PENGOLAHAN DATA MANUAL GEOLISTRIK DENGAN MENGGUNAKAN KONFIGURASI SCHLUMBERGER Ikhsan Setyawan 115.120.043 Program Studi Teknik Geofisika, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta Jalan SWK 104 Condongcatur Yogyakarta
[email protected]
INTISARI Metode geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang mengukur sifat kelistrikan batuan yang berada di bawah permukaan bumi. Dalam pengukurannya, metode Geolistrik memiliki beberapa konfigurasi yang salah satunya adalah konfigurasi Schlumberger. Konfigurasi schlumberger ini dapat mendeteksi adanya sifat ketidak homogenan suatu lapisan batuan pada permukaan, dan dapat mengukur parameterparameter seperti jarak antar stasiun dengan elektroda- elektroda (AB/2 dan MN/2), arus (I), dan beda potensial (ΔV). Pengolahan data konfigurasi schlumberger dilakukan dengan Microsoft Excel untuk menghitung nilai Rho serta Rhoapparent, dan dilakukan secara manual dengan membuat curve matching untuk menentukan nilai resistivitas masing-masing lapisan. Dari pengolahan menggunakan MicrosoftExcel didapat hasil Resistivitas, dan Rho Apparent. Dimana nilai resistivitas terendah adalah 0,09 Ω dan nilai resistivitas tertinggi adalah 7,69 Ω, dari nilai resistivitas tersebut maka nilai Rho apparent dapat dihasilkan dari nilai resistivitas yang dikalikan dengan faktor geometri. Nilai Rho apparent terendah yaitu 18,12 Ωm dan nilai tertinggi adalah 227,96 Ωm. Sedangkan dari pengolahan secara manual dengan membuat curve matching didapatkan 3 buah lapisan, pada lapisan pertama didapatkan nilai resistivitas pertama sebesar 16 Ωm dan resistivitas kedua sebesar 80 Ωm, pada lapisan kedua didapatkan nilai resistivitas ketiga sebesar 870 Ωm, dan pada lapisan ketiga didapatkan nilai resistivitas keempat sebesar 43,5 Ωm. Kata Kunci: Geolistrik, Konfigurasi Schlumberger, Rho apparent, Curve Matching
1. PENDAHAHULUAN Metode geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang memanfaatkan sifat kelistrikan pada batuan dan bagaimana untuk dapat mendeteksinya di atas permukaan. Metode geolistrik dibagi manjadi metode aktif dan pasif, dimana metode aktif memerlukan penginjeksian arus kebawah permukaan bumi, sebagai contoh adalah metode resistivitas, dan polarisasi terimbas (induced polaritation). Pada metode ini arus diinjeksikan kedalam bumi melalui dua buah elektroda arus dan dilakukan
pengukuran potensial listrik melalui dua buah elektroda potensial. Dalam pengukurannya, metode Geolistrik memiliki beberapa konfigurasi yang salah satunya adalah konfigurasi Schlumberger. Dimana Konfigurasi schlumberger ini dapat mendeteksi adanya sifat ketidak homogenan suatu lapisan batuan pada permukaan, dan dapat mengukur parameter-parameter seperti jarak antar stasiun dengan elektroda- elektroda (AB/2 dan MN/2), arus (I), dan beda potensial (ΔV). Serta parameter yang dihitung : Tahanan jenis (R), Faktor
1
geometrik (K) dan Tahanan jenis semu (ρ). Maksud dari acara praktikum ini adalah untuk dapat memahami proses pengolahan data menggunakan Microsoft Excel maupun pengolahan secara manual konfigurasi wenner alpha. Tujuan dari acara praktikum kali ini untuk mengetahui keadaan bawah permukaan dengan membuat penampang 2D (pseudosection 2D) secara manual, yang didapat dari hasil nilai Rho apparent, resistivitas (R), faktor geometri (K), Datum Point (DP), dan depth (Z).
2. DASAR TEORI Tujuan dari survei Geolistrik adalah untuk menentukan distribusi resistivitas bawah permukaan dengan melakukan pengukuran di permukaan tanah. Dari pengukuran tersebut, resistivitas sebenarnya di bawah permukaan bumi dapat diperkirakan. Resistivitas tanah berkaitan dengan berbagai parameter geologi seperti mineral dan konten fluida, porositas dan derajat kejenuhan air di batuan. Survei resistivitas listrik telah digunakan selama beberapa dekade di hidrogeological, pertambangan, dan investigasi geothecnical. Baru-baru ini, telah digunakan untuk survei lingkungan. (Dr. M. H. Loke, 19962004). Prinsip konfigurasi Schlumberger idealnya jarak MN dibuat sekecilkecilnya, sehingga jarak MN secara teoritis tidak berubah. Tetapi karena keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak AB sudah relative besar maka jarak MN hendaknya dirubah. Dimana perubahannya itu tidak lebih besar dari 1/5 jarak AB seperti pada gambar 1.
Gambar
1. Rangkaian elektroda Konfigurasi Schlumberger
Kelemahan dari konfigurasi Schlumberger adalah pembacaan tegangan pada elektroda MN adalah lebih kecil terutama ketika jarak AB yang relative jauh, sehingga diperlukan alat ukur multimeter yang mempunyai karakteristik High Impedance dengan mengatur tegangan minimal 4 digit atau 2 digit dibelakang koma, atau dengan cara peralatan arus yang memepunyai tegangan listrik DC yang sangat tinggi. Keunggulan dari konfigurasi schlumberger adalah kemampuan untuk mendeteksi adanya sifat tidak homogen lapisan batuan pada permukaan yaitu membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda MN/2 (Anonim, 2007a) Parameter yang diukur yaitu: 1. jarak antar stasiun dengan elektroda- elektroda (AB/2 dan MN/2), 2. Arus (I), dan 3. Beda potensial (ΔV). Parameter yang dihitung yaitu: 1. Tahanan jenis(R) 2. Faktor Geometri (k). Faktor geometri (k) dapat dicari dengan rumus : (1) (2)
(3) (4) Secara umum faktor geometri untuk konfigurasi Schlumberger adalah sebagai berikut: (5) Berdasarkan Sunaryo, dkk (2003) resistivitas semu (ρa) pada pengukuran resistivitas secara umum adalah dengan cara menginjeksikan arus kedalam tanah melalui 2 elektroda arus (C1 dan C2). Dan mengukur hasil Beda potensial
2
(6)
yang ditimbulkannya pada 2 elektroda potensial (P1 dan P2). Dari data harga arus (I) dan beda potensial (V), dapat dihitung nilai resistivitas semu (ρa) sebagai berikut:
pukul 15.00 WIB sampai selesai. Dalam pembuatan paper pada acara ini, terdapat beberapa alat yang diperlukan seperti laptop, kurva standart, kurva bantu (tipe H, A, K dan Q) dan Tabel Bilog.
Diagram Alir Resistivitas ditentukan dari suatu tahanan jenis semu yang dihitung dari pengukuran perbedaan potensi antar elektroda yang ditempatkan dibawah permukaan. Pengukuran suatu beda potensial antara dua elektroda seperti pada gambar dibawah ini sebagai hasil dua elektroda lain pada titik C yaitu tahanan jenis dibawah permukaan tanah dibawah elektroda (Todd.D.K.1959). Cara intepretasi Schlumberger adalah dengan metode penyamaan kuva (kurva matching). Ada 3 (tiga) macam kurva yang perlu diperhatikan dalam intepretasi Schlumberger dengan metode penyamaan kurva, yaitu : Kurva Baku Kurva Bantu, terdiri dari tipe H, A, K dan Q Kurva Lapangan Untuk mengetahui jenis kurva bantu yang akan dipakai, perlu diketahui bentuk umum masing-masing kurva lapangannya. Kurva bantu H, menunjukan harga ρ minimum dan adanya variasi 3 lapisan dengan ρ1 > ρ2 < ρ 3. Kurva bantu A, menunjukkan pertambahan harga ρ dan variasi lapisan dengan ρ1 < ρ2 < ρ3. Kurva bantu, K menunjukan harga ρ maksimum dan variasi lapisan dengan ρ1 < ρ2 > ρ3. Kurva bantu Q, menunjukan penurunan harga ρ yang seragam : ρ1 > ρ2 > ρ 3. METODELOGI Penelitian Praktikum metode geolistrik Konfigurasi Schlumberger Alpha dilaksanakan di kelas REP-8 pada hari Kamis tanggal 2 Oktober 2014
Mulai
Data Sintetik
Pengolahan Data Rho apparent Grafik AB/2 vs ρapparent pada tabel bilog
Curve Matching
KurvaBaku
Kurva Bantu
Menentukan P
Nilai Koreksi
Perhitungan ρ, ketebalan,
Penampang Kesimpulan
Selesai Gambar 2. Diagram alir pengolahan data
Tahapan pengolahan data geolistrik Konfigurasi Schlumberger berdasarkan diagram alir diatas: Mendapatkan data sintetik yang berupa susunan elektroda, Arus (I), dan Beda potensial (V). Melakukan pengolahan data untuk mencari resistivitas (R), dan Rho
3
apparent, dengan menggunakan Microsoft Excel. Membuat Penampang secara manual, dengan cara: 1. Memplot titik pada tabel Bilog, dengan nilai AB/2 pada sumbu X dan nilai Rho apparent pada sumbu Y 2. Menarik garis sesuai dengan titik yang telah di plot tadi, sehingga membentuk kurva. 3. Lapisan pertama o Mencocokkan bentuk kurva yang sama pada kurva standart untuk mendapatkan nilai P1, dengan cara mencari bentuk awalan kurva yang sama kemudian catat nilai P1 dan tandai pada grafik titik perpotongan antara sumbu Y kurva baku dengan nilai P1. o Kemudian tarik garis lurus secara horizontal terhadap sumbu Y untuk mendapatkan nilai resistivitas 1 ( 1), dan menarik lurus secara vertikal untuk mendapatkan nilai kedalaman dan ketebalan pertama. o Menghitung nilai resistivitas ke-2 dengan mengalikan P1 dengan ρ1. 4. Lapisan kedua o Mencari P2 menggunakan kurva bantu, caranya dengan meletakkan titik P1 yang telah ditandai di tabel bilog pada nilai yang sesuai di kurva bantu dan mencari garis perpotongan antara kurva pada tabel bilog dengan kurva bantu, kemudian tandai dengan titik P2. o Menarik garis lurus secara vertikal ke atas untuk mendapatkan nilai faktor koreksi
o
Pada tabel bilog tarik secara horizontal untuk mendapatkan nilai ρ’2. o Menghitung nilai ρ3 dengan mengalikan P2 dengan ρ’2. o Menghitung ketebalan lapisan kedua dengan mengalikan kedalaman pertama dengan faktor koreksi. o Menghitung kedalaman dengan menjumlahkan ketebalan lapisan pertama dengan ketebalan lapisan kedua. 5. Lapisan ketiga o Mencari P3 dengan menggunakan kurva bantu tipe K, dengan meletakkan nilai P2 pada nilai yang sesuai di kurva bantu dan mencari titik perpotongan antara kurva di tabel bulog dan di kurva bantu, kemudain ditandai dengan titik P3. o Menarik garis lurus secara vertikal untuk mendapatkan nilai faktor koreksi. o Pada tabel bilog tarik sevara horizontal untuk mendapatkan nilai ρ’3. o Menghitung nilai ρ4 dengan mengalikan P3 dengan ρ’3. o Menghitung ketebalan lapisan kedua dengan mengalikan kedalaman pertama dengan faktor koreksi. 6. Lapisan keempat o Mendapatkan nilai resistivitas keempat dari hasil pengalian nilai P1 dengan resistivitas ketiga. Menyimpulkan hasil penampang.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan dari pengolahan data konfigurasi Schlumberger baik menggunakan Microsoft Excel maupun secara manual maka didapatkan nilai 4
resistivitas (R), Rho apparent. Nilai resistivitas didapatkan dari hasil pembagian antara beda potensial (V) dengan arus (I), nilai resistivitas maksimum sebesar 7,69 Ωm, dan nilai resistivitas minimum sebesar 0,09 Ω, dari nilai resistivitas kita bisa kalikan dengan faktor geometri sehingga didapatkan nilai Rho apparent. Nilai Rho apparent maksimum sebesar 227,96Ωm, dan nilai Rho Apparent minimum sebesar 18,12 Ωm. Dari hasil pembuatan penampang secara manual (curve matching) didapatkan empat lapisan. 1) Lapisan pertama didapatkan nilai P1 sebesar 5 dengan ketebalan lapisan 0,6 meter dan kedalaman 6 meter. Didapatkan juga nilai resistivitas pertama 16 Ωm dan resistivitas kedua yang didapatkan dari nilai resistivitas pertama yang dikalikan dengan nilai P1, yaitu sebesar 80 Ωm, dengan nilai resistivitas yang relatif rendah dan pada kedalaman yang dangkal maka dapat diinterpretasikan pada lapisan pertama ialah endapan aluvial. 2) Lapisan kedua didapatkan nilai P2 dengan nilai 15, faktor koreksi sebesar (fk) 4, dan nilai resistivitas semu kedua sebesar 58 Ωm.Lapisan kedua memiliki ketebalan lapisan yang didapatkan dari kedalaman lapisan pertama dikalikan dengan faktor koreksi sebesar 2,4m, dan kedalaman yang dihasilkan dari penjumlahan antara ketebalan lapisan kedua dijumlahkan dengan kedalaman lapisan pertama sebesar 3m, berdasarkan nilai resistivitas yang kecil dapat diinterpretasikan dengan batuan yang memiliki porositas yang kecil dan mengandung air. 3) Lapisan ketiga didapatkan nilai P3 sebesar 0,3, faktor koreksi sebesar 0,3 dan nilai resistivitas semu ketiga yang didapatkan dari pencocokan tabel bilog 145 Ωm. Didapatkan nilai resistivitas ketiga yang dihasilkan dari nilai P2
4)
dikalikan dengan resistivitas semu kedua sebesar 870 Ωm. Lapisan ketiga memiliki ketebalan yang dihaslikan dari perkalian ketebalan lapisan kedua dengan faktor koreksi lapisan ketiga sebesar 0,72m dan kedalaman pada lapisan ketiga sebesar 3,72m. Berdasarkan nilai resistivitas yang cukup tinggi maka dapat diinterpretasikan dengan litologi batulempung. Lapisan keempat memiliki nilai resistivitas yang didapatkan dari hasil pengalian P3 dengan nilai resistivitas ke tiga sehingga didapatkan nilai resisitivitas sebesar 43,5 Ωm, namun pada lapisan keempat tidak diketahui ketebalan maupun kedalaman, dikarenakan tidak ditemukannya kurva yang sama pada tabel bilog dan pada kurva bantu. Berdasarkan nilai resistivitas yang cukup kecil, dapat diinterpretasikan dengan litologi batupasir berporos besar.
5. KESIMPULAN Dari hasil pengolahan data menggunakan Microsoft Excel dan secara manual (Curve Matching) didapatkan hasil : Dari hasil olahan menggunakan Microsoft Excel nilai resistivitas maksimum sebesar 7,69 Ωm, dan nilai resistivitas minimum sebesar 0,09 Ω. Nilai Rho apparent maksimum sebesar 227,96Ωm, dan nilai Rho Apparent minimum sebesar 18,12 Ωm. Dari hasil pengolahan secara manual (Curve Matching) didapatkan 3 lapisan: o Lapisan pertama didapatkan nilai P1 sebesar 5 dengan ketebalan lapisan 0,6 meter dan kedalaman 6 meter.Didapatkan juga nilai resistivitas pertama 16 Ωm dan resistivitas kedua sebesar 80 Ωm, dapat diinterpretasikan pada
5
lapisan pertama ialah endapan aluvial.. o Pada lapisan kedua didapatkan nilai P2 dengan nilai 15, faktor koreksi sebesar 4, dan nilai resistivitas semu kedua sebesar 58 Ωm sehingga didapatkan nilai resistivitas ketiga sebesar 870 Ωm. Lapisan kedua memiliki ketebalan lapisan sebesar 2,4m, dan kedalaman sebesar 3m, dapat diinterpretasikan dengan batuan yang memiliki porositas yang kecil dan mengandung air.. o Pada lapisan ketiga didapatkan nilai P3 sebesar 0,3, faktor koreksi sebesar 0,3 dan nilai resistivitas semu ketiga sebesar 45 Ωm, serta nilai resistivitas
keempat sebesar 43,5 Ωm. Lapisan ketiga memiliki ketebalan sebesar 0,72m dan kedalaman pada lapisan ketiga sebesar 3,72m, Berdasarkan nilai resistivitas yang cukup tinggi maka dapat diinterpretasikan dengan litologi batulempung. o Pada lapisan keempat didapatkan nilai resistivitas sebesar 43,5 Ωm, dapat diinterpretasikan dengan litologi batupasir berporos besar.
DAFTAR PUSTAKA Staf Asisten. 2014. Panduan Praktikum Geolistrik. Laboratorium Geofisika Eksplorasi : Yogyakarta
6
Hasil Pengolahan Manual Konfigurasi Schlumberger
Gambar .Penampang Manual Schlumberger
7
