## Analisis Ground Motion di Selatan Gunung Api Ungaran Berdasarkan Mikrozonasi Metode Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR)
Muhammad Khemal Amrullah 1* , Maulana Rizki Aditama 1 , FX Anjar Tri Laksono 1 , Asmoro Widagdo 1
1 Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Jenderal Soedirman

## Abstrak
Salah  satu  mitigasi  bencana  yang  dapat  dilakukan  untuk  mengidentifikasi  daerah  yang  berpotensi mengalami  pergerakan  tanah  adalah  analisis  mikrotremor  dengan  metode Horizontal  to  Vertical Spectral Ratio (HVSR) yang menghasilkan parameter frekuensi dominan dan amplifikasi. Kedua data tersebut digunakan untuk mencari nilai indeks kerentanan seismik, ketebalan lapisan sedimen, dan peak ground acceleration yang dijadikan sebagai parameter untuk dianalisis dalam mengidentifikasi daerah yang berpotensi mengalami pergerakan tanah. Pada daerah penelitian nilai indeks kerentanan seismik terendah 0,15 s 2 /cm dan tertinggi 33,74 s 2 /cm, ketebalan sedimen paling tipis pada Vs 175 m/s adalah 3,24  m  dan  ketebalan  lapisan  sedimen  paling  tebal  adalah  33,71  m,  sedangkan  pada  Vs  350  m/s ketebalan paling tipis adalah 6,48 m dan ketebalan sedimen paling tebal adalah 67,43 m, serta nilai peak ground  acceleration paling  tinggi    adalah  48,48  gal  dan  paling  rendah  adalah  adalah  14,91  gal. Berdasarkan  analisis  data  microtremor,  nilai  indeks  kerentanan  seismik,  lapisan  sedimen, depth  of boundary , dan peak ground acceleration , daerah yang memiliki potensi pergerakan tanah yang relatif tinggi berada di titik MS12, MS14, MS15, MS20, MS21, dan MS23.
Kata kunci: Gempabumi; HVSR; Kerentanan Seismik; Ketebalan Lapisan; Mikrotremor; PGA.

## Abstract
One way to mitigate disasters that can be done is to identify areas that have the potential to experience ground movement potential. A useful method is microtremor analysis with the Horizontal to Vertical Spectral Ratio (HVSR) method which recorded dominant frequency parameters (f0) and amplification (A0). These two data are used to find the value of the seismic vulnerability index, the thickness of the sediment  layer,  and  the  peak  ground  acceleration  which  are  used  as  parameters  to  be  analyzed  in identifying areas that have the potential to experience ground movement. In the research area the lowest seismic susceptibility index value was 0.15 s 2 /cm and the highest was 33.74 s 2 /cm, the thickness of the thinnest sediment at Vs 175 m/s was 3.24 m and the thickness of the thickest sediment layer was 33.71 m. whereas at Vs 350 m/s the thinnest thickness is 6.48 m and the thickest sediment thickness is 67.43 m, and the highest peak ground acceleration value is 48.48 gal and the lowest is 14, 91 gal. Based on the analysis of microtremor data, seismic vulnerability index values, sediment layers, depth of boundary, and peak ground acceleration, areas that have relatively high ground movement potential are at points MS12, MS14, MS15, MS20, MS21, and MS23.
Keywords: Earthquakes; HVSR; Seismic Susceptibility; Layer Thickness; Microtremor; PGA.

## PENDAHULUAN
Gunung Ungaran adalah salah satu gunung berapi yang  terletak  di  Pulau  Jawa,  dengan  ketinggian 2.050 m diatas permukaan laut. Gunung Ungaran di  klasifikasikan  tipe  gunung  api  B  yaitu  tipe Gunung  Api  yang  sejak  tahun  1600  tidak
* ) Korespondensi: muhammad.amrullah011@mhs.unsoed.ac.id Diajukan : 2 Maret 2021 Diterima : 31 Agustus 2021 Diterbitkan  : 3 Desember 2021
mengalami  erupsi  magmatik  lagi,  tapi  masih memperlihatkan  aktivitas  fumarol  (Suwarno dkk.,  2019).  Secara  fisiografi  daerah  penelitian termasuk  ke  dalam  Zona  Gunung  Api  Kuarter (van  Bemmelen,  1949).  Daerah  penelitian mencakup beberapa formasi diantaranya dari tua
ke muda yaitu Formasi Kaligetas (Qpkg), Batuan Gunungapi  Gajahmungkur  (Qhg),  dan  Lava Gunung Sumbing (Qls), serta termasuk kedalam pola  struktur  jawa  yang  memiliki  orientasi berarah  barat  –  timur  berdasarkan  keterangan pola  struktur  geologi  di  Pulau  Jawa  (van Bemmelen, 1949). Lokasi penelitian yang berada di kawasan gunung api dan dekat dengan sumber gempabumi Yogyakarta, menarik untuk mengetahui  seberapa  besar  pengaruh ground motion yang  disebabkan  oleh  pengaruh  tektonik dan mengetahui sebaran zonasi potensi kerentanan  tanah  yang  dihasilkan  dari  aktivitas tektonik dengan melakukan penelitian
microtremor secara kuantitatif. Penelitian mikrotremor adalah penelitian yang memanfaatkan getaran atau gelombang lingkungan yang berasal dari dua sumber utama (Susilanto  dkk.,  2016),  yaitu  kondisi  alam  dan aktivitas  manusia  (disebut ambient  vibrations ) yang  muncul  di  sekitar  lokasi seismometer, selanjutnya  analisis  mikrotremor  dilakukan dengan  menggunakan  metode Horizontal  to Vertical  Spectral  Ratio (HVSR)  (Nardone  dan Maresca,  2011).  Pengolahan  data  mikrotremor dengan menggunakan metode HVSR menghasilkan  parameter  frekuensi  dominan  ( f 0) dan  amplifikasi  ( A 0)  (Aditama  dkk.,  2019). Kedua  data  tersebut  digunakan  untuk  mencari nilai  indeks  kerentanan  seismik,  ketebalan lapisan  sedimen,  dan peak  ground  acceleration yang dijadikan sebagai parameter untuk dianalisis  dalam  mengidentifikasi  daerah  yang berpotensi mengalami pergerakan tanah (Brotopuspito  dkk.,  2006;  Aditama  dkk . ,  2020). Marin dkk. (2015) menyimpulkan, gaya tektonik regional  menyumbangkan  tegangan  horizontal maksimum  yang  bergabung  dengan  tegangan gravitasional  tubuh  gunung  api  membentuk struktur vulkanotektonik di Gunung Ungaran.

## METODOLOGI
Metode Horizontal  to  Vertical  Spectral  Ratio (HVSR)  adalah  suatu  metode  yang  digunakan untuk  menghitung  rasio  spektrum  komponen horizontal  terhadap  komponen  vertical  dari gelombang microtremor (Wahyuni dan Wahyudi, 2011). Hasil analisis HVSR menghasilkan sebuah spektrum  HVSR  dengan  puncak  spektrum  pada frekuensi resonansinya. Frekuensi resonansi ( f0 ) dan puncak spektrum mikrotremor ( A0 ) merupakan parameter yang mencerminkan
Gambar 1. Diagram Alir Penelitian.
karakteristik  dinamika  lapisan  tanah  permukaan (Nakamura, 1989).
Setelah  didapatkan  nilai  frekuensi  dominan (f0) dan faktor amplifikasi (A0), kemudian kedua data  tersebut  digunakan  untuk  mencari  nilai indeks  kerentanan  seismik,  ketebalan  lapisan sedimen,  dan peak  ground  acceleration (PGA) menggunakan pendekatan empiris yang dijadikan sebagai  parameter  untuk  dianalisis  dalam mengidentifikasi daerah yang berpotensi mengalami  pergerakan  tanah  (Mirzaoglu  dan Dýkmen, 2003). Setelah didapatkan semua hasil dengan  menggunakan  pendekatan  empiris, peneliti  membuat  peta  mikrozonasi  berdasarkan hasil perhitungan yang telah di dapatkan dengan bantuan software Surfer  13 (Nardone  dan Maresca,  2011).  Alur  dan  tahapan  pengerjaan digambarkan pada Gambar 1.

## HASIL DAN PEMBAHASAN Indeks Kerentanan Seismik (Kg)
Indeks kerentanan seismik ( Kg ) dapat digunakan untuk mengetahui tingkat kerentanan dan potensi kerusakan  terhadap  pergerakan  tanah (Aditama dkk . , 2019). Besarnya indeks kerentanan seismik ( Kg )  tergantung  pada  besarnya  nilai  frekuensi dominan  ( f 0)  dan  nilai  amplifikasi  ( A 0),  serta berbanding  lurus  dengan  ketebalan  lapisan sedimen ( h ). Pada daerah penelitian wilayah barat dan  timur  memiliki  nilai  indeks  kerentanan seismik  dan  ketebalan  lapisan  sedimen  yang relatif  besar.  Dapat  disimpulkan  bahwa  jika keberadaan  batuan  lunak  yang  tebal  dapat menghasilkan nilai f0 yang cenderung rendah dan nilai A0 yang cenderung tinggi, sehingga hasil
Tabel 1. Tabel data Nilai Indeks Kerentanan Gempa pada lokasi penelitian.
Gambar 2. Indeks Kerentanan Seismik di selatan Gunung Api Ungaran dan sekitarnya.
dari  perhitungan  menghasilkan  nilai  Kg  yang tinggi,  karena  semakin  tebal  batuan  lunak  yang berada di permukaan berpotensi besar mengalami kerusakan yang parah.
Berdasarkan  indeks  kerentanan  seismik  (Kg) yang  diperoleh,  dapat  dilihat  bahwa  daerah penelitian  memiliki  indeks  kerentanan  seismik
(Kg)  yang  terbagi kedalam tiga  zona yaitu zona rendah (Kg < 3), sedang (3 < Kg < 6), dan tinggi (Kg  >  6)  (Refrizon  dkk . ,  2013).  Hal  ini disebabkan  karena  daerah  penelitian  memiliki ketebalan  lapisan  sedimen  yang  cukup  tebal. Persebaran  indeks  kerentanan  seismik  ( Kg ) ditunjukkan  pada  Gambar  2.  Indeks  kerentanan
seismik  juga  dapat  menunjukkan  kerentanan suatu  daerah  yang  terkena  dampak  akibat goncangan  atau  pergerakan  lapisan  batuan. Semakin tinggi indeks kerentanan seismik suatu daerah  maka  semakin  rentan  daerah  tersebut terkena dampak akibat goncangan.
Peta  persebaran  indeks  kerentanan  gempa, nilai  Kg  yang  cenderung  tinggi  berada  di  titik MS14,  MS15,  MS20,  dan  MS23  yang  memiliki nilai  Kg  antara  6,48  s 2 /cm hingga  33,74  s 2 /cm. Sedangkan  nilai  Kg  yang  cenderung  rendah berada  pada  titik  MS13,  MS11,  MS16,  MS17, dan  MS24  yang  memiliki  nilai  Kg  antara  0,15 s 2 /cm hingga 0,95 s 2 /cm, arah distribusi dari nilai indeks  kerentanan  gempa  tertinggi  berada  di wilayah barat dan timur daerah penelitian.

## Ketebalan dan Kedalaman Lapisan Batuan
Ketebalan  lapisan  sedimen  ( h )  dapat  diperoleh dari  nilai  frekuensi  dominan  ( f 0)  dan  kecepatan gelombang geser ( Vs ), jika nilai Vs tinggi maka nilai thickness akan semakin tinggi dan jika nilai f0  yang  cenderung  tinggi  maka  nilai thickness akan  semakin  kecil.  Berdasarkan  persamaan untuk  menentukan  ketabalan  lapisan  sedimen, penulis  menggunakan  dua  nilai  klasifikasi
simulasi  kecepatan  gelombang  geser  bawah permukaan (Vs) dari klasifikasi Badan Standardisasi Nasional,
yaitu dengan
menggunakan Vs 175 m/s dan Vs 350 m/s.
Persebaran  ketebalan  lapisan  sedimen  di daerah  penelitian  berada  di  formasi  Batuan Gunungapi  Gajahmungkur  (Qhg)  yang  terdiri dari  andesit  hornblend  berasal  dari  aliran  lava berumur  Kuarter-Holosen,  persebaran  tersebut dapat dilihat pada Gambar 3 dan 4. Berdasarkan perhitungan  pada  nilai  Vs  175  m/s,  didapatkan nilai thickness tertinggi  adalah  33,71  m  yang berada  pada  titik  MS18,  dan  nilai thickness terendah  adalah  3,24  m  yang  berada  pada  titik MS17.  Merujuk  pada  klasifikasi  Kanai,  maka didapatkan  empat  jenis  ketebalan  lapisan sedimen  daerah  penelitian  yaitu  jenis  I  dengan nilai  ketebalan  kurang  dari  5  m,  jenis  II  dengan ketebalan  kategori  menengah  5–10  m,  jenis  III dengan ketebalan lapisan sedimen 10–30 m, dan jenis IV dengan ketebalan lapisan sedimen lebih dari  30  m.  Sedangkan  berdasarkan  perhitungan pada nilai Vs 350 m/s, didapatkan nilai thickness tertinggi  adalah  67,43  m  yang  berada  pada  titik MS18, dan nilai thickness terendah adalah 6,48 m yang berada pada titik MS17.
Gambar 3. Peta Ketebalan dengan Vs = 175 m/s di selatan Gunung Api Ungaran dan sekitarnya.
Gambar 4. Peta Ketebalan dengan Vs = 350 m/s di selatan Gunung Api Ungaran dan sekitarnya.
Gambar 5. Peta Kedalaman dengan Vs = 175 m/s di selatan Gunung Api Ungaran dan sekitarnya.
Gambar 6. Peta Kedalaman dengan Vs = 350 m/s di selatan Gunung Api Ungaran dan sekitarnya.
Merujuk pada klasifikasi Kanai, maka didapatkan tiga  jenis  ketebalan  lapisan  sedimen  daerah penelitian yaitu jenis II dengan ketebalan kategori menengah  5–10  m,  jenis  III  dengan  ketebalan lapisan sedimen tebal sekitar 10–30 m, dan jenis IV dengan ketebalan lapisan sedimen sangat tebal lebih dari 30 m.
Berdasarkan peta persebaran ketebalan lapisan  sedimen,  daerah  penelitian  dengan lapisan  sedimen  yang  lebih  tebal  akan menyebabkan  daerah  tersebut  memiliki  potensi yang  besar  untuk  mengalami  pergerakan  tanah dan  memiliki  resiko  kerusakan  yang  besar dibandingkan dengan daerah yang memiliki nilai ketebalan yang lebih kecil.
Selain  menentukan  nilai  ketebalan  lapisan, dilakukan  perhitungan depth  of  boundary yang dipengaruhi  dari  perhitungan  nilai altitude yang dikurangi  dengan  nilai thickness yang  dapat dilihat  pada  Gambar  5  dan  6.  Dari  perhitungan yang  telah  dilakukan,  nilai depth  of  boundary tertinggi  terdapat  di  titik  MS16  yang  memiliki nilai masing-masing dari Vs 175 m/s dan Vs 350 m/s  adalah  1156,95  m  dan  1151,41,  sedangkan nilai terendah berada di titik MS19 dengan nilai masing-masing dari Vs 175 m/s dan Vs 350 m/s adalah 864,68 m dan 854,36 m.

## Peak Ground Acceleration
Peak  Ground  Acceleration (PGA) adalah  nilai percepatan  getaran  tanah  terbesar  yang  pernah terjadi  di  suatu  tempat  yang  diakibatkan  oleh gempa bumi.  Nilai PGA di permukaan dihitung menggunakan metode Kanai. Nilai PGA dihitung menggunakan  parameter  gempabumi  yang memiliki  magnitudo  yang  paling  besar  dengan jarak  episenter  yang  paling  dekat  dengan  lokasi penelitian. Parameter gempabumi yang digunakan  terjadi  pada  26  Mei  2006  dengan magnitudo 6,3 skala Richter dan kedalaman 12,5 km.  Berdasarkan  perhitungan  PGA  daerah penelitian  dapat  dilihat  pada  Gambar  7, didapatkan nilai PGA terbesar adalah 48,48gal / 0,0494g pada titik MS17 dan nilai PGA terendah pada daerah penelititan adalah 14,91gal / 0,0152g pada titik MS18. Berdasarkan peta peak ground acceleration yang  berada  di  daerah  penelitian, terlihat  nilai  PGA  lebih  besar  relatif  berada  di tengah,  sedangkan  pada  daerah  timur  dan  barat cenderung  memiliki  nilai  PGA  yang  rendah. Daerah  penelitian  mendominasi  kontribusi  nilai PGA  yang  kecil  berdasarkan  gempabumi Yogyakarta tahun 2006 jarak dari posisi sumber gempa dengan lokasi penelitian relatif cukup jauh sehingga  menyebabkan  nilai  PGA  pada  daerah penelitian dengan klasifikasi tingkat resiko relatif
Gambar 7. Peta Peak Ground Acceleration (PGA) di selatan Gunung Api Ungaran dan sekitarnya.
kecil.  Daerah  yang  memiliki  nilai  PGA yang rendah  berarti  memiliki  nilai  frekuensi  dominan yang rendah juga.

## KESIMPULAN
Nilai  frekuensi  dominan  di  daerah  penelitian memiliki nilai terendah 1,3 Hz dan nilai tertinggi 13,5 Hz, nilai amplifikasi yang rendah adalah 1,4 dan  nilai  amplifikasi  yang  tinggi  adalah  7,9, indeks  kerentanan  seismik  terendah  0,15  s 2 /cm dan  tertinggi  33,74  s 2 /cm,  nilai  tertinggi  dari setiap komponen tersebut berada di barat daerah penelitian.  Ketebalan  sedimen  paling  tipis  pada Vs 175 m/s adalah 3,24 m dan ketebalan lapisan sedimen paling tebal 33,71 m, sedangkan pada Vs 350 m/s ketebalan paling tipis adalah 6,48 m dan ketebalan  sedimen  paling  tebal  adalah  67,43  m, ketebalan  sedimen  yang  besar  dari  perhitungan kedua Vs berada di daerah barat dan timur pada daerah  penelitian.  Nilai depth  of  boundary tertinggi masing-masing dari Vs 175 m/s dan Vs 350  m/s  adalah  1.156,95  m  dan  1.151,41  m, sedangkan nilai terendah masing-masing dari Vs 175  m/s  dan  Vs  350  m/s  adalah  864,68  m  dan 854,36  m,  nilai  ini  dipengaruhi  oleh  ketinggian yang  berada  di  lokasi  penelitian,  daerah  utara memiliki  nilai depth  of  boundary yang  lebih
tinggi  dari  daerah  selatan.    Nilai peak  ground acceleration paling  tinggi  adalah  48,48  gal  / 0,0494 g dan paling rendah adalah adalah 14,91 gal / 0,0152 g, nilai PGA yang rendah berada di barat  dan  timur  daerah  penelitian  merupakan wilayah  dengan  potensi  pergerakan  tanah  yang relatif tinggi. Berdasarkan analisis data microtremor,  nilai  indeks  kerentanan  seismik, lapisan  sedimen, depth  of  boundary ,  dan peak ground  acceleration ,  daerah  yang  memiliki potensi  pergerakan  tanah  yang  relatif  tinggi berada  di  titik  MS12,  MS14,  MS15,  MS20, MS21, dan MS23.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan terimakasih kepada seluruh  pihak  yang  telah  membantu  sehingga penelitian ini dapat diselesaikan.

## DAFTAR PUSTAKA
Aditama,  M.R.,  Khan,  J.,  O'Neill,  J.,  Sismanto . 2019.  Structural  framework  and  its compartmentalisation within the associated  uncertainties:  A  case  study from  the  Statfjord  Reservoir,  Northern North Sea. Journal of Physics: Conference Series, 1367. doi:
10.1088/1742-6596/1367/1/012038.
Aditama, M.R., Sunan, H.Z., Laksono, F.X.A.T., Ramadhan,  G.,  Iswahyudi,  S.,  Fadlin,.
2021. Integrated  Subsurface Analysis of Thickness  and  Density  for  Liquefaction Hazard:  Case  Study  of  South  Cilacap Region, Indonesia. Journal of Geoscience,  Engineering,  Environment, and Technology , 6(1). doi:
10.25299/jgeet.2021.6.1.5892.
Aditama, M.R., Saadi, A.G. dan Nurcahya, B.E.,
2020.  Investigasi  Kerentanan  Tanah Berpotensi  Likuifikasi  Menggunakan Metode  Mikroseismik  Di  Wilayah Prambanan, Yogyakarta. Dinamika Rekayasa , 16(2). doi: 10.20884/1.dr.2020.16.2.323.
Brotopuspito, K.S., Prasetya, T. dan Widigdo, F.
M.,  2006.  Percepatan  Getaran  Tanah Maksimum Daerah Istimewa Yogyakarta 1943-2006. Jurnal Geofisika .
Mirzaoglu,  M.  dan  Dýkmen,  Ü.,  2002.
Application  of  microtremors  to  seismic microzoning  procedure. Journal  of  the Balkan Geophysical Society, 6(3), hal.143-156.
Nakamura,  Y.,  1989.  Method  for  dynamic characteristics  estimation  of  subsurface using microtremor on the ground surface. Quarterly  Report  of  RTRI  (Railway Technical Research Institute) , 30(1).
Nardone,  L.  dan  Maresca,  R.,  2011.  Shallow velocity  structure  and  site  effects  at  Mt. Vesuvius,  Italy,  from  HVSR  and  array measurements  of  ambient  vibrations. Bulletin  of  the  Seismological  Society  of America . doi: 10.1785/0120100165.
Refrizon, Hadi, A.I., Lestari, K., Oktari, T., 2013. Analisis  Percepatan  Getaran  Tanah Maksimum  dan  Tingkat  Kerentanan Seismik  Daerah  Ratu  Agung  Kota Bengkulu. Prosiding  Semirata  FMIPA , 1(1).
Susilanto,  P.,  Ngadmanto,  D.,  Daryono,  Hardy,
T.,  Pakpahan,  S.,  2016.  Penerapan Metode  Mikrotremor  HVSR  untuk Penentuan Respons Dinamika Kegempaan  di  Kota  Padang. Jurnal Lingkungan dan Bencana Geologi , 7(2).
Suwarno,  Sutomo,  Aditama,  M.R.,  2019.  The analysis of the landslide vulnerability sub watersheds  arus  in  banyumas  regency. Geographia Technica , 14(2). doi: 10.21163/GT_2019.142.10.
van  Bemmelen,  R.W.,  1949. The  Geology  of Indonesia. General Geology of Indonesia and Adjacent Archipelagos . Government Printing Office, The Hague.
Wahyuni, A. dan Wahyudi, 2011. Kajian Potensi Resonansi  Getaran  Gedung  Akibat
Gempa Bumi. Prosiding Seminar Nasional Kebumian 2011 .