Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor | Zakia | Natural Science: Journal of Science and Technology 8660 28417 1 PB
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
Determination Of Ground Shear Strain In Palu City Using Mikrotremor
Data
Zakia*), Sandra, M.Rusydi Hasanuddin
Program Studi Fisika Jurusan Fisika FMIPA, Universitas Tadulako, Palu, Indonesia.
ABSTRACT
The reserach about ground shear strain in Palu city using microtremor data has been
successfully conducted. The research aims to determine value and the condition of ground
shear in Palu city. The research location covers 3 district, they are Mantikulore district, West
Palu district, and East Palu district. The research stage used microtremor secondary data
formed dominant frequency (f0) and amplification factor (A0). Seismic vulnerability index
(Kg) and value of Peak Ground Acceleration (PGA) were obtained by using the values of f0
and A0. The results of f0, A0, calculation of Kg and PGA then it is obtained the ground shear
strain value (γ). The result reveals that the great value of ground shear strain (γ) in Palu city is
about 4,66 x 10-6 up to 1,00 x 10-4. That condition will cause most of Palu city has sheared
strain when earth quake occur and least has it.
Key words : Mikrotremor, Ground Shear, Ground Vibration, Graound Crack
ABSTRAK
Penelitian tentang pergeseran tanah (ground shear strain) di Kota Palu menggunakan
data mikrotremor telah berhasil dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan nilai
dan keadaan pergeseran tanah di Kota Palu. Daerah penelitian ini meliputi 3 kecamatan yaitu
Kecamatan Mantikulore, Kecamatan Palu Barat, dan Kecamatan Palu Timur. Tahapan
penelitian menggunakan data sekunder mikrotremor berupa frekuensi dominan (f0) dan faktor
amplifikasi (A0). Indeks kerentanan seismik (Kg) dan nilai percepatan getaran tanah
maksimum Peak Ground Acceleration (PGA) diperoleh dengan menggunakan nilai f0 dan A0
tersebut. Hasil analisis f0, A0, perhitungan Kg dan PGA maka didapatkan nilai pergeseran
tanah (γ). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa besar nilai pergeseran tanah (γ) di Kota
Palu berkisar antara 4,66 x 10-6 sampai 1,00 x 10-4. Keadaan tersebut, akan menyebabkan
sebagian besar Kota Palu mengalami keretakan atau pergeseran jika terjadi gempabumi dan
sebagian kecil hanya mengalami getaran tanah.
Kata Kunci : Mikrotremor, Pergeseran Tanah, Getaran Tanah, Retakan Tanah
Coresponding Author : zakialodji@gmail.com Hp: 085395157151
129
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
yang disebabkan oleh beberapa faktor
LATAR BELAKANG
Bencana
alam
gempabumi
merupakan fenomena alam yang setiap
saat dapat terjadi dipermukaan bumi.
Besarnya goncangan bumi beragam mulai
dari yang sangat kecil sehingga sulit
dirasakan,
sangat
sampai
kegoncangan
dahsyat
meruntuhkan
sehingga
bangunan
yang
mampu
yang
aktivitas
manusia, seperti lalu
lintas, industri, dan aktivitas manusia
lainnya, selain itu sumber mikrotremor
juga disebabkan oleh faktor alam seperti
interaksi angin dan struktur bangunan, arus
laut, serta gelombang laut perioda panjang
(Peck, 2008).
Percepatan
getaran
tanah
maksimum (PGA) adalah nilai percepatan
Sulawesi Tengah khususnya Kota
Palu tercatat sebagai daerah rawan gempa
karena memiliki aktivitas tektonik yang
Penyebab utamanya tidak
lain adalah karena di Kota Palu terdapat
patahan (sesar) yang berdimensi cukup
besar, dikenal dengan Sesar Palu – Koro.
(Katili dalam Hasanudin
M., Rusydi,
getaran tanah terbesar yang pernah terjadi
di
suatu tempat yang diakibatkan oleh
gelombang
getaran
gempabumi.
tanah
dikembangkan
di
oleh
Percepatan
batuan
dasar
Fukushima
dan
Tanaka yang berdasarkan olahan data
gempabumi di Jepang dengan 4.500 data
selama
30
tahun
menggunakan
alat
Accelerograph. Kemudian Fukushima dan
1998).
Salah satu
upaya mitigasi yang
dapat dilakukan untuk mengurangi tingkat
kerawanan
bencana
gempabumi
dengan melakukan penelitian
adalah
mengenai
pergeseran tanah dengan data mikrotremor
yang
akibat
kokoh
(Edwiza dkk, 2008).
cukup tinggi.
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
dapat
dijadikan
acuan
dalam
Tanaka menyatakan PGA di batuan dasar
seperti
persamaan
1
(Fukushima
dkk,1990).
Log �� = 1,3 + 0,41 M – log (R. 0,32
.100,41M) – 0,0034 R
Nilai
(1)
pergeseran
tanah
(γ)
pengembangan wilayah yang aman dari
menggambarkan
suatu
kemampuan
ancaman gempabumi pada masa yang akan
material
lapisan
tanah
untuk
saling
datang.
meregang
atau
bergeser
saat
terjadi
Gempa bumi adalah suatu gejala
gempabumi. Nilai pergeseran tanah dapat
fisik yang ditandai dengan bergetarnya
dihitung dengan mengalikan antara indeks
bumi
intensitas.
kerentanan seismik dengan PGA di batuan
Mikrotremor atau disebut juga sebagai
dasar yang dinyatakan dengan persamaan
ambient noise merupakan getaran tanah
2 (Fukushima dkk, 1990).
dengan
berbagai
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
130
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
−6
� = ��
��
(2)
data
mikrotremor
dengan
didapatkan data sekunder berupa frekuensi
Lokasi penelitian terletak di Kota
meliputi
pengolahan
menggunakan data sekunder yaitu setelah
METODE PENELITIAN
Palu,
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
3
dominan (f0) dan faktor amplifikasi (A0)
kecamatan
yaitu
maka didapatkan hasil indeks kerentanan
Kecamatan Mantikulore dengan
titik
seismik, kemudian menghitung PGA di
koordinat 00°47’00” LS sampai 00°44’50”
batuan
LS
persamaan 1. Dengan mengetahui hasil
dan
119°52’00”
BT
sampai
119°54’10” BT. Kecamatan Palu Barat
dasar
indeks
dengan
kerentanan
menggunakan
seismik dan PGA
00°54’30” LS
dibatuan dasar maka didapatkan nilai
sampai 00°53’30” LS dan 119°51’30” BT
pergeseran tanah menggunakan persamaan
sampai 119°49’30” BT. Kecamatan Palu
2.
dengan titik
Timur
koordinat
koordinatnya
Berdasarkan hasil yang diperoleh
00°55”14,6’ LS sampai 00°56”52,2’ LS
dapat diketahui nilai pergeseran tanah
dan
dengan
titik
119°52”07,8’
BT
sampai
yang
akan
diinterpretasikan
sebagai
119°54”09,0’ BT, seperti terlihat pada
kejadian
Gambar 1.
pergeseran saja atau mengalami keretakan.
lokasi
yang
mengalami
HASIL DA PEMBAHASAN
Perhitungan
besarnya
nilai
pergeseran tanah menggunakan persamaan
2 dengan melakukan perkalian antara
indeks kerentanan seismik (Kg) dengan
percepatan getaran tanah (PGA) di batuan
dasar. Hasil nilai perhitungan tersebut
menunjukkan nilai pergeseran tanah di
Kota Palu yang meliputi 3 kecamatan
berkisar antara γ = 2,10 x 10-5 sampai γ =
2,79 x 10-4 Kecamatan Mantikulore, γ =
Gambar 1. Gambar lokasi penelitian
Pada penelitian ini data yang
digunakan adalah data mikrotremor berupa
data sekunder frekuensi dominan (f0) dan
faktor
amplifiksi
(A0).
Prosedur
4,66 x 10-6 sampai γ = 6,58 x 10-4
Kecamatan Palu Barat, dan γ = 2,76 x
10-5 sampai γ = 5,75 x 10-4 Kecamatan
Palu Timur, yang dapat dilihat pada Tabel
1.
Kemudian
dari
hasil
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
131
perhitungan
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
diperoleh peta sebaran nilai pergeseran
tanah yang ditunjukkan pada Gambar 2
dan Gambar 3.
Tabel
No
1. Nilai frekuensi dominan,
amplifikasi, indeks kerentanan
seismik,
percepatan
tanah
maksimum, dan pergeseran tanah
(ground shear strain). (Yesberlin,
dkk, 2015)
F₀
(Hz)
A₀
Kg
PGA
(gal)
γ
2.25 x 10-4
1.54 x10-04
2.68 x10-04
2.04 x10-04
2.79 x10-04
1.34 x10-04
1.80 x10-04
1.29 x10-04
1.68 x10-04
1.09 x10-04
1.74 x10-04
1.34 x10-04
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
0.874
0.904
0.826
0.955
0.867
3.211
2.547
2.424
2.08
3.171
3.099
2.502
2.084
2.593
2.406
2.647
3.524
3.691
3.086
3.294
3.314
4.14
7.162
4.804
8.140
6.062
8.081
3.868
5.349
3.929
5.217
3.463
5.531
31.39
32.13
32.89
33.67
34.49
34.56
33.74
32.95
32.19
31.46
31.51
3.08
3.583
4.168
32.25
13
14
15
16
17
18
19
20
21
3.487
3.618
3.274
3.912
3.45
3.182
3.963
5.048
4.836
3.772
3.713
3.864
3.069
3.863
3.421
4.752
6.707
3.933
4.211
3.817
2.730
4.690
2.953
4.473
33.01
33.80
34.63
34.68
33.86
33.06
32.30
31.56
4.777
4.061
3.452
31.59
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
4.599
4.801
4.306
4.144
4.162
3.957
3.001
4.365
4.598
0.477
0.5
0.53
0.57
0.74
3.09
3.367
3.569
4.129
1.89
2.034
1.566
1.497
2.022
2.079
3.398
3.38
3.81
2.82
3.78
2.19
2.465
2.653
3.959
0.862
0.994
0.620
0.747
0.937
0.940
24.206
22.849
27.389
13.952
19.309
1.552
32.33
33.10
33.89
34.72
34.75
33.92
33.13
32.36
31.62
114.22
24.30
24.01
23.76
23.47
23.20
0.53
2.91
15.978
25.11
0.58
2.98
15.311
38
25.21
2.21 x10-04
1.33 x10-04
1.46 x10-04
1.32 x10-04
9.24 x10-05
1.55 x10-04
9.54 x10-05
1.41 x10-04
1.09 x10-04
7.97 x10-05
8.78 x10-05
1.34 x10-04
2.99 x10-05
3.45 x10-05
2.10 x10-05
2.47 x10-05
3.03 x10-05
2.97 x10-05
2.76 x10-04
5.55 x10-04
6.58 x10-04
3.32 x10-04
4.53 x10-04
3.60 x10-05
4.01 x10-04
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
39
40
41
42
43
44
45
46
47
0.73
1
1.03
13.74
0.56
0.797
0.663
1.595
3.18
3.19
2.1
2.48
2.47
3.135
3.143
2.97
13.853
10.176
4.282
0.448
10.894
12.332
14.900
5.530
24.52
24.52
24.23
23.68
25.62
25.33
25.00
24.76
19.13
1.91
0.191
24.45
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
20.01
0.72
0.71
0.73
2.84
4.73
2.44
0.598
0.8
0.81
1.43
2.76
3.84
0.92
0.57
0.65
1.16
0.62
0.69
0.75
1.06
1.15
1.87
0.94
0.74
0.65
1.4
0.66
0.94
0.74
0.58
0.89
0.91
0.59
0.59
2.44
2.32
2.5
2.83
2.7
1.45
1.59
2.93
2.05
2.74
2.57
1.74
1.99
1.63
1.77
1.8
1.77
1.8
1.95
1.31
1.25
1.59
1.29
1.87
1.27
1.8
1.05
1.98
1.57
1.61
2.88
2.1
2.36
2.23
2.64
0.298
7.476
8.803
10.971
2.567
0.445
1.036
14.356
5.253
9.269
4.619
1.097
1.031
2.888
5.496
4.985
2.701
5.226
5.511
2.288
1.474
2.198
0.890
3.720
2.180
4.985
0.788
5.940
2.622
3.503
14.301
4.955
6.120
8.429
11.813
26.74
26.15
25.83
25.57
25.25
24.95
24.70
26.71
26.41
26.12
26.05
25.50
25.16
111.6
35.56
35.81
36.11
37.95
36.43
37.11
37.61
35.96
35.35
36.62
39.74
39.60
35.01
36.54
38.22
36.51
40.18
42.36
43.52
43.12
44.31
3.86 x10-04
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
132
3.40 x10-04
2.50 x10-04
1.04 x10-04
1.06 x10-05
2.79 x10-04
3.12 x10-04
3.73 x10-04
1.37 x10-04
4.66 x10-06
7.96 x10-06
1.95 x10-04
2.27 x10-04
2.81 x10-04
6.48 x10-05
1.11 x10-05
2.56 x10-05
3.83 x10-04
1.39 x10-04
2.42 x10-04
1.20 x10-04
2.80 x10-05
2.59 x10-05
3.22 x10-04
1.95 x10-04
1.78 x10-04
9.75 x10-05
1.98 x10-04
2.10 x10-04
8.49 x10-05
5.54 x10-05
7.90 x10-05
3.15 x10-05
1.36 x10-04
8.66 x10-05
1.97 x10-04
2.76 x10-05
2.17 x10-04
1.00 x10-04
1.28 x10-04
5.75 x10-04
2.10 x10-04
2.66 x10-04
3.63 x10-04
5.23 x10-04
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
mengalami
tanah,
deformasi, seperti
liquefaksi
dan
longsoran.
Sebaliknya, semakin kecil
tanah
menujukkkan
retakan
pergeseran
lapisan
batuan
semakin kokoh dan sulit terjadi deformasi.
Pada nilai γ 10-6 - 10-5 menyatakan kondisi
tanah mengalami getaran, dan pada nilai
10-4 – 10-3 lapisan tanah mengalami
pergeseran tanah atau keretakan.
Table 2. Hubungan nilai pergeseran tanah dengan
sifat dinamik tanah (Isihara, 1982).
Nilai γ
Gambar 2. Peta sebaran nilai pergeseran tanah
menggunakan
data
mikrotremor
Kecamatan Mantikulore (Kelurahan
Tondo)
Fenomen
a
10-6
10-5
10-4
10-3
Getaran,
Retak
Gelombang
10-2
10-1
Tanah longsor,
pemadatan
tanah, liquifaksi.
Gambar
2
memperlihatkan
Kecamatan Mantikulore hanya diwakili
oleh data 1 Kelurahan yaitu Kelurahan
Tondo. Pada gambar tersebut diperlihatkan
sebagian kecil lokasi mengalami getaran
yang ditunjukkan dengan warna hijau, dan
sebagian
mengalami
keretakan
atau
pergeseran yang ditunjukkan oleh warna
merah. Titik yang mengalami keretakan
terdapat pada titik T1, T2, T3, T4, T5, T6,
T7, T8, T9, T10, T11, T12, T13, T14, T15,
Gambar 3. Peta sebaran nilai pergeseran tanah
menggunakan
data
mikrotremor
Kecamatan Palu Barat dan Palu Timur.
T16, T18, T20, dan T21. Sedangkan yang
mengalami getaran tanah
terdapat pada
menyusun
titik T17, T19, T22, T23, T25, T26, T27.
hubungan antara nilai pergeseran tanah
T28, T29, dan T30. Dari gambar tersebut
dengan kondisi lapisan tanah permukaan
dapat dilihat bahwa daerah yang semakin
seperti yang di tunjukkan pada tabel 2.
jauh dari pesisir pantai jika terjadi
Semakin besar nilai pergeseran tanah akan
gempabumi hanya mengalami getaran
menyebabkan
tanah saja sedangkan daerah yang dekat
Ishihara
(1982),
lapisan
tanah
mudah
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
133
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
dengan
pesisir
pantai
mudah
mengalamai getaran seperti yang terjadi
mengalami keretakan. Keretakan yang
pada kecamatan sebelumnya semakin jauh
terjadi
batuan
dari pesisir pantai maka dampak yang
penyusunnya yang kurang kuat seperti
ditimbulkan tidak terlalu parah. Titik yang
kerikil, pasir dan lumpur.
mengalami keretakan tanah apabila terjadi
diakibatkan
akan
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
jenis
Gambar 3 memperlihatkan bahwa
gempabumi diantaranya titik T61, T62,
di titik penelitian Kecamatan Palu Barat
T63, T65, T66, T71, T73, T75, T76, T77,
mengalami keretakan mencakup lebih
T78, T79, T80, T81, T82, serta titik T64,
besar
yang
T67, T68, T69, T70, T72, dan T74 daerah
mengalami getaran yang di tunjukkan
yang hanya mengalami getaran tanah.
dengan warna hijau. Berdasarkan kajian
Hasil tersebut menunjukkan bahwa tempat
Ishihara (1982) pada nilai γ > 1,000x10-3
tersebut dipengaruhi oleh
dapat menyebabkan kejadian gempabumi
endapan, properti
fisik batuan,
merusak bahkan terjadi longsoran dan
kondisi
topografi
khususnya
liquefaksi. Titik T36, T42, T47, T48, T52,
geologi,
yang
T53, T54, T9, dan T60, merupakan titik
endapan alluvium tersusun atas batuan
yang mengalami getaran tanah saja, T32,
granit, sekis, granodiorit, berukuran kerikil
T33, T34, T35, T37, T38, T39, T40, T41,
hingga
T43, T44, T45, T46, T49, T50, T51, T55,
berukuran sedang hingga kasar.
dibandingkan
dengan
T56, T57, dan T58 adalah daerah yang
Nilai pergeseran tanah yang tinggi
kondisi
seluruhnya
kerakal
dan
serta
kondisi
merupakan
material
pasir
Sebaran nilai pergeseran tanah
(ground shear strain) (γ) di Kota Palu
mengalami keretakan.
disebabkan
dalamnya
geologi
daerah
tersebut,
selain
terjadinya
dapat
menyebabkan
deformasi
juga
dapat
penelitian merupakan daerah alluvium,
menyebabkan
seperti
pada bangunan. Nakamura (2000) yang
yang telah diketahui
bahwa
retakan dan kerusakan
antara satu tempat dengan tempat yang
menyatakan bahwa
lain memiliki karakteristik dinamik tanah
(ground shear strain)
yang
permukaan di zona kerusakan parah
berbeda-beda
sehingga
wilayah
pergeseran tanah
lapisan
tanah
tersebut memiliki tingkat kerusakan yang
akibat gempabumi
berbeda pula.
memiliki nilai γ = 1 sampai 2 x 10-3. Nilai
Hasil perhitungan menunjukkan
Kobe tahun 1995
pergeseran tanah sebesar ini sudah dapat
bahwa Kecamatan Palu Timur sebagai
menyebabkan
daerah yang mengalami keretakkan lebih
retakan, hingga terjadi kerusakan pada
besar
bangunan yang cukup parah. Bahkan jika
dibandingkan
daerah
yang
terjadinya
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
134
deformasi,
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
terjadi di daerah dengan lapisan sedimen
lunak yang tebal dapat menimbulkan
liquifaksi dan longsoran.
Dalam pembangunan di Kota Palu
khususnya
Kecamatan
Mantikulore,
Kecamatan Palu Barat, serta Kecamatan
Palu Timur, diharapkan memperhatikan
nilai pergeseran tanah (ground shear
strain) (γ) dan dianjurkan mengikuti tata
cara perencanaan ketahanan gempa untuk
struktur bangunan gedung sebagai upaya
mitigasi bencana gempabumi.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terimakasih
kepada Dosen Pembimbing 1 dan 2,
teman-teman dan semua pihak yang
terlibat sudah membantu penulis dalam
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
Ishihara, K., 1982, Evaluatian of Soil
Properties for Use in Earthquake
Response Analysis. Proc. Int.
Symp. On Numerical Model in
Geomech, 237-259.
Nakamura, Y., 2000, Clear Identification
of
Fundamental
Idea
of
Nakamura’s, System and Data
Research
Co.Ltd.,
3-25-3
Fujimedia, Kunitachi-shi,Tokyo.
Peck, L., 2008, Overview of Seismic
Noise and Its Relevance to
Personal Detection, US Army
Corps of Engineer, Engineer
Research and
Development.
Yesberlin dkk, 2015, Analisis Mikrotremor
Kawasan Palu Barat Berdasarkan
Metode Horizontal To Vertical
Spectral Ratio (HVSR). Skripsi
Program Studi S1 Ilmu Fisika
Jurusan Fisika FMIPA UNTAD,
Palu.
penyelesaian tugas akhir.
DAFTAR PUSTAKA
Edwiza, Daz dkk., 2008, Pemetaan
Percepatan Tanah Maksimum dan
Intensitas Seismik
Kota Padang
Panjang
Menggunakan Metode
Kanai, Jurusan Teknik Sipil dan
Program Studi Fisika Universitas
Andalas, Kalimantan.
Fukushima, Y., and Tanaka, T., 1990, A
New Attenuation Relation for Peak
Horizontal Acceleration of Strong
Erathquake Ground Motion in
Japan.
Bulletin
of
the
Seismological Society of America,
Vol.80, No.4.
Hasanudin. M. Rusydi., 1998, Studi
Kegempaan Di Daerah Sulawesi,
(Tesis). Universitas Gadja Mada,
Yogyakarta.
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
135
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
Determination Of Ground Shear Strain In Palu City Using Mikrotremor
Data
Zakia*), Sandra, M.Rusydi Hasanuddin
Program Studi Fisika Jurusan Fisika FMIPA, Universitas Tadulako, Palu, Indonesia.
ABSTRACT
The reserach about ground shear strain in Palu city using microtremor data has been
successfully conducted. The research aims to determine value and the condition of ground
shear in Palu city. The research location covers 3 district, they are Mantikulore district, West
Palu district, and East Palu district. The research stage used microtremor secondary data
formed dominant frequency (f0) and amplification factor (A0). Seismic vulnerability index
(Kg) and value of Peak Ground Acceleration (PGA) were obtained by using the values of f0
and A0. The results of f0, A0, calculation of Kg and PGA then it is obtained the ground shear
strain value (γ). The result reveals that the great value of ground shear strain (γ) in Palu city is
about 4,66 x 10-6 up to 1,00 x 10-4. That condition will cause most of Palu city has sheared
strain when earth quake occur and least has it.
Key words : Mikrotremor, Ground Shear, Ground Vibration, Graound Crack
ABSTRAK
Penelitian tentang pergeseran tanah (ground shear strain) di Kota Palu menggunakan
data mikrotremor telah berhasil dilakukan. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan nilai
dan keadaan pergeseran tanah di Kota Palu. Daerah penelitian ini meliputi 3 kecamatan yaitu
Kecamatan Mantikulore, Kecamatan Palu Barat, dan Kecamatan Palu Timur. Tahapan
penelitian menggunakan data sekunder mikrotremor berupa frekuensi dominan (f0) dan faktor
amplifikasi (A0). Indeks kerentanan seismik (Kg) dan nilai percepatan getaran tanah
maksimum Peak Ground Acceleration (PGA) diperoleh dengan menggunakan nilai f0 dan A0
tersebut. Hasil analisis f0, A0, perhitungan Kg dan PGA maka didapatkan nilai pergeseran
tanah (γ). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa besar nilai pergeseran tanah (γ) di Kota
Palu berkisar antara 4,66 x 10-6 sampai 1,00 x 10-4. Keadaan tersebut, akan menyebabkan
sebagian besar Kota Palu mengalami keretakan atau pergeseran jika terjadi gempabumi dan
sebagian kecil hanya mengalami getaran tanah.
Kata Kunci : Mikrotremor, Pergeseran Tanah, Getaran Tanah, Retakan Tanah
Coresponding Author : zakialodji@gmail.com Hp: 085395157151
129
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
yang disebabkan oleh beberapa faktor
LATAR BELAKANG
Bencana
alam
gempabumi
merupakan fenomena alam yang setiap
saat dapat terjadi dipermukaan bumi.
Besarnya goncangan bumi beragam mulai
dari yang sangat kecil sehingga sulit
dirasakan,
sangat
sampai
kegoncangan
dahsyat
meruntuhkan
sehingga
bangunan
yang
mampu
yang
aktivitas
manusia, seperti lalu
lintas, industri, dan aktivitas manusia
lainnya, selain itu sumber mikrotremor
juga disebabkan oleh faktor alam seperti
interaksi angin dan struktur bangunan, arus
laut, serta gelombang laut perioda panjang
(Peck, 2008).
Percepatan
getaran
tanah
maksimum (PGA) adalah nilai percepatan
Sulawesi Tengah khususnya Kota
Palu tercatat sebagai daerah rawan gempa
karena memiliki aktivitas tektonik yang
Penyebab utamanya tidak
lain adalah karena di Kota Palu terdapat
patahan (sesar) yang berdimensi cukup
besar, dikenal dengan Sesar Palu – Koro.
(Katili dalam Hasanudin
M., Rusydi,
getaran tanah terbesar yang pernah terjadi
di
suatu tempat yang diakibatkan oleh
gelombang
getaran
gempabumi.
tanah
dikembangkan
di
oleh
Percepatan
batuan
dasar
Fukushima
dan
Tanaka yang berdasarkan olahan data
gempabumi di Jepang dengan 4.500 data
selama
30
tahun
menggunakan
alat
Accelerograph. Kemudian Fukushima dan
1998).
Salah satu
upaya mitigasi yang
dapat dilakukan untuk mengurangi tingkat
kerawanan
bencana
gempabumi
dengan melakukan penelitian
adalah
mengenai
pergeseran tanah dengan data mikrotremor
yang
akibat
kokoh
(Edwiza dkk, 2008).
cukup tinggi.
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
dapat
dijadikan
acuan
dalam
Tanaka menyatakan PGA di batuan dasar
seperti
persamaan
1
(Fukushima
dkk,1990).
Log �� = 1,3 + 0,41 M – log (R. 0,32
.100,41M) – 0,0034 R
Nilai
(1)
pergeseran
tanah
(γ)
pengembangan wilayah yang aman dari
menggambarkan
suatu
kemampuan
ancaman gempabumi pada masa yang akan
material
lapisan
tanah
untuk
saling
datang.
meregang
atau
bergeser
saat
terjadi
Gempa bumi adalah suatu gejala
gempabumi. Nilai pergeseran tanah dapat
fisik yang ditandai dengan bergetarnya
dihitung dengan mengalikan antara indeks
bumi
intensitas.
kerentanan seismik dengan PGA di batuan
Mikrotremor atau disebut juga sebagai
dasar yang dinyatakan dengan persamaan
ambient noise merupakan getaran tanah
2 (Fukushima dkk, 1990).
dengan
berbagai
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
130
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
−6
� = ��
��
(2)
data
mikrotremor
dengan
didapatkan data sekunder berupa frekuensi
Lokasi penelitian terletak di Kota
meliputi
pengolahan
menggunakan data sekunder yaitu setelah
METODE PENELITIAN
Palu,
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
3
dominan (f0) dan faktor amplifikasi (A0)
kecamatan
yaitu
maka didapatkan hasil indeks kerentanan
Kecamatan Mantikulore dengan
titik
seismik, kemudian menghitung PGA di
koordinat 00°47’00” LS sampai 00°44’50”
batuan
LS
persamaan 1. Dengan mengetahui hasil
dan
119°52’00”
BT
sampai
119°54’10” BT. Kecamatan Palu Barat
dasar
indeks
dengan
kerentanan
menggunakan
seismik dan PGA
00°54’30” LS
dibatuan dasar maka didapatkan nilai
sampai 00°53’30” LS dan 119°51’30” BT
pergeseran tanah menggunakan persamaan
sampai 119°49’30” BT. Kecamatan Palu
2.
dengan titik
Timur
koordinat
koordinatnya
Berdasarkan hasil yang diperoleh
00°55”14,6’ LS sampai 00°56”52,2’ LS
dapat diketahui nilai pergeseran tanah
dan
dengan
titik
119°52”07,8’
BT
sampai
yang
akan
diinterpretasikan
sebagai
119°54”09,0’ BT, seperti terlihat pada
kejadian
Gambar 1.
pergeseran saja atau mengalami keretakan.
lokasi
yang
mengalami
HASIL DA PEMBAHASAN
Perhitungan
besarnya
nilai
pergeseran tanah menggunakan persamaan
2 dengan melakukan perkalian antara
indeks kerentanan seismik (Kg) dengan
percepatan getaran tanah (PGA) di batuan
dasar. Hasil nilai perhitungan tersebut
menunjukkan nilai pergeseran tanah di
Kota Palu yang meliputi 3 kecamatan
berkisar antara γ = 2,10 x 10-5 sampai γ =
2,79 x 10-4 Kecamatan Mantikulore, γ =
Gambar 1. Gambar lokasi penelitian
Pada penelitian ini data yang
digunakan adalah data mikrotremor berupa
data sekunder frekuensi dominan (f0) dan
faktor
amplifiksi
(A0).
Prosedur
4,66 x 10-6 sampai γ = 6,58 x 10-4
Kecamatan Palu Barat, dan γ = 2,76 x
10-5 sampai γ = 5,75 x 10-4 Kecamatan
Palu Timur, yang dapat dilihat pada Tabel
1.
Kemudian
dari
hasil
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
131
perhitungan
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
diperoleh peta sebaran nilai pergeseran
tanah yang ditunjukkan pada Gambar 2
dan Gambar 3.
Tabel
No
1. Nilai frekuensi dominan,
amplifikasi, indeks kerentanan
seismik,
percepatan
tanah
maksimum, dan pergeseran tanah
(ground shear strain). (Yesberlin,
dkk, 2015)
F₀
(Hz)
A₀
Kg
PGA
(gal)
γ
2.25 x 10-4
1.54 x10-04
2.68 x10-04
2.04 x10-04
2.79 x10-04
1.34 x10-04
1.80 x10-04
1.29 x10-04
1.68 x10-04
1.09 x10-04
1.74 x10-04
1.34 x10-04
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
0.874
0.904
0.826
0.955
0.867
3.211
2.547
2.424
2.08
3.171
3.099
2.502
2.084
2.593
2.406
2.647
3.524
3.691
3.086
3.294
3.314
4.14
7.162
4.804
8.140
6.062
8.081
3.868
5.349
3.929
5.217
3.463
5.531
31.39
32.13
32.89
33.67
34.49
34.56
33.74
32.95
32.19
31.46
31.51
3.08
3.583
4.168
32.25
13
14
15
16
17
18
19
20
21
3.487
3.618
3.274
3.912
3.45
3.182
3.963
5.048
4.836
3.772
3.713
3.864
3.069
3.863
3.421
4.752
6.707
3.933
4.211
3.817
2.730
4.690
2.953
4.473
33.01
33.80
34.63
34.68
33.86
33.06
32.30
31.56
4.777
4.061
3.452
31.59
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
4.599
4.801
4.306
4.144
4.162
3.957
3.001
4.365
4.598
0.477
0.5
0.53
0.57
0.74
3.09
3.367
3.569
4.129
1.89
2.034
1.566
1.497
2.022
2.079
3.398
3.38
3.81
2.82
3.78
2.19
2.465
2.653
3.959
0.862
0.994
0.620
0.747
0.937
0.940
24.206
22.849
27.389
13.952
19.309
1.552
32.33
33.10
33.89
34.72
34.75
33.92
33.13
32.36
31.62
114.22
24.30
24.01
23.76
23.47
23.20
0.53
2.91
15.978
25.11
0.58
2.98
15.311
38
25.21
2.21 x10-04
1.33 x10-04
1.46 x10-04
1.32 x10-04
9.24 x10-05
1.55 x10-04
9.54 x10-05
1.41 x10-04
1.09 x10-04
7.97 x10-05
8.78 x10-05
1.34 x10-04
2.99 x10-05
3.45 x10-05
2.10 x10-05
2.47 x10-05
3.03 x10-05
2.97 x10-05
2.76 x10-04
5.55 x10-04
6.58 x10-04
3.32 x10-04
4.53 x10-04
3.60 x10-05
4.01 x10-04
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
39
40
41
42
43
44
45
46
47
0.73
1
1.03
13.74
0.56
0.797
0.663
1.595
3.18
3.19
2.1
2.48
2.47
3.135
3.143
2.97
13.853
10.176
4.282
0.448
10.894
12.332
14.900
5.530
24.52
24.52
24.23
23.68
25.62
25.33
25.00
24.76
19.13
1.91
0.191
24.45
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
20.01
0.72
0.71
0.73
2.84
4.73
2.44
0.598
0.8
0.81
1.43
2.76
3.84
0.92
0.57
0.65
1.16
0.62
0.69
0.75
1.06
1.15
1.87
0.94
0.74
0.65
1.4
0.66
0.94
0.74
0.58
0.89
0.91
0.59
0.59
2.44
2.32
2.5
2.83
2.7
1.45
1.59
2.93
2.05
2.74
2.57
1.74
1.99
1.63
1.77
1.8
1.77
1.8
1.95
1.31
1.25
1.59
1.29
1.87
1.27
1.8
1.05
1.98
1.57
1.61
2.88
2.1
2.36
2.23
2.64
0.298
7.476
8.803
10.971
2.567
0.445
1.036
14.356
5.253
9.269
4.619
1.097
1.031
2.888
5.496
4.985
2.701
5.226
5.511
2.288
1.474
2.198
0.890
3.720
2.180
4.985
0.788
5.940
2.622
3.503
14.301
4.955
6.120
8.429
11.813
26.74
26.15
25.83
25.57
25.25
24.95
24.70
26.71
26.41
26.12
26.05
25.50
25.16
111.6
35.56
35.81
36.11
37.95
36.43
37.11
37.61
35.96
35.35
36.62
39.74
39.60
35.01
36.54
38.22
36.51
40.18
42.36
43.52
43.12
44.31
3.86 x10-04
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
132
3.40 x10-04
2.50 x10-04
1.04 x10-04
1.06 x10-05
2.79 x10-04
3.12 x10-04
3.73 x10-04
1.37 x10-04
4.66 x10-06
7.96 x10-06
1.95 x10-04
2.27 x10-04
2.81 x10-04
6.48 x10-05
1.11 x10-05
2.56 x10-05
3.83 x10-04
1.39 x10-04
2.42 x10-04
1.20 x10-04
2.80 x10-05
2.59 x10-05
3.22 x10-04
1.95 x10-04
1.78 x10-04
9.75 x10-05
1.98 x10-04
2.10 x10-04
8.49 x10-05
5.54 x10-05
7.90 x10-05
3.15 x10-05
1.36 x10-04
8.66 x10-05
1.97 x10-04
2.76 x10-05
2.17 x10-04
1.00 x10-04
1.28 x10-04
5.75 x10-04
2.10 x10-04
2.66 x10-04
3.63 x10-04
5.23 x10-04
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
mengalami
tanah,
deformasi, seperti
liquefaksi
dan
longsoran.
Sebaliknya, semakin kecil
tanah
menujukkkan
retakan
pergeseran
lapisan
batuan
semakin kokoh dan sulit terjadi deformasi.
Pada nilai γ 10-6 - 10-5 menyatakan kondisi
tanah mengalami getaran, dan pada nilai
10-4 – 10-3 lapisan tanah mengalami
pergeseran tanah atau keretakan.
Table 2. Hubungan nilai pergeseran tanah dengan
sifat dinamik tanah (Isihara, 1982).
Nilai γ
Gambar 2. Peta sebaran nilai pergeseran tanah
menggunakan
data
mikrotremor
Kecamatan Mantikulore (Kelurahan
Tondo)
Fenomen
a
10-6
10-5
10-4
10-3
Getaran,
Retak
Gelombang
10-2
10-1
Tanah longsor,
pemadatan
tanah, liquifaksi.
Gambar
2
memperlihatkan
Kecamatan Mantikulore hanya diwakili
oleh data 1 Kelurahan yaitu Kelurahan
Tondo. Pada gambar tersebut diperlihatkan
sebagian kecil lokasi mengalami getaran
yang ditunjukkan dengan warna hijau, dan
sebagian
mengalami
keretakan
atau
pergeseran yang ditunjukkan oleh warna
merah. Titik yang mengalami keretakan
terdapat pada titik T1, T2, T3, T4, T5, T6,
T7, T8, T9, T10, T11, T12, T13, T14, T15,
Gambar 3. Peta sebaran nilai pergeseran tanah
menggunakan
data
mikrotremor
Kecamatan Palu Barat dan Palu Timur.
T16, T18, T20, dan T21. Sedangkan yang
mengalami getaran tanah
terdapat pada
menyusun
titik T17, T19, T22, T23, T25, T26, T27.
hubungan antara nilai pergeseran tanah
T28, T29, dan T30. Dari gambar tersebut
dengan kondisi lapisan tanah permukaan
dapat dilihat bahwa daerah yang semakin
seperti yang di tunjukkan pada tabel 2.
jauh dari pesisir pantai jika terjadi
Semakin besar nilai pergeseran tanah akan
gempabumi hanya mengalami getaran
menyebabkan
tanah saja sedangkan daerah yang dekat
Ishihara
(1982),
lapisan
tanah
mudah
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
133
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
dengan
pesisir
pantai
mudah
mengalamai getaran seperti yang terjadi
mengalami keretakan. Keretakan yang
pada kecamatan sebelumnya semakin jauh
terjadi
batuan
dari pesisir pantai maka dampak yang
penyusunnya yang kurang kuat seperti
ditimbulkan tidak terlalu parah. Titik yang
kerikil, pasir dan lumpur.
mengalami keretakan tanah apabila terjadi
diakibatkan
akan
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
jenis
Gambar 3 memperlihatkan bahwa
gempabumi diantaranya titik T61, T62,
di titik penelitian Kecamatan Palu Barat
T63, T65, T66, T71, T73, T75, T76, T77,
mengalami keretakan mencakup lebih
T78, T79, T80, T81, T82, serta titik T64,
besar
yang
T67, T68, T69, T70, T72, dan T74 daerah
mengalami getaran yang di tunjukkan
yang hanya mengalami getaran tanah.
dengan warna hijau. Berdasarkan kajian
Hasil tersebut menunjukkan bahwa tempat
Ishihara (1982) pada nilai γ > 1,000x10-3
tersebut dipengaruhi oleh
dapat menyebabkan kejadian gempabumi
endapan, properti
fisik batuan,
merusak bahkan terjadi longsoran dan
kondisi
topografi
khususnya
liquefaksi. Titik T36, T42, T47, T48, T52,
geologi,
yang
T53, T54, T9, dan T60, merupakan titik
endapan alluvium tersusun atas batuan
yang mengalami getaran tanah saja, T32,
granit, sekis, granodiorit, berukuran kerikil
T33, T34, T35, T37, T38, T39, T40, T41,
hingga
T43, T44, T45, T46, T49, T50, T51, T55,
berukuran sedang hingga kasar.
dibandingkan
dengan
T56, T57, dan T58 adalah daerah yang
Nilai pergeseran tanah yang tinggi
kondisi
seluruhnya
kerakal
dan
serta
kondisi
merupakan
material
pasir
Sebaran nilai pergeseran tanah
(ground shear strain) (γ) di Kota Palu
mengalami keretakan.
disebabkan
dalamnya
geologi
daerah
tersebut,
selain
terjadinya
dapat
menyebabkan
deformasi
juga
dapat
penelitian merupakan daerah alluvium,
menyebabkan
seperti
pada bangunan. Nakamura (2000) yang
yang telah diketahui
bahwa
retakan dan kerusakan
antara satu tempat dengan tempat yang
menyatakan bahwa
lain memiliki karakteristik dinamik tanah
(ground shear strain)
yang
permukaan di zona kerusakan parah
berbeda-beda
sehingga
wilayah
pergeseran tanah
lapisan
tanah
tersebut memiliki tingkat kerusakan yang
akibat gempabumi
berbeda pula.
memiliki nilai γ = 1 sampai 2 x 10-3. Nilai
Hasil perhitungan menunjukkan
Kobe tahun 1995
pergeseran tanah sebesar ini sudah dapat
bahwa Kecamatan Palu Timur sebagai
menyebabkan
daerah yang mengalami keretakkan lebih
retakan, hingga terjadi kerusakan pada
besar
bangunan yang cukup parah. Bahkan jika
dibandingkan
daerah
yang
terjadinya
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
134
deformasi,
Natural Science: Journal of Science and Technology
Vol 6(2) :129-135. (Agustus 2017)
terjadi di daerah dengan lapisan sedimen
lunak yang tebal dapat menimbulkan
liquifaksi dan longsoran.
Dalam pembangunan di Kota Palu
khususnya
Kecamatan
Mantikulore,
Kecamatan Palu Barat, serta Kecamatan
Palu Timur, diharapkan memperhatikan
nilai pergeseran tanah (ground shear
strain) (γ) dan dianjurkan mengikuti tata
cara perencanaan ketahanan gempa untuk
struktur bangunan gedung sebagai upaya
mitigasi bencana gempabumi.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terimakasih
kepada Dosen Pembimbing 1 dan 2,
teman-teman dan semua pihak yang
terlibat sudah membantu penulis dalam
ISSN-p : 2338-0950
ISSN-e : 2541-1969
Ishihara, K., 1982, Evaluatian of Soil
Properties for Use in Earthquake
Response Analysis. Proc. Int.
Symp. On Numerical Model in
Geomech, 237-259.
Nakamura, Y., 2000, Clear Identification
of
Fundamental
Idea
of
Nakamura’s, System and Data
Research
Co.Ltd.,
3-25-3
Fujimedia, Kunitachi-shi,Tokyo.
Peck, L., 2008, Overview of Seismic
Noise and Its Relevance to
Personal Detection, US Army
Corps of Engineer, Engineer
Research and
Development.
Yesberlin dkk, 2015, Analisis Mikrotremor
Kawasan Palu Barat Berdasarkan
Metode Horizontal To Vertical
Spectral Ratio (HVSR). Skripsi
Program Studi S1 Ilmu Fisika
Jurusan Fisika FMIPA UNTAD,
Palu.
penyelesaian tugas akhir.
DAFTAR PUSTAKA
Edwiza, Daz dkk., 2008, Pemetaan
Percepatan Tanah Maksimum dan
Intensitas Seismik
Kota Padang
Panjang
Menggunakan Metode
Kanai, Jurusan Teknik Sipil dan
Program Studi Fisika Universitas
Andalas, Kalimantan.
Fukushima, Y., and Tanaka, T., 1990, A
New Attenuation Relation for Peak
Horizontal Acceleration of Strong
Erathquake Ground Motion in
Japan.
Bulletin
of
the
Seismological Society of America,
Vol.80, No.4.
Hasanudin. M. Rusydi., 1998, Studi
Kegempaan Di Daerah Sulawesi,
(Tesis). Universitas Gadja Mada,
Yogyakarta.
Penentuan Pergeseran Tanah Kota Palu Menggunakan Data Mikrotremor
(Zakia dkk)
135