Modul_Pelatihan_Geolistrik_dan_Tutorial.pdf

Modul Pelatihan Geolistrik 2013
Aryadi Nurfalaq, S.Si., MT
1
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
lain:

2
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.
Periksa masing-masing sekering jika sistem alat tidak berfungsi.

3
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).
Gambar 1. Resistivitymeter tipe
IPMGEO 4100

4
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 VMN dan arus IAB
dilihat 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 P1P2 selalu 1/3 dari
jarak elektroda arus C1C2. Jika jarak elektroda arus C1C2 diperlebar maka
jarak elektroda potensial P1P2 juga diperlebar sehingga jarak elektroda
potensial P1P2 tetap 1/3 dari jarak elektroda arus C1C2. Keunggulan dari
konfigurasi Wenner ini adalah ketelitian pembacaan tegangan pada
elektroda MN lebih baik dengan angka yang relatif besar karena elektroda

5
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
V
K
a 
 …(2)
Gambar 2. Susunan elektroda konfigurasi Wenner

6
Berikut contoh tabel pengukuran yang digunakan dalam
pengukuran geolistrik.
NO DP (m) n a (m) K V1 (mV) V2 (mV) I1 (mA) I2 (mA) ρa
1 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)
ρa : Tahanan jenis semu (Ohm.m)

7
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

8
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.

9
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.

10
3. Klik Menu Inversion  Choose logarithm of apparent resistivity 
muncul jendela Use Logarithm of Apparent Resistivity  Pilih Use
apparent Resistivity  Klik OK

11
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.

12
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.

13
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
L
K
2
2
2

  ….(3)
Dimana
2
2
1C
C
L  dan
2
2
1P
P
l 
Sehingga persamaan yang digunakan untuk menghitung tahanan
jenis semu adalah:
I
V
K
a 
 …(4)
Gambar 3. Susunan elektroda Konfigurasi Schlumberger

14
Contoh tabel pengukuran geolistrik konfigurasi Schlumberger
No
MN MN/2 AB AB/2 K V1 V2 I1 I2 ρa
(m) (m) (m) (m) (m) (mV) (mV) (mA) (mA) (Ω m)
1 1 0.5 3 1.5 6.280
2 1 0.5 6 3 27.475
3 1 0.5 8 4 49.455
4 4 2 10 5 16.485
5 4 2 12 6 25.120
6 4 2 16 8 47.100
7 4 2 20 10 75.360
8 10 5 30 15 62.800
9 10 5 40 20 117.750
10 10 5 50 25 188.400
11 10 5 60 30 274.750
KETERANGAN:
AB : Jarak elektroda arus listrik (A)
MN : Jarak elektroda tegangan listrik (Volt)
K :Faktor koreksi geometri
V : Beda potensial antar elektroda (Volt)
I : Arus yang diinjeksi (Ampere)
ρa : Tahanan jenis semu (Ohm.m)

15
Contoh data hasil pengukuran geolistrik konfigurasi Schlumberger
Software yang digunakan dalam mengolah data geolistrik
konfigurasi Schlumberger adalah IP2WIN. IP2WIN adalah software yang
digunakan untuk mengolah data geolistrik dari satu atau lebih titik VES
(Vertical Electrical Sounding). IP2WIN mengolah data geolistrik yang
menggunakan metode IP (Induced Polarization) dengan berbagai macam
konfigurasi misalnya Schlumberger, Wenner‐α, Wenner‐β,
dan lain‐lain. Penggunaan IP2Win mencakup beberapa tahap. Tahapan
dalam penggunaan software IP2WIN adalah input data, koreksi error
data, penambahan data, dan pembuatan cross section. Input data dapat
dilakukan dari data langsung lapangan (masih berupa data AB/2, V, I, dan
K) atau data tak langsung (berupa data AB/2 dan Rho_a).
No
MN/2 AB/2 K V1 V2 Vrata I1 I2 Irata ρa
(m) (m) (m) (mV) (mV) (V) (mA) (mA) (A) (Ω m)
1 0.5 1.5 6.280 783.0 783.0 783.0 8.0 4.0 6.0 819.5
2 0.5 3 27.475 51.7 161.0 106.4 3.0 9.0 6.0 487.0
3 0.5 4 49.455 122.2 124.9 123.6 5.0 4.0 4.5 1357.8
4 2 5 16.485 232.4 221.0 226.7 9.0 31.0 20.0 186.9
5 2 6 25.120 55.8 94.7 75.3 5.0 3.0 4.0 472.6
6 2 8 47.100 115.6 115.6 115.6 5.0 4.0 4.5 1209.9
7 2 10 75.360 80.1 79.3 79.7 5.0 5.0 5.0 1201.2
8 5 15 62.800 69.3 40.0 54.7 4.0 4.0 4.0 858.0
9 5 20 117.750 29.6 14.4 22.0 5.0 3.0 4.0 647.6
10 5 25 188.400 19.6 17.2 18.4 9.0 10.0 9.5 364.9
11 5 30 274.750 17.5 18.0 17.8 5.0 5.0 5.0 975.4
12 10 40 235.500 7.0 0.8 3.9 7.0 7.0 7.0 131.2
13 10 50 376.800 5.0 0.3 2.7 9.0 8.0 8.5 117.5
14 10 60 549.500 4.0 0.2 2.1 13.0 13.0 13.0 88.8

16
Data hasil olahan IP2win berupa data resistivity layer, grafik log
resistivity terhadap AB/2, resistivity cross Section, serta pseudo cross
section. Data hasil olahan dapat diexport dalam berbagai macam pilihan
data. Kelemahan yang paling mendasar dalam IP2Win adalah bahwa
software ini banyak terdapat bug atau error‐error kecil sehingga dalam
tahapan pengolahan tertentu, program harus direstart (mengeluarkan
program kemudian menjalankan program kembali).
Langkah – langkah pengolahan data geolistrik sebagai berikut
1. Buka Software IP2WIN sehingga muncul jendela utama software
tersebut seperti gambar berikut.

17
2. Klik menu File  New VES Point  Pada jendela New VES Point,
copy data AB/2 di table hasil pengukuran lapangan ke table AB/2 di
jendela New VES Point dan tahanan jenis semu ke kolom Ro_a,
kemudian klik OK. Setelah itu muncul jendela save as untuk
menyimpan data dalam format data (*.dat).

18
Gambar di atas memperlihatkan hasil kurva maching beserta
ketebalan layernya.

19
3. Klik menu Point  Inversion Option akan muncul jendela option.
Untuk kolom minimal error (%) dan maximal error (%) diatur pada
angka 0, sedangkan kolom min layer number diatur sesuai dengan
banyaknya layer yang diinginkan misalnya 8 layer. Setelah itu klik OK,
kemudian klik inversi untuk mendapatkan hasil inversi dari beberapa
layer seperti pada gambar berikut.

20
Dari gambar di atas terdapat tiga kurva yaitu kurva lapangan
(hitam), kurva model (merah) dan kurva inversi (biru). Kurva inversi
menggambarkan variasi tahanan jenis terhadap kedalaman dan
ketebalan lapisan.

21
MEMBUAT KORELASI ANTAR TITIK SOUNDING
Dalam membuat korelasi antartitik sounding diperlukan lebih dari
satu titik sounding. Misal kita telah memiliki dua data titik sounding yang
akan dikorelasikan (SD1 dan SD2). Langkah - langkah yang ditempuh
sebagai berikut
1. Pilih menu File  Open Pilih file data titik sounding pertama (SD1)
 Open

22
2. Pilih menu File  Add File Pilih File titik Sounding kedua Open,
kemudian muncul jendela save united profile. Pada jendela save
united profile, kotak file name ketik nama file (SD12) kemudian klik
save.

23

24
3. Setelah itu akan muncul Profile comment. Pada kolom Array type pilih
jenis konfigurasi yang digunakan misal Schlumberger. Dalam koordinat
table ketik nama masing – masing titik sounding (SD1 dan SD2), dan
jarak antar titik sounding misal 50 m. kemudian klik OK.

25
4. Hasil korelasi antar titik sounding yang telah dibuat dapat di ekspor ke
dalam format lain seperti surfer, bmp dan lain – lain.

26
DAFTAR NILAI RESISTIVITAS BEBERAPA MATERIAL
PENYUSUN BATUAN BAWAH PERMUKAAN
(Sumber : Halmer Helide. 1984.Tugas Akhir Jurusan Fisika ITB, Bandung)
Jenis Material
Nilai resistivitas
(m)
Air Permukaan
Air Tanah
Air dalam lapisan alluvial
Air Sumber
Pasir dan kerikil
Pasir dan kerikil yang mengandung air tawar
Pasir dan kerikil yang mengandung air asin
Batu lumpur
Konglomerat
Lempung
Napal
Batu gamping
Batu pasir lempung
Batupasir kwarsa
Tufa gunungapi
Lava
Serpih mengandung granit
Serpih lempung selingan
Serpih
Gneis, granit selingan
Granit
80 – 200
30 – 100
10 – 30
50 – 100
100 – 1.000
50 – 500
0,5 – 5
20 – 200
100 – 500
2 – 20
20 – 200
300 – 10000
50 – 300
300 – 10000
0,5 – 5
300 – 10000
0,5 – 5
100 – 300
300 – 3000
100 – 1000
1000– 10000

Modul_Pelatihan_Geolistrik_dan_Tutorial.pdf

Recommended

Recommended

More Related Content

Similar to Modul_Pelatihan_Geolistrik_dan_Tutorial.pdf

Similar to Modul_Pelatihan_Geolistrik_dan_Tutorial.pdf (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (9)

Modul_Pelatihan_Geolistrik_dan_Tutorial.pdf