Seisxplore Survey
Konsultan Geofisika|Geologi|Geoteknik
-
-
Pengukuran gravitasi di lokasi DG-0 (biasanya merujuk pada titik referensi gravitasi atau datum gravitasi) untuk pre-survey microgravity adalah langkah penting dalam eksplorasi geofisika, terutama untuk mendeteksi variasi densitas bawah permukaan yang sangat kecil. Microgravity adalah metode geofisika yang mengukur variasi medan gravitasi Bumi dengan sensitivitas tinggi (orde mikroGal, di mana 1 mikroGal = 10^-6 Gal, dan 1 Gal = 1 cm/s²).
Berikut adalah penjelasan ilmiah dan aturan yang perlu diperhatikan dalam pengukuran gravitasi untuk pre-survey microgravity:
1. Tujuan Pengukuran Microgravity
- Mendeteksi variasi densitas bawah permukaan yang disebabkan oleh struktur geologi, rongga, atau objek buatan manusia.
- Aplikasinya meliputi eksplorasi mineral, identifikasi rongga bawah tanah, studi vulkanologi, dan pemantauan reservoir.
2. Prinsip Dasar Pengukuran Graviti
- Hukum Newton tentang Gravitasi: Gaya gravitasi antara dua massa berbanding lurus dengan produk massanya dan berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya.
- Medan Gravitasi Bumi: Diukur dalam satuan Gal (1 Gal = 1 cm/s²). Variasi kecil dalam medan gravitasi (mikroGal) disebabkan oleh perbedaan densitas material bawah permukaan.
3. Alat yang Digunakan
- Gravimeter Relatif: Alat ini mengukur perbedaan gravitasi antara dua titik. Contoh: Gravimeter LaCoste & Romberg atau Scintrex CG-6.
- Gravimeter Absolut: Mengukur nilai absolut gravitasi di suatu titik, tetapi jarang digunakan untuk survei mikrogravitasi karena biaya dan kompleksitasnya.
4. Tahapan Pengukuran di DG-0 dan Pre-Survey
a. Penentuan DG-0 (Datum Gravity)
- DG-0 adalah titik referensi gravitasi yang nilai gravitasinya sudah diketahui secara akurat.
- Titik ini digunakan sebagai baseline untuk koreksi dan kalibrasi pengukuran gravitasi di lokasi survei.
b. Kalibrasi Alat
- Pastikan gravimeter dikalibrasi dengan benar sebelum digunakan.
- Lakukan pengukuran di DG-0 untuk memastikan alat bekerja dengan akurasi tinggi.
c. Pengukuran di Lokasi Survei
- Lakukan pengukuran gravitasi di titik-titik yang telah ditentukan (grid) di area survei.
- Setiap titik harus diukur beberapa kali untuk memastikan konsistensi data.
5. Koreksi yang Harus Dilakukan
Dalam pengukuran microgravity, beberapa koreksi harus diterapkan untuk mendapatkan anomali gravitasi yang akurat:
a. Koreksi Pasang Surut (Tidal Correction)
- Medan gravitasi Bumi berubah karena pengaruh gravitasi Bulan dan Matahari. Koreksi ini menghilangkan efek pasang surut gravitasi.
b. Koreksi Drift
- Gravimeter dapat mengalami drift (pergeseran nilai) karena perubahan suhu atau kelelahan komponen internal. Koreksi drift dilakukan dengan mengukur DG-0 secara berkala.
c. Koreksi Ketinggian (Free-Air Correction)
- Medan gravitasi berkurang dengan meningkatnya ketinggian. Koreksi ini menghilangkan efek ketinggian titik pengukuran.
d. Koreksi Bouguer
- Menghilangkan efek massa material antara titik pengukuran dan datum (biasanya permukaan laut).
e. Koreksi Topografi
- Menghilangkan efek medan gravitasi yang disebabkan oleh topografi sekitar (bukit, lembah, dll.).
6. Aturan dalam Pengukuran Microgravity
- Akurasi Pengukuran: Pastikan pengukuran dilakukan dengan akurasi tinggi (orde mikroGal).
- Stabilitas Alat: Gravimeter harus ditempatkan pada permukaan yang stabil dan datar.
- Waktu Pengukuran: Hindari pengukuran pada kondisi cuaca ekstrem (angin kencang, hujan) karena dapat memengaruhi stabilitas alat.
- Jarak Antar Titik: Jarak antar titik pengukuran harus disesuaikan dengan resolusi yang diinginkan. Untuk deteksi objek kecil, jarak antar titik harus lebih rapat.
- Pengulangan Pengukuran: Lakukan pengukuran berulang di setiap titik untuk memastikan konsistensi data.
7. Analisis Data
- Setelah koreksi diterapkan, data gravitasi diolah untuk menghasilkan anomali Bouguer.
- Anomali Bouguer menggambarkan variasi densitas bawah permukaan yang dapat diinterpretasikan untuk tujuan eksplorasi atau studi geologi.
8. Aplikasi Praktis
- Eksplorasi Mineral: Mendeteksi deposit mineral berdasarkan perbedaan densitas.
- Studi Rongga Bawah Tanah: Mengidentifikasi gua, terowongan, atau struktur bawah tanah lainnya.
- Pemantauan Reservoir: Memantau perubahan densitas di reservoir minyak atau gas.
-
pada bidang geoteknik, analisa bidang gelincir atau zona longsor sangat penting dilakukan untuk mengetahui kondisi tanah apakah labil atau stabil. Metode yang sangat efektif dan meyakinkan untuk membantu ahli geoteknik dalam mencari area-area dan zona-zona lemah bidang gelincir menggunakan metode georadar dengan advanced processing.
Metode georadar dengan advanced processing bisa melihat dengan sangat jelas lapisan-lapisan di bawahnya dengan nilai NSPT dan undulasi lapisanya sehingga bisa memprediksi dengan sangat akurat dan efektif untuk permodelan kontruksi dan kelongsoranya. berbeda dengan metode lainya seperti geolistrik, seismik atau MASW yang tidak menunjukan secara jelas kondisi bawah permukaan terutama identifikasi zona sliding nya.
selain itu, nilai GPR bisa dikorelasikan langsung dengan parameter-parameter yang dikeluarkan oleh data SPT, laboratorium seperti sudut geser, water content, derajat saturasi dan lainya untuk mendukung dan menginterpretasikan secara jelas zona rentan longsornya sehingga rekayasa kontruksi akan semakin jelas dan mudah dalam menentukan tipe dan pola penanganan dan modelnya.
-
Pembangunan tanggul di area sungai sering kali dihadapkan pada kendala penimbunan yang relatif sulit karena adanya zona lemah karena daerah sedimentasinya sudah dalam dan tidak pernah settle(atau tidak terjadi pergerakan).
Proses penimbunan tanggul dengan material tanah biasanya akan terjadi penurunan yang berkala karena ada area alur yang lebih lunak di bandingkan timbunan sekitarnya sehingga di area alur ini akan terus terjadi penurunan dan akan terus menerus sampai beberapa tahun kedepan.
area penurunan ini yang terlihat pada data georadar menjadi area yang lemah dan dimensinya akan terlihat dengan jelas dengan cakupan dimensi yang detail. metode georadar akan mengcover dimensi area lemah atau rongga di sekitar 0.5m apalagi di pelaksanaan di bagian bawah dilakukan penimbunan dengan material agregat atau bebatuan atau beton berdimensi sehingga terlihat ada celah rongga antar materialnya.
pada gambar atas merupakan area tanggul bagian hulu dengan karakter lapisan dengan nilai kekerasan yang berbeda. warna merah merupakan tanah dengan nilai NSPT tinggi sedangkan warna hijau ke biru nilai NSPT makin rendah. warna biru merupakan area zona lemah yang merupakan area sedimen lunak atau aliran air dan mempunyai kandungan air tinggi.
Gambar di atas menunjukan di bagian tengah timbunan dengan warna merah merupakan tanah keras yang merupakan tanah timbunan pilihan dan untuk warna hijau tanah dengan timbunan yang mempunyai kandungan air tinggi dan nilai NSPT yang rendah sedangkan warna biru merupakan area dimana aliran air masih mengalir dengan memiliki nilai NSPT <5.
-
Dalam dunia geoteknik terutama pada bidang ilmu sipil dan geologi teknik sangat penting untuk mengidentifikasi zona sliding, zona lemah, daya dukung pondasi, daya dukung tanah dan lainya sehingga kontruksi yang kita bangun di atasnya bisa di tahan atau kuat. Untuk memperhitungkan berbagai element dan parameter tersebut dilakukan pengeboran untuk mendapatkan nilai properties tanah yang nantinya untuk menghitung daya dukung tanah dan pondasi yang ada di atasnya. salah satu metode untuk menghitung daya dukung tersebut dari data propertis tanah bisa menggunakan metode finite element dengan menggunakan salah satu software yaitu Plaxis.
Selain propertis tanah untuk input permodelan, yang sangat penting juga model lapisan tanah yang di interpretasi dari beberapa titik bor yang di dapat pada saat pengeboran (hasil coring pada core box) dan juga nilai NSPT yang di ambil dari tiap 2m yang di ambil per kedalamanya.
Model lapisan tanah dari data bor tersebut sering kali tidak mencerminkan lapisan bawah permukaan kecuali kondisi tanah yang relatif homogen seperti lapisan pasir di sungai, laut dan beberapa tempat tetapi kadang juga tidak homogen secara luas, sehingga penarikan batas lapisan dari data bor tersebut karena jarak yang relatif jauh sehingga di tarik dari titik 1 ke titik lainya dan tidak mempertimbangkan kondisi tanah di antara titiknya, ketika kondisi tanah yang lunak dan terdapat banyak zona lemah maka akan fatal ketika di inputkan ke model plaxis ini.
Georadar membantu menggambarkan bawah permukaan secara akurat dan detail (per centimeter) sehingga kita tahu kondisi tanah lunak, NSPT yang tidak semuanya lurus dan rata.
gambar di atas merupakan data georadar yang sudah dikalibrasi dengan data bor melalui nilai NSPT nya sehingga kontur pada penampang tersebut merupakan nilai NSPT.
setelah melakukan kalibrasi terhadap data bor, permodelan dilakukan dengan menginput batas lapisan tersebut ke format Plaxis sehingga bisa di pisahkan sesuai nilai propertis tanah nya yang sudah didapatkan dari data Lab.
setelah lapisan sudah di inputkan dan propertis tanah juga sudah dimasukan maka model plaxis siap untuk di running, tetapi juga diinputkan model yang akan di kontruksi di atasnya termasuk beban dan design kontruksinya.
model di atas merupakan hasil plaxis untuk pengecekan respon tanah terhadap model yang sudah diinput. model di atas merupakan bentuk talang pada irigasi dengan model 2 abutment dan 4 pier.
hasil di atas merupakan total displacement Ux.
hasil di atas merupakan total displacement untuk arah y nya (Uy).
-
Data di bawah merupakan data georadar yang sudah di kalibrasi dengan data bor setempat dan juga kalibrasi terhadap rembesan existing di lapangan. Nilai kontur pada data merupakan nilai kekerasan tanah yang mengindikasikan perlapisan tanah, kekompakan tanah, kandungan air dalam tanah dan juga porositas bawah tanah.
Amblesan dan deformasi dalam bendungan bisa berbeda, jika rembesan adanya kandungan air dalam tubuh bendungan atau lereng hilir yang bisa berasal dari air tampungan hulu atau juga air bawah tanah yang muncul ke permukaan sedangkan deformasi lebih berhubungan dengan adanya penurunan dan pergerakan dari lapisan tanah yang ada. Jika rembesan ada di sebuah tubuh dan lereng bendungan otomatis akan terjadi deformasi di lapisan bawahnya karena pelemahan tanah dan daya dukung tanahnya sedangkan deformasi tanah belum berarti terjadi rembesan di area tersebut.
Karena kalibrasinya hanya dengan data bor dan rembesan existing berarti identifikasi awal harus melalui identifikasi rembesanya terlebih dahulu baru mengidentifikasi deformasinya. Pada warna biru dengan nilai kontur <20 mengidentikan dengan porositas tinggi dengan kandungan air tinggi, ini terjadi pada area dengan kandungan tanah yang basah dan lunak karena ada munculnya air di lokasi tersebut. Pada batas lapisan yang di gambarkan oleh garis putus-putus terutama di bagian warna biru mempunyai batas lapisan yang tidak rata atau naik turun ini menggambarkan adanya penurunan pada tanah tersebut dan pastinya sudah terjadi deformasi pada tanahnya atau uruganya.
pada elevasi -10m merupakan batas kandungan air tinggi yang ditandai dengan warna kuning ke merehan, tetapi masih terjadi deformasi.
-
Metode identifikasi tanah lunak belum bisa memetakan lapisan bawah permukaan secara detail sehingga sering kali menjadi area atau lokasi yang perlu pertimbangan dan analisa yang komplek. Dalam metode georadar advanced processing pemetaan bawah permukaan tanah lunak atau tanah expansive sangat detail baik karakter, identifikasi dan pengaruhnya baik dari dalam tanah itu sendiri ataupun dari luar seperti pengaruh air dan permukaan.
tanah lunak atau tanah expansive akan sangat terpengaruh dengan kondisi luar apalagi sudah terekspos ke permukaan maka banyak karakter yang menjadi berubah seperti kondisi kekerasan (NSPT), void ratio dan derajat saturasi termasuk kandungan air dalam tanah sehingga sangat riskan dalam kejadian longsor dan penurunan tanahnya.
-
Identifikasi batubara di PIT XXX dapat dilakukan dengan metode Ground Penetrating Radar (GPR) dan Geolistrik Resistivity untuk mendapatkan gambaran yang lebih akurat mengenai keberadaan dan ketebalan lapisan batubara.
1. Prinsip Identifikasi Batubara dengan GPR dan Resistivity
Batubara memiliki karakteristik geofisika yang khas:
- GPR: Batubara memiliki konduktivitas rendah, sehingga menghasilkan refleksi gelombang radar yang kuat.
- Geolistrik Resistivity: Batubara memiliki resistivitas tinggi (100–1000 Ωm) dibandingkan dengan batuan sedimen di sekitarnya.
Material Resistivitas (Ωm) Karakteristik GPR Lempung 1–50 Penyerap sinyal GPR (high attenuation) Pasir Jenuh Air 10–100 Refleksi lemah Batubara 100–1000 Konduktivitas rendah, refleksi kuat Shale/Siltstone 10–300 Penyerapan sedang Sandstone 100–500 Medium reflektif
2. Metode Ground Penetrating Radar (GPR)
GPR digunakan untuk mendeteksi lapisan batubara berdasarkan kontras dielektrik antara batubara dan batuan di sekitarnya.
Pengaturan GPR
- Frekuensi antena:
- 100 MHz → Penetrasi lebih dalam (~20–30m)
- 250 MHz → Resolusi lebih tinggi untuk lapisan dangkal (~10–15m)
- Mode survey: Common Offset
- Grid pengukuran:
- Lintas longitudinal & transversal untuk memastikan konsistensi data
Interpretasi GPR
- Batubara → Tampak sebagai refleksi kuat dengan pola kontinu
- Lapisan lempung → Sinyal teredam (low reflection)
- Batuan keras → Pola refleksi kasar dengan high amplitude
3. Pendekatan Analisa Resistivitas (Geolistrik)
Geolistrik digunakan untuk mengonfirmasi hasil GPR dengan menentukan resistivitas lapisan batubara.
Metode Resistivitas yang Digunakan
- Dipole-Dipole → Resolusi lateral tinggi, cocok untuk deteksi batubara
- Wenner-Schlumberger → Baik untuk kedalaman sedang (~30–100m)
Identifikasi Batubara pada Resistivitas
- Lapisan batubara ditandai dengan resistivitas tinggi (~100–1000 Ωm)
- Lapisan lempung memiliki resistivitas rendah (<50 Ωm)
- Pasir jenuh air memiliki resistivitas sedang (10–100 Ωm)
Interpretasi Geolistrik
- Identifikasi zona resistivitas tinggi (~100–1000 Ωm) yang berasosiasi dengan batubara.
- Cocokkan kedalaman anomali resistivitas dengan refleksi GPR untuk memastikan keberadaan batubara.
- Gunakan data bor inti (jika tersedia) untuk verifikasi lapisan batubara.
Hasil di bawah merupakan analisa resistivity yang di dapatkan dari data GPR. Analisa resistivity dari data GPR bisa didapatkan dengan mentransformasi data time domain ke frequency domain sehingga bisa di dapatkan nilai resistivitasnya. pendekatan dengan nilai resitivitas karena dari data GPR resolusi lebih tinggi dan penggambaran bawah permukaan lebih detail.
Seisxplore Survey 