Presentasi I Wayan Sengara

PENGEMBANGAN PETA ZONASI GEMPA
INDONESIA DAN REKOMENDASI PARAMETER
DESAIN SEISMIK DENGAN ANALISIS BAHAYA
GEMPA PROBABILISTIK TERINTEGRASI
(PULAU SUMATRA, JAWA DAN NUSA TENGGARA)
Disiapkan Untuk:
KEMENTERIAN NEGARA RISET DAN TEKNOLOGI
Disiapkan Oleh:
Koordinator: Dr. I Wayan Sengara,
Anggota: Prof. Dr. Widiadnyana Merati, Dr. Masyhur Irsyam
Dr. Danny Hilman Natawidjaja, Ir. Engkon Kertapati, Prof. Dr. Sri Widiantoro,
Dr. Wahyu Triyoso, Dr. Irwan Meilano
Asisten: P. Sumiartha, MT, Hendarto MT, Mudrik Daryono, MT, Ir. KM.
Aburoyroch, In In Wahdiny, MT; Zulfarizka, ST; Oktavia Dewi, ST
Disampaikan dalam Workshop:
Peta Zonasi Gempa Indonesia Terpadu Dalam Membangun Kesiapsiagaan Masyarakat
Jakarta, 21 Juli 2009
OUTLINE PRESENTASI
1.ȱLingkupȱKegiatan
1.ȱLingkupȱKegiatan
2.ȱReviewȱStudiȬStudiȱSebelumnyaȱ
2.ȱReviewȱStudiȬStudiȱSebelumnyaȱ
3.ȱMetodologiȱPSHA
3.ȱMetodologiȱPSHA
4.ȱHasilȱPSHA
4.ȱHasilȱPSHA
5.ȱRekomendasi
5.ȱRekomendasi
LINGKUP KAJIAN
a. Melakukan review terhadap studi-studi bahaya gempabumi
yang telah dilaksanakan.
a. Melaksanakan analisis detail bahaya gempabumi
probabilistik (PSHA) dan memperoleh spectra bahaya yang
seragan (Uniform Hazard Spectra - UHS) atau target spectra
untuk lokasi-lokasi di Indonesia untuk Periode Ulang 475
dan 2475 tahun.
a. Menyiapkan peta zonasi gempa Wilayah Sumatra, Jawa,
Nusa Tenggara dan rekomendasi parameter desain
gempabumi atau Spektra Disain untuk perbaikan dari zonasi
kegempaan serta kode bangunan yang saat ini ada.
Seismicity of Indonesia and Scope of
Seismic Zonation
Sumatra, Java, and Nusa Tenggara
Team Member:
No
1.
2.
3.
4
5.
6.
7.
8.
9.
10
11.
Name and Academic Degree
Prof. Widiadnyana Merati
Dr. Masyhur Irsyam
Ir. Engkon Kertapati
Dr. Danny H.Natawidjaja
Dr. Wahyu Triyoso
Prof. Sri Widiantoro
Dr. Irwan Meilano
Hendarto, MT
P. Sumiartha, MT
Mudrik Daryono, MT
KM Aburoyroch, ST; In In
Wahdiny, MT; Zulfarizka, ST;
Oktavia Dewi, ST
Field
Earthquake Engineering
Geotech. Earthquake Engineering
Earthquake Geology
Plate/Crustal Mapping
Seismicity (Recurrence)
Seismicity (Tomography)
Crustal Deformation
Probabilistic Analyst
Probabilistic Analyst
Assistant Crustal Mapping
Assistants
Koordinator: Dr. I Wayan Sengara (Geotechnical Earthquake Engineering)
Summary on Development of Indonesian
Seismic Zonation
„
Before the year of 2002, Indonesia seismic zonation was
based on 10% PE in 25 years (200 years RP).
„
In 2002, SNI-03-1726-2002 officially released. Zonation
is based on 10% PE in 50 years (475 years RP), T=0
sec = PBA. Referring to UBC 1997.
„
Recent efforts toward development of seismic zonation
for 475 years, T=PBA, T=0.2 (short period) and 1.0 sec
(long period). Also mapping for 2% PE in 50 years (2475
years RP), referring to IBC 2006.
Summary of Seismic PSHA Researches for
Indonesian Seismic Zonation
„
Prior to 1980
…
…
„
Previous Research in PSHA (Prior to 2002)
…
…
…
…
…
…
…
…
…
„
Beca Carter Hollings & Ferner(1979)
Prior to 2002 Indonesian Seismic Code (200 years RP)
Soetjiono (1987)
Kertapati (1987, 1999)
Wangsadinata (1993)
Najoan et al. (1996, 1999)
Shah & Boen (1996)
Merati et al. (1996; 1997)
Mangkoesoebroto (1997)
Sengara et al. (1996-1999, 2001, 2002)
Firmansjah & Irsyam (1999)
Recent Research in PSHA (after 2002)
…
…
…
Sengara, Natawidjaja,Triyoso, Hendarto (2005-2007)
Paristhuta (2007)
Irsyam et al. (2005, 2008)
ILUSTRASI SEISMIC WAVE PROPAGATION
UNTUK ESTIMASI PEAK GROUND ACCELERATION
3
Design Response Spectra
For Design of Structures
Percepatan Spektral
Cp
Ground Surface
Ca
To
Tc
SSRA
Perioda (detik)
2b
R
BaseRock
Site
2a
Uniform Hazard Spectra Periode Ulang 475 Tahun
0.80
0.70
PSHA
Magnitude M
PBA (g)
0.60
0.50
0.40
0.30
0.20
0.10
0.00
0
0.5
1
1.5
2
Periode (detik)
Subduction
1
Tshort periodT
long period
2.5
3
3.5
4
Seismic Hazard Methodology
Historical &
Instrumental
Earthquake Catalog
Geology and Tectonics
Macroseismic Intensity
& Strong Motion
Records
1. SEISMICITY
2. SOURCE ZONES
3. ATTENUATION
Faults
Area Sources
Type of Faults
Tomography
Peak Acceleration (PGA)
Acceleration Spectra (PSA)
Historic Recurrence Rate
Geologic Recurrence Rate
Maximum Magnitude
4. GEODETIC CRUSTAL
DEFORMATION
Slip-rate information from
GPS Monitoring
Expert Judgment
SEISMOTECTONIC MODEL
4. LOGIC TREE
Alternate Models
Parameter Uncertainty
Relative Likelihood
Next page
Seismic Hazard Methodology
Continued
5. HAZARD ANALYSIS (PSHA)
Hazard Curves
Uniform Hazard Spectra (UHS)
Confidence Limits
Generic Seismic
Design Criteria
6. DEAGGREGATION
Natural Period of
Structures
Design Earthquakes
Bedrock Time Histories
Return Period of
Design Event
Judgment
7. SITE RESPONSE
Geotechnical Data
Soil Amplification
Site-Specific Time Histories
Site-Specific
Seismic Design
Criteria
METODOLOGI
PROBABILISTIC SEISMIC HAZARD ANALYSIS
„
Digunakan Total Probability Theorem: PBA tergantung Magnitude
(M) dan hypocenter (r) sebagai continuous independent random
variables, dinyatakan dengan:
H (a) = ¦ vi ³³ P[A > a¨m, r] gMi (m) gRi¨Mi(r,m)drdm
dimana :
• H(a) : annual frequency dari gempa bumi yang menghasilkan ground motion
Amplituda A > a.
• vi : adalah annual rate pada area sumber I
(dengan magnitude lebih besar dari suatu nilai Moi tertentu) pada luasan sumber I
• gMi (m) dan gRi¨Mi(r,m) fungsi-fungsi kerapatan probabilitas untuk masing-masing
magnitude dan jarak .
• P[A > a¨m, r probabilitas dari suatu gempa dengan magnidude m pada jarak r yang
menghasilkan PBA A lebih besar dari a
METODOLOGI PSHA
EZ-Frisk Computer Program
(Risk Engineering, 2004)
EZ-Frisk Computer Program
(Risk Engineering, 2009)
a. Earthquake Data/Catalog Collection
b. Earthquake Source Zoning
c. Use of appropriate Attenuation Functions
d. Recurrence Models
e. Ground Motion Characteristics
PSHA PROCESS
„
Compile necessary information as required to perform the PSHA, which
include :
Regional geological and tectonic-setting, identification and mapping of
subduction and active shallow crustal faults
… Collect seismicity data (historical and instrumental data, Relocated)
… Use seismic tomography to help identify geometry of the source zones
… Compile the crustal deformation from GPS monitoring data to identify slip rates
of source zones (subduction and shallow crustal faults).
…
„
„
„
Develop seismic source zones for input to PSHA
Review and utilization of some appropriate attenuation functions for the
specific seismic sources.
Perform probabilistic seismic hazard analysis, which include determination
of PBA associated with its probabilities.
TEKTONIK SETING DAN PEMETAAN PATAHAN AKTIF
Map of the principal tectonic
elements of the indonesian plate
boundary,
Ref: [Engkon K. Kertapati, 2000]
Ref: [Sieh & Natawidjaja, 2000]
SEISMIC TOMOGRAPHY DAN RELOKASI HIPOCENTER
B-B
A-A
a Æ a’
b Æ b’
D-D
C-C
c Æ c’
E-E
d Æ d’
e Æ e’
Ref: [Sriwidiantoro, 2009]
+2%
Sri Widiyantoro, -2%
2008
lambat
cepat
GEODETIC GPS MONITORING FOR CRUSTAL DEFORMATION INFORMATION
Global GPS Velocities
ANALISIS DATA DAN HASIL
PSHA SUMATRA-JAWA-NUSA
TENGGARA
SEISMIC TOMOGRAPGHY DAN RELOKASI HIPOCENTRAL
ZONA SUMATRA
B-B
A-A
a Æ a’
b Æ b’
D-D
C-C
c Æ c’
E-E
d Æ d’
e Æ e’
Ref: [Sriwidiantoro, 2009]
+2%
Sri Widiyantoro, -2%
2008
lambat
cepat
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
1
15
101
102
1
10
201
202
5
5
MODEL SUMBER
GEMPABUMI ZONA
SUMATRA
302
95
301
100
402
0
105
110
115
120
125
130
135
140
0
401
15
15
Subduction
502
-5
-
501
10
10
602
601
-10
702
-
5
5
701
802
902
-
801
-15
901
0
0
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
-5
-5
-10
-10
Sumatra Fault Zone
-15
-15
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
SEISMIK TOMOGRAPGHY DAN RELOKASI HIPOCENTRAL
ZONA JAWA BARAT, PULAU JAWA
A
B
C
D
Sri Widiyantoro,-2%
2008
Ref: [Sriwidiantoro, 2009]
+2%
lambat
cepat
DISTRIBUSI HIPOSENTRAL PADA SEGMEN C-C
ZONA JAWA BARAT, PULAU JAWA
Dip Angle = 16o
Dip Angle = 61o
C
19A
19B
5K
14
5A
5B
23
4F
4C
5C
17
5D
4D
4B
5F
4E
6C
5E
5H
6E
6D
6A
5G
6G
6F
12A
12B
7
13
12C
6B
11C
11E
21
18
12D
8
21
5I
11B
11A
11D
5J
24
10
25
9B
9
22
13
15
16
C
Potongan Melintang C-C
RANGKUMAN SUDUT SUBDUKSI ZONA
JAWA – NUSA TENGGARA
Penampang
Sudut
Subduksi
dangkal (0)
Sudut Subduksi
dangkal (0)
A – A’
B – B’
C – C’
D – D’
E – E’
F – F’
G – G’
H – H’
21
21
20
21
22
22
17
13
55
55
59
53
56
56
42
48
Penampang
Sudut
Subduksi
dangkal (0)
Sudut Subduksi
dangkal (0)
I – I’
J – J’
K – K’
L – L’
M – M’
N – N’
O – O’
P – P’
Q – Q’
R – R’
22
19
21
30
21
22
17
21
16
16
58
61
63
65
59
54
47
55
49
44
MODEL SUMBER GEMPA BUMI ZONA JAWA-NTT
JAKARTA
19A
19B
5K
14
5A
5B
BANDUNG
5C
4F
4C
5F
4E
17
5C
5D
4D
4B
6C
5E
6E
6D
6G
6F
6A
5G
13
12C
21
12D
8
21
5I
11C
11E
11A
11B
YOGYAKARTA
5J
24
12A
12B
7
6B
5H
11D
10
25
9B
9
22
13
15
16
DENPASARr
19A
JAKARTA
19B
5K
14
5A
BANDUNG
5B
5C
4F
4C
5F
4E
17
5C
5D
4D
4B
6C
5E
6D
6A
5G
6E
6G
6F
13
21
18
12D
11C
11E
11B
11A
11D
YOGYAKARTA
5J
24
12A
12C
8
21
5I
12B
7
6B
5H
10
25
9B
9
22
13
15
16
DENPASAR
Slip Rate
Slip-rate For Lembang Fault
(Crustal Deformation GPS Monitoring)
Ref: [Irwan Meilano, 2009]
(7)
EARTHQUAKE RECURRENCE MODEL
Eksponensial Model
1.
2.
3.
„
Least Square Method
Weichert
Kijko & Sellevol Method
Least Square Method (Gutenberg & Richter, 1954)
Kelemahan dari metoda LS dalam penentuan parameter a-b
adalah metoda ini tidak memperhitungkan kemungkinan
digunakannya gabungan data dari sumber-sumber yang
berbeda, misalnya data dari sejarah kegempaan yang
digabungkan dengan data dari informasi geologi. Nilai b yang
didapat dengan menggunakan metoda ini juga umumnya
overestimated yang mengakibatkan rate dari gempa-gempa besar
akan underestimated.
Log N = a – bM
„
Characteristic Recurrence Model
Exponential Magnitudes
Characteristic Magnitudes
(Schwartz and Coppersmith, 1984 adopted in EZFrisk, Risk Engineering, 2004)
MAGNITUDA MAKSIMUM
• Selain pendekatan geologi, diadopsi juga “Statistical Method”
Good Method
1a
b
2a
Magnitude distribution properly describes the M_max according to Kijko-Sellevoll (APPROX.)
observations
M_max according to Least Square Method (LS)
Parameters of the assume distribution
functions are known without error.
M_max according to Normal Distribution (L1)
Uncertain, Incomplete, Doubtful seismic
M_max according to Tate-Pisarenko
data
M_max according to Kijko-Sellevoll (EXACT)
M_max according to Kijko-Sellevoll-Bayes
M_max according to Robson-Whitlock (not provide a guarantee)
M_max according to Robson-Whitlock-Cooke
M_max [Based on 5 largest magnitudes]
3a
b
c
The empirical distributions of earthquake
magnitudes are of bi- or multi-modal
character
The log-frequency-magnitude relation has a
strong non-linear component
M_max according to Non-Parametric with Gaussian Kernel Procedure
M_max according to Non-Parametric Procedure based on Order Statistics
M_max according to Tate-Pisarenko-Bayes Procedure
Presence of characteristic events
Temporal Trend
Attenuation Data Base
in EZ-Frisk, 2009
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
Abrahamson-Silva (1997)
Al-Tarazi & Qadan (1997)
Ambraseys et al. (1996)
Amrat (1996)
Atkinson (1997)
Atkinson - Boore (2003)
Atkinson - Motazedian (2003)
Atkinson-Silva (2000)
Atkinson-Sonley (2000)
Boore - Joyner - Fumal (1997)
Bray 2002
Campbell (1997)
Campbell - Bozorgnia (2003)
Crouse (1991)
Frankel (1996)
Fukushima-Tanaka (1992)
Gregor (2002)
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
„
Huo-Hu (1992)
Idriss (1993)
Joyner-Boore (1981)
Malkawi-Fahmi (1996)
Martin (1990)
Sabetta-Pugliese (1996)
Sadigh et al. (1997)
Silva (1999)
Silva et al. (2002)
Somerville (2001)
Spudich (1997/99)
Toro et al. (1999)
Idriss (2004)
Youngs (1997)
Boore and Atkinson (2007).. [NGA]
Chiou and Youngs (2007).. [NGA]
Campbell - Bozorgnia (2008) [NGA]
Idriss (2004)
FUNGSI ATTENUASI
For Subduction Mechanism
Youngs et al. (1997)
ln (y) = 0.2418 + 1.414 .M + C1 + C2(10 – M)3 + C3 ln(rrup +
1.7818e0.554M) + 0.00607.H + 0.3846.ZT
For Shallow Crustal Fault
Idriss (2008) NGA
Campbell-Bozorgnia (2008) NGA
Boore-Atkinson (2008) NGA
LOGIC TREE……
JENIS SUMBER GEMPA
MODEL
FUNGSI ATTENUASI
RECURRENCE RATE
MAGNITUDA MAXIMUM
Idriss
(2008) NGA
PATAHAN
DANGKAL
KARAKTERISTIK
[ 1.0 ]
[ 0.33 ]
M.max + 0.25
Campbell-Bozorgnia
(2008) NGA
M.max
[ 0.1 ]
[ 0.33 ]
[ 0.6 ]
M.max - 0.25
Boore-Atkinson
(2008) NGA
[ 0.3 ]
[ 0.33 ]
M.max + 0.25
[ 0.1 ]
KARAKTERISTIK
Youngs (1997)
Interface Rock
M.max
[ 0.6 ]
[ 0.7 ]
M.max - 0.25
[ 0.3 ]
SUBDUKSI
Least Square
EKSPONENSIAL
[ 0.3 ]
Youngs (1997)
Interface Rock
[ 0.2 ]
Kijko And Sellevol
M.max + 0.25
[ 0.1 ]
M.max
[ 0.5 ]
[ 0.6 ]
Weichert
M.max - 0.25
[ 0.3 ]
[ 0.3 ]
GRAFIK RECURRENCE RELATIONSHIP
SEGMEN BENGKULU, SUMATERA
10
10
Data
Data
Least Square
1
Least Square
1
Weichert
Weichert
KS
KS
0.1
N(M>mo)
N(M>mo)
0.1
0.01
0.01
0.001
0.001
Megathrust
0.0001
Benioff
0.0001
0.00001
0.00001
5.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
8.5
5.0
9.0
5.5
6.0
6.5
7.0
7.5
8.0
Magnitude
Magnitude
GRAFIK RECURRENCE RELATIONSHIP
SEGMEN JAWA BARAT
100
100
10
10
Data
Data
Least Square
Weichert
Least Square
KS
0.1
0.01
KS
1
Weichert
Benioff
N(M>mo)
N(M>mo)
1
0.1
0.01
0.001
0.001
0.0001
0.0001
0.00001
Megathrust
0.00001
5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0
5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 8.5 9.0
Magnitude
Magnitude
fault
Least Square
activity b-value
b
rate
Kijko Sellevol
b-value
b
rate
b-value
Weichert
b
rate
0.139
0.451
0.300
0.899
0.899
0.899
2.072
2.072
2.072
0.170
0.504
0.313
2.099
2.099
0.184
0.496
0.560
0.560
1.290
1.290
0.163
0.487
0.604
0.604
1.392
1.392
0.583
0.437
0.624
0.624
1.436
1.436
0.440
0.330
0.722
0.722
1.663
1.663
0.342
0.138
0.683
0.683
1.573
1.573
0.254
0.103
Active
Active
Active
0.845
0.845
0.845
1.945
1.945
1.945
0.106
0.295
0.195
0.968
0.968
0.968
2.229
2.229
2.229
Intraslab B2
Batu
Mentawai
Active
Active
1.034
1.034
2.380
2.380
0.193
0.454
0.912
0.912
Intraslab B3
Bengkulu
Sunda
Active
Active
0.993
0.993
2.288
2.288
0.705
0.540
Intraslab B4
West Java
Central Java
Active
Active
0.658
0.658
1.514
1.514
0.334
0.136
Source Zone
fault
Least Square
activity b-value
b
rate
Kijko Sellevol
b-value
b
rate
b-value
Weichert
b
rate
0.551
0.485
0.274
0.656
0.656
0.656
1.510
1.510
1.510
0.433
0.399
0.224
1.300
1.300
0.276
0.684
0.560
0.560
1.290
1.290
0.186
0.464
0.543
0.543
1.250
1.250
0.851
0.259
0.576
0.576
1.327
1.327
0.607
0.183
0.723
0.723
1.664
1.664
0.343
0.147
0.726
0.726
1.671
1.671
0.295
0.127
Interface M1
Andaman
Aceh
Nias
Active
Active
Active
0.974
0.974
0.974
2.242
2.242
2.242
0.724
0.549
0.317
0.702
0.702
0.702
1.617
1.617
1.617
Interface M2
Batu
Mentawai
Active
Active
0.748
0.748
1.723
1.723
0.362
0.715
0.565
0.565
Interface M3
Bengkulu
Sunda
Active
Active
0.671
0.671
1.545
1.545
0.992
0.286
Interface M4
West Java
Central Java
Active
Active
0.667
0.667
1.537
1.537
0.332
0.145
Subduksi Zona
Megathrust Sumatra
Source Zone
Intraslab B1
Andaman
Aceh
Nias
Subduksi Zona Benoff
Sumatra
RECURRENCE PARAMETER ZONA SUBDUKSI SUMATRA
Mmax, b-value, rate Pada Segmen-Segmen Utama
Perhitungan Berdasarkan Rumusan Wells & Coppersmith
No
Segment
Slip rate
L
Mm/year
km
5
150
7.6
Mw
1
Sunda
2
Semangko
5
65
7.2
3
Kumering
11
150
7.6
4
Manna
11
85
7.3
5
Musi
11
70
7.2
6
Ketaun
11
85
7.3
7
Dikit
11
60
7.2
8
Siulak
23
70
7.2
9
Suliti
23
95
7.4
10
Sumani
23
60
7.2
11
Sianok
23
90
7.3
12
Sumpur
23
35
6.9
13
Barumun
4
125
7.5
14
Angkola
19
160
7.6
15
Toru
24
95
7.4
16
Renun
27
220
7.8
17
Tripa
27
180
7.7
18
Aceh
2
200
7.7
19
Seulimeum
13
120
7.5
Source Zone
Sumatra Fault Zone
Aceh Fault
Seumeluem Fault
Tripa Fault
Renun Fault
Toru Fault
Barumun Fault
Angkola Fault
Sumpur Fault
Sianok Fault
Sumani Fault
Suliti Fault
Siulak Fault
Dikit Fault
Ketaun Fault
Musi Fault
Manna Fault
Kumering Fault
Semangko Fault
Sunda Fault
fault
Least Square
b
rate
activity b-value
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
Active
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
0.682
Ref: [Sieh & Natawidjaja, 2000]
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
1.571
0.045
0.045
0.058
0.051
0.043
0.038
0.019
0.019
0.001
0.001
0.043
0.076
0.043
0.108
0.049
0.039
0.063
0.058
0.043
PERKIRAAN NILAI Mmax DENGAN MENGGUNAKAN
METODA STATISTIK
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Benioff Zone
Jabar
M_max according to Kijko-Sellevoll (APPROX.)
7.59
M_max according to Kijko-Sellevoll (EXACT)
7.59
M_max according to Tate-Pisarenko-Bayes
7.63
M_max according to Kijko-Sellevoll-Bayes
7.53
M_max according to Robson-Whitlock
7.70
M_max according to Robson-Whitlock-Cooke
7.50
M_max [Integral(N-P-Gaussian Kernel CDF)^nr_eq]
7.60
M_max [Integral(Order Statistics CDF)^nr_eq]
7.49
M_max [Based on 5 largest magnitudes]
7.51
Max Magnitude m_max
(Norm L1)
7.02
Avearage 7.52
Mega Thrust Zone
Jabar
M_max according to Kijko-Sellevoll (APPROX.)
8.00
M_max according to Kijko-Sellevoll (EXACT)
8.00
M_max according to Tate-Pisarenko-Bayes
8.10
M_max according to Kijko-Sellevoll-Bayes
7.91
M_max according to Robson-Whitlock
8.60
M_max according to Robson-Whitlock-Cooke
8.10
M_max [Integral(N-P-Gaussian Kernel CDF)^nr_eq]
8.20
M_max [Integral(Order Statistics CDF)^nr_eq]
8.00
M_max [Based on 5 largest magnitudes]
8.00
Max Magnitude m_max
(Norm L1)
7.16
Avearage 8.01
Jateng
6.70
6.70
6.73
6.70
6.47
6.53
6.66
6.57
6.62
6.66
6.63
Jatim
7.41
7.41
7.41
7.39
7.21
7.26
7.40
7.29
7.34
7.04
7.32
M.Max ( Mw )
Bali-Lombok Sumba
7.01
7.33
7.01
7.33
7.04
7.34
7.00
7.30
7.27
7.46
7.05
7.30
7.00
7.31
7.01
7.28
6.98
7.26
6.92
7.08
7.03
7.30
Flores
6.88
6.88
6.88
6.86
6.87
6.86
6.88
6.92
6.89
6.67
6.86
Timor
7.08
7.08
7.08
7.06
6.91
6.96
7.07
6.98
7.01
6.68
6.99
Jateng
7.15
7.15
7.28
7.13
7.39
7.11
7.00
7.06
7.03
7.03
7.13
Jatim
8.03
8.03
8.04
8.02
7.94
7.95
8.04
7.96
7.99
7.04
7.90
M.Max ( Mw )
Bali-Lombok Sumba
7.30
8.02
7.30
8.01
7.31
8.01
7.28
7.99
7.46
7.97
7.30
7.95
7.34
8.05
7.28
7.98
7.24
8.00
7.17
7.04
7.30
7.90
Flores
7.54
7.54
7.62
7.50
8.42
7.80
7.78
7.66
7.59
7.18
7.66
Timor
7.99
7.99
8.05
7.95
7.80
7.75
8.08
7.89
7.95
8.98
8.04
Reff :
Different Techniques For estimation of the Maximum arthquake Magnitude mmax
By : Andrzej KIJKO
Aon-Benfield Natural Hazard Centre, 2009
HASIL ANALISA
PSHA SUMATRA, JAWA, DAN NTT
PENJELASAN HASIL PSHA
Pada kajian PSHA ini dibuat dua alternatif model, yaitu :
• Model Pertama dikembangkan dengan menggunakan model
patahan ault yang terindentifikasi dengan baik (well
defined) + sumber gempa background,
• Model Kedua dikembangkan dengan cara mengaktifkan
keseluruhan patahan yang teridentifikasi dengan
baik ditambah dengan patahan yang dicurigai memiliki
keaktifan karena beberapa ciri fisik dan karakteristik seismik yang
memberikan indikasi keaktifannya.
**) Catatan : Zonasi Pulau Sumatra, Jawa dan Nusa Tenggara dilakukan untuk Perioda Ulang 475
tahun dan 2475 tahun, masing-masing untuk T=PBA, T=0,2detik, dan T=1,0 detik
HASIL PSHA
WILAYAH KAJIAN PULAU SUMATRA
Hasil Makrozonasi Pulau Sumatra yang
menunjukkan nilai percepatan gempa di
batuan dasar (T=PBA) untuk periode
ulang gempa 475 tahun
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
15
15
100
95
105
110
115
120
125
130
135
140
1
15
10
10
101
102
1
10
5
5
201
202
5
5
302
0
0
301
402
0
0
401
-5
-5
502
-5
-
501
-10
-10
602
601
-10
-
701
-15
-15
702
802
902
95
100
105
110
115
120
125
130
135
901
140
95
Suber Gempa
SFZ
-
801
-15
100
105
110
115
120
125
130
135
140
Sumber Gempa
Subduction
Titik Pengamatan Pulau Jawa
-5
Titik-titik Pengamatan di Pulau Jawa
-5.5
Gambar 2. Titik – titik Pengamatan di Pulau Jawa
-6
-6.5
-7
-7.5
-8
-8.5
-9
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
HASIL PSHA
WILAYAH KAJIAN PULAU JAWA
Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar
(T=PGA) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 1
HASIL PSHA
WILAYAH KAJIAN PULAU JAWA
Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar
(T=0.2 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 1
HASIL PSHA
WILAYAH KAJIAN PULAU JAWA
Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar
(T=1 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 1
HASIL PSHA
WILAYAH KAJIAN PULAU JAWA
Hasil Makrozonasi Pulau Jawa yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan dasar
(T= PGA) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan model 2
HASIL PSHA
WILAYAH KAJIAN BALI-NUSA TENGGARA
Hasil makrozonasi Nusa Tenggara yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan
dasar (T=PBA) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan Model 1
HASIL PSHA
WILAYAH KAJIAN BALI-NUSA TENGGARA
Hasil makrozonasi Nusa Tenggara yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan
dasar (T=0.2 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan Model 1
HASIL PSHA
WILAYAH KAJIAN BALI-NUSA TENGGARA
Hasil makrozonasi Nusa Tenggara yang menunjukkan nilai percepatan gempa di batuan
dasar (T=1 detik) untuk periode ulang gempa 475 tahun, Hasil pengembangan Model 1
HASIL PSHA KOTA BESAR PULAU
SUMATRA, JAWA-NUSATENGGARA
BANDA ACEH
PBA (g’s)
Koordinat Lokasi
Aceh
475 tahun
2475 tahun
0.34
0.42
Uniform Hazard Spectra
2
Mean for 2475-year Return Period
1.8
Mean for 975-year Return Period
1.6
Mean for 475-year Return Period
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
2.4
2.8
3.2
3.6
4
Spectral Period (s)
Mean UHS Kota Aceh Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun
BANDA ACEH
Magnitude-Distance Deaggregation
Hazard by Seismic Source
1E+00
Period = PGA
1E-01
1E-02
1E-03
1E-04
1E-05
1E-06
1E-07
1E-08
1E-09
Total Hazard
Tripa F_E
Aceh Andaman A
Aceh F_C
Nias A
Aceh F_E
Aceh Andaman C
Seulimeum F_C
Nias C
Seulimeum F_E
Renun F_C
Batee F_C
Renun F_E
All Other Sources
Tripa F_C
1E-10
0.00001
0.00010
0.00100
0.01000
0.10000
1.00000
10.00000
Peak Ground Acceleration, (g)
Period: PGA
Amplitude: 0.33848
Hazard: 0.00211047
Mean Magnitude: 7.28
Mean Distance: 82.65
Nilai Hazard Dari Sumber-Sumber Gempa Subduksi Dan Shallow
Crustal Intraslab Untuk Tingkat Annual Frequency of Exceedance
Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Aceh Pada T=PGA
PADANG
PBA (g’s)
Nama Kota
Pandang
475 tahun
2475 tahun
0.41
0.52
Uniform Hazard Spectra
2
Mean for 2475-year Return Period
1.8
Mean for 975-year Return Period
1.6
Mean for 475-year Return Period
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
2.4
2.8
3.2
3.6
4
Spectral Period (s)
Mean UHS Kota Padang Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun
PADANG
Magnitude-Distance Deaggregation
Hazard by Seismic Source
1E+00
Period = PGA
1E-01
1E-02
1E-03
1E-04
1E-05
1E-06
1E-07
1E-08
1E-09
Total Hazard
Mentawai C
Nias A
Enggano C
Batu A
Siulak F_E
Mentawai A
Suliti F_C
Enggano A
Suliti F_E
Nias B
Sumani F_C
Batu B
Sianok F_C
Mentawai B
Sumpur F_C
Nias C
Toru F_E
Batu C
1E-10
0.00001
All Other Sources
0.00010
0.00100
0.01000
0.10000
1.00000
10.00000
Peak Ground Acceleration, (g)
Nilai Hazard Dari Sumber-Sumber Gempa Subduksi Dan Shallow
Crustal Intraslab Untuk Tingkat Annual Frequency of Exceedance
Period: PGA
Amplitude: 0.38064
Hazard: 0.00307993
Mean Magnitude: 7.91
Mean Distance: 77.35
Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Padang Pada T=PGA
JAKARTA
PBA (g’s)
Nama Kota
Jakarta
475 tahun
2475 tahun
0.22
0.276
Uniform Hazard Spectra
1
Mean for 2475-year Return Period
0.9
Mean for 975-year Return Period
0.8
Mean for 475-year Return Period
0.7
0.6
0.5
0.4
0.3
0.2
0.1
0
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
2.4
2.8
3.2
3.6
4
Spectral Period (s)
Mean UHS Kota Jakarta Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun
JAKARTA
Magnitude-Distance Deaggregation
Hazard by Seismic Source
1E+00
Period = PGA
1E-01
1E-02
1E-03
1E-04
Total Hazard
Jawa Timur C
Aceh Andaman C
Mentawai A
Bali Sumbawa C
Mentawai C
Enggano A
Nias C
Jawa Barat A
WJF_Cimandiri
Jawa Barat B
WJF_Lembang
Jawa Barat C
Background on JAVA_0-20km
Jawa Tengah A
Background on JAVA_20-40km
Jawa Tengah B
Background on JAVA_40-60km
Jawa Tengah C
All Other Sources
1E-05
1E-06
1E-07
1E-08
1E-09
Jawa Timur A
1E-10
0.00001
0.00010
0.00100
0.01000
0.10000
1.00000
Peak Ground Acceleration, (g)
Period: PGA
Amplitude: 0.2264
Hazard: 0.00211372
Mean Magnitude: 7.08
Mean Distance: 176.31
Nilai Hazard Dari Sumber-Sumber Gempa Subduksi Dan Shallow
Crustal Intraslab Untuk Tingkat Annual Frequency of Exceedance
Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Jakarta Pada T=PGA
REKOMENDASI NILAI SPEKTRAL UNTUK
KOTA JAKARTA (10% PE in 50 years)
Tabel 3 Nilai percepatan spektral batuan dasar Kota Jakarta
Level Hazard
10 % PE dalam 50 tahun
T=PGA
T=0.2 detik
T=1.0 detik
(g)
0.22
(g)
0.51
(g)
0.21
10.00000
BANDUNG
PBA (g’s)
Nama Kota
475 tahun
2475 tahun
0.33
0.41
Bandung
Uniform Hazard Spectra
2
Mean for 2475-year Return Period
1.8
Mean for 975-year Return Period
1.6
Mean for 475-year Return Period
1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0
0.4
0.8
1.2
1.6
2
2.4
2.8
3.2
3.6
4
Spectral Period (s)
Mean UHS Kota Bandung Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun
BANDUNG
Hazard by Seismic Source
Magnitude-Distance Deaggregation
1E+00
Period = PGA
1E-01
1E-02
1E-03
1E-04
Total Hazard
Jawa Timur A
Bali Sumbawa A
Jawa Timur C
Bali Sumbawa C
Mentawai A
Enggano A
Mentawai C
Jawa Barat A
WJF_Cimandiri
Jawa Barat B
WJF_Lembang
Jawa Barat C
Background on JAVA_0-20km
Jawa Tengah A
Background on JAVA_20-40km
Jawa Tengah B
Background on JAVA_40-60km
1E-05
1E-06
1E-07
1E-08
1E-09
Jawa Tengah C
1E-10
0.00001
All Other Sources
0.00010
0.00100
0.01000
0.10000
1.00000
Peak Ground Acceleration, (g)
Period: PGA
Amplitude: 0.33281
Hazard: 0.00214692
Mean Magnitude: 6.63
Mean Distance: 57.10
Nilai Hazard Dari Sumber-Sumber Gempa Subduksi Dan Shallow
Crustal Intraslab Untuk Tingkat Annual Frequency of Exceedance
Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Bandung Pada T=PGA
10.00000
DENPASAR
PBA (g’s)
Nama Kota
Denpasar
475 tahun
2475 tahun
0.26
0.31
Mean UHS Kota Denpasar Untuk Periode Ulang 475, 975 dan 2475 Tahun
DENPASAR
Nilai Hazard Dari Sumber-Sumber Gempa Subduksi Dan Shallow
Crustal Intraslab Untuk Tingkat Annual Frequency of Exceedance
Tertentu Yang Mempengaruhi Kota Denpasar Pada T=PGA
KAJIAN AWAL UNTUK ZONASI PULAU IRIAN
6-1
SFZ
7 -1 a
Ne
RF
Z
6-2
7-1b
Y FZ
M a n o k w a ri
S o ro n g
w
Gu
in e
a T
re
8a
n ch
6 -3
Se
ra
m
M
Tr
2a
ou
gh
4-2
Tangguh
TF
7 - 2Ba
5
F a k fa k
TAFZ
3-3
3-2
3-4
K a im a n a
Aru
Trou
gh
3-5
3-1
1 -2a
1 -2 b
Ja y a p u ra
8b
7-2b
2b
W am ena
T e m b a g a p u ra
T i m ik a
1 -1 a
Ar
u
1-1b
Tr
en
ch
4 -1
M e ra u k e
Model Sumber gempa zonasi
Pulau Irian
(Sengara, Kertapati, Delitriana, 2003)
Hasil makrozonasi Irian yang menunjukkan nilai percepatan
gempa di batuan dasar (T=PGA) untuk periode ulang gempa
475 tahun (Sengara, Kertapati, Delitriana, 2003)
DRAFT PETA ZONASI SELURUH INDONESIA
95°0'0"E
100°0'0"E
105°0'0"E
110°0'0"E
115°0'0"E
120°0'0"E
125°0'0"E
130°0'0"E
135°0'0"E
140°0'0"E
10°0'0"N
10°0'0"N
:
Legend
PGA (g)
0.000- 0.050
0.101 - 0.150
0.151 - 0.200
5°0'0"N
5°0'0"N
0.051 - 0.100
0.201 - 0.250
0.251 - 0.300
0.301 - 0.350
0.351 - 0.400
0.401 - 0.450
0.501 - 0.550
0°0'0"
0°0'0"
0.451 - 0.500
5°0'0"S
10°0'0"S
10°0'0"S
5°0'0"S
0.551 - 0.800
Kilometers
0
95°0'0"E
250
500
100°0'0"E
1,000
105°0'0"E
1,500
110°0'0"E
115°0'0"E
120°0'0"E
125°0'0"E
130°0'0"E
135°0'0"E
140°0'0"E
Uniform Building Codes (UBC97)
International Building Codes (IBC-2006)
vs
Site Class
Soil Profile Name
SA
Hard rock
>5000( >1500)
2500 < v s d 5000
SB
Rock
SC
Very dense soil and
soft rock
SD
su
N
ft/sc
(m/s)
(760 < v s d 1500)
1200 < v s d 2500
(360 < v s d 760)
600 d v s d 1200
Stiff soil profile
(180 d v s d 360)
v s < 600
( v s < 180)
SE
Soft soil profile
-
-
-
-
> 50
> 2000
(> 100)
15< N d 50
1000 d su d
2000
(50 d su d 100)
< 15
< 1000
(< 50)
Any profile containing soil having one or more of the
following characteristics:
1. Soil vulnerable to potential or collapse under
seismic loading such as liquefiable soils, quick and
highly sensitive clay, collapsible weakly cemented
soils.
2. Peats and/or highly organic clays (H > 10 feet of
peat and/or highly organic clay).
3. Very high plasticity clays (H > 25 feet with
plasticity index PI > 75).
4. Very thick soft/medium stiff clays (H > 120 feet)
In IBC 2006:
-
SF
psf
(kPa)
Any profile with more than 10 feet of soil having the
following characteristics:
PI>20, wn t 40% dan Su < 500 psf (< 25 kPa)
Design Response Spectra in UBC97
SMS = Fa x SS => SDS= 2/3 x SMS
SM1 = Fv x S1 => SDl= 2/3 x SM1
Fa at 0.2 second (for short period)
Fv at 1 second (for long period)
-SPT
Usulan Design Response Spectra untuk SNI Baru
vs
Site Class
Soil Profile Name
SA
Hard rock
SB
Rock
SC
Very dense soil and
soft rock
SD
Stiff soil profile
ft/sc
(m/s)
>5000( >1500)
2500 < v s d 5000
(760 < v s d 1500)
1200 < v s d 2500
(360 < v s d 760)
600 d v s d 1200
(180 d v s d 360)
v s < 600
( v s < 180)
SE
Soft soil profile
Design Response Spectra
SDS = Aa x SS S
SD1 = Av x S1 => SDl= 2/3 x SM1
Aa : faktor amplifikasi untuk T=0.2 dt
Av : faktor amplifikasi untuk T=1.0 dt
SD0 = SDS/2.5 ; Ts) = SD1/SDS.
SF
-
su
N
-SPT
-
psf
(kPa)
-
-
-
> 50
> 2000
(> 100)
15< N d 50
1000 d su d
2000
(50 d su d 100)
< 15
< 1000
(< 50)
Any profile with more than 10 feet of soil having the
following characteristics:
PI>20, wn t 40% dan Su < 500 psf (< 25 kPa)
Any profile containing soil having one or more of the
following characteristics:
1. Soil vulnerable to potential or collapse under
seismic loading such as liquefiable soils, quick and
highly sensitive clay, collapsible weakly cemented
soils.
2. Peats and/or highly organic clays (H > 10 feet of
peat and/or highly organic clay).
3. Very high plasticity clays (H > 25 feet with
plasticity index PI > 75).
4. Very thick soft/medium stiff clays (H > 120 feet)
Tabel-1 Besarnya nilai koefisian amplifikasi site untuk periode rendah (Aa)
Klasifikasi Site
Batuan (SB)
Tanah Keras (SC)
Tanah Sedang (SD)
Tanah Lunak (SE)
Tanah Khusus (S F)
SS = 0.25
1.0
1.2
1.6
2.5
SS
SS=0.5
1.0
1.2
1.4
1.7
SS
Zonasi
T=0.2 dt
SS=0.75
1.0
1.1
1.2
1.2
SS
SS =1.00
1.0
1.0
1.1
0.9
SS
SS
=1.25
1.0
1.0
1.1
0.9
SS
Keterangan:
SS = nilai percepatan spectral pada periode rendah (T=0.2 detik)
Untuk nilai-nilai antara dapat dilakukan interpolasi linear.
SS: memerlukan analisis site-specific.
Tabel-2 Besarnya nilai koefisian amplifikasi site untuk periode tinggi (Av)
Klasifikasi Site
Batuan (SB)
Tanah Keras (SC)
Tanah Sedang (SD)
Tanah Lunak (SE)
Tanah Khusus (S F)
S 1 = 0.1
1.0
1.7
2.4
3.5
SS
S 1=0.2
1.0
1.6
2.0
3.2
SS
Zonasi
T=1.0 dt
S1=0.3
1.0
1.5
1.8
2.8
SS
S 1=0.4
1.0
1.4
1.6
2.4
SS
S1 =0.5
1.0
1.3
1.5
2.4
SS
Keterangan:
S1 = nilai percepatan spectral pada periode tinggi (T=1.0 detik)
Untuk nilai-nilai antara dapat dilakukan interpolasi linear.
SS: memerlukan analisis site-specific.
REKOMENDASI
Rekomendasi Jangka Pendek
a. Menyelesaikan dan menyempurnakan keseluruhan hasil analisis dari berbagai
skenario sumber gempa dan parameter-parameter seismiknya (termasuk gempagempa background) untuk kajian wilayah Sumatra, Jawa dan Nusa Tenggara,
sehingga dapat dicapai suatu kesepakatan dan peta zonasi yang dihasilkan dapat
diusulkan sebagai konsensus para ahli kegempaan.
b. Melakukan analisis lanjutan sejenis untuk Wilayah Indonesia Timur yang meliputi
Blok Irian Jaya dan Blok Sulawesi-Kalimantan dengan pendekatan simultan,
mengkombinasikan data-data katalog gempabumi, data indetifikasi sesar aktif
berdasarkan geomorfologi dan data GPS.
c. Verifikasi dari rekomendasi Design Response Spectra untuk bangunan
Rekomendasi Jangka Menengah
a. Studi lanjutan mengenai karakteristik gempa beserta studi parameter gempa untuk
tiap zona baik untuk gempa patahan dangkal ataupun gempa subduksi.
b. Melakukan studi lanjutan secara berkelanjutan yang diperlukan untuk
memberikan masukan dalam upaya jangka menengah penyempurnaan peta
gempa Indonesia secara berkala setiap 5 tahun sekali.
REKOMENDASI ….(2)
Rekomendasi Jangka Menengah
c. Kajian data detail geoteknik dibawah permukaan untuk keperluan
"microzoning" khususnya menyangkut hal perambatan dan amplifikasi
gelombang gempa.
d. Dari sisi tomografi, area Indonesia Timur yg merupakan pertemuan 4 lempeng:
Indo-Australia, SE Asia, Philippines Sea Plate dan Caroline Plate, oleh karena itu
diperlukan investigasi dengan kajian yang lebih mendetail.
e. Melakukan kajian sumber gempabumi dan patahan aktifnya untuk melengkapi
data dasar sumber gempa. Program kajian sumber gempa ini meliputi :
i. Pemetaan patahan aktif dan pengukuran parameter-parameter tektoniknya
(sliprate, recurrent interval, paleoseismisitas)
ii. Kajian seismologi
iii. Kajian tektonik-geodesi untuk kinematika patahan aktif dan sumber gempa
iv. Kajian sejarah dan catatan gempa-gempa besar di masalalu
f. Peta zonasi gempa yang dihasilkan ini dapat di rekomendasikan untuk kriteria
disain seismik bangunan gedung, jalan jembatan dan bangunan air dengan
periode ulang gempa yang dapat disepakati.
g. Peta zonasi gempa yang dihasilkan merupakan masukan penting dan dapat
digunakan oleh Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB) sebagai
salah satu acuan untuk kajian risiko bencana gempa.
REKOMENDASI ….(3)
Rekomendasi Jangka Panjang
a. Memasang lebih banyak GPS + monitoring pada sesar-sesar aktif sepanjang
pulau-pulau di Indonesia
b. Mempercepat pelaksanaan pememasang jaringan strong-motion accelerometer
untuk dapat menangkap getaran gempa kuat dari berbagai sumber gempa, baik
zona subduksi maupun patahan dangkal
c. Memprogramkan penelitian mengenai analisis dan pengolahan data-data strong
motion, yang merupakan masukan penting di dalam menurunkan fungsi
atenuasi gempa Indonesia
d. Pengemembangan fungsi attenuasi yang diturunkan berdasarkan data – data
pencatatan gempa pada wilayah zona subduksi Sumatra, Jawa dan Nusa
Tenggara, dimana fungsi atenuasi tersebut telah mempertimbangkan dan
merepresentasikan karakteristik dari zona-zona sumber gempa tersebut.
TERIMA KASIH