Penentuan Tinggi dan Waktu Tempuh Penjalaran Gelombang Tsunami Menggunakan Model Numerik Linier TUNAMI N1 di Pantai Kabupaten Padang Pariaman dan Kota Pariaman Sumatera Barat.

Penentuan Tinggi dan Waktu Tempuh Penjalaran
Gelombang Tsunami
Menggunakan Model Numerik Linier TUNAMI N1
di Pantai Kabupaten Padang Pariaman dan Kota
Pariaman
Sumatera Barat
Ketua : Dwi Pujiastuti
Pembimbing: Daz Edwiza
Anggota : Meli Muchlian

Jurusan Fisika FMIPA

Universitas

6/16/2008

PENDAHULUAN
DAMPAK TSUNAMI (TAHUN 1833)
DI KAB. PADANG PARIAMAN DAN KOTA PARIAMAN
SUMATERA BARAT

PENENTUAN TINGGI DAN WAKTU TEMPUH
SERTA PEMODELAN PENJALARAN GELOMBANG TSUNAMI

EARLY WARNING SYSTEM

BATASAN
MASALAH
1. Sistem koordinat derajat dan UTM (Universal
2.
3.

4.
5.
6.

Tranvers Mercator)
Jarak antar grid 810 m
Data Batimetri  GEBCO
“(General Bathymetric Chart of the Oceans)”
Data Topografi  SRTM

“(Shuttle Radar Topography Mission)”
Model Numerik Tsunami Linier TUNAMI N1
Daerah tinjauan Kab. Padang Pariaman dan Kota
Pariaman (S. Limau, Pariaman Tengah, Ketaping)
Skenario gempabumi 7,5; 8,0; 8,5 Mw

DAERAH TINJAUAN

Tsunami Rangkaian gelombang laut yang menjalar
dengan
kecepatan tinggi, memiliki panjang gelombang
yang sangat panjang dan periode yang lama,
dipicu
oleh gangguan impulsif di dasar laut .

PENYEBAB TIMBULNYA TSUNAMI
Aktivitas vulkanik

Gempa bumi bawah laut

Faults: Dip Slip

Tumbukan benda luar angkasa
Longsoran bawah laut

I . Kondisi awal /(dislokasi di dasar laut)

I. Pembesaran gelombang tsunami

II. Terbentuk gelombang tsunami

IV. Run-up (limpasan ke daratan)

Mekanisme pembangkitan
tsunami
di daerah subduksi

Pre processing
Processing (running program)
Post processing

Pembuatan file input data kedalaman laut dan ketinggian daratan
 Luas daerah kajian

Pengolahan data
topografi dan garis
pantai

 Menentukan batas daerah kajian

SRT
M

&

 Data topografi & batimetri

 Menginterpolasi data topo+gp+bati
Penyimpanan data
domain (.txt)

 Menampilkan data numerik

Konsep numerik TUNAMI N1

}

A. Penentuan Pusat gempa

Domain daerah tinjauan
Lokasi

Domain

Jarak Grid
DX=DY

Ukuran
Grid

Koordinat

SUMATERA
BARAT

A

810

540 × 630

97,94o - 101,98 BT
0,085o - 4,80o LS

B. Initial Condition

Parameter sesar sumber gempa

Kejadian

Xo

Yo

M

HH

D

L

W

TH

DL

RD

Skenario 1

99,3

-3,3

7,5

10

1,81

62

31

135

100

80

Skenario 2

99,3

-3,3

8,0

10

3,225

111

55

135

100

80

Skenario 3

99,3

-3,3

8,5

10

9,09

313

156

135

100

80

di mana: Xo Longitude Epicenter (deg), Yo Latitude Epicenter (deg),
M Magnitude (Mw), HH Focal depth (km), D Dislocation (m),
L Panjang fault (km), W Lebar fault (km), TH Strike (derajat),
DL Dip (derajat) dan RD Slip (derajat).

C. Program linier penjalaran gelombang tsunami

 Data Batimetri &
Topograf
 Input parameter fault & ukuran grid masing-masing
domain
 Penetapan total time model, yaitu 3 jam (10800 detik)
 Penentuan titik pasang surut tsunami
titik 1  Sungai Limau (S 0,51 E 100,05)
titik 2  Pariaman Tengah(S
Tengah 0,65 E 100,09)
titik 3  Ketaping (S 0,80 E 100,27)

 Penyajian grafik pasang surut

 Membuat profil pantai

 Mengkorversi data (.txt) menjadi (.bmp)

 Mengkorversi data (.bmp) menjadi (.avi)

 Video animasi penjalaran tsunami

Data skenario pemodelan tinggi dan waktu
tempuh penjalaran gelombang tsunami
Skenario (Mw)
Koordinat Lokasi
No.

7.5

Nama Lokasi

8

8.5

Lintang
(LS)

Bujur
(BT)

Tinggi
(m)

Waktu
(detik)

Tinggi
(m)

Waktu
(detik)

Tinggi
(m)

Waktu
(detik)

1

Sungai Limau

0,51

100,05

0,08

4166

0,31

2234

3,09

3057

2

Pariaman Tengah

0,65

100,09

0,11

3766

0,23

1838

3,85

2659

3

Ulakan

0,71

100,17

0,05

3801

0,21

1841

4,50

2545

Pemodelan Tsunami Mw 7,5

Pemodelan Tsunami Mw 8,5

Pemodelan Tsunami Mw 8

Profil pantai

Pemodelan Tsunami Mw 7,5

Pemodelan Tsunami Mw 8,5

Pemodelan Tsunami Mw 8

Profil pantai

Pemodelan Tsunami Mw 7,5

Pemodelan Tsunami Mw 8,5

Pemodelan Tsunami Mw 8

Profil pantai

Di daerah pembangkitan, gelombang tsunami menunjukan perubahan
ketinggian muka air positif dan negatif dengan lembah gelombang mengadap
daerah pantai barat Pulau Mentawai.
Skenario Mw 7,5

Skenario Mw 8

Skenario Mw 8,5

Simulasi model menghasilkan data matrik ketinggian muka air di daerah kajian
untuk langkah waktu yang telah ditentukan besarannya. Dalam hal ini, pencetakan
hasil dibuat tiap 20 detik satu data. Dengan demikian, selama kurun waktu 3 jam
atau 10.800 detik akan dihasilkan data sejumlah 540 file.

Skenario Mw 7,5

1000 dt setelah gempabumi

4200 dt setelah gempabumi

Skenario Mw 8

1000 dt setelah gempabumi

5000 dt setelah gempabumi
2240 dt setelah gempabumi

Skenario Mw 8,5

500 dt setelah gempabumi

3060 dt setelah gempabumi
2300 dt setelah gempabumi

KESIMPULAN
Pada daerah tinjauan pasang surut tsunami, (setelah terjadi

gempa bumi dan sebelum terjadinya tsunami mencapai
pantai) terjadi penurunan muka air laut.

Tinggi

gelombang
pemodelan Mw 8,5.

tsunami

paling

besar

skenario

Daerah yang mengalami tinggi gelombang tsunami paling
besar adalah Ketaping (4,50 m), selanjutnya disusul oleh
Pariaman Tengah (3.85 m) dan terakhir Sungai Limau (3,09
m).
Daerah yang paling cepat dihantam gelombang tsunami

adalah Ketaping (2545 detik), selanjutnya disusul oleh
Pariaman Tengah (2659 detik), dan terakhir Sungai Limau
(3057 detik).

Bentuk geometri dan profil pantai juga mempengaruhi tinggi

gelombang tsunami yang menerjang pantai daerah tinjauan.

ANIMASI PENJALARAN
GELOMBANG TSUNAMI

Gempa Besar

dengan Magnitude
Mw >7
Lokasi di Laut
Kedalaman
dangkal
< 40km.
Terjadi deformasi
vertikal dasar laut

Karakteristik Tsunami
 Panjang gelombangnya lebih panjang dibandingkan dengan

kedalaman laut
 Kecepatan gelombang tergantung pada kedalaman air pusat
terjadinya gangguan seismik, kecepatan gelombang bisa
mencapai 900 km/jam (560 mile/jam dan melambat sampai
kira-kira 50 km/jam (31 mile/jam) saat gelombang mencapai
pantai
 Waktu tempuh penjalaran tergantung pada jarak dari pusat
gempa ke pantai
 Dampak umumnya ditandai dengan surutnya air pada batas
normal yang menandakan kedatangan gelombang raksasa.
 Tinggi gelombang tsunami bisa mencapai 30 m (yang
pernah tercatat

UTM
UTM  “UNIVERSAL TRANSVERS MERCATOR”
(SILINDER MELINTANG MERCATOR)
Jarak antar 2 garis bujur = 6 derajat  Zona
Indonesia berada di zona 46-54 (sumatera barat zona 47)

CIRI-CIRI PROYEKSI UTM
 Proyeksi bekerja pada setiap bidang Elipsoide yang dibatasi cakupan garis

meridian dengan lebar 6º yang disebut Zone.
ZONE :
Penomoran Zone merupakan suatu kesepakatan yang dihitung dari Garis Tanggal
Internasional (IDT) pada Meridian 180º Geografi ke arah Barat - Timur, Zone 1 =
180ºW sampai dengan 174ºW). Wilayah Indonesia dilingkup oleh Zone 46 sampai
dengan Zone 54 dengan kata lain dari Bujur 94º E(ast) sampai dengan 141 E(ast)
 Proyeksi garis Meridian Pusat (MC) merupakan garis lurus vertical pada tengah

bidang proyeksi.
 Proyeksi garis lingkar Equator merupakan garis lurus horizontal di tengah bidang

Proyeksi.

CIRI-CIRI PROYEKSI
UTM
 Grid merupakan perpotongan garis-garis yang sejajar dengan dua garis proyeksi

pada butir 2 dan 3 dengan interval sama. Jadi, garis pembentuk grid bukan hasil
proyeksi dari garis Bujur atau garis Lintang Elipsoid (kecuali garis Meridian Pusat
dan Equator).
 Faktor skala garis (scale factor) di Pusat peta adalah 0.9996, artinya garis

horizontal di tanah pada ketinggian muka air laut, sepanjang 1 km akan
diproyeksikan sepanjang 999.6 m pada Peta. Catatan : Faktor skala tidak sama
dengan skala peta.
 Penyimpangan arah garis meridian terhadap garis utara Grid di Meridian Pusat =

0º, atau garis arah Meridian yang melalui titik diluar Meridian Pusat tidak sama
dengan garis arah Utara Grid Peta, simpangan ini disebut Konfergensi Meridian.
Dalam luasan dan skala tertentu tampilan simpangan ini dapat diabaikan karena
kecil (tergantung posisi terhadap garis Ekuator).

Persamaan Gerak gelombang tsunami diekspresikan
dengan Teori Gelombang Perairan Dangkal (Dean dan
Dalrymple, 1984)
u
u
v
u
1 P 1   xx  xy  xz

u
v
w




t
x
y
z
 x   x
y
z

u
u
v
u
1 P 1   xy  yy  yz 

u
v w

 


t
x
y
z
 y   x
y
z 
1 P
 g
0
 z





Dengan mengintegrasikan persamaan di atas dari
dasar sampai permukaan menggunakan aturan
Leibnitz, diperoleh persamaan di bawah yang
terintegrasi (Imamura, 1994)

 2 M 2 M
M   M 2    MN 
  x
  
 
  A 2  2
  gD
t x  D  y  D 
x 
y
 x





 2 N 2 N 
N   MN    N 2 
  x
  gD
 
  A 2  2 
  
t x  D  y  D 
y 
y 
 x

Persamaan
kontinuitas

 M N


0
t
x y


M  udz u (h   )
h



N  vdz v (h   )
h

Persamaan gelombang suku linier

 M N


0
t
x
y

M

 gH
0
t
x
N

 gH
0
t
y

G
R
I
D
D
O
M
A
I
N