Aplikasi Metode Seismik Refraksi untuk Analisa Litologi Bawah Permukaan

APLIKASI METODE SEISMIK REFRAKSI UNTUK ANALISA LITOLOGI BAWAH PERMUKAAN PADA DAERAH BABARSARI, BABARSARI , KABUPATEN KABUPATEN SLEMAN, SLEM AN, YOGYAKART YOGYAKARTA A Kevin Gardo Bangi! Eari"!i ##$%#&'%'() Program Studi Teknik Teknik Geofisika, Universitas Pembangunan Pe mbangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta Jalan S! "#$ %ondong&atur Yogyakarta Yogyakarta kevin'gardo(gmail'&om INTISARI

)eto )etode de seis seismi mik k refr refrak aksi si adal adala* a* sala sala* * satu satu meto metode de eks+ eks+lo lora rasi si geof geofis isik ikaa yang ang memanf memanfaatk aatkan an sala* sala* satu sifat sifat gelomb gelombang ang yaitu yaitu ba*a ba*a gelomb gelombang ang da+at da+at dibiask dibiaskan' an' -alam metode seismik refraksi refraksi ini terda+at terda+at banyak banyak metode metode +engola*an +engola*an data' -alam  +enelitian ini digunakan metode .T) dan %-)' Penelitian ini bertu/uan untuk analisa struktur baa* +ermukaan +ada daera* 0abarsari, Yogyakarta' Penelitian dilakukan di daera* daera* 0abars 0abarsari ari dengan dengan koord koordinat inat easting  $123"4 $123"4 UT) sam+ai sam+ai $12315 $12315 UT) dan koordinat koordinat northing  5"$"$$6   5"$"$$6 UT) *ingga 5"$"$17 UT)' Pengambilan data dilakukan  +ada *ari )inggu, 45 )aret 4#"2 +ada +ukul #58## .0 sam+ai s am+ai "#8## .0' -ata yang di+erole* di+erole* beru+a beru+a data /arak offset  +engukuran   +engukuran dan aktu rambat gelombang +ada tia+  geophone'  geophone' -ata la+angan yang tela* dida+atkan tersebut diola* dengan menggunakan  software Microsoft Excel  untuk mem+erole* mem+erole* data kedalaman kedalaman la+isan' -ata la+angan la+angan diol diola* a* deng dengan an meng menggu guna naka kan n meto metode de .T) .T) dan dan %-)' %-)' -ari -ari *asil *asil +eng +engol ola* a*an an dan dan inter+retasi data, di+erole* nilai ke&e+atan v" sebesar 135,1"74 m9s dan nilai ke&e+atan v4 sebesar 265,4"1 m9s' :itologi baa* +ermukaan adala* la+isan la+uk' !edalaman la+isan la+uk +ada titik terdalam sebesar "",$ meter dan kedalaman la+isan la+uk +ada titik terdangkal sebesar 1,"67 meter' Ka!a *n+i  Seismik ;efraksi, )etode .T), )etode %-), 0abarsari, Yogyak Yogyakarta arta #% PENDAHULUAN )etode Seismik adala* metode yang menggunakan gelombang seismik  yang yang men/ men/ala alarr di dalam dalam bumi bumi untu untuk  k  meng menget eta* a*ui ui kead keadaa aan n la+is la+isan an baa baa* *  +ermukaan' )etode seismik sendiri ada dua ma&am, yaitu seismik refleksi dan seis seismi mik k refr refrak aksi si'' Seis Seism mik refr refrak aksi si memanf memanfaatk aatkan an gelomb gelombang ang bias bias yang yang dibiaska skan mela elalui bidang batas  +erla+isan batuan ke  geophone'  geophone' Sedangkan seismik refleksi memanfaatka memanfaatkan n gelombang gelombang +antul +antul yang memantul +ada bidang batas +erla+isan' -alam mengola* data la+angan seismik yang tela* dida+atkan, terda+at  bebera+a metode untuk +engola*an' -ari berbagai ma&am metode tersebut, terda+at terda+at metode metode  Intercept Time Method  dan Critical Distance Method ' )etode

 Intercept Time Method   menggunakan akt aktu u +en +en/ala /alarran gelo gelom mban bang dar dari sumber ke geophone ke  geophone se&ara  se&ara tegak lurus  +ada  zero offset seba sebaga gaii foku fokuss  +er*itungannya' Sedangkan metode Critical Distance Method menggunakan  /arak kritis sebagai fokus  +er*itungannya' Jarak kritis adala* /arak   di mana gelombang terbiaskan dan offset  di ter+an ter+antul tulkan kan atau atau se&ara se&ara singka singkatt saat saat critical refraction mun&ul refraction mun&ul +ertama kali' -% DASAR TEORI -%# GELOMBAN GELOMBANG G SEISMIK  SEISMIK  Gelombang seismik adala* gelom gelomba bang ng meka mekani nik k yang yang meram meramba batt deng dengan an bum bumi seba sebaga gaii medi medium umny nya' a' .nt .nterio eriorr bum bumi sen sendiri diri terd terdir irii dari dari  berma&am < ma&am batuan' 0atuan < 

 batuan tersebut tentu sa/a mem+unyai sifat fisi isis yang ang berbeda < beda' Perb Perbed edaa aan n sif sifat fisi fisiss inila nila* * yang ang menyeb nyebaabkan ter/ad /adinya nya variasi ke&e+atan rambat gelombang seismik' Gelomb Gelombang ang seismik seismik sendir sendirii da+at da+at dibeda dibedakan kan men/ad men/adii dua bagian bagian besar besar,, yaitu 8 "' Gelombang badan = body wave>' wave >' Body  Body wave adala* gelombang yang merambat  +ada tubu* bumi sendiri' Gelombang  badan ini ada dua ma&am, yaitu gelo gelom mbang bang +rim +rimer er dan dan gelo gelom mbang bang sekunder' Gelombang +rimer merambat se&a se&ara ra long longit itud udin inal al dan dan gelom gelomba bang ng sekunder merambat se&ara transversal' 4' Gelom elomba bang ng +erm +ermuk ukaa aan n = surface wave>' wave>' urface wave  wave  adala* gelombang yang *anya merambat +ada +ermukaan  bumi dan bebera+a la+isan dangkal lainnya' Gelombang +ermukaan ini /uga mem+ mem+uny unyai ai dua dua ma&am ma&am gelom gelomba bang ng,, yaitu gelombang  !ayleigh dan gelombang "ove gelombang "ove'' -%- SEISMIK SEISMIK REFRAKSI REFRAKSI )eto )etode de seis seism mik send sendir irii diba dibagi gi men/ men/ad adii dua dua ma&am a&am,, yait yaitu u seis seism mik  reflek refleksi si dan seismik seismik refrak refraksi' si' Seismik  Seismik  refrak refraksi si memanf memanfaat aatkan kan aktu aktu tem+u* tem+u* dari dari gelomb gelombang ang yang yang tela* tela* terbia terbiaska skan n untu untuk k menu menu/u /u ke +ene +eneri rim ma' -ala -alam m  +enelitian ini, metode seismik yang digu diguna naka kan n adal adala* a* meto metode de seis seism mik  refraksi' -alam akuisisi data dan +engola*an data seismik seismik refraksi, refraksi, terda+at terda+at bebera+a bebera+a asum asumsi si yang ang +erlu erlu di+er i+er* *atik atikan an'' )enu )enuru rutt Sism Sisman anto to ="55 ="555> 5>,, asums asumsii <  asumsi tersebut antara lain 8 "' 0umi 0umi dian diangg gga+ a+ sebag sebagai ai bend bendaa  berla+isa yang +ada tia+ la+isannya da+at merambatkan gelombang seismik  dengan ke&e+atan yang berbeda' 4' !e&e+atan gelombang bertamba* seiring bertamba*nya kedalaman' 1' Pan/ang gelombang seismik *arus tidak lebi* besar dari se+erem+at tebal la+isan' $' Perambatan gelombang seismik 

da+at da+at di+and di+andang ang sebaga sebagaii +eram +erambata batan n sinar sinar dan dan mema mematu tu*i *i*u *uku kum m < *uku *ukum m  +embiasan &a*aya' 2'Pad Pada bidang batas la+isan san, gelombang merambat dengan ke&e+atan  +ada la+isan di baa*nya' ?sumsi < asumsi di atas digunakan untuk mem+ermud mem+ermuda* a* +engola*an +engola*an data' data' -ikarenakan sul sulitnya nya memb embuat inter+retasi yang akurat tentang analisa  baa* +ermukaan' -%& -%& METO METODE DE INTERCEPT TIME  )eto )etode de .T) .T) adal adala* a* meto metode de T@A yang yang +alin +aling g sede seder* r*an anaa dan dan *asi *asilny lnyaa *any *anyaa seba sebaga gaii gamb gambar aran an kasa kasarr akan akan survei baa* +ermukaan'

Ga./ Ga./ar ar # =a> !urv !urvaa travel time   +ada  bidang dua la+is seder*ana dengan bidang  batas se/a/ar =Sismanto, =Sismanto, "555>

Ga./ar Skem Skemaa +era +eramb mbat atan an gelomb gelombang ang dari dari titik titik ? ke -' =Sism =Sismant anto, o, "555>

Gambar Gambar " dan Gambar Gambar 4 tersebu tersebutt menu enun/ukkan grafik +emb embias iasan gelombang seismik dan skema  +enembakan gelombang seismik di  baa* +ermukaan' Persamaan travel  time untuk time untuk gambar di atas adala* 8

Tt B =..'">

 AB BC  CD + + V  1 V  2 V  1

Yang kemudian diseder*anakan men/adi

da+at

 cos ic  X  2 Z  cos + V  2 V  1

Tt B

h=

=..'4> -eng -engan an meng engasum asumsi sika kan n AB # karena definisi .T) +ada zero +ada  zero offset , maka 2 Z cos ic

Tt B

V  1

=..'1> )aka )aka kete keteba balan lan la+isa la+isan n C da+a da+att ditentukan dengan +ersamaan 1

CB

t 1 v1

2 cos i c

=..'$> Persamaan aktu tem+u* +ada .T) sendiri dinyatakan dengan  +ersamaan

 x − x 1 tB

=

 x 2− x 1

Se*ingga, Se*ingga, dari +ersamaan +ersamaan =..'7> =..'7> di atas atas da+a da+att dite ditent ntuk ukan an keteb ketebal alan an la+isan * dengan +ersamaan

 y − y 1  y 2− y 1

 xc

# 4 − # "

4

# 4 + # "

=..'5> Persam Persamaan aan =..'3> =..'3> dan =..'6> =..'6> *anya *anya  berlaku +ada +enembakan  forward  dengan m" dan m4 adala* kemiringan aktu gelomb ombang langsung dan gelombang refraksi' -%) -%) METO METODE DE CRITICAL DISTANCE  )etode %-) bisa digunakan /uga untuk untuk menent menentuka ukan n kedalam kedalaman an la+isan la+isan  +ada la+isan datar, banyak la+isan, dan la+ la+isan isan miri miring ng se+e se+ert rtii meto metode de .T) .T) deng dengan an asums asumsii < asum asumsi si yang yang sama sama dengan metode .T)' Jarak Jarak kritis kritis dida+a dida+atka tkan n saat saat critica refraction mun&u un&ull +ert +ertam amaa kali kali dan dan aktu aktu +embias +embiasan an sama sama dengan dengan aktu aktu  +emantulan, dan sudut bias sama dengan sudut +antul

=..'2> !e&e+atan la+isan +ertama v" dan ke&e+a ke&e+atan tan la+isa la+isan n kedua kedua v4 da+at da+at dinyatakan dengan +ersamaan 1

V"

B

dengan

m1

m"

B

 y 1 − y 0 =..'3>

 x1 − x0 dan

1

V4

B

dengan

m2

m4

B Ga./ar - ?tas' tas' Gamba ambarr graf grafik  ik   +embiasan gelombang +ada la+isan satu' 0aa*' 0aa*' Skema Skema +enem +enembak bakan an gelomb gelombang ang seismik'

 y 2 − y 0 =..'6>

 x2 − x0

-ari gambar 4 di atas, aktu rambat gelombang da+at ditentukan dengan  +ersamaan t  =

 x # 4

+

4h

# "# 4

4

# 4

4

− # "

=..'7>

&% METODOLOGI Pengola*an data seismik  refraksi dilakukan dengan menggunakan meto metode de .T) .T) dan dan %-)' %-)' Pene Peneli liti tian an dila dilaks ksan anak akan an +ada +ada *ari *ari )ing )inggu gu,, 45 )are )arett 4#"2 4#"2 +ada +ada +uku +ukull #58# #58## # .0 *ingga +ukul "#8## .0' 0ertem+at di

daer daera* a* 0aba 0abars rsar ari, i, -aer -aera* a* .stim .stime eaa Yogyakar gyakarta' ta' %ua&a %ua&a saat saat +engam +engambila bilan n data &era* beraan' ?lat @ alat yang digunakan saat  +engambilan data antara lain GPS, kom+as kom+as geologi, geologi,  geofon,  geofon, $%$ Mceis, Mceis,  +alu seismik, meteran, dan bantalan  +emukul

Ga./ar & Gambar alat yang digunakan untu untuk k akui akuisi sisi si data data seis seismi mik' k' =sum =sumbe berr 8 Pandito ?dinegara>

III%# Diagra. A0ir Penga./i0an Da!a

Ga./ar $ -iagram ?lir Pengola*an -ata

Ga./ar ) -iagram ?lir Pengambilan -ata

0erdasarkan gambar $ di atas,  +engambilan data diaali dengan 8 "' )emasang = geophone>  geophone> sesuai  bentangan lintasan 4' )enentukan nilai azimuth' azimuth' 1' )em+ersia+kan alat $' Pengam Pengambi bilan lan data data yang yang dila dilaku kuka kan n dengan memukulkan +alu ke bantalan' 2' )en&atat first )en&atat first brea&  yang  yang di*asilkan' 3' Pengukuran Pengukuran se&ara reverse  reverse  dilakukan setela* +engukuran forward +engukuran  forward selesai' III%- Diagra. A0ir Pengo0a1an Da!a

0erdasarkan gambar 2 di atas,  +engola*an data diaali dengan 8 "' Penentuan titik refraktor +ada data' 4' men&ari nilai V rata < rata dan sudut  +embiasan =teta>' 1' )en&ar )en&arii kedalam kedalaman an titik titik refrak refraktor  tor   forward dan reverse' reverse' $' )embu )embuat at,, +rof +rofil il keda kedalam laman an,, dan dan grafik T@A' )% HASIL DAN PEMBAHASAN

Grafk T-X Metode ITM  Tme  T me %ms& 0

10 20 30 40

#$set %m& Gelombang Forward Langsung Gelombang Forward Bas

dida dida+a +atk tkan an nilai nilai v"  forward   sebesar  $43,"1 ,"13 m9s dan nilai v" reverse sebes sebesar ar 1"4, 1"4,2 2 m9s' m9s' Nila Nilaii v4  forward  sebe sebessar 27#,5 7#,51 1 m9s dan nilai ilai v4 sebesarr 266,2 266,2 m9s' m9s' :itolo :itologi gi reverse sebesa  +ada saat v" dan v4 adala* batu+asir  la+u la+uk' k' Nila Nilaii keda kedala lama man n terd terdal alam am dida+a dida+atka tkan n sebesa sebesarr "",$ "",$ meter meter dan nilai kedalaman terdangkal dida+atkan sebesar sebesar 1,"6 1,"6 meter meter'' :a+isan :a+isan baa* baa*  +ermukaan tersusun atas la+isan la+uk  =eat*erby, "513>'

Gelombang !e"erse Langsung Gelombang !e"erse Bas

Ga./ar 2 Grafik T@A )etode .T)

-ari *asil +engukuran menggunakan metode .T), dida+atkan nila nilaii v"  forward   sebesar 266,2m9s dan nilai v" reverse sebesar reverse sebesar 27#,5 m9s' Nilai v4  forward 266,$5 266,$53 3 m9s dan nilai nilai v4 reverse sebesar sebesar 27#,545 27#,545 m9s' nilai nilai v" dan v4 dida ida+atka tkan +ada litolo tolog gi  batu+asir la+uk' Nilai kedalaman D sebesar 17 &m +ada kedalaman terdangkal dan 7,2 meter +ada kedalaman terdalam' :a+isan di baa*  +ermukaan tersusun atas la+isan la+uk  =eat*erby, "513>

Graf Gr afk k T-X T-X Metode '(M  Tme  T me %ms& 0

10 20 30 40

#$set %m& Gelombang Forward Langsung Gelombang Forward Bas Gelombang !e"erse Langsung Gelombang !e"erse Bas

Ga./ar 3 Grafik T@A )etode %-)

-ari *asil +engukuran menggu menggunak nakan an metod metodee %-) di atas, atas,

Ga./ar 4 Peta !edalaman :a+isan )etode .T)

Peta di atas adala* +eta keda kedallaman aman la+ la+isan isan +ad +ada dae daera* ra*  +enelitian dengan menggunakan metode .T)' Terli*at ba*a terda+at keda kedala lama man n yang yang &uku &uku+ + berv bervar aria iasi si'' !eda !edala lam man deng dengan an rent rentan ang g nila nilaii renda* ditandai dengan kontras arna ungu *ingga biru +ada nilai @"7 meter  *ingga @"" meter' !edalaman sedang ditandai ditandai dengan dengan kontras kontras arna *i/au dengan nilai antara @"" meter *ingga @3 meter meter'' -an nilai nilai kedala kedalama man n yang yang tinggi tinggi berada berada +ada +ada rentang rentang nilai @3 meter *ingga " meter ditandai ditandai dengan arna mera*'

ditand ditandai ai dengan dengan arna arna *i/au *i/au dengan dengan rent rentan ang g nila nilaii @3 meter meter *ing *ingga ga @1,2 @1,2 meter meter'' Sedang Sedangkan kan nilai nilai kedalam kedalaman an dangkal ditandai dengan arna mera* dengan rentang nilai @1,2 meter *ingga " meter'

Ga./ar ( Peta !edalaman :a+isan )etode %-)

Peta di atas adala* +eta ked kedalam alaman an la+ la+isan isan +ada ada daera aera* *  +enelitian dengan menggunakan meto metode de %-)' %-)' Terli* rli*at at +erb +erbed edaa aan n den dengan gan +eta eta keda edalam laman la+ la+isan isan dengan dengan menggu menggunak nakan an metode metode .T)' .T)' Perbedaan tersebut berada +ada +ola kontu konturr dan dan nila nilaii +ada +ada skala skala arn arna' a' Pada Pada +eta +eta di atas, atas, kedalam kedalaman an dalam dalam ditandai dengan kontras arna ungu *ingga biru dengan rentang nilai antara @"# meter  *ingga *ingga @3 meter' meter' !edalaman !edalaman sedang

$% KESIMPULAN !esim+ulan !esim+ulan dari +enelitian +enelitian ini antara lain 8 "' Nilai Nilai ke&e+a ke&e+atan tan v" rata@r rata@rata ata  +ada metode .T) adala* 135,1"7 m9s dengan nilai kedalaman terdangkal 17 &m dan dan nila nilaii keda kedala lama man n terd terdal alam am sebesar 7,2 meter' 4' Nilai Nilai ke&e+a ke&e+atan tan v" rata@r rata@rata ata  +ada metode %-) adala* 135,1"7 m9s dan nilai nilai ke&e+a ke&e+atan tan v4 rata@r rata@rata ata  +ada metode %-) adala* 265,4"1 m9s' m9s' Nila Nilaii keda kedala lam man terd terdan angk gkal al dida dida+a +atk tkan an +ada +ada keda kedala lam man 1,"6 1,"6 meter meter dan nilai nilai kedalam kedalaman an terdal terdalam am dida+atkan sebesar "",$ meter' 1' Terda+ rda+at at +erb +erbed edaa aan n nila nilaii kedalaman +ada kedua metode' Teta+i  +rofil yang di*asilkan seru+a' -engan ara* kemiringan yang sama' 2% DAFTAR DAF TAR PUSTAKA PUSTAKA Staff ?sisten Praktikum Seismik  ;efraksi'4#"2'0uku Panduan Praktikum Seismik   ;efraksi'Yogyakarta'