Pendahuluan

Geolistrik merupakan salah satu metoda geofisika yang mempelajari sifat

aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya di dalam bumi dan

bagaiman cara mendeteksinya di permukaan bumi. Dalam hal ini meliputi

pengukuran potensial, arus dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara

alamiah ataupun akibat injeksi arus ke dalam bumi. Ada beberapa macam metoda

geolistrik, antara lain : metoda potensial diri, arus telluric, magnetotelluric, IP

(Induced Polarization), resistivitas (tahanan jenis) dan lain-lain. Dalam penelitian

kali ini, dibahas khusus metoda geolistrik tahanan jenis. Pada metoda geolistrik

tahanan jenis ini, arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua elektroda

arus. Kemudian beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda

potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak

elektroda yang berbeda kemudian dapat diturunkan variasi harga hambatan jenis

masing-masing lapisan dibawah titik ukur (sounding point).[4]

(gb.3 Konfigurasi pengukuran geolistrik tahanan jenis)

Pada gb.3 menunjukkan bahwa bagaimana cara pengukuran metode

geolistrik yaitu dengan menempatkan dua buah elektroda potensial MN dan dua

buah elektroda arus AB.

Metoda ini lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang sifatnya

dangkal, jarang memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih dari 1000 feet

atau 1500 feet. Oleh karena itu metoda ini jarang digunakan untuk eksplorasi

minyak tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang engineering geology seperti

penentuan kedalaman batuan dasar, pencarian reservoar air, juga digunakan dalam

eksplorasi geothermal. Berdasarkan letak (konfigurasi) elektroda-elektroda

potensial dan elektroda-elektroda arus, dikenal beberapa jenis metoda resistivitas

tahanan jenis, antara lain :[4]

1. Konfigurasi Schlumberger

2. Metoda Wenner

3. Metoda Dipole Sounding

Pengenalan Alat

Pengukuran dilakukan metode tahanan atau lebih dikenal dengan

resistivity ini menggunakan alat ukur Multichannel Resistivity (S-Field). S-Field

adalah alat ukur resistivity dengan sentuhan teknologi terdepan. Instrumenidesain

dengan sistem pengukuran elektroda banyak channel (multichannel), full

automatis dengan sampling arus injeksi dilakukan setiap 2-5 detik. Alat ini

memberikan hasil dengan tingkat akurasi tinggi dan bising yang rendah. Dengan

hadirnya alat ini pengukuran resistivitas bisa dilakukan secara simultan sampai 16

elektroda, dan dapat pula di-upgrade menjadi 32, 64, 128 elekroda atau lebih

(max 1000 channel). Dengan demikian akan menghemat waktu dan tenaga dalam

pengukuran resistivitas bawah permukaan. Melalui instrumen resistivity

multichannel pengukuran data resistivitas 2D dan 3D menjadi lebih efisian.

Teknologi Curent Source (pembangkit arus) yang terdapat pada S-Field

menjadikannya handal, berpengaman sistem anti short circuit, sehingga aman

digunakan pada saat jarak elektroda arus terlalu rapat atau impedansi sangat

rendah. Output format file hasil pengukuran 2D sesuai (compatible) dengan

format software Res2Dinv.[4]

(gb.4 Multichannel Resistivity (S-Field))

Pada gb.4 sadalah gambar multichannel resistivity (S-Field) yang

merupakan salah satu jenis resistivity meter yang ada saat ini. Prinsip kerja alat

diatas Pada dasarnya alat ukur resistivitas ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu

bagian komutator dan potensiometer.

1. Bagian komutator yang mengubah isyarat arus searah menjadi arus bolak-

balik yang kemudian diinjeksikan ke dalam bumi berupa gelombang.

2. Bagian potensiometer yang berfungsi untuk mengukur besar potensial

yang terjadi di permukaan tanah.

(gb.5 Prinsip Kerja Resistivity)

Pada gb.5 Arus dari sumber DC dimasukkan ke dalam bagian komutator,

untuk diubah menjadi arus bolak-balik dengan frekuensi yang bisa diatur.

Kemudian arus ini diinjeksikan ke dalam bumi melalui elektroda-elektroda arus.

Tanggapan tegangan sebagai akibat dari injeksi arus, diukur melalui elektroda

potensial oleh bagian potensiometer.[4]

Peralatan yang digunakan untuk metode ini adalah :

1. Multichannel Resistivity (S-Field).

2. ACCU.

3. Elektroda arus dan potensial.

4. Kabel-kabel penghubung.

5. Meteran.

Terdapat berberapa potensial di sekitar titik arus :

1. Titik arus di dalam bumi

Arus keluar secara radial dari titik arus sehingga jumlah arus yang keluar melalui

permukaan bola A dengan jari-jari r adalah

(gb.6 arah penjalaran arus dengan injeksi di dalam bumi)

Arah penjalaran di dalam bumi berbentuk radial dengan jari-jari R seperti

terlihat pada gb.6

2. Titik arus di permukaan bumi

(gb.7 Arah penjalaran arus di permukaan)

Pada gb.7 ketika arus diinjeksikan ke dalam bumi penjalaran arus

yang terjadi di di permukaan berbetuk setengah lingkaran.

3. Dua titik arus yang berlawanan polaritasnya di permukaan bumi

(gb.8 arah penjalaran dengan injeksi di dalam bumi)

Pada gb.8 penjalaran arrus yang terjadi ketika ada du kutub yang berbeda

maka akan menghasilkan penjalaran arus yang berbentuk ekuipotensial seperti

terlihat pada gambar diatas.

Beda potensial yang terjadi antara MN yang diakibatkan oleh injeksi arus pada

AB adalah :

Merupakan koreksi karena letak (konfigurasi) elektroda potensial dan elektroda

arus.

Pengolahan Data

Pengolahan data dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu :

1. Manual

Pengolahan data secara manual dapat dilakukan dengan tahap sebagai

berikut :

a) Mengitung faktor konfigurasi

Perhitungan ini dilakakukan dengan cara

b) Menghitung resistivitas semu

Resistivitas semu dapat dihitung dengan :

ρ= k ∆ VI

c) Menentukan resistivitas sebenarnya dengan metoda pencocokan kurva

Untuk itu kita perlu memplot nilai resistivitas terhadap jarak antar

elektroda atau AB/2 dengan persamaan ρ=μ . ρa

Berikut adalah contoh pengolahan data dari data geolistrik konfigurasi wenner :

Menghitung nilai konfigurasi dan resistivitas semu

no

aArus

Potensial

Arus K I V rho

C1 P1 P2 C2

110 0 10 20 30

62,8

375

134,7

22,56

210 10 20 30 40

62,8

407

188,7

29,12

310 20 30 40 50

62,8

441

184,8

26,32

410 30 40 50 60

62,8

434

121,9

17,64

510 40 50 60 70

62,8

493

261,5

33,31

610 50 60 70 80

62,8

322

183,2

35,73

710 60 70 80 90

62,8

266

152,5

36,00

810 70 80 90

100

62,8

366

139,5

23,94

910 80 90

100

110

62,8

298

201,5

42,46

10

10 90

100

110

120

62,8

274

211,1

48,38

11

10

100

110

120

130

62,8

265

222,3

52,68

12

10

110

120

130

140

62,8

313

225,1

45,16

13

10

120

130

140

150

62,8

247

167,5

42,59

14

20 90

110

130

150

125,6

186

65,3

44,10

15

20 80

100

120

140

125,6

274

101,5

46,53

16

20 70 90

110

130

125,6

446

151,3

42,61

17

20 60 80

100

120

125,6

399

121,6

38,28

18

20 50 70 90

110

125,6

433 130

37,71

19

20 40 60 80

100

125,6

366

108,9

37,37

20

20 30 50 70 90

125,6

547 80

18,37

21

20 20 40 60 80

125,6

272

70,7

32,65

22

20 10 30 50 70

125,6

414

101,9

30,91

23

20 0 20 40 60

125,6

320

73,2

28,73

24

30 0 30 60 90

188,4

227 41

34,03

25

30 10 40 70

100

188,4

313 61

36,72

26

30 20 50 80

110

188,4

332

64,2

36,43

27

30 30 60 90

120

188,4

465

88,6

35,90

28

30 40 70

100

130

188,4

411

51,3

23,52

29

30 50 80

110

140

188,4

367

52,1

26,75

30

30 60 90

120

150

188,4

218

33,7

29,12

31

40 30 70

110

150

251,2

254

27,5

27,20

32

40 20 60

100

140

251,2

288

37,4

32,62

33

40 10 50 90

130

251,2

351 49

35,07

34

40 0 40 80

120

251,2

326 46

35,45

35

50 0 50

100

150 314

268 41

48,04

Memplot harga resistivitas terhadap AB/2 :

Mendapatkan nilai Miu (μ) dan resistivitas sebenarnya dan didapatkan :

Lapisan

ρa d(m)

h(m)

ρ μ

1 22,6

1 1 22,6

1

2 21,2

5 4 22,6

0,4

3 21,1

10 6 9,02

0,3

4 19,9

15 9 2,25

1,3

5 15,2

30 21 2,82

1

2. Inversi (numerik)

Menggunakan software

Software tang biasa digunakan untuk pengolahan data geolistrik adalah

Res2Dinv, untuk menggunakannya kita cukup memplot data topografi dan

resistivitas semu, berikut langkah-langkahnya :

a) Membuat notepad dengan format sebagai berikut dan di save dengan nama

line.dat (contoh)

b) Memasukkan data

Klik file > read data file > line.dat

c) Melakukan inversi (inversi yang dilakukan dengan last square inversion)

Klik inversion > last square inversion

d) Menghilangkan data yang buruk

Klik edit > extraminate datum point

e) Memasukkan data topografi

Klik display > show ionversion result

Klik display > include topography in model section

Maka didapatkan hasil sebagai berikut :

Menggunakan algoritma dan pemrograman

Proses inversi adalah suatu proses pengolahan data lapangan yang melibatkan

teknik penyelesaian matematika dan statistik untuk mendapatkan informasi yang

berguna mengenai distribusi sifat fisis bawah permukaan. Tujuan dari proses

inversi adalah untuk mengestimasi parameter fisis batuan yang tidak diketahui

sebelumnya (unknown parameter)

Kembali kita ambil contoh variasi temperatur terhadap kedalaman dengan sedikit

modifikasi data. Misalnya telah dilakukan sebanyak delapan kali (N = 8)

pengukuran Tahanan jenis (Ti) pada kedalaman yang berbeda beda (zi). Tabel

pengukuran yang diperoleh adalah: Data observasi

Maka didapatkan :

Dengan metode least squares, kita mencoba meminimalkan error, ei, dengan cara

menentukan nilai a0 dan a1 sedemikian rupa sehingga diperoleh jumlah-kuadrat-

error, (S), yang minimal.

Maka dari dasar itu berikut diagram alir untuk membuat program :

Listing programnya adalah sebagai berikut :