SEISMOTEKTONIK DAN GEMPA BUMI TSUNAMIGENIK
PALU-DONGGALA-SIGI 28 SEPTEMBER 2018,
SULAWESI TENGAH
BADAN GEOLOGI
KESDM
PUSAT SURVEI GEOLOGI(Asdani Soehaimi)
Biodata• Nama : Asdani Soehaimi
• Tempat/Tanggal Lahir: Pangkal Pinang 9 Januari 1955
• Institusi: Pusat Survei Geologi, Badan Geologi, Kementrian Energi dan Sumberdaya mineral JlnDiponegoro No. 57 Bandung, Sejak tahun 1982 hingga Sekarang
• Jabatan Fungsional: Peneliti Utama Seismologi(04.02.02),Gol.Ruang : IV E
• Publikasi : Peta Seismotektonik dan Karya Tulis Ilmiadi Jurnal dan Proseding Nasional dan International bidang Seismotektonik, Struktur Geologi Aktif danKegempaan
• Afiliasi Profesi : Anggota IAGI, HAGI, Ikatan AkhliSeismologi IISEE Japan dan Inqua
PENGANTAR
• Indonesia rawan bencana gempa bumi dangunungapi, karena terletak dipertemuan tigalempeng tektonik., Lempeng Samudra Hindia –Australia (IA), Lempeng Benua Europa – Asia (EA)dan Lempeng Samudra Pacific (P).
• Peta patahan aktif Indonesia (PSG,2010), SulawesiTengah dan Sulawesi Utara (II) adalah merupakanbagian dari Sistim Busur dan Punggungan Aktif (Patahan Aktif Kelas B, Mmax ≥ 6,5 Mw hingga ≥ 7,Slip Rate < 2 hingga < 5 mm/th)
• Sulawesi Tengah merupakan bagian dari DaerahRawan Gempa bumi Indonesia No.XV (PSG,2004)
SASARAN
• Sasaran dari kegiatan ini adalah menggali seluruh potensi geologi dan bencana gempa bumiyang menimbulkan risiko bahaya geologi dan gempa bumi.
• Pemahaman bersama tentang kebencanaan gempa bumi dan risiko yang diakibatkan gempabumi Donggala – Sigi
• Diskusi
KATA KUNCI
• Seismotektonik : Pengetahuan yang mempelajari tektonik dan struktur geologi aktif dankaitannya dengan kejadian gempa bumi tektonik (seismogenetik).
• Gempa bumi tsunamigenik : Gempa bumi tektonik yang membangkitkan tsunami
• Ketentuan bersifat Regional• Tektonik dan Sejarah Gempabumi Merusak Sulawesi Tengah• Physical Geology Sulawesi Tengah• Neotektonik• Kegempaan Sulawesi Tengah• Seismotektonik• Patahan Aktif Palu Koro• Mekanisme Seismogenetik Gempa bumi Palu- Donggala-Sigi 28 September 2018• Mekanisme Tsunamigenik Gempa bumi Palu- Donggala-Sigi• Mikrozonasi Potensi Bencana Gempa bumi Kota Palu• Studi Kasus Kerusakan Akibat Gempa bumi Palu- Donggala-Sigi 28 September 2018 (Palu)• Penutup
POKOK – POKOK KUPASAN
SISTIM SEISMOTEKTONIK DAN PATAHAN AKTIFINDONESIA
• SISTIM SEISMOTEKTONIK ASIMETRI INDONESIA (Tumbukan Lempeng Tektonik Aktif Samudera Hindia-Australia dengan Lempeng Tektonik Aktif Benua Asia-Eropa), contoh Barat Sumatera dan Selatan Jawa, Selatan Nusatenggara Barat
• SISTIM SEISMOTEKTONIK SIMETRI INDONESIA(Tumbukan antarabagian lempeng tektonik benua Australia dan Asia-Europa),SulSelBar– Sulteng
• 4 (EMPAT) SISTIM SEISMOTEKTONIK INDONESIA:
1. Sistim busur dan tepian benua sangat aktif ( Patahan Aktif KelasA, Mmax ≥ 7.0 Mw, Slip Rate ≥ 5 mm/th)
2. Sistim busur dan punggungan aktif ( Patahan Aktif Kelas B, Mmax ≥ 6,5 Mw hingga 7Mw, Slip Rate < 2 hingga < 5 mm/th)
3. Sistim blok lipatan dan patahan( Patahan Aktif Kelas C, Mmax < 6,5 Mw , Slip Rate ≤ 2 mm/th)
4. Sistim blok stabil dan tepian blok stabil
Tel. Balikpapan
Tel. Sebakar
Tel. Etna
Tel. Flamingo
TEL. TOMINI
Tel. Tolo
Tel. Breda
TEL. CENDRAWASIH
Tel. Mandar
SELAT SUMBA
L A U T C I N A S E L A T A N
L A U T N A T U N A
L A U T J A W A
L A U T S U L A W E S I
L A U T M A L U K U
L A U T S E R A M
L A U T B A N D A
L A U T F L O R E S
L A U T S A W U
L A U T A R A F U R AL A U T T I M O R
LAUT MINDANAO
LAUT CAROLINE
L A U T A R U
G. Kie Besi
G. Dukono
G. Gamkonora
G. Gamalama
G. Ibu
G. Awu
G. Karangetang
G. Banua Wuhu
G. Sangir
G. Tangkoko
G. Ruang
G.LokonG. Mahawu
G. Soputan
G. Colo (Una-una)
G. GunturG.Papandayan
G. Galunggung
G. WetarG. Nieu Werkerk
G. Emperor of China
G. Banda Api
G. Manuk
G. Wurlali
G. Serawawerna (Teon)
G. Laworkarwa (Nila)
G. Lagatala (Serua)
G. Iliwerung
G. Sirung
G. IlibolengG. Ililewotolo
G. Batu Tara
G. Lereboleng
G. Lewotobi Laki-laki
G. Lewotobi PerempuanG. Kelimutu
G. Rokatenda
G. Anak Ranakah
G. InielikaG. Ebulobo
G. Iya
G. Tambora G. Sangeang ApiG. Rinjani
G. Batur
G. Agung
G. Raung
G. Ijen
G. Semeru
G. Bromo
G. Arjuno Welirang
G. Kelud
G. Butak Petarangan
G. Merapi
G. Sundoro
G. DiengG.Slamet
G.Ciremai
G. Tangkubanparahu
G.Gede
G. Krakatau
G. Dempo
G. Kaba
G. Kerinci
G. Tandikat
G. Talang
G. Marapi
G. Sorik Marapi
Burni Telong
G. Peuet-Sagoe
SEMARANG
YOGYAKARTA
SURABAYA
JAKARTA
BANDUNG
BANDARLAMPUNG
PALEMBANG
JAMBI
PAKANBARU
MEDAN
BANDA ACEH
PADANG
BENGKULU
DENPASARMATARAM
KUPANG
PALANGKARAYA
SAMARINDAPONTIANAK
PALU
KENDARI
MAKASSAR
BANJARMASIN
AMBON
MANADO
GORONTALO
PANGKALPINANG
TERNATE
SERANG
TIMIKA
JAYAPURA
MANOKWARI
P. SIMEULEU
P. NIAS
KEP. BATU
P. SIBERUT
P. SIPORA
P. ENGGANO
P. BAWEAN
KEP. KANGEAN
P. BALI
P. MADURA
P. LOMBOKP. SUMBAWA
P. FLORES
P. ALOR
P. WETARKEP. BABAR
P. YAMDENA
KEP. ARU
KEP. KAI
P. SERAM
P. BURU
P. BUTON
P. SELAYAR
P. LAUT
P. BELITUNG
P. BANGKA
KEP. RIAU
KEP. ANAMBAS
P. NATUNA
KEP. SANGIR
P. MOROTAI
P. HALMAHERA
P. BACAN
P. OBI
P. MISOOL
P. BIAK
P. YAPEN
P. KOLEPOM
P. TIMOR
I R I A N
KEP. TALAUD
P. WE
P. SUMBA
P. SAWU
P. ROTE
KEP. TUKANGBESI
J A W A
P. WAIGEO
KEP. SULAKEP. BANGAI
KEP. TOGIAN
P. KABAENA
P. BINTAN
KEP. PAGAI
P. CHRISMAST
+_
+_
+_
_
_
_
U
0100 100 200 300 400 km50
SKALA (SCALE) 1 : 10 000 000
I
II
III
IV
V
VI
VII
VIII
IXX
XI
XII
XXV
XXIV
XIII
XV
XIV
XVI
XXVI
XVII
XVIII
XIX
XX
XXII
XXVII
XXVIII
XXI
XXIII
MMI >VII
MMIVI- VII
MMIV- VI
MMI< V
SKALA (SCALE) MMI
I Aceh
II Sumatera Utara (North)
III Sumatera Barat (West)
IV Bengkulu
V Lampung
VI Jawa Barat (West)
VII Yogyakarta
VIII Lasem
IX Bali - Lombo
X Flores - Sumbawa
XVIII
XI Timor - Alor
XII Yamdena
XIII Sulawesi Selatan (South)
XIVSulawesi Tenggara(Southeast)
XV Sulawesi Tengah (Central)
XVI Sulawesi Utara (North)
XVII Sangir & Talaud
Halmahera
XIX Ambon
XX Kepala Burung (Bird Head)
XXII
XXIII
XXIV
XXV
XXVI
XXVII
XXVIII
XXI Jayapura
Paniai & Nabire
Wamena (Jayawijaya)
Tarakan
Kalimantan Selatan (South)
Peleng
Biak
Aru
NOMOR WILAYAH GEMPABUMI MERUSAKREGION NUMBER OF DESTRUCTIVE EARTHQUAKE
Sesar utama di daratMain fault on land
Sesar sungkup utama di daratMain thrustfault on land
Sesar utama lepas pantaiMain fault offshore
Sesar turun lepas pantaiNormal fault offshore
Sesar belakang busur lepas pantaiBack-Arc thrust offshore
Lajur tunjaman lepas pantaiSubduction zone offshore
PETA RAWAN BENCANA GEMPABUMI
BERDASARKAN PETA DIATAS PALU DAN SEKITARNYA TERLETAK DI DAERAHDENGAN PERCEPATAN 1 – 1,2 g
PETA POTENSI BENCANA GEMPA BUMI KEBOLEHJADIAN (PSHA) INDONESIA(SNI 1726 : 2012),
(Pada Klas Situs SB, 2 % kebolehjadian dalam 50 tahun)
TELUK DAN LEMBAH KOTA PALU
Tebing Gawir Patahan Palu – Koro Barat Tebing Gawir Patahan Palu – Koro Timur
TEKTONIK REGIONAL SULAWESI & WILAYAH KEJADIAN GEMPA BUMI MERUSAK SULAWESI
1983
1968
1938
1985
2012
1828
1985
1967
1969
1927,96,98
2002
1983
1996 1941 1990
2017
Numbered microcontinental blocks: 1, East Java; 2, Bawean; 3, Paternoster; 4, Mangkalihat; 5, West Sulawesi; 6, Semitau; 7, Luconia; 8, Kelabit-Longbowan; 9, Spratly Islands-Dangerous
Ground; 10, Reed Bank; 11, North Palawan; 12, Paracel Islands; 13, Maccles eld Bank; 14, East Sulawesi; 15, Bangai-Sula; 16, Buton; 17, Obi-Bacan; 18, Buru-Seram; 19, West Irian Jaya. LT,
Lincang Terrane; CT, Chanthaburi Terrane; C-M, Changning-Menglian Suture; C.-Mai – Inthanon, Chiang Mai – Inthanon Suture; Nan-Utt., Nan-Uttaradit Suture (Metcalfe, 2011).
KEGEMPAAN SULAWESI TENGAH(Tahun 1974 – 2018, M ≥ 4,5 Mb, USGS)
SEBARAN PUSAT GEMPA BUMI
SEBARAN MEKANISME FOKAL
Palu-Koro Sisi Barat Palu-Koro Sisi Timur
Bidang Erosi
Merah muda = GranitKuning = Meta sedimenHijau = Molasa Sulawesi/Pakuli Fm (Endapan kipas tua)Putih 1,2,3 = Endapan kipas muda gawir Barat &Timurdan Endapan S.Palu
Formasi Pakuli/Molasa Sulawesi (kipas tua)
Aluvium S,Palu dan Endapan Kipas Muda
PATAHAN AKTIF PALU – KORO SULAWESI TENGAH
Patahan aktif daerah Palu terdiri dari 13 segmen patahan aktif yaitu :
• Patahan aktif Palu segmen Gimpu, panjang segmen patahan 21,45 km, pergeseran rata rata 0,20 Cm dan kekuatan maksimum 6,2Mw.
• Patahan aktif Palu segmen Kulawi, panjang segmen patahan 20,93 km, pergeseran rata rata 0,20Cm dan kekuatan maksimum 6,1 Mw.
• Patahan aktif Palu segmen Mantikole, panjang segmen patahan 22,88 km, pergeseran rata rata 0,21Cm dan kekuatan maksimum 6,2 Mw.
• Patahan aktif Palu segmen Dolo, panjang segmen patahan 24,37 km, pergeseran rata rata 0,21 Cm dan kekuatan maksimum 6,2 Mw.
• Patahan aktif Palu segmen Gawalise, panjang segmen patahan 26,96 km, pergeseran rata rata 0,23 Cm dan kekuatan maksimum 6,3 Mw.
• Patahan aktif Palu segmen Gumbasa, panjang segmen patahan 32,88 km, pergeseran rata rata 0,26 Cm dan kekuatan maksimum 6,5 Mw.
• Patahan aktif Palu segmen Biromaru, panjang segmen patahan 18,6 km, pergeseran rata rata0,18 Cm dan kekuatan maksimum 6 Mw.
• Patahan aktif Palu segmen Tondo, panjang segmen patahan 15,62 km, pergeseran rata rata 0,16 Cm dan kekuatan maksimum 5,9 Mw.
• Patahan aktif Palu segmen Lariang, panjang segmen patahan 71,25 km, pergeseran rata rata 0,34Cm dan kekuatan maksimum 7 Mw.
• Patahan aktif Palu segmen Mamuju, panjang segmen patahan 40,34 km, pergeseran maksimum 0,28 Cm dan kekuatan maksimum 6,6 Mw.
• Patahan potensi aktif Palolo Utara, panjang segmen patahan 62,48 km, pergeseran maksimum 0,33 Cm dan kekuatan maksimum 6,9 Mw.
• Patahan aktif Palolo Selatan, panjang segmen patahan 65,21 km, pergeseran maksimum 0,33Cm dan kekuatan maksimum 7 Mw.
• Patahan aktif Lindu, panjang segmen patahan 56,61 km, pergeseran maksimum 0,32Cm dan kekuatan maksimum 6,9 Mw
MEKANISME SEISMOGENETIK GEMPA BUMI TAMBU28 SEPTEMBER 2018
Kekuatan 7,5 Mw (7,6 SR), kedalaman 13,5 KmAzimut P N309°E, Plunge 28°, Azimut T N217°E,PlungePatahan mendatar mengiri naik (Blok Timur Naik, Blok Barat Turun)
Lajur Patahan Gempa bumi ± 80 Km (7,5 Mw, Slip Rate 15 mm/tahun)
(main hock dan after shock)Lajur Patahan Gempa bumi ± 37 Km (6,5 MwSlipe Rate 2,7 mm/tahun)(Fore shock) Tgl. 28 Sep 2018
Lajur Patahan Gempa bumi± 20 Km (6,1 Mw,Slip rate1,9 mm/tahun), Fore shock 21&22Sep 2018)
Lajur Patahan Aktif Palolo dan Patahan AktifGumbasa
Gempa Kulawi
Patahan Fore Shock Palu-Donggala-Sigi (biru),
Patahan Mainshockdiikuti Aftershock pada Gempa
28 September 2018
Pusgen, 2017
PENAMPANG ARAH SLIP PADA BIDANG PATAHAN GEMPA BUMI PALU-DONGGALA-SIGI, 28 SEPTEMBER 2018
KeteranganBintang adalah hiposenter gempa bumi, warna adalah besaran pergeseran danpanah adalah arah pergerakan relatif hanging wall terhadap foot wall
Sumber USGS
TSUNAMIGENIK GEMPA BUMI PALU-DONGGALA-SIGI 28 SEPTEMBER 2018
Patahan Gempa bumi Pemacu Tsunami adalah Patahan Mendatar Mengiri Turun(hanging wall,sebagian turun, sebagian naik, foot wall naik sebagian turun)
Deformasi akibat propagasi gelombanggempa bumi (deformasi partikel batuan/tanah)
Dinamika gerak pergeseran disepanjangbidang patahan
PETA DASAR TATARUANG DAERAH RAWAN BENCANA
GEMPABUMI KOTA PALU
Perumahan Balaroa
Perumahan Petobo
Jbt Kuning
Hlt Roa - Roa
Ramayana
Daerah Potensi Tinggi Liquifaksi, terletak pada daerah bersite class E, dengan kecepatan rambat gelombang Vs =180 m/det, beramplifikasi 2,2
Nilai Percepatan(PGA) di Kota Palu pada Class Situ SB = 1 – 1,2 g (2% dalam 50 tahun,PUPR,2017)Nilai percepatan di permukaan adalah 2,64 g ? Intensitas IX – X MMI
Berdasarkan data Mikrotremor Ketebalan Sedimen Lunakdi Balaroa = 22,5 m dan di Petobo = 33,75
PAGL
Prh Petobo
Htl Roa Roa
Jbt Kuning
GEOLOGI KUARTER SISI BARAT DAN TIMUR PATAHAN PALU – KORO (H. MOCHTAR, S. HIDAYAT, A.SOEHAIMI, 1999)
1
2
1.Perumahan Petobo:Endapan Limpah Banjir,EndapanAlur Sungai dan EndapanMaterial Rombakan/Kipas
2.Perumnas Balaroa:Endapan Kipas Aluvium Tengahdan Endapan Kipas Aluvum Bawah
Perioda Bangunan
• Struktur Bangunan Rumah Hunian Penduduk T = 0,1 detik
• StrukturBangunan Ibadah Masjid/Gereja T = 0,4 detik
• Struktur Bangunan Bertingkat Menengah T = 1 detik
• Struktur Bangunan Bertingkat Tinggi T = 2 detik
• Struktur Bangunan Jembatan T = 6 detik
• Sruktur BangunanTower Penyimpanan Air T = 4 detik
• Struktur Bangunan Tenaga Nuklir 0,01 detik ≤ T ≤ 5 detik
Perioda alami batuan – tanah4H1 ≤ Ts (dt) ≤ 4H2B1 B2
Perioda alami struktur gedung menengah
T gedung menengah = 1 detik
35 m
70 m
280 m/det1000 m/det
Perioda alami batuan – tanah4H1 ≤ Ts (dt) ≤ 4H2B1 B2
Perioda alami struktur rumahT rumah = 0,1 detik
Perioda alami batuan – tanah4H1 ≤ Ts (dt) ≤ 4H2B1 B2
Perioda alami struktur gedung tinggi
T gedung tinggi = 2 detik
10 m
20 m
200 m/det1000 m/det
50 m
60 m
100 m/det
1000 m/det
Perioda Tanah Tidak Boleh SamaDengan Perioda Gedung
GAYA GESER DASAR DESAIN(Desain Based Shear Force)
V : Desain Gaya Gesar Dasar
Z : Koefisien Zona Gempa bumi/Faktor Zona Seismik
I : Faktor Kepentingan
Rw : Faktor Elastisitas Struktur
C : Koefisien Tanah
W : Beban Mati Seismic
(Uniform Building Code (UBC)1988 dan Dilengkapi Pada UBC 1997)
V=ZICW/Rw
KOEFISIEN ZONA GEMPA BUMI (Z)Koefisien zona gempa ini di berikan berdasarkan pertambahan tingkat kerusakandari wilayah yang tidak berdampak gempa (0) hingga ke wilayah rawan gempa
tertinggi (4).
Z ditentukan dari EPA (Percepatan Puncak Efektif) = Sa/2,5.
Dimana Sa adalah percepatan spektralrata – rata pada perioda 0,1 – 0,5 detik
Zona Koefisien Z
0 0
1 1/16
2 1/8
3 1/4
4 1
Zona Koefisien Z
0 0,075
2A 0,15
2B 0,2
3 0,3
4 0,4
UBC 1985 UBC 1988
FAKTOR KEPENTINGAN (I), UBC 85 = UBC 88Berdasarkan kepentingan fasilitas (bangunan) bila gaya gempa bumi bertambah
50% (I = 1,5), bertambah 25% ( I = 1,25) Untuk Bangunan Umum I=1,0
Vs30Kecepatan rata –rata gelombang geser/shear pada kedalaman 30 m
Site Class Vs30 [m/dt] .SA – Hard Rock/Batuan Keras > 1500SB – Rock/Batuan 750 – 1500 SC – Hard Soil/Tanah Keras 350 – 750 SD – Medium Soil/Tanah Sedang175 – 350SE – Soft Soil/Tanah Lunak < 175
SOIL/SITE KOEFISIEN (S), UBC 1985 = UBC 1988
Jenis
Deskripsi
S. Faktor
S1
S2
S3
S4
Profil tanah :
(a) batuan dengan karakteristik
material dengan cepat rambat
gelombang shear > 2500
feet/detik
(b) tanah padat dengan ketebalan
< 200 feet
Tanah padat dengan ketebalan >
200 feet
Tanah dengan ketebalan ≥ 40 feet
dan mengandung > 20 feet
lempung lunak sampai menengah,
tetapi tidak mengandung > 40 feet
lempung lunak
Tanah mengandung > 40 feet
lempung lunak
1.0
1.2
1.5
2
SNI 1726:2012
CONTOH PERHITUNGAN GAYA GESER GEMPABUMI DESAIN PADA ZONA BENCANA GEMPA BUMI RELATIF SANGAT TINGGI KOTA PALU
V= ZICW/Rw
GAYA GESER DESAIN ZONA KERENTANAN BENCANA GEMPA BUMISANGAT TINGGI UNTUK BANGUNAN TOWER
V = 1,5 X 0,4 X 2 X… ton/m3 : RwV = 1.8 X 1 ton/m3 : 4 (misal berat tower 1 ton/m3)
V : Gaya Gesar Desain Dasar
Z : Koefisien Zona Gempa bumi/Faktor Zona Seismik
I : Faktor Kepentingan
Rw : Faktor Elastisitas Struktur
C : Koefisien Tanah
W : Beban Mati Struktur
CATATAN PENUTUP• Daerah sepanjang lajur Patahan Palu-Koro-Matano adalah merupakan daerah berisiko tinggi
bahaya bencana gempa bumi.
• Wilayah Provinsi, Kabupaten dan Kota yang berada di daerah sekitar dan berimpit denganlajur Patahan Palu-Koro-Matano harus menyusun tataruang yang berbasis pada potensibencana gempa bumi.
• Pembuatan peta mikrozonasi potensi bencana gempa bumi untuk ibukota Provinsi, Kabupaten dan Kota, sebaiknya dilakukan untuk Level 1 - 3.
• Jenis pemanfaatan dengan katagori risiko dalam SNI 1726:2012 dalam penempatanpemanfaatan ruang berbasis tingkat kerentanan dapat diterapkan.
• Pembangunan infrastruktur gedung dan non gedung, dianjurkan mengacu pada Tata Cara Perencanaan Ketahanan Gempa untuk Struktur Bangunan Gedung dan Non Gedung (SNI 1726:2012).
• Bangunan yang sudah ada di kota Palu sebaiknya di kaji ulang konstruksinya, seandainya adayang tidak sesuai dan lemah dilakukan penguatan kembali (retrofitting)
• Pembangunan Gedung dan Sarana Vital lainnya, diharuskan dilakukan uji geologi dan geologiteknik.
• Khusus Kota Palu dan Donggala dan ibukota kecamatan yang berbatasan langsung denganlaut diharuskan membuat jalur evakuasi.
• Zona sepadan pantai bahaya tsunami sebaiknya di buat dan ditaati oleh setiap wilayahProvinsi,Kabupaten dan Kota yang berbatasan dengan laut di teluk Palu.
• Pembuatan tembok penghalang tsumani dapat dilakukan pada pantai pantai yang landaisekitar teluk.