Amplifikasi Gempa Bumi Dalam Penilaian Tingkat Dampak Kerusakan Infrastruktur

Dampak gempa tidak hanya dipengaruhi magnitudo gempa dan jaraknya dari sumber, tetapi kondisi tanah sangat menentukan guncangan gempa kuat, sedang, dan ringan. Dimana terjadi kerusakan parah, sedang dan ringan. Dimana terjadi likuefaksi dan longsor akibat gempa (http://serc.carleton.edu)

Lapisan tanah yang lunak dapat menyebabkan getaran gempa yang lebih besar dibandingkan dengan lapisan tanah yang lebih keras pada waktu dilewati oleh gelombang gempa. Efek inilah yang disebut dengan amplifikasi atau penguatan gelombang gempa (Solikin dan Suantika,2008).

Penguatan getaran atau gelombang permukaan dapat diindikasikan oleh tinggi rendahnya amplitudo gelombang seismik. Dengan mengetahui besar kecilnya nilai amplitudo yang menyertakan amplifikasi gempa bumi, maka peta sebaran amplifikasi atau penguatan getaran gempa bumi dibuat.

Gambar Hubungan Antara Lapisan Bawah Permukiman terhadap Amplitudo Gelombang Gempa Bumi yang berperan Dalam amplifikasi Bangunan di atasnya

Kandungan frekuensi dan amplitudo gelombang gempabumi, yang menjalar dari batuan dasar (bedrock) kepermukaan bumi akan berubah saat melewati endapan tanah (Sedimen). Proses ini dapat menghasilkan percepatan yang besar terhadap struktur dan menimbulkan kerusakan yang parah, terutama saat frekuensi gelombang seismik sama dengan resonansi frekuensi struktur bangunan buatan manusia.

Konsep dasar amplifikasi gelombang seismik (Ramdani, 2011)

Dalam Studi yang dilakukan di SUBANG Jawa Barat oleh Nani Setiani, dkk yang mana mereka melakukan pengukuran dan pemetaan Amplifikasi untuk melihat Resiko Kerentanan Terdampak Gempa Bumi menemukan Hasil. Zona Merah ini memiliki penguatan/amplifikasi getaran gempabumi tinggi (4-5 kali). Pada zona ini, lapisan sedimen lunaknya (soft soil)  tebal. Apabila lokasinya dekat dengan sumber gempabumi, zona ini memiliki kerawanan tinggi hingga sangat tinggi.

Zona Hijau ini memiliki penguatan/amplifikasi getaran gempabumi sedang (2-4 kali). Pada zona ini, lapisan sedimen lunaknya (soft soil) tidak terlalu tebal. Apabila lokasinya dekat dengan sumber gempabumi, zona ini memiliki kerawanan sedang hingga tinggi terhadap terjadinya kerusakan wilayah jika terlanda gempabumi.

Daerah Kunig yang memiliki kerentanan rendah terhadap terjadinya kerusakan wilayah jika terlanda gempabumi. Zona ini memiliki penguatan/amplifikasi getaran gempabumi rendah (1-2 kali). Pada zona ini, lapisan sedimen lunaknya (soft soil) tipis.

Guncangan gempa bumi melanda wilayah bagian selatan Kabupaten Cianjur dan Sukabumi, Provinsi Jawa Barat. Morfologi daerah tersebut merupakan dataran pantai, perbukitan bergelombang hingga perbukitan terjal dan setempat merupakan lembah. Wilayah ini secara umum tersusun oleh tanah lunak (kelas E), tanah sedang (kelas D) dan tanah keras/ batuan lunak (kelas C). Batuannya merupakan endapan Kuarter berupa endapan aluvial pantai dan sungai serta batuan berumur Tersier berupa batuan sedimen dan sebagian batugamping. Sebagian batuan berumur Tersier tersebut telah mengalami pelapukan. Endapan Kuarter dan batuan yang telah mengalami pelapukan bersifat lunak, lepas, belum kompak (unconsolidated) dan memperkuat efek guncangan, sehingga rawan gempa bumi. 

Peta skala intensitas gempa bumi Cianjur tanggal 21 November 2022 hasil survei lapangan (Dokumentasi PVMBG, BG)

Peningkatan Amplifikasi pada Kasus Gempa Cianjur ini juga menyebabkan banyak titik Longsor yang juga berperan dalam kerusakan Infrastruktur di Kawasan 

4. Kenapa di Surabaya getarannya terasa keras? Peta intensitas dari @USGS ini menunjukkan kota Surabaya menerima getaran 5 MMI. 1 magnitudo (10x) lebih tinggi dibanding pantura Jawa Timur umumnya.

Penyebab? Kota ini berdiri di sedimen berusia sangat muda secara geologis pic.twitter.com/sxDP6Ahhij

— The Ekliptika Institute (@marufins) March 22, 2024 

Kepala Mitigasi Gempa Bumi dan Tsunami BMKG Daryono Menyebut Semua bangunan mempunyai periode alami, atau resonansi, yaitu jumlah detik yg dibutuhkan bangunan untuk bergetar bolak-balik secara alami. Bangunan kecil beresonansi secara alami dalam periode kurang dari satu detik, sedangkan bangunan 30 lantai beresonansi dalam periode 3 detik.

Animasi Hubungan Ketinggian Bangunan terhadap Amplifikasi Gempa Bumi

Di Jepang Para Ahli teknik Bangunan mendesain Struktur Ketahanan Bawah Bangunan seperti pada Video di bawah ini untuk Mereduksi Amplifikasi Gempa Bumi dan tentu saja mereduksi kerusakan bangunan akibat Getaran Seismik dan Peningkatan Getarannya.

Animasi Model Teknik Desain Dasar Bangunan Aman Gempa  

Di harapkan Regulasi terkait Panduan dan Perizinan Bangunan di Zona Bahaya Gempa Bumi dapat didorong mengikuti Panduan dari Para Ahli dan dapat memperkuat Mitigasi Struktural sebagai Akibat Gempa Bumi. Tentu saja ini Penting mengingat Indonesia Sebagai Negara Urutan ke-2 dari sisi Tingkat Bahaya Gempa Bumi dalam data Global.