PENENTUAN KOEFISIEN DAN KONSTANTA FORMULA EMPIRIS ... Awal Dwi... · penentuan koefisien dan konstanta formula empiris percepatan getaran tanah di daerah denpasar skripsi (bidang

PENENTUAN KOEFISIEN DAN KONSTANTA FORMULA EMPIRIS

PERCEPATAN GETARAN TANAH

DI DAERAH DENPASAR

SKRIPSI

(Bidang Minat Fisika Kebumian)

DWI KARYADI PRIYANTO

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2016

i



DI DAERAH DENPASAR

SKRIPSI

(Bidang Minat Fisika Kebumian)

DWI KARYADI PRIYANTO

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

DENPASAR

2016

v



DI DAERAH DENPASAR

[SKRIPSI]

Karya Tulis ini tidak dipublikasikan

tetapi tersedia di perpustakaan di lingkungan Universitas Udayana,

diperkenankan dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus

menyebutkan sumbernya sesuai dengan kebiasaan ilmiah.

Karya Tulis ini merupakan hak milik intelektual

Universitas Udayana

vi

FAKTA INTEGRITAS

Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam skripsi ini tidak terdapat karya yang

pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu perguruan tinggi

dan sepanjang pengetahuan saya juga tidak terdapat karya atau pendapat yang

pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain kecuali yang secara tertulis diacu

dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.

Jimbaran, Juli 2016

Pembuat Fakta Integritas

Dwi Karyadi Priyanto

NIM. 1008205018

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu‟alaikum Wr. Wb,

Alhamdulillah hirobbil „alamin. Puji syukur saya haturkan ke hadirat Allah SWT

atas perkenan dan ridho–Nya yang senantiasa membukakan jalan kemudahan dan

kelancaran kepada penulis, sehingga tugas akhir yang berjudul “Penentuan Koefisien

dan Konstanta Formula Empiris Percepatan Getaran Tanah di Daerah Denpasar”

dapat penulis selesaikan tepat pada waktunya.

Selama penyusunan proposal penelitian ini, penulis telah mendapatkan banyak

bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Pada kesempatan yang baik ini penulis ingin

mengucapkan rasa terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :

1. Kedua orang tua serta saudara penulis, Bapak C. Priyanto Hadi, SP, ibunda

Enggelina Bakker, kakak Fajjar Hadi Muryana, SE, dan adik Tri Ashar Hadi

Priyanto serta istri tercinta Tri Rahayu S.Si atas dukungannya dalam segala hal

dan selalu mendoakan akan kesuksesan penulis.

2. Bapak Ir. S. Poniman, M.Si selaku Kepala Jurusan Fisika FMIPA Universitas

Udayana dan juga selaku Pembimbing Akademik penulis atas segala bantuannya

dalam penyelesaian Tugas akhir ini.

3. Bapak Komang Ngurah Suarbawa, S.Si., M.Si selaku pembimbing I atas

bimbingan dan saran serta bantuannya dalam penyelesaian tugas akhir ini.

4. Bapak Ardhianto Septiadhi, S.Si selaku pembimbing II atas bimbingan dan

sarannya dalam penyelesaian tugas akhir ini.

5. Seluruh Dosen Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana.

6. Bapak A. Pudjo Hatmojo, S.Sos, Bapak Abu Haris Hasan, ST, Bapak H. Gatot

Subiyanto, SH, Bapak Syahnan, ST selaku mantan kepala Stasiun Geofisika

Sanglah Denpasar atas ijin, dukungan dan doa kepada penulis agar selalu

semangat mengejar cita-cita dan kesuksesan.

7. Bapak Hendra Suwarta S., S.Kom selaku Kepala Stasiun Geofisika Sanglah

Denpasar tempat penulis bekerja yang selalu memberikan dukungan dan nasihat

kepada penulis.

viii

8. Seluruh pegawai Stasiun Geofisika Sanglah Denpasar atas dukungan dan

bantuannya.

9. Seluruh rekan-rekan Jurusan Fisika Universitas Udayana.

10. Semua pihak yang tidak bisa Penulis sebutkan satu persatu, penulis

mengucapakan banyak terima kasih atas semua doa, bantuan dan dukungannya

selama ini.

Penulis menyadari Tugas Akhir ini belum sempurna, untuk itu masukan dan

saran membangun sangat penulis harapkan. Semoga penulisan tugas akhir ini dapat

bermanfaat bagi semua pihak khususnya kemajuan ilmu di bidang Geofisika dan

Jurusan Fisika FMIPA Universitas Udayana.

Bukit Jimbaran, Juli 2016

Penulis,

Dwi Karyadi Priyanto

ix

ABSTRAK

Percepatan getaran tanah merupakan salah satu parameter yang sangat berperan dalam

menentukan tingkat kerusakan tanah dan bangunan yang terjadi di permukaan bumi akibat

guncangan gempabumi. Belum adanya rumus empiris yang dikembangkan untuk wilayah

Denpasar serta kekhawatiran akan dampak gempabumi besar dan merusak, mendorong peneliti

untuk mengembangkan suatu rumusan fungsi atenuasi percepatan getaran tanah maksimum

yang tertuang dalam: “PENENTUAN KOEFISIEN DAN KONSTANTA FORMULA

EMPIRIS PERCEPATAN GETARAN TANAH DI DAERAH DENPASAR”. Pada

penelitian ini, dilakukan penentuan model rumus empiris PGA berdasarkan rumusan empiris

umum Lin dan WU (2010) dengan menggunakan 62 data dari sensor accelerometer yang

bersesuaian dengan event gempabumi sekitar wilayah Bali dengan periode tahun 2008-2013.

Berdasarkan analisis regresi, maka diperoleh koefisien geometrical spreading a = -2,019 ,

koefisien magnitudo b = 0,894 , serta konstanta model rumus empiris c = 0,551 , Sehingga

diperoleh formula empiris PGA baru (Model) untuk daerah Denpasar, yaitu; . Hasil validasi nilai PGA (model) dengan nilai

PGA observasi dan nilai PGA dari rumus empiris lainnya menggunakan data accelerometer

tahun 2014 dimana terdapat 10 rekaman accelerometer yang bersesuaian dengan event

gempabumi sekitar wilayah Bali, menunjukkan bahwa formula empiris PGA (model) yang

diperoleh dari penelitian relatif baik dan lebih mendekati dengan hasil Nilai PGA observasi.

Verifikasi secara statistik juga menghasilkan nilai korelasi linear positif yang kuat/Erat sebesar

0,853 antara nilai PGA (model) dengan nilai PGA observasi dengan tingkat residual error yang

sangat kecil 0,035.

Kata kunci: koefisien geometrical spreading, koefisien magnitudo, konstanta, PGA

ABSTRACK

Peak ground acceleration (PGA) is one of the parameters that were instrumental in

determining the level of damage to the land and buildings that occur in the earth’s surface due

to earthquake shocks. Absence of empirical formula developed to the Denpasar as well as

concerns about the impact of large and destructive earthquakes encourage researchers to

develop a formulation of the attenuation function for peak ground acceleration contained in the

“DETERMINATION COEFFICIENT AND CONSTANTAS EMPIRICAL FORMULA of

PEAK GROUND ACCELERATION IN DENPASAR AREA”. In this research, made the

determination based on general model empirical formula from empirical formula Lin and Wu

2010 using 62 data from accelerometer that corresponds to event of earthquakes around Bali

with the period 2008-20013. Based on regression analysis, the obtained of geometrical

spreading coefficients a = -2,019 , magnitude coefficient b = 0,894 , and also constants models

PGA empirical c = 0,551 , Thus obtained the empirical formula PGA (Model) to Denpasar

area, as follows; . Results

validation PGA values (model) with observation PGA and PGA values of other empirical

formula using accelerometer data in 2014 where there are 10 recordings accelerometer

corresponding to the event of earthquakes around Bali, shows that the empirical formula PGA

(model) obtained from research are relatively good and closer to the results of observation

PGA Value. Statistical verification also produces value a strong positive linear correlation /

closely amounted to 0.853 between the PGA (model) with a value of PGA observations with the

level of residual error is very small 0.035.

Keywords: geometrical spreading coefficient, magnitude coefficient, constants, PGA

x

DAFTAR ISI

Halaman

SAMPUL DEPAN. .................................................................................... i

LEMBAR PRASYARAT GELAR .......................................................... ii

LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR ......................................... iii

LEMBAR PERSETUJUAN. .................................................................... iv

PEDOMAN PENGGUNAAN .................................................................. v

LEMBAR FAKTA INTEGRITAS .......................................................... vi

KATA PENGANTAR .............................................................................. vii

ABSTRAK ................................................................................................. ix

DAFTAR ISI ............................................................................................. x

DAFTAR TABEL ..................................................................................... xiii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................. xiv

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................. xv

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1

1.2 Rumusan Masalah ................................................................. 3

1.3 Batasan Masalah .................................................................... 3

1.4 Tujuan Penelitian ................................................................... 4

1.5 Manfaat Penelitian ................................................................. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................. 5

2.1 Magnitudo Gempabumi .......................................................... 5

2.1.1 Magnitudo lokal (ML)..................................................... 6

2.1.2 Magnitudo gelombang badan (Mb)................................. 7

2.1.3 Magnitudo gelombang permukaan (MS) ........................ 8

2.1.4 Magnitudo momen (MW) ................................................ 8

2.1.5 Hubungan antar magnitudo ............................................ 10

2.2 Percepatan Getaran Tanah Maksimum.................................... 10

2.2.1 Accelerograph ................................................................ 12

2.2.2 Rumus empiris percepatan tanah .................................... 14

2.3 Analisis Regresi ....................................................................... 17

xi

2.4 Analisis Korelasi ..................................................................... 19

BAB III METODE PENELITIAN ......................................................... 22

3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ................................................ 22

3.2 Data dan Sumber Data ............................................................. 22

3.3 Tahap Penelitian ...................................................................... 23

3.3.1 Menentukan rumus empiris percepatan tanah ................ 24

3.3.2 Validasi ........................................................................... 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................. 29

4.1 Menentukan Rumus Empiris Percepatan Getaran Tanah ........ 29

4.1.1 Pemilihan data katalog gempabumi di wilayah bali dan

sekitarnya ....................................................................... 29

4.1.2 Pemilihan data percepatan getaran tanah hasil analisis

observasi ......................................................................... 29

4.1.3 Menghitung jarak hiposenter terhadap sensor

accelerometer .................................................................. 30

4.1.4 Hasil penentuan rumus empiris percepatan getaran

tanah ................................................................................ 31

4.1.5 Perbandingan nilai PGA model dengan PGA

observasi ......................................................................... 32

4.2 Validasi Hasil PGA Model Dengan PGA Observasi ............... 33

4.2.1 Perbandingan nilai PGA model dengan nilai PGA

observasi ........................................................................ 33

4.2.2 Perbandingan nilai PGA model dengan metode PGA

lainnya ............................................................................. 35

4.2.3 Perbandingan fungsi atenuasi PGA model dengan metode

PGA lainnya .................................................................... 36

4.2.4 Verifikasi statistic nilai PGA model dengan metode

PGA lainnya .................................................................... 38

xii

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ................................................... 39

5.1 Kesimpulan ............................................................................. 39

5.2 Saran ........................................................................................ 40

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 41

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1 Tabel Interpretasi Koefisien Korelasi ......................................... 20

Tabel 3.1 Tabel Waktu Penelitian ............................................................... 22

Tabel 4.1 Tabel perbandingan nilai PGA hasil observasi dengan nilai PGA

model (rumusan empiris) menggunakan data tahun 2014 ................. 33

Tabel 4.2 Hasil Verifikasi Tiap Fungsi Atenuasi terhadap Hasil

Observasi .................................................................................... 38

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Zona subduksi dan patahan naik busur belakang .................... 1

Gambar 2.1 Jenis - jenis accelerograph ..................................................... 13

Gambar 2.2 Alur peralatan accelerograph ................................................. 13

Gambar 2.3 Peta jaringan acceleroraph di Indonesia ................................. 14

Gambar 3.1 Peta distribusi gempabumi di Wilayah Bali dan sekitarnya

tahun 2008 – 2014 ................................................................... 23

Gambar 3.2 Diagram alir penelitian. ........................................................... 28

Gambar 4.1 Grafik perbandingan nilai PGA hasil observasi dengan nilai PGA

model (rumusan empiris) menggunakan data tahun 2008-2013..... 32


model (rumusan empiris) menggunakan data tahun 2014. ............ 34


model (rumusan empiris) dan metode percepatan getaran

tanah lainnya menggunakan data tahun 2014. ............................ 35

Gambar 4.4 Grafik hasil fungsi atenuasi PGA observasi dan fungsi

atenuasi dari rumusan empiris lainnya, terhadap jarak

accelerometer <150 km untuk magnitudo 4.0 – 4.5 mB.. ...... 36

Gambar 4.5 Grafik hasil fungsi atenuasi PGA observasi dan fungsi

atenuasi dari rumusan empiris lainnya, terhadap jarak

accelerometer >150 km untuk magnitudo 4.6 – 5.2 mB.. ...... 37

xv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1 Data Katalog Parameter Gempabumi Tahun 2008-2013

Lampiran 2 Perhitungan Nilai PGA Observasi dan Data PGA Observasi

Lampiran 3 Menghitung Jarak Hiposenter

Lampiran 4 Perhitungan Regresi Linier

Lampiran 5 Data Hasil Pengolahan, Perbandingan Nilai PGA Hasil Observasi

dan Hasil Model Menggunakan Data Tahun 2008 – 2013

Lampiran 6 Data Validasi Penelitian, Perbandingan Nilai PGA Hasil Observasi

Dan Hasil Model Menggunakan Data Tahun 2014

Lampiran 7 Tabel Perbandingan Nilai PGA Model dengan Metode PGA lainnya

Lampiran 8 Tabel Perbandingan Fungsi Atenuasi PGA Model dengan Metode

PGA Lainnya.

Lampiran 9 Verifikasi Statistik Nilai PGA Model dengan Metode PGA Lainnya.

PENENTUAN KOEFISIEN DAN KONSTANTA FORMULA EMPIRIS ... Awal Dwi... · penentuan koefisien dan konstanta formula empiris percepatan getaran tanah di daerah denpasar skripsi (bidang

Documents