26 Bab III Metode Penelitian III.1 Diagram Alir Penelitian Alur penelitian yang dilakukan di TPA Sarimukti diawali dengan studi literatur , survei lokasi dan kegiatan akuisisi langsung di lapangan. Skema penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar III.1 berikut ini: Mulai Studi Pustaka Data Geologi Data Akuisisi Data Geologi Sarimukti Data Lapangan Penelitian Terdahulu Kalkulasi Apparent Resistivity Input Data RES2DINV Least Square Inversion Penampang 2D Interprestasi Kesimpulan Selesai Gambar III.1 Diagram alir penelitian konfigurasi Wenner TPA Sarimukti. 27 III.2 Konfigurasi Penelitian di TPA Sarimukti Pemilihan konfigurasi elektroda bergantung pada tipe struktur yang akan dipetakan, sensitivitas alat tahanan jenis dan tingkat noise yang ada. Karakteristik yang harus dipertimbangkan dalam pemilihan konfigurasi elektroda adalah sensitivitas konfigurasi terhadap perubahan nilai tahanan jenis bawah permukaan secara vertikal dan horizontal, penetrasi kedalaman, cakupan data horizontal dan kekuatan sinyal. Sensitivitas konfigurasi adalah suatu koefesien yang menggambarkan tingkat perubahan nilai tahanan jenis bawah permukaan yang akan mempengaruhi potensial yang terukur. Koefesien sensitivitas juga bergantung pada faktor geometri elektroda yang digunakan. Konfigurasi Wenner dipilih karena memiliki beberapa kelebihan yaitu mampu mendeteksi adanya non homogenitas lapisan batuan pada permukaan, ketelitian pembacaan tegangan pada elektroda potensial yang lebih baik dengan angka yang relatif besar, teknis pengukuran di lapangan lebih efisien serta memiliki sensitivitas yang bagus terhadap perubahan lateral. Menurut Milson (2003) persamaan potensial untuk setiap konfigurasi elektroda saat pengukuran dengan empat elektroda di atas permukaan tanah yang homogen adalah sebagai berikut: 1111 2 I AM MB AN NB V r p § · ª º ª º ª º ¨ ¸ « » « » « » ¬ ¼ ¬ ¼ ¬ ¼ © ¹ D= (III.1) Besaran rmerupakan tahanan jenis dan VDmerupakan beda potensial antara M dan N sedangkan I adalah arus yang mengalir antara elektroda A dan B. Sedangkan besaran: AM= Jarak titik A ke titik M MB= Jarak titik M ke titik B AN= Jarak titik A ke titik N NB= Jarak titik N ke titik B Persamaan beda potensial menurut Milson dapat diperoleh dengan memasukkan nilai-nilai jarak pada konfigurasi tersebut seperti pada Gambar (II.7) sehingga dapat diperoleh: ,2,2AM a AN a MB a== = dan NB a= 28 1111 2 11 11 22 2 21 2 1 2 I AM MB AN NB V I aaaa V I aa V I a V r p r p r p r p § · ª º ª º ª º ¨ ¸ « » « » « » ¬ ¼ ¬ ¼ ¬ ¼ © ¹ D= § · ª º ª º ª º ¨ ¸ « » « » « » ¬ ¼ ¬ ¼ ¬ ¼ © ¹ D= § · ª º ª º - ¨ ¸ « » « » ¬ ¼ ¬ ¼ © ¹ D= § · ¨ ¸ © ¹ D= (III.2) Persamaan (III.2) mendapatkan persamaan tahanan jenis semu () a r untuk konfigurasi Wenner yaitunya: 2 a V a I rp D = (III.3) Berdasarkan persamaan (II.27) bahwa besar faktor geometri untuk konfigurasi Wenner sebesar 2ap, sehingga persamaan (III.3) dapat disederhanakan menjadi: a V K I r D = (III.4) Penetrasi kedalaman konfigurasi Wenner 0,5 kali dari spasi elektroda yang digunakan. Konfigurasi Wenner mempunyai kedalaman investigasi yang khas yaitu setengah dari spasi elektroda maksimum. Jika dibandingkan dengan konfigurasi lain faktor geomteri konfigurasi Wenner merupakan faktor geometri terkecil di antara konfigurasi lainnya dan konfigurasi Wenner memiliki sinyal terkuat. III.3 Peralatan yang Digunakan Peralatan yang digunakan dalam pengambilan data metode geolistrik tahanan jenis pada penelitian ini adalah sebagai berikut: Main-unit : Alat utama dalam pengukuran geolistrik yang berfungsi untuk memproses dan pengambilan data dan bisa disebut sebagai otaknya alat pengukuran. Selain itu, alat ini juga dapat menghubungkan antara satu alat pengukuran dengan alat lainnya. 29 Elektroda : Komponen yang terbuat dari logam konduktor yang ditancapkan ke tanah dan berfungsi untuk meneruskan arus listrik (konduktor dalam pengukuran geolistrik). Jumlah elektroda yang digunakan dalam penelitian ini yaitu sebanyak 35 elektroda. Masing-masing 32 elektroda utama dan 3 elektroda cadangan. Kabel Konektor : Memiliki panjang sekitar 164 meter dan setiap 5 meter terdapat tembaga konduktor yang berfungsi sebagai penghubung satu elektroda dengan elektroda lainnya. Kabel yang digunakan pada penelitian ini memiliki diameter yang lebih besar dibandingkan dengan kabel pengukuran SP. Aki (Accumulator) : Aki berfungsi sebagai sumber tegangan utama main-unit dalam melakukan pengukuran geolistrik. Aki yang digunakan selama penelitian berjumlah dua dan memiliki tegangan masing-masing 12 Volt. Palu : Berfungsi untuk menancapkan elektroda ke tanah dengan kedalaman yang diperlukan. Palu yang digunakan pada penelitian kali ini berjumlah tiga buah. Karet : Berfungsi menghubungkan antara elektroda dengan kabel konektor dan menjaga kabel konektor tetap terhubung dengan elektroda saat proses pengukuran. Global Positioning System (GPS) : Berfungsi untuk mengukur koordinat titik pengukuran geolistrik. Titik pengukuran pada setiap elektroda telah dilakukan marking dengan jarak 2,5 hingga 5 meter sesuai dengan panjang lintasan yang dipakai. Powerbank : Berfungsi untuk menambah daya dan menjaga agar main-unit tetap berfungsi dan beroperasi selama pengambilan data. Handy Talky (HT) : Berfungsi untuk komunikasi antar tim geolistrik agar tidak terjadi miskomunikasi dan kesalahan selama pengukuran. Charger Aki : Berfungsi untuk menambah daya aki agar bisa digunakan secara maksimal selama pengukuran. Ketika daya aki maksimal maka data yang didapatkan lebih akurat dan maksimal. Alat yang digunakan selama penelitian selengkapnya dapat dilihat pada Gambar III.3 berikut ini: 30 Gambar III.3 Alat-alat yang digunakan dalam pengukuran geolistrik. III.4 Akuisisi Data Geolistrik TPA Sarimukti Pengukuran geolistrik dimulai dengan pemasangan elektroda pertama di titik awal yang telah ditentukan sebelumnya yaitu berjarak sekitar 4 meter dari pintu utama atau gerbang utama TPA Sarimukti. Panjang lintasan pertama pengukuran yaitu sepanjang 160 meter dan menggunakan sistem multielektroda yaitu 32 elektroda. Posisi main-unit dan seperangkat alat pengukuran lainnya diletakkan pada jarak 80 meter dari titik awal (tepatnya di tengah-tengah lintasan pengukuran). Operator standby untuk melakukan proses tracking and recording data menggunakan laptop dengan software yang telah dibuat sebelumnya. 32 elektroda pengukuran masing- masing 16 elektroda pada posisi kanan (jarak 0 sampai dengan 80 meter, disebut sebagai elektroda 1 sampai dengan 16) dan 16 elektroda lainnya berada pada posisi kiri (jarak 85 sampai dengan 160 meter, disebut sebagai elektroda 17 sampai dengan elektroda 32). 31 Penguluran kabel dengan jarak masing-masing 80 meter (total 160 meter kabel) setelah lintasan pengukuran ditetapkan sebelumnya. Selanjutnya dilakukan penancapan dan pemasangan semua elektroda dengan jarak masing-masing elektroda yang digunakan untuk 7 lintasan adalah 5 meter dan 1 lintasan berjarak 2,5 meter (panjang lintasan disesuaikan dengan medan pengukuran). Langkah berikutnya menghubungkan elektroda ke kabel konektor dengan menggunakan karet pengikat agar satu elektroda dengan elektroda lainnya tetap terhubung selama pengambilan data berlangsung. Jika semua proses tersebut sudah selesai, maka dilanjutkan dengan pengoperasian alat dan main-unit. Kabel elektroda dihubungkan dengan main-unit (juga sebagai resistivitymeter). Main-unit memiliki dua pilihan pemasangan kabel elektroda, pilihan pertama di sebelah kanan untuk elektroda 1 sampai dengan 16 dan kedua di sebelah kiri untuk elektroda 17 sampai dengan 32 (dua pilihan tersebut yaitu singlechannel dan multichannel elektroda). Pengukuran kali ini peneliti menggunakan multichannel dengan settingan alat menjadi 32 elektroda. Main-unit kemudian dihubungkan ke sumber tegangan (Accumulator 12 V) agar main-unit dapat menerima daya dan bekerja maksimal saat dioperasikan. Langkah selanjutnya yaitu menghubungkan main-unit ke laptop untuk proses pengambilan data (laptop sudah memiliki kodingan dan disetting untuk pengukuran). Selanjutnya main-unit juga dihubungkan dengan powerbank agar main-unit memiliki daya yang cukup dan tidak kehabisan daya secara tiba-tiba (untuk menghindari kematian alat, terutama main-unit yang merupakan alat utama dalam pengambilan data). Satu orang bisa memberikan instruksi agar dilakukan pengecekan ulang terhadap tancapan elektroda, apakah elektroda sudah benar-benar terhubung satu sama lain sebelum penginjeksian arus dilakukan. Setelah semuanya dipastikan terhubung dan aman maka operator dapat memproses alat dan melakukan pengambilan data. Proses pengambilan data berlangsung selama kurang lebih 15 hingga 30 menit untuk satu lintasan pengukuran dengan jumlah data yang diukur 155 data. 32 Hasil pengukuran yang mengalami error (ditandai dengan warna merah di laptop dan memiliki angka yang kurang bagus) telah dilakukan pengambilan data ulang secara manual dengan menggunakan singlecahnnel pengukuran. Error data disebabkan banyak faktor seperti kondisi medan saat pengukuran yang terlalu curam dengan kemiringan lebih besar, terlalu banyak tanjakan, penancapan elektroda yang kurang maksimal, kondisi tanah yang terlalu kering atau banyak terdapat material isolator yang dapat menghambat jalannya arus injeksi. Skema pengambilan data yang dilakukan selama pengukuran tersebut dapat dilihat pada Gambar III.4 berikut ini: Gambar III.4 Ilustrasi pengukuran geolistrik dan komponennya. Pengambilan data dilakukan sebanyak 10 lintasan dan setiap lintasan dilakukan pengambilan koordinat titik pengukuran yang digunakan untuk kontur ketinggian. Jumlah koordinat titik pengukuran setiap lintasan sebanyak 32 titik dan total koordinat pengukuran dari 10 lintasan adalah 320 titik yang diukur menggunakan Global Pasitioning System (GPS). Titik-titik pengukuran data geolistrik konfigurasi Wenner di TPA Sarimukti kemudian diproses menggunakan bantuan software global mapper dan google earth hasilnya dapat dilihat pada Gambar III.5 berikut: 33 Gambar III.5 Titik-titik pengukuran geolistrik TPA Sarimukti, Kecamatan Cipatat Kabupaten Bandung Barat. Gambar III.5 memperlihatkan terdapat kode L1 1 sampai L10 32 yang merupakan kode pengukuran (L menunjukkan lintasan dan angka menunjukkan urutan elektroda). Setiap lintasan pengukuran terdapat 32 elektroda dan setiap pengukuran dapat mengambil jumlah data atau datum point sebanyak 155 datum points sehingga total datum point yang telah diukur sebanyak 1.550 datum points. Informasi lebih detail medan pengukuran geolistrik TPA Sarimukti, Kecamatan Cipatat, Kabupaten Bandung Barat dapat dilihat pada Gambar III.6 Berikut: 34 Gambar III.6 Lintasan pengukuran geolistrik di TPA Sarimukti. Gambar III.6 memperlihatkan bahwa titik-titik yang berwarna biru merupakan titik pengukuran data geolistrik konfigurasi Wenner. Gambar III.6 juga memiliki tiga lingkaran merah yang menandakan tidak dilakukan pengukuran atau pengambilan data. Lingkaran merah pertama tidak dilakukan pengambilan data dikarenakan terdapat bangunan berupa los tempat transit mobil ataupun mesin pengeruk sampah dan di sampingnya juga terdapat bangunan lain. Lingkaran merah kedua banyak terdapat belokan dan lintasannya cenderung tidak teratur. Selain itu, pada area ini juga terdapat genangan bekas cairan sampah dan air hujan yang tidak memungkinkan elektroda untuk ditancapkan dan sedang dilakukan perbaikan selokan dengan pemasangan beton-beton untuk penyaluran pengairan. Lingkaran merah ketiga memiliki medan yang curam berupa tanjakan dengan kemiringan diperkirakan lebih dari 30 o . Selain itu, di area ini juga terdapat banyak belokan dan tanjakan sehingga membutuhkan jarak dan kabel yang lebih panjang. 35 III.5 Pengolahan Data Geolistrik Pengolahan data geolistrik tahanan jenis pada penelitian ini diawali dengan pengolahan data lapangan. Metode yang digunakan yaitu perhitungan secara sistematis dengan menggunakan persamaan resistivitas semu pada persamaan (II.25) untuk mendapatkan nilai resistivitas semu dari tiap-tiap titik pengukuran. Setelah mendapatkan distribusi nilai resistivitas semu hasil pengukuran kemudian dilakukan pengolahan data dengan menggunakan bantuan software Res2dinv dan surfer dengan memasukkan posisi elektroda pertama, spasi elektroda terkecil, faktor pengali dan nilai resistivitas semunya untuk mendapatkan nilai resistivitas yang sebenarnya (true resistivity) secara 2D. Berikut langkah-langkah yang dilakukan dalam pengolahan data lapangan pengukuran geolistrik konfigurasi Wenner: 1. Melakukan akumulasi dan pengumpulan data lapangan pada setiap lintasan pengukuran dan memindahkan data tersebut ke dalam microsoft excel. 2. Melakukan pengolahan data dan perhitungan dengan bantuan microsoft excel untuk mendapatkan nilai konstanta bilangan dan nilai resistivitasnya dengan format data yang sama. 3. Data hasil perhitungan dipindahkan ke dalam format .txt menggunakan notepad untuk dapat dioperasikan pada software Res2dinv. Data yang menggunakan koma harus diganti dengan titik agar bisa dibaca pada software saat dioperasikan. 4. Data pada notepad tersebut diubah dalam format berikut: Line 1 : Nama lintasan pengukuran Line 2 : Spasi elektroda terpendek Line 3 : Tipe pengukuran (Wenner kode 1, Dipole-dipole kode 3, pole-dipole kode 4, Schlumberger kode 7) Line 4 : Jumlah total datum point Line 5 : Tipe dari lokasi x untuk datum points Masukkan 0 jika letak elektroda pertama diketahui Masukkan 1 jika titik tengahnya diketahui Line 6 : Ketikkan angka 0 untuk data resistivitas dan 1 untuk data IP 36 Line 7 : Masukkan posisi, spasi elektroda dan harga resistivitas semu yang terukur untuk datum point pertama Line 8 : Lokasi x, spasi elektroda dan resistivitas semu yang terukur untuk Datum point kedua dan seterusnya Line 9 : Ketikkan angka 0 (Line 9 sampai line 12) 5. Buka Res2dinv, kemudian klik file dan pilih read data file dan pilih file yang telah disimpan dalam format .txt atau .dat. pada langkah empat sebelumnya. 6. Data yang dimasukkan sesuai format akan muncul pemberitahuan pembacaan data sukses, kemudian klik OK. Pada tahap ini pastikan jumlah data yang dimasukkan sesuai dengan jumlah data kita selama pengukuran. 7. Pilih menu inversion dan Inversion Method and Setting dan klik Choose Logarithm of Apparent Resistivity dan pilih Use Apparent Resistivity. Lakukan proses inversi dengan memilih Inversion dan klik least square inversion. 8. Melakukan proses smoothing data dan pengecekan data sebelum diinversi dapat dilakukan pada menu edit kemudian klik Exerminated Bad Datum Points. Pada tampilan akan terlihat titik-titik pengukuran dari datum points. Kita bisa memperbaiki titik-titik mana yang dianggap anomali atau penyebab error terbesar. 9. Merubah nilai RMS Error dengan mengatur parameter inputan yang terdapat pada menu Change Setting. Misalnya mengubah nilai Dumping Factor. Kalau misalnya data kita banyak noise maka kita bisa menggunakan dumping factor awal yang relatif kecil (misalnya 0,1) dan minimum dumping faktornya (misalnya 0,03) dan kemudian klik OK. 10. Mengatur Vertical/horisontal Flatness Ratio yang berfungsi untuk mempertajam arah anomali. Apabila arah anomali menghasilkan nilai yang memanjang secara vertikal maka nilai Vertical/horizontal Flatness Ratio dapat ditingkatkan. 11. Hasil inversi yang telah diperoleh dapat di ekspor ke dalam format .png atau .bmp atau juga bisa langsung di screenshoot dari laptop sesuai dengan kebutuhan dan tujuan yang akan dilakukan selanjutnya. 37 Langkah-langkah di atas dapat disederhanakan dengan bagan yang terdapat pada Gambar III.7 berikut ini: Gambar III.7 Langkah-langkah pengolahan data geolistrik konfigurasi Wenner menggunakan Res2dinv. Buat data di dalam notepad sesuai format di atas lalu save dalam format ekstensi dat *.dat atau .txt Buka Res2dinv lalu klik File dan Read Data File Lakukan proses inversi, dengan memilih menu Iversion kemudian Inversion Method and Setting dan Choose Logarithm of Apparent Resistivity centang Use Apparent Resistivity Pilih menu Edit dan kemudian pilih Exerminated Bad Datum Points untuk mengecek data sebelum diinversi Lakukan proses iterasi hingga didapatkan nilai error terkecil Untuk menampilkan data hasil inversi, pilih menu Display dan pilih Show Inversion Results Untuk menampilkan Model, pilih menu Display Section lalu pilih Include Topography in Model Display.