Analisa Struktur Bawah Permukaan Tanah p
LAPORAN FISIKA LABORATORIUM RESISTIVITAS-1115100007 (2017)
1
Analisis Struktur Bawah Permukaan Tanah Tower
FMIPA ITS dengan Metode Resistivitas
Konfigurasi Wenner
Sulistiyawati Dewi K., Bramantya Ramadhany, Rahman Rafsanjani, Diki Anggoro
Departemen Fisika, Fakultas Ilmu Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail: rahmanraf67@gmail.com
Abstrak—Telah selesai dilakukan percobaan Analisa
Struktur Bawah Permukaan Tanah pada Daerah Bawah
Tower FMIPA dengan Metode Resistivitas Konfigurasi
Wenner. Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu untuk
mengetahui lapisan batuan yang berada pada bawah tower
FMIPA ITS. Prinsip yang digunakan pada percobaan ini yaitu
Resistivitas dengan menggunakan konfigurasi Wenner.
Lintasan yang digunakan pada percobaan ini terdiri dari 2
lintasan, dimana lintasan ini sepanjang 20 m dengan variasi
jarak 1m, 2m, 3m dan 4m. Data yang didapatkan pada
percobaan ini ialah nilai resistivitas, kemudian data hasil
percobaan ini diolah dengan menggunakan software Res2Dinv.
Hasil pengolahan data pada software Res2Dinv berupa
gambar peta lapisan. Langkah pertama yang harus dilakukan
pada percobaan ini yaitu alat dan bahan disiapkan, lalu
panjang lintasan yang digunakan diukur, selanjutnya
elektroda dipasang kedalam tanah . Kemudian dialiri arus
(diberi injeksi arus) dengan menggunakan resistyvmeter.
Kemudian diukur resistivitasnya dengan alat yang sama.
Setelah itu data diproses dengan menggunakan software
khusus. Setelah dilakukannya percobaan, maka diperoleh
hasilnya antara lain daerah di bawah tower FMIPA ITS
memiliki nilai hambatan pada lapisan tanah yang telah
diinjeksikan arus adalah mulai dari 0,27 Ωm hingga 23,07 Ωm
pada lintasan 1, dan pada lintasan 2 sebesar 2,98 Ωm hingga
62.86 Ωm. Serta material material yang terkandung adalah
sebagian besar adalah pasir lempung dan kerikil.
Kata Kunci—Arus, elektroda, konfigurasi wenner, resistivitas
I. PENDAHULUAN
ada lapisan bawah tanah terdapat banyak material
yang membentuk suatu struktur yang memiliki sifatsifat listrik seperti konduktivitas listrik, potensial
listrik alami, dan konstanta dielektrik. Dari sifat
yang dimiliki material-material inilah yang seringkali
dijadikan acuan untuk menentukan struktur dan jenis batuan
maupun mineral yang terkandung didalam tanah.
Pengamatan struktur lapisan bawah permukaan tanah
tersebut dilakukan dengan menggunakan beberapa metode
yang salah satunya adalah metode geolistrik. Untuk
mengetahui lebih lanjut tentang pengamatan struktur lapisan
bawah permukaan tanah dengan metode geofisika, maka
dilakukanlah percobaan ini.
Metode Geolistrik merupakan salah satu metode
geofisika untuk mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan
batuan di bawah permukaan tanah dengan cara mengalirkan
arus listrik DC (Direct Current) yang mempunyai tegangan
tinggi ke dalam tanah. Injeksi arus listrik ini menggunakan 2
buah „Elektroda Arus‟ A dan B yang ditancapkan ke dalam
tanah dengan jarak tertentu. Semakin panjang jarak
elektroda AB akan menyebabkan aliran arus listrik bisa
P
menembus lapisan batuan lebih dalam. Dengan adanya
aliran arus listrik tersebut maka akan menimbulkan tegangan
listrik di dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di
permukaan tanah diukur dengan penggunakan multimeter
yang terhubung melalui 2 buah „Elektroda Tegangan‟ M dan
N yang jaraknya lebih pendek dari pada jarak elektroda AB.
Bila posisi jarak elektroda AB diubah menjadi lebih besar
maka tegangan listrik yang terjadi pada elektroda MN ikut
berubah sesuai dengan informasi jenis batuan yang ikut
terinjeksi arus listrik pada kedalaman yang lebih besar [1].
Metode resistansi efektif bila digunakan untuk
eksplorasi yang sifatnya dangkal, jarang memberikan
informasi kedalaman lebih dari 1000 kaki atau 1500 kaki.
Oleh karena itu metode ini jarang dipakai untuk eksplorasi
minyak, tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang
geologi seperti penentuan kedalaman batuan dasar,
pencarian reservoar air, juga dalam ekplorasi geothermal
dan geofisika lingkungan. Berdasarkan konfigurasi elektoda
arus dan elektroda tegangan, maka dikenal beberapa jenis
metode resistivitas tahanan jenis, antara lain metode wenner
[2].
Pada metode geolistrik tahanan jenis, arus listrik
Salah satu dari kelompok metode geolistrik yang digunakan
untuk mempelajari keadaan bawah permukaan adalah
metode geolistrik resistivitas atau tahanan jenis. Metode
resistivitas yang umumnya digunakan untuk eksplorasi
dangkal, sekitar 300–500 m ini dilakukan dengan
memanfaatkan sifat aliran listrik di dalam batuan di bawah
permukaan bumi. Prinsip dalam metode ini yaitu arus listrik
diinjeksikan ke alam bumi melalui dua elektroda arus,
sedangkan beda potensial yang terjadi diukur melalui dua
elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda
potensial listrik, dapat diperoleh variasi harga resistivitas
listrik pada lapisan di bawah titik ukur.Ilustrasi garis
ekipotensial yang terjadi akibat injeksi arus ditunjukkan
pada dua titik arus yang berlawanan di permukaan bumi
dapat dilihat pada gambar 1. Semakin besar jarak antar
elektroda menyebabkan makin dalam tanah yang dapat
diukur [2].
Ada beberapa konfigurasi untuk tahanan jenis dalam
melakukan akuisisi data. Salah satunya adalah dengan
menggunakan konfigurasi Wenner. Konfigurasi Wenner
ditunjukkan pada gambar 2. C1 dan C2 adalah elektrodeelektrode arus, elektrode-elektrode potensial, a adalahspasi
elektrode, n adalah perbandingan jarak antara elektrode C1
dan P1 dengan spasi „a‟ , L adalah bentangan maksimum.
Pada setiap metode resistivitas, terdapat banyak aturan
penempatan elektrode (konfigurasi elektrode) yang
digunakan. Salah satu konfigurasi elektrode pada penerapan
metode resistivitas diantaranya adalah konfigurasi Wenner.
LAPORAN FISIKA LABORATORIUM RESISTIVITAS-1115100007 (2017)
2
Gambar 1. Aliran arus pada percobaan resistivitas
Gambar 3. Alat dan bahan pada percobaan
Gambar 2. Konfigurasi Wenner
seterusnya hingga pengukuran elektrode arus pada titik
terakhir di lintasan [5].
Gambar 4. Skema Kerja Percobaan
Pada konfigurasi Wenner, elektrode arus dan
elektrode potensial diletakkan seperti pada gambar 2. Dalam
hal ini, elektrode arus dan elektrode potensial mempunyai
jarak yang sama yaitu C1P1=P1P2=P2C2=a.. Jadi jarak
antar elektrode arus adalah tiga kali jarak antar elektrode
potensial [3].
Konfigurasi selanjutnya yaitu Schlumberger.
Konfigurasi ini dilakukan dengan membuat jarak antar
elektroda penangkap beda potensial dibuat sekecil mungkin.
Keunggulan konfigurasi Schlumberger ini adalah
kemampuan untuk mendeteksi adanya non-homogenitas
lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan
membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi
perubahan jarak elektroda penangkap beda potensial [4].
Selain konfigurasi Wenner dan Schlumberger,
konfigurasi yang dapat digunakan adalah Pole-pole, Poledipole dan Dipole-dipole. Pada konfigurasi Pole-pole, hanya
digunakan satu elektroda untuk arus dan satu elektrode
untuk potensial. Sedangkan elektroda yang lain ditempatkan
pada sekitar lokasi penelitian dengan jarak minimum 20 kali
spasi terpanjang C1-P1 terhadap lintasan pengukuran.
Sedangkan untuk konfigurasi Pole-dipole digunakan satu
elektrode arus dan dua elektrode potensial. Untuk elektrode
arus C2 ditempatkan pada sekitar lokasi penelitian dengan
jarak minimum 5 kali spasi terpanjang C1-P1. Sehingga
untuk penelitian skala laboratorium yang mungkin
digunakan adalah konfigurasi Dipole-dipole. Pada
konfigurasi Dipole-dipole, dua elektroda arus dan dua
elektroda potensial ditempatkan terpisah dengan jarak na,
sedangkan spasi masing-masing elektrode a. Pengukuran
dilakukan dengan memindahkan elektrode potensial pada
suatu penampang dengan elektrode arus tetap, kemudian
pemindahan elektrode arus pada spasi n berikutnya diikuti
oleh pemindahan elektrode potensial sepanjang lintasan
II. METODOLOGI PERCOBAAN
A. Alat
Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah
resistivitymeter untuk memberikan injeksi arus kedalam
tanah, kabel digunakan untuk menghubungkan elektroda
dengan resistivitymeter, elektroda untuk mengalirkan arus
dari resistivitymeter ke dalam tanah, palu geologi untuk
menanam elektroda kedalam tanah, dan meteran untuk
mengukur panjang lintasan dan jarak antar elektroda.
Gambar alat dan bahan dapat dilihat pada gambar 3.
B. Skema Alat
Skema alat pada percobaan ini dapat dilihat pada
gambar 4.
C. Langkah Kerja
Langkah kerja pada percobaan ini ada dua tahap
yaitu tahap akuisisi data dan tahap interpretasi data. Pada
tahap akuisisi data yang pertama yaitu alat dan bahan
disiapkan terlebih dahulu. Percobaan ini dilakukan disebelah
gedung FMIPA tower ITS, dengan menggunakan 2 lintasan
yang mana panjang masing masing lintasan yaitu 20 m
dengan spasi antar elektroda yaitu 1m, 2m, 3m, 4m. Setelah
alat dan bahan disiapkan, kemudian pengukuran dilakukan
dengan digunakan konfigurasi Wenner. Pada tahap akuisisi
data dilakukan dengan diinjeksikan arus listrik ke dalam
permukaan tanah melalui dua buah elektroda arus dan
didapatkan nilai beda potensial antara dua buah elektroda
potensial. Dari pengukuran tersebut didapatkan nilai
resistansi untuk setiap jarak, dimana jarak yang digunakan
pada percobaan ini yaitu C1P1 = P1P2 = P2C2 = 2 m. Data
yang didapatkan pada pengukuran ini yaitu data resistansi
dan error untuk lintasan (line). Setelah didapatkan data
LAPORAN FISIKA LABORATORIUM RESISTIVITAS-1115100007 (2017)
tersebut, kemudian dilakukan tahap yang selanjutnya yaitu
tahap inversi data dengan dibantu software Res2dinv yaitu
least-square inversion yang merupakan salah satu metode
pendekatan (kuadrat terkecil). Pada hasil inversi didapatkan
nilai RMS error yang merupakan nilai error yang
menunjukkan perbedaan antara nilai resistivitas semu hasil
pengukuran dan nilai resistivitas semu hasil perhitungan
yang ditunjukkan dalam bentuk persen. Dapat dilakukan
itterasi agar didapatkan nilai error yang semakin kecil.
Selain itu didapatkan pula gambaran struktur lapisan bawah
tanah untuk daerah tersebut, sehingga dapat diketahui tanah
penyusunnya dengan mencocokkan data.
D. Flowchart
Flowchart pada percobaan ini dapat dilihat pada Gambar
5.
Start
Ditentukan area yang akan digunakan
percobaan
Alat dan bahan disiapkan dan diukur lintasan
yang digunakan pengukuran yaitu 20 m
Eektroda ditancapkan ke tanah dengan spasi
antar elektroda 1 m
Injektor arus dihubungkan ke 4 elektroda
dengan kabel penghubung
Arus diinjeksikan melalui elektroda
Nilai resistansi
dan error
Apakah
dilakukan
variasi?
Dilakukan inversi dengan software Res2dinv
Interpreta
si
Finish
Gambar 5. Flowchart percobaan
Tidak
3
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Analisa Data
Dari percobaan diperoleh data berupa nilai resistansi
dan error pada setiap jarak antar elektroda di sepanjang
lintasan meter yang tercantum pada tabel 1 dan tabel 2
berikut ini
Tabel 1. Data hasil pengukuran di lintasan 1
c1
p1
p2
c2
R (Ω)
Error (%)
0
1
2
3
0.04256
3.9
1
2
3
4
3.673
0
2
3
4
5
0.8793
0
3
4
5
6
2.976
0
4
5
6
7
1.311
0
5
6
7
8
2.435
0.4
6
7
8
9
1.883
0
7
8
9
10
1.467
0.1
8
9
10
11
1.571
0
9
10
11
12
1.196
0.1
10
11
12
13
1.81
0
11
12
13
14
1.165
0.2
12
13
14
15
1.716
0.1
13
14
15
16
1.207
0
14
15
16
17
2.632
0.1
15
16
17
18
1.04
0.1
16
17
18
19
1.81
0.4
17
18
19
20
1.696
0
0
2
4
6
0.8678
0.4
2
4
6
8
0.2403
2.2
4
6
8
10
0.5452
0.2
6
8
10
12
0.5045
2
8
10
12
14
0.334
3
10
12
14
16
0.4912
3.1
12
14
16
18
0.1685
2.2
14
16
18
20
0.566
2.4
0
3
6
9
0.04099
2.5
3
6
9
12
0.1682
1.5
6
9
12
15
0.2315
1.1
9
12
15
18
0.4391
1.4
12
15
18
21
0.3319
0.5
0
4
8
12
0.4151
3.4
4
8
12
16
0.3538
1.2
8
12
16
20
0.05722
4.5
Tabel 2. Data hasil pengukuran di lintasan 2
c1
p1
p2
c2
R(Ω)
Error (%)
0
1
2
3
8.345
0
1
2
3
4
5.442
0.1
2
3
4
5
6.191
0
3
4
5
6
7.846
0.1
4
5
6
7
6.576
0.1
5
6
7
8
5.452
0
LAPORAN FISIKA LABORATORIUM RESISTIVITAS-1115100007 (2017)
6
7
8
9
7
8
8
9
9
10
9
10
10
4
Berdasarkan contoh perhitungan di atas, maka
diperoleh data yang lain yang disajikan dalam bentuk tabel
perhitungan yang dapat dilihat pada tabel 3 dan 4.
7.336
0
10
6.43
0.1
11
6.597
0
11
12
8.324
0.1
11
12
13
6.722
2.5
c1
p1
p2
c2
x
k(m)
11
12
13
14
8.127
0.1
0
1
2
3
1.5
1
0.27
12
13
14
15
10.01
0
1
2
3
4
2.5
1
23.07
13
14
15
16
6.378
0
2
3
4
5
3.5
1
5.52
4
5
6
4.5
1
18.69
Tabel 3. Hasil perhitungan pada lintasan 1
ρ(Ω)
14
15
16
17
9.302
0.4
3
15
16
17
18
5.286
0.1
4
5
6
7
5.5
1
8.23
6
7
8
6.5
1
15.29
8
9
7.5
1
11.83
16
17
18
19
5.39
0
5
17
18
19
20
5.941
0.3
6
7
0
2
4
6
1.186
0.1
7
8
9
10
8.5
1
9.21
2
4
6
8
2.195
0.1
8
9
10
11
9.5
1
9.87
4
6
8
10
1.498
0.2
9
10
11
12
10.5
1
7.51
11
12
13
11.5
1
11.37
6
8
10
12
1.904
0
10
8
10
12
14
1.508
0.1
11
12
13
14
12.5
1
7.32
13
14
15
13.5
1
10.78
10
12
14
16
1.581
0
12
12
14
16
18
1.415
0.2
13
14
15
16
14.5
1
7.58
14
16
18
20
1.55
0.1
14
15
16
17
15.5
1
16.53
16
17
18
16.5
1
6.53
0
3
6
9
0.3735
0.1
15
3
6
9
12
0.412
0.9
16
17
18
19
17.5
1
11.37
18
19
20
18.5
1
10.65
6
9
12
15
0.3985
1
17
9
12
15
18
0.2601
3.3
0
2
4
6
3
2
10.90
4
6
8
5
2
3.02
6
8
10
7
2
6.85
12
15
18
21
0.5026
0.8
2
0
4
8
12
0.1186
2
4
4
8
12
16
0.2315
0.5
6
8
10
12
9
2
6.34
3.7
8
10
12
14
11
2
4.20
10
12
14
16
13
2
6.17
12
14
16
18
15
2
2.12
14
16
18
20
17
2
7.11
0
3
6
9
4.5
3
0.77
3
6
9
12
7.5
3
3.17
6
9
12
15
10.5
3
4.36
9
12
15
18
13.5
3
8.27
12
15
18
21
16.5
3
6.25
0
4
8
12
6
4
10.427312
4
8
12
16
10
4
8.89
8
12
16
20
14
4
1.44
8
12
16
20
0.129
B. Perhitungan
Dari data yang telah diperoleh, dapat dibuat contoh
perhitungan untuk mencari titik datum dan nilai resistivitas.
Contoh perhitungan tersebut diambil dari data nilai
resistansi percobaan line 1 dengan variasi jarak 1 m pada C1
= 0, P1 = 1, dan P2 = 2, dan C2 = 3 berikut ini:
Diketahui :
a=1
R = 0,04256
Ditanya :
1. Titik datum (x) ...?
2. Nilai resistivitas semu ( ) ... ?
Dijawab :
1.
Titik datum (x)
(C C 2 )
x 1
2
(0 3)
x
2
x 1,5
2.
Nilai resistivitas semu ( )
2aR
2 3,14 1 0,04256
0,27m
Tabel 4. Hasil perhitungan pada lintasan 2
c1
p1
p2
c2
x
k(m)
ρ(Ω)
0
1
2
3
1.5
1
52.41
1
2
3
4
2.5
1
34.18
2
3
4
5
3.5
1
38.88
3
4
5
6
4.5
1
49.27
4
5
6
7
5.5
1
41.30
5
6
7
8
6.5
1
34.24
6
7
8
9
7.5
1
46.07
7
8
9
10
8.5
1
40.38
8
9
10
11
9.5
1
41.43
9
10
11
12
10.5
1
52.27
LAPORAN FISIKA LABORATORIUM RESISTIVITAS-1115100007 (2017)
10
11
12
13
11.5
1
42.21
11
12
13
14
12.5
1
51.04
12
13
14
15
13.5
1
62.86
13
14
15
16
14.5
1
40.05
14
15
16
17
15.5
1
58.42
15
16
17
18
16.5
1
33.20
16
17
18
19
17.5
1
33.85
17
18
19
20
18.5
1
37.31
0
2
4
6
3
2
14.90
2
4
6
8
5
2
27.57
4
6
8
10
7
2
18.81
6
8
10
12
9
2
23.91
8
10
12
14
11
2
18.94
10
12
14
16
13
2
19.86
12
14
16
18
15
2
17.77
14
16
18
20
17
2
19.47
0
3
6
9
4.5
3
7.04
3
6
9
12
7.5
3
7.76
6
9
12
15
10.5
3
7.51
9
12
15
18
13.5
3
4.90
12
15
18
21
16.5
3
9.47
0
4
8
12
6
4
2.98
4
8
12
16
10
4
5.82
8
12
16
20
14
4
3.24
C. Hasil Interpretasi Data
Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan,
data kemudian diolah dengan menggunakan software
Res2dinv sehingga didapatkan hasil gambar kontur lapisan
bawah permukaan tanah gedung FMIPA tower ITS yang
dapat dilihat pada gambar 6 dan gambar 7.
D. Pembahasan
Percobaan Analisa Struktur Bawah Permukaan Tanah
pada Daerah Bawah Tower FMIPA dengan Metode
Resistivitas Konfigurasi Wenner ini dilakukan dengan
tujuan untuk mengetahui struktur lapisan bawah permukaan
tanah dengan menggunakan konfigurasi Wenner. Percobaan
ini dilakukan di bawah gedung FMIPA tower ITS dengan
menggunakan dua variasi panjang lintasan sejauh 20 meter
dengan variasi jarak anatar elektroda yaitu 1 m, 2 m, 3 m,
dan 4 m pada masing-masing variasi panjang lintasan. Data
yang didapatkan pada percobaan yaitu berupa nilai
resistivitas semu dan error. Resitivitas semu sendiri adalah
nilai hambatan atau tahanan yang didapat dari penginjeksian
arus ke eletroda yang ditanam di dalam tanah. Pada
permukaan dibawah tanah memiliki lapisan yang berbedabeda. Akan tetapi pada percobaan ini tanah dianggap
homogen dan nilai resistivitas yang didapat dianggap
sebagai nilai resistivitas seluruh batuan di garis
ekipotensialnya. Oleh karena sebab ini lah maka nilai
reisitansi pada percobaan ini disebut sebagai nilai resistivitas
semu.
Prinsip kerja yang digunakan dalam percobaan ini
yaitu prinsip kerja metode konfigurasi wenner, yaitu metode
pengukuran yang dilakukan dengan menginjeksikan arus
listrik ke dalam bumi melalui dua elektroda arus, sedangkan
beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda
5
Gambar 6. Lintasan 1
\
Gambar 7. Lintasan 2
potensial. Pada metode ini, arus listrik diinjeksikan dengan
menggunakan resistivitymeter yang dihubungan dengan
elektroda dengan menggunakan kabel. Elektroda tersebut
sebelumnya telah ditanamkan kedalam tanah sehingga arus
dari resistvitymeter dapat diterima oleh tanah. Kemudian
haril yang didapatkan merupakan respon dari tanah yang
telah dialiri arus tersebut. Respon itu berupa resistivitas.
Selain itu konfigurasi wenner yang digunakan
mempengaruhi jarak antar elektroda yang ditanam. Dengan
menggunakan konfigurasi ini, maka jarak elektroda C1P1
sama dengan jarak elektroda C2P2. Konfigurasi ini
digunakan karena waktu yang digunakan untuk pengambilan
data relative cepat dibandingkan dengan metode yang
lainnya.
Apabila ditinjau dari saat pengambilan data
menggunakan metode wenner dimana konfigurasi ini dapat
mendeteksi dengan sensitif akan perubahan lateral dan
dengan menggunakan konfigurasi wenner bidang
equipotensial untuk benda homogen berupa bola, data lebih
mudah diproses atau dimengerti serta jarak elektroda arus
dengan potensial relatif lebih pendek yaitu 1m, 2m, dan 4m
saja sehingga daya tembus alat sama lebih besar. Dari hasil
data dapat dilakukan perhitungan yang dan dilakukan proses
selanjutnya yaitu pengolahan data yang diproses dengan
menggunakan software RES2DINV untuk mendapatkan
gambar penmpang dua dimensi dari wilayah observasi yang
dipetakan pada percobaan tersebut yaitu daerah di bawah
Tower FMIPA. Dari proses pengolahan data pada software
RES2DINV menghasilkan penampang pada kedua line atau
lintasan yang digunakan (dapat dilihat pada gambar 6 dan
7).
Berdasarkan 2 gambar pada software tersebut, Pada
line I di kedalaman 0,25-0,75 meter menunjukkan hasil
interpretasi yang beragam dengan dominasi warna yang
terlihat adalah berwarna coklat dan merah dengan nilai
resistivitas 3,36-32,1 Ωm yang menunjukkan lapisan ini
mengandung lempung berpasir dan batu pasir. Hal ini
menunjukkan terdapat sedikit sumber air mineral di lapisan
ini. Sedangkan di kedalaman 0,75-2,47 meter terdapat
LAPORAN FISIKA LABORATORIUM RESISTIVITAS-1115100007 (2017)
lapisan dengan didominasi warna hijau di beberapa bagian
dengan resistivitas 0,0369-0,352 Ωm yang menunjukkan
terdapat kandungan batu pasir.
Pada line II di kedalaman 0,25-1,27 meter
menunjukkan hasil interpretasi yang didominasi oleh
lapisan berwarna oranye hingga merah dengan resistivitas
mencapai 51,5-150 Ωm yang menunjukkan lapisan ini
mengandung batu kerikil. Sedangkan pada kedalaman 1,272,49 meter yang didominasi oleh warna hijau dengan
resistivitas mencapai 2,06-6,02 Ωm yang menunjukkan
lapisan ini mengandung lempung basah dan beberapa bagian
mengandung sedikit batu pasir. Karena lapisan ini
mengandung lempung basah berarti kemungkinan pada
lapisan ini banyak mengandung mineral air.
Jika dilihat dari data yang diperoleh dapat diketahui
bahwa nilai ρ yang besar terdapat dibagian atas sedangkan
pada bagian bawah memiliki nilai ρ yang kecil. Besarnya
nilai ρ ini dipengaruhi oleh besar kecilnya resistivitas dari
tanah tersebut. Semakin besar nilai ρ-nya maka nilai
resistivitasnya semakin besar pula sehingga dapat
menunjukkan bahwa dilokasi tersebut terdapat rongga dalam
jumlah banyak yang mengakibatkan arus listrik terhambat.
Begitu juga sebaliknya, apabila semakin kecil nilai ρ-nya
maka nilai resistivitasnya semakin kecil yang menandakan
bahwa pada daerah tersebut dapat mengalirkan arus listrik
dengan baik.
Nilai resistivitas tanah pada percobaan ini memiliki
nilai yang berbeda-beda, dari perbedaan nilai resistivitas
tersebut kita dapat mengidentifikasi tanah apa saja yang
tersusun atas material tertentu. Perbedaan nilai resitivitas ini
dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain adalah Ukuran
butir penyusun batuan, semakin kecil butir batuan maka
konduktivitas arus akan semakin baik, sehingga mereduksi
nilai resitivitas tanah. Kedua adalah kandungan air, air tanah
atau air permukaan merupakan media yang mereduksi nilai
tahanan jenis sehingga resistivitas yang didapatkan kecil.
Kemudian yang ketiga kepadatan struktur tanah karena
semakin padat batuan atau struktur kerikil yang menyusun
maka nilai resistivitas akan semakin tinggi. Yang keempat
adalah kandungan ion di dalam air maka komposisi mineral
dari batuan, semakin meningkat karena kandungan mineral
clay (lempung) akan mengakibatkan menurunnya nilai
resistivitas.
IV. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka
dapat disimpulkan bahwa pada daerah bawah tower FMIPA
ITS memiliki nilai hambatan pada lapisan tanah yang telah
diinjeksikan arus adalah mulai dari 0,27 Ωm hingga 23,07
Ωm, pada lintasan 2 sebesar 2,98 Ωm hingga 62.86 Ωm.
Material-material yang terkandung adalah sebagian besar
adalah kerakal, kerikil, gambut dan lempung pasir.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten
laboratorium Bramantya Ramadhany dan Rahman
Rafsanjani yang telah membimbing dan membagikan
ilmunya selama praktikum berlangsung, serta teman-teman
dan seluruh anggota kelompok yang telah membantu untuk
menyelesaikan laporan ini.
6
DAFTAR PUSTAKA
[1] Aini, Dian Nur. 2012. Penaksiran Resonansi Tanah dan
Bangunan Menggunakan Analisis Mikrotremor
Wilayah Surabaya Jawa Timur. Surabaya.
[2] John W, Sanders. 2004. Detectivy Seepage Through a
Natural Moraine Dam using The Self Potensial Method.
New York: University Press.
[3] Kuswanto, Agus. 2010. “Pemetaan Geologi Bawah
Permukaan Menggunakan Metoda Geolistrik 4-D”.
Pusat Teknologi Pengembangan Sumberdaya Mineral
Kedeputian TPSA, BPPT.
[4] Reynolds J.M., 1997. An Introduction to Applied and
Environmental Geophysics, John Willey and Sons Ltd.,
England.
[5] Utama, W. 2005. “Experimental Module Mataram
Geophysical Workshop”. Surabaya : Laboratorium
Geofisika FMIPA ITS.
1
Analisis Struktur Bawah Permukaan Tanah Tower
FMIPA ITS dengan Metode Resistivitas
Konfigurasi Wenner
Sulistiyawati Dewi K., Bramantya Ramadhany, Rahman Rafsanjani, Diki Anggoro
Departemen Fisika, Fakultas Ilmu Alam, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia
e-mail: rahmanraf67@gmail.com
Abstrak—Telah selesai dilakukan percobaan Analisa
Struktur Bawah Permukaan Tanah pada Daerah Bawah
Tower FMIPA dengan Metode Resistivitas Konfigurasi
Wenner. Adapun tujuan dari percobaan ini yaitu untuk
mengetahui lapisan batuan yang berada pada bawah tower
FMIPA ITS. Prinsip yang digunakan pada percobaan ini yaitu
Resistivitas dengan menggunakan konfigurasi Wenner.
Lintasan yang digunakan pada percobaan ini terdiri dari 2
lintasan, dimana lintasan ini sepanjang 20 m dengan variasi
jarak 1m, 2m, 3m dan 4m. Data yang didapatkan pada
percobaan ini ialah nilai resistivitas, kemudian data hasil
percobaan ini diolah dengan menggunakan software Res2Dinv.
Hasil pengolahan data pada software Res2Dinv berupa
gambar peta lapisan. Langkah pertama yang harus dilakukan
pada percobaan ini yaitu alat dan bahan disiapkan, lalu
panjang lintasan yang digunakan diukur, selanjutnya
elektroda dipasang kedalam tanah . Kemudian dialiri arus
(diberi injeksi arus) dengan menggunakan resistyvmeter.
Kemudian diukur resistivitasnya dengan alat yang sama.
Setelah itu data diproses dengan menggunakan software
khusus. Setelah dilakukannya percobaan, maka diperoleh
hasilnya antara lain daerah di bawah tower FMIPA ITS
memiliki nilai hambatan pada lapisan tanah yang telah
diinjeksikan arus adalah mulai dari 0,27 Ωm hingga 23,07 Ωm
pada lintasan 1, dan pada lintasan 2 sebesar 2,98 Ωm hingga
62.86 Ωm. Serta material material yang terkandung adalah
sebagian besar adalah pasir lempung dan kerikil.
Kata Kunci—Arus, elektroda, konfigurasi wenner, resistivitas
I. PENDAHULUAN
ada lapisan bawah tanah terdapat banyak material
yang membentuk suatu struktur yang memiliki sifatsifat listrik seperti konduktivitas listrik, potensial
listrik alami, dan konstanta dielektrik. Dari sifat
yang dimiliki material-material inilah yang seringkali
dijadikan acuan untuk menentukan struktur dan jenis batuan
maupun mineral yang terkandung didalam tanah.
Pengamatan struktur lapisan bawah permukaan tanah
tersebut dilakukan dengan menggunakan beberapa metode
yang salah satunya adalah metode geolistrik. Untuk
mengetahui lebih lanjut tentang pengamatan struktur lapisan
bawah permukaan tanah dengan metode geofisika, maka
dilakukanlah percobaan ini.
Metode Geolistrik merupakan salah satu metode
geofisika untuk mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan
batuan di bawah permukaan tanah dengan cara mengalirkan
arus listrik DC (Direct Current) yang mempunyai tegangan
tinggi ke dalam tanah. Injeksi arus listrik ini menggunakan 2
buah „Elektroda Arus‟ A dan B yang ditancapkan ke dalam
tanah dengan jarak tertentu. Semakin panjang jarak
elektroda AB akan menyebabkan aliran arus listrik bisa
P
menembus lapisan batuan lebih dalam. Dengan adanya
aliran arus listrik tersebut maka akan menimbulkan tegangan
listrik di dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di
permukaan tanah diukur dengan penggunakan multimeter
yang terhubung melalui 2 buah „Elektroda Tegangan‟ M dan
N yang jaraknya lebih pendek dari pada jarak elektroda AB.
Bila posisi jarak elektroda AB diubah menjadi lebih besar
maka tegangan listrik yang terjadi pada elektroda MN ikut
berubah sesuai dengan informasi jenis batuan yang ikut
terinjeksi arus listrik pada kedalaman yang lebih besar [1].
Metode resistansi efektif bila digunakan untuk
eksplorasi yang sifatnya dangkal, jarang memberikan
informasi kedalaman lebih dari 1000 kaki atau 1500 kaki.
Oleh karena itu metode ini jarang dipakai untuk eksplorasi
minyak, tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang
geologi seperti penentuan kedalaman batuan dasar,
pencarian reservoar air, juga dalam ekplorasi geothermal
dan geofisika lingkungan. Berdasarkan konfigurasi elektoda
arus dan elektroda tegangan, maka dikenal beberapa jenis
metode resistivitas tahanan jenis, antara lain metode wenner
[2].
Pada metode geolistrik tahanan jenis, arus listrik
Salah satu dari kelompok metode geolistrik yang digunakan
untuk mempelajari keadaan bawah permukaan adalah
metode geolistrik resistivitas atau tahanan jenis. Metode
resistivitas yang umumnya digunakan untuk eksplorasi
dangkal, sekitar 300–500 m ini dilakukan dengan
memanfaatkan sifat aliran listrik di dalam batuan di bawah
permukaan bumi. Prinsip dalam metode ini yaitu arus listrik
diinjeksikan ke alam bumi melalui dua elektroda arus,
sedangkan beda potensial yang terjadi diukur melalui dua
elektroda potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda
potensial listrik, dapat diperoleh variasi harga resistivitas
listrik pada lapisan di bawah titik ukur.Ilustrasi garis
ekipotensial yang terjadi akibat injeksi arus ditunjukkan
pada dua titik arus yang berlawanan di permukaan bumi
dapat dilihat pada gambar 1. Semakin besar jarak antar
elektroda menyebabkan makin dalam tanah yang dapat
diukur [2].
Ada beberapa konfigurasi untuk tahanan jenis dalam
melakukan akuisisi data. Salah satunya adalah dengan
menggunakan konfigurasi Wenner. Konfigurasi Wenner
ditunjukkan pada gambar 2. C1 dan C2 adalah elektrodeelektrode arus, elektrode-elektrode potensial, a adalahspasi
elektrode, n adalah perbandingan jarak antara elektrode C1
dan P1 dengan spasi „a‟ , L adalah bentangan maksimum.
Pada setiap metode resistivitas, terdapat banyak aturan
penempatan elektrode (konfigurasi elektrode) yang
digunakan. Salah satu konfigurasi elektrode pada penerapan
metode resistivitas diantaranya adalah konfigurasi Wenner.
LAPORAN FISIKA LABORATORIUM RESISTIVITAS-1115100007 (2017)
2
Gambar 1. Aliran arus pada percobaan resistivitas
Gambar 3. Alat dan bahan pada percobaan
Gambar 2. Konfigurasi Wenner
seterusnya hingga pengukuran elektrode arus pada titik
terakhir di lintasan [5].
Gambar 4. Skema Kerja Percobaan
Pada konfigurasi Wenner, elektrode arus dan
elektrode potensial diletakkan seperti pada gambar 2. Dalam
hal ini, elektrode arus dan elektrode potensial mempunyai
jarak yang sama yaitu C1P1=P1P2=P2C2=a.. Jadi jarak
antar elektrode arus adalah tiga kali jarak antar elektrode
potensial [3].
Konfigurasi selanjutnya yaitu Schlumberger.
Konfigurasi ini dilakukan dengan membuat jarak antar
elektroda penangkap beda potensial dibuat sekecil mungkin.
Keunggulan konfigurasi Schlumberger ini adalah
kemampuan untuk mendeteksi adanya non-homogenitas
lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan
membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi
perubahan jarak elektroda penangkap beda potensial [4].
Selain konfigurasi Wenner dan Schlumberger,
konfigurasi yang dapat digunakan adalah Pole-pole, Poledipole dan Dipole-dipole. Pada konfigurasi Pole-pole, hanya
digunakan satu elektroda untuk arus dan satu elektrode
untuk potensial. Sedangkan elektroda yang lain ditempatkan
pada sekitar lokasi penelitian dengan jarak minimum 20 kali
spasi terpanjang C1-P1 terhadap lintasan pengukuran.
Sedangkan untuk konfigurasi Pole-dipole digunakan satu
elektrode arus dan dua elektrode potensial. Untuk elektrode
arus C2 ditempatkan pada sekitar lokasi penelitian dengan
jarak minimum 5 kali spasi terpanjang C1-P1. Sehingga
untuk penelitian skala laboratorium yang mungkin
digunakan adalah konfigurasi Dipole-dipole. Pada
konfigurasi Dipole-dipole, dua elektroda arus dan dua
elektroda potensial ditempatkan terpisah dengan jarak na,
sedangkan spasi masing-masing elektrode a. Pengukuran
dilakukan dengan memindahkan elektrode potensial pada
suatu penampang dengan elektrode arus tetap, kemudian
pemindahan elektrode arus pada spasi n berikutnya diikuti
oleh pemindahan elektrode potensial sepanjang lintasan
II. METODOLOGI PERCOBAAN
A. Alat
Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah
resistivitymeter untuk memberikan injeksi arus kedalam
tanah, kabel digunakan untuk menghubungkan elektroda
dengan resistivitymeter, elektroda untuk mengalirkan arus
dari resistivitymeter ke dalam tanah, palu geologi untuk
menanam elektroda kedalam tanah, dan meteran untuk
mengukur panjang lintasan dan jarak antar elektroda.
Gambar alat dan bahan dapat dilihat pada gambar 3.
B. Skema Alat
Skema alat pada percobaan ini dapat dilihat pada
gambar 4.
C. Langkah Kerja
Langkah kerja pada percobaan ini ada dua tahap
yaitu tahap akuisisi data dan tahap interpretasi data. Pada
tahap akuisisi data yang pertama yaitu alat dan bahan
disiapkan terlebih dahulu. Percobaan ini dilakukan disebelah
gedung FMIPA tower ITS, dengan menggunakan 2 lintasan
yang mana panjang masing masing lintasan yaitu 20 m
dengan spasi antar elektroda yaitu 1m, 2m, 3m, 4m. Setelah
alat dan bahan disiapkan, kemudian pengukuran dilakukan
dengan digunakan konfigurasi Wenner. Pada tahap akuisisi
data dilakukan dengan diinjeksikan arus listrik ke dalam
permukaan tanah melalui dua buah elektroda arus dan
didapatkan nilai beda potensial antara dua buah elektroda
potensial. Dari pengukuran tersebut didapatkan nilai
resistansi untuk setiap jarak, dimana jarak yang digunakan
pada percobaan ini yaitu C1P1 = P1P2 = P2C2 = 2 m. Data
yang didapatkan pada pengukuran ini yaitu data resistansi
dan error untuk lintasan (line). Setelah didapatkan data
LAPORAN FISIKA LABORATORIUM RESISTIVITAS-1115100007 (2017)
tersebut, kemudian dilakukan tahap yang selanjutnya yaitu
tahap inversi data dengan dibantu software Res2dinv yaitu
least-square inversion yang merupakan salah satu metode
pendekatan (kuadrat terkecil). Pada hasil inversi didapatkan
nilai RMS error yang merupakan nilai error yang
menunjukkan perbedaan antara nilai resistivitas semu hasil
pengukuran dan nilai resistivitas semu hasil perhitungan
yang ditunjukkan dalam bentuk persen. Dapat dilakukan
itterasi agar didapatkan nilai error yang semakin kecil.
Selain itu didapatkan pula gambaran struktur lapisan bawah
tanah untuk daerah tersebut, sehingga dapat diketahui tanah
penyusunnya dengan mencocokkan data.
D. Flowchart
Flowchart pada percobaan ini dapat dilihat pada Gambar
5.
Start
Ditentukan area yang akan digunakan
percobaan
Alat dan bahan disiapkan dan diukur lintasan
yang digunakan pengukuran yaitu 20 m
Eektroda ditancapkan ke tanah dengan spasi
antar elektroda 1 m
Injektor arus dihubungkan ke 4 elektroda
dengan kabel penghubung
Arus diinjeksikan melalui elektroda
Nilai resistansi
dan error
Apakah
dilakukan
variasi?
Dilakukan inversi dengan software Res2dinv
Interpreta
si
Finish
Gambar 5. Flowchart percobaan
Tidak
3
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Analisa Data
Dari percobaan diperoleh data berupa nilai resistansi
dan error pada setiap jarak antar elektroda di sepanjang
lintasan meter yang tercantum pada tabel 1 dan tabel 2
berikut ini
Tabel 1. Data hasil pengukuran di lintasan 1
c1
p1
p2
c2
R (Ω)
Error (%)
0
1
2
3
0.04256
3.9
1
2
3
4
3.673
0
2
3
4
5
0.8793
0
3
4
5
6
2.976
0
4
5
6
7
1.311
0
5
6
7
8
2.435
0.4
6
7
8
9
1.883
0
7
8
9
10
1.467
0.1
8
9
10
11
1.571
0
9
10
11
12
1.196
0.1
10
11
12
13
1.81
0
11
12
13
14
1.165
0.2
12
13
14
15
1.716
0.1
13
14
15
16
1.207
0
14
15
16
17
2.632
0.1
15
16
17
18
1.04
0.1
16
17
18
19
1.81
0.4
17
18
19
20
1.696
0
0
2
4
6
0.8678
0.4
2
4
6
8
0.2403
2.2
4
6
8
10
0.5452
0.2
6
8
10
12
0.5045
2
8
10
12
14
0.334
3
10
12
14
16
0.4912
3.1
12
14
16
18
0.1685
2.2
14
16
18
20
0.566
2.4
0
3
6
9
0.04099
2.5
3
6
9
12
0.1682
1.5
6
9
12
15
0.2315
1.1
9
12
15
18
0.4391
1.4
12
15
18
21
0.3319
0.5
0
4
8
12
0.4151
3.4
4
8
12
16
0.3538
1.2
8
12
16
20
0.05722
4.5
Tabel 2. Data hasil pengukuran di lintasan 2
c1
p1
p2
c2
R(Ω)
Error (%)
0
1
2
3
8.345
0
1
2
3
4
5.442
0.1
2
3
4
5
6.191
0
3
4
5
6
7.846
0.1
4
5
6
7
6.576
0.1
5
6
7
8
5.452
0
LAPORAN FISIKA LABORATORIUM RESISTIVITAS-1115100007 (2017)
6
7
8
9
7
8
8
9
9
10
9
10
10
4
Berdasarkan contoh perhitungan di atas, maka
diperoleh data yang lain yang disajikan dalam bentuk tabel
perhitungan yang dapat dilihat pada tabel 3 dan 4.
7.336
0
10
6.43
0.1
11
6.597
0
11
12
8.324
0.1
11
12
13
6.722
2.5
c1
p1
p2
c2
x
k(m)
11
12
13
14
8.127
0.1
0
1
2
3
1.5
1
0.27
12
13
14
15
10.01
0
1
2
3
4
2.5
1
23.07
13
14
15
16
6.378
0
2
3
4
5
3.5
1
5.52
4
5
6
4.5
1
18.69
Tabel 3. Hasil perhitungan pada lintasan 1
ρ(Ω)
14
15
16
17
9.302
0.4
3
15
16
17
18
5.286
0.1
4
5
6
7
5.5
1
8.23
6
7
8
6.5
1
15.29
8
9
7.5
1
11.83
16
17
18
19
5.39
0
5
17
18
19
20
5.941
0.3
6
7
0
2
4
6
1.186
0.1
7
8
9
10
8.5
1
9.21
2
4
6
8
2.195
0.1
8
9
10
11
9.5
1
9.87
4
6
8
10
1.498
0.2
9
10
11
12
10.5
1
7.51
11
12
13
11.5
1
11.37
6
8
10
12
1.904
0
10
8
10
12
14
1.508
0.1
11
12
13
14
12.5
1
7.32
13
14
15
13.5
1
10.78
10
12
14
16
1.581
0
12
12
14
16
18
1.415
0.2
13
14
15
16
14.5
1
7.58
14
16
18
20
1.55
0.1
14
15
16
17
15.5
1
16.53
16
17
18
16.5
1
6.53
0
3
6
9
0.3735
0.1
15
3
6
9
12
0.412
0.9
16
17
18
19
17.5
1
11.37
18
19
20
18.5
1
10.65
6
9
12
15
0.3985
1
17
9
12
15
18
0.2601
3.3
0
2
4
6
3
2
10.90
4
6
8
5
2
3.02
6
8
10
7
2
6.85
12
15
18
21
0.5026
0.8
2
0
4
8
12
0.1186
2
4
4
8
12
16
0.2315
0.5
6
8
10
12
9
2
6.34
3.7
8
10
12
14
11
2
4.20
10
12
14
16
13
2
6.17
12
14
16
18
15
2
2.12
14
16
18
20
17
2
7.11
0
3
6
9
4.5
3
0.77
3
6
9
12
7.5
3
3.17
6
9
12
15
10.5
3
4.36
9
12
15
18
13.5
3
8.27
12
15
18
21
16.5
3
6.25
0
4
8
12
6
4
10.427312
4
8
12
16
10
4
8.89
8
12
16
20
14
4
1.44
8
12
16
20
0.129
B. Perhitungan
Dari data yang telah diperoleh, dapat dibuat contoh
perhitungan untuk mencari titik datum dan nilai resistivitas.
Contoh perhitungan tersebut diambil dari data nilai
resistansi percobaan line 1 dengan variasi jarak 1 m pada C1
= 0, P1 = 1, dan P2 = 2, dan C2 = 3 berikut ini:
Diketahui :
a=1
R = 0,04256
Ditanya :
1. Titik datum (x) ...?
2. Nilai resistivitas semu ( ) ... ?
Dijawab :
1.
Titik datum (x)
(C C 2 )
x 1
2
(0 3)
x
2
x 1,5
2.
Nilai resistivitas semu ( )
2aR
2 3,14 1 0,04256
0,27m
Tabel 4. Hasil perhitungan pada lintasan 2
c1
p1
p2
c2
x
k(m)
ρ(Ω)
0
1
2
3
1.5
1
52.41
1
2
3
4
2.5
1
34.18
2
3
4
5
3.5
1
38.88
3
4
5
6
4.5
1
49.27
4
5
6
7
5.5
1
41.30
5
6
7
8
6.5
1
34.24
6
7
8
9
7.5
1
46.07
7
8
9
10
8.5
1
40.38
8
9
10
11
9.5
1
41.43
9
10
11
12
10.5
1
52.27
LAPORAN FISIKA LABORATORIUM RESISTIVITAS-1115100007 (2017)
10
11
12
13
11.5
1
42.21
11
12
13
14
12.5
1
51.04
12
13
14
15
13.5
1
62.86
13
14
15
16
14.5
1
40.05
14
15
16
17
15.5
1
58.42
15
16
17
18
16.5
1
33.20
16
17
18
19
17.5
1
33.85
17
18
19
20
18.5
1
37.31
0
2
4
6
3
2
14.90
2
4
6
8
5
2
27.57
4
6
8
10
7
2
18.81
6
8
10
12
9
2
23.91
8
10
12
14
11
2
18.94
10
12
14
16
13
2
19.86
12
14
16
18
15
2
17.77
14
16
18
20
17
2
19.47
0
3
6
9
4.5
3
7.04
3
6
9
12
7.5
3
7.76
6
9
12
15
10.5
3
7.51
9
12
15
18
13.5
3
4.90
12
15
18
21
16.5
3
9.47
0
4
8
12
6
4
2.98
4
8
12
16
10
4
5.82
8
12
16
20
14
4
3.24
C. Hasil Interpretasi Data
Berdasarkan hasil perhitungan yang telah dilakukan,
data kemudian diolah dengan menggunakan software
Res2dinv sehingga didapatkan hasil gambar kontur lapisan
bawah permukaan tanah gedung FMIPA tower ITS yang
dapat dilihat pada gambar 6 dan gambar 7.
D. Pembahasan
Percobaan Analisa Struktur Bawah Permukaan Tanah
pada Daerah Bawah Tower FMIPA dengan Metode
Resistivitas Konfigurasi Wenner ini dilakukan dengan
tujuan untuk mengetahui struktur lapisan bawah permukaan
tanah dengan menggunakan konfigurasi Wenner. Percobaan
ini dilakukan di bawah gedung FMIPA tower ITS dengan
menggunakan dua variasi panjang lintasan sejauh 20 meter
dengan variasi jarak anatar elektroda yaitu 1 m, 2 m, 3 m,
dan 4 m pada masing-masing variasi panjang lintasan. Data
yang didapatkan pada percobaan yaitu berupa nilai
resistivitas semu dan error. Resitivitas semu sendiri adalah
nilai hambatan atau tahanan yang didapat dari penginjeksian
arus ke eletroda yang ditanam di dalam tanah. Pada
permukaan dibawah tanah memiliki lapisan yang berbedabeda. Akan tetapi pada percobaan ini tanah dianggap
homogen dan nilai resistivitas yang didapat dianggap
sebagai nilai resistivitas seluruh batuan di garis
ekipotensialnya. Oleh karena sebab ini lah maka nilai
reisitansi pada percobaan ini disebut sebagai nilai resistivitas
semu.
Prinsip kerja yang digunakan dalam percobaan ini
yaitu prinsip kerja metode konfigurasi wenner, yaitu metode
pengukuran yang dilakukan dengan menginjeksikan arus
listrik ke dalam bumi melalui dua elektroda arus, sedangkan
beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektroda
5
Gambar 6. Lintasan 1
\
Gambar 7. Lintasan 2
potensial. Pada metode ini, arus listrik diinjeksikan dengan
menggunakan resistivitymeter yang dihubungan dengan
elektroda dengan menggunakan kabel. Elektroda tersebut
sebelumnya telah ditanamkan kedalam tanah sehingga arus
dari resistvitymeter dapat diterima oleh tanah. Kemudian
haril yang didapatkan merupakan respon dari tanah yang
telah dialiri arus tersebut. Respon itu berupa resistivitas.
Selain itu konfigurasi wenner yang digunakan
mempengaruhi jarak antar elektroda yang ditanam. Dengan
menggunakan konfigurasi ini, maka jarak elektroda C1P1
sama dengan jarak elektroda C2P2. Konfigurasi ini
digunakan karena waktu yang digunakan untuk pengambilan
data relative cepat dibandingkan dengan metode yang
lainnya.
Apabila ditinjau dari saat pengambilan data
menggunakan metode wenner dimana konfigurasi ini dapat
mendeteksi dengan sensitif akan perubahan lateral dan
dengan menggunakan konfigurasi wenner bidang
equipotensial untuk benda homogen berupa bola, data lebih
mudah diproses atau dimengerti serta jarak elektroda arus
dengan potensial relatif lebih pendek yaitu 1m, 2m, dan 4m
saja sehingga daya tembus alat sama lebih besar. Dari hasil
data dapat dilakukan perhitungan yang dan dilakukan proses
selanjutnya yaitu pengolahan data yang diproses dengan
menggunakan software RES2DINV untuk mendapatkan
gambar penmpang dua dimensi dari wilayah observasi yang
dipetakan pada percobaan tersebut yaitu daerah di bawah
Tower FMIPA. Dari proses pengolahan data pada software
RES2DINV menghasilkan penampang pada kedua line atau
lintasan yang digunakan (dapat dilihat pada gambar 6 dan
7).
Berdasarkan 2 gambar pada software tersebut, Pada
line I di kedalaman 0,25-0,75 meter menunjukkan hasil
interpretasi yang beragam dengan dominasi warna yang
terlihat adalah berwarna coklat dan merah dengan nilai
resistivitas 3,36-32,1 Ωm yang menunjukkan lapisan ini
mengandung lempung berpasir dan batu pasir. Hal ini
menunjukkan terdapat sedikit sumber air mineral di lapisan
ini. Sedangkan di kedalaman 0,75-2,47 meter terdapat
LAPORAN FISIKA LABORATORIUM RESISTIVITAS-1115100007 (2017)
lapisan dengan didominasi warna hijau di beberapa bagian
dengan resistivitas 0,0369-0,352 Ωm yang menunjukkan
terdapat kandungan batu pasir.
Pada line II di kedalaman 0,25-1,27 meter
menunjukkan hasil interpretasi yang didominasi oleh
lapisan berwarna oranye hingga merah dengan resistivitas
mencapai 51,5-150 Ωm yang menunjukkan lapisan ini
mengandung batu kerikil. Sedangkan pada kedalaman 1,272,49 meter yang didominasi oleh warna hijau dengan
resistivitas mencapai 2,06-6,02 Ωm yang menunjukkan
lapisan ini mengandung lempung basah dan beberapa bagian
mengandung sedikit batu pasir. Karena lapisan ini
mengandung lempung basah berarti kemungkinan pada
lapisan ini banyak mengandung mineral air.
Jika dilihat dari data yang diperoleh dapat diketahui
bahwa nilai ρ yang besar terdapat dibagian atas sedangkan
pada bagian bawah memiliki nilai ρ yang kecil. Besarnya
nilai ρ ini dipengaruhi oleh besar kecilnya resistivitas dari
tanah tersebut. Semakin besar nilai ρ-nya maka nilai
resistivitasnya semakin besar pula sehingga dapat
menunjukkan bahwa dilokasi tersebut terdapat rongga dalam
jumlah banyak yang mengakibatkan arus listrik terhambat.
Begitu juga sebaliknya, apabila semakin kecil nilai ρ-nya
maka nilai resistivitasnya semakin kecil yang menandakan
bahwa pada daerah tersebut dapat mengalirkan arus listrik
dengan baik.
Nilai resistivitas tanah pada percobaan ini memiliki
nilai yang berbeda-beda, dari perbedaan nilai resistivitas
tersebut kita dapat mengidentifikasi tanah apa saja yang
tersusun atas material tertentu. Perbedaan nilai resitivitas ini
dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain adalah Ukuran
butir penyusun batuan, semakin kecil butir batuan maka
konduktivitas arus akan semakin baik, sehingga mereduksi
nilai resitivitas tanah. Kedua adalah kandungan air, air tanah
atau air permukaan merupakan media yang mereduksi nilai
tahanan jenis sehingga resistivitas yang didapatkan kecil.
Kemudian yang ketiga kepadatan struktur tanah karena
semakin padat batuan atau struktur kerikil yang menyusun
maka nilai resistivitas akan semakin tinggi. Yang keempat
adalah kandungan ion di dalam air maka komposisi mineral
dari batuan, semakin meningkat karena kandungan mineral
clay (lempung) akan mengakibatkan menurunnya nilai
resistivitas.
IV. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan maka
dapat disimpulkan bahwa pada daerah bawah tower FMIPA
ITS memiliki nilai hambatan pada lapisan tanah yang telah
diinjeksikan arus adalah mulai dari 0,27 Ωm hingga 23,07
Ωm, pada lintasan 2 sebesar 2,98 Ωm hingga 62.86 Ωm.
Material-material yang terkandung adalah sebagian besar
adalah kerakal, kerikil, gambut dan lempung pasir.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada asisten
laboratorium Bramantya Ramadhany dan Rahman
Rafsanjani yang telah membimbing dan membagikan
ilmunya selama praktikum berlangsung, serta teman-teman
dan seluruh anggota kelompok yang telah membantu untuk
menyelesaikan laporan ini.
6
DAFTAR PUSTAKA
[1] Aini, Dian Nur. 2012. Penaksiran Resonansi Tanah dan
Bangunan Menggunakan Analisis Mikrotremor
Wilayah Surabaya Jawa Timur. Surabaya.
[2] John W, Sanders. 2004. Detectivy Seepage Through a
Natural Moraine Dam using The Self Potensial Method.
New York: University Press.
[3] Kuswanto, Agus. 2010. “Pemetaan Geologi Bawah
Permukaan Menggunakan Metoda Geolistrik 4-D”.
Pusat Teknologi Pengembangan Sumberdaya Mineral
Kedeputian TPSA, BPPT.
[4] Reynolds J.M., 1997. An Introduction to Applied and
Environmental Geophysics, John Willey and Sons Ltd.,
England.
[5] Utama, W. 2005. “Experimental Module Mataram
Geophysical Workshop”. Surabaya : Laboratorium
Geofisika FMIPA ITS.