Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
METODE GEOLISTRIK TAHANAN JENIS
A. PENGANTAR
Prinsip dasar metode ini adalah menginjeksikan arus listrik ke dalam bumi menggunakan dua buah elektroda arus, kemudian mengukur beda potensial melalui dua buah elektroda lainnya di permukaan bumi.
Arus listrik yang diinjeksikan akan mengalir melalui lapisan batuan di bawah permukaan dan menghasilkan data beda potensial yang harganya bergantung pada tahanan jenis (resistivity) dari batuan yang dilaluinya.
Fenomana inilah yang dimanfaatkan untuk mengetahui dan menentukan jenis batuan termasuk fluida apa saja yang ada di bawah permukaan.
Metode ini telah banyak diaplikasikan dalam beberapa bidang seperti eksplorasi air tanah, mitigasi gerakan tanah (longsor), investigasi geoteknik, eksplorasi mineral, studi lingkungan (pencemaran air tanah), arkeologi.
Dalam survey geolistrik terdapat beberapa tahapan dalam pengelolaan data. Pengelolaan tersebut meliputi persiapan alat dan bahan, akuisisi data lapangan, pengolahan data, analisis data dan penyajian hasil interpretasi.
B. PERALATAN
Hal yang pertama yang dilakukan adalah persiapan peralatan dan
bahan untuk keperluan survey. Adapun alat bahan yang digunakan antara
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
1. Alat resistivitymeter tipe IPMGEO 4100 2. Elektroda
3. Empat buah kabel rol 4. Aki kering
5. GPS
6. Empat buah palu 7. Dua buah meteran 8. Laptop
9. Alat tulis menulis 10. Kamera.
11. Peta Lokasi penelitian (Peta topografi, Peta geologi dan lain-lain).
C. PERSIAPAN DAN PENGOPERASIAN
Pastikan selektor putar amperemeter menunjuk pada mA dan selektor putar voltmeter menunjuk pada V, posisi ini tidak boleh berubah seperti ditunjukkan pada gambar 1. Aktifkan amperemeter dan voltmeter masing-masing dengan tombol POWER. Jika indicator battery muncul, mengindikasikan battery pada meter harus diganti. Masing-masing meter memiliki battery internal 9V yang terletak di dalam kompartement alat.
Beberapa bagian seperti amperemeter, current transmitter dan
connection test dilengkapi dengan pengaman berupa sekering (internal
fuse) yang diletakkan di bagian dalam. Terdapat 6 buah sekering, 2
sekering pada masing-masing meter dan 2 sekering pada kontrol injektor.
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
Aktifkan kedua meter melalui tombol POWER. Current transmitter dan connection test langsung aktif ketika dihubungkan dengan 2 buah battery eksternal. Battery yang digunakan sebaiknya accu kering dengan kapasitas masing-masing 12V 7Ah. Patuhi pula aturan pengisian battery menggunakan battery charger yang sesuai.
Pasang keempat elektroda menurut konfigurasi dan metoda pengukuran yang digunakan. Lakukan pengujian kontak dengan Conection Test untuk setiap pasangan elektroda (A-B dan M-N). Periksa
koneksi setiap elektroda dengan tanah melalui tombol Connection Test
yang ditandai oleh sinyal beep beberapa saat. Untuk mengeliminasi SP,
tekan tombol REL ∆ pada voltmeter, maka tegangan terukur akan menjadi
0 V (SP tidak diukur).
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
Untuk menghasilkan arus injeksi 100 mA, tekan INJECT, sedangkan untuk arus injeksi 200 mA, tekan BOOST bersamaan dengan INJECT. Proses injeksi akan terjadi jika Inject ditekan sampai selama 4
sampai 6 detik lalu berhenti otomatis. Jika sebelum 4 - 6 detik data arus dan tegangan sudah terbaca stabil (tidak berubah) maka proses pencuplikan dapat segera dilakukan dan proses injeksi pun segera dihentikan. Pencuplikan data dilakukan dengan menekan masing-masing HOLD sebelum proses injeksi berhenti. Data tegangan V
MNdan arus I
ABdilihat pada meter, kemudian tekan kembali masing-masing HOLD untuk mengembalikan status mode pengukuran.
D. CARA PENGOLAHAN DATA
Metoda geolistrik terdiri dari beberapa konfigurasi, misalnya yang keempat 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.
Konfigurasi Wenner
Susunan elektroda pada konfigurasi Wenner diperlihatkan pada
gambar di bawah, dimana jarak elektroda potensial P
1P
2selalu 1/3 dari
jarak elektroda arus C
1C
2. Jika jarak elektroda arus C
1C
2diperlebar maka
jarak elektroda potensial P
1P
2juga diperlebar sehingga jarak elektroda
potensial P
1P
2tetap 1/3 dari jarak elektroda arus C
1C
2. Keunggulan dari
konfigurasi Wenner ini adalah ketelitian pembacaan tegangan pada
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
MN yang relatif dekat dengan elektroda AB. Disini bisa digunakan alat
ukur multimeter dengan impedansi yang relatif lebih kecil. sedangkan kelemahannya adalah tidak bisa mendeteksi homogenitas batuan di dekat permukaan yang bisa berpengaruh terhadap hasil perhitungan.
Faktor koreksi dari konfigurasi Wenner ini diberikan oleh persamaan a
K 2 ….(1) Dimana a adalah jarak (spasi) antar elektroda.
Sehingga persamaan yang digunakan untuk menghitung tahanan jenis semu adalah:
I K V
a
…(2)
Gambar 2. Susunan elektroda konfigurasi Wenner
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
Berikut contoh tabel pengukuran yang digunakan dalam pengukuran geolistrik.
NO DP (m) n a (m) K V
1(mV) V
2(mV) I
1(mA) I
2(mA) ρ
a1 3 1 2 12.56
2 5 1 2 12.56
3 7 1 2 12.56
4 9 1 2 12.56
5 11 1 2 12.56
6 13 1 2 12.56
7 15 1 2 12.56
8 17 1 2 12.56
9 19 1 2 12.56
10 21 1 2 12.56
11 6 2 4 25.12
12 8 2 4 25.12
13 10 2 4 25.12
14 12 2 4 25.12
15 14 2 4 25.12
16 16 2 4 25.12
17 18 2 4 25.12
18 9 3 6 37.68
19 11 3 6 37.68
20 13 3 6 37.68
21 15 3 6 37.68
22 12 4 8 50.24
Keterangan:
DP : Datum Point (m) n : Bilangan Faktor
a : Jarak antar elektroda terkecil (m) K : Faktor Koreksi Geometri (m)
V : Beda potensial antar elektroda (Volt) I : Arus yang diinjeksi (Ampere)
ρ
a: Tahanan jenis semu (Ohm.m)
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
Berikut contoh hasil pengukuran data lapangan dan perhitungan tahanan jenis semu dengan menggunakan persamaan (2).
NO DP (m) n a (m) K V1 (mV) V2 (mV) Rata2 I1 (mA) I2 (mA) Rata2 RHO
1 3 1 2 12.56 783.0 783.0 783.0 8.0 4.0 6.0 1639.1
2 5 1 2 12.56 51.7 161.0 106.4 3.0 9.0 6.0 222.6
3 7 1 2 12.56 122.2 124.9 123.6 5.0 4.0 4.5 344.8
4 9 1 2 12.56 232.4 221.0 226.7 9.0 31.0 20.0 142.4
5 11 1 2 12.56 174.0 168.3 171.2 5.0 3.0 4.0 537.4
6 13 1 2 12.56 115.6 115.6 115.6 5.0 4.0 4.5 322.7
7 15 1 2 12.56 80.1 79.3 79.7 5.0 5.0 5.0 200.2
8 17 1 2 12.56 69.3 40.0 54.7 4.0 4.0 4.0 171.6
9 19 1 2 12.56 29.6 14.4 22.0 5.0 3.0 4.0 69.1
10 21 1 2 12.56 19.6 17.2 18.4 9.0 10.0 9.5 24.3
11 6 2 4 25.12 17.5 18.0 17.8 5.0 5.0 5.0 89.2
12 8 2 4 25.12 7.0 0.8 3.9 7.0 7.0 7.0 14.0
13 10 2 4 25.12 5.0 0.3 2.7 9.0 8.0 8.5 7.8
14 12 2 4 25.12 4.0 0.2 2.1 13.0 13.0 13.0 4.1
15 14 2 4 25.12 87.4 85.1 86.3 14 15 14.5 149.4
16 16 2 4 25.12 46 45.3 45.7 15 15 15.0 76.4
17 18 2 4 25.12 56.1 55 55.6 19 19 19.0 73.4
18 9 3 6 37.68 618 625 621.5 14 14 14.0 1672.7
19 11 3 6 37.68 393 402 397.5 12 12 12.0 1248.2
20 13 3 6 37.68 242.4 243.2 242.8 12 12 12.0 762.4
21 15 3 6 37.68 141.2 142.2 141.7 11 11 11.0 485.4
22 12 4 8 50.24 57.3 58.7 58.0 13 13 13.0 224.1
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
Langkah selanjutnya adalah membuat penampang bawah permukaan 2D dengan menggunakan Software Res2dinv.
1. Membuat format data input Software Res2dinv dengan memanfaatkan Aplikasi notepad.
Setelah data sudah dalam format seperti di atas maka file disimpan (save) dalam format teks (*.txt) atau data (*.dat) misal “pelatihan geolistrik.txt”. Kemudian buka software Res2dinv sehingga muncul tampilan seperti di bawah ini.
KETERANGAN:
Baris 1: Nama survey
Baris 2: Jarak elektroda terkecil
Baris 3: ID konfigurasi (1 = Wenner, 7 = Schlumberger) Baris 4: Jumlah datum point/data
Baris 5: jenis data (1= resistivitas, 0 = IP) Baris 6: 0 = datum point, 1 = jarak x elektroda.
Baris 7 dst : baris data (Kolom 1= dp, kolom 2 = a, dan kolom 3 = Rho.
Diakhiri 0 4x.
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
2. Klik Menu File Read data File muncul jendela input 2D resistivity
data file pilih file (pelatihan geolistrik.txt) Open, maka akan
muncul pesan konfirmasi bahwa reading of data file complete. Klik OK
seperti pada gambar di bawah ini.
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
3. Klik Menu Inversion Choose logarithm of apparent resistivity
muncul jendela Use Logarithm of Apparent Resistivity Pilih Use
apparent Resistivity Klik OK
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
4. Klik Menu Inversion Least square inversion muncul jendela File Name For Inversion result Pilih File hasil Read Data Save.
Kemudian Res2dinv akan melakukan inversi terhadap data lapangan
yang diinput.
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
5. Setelah proses inversi selesai, maka akan muncul jendela Enter
Additional Inversions. Ini memungkinkan pengguna untuk melanjutkan
proses inversi hingga iterasi yang diinginkan jika model yang diperoleh
masih belum sesuai. Untuk menambah iterasi, pengguna memasukkan
salah satu angka 1 hingga 9. Untuk mengakhiri proses inversi,
masukkan angka 0 atau klik Cancel.
Modul Pelatihan Geolistrik 2013 Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
Konfigurasi Schlumberger
Pada konfigurasi Schlumberger idealnya jarak MN dibuat sekecil- kecilnya, sehingga jarak MN secara teoritis tidak berubah. Tetapi karena keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak AB sudah relatif besar maka jarak MN hendaknya dirubah. Perubahan jarak MN hendaknya tidak lebih besar dari 1/5 jarak AB.
Faktor koreksi dari konfigurasi ini diberikan oleh persamaan
l l K L
2
2 2
….(3)
Dimana
2
2 1
C
L C dan 2
2 1
P l P
Sehingga persamaan yang digunakan untuk menghitung tahanan jenis semu adalah:
I K V
a
