makalah grm klp 6

8/10/2019 Makalah GRM Klp 6

1/17

Makalah Seismik Refraksi

GENERALIZED RECIPROCAL METHOD (GRM)

UNTUK ANALISIS DATA SEISMIK

Oleh

Burhamzah H22112273

Muh Satria Robi A H22112275

Aulifa Andhini Putri H22112276

Fauziah Maswah H22112277

Asraf H22112278

A Ical H22112279

PROGRAM STUDI GEOFISIKA JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2014


2/17

1

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Analisis atau interpretasi data seismik refraksi dengan metode intercept time

atau metode TX, menggunakan anggapan bahwa refraktor (bidang batas antara

dua lapisan batuan berurutan) merupakan suatu bidang datar. Dalam kenyataan di

lapangan hal tersebut jarang ditemukan, di mana umumnya bidang batas antara

dua lapisan batuan adalah tidak rata atau berundulasi. Beberapa metode untuk

analisis data seismik refraksi untuk bidang refraktor yang berundulasi sudah

banyak dikembangkan (Palmer, 1980, 1981; Whiteley and Ecceleston, 2006), di

antaranya: metode DelayTime, metode Plus-Minus, dan metode Hagiwara

Masuda.

Pada makalah ini dikemukan pemakaian metode Generalized-Reciprocal dalam

menganalisis/interpretasi data seismik refraksi untuk refraktor berundulasi.

Metode ini didasarkanpada pengukuran waktu kedatangan gelombang forward

dan reverse pada beberapa geofon yang berjarak XY sepanjang lintasan

pengukuran seismik, serta pengukuran waktu timbal balik dari perambatan

gelombang antara dua titik sumber, di mana hasil pengukuran waktu tersebut

digunakan untuk menghitung fungsi analisis kecepatan dan time depth.

Kecepatan gelombang pada refraktor dan kedalaman rafraktor di bawah setiap

posisi geofon dapat dihitung tanpa mengetahui informasi detail lapisan-lapisan di

atas bidang refraktor. Grafik fungsi analisis kecepatan untuk beberapa jarak

X-Y dapat digunakan untuk identifikasi ada atau tidaknya suatu patahan dalam


3/17

2

daerah penelitian. Keuntungan lainya dari metoda ini, dapat digunakan untuk

mengetahui adanya lapisan tidak terdeteksi (hidden layer), baik berupa suatu

lapisan tipis maupun lapisan inverse (kecepatan gelombang pada

suatu lapisan lebih rendah dari lapisan batuan di atasnya, yaitu dengan

membandingkan harga X-Y optimum hasil observasi dengan yang diperoleh dari

hasil perhitungan (Palmer,1980; Hatherly and Nevill, 1986).

I.2 Tujuan

1. Untuk memenuhi tugas mata kuliah Metode Seismik Refraksi

2. Untuk mengetahui lebih banyak tentang Generalized Reciprocal Method

(GRM)


4/17

3

BAB II

PEMBAHASAN

II.1 Gelombang Seismik

Gelombang seismik adalah gelombang elastik yang merambat dalam bumi.

Perambatan gelombang bergantung pada sifat elastisitas batuan. Gelombang

sesimik yang merambat melalui interior bumi disebut gelombang badan (body

wave), gelombang seismik yang merambat melalui permukaan bumi disebut

gelombang permukaan (surface wave). Body wave dibedakan menjadi dua

berdasarkan arah getarnya yaitu gelombang P (longitudinal) dan gelombang S

(transversal). Sedangkan surface wave terdiri atas Rayleigh wave (ground roll)

danLove wave (Telford,1976).

Gelombang seismik berasal dari sumber seismik merambat dengan kecepatan V1

menuju bidang batas, kemudian gelombang dibiaskan dengan sudut datang kritis

sepanjang interfacedengan kecepatan V2. Dengan menggunakan prinsip Huygens

pada interface, gelombang ini kembali ke permukaan sehingga dapat diterima

oleh penerima yag ada di permukaan (Nurdiyanto dkk., 2011).

II.2 Metode Seismik

Metode seismik merupakan salah satu bagian dari metode geofisika eksplorasi

yang dikelompokkan dalam metode geofisika aktif, dimana pengukuran dilakukan

dengan menggunakan sumber seismik buatan misalnya palu, ledakan, dan lain

sebagainya. Setelah diberikan gangguan (sumber seismik), terjadi gerakan

gelombang di bawah permukaan bumi yang memenuhi hukum-hukum elastisitas


5/17

4

ke segala arah dan mengalami pemantulan ataupun pembiasan akibat munculnya

perbedaan kecepatan. Kemudian, pada suatu jarak tertentu, gerakan partikel

tersebut dapat di rekam sebagai fungsi waktu. Berdasarkan data rekaman tersebut

dapat diperkirakan bentuk lapisan/struktur di dalam tanah (Kiswarasari, 2013).

Menurut Priyanti dan Suprianto (2009), berdasarkan penjalaran gelombangnya,

metode seismik dibedakan menjadi 2 metode, yaitu metode seimsik refraksi dan

metode seismik refleksi. Seismik refraksi efekstif digunakan untuk penentuan

struktur geologi yang dangkal, sedang seismik refleksi untuk struktur geologi

yang dalam. Metode seismik refraksi inilah yang efektif digunakan guna

mengetahui nilai kedalaman bidang gelincir sebagai parameter kelongsoran suatu

daerah.

II.2.1 Metode Seismik Refleksi

Seismik refleksi adalah metoda geofisika dengan menggunakan gelombang elastis

yang dipancarkan oleh suatu sumber getar yang biasanya berupa ledakan dinamit

(Susanto, 2008).

Menurut Steeples dan Miller, sebagaimana dikutip oleh Wang et al (2004), The

large survey system used for oil exploration was obviously not suitable; in stead,

a small system of shallow seismicreflections were found to be more convenient.

The shallow seismic method has the metis of mobility, efficiency, highresolution

and cost-effectiveness.

Adapun keunggulan metode seismik refleksi antara lain sebagai berikut

(Kiswarasari, 2013):


6/17

5

1.

Pengukuran seismik refleksi menggunakan offset yang lebih kecil.

2.

Seismik refleksi dapat bekerja bagaimanapun perubahan kecepatan sebagaii

fungsi kedalaman.

3. Seismik refleksi lebih mampu melihat struktur yang lebih kompleks.

4. Seismik refleksi merekam dan menggunakan semua medan gelombang

seismik yang terekam.

5. Bawah permukaan dapat tergambar secara langsung dari data terukur.

Sedangkan kelemahan metode seismik refleksi antara lain sebagai berikut

(Kiswarasari, 2013):

1. Lokasi sumber dan penerima yang cukup lebar untuk memberikan citra

bawah permukaan yang lebih baik, maka biaya akuisisi menjadi lebih mahal.

2. Procesing seismik refleksi memerlukan komputer yang lebih mahal, dan

sistem data baseyang jauh lebih handal.

3.

Karena banyaknya data yang direkam, pengetahuan terhadap data baseharus

kuat, diperlukan juga beberapa asumsi tentang model yang kompleks dan

interpretasi membutuhkan personal yang cukup ahli.

II.2.2 Metode Seismik Refraksi

Menurut Rucker (2006),seismic refraction is an affective tool for horizontal,

lateral characterization as well as vertical characterization.

Seismik refraksi dihitung berdsarkan waktu yang dibutuhkan oleh gelombang

untuk menjalar pada batuan dari posisi sumber seismik menuju penerima pada

berbagai jarak tertentu. Pada metode ini, gelombang yang terjadi setelah sinyal


7/17

6

pertama (first break) diabaikan, karena gelombang seismik refraksi merambat

paling cepat dibandingkan dengan gelombang lainnya kecuali pada jarak (offset)

yang relatif dekat sehingga yang dibutuhkan adalah waktu pertama kali

gelombang diterima oleh setiap geophone. Kecepatan gelombang P lebih besar

dibandingkan dengan kecepatan gelombang S sehingga waktu datang gelombang

P yang digunakan dalam perhitungan metode ini. Parameter jarak dan waktu

penjalaran gelombang dihubungkan dengan cepat rambat gelombang dalam

medium. Besarnya kecepatan rambat gelombang tersebut dikontrol oleh

sekelompok konstanta fisis yang ada dalam material yang dikenal sebagai

parameter elastisitas (Nurdiyanto dkk., 2011).

Prinsip utama metode refraksi adalah penerapan waktu tiba pertama gelombang

baik langsung maupun gelombang refraksi. Mengingat kecepatan gelombang P

lebih besar daripada gelombang S maka kita hanya memperhatikan gelombang P.

Dengan demikian, (Kiswarasari, 2013):

sin sin =

12 (1)

Dimana :

i = sudut datang

r = sudut bias

1= Kecepatan gelombang pada medium 12= Kecepatan gelombang pada medium 2


8/17

7

Kanao et al (2012) menentukan kecepatan gelombang P untuk mengetahui

struktur dari permukaan dan bawah permukaan bumi sehingga menunjukkan tiap

lapisan dengan analisis penjalaran waktu gelombang seismik. Topografi bed rock

dikhususkan untuk struktur lereng yang curam dianalisis dari profil seismik.

Pada tahap akuisisi data seismik refraksi terdapat beberapa teknik, antara lain:

teknikIn Line (Bentang Segaris), Broadside, Fan shooting(Bentang Kipas), dan

Metode Gardner (Kiswarasari, 2013).

Sedangkan pada tahap pengolahan data seismik refraksi terdapat pula beberapa

metode yaitu metode T-X yang terdiri dari Intercept Time Method (ITM) dan

Critical Distance Method (CDM), metode Delay Time, metode ABC, metode

plus-minus, metode Generalized Reciprocal Method (GRM), metode Hagiwara,

dan metodeMatsuda (UPNfile, 2012).

Adapun keunggulan metode seismik refraksi antara lain (Kiswarasari, 2012):

1. Pengamatan refraksi membutuhkan lokasi sumber dan penerima yang kecil,

sehingga relatif murah dalam pengambilan datanya.

2. Processing refraksi relatif simpel dilakukan kecuali proses filtering untuk

memperkuat sinyalfirst breakyang dibaca.

3.

Akuisisi data seismik refraksi dan lokasi yang cukup kecil, maka

pengembangan model untuk interpretasi tidak terlalu sulit dilakukan seperti

metode geofisika lainnya.

Sedangkan kelemahan metode seismik refraksi antara lain (Kiswarasari, 2012):


9/17

8

1.

Dalam pengukuran yang regional, seismik refraksi membutuhkan offset yang

lebih lebar.

2. Seismik bias hanya bekerja jika kecepatan gelombang meningkat sebagai

fungsi kedalaman.

3. Seismik bias biasanya diinterpretasikan dalam bentuk lapisan-lapisan.

Masing-masing lapisan memiliki dip dan topografi.

II.2.2.1 Generalized Reciprocal Method (GRM)

Reciprocal methodmula-mula dikembangkan oleh A.B.Edge dan T.H.Laby, yang

dikenal sebagai ABCMethod(banyak digunakan pada koreksi-koreksi weathering

di seismik refleksi) selanjutnya dikembangkan oleh Hagiwara untuk kasus dua

lapisan dan Masuda untuk kasus tiga lapisan dan lapisan banyak. Metode yang

paling menonjol adalah metode reciprocal yang dikembangkan oleh Hawkins

yaitu suatu konsep yang disebut time depth yaitu waktu yang dibutuhkan oleh

gelombang seismik merambat dari bidang refraktor ke permukaan yang

memberikan gambaran topografi yang sesungguhnya dari bidang batas sepanjang

lintasangeophone (Sri Wahyuni dkk, 2006).

Metode GRM (Palmer, 1980) merupakan penggambaran terakhir dari metode

waktu tunda (delay time) yang memetakan lapisan bawah permukaan dengan

tingkat kekasaran dan undulasi bidang refraktor yang tinggi (Kiswarasari, 2013).


10/17

9

Gambar 2.1: Ilustrasi Metode GRM

Berdasarkan ilustrasi metode GRM tersebut di atas, maka metode GRM dapat

diasumsikan sebagai berikut (Kiswarasari, 2013):

1. Perubahan struktur kecepatan yang tidak kompleks

2. Kemiringan lapisan


11/17


12/17

11

waktu jalar dari A ke G yang terletak di antara E dan F. Jika diperoleh harga XY

optimum, maka titik E dan F akan berimpit sehingga didapatkan bentuk biasan

dari dua arah dengan titik bias yang sama. Kecepatan refraktor Vialah reciprocal

dengan kurva , artinya dapat dicari dengan kurva . Pemilihan XYoptimum dilakukan dengan menggambar semua grafik analisis kecepatan, dan

ditentukan grafik yang tidak banyak berundulasi (regresi linearnya memiliki

koefisien korelasi paling besar) atau yang paling kelihatan halus (smooth).

2. Fungsi time depth()Analisa digunakan untuk mencari kedalaman di bawah geophone (h) dengan

persamaan:

= 12+ + (4)

Waktu perambatan gelombang dari EY atau FX dikurangi waktu rambat proyeksi

dari GX atau GY sepanjang refraktor (waktu rambat sepanjang GH) dan jarak

optimum XY didapat dari kurva yang paling kasar (roughest).

Dengan nilai kecepatan rata-rata ( )

= 2+2 (5)

merambat dari refraktor kegeophone, sehingga memenuhi hukum Snellius

= sin1 (6)


13/17

12

Dengan adalah kecepatan semu di bawah titik G (diperoleh dari slope lapisanpertama di bawah geophone). adalah kecepatan rata-rata, dan adalahjarak optimumnya.

Dari persamaan (6), identik dengan 1 , sedangkan identik dengan 2 .Maka, kedalamangeophone(h) dapat dicari dengan:

=

cos

atau

=

222

(7)

Geometri kedalaman bidang pembias dapat diperoleh dengan mengeplot

kedalaman pada tiap-tiapgeophone.

II.2.2.1.1 Contoh Pengolahan Data

a.


14/17

13

b.

Tabel 2.1 a dan b: contoh tabel pengolahan data metode GRM

Gambar 2.2: Contoh plot waktu kedatangan gelombang terhadap lokasigeophone

(jarak)

Gambar 2.3: Contoh kurva analisis terhadap X dan memilih XY optimum


15/17

14

Gambar 2.3: Contoh kurva analisis


16/17

15

BAB III

PENUTUP

III.1 Kesimpulan

Analisis data seismik refraksi dengan Generalized Reciprocal Method dapat

digunakan untuk memperoleh gambaran topografi dari refraktor berundulasi.

Waktu kedatangan gelombang dari forward dan reverse pada beberapa posisi

geophone yang berjarak XY sepanjang lintasan pengukuran seismik refraksi,

digunakan untuk menghitung fungsi analisis kecepatan dan time depth.

Kecepatan gelombang seismik pada refraktor dapat diperoleh dari fungsi analisis

kecepatan, dan kedalaman refraktor diperoleh dari fungsi time depth.


17/17

16

DAFTAR PUSTAKA

Salim, Ashadi.2012.Analisis Data Seismik Refraksi Dengan Metode Generalized-

Reciprocal.ComTech.Jakarta.

Wahyuningsih et al,.2006.Interpretasi Data Seismik Refraksi Menggunakan

Metode Reciprocal Hawkins dan Software SRIM (Studi kasus daerah Sioux

Park, Rapid City, South Dakota, USA).Berkala Fisika.

Kiswarasari, Primalailia.2013.Aplikasi Metode Seismik Refraksi Untuk

Mendeteksi Potensi Longsor di Desa Deliksari Kecamatan Gunungpati

Semarang.FMIPA UNS.Semarang.

makalah grm klp 6

Documents