BAB IV HASIL PENGUKURAN LAPANGAN, PENGOLAHAN, DAN ANALISIS DATA SEISMOELEKTRIK 4.1 Data Hasil Pengukuran Lapangan Dalam bab ini akan dijelaskan hasil-hasil yang diperoleh dari pengukuran langsung di lapangan di daerah perumahan Puri Ayu Arcamanik (bagian selatan kota Bandung, Jawa Barat) dan analisis dari data-data yang telah ada. Dari hasil pengukuran respon seismoelektrik diperoleh 9 rekaman, tetapi yang terbaca hanya 8 rekaman karena bacaan dari rekaman kedua dianggap empty trace. Di bawah ini akan ditampilkan kedelapan rekaman seismoelektrik beserta dengan hasil transformasi Fourier-nya. Gbr. 4.1 Sinyal seismoelektrik trace 1 dan hasil FFT Gbr. 4.2 Sinyal seismoelektrik trace 2 dan hasil FFT 47
Gbr. 4.3 Sinyal seismoelektrik trace 3 dan hasil FFT Gbr. 4.4 Sinyal seismoelektrik trace 4 dan hasil FFT Gbr. 4.5 Sinyal seismoelektrik trace 5 dan hasil FFT 48
Gbr. 4.6 Sinyal seismoelektrik trace 6 dan hasil FFT Gbr. 4.7 Sinyal seismoelektrik trace 7 dan hasil FFT Gbr. 4.8 Sinyal seismoelektrik trace 8 dan hasil FFT Semua data di atas yang ditampilkan di atas diambil pada daerah kisaran data sampai pada data ke-2048. Alasannya adalah bahwa daerah kisaran data ini cukup merepresentasikan keseluruhan sinyal seismoelektrik serta tidak mempengaruhi hasil akhir data. Kedelapan gambar di sebelah kiri adalah data mentah hasil rekaman di mana sumbu-x menyatakan domain waktu (dalam milidetik) dan sumbu-y menyatakan amplitudo rekaman (dalam mv). Sedangkan gambar di sebelah kanan adalah FFT data mentah yang mengubah domain waktu ke domain frekuensi. Hasil FFT ini lebih jelas memperlihatkan frekuensi domain noise pada 50 Hz dan kelipatannya. Hampir seluruh rekaman menunjukkan gejala ini kecuali pada rekaman 5, rekaman 6, dan rekaman 8 di mana frekuensi domain noise harmoniknya tidak di 50 Hz (yang ditunjukkan oleh tanda panah biru). Hal yang paling jelas terlihat pada rekaman 6, 49
noise saluran didominasi oleh frekuensi kecil di bawah 50 Hz. Hal yang sama juga terlihat pada rekaman 5 walaupun sebagian kecil merupakan frekuensi rendah, juga di frekuensi 135 Hz, 250 Hz, 335 Hz, dst. Sedangkan pada rekaman 8 pada frekuensi 65 Hz, 90 Hz, 135 Hz, 190 Hz, dst. Hal-hal ini perlu mendapat perhatian terutama ketika bekerja dalam pengolahan data. 4.2 Pengolahan Data Pada rekaman 1 noise harmonik mulai muncul pada t=15,5 milidetik di mana pada detik ini amplitudo sinyal seismoelektrik pertama kali mencapai titik tertinggi dan kemungkinan paling besar mengandung sinyal. Frekuensi dasar (f 0 ) yang digunakan sebesar 50 Hz sehingga p(t)=1/f 0 =20 milidetik. Dalam kondisi ideal, noise harmonik akan mengalami pengulangan secara periodik setiap 20 milidetik sehingga noise harusnya muncul di 35,5 milidetik. Visualisasi trace tidak menunjukkan hal demikian. Noise harmonik muncul lagi di 32,8 milidetik. Dengan demikian, interval blok noise adalah [t 1,t 2 ]=[15,5, 32,8]. Karena blok noise akan digeser ke kanan sebesar 1 satuan, maka faktor pergeserannya m=1. Jadi, interval yang akan dipotong dari blok noise adalah [15,5+m/f 0, 32,8+ m/f 0 ]= [15,5+1(20), 32,8+ 1(20)]=[35,5, 52,8]. Gbr. 4.9 Proses pengurangan blok pada rekaman 1. Blok di sebelah kiri digeser ke blok yang di sebelah kanan Hal yang sama dilakukan untuk mengurangi interval berikutnya yang mengandung noise harmonik tetapi nilai m harus diubah sesuai dengan besarnya satuan pergeseran. 50
Pada rekaman 2 noise harmonik mulai muncul pada t=19,05 milidetik di mana pada detik ini terlihat juga amplitudo yang cukup besar. Dari visualisasi dengan menggunakan Microsoft Excel dan Signal Processing Toolbox di MATLAB terlihat bahwa gejala yang sama terbentuk pada t=38,55 milidetik. Dengan demikian, interval blok noise adalah [t 1,t 2 ]=[19,05, 38,55]. Dengan menggunakan mekanisme perhitungan pada rekaman 1 seperti yang dijelaskan pada bab III tentang pengolahan data, maka interval yang akan dipotong adalah [19,05+m/f 0, 38,55+ m/f 0 ]= [19,05+1(20), 38,55+ 1(20)]=[39,05, 58,55]. Gbr. 4.10 Proses pengurangan blok pada rekaman 2. Blok di sebelah kiri digeser ke blok yang di sebelah kanan Pada rekaman 3 noise harmonik muncul pada t=13,55 milidetik dan gejala yang sama juga terbentuk pada t=34,3 milidetik. Dengan demikian, interval blok noise adalah [t 1,t 2 ]=[13,55, 34,3]. Interval yang dipotong adalah [13,55+m/f 0, 34,3+ m/f 0 ]= [13,55+1(20), 34,3+ 1(20)]=[33,55, 54,3]. Gbr. 4.11 Proses pengurangan blok pada rekaman 3. Blok di sebelah kiri digeser ke blok yang di sebelah kanan 51
Pada rekaman 4 noise harmonik pada t=18,05 milidetik. Noise harmonik yang kedua terbentuk di t=31,8 milidetik. Interval blok noise adalah [t 1,t 2 ]=[18,05, 31,8]. Interval yang akan dipotong adalah [18,05+m/f 0, 31,8+ m/f 0 ]= [18,05+1(20), 31,8+ 1(20)]=[38,05, 51,8]. Hal yang berbeda terjadi pada rekaman 5 di mana noise harmoniknya muncul dalam selang 2 interval yang berbeda. Interval blok noise harmoniknya akan dibatasi pada [t 1,t 2 ]=[18,3, 69,8]. Panjang data pada interval ini adalah 207 data. Karena interval ini mengandung 2 data interval blok noise maka harga pergeserannya m=2. Jadi, interval berikutnya yang akan dipotong adalah [18,3+m/f 0, 69,8+ m/f 0 ]= [18,3+2(20), 69,8+ 2(20)]=[58,3, 109,8]. Hal yang berbeda juga tampak pada rekaman 6 di mana pada 442,8 milidetik pertama didominasi oleh noise non-harmonik. Akan diambil data pada [t 1,t 2 ]=[442,8, 467,55] sebagai interval blok noise. Jadi, interval yang akan dipotong adalah [442,8+m/f 0, 467,55+ m/f 0 ]= [442,8+1(20), 467,55+ 1(20)]=[462,8, 487,55]. Pada rekaman 7 noise harmoniknya dibatasi pada [t 1,t 2 ]=[45,8, 69,3] dan menjadi interval blok noise. Interval yang akan dipotong adalah [45,8+m/f 0, 69,3+ m/f 0 ]= [45,8+1(20), 69,3+ 1(20)]=[65,8, 89,3]. Pada rekaman 8 noise harmoniknya terbatas pada [t 1,t 2 ]=[36,8, 60,05] dan menjadi interval blok noise. Interval yang akan dipotong adalah [36,8+m/f 0, 69,3+ m/f 0 ]= [36,8+1(20), 69,3+ 1(20)]=[56,8, 89,3]. Hasil pengolahan data dengan menggunakan pengurangan blok dapat dilihat pada gambar-gambar di bawah! 52
Gbr. 4.12 Sinyal seismoelektrik rekaman 1 dan hasil FFT Gbr. 4.13 Sinyal seismoelektrik rekaman 2 dan hasil FFT Gbr. 4.14 Sinyal seismoelektrik rekaman 3 dan hasil FFT. Gbr. 4.15 Sinyal seismoelektrik rekaman 4 dan hasil FFT 53
Gbr. 4.16 Sinyal seismoelektrik rekaman 5 dan hasil FFT Gbr. 4.17 Sinyal seismoelektrik rekaman 6 dan hasil FFT Gbr. 4.18 Sinyal seismoelektrik rekaman 7 dan hasil FFT Gbr. 4.19 Sinyal seismoelektrik rekaman 8 dan hasil FFT 54
4.3 Analisis Keseluruhan Rekaman Setelah dilakukan pengolahan data dengan menggunakan pengurangan blok diperoleh bahwa pada rekaman 1 sinyal seismoelektrik terlihat jelas pada frekuensi 37 Hz, 65 Hz, 85 Hz, dan seterusnya yang muncul setelah t=35 milidetik. Respon domain muncul pada selang waktu t=35 milidetik hingga t=52 milidetik. Adanya respon domain yang muncul pada selang waktu ini tidak lain akibat adanya efek elektrokinetik yang terjadi. Adapun noise non-harmoniknya muncul pada frekuensi 20 Hz, 30 Hz, 50 Hz yang dapat dihilangkan dengan menggunakan zero-pole analysis. Pada rekaman 2 terlihat pada frekuensi 50 Hz, 70 Hz, dan seterusnya yang muncul setelah t=39 milidetik. Respon domain seismoelektrik pada t=39 milidetik sampai pada t=58 milidetik. Bila dibandingkan dengan rekaman 1 maka selang waktu rekaman 2 lebih besar. Hal ini kemungkinan diakibatkan oleh terbaliknya polaritas respon bidang batas pada titik pemukulan (shot point). Pada rekaman 3 terlihat pada frekuensi 45 Hz, 90 Hz, dan seterusnya yang muncul setelah t=33 milidetik. Pada rekaman 4 sinyal seismoelektrik tampak jelas pada frekuensi 60 Hz, dan seterusnya yang muncul setelah t=38 milidetik. Pada rekaman 5 sinyal seismoelektrik jelas terlihat pada daerah frekuensi 55 Hz, dan seterusnya dan deretan frekuensi muncul setelah t=58 milidetik. Pada rekaman 6 terlihat pada frekuensi 62 Hz, 95 Hz, dan seterusnya yang muncul setelah t=462 milidetik. Adanya respon seismoelektrik yang kecil serta respon yang terdistorsi oleh noise harmonik menyebabkan sinyal seismoelektrik terdeteksi pada selang waktu yang besar yaitu di antara 462 milidetik sampai 487 milidetik. Kemungkinan terjadi absorpsi energi seismik pada lapisan tanah sehingga melemahkan energi seismik yang sampai di bidang batas sehingga tidak menimbulkan efek elektrokinetik yang signifikan. 55
Pada rekaman 7 terlihat pada frekuensi 50 Hz, 96 Hz, dan seterusnya yang muncul setelah t=65 milidetik. Respon domain seismoelektrik pada selang waktu t=45 milidetik hingga t=69 milidetik dan pada selang waktu t=65 milidetik hingga 89 milidetik. Sedangkan di rekaman 8 sinyal seismoelektrik terlihat pada frekuensi 45 Hz, 95 Hz, dan seterusnya yang muncul setelah t=56 milidetik. Respon domain seismoelektrik pada selang waktu t=56 milidetik hingga t=89 milidetik. Pada pukulan ke-8 ini energi seismik melewati bidang batas yang mengandung butiran tersaturasi fluida jenuh yang lebih tinggi. Hal ini seperti yang dijelaskan pada bab II tentang pengaruh efek elektrokinetik. 56
(halaman ini sengaja dikosongkan) 57