p-ISSN : 2337-9820 e-ISSN : 2579-8464
Wacana Jurnal Pemikiran Penelitian Pendidikan dan Sains
Didaktika
STUDI STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN DENGAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS KONFIGURASI SCHLUMBERGER (Study kasus Stadion Universitas Brawijaya, Malang) Arif Rahman Hakim1, Hairunisa2 STKIP Taman Siswa Bima Email:
[email protected] ABSTRAK: Telah dilakukan sebuah penelitian sederhana tentang pendugaan struktur lapisan tanah bawah permukaan di daerah kampus Universitas Brawijaya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui variasi nilai resistivitas, jenis material dan struktur lapisan tanah bawah permukaan daerah penelitian. Penelitian ini dilakukan di daerah kampus Universitas Brawijaya yang terletak di kecamatan lowokwaru kota Malang yang merupakan daerah endapan dari batuan vulkanik. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode geolistrik resistivtas konfigurasi schlumberger. Akuisisi data dilakukan secara sounding pada 3 titik dengan jarak antar titik adalah 10 meter. Dari pengolahan data, menunjukkan bahwa nilai resistivitas lapisan bawah permukaan dari ketiga lintasan berkisar 7,8 Ωm – 1500 Ωm pada kedalaman 1,61 m – 30 m. Jenis material lapisan bawah permukaan daerah penelitian antara lain lempung (7,8 Ωm – 56 Ωm), lempung pasiran (56 Ωm – 230 Ωm), pasir (230 Ωm – 507 Ωm), pasir dan kerikil (507 Ωm – 890 Ωm), kerikil (890 Ωm – 1500 Ωm). Dari hasil interpretasi data tersebut dapat disimpulkan bahwa struktur batuan lapisan bawah permukaan daerah kampus Universitas Brawijaya adalah didominasi oleh jenis batuan sedimentasi dengan nilai resistivitas yang bervariasi. Kata kunci: Struktur bawah permukaan, metode geolistrik resistivitas, konfigurasi schlumberger
Arif Rahman H, dkk (2017) hal: 56-64 Vol. 5, No. 1, Juni 2017 56 Studi Struktur Bawah Permukaan http://jurnal.uim.ac.id/index.php/fkip
Wacana
p-ISSN : 2337-9820
Didaktika
Jurnal Pemikiran Penelitian Pendidikan dan Sains
metoda
PENDAHULUAN Kondisi
geofisika
yang
dapat
permukaan
memberikan gambaran susunan dan
bumi merupakan salah satu keadaan
kedalaman lapisan batuan, dengan
yang menarik untuk diamati dan
mengukur sifat kelistrikan batuan.
dipelajari oleh seorang geofisikawan.
survey geolistrik metode resistivitas ini
Di
dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu
samping
bawah
e-ISSN : 2579-8464
memiliki
fenomena-
fenomena yang pantas untuk diduga
mapping
dan diungkap keadaan sebenarnya juga
menghasilkan
menjadi
variasi harga resistivitas baik arah
tempat
untuk
menggali
pengetahuan tentang kebumian secara
dari
ilmu
Sains
informasi
Tujuan
Geofisika merupakan salah satu yang
sounding
yang
perubahan
lateral maupun arah vertical.
lebih mendasar dan mendalam.
bagian
dan
dari
penulisan
ini
adalah untuk memberikan informasi tentang
lapisan
batuan
mempelajari tentang kondisi morfologi
bawah
dan topografi bumi yang dikaitkan
kampus Universitas Brawijaya dimana
dengan
konfigurasi yang digunakan adalah
fenomena-fenomena
fisika
permukaan
penyusun
daerah
yang terjadi di dalamnya. Untuk
konfiguras
mengetahui kondisi bawah permukaan
dapat mengetahui kedalaman suatu
bumi, di dalam geofisika terdapat
lapisan secara vertikal. Lapisan batuan
banyak
yang
penyusun bawah permukaan tersebut
digunakan guna mengungkap keadaan
dapat diketahui berdasarkan variasi
bawah permukaan yang sebenarnya.
harga resistivitas dari tiap lapisan
Diantara metode-metode yang sering
bawah permukaan.
metode-metode
schlumberger
stadion
sehingga
digunakan salah satunya ialah metode geolistrik.
METODE
Metode geolistrik merupakan
Metode yang digunakan dalam
salah satu metoda gofisika yang dapat
penelitian ini adalah metode geolistrik
digunakan
tahanan
struktur
untuk bawah
memperkirakan
permukaan
bumi,
jenis
konfigurasi
schlumberger. Pada metode ini, arus
khususnya metode geolistrik tahanan
listrik
jenis. Metoda ini merupakan salah satu
permukaan bumi melalui dua buah
57
diinjeksikan
ke
dalam
Vol. 5, No. 1, Juni 2017 Arif Rahman H, dkk (2017) hal: 56-64 Studi Struktur Bawah Permukaan http://jurnal.uim.ac.id/index.php/fkip
p-ISSN : 2337-9820
Wacana
e-ISSN : 2579-8464
elektroda
Didaktika
Jurnal Pemikiran Penelitian Pendidikan dan Sains
arus,
kemudian
beda
sampai
pada
tahap
potensial listrik yang terjadi diukur
interpretasi data.
melalui dua buah elektroda potensial
1. Akuisisi Data
antara dua buah titik di permukaan
Proses
akhir
akuisisi
bumi. Dari hasil pengukuran arus dan
dilakukan
dengan
beda potensial untuk setiap titik jarak
metode
geolistrik
elektroda
konfigurasi
yang
berbeda
dapat
yaitu
data
ini
menggunakan resistivitas
schlumberger
dengan
diturunkan variasi harga tahanan jenis
jumlah titik sebanyak 3 titik dengan
masing – masing lapisan di bawah titik
jarak antar titik adalah 10 meter.
amat.
Pada tahap ini akan diperoleh data Penelitian ini dilakukan dengan
menganalisis diperoleh
data
dari
menggunakan
primer
lapangan metode
hasil pengukuran lapangan yang
yang
berupa nilai arus, hambatan dan jarak
dengan
(spasi) antar elektroda. Data yang
geolistrik
diharapkan
dalam
penelitian
ini
resistivitas konfigurasi schlumberger
berupa nilai resistivitas semu yang
sounding.
menggunakan
dihasilkan dari perhitungan data
metode tersebut akan diperoleh variasi
lapangan. Proses akuisisi data ini
nilai resistivitas bawah permukaan,
dilakukan dengan menggunakan alat
sehingga
geolistrik resistivity Meter merek
distribusi permukaan
Dengan
dengan
memanfaatkan
resistivitas tersebut
bawah
maka
dapat
diketahui struktur batuan penyusun
OYYO
TIPE
MODEL-2119D,
MCOHM-EL seperti
yang
ditunjukkan pada gambar berikut.
bawah permukaan daerah yang diteliti. Dalam penelitian ini meliputi 3 tahap penting yaitu akuisisi data, pengolahan terhadap
data hasil
dan
interpretasi
pengolahan
Berikut ini merupakan
data.
penjelasan
mengenai tahap-tahap yang ditempuh dalam metode geolistrik resistivitas mulai dari tahap pengambilan data
Arif Rahman H, dkk (2017) hal: 56-64 Vol. 5, No. 1, Juni 2017 58 Studi Struktur Bawah Permukaan http://jurnal.uim.ac.id/index.php/fkip
Wacana
p-ISSN : 2337-9820
Didaktika
Jurnal Pemikiran Penelitian Pendidikan dan Sains
e-ISSN : 2579-8464
Gambar 3.1 Peralatan Survey Geolistrik Akuisisi data dilakukan dengan teknik sampling, yaitu mengambil beberapa daerah lokasi penelitian yang
dijadikan
sebagai
Pengambilan
lintasan
ini
lintasan-
didasarkan
pada
kebutuhan
dan
kondisi
penelitian.
Dari
lintasan
yang
diharapkan
dapat
diambil
ini,
lokasi
mewakili daerah lokasi penelitian. Pengukuran dilakukan dengan memindahkan elektroda arus ke arah luar dan jarak elektroda potensialnya tetap. Secara prinsip konfigurasi ini mengubah jarak elektroda arusnya namun semakin jauh elektroda arus dari elektroda potensialnya maka potensial arus yang diterima akan mengecil. Oleh karena itu dilakukan sedikit
modifikasi
dengan
memperluas elektroda potensialnya. Metode
ini
tidak
membutuhkan
bentangan yang luas dan digunakan untuk pengambilan data sounding. Jarak antara elektroda AM dan NB sama (AM = NB), sedangkan untuk jarak MN tetap.
59
konfigurasi Schlumberger
sampel.
Sampel yang dimaksud disini adalah lintasan.
Gambar 3.2 Susunan elektroda dalam
2. Pengolahan Data Data
yang
daerah
diperoleh
dari
penelitian
menggunakan IPI2WIN,
diolah
software
Excel,
PROGRESS3
dan
SURFER 8. Pada softwere Excel digunakan untuk mengolah data posisi
yang
meliputi
koordinat
posisi dan perhitungan resistivitas berdasar nilai arus (I) dengan satuan Ampere, nilai beda potensial (V) dengan satuan Volt, nilai hambatan (R) dengan satuan Ohm dan jarak bentangan (MN dan AB/2) dengan satuan
Meter.
Nilai
resistivitas
didapat dengan mengalikan nilai resistansi (R) yang didapat dengan faktor
konfigurasi
konfigurasi
(K).
Faktor
Schlumberger
sesuai
dengan persamaan Selanjutnya nilai resistivitas ini digunakan sebagai input pada software IPI2WIN. Software PROGRESS3
IPI2WIN berguna
dan untuk
Vol. 5, No. 1, Juni 2017 Arif Rahman H, dkk (2017) hal: 56-64 Studi Struktur Bawah Permukaan http://jurnal.uim.ac.id/index.php/fkip
p-ISSN : 2337-9820
Wacana
e-ISSN : 2579-8464
Didaktika
Jurnal Pemikiran Penelitian Pendidikan dan Sains
menentukan
nilai
resistivity
sebenarnya. IPI2WIN merupakan
Dalam softwere PROGRESS3
program komputer yang didesain
dapat menampilkan hasil resistivity
secara otomatis menjelaskan model
secara
resisivitas satu dan dua dimensi di
kedalaman dengan nilai resistivitas,
bawah permukaan tanah secara
sehingga
vertikal. Input data pada softwere
interpretasi.
IPI2WIN
pertama kali menggunakan forward
antara
lain,
jarak
log
yaitu
hubungan
memudahkan Variabel
dalam masukan
bentangan (AB/2 dan MN) dan nilai
modeling
resistivitas yang sebelumnya sudah
modeling sehingga diperoleh nilai
dihitung
pada
kesalahan minimum berupa nilai
Proses
selanjutnya
sotfwere
Excel.
dilakukan
RMS
kemudian
(Root
inverse
Mean
Square)
inversi. Hasil yang didapat berupa
minimum dengan parameter yang
tampilan grafik dan nilai resistivitas
berupa lapisan, kedalaman dan nilai
batuan
Pengolahan
resistivitas semu (ra). Selanjutnya
softwere IPI2WIN seperti yang
akan dilakukan interpretasi data
ditunjukkan
sebagai
sebenarnya.
pada
Gambar
3.3.
hasil
pengolahan
yang
Untuk mempermudah pembacaan
berupa kurva nilai resistivitas yang
resistivitas satu dimensi digunakan
sebenarnya, ketebalan tiap lapisan
software
dan kedalaman lapisan.
PROGRESS3,
yaitu
Pemodelan 2D dapat dilakukan
dengan memasukkan nilai hasil inversi IPI2WIN.
dengan cara manual, yaitu dengan menghubungkan
lapisan-lapisan
antar titik studi. Hal ini ditandai dengan
nilai
resistivitas
hampir
sama.
Nilai
yang
resistvitas
menunjukkan jenis lapisan tanah sehingga pada model 2D terlihat lapisan-lapisan Gambar 3.3. Pengolahan 1D dengan IPI2WIN
dari
batuan
permukaan
tanah
penyusun sampai
kedalaman tertentu. Masing-masing
Arif Rahman H, dkk (2017) hal: 56-64 Vol. 5, No. 1, Juni 2017 60 Studi Struktur Bawah Permukaan http://jurnal.uim.ac.id/index.php/fkip
Wacana
p-ISSN : 2337-9820
Didaktika
Jurnal Pemikiran Penelitian Pendidikan dan Sains
e-ISSN : 2579-8464
lapisan batuan penyusun ditandai
karena waktu untuk mendapatkan data
dengan warna yang berbeda sesuai
lebih efisien sehingga menghemat
nilai resistivitasnya.
tenaga dan waktu. Selain itu, metode Schlumberger dapat menampilkan
3. Interpretasi Data
profil lapisan bawah permukaan satu
Interpretasi data merupakan
dimensi (1D) maupun 2D dengan
langkah akhir yang dilakukan dalam
menghubungkan
penelitian. Pada tahapan ini hasil
sounding. Pemilihan titik pengukuran
penelitian
untuk
geolistrik terdiri dari 3 titik dengan
mengetahui gambaran kondisi bawah
jarak antar titik pengukuran yaitu 10
permukaan
diteliti.
meter. Panjang spasi elektroda yang
dilakukan
digunakan dengan jarak perpindahan
interpretasi secara 2D, kemudian
AB/2 yaitu 15, 25, 35, 45, 55, 65, 75,
hasilnya
85, 95, 105, 115, 125, 135, dan 150
Dalam
diartikan
daerah
penelitian
yang ini
dikorelasikan
dengan
kondisi geologi dari daerah yang
titik
meter.
diteliti agar diperoleh informasi yang cukup akurat.
beberapa
Hasil pengolahan data 1D dan 2D
yang
didapat
berupa
nilai
resistivitas dan kedalaman. Pendugaan HASIL DAN PEMBAHASAN Studi
berdasarkan
pada
nilai
bawah
resistivitas yang diolah dan dicocokan
permukaan di di stadion Universitas
dengan nilai resistivitas yang telah
Brawijaya
diperoleh dari literatur atau studi
Kota
struktur
lapisan
Kecamatan
Malang
menggunakan resistivitas.
Lowokwaru
dilakukan metode Konfigurasi
dengan geolistrik yang
terdahulu. Literatur yang digunakan dalam
studi
Geophysics
ini for
yaitu The
Practical Exploration
digunakan dalam pengambilan data
Geologist
yaitu konfigurasi Schlumberger. Pada
tertera pada Tabel 2.1 berikut.
(Blaricom,
1988)
yang
konfigurasi ini hanya memindahkan elektroda
arus
(AB)
pengambilan data pada
setiap bentangan
tertentu. Konfigurasi ini cukup flexible
61
Vol. 5, No. 1, Juni 2017 Arif Rahman H, dkk (2017) hal: 56-64 Studi Struktur Bawah Permukaan http://jurnal.uim.ac.id/index.php/fkip
p-ISSN : 2337-9820
Wacana
e-ISSN : 2579-8464
Jurnal Pemikiran Penelitian Pendidikan dan Sains
Didaktika
Lapisan 1 dengan nilai tahan jenis antara 7,8 Ωm - 45 Ωm diprediksi sebagai lapisan lempung. Lapisan 2 dengan nilai tahanan jenis sekitar 45 Ωm – 195 Ωm diprediksi sebagai lapisan lempung pasiran Hasil pengolahan data pada Titik
1
diperoleh
variasi
nilai
resistivitas batuan antara 10,5 Ωm hingga 1000 Ωm dengan kedalaman
Lapisan 3 dengan nilai tahanan jenis antara 195 Ωm – 600 Ωm diprediksi sebagai lapisan batuan pasir. Lapisan 4 dengan nilai tahanan jenis
sekitar 27 meter. Hasil interpretasi
antara
sebagai berikut:
diprediksi lapisan pasir dan kerikil,
600
Ωm
–
1000
Ωm
Lapisan 1 dengan nilai tahan jenis
Lapisan 5 dengan nilai tahanan jenis
antara 10,5 Ωm - 46 Ωm diprediksi
antara 1000 Ωm – 1950 Ωm
sebagai lapisan lempung.
diprediksi sebagai lapisan kerikil.
Lapisan 2 dengan nilai tahanan jenis
Sedangkan
pada
Titik
3,
sekitar 46 Ωm – 200 Ωm diprediksi
diperoleh
sebagai lapisan lempung pasiran.
batuan antara 10,8 Ωm hingga 1000
Lapisan 3 antara 200 Ωm – 685 Ωm
Ωm dengan kedalaman sekitar 27.5
diprediksi sebagai lapisan batuan
meter.
pasir.
berikut:
Lapisan 4 dengan nilai tahanan jenis antara
685
Ωm
–
1050
Ωm
diinterpretasi sebagai lapisan batuan
Hasil
nilai
resistivitas
interpretasi
sebagai
Lapisan 1 dengan nilai tahan jenis antara
10,8
Ωm
–
41.1
Ωm
diprediksi sebagai lapisan lempung Lapisan 2 dengan nilai tahanan jenis
pasir dan kerikil.
Titik
variasi
Hasil pengolahan data pada
sekitar
2
diprediksi sebagai lapisan lempung
diperoleh
variasi
nilai
resistivitas batuan antara 7,8 Ωm
41.1
Ωm
–
190
Ωm
pasiran
hingga 1480 Ωm dengan kedalaman
Lapisan 3 dengan nilai tahanan
sekitar 30 meter. Hasil interpretasi
jenis, antara 190 Ωm – 670 Ωm
sebagai berikut:
Arif Rahman H, dkk (2017) hal: 56-64 Vol. 5, No. 1, Juni 2017 62 Studi Struktur Bawah Permukaan http://jurnal.uim.ac.id/index.php/fkip
Wacana
p-ISSN : 2337-9820
Didaktika
Jurnal Pemikiran Penelitian Pendidikan dan Sains
diprediksi sebagai lapisan batuan pasir
e-ISSN : 2579-8464
Penulis menyarankan dalam penelitian berikutnya agar jarak antar
Lapisan 4 dengan nilai tahanan jenis antara
670
Ωm
–
1000
Ωm
diprediksi lapisan pasir dan kerikil.
elektroda dalam akuisisi data dan luas daerah yang dijadikan sebagai obyek penelitian diperluas lagi agar informasi yang diperoleh bisa mewakili kondisi
Dari
hasil
interpretasi
terlihat
dari area penelitian secara umum.
bahwa sebagian besar struktur bawah permukaan
daerah
penelitian
didominasi oleh jenis batuan sedimen yang terdiri dari lempung, lempung pasiran, batuan pasir, batuan pasir dan kerikil dengan kedalaman maksimal
DAFTAR PUSTAKA Bisri, Mohammad, 1991. Aliran Air Tanah Malang, Fakultas Teknik Universitas Brawijaya, Malang.
yang terdeteksi adalah 30 meter.
Dobrin, M.B. dan Savit, C.H.1988, Introductionto Geophysics th Prospecting 4 Editon, New York
PENUTUP
Santoso. 2002. Geolistrik. Erlangga: Jakarta
Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dapat diketahui bahwa variasi
nilai
tahanan
jenis
yang
tersebar di daerah penelitian berkisar antara 7,8 Ωm – 1500 Ωm dan terletak pada kedalaman 1,61 m – 30 m. Dari
hasil
interpretasi
terlihat
bahwa sebagian besar struktur bawah permukaan
daerah
penelitian
didominasi oleh jenis batuan sedimen yang terdiri dari lempung, lempung pasiran, batuan pasir, batuan pasir dan kerikil.
63
Telford, Geldart and Sheriff. 1976. Applied Geophysics. 2nd edition. Cambridge University Press, New York Todd. 1980. Electromagnetic Methods. John Willey and Sons. USA:New York Verhoef. 1994. Geologi Untuk Teknik Sipil. Erlangga, Jakarta Waluyo. 2001. Panduan Workshop Eksplorasi geofisika (Teori & Aplikasi). Metode Resistivitas.
Vol. 5, No. 1, Juni 2017 Arif Rahman H, dkk (2017) hal: 56-64 Studi Struktur Bawah Permukaan http://jurnal.uim.ac.id/index.php/fkip
p-ISSN : 2337-9820 e-ISSN : 2579-8464
Wacana Jurnal Pemikiran Penelitian Pendidikan dan Sains
Didaktika
Laboratorium Geofisika, fakultas MIPA, UGM. Jogjakarta. Zonge, K.l. dan Hughes, L.J. 1980, Complex Resistivity Methods, Zonge Engineering and Research Organization Inc:Tuscon, AZ, USA
Arif Rahman H, dkk (2017) hal: 56-64 Vol. 5, No. 1, Juni 2017 64 Studi Struktur Bawah Permukaan http://jurnal.uim.ac.id/index.php/fkip
