IDENTIFIKASI JENIS BATUAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK

Penyelidikan jenis dan ketebalan lapisan batuan pada suatu lokasi dapat menggunakan metode geolistrik tahanan jenis konfigurasi Shlumberger. Metode geolistrik mempunyai prinsip dasar yaitu mengirimkan arus listrik ke bawah permukaan melalui dua elektroda arus (A dan B) dan mengukur kembali beda tegangan di antara dua elektroda potensial (M dan N) yang diterima di permukaan. Dari data arus dan beda tegangan ini, maka nilai tahanan jenis dapat dihitung. Nilai tahanan jenis yang didapat bukan merupakan nilai tahanan jenis sebenarnya melainkan nilai tahanan jenis semu. Untuk mendapatkan nilai dari tahanan jenis sebenarnya, maka dilakukan teknik inversi dengan menggunakan software InterpreVes dan Rockworks. Hasil pemodelan inversi tersebut kemudian dapat diperoleh penampang litologi, nilai resistivitas dan ketebalan dari tiap lapisan batuan.

Kondisi tanah memiliki peranan penting dalam melakukan pekerjaan konstruksi. Tanah adalah pondasi pendukung suatu bangunan atau bahan konstruksi dari bangunanan itu sendiri. Perlu pemahaman yang mendalam terkait dengan fungsi-fungsi serta sifat tanah sebelum dilakukan pembebanan terhadapnya (Sudarsono, 1984).

         Suatu bangunan yang berdiri di atas tanah akan menimbulkan beban terhadap lapisan tanah di bawahnya. Tanah akan mengalami tegangan tergantung beban pikul dan luas pondasi. Sebagai akibatnya terjadinya tegangan bawah tanah, maka akan timbul perubahan bentuk (deformasi) yang akan menimbulkan penurunan (settlement) terhadap bangunan diatasnya (Verhoef, 1994). Di dalam perencanaan pembangunan perlu dilakukan perencanaan yang baik guna mencegah terjadinya deformasi pada lapisan tanah yang akan menyebabkan penurunan pada bangunan. Suatu bangunan yang dibangun tanpa memperhatikan struktur tanah dan tata lingkungan maka akan memiliki resiko yang lebih besar terhadap kerusakan akibat dari gempa maupun penurunan tanah.

Pola aliran arus dan bidang ekipotensial antara dua elektroda arus dengan polaritas berlawanan  (Bahri, 2005)

Eksplorasi tanah dilakukan dengan cara pengambilan sampel tanah dari lapisan bawah permukaan. Indikator yang berhubungan dengan karakteristik mekanika tanah pondasi harus dicari dengan pengujian-pengujian yang sesuai dengan letak asli tanah itu. Biasanya dibuat suatu lubang bor kedalam tanah pondasi dan dilakukan berbagai pengujian. Akan tetapi metode ini hanya akan memberikan informasi dalam arah vertikal pada titik pemboran tertentu saja sehingga untuk memperkirakan luas atau penyebaran karakteristik tanah dalam arah horizontal, diperlukan suatu metode survey lain seperti penyelidikan geoteknik. Dalam hal ini Geomekanika yang merupakan cabang ilmu Geoteknik memiliki andil yang cukup besar dalam pemecahan masalah ataupun memberikan sebuah gambaran awal mengenai kondisi batuan suatu wilayah.

Geofisika adalah salah satu ilmu pengetahuan alam yang meneliti struktur bawah permukaan bumi dengan menggunakan ilmu fisika dan matematika sebagai kerangka berpikir dan ilmu bumi lainnya (geologi, geodesi, geohidrologi dan lain-lain) sebagai kerangka penunjang. Untuk dapat menganalisis struktur bawah permukaan bumi para ahli fisika menggunakan data yang secara umum merupakan respon dari parameter fisis bawah permukaan bumi (kandungan air, minyak, gas, atau lainnya). Salah satu keunggalan metode geofisika adalah orang bisa melakukan pemetaan parameter bawah permukaan bumi (terhadap kandungan air, minyak, gas dan bahan mineral lainnya yang terdapat di bawah permukaan bumi) tanpa harus melihat langsung struktur bawah permukaannya. Hal ini mengakibatkan pengambilan data geofisika memerlukan biaya yang relatif murah, namun memberikan peluang besar untuk menghasilkan produk analisis yang cukup baik. Sumber medan yang sering digunakan dalam pengambilan data geofisika adalah geolistrik, geomagnet dan seismik.

Selain kegunaan yang telah diuraikan sebelumnya menurut Reynolds 1997, aplikasi metode geofisika  juga banyak digunakan didalam memonitor pencemaran air tanah, aplikasi geoteknik dan penyelidikan di bidang arkeologi. Pada bidang geoteknik, metode tahanan jenis banyak digunakan untuk mengetahui struktur bawah permukaan bumi, patahan dan rekahan, kedalaman batuan dasar, dan lain-lain.

Metode Geolistrik tahanan jenis merupakan salah satu metode yang sering digunakan dalam survei geofisika untuk eksplorasi yang relatif dangkal. Dalam survey metode geolistrik akan diperoleh nilai beda potensial, kuat arus dan nilai tahanan jenis batuan. Tahanan jenis batuan kemudian dengan pengolahan data lebih lanjut maka akan mendapatkan nilai tahanan jenis tiap lapisan batuan. Dengan demikian lapisan bawah permukaan tanah dapat digambarkan dengan perbedaan nilai tahanan jenis dari masing-masing lapisan tersebut. Sehingga dari hasil ini dapat menjadi gambaran yang baik untuk perencanaan pembangunan.

Peralatan dan Bahan Penelitian

1.     Resistivity meter digunakan sebagai alat untuk mengukur besar tahanan jenis.

2.     Patok penempatan elektroda yang akan dipasang.

3.     Elektroda arus dan potensial masing-masing 2 buah, digunakan untuk mengalirkan arus listrik ke dalam tanah.

4.     Palu digunakan untuk memukul elektroda potensial dan elektroda arus di permukaan tanah,

5.     Meteran digunakan untuk mengukur panjang lintasan yang akan diteliti.

6. Kabel-kabel penghubung digunakan sebagai penghubung elektroda-elektroda dengan alat resistivity meter,

7.     Kompas gunanya untuk menentukan lokasi pengukuran dan arah bentangan di lapangan.

8.     Tabel data gunanya sebagai tempat menulis data hasil pengukuran.

9.     Kertas bilogaritma untuk mengeplot data.

10.  GPS (Global Positioning System) untuk menentukan posisi tempat penelitian.

Prosedur Penelitian Pengambilan Data

Teknik pengukuran didasarkan pada stacking chart yang telah dibuat, yang disesuaikan dengan kondisi lapangan. Beberapa hal tahapan akuisisi yang dilakukan adalah :

1.     Alat yang digunakan adalah resistivity meter yang telah dikalibrasi dimana hasil bacaan berupa nilai hambatan dalam ohm.

2.  Tempatkan elektroda-elektroda arus dan potensial dengan konfigurasi Shlumberger pada bentangan terpendek yang direncanakan, Catat kuat arus listrik dan beda potensial yang terukur. Hitung ρa dan plot hasilnya (ρa) sebagai fungsi jarak setengah bentangan (AB/2) pada kertas skala log-log.

3.     Pindahkan elektroda arus (elektroda potensial tetap) pada jarak yang telah ditentukan. Catat I dan V yang terukur. Hitung ρa dan plot ρa

4.   Lakukan langkah pada point 3 (dapat berkali-kali sampai pembacaan beda potensialnya sukar (karena sangat kecil). Biasanya perpindahan elektroda arus (elektroda potensial tetap) dapat diterapkan sampai beberapa kali (4 kali sampai 5 kali) tergantung kemampuan alat ukur.

5.   Perpindahan elektroda potensial ke posisi kedua yang telah ditentukan dengan elektroda arus tetap. Hitung dan plot ρa yang dihasilkan bila harga ρa tidak meloncat terlalu jauh, maka hasil pengukuran kurang baik sehingga perlu dilakukan langkah lain, dengan merubah arah bentangan atau berpindah tempat.

6.     Kalau point 5 tidak terjadi masalah maka lakukan kembali langkah 3-5 berkali-kali hingga jarak bentangan maksimum yang ditentukan.

Pengolahan Data

Proses pengolahan data sepenuhnya dilakukan dengan menggunakan software InterpreVes dan Rockworks. Beberapa hal yang di lakukan dalam tahap ini adalah :

1.     Data berupa nilai beda potensial (V), nilai potensial dari hasil pengukuran, dan nilai besarnya kuat arus (I) yang diinjeksikan diolah menggunakan software interpreVes untuk mendapatkan nilai faktor geometri (K) dan nilai resistivitas semu ( ρa).

2.     Dari data hasil pengolahan InterpreVes menghasilkan data berupa nilai resistivitas dan kedalaman masing-masing lapisan.

3.     Kemudian data hasil InterpreVes di masukan kedalam software Rockworks untuk menghasilkan penampang litologi untuk masing masing titik sounding.

Interpretasi data

Interpretasi data lapangan berdasarkan tahanan jenis umumnya dilakukan dengan menganalisa terhadap sifat fisika batuan, yaitu tahan jenisnya, porositas, permeabilitas batuan, kandungan mineral dan lain-lain. Teknik penafsiran dilakukan dalam dua tahap, tahap pertama membandingkan antara kurva yang didapat dari pengolahan data lapangan dengan kurva standar yang telah dihitung secara matematis. Dengan demikian akan diketahui perkiraan harga tahanan jenis (ρa) dan ketebalan (h) masing-masing lapisan, selanjutnya memasukan data lapangan dan hasil interpretasi data pertama kemudian dilakukan pendekatan matematis inverse modeling mengunakan software interpreVes sebagai koreksi interpretasi dengan presentase kesalahan sekecil mungkin. Dari harga tahanan jenis dan ketebalan masing-masing lapisan batuan serta kontras tahanan jenis yang kemudian dikorelasikan atau dibandingkan dengan data geologi daerah penyelidikan dan data-data lainnya maka diperoleh gambaran litologi bawah permukaan menggunakan software Rockworks.


Baca Juga :
PENGOLAHAN DATA GEOLISTRIK MENGGUNAKAN IP2WIN

Thanks for reading & sharing Nyontek..??