Metode Geolistrik Resistivitas

Metode Geolistrik

Eksplorasi Geofisika (FI474)

Nanang Dwi Ardi

Pendahuluan

• Geolistrik ialah salah satu metode dalam geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi.

• Pendeteksian di atas permukaan meliputi pengukuran arus, dan elektromagnetik yang terjadi baik secara alamiah maupun akibat penginjeksian arus ke dalam bumi.

PendahuluanPendahuluan

Metode geolistrik yang terkenal Metode geolistrik yang terkenal antara lain : antara lain :

metode potensial diri (SP), metode potensial diri (SP), resistivitas (tahanan jenis),resistivitas (tahanan jenis), IP (induced polarization), IP (induced polarization), magnetotellurik, dan magnetotellurik, dan elektromagnetik.elektromagnetik.

PendahuluanPendahuluan

Metode geolistrik yang terkenal Metode geolistrik yang terkenal antara lain : antara lain :

resistivitas (tahanan jenis),resistivitas (tahanan jenis), metode potensial diri (SP), metode potensial diri (SP), IP (induced polarization), IP (induced polarization), magnetotellurik,magnetotellurik, dan dan elektromagnetik.elektromagnetik.

Geolistrik Resistivitas (Tahanan Jenis)Geolistrik Resistivitas (Tahanan Jenis)

Prinsip :

• Material bumi yang heterogen memiliki sifat dan respons yang berbeda-beda terhadap arus listrik yang dialirkan ke dalamnya

• resistivitas (ρ) sebagai parameter/besaran fisika

Prinsip :

• Material bumi yang heterogen memiliki sifat dan respons yang berbeda-beda terhadap arus listrik yang dialirkan ke dalamnya

• resistivitas (ρ) sebagai parameter/besaran fisika

Applications:

1. Water table depth2. Groundwater quality3. Brine plumes4. Seawater intrusion5. Well siting6. Aquifer exploration7. General stratigraphic mapping8. Mining9. Cavity detection

Adv & dis Adv

Advantages:1. Less costly than drilling.2. Non disturbing.

Disadvantages:1. Cultural problems cause interference, e.g.,

power lines, pipelines,buried casings, fences .2. Resolution.3. Data acquisition can be slow compared to

other geophysical methods, although that difference is disappearing with the very latest techniques.

• V, R, I ( Apa hubungannya ?)

• Apakah R bisa mengkarakterisasi sifat kelistrikan suatu material ?

• Kenapa demikian ?

Resisistivitas ()

A

lR

A

lR

Jadi, Apa Resistivitas ?

ResistivitasMaterial

ρ = ρo [1 + α(T-To)]

Material Resistivity (Ohm.meter)

Air ~ °

Pyrite 2.9 x 10^-5 - 1.5

Galena 3 x 10^-5 - 3 x 10^2

Sphalerite 1.5 - 1 x 10^7

Quartz 4 x 10^10 - 2 x 10^14

Calcite 2 x 10^12

Rock Salt 30 - 1 x 10^13

Mica 9 x 10^12 - 1 x 10^14

Ground Water 0.5 - 300

Sea Water 0.2

Diabase 20 - 5 x 10^7

Limestones 50 - 1 x 10^7

Sandstones 1 - 6.4 x 10^8

Shales 20 - 2 x 10^3

Gabbro 1 x 10^3 - 1 x 10^6

Basalt 10 - 1.3 x 10^7

Dolomite 3.5 x 10^2 - 5 x 10^

Resistivitas Batuan

• Arus listrik pada batuan didominasi oleh ion atau elektrolit pada pori-pori batuan

• Resistivitas/konduktivitas elektrolit juga dipengaruhi oleh salinitas dan temperaturnya. (Setuju tidak ?) Tugas baca !

• Resistivitas batuan (terutama batuan sedimen) dipengaruhi oleh porositas batuan.(Setuju tidak ?) Tugas baca!

Resistivitas Batuan

• Asal usul batuan

• Umur batuan

• Tekstur batuan

• Proses geologi

• Jenis batuan

Jika suatu medium dialiri arus listrik searah (I), akan timbul medan listrik (E)

A

VE

EJ

AdJI

J

Jika tidak ada muatan (source), maka berlaku persamaan Laplace :

• Dalam koordinat bola:

• Untuk medium homogen isotropis :

02 V

0sin

1sin

sin

112

2

222

2

V

r

V

rr

Vr

rr

02

2

2

r

V

rr

V

Current Flow in a Homogeneous and Isotropic Medium

shell 2

dr drdV iR i i

A 2 r

Point Current Source:

DD

rr2

r

D

r2

i

r

111

2

i

r

11

2

i

r

dr

2

idVV

DDD

Voltage decreases as the inverse of the distance from the current source.

Shape of constant voltages are hemispheres for a single point source

• Why run an electrode to infinity when we can use it nearby?

source sink

P

sourcesource r2

iV

rsource

sinkksin r2

iV

rsink

Total voltage at P:(superposition)

inkssource

ksinsourcep r

1

r

1

2

iVVV

Two Current Electrodes: Source and Sink

Dapat dituliskan bahwa :

2121

2121

21

21

1111

2

11

2

11

2

11

2

11

2

)(

RRrr

I

RR

I

rr

IVVV

RR

IV

rr

IV

r

CrV

DC

D

C

Sehingga dapat dituliskan :

2121

111112

RRrrI

Va

Secara umum dapat dinyatakan :

dengan

K disebut sebagai faktor geometri

I

VKa

2121

11111

2

RRrr

K

Arus dan Potensial pada medium tak homogen• Konsep resistivitas semu (apparent resistivity) :

Resistivitas medium homogen ekivalen.Jika medium tak homogen digantikan oleh medium homogen yang resistivitasnya a maka hasil pengukuran arus I dan potensial V akan tetap

• Resistivitas semu tidak mencerminkan hasil pengukuran, tapi variasi resistivitas semu hasil pengukuran mengandung informasi mengenai distribusi resistivitas medium

Distribusi Arus Medium• Bergantung konfigurasi

spasi elektroda• Jika spasi elektroda lebih

kecil dari tebal lapisan (z) pertama, maka a=1

• Jika 1<2 dan spasi elektroda >>> z, maka arus terkonsentrasi di dekat permukaan

• Jika 1>2 dan spasi elektroda >>> z, maka arus cenderung menyebar dan menyebabkan rapat arus dan potensial kecil, sehingga menghasilkan a

yang kecil dan mendekati 2

Kedalaman Penetrasi vs Spasi Elektroda

a pada lapisan homogen

Peralatan

• Current Source (DC)• Ammeter, a few milliamps to about 0.5 amps. • Voltmeter, with a very high impedance, above

500,000 Ohms.• Electrodes, porous pot electrodes or metal• Cables, These cables are typically nothing more

than insulated wires with stranded, copper-cored conductors, given the high resistivity of the ground.

Spesifikasi Resistivitymeter NANIURA NRD 22 S

" Pemancar (Transmitter)Catu daya (power supply) : 12/24 Volt, minimal 6 AHDaya (power output) : 200 watt untuk catu daya 12 volt &300 watt untuk catu daya 24 volt(otomatis)Tegangan keluar (output voltage) : 350 volt maksimal untuk catu daya12 volt dan 400 volt untuk catu daya24 voltArus keluar (Output Curent) : 200 mAKetelitian arus : 1 mASystem pembacaan : Digital 9 voltFasilitas : Current loop indikator

" Penerima (Receiver)Impedansi masukan (Input impedence) : 10 M-ohmBatas ukur pembacaan (Range) : 0,1 mVolt - 500 VoltAccurancy : 0,1 mVoltKonpensator : Kasar : 10 x putarHalus : 1 x putarSystem pembacaan : Digital (Auto range)Catu daya digital meter : 3 volt (2 buah baterry kering ukuran AA)Fasilitas : HOLD / save memoryBerat Alat : super ringan 4 kg.

Kelengkapan lain

Terdiri dari:1. Satu unit pemancar dan penerima2. Kabel arus 2 gulungan @ 500 meter3. Kabel potensial 2x 100 meter4. Elektroda potensial (tembaga) 2 buah5. Elektroda arus (steinless) 2 buah6. Software (IP2Win & Res2Dinv)7. Aki 12 Volt, 6,5 AH 2 buah atau 12 Volt, 12 A ( salah satu tergantung stock)8. Pengisi aki (charger) 1 buah9. Kabel-kabel penghubung10. Buku petunjuk dan Software

Elektroda Potensial Elektroda Arus

Power/Accu

Tombol Kompensator tegangan Tombol Pembacaan

Indikator Power

Sekering 15 A

Indikator KonektivitasElektroda

Arus Luaran

ON/OFF

Display Beda Potensial

Display Arus

Sumber Noise

• Electrode Polarization

• Presence of Nearby Conductors

• Low Resistivity at the Near Surface

• Near-Electrode Geology and Topography

• Current Induction in Measurement Cables

Field Considerations for DC Resistivity

• Good electrode contact with the earth– Wet electrode location– Add NaCl solution or bentonite.

• Surveys should be conducted along a straight line whenever possible

• Try to stay away from cultural features whenever possible (power lines, pipes, grounded metal fences, pumps, etc)

Sources of Noise in Data• Instrument noise• Cultural Features• Telluric Currents – naturally occurring earth

currents.– Self potentials – generally caused by either geochemical

reactions or greater than normal subsurface fluid flow.– Magnetotelluric Currents – Electromagnetically induced

by naturally occurring or man-made magnetic fields.– In some cases, it may be unavoidable

Sources of Noise in Data• Geologic Noise

• Near surface variations: can dominates response thus masking signature of deeper targets.

Sources of Noise in Data• Geologic Noise

• Topography: Currents will be focused under valleys, and dispersed under hills, thus causing perturbations in measured voltages.

Sources of Noise in Data

• Small heterogeneities produce cusps• Long linear features (rivers, wires) may produce

current leakage.

(Reynolds 1997)

Generalized Profile Interpretation• Looking for changes in apparent resistivity that will

enhance your understanding of what you already know about the geology.

Qualitative 2D Profile Interpretation• Sometimes pseudo-sections can be interpreted

qualitatively directly if• Good data quality• Simplified geology

• This is the exception rather than the norm

Konfigurasi Elektroda Geolistrik

Potensial di P1 adalah akibat dari C1 dengan arus +I dan C2 dengan arus –I, demikian juga di P2.

Sehingga beda potensial antara P1 dan P2 adalah

A

V

C1 C2P1 P2

r1 r2

R1 R2

I

2121

11111

2

RRrr

K

Resistivitas medium homogen

2221121121

1111

2 PCPCPCPC

IVVV

Maka, resistivitas pada medium homogen () adalah

I

V

PCPCPCPC

1

22211211

11112

Bila medium tak homogen, maka resistivitas yang diperoleh adalah resistivitas semu (a)

I

VKa

?K

11 1 1 1

21 1 1 2 1 2 2 2

KC P P C C P P C

Teknik Akuisisi Data

• Sounding (1D)

• Mapping/profiling (1D)

• Imaging (2D/3D)

Sounding

C1 P1 P2 C2

a

n=1

n=2

n=3

Mapping

C1 P1 P2C2

a

Imaging

• Teknik ini merupakan gabungan antar mapping dengan sounding

Entry data to Stacking Chart

Tutorial Pengolahan Data

Geolistrik Resistivitas

Sounding (1D)

Resistivitas 1D

-Pre-survei

-Survei

-Pengolahan Data

Pre – Survei

• Konfigurasi Wenner

Pre – Survei

• Konfigurasi Schlumberger

Pre – Survei

• Tabel Data Sounding (Konfigurasi Schlumberger)

Survei

panjang ½ bentangan elektroda arus

panjang ½ bentangan elektroda tegangan

Nilai self potentialNilai tegangan terukur

Nilai arus terukur

1/3*(I1+I2+I3)

1/3*(V1+V2+V3)

Survei

• Contoh data (untuk kedalaman target 20 m)

Pengolahan Data

• Program 1D yang dipergunakan :

Pengolahan Data

Langkah-langkah pengunaan program IPI2win:

1) Install program IPI2Win (SetUp_lt.exe)

Pengolahan Data

Pengolahan Data

2)Pada desktop lalu masuk ke menu start lalu program lalu pilih IPI2win(lite)

Pengolahan Data3) Lalu pilih

Pengolahan Data4) Pilih menu Schlumberger dan aktifkan tombol U,I

Pengolahan Data

5) Copy-pastekan dari worksheet excel ke dalam tabel seperti di bawah

AB/2

Ingat! MN bukan MN/2 V

I

Tampil secara otomatis apabila

keempat parameter di atas sudat terisi

Pengolahan Data

6) Save txt dan beri nama kemudian pilih ok

Pengolahan Data

7)Setelah itu akan muncul kotak seperti di bawah ini kemudian berilah nama pada kotak yang telah disediakan dan tekan tombol save.

Pengolahan Data

8) Setalah muncul seperti gambar di bawah ini maka pilihlah MN yang sesuai dan kemudan tekan tombol ok

Pengolahan Data

9) Adapun tampilan yang akan dihasilkan seperti gambar di bawah ini

data lapangan

data model

Error yang dihasilkan antara data model

dengan data lapangan

Pengolahan Data

10) Untuk meminimumkan error maka tekan tombol yang diberi tanda lingkaran seperti yang ditunjukan oleh gambar di bawah ini

Pengolahan Data

11) Ini adalah tampilan model resistivitas mendekati dengan data yang dihasilkan dari data lapangan dimana dicirikan dengan error yang kecil

Pengolahan Data

Catatan tambahan (apabila mau di copy-paste-kan maka dapat dilakukan dengan mengunakan cari dibawah ini :

Pengolahan Data

12) Apabila pekerjaan ini mau disimpan maka masuk ke file dan pilih save as lalu beri

nama file kemudian tekan save

Hasil Akhir

RESULTS OF DATA PROCESSING

NoThickness(m)

Depth(m)

Resistivity(ohm.m)

1 2.4 2.4 52.3 ohm.m

2 3.27 5.67 853 ohm.m

3 14.33 20 3.45 ohm.m

0123456789

1011121314151617181920

De

pth

(m

)

52.3 ohm.m 853 ohm.m 3.45 ohm.m

Daerah terintrusi oleh air laut

Contoh Data Aplikasi 1D Resistivity

1) Penentuan daerah intrusi air laut di kawasan Kepulauan Karimun

Contoh Data Aplikasi 1D Resistivity0123456789

1011121314151617181920

Dep

th (

m)

95.9 ohm.m 11.7 ohm.m

2.42 ohm.m 5519 ohm.m

Daerah terintrusi oleh air laut


2) Penentuan water-table di daerah Bekasi

Contoh Data Aplikasi 1D Resistivity0

25

50

75

100

Dep

th (

m)

9.08 ohm.m 347 ohm.m

16 ohm.m 5.78 ohm.m

Daerah potensi sebagai water-tabel

Resistivitas 2D

• Seperti hal-nya pengukuran 1D, pada pengukuran 2D juga digunakan beberapa konfigurasi, antara lain:

1. Konfigurasi Wenner

2. Konfigurasi Wenner-Schlumberger

3. Konfigurasi Dipole-Dipole

4. Konfigurasi Pole-Dipole

5. Konfigurasi Pole-Pole

Pre-survey

Survey

1. Konfigurasi Wenner

aKW 2

C1

A

P1P2

C2

a

M

a a

N

B

2. Konfigurasi Wenner-Schlumberger

annKSchl 1

A

C1

P1M N

a

P2

2L

L

C2

B

Survey

Pra-survey

• Sebelum melakukan pengukuran dilapangan, yang harus dilakukan oleh tim survey ialah membuat Datum Point Chart / Stacking Chart

• Pembuatan datum point chat bertujuan untuk:

1. Menentukan jumlah titik ukur semaksimal mungkin untuk setiap lintasan pengukuran

2. Melihat sejauh mana kedalaman titik ukur mencakup kedalaman target

3. Sebagai lembar kendali pada saat pengukuran berlangsung

Pre-survey

• Bentuk umum datum point chart

Pre-survey

• Datum point chart untuk setiap konfigurasi pengukuran yang dipakai berbeda satu sama lain.

• Contoh kasus: datum point chart dari sebuah lintasan yang terdiri dari 16 titik elektroda, menggunakan konfigurasi Wenner, dan Wenner-Schlumberger. Spasi antar titik elektroda diketahui berjarak 1 m.

Pre-survey

Datum point chart pengukuran Geolistrik 2d wenn-schl

-4

-3,5

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16

panjang lintasan (m)ke

dal

aman

sem

u (

m)

a=1 a=2

Datum point chart untuk konfigurasi wenner

-3

-2,5

-2

-1,5

-1

-0,5

0

0 2 4 6 8 10 12 14 16

panjang lintasan (m)

keda

lam

an s

emu

(m)

Survey

Pengolahan DataDATA PENGUKURAN GEOLISTRIK

Lokasi Lebak Siliwangi

Hari/tanggal

No datum I1 P1 P2 I2 I (mA) V (mV) a i1 - p1 n R rho x

1 1 2 3 4 23 43,9 2 2 1 1,9087 23,9854 3

2 2 3 4 5 37 90,9 2 2 1 2,4568 30,8725 5

3 1 3 4 6 29 18 2 4 2 0,6207 23,3994 5

4 1 4 5 8 54 13,8 2 6 3 0,2556 19,2684 7

5 2 4 5 7 66 34,1 2 4 2 0,5167 19,4779 7

6 3 4 5 6 57 103,9 2 2 1 1,8228 22,9061 7

7 4 5 6 7 43 82 2 2 1 1,9070 23,9638 9

8 3 5 6 8 59 32,5 2 4 2 0,5508 20,7665 9

9 2 5 6 9 81 20 2 6 3 0,2469 18,6168 9

10 1 5 6 10 73 10,6 2 8 4 0,1452 18,2471 9

11 1 6 7 12 138 13,5 2 10 5 0,0978 18,4398 11

12 2 6 7 11 176 24,3 2 8 4 0,1381 17,3502 11

13 3 6 7 10 126 27,6 2 6 3 0,2190 16,5158 11

14 4 6 7 9 103 51,6 2 4 2 0,5010 18,8862 11

15 5 6 7 8 76 137,3 2 2 1 1,8066 22,7021 11

16 6 7 8 9 76 127,4 2 2 1 1,6763 21,0652 13

17 5 7 8 10 65 29,8 2 4 2 0,4585 17,2836 13

18 4 7 8 11 93 21 2 6 3 0,2258 17,0254 13

19 3 7 8 12 120 16,7 2 8 4 0,1392 17,4882 13

20 2 7 8 13 162 15,8 2 10 5 0,0975 18,3841 13

Pengolahan Data• Setelah nilai resistivitas semu dihitung, data kemudian dibuat dalam notepad. File

nya kemudian disimpan dengan ekstensi .DAT. Sebagai contoh dari data input seperti pada file WenSchl050804.DAT. Data dalam file disusun dalam order berikut:

Line 1 Nama dari garis surveyLine 2 Spasi elektroda terpendekLine 3 Tipe pengukuran (Wenner = 1, Pole-pole = 2, Dipole-

dipole = 3, Pole- dipole = 4, Schlumberger = 7)Line 4 Jumlah total datum pointLine 5 Tipe dari lokasi x untuk datum points.

Masukkan 0 bila letak elektroda pertama diketahui. 1 digunakan jika titik tengahnya diketahui

Line 6 1 untuk data IP (0 untuk data resistivitas)Line 7 Posisi x, spasi elektroda, (faktor pemisah elektroda, n, untuk dipole- dipole, pole-dipole dan Wenner-Schlumberger), dan harga

resistivitas semu yang terukur untuk datum point pertama.Line 8 ` Lokasi x, spasi elektroda dan resistivitas semu yang terukur untuk

datum point kedua dan seterusnya. Sebagai catatan lokasi x dari datum point harus terus meningkat.

Line 9, 10, 11, 12 ketik 0.

Pengolahan dataWenner schlumberger Lintasan II Lebak Siliwangi 5 Agustus 20042.0721300 0.0000, 2.0000, 1.00000, 23.9854 2.0000, 2.0000, 1.00000, 30.8725 4.0000, 2.0000, 1.00000, 22.9061 6.0000, 2.0000, 1.00000, 23.9638 8.0000, 2.0000, 1.00000, 22.7021 10.0000, 2.0000, 1.00000, 21.0652 12.0000, 2.0000, 1.00000, 25.1164 14.0000, 2.0000, 1.00000, 24.0489 16.0000, 2.0000, 1.00000, 19.4695 18.0000, 2.0000, 1.00000, 23.1907.....

00000000

• Contoh Penulisan file DAT, yang akan dibaca oleh program inversi.

RES2DINV• Res2Dinv adalah program komputer yang secara automatis menentukan model

resistivity 2 dimensi (2-D) untuk bawah permukaan dari data hasil survey geolistrik (Griffiths and Barker 1993).

• Model 2-D menggunakan program inversi, yang terdiri dari sejumlah kotak persegi. Susunan dari kotak-kotak ini terikat oleh distribusi dari titik datum dalam pseudosection. Distribusi dan ukuran dari kotak secara automatis dihasilkan dari program maka jumlah kotak tidak akan melebihi jumlah datum point.

• Subroutine dari permodelan maju digunakan untuk menghitung nilai resistivitas semu, dan teknik optimasi least-squares non-linier digunakan untuk routine inversi. Program ini juga mendukung teknik forward modeling finite-difference dan finite-element. Program ini dapat digunakan untuk survei menggunakan Wenner, pole-pole, dipole-dipole, pole-dipole, Wenner-Schlumberger dan array dipole-dipole ekuator. Anda bisa memproses pseudosection hingga 650 electroda dan 6500 points pada satu waktu. Spasi elektroda terbesar hingga 36 kali spasi terkecil dalam satu set data. Selain survey normal dilakukan dengan elektroda-elektroda di permukaan tanah, program ini juga mendukung survey underwater dan cross-borehole.

• TeoriRoutine inversi digunakan berdasarkan metode least-squares smoothness-constrained. Implementasi dari metode least squares berdasarkan pada teknik optimisasi quasi-Newton. Teknik ini lebih cepat 10 kali daripada metode least-square konvensional untuk data set yang besar dan memerlukaan sedikit memory.

RES2DINVIsi Program• Program ini mengandung file setup utama SETUP.EXE. Setelah menginstal file ini, file-file ini

akan berada dalam program Res2Dinv:RES2DINV.EXE JACOBWIN.EXE LANDFILL.DAT

GRUNDFOR.DAT ODARSLOV.DAT ROMO.DATDUFUYA.DAT GLADOE2.DAT BLOCKWEN.DATBLOCKDIP.DAT CLAYSTG.DAT BLOCKTWO.DAT

TAHCRO.DAT PIPESCHL.DAT WATER.DATMARINE.DAT MODEL101.DAT DIPOLEN5.DATWENSCHN5.DAT POLDPIN5.DAT IPMODEL.DATIPSHAN.DAT IPMAGUSI.DAT IPKENN.DATBOREHOLE.DAT BOREHIP.DAT BORELANC.DATBORELANC.DAT BOREDIFF.DAT BORERES.DATSYSDRVR.EXE RES2D.INV HLPRES2D.INVCNTRES2D.INV INIRES2DINV.EXE README.TXTRESIS.BTH

RES2DINVTeknik Menggunakan Program • Setelah menjalankan program installasi SETUP.EXE dan program

JACOBWIN.EXE, program utama RES2DINV.EXE dan file pendukung (GRADWEN, GRADTWO dan GRADDIP) dan contoh-contoh data harus berada dalam subdirectory yang sama dalam hard disc. Silahkan dicoba kondisi dari hard disk dengan menggunakan menggunakan CHKDSK dan SCANDISK, atau program yang dalam paket utility software seperti PC TOOLS atau Norton Utilities.

• Untuk menjalankan program inversi resistivitas, klik ikon RES2DINV. Program pertama akan mengecek sistem komputer untuk memastikan adanya resource yang penting. Program ini akan mengecek memori yang tersedia dan space hard disc. Jika program ini menunjukkan peringatan, anda harus menghentikan program dan melakukan perubahan. Setelah itu akan terlihat tampilan seperti:

File Edit Change Settings Inversion Display Topography Print Help Quit

RES2DINV

RES2DINV File

Memiliki sub menu:• Read data file

Harga resistivitas semu harus berbentuk file text. Anda bisa menggunakan text editor tertentu, seperti Notepad. Data disusun dalam ASCII dimana sebuah koma atau space kosong digunakan untuk memisahkan data numerik yang berbeda. Program ini membutuhkan data yang disusun dalam format tertentu. Jika ada masalah, kemungkinan disebabkan oleh kesalahan penyusunan format data.

• Import data in Program ini berfungsi untuk memindahkan data dari alat dengan format yang tertera seperti AGI, CAMPUS, IRIS, ABEM LUND, ABEM SAS dan lainnya.

• Run JACOBWIN.EXEProgram ini harus dijalankan setelah proses instalasi selesai, dan cukup sekali saja dijalankan.

• Exit programKeluar dari RES2DINV.

RES2DINV

RES2DINV Edit Data

Anda dapat menggunakan option ini untuk mengubah data yang telah anda masukkan pada sub bab sebelumnya. Option ini dapat membuang datum point yang buruk, dan membagi data set yang sangat besar. Saat anda memilih option ini, akan terlihat sub menu berikut:

• Exterminate bad datum points : Dalam option ini, nilai data resistivitas semu ditunjukkan dalam form profile untuk setiap level datum. Anda dapat menggunakan mouse untuk membuang beberapa datum point yang buruk. Alasan utama dari option ini adalah untuk menghilangkan datum point yang memiliki nilai resistivitas yang salah. Datum point yang jelek dapat diakibatkan oleh kesalahan letak elektroda, kontak elektroda yang buruk akibat tanah yang kering atau hubungan singkat melalui kabel karena kondisi tanah yang sangat basah. Datum point ini biasanya memiliki resistivitas semu yang terlalu besar atau serlalu kecil dibandingkan dengan data tetangganya.

• Splice large data setsAnda dapat memilih penampang yang akan diinversi dari data seluruhnya (karena terlalu besar untuk diproses sekali). Setelah memilih option ini, distribusi dari datum points dalam sebuah pseudosection akan terlihat. Ada dapat memilih penampang dari data set dengan tombol arrow. Datum points yang dipilih akan ditandai dengan warna ungu, sisanya dengan warna hitam. Selain itu jika terlalu banyak datum point pada level yang rendah, anda dapat menguranginya dengan memilih hanya datum point yang ganjil atau genap saja.

RES2DINV• Reverse pseudosection

Option ini akan membalikkan pseudosection secara horizontal dari kiri ke kanan. Hal ini menolong bila anda menggunakan survey paralel tetapi survey dimulai dari arah yang berbeda.

• Change first electrode locationAnda dapat mengganti lokasi dari elektroda pertama dalam satu garis survei. Perintah ini bertujuan pada plotting, sehingga garis survei akan bergeser semua kearah nilai yang kita berikan.

• Edit data fileSaat memilih option ini, text editor (dengan default notepad) akan muncul. Untuk kembali ke RES2DINV anda harus keluar dari program teks editor ini.

• Run another programAnda dapat menjalankan program lain dengan option ini, atau dengan menekan Ctrl + Esc untuk menjalankan aplikasi lainnya.

RES2DINV

RES2DINV Change settings

Sebelum melakukan proses inversi, setting awal harus ditentukan untuk faktor peredam dan variabel lainnya. Anda dapat memperoleh hasil terbaik dengan memodifikasi parameter yang mengontrol proses inversi. Saat anda memilih option “Change Settings” akan terlihat menu :

• Damping factorsPada option ini, anda dapat menset nilai awal untuk faktor peredaman. Jika data memiliki banyak noise, anda harus menggunakan faktor damping yang relatif lebih besar (sebagai contoh: 0.3). Jika data anda memiliki noise yang kecil, gunakan faktor damping awal yang lebih kecil (sebagai contoh: 0.1). Proses inversi akan mengurangi faktor damping untuk iterasi berikutnya.

• Change of damping factor with depthKarena resolusi dari metoda resistivitas menurun secara eksponensial setiap kedalaman, faktor peredaman digunakan dalam metode inversi least square yang juga akan meningkat tiap lapisan yang lebih dalam. Hal ini dilakukan untuk menstabilkan proses inversi. Biasanya faktor peredaman meningkat 1,2 kali untuk tiap lapis yang lebih dalam, tetapi anda dapat merubahnya.

RES2DINV• Vertical/Horizontal flatness filter ratio

Anda dapat memilih perbandingan dari faktor peredaman untuk filter vertikal hingga filter horisontal. Secara default keduanya memiliki nilai yang sama.

• Thickness of model layers increaseDengan menggunakan option ini anda dapat memilih model dimana ketebalan dari lapisan bertambah sekitar 10% hingga 25% tiap lapisan kedalaman.

• Include smoothing of model resistivityDalam sebagian besar kasus, hal ini akan menghasilkan sebuah model dengan variasi smooth dalam model harga resistivitas.

• Option for contour intervalsSecara default, program akan menggunakan interval kontour secara logaritma untuk pseudosection dan meodel sections saat menghasilkan hasil proses.

RES2DINV

• Finite-difference grid sizeAnda dapat memilih option ini yang digunakan untuk forward modelling.

• Use finite-element methodProgram ini mengijinkan anda untuk menggunakan baik metode finite difference atau finite element untuk proses inversi.

• Mesh refinementOption ini mengijinkan anda untuk menggunakan finer mesh (dalam arah vertikal) untuk metode finite difference atau finite-element.

RES2DINV• Line search

Proses inversi menentukan perubahan dalam model parameter. Biasanya hal ini kan menghasilkan model dengan RMS error yang lebih rendah. Tetapi terkadang RMS error meningkat, untuk kasus ini anda memiliki dua pilihan. Pilihan pertama adalah dengan mengambil sebuah pencarian garis menggunakan interpolasi untuk menemukan langkah optimal untuk perubahan dalam resistivitas dari tiap blok. Program akan mengurangi RMS error tetapi hal ini juga dapat menjebak ke nilai minimum local. Pilihan kedua adalah dengan membiarkannya dan berharap bahwa iterasi berikutnya akan menghasilkan RMS error yang lebih kecil. Hal ini dapat juga menyebabkan terjebak di minimum lokal, tetapi juga dapat menyebabkan peningkatan RMS error. Pilihan ketiga adalah dengan menggunakan pencarian garis pada tiap iterasi. Hal ini akan memberikan langkah yang optimum, tetapi akan membutuhkan sedikitnya sebuah komputasi kedepan tiap iterasi.

RES2DINV• Percentage change for line search

Metode line search akan dapat memperkirakan perubahan yang telah diramalkan dalam RMS error resistivitas semu. Jika perubahan yang perkiraan dalam RMS error itu telalu kecil, mungkin tidak menguntungkan penggunaa line search untuk menentukan langkah optimal untuk perubahan model parameter. Biasanya nilainya berkisar antara 0.1 dan 1.0 %.

• Convergence limitKita dapat menurunkan limit untuk perubahan relatif dalam RMS error antara 2 iterasi. Secara default, nilai yang digunakan adalah 5 %. Dalam program ini perubahan relatif dalam RMS error digunakan untuk menghasilkan data set yang berbeda dengan derajat noise yang berbeda.

• Number of iterationsPerintah ini dapat digunakan untuk nilai maksimum dari iterasi untuk proses iterasi. Default maksimum iterasi telah diset 5 kali (untuk versi demo hanya dapat melakukan iterasi hingga 3 kali).

• Model resistivity values checkOption ini akan menampilkan warning jika setelah iterasi didalam data set, model resistivitas menjadi sangat besar (biasanaya lebih dari 20 kali nilai resistivitas semu).

RES2DINV

RES2DINV Inversion of data

Option ini akan melakukan proses inversi dari data set yang telah anda baca menggunakan option “File”. Pemilihan option ini akan menampilkan menu:

• Least-squares inversionOption ini akan melakukan proses inversi data set yang telah dibaca sebelumnya.

• Change thickness of layersAnda dapat mengubah ketebalan dari model dimana ketebalannya akan meningkat 10% hingga 25% tiap lapis yang lebih dalam.

• Display model blocksOption ini akan membagi subsurface kedalam sejumlah kotak persegi. Distribusi dari model block dan datum points akan ditampilkan.

RES2DINV• Display blocks sensitivity

Option ini akan menunjukkan plot dari sensitivitas block yang digunkaan dalam model inversi.

• Jacobian matrix calculationDalam program ini anda memiliki tiga option saat kalkulasi matrik Jacobian. Metode tercepat adalah menggunakan metode quasi-Newton.

• Modify depths to layersOption ini mengijinkan anda untuk merubah kedalaman dari lapisan yang digunakan dalam model inversi. Anda dapat menambahkan kedalaman sehingga beberapa batas akan cocok dengan data kedalaman yang telah diketahui seperti borehole dan lainnya.

• Batch modeDalam option ini, anda dapat menginversi sejumlah data set secara automatis. Nama dari input file data dan informasi lainnya, yang terdapat dalam suatu file.

RES2DINV

RES2DINV Display

Pada option ini, anda dapat membaca baik didalam data maupun output data yang dihasilkan oleh proses inversi dan juga menampilkan measured dan calculated apparent resistivity pseudosection dan penampang model. Dalam option ini, anda dapat mengubah interval kontour yang digunakan untuk menggambarkan pseudo dan penampang model, sekala vertikal dari penampang, dan memasukkan topografi dalam penampang model. Anda juga dapat mengubah tampilan warna yang digunakan oleh program.

TopographyJika line survei kita memiliki topografi yang sanga berpengaruh, koreksi untuk efek topografi dapat digunakan jika koordinat horizontal dan vertikal dari jumlah titik sepanjang line diketahui. Pada saat program membaca dalam file terdapat data topografi, secara automatis metode finite-element akan dipilih. Menu yang terdapat didalamnya adalah:

PrintAnda dapat menyimpan data hasil inversi dalam format BMP atau PCX. Anda juga dapat langsung mencetak penampang dengan menggunakan perintah print ini.

HelpJika anda mengklik tombol help, window help program ini akan muncul.

Penggunaan praktis Res2dinv

1. Buka aplikasi Res2dinv

2. Klik read data file


3. Pilih file yang diinginkan, lalu klik open.

4. File yang dipilih akan disortir oleh program, hasilnya dapat disimpan atau tidak.


5. Klik menu inversion, lalu klik least-square inversion.

6. Tunggu hingga perhitungan selesai


7. Cetak hasil inversi melalui menu print, lalu klik save sreen as BMP

Contoh Kasus – Lebak siliwangi

• Pengukuran tahun 2002

• Pegukuran tahun 2004

Contoh Kasus – Kalimantan (?) batubara terbakar

• Hasil inversi • Hasil inversi dengan infomasi topografi

Contoh Kasus – Longsor Ciamis

• Hasil inversi • Hasil inversi dengan infomasi topografi

Hasil Naniura NRD22S

• (2D) Wenner Alpha Array- Landfill Case Study

Resistivitas 3D

Pre-survei

• 3D survey dengan mengunakan pole-pole array

Resistivitas semu :

dengan :

a : jarak antara elektroda C1 dan elektroda P1

R : nilai resistivitas terukur

Pre-survei

• 3D survey dengan mengunakan pole-dipole array

Pre-survei

Resistivitas semu :

dengan :

a : jarak antara elektroda P1 dan elektroda P2


n : rasio jarak antara C1 dan P1 terhadap spasi

antara P1 dan P2

Pre-survei

• 3D survey dengan mengunakan dipole-dipole array

Pre-survei

Resistivitas semu :

dengan :

a : spasi antara elektroda P1 dan elektroda P2


n : rasio jarak antara C1 dan P1 terhadap spasi

antara P1 dan P2

Pre-survei

3D survey dengan mengunakan pole-pole array

Konfigurasi Elektroda (Pole-Pole)

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

x (m)

y (m

) C1

P1

Pre-survei


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

x (m)

y (m

) C1

P1

Pre-survei


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

x (m)

y (m

) C1

P1

Pre-survei


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

x (m)

y (m

) C1

P1

Pre-survei


0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

x (m)

y (

m) C1

P1

SurveiNilai self potential

Nilai tegangan terukur

Nilai arus terukur

1/3*(I1+I2+I3)

1/3*(V1+V2+V3)

Posisi elektroda arus (C1)

Posisi elektroda potensial (P1)

Survei

• Contoh data konfigurasi pole-pole

Survei• Contoh format data untuk Res3dinv

Pengolahan Data

• Program 3D yang dipergunakan :

Pengolahan Data

Langkah-langkah pengunaan program IPI2win:

1) Install program r3dinv32_all_system(setup.exe)

Pengolahan Data

Pengolahan Data

2)Pada desktop lalu masuk ke menu start lalu program lalu pilih RES3DINV.EXE

Pengolahan Data

3) Lalu pilih file yang akan diinversi

Pengolahan Data

4) Lakukan proses inversi

Pengolahan Data5) Proses inversi dilakukan dan simpan hasil inversi

Pengolahan Data

6) Tampilkan hasil inversi

Informasi hasil inversi

Pengolahan Data7) Menampilkan hasil inversi dalam bentuk kontur

Pengolahan Data

8) Tampilan per-layer pada bidang (x-y)

Posisi akar yang direpresentasikan

dengan nilai resistivitas yang

besar

Pengolahan Data

9) Tampilan per-layer pada bidang (x-z)

Posisi akar yang direpresentasikan

dengan nilai resistivitas yang

besar

Pengolahan Data

10) Penyimpanan data inversi dalam bentuk gambar (BMP)


Survei 3D resistivitas di Lernacken Sludge Deposit, dimana sludge direpresentasikan oleh nilai

resistivitas yang kecil (~2.5 ohm.m)

Sumber : geotomo software

Terima Kasih

Metode Geolistrik Resistivitas

Documents

Transcript of Metode Geolistrik Resistivitas