ISSN : 2579-5821 (Cetak) ISSN : 2579-5546 (Online) Alamat URL : http://journal.unhas.ac.id/index.php/geocelebes
Jurnal Geocelebes Vol. 1 No. 1, April 2017, Hal 5 - 12

## MIKROZONASI KAWASAN RAWAN BENCANA GEMPABUMI DENGAN STUDI PEAK GROUND ACCELERATION MENGGUNAKAN METODE BOORE ATKINSON DAN DATA MIKROTREMOR DI DAERAH KUPANG
Rachmat Jariah Jamal 1* , Lantu 1 , Sabrianto Aswad 1 , Cecep Sulaiman 2
1 Program Studi Geofisika, FMIPA Universitas Hasanuddin, Makassar
2 Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, Badan Geologi, Bandung
* Peulis koresponden. Alamat email: jajarachm@gmail.com

## Abstrak
Letak geografis Indonesia yang berada pada pertemuan tiga lempeng tektonik utama; Lempeng Indo-Australia, Lempeng  Eurasia  dan  Lempeng  Pasifik, menjadikan  Indonesia  sebagai  kawasan  rawan  gempabumi. Berdasarkan data yang dirilis oleh Direktorat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (DVMBG) terdapat 28 wilayah rawan gempa dan tsunami termasuk Kupang. Kupang terletak di zona busur sangat aktif dan tepian benua  aktif.  Kegiatan  tektonik  yang  berlangsung  saat  ini  dicirikan  dengan  kejadian  gempa  tektonik  yang melanda daerah pedalaman, akibat dari aktifnya sesar-sesar yang terdapat di perbukitan sekitar Kota Kupang. Salah  satu  upaya  mitigasi  yang  dilakukan  adalah  pengukuran  mikrotremor  menggunakan  metode  HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio) untuk mengetahui nilai frekuensi dominan yang akan menjadi penentu tingkat kerawanan bencana gempabumi. Nilai frekuensi dominan akan menghitung nilai kecepatan gelombang S hingga kedalaman 30 meter (Vs30) yang selanjtnya digunakan untuk menentukan nilai PGA dan amplifikasi. Hasil analisis data menunjukkan bahwa nilai periode dominan berada pada rentang 0.1-0.97 sekon, nilai PGA antara  92.87-142.84  gal  dan  nilai  amplifikasi  adalah  0.99-4.38  dan  2.12-9.43  kali.  Maka  dapat  disimpulkan bahwa daerah penelitian termasuk kategori rawan bencana gempabumi terutama pada bagian tenggara.
Kata Kunci : Amplifikasi, Mikrotremor, Periode Dominan, PGA

## Abstract
Geographically,  Indonesia  located  at  the  meeting  of  three  major  tectonic  plates;  Indo-Australian  Plate, Eurasian Plate, and Pacific Plate, that make Indonesia as earthquake-prone area. Based on data released by the Directorate of Volcanology and Geological Hazard Mitigation (DVMBG), there are 28 earthquake and tsunami prone  areas  including  Kupang  that  the  area  located  in  the  very  active  arc  zone  and  the  edge  of  the  active continent.  The  tectonic  activity  that  is  currently  taking  place  is  characterized  by  the  tectonic  earthquake  that attacks to countryside areas, resulting from the active fault-faults found in the hills around the area. One of the mitigation efforts is microtremor measurement using HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio) method to find  out  the  dominant  frequency  for  determination  of  the  magnitude  of  the  earthquake.  The  predominant frequency value will determine the Shear wave velocity up to 30 meters (Vs30) which are further used for the PGA and amplification values. The result of data analysis shows that the dominant period value is in the range 0.1-0.97 second, PGA value between 92.87-142.84 gal and the amplification value is 0.99-4.38 and 2.12-9.43 times. The conclusion, the area is categorized as earthquake-prone, especially in the southeast region.
Keywords: Amplification, Microtremor, Dominant Period, PGA

## Pendahuluan
Kepulauan
Indonesia terletak pada pertemuan  tiga  lempeng  tektonik  utama, yaitu  lempeng  Indo-Australia  di  bagian Selatan,  lempeng  Eurasia  di  bagian  Utara, dan lempeng Pasifik di bagian Timur. Letak geografis tersebut  menyebabkan  Indonesia menjadi  kawasan  yang  rawan  terhadap bencana  besar,  terutama  bencana  geologis. Catatan  dari  Direktoran  Vulkanologi  dan Mitigasi Bencana Geologi (DVMBG) Departemen  Energi  dan  Sumber  Daya Mineral  menunjukkan  bahwa terdapat 28 wilayah  yang  dinyatakan  rawan  gempa  dan tsunami. Kupang  sebagai  salah  satu  daerah yang  berada  di  NTT  juga  dapat  merasakan efek  dari  kejadian  gempabumi  yang  terjadi di sekitarnya.
Secara  garis  besar  tingkat  kerusakan  yang terjadi  akibat  gempabumi  bergantung dari kekuatan  dan  kualitas  bangunan,  kondisi geologi  dan  geotektonik  serta  percepatan tanah  maksimum  daerah  lokasi  gempabumi terjadi  (Edwisa  &  Novita,  2008  dalam Susanto, 2011). Oleh karena itu mikrozonasi daerah  rawan  bencana  gempabumi  dapat dimanfaatkan untuk meminimalisir terjadinya kerusakan di daerah tersebut.

## Kondisi Geologi Daerah Penelitian
Menurut Rosidi, dan Tjokrosapoetro (1979), proses tektonik akibat dari penunjaman yang terjadi  dari  pergerakan  Lempeng  Indo Australia,  posisi  Laut  Timor  adalah  jalur subduksi  ke  arah  utara,  mengakibatkan Kepulauan  Timor,  sebagai  lempeng  benua, mengalami  pengangkatan,  perlipatan,  dan pensesaran. Kegiatan tektonik yang berlangsung  saat  ini  dicirikan  dengan kejadian  gempa  tektonik  yang  melanda daerah  pedalaman,  akibat  dari  aktifnya sesar-sesar  yang  terdapat  di  perbukitan
sekitar  Kota  Kupang. Lastiadi,  2003  dalam Darmawan, 2010).
a. Kompleks  Bobonaro,  terdiri  atas  dua bagian.  Bagian  pertama  adalah  batu lempung  bersisik  dan  bongkah-bongkah rijang,  dan  yang  kedua  adalah  batuan ultra  basa  dan  batu  gamping  dengan berbagai  ukuran  yang  tertanam  pada masa batu lempung.
b. Formasi Noele, terdiri dari napal berselingan dengan batu pasir,
konglomerat, dan tufa.
c. Satuan Batu Gamping Koral, berupa batu gamping  koral  yang  bagian  bawahnya terdapat batu gamping klastik
d. Aluvium,  berupa  endapan  sungai  dan endapan pantai
Berdasarkan morfologi dan batuan penyusunnya, disusun Satuan Geologi Lingkungan (SGL), yaitu Pedataran aluvium,  Pedataran  berombak  lempung hitam  dan  terarosa,  Perbukitan  rendah  batu gamping,  Perbukitan  kars,  dan  Perbukitan napal  dan  batu  lempung  (Lastiadi,  2003 dalam Darmawan, 2010).

## Mikrotremor
Mikrotremor  diartikan  sebagai  getaran harmonik  alami  tanah  yang  terjadi  secara terus  menerus,  terjebak  dilapisan  sedimen permukaan, terpantulkan oleh adanya bidang batas  lapisan  dengan  frekuensi  yang  tetap, disebabkan  oleh  getaran  mikro  di  bawah permukaaan  tanah  dan  kegiatan  alam lainnya. Penelitian mikrotremor dapat mengetahui  karakteristik  lapisan  tanah berdasarkan  parameter  periode  dominannya dan faktor penguatan gelombangnya (amplifikasi).

## Mikrozonasi
Mikrozonasi  mikrotremor  adalah  suatu proses pembagian area berdasarkan parameter  tertentu  memiliki  karakteristik yang  dipertimbangkan  antara  lain adalah getaran tanah, faktor penguatan (amplifikasi) dan periode dominan.
Dalam  mikrozonasi  mikrotremor  terdapat beberapa  metode  yang  kerap  digunakan, antara lain (Arifin, 2013): a. Analisis  HVSR  (Horizontal – Vertical Spectral  Ratio).  Metode  membandingkan spektrum  komponen  horizontal  terhadap komponen vertikal dari gelombang mikrotremor.
b. Analisis Frekuensi Dominan dan Periode Dominan. Frekuensi dominan adalah nilai frekuensi  yang  kerap  muncul  sehingga diakui sebagai nilai frekuensi dari lapisan batuan di wilayah tersebut sehingga nilai frekuensi  dapat  menunjukkan  jenis  dan karakterisktik  batuan  tersebut. Nilai periode  dominan  juga  mengindikasikan karakter lapisan batuan.

## Transformasi Fourier
Transformasi  Fourier  adalah  metoda  untuk mengubah  data  seismik dalam  domain waktu  menjadi  domain  frekuensi. Fourier didefenisikan sebagai (Riyanto, 2009):
( ) = ( ) =     ) (t x cos (2  ft) d ( 1 ) = -j     ) (t x sin (2  ft) dt
Dimana: x(t) = sinyal dalam domain waktu, e - j2πf = fungsi kernel,
X(f) = fungsi dalam domain frekuensi,
f = frekuensi

## Penghalusan Data
Penghalusan data bertujuan untuk memperhalus  data  untuk  meminimalisasi keberadaan noise dengan  cara  dilakukan filterisasi menggunakan fast fourier transformation. Penghalusan data ini menggunakan  prinsip  Konno  dan  Ohmachi, yakni  menggunakan  bandwith  konstan  pada skala logarithmic
Kecepatan Gelombang S Hingga Kedalaman 30 Meter (Vs 30 )
Kecepatan gelombang S merupakan parameter  penting  untuk  mengevaluasi perilaku  dinamis  dari  tanah  di  bawah permukaan  dangkal.  Dengan  demikian karakterisasi situs dalam menghitung bahaya seismik  biasanya  didasarkan  pada  nilai kecepatan  gelombang  S  dekat  dengan permukaan. Kecepatan  rata-rata  gelombang S  dihitung  dengan  membagi  30  meter dengan  waktu  tempuh  dari  permukaan  ke kedalaman 30 meter, seperti pada persamaan 2.14 (Wibowo, 2015) :
Vs 30 = ∑ ( 2 )
h i adalah ketebalan lapisan dan V i kecepatan gelombang S pada layer N. N adalah lapisan kesekian  yang  ada  pada  kedalaman  30 meter.

## Inversi Kurva HVSR
Inversi  kurva  HVSR  dilakukan  dengan menggunakan software ModelHVSR  yang dikembangkan  oleh  Herak  (2008),  dengan pendekatan kurva HVSR berbasis gelombang badan untuk mendapatkan parameter  kecepatan  gelombang  S  (Vs)  di titik  pengukuran  mikrotremor  (Mufida, 2013).  Inversi  HVSR  adalah  modul  yang menginversi HVSR observasi untuk menentukan  model  tanah  yang  terbaik.
Algoritma  ini  didasarkan  pada  kombinasi sederhana  dan  panduan  Monter  Carlo  pada pencarian  model  ruang  yang  meminimalkan fungsi ketidakcocokan.

## Site class dan Amplifikasi
Batas-batas  kecepatan dari  klasifikasi  situs NEHRP
dimanfaatkan untuk memperkirakan  kemampuan  tanah  dangkal dan  batu,  untuk  menjelaskan  lokal  gerakan tanah yang kuat. Amplifikasi  terjadi  akibat adanya  perbedaan    yang    signifikan    antar lapisan,    dengan  kata    lain    gelombang seismik    akan    mengalami  perbesaran,  jika merambat  pada  suatu  medium  ke  medium lain    yang    lebih    lunak    dibandingkan dengan  medium  awal  yang  dilaluinya. Peak  Ground  Acceleration  (Percepatan Tanah Maksimum)
PGA  dinyatakan  dalam  satuan  percepatan gravitasi  (Gravitational  Acceleration  = gal) atau cm/s 2 . Nilai percepatan tanah maksimum  yang  dihasilkan  menunjukkan tingkat resiko bencana yang terjadi. Pengukuran Peak Ground Acceleration pada penelitian  ini  menggunakan  metode  Boore- Atkinson  berdasarkan  hasil  penelitiannya tentang Ground-Motion Prediction Equation (GMPEs).

## Interpolasi Kriging
Secara  umum,  kriging  merupakan  suatu metode untuk menganalisis data geostatistik untuk menginterpolasi suatu nilai berdasarkan  data.  Metode  kriging  adalah metode interpolasi yang berbasis geostatistik (Widjajanti dan Sutanta, 2006).

## Metode Skoring dan Pembobotan
Metode  skoring  adalah  suatu  metode pemberian  skor  atau  nilai  terhadap  masing- masing value parameter  untuk  tingkat
keamampuannya.  Penilaian  ini  berdasarkan kriteria  yang  telah  ditentukan.  Sedangkan metode  pembobotan  atau  disebut  juga weighting adalah  suatu  metode  yang digunakan  apabila  setiap  karakter  memiliki peranan berbeda atau jika memiliki beberapa paameter  untuk  menentukan  kemampuan lahan atau sejenisnya (Sholahuddin, 2014).

## Data dan Metode
Data pengukuran yang digunakan merupakan  data  sekunder  dari  Pusat Vulkanologi  dan  Mitigasi  Bencana  Gelogi sejumlah 54 titik.  Data  diolah  untuk mendapatkan  kurva  HVSR  yang  nantinya akan diinversi  untuk  mendapatkan  nilai vs30.
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Sinyal mikrotremor yang diperoleh selanjutnya dilakukan picking untuk
menemukan sinyak yang
stationer berdasarkan  fungsi  waktu.  Hasil picking akan  terlihat  seperti  pada  gambar  2.  Hasil picking tersebut  selanjutnya  diolah  dengan metode  Nakamura  atau  HVSR  untuk mengetahui  nilai  frekuensi  dominan  dan faktor amplifikasinya.
Gambar 2. Picking data mikrotremor titik k006.
Gambar 3. Hasil olahan HVSR setelah dilakukan fft dan smoothing pada software Geopsy di titik k006.
Gambar 4. Pemodelan kurva HVSR menggunakan software modelHVSR Herak pada titik k006.
Gambar 5. Kurva nilai kecepatan gelombang s terhadap kedalaman hasil proses inversi kurva HVSR titik k006 .
Gambar 6. Nilai Error dari hasil Inversi di titik k006.
Gambar 7. Peta kawasan rawan gempa bumi daerah Kupang.
Data  hasil  pengukuran  diolah  menggunakan software Geopsy untuk mendapatkan spektrum  HVSR  seperti  pada  Gambar  3.
Terlebih dahulu dilakukan windowing secara manual seperti yang terlihat pada Gambar 2. Kemudian  dilakukan  proses smoothing type Konno dan Ohmachi sesuai dengan ketentuan di SESAME.
Hasil analisis  nilai  frekuensi  dominan  di daerah penelitian menghasilkan nilai dengan rentang  1,02353 – 9,95166  Hz.  Nilai frekuensi dominan tersebut kemudian digunakan  untuk  menghitung  nilai  periode dominan. Besarnya  nilai  periode  dominan tanah  menunjukkan  tingkat  kerentanan masing-masing  pengukuran.  Semakin  besar nilai  periode  dominan  tanah  disuatu  lokasi maka  semakin  rentan  lokasi  tersebut  dari goncangan gempabumi. Nilai periode dominan  yang  tersebar  di  daerah  kupang seperti yang terlihat pada gambar 4.7 berada pada rentang 0,100485748 – 0,977010933.
Tahap  selanjutnya  adalah  penentuan  nilai Vs30. Untuk  melakukan inversi  HVSR, terlebih  dahulu  dilakukan  input  model  awal yang terdiri atas 6 parameter (Vp, VS, , h, Qp  dan  Qs)  dan  selanjutnya  dimasukkan nilai  HVSR  observasi. Software akan melakukan  inversi  sehingga  model  yang dimasukkan  akan  mendekati  nilai  dari  data hasil  pengukuran  seperti  yang  terlihat  pada Gambar  4. Parameter  Vs30  seringkali digunakan dalam perhitungan GMPEs sebagai  indikasi  bahaya  gempabumi.  Nilai ini  mewakili  kecepatan  rata-rata  gelombang s  sampai  kedalaman  30  meter.  Dalam penelitian  ini  nilai Vs  ditentukan  dengan menginversi  kurva  HVSR  menggunakan software ModelHVSR yang kemudian dapat dihitung  nilai  Vs30  nya. Nilai  vs30  daerah kupang  berada  pada  rentang  67,46111 – 387,4147 m/s.
Selanjutnya  adalah  penghitungan  nilai Peak
Ground Acceleration
(PGA) yang merupakan  salah  satu  parameter  penentu dalam pembuatan peta rawan bencana. PGA adalah  nilai  percepatan  gelombang  pada lapisan  batuan  yang  timbul  akibat  adanya gempabumi.  Setiap  parameter  masukan gempabumi yang digunakan akan menghasilkan  nilai  PGA  yang  berbeda,
bahkan nilai PGA akan berbeda pada lokasi titik  yang  berbeda  meskipun  parameter masukannya berupa gempa yang sama. Pada gambar  4.9 menunjukkan  persebaran  nilai PGA  di  dearah  penelitian  dengan  rentang nilai 92,8783037 – 142,841944 gal.
Nilai lainnya  yang  dihitung  adalah  nilai amplifikasi yang merupakan  parameter terjadinya penguatan gelombang pada lapisan  sedimen  dengan  frekuensi  resonasi tertentu. Persebaran amplifikasi pada daerah penelitian yaitu: nilai  amplifikasi  terendah dengan nilai 2.12 kali (+0.166) dan 0.99 kali (-0.166), sedangkan nilai amplifikasi tertinggi dengan nilai 9.43 kali (+0.166) dan 4.39 kali (-0.166).
Dengan  mengacu  pada  tiga  parameter tersebut  diatas  yaitu  nilai  periode  dominan, PGA  dan  amplifikasi  dapat  dibuat  peta kawasan  rawan  bencana  gempabumi  di daerah  penelitian  dengan  menggunakan metode skoring dan pembobotan berdasarkan pengaruhnya terhadap gempabumi. kemudian  dari  hasil  skoring dan  pembobotan  tersebut  dibuat  peta kawasan  rawan  bencana  gempabumi  seperti yang  terlihat  pada  gambar 7.  Pada  gambar tersebut  terlihat  bahwa  daerah  yang  lebih rawan  bencana  gempabumi  berada  dibagian tengah  mengarah  mengarah  ke  tenggara  di wilayah kec. Maulafa dan sebelah barat laut di  wilayah  kec.  Kelapa  Lima  dibandingkan daerah di sebelah barat daya dan utara.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  yang  telah dilakukan  maka  dapat  disimpulkan  sebagai berikut:
1. Nilai  frekuensi  dominan  untuk  daerah penelitian  berada  pada  rentang  1,02353 – 9,95166  Hz.  Hal  tersebut  menunjukkan
bahwa  daerah  penilitian  memiliki  nilai frekuensi  dominan  yang  rendah.  Adapun nilai  kecepatan  gelombang  S  pada kedalaman  30  meter  berkisar  67,46111 –
387,4147 m/s.
2. Nilai  PGA  dan  periode  dominan  di daerah  penelitian  berada  pada  rentang yang  termasuk  dalam  kategori  rawan terhadap bencana gempabumi.
Berdasarkan nilai PGA, daerah penelitian terdapat  wilayah  dengan  kategori  resiko sedang II, Resiko Sedang III, dan Resiko Besar I atau dengan skala intensitas MMI VII sampai IX. Berdasarkan nilai periode dominan,  daerah  penelitian  terdapat wilayah  dengan  karakter  sedang,  lunak, dan  sangat  lunak  yang  akan  berpangaruh jika terjadi gempabumi.
Nilai amplifikasi daerah penelitian berada pada rentang 0,99 – 4,38 dan 2,12 – 9,42,
yang berarti jika terjadi gempabumi maka gelombang  gempa  akan  mengalami perbesaran  sebanyak  0,99  sampai  9,42 kali.
3. Berdasarkan  peta  tingkat  kerawanan bencana  gempabumi  daerah  penelitian dari hasil  gabungan  tiga  nilai  parameter, daerah  yang  paling  rawan  terkena bencana adalah wilayah kecamatan Maulafa  dan  yang  paling  rendah  di wilayah  kecamatan  Alak.  Meskipun hampir  secara  keseluruhan  termasuk dalam  kategori  rentan  terjadi  bencana gempabumi.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Terima kasih kepada Bapak Cecep Sulaiman selaku  pembimbing  penulis  serta  pihak- pihak yang membantu penulis selama Tugas
Akhir  di  Pusat  Vulkanologi  dan  Mitigasi Bencana Gempabumi.

## DAFTAR PUSTAKA
Arifin,  S.S.,  Mulyatno,  B.S., Marjiyono,  & Setianegara,  R.  2013. Penetuan  Zona Rawan  Guncangan  Bencana  Gempa Bumi Berdasarkan Analisis Nilai Amplifikasi  Hvsr  Mikrotremor  dan Analisis Periode Dominan Daerah Liwa dan Sekitarnya. Jurnal Geofisika Eksplorasi Vol2/No.1
Darmawan,  A.,  &  Lastiadi,  H.A.  2010. Geologi  Lingkungan  dan  Fenomena Kars  Sebagai  Arahan  Pengembangan Wilayah  Perkotaan  Kupang,  Nusa Tenggara  Timur. Jurnal  Lingkungan dan Bencana Geologi, Vol 1 No. 1 Riyanto, S., Purwanto, A., & Supardi. 2009.
Algoritma  Fast  Fourier  Transform (FFT)  Decimation  In  Time  (DIT) Dengan  Resolusi  1/10  Hertz. Prosiding seminar nasional penelitian, pendidikan, dan  penerapan  MIPA,  Fakultas  MIPA, Universitas Negeri Yogyakarta. Rosidi H.M.D, dan Tjokrosapoetro, S. 1996.
Peta Geologi Lembar Kupang- Atambua, Timor, skala 1:250.000. Pusat Penelitian  dan  Pengembangan  Geologi. Bandung.
Mufida, A., Santosa, B.J. , & Warnana, D.D.
2013. Profiling  Kecepatan  gelombang Geser  (Vs)  Surabaya  Berdasarkan Pengolahan  Data  Mikrotremor.  Jurnal Sains  dan  Seni  POMITS  Vol.  2,  No.  2, (2013) 2337-3520 (2301-928X Print).
Sholahuddin  D. S,  M.  2014. SIG untuk Memetakan  Daerah  Banjir  dengan Metode Skoring dan Pembobotan (Studi Kasus  Kabupaten  Jepara).  Jurnal. Sistem informasi. Fasilkom, Udinus.
Susanto,  A.  2011. Perhitungan  Percepatan Tanah  Maksimum  Berdasarkan  Data
Gempa  Bumi  Di  Daerah  Istimewa
Yogyakarta (hlm.1&2). Semarang:
Universitas Negeri Semarang. Wibowo,  B.A.,  Rudiyanto,  A.,  Ibrahim,  G.,
Ali, Y.H., Perreira, A.T.F., & Trismahargyono. 2015. Studi Pendahuluan Mikrozonasi Kota Tangerang  Selatan  Melalui  Analisi
Nilali  Vs-30  dan  Periode  Dominan. Jurnal  Meteorologi  Klimatologi  dan Geofisika  (Edisi  Wisuda  STMKG), Vol. 2, No. 3, Oktober 2015.