gempa di sekitar lokasi penelitian, dengan kedalaman yang memicu
tsunami. Dalam penelitian ini, diputuskan untuk menggunakan data gempa berkedalaman 10
km, pada koordinat 9,53° LS dan 114,8° BT di selatan Bali.
Setelah mendapatkan koordinat episentrum, magnitude, dan kedalaman gempa,
selanjutnya adalah menentukan skenario sudut patahan untuk menunjang perhitungan initial
condition gelombang tsunami. Data sudut patahan diperoleh dari Harvard Global Centroid
Moment Tensor (Global CMT) Tsunami Banyuwangi tahun 1994, meliputi data slip, dip, dan
strike patahan.
Selanjutnya, dengan bantuan script Fortran diperoleh tinggi gelombang mula-mula
(initial condition) saat terjadi deformasi patahan di dasar laut setinggi 4,3 meter.
ISBN: 978-602-70604-2-5
B-21-3
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XXIII
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 1 Agustus 2015
Gambar 1. Skenario Sumber Gempa dan Visual Gelombang Bangkitan Gempa
3. Permodelan Tsunami dengan Mike 21 Flow Model
Dalam menjalankan simulasi, beberapa kondisi awal telah ditetapkan sebagai basic
parameter yang dibutuhkan oleh model seperti jumlah time step, waktu kejadian, kondisi
batas, dan lain-lain. Dengan acuan parameter-parameter tersebut, simulasi dilakukan untuk
memodelkan penjalaran tsunami dari titik lokasi gempa hingga mencapai pantai.
Gambar 2. Tampilan Surface Elevation pada Time Step 2 dan 15
Gambar 3. Tampilan Surface Elevation pada Time Step 25 dan 27
ISBN: 978-602-70604-2-5
B-21-4
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XXIII
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 1 Agustus 2015
Berdasarkan simulasi di atas, didapatkan gelombang tsunami yang menghempas
pesisir selatan Banyuwangi dan Bali dengan ketinggian bervariasi antara 12-15 meter.
Tsunami pertama mencapai pantai pada time step ke 25 atau 14 menit setelah gelombang
initial terbentuk.
Berdasarkan simulasi, dapat diketahui adanya reduksi energi gelombang yang datang
tegak lurus dari selatan Selat Bali. Ketinggian gelombang lalu berkurang setelah menabrak
pesisir selatan Bali dan Semenanjung Blambangan, Banyuwangi. Dari kasus tersebut,
disimpulkan telah terjadi difraksi yang menyebabkan gelombang menyusut dari yang semula
12-16 meter menjadi 4-6 meter pada jarak 20 km dari ujung rintangan.
Lokasi yang perlu mendapat perhatian lebih adalah wilayah pesisir selatan Bali yang
menghadapi terjangan tsunami yang cukup tinggi. Secara administratif, kawasan tersebut
termasuk dalam wilayah Kecamatan Kuta Selatan, Kabupaten Badung, dengan kepadatan
penduduk yang tinggi dan pariwisata yang terus berkembang.
4. Analisa Daerah Genangan
Kecamatan Kuta Selatan merupakan bagian dari Kabupaten Badung yang terdiri atas
enam kelurahan, yaitu Kelurahan Pecatu, Ungasan, Kutuh, Jimbaran, Benoa, dan Tanjung
Benoa. Kawasan yang landai dengan topografi 0-20 meter ditemui di kawasan Kelurahan
Benoa dan Tanjung Benoa, sehingga dua kawasan ini diputuskan sebagai lokasi penelitian
untuk menghitung genangan tsunami yang berhasil masuk ke daratan.
Jika tinggi maksimum tsunami saat mencapai pantai adalah 15 meter, maka dapat
dipastikan hampir separuh kawasan pesisir timur akan tergenang dan menerima dampak yang
luar biasa. Dengan menggunakan perangkat lunak ArcGIS, dapat dihasilkan genangan akibat
tsunami sebagaimana gambar berikut.
Gambar 4. Area Tergenang di Kelurahan Benoa dan Tg. Benoa
ISBN: 978-602-70604-2-5
B-21-5
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XXIII
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 1 Agustus 2015
5. Indeks Kerentanan Pesisir (IKP) terhadap Tsunami
Untuk mengetahui tingkat kerentanan pesisir terhadap tsunami, perhitungan Indeks
Kerentanan Pesisir (IKP) dilakukan berdasarkan parameter-parameter dari berbagai sumber.
Pesisir timur Kuta Selatan meliputi Kelurahan Benoa dan Tg. Benoa adalah daerah dataran
pantai yang rendah dengan tanah tinggi yang alamiah berjarak lebih dari 2 km dari pantai.
Asian Disaster PreparednessCentre (ADPC) dalam Matthias Mueck (2008) menyebutkan, jika
estimasi rata-rata kecepatan orang berjalan saat evakuasi adalah 1,20 m/s, maka dibutuhkan
kurang lebih 30 menit berjalan kaki untuk mencapai lokasi aman dari jarak 2 km.
Dengan waktu tempuh tsunami mencapai garis pantai adalah 14 menit, maka
didapatkan jarak tempuh maksimum dengan berjalan kaki menuju area aman adalah sejauh 1
kilometer. Berdasarkan hal tersebut, zona genangan tsunami lalu dibagi menjadi 3 kategori
untuk 3 nilai kerentanan, yaitu zona A (jarak 0-1 km dari pantai); zona B (jarak 1-2 km dari
pantai; zona C (jarak > 2 km dari pantai).
Tabel 1. Skor Kerentanan Pesisir Timur Kuta Selatan
Kategori
Lingkungan
Sosial
Ekonomi
Fisik
Variabel
Zona A
Zona B
Zona C
Slope
Jarak pemukiman dari pantai
Ketinggian
Kepadatan penduduk
Rasio penduduk rentan
Rasio tenaga kerja
Bangunan tinggi di pantai
Kepadatan bangunan
5
5
5
5
3
4
1
2
5
3
4
5
3
4
1
2
5
1
2
5
3
4
1
2
Kondisi genangan
Jarak menuju ketinggian aman
5
5
5
1
1
1
194
60
11
Indeks Kerentanan Pesisir (IKP)
Kelas Kerentanan
1: Sangat rendah
2: Rendah
3: Sedang
4: Tinggi
5: Sangat tinggi
Dari pengolahan data, maka diperoleh skor untuk masing-masing zona kerentanan
sebagaimana terlampir pada Tabel 1. Nilai IKP didapatkan melalui persamaan IKP =
√((perkalian skor tiap variabel)/(jumlah variabel). Berdasarkan penyusunan IKP menurut
Doukakis (2005), maka dapat disimpulkan nilai IKP pesisir timur Kuta Selatan Zona A: 194
(sangat rentan), Zona B: 60 (cukup rentan), dan Zona C: 11 (tidak rentan). Lebih lengkapnya
dapat dilihat pada Gambar 5.
Demi mendukung prosedur evakuasi yang tepat, beberapa papan petunjuk evakuasi
perlu ditempatkan di sepanjang jalan utama atau kawasan padat pemukiman. Pesisir Benoa
dan Tg. Benoa berdampingan dengan sejumlah bangunan hotel yang besar dan kuat, yang
dapat memainkan peran bagi evakuasi vertikal. Bangunan naungan evakuasi vertikal yang
diakui secara resmi perlu ditandai dengan rambu yang sesuai. Selain evakuasi vertikal,
evakuasi horizontal juga perlu dilakukan untuk menjamin kelancaran alur evakuasi. Adapun
contoh rekomendai alur evakuasi vertikal dan horizontal disajikan pada Gambar 6.
ISBN: 978-602-70604-2-5
B-21-6
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XXIII
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 1 Agustus 2015
Gambar 5. Peta Kerentanan terhadap Tsunami
Gambar 6. Contoh Shelter untuk Evakuasi saat Terjadi Tsunami
ISBN: 978-602-70604-2-5
B-21-7
Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XXIII
Program Studi MMT-ITS, Surabaya 1 Agustus 2015
KESIMPULAN
Kesimpulan dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut::
1. Tsunami pesisir Bali menggunakan simulasi parameter dengan magnitude gempa 7,63
Mw di area subduksi dan menghasilkan gelombang mula-mula di episentrum gempa
setinggi 4,3 meter.
2. Dengan MIKE 21, diperoleh tinggi gelombang 12-15 meter saat mencapai pantai,
menjalar dalam waktu 14 menit setelah terbentuk initial condition.
3. Wilayah pesisir timur Kuta Selatan meliputi Kelurahan Benoa dan Tg. Benoa merupakan
kawasan paling landai yang menerima dampak serius dari tsunami.
4. Dengan perhitungan IKP, diperoleh nilai kerentanan terhadap tsunami di pesisir timur
Kuta Selatan bervariasi, yaitu Zona A: 194 (sangat rentan), Zona B: 60 (cukup rentan),
dan Zona C: 11 (tidak rentan).
5. Beberapa hotel berbintang dapat dimanfaatkan sebagai sarana evakuasi vertikal. Hal
tersebut memberi keuntungan baik bagi pengusaha maupun masyarakat.
DAFTAR PUSTAKA
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG). 2014. Gempa Bumi dan Tsunami.
www.bmkg.go.id. Diakses tanggal 5 Mei 2015.
Dall’Osso, Filippo dan Dale Dominey-Howes. 2009. A method for assessing the vulnerability
of buildings to catastrophic (tsunami) marine flooding. UNSW and the Sydney
Coastal Councils Group Inc. Australia.
Dokumen Teknis Peta Bahaya Tsunami Bali. 2010. GITEWS.
Doukakis, E. 2005. Coastal Vulnerability and Risk Parameter. Europan Water 11/12.
Kaiser, Gunilla et.al. 2011. The Influence of Land Cover Roughness on The Results of High
Resolution Tsunami Inundation Modeling. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 11, 2521–
2540, 2011.
Leschka, S., et.al. 2008. A Tsunami Generation Tool For Dynamic Sea Bottom Deformation
And Its Application to The 17 July 2006 Java Earthquake Tsunami. International
Conference on Tsunami Warning (ICTW), Bali.
Luger, Stephen Anton dan Rhydar Lee Harris. 2010. Modelling Tsunamis Generated
by Earthquakes and Submarine Slumps Using MIKE 21. P017-13.
Muck, Matthias. 2008. Development and application of a spatial information system
supporting tsunami evacuation planning in South-West Bali. Universität Regensburg.
Jerman.
Pedersen, Rasch, dan Sato. 2005. Modelling of the Asian Tsunami of the Coast of Northern
Sumatra. Tsunami paper_v5.doc/NHP et al
United State Geological Survey (USGS). 2015. USGS-NEIC Earthquake Cattalogue,
www.earthquake.usgs.gov. Diakses tanggal 5 Mei 2015
Wells, Donald L. dan Kevin J. Coppersmith. 1994. New Empirical Relationships among
Magnitude, Rupture Length, Rupture Width, Rupture Area, and Surface Displacement.
Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 84, No. 4, pp. 974-1002
Yeh, Harry dan Fumihiko Imamura, et. al. 1993. The Flores Island Tsunamis. EOS Vol. 74
No. 33 August 17 1993, pages 369, 371-373.
ISBN: 978-602-70604-2-5
B-21-8