Abstrak —Penelitian  ini  dilakukan  untuk  memperkirakan  nilai kecepatan  gelombang  geser  (Vs)  dan  mikrozonasi  gempa  di kecamatan Puger, Jember. Wilayah kecamatan Puger merupakan  daerah  yang  memiliki  dataran  alluvial  pantai  yang luas  dan  rawan  terjadi  gempabumi  karena  terletak  pada  jalur tektonik.  Analisis  mikrotremor  menggunakan  metode  HVSR dilakukan  di  wilayah  kecamatan  Puger  untuk  memetakan mikrozonasi  gempa  di  daerah  tersebut.  Dari  pengukuran mikrotremor  yang  telah  dilakukan,  didapatkan  nilai  indeks kerentanan  seismik  (Kg)  berkisar  14.4  –  120  dan  estimasi  nilai kecepatan  gelombang  geser  pada  lapisan  sedimen  yang didapatkan berkisar 223.07 - 765.71 m/s.
Kata  Kunci —Gelombang  geser,  mikrozonasi,  gempabumi, mikrotremor, HVSR, kecamatan Puger.

## I. PENDAHULUAN
ERISTIWA  gempa  bumi  sering  kali  menimbulkan kerusakan  pada  bangunan  yang  terletak  jauh  dari  sumber gempa.  Perbedaan  tingkat  kerusakan  pada  bangunan mengindikasikan  bahwa  kondisi  lapisan  tanah  memberikan pengaruh  terhadap  karakteristik  gelombang  seismik.  Lapisan tanah lunak akan mengamplifikasi frekuensi-frekuensi tertentu dari  getaran  gempa  bumi.  Kondisi  ini  dapat  terjadi  dengan sangat  ekstrem  di  wilayah  yang  dilandasi  oleh  lapisan  tanah lunak  yang  tebal,  sehingga  terdapat  perubahan  kekakuan material  pada  batas  antara  lapisan  batuan  dasar  dan  lapisan sedimen yang dapat menimbulkan amplifikasi [1].
Kabupaten  Jember  merupakan  daerah  yang  sering  terjadi aktivitas  seismik  yang  signifikan  dirasakan  sejak  tahun  1981 hingga  2016.  Salah  satu  peristiwa  gempa  bumi  yang  terjadi tahun  2016  (M  6.2)  menimbulkan  kerusakan  ringan  hingga berat  pada  bangunan  dan  infrastruktur  jalan  di  kota  Jember. Hubungan  intensitas  gempa  bumi  terhadap  kerusakan  suatu wilayah  dipengaruhi  oleh  jarak  dari  sumber  gempa,  skala gempa,  ukuran  zona  patahan,  energi  yang  dilepaskan  batuan, jenis geologi  antara sumber dan lokasi  setempat serta  kondisi geologi  lokal  [2].  Nilai  Vs  pada  permukaan  yang  diperoleh dari  kurva  inversi  HVSR  yang  digunakan  untuk  klasifikasi tanah  berdasarkan  kekuatan  getaran  gempa  yang  disebabkan efek lokal [3].
Untuk  mendapatkan  nilai  Vs  pada  lapisan  sedimen  dalam tanah  perlu  dilakukan  pengambilan  data  secara  konvensional menggunakan  borehole.  Namun  hal  tersebut  membutuhkan
waktu  yang  cukup  lama.  Oleh  karena  itu  dilakukan pengukuran mikrotremor yang dapat mengestimasi karakteristik dinamik dari tanah di kecamatan Puger.

## II. METODE
Gambar 1. Peta Geologi Kecamatan Puger (Suwarti dan Suharsono, 1992).
Penelitian  ini  dilakukan  menggunakan  seperangkat  alat mikrotremor  SARA  dengan  3  komponen  geofon,  2  koponen horizontal  (NS  dan  EW)  serta  komponen  vertikal  (Z). Pengukuran dilakukan dengan 30 titik menyebar di kecamatan Puger. Alur penelitian dapat dilihat secara lebih lengkap pada gambar  2.  Penelitian  diawali  dengan  mendesain  titik  akuisisi lapangan sehingga didapatkan informasi mengenai detil lokasi yang  terkait  dengan  akuisisi  data  mikrotremor.  Tahapan selanjutnya  adalah  akuisisi  data  mikrotremor  yang  dilakukan pada desain akuisisi yang telah dibuat sebelumnya.
Data  akuisisi  yang  telah  didapatkan  kemudian  dilakukan pengolahan  untuk  memperoleh  nilai  frekuensi  natural  dan puncak  amplitudo.  Data  akuisisi  mikrotremor  diolah menggunakan metode HVSR ( Horizontal to Vertical Spectrum Ratio )  yang  kemudian  diinversikan  untuk  mendapatkan  nilai

## Profiling Kecepatan Gelombang Geser (Vs) Berdasarkan Pengukuran Mikrotremor Studi Kasus Kecamatan Puger, Jember
Muhammad Reza Shalahuddin Noor, Dwa Desa Warnana, Amien Widodo, dan Arief Alihudien Departemen Teknik Geofisika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : dwa_desa@geofisika.its.ac.id; ariefalihudien@ymail.com
P
Vs  yang  dapat  digunakan  untuk  mengestimasi  nilai  Vs  pada lapisan sedimen di lokasi penelitian.
Gambar 2. Diagram alir pengolahan data

## A. Mikrotremor Untuk Mikrozonasi Gempabumi
Metode  mikrotremor  dapat  digunakan  dalam  penentuan mikrozonasi  dari  nilai  Indeks  kerentanan  seismik  (Kg).  Nilai Kg  merupakan  suatu  parameter  yang  sangat  berhubungan dengan tingkat  kerawanan  suatu  wilayah dari ancaman resiko gempa  bumi.  Tingkat  indeks  kerentanan  seismik  yang  tinggi biasanya  ditemukan  pada  daerah  dengan  frekuensi  natural tanah  yang  rendah.  Ini  berarti  bahwa,  pada  lapisan  sedimen relatif  tebal  yang  menutupi  batuan  dasar  memiliki  indeks kerentanan  seismik  yang  tinggi.  Pada  lapisan  sedimen  tebal, jika  disertai  dengan  penguatan  getaran  gelombang  seismik (faktor  amplifikasi)  yang  tinggi,  maka  akan  menghasilkan nilai indeks kerentanan tinggi.
Nilai  indeks  kerentanan  seismik  diperoleh  dengan mengkuadratkan nilai puncak amplitude dari mikrotremor (A o ) dibagi dengan nilai frekuensi natural (f o ) [4].
𝐾𝑔 = Ao 2 𝑓 𝑜 (1)

## B. Pengolahan Data Mikrotremor
Data  yang  telah  diperoleh  kemudian  dilakukan  pengolahan menggunakan perangkat lunak Geopsy. Selanjutnya dilakukan pemilihan event data gelombang yang stasioner dan dianalisis menggunakan  algoritma  Fast  Fourier  Transform  (FFT).  FFT dihitung  pada  masing-masing  komponen  dari  sinyal  yang dipilih  untuk  mendapatkan estimasi  yang reliabel dari puncak frekuensi  HVSR.  Kemudian  dilakukan  proses  smoothing dengan  koefisien  bandwith  sebesar  40  sesuai  dengan  yang
diusulkan  Konno  dan  Ohmachi  [5].  Data  yang  sudah  difilter kemudian  dianalisis  menggunakan  metode  HVSR  yang didapat dari perumusan sebagai berikut :
(2)
Dimana  SM  adalah  spektrum  rasio  antara  komponen horizontal  dan  vertikal,  HSN  adalah  spektrum  mikrotremor komponen horizontal utara-selatan dan HWE adalah spektrum mikrotremor  komponen  barat-timur.  Dari  data  tersebut kemudian  dibuat  peta  kontur  untuk  frekuensi  natural  (fo)  dan puncak amplitudo (Ao).
(a) (b)
Gambar 3. (a) Pemilihan window data mikrotremor dengan metode HVSR  (b) Kurva HVSR

## C. Pengolahan Inversi Kurva HVSR
Kurva HVSR kemudian dilakukan proses inversi menggunakan  perangkat  lunak  Open  HVSR.  Perangkat  lunak Open  HVSR  didasarkan  pada  metode  inversi  Monte  Carlo. Pada pengembangan perangkat lunak Open HVSR /sebagaimana  dipaparkan  oleh  Herak  dalam  jurnal  Sungkono dan  Santosa  [6]  yang  berpendapat  bahwa  mikrotremor dipengaruhi  oleh  gelombang  badan  ( body wave)  sehingga dipengaruhi  oleh  6  parameter  yaitu  Vs,  Vp,  Qs,  Qp,  h  dan 𝜌 . Oleh  karena  itu,  agar  mendapatkan  nilai  Vs  yang  akurat diperlukan  konstrain  pada  saat  proses  inversi  kurva  HVSR Dalam  penelitian  ini  estimasi  nilai  Vs  dilakukan  dengan pendekatan dari data N SPT yang diperoleh dari data CPT ( Cone Penetration Test ).

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari analisis kurva HVSR didapatkan nilai frekuensi natural dan  puncak  amplitudo  di  kecamatan  Puger.  Berdasarkan
𝑆𝑀 =
(𝐻𝑆𝑁 2 + 𝐻𝑊𝐸 2 ) 𝑉𝑆
analisis dari data yang telah diperoleh, diketahui bahwa daerah pengukuran  didominasi  oleh  frekuensi  rendah  sampai  dengan sedang  yang  berkisar  antara  0,3  -  1,4  Hz.  Nilai  tersebut ditunjukkan dari persebaran data pengukuran yang terdapat di wilayah  kecamatan  Puger  di  dominasi  oleh  frekuensi  natural kecil  sehingga  dapat  diindikasikan  bahwa  wilayah  kecamatan Puger  merupakan  wilayah  dengan  kondisi  geologi  berupa batuan  sedimen.  Frekuensi  natural  di  wilayah  Selatan  dan Barat  yang  merupakan  lahan  pertanian  dan  dekat  dengan pantai  bernilai  rendah  antara  0.3  -  0.6  Hz.  Sedangkan  di wilayah Timur yang merupakan daerah pemukiman dan kantor kecamatan  memiliki  frekuensi  yang  sedang  antara  0,9  -  1,4 Hz.  Daerah  yang  memiliki  nilai  frekuensi  natural  rendah sangat rawan  untuk terjadinya  multirefleksi gelombang badan atau  terjebaknya  gelombang  pada  lapisan  sedimen  ketika terjadi gempa.
Nilai  puncak  amplitudo  didapatkan  berkisar  3  -  9,5.  Nilai frekuensi  natural  dan  puncak  amplitudo  kemudian  dilakukan perhitungan  sehingga  diperoleh  nilai  indeks  kerentanan seismik  (Kg)  yang  berkisar  14,4  -  120.  Nilai  sebaran  puncak amplitudo di daerah Selatan  yang dekat dengan daerah pantai memiliki nilai berkisar 5,5 - 7.
Gambar  4.  Grafik  sebelah  kiri  merepresentasikan  hubungan  Vs  dengan kedalaman,  sedangkan  grafik  sebelah  kanan  menunjukkan  hubungan  fungsi error dan perubahan bentuk model gelombang.
Berdasarkan  peta  persebaran  nilai  Indeks  Kerentanan Seismik (gambar 5) dapat diketahui bahwa nilai Kg di daerah penelitian  memiliki  nilai  yang  berkisar  antara  14,4  -  120. Wilayah  Selatan  pada  lokasi  penelitian  memiliki  indeks kerentanan seismik yang tinggi antara 85 – 120.
Gambar 5. Persebaran nilai indeks kerentanan seismik
Gambar 6. Persebaran nilai kecepatan gelombang geser (Vs) pada lapisan sedimen

## IV. KESIMPULAN
Hasil  analisis  pengukuran  mikrotremor  menggunakan metode HVSR di wilayah kecamatan Puger adalah:
a) Persebaran  nilai  frekuensi  natural  (fo)  dengan  nilai  antara 0,3  -  1,4  Hz  dan  nilai  puncak  amplitudo  di  kecamatan Puger berkisar 2,6 - 9,1.
b) Nilai  indeks  kerentanan  seismik  (Kg)  pada  wilayah kecamatan  Puger  berkisar  14,4  -  120.  Nilai  (Kg)  tinggi berada di wilayah Selatan dan Timur kecamatan Puger.
c) Persebaran  nilai  kecepatan  gelombang  geser  (Vs)  di wilayah kecamatan Puger berkisar 223.07 - 765.71 m/s.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terimakasih kepada Program Penelitian Hibah Pekerti 2017.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]
E.  S.  Tohari,  A.,  Arifan  Jaya  .S,  Nugrogo  Aji  .S.,  “Karakteristik
Likuifaksi  Tanah  Pasiran  Di  Kota  Padang  Berdasarkan  Metode Mikrotremor,” 2013. [2] I.  Towhata, Geotechnical  Earthquake  Engineering .  Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2008.
[3] A.  Roser,  J.,  Gosar,  “Determination  of  Vs30  for  seismic  ground classifications in the Ljubljana area. Slovenia,” 2010.
[4] Y.  Nakamura,  “Clear  identification  of  fundamental  idea  of Nakamura’s technique and its applications,” Proc. 12th world Conf.
… , p. Paper no. 2656, 2000.
[5] T.  O.  Katsuaki  Konno,  “Ground-motion  characteristics  Estimated from Spectral Ratios Between Horizontal and Vertical Components of  Microtremor,” Bull.  Seismol.  Soc.  Am. ,  vol.  88,  no.  1,  pp.  228– 241, 1988.
[6] S. B.J. Santosa, “KARAKTERISASI KURVA HORIZONTAL-TO- VERTICAL  SPECTRAL  RATIO:  KAJIAN  LITERATUR  DAN PERMODELAN,” J. NEUTRINO , Mar. 2012.