Penentuan Lokasi Akuisisi Magnetotelluric (MT)

MT (Magnetotelluric) adalah salah satu metode pasif yang memanfaatkan gelombang elektromagnetik alam. Metode pengukuran atau perekaman sinyal secara pasif mengakibatkan banyak problem pada perolehan data yang sangat baik. Hal ini sangat berkaitan pada noise. Noise yang terekam beragam yang diantaranya aliran listrik PLN, angin, getaran atau gerakan tanah, dll. Hal ini sangat familiar dan dangat dijumpai apabila akuisisi MT dilakukan di pulau jawa. Banyak hal yang dapat dilakukan untuk mengatasi hal tersebut. Metode ini berdasarkan pengalaman saat melakukan akuisisi data MT di wilayah Jawa Timur.

Hal-hal yang dapat dilakukan diantaranya :

  1. Cek lokasi titik MT melalui google earth.

Cek lokasi melui google earth sangat penting untuk mengetahui kondisi sekitar titik stasiun MT. Dari google earth kita bisa mengetahui jarak titik pengamatan ke sumber noise. Perkampungan jarak 500m dari titik MT masih dapat mengakibatkan data MT yang kurang baik. Tampak jalan yang diprediksi besar juga menindikasikan adanya saluran listrik 20KV di tepi jalan dan banyak kendaraan belalu-lalang. Hal tersebut sangat berdampak pada data rekaman MT. Terlebih SUTET (Saluran Udara Tegangan Ekstra Tinggi) PLN. Jarak 2 km dari jaringan SUTET cukup untuk menghindari noise untuk rekaman MT. Untuk mengetahui jalur jaringan SUTET PLN, data lokasi SUTET dapat diminta di kantor PLN. Pada intinya, pengecekan lokasi di Google Earth dilakukan untuk pengenalan wilayah.

  1. Pengukuran Arus AC dan DC.

Pada saat pengecekan lokasi di google earth, tentukan 3 titik lokasi yang memungkinkan untuk menggeser titik pengukuran MT. Lakukan pengukuran nilai AC dan DC pada titik yang diprediksi akan jauh atau dapat mengurangi intensitas noise. Alat yang digunakan adalah batang tembaga (misalkan : ujung alat penangkal petir), kabel, dan multimeter. Berikut langkah-langkah yang dapat dilakukan :

  1. Tancapkan kedua batang tembaga dari titik pusat pengukuran ke arah utara atau selatan dan pusat pengukuran ke arah barat atau timur.
  2. Jarak antar kedua batang dari pusat ke arah tertentu sejauh 50 m. Karena pada umumnya jarak porous pot pada MT sejauh 100 m atau 50 meter dari pusatnya.
  3. Hubungkan kedua batang tembaga menggunakan kabel ke multimeter.
  4. Ukur nilai AC dan DC pada setiap arah.
  5. Lakukan hal yang sama pada lokasi lainnya. Dan tentukan lokasi pengukuran MT berdasarkan nilai pengukuran AC dan DC yang terkecil.

Hasil pengukuran sangat dapat dipertanggung jawabkan kepada client atau manager kita saat data yang kita dapatkan jelek. Pada intinya pengukuran AC dan DC ini sama saat melakukan pengukuran metode Self Potensial.

  1. Signal Magnetik Regional.

Situs http://www.swpc.noaa.gov/ftpdir/indices/DGD.txt menyediakan data kekuatan signal magnetik yang diterima bumi dari matahari. Selain faktor noise, mungkin dikarenakan pada waktu pengukruan MT signal magnetik dalam kondisi lemah atau kecil. Hal ini sangat berdampak pada data yang kita peroleh.

 

Mudah-mudahan informasi ini membantuk bagi explorist MT di wilayah yang bukan wilayah remote. Metode ini dirasa sangat membantu untuk mempertanggungjawabkan kepada atasan atau client terhadap kondisi data MT yang kita dapatkan tidak pernah baik di suatu wilayah yang penuh dengan noise.

Kerentanan Bencana Alam

Bencana alam dapat didefinisikan sebagai perubahan kondisi alam yang mengakibatkan bahaya bagi munusia maupun mahluk hidup lainnya. Untuk dapat mengantisipasinya, manusia perlu mengenal dan memahami perubahan alam tersebut. Secara umum terdapat lima cara dasar yang dapat dilakukan manusia untuk dapat menanggapi perubahan alam
tersebut:

  1. Menghindari, merupakan cara yang paling sederhana, dengan tidak mendirikan bangunan atau bertempat di lokasi yang rentan terhadap bencana alam
  2. Stabilisasi, dilakukan secara teknis dengan penambahan biaya konstruksi sehingga kadang menjadi tidak ekonomis
  3. Peraturan keamanan struktur, berupa penyediaan peraturan keamanan struktur untuk menjamin keamanan bangunan
  4. Pembatasan guna lahan dan kepemilikan, tata guna lahan yang mengatur peruntukan fungsi lahan seperti pertanian dan permukiman sesuai dengan potensi bencana alam, demikian pula mengenai kepemilikan, dapat mengurangi resiko bencana alam
  5. Sistem peringatan, beberapa bencana alam yang dapat diprediksikan, denganselang beberapa waktu dapat diberikan peringatan untuk melakukan tindakan darurat

Bencana alam, menurut Dep. Kimpraswil (2002), adalah segala ancaman dari alam terhadap kawasan seperti angin puyuh, gempa bumi, erosi dan banjir.

Sumber Daya Air

Air adalah merupakan salah satu sumber kehidupan mahluk hidup yang sangat penting. Secara keseluruhan, jumlah air di bumi relatif tetap. Jumlah air yang tetap disebabkan air di bumi mengalami suatu siklus melalui serangkaian peristiwa yang kontinyu. Rangkaian peristiwa ini disebut siklus hidrologi (Gambar 1).

Gambar 1. Siklus hidrologi.

Siklus hidrologi ini terjadi dari air menguap dari permukaan samudera/laut, danau, sungai ataupun dari genangan-genangan air yang ada di permukaan bumi yang disebut evaporasi, maupun berupa penguapan dari tumbuhan atau yang disebut transpirasi. Evaporasi disebabkan oleh panas matahari. Laju dan jumlah penguapan bervariasi tergantung besarnya energi panas matahari. Hasil dari evaporasi yang berupa uap air dibawa udara yang bergerak, dan dalam kondisi yang memungkinkan, uap tersebut mengalami kondensasi dan membentuk butir-butir air yang akan jatuh lagi ke bumi sebagai presipitasi berupa air hujan dan atau salju.

Presipitasi yang jatuh di permukaan bumi akan menyebar dengan berbagai cara. Sebagian akan tertahan di permukaan bumi sebagai es atau salju dan genangan air. Sebagian air hujan atau lelehan salju selain akan mengalami penguapan juga akan mengalir ke saluran, danau atau sungai, yang disebut aliran permukaan (run-off). Dan sebagaian lagi akan meresap ke dalam tanah yang berporous/berpori, yang disebut peristiwa infiltrasi. Di bawah permukaan tanah, pori-pori tanah berisi air dan udara, yang dikenal sebagai zona kapiler atau zona aerasi. Air yang tersimpan dalam zona ini disebut air kapiler. Uap air dalam zona ini dapat pula kembali ke permukaan tanah dan menguap ke udara. Kelebihan air kapiler secara gravitasi akan masuk ke dalam tanah. Pada kedalaman tertentu, pori-pori tanah atau batuan akan jenuh air. Batas atas zona jenuh air ini disebut muka air tanah (water table). Air yang tersimpan dalam zona ini disebut air tanah dan air tanah ini bergerak sebagai aliran air tanah yang mengalir melalui batuan atau lapisan tanah dan akhirnya keluar ke permukaan sebagai sumber air atau sebagai rembesan ke danau, waduk, sungai atau laut. Air yang tersimpan di waduk, sungai dan danau disebut air permukaan.

Air tanah dapat didefinisikan, sejumlah air di bawah permukaan bumi yang dapat dikumpulkan dengan sumur-sumur, terowongan atau sistem drainase. Dapat pula disebut aliran yang secara alami mengalir ke permukaan tanah melalui pancaran atau rembesan. Ketersediaan air tanah dan posisi muka air tanah serta ketersediaan air permukaan sangat tergantung dari itensitas hujan yang terjadi. Hujan lebat dapat menyebabkan genangan pada wilayah hunian yang kecil dan dapat pula mengakibatkan kerusakan tanaman. Itentitas curah hujan, secara kualitatif dapat dinyatakan dengan derajat curah hujan.

Stabilitas Kelerengan

Kemiringan lereng adalah sudut yang dibentuk oleh perbedaan tinggi permukaan lahan (relief), yaitu antara bidang datar tanah dengan bidang horizontal dan pada umumnya dihitung dalam persen (%) atau derajat (0). Klasifikasi kemiringan lereng menurut SK Mentan No. 837/KPTS/Um/11/1980, seperti pada tabel dibawah ini :

Tabel. Klasifikasi Kemiringan Lahan dan Peruntukannya.

Hubungan antara topografi dan geologi suatu daerah sangatlah penting dalam menentukan kestabilan lereng. Jika batuan memiliki kemiringan kedudukan yang paralel dengan kelerengan, maka kemungkinan longsor lebih besar dari lereng dengan kedudukan batuan yang horizontal atau berlawanan arah terhadap kelerengan. Ketika kemiringan batuan searah dengan lereng, air mengalami perkolasi sepanjang bidang-bidang perlapisan sehingga menyebabkan menurunnya kohesivitas dan friksi antara satuan batuan yang berdampingan (lihat gambar a). Pada keadaan tertentu bila hadir lapisan batulempung, maka batuan ini dapat menjadi bidang gelincir ketika kondisinya basah. Walaupun batuan mempunyai kedudukan horizontal atau miring berlawanan dengan kelerengan, dapat saja rekahan memiliki arah yang sama dengan kelerengan. Air akan dapat bermigrasi melaluinya kemudian melapukkan dan memperbesar bukaan hingga beban berat dari lapisan diatasnya tidak sanggup lagi untuk ditahan dan terjadi longsor (lihat gambar b).

Gambar  (a) Batuan dengan kedudukasn yang miring searah dengan kelerengan. (b) Rekahan miring searah dengan kelerengan.

Selain kondisi lapisan batuan yang dapat berperan sebagai bidang gelincir adalah kondisi tutupan lahan diatasnya. Kondisi vegetasi yang baik mampu mengikat satuan batuan untuk memperkecil gerakan tanah. Oleh karena itu, pada lahan yang memiliki kelerengan lebih dari 20 derajat sebaiknya dilakukan penanaman tanaman yang memiliki perakaran tunjang.

Amplifikasi

Seed dan Schnabel (1972) menunjukkan bahwa kerusakan struktur bangunan akibat gempa dan intensitas goncangan tanah selama gempa secara signifikan dipengaruhi oleh kondisi geologi dan kondisi tanah setempat. Batuan sedimen yang lunak diketahui memperkuat gerakan tanah selama gempa dan karena itu rata-rata kerusakan yang diakibatkan lebih parah dari pada lapisan keras (Tuladhar, 2002). Artinya batuan sedimen merupakan faktor amplifikasi amplitudo gelombang gempa. Kota modern yang dibangun di atas sedimen lunak akan mudah mengalami kerusakan akibat amplifikasi gelombang gempa.

Terdapat dua sebab terjadinya amplifikasi gelombang gempa yang dapat mengakibatkan kerusakan bangunan. Pertama, adanya gelombang yang tercebak di lapisan lunak (Nakamura, 2000; Sato et al., 2004), sehingga gelombang tersebut terjadi superposisi antar gelombang, jika gelombang tersebut mempunyai frekuensi yang relatif sama, maka terjadi proses resonansi gelombang gempa. Akibat proses resonansi ini, gelombang tersebut saling menguatkan. Kedua, adanya kesamaan frekuensi natural antara geologi setempat dengan bangunan (Gosar, 2007). Ini akan mengakibatkan resonansi antara bangunan dan  tanah setempak. Akibatnya, getaran tanah pada bangunan lebih kuat.

Amplifikasi gelombang seismik, dicirikan oleh adanya batuan sedimen yang berada di atas basement dengan perbedaan densitas ρ.

Besaran amplifikasi dapat diestimasi dari kontras impedansi antara bedrock dan sedimen permukaan (Gosar, 2007). Dengan kata lain, kontras parameter perambatan gelombang (densitas dan kecepatan) pada bedrock dan sedimen permukaan. Semakin besar perbedaan parameter tersebut, semakin besar pula nilai amplifikasi perambatan gelombangnya. Lebih lanjut, Oliveira et al. (2006) berpendapat bahwa nilai amplifikasi dipengaruhi oleh variasi formasi geologi, ketebalan dan sifat-sifat fisika lapisan tanah dan batuan, kedalaman bedrock dan permukaan air bawah tanah dan permukaan struktur bawah permukaan.

Gempa Meksiko pada 19 September 1985 merupakan contoh gempa yang merusak kota dengan bangunan modern yang terletak pada batuan sedimen. Kerusakan kota Meksiko akibat gempa yang sumbernya (di laut fasifik) berjarak 390 km dari kota tersebut. Sebab kota Meksiko bertumpu pada tanah lunak menghasilkan amplifikasi getaran besar yang mengakibatkan kerusakan parah (Seed et al, 1988;Towhata, 2008). Kota Meksiko dibangun diatas lapisan tanah lunak yang tebalnya melebihi hard stratum. Bagian barat kota terletak di lapisan bekas rawa danau, sedangkan, keberadaan tanah lunak yang mengisi di bekas rawa sampai bagian timur. Pada daerah bekas rawa, keberadaan tanah lunak  mempunyai kecepatan gelombang geser 40 sampai 90 m/s dan dibawah lapisan lunak tersebut, terdapat lapisan keras dengan kcepatan gelombang geser (Vs) sekitar 500 m/s atau lebih (Seed et al, 1987).

Amplifikasi getaran tanah juga telah diamati pada gempa Loma Prieta pada Oktober 1989 (Benuska, 1990). Lempung yang tepal di bawah area sekitar garis keliling Teluk San Francisco merupakan media yang bertindak sebagai amplifikator getaran tanah pada daerah San Francisco dan Oakland, sehingga getaran gempa merusak bangunan kota tersebut.

Benuska, L. , 1990. Loma Prieta Earthquake Reconnaissance Report. Earthquake Spectra,Supplement to vol. 6, May.

Oliveira, CS., Roca, A. and Goula, X. 2006. Assessing And Managing earthquake Risk. Springer, Netherland.

Sato, T., Saita, J., Nakamura, Y.: Evaluation of the Amplification Characteristics of Subsurface using Microtremor and Strong Motion – the Studies at Mexico City, 13th WCEE, Vancouver, Canada, 2004.8.

Seed, H. B. and Schnabel, P. B., 1972. Soil and Geological Effects on Site Response During Earthquakes. Proc. of First International Conf. on Microzonation for Safer Construction – Research and Application, vol. I, pp 61-74.

Tuladhar, R. 2002. Seismic microzonation of greater bangkok of greater Bangkok using microtremor observations. Thesis Asian Institute of Technology School of Civil Engineering. Thailand.

Konfigurasi Geolistrik

Nilai perhitungan resistivitas semu bahwa permukaan yang biasanya disimbolkan dengan “Rho” tergantung dengan faktor konfigurasi yang digunakannya. Hal ini berkaitan dengan model penjalaran listrik dibawah permukaan bumi yang bergantung dengan posisi masing-masing elektrode. Berikut adalah macam-macam konfigurasi geolistrik dan persamaan faktor konfigurasi (K) :

  • Wenner Alpha

  • Schlumberger
  • Pole-pole
  • Pole-Dipole
  • Dipole-dipole

Semoga bermanfaat bagi rekan-rekan semua.

Prinsip Umum Metode Geolistrik

Metode geolistrik merupakan metode yang digunakan untuk mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dengan cara mendeteksinya di permukaan bumi (Lilik Hendrajaya,1990). Pendeteksian ini meliputi pengukuran potensial, arus, dan medan elektromagnetik yang terjadi baik itu oleh injeksi arus maupun secara alamiah. Salah satu metode geolistrik yang sering digunakan dalam pengukuran aliran listrik dan untuk mempelajari keadaan geologi bawah permukaan adalah dengan metode tahanan jenis (resistivitas). Metode geolistrik tahanan jenis dapat dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu:

  1. Metode Resistivitas Mapping
  2. Metode Resistivitas Sounding (drilling)

Metode Resistivitas Mapping

Metode resistivitas mapping merupakan metode resistivitas yang bertujuan mempelajari variasi tahanan jenis lapisan bawah permukaan secara horizontal, pada metode ini dipergunakan konfigurasi elektroda yang sama untuk semua titik pengamatan di permukaan bumi dan dibuat kontur isoresistivitasnya.

Metode Resistivitas Sounding

Metode resistivitas sounding yang dikenal juga dengan metode resistivitas drilling merupakan suatu metode yang mempelajari variasi resistivitas batuan dibawah permukaan bumi secara vertikal. Pada metode ini pengukuran titik sounding dilakukan dengan jalan mengubah-ubah jarak elektroda, pengubahan jarak elektroda dilakukan dari jarak elektroda yang kecil kemudian membesar secara gradual. Jarak elektroda ini sebanding dengan kedalaman lapisan batuan yang terdeteksi. Makin dalam lapisan batuan, maka semakin besar pula jarak elektroda. Pada pengukuran pembesaran jarak elektroda dilakukan jika mempunyai suatu alat geolistrik yang memadai. Alat geolistrik tersebut harus dapat menghasilkan arus listrik yang cukup besar atau alat tersebut harus cukup sensitif dalam mendeteksi beda potensial yang nilainya cukup kecil.

Pada resistivitas sounding dikenal berbagai macam konfigurasi elektroda, diantaranya yang paling sering digunakan adalah:

1. Metode 2 dimensi:

  • Konfigurasi Wenner.
  • Konfigurasi Schlumberger.

2. Metode 3 dimensi:

  • Konfigurasi dipole-dipole
  • Konfigurasi Lee Partision
  • Rectangle Line Source
  • Sistem Gradien 3 titik.

 

Info :  Sifat Kelistrikan Suatu Batuan klik disini