Metode seismik refraksi

GELOMBANG SEISMIK

Gelombang seismik adalah gelombangelastik yang merambat dalam bumi. Bumi sebagai medium gelombang 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–masingmerambat dengan cara yang berbeda.Gelombang seismik dapat dibedakan menjadi dua tipe yaitu:

a.       Gelombang badan (body waves) yang terdiridari gelombang longitudinal (gelombang P) dan gelombang transversal (gelombang S).Gelombang ini merambat ke seluruh lapisanbumi.

b.      Gelombang permukaan (surface waves) yangterdiri dari gelombang Love, gelombang Raleygh dan gelombang Stoneley.Gelombang ini hanya merambat pada beberapa lapisan bumi, sehingga pada survei seismik refleksi (survei seismic dalam) gelombang ini tidak digunakan. (Telford,dkk, 1976)

2.      SEISMIK REFRAKSI

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 seismic refraksi merupakan metode yang umum digunakan dalam bidang geoteknik seperti perencanaan pendirian bangunan, gedung, pabrik, bendungan, jalan raya, landasan bandaradan sebagaimya.(Sismanto, 1999)

Asumsi dasar yang harus dipenuhi untuk penelitian perlapisan dangkal adalah:

a)      Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan setiap lapisan menjalarkan gelombang seismik dengan kecepatan yang berbedabeda.

b)      Semakin bertambah kedalamannya, batuan lapisan akan semakin kompak.

c)       Panjang gelombang seismik lebih kecil daripada ketebalan lapisan bumi.

d)      Perambatan gelombang seismik dapat dipandang sebagai sinar, sehingga mematuhi hukum – hukum dasar lintasan sinar.

e)       Pada bidang batas antar lapisan, gelombang seismik merambat dengan kecepatan pada lapisan dibawahnya.

f)       Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman.

Masalah utama dalam pekerjaan geofisika adalah membuat atau melakukan interpretasi hasil dari survei menjadi data bawah permukaan yang akurat. Data-data waktu dan jarak darikurva travel time diterjemahkan menjadi suatu penampang geofisika, dan akhirnya dijadikan menjadi penampang geologi. Secara umum metode interpretasi seismik refraksi dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok utama, yaitu intercept time, delay time method dan wave frontmethod (Tjetjep, 1995).

3.      METODE INTERCEPT TIME

Metode Intercept Time adalah metode T-X (waktu terhadap jarak) yang merupakan metode yang paling sederhana dan hasilnya cukup kasar, seperti yang digambarkan pada gambar(1). Dengan z1 adalah kedalaman pada lapisan 1,adalah sudut antara garis gelombang datang dengan garis normal serta dapat diartikan sudut antara garis gelombang bias dengan garis normal dan variabel x adalah jarak antara titik tembak (A) dengan geophone (D).

Berdasarkan hukum Snellius bahwa pada sudut kritis berlakuBila dinotasikan waktu perambatan gelombang bias dari titik tembak A ke titik penerima P dengan TAP, waktu perambatan dari B ke P dengan TBP dan waktu perambatan dari A ke B dengan TAB. T’AP ditunjukkan oleh persamaan:

pers 1 dan 2 

Pada pers T'ap adalah linier terhadap x, jika diambil x sebagai absis dan T’AP sebagai ordinat dan diplot titik-titik yang bersesuaian, maka garis lurus tersebut merupakan suatu short (bentuk baru yang lebih pendek) dari kurva travel time yang dikandung oleh titik-titik yang berhubungan Nilai T’AP dengan mudah dapat dihitung dari pers (2), dan kecepatan v2 pada lapisan bawah diperoleh dari kemiringan (slope) garis lurus. T’AP yang diperoleh dari pers (1) merupakan suatu besaran yang menunjukkan kecepatan pada lapisan bawah (velocitytravel-time). Dengan cara yang sama, dapat diperoleh :

 pers(3)

Bila jarak ke titik penerima adalah x, dengan mengambil titik B sebagai titik asal (referensi), maka diperoleh :

    pers(4)

dengan kedalaman lapisan pada titik A (hA) dan pada titik B (hB).

Dalam pers (4), v1 dapat diperoleh dari kurva travel-time dari gelombang langsung dekat titik tembak. TAP, TBP, dan TAB diperoleh dengan cara observasi. Tetapi cos i tidak dapat dicari, karena v2 biasanya tidak diketahui. Jika harga v2 dapat diketahui, kedalaman hp dan titik penerima P dapat diperoleh dari :

 pers(5)

Harga dari T’AP atau T’BP yang berhubungan dengan TAP atau TBP dapat dibaca dari ektensi (memperpanjang) kurva T’AP atau T’BP. Jadi harga kadalaman hp dapat dihitung dari pers (6) dan (7).

  pers(6),dan pers(7).