aplikasi metoda geolistrik konfigurasi wenner-schlumberger

Aplikasi Metoda Geolistrik Konfigurasi Wenner-Schlumberger pada Survey Gerakan Tanah di Bajawa, NTT (Imam Catur Priambodo, dkk)

Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 6 Nomor 2, Agustus 2011 : 1-10 Hal :1

APLIKASI METODA GEOLISTRIK KONFIGURASI WENNER-SCHLUMBERGER PADA SURVEY GERAKAN TANAH DI BAJAWA, NTT

Imam Catur Priambodo, Heri Purnomo, Nana Rukmana, Juanda Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi

Sari Metode geolistrik merupakan metode geofisika yang menggunakan medan potensial listrik bawah

permukaan sebagai objek pengamatan utamanya. Kontras resistivity yang ada pada batuan akan mengubah potensial listrik bawah permukaan tersebut sehingga bisa kita dapatkan suatu bentuk anomali dari daerah yang kita amati.

Penelitian ini menggunakan metode geolistrik dengan konfigurasi Wenner–Schlumberger. Metode Wenner–Schlumberger adalah metode dengan sistem aturan spasi yang konstan dengan catatan faktor pengali ’n’ adalah perbandingan jarak antara elektroda C1-P1 atau (C2-P2) dengan P1-P2. Instrumen yang digunakan adalah resistivitymeter yang dilengkapi dengan empat buah elektroda yang memiliki kemampuan dalam pembacaan output respon tegangan akibat arus yang diinjeksikan ke dalam permukaan pasir melalui dua buah elektroda arus dan dua buah elektroda potensial. Dalam penelitian ini digunakan software Res2Dinv untuk pengolahan data yang didapat. Dari hasil pengolahan data terlihat bahwa daerah Liameo (lintasan 1) merupakan daerah yang rawan akan terjadinya longsor karena terdapat rongga dengan batuan yang cukup lapuk.

Kata Kunci: Resistivitas, Wenner-Schlumberger, Res2Dinv

Abstract

Geoelectric resistivity method is a geophysical method that uses an electric potensial field under the surface as the main object of observation. Resistivity contrasts that exist in the rock will change the electrical potential under the surface so that we can get some form of regional anomalies we observe.

This research used the resistivity geoelectric method i.e the Wenner–Schlumberger configuration which is a method with a constant spacing system with notice that factor of ‘n‘ is a spacing comparison between electrode C1- P1 (or C2-P2) with P1-P2. The instrument which is used i.e a Resistivitymeter with four electrodes that able to read the output of voltage respon as consequence current that has been injected in the sand surface through two potential electrodes and two current electrodes. This study used Res2Dinv software for processing the data obtained. From the results of data processing is seen that the area Liameo (track 1) is an area prone to landslide because there is a cavity with a sufficiently weathered rock.

Key words: Resistivity, Wenner-Schlumberger, Res2Dinv

Pendahuluan

Bajawa, sebagai ibukota Kabupaten Ngada, Nusa Tenggara Timur, terletak pada ketinggian sekitar 1100 di atas permukaan air laut, dan terbentang dikelilingi perbukitan yang indah untuk dijelajahi. Beberapa obyek wisata yang dapat dikunjungi di sekitar Bajawa adalah sangat variatif, dari obyek wisata budaya, alam dan minat khusus; antara lain: kawah Wawomuda, Bukit Wolobobo, dan air terjun Ogi, serta kampung adat Bajawa, Bela dan

kampung-kampung tradisional lainnya seperti Naru. Kota ini terletak dekat dengan Gunung Inerie dan Gunung Ebulobo, sehingga jenis batuan di daerah ini sebagian besar tersusun atas batuan vulkanik.

Di Kota Bajawa diindikasikan adanya lubang yang cukup besar dan dalam di jalan sekitar rumah warga, tepatnya di daerah Liameo. Setiap terjadi hujan, air masuk ke lubang tersebut, namun tidak diketahui kemana mengalirnya air tersebut. Oleh sebab itu,


dibutuhkan penyelidikan geofisika untuk mengetahui aliran air tersebut agar dapat menjadi bahan pertimbangan bagi Pemerintah Daerah untuk mengambil keputusan apakah daerah tersebut berbahaya bagi permukiman warga atau tidak.

Landasan Teori

Sakka (2001) mengatakan bahwa tujuan survey geolistrik tahanan jenis adalah mengetahui perbedaan tahanan jenis (resistivitas) bawah permukaan bumi dengan melakukan pengukuran di permukaan bumi. Pengukuran dengan konfigurasi schlumberger menggunakan 4 elektroda, masing-masing 2 elektroda arus dan 2 elektroda potensial dimana telah dilakukan oleh Azhar dan Gunawan Handayani (2004) dengan pemodelan berskala laboratorium untuk mengukur tahanan jenis suatu bahan dengan beberapa sampel batubara dari Tambang Air Laya. Kesimpulannya bahwa salah satu metoda geofisika yang dapat digunakan untuk memperkirakan keberadaan dan ketebalan batubara di bawah permukaan adalah metode geolistrik tahanan jenis. Metode geolistrik dapat mendeteksi lapisan batubara pada posisi miring, tegak dan sejajar bidang perlapisan di bawah permukaan.

Ilustrasi garis ekuipotensial yang terjadi akibat injeksi arus ditunjukkan pada dua titik arus yang berlawanan di permukaan bumi (Gambar 1).

Gambar 1. Pola aliran arus dan bidang ekipotensial antara dua elektroda arus dengan polaritas berlawanan (Bahri, 2005)

Beda potensial yang terjadi antara MN yang disebabkan oleh injeksi arus pada AB adalah :

Sehingga,

dengan I arus dalam Ampere, ΔV beda potensial dalam Volt, ρ tahanan jenis dalam Ohm meter dan k faktor geometri elektroda dalam meter, maka :

k merupakan faktor koreksi geometri dari konfigurasi elektroda potensial dan elektroda arus.

Hal :2 Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 6 Nomor 2, Agustus 2011 : 2-10


Metoda Penelitian

Pengukuran geolistrik ini dilakukan pada 6 lintasan. Setiap lintasan memiliki panjang 104 meter dengan jumlah patok 23 buah dengan jarak antar patok 5 meter. Alat yang digunakan dalam pengukuran geolistrik ini, yaitu resistivitymeter buatan sendiri dilengkapi dengan multimeter, accu, kabel, porospot, dan injektor arus (Gambar 2). Waktu yang dibutuhkan untuk menyelesaikan proses pengukuran geolistrik untuk setiap lintasan adalah 0,5 - 1 hari. Hal ini dikarenakan pengukuran bergantung pada cuaca yang tidak menentu (hujan).

Gambar 2. Pengukuran Geolistrik di Bajawa, Flores – Juli 2011

Resistivitymeter

Resistivitymeter memberikan nilai resistansi R = V/I sehingga nilai resistivitas dapat dihitung dengan :

Gambar 3. Bentuk konfigurasi Wenner-Schlumberger beserta faktor geometri k

Bumi tersusun atas lapisan-lapisan tanah yang nilai resistivitas suatu lapisan tanah atau batuan tertentu berbeda dengan nilai resistivitas lapisan tanah atau batuan lainnya. Nilai resistivitas ini dapat diketahui dengan menghubungkan battery dengan sebuah Ammeter dan elektroda arus untuk mengukur sejumlah arus yang mengalir ke dalam tanah, selanjutnya ditempatkan dua elektroda potensial dengan jarak a untuk mengukur perbedaan potensial antara dua lokasi (Utama, 2005).

Konfigurasi Wenner-Schlumberger

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 3. 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 (Sakka, 2001).

Gambar 4. Pengaturan elektroda konfigurasi Wenner-Schlumberger



Hasil dan Pembahasan Selanjutnya menghitung nilai R dengan membagi nilai tegangan terukur dengan nilai arus terukur dan menghitung resistivitas (ρ). Dari nilai resistivitas tersebut, kita dapat menentukan jenis material di titik tersebut berdasarkan tabel di bawah ini (Telford,1990).

Perhitungan nilai R, ρ, dan k.

Sebelum perhitungan R, ρ, dan k, menentukan nilai AB/2, yaitu setengah jarak antara elektroda C1-C2 dan nilai MN/2, yaitu jarak elektroda P1-P2. Menghitung nilai konstanta geometri (k) untuk konfigurasi elektroda wenner-schlumberger menggunakan persamaan

Tabel 1. Resistivitas material-material bumi

Material Resistivity (Ohm-meter) Material Resistivity (Ohm-meter)

Pyrite (Pirit) 0,01 – 100 Shales (Batu Tulis) 20 – 2.000

Quartz (Kwarsa) 500 – 800.000 Sand (Pasir) 1 – 1.000

Calcite (Kalsit) 1 x 1012 – 1 x 1013 Clay (Lempung) 1 – 100

Rock Salt (Garam Batu) 30 – 1 x 1013 Ground Water (Air

Tanah) 0.5 – 300

Granite (Granit) 200 – 100.000 Sea Water (Air

Asin) 0.2

Andesite (Andesit) 1,7 x 102 – 45 x 104 Magnetite (Magnetit)

0.01 – 1.000

Basalt (Basal) 200- 100.000 Dry Gravel (Kerikil

Kering) 600 – 10.000

Limestones (Gamping) 500 – 10.000 Alluvium

(Aluvium) 10 – 800

Sandstones (Batu Pasir) 200 – 8.000 Gravel (Kerikil) 100 – 600



Citra 2 (dua) dimensi resistivitas bawah permukaan setelah pengolahan dengan res2dinv

Lintasan 1

a bdc

Gambar 5. Citra 2-D resistivitas Lintasan 1

Analisis :

Pada lintasan ini:

a. Pada titik a, terlihat jelas hasil timbunan tanah sehingga lapisan tanah pun menjadi keras.

b. Pada titik b, terlihat nilai resistivity yang rendah yang mengindikasikan adanya kumpulan air yang terjebak di titik ini.

c. Pada titik c dan d, terlihat bahwa lapisan ini merupakan lapisan dengan batuan keras (lempung) dengan resistivity yang tinggi. Kedua batuan keras ini mengapit batuan lunak di tengah (titik b).

Lintasan 2

ab c

d




Analisis :

Pada lintasan ini,

a. Pada kedalaman permukaan (0-6m) terdapat konsentrasi air yang cukup besar. Hal ini disebabkan pengukuran dilakukan setelah terjadi hujan sehingga tanah masih menyimpan air dalam jumlah yang cukup besar.

b. Kedalaman (6-10m) umumnya disusun oleh breksi vulkanik. Sebagian rapuh dan lainnya lapuk menengah hingga rendah.

c. Kedalaman (10-12m) umumnya disusun oleh batu lempung tufaan, kompak dan lunak.

d. Kedalaman (> 12 m) umumnya disusun oleh tanah lempung.

Lintasan 3

abc

d


Analisis :

Pada lintasan ini,

a. Pada kedalaman permukaan (0-6m) umumnya disusun oleh breksi vulkanik. Sebagian rapuh dan lainnya lapuk menengah hingga rendah.

b. Kedalaman (6-8m) umumnya disusun oleh batu lempung tufaan, umumnya kurang kompak dan kurang kuat.

c. Kedalaman (8-12m) umumnya disusun oleh tanah lempung.

d. Kedalaman (>12m) umumnya disusun oleh batuan yang sangat keras dan kompak seperti alluvium.



Lintasan 4

ab

cd


Analisis :

Pada lintasan ini,

a. Pada kedalaman permukaan (0-4m) terdapat konsentrasi air yang cukup besar.


c. Kedalaman (9-12m) umumnya disusun oleh batu lempung tufaan, umumnya kurang kompak dan kurang kuat.

d. Kedalaman (≥12m) umumnya disusun oleh tanah lempung.

Lintasan 5

a bc




Analisis :

Pada lintasan ini,

a. Pada kedalaman permukaan (0-6m) umumnya disusun oleh breksi vulkanik. Sebagian rapuh dan lainnya lapuk menengah hingga rendah.

b. Kedalaman (6-9m) umumnya disusun oleh batu lempung tufaan, umumnya kurang kompak dan kurang kuat.

c. Kedalaman (≥9m) umumnya disusun oleh tanah lempung.

Lintasan 6

ab

c

d


Analisis :

Pada lintasan ini,

a. Pada kedalaman permukaan (0-4m) terdapat konsentrasi air yang cukup besar. Hal ini karena pengukuran dilakukan di lapangan rumput yang menyimpan cadangan air setelah hujan.


c. Kedalaman (6-9m) umumnya disusun oleh batu lempung tufaan, umumnya kurang kompak dan kurang kuat.

d. Kedalaman (≥9m) umumnya disusun oleh tanah lempung.

Kesimpulan

Dari hasil pengolahan data, terlihat pada lintasan 1 di titik a dan b merupakan batuan keras dan mengapit batuan lunak (titik c). Pada batuan lunak inilah terlihat adanya lubang yang terisi air dan terlihat lapisan keras hasil timbunan berkali-kali. Pada lintasan lainnya tidak terlihat adanya lubang di bawah permukaan. Sebagian besar litologi daerah ini merupakan jenis batuan tuf, alluvium dan produk vulkanik.




Dapat disimpulkan bahwa lubang hanya terdapat pada lintasan 1 saja dan tidak terlihat adanya aliran air di lintasan-lintasan lain. Oleh sebab itu, warga di sekitar daerah Liameo (lintasan 1) harap berhati-hati akan terjadinya longsor bila terjadi hujan deras atau debit air yang berada di lubang tersebut sudah terlalu besar dan tidak dapat ditampung oleh lapisan tanah tersebut.

Referensi

Azhar dan Gunawan Handayani, 2004. Penerapan Metode Geolistrik Konfigurasi Schlumberger untuk Penentuan Tahanan Jenis Batubara, Jurusan Geofísika Terapan ITB, Bandung.

Bahri. 2005. Hand Out Mata Kuliah Geofisika Lingkungan Dengan Topik Metoda Geolistrik Resistivitas, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam ITS, Surabaya

Kanata, Bulkis. 2008. Aplikasi Metode Geolistrik Tahanan Jenis Konfigurasi Wenner-Schlumberger Untuk Survey Pipa Bawah Permukaan. Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Mataram, Lombok

Sakka, 2002. Metoda Geolistrik Tahanan Jenis. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam – UNHAS, Makassar.

Telford, WM. 1990. Applied Geophysics Second Edition, Cambridge University.

Utama, W. 2005. Experimental Module Mataram Geophysical Workshop. Lab. Geofisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam ITS, Surabaya.

www.geoelectrical.com

http://www.geoelectrical.com/



Lampiran

Gambar 11. Lokasi Pengukuran Geolistrik dan GPR di Kota Bajawa

Lintasan 1Lintasan 2

Lintasan 3

Lintasan 4

Lintasan 5

Lintasan 6

aplikasi metoda geolistrik konfigurasi wenner-schlumberger

Documents