Metode Hagiwara [PDF]

Citation preview

INTERPRETASI SEISMIK REFRAKSI M Ilhamd Pribadi (F1D314052) Program Studi Teknik Geofisika Universitas Jambi ABSTRAK Praktikum ini bertujuan mengolah data dan menginterpretasikan seismik refrasi dengan menggunakan metode hagiwara dan menghitung kedalaman dengan menggunakan metode hagiwara. Dari pengolahan data kemudian diinterpretasi dengan menggunakan metode hagiwara. Pengambilan data ini sudah dilakukan pada tanggal 16 maret 2016 dengan alat Seismik dan 24 geophone yang aktif data yang diperoleh berupa waktu rambat sebagai fungsi jarak dan diolah kembali dengan menggunakan metode Hagiwara pada M.s Excel. Hasil interpretasi yang didapatkan pada lapisan pertama adalah 0,288 m/s dan yang diinterpretasikan. Lapisan kedua yang didapatkan bernilai 1,015 m/s. Berdasarkan hasil pengolahan data yang kedua telah dilakukan v1 bernilai 0,348 m/s yang diinterpretasikan. Sedangkan v2 pada lapisan kedua didapatkan nilai sebesar 4,38 m/s Kata Kunci : metode Hagiwara, Kedalaman, Geophone, M.s Excel, ABSTRACT The aim of this practicum data processing and interpreting seismic refraction using the method of Hagiwara and calculates the depth by using the method of Hagiwara. The data collection was done on the 16th of March 2016, with the tools Seismic and geophone 24 active data is obtained in the form of propagation time as a function of distance and reprocessed using the method of Hagiwara in M.s Excel. Interpretation of results obtained in the first layer is 0.288 m / s and interpreted. The second layer is obtained worth 1.015 m / s. Based on the results of the second data processing has been done v1 worth 0.348 m/ s which is interpreted. While v2 in the second layer obtained a value of 4.38 m/s. Key Word : method of Hagiwara, Depth, Geophone, M.s Excel.



PENDAHULUAN Metode seismik refraksi (seismik bias) merupakan salah satu metode yang banyak digunakan untuk menentukan struktur geologi bawah permukaan. Metode seismik bias menghasilkan data yang bila digunakan bersama-sama dengan data geologi dan perhitungan dengan konsep fisika dapat menampilkan informasi tentang struktur bawah



permukaan dan distribusi tipe batuan. Metode seismik refraksi merupakan metode yang umum digunakan dalam bidang geoteknik seperti perencanaan pendirian bangunan, gedung, pabrik, bendungan, jalan raya, landasan bandara dan sebagaimya. Ada beberapa metode interpretasi dasar yang bisa digunakan dalam metode seismic refraksi, antara lain metode waktu



tunda, metode Intercept Time, dan metode rekonstruksi muka gelombang. Pada perkembangan lebih lanjut, dikenal beberapa metode lain yang digunakan untuk menginterpretasikan bentuk topografi dari suatu bidang batas, antara lain metode Plus Minus, metode Hagiwara dan Matsuda, dan metode Reciprocal Hawkins. Dalam laporan ini, pemodelan yang akan dilakukan dengan menggunakan metode Hagiwara. TUJUAN PRAKTIKUM 1.



2.



Dapat mengolah data dan menginterpretasikan seismik refraksi dengan menggunakan metode Hagiwara. Dapat menghitung kedalaman dengan menggunakan metode Hagiwara



TEORI DASAR Gelombang Seismik Gelombang seismik adalah gelombang elastik yang dapat merambat dalam bumi. Bumi sebagai medium yang terdiri dari beberapa lapisan batuan yang antar satu lapisan dengan lapisan lainnya mempunyai sifat fisis yang berbeda. Ketidak-kontinuan sifat medium ini menyebabkan gelombang seismik yang merambatkan sebagian energinya dan akan dipantulkan serta sebagian energi lainnya akan diteruskan ke medium di bawahnya. Suatu sumber energi dapat menimbulkan bermacam-macam gelombang, masing masing merambat dengan cara yang berbeda. Gelombang seismik dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu: 1. Gelombang badan (body waves) yang terdiri dari gelombang longitudinal (gelombang p) dan gelombang transversal (gelombang s). Gelombang ini merambat ke seluruh lapisan bumi.



2. Gelombang permukaan (surface waves) yang terdiri dari gelombang Love, gelombang Raylegh, dan gelombang Stoneley. Gelombang ini hanya merambat pada beberapa lapisan bumi, sehingga pada survei seismik refleksi (survei seismik dalam) gelombang ini tidak digunakan. Seismik Refraksi Metode seismik merupakan salah satu metode yang sangat penting dan banyak digunakan di dalam teknik geofisika. Hal ini disebabkan metode seismik mempunyai ketepatan serta resolusi yang tinggi di dalam memodelkan struktur geologi di bawah permukaan bumi. Dalam menentukan struktur geologi, metode seismik dikategorikan ke dalam dua bagian yaitu seismik bias dangkal (head wave or refrected seismic) dan seismik refleksi (reflected seismic). Seismik refraksi efektif digunakan untuk penentuan struktur geologi yang dangkal sedangkan seismik refleksi untuk struktur geologi yang dalam. Keterbatasan metode ini adalah tidak dapat dipergunakan pada daerah dengan kondisi geologi yang terlalu kompleks. Metode ini telah dipergunakan untuk mendeteksi perlapisan dangkal yang hasilnya cukup memuaskan. Asumsi dasar yang harus dipenuhi untuk penelitian yang perlapisan dangkal adalah: 1. Medium bumi dianggap berlapislapis dan setiap lapisan menjalarkan gelombang seismik dengan kecepatan yang berbeda. 2. Semakin bertambah kedalamannya, batuan lapisan akan semakin kompak. 3. Panjang gelombang seismik lebih kecil dari pada ketebalan lapisan bumi. 4. Perambatan gelombang seismik dapat dipandang sebagai sinar,



sehingga mematuhi hukum hukum dasar lintasan sinar. 5. Pada bidang batas antar lapisan, gelombang seismik dapat merambat dengan kecepatan pada lapisan bawahnya. 6. Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman. ( Sismanto, 1999) Metode Hagiwara Salah satu metode perhitungan waktu tiba gelombang seismik untuk mencerminkan lapisan bawah permukaan adalah Metode Hagiwara. Metode ini merupakan metode waktu tunda (delay time) yang berdasarkan asumsi bahwa undulasi bawah permukaan tidak terlalu besar. Kelebihan dari metode hagiwara adalah lapisan bawah permukaan dapat ditampilkan mengikuti kontur bawah permukaan itu. Berbeda dengan metode interceptime yang menganggap lapisan dibawah permukaan adalah flat (bidang). (A.P Linus, 2006) Perhitungan dengan metode hagiwara dikembangkan untuk struktur bawah permukaan yang terdiri dari dua lapisan. Bidang batas lapisan akan diperlihatkan oleh hasil perhitungan merupakan rata-rata kedalaman yang memiliki kerapatan yang berbeda. Bila kerapatan berbeda maka kecepatan gelombang seismiknya juga akan berbeda, sehingga ara penjalaran gelombang seismik akan mengalami pembiasan (refraksi).



Gambar 1. Lintasan gelombang bias untuk struktur dua lapis.



( E. Hatantyo, 2004 )



Gambar 2. Kurva waktu rambat dan kurva waktu rambat kecepatan.



Perhitungan yang harus dilakukan dapat dipermudah dengan merancang suatu paket program yang dapat juga menggambarkan visualisasi lapisan bawah permukaan. Paket program ini disusun dengan berbasis Borland Delphi atau Delphi. Program ini merupakan sarana pemrograman aplikasi visual yang menggunakan bahasa pemrograman Pascal. Program aplikasi ini bekerja di bawah sistem operasi Windows, memiliki antar muka visual yang user friendly serta menggunakan bahasa pemrograman yang mampu menyediakan antar muka grafis (Graphical User Interface, GUI). Selain itu program ini juga dapat menghasilkan sebuah lingkungan pengembangan aplikasi yang berorientasi objek (Object Oriented Programming) OOP.



PENGOLAHAN DATA



nantinya akan menghasilkan satu grafik sederhana yang dapat menjelaskan jalan nya interpretasi hagiwara. Dengan data tersebut, ditentukan waktu tiba gelombang pertama dan diplotkan kedalam kurva travel time dan nilai analisis travel timenya.



Gambar 3. Grafik yang dihasilkan metode hagiwara



Gambar 4. Model penampang bawah permukaan dengan metode Hagiwara



ANALISIS Dalam praktikum seismik refraksi ini berjudul Interpretasi Seismik Refraksi. Dimana didalamnya menggunakan metode yang amat dikenal dalam seismik refraksi, yaitu metode Hagiwara. Metode hagiwara adalah salah satu metode perhitungan waktu tiba gelombang seismic pada seismic bias yang dapat mencerminkan lapisan bawah permukaan. Metode Hagiwara ini digunakan untuk menentukan kedalaman suatu lapisan dari daerah yang kita survei. Namun pada praktikum kali ini menginterpretasi datanya langsung menggunakan M.s Excel. Dimana, pada praktikum ini diberikan dua tugas yang menginterpretasikan metode hagiwara. Tugas 1 diberikan dengan 24 stasiun geophone yang ada, kemudian juga diberikan first arrival time sehingga



Gambar (4) merupakan hasil kedalaman yang diperoleh pengolahan data. Menurut literatur yang saya dapatkan bila gelombang elastik yang menjalar dalam medium bumi menemui bidang batas perlapisan dengan elastisitas dan densitas yang berbeda, maka ada pemantulan dan pembiasan gelombang tersebut. Dalam pengolahan data yang dilakukan didapatlah v1 untuk lapisan pertama sebesar 0,288 m/s yang di interpretasikan. Sedangkan v2 pada lapisan kedua didapatkan nilai sebesar 1,015 m/s. Pada tugas kedua, sama halnya diberikan data 24 stasiun geophone yang aktif, kemudian juga diberikan first arrival time sehingga nantinya akan menghasilkan satu grafik sederhana yang dapat menjelaskan jalan nya interpretasi hagiwara. Dengan data tersebut, ditentukan waktu tiba gelombang pertama dan diplotkan kedalam kurva travel time dan nilai analisis travel timenya.



2. Dalam menghitung kedalaman dengan metode hagiwara secara general, dapat dihitung dengan persamaan :



Gambar 5. Grafik yang dihasilkan metode hagiwara



Gambar 6. Model penampang bawah permukaan



Gambar (6) berdasarkan hasil pengolahan data yang telah dilakukan v1 bernilai 0,348 m/s yang diinterpretasikan. Sedangkan v2 pada lapisan kedua didapatkan nilai sebesar 4,38 m/s



KESIMPULAN 1. Metode Hagiwara merupakan metode waktu tunda yang berdasarkan asumsi bahwa undulasi bawah permukaan tidak terlalu besar. Kelebihan dari metode Hagiwara adalah lapisan bawah permukaan dapat ditampilkan mengikuti kontur bawah permukaan itu. Pengolahan data dilakukan dengan membuat grafik T-X untuk mendapatkan kecepatan dan kedalaman. Dari data seismik refraksi yang telah dianalisa, dapat diinterpretasikan data tersebut merupakan bentuk struktur 2 lapis.



Sedangkan untuk menghitung kedalaman lapisan untuk tiap geophone, dapat dihitung dengan persamaan :



Dengan hasil batas lapisan lapuk yaitu : 1. Tugas 1 : 137-146,7 2. Tugas 2 : 148,9-155,7 DAFTAR PUSTAKA Hartantyo, E. 2004. Metode seismik bias dan pantul. Universitas Gadjah Mada: Yogyakarta. Linus, A.P. 2006. Penafsiran data seismik bias dangkal dengan metode hagiwara.Jurusan Fisika. ITB: Bandung Sismanto. 1999. Eksplorasi dengan menggunakan Seismik Refraksi. UGM: Yogyakarta.