Senin, 14 April 2014

Koreksi Data pada Metode Gaya Berat


KOREKSI DATA PADA METODE GAYA BERAT

   Pada Metode Gaya Berat, secara umum dibagi atas 2 jenis koreksi, yaitu :
1. Koreksi terhadap waktu.   
    Yang termasuk dalam koreksi ini adalah Koreksi Drift (Kelelahan Alat), dan Koreksi Tidal (Pasang  Surut).
2. Koreksi terhadap spasial.
    Yang termasuk dalam koreksi ini adalah Koreksi Udara Bebas, Koreksi Lintang, Koreksi Bouger, dan Koreksi Medan (Terrain).

  • Koreksi Drift (Kelelahan Alat)                                                                                          
          Koreksi kelelahan ini diakibatkan karena adanya perbedaan pada pembacaan alat gravity dari station  yang sama pada waktu yang berbeda. Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan pengaruh perubahan       gravity meter terhadap nilai pembacaan. Koreksi drift ini muncul karena pada saat pengukuran, gravity meter mengalami goncangan, sehingga mengakibatkan titik nol pada alat tersebut bergeser. Cara melakukan koreksi ini yaitu dengan menggunakan metode looping, caranya dengan pengukuran ulang di base station, dari hasil pengukuran tersebut dapat diketahui besar nilai penyimpangannya. Besarnya koreksi drift dapat dirumuskan sebagai berikut :                                       
  • Dimana : 
            
                     
  •      Koreksi Tidal (Pasang Surut) 
               Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan gaya gravitasi yang dialami bumi dari pengaruh benda-benda luar seperti bulan dan matahari yang berubah secara periodik. Kita bisa mendapatkan nilai pasang surut ini dengan melihat perbedaan gravitasi dari waktu ke waktu terhadap base station. Secara matematis koreksi tidal dapat dituliskan sebagai berikut :

Dimana :


  • Koreksi Udara Bebas.
Koreksi ini diakibatkan karena adanya perbedaan ketinggian h dan datum (mean sea level). Koreksi ini dilakukan untuk mendapatkan anomali medan gravitasi di topografi. Secara matematis koreksi ini dapat dituliskan sebagai berikut :
Dimana :

  • Koreksi Lintang
Koreksi ini dilakukan untuk mengkoreksi gravitasi di setiap lintang geografis karena bentuk bumi yang tidak sepenuhnya bulat. Dengan bentuk bumi yang tidak sepenuhnya bulat menyebabkan adanya perbedaan gravitasi karena pengaruh lintang yang ada di bumi. Secara matematis, koreksi lintang dapat dituliskan sebagai berikut :
Dimana :

  • Koreksi Bouger. 
Koreksi ini merupakan koreksi yang dilakukan untuk menghilangkan perbedaan ketinggian tetapi tidak mengabaikan massa dibawahnya. Koreksi ini memiliki beberapa model, diantaranya model Slab Horizontal tak hingga. Model ini mengasumsikan pengukuran berada pada suatu bidang horizontal yang memiliki massa batuan dan densitas tertentu. Secara matematis koreksi bouger dapat dituliskan sebagai berikut :


  • Koreksi Medan (Terrain)
Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan pengaruh efek massa disekitar titik pengukuran. Dengan adanya bukit dan lembah disekitar titik pengukuran, ini akan mengurangi besarnya medan gravitasi yang sebenarnya. Efek tersebut memiliki sifat mengurangi medan gravitasi sebenarnya di titik pengukuran, maka koreksi medan harus ditambahkan terhadap nilai medan gravitasi. Koreksi Medan (Terrain) secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :



                                                      

Minggu, 13 April 2014

Pengukuran Metode Gaya Berat

PENGUKURAN METODE GAYA BERAT

Gambar. Gravitymeter.
   Pada metode gaya berat, pengukuran dilapangan dibagi dalam 2 jenis, yaitu :
  1. Penentuan titik ikat.
  2. Pengukuran titik-titik gaya berat.
   Pada pengukuran titik ikat, gravimeter mengukur variasi percepatan gravitasi dari satu titik ke titik yang lain, untuk melakukan pengukuran dengan penentuan titik ikat ini diperlukan beberapa titik ikat gravitasi yang sudah diketahui nilai percepatan gravitasi mutlaknya, tetapi jika nilai gravitasi mutlaknya tidak ada, kita dapat juga menggunakan nilai gravitasi lokalnya. Pembuatan titik ikat ini dilakukan dengan menggunakan metode looping di titk yang sudah diketahui nilai perceptan gravitasi mutlaknya.
   
   Setelah titik ikat selesai ditentukan, maka selanjutnya kita melakukan pengukuran gravitasi ditiap-tipa titik yang sudah ditentukan sebelumnya. Pengukuran variasi gravitasi ini dilakukan dengan metode looping. Pengukuran dan pengambilan data posisi harus dilakukan bersama-sama. Ada hal-hal yang harus diperhatikan sehubungan dalam menentukan titik pengukuran, diantaranya :
  • Tititk pengukuran harus jelas letaknya dan mudah dikenal, sehingga jika dikemudian hari ingin melakukan pengukuran ulang akan mudah diketahui letaknya.
  • Lokasi pada titik pengukuran harus dapat dibaca oleh peta.
  • Lokasi pada titik pengukuran harus bersifat permanen dan meminimalisir dari jangkauan noise seperti kendaraan bermotor, mesin, pabrik industri, dll.
  • Lokasi pada titik pengukuran harus di alam terbuka agar GPS mampu menerima sinyal dengan baik tanpa adanya penghalang. Ruang pandang  langit yang bebas ke segala arah pada umumya diatas elevasi 10o atau 15'. Titik pengukuran juga harus dijauhkan dari objek-objek reflektif yang mudah memantulkan sinyal GPS, untuk meminimalisir terjadinya multiplath.
    Pengambilan data posisi pada umumnya menggunakan metode differential dengan 2 menggunakan buah GPS differential. Metode ini dipilih karena dapat memberikan ketelitian yang cukup besar. Jarak antar titik pengukuran berkisar antara 1-3 km atau bisa juga disesuaikan dengan luas lapangan survey. Yang perlu dicatat pada proses ini yaitu hasil pembacaan gravimeter, waktu, skala, tinggi alat, posisi titik ukur yang meliputi elevasi, lintang dan bujur. Hal yang paling penting yang harus selalu diperhatikan adalah kalibrasi alat dan penentuan base station sebelum melakukan pengambilan data gravitasi dititik-titik ukur lainnya. Biasanya base station dipilih pada lokasi yang stabil dan mudah dijangkau. Jumlah base station bisa dibuat lebih dari satu, tergantung keadaan lapangan, jika lokasi survey cukup luas dan jauh, jumlah base yang lebih dari satu sangat membantu untuk menghemat waktu pada proses pengukuran, sehingga kita tidak perlu lagi kembali ke base station pertama untuk melakukan pengukuran yang mungkin jarak yang dibutuhkan untuk menjangkau lokasi tersebut sangat jauh. Besar harga medan gravitasi pada suatu base station (titik ikat) yaitu :
gbs = gref + ( gpembacaan bs + gpembacaan ref )  

 gbs = Harga medan gravitasi base station.
 gref = Harga medan gravitasi titik referensi.
 gpembacaan bs = Harga pembacaan gravitasi di base station.
 gpembacaan ref = Harga pembacaan gravitasi di titik referensi.

 



Jumat, 11 April 2014

Instrumen Metode Gaya Berat

INSTRUMENT METODE GAYA BERAT 

         Gravimeter adalah instrumen yang digunakan dalam metode gaya berat untuk mengukur bidang gravitasi lokal bumi. Gravimeter merupakan jenis accelerometer, khusus untuk mengukur percepatan gravitasi konstan bawah permukaan, yang divariasikan oleh sekitar 0,5% dari atas permukaan bumi. Gravimeter pada dasarnya adalah pegas yang seimbang dengan massa yang konstan. Perubahan berat massa diakibatkan karena perubahan gravitasi yang menyebabkan perubahan panjang pegas dan ini menimbulkan perubahan gravitasi.
         Gravimeter terdiri dari dua jenis, yaitu Gravimeter stabil dan Gravimeter tidak stabil. Gravimeter stabil menggunakan pegas untuk menyeimbangkan gaya gravitasi pada daya yang berlawanan. Perpindahan dapat diukur dari peningkatan atau penurunan gravitasi yang menyebabkan pegas memanjang atau mengecil. Itu bisa dikembalikan pada nilai referensi yang sudah ditetapkan dengan merubah ketegangan pegas pelaras. Nilai pelaras ketegangan ini adalah fungsi langsung dari nilai-nilai referensi perubahan gravitasi.
 Contoh Gravimeter Stabil
  1. Askania Gravimeter.
          Balok diputar pada pegas utama. Seberkas cahaya dipantulkan dari massa ke photoelectic cell. Defleksi dari massa, membuat cahaya balok berpindah dan merubah tegangan di sirkuit.


 Gambar. Sketsa Askania Gravimeter.

         Retensioning pegas membantu mengembalikan balok keposisi nol, yaitu posisi yang sama di mana semua pengukuran dibuat.
     2.  Scintrex CG -3/3M
          Alat ini adalah jenis gravimeter otomatis alat berbasis mikroprosesor dimana alat ini bisa mengukur sampai 7000mGal tanpa harus resetting dan mampu membaca 0.005 mGal (CG-3) atau 0.001 mGal (CG-3 m. Alat ini dapat digunakan pada seluruh permukaan samapai daerah yang sangat luas untuk melaksanakan pengukuran gravitasi.

Aplikasi alat.
  • Mendeteksi gerak kerak vertikal.
  • Pelengkap verifikasi dari perpindahan yang diukur dengan GPS dan VLBI.
  • Penentuan geoid.
  • Pemantauan aliran vulkanik magma.
  • Studi postglacial rebound.
  • Pemantauan water table di dalam dan/atau beberapa akuifer.
  • Pengelolaan limbah nuklir dan pembersihan.
  • Studi Global Sea Level untuk pemanasan global.
      3. A-10 Gravimeter.

          Gravimeter A-10 adalah alat yang menyatukan berbagai sensor pengukuran perubahan gravitasi di kawasan yang jauh dan dekat. Karena terdapat berbagai sumber daya mineral di bawah tanah, maka kekuatan daya tarik gravitasi di satu titik dengan titik lainnya selalu berubah. A-10 Gravimeter diisi dengan liquid helium filled dan suhunya adalah 4.2 K. Reaksi dari negatif untuk membuat alatnya sama dengan 0. Dan reaksi dari tegangan mempunyai fungsi yang sama dengan perubahan ukur gravity.


Aplikasi Alat
  • Digunakan dalam pekerjaan prospeksi sumber daya mineral seperti minyak bumi dan gas alam.
  • Digunakan dalam penelitian gravitasi bumi. 
  • Digunakan dalam produksi peta geologi dan karya-karya teknik.
      4. Boliden Gravimeter.

          Massa adalah berbentuk sebuah bobbin dengan dua pelat logam yang ditangguhkan antara dua pelat logam lainnya.
  • Perubahan gravitasi menyebabkan massa bergerak dan perubahan kapasitansi antara pelat atas -- dideteksi oleh tuned cicuit.
  • Massa kembali ke posisi nol dengan menyesuaikan arus DC terhubung oleh dua pelat yang lebih rendah -- mass supported by electrostatic repulsion.

Contoh Gravimeter tidak stabil

        Gravimeters tidak stabil menggunakan ketidakstabilan mekanik untuk membesarkan gerakan kecil  untuk mengubahnya dalam gravitasi.

          
 1. La-Coste Romberg gravimeter.
             
           Gravimeter La Coste Romberg ini terdiri dari suatu beban pada ujung batang yang ditahan oleh Zero Length Spring yang berfungsi sebagai pegas utama. Perubahan besarnya gaya tarik bumi akan menyebabkan perubahan kedudukan benda, lalu pengamatan dilakukan dengan resetting kedudukan beban pada posisi semula (Null Adjusment). Resetting ini dilakukan dengan memutar measuring screw. Banyaknya pemutaran Measurung Screw akan terlihat pada dial counter, yang berarti besarnya variasi gaya tarik bumi dari suatu tempat ke tempat lain.

Aplikasi Alat
  • Alat ini cocok dilakukan untuk pengukuran dipermukaan bumi.
  • Dapat dimodifikasi untuk pengukuran gravity didasar laut dengan menempatkannya di tempat yang kokoh.
  • Dilengkapi dengan remote control dan alat pencatat data.
     2. Worden Gravimeter.
  • Untuk masalah termal, terbuat dari kaca kuarsa springs, batang, dan serat. (Kuarsa kurang sensitif terhadap panas daripada logam).
  • Assembly housed di dalam vacuum flask dengan termostat listrik.
  • Range dari Instrumen adalah 20.000 g.u. dengan akurasi hingga 0.1 g.u., tetapi g.u. 1 lebih biasa.
  • Lower range berarti lebih sering digunakan untuk survei lokal , over which g changes less.
            Worden Gravimeter ini masih digunakan hingga sekarang, alat ini lebih mudah dibawa dan tingkat keakuratannya tinggi. Alat ini adalah satu-satunya alat yang sudah mencapai lebih dari 1500 unit produksinya.

Aplikasi Alat
  • Alat ini cocok dilakukan untuk pengukuran dipermukaan bumi.
  • Dapat dimodifikasi untuk pengukuran gravity didasar laut dengan menempatkannya di tempat yang kokoh.
  • Dilengkapi dengan remote control dan alat pencatat data.