## JENERAL

## Jurnal Teknologi Sumberdaya Mineral
Jurnal hompage://jurnal.unej.ac.id/index.php/JENERAL/index
Pemodelan 1D Resistivitas Semu Lapisan Tanah Di Wilayah Durjo, Kabupaten Jember 1

## 1D Apparent Resistivity Modeling of Soil Layer at Durjo Area, Jember Regency
Nur Faizin a,2 , Januar Fery Irawan a
a Progra m Studi Teknik Pertambangan,, Fa kultas Teknik, Universitas Jember, Jl. Ka lima ntan 37, Jember

## ABSTRAK
Ka ra kteristik dari sua tu material ya ng da pat membedakan setiap material sa lah satunya a dalah Resistivitas. Resistivita s dari suatu material dapat diperoleh yaitu dengan m engetahui dimensi dan hambatan listrik material tersebut. Resistivitas semu da pat dimodelkan  dalam  1 -Dimensi (1-D).  Pemodelan  resistivitas semu 1-D merupakan la ndasan da sar untuk pemodelan dua dimensi da n tiga   dimensi.  Konfigurasi Schlumberger merupakan konfigurasi  ya ng  sering  dipa kai  da la m survey  geolistrik.  Ha l  ini  dika renakan konfigurasi Schlumberger mudah dalam operasinya yaitu cukup dengan mengubah jarak antar elektroda arusnya saja tanpa mengubah ja rak elektroda potensialnya. Pengubahan ja rak a ntar elektroda a rus harus tetap memperhatikan ja ra k antar elektroda potensial. Konfigurasi Schlumberger dila kukan dalam bentuk lintasan atau  line. Da ri line tersebut diperoleh beda potensial (ΔV) dan resistansi bumi (R). Jarak antar elektroda potensialnya (P) d iset 5 meter dan jarak a ntar elektroda arusnya (C)  diubah seperti deret a ritmatik dengan beda 5 meter untuk masing- ma sing C da lam satu  line. Arus ya ng digunakan untuk injeksi berupa a rus DC dengan besar a rus 20,582 mA. Setela h dibandingkan nilai resistivitas semu antara hasil a nalisa data dengan referensi  diketahui bahwa lapisan 3 memiliki resistivitas semu 16,2 Ωm pada kedalaman 5,85 m. Nilai resistivitas tersebut menunjukkan bahwa a danya tanah lempung. Dimana tanah lempung tersebut berperan sebagai bid a ng gelincir. Ketebalan bidang gelincir  ini a da lah 1,11 m. Dengan a danya bidang gelincir ini  ma ka dapat memungkinkan terjadinya tanah longsor.
Kata kunci: Konfigurasi Schlumberger, Resistivitas Semu, Durjo

## ABSTRACT
The cha racteristics of a  material that can distinguish each material, one of which is resistivity. The resistivity of a  ma teria l ca n be obtained by knowing the dimensions a nd electrical resista nce of the material. Pseudo resistivity ca n be modeled in 1-Dimension (1-D). Pseudo 1-D resistivity modeling is the ba sic foundation for two dimensional a nd three-dimensional modeling. Schlumberger configuration is a  configuration that is often used in geoelectric surveys. This is beca use the Schlumberger configuration is ea sy to operate, it is enough to cha nge the distance between the current electrodes without changing the distance of the potential electrode. Cha nging the dista nce between current electrodes must  pay a ttention to the  dista nce between potential electrodes. Schlumberger configuration is done in the form of a track or line. From this line the  potential difference (ΔV) and earth resistance (R) are obtained. The distance between the potential electrodes (P) is set to 5 meters a nd the distance between the electrode currents (C) is cha nged like a n a rithmetic sequence with a difference of 5 meters for ea ch C in a  line. The current used for injection is a  DC current with a  current of 20,582 mA. After comparing the a pparent resistivity values between the results  of data analysis with reference it is known that layer 3 has a a pparent resistivity of 16.2 ,2m at a  depth of 5.85 m. The resistivity value indicates tha t there is cla y. Where the cla y soil a cts a s a  slip pla ne. The thickness of the slip pla ne is 1.11 m.  With this slip, it ca n make la ndslides possible.

## Keywords: Schlumberger Configuration, Apparent Resistivity, Durjo
1 Info Artikel: Received 30 Oktober 2020,  Received in revised from 28 November 2020, Accepted  14 Desember 2020
2 Corresponding a uthor : nurfaizin.teknik@unej.ac.id (N. Fa izin)

## PENDAHULUAN
Metode geolistrik  tahanan jenis telah banyak digunakan untuk survai bawah permukaan. Konfigurasi-konfigurasi  yang  sering  digunakan  dalam  metode  geolistrik  antara  lain konfigurasi Schlumberger, Wenner, dan Dipole-dipole. Metode geolistrik  memanfaatkan variasi resistivitas tanah yang selanjutnya digunakan untuk mengintepretasikan kandungan mineral dalam tanah tersebut. Metode ini bekerja dengan cara mengalirkan arus listrik pada elektroda arus  dan  diterima  oleh  elektroda potensial. Dari  potensial dan  arus  ini  akan diperoleh resistivitas semu.
Karakteristik dari  suatu material yang  dapat membedakan setiap material salah satunya adalah Resistivitas. Resistivitas dari suatu material dapat diperoleh yaitu dengan mengetahui dimensi dan hambatan listrik material tersebut. Secara umum persamaan hambatan listrik dari material dapat dituliskan sebagai berikut:
A l R  = , (4)
dimana R adalah Hambatan listrik material  (Ω),  adalah resistivitas material (Ωm), l adalah dimensi panjang material (m), dan A adalah luas penampang material (m 2 ) (Mostafa dkk,  2018).  Resistivitas  semu  dapat  dimodelkan dalam  1-Dimensi  (1-D).  Pemodelan resistivitas semu 1-D merupakan landasan dasar untuk pemodelan dua dimensi dan tiga dimensi (Chen, 2002). Tanah atau batuan yang mengalami longsoran pasti memiliki kedalam terhadap permukaan. Kedalaman bidang gelincir dibagi menjadi 4 tipe yaitu Sangat dangkal (<1,5  meter);  Dangkal  (1,5-5  meter);  Dalam  (5-20  meter);  Sangat  dalam  (>20  meter) (Zakaria, 2009).

## METODE PENELITIAN
Konfigurasi  Schlumberger  merupakan  konfigurasi  yang  sering  dipakai  dalam  survey geolistrik. Hal  ini  dikarenakan konfigurasi Schlumberger mudah dalam operasinya yaitu cukup dengan mengubah jarak antar elektroda arusnya saja tanpa mengubah jarak elektroda potensialnya. Pengubahan jarak antar elektroda arus harus tetap memperhatikan jarak antar elektroda potensial. Untuk konfigurasi Schlumberger jarak antar elektroda potensial harus lebih kecil dibanding dengan jarak antar elektroda arus.
Gambar 1 Konfigurasi Schlumberger
Dengan meninjau Gambar 1, maka L>>a. sehingga jarak antara elektroda arus C1 maupun C2 terhadap pusat ( x ) adalah L/2. Konfigurasi Schlumberger bekerja dengan menginjeksikan arus  ke  dalam  suatu  medium.  Penginjeksian  arus  ini  akan  menghasilkan  keadaan equipotensial  yang  berbentuk  setengah  bola.  Keadaan  equipotensial  ini  memenuhi persamaan Laplace,
0 2 =  V (6)
Jika  bumi  dianggap  berlapis  maka  perubahan  equipotensial  tersebut  searah  dengan kedalaman bumi atau sumbu z.  Sehingga  persamaan 6 memiliki solusi dalam koordinat silinder. Bentuk solusi untuk persamaan 6 yaitu
( ) ( ) ( )         + − − + + − − =    =  = 1 1 2 1 2 2 2 2 1 2 2 2 1 4 2 4 2 1 1 2 n n n n z n x L k z n x k x L x I V   (7)
dimana k adalah koefisien reflektansi yang memiliki bentuk
1 2 1 2     + − = k , m menunjukkan banyaknya lapisan yang ditinjau. Adanya arus yang mengalir pada suatu medium maka hal ini memenuhi hukum Ohm yang berbentuk
  E E J    = = (8)
Besaran-besaran J  dan E dapat dituliskan
2 r I J  =  dan V E − =  . (9)
dengan menggunakan persamaan 7 dan 9 serta mengambil nilai x = L /2, maka persamaan (8) dapat dituliskan menjadi
                    + + =   = 1 2 3 2 2 2 1 2 16 1 2 1 n n a
L z n k   (10)
Persamaan  10  merupakan  bentuk  persamaan  resistivitas  semu  untuk  konfigurasi Schlumberger dua lapis. Untuk model dua lapis dianggap bahwa lapisan kedua memiliki ketebalan tak  hingga  (Sharma, 2013). Sedangkan untuk tiga  lapis  ketebalan tak hingga diberikan untuk lapisan ketiga.  Resistivitas semu untuk tiga  lapis memiliki bentuk yang hampir mirip dengan dua lapis. Penyelesaian persamaan 6 diperoleh
( )         + + =   = 1 2 1 2 2 2 1 4 2 1 2 n n z n x b x I V  
(11)
dimana n b merupakan  koefisien  reflektansi  yang  diperoleh  dengan  cara  rekursi (Bhattacharya,  2012).  Resistivitas  semu  konfigurasi  Schlumberger  diperoleh  dengan mencari gradien dari persamaan 11 dan menggunakan persamaan 8 dan 9 diperoleh
      
             + + =   = 1 2 3 2 2 2 1 3 16 1 2 1 n n a L z n b  
(12)
Persamaan 12 merupakan persamaan resistivitas semu untuk tiga lapis.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Survey  geolistrik  dengan  menggunakan  konfigurasi  Schlumberger  sudah  dilakukan. Kegiatan  survey  tersebut  dilakukan  di  perkebunan  kopi  Durjo  Kabupaten  Jember. Konfigurasi Schlumberger dilakukan dalam bentuk lintasan atau line . Dari line tersebut diperoleh beda potensial (ΔV) dan resistansi bumi (R). Jarak antar elektroda potensialnya (P) diset 5 meter dan jarak antar elektroda arusnya (C) diubah seperti deret aritmatik dengan beda 5 meter untuk masing-masing C dalam satu line . Arus yang digunakan untuk injeksi berupa arus DC dengan besar arus 20,582 mA. Hasil yang diperoleh untuk masing-masing line ditunjukkan oleh Tabel 1.
Tabel 1 Data hasil geolistrik konfigurasi Schlumberger
Lintasan 1 (Line 1)
No C1 P1 P2 C2 ΔV (mV) R (Ω) 1 42,5  47,5  52,5  57,5 33,896 1,646 2 37,5  47,5  52,5  62,5 12,202 0,592 3 32,5  47,5  52,5  67,5 7,131 0,346 4 27,5  47,5  52,5  72,5 4,64 0,225 5 27,5  42,5  57,5  72,5 15,445 0,75 6 22,5  42,5  57,5  77,5 9,315 0,452 7 17,5  42,5  57,5  82,5 6,421 0,311 8 12,5  42,5  57,5  87,5 4,953 0,24 9 7,5 42,5  57,5  92,5 3,874 0,188 10 2,5 42,5  57,5  97,5 3,144 0,152
Dari hasil yang ditunjukkan oleh tabel 4.2 diketahui bahwa ada perubahan resistansi bumi akibat  pemindahan  elektroda  arus  (C1  dan  C2).  Data  yang  diperoleh  pada  line  1 menunjukkan bahwa untuk injeksi arus pertama nilai resistansinya paling besar begitu juga untuk line 2 dan 3. Hal ini menunjukkan bahwa semakin kecil perbandingan jarak antar P dengan jarak antar C maka nilai R semakin kecil juga.  Semakin besar jarak antara C1 dan C2 maka resistansi buminya semakin kecil, hal itu ditunjukkan oleh data ke -1 hingga data ke-4. Saat pengambilan data ke-5 posisi elektroda potensial dipindahkan hal ini bertujuan untuk mempermudah saat proses analisa data.
Tabel 2 Model parameter data geolistrik
Layer Depth Resistivity 1 0,00 95,36 2 3,47 39,67 3 5,85 16,20 4 6,96 3999,51 5 71,65 331,31
Analisa data perlu dilakukan untuk mengetahui jumlah lapisan dan hasil analisa 1D dari data geolistrik ditunjukkan oleh tabel 3.2. Hasil intepretasi data di atas dapat digambarkan dalam kurva resistivitas semu ( ρ a ) vs jarak antar C.

## Gambar 2 Resistivitas semu vs jarak antar C
Dari  Gambar 2, diketahui bahwa kurva yang paling  sesuai dengan data geolistrik  yang diperoleh (titik  kuning) didapatkan ada 5 lapisan tanah. Kurva di atas  merupakan kurva logaritmik sehingga nilai resistivitasnya tidak terlalu jelas. Untuk mengetahui kedalaman lapisan dan nilai resistivitasnya ditunjukkan oleh Gambar 3.
Gambar 3 Kedalaman lapisan dan nilai resistivitas lapisan
Nilai resistivitas semu untuk berbagai jenis bahan ditunjukkan oleh Gambar 4.
Gambar 4 Referensi nilai resistivitas semu berbagai bahan (Lowrie, 2007)
Setelah  dibandingkan nilai  resistivitas  semu  antara  hasil  analisa  data  dengan  referensi diketahui bahwa lapisan 3 memiliki resistivitas semu 16,2 Ωm pada kedalaman 5,85 m. Nilai resistivitas  tersebut menunjukkan bahwa adanya tanah lempung. Dimana tanah lempung tersebut berperan sebagai bidang gelincir.  Ketebalan bidang gelincir  ini  adalah 1,11 m. Dengan adanya bidang gelincir ini maka dapat memungkinkan terjadinya tanah longsor.

## KESIMPULAN
Dari hasil penelitian ini dapat diketahui bahwa nilai resistivitas semu batuan yang diperoleh bervariasi.  Batuan  lempung  dengan  nilai  resistivitas  semu  16,2  Ωm  diperoleh  pada kedalaman 5,85 m dan ketebalan lapisan 1,11 m.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Saya ucapkan terimakasih kepada LP2M Universitas Jember yang telah memberikan dana DIPA PNBP tahun 2019 melalui program hibah penelitian yaitu Penelitian Dosen Pemula.

## DAFTAR PUSTAKA
Bhattacharya,  P.  (2012). Direct  current  geoelectric  sounding:  Principles  and interpretation (Vol. 9). Elsevier.
Chen, J., Haber, E., & Oldenburg, D. W. (2002). “Three-Dimensional Numerical Modelling and  Inversion  of  Magnetometric  Resistivity  Data”. Geophysical  Journal International , 149 (3), 679-697.
Mostafa, M.,  Anwar, M.B.  and  Radwan, A.,  2018. Application of electrical  resistivity measurement as quality control test for calcareous soil. HBRC journal , 14 (3), pp.379- 384.
Sharma, S. P., & Biswas, A. (2013). “A Practical Solution in Delineating Thin Conducting Structures and Suppression Problem in Direct Current Resistivity Sounding”. Journal of Earth System Science , 122 (4), 1065-1080. Zakaria,  Z.  (2009). Analisis  Kestabilan Lereng  Tanah. Laboratorium Geologi  Fakultas Teknik Geologi Universitas Padjadjaran. Bandung .
Lowrie, W. (2007). Fundamentals of geophysics . Cambridge university press.