BAB.7 METODE HAGIWARA Deskripsi :Pada bab ini akan dijelaskan salah satu metode analisisdan interpretasi data seismic dengan minimal dua shot yakni shot forword dan reciprocal shot dan khusus analisis dan interpretasi untuk kasus dua lapis Sasaran belajarSetelah mengikuti perkuliahan ini mahasiswa diharapkan mampu mengunakan metode Hagiwara untuk analisis dan interpretasi data pengukuran seismic refraksi Materi embelajaranMetode analisis dengan metode Hagiwara untuk kasus dua lapis ,menghitung kecepatan ,ketebalan dan profil pelapisan penampang seismik

Jika v1dan v2 menyatakan kecepatan ropagasi gelmbang pada lapisan atas dan lapisan dibawahnya dari suatu struktur perlapisan dan i adalah sudut refraksi kritisnya menurut Snellius , maka propagasi gelombangnya menurut Hagiwara dapat digambarkan sebagai berikut: A P B hA hP hB i i R i i A A P P p B BGambar 6.1konfigurasi Untuk HagiwaraTitik A dan B adalah titik tembak/sumber (shot point) sedang titik P adalah enerima .Lintasan gelombang refraksi dari A ke P adalah A-A- P P dan lintasan dari B ke P adalah B B P P .dengan menggunakan garis tegak lurus PR dari P-P- P akan diperoleh : 7.1Dengan cara yang sama juga didapatkan 7.2a 7.2b 7.2cBila travel time gelombang bias dari shot point A ke P dinotasikan dengan TAP dan travel time dari shot point B ke P dinotasikan TBP serta travel time dari A ke B atau sebaliknya dengan TAB=TBA maka diperoleh : 7.3a 7.3b 7.3c 7.4a 7.4b 7.5 Akhirnya di peroleh : 7.6v1 diproleh dari travel time gelombang langsung dekat titik tembak dan TAP,TBP dan TAB diperoleh secara langsung dari pengamatan ,oleh karena itu kwalitas pencuplikan data harus diperlukan.Namun cosines I belum bisa ditentukan karena v2 belum diketahui . Jika v2 dapat diketahui maka kedalaman hP dibawah titik penerima P dapat dihitung . Untuk menghitung v2 tinjau TAP yang dinyatakan oleh persamaan : 7.7Dari pers(63 ) dan pers(64 ) selanjutnya akan diperoleh : 7.8Karena AP vertical terhadap A dan P ,maka AP = X ,maka 7.9Pers(69 ) merupakan persamaan linier untuk x . Jika diambil X sebagai Absis dan TAP sebagai ordinat maka 7.10Dengan cara yang sama akan diperoleh : 7.11a 7.11bSehingga diperoleh 7.12Dengan menggunakan nilai v2 dalam pers (6.9) atau dalam pers(6.11b) nilai cosines pada pers (6.11c ) dapat dihitung :Di x = 0 ,persamaan (6.9) dan pers (6.11b) TAP dan TBP didefinisikan masing masing sebagai A dan B ,sedemikan hingga dapat ditulis sebagai : 7.13a 7.13.bDimana hA dan hB menyatakan kedalaman pada shot point A dan B .Pada gambar di bawah kurva TAP yang memotong ordinat di titik A dinyatakan dengan A dan kurva TBP yang memotong ordinat B dinatakan dengan B. selanjutnya akan diperoleh : 7.14Cara tersebut diatas dapat digub=nakan untuk menghitung kedalaman disetiap titik amat (lokasi Geophone). Selanjutnya dengan menggunakan persamaan (67) untuk titik shot B akan diperoleh : 7.15 7.16Dengan menggunakan pers(66) danpers(76) akan diperoleh 7.17

TAB o oo o o o x TBP TBP o BP o TAP TAP x x o o x o x x oAP o x x o o o x x o B x

TBA

APENGAMBILAN DATA Dalam survey seismik refraksi pada umumnya dilakukan prosedur sebagai Berikut : 1. Menyusun konfigurasi peralatan (sesuai kondisi lapangan), pada umumnya geophone dan sumber gelombang dipasang dalam satu garis lurus (line seismic). Jarak pisah antara geophone adalah jarak horizontal dan ditentukan oleh kondisi lapangan. 2. Penempatan sumber gelombang dilakukan untuk mendapatkan sumber imformasi struktur bawah permukaan bumi secara detail. Sumber gelombang yang berada di tengah spread (satu rangkaian geophone) diharapkan dapat mendeteksi lapisan paling atas, dan sumber gelombang yang berada di luar spread diharapkan dapat mendeteksi lapisan paling bawah yang dapat dicapai (lapisan bed rock). 3. Data yang diperoleh dari survey seismik refraksi adalah waktu tempuh jalar gelombang dari sumber ke tiap geophone yang disebut travel time. Hal yang perlu diperhatikan pada saat pengukuran di lapangan adalah nois yang sifatnya mengganggu. Ada beberapa hal penyebab nois antara lain adalah angin, pohon, aliran sungai (parit), benda-benda lain yang bergerak dekat dengan geophone (orang berjalan, sepeda motor, dan sebagainya). Untuk mendapatkan hasil yang diharapkan, nois ini harus ditekan sekecil mungkin. Prinsip utama metode seismik refraksi ini adalah penerapan waktu tiba pertama (first arrival time) dari gelombang seismik. Apabila diketahui waktu tiba pertama dari gelombang seismik refraksi yang menjalar di lapisan bumi akan diperoleh kurva waktu tempuh (travel time) gelombang seismik tersebut. Dengan menganalisis kurva waktu tempuh ini, akan diperoleh informasi mengenai kecepatan dan waktu tunda gelombang seismik di setiap lapisan sehingga dapat digunakan untuk menentukan ketebalan lapisan [2]. Salah satu metode perhitungan waktu tiba gelombang seismik untuk mencerminkan lapisan bawah permukaan adalah Metode Hagiwara. Metode ini merupakan metode waktu tunda yang berdasarkan asumsi bahwa undulasi bawah permukaan tidak terlalu besar [1]. Kelebihan dari metode Hagiwara adalah lapisan bawah permukaan dapat ditampilkanmengikuti kontur bawah permukaan itu. Berbeda dengan metode interceptime yang menganggap lapisan dibawah permuaan adalah flat (bidang). Terutama untuk lapisan bawah permukaan yang harus detail, maka metode Hagiwara adalah metode perhitungan yang menjadi pilihan utama [3]. Perhitungan dengan metode Hagiwara dikembangkan untuk struktur bawah permukaan yang terdiri dari dua lapisan. Bidang batas lapisan yang akan diperlihatkan oleh hasil perhitungan merupakan rata-rata kedalaman yang memiliki kerapatan yang berbeda. Bila kerapatan berbeda maka kecepatan gelombang seismiknya juga akan berbeda, sehingga arah penjalaran gelombang seismik akan mengalami pembiasan (refraksi), seperti pada gambar Dengan hukum Snellius pada bidang batas dua medium saat terjadi sudut kritis i adalah [4]: Bila 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. TAP ditunjukkan oleh persamaan 7.18

Gambar 1. Lintasan gelombang bias untuk strukturdua lapis [4] 7.19Pada pers (3) TAP adalah linier terhadap x, jika diambil x sebagai absis dan TAP sebagai ordinat dan diplot titik-titik yang bersesuaian (seperti pada gambar 2), maka garis lurus tersebut merupakan suatu short (bentuk baru yang lebih pendek) dari kurva travel time yang dikandung oleh titik-titik yang berhubungan [5]. Nilai TAP dengan mudah dapat dihitung dari pers (3), dan kecepatan v2 pada lapisan bawah diperoleh dari kemiringan (slope) garis lurus. TAP yang diperoleh dari pers (2) merupakan suatu besaran yang menunjukkan kecepatan pada lapisan bawah (velocity- travel-time). Dengan cara yang sama, dapat diperoleh : 7.20Bila jarak ke titik penerima adalah x, dengan mengambil titik B sebagai titik asal (referensi), maka diperoleh : 7.21dengan kedalaman lapisan pada titik A (hA) dan pada titik B (hB). Dalam pers (5), v1 dapat diperoleh dari kurva travel-time dari gelombang langsung dekat titik tembak. TAP, TBP, dan TAB diperoleh dengan cara observasi. Tetapi cos i tidakdapat dicari, karena v2 biasanya tidak diketahui. Jika harga v2 dapat diketahui, kedalaman hp dan titik penerima Pdapat diperoleh dari : 7.22Seperti pada gambar 2 harga dari TAP atau TBP yang berhubungan dengan TAP atau TBP dapat dibaca dari ektensi (memperpanjang) kurva TAP atau TBP. Jadi harga kadalaman hp dapat dihitung dari pers (7) dan (8). 7.23a 7.23b

Gambar 2. Kurva waktu rambat dan kurva waktu rambat-kecepatan [1]Perhitungan yang harus dilakukan dapat dipermudah dengan merancang suatu paket program yang dapat juga menggambarkan visualisasi lapisan bawah permukaan. Paket program ini disusun dengan berbasis Borland Delphiatau Delphi. Program ini merupakan sarana pemrograman aplikasi visual yang menggunakan bahasa pemrograman Pascal [6]. Program aplikasi ini bekerja di bawah system operasi Windows, memiliki antar muka visual yang user friendly serta menggunakan bahasa pemrograman yang mampu menyediakan antar muka grafis (Graphical User Interface, GUI). Selain itu program ini juga dapat menghasilkan sebuah lingkungan pengembangan aplikasi yang berorientasi objek (Object Oriented Programming,OOP). Ada dua macam nois yang dapat dibedakan, 1. Nois yang timbul sesaat kemudian lenyap Nois ini diakibatkan oleh orang berjalan, motor/mobil, dan sebagainya. Untuk menghindari nois semacam ini, pada saat sumber gelombang (source) ditimbulkan, diusahakan agar tidak ada sesuatu yang bergerak disekitar geophone. 2. Nois yang timbul terus menerus Nois ini biasanya ditimbulkan oleh angin, pohon (bergoyang), aliran air sungai, dan sebagainya. Untuk menghindari keadaan semacam ini sebaiknya setiap kali mengadakan pengukuran seismik, diadakan terlebih dahulu nois tes. Jika nois yang timbul cukup kecil dibanding dengan sinyal yang dihasilkan maka pengukuran dapat dilaksanakan. Tetapi jika nois cukup besar dibanding sinyal, pengukuran perlu ditunda beberapa saat sampai nois menjadi kecil. Untuk menghindari nois, signal yang masuk dapat ditumpuk (di-stack) beberapa kali, sehingga data yang diperoleh lebih baik dan jelas. Dilakukan demikian karena dengan stacking, sinyal dijumlahkan sedang nois ditiadakan (nois bersifat random dan acak). Sebelum melakukan pengukuran ditentukan terlebih dahulu garis lintasan pengukuran, lintasan pengukuran diusahakan datar dan mewakili daerah seismik penelitian atau dengan kata lain penempatan lintasan penelitian didasarkan pada pertimbangan teknis dan kaitannya dengan usaha untuk mendapatkan gambaran keadaan bawah permukaan yang memadai.

1