IMPLEMENTASI MODEL vs30 BERBASIS DATA TOPOGRAFI UNTUK MITIGASI CEPAT (RAPID MITIGATION) KERENTANAN SEISMIK DI KAWASAN SUNGAI OPAK DAERAH ISTIMEWA YOGYAKARTA

Nugroho Budi Wibowo, Prof. T. Faisal Fathani, S.T., M.T., Ph.D., IPU; Ir. Gayatri Indah Marliyani, S.T., M.Sc., Ph.D; Prof. Dr. Ir. Subagyo Pramumijoyo, DEA., IPU

2025 | Disertasi | S3 Teknik Geologi

Kawasan Sungai Opak merupakan wilayah yang terdampak Gempa Bumi Yogyakarta 2006. Distribusi kerusakan bangunan dan korban jiwa terkonsentrasi pada kawasan Endapan Gunungapi Merapi Muda. Langkah mitigasi perlu dikembangkan pada kawasan tersebut untuk meminimalisir dampak gempa bumi di masa yang akan datang. Salah satu data yang dapat diterapkan untuk pembuatan model mitigasi gempa bumi adalah data vs30. Data vs30 dapat diimplementasikan untuk model kerentanan seismik. Pengembangan model vs30 di kawasan Sungai Opak dengan memanfaatkan data topografi terbatas pada penggunaan parameter kemiringan lereng (Wald dan Allen, 2007). Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan model vs30 berdasarkan data topografi berupa parameter ketinggian, kemiringan lereng, Terrain Ruggness Index (TRI) dan Topographic Position Index (TPI) dan implementasi model vs30 untuk kerentanan seismik di kawasan Sungai Opak. Penelitian ini menggunakan data topografi dari DEMNas, peta geologi regional lembar Yogyakarta skala 1:100.000, data mikrotremor, data MASW, N-SPT dan seismic borehole. Pengembangan model vs30 menggunakan data referensi vs30 mikrotremor yang telah dilakukan uji validasi dengan data MASW, N-SPT dan seismic borehole. Data mikrotremor yang digunakan sebanyak 452 data, 17 data MASW, 9 data N-SPT dan 2 data seismic borehole. Pengolahan data mikrotremor menggunakan metode HVSR dan inversi elipticity curve untuk menghasilkan ground profile vs.

Hasil uji validasi data vs30 mikrotremor dan vs30 MASW menunjukkan nilai koefisien determinasi sebesar 0.96 dengan koefisien korelasi (r) sebesar 0,98. Uji validasi data ground profile vs mikrotremor dan N-SPT menunjukkan nilai koefisien korelasi (r) 0,71 – 0,94 dan koefisien determinasi 0,51 – 0,87, dan uji validasi dengan vs30 seismic borehole menujukkan kelas situs yang sama tanah sedang (SC). Pengujian karakteristik topografi untuk parameter TPI dan RI menggunakan referensi peta geologi. Karakteristik TPI dan RI yang merepresentasikan formasi geologi tercermin pada peta dengan skala 1:100.000. Model vs30 berdasarakan parameter topografi menghasilkan empat persamaan dengan karakter penggunaan persamaan yaitu (1) model vs30 untuk Endapan Gunungapi Merapi Muda dengan TPI bernilai negatif, (2) model vs30 untuk Endapan Gunungapi Merapi Muda dengan TPI bernilai positif, (3) model vs30 untuk Pegunungan Selatan dengan TPI bernilai negatif, dan (4) model vs30 untuk Pegunungan Selatan dengan TPI bernilai positif.  Hasil uji validasi model vs30 topografi dan vs30 mikrotremor menunjukkan nilai koefisien korelasi (r) sebesar 0,71 dan koefisien determinasi sebesar 0,50. Implementasi model vs30 topografi untuk kerentanan seismik menunjukkan nilai 0,1 – 0,48, dengan kawasan Pegunungan Selatan yang memiliki nilai kerentanan seismik <2>vs30 dengan data topografi dapat diimplementasikan untuk kerentanan seismik skala 1:100.000.

The Opak River region was impacted by the 2006 Yogyakarta earthquake. Building damage and injuries were mostly focused in the Merapi Muda Deposit region. Mitigation strategies must be created in this area to reduce the impact of earthquakes in the future. The vs30 data is one of the datasets that may be used to develop earthquake mitigation models. The vs30 data may be used in seismic vulnerability models. The development of the vs30 model in the Opak River area by utilizing topographic data is limited to the use of slope parameters (Wald and Allen, 2007). The goal of this study is to create a vs30 model based on topographic data such as height parameters, slope, Terrain Ruggness Index (TRI), and Topographic Position Index (TPI), and then apply the vs30 model to seismic vulnerability in the Opak River area. This study employs topography data from DEMNas, Yogyakarta regional geological map sheet scale 1:100.000, microtremor data, MASW, N-SPT, and seismic borehole data. The vs30 model is based on vs30 microtremor reference data that has been proved with MASW, N-SPT, and seismic borehole data. The microtremor data utilized included 452 data points, 17 MASW data, 9 N-SPT data, and 2 seismic borehole data. Microtremor data processing employs the HVSR approach and ellipticity curve inversion to generate a ground profile vs.

The vs30 microtremor and vs30 MASW data validation tests yielded a coefficient of determination of 0.96 and a correlation coefficient (r) of 0.98. The validation test of ground profile vs30 microtremor and N-SPT data indicates a correlation coefficient (r) of 0.71 - 0.94 and a coefficient of determination of 0.51 - 0.87. The validation test using vs30 seismic borehole shows the same site is classified as medium soil (SC). We rely on geological map references to assess topographic characteristics for TPI and RI parameters. The characteristics of TPI and RI, which represent geological formations, can be examined on a map scaled at 1:100,000. The vs30 model based on topographic parameters generates four equations with the characteristic of using the equation, namely (1) the vs30 model for the Young Merapi Deposit group with a negative TPI, (2) the vs30 model for the Young Merapi Deposit group with a positive TPI, (3) the vs30 model for the group Southern Mountains with a negative TPI, and (4) the vs30 model for the Southern Mountains group with a positive TPI. The validation test results for the vs30 topographic and vs30 microtremor models reveal a correlation coefficient (r) of 0.71 and a coefficient of determination of 0.50. The topographic vs30 model results in seismic vulnerability values ranging from 0.1 to 0.48, with the Southern Mountains region having a value of less than 2. The validation procedure of the seismic vulnerability model using the impacted zone of the 2006 Yogyakarta earthquake reveals a consistent trend. The distribution of probable seismic sensitivity zones is concentrated in the Young Merapi Deposit region. The application of the vs30 model with topographic data can be implemented for seismic vulnerabilities of 1:100,000 scale.

Kata Kunci : vs30, topography, slope, Terrain Ruggness Index, Topographic Position Index, Opak River