Metoda geolistrik terdiri dari beberapa konfigurasi, misalnya yang ke 4 buah elektrodanya terletak dalam satu garis lurus dengan posisi elektroda AB dan MN yang simetris terhadap titik pusat pada kedua sisi yaitu konfigurasi Wenner dan Schlumberger. Setiap konfigurasi mempunyai metoda perhitungan tersendiri untuk mengetahui nilai ketebalan dan tahanan jenis batuan di bawah permukaan. Metoda geolistrik konfigurasi Schlumberger merupakan metoda favorit yang banyak digunakan untuk mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah permukaan dengan biaya survei yang relatif murah.
Umumnya lapisan batuan tidak mempunyai sifat homogen sempurna, seperti yang dipersyaratkan pada pengukuran geolistrik. Untuk posisi lapisan batuan yang terletak dekat dengan permukaan tanah akan sangat berpengaruh terhadap hasil pengukuran tegangan dan ini akan membuat data geolistrik menjadi menyimpang dari nilai sebenarnya. Yang dapat mempengaruhi homogenitas lapisan batuan adalah fragmen batuan lain yang menyisip pada lapisan, faktor ketidakseragaman dari pelapukan batuan induk, material yang terkandung pada jalan, genangan air setempat, perpipaan dari bahan logam yang bisa menghantar arus listrik, pagar kawat yang terhubung ke tanah dan sebagainya.
„Spontaneous Potential’ yaitu tegangan listrik alami yang umumnya terdapat pada lapisan batuan disebabkan oleh adanya larutan penghantar yang secara kimiawi menimbulkan perbedaan tegangan pada mineral-mineral dari lapisan batuan yang berbeda juga akan menyebabkan ketidak-homogenan lapisan batuan. Perbedaan tegangan listrik ini umumnya relatif kecil, tetapi bila digunakan konfigurasi Schlumberger dengan jarak elektroda AB yang panjang dan jarak MN yang relatif pendek, maka ada kemungkinan tegangan listrik alami tersebut ikut menyumbang pada hasil pengukuran tegangan listrik pada elektroda MN, sehingga data yang terukur menjadi kurang benar.
Untuk mengatasi adanya tegangan listrik alami ini hendaknya sebelum dilakukan pengaliran arus listrik, multimeter diset pada tegangan listrik alami tersebut dan kedudukan awal dari multimeter dibuat menjadi nol. Dengan demikian alat ukur multimeter akan menunjukkan tegangan listrik yang benar-benar diakibatkan oleh pengiriman arus pada elektroda AB. Multimeter yang mempunyai fasilitas seperti ini hanya terdapat pada multimeter dengan akurasi tinggi (http://ezraroelistoa.wordpress.com/2013/03/13/metode geolistrik).
Berdasarkan letak eletroda potensial dan elektroda arusnya, pada konfigurasi metode resistivitas tahanan jenis dikenal beberapa jenis konfigurasi diantaranya : konfigurasi Sclumberger, Konfigurasi Wenner, Konfigurasi Pole-Pole, Konfigurasi Wenner-Schlumberger, Konfigurasi Dipole-Dipole dan lain-lain.
2.7.3.1 Konfigurasi Schlumberger
Konfigurasi ini diambil dari nama Conrad Sclumberger yang merintis metode geolistrik pada tahun 1920-an. Adapun keunggulan dari konfigurasi Sclumberger ini adalah kemampuan untuk mendeteksi adanya non-homogenitas lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda MN/2. Sedangkan kelemahannya adalah tidak bisa mendeteksi homogenitas batuan di dekat permukaan yang bisa berpengaruh terhadap hasil perhitungan, selain itu
juga dalam pembacaan tegangan pada elektroda MN adalah lebih kecil terutama ketika jarak AB yang relatif jauh, sehingga diperlukan alat ukur multimeter yang mempunyai karakteristik “high impedence” dengan akurasi tinggi yaitu yang bisa mendisplay tegangan minimal 4 digit atau 2 digit dibelakang koma, atau dengan cara lain, diperlukan peralatan pengirim arus yang mempunyai tegangan DC yang sangat tinggi. Seperti Gambar 2.11
Gambar 2.11 Elektroda arus dan Potensial Konfigurasi Schlumberger
2.7.3.1 Konfigurasi Wenner
Konfigurasi Wenner dikembangkan oleh Wenner di Amerika yang ke-empat buah elektroda-nya terletak dalam satu garis dan simetris titik tengah. Jarak MN pada konfigurasi wenner selalu sepertiga (1/3) dari jarak AB. Bila jarak AB diperlebar, maka jarak MN juga harus diubah sehingga jarak MN tetap sepertiga jarak AB.
Keunggulan dari konfigurasi Wenner ini adalah ketelitian pembacaan tegangan pada elektroda MN lebih baik dengan angka yang relative besar karena elektroda MN yang relatif dekat elektroda AB. Disini bisa digunakan alat ukur multimeter dengan impedansi yang relative lebih kecil.
Sedangkan kelemahannya adalah tidak bisa mendeteksi homogenitas batuan di dekat permukaan yang bisa berpengaruh terhadap hasil perhitungan. Data yang didapat dari cara konfigurasi Wenner, sangat sulit untuk
menghilangkan factor non homogenitas batuan, sehingga hasil perhitungan menjadi kurang akurat.
Gambar 2.12 Konfigurasi Wenner
2.7.3.1 Konfigurasi Pole-Pole
Konfigurasi Pole-Pole jarang digunakan dalam survei geolistrik untuk prosedur sounding. Konfigurasi ini bertujuan mencatat gradien potensial atau intensitas medan listrik dengan menggunakan pasangan elektroda detektor (potensial) yang berjarak relatif dekat dibanding dengan jarak elektroda arus. Elektroda detektor diletakkan pada bagian tengah dari susunan tersebut (Marino, 1984). Dalam susunan ini empat elektroda terletak dalam suatu garis lurus. Susunan elektroda untuk konfigurasi Pole-Pole ditunjukkan dalam Gambar 2.13 Di mana C1=P1= na/2; sedangkan C2=P2= ∞:
Gambar 2.13 Konfigurasi pole-pole
Konfigurasi pole-pole mempunyai faktor geometri K = 2 π
Kelemahan lain dari konfigurasi ini adalah bahwa jarak yang besar antara elektroda P1 dan P2, ia dapat mengambil sejumlah besar suara dari bumi yang
sangat dapat menurunkan kualitas pengukuran. Dengan demikian konfigurasi ini digunakan dalam survei yang relatif kecil elektroda jarak (kurang dari 10 meter) digunakan. Hal ini populer di beberapa aplikasi seperti survei arkeologi di mana jarak elektroda kecil yang digunakan. Ini juga telah digunakan untuk 3-D survei (Li dan Oldenburg 1992). konfigurasi ini memiliki cakupan terluas horisontal dan kedalaman terdalam penyelidikan. Namun, memiliki resolusi yang paling rendah, yang tercermin oleh jarak yang relatif besar antara kontur di plot fungsi sensitivitas (Loke,1999).
2.7.3.2 Konfigurasi Wenner – Schlumberger
Metode ini dimaksudkan sebagai acuan dan pegangan dalam pengukuran resistivitas perlapisan batu atau tanah dibawah permukaan tanah dengan susunan elektroda Wenner – Schumberger untuk eksplorasi awal air tanah dengan mempelajari geologi bawah permukaan dan menduga air tanah berdasarkan nilai reistivitasnya.
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 2.13. 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. Seperti terlihat pada Gambar 2.14
Gambar 2.14 Pengaturan elektroda konfigurasi Wenner – Schlumberger dengan faktor geometri (k)
2.7.3.1 Konfigurasi Dipole-Dipole
Konfigurasi yang dipakai dalam penelitian ini adalah konfigurasi dipole-dipole. Konfigurasi dipole-dipole memiliki keunggulan untuk mendeteksi adanya besarnya tahanan jenis (resistivitas) bawah permukaan tanah, seperti terlihat pada Gambar 2.15
Gambar 2.15 Konfigurasi Dipole-Dipole (Loke, 2000)
Pada konfigurasi dipole-dipole, pengukuran biasanya dimulai dengan spasi “a” antara elektroda C2 – C1 ( dan juga pada P1 – P2 ). Sedangkan jarak antara elektroda C2 – C1 dan P1 – P2 sebesar “na” dengan “n” dimulai dari 1 dan maksimal bernilai 6. Jika “n” lebih besar dari 6 maka pengukuran nilai potensial tidak akurat lagi karena nilai potensialnya sangat rendah. Untuk meningkatkan kedalam investigasi, maka spasi antara elektroda C2 – C1 (dan juga pada P1 – P2) dinaikkan menjadi “2a” dan seterusnya. Dalam sistem dipole-dipole, intensitas medan listrik berkurang dengan cepat sesuai dengan seperjarak pangkat tiga, sehingga pelaksanaan pengukuran medan listrik menjadi sulit pada jarak pengukuran yang cukup jauh. Masalah ini dapat diatasi dengan memperbesar arus atau panjang dipole tersebut.
Pada tahanan jenis mapping, jarak spasi elektroda tidak berubah-ubah untuk setiap titik sounding yang diamati (besarnya “a” dan “n” tetap). Sedangkan pada tahanan jenis sounding, jarak spasi antara C2 – C1 ke P1 –
P2 elektroda tersebut diperbesar gradual (“a” tetap, “n” berubah secara gradual), mulai dari harga n kecil, untuk suatu titik sounding.
Nilai sensitivitas terbesar pada konfigurasi ini terletak antara elektroda C2- C1, serta antara elektroda P1-P2. Ini berarti bahwa konfigurasi ini adalah yang paling sensitif terhadap perubahan resistivitas antara elektroda di setiap pasangan dipol. Perhatikan bahwa sensitivitas pola kontur hampir vertikal. Dengan demikian array dipole-dipole sangat sensitif terhadap horisontal perubahan resistivitas, tapi relatif tidak sensitif terhadap perubahan vertikal dalam tahanan. Ini berarti bahwa itu baik dalam memetakan struktur vertikal, seperti tanggul dan gigi berlubang, tetapi relatif miskin dalam pemetaan struktur horisontal seperti kusen atau lapisan sedimen. Kedalaman rata-rata penyidikan konfigurasi ini juga tergantung pada faktor "n", serta "na" faktor. Secara umum, konfigurasi ini memiliki kedalaman yang dangkal jika dibandingkan dengan konfigurasi Wenner.
Namun, untuk 2-D survei, konfigurasi ini memiliki cakupan data yang lebih baik horisontal daripada Wenner. Salah satu kelemahan yang mungkin dari array ini adalah kekuatan sinyal yang sangat kecil untuk besar nilai dari faktor "n". Tegangan berbanding terbalik dengan pangkat tiga faktor "n". Ini berarti bahwa untuk arus yang sama, tegangan diukur dengan meteran resistivitas turun oleh sekitar 200 kali ketika "n" meningkat dari 1 sampai 6. Salah satu metode untuk mengatasi masalah ini adalah untuk meningkatkan "sebuah" jarak antara C1-C2 (dan P1-P2) dipol pasangan untuk mengurangi penurunan potensi ketika panjang keseluruhan konfigurasi meningkat untuk meningkatkan kedalaman penyelidikan (Loke, 2000).
Kekuatan sinyal dari konfigurasi ini, semakin kecil "n" faktor adalah sekitar 28 kali lebih kuat dari yang satu dengan yang lebih besar "n" faktor. Untuk menggunakan konfigurasi ini secara efektif, meteran resistivitas harus memiliki relatif tinggi kepekaan dan sangat baik sirkuit kebisingan penolakan, dan harus ada kontak yang baik antara elektroda
dan tanah dalam survei. Dengan peralatan lapangan yang tepat dan survei teknik, metode ini telah berhasil digunakan di banyak bidang untuk mendeteksi struktur seperti rongga di mana resolusi horizontal baik dari konfigurasi ini adalah keuntungan besar.
Untuk konfigurasi dipole-dipole, daerah dengan nilai-nilai sensitivitas yang tinggi terkonsentrasi di bawah sepasang elektroda C1-C2
dan bawah pasangan elektroda P1-P2. Akibatnya, konfigurasi dipole-dipole yang memberikan informasi minimal tentang resistivitas di wilayah sekitar merencanakan titik, dan distribusi titik data tidak mencerminkan daerah bawah permukaan dipetakan oleh tahanan jenis semu pengukuran. Catatan bahwa jika datum titik diplot pada titik potong dari dua sudut 45° garis yang ditarik dari pusat-pusat dari dua dipol, akan berada pada kedalaman dari 2.0 unit (dibandingkan dengan 0,96 unit diberikan dengan kedalaman rata-rata metode penyelidikan) dimana nilai-nilai sensitivitas hampir nol.