Pemanfaatan Metoda Geolistrik WENNER
-
Upload
hery-sihite -
Category
Documents
-
view
5 -
download
0
description
Transcript of Pemanfaatan Metoda Geolistrik WENNER
-
Jurnal Riset IPTEK Kelautan Vol.2 No.3, Januari 2005:
Jurnal Riset IPTEK Kelautan, Vol.2 No.3 Januari 2005.pp:
@Printed in Indonesia
Pemanfaatan Metoda Geolistrik WENNER-SCHLUMBERGER
untuk Eksplorasi Lapisan Aquifer Pembawa Air Tawar
C. AHMAD HATORI
Pusat Riset Teknologi Kelautan
Badan Riset Kelautan dan Perikanan, Departemen Kelautan dan Perikanan Jl. MT. Haryono Kav. 52-53 Jakarta, Indonesia. Email: [email protected]
Abstrak
Penentuan potensi sumberdaya air tanah dapat dilakukan dengan berbagai cara,
diantaranya dengan melakukan teknik geofisika dengan menggunakan metoda
geolistrik jenis konfigurasi Vertical Electrical Sounding.. Survey geolistrik dilakukan
dengan mengalirkan arus searah kedalam bumi melalui dua elektroda arus dan beda
potensial yang timbul diukur melalui kedua elektroda potensial. Penelitian Geolistrik
telah dilakukan di Kelurahan Sikeli, Pulau Kabaena-Sulawesi Tenggara. Penelitian
menggunakan metoda Wenner-Schlumberger dengan elektroda potensial (MN) 1 m
dan 5 m, jarak elektroda arus 1 sampai 5 kali elektroda potensial serta panjang
bentangan maksimum AB/2) 27,5 meter. Dari hasil pengolahan dan interpretasi
didapatkan bahwa lapisan aquifer pembawa air tawar berada pada kedalaman
dangkal dan berkisar antara 1-2 meter dari permukaan tanah, memiliki harga
tahanan jenis antara 10.5 61.7 Ohm-meter dengan jenis litologi berupa endapan aluvial.
Abstract
The groundwater resources can be determined by one of geophysical technique, that
is geoelectrical method with vertical electrical sounding measurement. This method
is made by passing an electrical current using a pair of current electrodes and
measuring the resulting potential gradient with a pair of potential electrodes. Survey
with this method was carried out at Sikeli District, Kabaena Island, South-East
Sulawesi, used wenner-schlumberger array with the spacing value between the
current electrodes (AB) 1 to 5 times of the spacing value of a pair of the potential
electrodes (MN), in this case 1 m and 5 m. The results of the geoelectrical survey
indicate that the aquifer saturated with freshwater is available at the site at the
depth 1 to 2 meter from the earth surface. The resistivity value of this layer is
between 10.5 to 61.7 ohm-meter with the kind of lithology is alluvial deposit.
Kata Kunci : geolistrik, aquifer, air tanah, sounding
-
Jurnal Riset IPTEK Kelautan Vol.2 No.3, Januari 2005:
Jurnal Riset IPTEK Kelautan, Vol.2 No.3 Januari 2005.pp:
@Printed in Indonesia
PENDAHULUAN
Survey geolistrik pada umumnya
digunakan untuk mengetahui kondisi
geologi bawah permukaan, terutama
yang memiliki kontras tahanan jenis
yang cukup jelas. Misalnya untuk
eksplorasi air tanah, panas bumi dan
mineral.
Metoda survey geolistrik terdiri
dari berbagai macam bentuk susunan
elektroda, yaitu susunan wenner,
schlumberger, dipole-dipole, pole-
dipole dan sebagainya. Dalam
eksplorasi air tanah susunan elektroda
wenner dan schlumberger merupakan
yang paling banyak digunakan.
Susunan elektroda wenner
terdapat pada suatu garis lurus dengan
jarak masing-masing elektroda sama.
Metoda ini sangat sensitif terhadap
perubahan lateral setempat seperti
gawir atau lensa-lensa, sehingga baik
digunakan untuk mengetahui kondisi
bawah permukaan secara lateral.
Adapun kelemahannya membutuhkan
waktu dan tenaga yang besar dalam
penerapannya dilapangan
dibandingkan dengan metoda
schlumberger. Metoda schlumberger
memiliki susunan jarak elektroda arus
yang lebih besar dibandingkan dengan
elektroda Metoda ini baik digunakan
untuk penyelidikan dalam karena tidak
terlalu dipengaruhi oleh perubahan
secara lateral.
Tipe pengukuran geolistrik ada
dua macam, yaitu horisontal profiling
dan vertical profiling atau sering juga
disebut vertikal electrical sounding
(VES). Tipe horisontal profiling
memiliki bentangan elektroda yang
tetap untuk setiap titik sounding yang
berbeda. Dengan demikian didapatkan
tahanan jenis untuk kedalaman yang
tetap. Hasilnya berupa peta
isoresistivity untuk kedalaman tertentu
disuatu daerah. Tipe ini biasanya
digunakan untuk menentukan suatu
intrusi atau patahan.
Pada tipe vertical electrical sounding
bentangan elektroda dibuat bervariasi
sesuai kebutuhan sehingga
mendapatkan variasi secara vertikal.
Untuk mendapatkan variasi horisontal
antar titik sounding bisa dibuat
korelasi.
PRINSIP DASAR
Metoda geolistrik menggunakan
prinsip bahwa lapisan batuan atau
material mempunyai tahanan yang
berbeda-beda yang disebut tahanan
jenis batuan ( Tahanan jenis
batuan tersebut diukur dengan
mengalirkan arus listrik searah (DC)
melalui sepasang elektroda arus (AB)
yang dimasukan kedalam bumi, dan
beda potensial yang terjadi akan
terukur melalui sepasang elektroda
potensial (MN) seperti terlihat pada
gambar 1.
Menurut Shankar (1994),
Kemampuan suatu batuan dalam
menghantarkan arus listrik tergantung
pada tiga faktor utama, yaitu :
1. Jumlah pori-pori dalam suatu
-
Jurnal Riset IPTEK Kelautan Vol.2 No.3, Januari 2005:
Jurnal Riset IPTEK Kelautan, Vol.2 No.3 Januari 2005.pp:
@Printed in Indonesia
batuan (Porositas)
2. Hubungan antar pori-pori
3. Volume dan konduktivitas
fluida dalam batuan
Gambar 1. Susunan Konfigurasi
Wenner Schlumberger
Kehadiran fluida penghantar
listrik dalam suatu batuan dapat
dikatakan sebagai faktor pengontrol
besarnya harga tahanan jenis, karena
batuan yang kering umumnya
memiliki tahanan jenis yang cukup
tinggi. Dengan adanya kandungan
fluida penghantar listrik seperti air
tawar atau air asin dalam pori-pori
suatu batuan, nilai tahanan jenis
batuan tersebut otomatis akan menjadi
lebih kecil, sehingga kontras dengan
batuan sekitarnya yang tidak
mengandung fluida.
Semakin banyak suatu batuan
mengandung fluida penghantar listrik
harga tahanan jenisnya semakin
menurun. Hal ini berlaku pula untuk
porositas dan kandungan salinitas
yang terdapat dalam suatu batuan.
Zohdy (1980) dalam Simoen &
Purnama (2000) telah membuat
klasifikasi harga tahanan jenis batuan
yaitu; endapan aluvial (endapan lepas
berupa lempung atau pasir) yang jenuh
air asin memiliki harga tahanan jenis <
1 ohm-meter. Batuan beku dan
batupasir kering mencapai ribuan
ohm-meter, sebaliknya batupasir yang
jenuh air tawar harga tahanan jenisnya
berkisar antara 15-600 ohm meter.
Tetapi, untuk endapan aluvial harga
tersebut dapat mencapai 2 ohm-meter
dikarenakan besarnya porositas
sehingga memiliki kandungan air
tanah yang banyak, sehingga sifatnya
sangat menghantarkan arus listrik.
Untuk material lempung nilai harga
tahanan jenis berkisar antara 1-10 ohm
meter.
METODOLOGI
Konfigurasi Elektroda disusun
sedemikian rupa mengacu pada
susunan Wenner-Schlumberger
dengan Sistem fixed electrode
potensial dan elektroda arus berjalan
(gambar 1).
Loke (2000) menyatakan bahwa
dalam susunan Wenner-Schlumberger
Variasi jarak elektroda arus
merupakan kelipatan dari jarak
elektroda potensial (a) dengan faktor
pengali (n) yang berkisar dari mulai 1
sampai maksimum 6. Harga n > 6
tidak disarankan karena besaran
potensial yang didapatkan kurang
akurat.
Kelebihan Konfigurasi wenner-
schlumberger dalam mendapatkan data
VES (vertical electrical sounding)
adalah memiliki tingkat kesalahan
rendah dan tidak terlalu dipengaruhi
-
Jurnal Riset IPTEK Kelautan Vol.2 No.3, Januari 2005:
Jurnal Riset IPTEK Kelautan, Vol.2 No.3 Januari 2005.pp:
@Printed in Indonesia
kondisi lapangan. Selain itu
konfigurasi ini lebih menghemat
waktu dan tenaga serta mudah aplikasi
di lapangan.
Dalam aplikasi di lapangan ada
beberapa prosedur yang harus
diperhatikan yaitu :
1. Medan lapangan cukup datar
dan rata dalam bentangan
memanjang pada jarak yang
sesuai kedalaman yang
diinginkan;
2. Jauh dari bangunan permanen,
besi dan beton yang dapat
mengganggu arus listrik;
3. Pada daerah dekat tebing,
kabel direntangkan searah
tebing / kontur;
4. Disekitar titik sounding, dicatat
posisi geografis, elevasi,
kedalaman muka air tanah
bebas dan jenis litologi atau
pelapukan batuan (bila ada)
yang berguna untuk korelasi
permukaan.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Harga tahanan yang didapatkan
dari alat pengukuran (R) harus
dikonversi kedalam nilai tahanan jenis
semu (a). Untuk mendapatkan nilai
Tahanan Jenis semu (a) dari
konfigurasi Wenner-Schlumberger
digunakan persamaan :
a = . n(n+1).MN.R
Dimana :
a = nilai Tahanan Jenis semu
= konstanta (3.14) n = faktor pengali
MN = jarak elektroda potensial (a)
R = Tahanan Jenis dari alat
Nilai Tahanan Jenis semu yang
didapatkan (a) merupakan nilai semu
(apparent) dari Tahanan Jenis bumi
yang dianggap homogen. Untuk
mendapatkan nilai Tahanan Jenis
sebenarnya harus dilakukan
interpretasi. Ada dua cara interpretasi
yang dapat dilakukan yaitu :
Interpretasi kualitatif dan Kuantitatif.
Dalam interpretasi kualitatif, zona
aquifer ditentukan dengan
mempelajari kurva lapangan
berdasarkan adanya harga tahanan
jenis yang kontras. Sedangkan dalam
Interpretasi kuantitatif tahanan jenis
batuan ditentukan dengan cara
langsung dan cara tidak langsung.
Cara tidak langsung memakai metoda
pencocokan kurva (Matching Curve)
antara kurva standar dengan kurva
lapangan (Gambar 2), Sedangkan cara
langsung memakai cara model inversi
dan metoda Filter Linear dengan
bantuan komputer.
Hasil Interpretasi berupa
penyebaran harga Tahanan Jenis yang
berupa penampang secara vertikal
sedangkan untuk mengetahui
penyebaran secara horizontal dapat
dilakukan korelasi antar titik
pengukuran.
-
Jurnal Riset IPTEK Kelautan Vol.2 No.3, Januari 2005:
Jurnal Riset IPTEK Kelautan, Vol.2 No.3 Januari 2005.pp:
@Printed in Indonesia
Type H
1>2
-
Jurnal Riset IPTEK Kelautan Vol.2 No.3, Januari 2005:
Jurnal Riset IPTEK Kelautan, Vol.2 No.3 Januari 2005.pp:
@Printed in Indonesia
Gambar 3. Kurva lapangan Baliara 3
Gambar 4. Kurva lapangan Baliara 4
Tidak berbeda dengan titik
pengukuran sebelumnya, pada Titik
pengukuran Baliara 4 (Gambar 4),
muka air tawar diperkirakan terdapat
pada kedalaman 1,57 meter dengan
harga tahanan jenis 20,43 ohm-meter
Demikian juga pada Titik
pengukuran Baliara 5 (Gambar 5),
muka air tawar diperkirakan terdapat
pada kedalaman 1,26 meter dengan
harga tahanan jenis 19,20 ohm-meter.
Gambar 5. Kurva lapangan Baliara 5
Gambar 6. Kurva lapangan basecamp2
Pada pengukuran di titik
basecamp 2 (Gambar 6) merupakan
kurva tipe Q yang menunjukkan harga
tahanan jenis batuan yang semakin
kecil. Dari hasil interpretasi
didapatkan bahwa air tawar terdapat
pada kedalaman 1,5 meter 16,8
meter dengan harga tahanan jenis
berkisar antara 10,5 29,2 ohm-meter.
Pada pengukuran di titik
basecamp 1 (Gambar 7), dari hasil
interpretasi didapatkan bahwa air
tawar terdapat pada kedalaman 2,92
meter dengan harga tahanan jenis
berkisar antara 14,7 61,7 ohm-meter.
-
Jurnal Riset IPTEK Kelautan Vol.2 No.3, Januari 2005:
Jurnal Riset IPTEK Kelautan, Vol.2 No.3 Januari 2005.pp:
@Printed in Indonesia
Gambar 7. Kurva lapangan basecamp1
KESIMPULAN
Metode Geolistrik merupakan
salah satu metoda geofisika yang dapat
digunakan untuk eksplorasi air tanah.
Lapisan aquifer pembawa air tawar
memiliki harga tahanan jenis yang
yang kontras dibandingkan lapisan
batuan yang tidak mengandung air
atau lapisan lempung.
Dari hasil studi kasus,
didapatkan bahwa harga tahanan jenis
aquifer yang mengandung air tawar
relatif kecil berkisar antara 10,5
61,7. Kecilnya harga ini karena aquifer
didaerah tersebut berupa endapan
aluvial yang bersifat lepas-lepas
sehingga memiliki porositas yang
cukup tinggi, dengan kandungan air
tawar yang banyak.
DAFTAR PUSTAKA
Loke, M.H., 2000. Electrical Imaging
Surveys for Environmental
and Engineering Studies: A
Practical guide to 2D and
3D Surveys. www.
agiusa.com.
Mardiana, U., Mulyo, A., 1993.
Metoda Tahanan Jenis
Untuk Penelitian Air
Tanah., UNPAD. Bandung.
Shankar, K. Ravi., 1994.
Groundwater Exploration.
Colombo, Sri Lanka.
Simoen, Soenarso., Purnama, Ig.
Setyawan., 2000.,
Geolistrik:Suatu Teknik
Geofisika Untuk
Penyelidikan Bawah
Permukaan, UGM.
Yogyakarta.