Isi Laporan Seismik Uuns

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Gelombang seismik merupakan gelombang mekanis yang terjadi di bumi baik yang

disebabkan secara alami maupun buatan manusia. Adapun pengertian refraksi

secara harfiah adalah pembiasan. Sehingga seismik refraksi adalah pembiasan

gelombang seismik.

Metode seismik refraksi merupakan salahsatu metode geofisika untuk

mengetahui penampang struktur bawah permukaan, merupakan salah satu metode

untuk memberikan tambahan informasi yang diharapkan dapat menunjang

penelitian lainnya.Metode ini mencoba menentukan kecepatan gelombang seismik

yang menjalar di bawah permukaan. Metode seismik refraksi didasarkan pada

sifat penjalaran gelombang yang mengalami refraksi dengan sudut kritis

tertentuyaitu bila dalam perambatannya, gelombang tersebut melalui bidang batas

yang memisahkan suatu lapisan dengan lapisan yang di bawahnya yang

mempunyai kecepatan gelombang lebihbesar. Parameter yang diamati adalah

karakteristik waktu tiba gelombang pada masing-masing geophone.

Ada beberapa metode interpretasi dasar yang bisa digunakan dalam

metode seismik refraksi, antara lain metode waktu tunda, metode Intercept Time,

dan metode rekonstruksi muka gelombang (Raharjo, 2002). Pada perkembangan

lebih lanjut, dikenal beberapa metode lain yang digunakan untuk

menginterpretasikan bentuk topografi dari suatu bidang batas, antara lain metode

Time Plus Minus, metode Hagiwara dan Matsuda, dan metode Reciprocal

Hawkins. Untuk sistem perlapisan yang cukup homogen dan relatif rata, metode

Intercept Time mampu memberikan hasil yang memadai atau yang dapat diartikan

dengan kesalahan relatif kecil (Sismanto, 1999).

I.2 Maksud dan Tujuan

Maksud dari praktikum seismik refraksi acara pertama ini adalah untuk

menambah pengetahuan dan wawasan, juga lebih memahami metode seismik

refraksi serta mampu dalam mengolah dan menganalisa rekaman data seismik

1

yang diperoleh dari lapangan maupun data sintetik dengan menggunakan metode

T-X serta Intercept Time. Praktikum seismik ini bertujuan untuk membuat grafik

T-X (Grafik hubungan antara jarak dan waktu), menghitung kecepatan gelombang

(v), menghitung intercept time , menghitung ketebalan lapisan (h), serta dapat

menghitung ketebalan lapisan (z).

2

BAB II

DASAR TEORI

II.1. Seismik Refraksi

Metode seismik dikategorikan ke dalam dua bagian yaitu seismik refraksi

(seismik bias) dan seismik refleksi (seismik pantul). Dalam metode seismik

refraksi, yang diukur adalah waktu tempuh dari gelombang dari sumber menuju

geophone. Dari bentuk kurva waktu tempuhterhadap jarak, dapat ditafsirkan

kondisi batuan di daerah penelitian.Keterbatasan metode ini adalah tidak dapat

dipergunakan pada daerah dengan kondisi geologi yang terlalu kompleks. Metode ini telah

dipergunakan untuk mendeteksi perlapisan dangkal dan hasilnya cukup

memuaskan. Asumsi dasar :

1. Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan setiap lapisan menjalarkan

gelombang seismik dengan kecepatan yang berbeda-beda.

2. Semakin bertambah kedalamannya, batuan lapisan akan semakin kompak.

3. Panjang gelombang seismik lebih kecil daripada ketebalan lapisan bumi.

4. Perambatan gelombang seismik dapat dipandang sebagai

sinar, sehinggamematuhi hukum – hukum dasar lintasan sinar.

5. Pada bidang batas antar lapisan, gelombang seismik merambat dengan

kecepatan padalapisan dibawahnya.

6. Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman.

II.2. Metode T-X

Metode T-X merupakan salah satu cara yang dianggap paling sederhana

dan hasilnya relative cukup kasar, kedalaman lapisan diperoleh pada titik-titik

tertentu saja, namun pada system perlapisan yang cendrung homogeny dan

relative rata cara ini mampu memberikan hasil yang bisa diandalkan. (dengan

kesalahan relative kecil). Namun pada saat kondisi yang kompleks diperlukan cara

3

interpretasi lain yang lebh akurat. Metode ini terdiri dari dua macam, yaitu

Intercept Time Method (ITM) dan Critical Distance Method (CDM).

II.3. Metode Intercept Time

Metode Intercept Time atau Intercept Time Methode (ITM) merupakan

metode yang paling sederhana, hasilnya cukup kasar dan merupakan metode

paling dasar dalam pengolahan data seismik.

Asumsi yang digunakan metode ini adalah:

a. Lapisan homogen (kecepatan lapisa relatif seragam)

b. Bidang batas lapisan rata (tanpa undulasi)

Intercept time artinya waktu penjalaran gelombang seismik dari source ke

geophone secara tegak lurus (zero offset)

Pengolahan data seismic refraksi menggunakan metode ITM terdiri atas

dua macam:

a. Satu lapisan datar (Single Horizontal Layer)

b. Banyak Lapisan Datar (Multi Horizontal Layers)

II.3.1. Metode Intercept Time Satu Lapis

Gambar 2.1. Kurva Travel Time dan penjalaran gelombang pada satu lapisan.

4

Gambar 1 menjelaskan bahwa titik O (source) dan R (geophone), dan S-M-

P-R merupakan jejak penjalaran gelombang refraksi, maka persamaan waktu total

(Tt) untuk satu lapisan dari sumber menuju geophone yaitu,

Tt= OMV 1

+ MPV 2

+ PRV 1

(2.1)

Dapat disederhakan menjadi

Tt= X

V 2+ 2 Z cos ic

V 1 (2.2)

Berdasarkan defenisi Intercept Time (ti), maka X=0, maka Tt=ti, sehingga ;

Tt= 2 Z cos ic

V 1 (2.3)

Maka, ketebalan lapisan pertama (Z1) dapat dicari dengan persamaan,

Z1= 12

t 1 v1

cos ic (2.4)

Persamaan Intercept Time (ti) sendiri yaitu:

ti= x−x1

x2−x1

=y− y1

y2− y1 (2.5)

Kecepatan lapisan pertama (V1) dan lapisan kedua (V2),

V1= 1

m1 dimana m1=

y1− y0

x1−x0 (2.6)

V2= 1

m2 dimana m2=

y2− y0

x2−x0 (2.7)

5

m1 dan m2 merupakan slope/kemiringan tendensi waktu gelombang

lansung dan refraksi.Persamaan (2.6) dan (2.7) hanya berlaku bila surveynya

menggunakan penembakanan maju.

Dengan kata lain, kecepatan V1 didapat dari slope tendensi gelombang

lansung, sedangkan kecepatan V2 dari slope tendensi gelombang refraksi pada

grafik jarak vs waktu

II.3.2. Metode Intercept Time Banyak Lapis

Gambar 2.2. Ilustrasi penjalaran gelombang seismik dua lapisan datar yang

berhubungan dengan kurva Jarak-Waktu.

Gambar 3 menjelaskan bahwa titik O=Sumber (source) dan G= geophone,

dan O-M-M”-P”-P’-R’ = jejak penjalaran gelombang refraksi lapisan ke dua,

maka persamaan waktu total (Tt) untuk dua lapisan mulai dari source menuju

geophone yaitu,

Tt= SAV 1

+ ABV 2

+ BCV 3

+ CFV 1

(2.8)

Dapat disederhanakan menjadi:

6

Tt= XV 3

+2 Z2cos ic2

V 2+

2Z2 cos ic

V 1(2.9)

Berdasarkan Intercept time (ti), X=0, maka Tt=t12, sehingga :

Tt=t12=2 Z2cos ic 2

V 2+

2 Z2 cos ic

V 1 (2.10)

Maka, ketebalan lapisan kedua (Z2) dapat dicari dengan persamaan,

Z2V 2( t12−

2 Z1cos ic

V 1)

2 cos ic 2

(2.11)

Untuk lapisan yang lebih dari 2 lapisan Waktu total dicari dengan

persamaan:

Tt= XV n

+∑i−1

n−1 2Z1 cos ici

V i

(2.12)

Sedangkan untuk 3 lapisan datar, kedalaman Z1,Z2, dan Z3dapat dicari

dengan:

Z1=

t 12V 1

2cos (sin−1 V 1

V 2

) + 12

(2.13)

Z2=

ti 3−( cos(sin−1 V 1V 3

)

cos (sin−1 V 1V 2

))2 cos (sin−1 V 2

V 3

)

(2.14)

7

Z3=

ti 4−( cos (sin−1 V 1V 4

)

cos(sin−1 V 1V 2

) )−(2 Z2cos (sin−1 V 2V 3

)

V 2)

2 cos (sin−1 V 2

V 4

)

V 3 (2.15)

II.3.3. Metode Intercept Time untuk Lapisan Miring

Bila reflektor mempunyai dip, maka:

1. Kecepatan pada kurva T-X bukan kecepatan sebenarnya (true

velocity), melainkan kecepatan semu (apparent velocity)

2. Membutuhkan dua jenis penembakan: Forward dan Reverse Shoot

3. Intercept time pada kedua penembakan berbeda, maka ketebalan

refraktor juga berbeda

Apparent Velocity ialah kecepatan yang merambat di sepanjang bentangan

geophone

8

Gambar 2.3. Skema perambatan gelombang pada lapisan miring dan

hubungannya dengan kurva T-X pada lapisan miring

menggunakan forward dan reverse shoot

Metode sebelumnya hanya menggunakan forward shooting, sedangkan

untuk aplikasi lapisan miring menggunakan forward shooting dan reverse

shooting. Pada gambar 4, titik A = sumber dan B= geophone (forward

shooting),sedangkan titik B= sumber dan A= geophone (reverse shooting).

Sumber energy di titik A menghasilkan gelombang refraksi down-going (raypath

A-M-P-B) , dan sumber energi di titik B menghasilkan gelombang refraksi up-

going (ray path B-P-M-A).

Waktu rambat ABCD (Tt) pada lapisan miring sebagai berikut:

Tt= X cosαV 2

+( Za+Zb ) cosθc

V 1 (2.16)

Sedangkan waktu rambat Down-Dip dan Up-Dip:

Down-Dip Td=X sin(θc+α)

V 1+

2Za cosθc

V 1= X

V d

+t a

Up-Dip Tu= X sin(θc−α)

V 1+

2 Za cosθc

V 1= X

V d

+t a (2.21)

Besar sudut kemiringan lapisan (α ¿ dan sudut kemiringan (θc), dapat

dicari dengan:

α= 12 [sin−1(V 1

V d)−sin−1(V 1

V 2)] dan

θc=12 [sin−1(V 1

V d)+sin−1(V 1

V 2)] (2.17)

Vd dan Vu merupakan kecepatan semu, didapat dengan:

9

Vd = V 1

sin(θc+α ) dan Vu = V 1

sin(θc−α ) (2.18)

Dimana, V1>Vd dan V1<Vu

Sedangkan persamaan Intercept Time pada lapisan miring (X=0) antara

lain:

Td=ttd=2 Zd cosθc

V 1 dan Tu=ttu=

2 Zucos θc

V 1 (2.19)

Sehingga, kedalaman di bawah sumber A (Za) dan sumber B (Zb) dapat

dicari menggunakan persamaan:

Za= 2t d V 1

2cos θ dan Zb=

2 tu V 1

2cos θ(2.20)

Berbeda dengan cara-cara sebelumnya, dengan mempertimbangkan

adanya kecepatan semu (Vapp), maka kecepatan V1 dan V2 dapat dicari dengan

persamaan,

V1= V 1up+V 1 down

2 (2.21)

V2= V 2 up+V 2 down

2 (2.22)

dimana,

V1up=x1−x0

y1− y0 dan V1down=

x1−x0

y1− y0(2.23)

Serta

10

V2up=x1−x1

y1− y1 dan V2down=

x1−x1

y1− y1(2.24)

Persamaan (2.26) dan (2.27) berlaku untuk semua metode yang surveynya

menggunakan kombinasi penembakan maju dan mundur (forward dan reverse

shooting).

BAB III

HASIL DAN PEMBAHASAN

III.1. Tabel Pengolahan Data

Tabel III.1.1. Metode Intercept Time Satu Lapis

11

Tabel III.1.2. Metode Intercept Time Banyak Lapis

12

Tabel III.1.3. Metode Intercept Time untuk Lapisan Miring

III.2. Perhitungan Manual

III.2.1. Metode Intercept Time Satu Lapis

14

III.2.2. Metode Intercept Time Banyak Lapis

16

III.2.3. Metode Intercept Time untuk Lapisan Miring

19

III.3. Hasil Pengolahan Data


Gambar 3.1. Grafik Metode Intercept Time Satu Lapis

Keterangan : Gelombang Langsung

Gelombang Refraksi

22

Gambar 3.2. Profil metode Intercept Time satu lapisan

23


Gambar 3.3. Grafik metode Intercept Time banyak lapis

Keterangan : Gelombang Langsung

Gelombang Refraksi Lapisan 1



24

Gambar 3.4. Profil metode Intercept Time banyak lapisan

25


Gambar 3.5. Grafik metode Intercept Time lapisan miring

26

Keterangan : Gelombang Langsung Forward

Gelombang Refraksi Forward

Gelombang Langsung Reverse

Gelombang Refraksi Reverse

Gambar 3.6. Profil metode Intercept Time lapisan miring

27

III.4.Pembahasan


Dari data yang diperoleh diketahui panjang lintasan sepanjang 45 meter

dengan jarak offset antar geophone adalah 3 meter. Pada graik dapat diketahui

geophone yang dipakai sebanyak 15 buah geophone. Data waktu yang di dapatkan

waktu terendah dengan nilai 2,65 ms dan waktu ter tinggi bernilai 23,12 ms.

selanjutnya dilakukan perhitungan manual dan didapat data berupa : intercept time

(ti) sebesar 5,733 s, kecepatan gelombang langsung (v1) sebesar 1157,8 m/s,

kecepatan gelombang bias (v2) sebesar 2588,23 m/s, sudut (ic) sebesar 26,5570

ketebalan lapisan 1 sebesar 3,708 m.

Sedangkan dari data yang diolah dengan software microsoft excel didapatkan

data berupa: intercept time (ti) sebesar 4.848 m/s, kecepatan gelombang langsung

(v1) sebesar 1157.184 m/s, kecepatan gelombang bias (v2) sebesar 2588.235 m/s,

sudut (ic) sebesar 26.557380, ketebalan lapisan sebesar 3.135892 m.

Pada pengolahan manual dan menggunakan software diperloeh perbedaan

hasil pada persamaan garis intercept time dan juga ketebalan lapisan. Perbedaan

tersebut disebabkan oleh perbedaan hasil perhitungan persamaan garis dari kurfa

gelombang refraksi secara manual dan dengan menggunakan software.

Dari perhitungan yang dilakukan didapatkan kecepatan V1 sebesar

2588,23 m/s , menurut tabel kecepatan gelombang daari Kohnen 1974, lapisan

yang mempunyai kecepatan 25000 m/s – 6500 m/s merupakan lapisan batupasir.



dengan jarak offset antar geophone adalah 2 meter. Pada grafik dapat diketahui

geophone yang dipakai sebanyak 15 buah geophone. Didapatkan data waktu

dengan nilai terendah sebesar 5,9 ms dan waktu dengan nilai tertinggi sebesar

44,1 ms. selanjutnya dilakukan perhitungan manual dan didapat data berupa

kecepatan (V), intercept time tiap lapisan (Ti), sudut kritis (Ic), dan juga ketebalan

masing-masing lapisan (z).

Dari perhitungan manual didapat adalah terdapat 3 lapisan dimana tiap

lapisan memiliki kecepatan yang berbeda. Lapisan pertama memiliki kecepatan

28

(v1) sebesar 389,61 m/s, intercept time (Ti1) sebesar 5,8 ms, Ic1 sebesar 38,56o

dan tebal lapisan 1,444 m, lapisan kedua memiliki kecepatan (v2) sebesar 625

m/s, intercept time (Ti2) sebesar 13,8 ms, Ic2 sebesar 43,43o, dan tebal lapisan

3,43 m lapisan ketiga memiliki kecepatan (3) sebesar 909,09 m/s, intercept time

(Ti3) sebesar 24,65 ms, Ic3 sebesar 36,221o dan tebal lapisan 7,38 m. lapisan

keempat memiliki kecepatan 1538,46 m/s

Dari perhitungan yang dilakukan didapatkan kecepatan lapisan 1 sebesar

389,61 m/s, keceepatan lapisan 2 sebesar 909,09 m/s, kecepatan lapisan 3 sebesar

1538,46 m/s. Menurut tabel kecepatan gelombang dari Kohnen 1974, lapisan

pertama merupakan lapisan soil dengan rentang kecepatan 300 – 700 m/s, lapisan

kedua merupakan lapisan lempung dengan rentang kecepatan 300 - 1800 m/s,

lapisan 3merupakan lapisan batupasir dengan rentang kecepatan 1400 – 6000 m/.



dengan jarak offset antar geophone adalah 3 meter. Pada grafik dapat diketahui

geophone yang dipakai sebanyak 15 buah geophone. Pada gelombang forward di

dapatkan waktu terendah dengan nilai 3,2 s dan waktu ter tinggi bernilai 18,9 s.

Pada gelombang reverse didapatkan waktu terendah dengan nilai 3 s dan waktu

tertinggi dengan nilai 18,5 s. selanjutnya dilakukan perhitungan manual dan

didapatan kecepatan rata-rata v1 sebesar 873,78 m/s dan v2 sebesar 4186,04 m/s,

Ketebalan forward sebesar 3,3811 meter, dan ketebalan reverse sebesar 2,64

meter. Menurut tabel kecepatan gelombang dari Kohnen 1974, lapisan pertama

merupakan lapisan batulempung dengan rentang kecepatan 300 – 1800 m/s

29

BAB IV

PENUTUP

IV.1. Kesimpulan

dari pengolahan data didapatkan hasil ketebalan lapisan pada data satu

lapisan sebesar 3,708 meter dengan kecepatan gelombang sebesar 1157.184 m/s

dan intercept time 5,733 s, lapisan tersebut merruakan lapisan dolomit. Pada data

banyak lapisan didapatkan jumlah lapisan sebanyak 3 lapis, dengan ketebalan

lapisan pertama sebesar 1,444 meter dengan kecepatan gelombang sebesar 389,61

m/s dan intercept time 5,8 s yang merupakan lapisan top soil , lapisan kedua

memiliki ketebalan sebesar 3,46 m dengan kecepatan gelombang sebesar 625 m/s

dan intercept time 13,8 s yang merupakan lapisan batulempung, pada lapisan

ketiga memiliki ketebalan sebesar 7,38 m dengan kecepatan gelombang sebesar

909,09 m/s dan intercept time 24,6 s yang merupakan lapisan batupasir, Pada data

lapisan miring didapatkan tebal lapisan forward sebesar 3,3811 meter dan lapisan

reverse dengan ketebalan 2.64 meter dan kecepatan rata-rata V1 sebesar 811,89

m/s dan V2 sebesar 3714,28 m/s.

IV.2. Saran

Saat pengolahan data sebaiknya sudah benar-benar memahami rumus yang

akan digunakan sehingga akan meminimalisir kesalahan dalam penghitn ungan

data.

30

Isi Laporan Seismik Uuns

Documents

Transcript of Isi Laporan Seismik Uuns