laporan 1 dimensi dengan IP2win

 

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1   Latar Belakang

Metode geofisika adalah metode digunakan untuk mengetahui model dari bawah permukaan bumi. Terdapat empat metode geofisika, yakni electricity, magneticity, gravity¸ dan sound waves (seismik). Dari keempatnya, metode geofisika electricity atau disebut pula metode geolistrik adalah metode yang digunakan pada praktikum metode resistivity sounding (1-D) untuk mencari kandungan mangaan dan parameter yang digunakan adalah resistivitas.. Ada beberapa macam aturan / konfigurasi pendugaan lapisan bawah permukaan tanah dengan geolistrik ini, antara lain : Wenner, Schlumberger, dipole-dipole dan lain sebagainya. Prosedur pengukuran untuk masing-masing konfigurasi bergantung pada variasi resistivitas terhadap kedalaman yaitu pada arah vertical (sounding) atau arah horizontal (mapping).

Praktikum kali ini adalah Metode Resistivitas Sounding 1 Dimensi untuk mencari air tanah. Pengukuran resitivitas suatu titik sounding dilakukan dengan jalan mengubah jarak electrode secara sembarang tetapi mulai dari jarak electrode kecil kemudian membesar secara gradual. Jarak antar elektrode ini sebanding dengan kedalaman lapisan batuan yang terdeteksi. Makin besar jarak elektrode maka makin dalam lapisan batuan yang dapat diselidiki. Interpretasi data resistivitas didasarkan pada asumsi bahwa bumi terdiri dari lapisan-lapisan tanah dengan ketebalan tertentu. Mengingat jarak antar elektroda untuk menentukan kedalaman investigasi maka pada teknik sounding pengukuran dilakukan dengan jarak elektroda bervariasi. Metode resistivitas ini bisa digunakan dalam eksplorasi air tanah karena sifat resistivitas batuan yang sangat dipengaruhi oleh kandungan airnya, dan resistivitas kandungan air ini berhubungan dengan kandungan ion-ionnya. Maka pada praktikum kali ini menggunakan konfigurasi schlumberger sebagai pendugaan lokasi air tanah dengan pemodelan data berupa 1 dimensi.

Dalam praktikum ini, pemodelan fisis dilakukan dalam sebuah wadah bata. Sebagai media permukaan digunakan pasir dan tanah liat. Pengukuran dilakukan dengan menggunakan 4 buah elektroda, yakni 2 elektroda arus dan 2 elektroda potensial. Pada media tersebut kemudian diinjeksikan arus dan diukur arus maupun potensialnya. Setelah didapat data berupa arus dan beda potensial lalu diolah menggunakan software ip2win. Dengan software ip2win data keluaran akan berupa grafik 1 dimensi.

1.2   Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang diatas, timbul rumusan masalah dalam praktikum ini yaitu:

1)      Berapa nilai resistivitas yang terjadi dari eksperimen ini?

2)      Bagaimana hasil pengolahan data konfigurasi schlumberger dengan menggunakan software ip2win?

3)      Apa saja jenis material geologi berdasarkan nilai resistivitas yang ditampilkan pada software ip2win?

4)      Apa pengaruh nilai RMS (eror) terhadap keakuratan nilai resistivitas yang diperoleh?

1.3   Tujuan

Praktikum ini bertujuan sebagai berikut :

1)        Mengetahui nilai resistivitas yang terjadi

2)        Mengetahui hasil pengolahan data konfigurasi schlumberger dengan menggunakan software ip2win

3)        Mengetahui jenis material geologi berdasarkan nilai resistivitas yang ditampilkan pada software ip2win

4)        Mengetahui pengaruh nilai eror terhadap keakuratan nilai resistivitas yang diperoleh

5)        Mengetahui letak air tanah berdasarkan nilai resistivitas yang diperoleh

1.4   Manfaat

Setelah melakukan praktikum, maka manfaat yang diharapkan adalah dapat memberi informasi tentang lokasi atau letak material geologi dalam hal ini berupa air tanah yang terkandung dalam suatu lintasan, mendapatkan model 1 dimensi dari data schlumberger dan mendapatkan nilai resistivitas dari suatu data. Sehingga nantinya dapat digunakan untuk penentuan berbagai kandungan material geologi bawah permukaan bumi.

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

Penggunaan geolistrik pertama kali dilakukan oleh Conrad Schlumberger pada tahun 1912. Geolistrik merupakan salah satu metoda geofisika untuk mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah dengan cara mengalirkan arus listrik DC (‘Direct Current’) yang mempunyai tegangan tinggi ke dalam tanah. Injeksi arus listrik ini menggunakan ‘Elektroda Arus’ yang ditancapkan ke dalam tanah pada jarak tertentu. Semakin panjang jarak elektroda arus , akan menyebabkan aliran arus listrik bisa menembus lapisan batuan lebih dalam. Dengan adanya aliran arus listrik tersebut maka akan menimbulkan tegangan listrik di dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di permukaan tanah diukur dengan  penggunakan multimeter yang terhubung melalui “Elektroda Tegangan’ yang jaraknya lebih pendek dari pada jarak elektroda arus. Bila posisi jarak elektroda arus diubah menjadi lebih besar maka tegangan listrik yang terjadi pada elektroda potensial ikut berubah sesuai dengan informasi jenis batuan yang ikut terinjeksi arus listrik pada kedalaman yang lebih besar (Anonim¹, 2010).

Umumnya metoda geolistrik yang sering digunakan adalah yang menggunakan 4 buah elektroda yang terletak dalamsatu garis lurus serta simetris terhadap titik tengah, yaitu 2 buah elektroda arus (AB) di bagian luar dan 2 buah elektroda tegangan (MN) di bagian dalam. Dengan asumsi bahwa kedalaman lapisan batuan yang bisa ditembus oleh arus listrik ini sama dengan separuh dari jarak elektroda arus (yang dimisalkan dengan elektroda arus A dan elektroda arus B) dapat bernilai AB/2 (apabila digunakan arus listrik DC murni). Sehingga dapat diperkirakan pengaruh dari injeksi aliran arus listrik ini berbentuk setengah bola dengan jari-jari AB/2 (Azhar, 2004) .

Kombinasi dari jarak AB/2, jarak MN/2, besarnya arus listrik yang dialirkan serta tegangan listrik yang terjadi akan didapat suatu harga tahanan jenis semu (‘Apparent Resistivity’). Disebut tahanan jenis semu karena tahanan jenis yang terhitung tersebut merupakan gabungan dari banyak lapisan batuan di bawah permukaan yang dilalui arus listrik. Bila satu set hasil pengukuran tahanan jenis semu dari jarak AB terpendek sampai yang terpanjang tersebut digambarkan pada grafik logaritma ganda dengan jarak AB/2 sebagai sumbu-X dan tahanan jenis semu sebagai sumbu Y, maka akan didapat suatu bentuk kurva data geolistrik. Dari kurva data tersebut bisa dihitung dan diduga sifat lapisan batuan di bawah permukaan. dan kurva bantu sebagai acuan untuk mencari resisitivitas dan kedalaman daerah penelitian .

Pada konfigurasi Schlumberger idealnya jarak MN dibuat sekecil-kecilnya, sehingga jarak MN secara teoritis tidak berubah. Tetapi karena

keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak AB sudah relatif besar maka jarak MN hendaknya dirubah. Perubahan jarak MN hendaknya tidak lebih besar dari 1/5 jarak AB. Kelebihan dari konfigurasi Schlumberger ini adalah kemampuan untuk mendeteksi adanya non-homogenitas lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda MN/2. Agar pembacaan tegangan pada elektroda MN bisa dipercaya, maka ketika jarak AB relatif besar hendaknya jarak elektroda MN juga diperbesar (Bisri, 1991).

IPI2win adalah program komputer yang berfungsi sama seperti kurva matching, yaitu mencocokan data yang didapat dari lapangan dengan kurva induk dan kurva bantu sebagai acuan untuk mencari resisitivitas dan kedalaman daerah penelitian. Cara kerja IPI2win adalah sebagai berikut, buka file –> New VES point, kemudian masukan nilai AB/2, MN, dan resisitivitas semu yang didapat dari hasil penelitian di lapangan, kemudian klik ok, setelah hasilnya terlihat kemudian matchingkan dengan cara menarik garis yang terdapat pada kurva hingga mendapatkan nilai error yang terkecil. Data hasil olahan IP2 win berupa data resistivity layer, grafik log resistivity terhadap AB/2, resistivity cross Section, serta pseudo cross section. Data hasil olahan dapat di export dalam berbagai macam pilihan data. Dari hasil pengolahan dengan IPI2win maka akan didapat nilai resistivitas (ρ), kedalaman (h), ketebalan (d), dan nilai presentase kesalahan. Kelemahan yang paling mendasardalam IP2Win adalah bahwa software ini banyak terdapat bug atau error‐error kecil sehingga dalam tahapan pengolahan tertentu, program harus di restart (Nostrand, 1966).

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1   Alat dan Bahan

1)      Resistivity meter GL-4100 sebagai alat untuk mendeteksi nilai resistivitas

2)      Dua Elektroda arus untuk menginjeksikan arus listrik

3)      Dua Elektroda potensial untuk mengetahui besar beda potensial saat arus listrik diinjeksikan

4)      Kabel-kabel penghubung 4 roll untuk mneghubungkan antar komponen

5)      Meteran untuk mengukur panjang lintasan

6)      Pasak (optional) untuk menancapkan tali

7)      Tali sebagai batas area pengukuran

8)      Lembar data + ATK untuk mencatat data pengamatan

3.2   Desain

                               Gambar 3.1 Konfigurasi Schlumberger

3.3   Langkah Kerja

1)      Pemilihan lintasan yang akan disurvey, dengan melihat kondisi geologinya serta harus sesuai antara criteria dan tujuan penelitian.

2)      Eksperimen dilakukan dengan konfigurasi Schlumberger dengan jarak antar elektroda arus dan tegangan menyesuaikan.

3)      Langkah selanjutnya adalah persiapan dan pengoperasian. Pastikan sakelar putar ampere meter menunjuk pada mA sakelar putar volt meter menunjuk pada V. Pasang keempat elektroda menurut konfigurasi dan metode pengukuran yang digunakan. Aktifkan kedua meter melalui tombol POWER. Pengujian kontak dilakukan dengan connection Test yang ditandai oleh sinyal beep beberapa saat. Untuk mengeleminasi SP tekan tombol REL pada volt meter, maka tegangan terukur akan menjadi 0 V (SP tidak terukur), jika masih belum menunjukkan 0 V maka langkah yang sama diulangi lagi. Proses injeksi akan terjadi hanya jika tombol inject ditekan sampai selama 4 detik lalu berhenti secara otomatis. Jika sebelum 4 detik data arus dan tegangan sudah terbaca stabil (tidak berubah) maka proses pencuplikan dapat segera dilakukan dan proses injeksipun dapat segera dihentikan. Pencuplikan data dilakukan dengan menekan HOLD sebelum proses injeksi berhenti.

4)      Arus dan tegangan yang terbaca pada amperemeter dan voltmeter dicatat.

3.4 Metode Analisis

Praktikum dilakukan di laboratorium geofisika dengan menggunakan pemodelan fisis dilakukan dalam sebuah wadah kayu dengan panjang 1,85 m, lebar 8,5 m, dan tinggi 0,6 m. Sebagai media permukaan digunakan pasir dan tanah liat. pengukuran geolistrik yang diterapkan pada penelitian ini adalah geolistrik sounding (vertikal) konfigurasi Schlumberger.

1)      Pengolahan Data

Menentukan nilai resistivitas dengan mengolah data menggunakan software Ip2win untuk menampilkan model gambar, peta topografi, dan jenis dari lapisan.

2)      Analisis Data

Melakukan analisa peta 1 dimensi untuk mengetahui keberadaan/posisi jenis suatu lapisan dalam lintasan yang diteliti dan menginterpretasikannya dengan membandingkan dengan Tabel 2.1 .

BAB 4. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1  Hasil

4.1.1 Hasil pengolahan data konfigurasi schlumberger dengan menggunakan software ip2win

     4.1.2        Nilai RMS (error)

     4.1.3        Dugaan material interpretasi lithologi hasil pengolahan data

Tabel 4.2 Interpretasi lithologi hasil pengolahan data

NO	Kedalaman (m)	Resistivitas (Ωm)	Lithologi
1	0-12	17,8-32,6	Dugaan asosiasi antara lempung, lanau dan lempung berpasir
2	15-22	49,9-55	Dugaan asosiasi antara lempung, lanau dan lempung berpasir
3	24-35	75,5-80	Dugaan asosiasi antara lempung, lanau , batu berpasir dan lempung berpasir.
4	40-60	101-125	Dugaan asosiasi antara lempung, pasir, kerikil dan lempung berpasir
5	70-100	191-306	Dugaan asosiasi antara lempung berpasir, pasir, kerikil kering, batu pasir dan gamping

4.2 Pembahasan

Dari percobaan yang telah dilakukan, merupakan metode geolistrik restivitas. Teknik pengukuran geolistrik yang digunakan dalam percobaan adalah teknik sounding. Dimana teknik ini merupakan teknik untuk mencari nilai restivitas sebagai fungsi dari kedalaman titik jangkauan pengukuran. Karena nilai restivitas merupakan fungsi dari nilai kedalaman, maka jarak antar elektroda yang digunakan  adalah bervariasi. Oleh karena itu dalam percobaan ini digunakan konfigurasi Schlumberger.

Konfigurasi Schlumberger merupakan konvigurasi P₁P₂ yang sangat kecil dan berada di tengah-tengah antara C₁ dan C₂. Setelah setelah data yang didapat diperoleh, maka dilakukan perhitungan data mencari besar nilai resistansi, factor geometri, dan restivitas dari data praktikum. Setelah semuanya selesai, baik data pengukuran maupun data hasil perhitungan, data tersebut dimasukkan ke dalam  software IPI2win untuk kemudian dihasilkan restivitas penampang yang kemudian akan dibaca nilai restivitasnya. Dalam pemodelanyan mengunakan IPI2win yang mempunyai spesifikasi dalam pengolahan data geolistrik model 1-D

            Pemodelan struktur di dalam bumi bisa didapatkan setelah kita mencocokkan kurva yang didapat dengan kurva standart, dengan catatan nilai error pada saat pencocokan adalah kurang dari 14,8%. Nilai tersebut merupakan acuan bahwa pemodelan lapisan batuan yang terukur di dalam bumi adalah valid. Hasil pengolahan data geolistrik resistivitas schlumberger yang dilakukan dengan metode pencocokan kurva adalah berupa model perlapisan bumi di bawah permukaan yang ditunjukkan oleh Gambar 1. Dari pencocokan kurva diatas dapat dijelaskan bahwa kurva merah menunjukkan kurva standart, kurva hitam dengan titik – titik lingkaran kecil merupakan gambaran pelapisan. Teknik interpretasi yang digunakan untuk mendapatkan gambaran model perlapisan bumi dibawah permukaan dilakukan dengan cara memplot data dan mencocokkan kurva hasil pengukuran dengan kurva standart. Metode ini secara prinsip berpedoman pada pencarian nilai error minimum (RMS).

Nilai RMS menunjukkan tingkat perbedaan dari pengukuran nilai resistivitas material terhadap nilai resisitivitas material yang sebenarnya. Semakin besar nilai RMS maka model yang diperoleh dari proses inversi akan semakin halus. Model yang halus dengan nilai RMS yang tinggi cenderung semakin tidak mewakili kondisi sebenarnya dilapangan. Interpretasi dari model distribusi nilai resistivitas material bawah permukaan Bumi dilakukan dengan mempertimbangkan faktor-faktor yang mempengaruhi nilai resistivitas material dan pola distribusinya. Faktor-faktor tersebut antara lain jenis batuan, komposisi dan kondisi Alam.Oleh karena itu dilakukan split dan pencocokan kurva beberapa kali untuk menurunkan nilai error (RMS) yang ada. Nilai RMS berbanding terbalik dengan keakuratan data. Karena semakin kecil nilai RMS maka dapat dikatakan bahwa data hasil topografi dan nilai resistivitas yang ditunjukkan telah sesuai dan akurat. 

BAB 5. PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan yang dapat diperoleh dari praktikum kali ini adalah :

1.      Teknik pengukuran geolistrik yang digunakan dalam percobaan adalah teknik sounding. Mengunakan  konvigurasi Schlumberger.

2.      Gambaran model perlapisan bumi dibawah permukaan dilakukan dengan cara mengeksekusi data pada software ip2win.

3.      Penentuan jenis material geologi berdasarkan sumber dari data yang telah ada. Jenis material mempunyai kandungan material berbeda-beda.

4.      Nilai RMS berbanding terbalik dengan keakuratan data. Karena semakin kecil nilai RMS maka dapat dikatakan bahwa data nilai resistivitas yang dihasilkan sudah akurat.

5.      Dari hasil interpretasi data menunjukkan bahwa sebagian besar terdiri dari lempung, pasir dan kerikil.

4.2 Saran

Berdasarkan hasil praktikum yang diperoleh maka disarankan :

1.      Diharapkan kepada praktikan selanjutnya agar memeriksa alat danbahan yang akan digunakan agar praktikum berjalan dengan lancar.

2.      Hendaknya praktikan mempelajari dahulu software ip2win sebelum melakukan praktikum supaya data yang diperoleh lebih akurat

 

DAFTAR PUSTAKA

Anonim¹. 2010. Metode Geolisrik. http://aboutlovecampus.blogspot.com/2010/05/metode-geolistrik- adalahmetoda. Diakses  20 Maret 2012.

Azhar dan Gunawan Handayani, 2004. Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi

Schlumberger untuk Penentuan Tahanan Jenis Batubara. Bandung             : ITB.

Bisri. 1991. Aliran Air Tanah. Universitas Brawijaya.

Nostrand. 1966. Interpretation of Resistivity Data. Washington: Geological

            Survey.

Telford. 1990. Applied Geophysics. Second Edition. Cambridge University Press