seismik refraksi

7/16/2019 Seismik Refraksi

http://slidepdf.com/reader/full/seismik-refraksi-5634fac837d40 1/5

Seismik Refraksi

Pendahuluan

Seismik refraksi adalah metoda geofisika eksplorasi yang menggunakan

sifat pembiasan gelombang seismik untuk mempelajari keadaan bawah

permukaan. Asumsi dasar yang digunakan menggunakan pendekatan bahwa

batas-batas perlapisan batuan merupakan bidang datar dan miring, terdiri dari

satu lapis atau banyak lapis, serta kecepatan seismik bersifat seragam pada

setiap lapisan.

Umumnya seismik refraksi digunakan untuk memperkirakan kedalaman

lapisan batuan yang lapuk, tetapi dapat pula digunakan untuk mendeteksi

lapisan lain di bawah zona pelapukan tersebut.

Pada eksplorasi minyak & gas bumi, penentuan kedalaman zona

pelapukan berguna untuk mengetahui kedalaman geophone pada metode

seismik refleksi.

Metode seismik refraksi banyak digunakan pada studi geologi teknik,

ekplorasi mineral, penyelidikan air tanah, pertambangan, geodinamik,

arkeologi, pertanian dan studi regional geologi lainnya.

Teori Dasar

Prinsip Gelombang

Prinsip dasar metoda seismik refraksi mengikuti prinsip fisika tentang

perambatan gelombang antara lain :

1. Prinsip Fermat : Penjalaran gelombang dari suatu titik ke titik

lainnya akan melewati lintasan dengan waktu minimum.

2. Prinsip Huygen : Setiap titik yang dilalui muka gelombang akan

menjadi sumber gelombang baru.

3. Prinsip Snellius : Gelombang yang dibiaskan atau dipantulkan akan

memenuhi persamaan sebagai berikut

7/16/2019 Seismik Refraksi

http://slidepdf.com/reader/full/seismik-refraksi-5634fac837d40 2/5

2

1

2

1

V

V

sin

sin=

θ

θ

untuk θ2 = 90ο (sudut kritis) maka :2

1

1

V

Vsin =θ

Gb. Gelombang yang direfraksikan

Gelombang Refraksi

Metode seismik refraksi menggunakan analisis muka gelombang ‘head

wave’ untuk pendugaan sifat fisis batuan. Metoda ini memiliki keterbatasan

yaitu bahwa metode ini dapat berhasil baik bila harga cepat rapat gelombang

seismik makin besar kearah lapisan bawah, sehingga selalu terdapat gelombang

yang terbiaskan ke permukaan.

Kelemahan lainnya bahwa tebal suatu lapisan harus memenuhi criteria

tertentu supaya tidak menghasilkan “Blind Zone”, yang diakibatkan oleh

lapisan tipis.

Seismik refraksi dilakukan dengan menimbulkan sumber getaran di suatu

titik dan menerima getaran tersebut menggunakan serangkaian geophone.

Waktu tempuh gelombang dari setiap geophone dibaca dan diplot dalam grafik

waktu tempuh Vs jarak. Ketebalan lapisan batuan dan harga cepat rambat

gelombang didapatkan dari analisa grafik tersebut.

Interpretasi gelombang seismik refraksi tersebut dapat dilakukan dengan

bermacam-macam cara antara lain Reciprocal metods, Hagiwara, Kakeno, dll.

Metoda Hagiwara

θ1 V1

θ2 V2

7/16/2019 Seismik Refraksi

http://slidepdf.com/reader/full/seismik-refraksi-5634fac837d40 3/5

Metode ini memanfaatkan persamaan snellius untuk gelombang yang

mengikuti sudut kritis yaitu saat sudut dating (sin i) = V1/V2. Hagiwara

membuktikan bahwa kedalaman reflektor pada geophone adalah :

TAP + TBP =1

cos2

V 

ih p

+TAB

hp = )(cos2

1 AB BP  AB T T T 

i

V −+

Perencanaan Survey

Tahap pertama dari survei seismik refraksi adalah memilih lokasi dan

panjang lintasan survei dengan menggunakan peta topografi daerah

penyelidikan. Lokasi lintasan survei harus di set untuk mencapai tujuan surveisecara efisien, yaitu menggunakan informasi yang ada pada peta topografi dan

peta geologi. Pada dasarnya, akan lebih baik bila memilih lintasan survei pada

permukaan yang datar. Akan tetapi pada suatu penyelidikan, untuk terowongan

misalnya, lintasan survei harus di set sepanjang lintasan terowongan tanpa

melihat pola topografinya.

Panjang lintasan survei bergantung pada kedalaman eksplorasi yang

diinginkan. Bila menggunakan metoda Hagiwara sebagai metoda interpretasi,

diperlukan suatu pasangan kurva travel time bolak-balik (reciprocal travel time

curve) yang direfraksikan dari suatu lapisan pada kedalaman penyelidikan.

Panjang survei (spread) dapat diestimasi dengan mengasumsikan model

struktur dua lapis paralel seperti yang terlihat pada gambar 1. Jarak, AXa (dari

A ke Xa) dapat ditulis sebagai :

( )

( )12

12

VV

VVha2AXa

−

+

=

dimana h : ketebalan lapisan permukaan

V1 : kecepatan lapisan permukaan

V2 : kecepatan refraktor

Rekaman titik penerima A ke Xa, kedatangan pertama ( first arrival)

merupakan gelombang langsung dan kedatangan pertama ( first break) dari

7/16/2019 Seismik Refraksi

http://slidepdf.com/reader/full/seismik-refraksi-5634fac837d40 4/5

gelombang refraksi tidak muncul. Jarak BXb (titik-titik penerima untuk

gelombang refraksi) dapat diturunkan dengan cara yang sama, yaitu:

( )

( )12

12

VV

VVhb2AXb

−

+

=

Jarak XaXb, harus cukup panjang untuk menentukan kecepatan

refraktor, biasanya dipilih 20 sampai 30 kali jarak antar penerima. Akhirnya,

panjang lintasan L dapat digambarkan sebagai berikut,

XaXbBXbAXaL ++≥

Dalam upaya mendapatkan kedalaman eksplorasi yang cukup untuk

mmenuhi tujuan penyelidikan, panjang survei (spread ) harus lebih besar dari L.

Akuisisi & Pengolahan Data

Akuisisi

Akuisisi data dilakukan dari tanggal 22-23 Juni 2007, di desa Sambeng

Kecamatan Seling, Kabupaten Kebumen. Berdasarkan data geologi dari pusat

penelitian geoteknologi-LIPI, daerah ini merupakan daerah yang sangat rentan

mengalami longsor.

Terdapat tiga lintasan pengukuran (tiga spread), masing-masing

bentangan terdapat 24 geophone. Source yang digunakan adalah palu dengan

jumlah tembakan sebanyak lima kali pada setiap spread dengan spasi antar

geophone adalah 5 meter.

Tujuan akuisisi ini adalah mendapatkan batas lapisan yang merupakan

bidang longsornya.

Peralatan yang digunakan dalam akuisisi menggunakan metode seismik

refraksi adalah :

1. McSeis-170 model 1119

2. Geophone (26 buah)

3. Palu

4. Meteran

7/16/2019 Seismik Refraksi

http://slidepdf.com/reader/full/seismik-refraksi-5634fac837d40 5/5

5. Kabel, dll.

Pengolahan Data

Data yang didapatkan kemudian diolah menggunakan Software SeisRefa.

Software ini mengolah data gelombang ‘ first time arrival’ menggunakan

metoda Hagiwara.

Langkah-langkah pengolahan data sebagai berikut :

a. Data lapangan yang diperoleh kemudian diproses dengan secara manual

yaitu dengan mem’ picking’ data lapangan tersebut sehingga didapat waktu

datang ‘head wave’ untuk selanjutnya dihitung delay-time serta kecepatan

dari masing-masing lapisan.

b. Masukan data hasil  picking sebagai input untuk diproses sampai keluar

model bawah permukaannya.

Model bawah permukaan

Interpretasi

Dari model bawah permukaan yang dihasilkan, terlihat bahwa terdapat