laporan metode seismik aulia rahman fauzi 135090701111007.pdf

8/16/2019 Laporan Metode Seismik Aulia Rahman Fauzi 135090701111007.pdf

1/15

i

LAPORAN PRAKTIKUM METODE SEISMIK

Disusun Oleh:

Nama : AULIA RAHMAN FAUZI

Nim : 135090701111007Fak/Jurusan : MIPA/FISIKA

Kelompok : 1

Nama Asisten : MUHAMMAD RAHMAWAN

LABORATORIUM GEOFISIKA

JURUSAN FISIKA-FMIPA

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG


2/15

ii

Daftar Isi

BAB I Pendahuluan ......................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ..................................................................... 1

1.2 Tujuan .................................................................................. 1

1.3 Rumusan maalah ................................................................. 1

1.4 Manfaat Masalah ................................................................. 2

1.5 Batasan Masalah .................................................................. 2

BAB II Dasar Teori .......................................................................... 3

2.1 Gelombang Seismik ............................................................. 3

2.2 Seismik Refraksi ................................................................... 5

BAB III Metodologi ......................................................................... 73.1 Waktu dan Tempat .............................................................. 7

3.2 Alat dan Bahan .................................................................... 8

3.3.1 Langkah Akuisisi ........................................................... 9

3.3.2 Pengolahan Data .......................................................... 10

3.3.3 Interpretasi Data .......................................................... 10

BAB IV Pembahasan ....................................................................... 11

4.1 Penganalan Alat Seismik ...................................................... 11

4.2 Teknik Pengambilan Data .................................................... 11

4.3 Prinsip Pengolahan data ...................................................... 12

4.4 Interpretasi Data Seismik ..................................................... 13

BAB V Penutup ............................................................................... 14

5.1 Kesimpulan .......................................................................... 14

5.2 Saran .................................................................................... 14


3/15

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Metode seismik merupakan salah satu metode geofisika aktif yang memanfaatkan

penjalaran gelombang berdasarkan sifat elastisitas mediumnya. Konsep dasar teknik seismik dapat

dijelaskan sebagai berikut yaitu apabila suatu sumber gelombang dibangkitkan di permukaan bumi.

Akibat material bumi yang bersifat elastik maka gelombang seismik yang terjadi akan dijalarkan ke

dalam bumi dalam berbagai arah. Pada bagian batas antar lapisan, gelombang ini sebagiannya

dipantulkan dan sebagian lain dibiaskan untuk diteruskan ke permukaan bumi. Dipermukaan bumi

gelombang tersebut akan diterima oleh serangkaian detektor (geophone) yang umumnya disusun

membentuk garis lurus dengan sumber ledakan (profil line), selanjutnya dicatat/direkam oleh suatu

alat seismogram. Dengan didapatkan waktu tempuh gelombang dan jarak antar geophone dan

sumber ledakan, maka struktur lapisan geologi di bawah permukaan bumi dapat diperkirakan

berdasarkan besar kecepatannya.

Metode seismik ini terdiri dari seismik refraksi (bias) dan seismik refleksi (pantul). Seismik

refraksi digunakan dalam pengukuran bentuk lapisan dibawah permukaan, perlapisan bawah

permukaan diketahui berdasarkan cepat rambat gelombang seismik pada setiap lapisan. Metode ini

dipergunakan untuk mendeteksi perlapisan dangkal, sehingga metode ini tidak dapat dipergunakan

pada daerah dengan kondisi geologi yang kompleks. Untuk seismik refleksi untuk penentuan struktur

lapisan bumi yang dalam sehingga metode seismik refleksi memberikan kontribusi yang besar dalam

menentukan titik pemboran minyak dan gas bumi serta telah menunjukkan keberhasilannya dalam

meningkatkan success ratio dalam penemuan migas.

Mengingat kemampuannya yang baik untuk menggambarkan bidang batas perlapisan di

bawah permukaan. Sebagai seorang mahasiswa geofisika tentunya menjadi suatu hal yang wajib

untuk mempelajari metode seismik ini, dan untuk mendukung pembelajaran terhadap metode

seismik, diyang dapat membantu mahasiswa dalam pemahaman metode seismik serta

penerapannya di lapangan.

1.2

Tujuan

Adapun tujuan dari praktikum metode seismik ini adalah agar praktikan dapat:

1.

Memahami konsep dasar beserta prinsip dasar metode seismik

2.

Melakukan akuisisi data metode refraksi dengan benar

3. Menginterpretasikan data metode seismik refreksi

1.3 Rumusan Masalah

Untuk mencapai tujuan diatas, maka rumusan masalah yang diinginkan dalam praktikum iniadalah :


4/15

2

1.

Bagaimana konsep dasar serta prinsip dasar pengukuran metode seismic ?

2. Bagaimana cara akuisisi data pada metode seismic refraksi dengan benar ?

3. Bagaimana interpretasi dari data yang didapat dari akuisisi ?

1.4 Manfaat Masalah

Adapun manfaat yang dapat diambil setelah melakukan praktikum metode seismik ini

adalah mahasiswa geofisika universitas brawijaya dapat memahami konsep dasar dari mulai akuisisi,

pengolahan serta interpretasi data metode seismik refraksi maupun reflaksi sebagai pengalaman

langsung dilapangan.

1.5 Batasan Masalah

Untuk menjaga agar pembahasan tidak menyimpang dari tujuan awal, maka batasan

masalah yang digunakan adalah :1. Praktikum Metode Seismik ini menggunakan prinsip seismic refraksi, yang analisa nya sedikit

berbeda dengan seismic refleksi

2. Pembahasan berupa cara akuisisi data seismic refraksi yang benar hingga interpretasi yang

rasional dan tepat.


5/15

3

BAB II

Dasar Teori

2.1 Teori Dasar

2.1.1 Gelombang Seismik

Gelombang seismik merupakan gelombang elastik yang menjalar ke seluruh bagian

dalam bumi dan melalui permukaan bumi akibat adanya lapisan batuan yang patah secara

tiba -tiba atau adanya ledakan. Gelombang utama gempabumi terdiri dari dua tipe yaitu

gelombang badan (body wave) dan gelombang permukaan (surface wave).

-Gelombang Badan (Body wave).

Gelombang badan merupakan gelombang menjalar melalui bagian dalam bumi dan

biasanya disebut free wave karena dapat menjalar ke segala arah di dalam bumi.

Gelombang badan terdiri dari gelombang primer dan gelombang sekunder.

- Gelombang primer

Gelombang primer Gelombang primer merupakan gelombang longitudinal atau gelombang

kompresional, gerakan partikel sejajar dengan arah perambatannya.Sedangkan gelombang

sekunder merupakan gelombang transversal atau gelombang shear, gerakan partikel

terletak pada suatu bidang yang tegak lurus dengan arah penjalarannya.

Gelombang kompresional disebut gelombang primer (P) karena kecepatannya paling tinggi

antara gelombang lain dan tiba pertama kaligelombang atau getaran yang merambat di

tubuh bumi dengan kecepatan antara 7-14 km/detik. Getaran ini berasal dari hiposentrumGelombang Primer (P Wave) ini menjalar akibat adanya penekanan dan peregangan. Kalau

dilihat di gambar terlihat bergetar menekan dan meregang. kalau anda menghadap ke kiri

maka goyangan tersebut berarah kiri-kanan atau maju-mundur (tergantung dimana arah

menghadapnya). Gelombang primer ini memiliki kecepatan rambat sekitar 8 km/detik.

Gelombang inilah yg akan dirasakan lebih dahulu ketika gempa, karena dia akan datang

lebih dulu dibanding penjalaran gelombang yang lain.

-Gelombang sekunder

Gelombang sekunder (gelombang transversal) adalah gelombang atau getaran yangmerambat, seperti gelombang primer dengan kecepatan yang sudah berkurang,yakni 4-7

km/detik. Gelombang sekunder tidak dapat merambat melalui lapisan cair. gelombang

shear disebut gelombang sekunder (S) karena tiba setelah gelombang P

Gelombang Sekunder (S Wave) ini menjalar seperti gelombang air yang mengalun-alun.

Menjalar naik-turun. Jadi gelombang ini melempar-lemparkan keatas kebawah ketika anda

merasakan adanya gempa. Gelombang Sekunder ini memilki kecepatan penjalaran sekitar 4

Km/detik, tentunya akan dirasakan lebih lambat dari Gelombang Primer. Namun gelombang

sekunder ini memiliki lebar goyangan (amplitudo) yg besar sehingga gelombang ini akan

memilki kekuatan yg sangat besar dalam merontokkan bangunan, juga mengakibatkan

longsoran tebing-tebing yang curam.


6/15

4

-Gelombang Permukaan (Surface wave).

Gelombang permukaan merupakan gelombang elastic yang menjalar melalui permukaan

bebas yang disebut sebagai Tide Waves. Gelombang permukaan terdiri dari :

- Gelombang Love

Gelombang love merupakan gelombang yang menjalar di permukaan bumi yang

karakteristiknya memiliki pergerakan yang mirip dengan gelombang S, yaitu arah

pergerakan partikel medan yang dilewati arahnya tegak lurus terhadap arah perambatan

gelombang. Yang membedakan adalah lokasi perambatan gelombang cinta terdapat di

permukaan bumi. Dan getarannya secara lateral (mendatar)

- Gelombang Rayleigh

Gelombang Rayleigh gelombang permukaan juga yang arah pergerakan partikelnya bergerak

berputar di permukaan.

2.1.2 Hukum Dasar

Bentuk muka gelombang seismik untuk jarak yang jauh dari sumber dapat dianggap

datar. Dengan demikian rambatan gelombang seismik dapat diperlakukan bagaikan sinar

seismik. Berkas sinar seismik di dalam medium mematuhi pula hokum-hukum fisika padasinar optic seperti hukum Snellius, hokum Huygens dan Azas Fermat, yang secara singkat

dapat dikatakan sebagai berikut:

a. Azas fermat

sinar gelombang selalu melintas pada lintasan optik yang terpendek (garis

lurus).

b. Hukum Huygens

setiap titik pada muka gelombang akan menjadi sumber gelombang baru

c. Hukum Snellius

1) Gelombang datang, gelombang pantul dan gelombang bias terletak pada

satu bidang2) Sudut pantul sama dengan sudut datang

3) Sinus sudut bias sama dengan sinus sudut datang kali perbandingan

kecepatan medium pembias terhadap kecepatan medium yang dilalui

gelombang datang.

2.1.3 Asumsi Dasar

Medium bawah permukaan bumi :

a. Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan tiap lapisan menjalarkan gelombang

seismik dengan kecepatan berbeda


7/15

5

b. Makin bertambahnya kedalaman batuan lapisan bumi maka lapisannya makin

padat.

Penjalaran gelombang seismik :

a. Panjang gelombang seismik jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan ketebalan

lapisan bumi. Sehingga memungkinkan setiap lapisan bumi akan terdeteksi.

b. Gelombang seismik dipandang sebagai sinar seismik yang memenuhi Hukum

Snellius dan Prinsip Huygens.

c. Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman

d. Pada bidang batas antar lapisan, gelombang seismik menjalar dengan kecepatan

gelombang pada lapisan bawahnya.

2.2 Seismik Refraksi

Bila gelombnag elastik yang menjalar dalam medium bumi menemui bidang batasperlapisan dengan elastisitas dan densitas yang berbeda, maka akan terjadi pemantulan dan

pembiasan gelombang tersebut. Bila kasusnya adalah gelombang kompresi (gelombang P)

maka terjadi empat gelombang yang berbeda yaitu, gelombang P-refleksi (PP1), gelombang

S-refleksi (PS1), gelombang P-refraksi (PP), gelombang S-refraksi (PS). Dari hukum Snellius

yang diterapkan pada kasus tersebut diperoleh

:

Gambar 1: Pemantulan dan pembiasan gelombang

2.2.1 Pembiasan pada Bidang Batas Lapisan

Perinsip utama metode refraksi adalah penerapan waktu tiba pertama gelombang

baik langsung maupun gelombang refraksi. Mengingat kecepatan gelombang P lebih besar


8/15

6

daripada gelombang S maka kita hanya memperhatikan gelombang P. Dengan demikian

antara sudut datang dan sudut bias menjadi :

Pada pembiasan kritis sudut r = 90º sehingga persamaan menjadi :

Hubungan ini dipakai untuk menjelaskan metode pembiasan dengan sudut datang

kritis. Gambar 2 memperlihatkan gelombang dari sumber S menjalar pada medium V ,

dibiaskan kritis pada titik A sehingga menjalar pada bidang batas lapisan. Dengan memakai

perinsip Huygens pada bidang batas lapisan, gelombang ini dibiaskan ke atas setiap titik

pada bidang batas itu sehingga sampai ke detektor P1 yang ada di permukaan.

Gambar 2: Pembiasan dengan sudut datang kritis

Jadi gelombang yang dibiaskan di bidang batas yang datang pertama kali di titik P pada

bidang batas diatasnya adalah gelombang yang dibiaskan dengan sudut datang kritis.


9/15

7

BAB III

METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Waktu dan Tempat Percobaan

Praktikum Metode Seismik ini dilaksanakan di ruang MC 3.3 Fakultas MIPA dan lahan

kosong di belakang gedung Jurusan Teknologi Hasil Pertanian (THP), Fakultas Teknologi Pertanian

(FTP), Universitas Brawijaya. Waktu pelaksanaannya adalah pada tanggal 28 Maret 2016, 1 April

2016 dan 15 April 2016. Tanggal 28 Maret 2016 merupakan briefing sekaligus pendahuluan di MC

3.3 FMIPA, tanggal 1 April 2016 pembuatan desain survey di belakang gedung THP, dan tanggal 15

April pengambilan data/akuisisi.

3.2 Peralatan

Akuisisi atau pengambilan data di lapangan menggunakan beberapa peralatan, diantaranya : 1

palu seismik seberat 20kg beserta lempengan baja, 3 buah geophone, kabel penghubung, seismometer

OYO McSeis 3 model 1817, meteran, tali rafia, 1 GPS Garmin Etrex , 1 komputer/laptop, dan alat

tulis.

Gambar 3.1 Palu Seismik Gambar 3.2 Lempengan Baja

Gambar 3.2 GPS Garmin Etrex 30 Gambar 3.3 Meteran


10/15

8

Gambar 3.4 Seismometer OYO McSeis 3 model 1817 beserta kabel penghubung dan geofon.

3.3 Langkah Percobaan

Pada tahapan akuisisi dalam praktikum Metode Seismik ini, akuisisi dilakukan dengan 1

bentang line dan panjangnya 20 m. Digunakan 3 geophone dengan jarak antar geophone yaitu 2

meter. Line yang digunakan ini segaris antara sumber seismik dengan 3 geophone nya.

Pengukuran dilakukan dengan dua mode yaitu forward dan reverse. Untuk forward, sumber

seismik berada di depan geophone (off end spread) sedangkan reverse, sumber seismik berada di

belakang geophone (end on spread) dan hanya berbalik arah dari forward measurement. Sumber

seismik yang digunakan yaitu dengan dentuman palu seismik yang sudah disiapkan yang

dipukulkan diatas lempengan baja

Gambar 3.5 Rangkaian alat saat akuisisi seismik refraksi

Setelah alat dirangkai dan saling dihubungkan, termasuk geophone sudah ditanam dengan

spasi yang sudah ditentukan, maka koordinat geofon diukur dan dicatat. Lalu plat baja dipukul

dengan palu seismik. Sayangnya, pada akuisisi kali ini kabel yang menghubungkan palu dengan

seismometer putus sehingga praktikan hanya dapat menggunakan cara akuisisi internal, dimana

cara ini biasanya hanya dilakukan untuk pengecekan fungsi Geophone. Sebagai kekurangannya,akan lebih banyak noise yang timbul dan sensitivitas alat terhadap getaran utama menjadi


11/15

9

terganggu. Pemukulan juga tidak dilakukan sembarangan, namun sampai menghasilkan bunyi

yang nyaring dan tunggal (tanpa perulangan) agar dapat terekam pada seismometer. Parameter

yang diukur dan dicatat adalah waktu tiba pertama gelombang seismik atau first break time yang

terekam pada alat OYO McSeis 3. Setelah diambil data pada 3 titik pertama, dilanjutkan ke titik

berikutnya hingga semua titik pada bentangan line selesai terukur. Kemudian pengukuran

dilakukan dengan berbalik arah (reverse) sampai kembali pada titik yang pertama kali diukur.

3.3.1 Langkah Akuisisi Data

Briefing

Penentuan & Marking Titik pengukuran

Marking

Pemasangan & Pengecekan Alat

Pengambilan Data

Data Seismik


12/15

10

3.3.2 Langkah Pengolahan Data

3.3.3 Interpretasi Data

Data yg akan diolah disiapkan

Buka Software Matlab

Buka Script Hagiwara

Tentukan nilai dan posisi Breakpoint pada

kurva Travel time

Jalankan Script dengan data yg akan diolah

Peta 2D

Peta 2D

Kedalaman KecepatanKetebalan


13/15

11

BAB IV

Pembahasan dan Kesimpulan

4.1 Pengenalan Alat Seismik

Palu Seismik adalah palu yang digunakan untuk memukul source untuk menghasilkan

gelombang seismik. Bentuknya seperti palu pada umumnya tetapi dengan ukuran dan berat yang

lebih besar. Beratnya sendiri sekitar 10-15 kg. Palu seismik ini dihubungkan pada sensor yang

nantinya akan dihubungkan ke seismometer.

Seismometer adalah alat yang digunakan untuk merekam adanya gelombang seismik.

seismometer sendiri ada yang manual ada yang digital. Seismometer yang digunakan pada

praktikum ini adalah seismometer digital yaitu OYO Mcoms.

GPS atau Global Positioning System adalah alatyang digunakan untuk menentukan

letak dan posisi serta ketinggian dari suatu tempat di permukaan bumi. Prinsip kerjanya adalah

dengan mengestimasi jarak dari beberapa satelit. Dari situ dapat diketahui posisi dan ketinggiannya.

Geophone adalah sensor yang digunakan untuk mendeteksi gelombang seismik yang

nantinya akan dihubungkan ke seismometer. Dalam praktikum ini digunakan 3 buah geophone

sebagai sensor.

4.2 Teknik Pengambilan Data

Akuisisi data dilakukan berdasarkan desain survei dengan lintasan sepanjang 20 m

searah Timur-Barat sebagai line utama dan 2 buah line melintang terhadap line utama sepanjang 10

m. Akuisisi dilakukan dengan sumber berada di ujung line utama bagian Barat dan geophone

sepanjang garis utama dan dilakukan pengambilan data. Kemudian Sumber diletakkan di ujung

bagian Selatan line 10m dan dilakukan pengambilan data. Setelah itu sumber diletakkan dari ujung

sebelah Timur line utama dan kemudian diambil datanya. Tujuan digunakannya 2 buah line

tambahan 10 m pada line utama adalah untuk dilakukan interpolasi dan mendapatkan peta 3D

daerah survei. Tetapi pada prakteknya saat akan dilakukan pengambilan data terdapat kesalahan

teknis yaitu kerusakan sambungan kabel antara palu seismik dan sensor. Maka dri itu pengambilan

data dilakukan hanya untuk memberikan gambaran kepada praktikan tentang cara melakukan

pengambilan data seismik. Dan data yang akan digunakan untuk pengolahan disediakan oleh asisten.

Dimana data yg diberikan tidak lengkap. Dimana infomasi tempat,waktu,desain survei tidakdiberikan. Maka dari itu tidak dapat dibahas lebih lanjut terkait pengambilan datanya.

4.3 Prinsip Pengolahan data Seismik

Pengolahan data seismik dilakukan dengan Software matlab,dengan Script

Hagiwara.Pengolahan Sendiri menggunakan kurva travel time dari pengukuran forward mode dan

reverse mode yg di korelasikan untuk menghadapi lapisan dengan kemiringan. Dari kurva travel time

tersebut kemudian dibuat peta 2D yang bersikan informasi tentang kedalaman lapisan dan

kecepatan rambat gelombang seismik di lapisan itu. Dari informasi kecepatan rambat gelombang ni

nantinya akan bisa didapatkan kerapatan atau densitas batuan pada lapisan tersebut. Dan dari data

densitas batuan kita dapat mengetahui batuan penyusun di lapisan terseb. Atau dengan


14/15

12

mengkorelasikannya dengan peta geologi yg ada untuk mengetahui litologi batuan di daerah yg

lebih luas.

4.4 Interpretasi Data Seismik

Gambar 4.1 Peta 2D Hasil Pengolahan Data

Dari Peta 2D akan kita dapatkan kedalaman dari lapissan 1 dan 2.Dari situ juga bisa

didapatkan berapa ketebalan lapisan tersebut. Bila ingin di analisa lebih lanjut kita bisa

mendapatkan rapat massa atau densitas batuan pada lapisan1 dan 2 berdasarkan kecepatan rambat

gelombang di lapisan itu. Dan dari nilai densitas kita dapat menentukan jenis batuan penyusun dari

lapisan-lapisan tersebut.Dengan mengkorelasikannya dengan peta geologi daerah malang kita dapat

melakukan cross check hasil interpretasi kita dan sekaligus mengetahui litologi batuan di dalam area

yang lebih luas.


15/15

13

BAB V

PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Dari hasil praktikum ini dapat disimpulkan bahwa data yang kita miliki hanya dapat

mencapai kedalaman 15 m. Hal ini dimungkinkan bergantung pada kuat atau lemahnya sumber yang

kita miliki. Tentang prinsip dasar dari percobaan ini sendiri memanfaat kan sifat reflektif gelombang

terhadap suatu bidang.

5.2 Saran

Disarankan sebelum praktikum dimuali dilakukan pengecekan terlebih dahulu

terhadap alat yang akan digunakan. Kemudian tentang informasi dari data yg diberikan seharusnya

ditanyakan,seperti tempat akuisisi,desain survei yang digunakan,jumlah geophone yg digunakan dll.

laporan metode seismik aulia rahman fauzi 135090701111007.pdf

Documents