Sistem informasi geografis potensi bahaya gempa bumi

1. Pertemuan Ilmiah Tahunan MAPIN XIV
”Pemanfaatan Efektif Penginderaan Jauh Untuk Peningkatan Kesejahteraan Bangsa”
SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS POTENSI BAHAYA GEMPA BUMI
DI PROPINSI BALI
I Putu Agus Swastika1, I Made Ady Suardana1
1Program Studi Sistem Informasi,
Sekolah Tinggi Manajamen Informatika & Teknik Komputer, Jl. Raya Kedung Baruk 98, Kedung Baruk – Surabaya 60298, Indonesia Telp + 62 31 8721731, Fax + 62 31 8710218
email : info@stikom.edu
Abstrak
Island of Bali represent one of area which gristle of the happening of earthquake. Since year 1938 up to year 2004 have been happened by 55 earthquake felt by society of about. Is such as those which happened in Seririt in the year 1976 resulting 90 % building of resident crumple, 559 people pass away, 850 bodily harm people, and more than 3200 flesh wound people. Inexistence of a system giving information of about area of area which have potency to danger of earthquake in Bali Province, complicating local government in preventing to the number of victim of soul which fall effect of the earthquake. This application use Geographical Information System where this application able to know area which have potency of natural disaster of earthquake pursuant to aspect of ground acceleration. Method used is method Gutenberg-Richter, this method calculate acceleration of ground of a place. Given the acceleration of ground of each area can lessen risk of effect earthquake. By applying model calculation of acceleration of ground of an area and process buffer at this application, is hence got by area of potency of earthquake and area of radius earthquake.
Keyword : earthquake, ground acceleration, Geografical Information System
1. PENDAHULUAN
Bencana alam gempa bumi merupakan salah satu bencana alam yang sering terjadi di Indonesia pada umumnya dan Bali pada khususnya. Gempa bumi dengan kekuatan yang bervariasi ini dapat menimbulkan banyak korban jiwa. Gempa bumi merupakan suatu gejala alam yang terjadi secara alami. Hal ini terjadi karena terganggunya keseimbangan lapisan-lapisan bumi yang disebut juga isostasy. Gempa bumi yang terjadi akan menjalarkan getaran-getaran melalui medium bumi dari pusat gempa ke permukaan bumi.
Pulau Bali merupakan salah satu daerah yang rawan terjadi gempa bumi. Sejak tahun 1938 sampai dengan tahun 2004 sudah terjadi 55 gempa bumi yang dirasakan oleh masyarakat sekitar. Seperti yang terjadi di Seririt pada tahun 1976 yang mengakibatkan 90% bangunan penduduk roboh, 559 orang meninggal dunia, 850 orang luka berat, dan lebih dari 3200 orang luka ringan.
Tidak adanya suatu sistem yang memberikan informasi tentang daerah-daerah yang berpotensi terhadap bahaya gempa bumi di Propinsi Bali, menyulitkan pemerintah setempat dalam mencegah banyaknya korban jiwa yang jatuh akibat gempa bumi tersebut. Oleh karena itu penulis tertarik untuk membuat sistem yang dapat memberikan informasi tentang daerah-daerah yang berpotensi bahaya gempa bumi di Propinsi Bali dengan menggunakan salah satu aspeknya yaitu percepatan tanah. Dengan mengetahui percepatan tanah setiap daerah bisa mengurangi resiko akibat gempa. Pada kawasan yang percepatan tanahnya besar, mestilah diupayakan untuk mendirikan bangunan-bangunan dengan struktur tahan gempa atau memperhitungkan agar bila terjadi gempa kita bisa meminimalisir korban.
Gedung Rektorat lt. 3 Kampus Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya, 14 – 15 September 2005
MBA - 73

2. Pertemuan Ilmiah Tahunan MAPIN XIV
”Pemanfaatan Efektif Penginderaan Jauh Untuk Peningkatan Kesejahteraan Bangsa”
2. METODOLOGI PENELITIAN
2.1. Gempa Bumi
Gempa adalah pergeseran tiba-tiba dari lapisan tanah di bawah permukaan bumi. Ketika pergeseran ini terjadi, timbul getaran yang disebut gelombang seismic yaitu getaran gempa yang menjalar di dalam dan di permukaan bumi dengan cara longitudinal dan transversal.
Dari faktor-faktor penyebab terjadinya, gempa bumi dapat digolongkan menjadi dua yaitu :
1. Gempa Tektonik. Gempa Tektonik terjadi karena lapisan kerak bumi yang keras menjadi genting (lunak) dan akhirnya bergerak. Lapisan tersebut begerak perlahan sehingga berpecah-pecah dan bertabrakan satu sama lainnya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya Gempa Tektonik.
2. Gempa Vulkanik jarang terjadi bila dibandingkan dengan gempa tektonik. Gempa vulkanik terjadi karena adanya letusan gunung berapi yang sangat dahsyat. Ketika gunung berapi meletus maka getaran dan goncangan letusannya bisa terasa sampai dengan sejauh 20 mil. Ukuran gempa ini dikenal dengan sebutan Richter, sama dengan nama orang yang membuat dan mengembangkannya yaitu Charles Richter.
Faktor yang pertama disebabkan karena bergeser dan terpisahnya lapisan-lapisan yang terdapat dalam kerak bumi. Yang kedua, karena adanya letusan gunung berapi yang sangat dahsyat. Letusan yang dahsyat tersebut juga selain menyebabkan guncangan yang kuat juga sering menyebabkan adanya gelombang ombak yang sangat tinggi di lautan yang terkenal dengan nama gelombang "Tsunami".
2.2. Sistem Informasi Geografis
Menurut Aronoff (dalam Prahasta, 2001:56) Sistem Informasi Geografis (SIG) adalah sistem yang berbasiskan komputer yang digunakan untuk menyimpan dan memanipulasikan informasi- informasi geografis, SIG dirancang untuk mengumpulkan, menyimpan, dan menganalisis obyek-obyek dan fenomena dimana lokasi geografis merupakan karakteristik yang penting atau kritis untuk dianalisis. Dengan demikian, SIG merupakan sistem komputer yang memiliki empat kemampuan berikut dalam menangani data yang bereferensi geografis: (a) masukan, (b) manajemen data (penyimpanan atau pemanggilan data), (c) analisis dan manipulasi data, (d) keluaran.
SIG dapat mempresentasikan dunia nyata di atas monitor computer sebagaimana lembaran peta dapat mempresentasikan dunia nyata di atas kertas. Tetapi, SIG memilki kekuatan lebih dan fleksibelitas dari pada lembaran peta pada kertas. Peta merupakan representasikan grafis dari dunia nyata, obyek-obyek yang direpresentasikan di atas peta disebut unsur peta atau map features (contohnya adalah sungai, taman, kebun, jalan, dan lain-lain). Karena peta mengorganisasikan unsur-unsur berdasarkan lokasi-lokasinya, peta sangat baik dalam memperlihatkan hubungan atau relasi yang dimiliki oleh unsur-unsurnya.
2.3. Analisa Sistem
Sistem informasi geografis potensi bahaya gempa bumi dengan menggunakan metode Gutenberg – Richter ini akan melakukan perhitungan percepatan tanah suatu daerah. Percepatan tanah merupakan salah satu parameter kuat gempa di suatu tempat dengan satuan cm/det2 . Sistem yang akan digunakan berupa offline yang akan menggunakan Geographic Information System (GIS) yang dapat mempermudah Badan Meteorologi & Geofisika mengetahui daerah tersebut rawan terjadi gempa dengan perhitungan percepatan tanah tersebut. Apabila daerah tersebut berada dalam zone (daerah) yang memiliki nilai percepatan tanah yang besar, maka mestilah diupayakan untuk mendirikan bangunan- bangunan dengan struktur tahan gempa atau memperhitungkan agar bila terjadi gempa kita bisa meminimalisir korban. Selain itu juga dapat mengetahui daerah-daerah yang akan terkena gempa apabila terjadi suatu gempa dengan letak pusat gempa, kekuatan tertentu, kedalaman tertentu, mengetahui nilai percepatan tanah daerah tersebut. Untuk sistem informasi geografis ini mengabaikan ketinggian suatu wilayah atau dengan kata lain mengasumsikan keadaan bumi yang homogen.
Gedung Rektorat lt. 3 Kampus Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya, 14 – 15 September 2005
MBA - 74

3. Pertemuan Ilmiah Tahunan MAPIN XIV
”Pemanfaatan Efektif Penginderaan Jauh Untuk Peningkatan Kesejahteraan Bangsa”
2.4. Metode Gutenberg – Richter
Metode Gutenberg – Richter merupakan suatu metode yang digunakan untuk menghitung percepatan tanah suatu tempat. Metode Gutenberg – Richter merupakan salah satu metode yang dapat digunakan selain metode-metode yang lain seperti Metode Mc Guirre, Metode O’ Brien, Metode Kanai. Adapun rumus dari Metode Gutenberg – Richter ini adalah sebagai berikut :
a(max) = 10 ((Ix(ic) / 3) – 0,5) (1)
Dengan mengetahui data gempa yang ada yaitu data gempa yang pernah terjadi yang terasa di Propinsi Bali, maka dapat untuk menghitung hasil percepatan tanah maximal misalkan untuk kabupaten badung, dengan inputan seperti tabel (1) :
Sedangkan untuk data gempa, dimisalkan digunakan gempa yang terjadi pada tanggal 14 Oktober 2004. Data gempa tersebut dapat dilihat dari tabel (2):
Untuk langkah yang pertama yaitu mencari jarak yaitu dengan rumus seperti di bawah ini :
d(ic)=111*((((alo(ic)-bjr)2)+(ala(ic)-lntng)2)0.5) (2)
d(1) =111*((((114.22-115.17)2)+(9.68 – 8.53)2)0.5)
= 165.5723
Setelah jarak diketahui, selanjutnya menghitung intensitas maksimum dari suatu daerah (Io(ic)) didapat dengan rumus :
Io(ic)=1,5*(am(ic)- 1 (3)
Io(1) = 1,5 * (5 – 1) = 6
Setelah intensitas maksimum suatu daerah diketahui, selanjutnya menghitung intensitas suatu daerah (Ix(ic)) didapat dengan rumus :
Ix(ic)=Io(ic)*(2,7183*(-0,00786* d(ic))) (4)
Ix(1) = 6 * (2,7183 (-0,00786 * 165.5723 ))
= 1.63289233598643
Tabel 1. Inputan Data Kabupaten
Id_Kab
Nama
Bujur
Lintang
1
Badung
115.17
8.53
Tabel 2. Data Gempa
Id
Tgl
Lntng
Bujur
Depth
Mag
1
14/10/04
9.68
114.22
74
5
Tabel 3. Data Hasil Percepatan Tanah Maksimum Kabupaten Badung
Mag
Io
Distance
Ix
Perc.Tnh
5
6
165.57
1.632
1.107382
Dengan diketahuinya Ix maka percepatan maksimum dapat di hitung dengan rumus:
amax = 10 ((Ix(ic) / 3) – 0,5)
= 10 ((16.3289233598643 / 3) – 0,5)
= 1.10738196266632
Maka untuk percepatan tanah maksimal untuk kabupaten badung dengan gempa yang terjadi pada tanggal 14 Oktober 2004 didapat 1.10738196266632. Untuk data lengkapnya dapat dilihat pada tabel (3):
Sedangkan untuk perhitungan luas daerah gempa menggunakan rumus intensitas suatu daerah dengan menetapkan Ix = 1/100 dengan alasan nilai intensitas gempa tersebut, diasumsikan kondisi daerah dimana efek gempa pada jarak tertentu sudah mustahil untuk dirasakan oleh indra manusia dan sulit dideteksi peralatan seismograph. Untuk variabel magnitude, dimasukkan mulai dari 1 sampai dengan 10 skala Richter. Diasumsikan magnitude 10 adalah besaran kegempaan yang secara teoritis mungkin terjadi tapi realnya merupakan magnitude yang sangat besar yang paling kecil kemungkinan terjadinya. Dengan Ix = 1/100 maka didapat rumus :
()() ( ) 7183.2log*00786.01*5.1log2−+ =amd (5)
Dimisalkan terjadi gempa dengan kekuatan 5 skala Richter. Maka radius dari gempa tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut :
Gedung Rektorat lt. 3 Kampus Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya, 14 – 15 September 2005
MBA - 75

4. Pertemuan Ilmiah Tahunan MAPIN XIV
”Pemanfaatan Efektif Penginderaan Jauh Untuk Peningkatan Kesejahteraan Bangsa”
()() ()7183.2log*00786.01*5.1log2−+ =amd
()() ()7183.2log*00786.015*5.1log2−+ =d
= 813.85 km
Jadi jarak dimana efek gempa berkekuatan 5 skala Richter tidak dapat dirasakan lagi oleh alat maupun manusia pada jarak 813.85 km.
Keterangan :
amax = percepatan tanah maximum suatu daerah
Ix = intenstas suatu daerah
Io = intensitas maximum dari beberapa daerah
d = jarak episenter
ic = Banyaknya input berupa banyaknya gempa yang terasa yang terjadi di Propinsi Bali
am = kekuatan gempa (magnitude)
alo = letak bujur pada gempa yang terjadi
bujur = letak bujur suatu daerah
ala = letak lintang pada gempa yang terjadi
lintang = letak lintang suatu daerah
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari perhitungan percepatan tanah dengan menggunakan metode Gutenberg – Richter di dapatkan hasil percepatan tanah setiap kabupaten dan kecamatan. Seperti yang terlihat pada tabel di bawah ini merupakan hasil percepatan tanah maksimal kabupaten :
Tabel 4. Percepatan Tanah Maksimum Kabupaten
Nama Kabupaten
Percepatan Tanah Maks
Badung
26.0948685301612
Bangli
17.7932651143302
Buleleng
49.3713410739289
Gianyar
17.9109654823834
Jembrana
28.424514006067
Karangasem
30.8530119389726
Klungkung
16.3133676549301
Denpasar
33.3614053597611
Tabanan
26.0404092203551
Gambar 1. Peta percepatan tanah maksimal Kabupaten
Bila dilihat dari tabel di atas, kabupaten Buleleng merupakan kabupaten yang memiliki percepatan tanah yang paling besar dengan 49.3713410739289 gal (cm/s2). Kemudian Kabupaten Denpasar dengan percepatan tanah 33.3614053597611 gal (cm/s2). Dan seterusnya dapat dilihat dalam tabel.
Untuk peta hasil dari percepatan tanah maksimal kabupaten dapat dilihat pada gambar 1.
Tabel di bawah ini merupakan hasil dari percepatan tanah maksimal dari kecamatan:
Tabel 5. Percepatan Tanah Maksimum Kecamatan
Nama Kecamatan
Percepatan Tanah Maks
Petang
23.8539601993147
Seririt
97.5051592923225
Busungbiu
81.659552378969
Banjar
88.3005444505233
Sukasada
49.027769249237
Buleleng
52.6742846563592
Sawan
35.3768723028094
Kubutambahan
29.1743191510747
Tejakula
23.4017088678483
Sukawati
23.9890283338757
Blahbatuh
20.1979446653152
Mengwi
26.1220442610309
Gianyar
18.1009696437764
Tampaksiring
17.6612531739054
Ubud
19.9262976062583
Tegallalang
18.9487267427666
Payangan
21.1893530061006
Melaya
20.3574349563758
Negara
27.0775066551629
Mendoyo
37.0854038655287
Gedung Rektorat lt. 3 Kampus Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya, 14 – 15 September 2005
MBA - 76

5. Pertemuan Ilmiah Tahunan MAPIN XIV
”Pemanfaatan Efektif Penginderaan Jauh Untuk Peningkatan Kesejahteraan Bangsa”
Nama Kecamatan
Percepatan Tanah Maks
Pekutatan
41.6575535884574
Rendang
19.9359673064831
Abiansemal
20.329349109588
Sidemen
16.7172465825775
Manggis
20.9152360337635
Karangasem
29.8844016626523
Abang
32.5004396552245
Bebandem
24.5133838854224
Selat
19.336847214442
Kubu
25.5603446767815
Nusa penida
36.5174532180638
Banjarangkan
15.67545325482
Klungkung
15.6297629133488
Kuta
40.8820158675926
Dawan
18.3526864805439
Densel
32.2153241843247
Dentim
29.5415712417932
Denbar
35.2671103241858
Selemadeg
30.006875851044
Kerambitan
26.6518504875626
Tabanan
28.4920684456078
Kediri
30.995289682693
Marga
24.6631275893518
Baturiti
30.0784496153333
Susut
20.8240721217417
Penebel
30.7063472665404
Pupuan
60.77585466695
Bangli
18.4039814769841
Tembuku
18.8608505992141
Kintamani
35.1357990152411
Gerokgak
62.8349277107989
Bila dilihat dari tabel percepatan tanah maksimum kecamatan diatas, kecamatan Seririt merupakan kecamatan yang memiliki percepatan tanah paling besar dengan nilai percepatan tanahnya 97.5051592923225 gal (cm2). Kemudian kecamatan Banjar dengan nilai percepatan tanah 88.3005444505233 gal (cm2). Dapat dilihat bahwa kedua kecamatan tersebut merupakan kecamatan dari kabupaten Buleleng yang merupakan kabupaten yang memiliki percepatan tanah terbesar dari 9 kabupaten yang ada di propinsi Bali.
Untuk peta hasil percepatan tanah maksimal kecamatan dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Peta percepatan tanah maksimal Kecamatan
Sedangkan untuk perhitungan radius gempa seperti terlihat pada gambar 3.
Pada gambar 3, dipilih pusat gempa dengan bujur 115.05 BT dan lintang -8.36 LS, kedalaman gempa 10 km dan kekuatan gempa sebesar 5 skala Richter. Dari inputan tersebut didapatkan daerah- daerah yang terkena gempa berdasarkan tingkat kerusakan yang dialami oleh suatu daerah yang diukur dengan satuan MMI (Modified Mercally Intencity). Untuk kerusakan setiap kecamatan dapat dilihat pada tabel 6.
Gambar 3. Peta Radius Gempa
Gedung Rektorat lt. 3 Kampus Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya, 14 – 15 September 2005
MBA - 77

6. Pertemuan Ilmiah Tahunan MAPIN XIV
”Pemanfaatan Efektif Penginderaan Jauh Untuk Peningkatan Kesejahteraan Bangsa”
Tabel 6. Nilai-nilai MMI akibat suatu gempa
atan M I
Nama Kecam
M
Karangasem 3
Tejakula
Sukawati
Blahbatuh
4
Nama Kecamatan MMI
Gianyar
Tampak Siring
Tegallalang
Melaya
Negara
Mendoyo
Rendang
Sidemen
Manggis
Abang
Bebandem
Selat
Kubu
Nusa Penida
Banjarangkan
Klungkug
Kuta
Dawan
Densel
Dentim
Denbar
Susut
Bangli
Tembuku
4
Petang
Seririt
Busungbiu
Banjar
Sukasada
Buleleng
Sawan
Kubutambahan
Mengwi
Ubud
Payangan
Pekutatan
Abiansemal
Selemadeg
Kerambitan
Tabanan
Kediri
Marga
Baturiti
Penebel
Pupuan
Kintamani
5
Gerokgak
Gambar 4. Kriteria-kriteria MMI
an berdasarkan MMI dapat
ilihat pada gambar 4.
. KESIMPULAN
ambil beberapa kesimpulan sebagai
a.
otensi
b.
dengan
tingkat kerusakan yang berbeda-beda.
AFTAR PUSTAKA
s
enggunakan Arc View GIS. Yogyakarta: Andi
Dan Latihan Meteorologi Dan
eofisika
Meteorologi dan
Geofisika, kolom 2 Nomor 3.
Dari tabel di atas terlihat setiap kecamatan mengalami kerusakan yang berbeda-beda. Untuk kriteria-kriteria kerusak
d
4
Dari hasil perancangan dan pembuatan sistem ini dapat di
berikut : Perangkat lunak ini merupakan aplikasi pemrograman yang menerapkan model perhitungan percepatan tanah suatu daerah dengan menggunakan metode Gutenberg – Richter sehingga didapatkan area p
gempa dengan aspek percepatan tanah. Untuk penentuan area radius gempa menggunakan analisis spatial pada sistem informasi geografis yaitu proses buffer sehingga didapatkan daerah gempa
D
Budiyanto, E, 2002. Sistem Informasi Geografi
M
Ismail, Ah and Sulaeman, M. G, 1989. Pendahuluan Seismologi Jilid I. Jakarta: Badan Pendidikan
G
Subardjo, 2001. Intensitas Seismik Maksimum dan Percepatan Tanah untuk Beberapa Kota di Indonesia. Jurnal Badan
Gedung Rektorat lt. 3 Kampus Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya, 14 – 15 September 2005
MBA - 78