METODE GEOLISTRIKSalah satu metode yang digunakan dalam eksplorasi geofisika adalah metode geolistrik hambatan jenis. Geolistrik hambatan jenis memanfaatkan sifat resistivitas listrik batuan untuk mendeteksi dan memetakan formasi bawah permukaan. Metode ini dilakukan melalui pengukuran beda potensial yang ditimbulkan akibat injeksi arus listrik ke dalam bumi. Sifat-sifat suatu formasi dapat digambarkan oleh tiga parameter dasar yaitu konduktivitas listrik, permeabilitas magnet, dan permitifitas dielektrik1). Sifat konduktivitas batuan berpori dihasilkan oleh sifat konduktivitas dari fluida yang mengisi pori, interkoneksi ruang pori dan sifat konduktivitas dari interfase butiran dan fluida pori2). Berdasarkan pada harga resistivitas listriknya, suatu struktur bawah permukaan bumi dapat diketahui material penyusunnya3). Metode geolistrik cukup sederhana, murah dan sangat rentan terhadap gangguan sehingga cocok digunakan dalam eksplorasi dangkal. Desain sistem monitoring menggunakan resistivitas listrik sangat penting untuk mendeteksi aliran air tanah4). Penelitian ini merupakan model fisik menggunakan geolistrik sebagai alat monitoring untuk mendeteksi transport polutan di bawah permukaan tanah. Dalam artikel ini dilaporkan hasil pengukuran resistivitas listrik suatu medium pasir yang diinjeksi dengan polutan, serta penampang resistivitas listrik yang menggambarkan penyebaran polutan dibawah permukaan pasir.Metoda ini menggunakan medan potensial listrik bawah permukaan sebagai objek pengamatan utamanya. Kontras resistivity yang ada pada batuan akan mengubah potensial listrik bawah permukaan tersebut sehingga bisa kita dapatkan suatu bentuk anomali dari daerah yang kita amati.Geolistrik yang biasa juga disebut dengan resistivity memanfaatkan medan listrik, prinsipnya adalah 4 buah elektroda yang di pasang sejajar dengan 2 buah elektoda potensial berada dibagian dalam dan 2 buah elektroda arus yang dipasang diluar, posisi elektoda tergantung dari konfigurasi yang kita gunakan, ada beberapa jenis konfigurasi diantaranya adalah wenner, schlumberger, dipole-dipole, pole-dipole, dan lain-lain. Dengan injeksi arus yang diberikan oleh elektoda arus tersebut maka akan menimbulkan beda potensial dari kedua elektroda potensial yang dipasang dibagian dalam, nah beda potensial yang terukur tersebut dibagi dengan besaran kuat arus yang diinjeksikan ke dalam bumi kemudian dikalikan dengan factor geometri dari hasil inilah muncul nilai resistivitas semu yang selanjutnya diolah lagi dengan menggunakan perangkat lunak (Res2Dinv).Saat ini telah berkembang geolistrik dengan multichanel, salah satunya adalah ARES (Automatic Resistivity System) buatan Republik Ceko yang mempunyai kuat arus hingga 2A, power hingga 300 W, voltase 10 550 V. alat ini juga memungkinkan untuk pengambilan data 2D/3D. alat ini juga cukup ringan untuk dibawah ke lapangan, bisa dimasukkan ke dalam tas (berat 3.5 kg, dimensi 13 x 17 x 39 cm). dengan multichannel maka waktu yang diperlukan untuk pengambilan data dilapangan lebih cepat.

PrinsipGeolistrik merupakan salah satu metoda geofisika untuk mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah dengan cara mengalirkan arus listrik DC ('Direct Current') yang mempunyai tegangan tinggi ke dalam tanah. Injeksi arus listrik ini menggunakan 2 buah 'Elektroda Arus' A dan B yang ditancapkan ke dalam tanah dengan jarak tertentu. Semakin panjang jarak elektroda AB akan menyebabkan aliran arus listrik bisa menembus lapisan batuan lebih dalam. Dengan adanya aliran arus listrik tersebut maka akan menimbulkan tegangan listrik di dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di permukaan tanah diukur dengan menggunakan multimeter yang terhubung melalui 2 buah 'Elektroda Tegangan' M dan N yang jaraknya lebih pendek dari pada jarak elektroda AB. Bila posisi jarak elektroda AB diubah menjadi lebih besar maka tegangan listrik yang terjadi pada elektroda MN ikut berubah sesuai dengan informasi jenis batuan yang ikut terinjeksi arus listrik pada kedalaman yang lebih besar. Dengan asumsi bahwa kedalaman lapisan batuan yang bisa ditembus oleh arus listrik ini sama dengan separuh dari jarak AB yang biasa disebut AB/2 (bila digunakan arus listrik DC murni), maka diperkirakan pengaruh dari injeksi aliran arus listrik ini berbentuk setengah bola dengan jari-jari AB/2.KeunggulanHarga peralatan Relatif murah, Biaya survei Relatif murah, Waktu yang dibutuhkan Relatif sangat cepat, bisa mencapai 4 titik pengukuran atau lebih per hari, Beban pekerjaan, Peralatan yang kecil dan ringan sehingga mudah untuk mobilisasi, Kebutuhan persona sekitar 5 orang, terutama untuk konfigurasi Schlumberger, Analisa data Secara global bisa langsung diprediksi saat di lapangan

ItemPemboran Langsung Tanpa SurveiSurvei Geofisika

AkurasiDalam pemboran, lapisan batuan bisa langsung diketahui hampir 100% kebenarannya untuk jenis litologi, ketebalan dan kedalamannya.Diperlukan analisa terlebih dulu dan hasilnya belum tentu benar 100 % untuk jenis litologi, ketebalan dan kedalamannya. Kemungkinan kebenaran hasil analisa bisa bervariasi.

WaktuWaktu yang dibutuhkan untuk satu titik pemboran bisa berminggu-minggu bahkan berbulan-bulan tergantung dari jenis litologi dan kedalaman pemboran. Waktu yang dibutuhkan untuk satu titik pengamatan relatif singkat dalam hitungan kurang dari 1 hari apapun jenis litologi yang ada di bawah permukaan.

BiayaBiaya yang dibutuhkan relatif sangat mahal.Biaya yang dibutuhkan relatif murah.

Jumlah titikKarena biaya yang mahal dan waktu pengerjaan yang relatif lama, hampir tidak mungkin dilakukan banyak pemboran pada daerah luas agar target bisa tercapai. Karena biaya relatif murah dan waktu yang dibutuhkan sangat singkat, maka bisa dilakukan banyak titik pengamatan pada daerah yang luas.

KeputusanPenentuan titik pemboran secara acak yang tidak didukung dengan data yang meyakinkan bisa meleset dari target yang diinginkan.Penentuan lokasi untuk target yang diinginkan berdasarkan hasil analisa survei geofisika, sehingga bisa ditentukan daerah mana yang mempunyai target yang lebih meyakinkan.

ItemPemboran Langsung Tanpa SurveiSurvei Geofisika

AkurasiDalam pemboran, lapisan batuan bisa langsung diketahui hampir 100% kebenarannya untuk jenis litologi, ketebalan dan kedalamannya.Diperlukan analisa terlebih dulu dan hasilnya belum tentu benar 100 % untuk jenis litologi, ketebalan dan kedalamannya. Kemungkinan kebenaran hasil analisa bisa bervariasi.

WaktuWaktu yang dibutuhkan untuk satu titik pemboran bisa berminggu-minggu bahkan berbulan-bulan tergantung dari jenis litologi dan kedalaman pemboran. Waktu yang dibutuhkan untuk satu titik pengamatan relatif singkat dalam hitungan kurang dari 1 hari apapun jenis litologi yang ada di bawah permukaan.

BiayaBiaya yang dibutuhkan relatif sangat mahal.Biaya yang dibutuhkan relatif murah.

Jumlah titikKarena biaya yang mahal dan waktu pengerjaan yang relatif lama, hampir tidak mungkin dilakukan banyak pemboran pada daerah luas agar target bisa tercapai. Karena biaya relatif murah dan waktu yang dibutuhkan sangat singkat, maka bisa dilakukan banyak titik pengamatan pada daerah yang luas.

KeputusanPenentuan titik pemboran secara acak yang tidak didukung dengan data yang meyakinkan bisa meleset dari target yang diinginkan.Penentuan lokasi untuk target yang diinginkan berdasarkan hasil analisa survei geofisika, sehingga bisa ditentukan daerah mana yang mempunyai target yang lebih meyakinkan.

ItemPemboran Langsung Tanpa SurveiSurvei Geofisika

AkurasiDalam pemboran, lapisan batuan bisa langsung diketahui hampir 100% kebenarannya untuk jenis litologi, ketebalan dan kedalamannya.Diperlukan analisa terlebih dulu dan hasilnya belum tentu benar 100 % untuk jenis litologi, ketebalan dan kedalamannya. Kemungkinan kebenaran hasil analisa bisa bervariasi.

WaktuWaktu yang dibutuhkan untuk satu titik pemboran bisa berminggu-minggu bahkan berbulan-bulan tergantung dari jenis litologi dan kedalaman pemboran. Waktu yang dibutuhkan untuk satu titik pengamatan relatif singkat dalam hitungan kurang dari 1 hari apapun jenis litologi yang ada di bawah permukaan.

BiayaBiaya yang dibutuhkan relatif sangat mahal.Biaya yang dibutuhkan relatif murah.

Jumlah titikKarena biaya yang mahal dan waktu pengerjaan yang relatif lama, hampir tidak mungkin dilakukan banyak pemboran pada daerah luas agar target bisa tercapai. Karena biaya relatif murah dan waktu yang dibutuhkan sangat singkat, maka bisa dilakukan banyak titik pengamatan pada daerah yang luas.

KeputusanPenentuan titik pemboran secara acak yang tidak didukung dengan data yang meyakinkan bisa meleset dari target yang diinginkan.Penentuan lokasi untuk target yang diinginkan berdasarkan hasil analisa survei geofisika, sehingga bisa ditentukan daerah mana yang mempunyai target yang lebih meyakinkan.

AkurasiDalam pemboran, lapisan batuan bisa langsung diketahui hampir 100% kebenarannya untuk jenis litologi, ketebalan dan kedalamannya. Diperlukan analisa terlebih dulu dan hasilnya belum tentu benar 100 % untuk jenis litologi, ketebalan dan kedalamannya. Kemungkinan kebenaran hasil analisa bisa bervariasi.

WaktuWaktu yang dibutuhkan untuk satu titik pemboran bisa berminggu-minggu bahkan berbulan-bulan tergantung dari jenis litologi dan kedalaman pemboran. Waktu yang dibutuhkan untuk satu titik pengamatan relatif singkat dalam hitungan kurang dari 1 hari apapun jenis litologi yang ada di bawah permukaan.

BiayaBiaya yang dibutuhkan relatif sangat mahal. Biaya yang dibutuhkan relatif murah.

Jumlah TitikKarena biaya yang mahal dan waktu pengerjaan yang relatif lama, hampir tidak mungkin dilakukan banyak pemboran pada daerah luas agar target bisa tercapai. Karena biaya relatif murah dan waktu yang dibutuhkan sangat singkat, maka bisa dilakukan banyak titik pengamatan pada daerah yang luas.

KeputusanPenentuan titik pemboran secara acak yang tidak didukung dengan data yang meyakinkan bisa meleset dari target yang diinginkan. Penentuan lokasi untuk target yang diinginkan berdasarkan hasil analisa survei geofisika, sehingga bisa ditentukan daerah mana yang mempunyai target yang lebih meyakinkan.

Kegunaan Mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah permukaan sampai kedalaman sekitar 300 m sangat berguna untuk mengetahui kemungkinan adanya lapisan akifer yaitu lapisan batuan yang merupakan lapisan pembawa air. Umumnya yang dicari adalah 'confined aquifer' yaitu lapisan akifer yang diapit oleh lapisan batuan kedap air (misalnya lapisan lempung) pada bagian bawah dan bagian atas. 'Confined' akifer ini mempunyai 'recharge' yang relatif jauh, sehingga ketersediaan air tanah di bawah titik bor tidak terpengaruh oleh perubahan cuaca setempat. Keperluan Survei Untuk keperluan survei diperlukan peralatan : 1. Alat utama pengirim arus listrik DC tegangan tinggi2. Sumber arus listrik, aki 12 Volt kapasitas sekitar 50 AH3. 2 buah multimeter, high impedance, high precision4. Kabel 2 gulung a 500 m untuk jarak elektroda AB5. Kabel 2 gulung a 50 m untuk jarak elektroda MN6. 2 buah elektroda stainless steel untuk elektroda AB 7. 2 buah porous pot dengan larutan CuSO4 untuk elektroda MN 8. 3 buah Handy Talky9. Sejumlah kertas data atau menggunakan laptop10. Sejumlah kertas grafik logaritma ganda11. Kalkulator untuk menghitung 'apparent resistivity'12. GPS (Global Positioning System) untuk penentuan koordinat lokasi13. Peta lokasi untuk plotting lokasi titik pengukuran pada peta.

Sistem Survei Bila daerah yang disurvei cukup luas, hendaknya dibuat rencana sejumlah titik pengukuran pada peta lokasi. Jarak antar titik pengukuran bisa bervariasi, tergantung dari luas daerah, dana yang tersedia serta ketelitian yang diinginkan. Semakin dekat jarak antar titik pengukuran, akan memberikan hasil yang lebih teliti. Misalnya luas daerah yang disurvei = 5 km x 5 km, dan direncanakan jarak antar titik sejauh 500 m, maka akan didapat 11 x 11 = 121 titik pengukuran.

Penentuan Lokasi Untuk penentuan lokasi, hendaknya dipilih : a. Daerah yang relatif datar. Untuk daerah yang bergelombang (naik turun), ukuran meter dalam gulungan kabel bisa tidak tepat pada jarak yang semestinya b. Daerah yang tidak terpengaruh oleh medan listrik tegangan tinggi ataupun adanya petir sewaktu hujan. Hindari pengukuran sewaktu hujan turun. c. Daerah yang bebas dari perpipaan dalam tanah dengan bahan dari logam. d. Daerah yang bebas dari bahan logam yang terhubung ke tanah, misalnya pagar besi atau rel kereta api. Hendaknya diperiksa apakah pagar besi tersebut terhubung ke tanah. Pergunakan multimeter pada posisi 'Ohm' dan hubungkan satu kabel multimeter ke pagar dan kabel yang lain ke tanah. e. Di daerah batuan sedimen, usahakan bentangan kabel searah dengan jurus lapisan batuan, pergunakan kompas geologi untuk mengetahui jurus perlapisan batuan.

SpesifikasiDalam metoda geolistrik terdapat beberapa spesifikasi yaitu :1. Self potensial (SP) > Metode ini memanfaatkan potensial listrik yang terdapat di alam.2. Induced potential (IP) > Metode ini memanfaatkan potensial listrik yang kita induksikan sendiri kedalam tanah.Teori utama dalam metoda resistivity sesuai dengan hokum Ohm yaitu arus yang mengalir (I) pada suatu medium sebanding dengan voltage (V) yang terukur dan berbanding terbalik dengan resistansi (R) mdium, atau dapat dirumuskan sebagai berikut :V = I.RDimana R (Resistansi) sebanding dengan panjang medium yang dialiri (x), dan berbanding terbalik dengan luas bidang (A), yang sesuai dengan rumus :R = x/AUntuk mendapatkan pengukuran resistivity yang menghasilkan harga resistivitas semu app (apparent resistivity) dirumuskan oleh : app = K array . V / IDalam pelaksanaan survey dikenal beberapa metoda pengambilan data sesuai dengan peletakan eloktroda yang dilakukan. Hal ini berpengaruh terhadap faktor geometri peneletian resistivity yang kita lakukan. Adapun aturan/metoda tersebut antara lain :1. Metoda Schlumberger2. Metoda Wenner3. Metoda Gradien4. Metoda Dipole-dipole

I. Konfigurasi Elektroda Schlumberger

Gambar 1. Skema Konfigurasi Schlumberger

Pada konfigurasi Schlumberger ini MN digunakan sebagai elektroda potensial dan AB digunakan sebagai elektroda arus. Pada konfigurasi ini nilai MN < AB, bisa kita lihat pada persamaan 1 dan 2 maka kita dapatkan nilai Ksnya adalah

Umumnya metode Schlumberger ini dilakukan dengan jarak elektroda AB dibuat 10 kali atau lebih terhadap jarak elektron MN. Namun metode ini dapat dilakukan dengan jarak AB < 10 MN asal jarak L > 4l.

II. Konfigurasi Elektroda Wenner

Gambar 2. Skema konfigurasi WennerKonfigurasi Wenner digunakan pada jarak yang sama antara elektroda. Dalam konfigurasi ini AM = MN = NB. Pada konfigurasi ini persamaan relativitasnya menjadi

Dengan Kw = 2a

Pada konfigurasi ini, jarak antar elektroda a harus seragam untuk setiap pengukuran. Bila jarak elektroda AB 12 m, maka jarak elektroda MN 4 m dan demikian seterusnya. Sedangkan menurut referensi yang diperoleh konfigurasi Wenner-Schlumberger adalah konfigurasi dengan sistem aturan spasi yang konstan dengan catatan faktor n untuk konfigurasi ini adalah perbandingan jarak antara elektroda C1-P1 (atau C2-P2) dengan spasi antara P1-P2 seperti pada Gambar 3. Jika jarak antar elektroda potensial (P1 dan P2 adalah a maka jarak antar elektroda arus(C1 dan C2) adalah 2na + a. Proses penentuan resistivitas menggunakan 4 buah elektroda yang diletakkan dalam sebuah garis lurus (Sakka, 2001).

Gambar 3. Pengaturan Elektroda konfigurasi Wenner SchlumbergerCara pengukuran metode resistivitas yang biasa digunkan dalam akuisisi data lapangan memiliki fungsi yang berbeda beda. Disini akan dibahas tentang Lateral Mapping dan Vertical Sounding seperti yang sudah diberitahukan sebelumnya.

1. Lateral MappingPada lateral mapping cara ini digunakan untuk mengetahui kecenderungan harga resistivitas di suatu areal tertentu. Setiap titik target akan dilalui beberapa titik pengukuran. Ilustrasinya ditunjukkan pada gambar 4.

Gambar 4. Teknik akuisisi Lateral mapping

Gambar diatas menunjukkan skema akuisisi data secara mapping dengan menggunakan konfigurasi Wenner. Untuk pengukuran pertama ( n=1), spasi antar elektroda dibuat sama besar a. Setelah pengukuran pertama dilakukan, elektroda selanjutnya digeser ke kanan sejauh a ( C1 bergeser ke P1, P1 bergeser ke P2, P2 bergeser C1 ) sampai jarak maksimum yang diinginkan.

2. Vertical SoundingCara ini digunakan untuk mengetahui distribusi harga resistor di bawah suatu titik sounding di permukaan bumi. Cara ini sering disebut sounding 1-D sebab resolusi yang dihasilkan hanya bersifat vertical. Ilustrasi ditujukkan oleh gambar 5.

Gambar 5. Teknik akuisisi Vertical Sounding

Pada skema ini akuisisi data secara sounding dengan menggunakan konfigurasi Schlumberger, pengukuran pertama dilakukan dengan jarak antar spasi C1-P1 dan C2-P2 adalah a. Dari pengukuran tersebut diperoleh satu titik pengukuran kedua ( n-2) sampai kedalaman atau jarak yang diinginkan.