Agus Kuswanto_geolistrik 4-D

7/27/2019 Agus Kuswanto_geolistrik 4-D

1/10

1 | A g u s K u s w a n t o , 2 0 1 0

1. PENDAHULUAN

Meskipun eksplorasi mineral sudah dilakukansemenjak ratusan tahun yang lalu tetapi catatanilmiah mengenai hal ini baru dimulai pada tahun1556 manakala Georgius Agricolamempublikasikan De re Metallica . Berpangkaldari buku ini maka beberapa tahun kemudianeksplorasi mineral dan dunia pertambangan mulaimenggunakan suatu landasan ilmu pengetahuan.Sejarah mencatat ternyata di dunia pertambangan

ini pula kemudian berkembang ilmu-ilmu lain yangsangat mendukung antara lain ilmu geologi dangeofisika.

Perkembangan ilmu-ilmu tersebut sebenarnyasudah cukup lama namun aplikasi metodageofisika pada dunia pertambangan ternyata barudimulai pada tahun 1843, ketika Von Wredemenemukan bahwa variasi medan magnet bumiyang diukur oleh Lamont menggunakan magnetictheodolite ternyata dapat dipakai untukmengidentifikasi bodi dari suatu magnetic ore.Sekitar 25 tahun kemudian, seorang Professorbernama Robert Thalens mempublikasikan

bukunya yang berjudul On The Examination ofIron Ore deposits by Magnetic Methods . Tahun-tahun sesudahnya adalah maraknya aplikasigeomagnet di dunia pertambangan.

Beberapa publikasi selanjutnya melaporkanpenemuan demi penemuan yang menyebutkanbahwa metoda geofisika ini dapat dipergunakanuntuk mengidentifikasi strike, dip, dan depth dibawah permukaan.

Kebutuhan akan logam dan mineral yangmeningkat menyebabkan berkembang pula ilmu

dan teknologi untuk eksplorasi. Mengingat bahwasumberdaya mineral yang dicari umumnyaterdapat di bawah permukaan bumi, makateknologi dikembangkan supaya metoda yangdipakai dapat mendeteksi benda-benda bawahpermukaan dengan lebih sensitif. Metoda-metodageofisika yang diterapkan berdasarkan variasisifat-sifat/properties dari batuan dikembangkanuntuk mengidentifikasi struktur yang berasosiasidengan gas dan minyak bumi seperti patahan,antiklin, sinklin, yang terletak beberapa kilometerdi bawah permukaan bumi. Variasi konduktivitaslistrik di bumi, perubahan lokal gravity, magnetic

PEMETAAN GEOLOGI BAWAH PERMUKAANMENGGUNAKAN METODA GEOLISTRIK 4-D

Agus Kuswanto

Pusat Teknologi Pengembangan Sumberdaya MineralKedeputian TPSA, BPPT

Jl. M.H. Thamrin no. 8 Jakarta [email protected]

Abstract

Geoelectric methods is well known as tool for exploration since the 1900's. Asa result of fast growing in computer technology, application of this methodbecomes more popular. For example, the first application of geoelectric

methode was used in groundwater exploration but presently it widely used inanother subsurface interest such as mineral exploration and also engineeringgeology. Inversion technique hasdeveloped by Day Morrison (1979), Li andOldenburg (1992), Loke and Barker (1996), Yi M-K et.al (2001), Pidlisecky etal. (2006), etc, has enabled geoelectric method used for configuration of 3-D(three dimension). In order to identify dynamics object such as leachateseepage, groundwater monitoring, this method could be developed asgeoelectric 4-D. It is a 3-D geoelectric whichperformed several times at thesame place but different times. In thefield application, 4-D geoelectric showedgood results for monitoring surface water leakage into the ground.

Keyword :geolistrik 3-D, geolistrik 4-D, kepadatan tanah, perembesan


2/10

2 | A g u s K u s w a n t o , 2 0 1 0

dan radioaktivitas, semuanya dipergunakansebagai informasi mengenai kondisi bawahpermukaan.

Berdasarkan dari cara pengambilan datanya,maka pada prinsipnya di dalam metoda geofisikaada 2 (dua) macam cara yakni metoda geofisika

dinamis dan metoda geofisika statis. Padametoda geofisika dinamis dilakukan gangguanterhadap bumi kemudian respon yang diberikanakibat gangguan tersebut di catat di permukaan.Dari respon yang diberikan ini kemudian dibuatinterpretasi kondisi bawah permukaan bumi.Gangguan ini dapat berupa getaran seismikmaupun injeksi arus listrik. Contoh metoda iniadalah seismik, geolistrik, georadar dansejenisnya. Sedangkan pada metoda yang keduayakni metoda statis, fenomena fisika di bawahpermukaan bumi dicatat tanpa melakukangangguan ke bumi. Contoh metoda ini adalah

metoda gravity, magnetic, VLF (Very LowFrecquencies)dan sejenisnya.

Metoda yang dibahas pada makalah iniadalah bagian dari metoda geolistrik. Yaitu suatumetoda dinamis dengan sumber gangguanberupa injeksi arus listrik ke dalam bumi.

Metoda geolistrik berkembang pada awaltahun 1900 an. Tetapi kemudian mulai banyakdipakai untuk keperluan eksplorasi pada tahun1970-an . Metoda yang pertama kali banyakdipakai diIndonesia adalah metoda geolistrikaturan Schlumberger dan Wenner. Pada metodaini pengambilan data V (beda potensial) dan I

(kuat arus) dilakukan mengikuti konfigurasielektroda yang dibuat oleh Schlumberger (untukaturan schlumberger) dan Wenner untuk aturanWenner. Aplikasi yang umum dilakukan adalahuntuk eksplorasi air bawah tanah.

Disamping dua metoda tersebut, sebenarnyasudah dikenal juga metoda lain yaitu pole-pole,dipole-dipole, pole-dipole, wenner-Schlumberger,dll. Tetapi metoda ini tidak terlalu banyak dipakaikarena dalam pengambilan datanya memerlukanwaktu yang lama. Disamping itu untukpengolahan datanya juga masih belum adasoftware pemodelan yang memadai sehingga

hasil yang diperoleh masih berupa pseudosection(penampang semu) yaitu suatu penampangvertikal yang menggambarkan gambaran bawahpermukaan berdasarkan distribusi tahanan jenissemu.

Pada tahun 1997 mulai dikenal luas, softwareinverse data untuk geolitrik dua dimensi (2-D)yang dibuat oleh ilmuwan Malaysia yaitu M.H.Loke, kemudian dikenal sebagai Res2D/Res3D.Software ini mirip dengan software yang sudahmuncul sebelumnya yang dikeluarkan olehAdvanced Geophysical Incorporated (AGI) yaituearth imager. Menggunakan software tersebut di

atas, maka para pengguna metoda geolistrikdengan mudah mendapatkan true section (bukanpseudosection). True Section merupakangambaran penampang bawah permukaan (sub-surface section) berdasarkan nilai tahanan jenissebenarnya. Melalui true sectionini, kalangan ahli

geologi sangat dibantu dalam membuatinterpretasi keberadaan sumberdaya mineral ,batubara dan bahkan patahan-patahan bawahpermukaan untuk kepentingan geologi teknik.

Persoalannya kemudian adalah dalampengambilan data di lapangan. geolistrik 2-Dmemerlukan jumlah data yang lebih banyakdibandingkan geolistrik satu dimensi (1-D) yangbiasanya menggunakan aturan Schlumbergeratau Wenner. Apabila menggunakan carapengambilan data yang tradisional (menggunakan4 besi elektroda), maka dalam satu sectionsepanjang 300 m misalnya, bisa memerlukan

waktu 4 hari untuk pengambilan datanya.Disamping itu, karena dalam pengambilan dataelektroda besi di geser bolak-balik mengikutiaturan yang dibuat, maka kalau hanyamenggunakan 4 elektroda akurasi data yangdihasilkan juga tidak terlalu baik. Oleh karenaitulah maka muncul ide pembuatan Geoscanner.

Geoscanner adalah suatu peripheral untukperalatan resistivitymeter yang dikembangkansupaya hasil survey menggunakan metodaResistivity 2D dapat lebih cepat dan akuratdibandingkan metoda tradisional. Peripheral inidapat dipakai untuk resistivitymeter merk dan type

apapun.Geoscanner telah digunakan untuk survey

kebumian untuk keperluan eksplorasi batubaradan mineral di Kalimantan, Sumatra, Sulawesi ,serta eksplorasi air bawah tanah untuk mecari airdi kamp pengungsian Aceh (pasca tsunami),daerah Kars, serta untuk studi geologi teknik danlingkungan.

Perkembangan pemodelan pada metodageolistrik sejalan dengan perkembangankomputer. Dengan adanya perkembanganteknologi komputasi maka persoalan numerikyang semula harus diselesaikan dengan komputer

besar (mainframe) dapat diatasi menggunakanpersonal computer (PC). Meskipun Dey andMorrison sudah memaparkan konsep pemodelangeolistrik tiga dimensi (3-D) pada tahun 1979,namun pada tahun 1990-an pada saat komputersudah semakin canggih, para peneliti baru dapatmengembangkannya menjadi keperluan praktis.

Teknik inversi satu tahap (one step inversion)menggunakan aproksimasi Born telah digunakanoleh Li dan Oldenburg (Loke M.H., 2000) untukmemperoleh model awal bawah permukaan.Tetapi menurut mereka, model yang dihasilkanmasih belum bagus dan memerlukan perbaikan


3/10

3 | A g u s K u s w a n t o , 2 0 1 0

menggunakan metoda iterasi. Teknik inversimenggunakan iterasi cepat (fast iteration)menggunakan alpha center juga telah digunakanuntuk inversi 3-D tahanan jenis. Tetapi karenapada metoda ini model yang dipakai untukmenghitung tahanan jenis semu adalah metoda

aproksimasi maka hasilnya masih kurang akuratdibandingkan teknik pemodelan kedepan yangmenggunakan metoda elemen hingga ataumetoda beda hingga (finite difference) .

Loke dan Barker (1996) telahmengembangkan teknik inversi data geolistrik 3-Dmenggunakan metoda optimasi quasi-Newton.Menggunakan metoda ini maka inversi dapatdilakukan pada komputer PC dan dengan waktuyang relatif lebih cepat dibandingkan teknik inversiyang telah dipakai oleh peneliti sebelumnya.Selain Loke dan Barker, model inversi geolistrik3-D juga dikembangkan oleh Yi M-K et.al (2001)

dan Pidlisecky et al. (2006).Mengingat pengambilan data geolistrik 3-D

dipandang masih kurang praktis, maka Jacksonet.al (2001) membuat model inversi geolistrik 3-Dberdasarkan data pengukuran geolistrik 2-D.Ternyata setelah diverifikasi dengan dua datapemboran, model yang dihasilkan menunjukankecocokan.

Metoda geolistrik 3-D pernah dilakukan olehMichael Minas (2010) untuk penelitian Master nyadi Departemen Land and Water ResourcesEngineering Royal Institute of Technology -Swedia dengan tujuan penelitian untuk

menyelidiki air runoff (larian) di jalan tol diStockholm Utara.

Berbagai aplikasi di lapangan menunjukanbahwa metoda geolistrik saat ini semakindipercaya untuk berbagai keperluan surveybawah permukaan, karena metoda ini merupakanmetode yang relatif tidak merusak daerah yangdisurvey, serta cepat dalam pengambilandatanya.

Metoda geolistrik yang semula dipergunakanuntuk survey yang bersifat regional saat ini mulaidigunakan untuk penanganan masalah yang lebihbersifat detil seperti persoalan pada geologi teknik

dan lingkungan. Pada kesempatan ini makatimbulah pemikiran penerapan geolistrik untukmengidentifikasi anomali bawah permukaan yangbersifat bergerak, misalnya pencemaran lindi(leachate) di bawah permukaan, perembesan airpermukaan, dan lain-lain. Metoda geolistrik yangdapat melakukan identifikasi ini adalah metodageolistrik empat dimensi(4-D).

Metoda geolistrik 4-D adalah metodageolistrik yang dilakukan dengan carapengukurangeolistrik 3-D dengan pengukuran berkali-kali,dengan waktu yang berbeda namun pada posisiyang tetap. Dengan pengukuran cara ini maka

dapat diketahui selisih nilai tahanan jenis daripengukuran pada waktu kedua, ketiga, keempatdan seterusnya (t2, t3, t4, dan seterusnya)terhadap pengukuran pertama (t1).

Pada makalah ini dipaparkan hasil penelitiangeolistrik 3-D dan 4-D untuk beberapa kasus.

2. METODOLOGI

2.1 Dasar pengukuranMetoda geolistrik adalah salah satu metoda

dalam geofisika yang menggunakan sifatkelistrikan sebagai sarana untuk mengenalikondisi di bawah permukaan bumi.

Apabila ada arus listrik dengan sumbertunggal dialirkan ke bawah permukaan bumi makaarah aliran arus listrik adalah menyebar ke segalaarah dalam suatu ruang berbentuk setengah bola(gambar 1).

Gambar 1 Arah aliran arus listrik dan medanekuipotensial pada bentuk setengah bola(Reynolds, 1997)

Pada gambar 4-1, beda potensial ( V) pada

kulit bola tersebut untuk lapisan setebal r adalah:

22

1.

rJ

r

V ....................... (1)

Dengan demikian apabila dialirkan arus dari

pusat setengah bola tadi, maka voltase (V) padatitik r dari sumber arus adalah :

r

Ir

rVVr

1.

22

12

. ......(2)

Jika terdapat dua sumber arus listrik, denganarah arus listrik dari A menuju B dan maka medanekuipotensialnya terlihat pada gambar 2.


4/10

4 | A g u s K u s w a n t o , 2 0 1 0

Gambar2 Garis arus listrik dan medan potensialyang timbul karena adanya dua sumber arus(Reynolds, 1997)

Untuk mempermudah perhitungan beda potensial,maka gambar 2 digambarkan seperti yang terlihatpada gambar 3.

Gambar 3 Konfigurasi elektroda pada metodatahanan jenis

Berdasarkan persamaan (2), maka potensial di

titik M dan N adalah :

1 1 1 1,

2 2M N

I IV V

AM MB AN NB....(3)

Beda potensial antara titik M dan N adalah :

1 1 1 1

2MN M N

IV V V

AM MB AN NB..(4)

Besarnya tahanan jenis adalah :

1

2 1 1 1 1MNV

I AM MB AN NB....(5)

KI

V NM.......................... (6)

1

1 1 1 12K

AM MB AN NB...... (7)

Pada persamaan tersebut ;VM = Potensial di titik MVN = Potensial di titik NV M-N = beda potensial dari M ke N

= tahanan jenis (ohm.m)

I = kuat arus (mA)K = faktor geometri

Persamaan (6) dan (7) adalah persamaanumum yang dipakai untuk menghitung tahanan

jenis pada pengukuran geolistrik 1D, 2D maupun3D.

2.2 Teknik Pengambilan DataPada pengukuran geolistrik, dipergunakan

elektroda yang terbuat dari besi kurang lebihpanjang 40 cm dengan diameter 1 cm. Elektrodaini ditancapkan ke dalam tanah kemudiandisambungkan dengan alat ukur geolistrik.Elektroda yang disambungkan dengan pengirimarus listrik disebut elektroda arus (A dan B)sedangkan elektroda yang disambungkan denganpembaca potensial disebut elektroda potensial (M

dan N). Tata letak posisi elektroda arus danpotensial disebut konfigurasi elektroda.

Pada geolistrik 1-D dan 2-D elektroda disusun memanjang membentuk garis lurus. Hasilyang diperoleh adalah suatu penampang tegakyang menggambarkan kondisi geologi di bawahpermukaan.

Pada pengukuran menggunakan metodageolistrik 3-D, konfigurasi elektroda tidakberbentuk garis memanjang namun membentuksuatukotak dengan arah x dan y tertentu (gambar4) .

Gambar 4Posisi elektroda pada konfigurasi 3D.

2.3Teknik Pengolahan DataHasil yang diperoleh dari pengukuran di

lapangan adalah nilai tahanan jenis semu. Untukmendapatkan nilai tahanan jenis sebenarnya,maka dilakukan pemodelan, yang umumnyadipakai pada saat ini adalah pemodelankebelakang (pemodelan inversi).

Pada pemodelan geolistrik dikenal istilahpemodelan satu dimensi (1-D), dua dimensi (2-D)dan tiga dimensi (3-D). Blok-blok pemodelan padapemodelan dapat dilihat pada gambar 5.


5/10

5 | A g u s K u s w a n t o , 2 0 1 0

Gambar 5Model benda 1-D, 2-D dan 3-D

2.3.1 Pemodelan geolistrik 1-DPada model geolistrik 1-D, struktur bawah

permukaan diasumsikan terdiri dari lapisan-lapisan horisontal, setiap lapisan mempunyaiketebalan dan tahanan jenis tertentu (gambar 4-5). Dengan pendekatan ini maka data tahananjenis semu dapat dinyatakan sebagai fungsi dariparameter parameter lapisan :

1 2 1 1 2( , ,....., , , ,...., )

aj j m mf h h h .......(8)

Pada persamaan ini, j = 1,2,...,n dengan n adalahjumlah data pengamatan.

Persamaan 8 dapat digambarkan seperti yangterlihat pada gambar 6.

Gambar 6Asumsi yang dipergunakan pada modelgeolistrik 1-D

Pemodelan inversi untuk geolistrik 1-Dmenggunakan persamaan :

PPP0

1..........................................(9)

),........,,( 00020201010 nn hhhP ......... (10)TT

JJJP1

)( .................................(11)

)(PfY ........................................(12)

j

i

P

PfJ

)(.......................................... (13)

Pada persamaan ini ;P1 = Model yang dibuatP0 = Model awal

P = selisih model yang dibuat dengan

model awal= tahanan jenis batuan

h = kedalamanJ = Matriks Jacobi

= kesalahan pemodelanY = fungsi hasil pengukuran

f (P) = fungsi pemodelan

2.3.2 Pemodelan geolistrik 2-DPada model geolsitrik 2-D, lapisan batuan dibawah permukaan bumi diasumsikan berbentukblok-blok yang masing-masing mempunyai nilaitahanan jenis tertentu seperti yang dapat dilihatpada gambar 7 (Barker dan Loke ,1996).

Gambar 7Blok-blok lapisan di bawah permukaanuntuk pemodelan (Barker dan Loke ,1996).

Gambar 8 Blok model pada pemodelan geolistrik2-D

Apabila arus mengalir dari titik C yang beradapada koordinat (0,0) kemudian potensial dibaca di

suatu titik misanya P dengan koordinat (a,0) makaperubahan tahanan jenis pada setiap bloktersebut menurut Loke dan Barker (1995) dihitungberdasarkan gambar 8 dengan persamaan (14).

dxdydz

zyaxzyx

zyaxx

r

Iz

z

x

x

s

2

1

2

12

32222

322

22

2

))(

)(

4

...... (14)

Selanjutnya pemodelan inversi dilakukanmenggunakan persamaan umum inversi yaitu :


6/10

6 | A g u s K u s w a n t o , 2 0 1 0

i

T

ii

T

ii

T

i gJpCCJJ ....................(15)

Pada persamaan ini :i adalah iterasi, J adalah matriks turunan partialJacobi, g adalah vektor dikrepansi yang berisi

perbedaan antara logaritma harga tahanan jenisyang terukur dan terhitung, g adalah faktordamping dan pi adalah vektor perturbasi untukparameter model pada iterasi ke i dan C adalahflatness filter.

2.3.3 Pemodelan Geolistrik 3-DPada model geolistrik 3-D, model yang dibangunlebih realistis karena lapisan batuan di bawahpermukaan bumi tidak diasumsikan berlapis-lapisnamum terdiri dari blok-blok berbentuk tigadimensi (gambar 9).

Gambar 9 Model blok yang dipergunakan untukperhitungan tahanan jenis semu (Loke, 1996)

Gambar 10Blok model pada pemodelan geolistrik3-D

Apabila arus mengalir pada titik C dengankoordinat (0,0,0) kemudian potensial dibaca disuatu titik misalnya titik P dengan koordinat(a,b,0) maka perubahan potensial yang

disebabkan perubahan tahanan jenis padasetiap blok tersebut dihitung menggunakan

gambar 10 dengan persamaan (16) (Loke danBarker, 1996).

x y zn

k

n

j

n

i

kji

wvuwvu

wvvuufff

VI

1 1 1 23

22223

222

2

2

)()()(

)()(

4

....(16)

dimana

))()((125,0

)/()2(

)/()2(

)/()2(

)/()2(

)/()2(

212121

2121

2121

2121

2121

2121

zzyyxxV

zzzzzw

yyyyb

xxxxa

yyyyyv

xxxxxu

Pemodelan inversi juga dilakukan menggunakanpersamaan umum inversi(persamaan 15).

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1Pengukuran di bak kaca

Pengukuran dilakukan pada bak kacaberukuran panjang 2 m, lebar 1 m dan tinggi 1,5m. Bak kaca diisi pasir kemudian di tengahnya,yaitu pada kedalaman 30 cm di pendam bendaberukuran berukuran 12 cm x 12 cm x 10 cm(gambar 11). Ukuran grid yang dipakai padapengukuran ini adalah 7 x 7, dengan jarak antarelektroda 5 cm.

Gambar 11Pengukuran pada bak kaca


7/10

7 | A g u s K u s w a n t o , 2 0 1 0

Setelah benda dipendam di dalam pasir,selanjutnya di atas benda tersebut dilakukanpengukuran geolistrik 3-D menggunakan metodawenner, dipole dipole dan pole pole. Posisielektroda dan benda anomali dapat dilihat padagambar 11.

Data hasil pengukuran di inversimenggunakan softare res3D, dan hasillpemodelannya dapat dilihat pada gambar 12,gambar 13 dan gambar 14.

Gambar 12 Hasil pemodelan inversi 3-Dmenggunakan metoda Wenner

Gambar 13 Hasil pemodelan inversi 3-Dmenggunakan metoda dipole dipole

Gambar 14 Hasil pemodelan inversi 3-Dmenggunakan metoda pole-pole

Pada pengukuran menggunakan metodawenner (gambar 12), benda anomali tidakterdeteksi dengan baik, sedangkan pada metodalainnya yaitu dipole dipole (gambar 13) dan pole

pole (gambar 14), benda anomali dapat dideteksidengan baik. Metoda pole pole menghasilkangambar dengan penetrasi yang paling dalam.

3.2 Metoda Geolistrik 3-D untuk Kepadatan

Tanah

Penelitian berikutnya adalah geolistrik 3-Duntuk memetakan zona kepadatan tanah. Metodayang dipakai adalah metoda dipole-dipole denganspasi antar elektroda 2,5 meter. Pada penelitianini pengukuran di lapangan menggunakankonfigurasi 2-D dengan jarak antar`lintasan 5meter kemudian datanya diinversi menggunakaninversi 3-D. Hasil inversi dapat dilihat padagambar 15.

Gambar 15 Hasil pemodelan inversi 3-D pada

pengukuran untuk kepadatan tanah

Pada gambar 15, tahanan jenis yang rendahberwarna terang sedangkan tahanan jenis tinggiberwarna merah sampai merah tua. Verifikasi dipermukaan memperlihatkan hasil bahwa zonadengan nilai tahanan jenis tinggi adalah zonatanah padat.

3.3 Metoda Geolistrik 3-D untuk IdentifikasiGua

Penelitian selanjutnya adalah aplikasi metodageolistrik 3-D untuk mengidentifikasi gua di bawahpermukaan. Pada penelitian ini konfigurasi yangdipergunakan adalah konfigurasi geolistrik 3-Dseperti yang terlihat pada gambar 16. Elektroda disusun pada arah sumbu x jumlahnya 8sedangkan ke arah sumbu y jumlahnya 6. Jarakantar elektroda 1 m, dan metoda yang dipakaiadalah pole-pole.


8/10

8 | A g u s K u s w a n t o , 2 0 1 0

Gambar 16 Konfigurasi elektroda padapengukuran geolistrik 3-D untuk mendeteksi guadi Dago Bandung

Pengukuran dilakukan di permukaan tanah yangterletak di atas gua pada jarak kurang lebih 1.5 m.Posisi pengukuran dan hasil pemodelan geolisrik

3-D dapat dilihat pada gambar 17.

Gambar 17 Hasil pemodelan inversi 3-D padapengukuran di gua di Dago bandung

Gua mempunyai anomali yang sangat tinggisehingga mudah dibedakan dari batuansampingnya. Untuk mendapatkan bentuk guamaka batuan yang mempunyai tahanan jenisrendah dibuat warna transparan sehingga yangmuncul dengan warna dan bentuk yang tegasadalah bentuk guanya. Dari hasil pemodelan inidapat diketahui bahwa bentuk gua yang diteliti

ternyata tidak lurus horisontal melainkan adapenurunan dari mulut gua menuju ke dalam.

3.4Metoda Geolistrik 4-D untuk Air Tanah

Penelitian berikutnya adalah aplikasi geolistrik4-D untuk meneliti perembesan air permukaan.

Pengukuran 4-D resistivity dilakukan di tanahlapang (gambar 18). Pada penelitian ini dilakukanpengukurangeolistrik 3-D dengan ukuran grid 6 x8, masing-masing elektroda berjarak 2 m.Pengukuran dilakukan berulang (time lapsed)sebanyak 3 kali pengukuran, dan diantara satupengukuran dengan pengukuran lainnya terjadihujan. Dengan demikian diharapkan arahpergerakan meresapnya air hujan ke dalam tanahdapat diamati.

Gambar 18 Pengukuran geolistrik 4-D di tanah

lapang

Suasana pengukuran adalah sebagai berikut :

Hari 1 :Pengukuran dilakukan jam 13.00, kondisi

mendung. Selanjutnya pada jam 15.00 hujanderas. Hujan deras ini belum berhenti sampaipengukuran selesai dilakukan yaitu sekitar jam17.00. Bahkan sampai malam hari , hujan masihbelum berhenti

Hari 2 :Pengukuran ke-dua dimulai jam 08.00, cuaca

cerah setelah terjadi hujan pada malam harinya.Selesai pengukuran sekitar jam 12.00

Pada pengukuran ke-tiga yaitu sekitar jam13.00 terjadi hujan deras lagi. Pengukuran ke-tigaselesai dilakukan pada sekitar jam 17.00

Hasil Pengukuran 1Hasil pengukuran dapat dilihat pada gambar

19. Warna biru menunjukkan zone yangmempunyai conductivitytinggi. Diperkirakanzonaini adalah air permukaan (karena hujan) yangmeresap ke dalam tanah


9/10

9 | A g u s K u s w a n t o , 2 0 1 0

Hasil Pengukuran ke-2Warna biru tua adalah sebaran zona

conductivity pada hari 1, sedangkan warna merahmenunjukkan zona conductivity pada pengukuranke-2. Kisaran conductivity sama yaitu 0.1 ms-0.4ms Terlihat bahwa pada pengukuran ke-2

conductivity yang diperkirakan tempat air inimempunyai zona yang lebih luas. Ini terjadikarena antara pengukuran ke-1 dan ke-2 telahterjadi hujan lebat. Dengan melihat warna birutua dan merah dapat diperkirakan arah peresapanair permukaan tersebut.

Gambar 19 Hasil pemodelan inversi 3-D padapengukuran di time lapse t1 sampai t3.

Hasil Pengukuran ke-3Gambar 19 nomor 3, adalah hasil

pengukuran pada pengukuran waktu ke1, ke-2dan ke-3. Disini terlihat ada 3 warna yangberbeda yaitu biru tua, merah dan merah muda.Ketiga warna ini menunjukan zuatu zonaconductivity yang berada pada kisaran 0.1 ms-0.4ms, tetapi pada waktu pengukuran yang berbeda-beda. Warna biru tua adalah zona conductivitypada pengukuran ke 1, warna merah adalah zonaconductivity pada pengukuran ke-2 dan warnabiru muda menunjukkan zona conductivity padapengukuran ke-3.

Selanjutnya zona conductivity ini diidentifikasisebagai zona yang terisi air.

Dapat dilihat pada gambar tersebut bahwawarna yang paling sedikit adalah biru tua,kemudian warna merah dan terakhir yang palingbanyak warnanya adalah biru muda. Mengingatbahwa warna ini menunjukan suatu zona yangterisi air maka dapat disimpulkan dari gambar ini

bahwa dari pengukuran ke-1 ke pengukuran ke-3terjadi penambahan luas zona yang terisi air.Dari gambar ini dapat diihat pergerakan air dariatas kemudian turun ke arah pojok sisi kiri.

4 KESIMPULAN

Metoda geolistrik 3-D dengan konfigurasiWenner memperlihatkan hasil yang kurang akuratbaik ke arah lateral maupun horisontal.Konfigurasi dipole dipole merupakan konfigurasiyang paling baik akurasinya namun ditinjau daripenetrasinya, konfigurasi yang menghasilkan data

paling dalam adalah konfigurasi pole pole.Pada pengukuran di lapangan pada area

yang luas, konfigurasi 3-D seringkali tidak dapatdilakukan karena kurang praktis. Oleh karena itujika mengharapkan hasil 3-D, maka dapatdilakukan dengan cara inversi 3-D menggunakandata 2-D seperti yang dikemukakan Jackson et al(2001). Hasil inversi semacam ini dapat dilihatpada gambar 15.

Gua mempunyai nilai tahanan jenismendekati tak hingga sehingga dalampengukuran menggunakan metoda geolistrik, guadapat diindentifikasi dengan baik karena mudah

dikenali dibandingkan batuan sampingnya.Karena bentuk gua yang tidak beraturan makametoda yang paling baik untuk mengidentifikasigeometri gua adalah menggunakan geolistrik 3-D.

Pengamatan untuk benda di bawahpermukaan yang dinamis seperti perembesanlindi, perembesan air tanah, dan lailnnyamemerlukan pengamatan antar waktu (timelapse). Metoda geolistrik 3-D yang dilakukandengan cara time lapse disebut juga metodageolistrik 4-D. Hasil penelitian memperlihatkanbahwa geolistrik 4-D ternyata cukup akurat untukpengamatan ini.

Metoda geolistrik 4-D dapat diaplikasikan dipada daerah yang dangkal misalnya mengamatiperembesan lindi ke dalam zona vadose.Seandainya kondisi lapangan memungkinkangeolistrik 4-D dapat juga dilakukan untuk daerahyang lebih dalam seperti misalnya mengamatiproses dewatering pada ekploitasi Coal BedMethane (CBM), serta monitoring pada steaminjectiondi dunia perminyakan.


10/10

10| A g u s K u s w a n t o , 2 0 1 0

DAFTAR PUSTAKA

1. Dey, A., Morrison H.F., 1979. ResistivityModelling for Arbitrarily Shaped Two-Dimensional Structures, GeophysicalProspecting 27, I06 I36.

2. Jackson P.D., Earl S.J., Reece G.J., 2001. 3DResistivity Inversion Using 2D Measurementof the Electric Field, Geophysical Prospecting,2001, 49, p. 26-39.

3. Loke M.H., 2000. Electrical Imaging Surveysfor Environmental and Engineering Studies, Apractical guide to 2-D and 3-D surveys,

4. Loke, M.H., Barker R.D., 1996. PracticalTechniques for 3D Resistivity Surveys andDta Inversion, Geophysical Prospecting,1996, 44, p. 449 - 523

5. Minas, M., 2010. Monitoring Runoff fromHighways Using 2-D and 3-D Resistivity

Methods : case Study from Bjornnasvagen,Northern Stockholm, Degree Project for theMaster Program in EnvironmentalEngineering and Sustainable Infrastructure,Department of Land and Water ResourcesEngineering, Royal Institute of Technology,Sweden.

6. Pidlisecky A, Haber, E. and Knight, R.J.,2007.RESINVM3D : A 3D Resistivity InversionPackage, Geophysics, vol. 72 (March-April2007),p.H1-H10

7. Reynolds J.M., 1997. An Introduction toApplied and Environmental Geophysics, John

Willey and Sons Ltd., England8. Yi , M.-J., Kim J.-H., Song Y., Cho S.-J.,

2001. Three-dimensional Imaging ofSubsurface Structures Using Resistivity Data,2001, 49, 483-497

Agus Kuswanto_geolistrik 4-D

Documents

Transcript of Agus Kuswanto_geolistrik 4-D