PENGOLAHAN DATA DAN INTERPRETASI 3D METODE GEOLISTRIK
(Laporan Praktikum Metode Geolistrik)
Oleh
Muhammad Aziez Mulia Lubis 2115051033
LABORATORIUM GEOFISIKA GEOTHERMAL JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG 2022
i
Judul Praktikum : Pengolahan Data dan Interpretasi 3D Metode Geolistrik Tanggal Percobaan : 03 November 2022
Tempat Percobaan : Laboratorium Geofisika Geothermal
Nama : Muhammad Aziez Mulia Lubis
NPM : 2115051033
Fakultas : Teknik
Jurusan : Teknik Geofisika
Kelompok : V (Lima)
Bandar Lampung, 10 November 2022 Mengetahui,
Asisten
Asep Irawan NPM. 2015051024
ii
PENGOLAHAN DATA DAN INTERPRETASI 3D METODE GEOLISTRIK
Oleh
Muhammad Aziez Mulia Lubis ABSTRAK
Telah dilakukan praktikum Metode Geolistrik di Laboratorium Geofisika Geothermal, praktikum ini membahas mengenai pengolahan dan interpretasi 3D metode geolistrik. Geolistrik adalah salah satu metode geofisika yang digunakan untuk menginterpretasi bawah permukaan tanah dengan menggunakan konsep fisika dan tanpa merusak material-material tersebut. Prinsip kerja geolistrik adalah mengukur tahanan jenis dengan mengalirkan arus listrik ke dalam batuan atau tanah melalui elektroda arus. Praktikum ini bertujuan agar praktikan dapat memahami konsep pemodelan 3D, dapat melakukan input dan formatting data 3D, dan dapat membuat pemodelan data 3D dari data hasil pengukuran. Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini yaitu alat tulis, modul praktikum, laptop, dan software Voxler. Pemodelan 3D yang dilakukan dalam praktikum kali ini menggunakan software voxler dimana software tersebut merupakan suatu software ilmiah yang berfungsi dan berfokus kepada pemodelan data 3D dan melakukan visualisasi 3D berdasarkan suatu data. Dari pemodelan data 3D dapat diinterpretasikan pada setiap modul diperoleh nilai resistivitas yang bervariasi berkisar dari 2-100 ohm m dengan berdasarkan pada sumbu X, Y dan Z yang bermacam-macam nilainya.
iii
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN ... i
ABSTRAK ... ii
DAFTAR ISI ... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
I. PENDAHULUAN A.Latar Belakang ... 1
B.Tujuan Praktikum... 1
II.TEORI DASAR III. METODOLOGI PRAKTIKUM A. Alat dan Bahan ... 4
B. Diagram Alir ... 5
IV. HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN A.Hasil Praktikum ... 6
B.Pembahasan... 6 V. KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
iv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Alat Tulis. ... 4
Gambar 2. Modul Praktikum. ... 4
Gambar 3. Software Voxler ... 4
Gambar 4. Laptop ... 4
Gambar 5. Diagram Alir ... 5
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Metoda geolistrik adalah metoda eksplorasi geofisika yang kompleks karena Geolistrik tahanan jenis merupakan salah satu metode eksplorasi yang digunakan dalam eksplorasi geofisika terutama dalam penentuan keberadaan air tanah bawah permukaan (eksplorasi air tanah). Adapun fungsi lainnya adalah untuk eksplorasi batubara, emas, bijih besi, mangan dan chromites.
Metode ini menggunakan penginjeksian arus listrik dibawah permukaan untuk mendapatkan data bawah permukaan bumi tentunya dengan menggunakan sifat-sifat kelistrikan batuan. Istilah lain dalam penyebutan metode geolistrik ini adalah metode electrical resistivity.
Dengan adanya teknologi komputer yang terus berkembang maka pengolahan data resistivitas 3D dapat dilakukan dengan bantuan perangkat lunak voxler. Oleh karena itu, dilakukan percobaan ini dengan melakukan pengolahan data hasil pengamatan dengan mengunakan bantuan perangkat lunak untuk mendapatkan informasi tentang kedalaman atau ketebalan lapisan batuan dari harga resistivitas secara vertikal serta mengorelasikan data sounding dan mapping 3D vertikal dengan penampang horizontalnya.
B. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan dari praktikum ini adalah:
1. Memahami konsep pemodelan 3D
2. Dapat melakukan input dan formatting data 3D
3. Dapat membuat pemodelan data 3D dari data hasil pengukuran
II. TEORI DASAR
Geolistrik merupakan salah satu metode geofisika yang digunakan untuk mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah dengan cara mengalirkan arus listri DC yang mempunyai tegangan tinggi kedalam tanah. Injeksi ini menggunakan 2 buah elektroda arus A dan B yang ditancapkan kedalam tanah dengan jarak tertentu. Semakin panjang jarak elektroda AB akan menyebabkan aliran arus listrik dapat menembus lapisan batuan lebih dalam.
Dengan adanya aliran arus listrik tersebut maka akan menimbulkan tegangan listrik dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di permukaan tanah kemudian akan diukur dengan menggunakan multimeter yang terhubung melalui 2 buah elektroda tegangan M dan N yang jaraknya lebih pendek dari jarak elektroda AB. Bila posisi jarak elektroda AB diubah menjadi lebih besar maka tegangan listrik yang terjadi pada elektroda MN ikut berubah sesuai dengan informasi jenis batuan yang ikut terinjeksi arus listrik pada kedalaman yang lebih besar (Broto dkk., 2008).
Semua metode resistivity menggunakan sumber artifisis, yang ditanamkan kedalam tanah melalui titik elektroda atau sepanjang garis kontak antara elektroda dan permukaan tanah. Prosedur dari metode ini adalah untuk mengukur beda potensial antar elektroda yang berbeda di sekitar aliran arus. Karena arus juga diukur, ini memungkinkan untuk mengukur resistivitas efektif. Dalam hal ini, metode resistivity lebih unggul setidaknya secara teori. untuk AL1 metode listrik lainnya, karena hasil kuantitatif yang diperoleh menggunakan sumber dikendalikan dari dimensi tertentu, seperti dalam metode geofisika lain, potensi maksimum tahanan tidak pernah mati, Kepala kelemahan adalah sensitivitas yang tinggi terhadap variasi kecil dalam konduktivitas dekat permukaan; atau biasa dikenal dengan noise, situasi akan ada di tanah survei magnetik jika satu orang untuk menggunakan magnetometer dengan sensitivitas dalam kisaran picotesla (Telford dkk., 1996).
Pemodelan berskala laboratorium untuk mengukur tahanan jenis beberapa sampel batubara dari Tambang Air Laya menggunakan konfigurasi Wenner-Schlumber, 3 dengan dasar pemikiran metode tahanan jenis telah banyak digunakan untuk berbagai kepentingan eksplorasi lapisan dangkal. Metode tahanan jenis sendiri merupakan metode geofisika yang dipakai untuk pengukuran tahanan jenis semu
3
suatu medium. Pengukuran dengan konfigurasi Schlumber ini digunakan 4 elektroda yang masing-masing 2 elektroda arus dan 2 elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda tertentu, dapat ditentukan variasi harga hambatan jenis masing-masing lapisan di bawah titik ukur (Azhar dkk., 2004).
Pada konfigurasi elektroda wenner, kedua elektroda arus diletakkan diluar elektroda potensial. Jarak antar elektroda memiliki jarak yang sama panjang sebesar a. Sedangkan pada konfigurasi elektroda Schlumberger, kedua elektroda arus diletaakan di luar elektroda potensial. Setengah jarak antara 2 elektroda arus sebesar L, sedangkan setengah jarak antara 2 Elektroda potensial (Gokdi, 2012).
Metode resistivity dikembangkan pada awal 1900-an, tetapi telah menjadi sangat jauh lebih banyak digunakan sejak tahun 1970-an, karena terutama adanya ketersediaan komputer untuk memproses dan menganalisis data. Teknik ini digunakan secara luas dalam mencari sumber air tanah dan juga untuk memantau jenis pencematan tahah; dalam survei rekayasa untuk mencari rongga subpermukaan, sesar dan fraktur, permafrost, mineshafts, dll.; dan arkeologi untuk memetakan luas area sisa-sisa pondasi bangunan kuno yang terkubur, dan banyak aplikasi lainnya. Metode ini juga digunakan secara ekstensif dalam downhole logging. Resistivity adalah dasar fisik dan diagnostik properti yang dapat ditentukan dengan berbagai teknik, termasuk induksi elektromagnetik. Bahwa ada teknik alternatif untuk penentuan properti yang sama sangat berguna karena beberapa metode yang lebih langsung diterapkan atau lebih praktis dalam beberapa keadaan dari yang lain (Reynolds, 1998).
Pengukuran resistivitas pada suatu titik sounding dapat dilakuak dengan jalan mengubah elektroda secara gradual. Jarak anatra elektrode ini akan sebanding dengan kedalaman lapisan batuan yang akan terdeteksi. Semakin besar jarak elektrode maka akan semakin dalam lapisan batuan yang dapat diselidiki.
Interpresasi besarnya jarak elektroda ini maka akan semalin dalam lapisan batuan yang mampu diselidiki. Interpretasi didalam resisitivitas ini didasarkan kepada asumsi mengenai bumi yang terdiri atas beberaapa lapisan tanah dengan ketebalan tertentu dan memiliki sifat kelistrikna homogen isotro, dimana batas antar lapisan dianggap horizontal (Halik, 2008).
III. METODOLOGI PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:
Gambar 1. Alat Tulis
Gambar 2. Modul Praktikum
Gambar 3. Software Voxler
Gambar 4. Laptop
5
B. Diagram Alir
Adapun diagram alir berdasarkan praktikum sebagai berikut:
Gambar 5. Diagram Alir Mulai
Buka voxler dan input data praktikum
Selesai i
Melakukan interpretasi
Melakukan pengolahan data 3D melalui pilihan menu yang telah disediakan
Model data 3D dan interpretasi
IV. HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN
A. Hasil Praktikum
Adapun hasil praktikum terdapat pada lampiran.
B. Pembahasan
Dari pengolahan data yang telah dilakukan dapat diinterpretasikan pada setiap modul diperoleh nilai resistivitas yang bervariasi berkisar dari 2-100 ohm m dengan berdasarkan pada sumbu X, Y dan Z yang bermacam-macam nilainya, pada sumbu X nilai resistivitasnya ada pada 98 ohm m, sedangkan sumbu Y nilai resistivitasnya berkisar dari 0-400 ohm m dan sumbu Z pada dari 0 hingga 95 ohm m itu data sintetis atau buatan kita sendiri dengan berdasarkan pada data hasil pengolahan 2D menjadi 3D. Jika dilihat berdasarkan nilai resistivitas pada tabel berkisar antara 2- 98 ohm m, dari nilai resistivitas dengan rentang yang ada berkemungkinan besar batulempung dan air tanah karena nilai resistivitas air tanah dari 10-100 ohm m dan batulempung dari 1-100 ohm m, karena dengan kedalaman yang termasuk dangkal maka jenis lapisan tersebut sangat mungkin terjadi. Dari hasil heightfield dan countours kita bisa melihat bentuk permukaan bumi baik itu tanah datar maupun pegunungan dan lembah, sehingga kita bisa memperkirakan bentuk permukaan daerah penelitian.
Module-module yang bisa digunakan untuk pemodelan data 3D yaitu Axes yang digunakan untuk menampilkan koordinat 3D dari data yang telah di- import pada software Voxler, BoundingBox yang berfungsi untuk menampilkan kerangka dari model 3D, Contours digunakan untuk menampilkan kontur pada model, FaceRender berfungsi untuk menampilkan sisi kubus rangka pemodelan 3D yang tidak diinterpolasi, HeightField digunakan untuk mengetahui keadaan elevasi dan bentuk rupa dari daerah pengukuran, Isosurface digunakan untuk mendapatkan bentuk kontur dari suatu data dalam bentuk 3D, Oblique Image dapat membantu untuk mendapatkan hasil pemodelan 3D dari kumpulan data 2D, Ortho Image juga digunakan untuk merepresentasikan kumpulan data 2D menjadi bentuk data 3D, Scatter Plot yang berfungsi untuk mengamati hubungan antar variabel x, y, dan z, yang diwakili oleh persebaran titik-titik yang berkumpul menjadi satu
7
pada sumbu x, y, dan z, Stream Lines berguna menampilkan garis dalam volume ruang yang menunjukkan arah dan besarnya aliran berdasarkan distribusi kecepatan dari suatu pergerakan partikel, dan VolRender yang digunakan untuk mengubah data volume menjadi sebuah luasan permukaan.
Namun module dapat membantu proses interpretasi pada data praktikum kali ini adalah Axes, Bounding Box, Height Field, dan Oblique Image.
Resume Jurnal
Judul : Pemodelan 2D dan 3D Geolistrik Tomografi untuk Interpretasi Bidang Gelincir dan Arah Aliran Air Pada Struktur Bawah Permukaan Rel Kereta Api di Baturaja, Sumatera Selatan
Penulis : Ahmad Zaenudin dan Ilham Dani Tahun : 2019
Pada jurnal ini dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mendeliniasi lapisan bawah permukaan rel kereta api yang sering terjadi pergeseran dan longsoran dengan metode geolistrik dipole-dipole secara tomografi. Pengukuran Geolistrik 2D dilakukan dengan menggunakan konfigurasi dipoledipole secara lateral. Pengukuran geolistrik 2D menggunakan 32 buah elektroda, 1 buah Switch Box, dan MultiChannel Electrode Resistivitymeter. Jarak antar elektroda 3 m, sehingga panjang masing-masing lintasan 96 m. Panjang lintasan tersebut diharapkan dapat mencapai jangkauan kedalaman 24 m.
Pengolahan data pada penelitian ini menggunakan Software Microsoft Excel 2013, dan Software Surfer versi 12. Sedangkan pemodelan 2D menggunakan Software Res2dinv versi 3.53g, dan pemodelan 3D memanfaatkan Software Res3Dinv. Lalu dari penelitian yang dilakukan didapatkan hasil pengolahan data berupa model tomogram 2D yang menggambarkan persebaran nilai resistivitas batuan secara lateral dan vertikal, sehingga menggambarkan pola perlapisan batuan berdasarkan nilai resistivitasnya. Pemodelan 3D dilakukan dengan menggabungkan model-model tomogram 2D tersebut dalam bentuk 3D, sehingga dapat menginterpretasi nilai resistivitas dari 3 lintasan 2D tersebut, pola kemiringan lapisan sehingga dapat diinterpretasi arah aliran air.
Maka dari pemodelan 2D dan 3D geolistrik tomografi pada struktur bawah permukaan rel kereta api di Baturaja, Sumatera Selatan dapat di interpretasikan terdapat 3 lapisan tanah/batuan di bawah permukaan yang dapat dicitrakan berdasarkan nilai resistivitas secara geolistrik, yaitu lapisan keras yang berkorelasi dengan nilai resistivitas tinggi di bagian atas dan bawah dan lapisan lunak yang berkorelasi dengan nilai resistivitas rendah. Berdasarkan pemodelan data geolistrik 2D lapisan yang diduga mengandung air atau dialiri air berkisar pada nilai resistivitas di antara 4 Ωm - 60 Ωm dan pada lapisan batuan keras (bedrock) diidentifikasikan pada nilai resistivitas di antara 100 Ωm hingga 500 Ωm. Berdasarkan pemodelan rekonstruksi air geolistrik 3D,
8
maka didapatkan arah aliran air dari arah Timur Laut ke arah Barat Daya, dimana arah longsoran atau pergerakan tanah (landslide) mengikuti pola aliran air ini.
Judul : Pemodelan Akuifer Air Tanah Dengan Metode Vertical Electrical Sounding (VES) Studi Kasus Kabupaten Sorong, Provinsi Papua Barat
Penulis : Yusril Muzakki, Wien Lestari, M. Haris Miftakhul Fajar, dan Moch. Fauzan Dwiharto
Tahun : 2021
Pada jurnal ini dilakukan penelitian untuk mengidentifikasi karakteristik akuifer berupa kedalaman dan ketebalan akuifer, dan mengidentifikasi jenis akuifer yang berpotensi untuk dimanfaatkan untuk proses pembangunan dan operasional PLTU. Lokasi penelitian berada di Kabupaten Sorong, Provinsi Papua Barat. Data primer yang digunakan sebanyak 7 titik data VES dengan panjang bentangan masing-masing titik 400 m. Data sekunder yang digunakan yaitu 3 titik data bor dengan kedalaman 12 – 14m. Data-data yang didapatkan diolah menggunakan software Ms. Excel untuk dilakukan koreksi dan perhitungan resistivitas semu, software IP2Win untuk melakukan inversi, dan software RockWork untuk pemodelan 3D. Proses pengolahan data dan inversi data geolistrik/VES pada software IP2Win ini dilakukan dengan cara curve fitting. Proses curve fitting merupakan proses pencocokan antara kurva data pengukuran dengan kurva model yang kita gunakan, sehingga dapat diprediksi model bawah permukaan berdasarkan nilai resistivitasnya. Hasil pengolahan data VES dimodelkan kedalam bentuk 3D. Penampang 3D yang dibuat berdasarkan litologi dan analisis lapisan akuifer daerah penelitian. Model 3D dimodelkan menggunakan metode gridding Inverse Distance Weighting (IDW), hasilnya berupa penampang 3D bawah permukaan lokasi penelitian.
Dan dari penelitian yang dilakukan didapatkan hasil penelitian menunjukkan terdapat akuifer tertekan yang di indikasikan berisi air tawar dengan litologi batu pasir yang diapit oleh lapisan batu lempung dengan kedalaman 41 – 110,9 m dan ketebalan 59,9 m, serta memiliki nilai resistivitas 10,1 – 10,9 Ohm.m.
Akuifer inilah yang berpotensi dimanfaatkan air tanahnya untuk mendukung pembangunan dan operasional PLTU, karena memiliki ketebalan yang cukup tebal serta di indikasikan berupa air tawar.
V. KESIMPULAN
Dari hasil praktikum yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:
1. Untuk pemodelan data geolistrik dengan bentuk 3D, voxler adalah salah satu software yang bisa digunakan.
2. Sebelum melakukan pengolahan data sudah semestinya harus menginput data praktikum terlebih dahulu dan pada praktikum kali ini input data praktikum yaitu dalam format .dat.
3. Dari pemodelan data 3D dapat diinterpretasikan pada setiap modul diperoleh nilai resistivitas yang bervariasi berkisar dari 2-100 ohm m dengan berdasarkan pada sumbu X, Y dan Z yang bermacam-macam nilainya.
DAFTAR PUSTAKA
Mingsi, Y. A., Fitra, R., dan Adree, O. 2017. Penyelidikan Letak Akumulasi Lindi Dan Arah Rembesan Dengan Menggunakan Konfigurasi Wenner- Schlumberger Di Tpas Ampang Kualo Kota Solok. Universitas Negeri Padang. Padang.
Azhar dan Handayani, G. 2004. Penerapan Pengukuran Geolistrik Konfigurasi Schlumberger untuk Penentuan Resistivitas Batubara. Jurusan Geofísika Terapan ITB. Bandung.
Broto, S. dan Afifah, R. S. 2008. Pengolahan Data Geolistrik Dengan Metode Schlumberger. Semarang: Jurusan Teknik Geologi Universitas Diponegoro.
Gokdi, H. 2012. Menentukan Litologi Dan Akuifer Menggunakan Metode Geolistrik Konfigurasi Wenner Dan Schlumberger Di Perumahan Wadya Graha I Pekanbaru. Fakultas MIPA, Universitas Binawidy. Pekanbaru.
Halik. Gusfan dan Widodo S, Jojok. 2008. Pendugaan Potensi Air Tanah Dengan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger Di Kampus Tegal Boto Universitas Jember. Media Teknik Sipil : Jember.
Juandi, M. 2011. Penyelidikan Pola Sebaran Limbah Detergen Bawah Permukaan Tanah Dengan Aplikasi Geolistrik. Jurnal Ilmu Lingkungan, Vol. 1: 29-44.
Reynolds, John, M. 1998. An Introduction to Applied Environmental Geophysics.
England: John Wiley and Sons, hal 421.
Telford, Geldart dan Sheriff. 1996. Applied Geophysics. 2nd edition. New York:
Cambridge University Press.
LAMPIRAN
Data Praktikum
Model 3D dari data praktikum
Referensi Jurnal: Ahmad, Z., dan Ilham, D. 2019. Pemodelan 2D dan 3D Geolistrik Tomografi untuk Interpretasi Bidang Gelincir dan Arah Aliran Air Pada Struktur Bawah Permukaan Rel Kereta Api di Baturaja, Sumatera Selatan. Wahana Fisika, 4(2), 104-110.
Referensi Jurnal: Muzakki, Y., Lestari, W., dan Fajar, M. H. M. 2021. Pemodelan Akuifer Air Tanah Menggunakan Geolistrik Resistivitas Vertical Electrical Sounding (VES) di Kabupaten Sorong, Provinsi Papua Barat. Jurnal Geosaintek, 7(3).
