Praktikum Geolistrik Konfigurasi Dipole-Dipole

GEOFISIKA

DASAR TEORI

Metode geolistrik yaitu salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di

dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya di permukaan bumi. Prinsip dasar metode

geolistrik tahanan jenis adalah Hukum Ohm. Dimana hambatan diperoleh dengan mengukur beda

potensial dan arus yang dilewatkan dalam suatu penghantar.

I

VR

dimana R adalah hambatan (tahanan) dalam satuan ohm, V beda potensial dan I adalah arus

Ampere yang dilewatkan. Oleh karena medium dibawah permukaan bumi tidak homogen (sejenis),

maka terdapat pengertian hambatan jenis (resistivitas/ ) yang bergantung dari pemasangan

elektrode arus dan potensialatau faktor konfigurasi (k), selain tegangan yang terbaca (V) dan arus

yang dikirimkan (I).

I

Vk

Metode Resistivity merupakan salah satu bagian dari metode geolistrik yang mengukur parameter

Resistivitas (tahanan Jenis) batuan di bawah permukaan bumi. Resistivitas adalah kemampuan

suatu medium untuk menghambat arus listrik yang melaluinya bergantung dari sifat dan geometri

medium tersebut Konduktivitas adalah kemampuan suatu medium/batuan untuk menghantrkan

arus listrik yang melaluinya.

Pelaksanaan metode resistivity adalah dengan mengirimkan arus dan mengukur potensial,

dengan jarak elektrode arus dan potensial yang divariasikan. Dengan demikian diperoleh harga

restivitas atau tahanan jenis untuk setiap jarak elektrtode arus dan potensial yang besarnya tertentu.

Dengan mengeplotkan data tahanan jenis terhadap kjarak elektrode arus, maka diperoleh

kurva yang melukiskan hubungan fungsional antara jarak elektrode arus (spasi) dan tahanan jenis.

Metode ini dapat dipergunakan untuk menafsirkan setiap daerah yang dibawahnya mempunyai

kontras tahanan jenis, tetapi karena keterbatasan dari metode ini maka penggunaannya terbatas

hanya pada struktur bawah permukaan yang mempunyai perlapisan horisontal dan struktur lain

dengan geometeri yang sederhana, misanya : bola, pipa, dike dan lain-lain.

Konfigurasi Dipole-Dipole

Susunan elektrode dipole-dipole jika elekrode arus dan elektrode potensial dipisahkan oleh jarak

na, dimana a adalah spasi atau jarak masing-masing kaki elektrode tersebut.

Gambar: Pemasangan elektrode cara Dipole-dipole.

Survey Mapping Konfigurasi Dipole-Dipole

Plot Point Konfigurasi Dipole-Dipole

Untuk memperoleh faktor konfigurasi pemasangan elektrode dipole-dipole dengan memasukkan :

C1P1 = a+na = a(n+1) C1P2 = na C2P1 = a+na+a = a(n+2) C2P2 = na+a = a(n+1)

Dalam persamaan

1

22211211 PC

1

PC

1

PC

1

PC

12k

dimana k = faktor konfigurasi

r1= jarak C1P1 r3= jarak C1P2

r1= jarak C2P1=P1C2 r4= jarak C2P2

maka diperoleh,

1

d)1n(a

1

na

1

)2n(a

1

)1n(a

12k

1

1

)2(

1

)1(

22

nanana

1

d)2n)(1n)(n(a

)2n)(1n()1n)(n()2n)(n(22k

Keterangan :

• = titik ukur

I = kuat arus

a = spasi

V = tegangan

n ,n = penetrasi kedalaman

11222

d)2n)(1n)(n(a

22

)2n)(1n)(n(a

2n3nnnn4n22k

)2n)(1n)(n(akd

Jadi untuk pemasangan elektrode dipole-dipole (doble pole) diperoleh hubungan antara

resistivitas, beda potensial dan arus adalah sebagai berikut :

I

V)2n)(1n)(n(a

TUJUAN

Tujuan dari pada praktikum geolistrik konfigurasi dipole-dipole adalah mengetahui

resistivitas lapisan pada lokasi praktikum dan mencoba untuk memodelkan tiap lapisan tiap

lapisan berdasarkan sebaran nilai resistivitasnya.

LOKASI

U

ALAT DAN BAHAN

Kompas dan GPS Aki 12 Volt

Kabel satu set Elektroda 4 buah dan palu

Rollmeter Banana jack

Laptop Air garam

Naniura Resistivity Meter Model: NRD 300 HF

Naniura Resistivity Meter Aki 12V Kabel

Elektroda yang sudah dipasang

TATA CARA PELAKSANAAN

1. Digunakan meteran untuk mengukur jarak titik awal— akhir di lapangan kemudian

titik akhir digeser sedemikian sehingga sesuai dengan bentangan survei yang telah

ditentukan

2. Lokasi pengukuran dan lintasan pengukuran disketsa

3. Diukur jarak titik-titik elektroda potensial dan arus seperti yang ditentukan pada desain

survei dengan bantuan meteran yang telah dipasang,

Gambar: Alat-alat yang digunakan pada saat pengambilan data

4. Elektroda-elektroda ditancapkan dengan bantuan palu. Sebelum ditancapkan, elektroda

lebih dahulu diberi air garam

5. Elektroda kemudian disambungkan dengan Naniura melalui kabel input

6. Naniura dihubungkan dengan aki sebagai sumber tegangan dengan menyambungkan

kabel kutub negatif terlebih dahulu kemudian diikuti kabel kutub positif pada aki

7. Naniura dihidupkan, kemudian dipilih mode pengukuran R (resistivitas)

8. Dicatat data resistivitas, arus dan tegangan yang ditampilkan pada layar Naniura pada

lembar data survey sebagai data Set 1, n=1.

9. Kabel input untuk elektroda potensial n=1 dipindah ke elektoda potensial untuk n=2

kemudian di’measure’ kemudian ditulis sebagai data Set 1, n=2.

10. Langkah 8 dan 9 diulangi hingga sampai pada titik lintasan terakhir.

DATA

Jarak AB/2 maks 85 meter Kelompok Jam mulai

Lokasi Lapangan Monjali, Mlati, Sleman, Yogyakarta 9 08.55

Tanggal 22-Nov-14 7 dan 8 10.12

Jam 12:09:00 5 dan 6 12.09

Cuaca Cerah

Azimuth N50E

Jarak elektroda 10

Jumlah n 4

No n A B M N V (mV) I (mA) No n A B M N V (V) I (A)

1 1 0 10 20 30 1.876 19 14 2 30 40 60 70 0.2587 43

2 2 0 10 30 40 1.405 19 15 3 30 40 70 80 0.299 43

3 3 0 10 40 50 1.571 20 16 4 30 40 80 90 0.2137 55

4 4 0 10 50 60 2.265 20 17 1 40 50 60 70 1.929 92

5 1 10 20 30 40 0.1259 28 18 2 40 50 70 80 1.983 92

6 2 10 20 40 50 0.1574 33 19 3 40 50 80 90 1.686 92

7 3 10 20 50 60 0.539 35 20 4 40 50 90 100 1.985 92

8 4 10 20 60 70 0.3731 36 21 1 50 60 70 80 -0.418 77

9 1 20 30 40 50 1.034 21 22 2 50 60 80 90 14.487 323

10 2 20 30 50 60 1.146 21 23 3 50 60 90 100 14.3 78

11 3 20 30 60 70 1.032 21 24 1 60 70 80 90 0.82 77

12 4 20 30 70 80 1.32 20 25 2 60 70 90 100 0.802 76

13 1 30 40 50 60 0.2634 42 26 1 70 80 90 100 0.936 41

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dari data yang diperoleh dilapangan kemudiaan dilakukan pengolahan dengan

menggunakan Microsoft Excel untuk mencari nilai hambatan, faktor geometri dan hambatan semu

lapisan.

No n A B M N V (V) I (A) R (Ω) K ρ App (Ωm)

1 1 0 10 20 30 1.876 19 0.0987368 188.4 18.60202105

2 2 0 10 30 40 1.405 19 0.0739474 55.72674 4.12084554

3 3 0 10 40 50 1.571 20 0.07855 147.9882 11.62447311

4 4 0 10 50 60 2.265 20 0.11325 426.726 48.3267195

5 1 10 20 30 40 0.1259 28 0.0044964 0.847127 0.003809047

6 2 10 20 40 50 0.1574 33 0.0047697 3.594444 0.017144407

7 3 10 20 50 60 0.539 35 0.0154 29.0136 0.44680944

8 4 10 20 60 70 0.3731 36 0.0103639 39.05113 0.404721607

9 1 20 30 40 50 1.034 21 0.0492381 9.276457 0.45675508

10 2 20 30 50 60 1.146 21 0.0545714 41.12503 2.244251559

11 3 20 30 60 70 1.032 21 0.0491429 92.58514 4.549898449

12 4 20 30 70 80 1.32 20 0.066 248.688 16.413408

13 1 30 40 50 60 0.2634 42 0.0062714 1.181537 0.007409926

14 2 30 40 60 70 0.2587 43 0.0060163 4.533868 0.027277015

15 3 30 40 70 80 0.299 43 0.0069535 13.10037 0.091093285

16 4 30 40 80 90 0.2137 55 0.0038855 14.64039 0.05688458

17 1 40 50 60 70 1.929 92 0.0209674 3.950257 0.082826574

18 2 40 50 70 80 1.983 92 0.0215543 16.24336 0.350114956

19 3 40 50 80 90 1.686 92 0.0183261 34.52635 0.632732853

20 4 40 50 90 100 1.985 92 0.0215761 81.2987 1.754107727

21 1 50 60 70 80 -0.418 77 -0.005429 -1.02274 0.005552033

22 2 50 60 80 90 14.487 323 0.0448514 753.6 33.80000991

23 3 50 60 90 100 14.3 78 0.1833333 345.4 63.32333333

24 1 60 70 80 90 0.82 77 0.0106494 2.006338 0.021366193

25 2 60 70 90 100 0.802 76 0.0105526 7.952463 0.083919414

26 1 70 80 90 100 0.936 41 0.0228293 4.301034 0.098189462

Setelah pengolahan data menggunakan Excel sudah selesai kemudian selanjutnya

melakukan pengolahan menggunakan software Res2dInv untuk menampilkan hasil resistivitas dan

model perlapisannya.

Memasukan data hasil percobaan dalam bentuk Notepad. Dengan nilai

LINE 1 : Nama dari garis survey

LINE 2 : Spasi elektroda terpendek

LINE 3 : Tipe Pengukuran (dipole-dipole : 3)

LINE 4 : Jumlah data

LINE 5 : Tipe dari lokasi untuk datum points (masukkan 1)

LINE 6 : Kode untuk input data resistivitas (0)

LINE 7 : Input data berupa lokasi x, spasi elektroda terpendek (a), nilai “n”, dan nilai rho

app nya. Data ditutup dengan line terakhir “0”

Dan hasilnya sebagai berikut :

Tampilan yang dihasilkan dari data diatas adalah seperti gambar dibawah ini

Setelah dilakukan pengolahan lebih lanjut untuk mengurangi RMS error, nilai RMS ( Root

Mean Square ) atau nilai error yang didapat masih sangat besar yaitu 127.5% sedangkan untuk

mendapatkan hasil yang akurat dan sesaui dengan keadaan asli di lapangan nilai error tersebut

harus sangat kecil bahkan mendekati 0%. Untuk itu dilakukan koreksi untuk memperkecil nilai

error tersebut dengan cara display > show inversion result. Setelah muncul window baru klik Edit

data > RMS error statistic, geser kursor mentok ke kiri, kemudian kalau sudah klik editing option

> select type of data trimming, kemudian pilih replace bad data kemudian save .dat yang baru,

hasil save .dat yang baru dibuka lagi lewat read data tapi datanya menggunakan data .dat yang

baru tadi. Lakukan cara tersebut hingga mendapatkan nilai RMS yang sangat kecil.

Akuisisi yang seharusnya dilakukan untuk praktikum geolistrik konfigurasi dipole-dipole

adalah dilapangan GSP (Grha Sabha Pramana), namun karena alat yang digunakan tidak berfungsi

seperti yang semestinya maka dilokasi tersebut hanya dilakukan latihan untuk memasang

konfigurasi dipole-dipole tanpa melakukan akuisisi data.

Kerana alat yang tidak berfungsi seperti semestinya, maka akuisisi data dilakukan di

lapangan Monjalai, bersama dengan kelompok-kelompok yang lain. Sehingga dalam 1 line akuisisi

data digunakan bersama-sama untuk 5 kelompok (kelompok 9, 7, 8, 5 dan kelompok 6). Beberapa

perbedaan dalam pemahaman alat dan alat yang memang sedikit sulit untuk dimeasure sehingga

waktu yang dibutuhkan untuk akuisisi satu titik cukup memakan maktu yang relative lama.

Pada gambar permodelan yang belum melalui proses lebih lanjut diperoleh RMS error

sekitar 127.5% dan bentuk model perlapisannya terlihat lebih mendatar. Gambar berikutnya adalah

yang telah mengalami proses lebih lanjut, dimana gambar pertama diatas merupakan hasil

interpolasi dari data resistivitas yang diperoleh di lapangan, kemudian untuk gambar kedua adalah

gambar dari perhitungan resistivitas semu data lapangan. Sedangkan untuk gambar ketiga adalah

gambar permodelan lapisan yang dibentuk software dengan iterasi sebanyak 5 kali dan RMS error

sekitar 4%.

Interpretasi dari hasil tampilan diatas kurang didukung oleh data geologi yang cukup,

sehingga interpretasi yang dilakukan hanyalah melalui hasil yang ditampilkan oleh pemrosesan

software. Data resistivitas lapisan yang diperoleh dilapangan tidak begitu bagus sehingga

permodelan lapisan yang dihasilkan juga kurang begitu bagus. Namun dari hasil permodelan diatas

dapat dilihat kemenerusan-kemenerusan perlapisan yang memiliki besar nilai resisitivitas yang

relative serangam. Secara umum semakin dalam nilai resistivitasnya semakin besar dari resistivitas

sekitar 4.5 ohm.meter (biru) hingga sekitar 40 ohm.meter (ungu).

Pada jarak sekitar 24 meter terdapat nilai resistivitas yang berbeda dibanding nilai

resistivitas sebelah kanan maupun kirinya. Karena memang kurangnya data geologi, sehingga

belum bisa dikatakan itu adalah hasil dari aktivitas tektonik ataupun dari aktivitas lainnya yang

mengakibatkan suatu perlapisan mengalami deformasi.

KESIMPULAN

Dalam praktikum geolistrik konfigurasi dipole-dipole ini diperoleh kesimpulan, yaitu:

Dalam melakukan akuisisi data perlu memahami konfigurasi dan alat yang

digunakan

Dibutuhkan adanya data geologi daerah penelitian untuk membantu interpretasi

data

Kedalaman akuisisi data sekitar 13 meter dengan bentangan sekitar 80 meter

Semakin dalam resistivitasnya semakin besar

RMS error untuk permodelan lapisan sekitar 4%

DAFTAR PUSTAKA

Hartantyo, Eddy. 2012. Buku Panduan Praktikum Metode Geoelektrisitas dan

Elektromagnetik. Yogyakarta : Program Studi Geofisika, Jurusan Fisika, Fakultas MIPA,

Universitas Gadjah Mada.

Nabilla Nurul Fitri. 2014. Geolistrik Dipole-dipole. Laboratorium Geofisika Eksplorasi

UPN. Yogyakarta.

Tim Asisten GEM. 2014. VES dan Dipole-dipole Lapangan. Laboratorium Geofisika

Fakultas MIPA UGM. Yogyakarta.