Nama : Aldo Noviardo
NPM : 0855051002
Jurusan : Teknik Geofisika
GEOFISIKA TEKNIK DAN LINGKUNGAN
1. Jelaskan apa saja tujuan dari investigasi geofisika! Dan geofisika teknik dan lingkungan!
2. Kontras besaran fisika apa saja yang digunakan dalam investigasi geofisika? Dan jelaskan metoda geofisika yang dapat mendeteksi besaran fisika tersebut?
3. Apa yang dimaksud dengan metoda aktif dan pasif dalam geofisika? Jelaskan dan sebutkan contoh – contohnya?
4. Jelaskan hubungan antara besar dan kedalaman benda target dengan desain survey (arah lintasan dan kerapatan titik pengukuran ) agar suatu survey dapat dengan baik mencitrakan benda bawah permukaan!
5. Jelaskan apa yang dimaksud dengan 4D microgravity? Besaran apa saja yang diukur? Apa yang bisa dijelaskan dari survey ini berkaitan dengan geofisika teknik dan lingkungan?
6. Jelaskan apa yang dimaksud dengan GPR? Apa yang bisa dideteksi dari survey ini berkaitan dengan geofisika teknik dan lingkungan?
1. Tujuan dari investigasi geofisika yaitu :
Menentukan keadaan litologi di dalam lapisan bumi. Hal ini sangat bermanfaat bagi seorang geofisikawan sebagai contoh untuk memperkirakan pencarian air tanah serta mengetahui jenis batuan penyusun lapisan di dalam bumi seperti batu pasir, kerikil, lempung dan lain - lain. Mendeteksi bidang patahan dan bidang diskontinuitas lapisan bumi yang merupakan hal
penting dalam menentukan kemungkinan celah sempit / rekahan yang menghubungkan antarlapisan bumi.
Pada gambar, bidang diskontinuitas memiliki celah yang menghubungkan lapisan atas dengan bawah sehingga kemungkinan terjadi kontaminasi.
Mengeksplorasi lokasi limbah yang terpendam, salurannya dalam lapisan bumi, serta tempat tersimpannya. Hal ini juga merupakan tujuan dari geofisika lingkungan. Endapan limbah merupakan masalah lingkungan yang penting selama 50 tahun ini. Misalnya air tanah sering terkontaminasi oleh kerikil kecil yang membentuk reruntuhan serta bahan limbah industri berbahaya yang terpendam dalam tanah seperti pada gambar.
(lapisan bawah permukaan) (kerikil) (limbah)
(level air tanah)
(lempung) (campuran kontaminasi) Tujuan geofisika teknik yaitu :
Sebagai cara dan aplikasi untuk menginvestigasi lokasi untuk bidang keteknikan. Kemudian memberi informasi tentang keadaan bawah permukaan seperti identifikasi potensi bencana geologi dan menentukan kondisi tanah
( contoh kondisi tanah adalah kedalaman dari permukaan bedrock / strata batuan dan keadaan geologis air pada tanah dan batu )
a. Densitas (�) => Metode Gravity (menggunakan konsep
)
=> Metode seismik refraksi dan seismik refleksi (menggunakan Hukum Snellius dan Huygens). Keduanya biasa digunakan untuk eksplorasi hidrokarbon dan studi geologi regional.
b. Modulus Elastis => Metode seismik refraksi dan seismik refleksi, menggunakan konsep tegangan ( ), regangan ( ), Modulus Young (Y), Bulk (K), Rigiditas (μ), Rasio Poisson (σ). Selain eksplorasi hidrokarbon dan studi geologi regional juga untuk investigasi keteknikan.
c. Suseptibilitas magnet, k (kemampuan benda untuk termagnetisasi) => Metode magnetik dengan konsep Im = k.H atau Intensitas Magnet = Suseptibilitas x Medan Magnet. Umumnya untuk eksplorasi hidrokarbon, studi geologi regional, investigasi keteknikan eksplorasi endapan mineral, lokasi logam terpendam, lokasi arkeologi.
d.Resistivitas atau hambatan jenis (�) => Metode resistivity, Metode Induksi Polarisasi, Magneto-tellurik (sumber listrik petir, frekuensi semakin rendah penetrasi semakin dalam), dan Metode Elektromagnetik. (Konsep dasar R = dikembangkan menjadi �V =
). Umumnya untuk eksplorasi endapan mineral, studi geologi regional,
investigasi hidrogeologi, rongga bawah permukaan (gua air tanah), lokasi logam terpendam, lokasi arkeologi.e. Konduktivitas (kebalikan dari resistivitas, σ = 1/ �) => Metode elektromagnet GPR yang umumnya digunakan untuk investigasi keteknikan, lokasi arkeologi, dan geofisika forensik.
f. Konduktansi dan Induktansi listrik => Metode elektromagnet dan VLF. VLF memanfaatkan medan elektromagnet yang dibangkitkan pemancar radio berfrekuensi rendah (15 KHz-30KHz). Umumnya untuk eksplorasi endapan mineral.
g.Permitivitas listrik (ε) dan permeabilitas magnet (μ) => Metode georadar yang umumnya digunakan untuk investigasi keteknikan, lokasi arkeologi, geofisika forensik.
h.Kapasitansi (C, kemampuan menyimpan muatan listrik) => Metode Induksi Polarisasi dengan konsep C = Q/V. Umumnya untuk eksplorasi endapan mineral.
i. Perbedaan potensial listrik => Metode Spontaneus Potential yang mengukur beda potensial 2 titik berbeda menggunakan 2 elektroda. Umumnya untuk eksplorasi endapan mineral dan investigasi hidrogeologi.
3. Metode dalam geofisika terbagi menjadi dua, metode aktif dan metode pasif.
Metode aktif adalah metode yang memberikan transmisi sinyal buatan ke dalam lapisan bumi. oleh suatu sumber atau pemancar kemudian sinyal tersebut ditangkap kembali oleh receiver di permukaan untuk mendapatkan data dan informasi. Sebagai contoh yaitu metode seismik dan elektromagnetik.
Metode pasif adalah metode yang langsung mendapatkan data berdasarkan hasil pengukuran observasi. Sebagai contoh yaitu metode gravity dan magnetik.
-Metode Pasif : Hasil pengukuran observasi Mendapatkan data langsungObje k
Obje k
-Metode Aktif : Transmisi sinyal menuju respon Mendapat data yang telah dimodifikasi objek dan ditangkap receiver 4. A B C D E F Titik Pengukuran model kedalaman
Untuk mendapatkan anomali yang diinginkan, kerapatan titik pengukuran jangan terlalu renggang, disesuaikan atau menyinggung model dan titik pengukuran lain sebagai pembanding. Arah lintasan pengukuran tegak lurus dengan pencitraan model. Pengukuran dilakukan sepanjang profil area untuk mendeteksi kontras besaran fisika. Kemudian menentukan variasi parameter fisika sebagai fungsi kedalaman. Ada model yang langsung mengambarkan hasil struktur secara spesifik dan ada juga model yang menentukan struktur kausatif dari observasi (model invers).
5. 4D microgravity adalah metode gaya berat mikro menggunakan dimensi waktu bermanfaat untuk memonitoring perubahan dinamis dari sistem bawah permukaan bumi. Metode ini menggunakan gravimeter digital yang teliti karena anomali 4D microgravity sangat kecil (< 100 �Gal) dan stasiun pengamatan, elevasi, lintasan titik yang harus tetap (jadi minimal dibutuhkan 2 gravimeter, di stasiun dan di lapangan). Pada permukaan bumi, perubahan gaya berat menggambarkan perubahan densitas di bawah permukaan akibat dari produksi dan injeksi fluida sehingga anomali 4D microgravity relatif dengan hasil pengukuran sebelumnya karena dipengaruhi oleh
a. Perbedaan musim hujan dan kemarau
b. Penurunan atau amblesan tanah (Land subsidence)
d. Penambahan massa air di bawah permukaan (Injeksi air di Reservoir) e. Pengurangan dan penambahan tekanan di bawah permukaan
Besaran yang diukur yaitu
(
)
[
(
)(
)
]
(0,308765 0.04193 )( ) ) ( ) ( ) ( , , , 1 2 0 2 / 3 2 2 2 ) 1 ( ) 2 ( d d d h h z y x z t G g gobs obs − − − − + − + − − ∆ ∆ = − ∞ ∞∫ ∫ ∫
∞ − ∞ ∞ − ρ γ β α γ β α γ γ β α ρ Nilai gravitasi observasi 1 dan 2, koreksi udara bebas (FAC) = 0,308765, koreksi Bouger (BC) = 0,04193�, koreksi medan (TC) = h2 - h1, dan nilai gravitasi teori dengan dimensi
volume dan waktu. Koreksi lintang tidak disertakan karena elevasi tetap.
Aplikasi 4D microgravity untuk geofisika lingkungan dan teknik adalah untuk identifikasi struktur geologi bawah permukaan dengan menelusuri kontras densitas dan bentuk geometri modelnya. Selain itu 4D microgravity juga mendukung aplikasi studi dekat permukaan (near-surface geophysics), untuk monitoring (dynamic changes of sub(near-surface systems) serta perkembangan akurasi gravimeter digital (1 µGall).
Contoh studi dekat permukaan : amblesan tanah (subsidence), hidrologi, deliniasi rongga atau terowongan, deteksi gua
6. GPR atau Ground Penetrating Radar adalah metode geofisika yang bersifat aktif dan mempelajari kondisi bawah permukaan berdasarkan sifat elektromagnetik dengan menggunakan gelombang radio berfrekuensi antara 1 – 1000 MHz dan GPR merupakan metode refleksi atau pantulan gelombang elektromagnetik. 3 jenis pengukuran GPR :
a. Refleksi => Continuous Reflection Profiling (CRP)
b. Velocity sounding = Common MidPoint (CMP) yang digunakan untuk memperkirakan kecepatan vs kedalaman.
c. Transiluminasi = GPR tomografi 3 besaran penting dalam metode GPR :
• kecepatan fasa, ν : perambatan gelombang elektromagnet di dalam medium • koefisien atenuasinya, α
• jangkauan atau skin depth, δ
Berkaitan dengan geofisika teknik dan lingkungan, survey GPR memancarkan sinyal penetrasi ke dalam tanah yang dapat dipantulkan atau diteruskan kemudian sifat kelistrikan tanah berubah, terutama konstanta dielektrik (K). Dalam rentang frekuensi ini, konduktivitas menyebabkan kecepatan atenuasi (α ) sehingga menjadi anomali untuk studi kasus arkeologi.
