Eksplorasi Airtanah Di Area Ago

8/10/2019 Eksplorasi Airtanah Di Area Ago

1/12

Int. Journal of Applied Sciences and Engineering Research, Vol. 1, No. 3, 2012 www.ijaser.com 2012 by the authors Licensee IJASER- Under Creative Commons License 3.0 [email protected] article ISSN 2277 9442

Eksplorasi Airtanah di area Ago-lwoye Tenggara Nigeria, menggunakan metode Very LowFrequency Electromagnetic (VLF-EM) and Electrical Resistivity1 O.O.Bayewu, 2M.O.Oloruntola, 1G.O.Mosuro, 1F.G.Watabuni,

1Department of Earth Sciences, Olabisi Onabanjo University, Ago Iwoye, Nigeria 2 Departmentof Geosciences, University of Lagos, Lagos, Nigeria

doi: 10.6088/ijaser.0020101046

ABSTRAK

Very Low Frequency Electromagnetic (VLF-EM) dan Vertical Electrical Sounding(VES) digunakan untuk mendelineasi zona patahan pada eksplorasi airtanah di daerah OlabisiOnabanjo University, Ago-Iwoye, Southwestern Nigeria yang didasari oleh batuan Gneissic.Survey VLF EM dibuat pada interval 10 meter sepanjang 8 lintasan dengan arah Timur-baratdan memiliki jarak dari 230- 500 meter. Plot jaringan real dan jaringan imaginarymengidentifikasi 8 zona patahan yang mencolok dekat permukaan atau bawah permukaan yangdideliniasi melalui metode VES. Tujuh belas (17) VES soundings dilakukan di lokasi anomaliVLF, menggunakan AB / 2 100m. Hasil penelitian menunjukkan 3 lapisan khas yang ditafsirkansebagai tanah berpasir, (0,6 m sampai 8.6m, 107,8 m sampai 662,72 m), didasari oleh tanah liat

berpasir / pasir lempung (5.7m untuk 43.5m, 34.7m ke 346.8m) yang didasari oleh

fraktur/fresh basement (484m untuk 5651m). Fraktur basement diidentifikasi dari kurvaanomali VLF EM yang dikonfirmasi oleh interpretasi geo listrik dari VES, oleh karena itu, penggunaan dua metode membantu dalam identifikasi dan delineasi daerah.

Kata VES, VLF-EM, Zona Patahan, anomali, air tanah , traverse dan nilai resistivitas

1. PENDAHULUAN

Penelitian ini difokuskan pada penggunaan Very Low Frequency Electromagnetic (VLF EM) dan survei metode geofisika Electrical Resistivity-Vertical Electrical Sounding (VES)

dalam basement Kristal yang khas pada daerah kompleks. Elektromagnetik Metode (EM) telahditemukan berguna dalam pengembangan airtanah, terutama di basement daerah kompleks(Olorunfemi et al, 2005). Dalam medan batu Kristal, selain lapisan lapuk, kedalaman frakturdalam batuan dasar juga merupakan target potensial pada eksplorasi air tanah. VLF The EMmenawarkan pendekatan yang relatif cepat untuk menggambarkan fraktur dibandingkan dengan

banyak metode geofisika lainnya. Oleh karena itu metode ini telah menjadi yang paling popularuntuk pemetaan struktur geologi dekat permukaan dalam survei geofisika, sebagai alat

pengamat suhu lapisan penyelidikan dan metode telah terbukti berhasil mengidentifikasi airdalam bearing fracture di batuan dasar (Sundararajan, et al, 2007.).

Metode resistivitas listrik dapat memberikan informasi lokasi saat gravitasi ataumagnetiktidak bisa melihat anomali pada lapisan horisontal, dan dapat digunakan ketika struktur tidak


2/12

terlalu rumit (Telford et al., 1976). Metode resistivitas listrik umumnya digunakan dalam penyelidikan situs rekayasa (Olatunji dan Oloruntola 2008 dan Ayolabi et al, 2010 );relevansinya dalam kedalaman batuan dasar penentuan, struktur pemetaan, dan biasanya

penentuan sifat deposit dangkal. Ini berfungsi sebagai alat utama dalam eksplorasi air tanah(Olorufemi et al., 2005).

Studi tentang hubungan antara resistivitas batuan dan karakteristik lainnya seperti; porositas,tekstur, salinitas dan kandungan mineral bijih telah memberikan dasar untuk mengevaluasikondisi dan sifat formasi geologi. Metode ini telah berguna diterapkan di pencarian air tanah,dan juga digunakan untuk menentukan kedalaman ke zona jenuh dan memperoleh totalketebalan overburden termasuk basement lapuk untuk mengungkapkan sifat dari ruang bawahtanah segar.

Metode elektromagnetik dan resistivitas keduanya bersifat responsif terhadap water- bearing basement fracture kolom karena konduktivitas listrik massal yang relatif tinggi, sehinggakedua metode itu cukup relevan dan karenanya terintegrasi dalam penyelidikan geofisika, VLF metode EM diadopsi sebagai alat pengamatan untuk memetakan fitur linear seperti; fault, danzona patahan sementara Metode resisitivity electrycal digunakan menyelidiki anomalielektromagnetik yang menonjol dan memberikan gambaran geo listrik atau bagian dari urutan

bawah permukaan (Benson et al., 1997).

Tujuan dari pekerjaan ini karena itu adalah untuk menggambarkan zona fraktur untukeksplorasi air tanah di bawah permukaan situs Olabisi Onabanjo University, Ago Iwoye, baratdaya Nigeria dengan harapan untuk memperbaiki situasi pasokan air di kampus.

2. LOKASI DAN GEOLOGI DARI DAERAH PENELITIAN

Daerah penelitian (Gambar 1) adalah tempat permanen dari Universitas OlabisiOnabanjo, Ago Iwoye, bagian selatan Nigeria dan terletak diantara 3o 52 bujur barat dan 3o 54

bujur barat dan lintang 6o 55 dan 6o 55. Penelitian ini merupakan pengembangan desain aspekuntuk meningkatkan pasokan air selama 30 tahun umur Universitas. Kampus ini terletak dalamdaerah hutan hujan tropis dari selatan hingga bagian barat Nigeria, dengan iklim musim hujandikarakterisasikan dengan temperature tinggi, curah hujan tinggi, evapo-transpirasi tinggi dankelembaban yang relative tinggi yang menjadi factor penting dalam keseimbangan air. Polacurah hujan pada lokasi penelitian sesuai dengan iklim kering dan iklim basah. Pada iklim basahterdapat dua puncak dari curah hujan, yang pertama terjadi antara bulan April dan Juli dan yang

kedua antara September dan Oktober. Iklim keringnya dari November hingga Agustus.


3/12

Pengukuran VLF-EM dibuat pada interval 10 m sepanjang 8 bentangan dari perkiraanarah timur-barat dengan setiap bentangan berkisar dari 230 m 500 m (Gambar 3). Respon EMdiukur menggunakan ABEM WADI VLF-EM untuk mengumpulkan data. Peralatan mengukurkomponen real (in-phase) dan kuadrature atau penggambaran (out-of-phase) dari rasio medan

magnet vertical hingga horizontal. Instrumen VLF WADI menampilkan anomaly sesungguhnyayang telah difilter pada layarnya, dan anomaly ini dapat diinterpretasikan secara kasar ditempat.(Sharman dan Baranwal, 2005)

Untuk setiap bentangan VLF-EM, Filtered real (FR) dan Filtered Imaginary (FI) darimedan sekunder dipetakan kembali pada jarak yang sama untuk menghasilkan karakteristikkurva VLF-EM dari perbedaan bentangan. Interpretasi dari kurvanya berdasarkan padahubungan antara Filtered Real atau In-Phase dan Filtered Imaginary atau kurva Out-of-phaseyang dibandingkan dengan model kurva standar. Interpretasinya sebagian besar kualitatif padakurva yang tidak cocok atau interpretasi diagram fase yang dibuat. Kemudian daerah dengan

puncak positif yang kuat di dalam komponen real dengan anomaly negative minimum pada penggambaran fase yang merupakan zona anomaly. Anomaly negative maksimum pada keduakompone real dan imajiner menandakan zona timbunan yang dangkal dan seperti menunjukkanretakan utama dari dike. Berbicara secara umum, anomaly pada bagian imajiner lebih sulit untukdiinterpretasikan dari pada bagian realnya. Kemudian semua interpretasi seharusnya berdasarkan

pada bagian real yang telah difilter. Bagian real yang telah difilter akan selalu menunjukkan puncak positif diatas konduktor, ketika bagian imajiner dapat menunjukkan positif sebaik puncak negative yang tergantung pada kondisi dari lapisan yang tertimbun. (Ariyo et al., 2009)

Metode resistivitas listrik termasuk vertickal electrical sounding (VES) menggunakankonfigurasi Schlumberger. 17 survei VES dilakukan di lokasi yang menampilkan anomaly VLF

secara jelas dari retakan dasarnya. (Gambar 3). ABEM 1000 SAS TARRAMETER digunakanuntuk mengumpulkan data dengan mengukur resistivitas semu (rho) dalam ohms-m. arus


4/12

maksimum yang memisahkan elektroda (AB) yang digunakan melewati operasi lapangan iniyaitu 100 m. setelah didapatkan nilainya kemidian dipetakan pada grafik log-log sebagai titik-titik dengan nilai resisitivitas semu terletak pada garis vertical dan jarak elektroda (AB/2) padagaris horizontal. Kurva lapangan diinterpretasikan secara manual (Koefoed, 1979),menggunakan kurva master (Orellana dan Mooney, 1966) dan grafik titik pelengkap (Zohdy,1965) dan Keller dan Frischknecht, 1966). Parameter geoelektrik diperoleh dari interpretasimanual (Vander Velpen, 1988) hingga itu ditemukan model geoelektrik model yang memenuhisempurna untuk memenuhi data.


5/12

3. HASIL DAN DISKUSI

Hasil dari pemetaan VLF-EM sepanjang setiap bentangan ditampilkan dlam gambar 4-7dan ditunjukkan anomaly yang bervariasi berdasarkan arah, ketajaman atau lebar puncaknyadengan variasi lebar luasnya. Kurva dengan puncak positif maksimum dari real yang difilter

dengan kecocokan yang rendah kurva imajiner yang difilter digambarkan dan diidentifikasisebagai area dengan konduktifitas tinggi yang memiliki karakteristik dari retakan pengisi air atau

patahan dan kemudian dapat dijadikan sebagai zona akuifer yang bagus.

Mullern dan Erickson, (1983) diindikasikan bahwa kekuatan dari komponen in-phaseditunjukkan dalam persentase proporsional secara langsung pada hasil airnya, selanjutnyakekuatan anomaly VLF bergantung pada kontras antara konduktivitas listrik pada retakan zonaikatan air yang memberikan kenaikan pada anomaly dalam konduktivitas listrik disekitar

bedrock. Variasi yang sama antara komponen in-phase dan hasil dari keberadaan air pada penelitian ini. Resistivitas tinggi yang kontras antara bedrock proporsional dengan kekuatansinyal VLF yang berhubungan dengan hasilnya. VLF dapat mendetekso zona retakan jikalapisan lapunya tidak terlalu tebal atau konduktiv, metode tilt angle dengan kata lain(pengukuran komponen in-phase dan kuadratur) dapat dijadikaln alat untuk mendetaikaneksplorasi air tanah karena akuisisi data yang cepat dan murah, terutama pada daerah batuankeras, hasil lebih dapat dipercaya dicapai dengan VLF ketika dikombinasikan dengan metodeyang lain. Hubungan Geologi (F1-F12) digambarkan dengan kenampakan-kenampakankarakteristik dari perubahan pada waktu yang bersamaan pada kurva anomaly komponen real(ABEM, 1990, Olorunfemi et al., 1997). Hubungan itu adalah retakan dekat permukaan/bawah

permukaan didalam batuan basement yang kompleks, ketika fitur linear serupanya dijenuhi air,mereka merupakan akuifer yang bagus.

Dari pemetaan dua belas VLF-EM zona akuifer serupa diidentifikasi dan dinamakansebagai F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7, F8, F9, F10, F11, dan F12. Anomaly F1-F12 memilikirentang lebar 10 m dan 40 m pada jarak yang berbeda di profilnya. Diluar dari 8 bentangan,hanya bentangan 5 yang tidak memiliki penggambaran area sebagai zona basement retakan.


6/12

Survey VES resistivitas kemudian menghasilkan sebagian besar pada area yangdiidentifikasi dari sirvei VLF sebagai zona retakan yang dijanjikan kecuali dua titik VES (VES4 dan VES 8) yang dihasilkan pada bentangan 5 yang digambarkan zona no promising dari

pemetaan VLF-EM, inin digunakan untuk memberikan sebagai control. Table 1 menunjukkanhasil yang diperoleh dari perulangan computer dan dugaan litologinya yang berdasarkan pada

perhitungan dari koefisien refleksi pada setiap titik VES menggunakan metode olayinka(1996) Bhattacharya dan Patra (1968)

Dimana rho(n) adalah resistivitas lapisan dari lapisan ke-n dan rho (n-1) adalah resistivitaslapisan yang saling tindih pada lapisan ke-n. tingkat kekasaran dari basement meningkat sebagainilai dari kecenderungan koefisien refleksi ke nilai maksimum dari 1 (Olayinka, 1996). Olayinka1996 diamati resistivitasnya dari basement tidak dapat semata-mata dipercaya untukmengidentifikasi dari area akuifer dalam daerah basement, karena itu, pertimbangan darikoefisien refleksi ini menghasilkan hasil yang lebih baik. Itu ditunjukkan penurunan dari retakandari basemant dibawahnya lebihbaik daripada semata-mata mengantungkan pada nilairesistivitas.


7/12


8/12


9/12

Hasil dari geolistrik yang dipetakan (Gambar 8 dan 9) menunjukkan 3 interpretasi lapisangeolistrik yang berbeda dari tanah berpasir, (tingkat ketebalan dari 0.6 m hingga 0.8 meter, dantingkat resistivitas dari 107.8 ohm.meter hingga 662.72 ohm.meter), terletak dibawah lempung

pasir atau pasir lempung dengan tingkat ketebalan dari 5.7 m hingga 43.5 meter dan tingkatresistivitas dari 34.7 ohm.meter hingga 346.8 ohm.meter) yang itu juga terletak dibawah retakan/

basement segar (tingkat resistivitas dari 484 ohm.meter hingga 5651 ohm.meter). tingkatketebalan timbunan dari 2,7 m hingga 42 m pada area ini. Ini bagaimanapun diperiksaketebalannya yang lebih besar dari 12 m. VES 4 dan 8 yang jatuh pada area dimana survey VLFdiidentifikasi sebagai area dengan tidak ada retakan memiliki ketebalan timbunan kurang dari 8m.


10/12

Ini bagaimana juga setuju dengan pemetaan VLF-EM pada are itu yang menunjukkankurva promisisng dalam dua titik. Pada daerah basement, zona akuifer bagus selalu ditemukandimana timbunannya relative tebal (i.e. lebih besar dari 30 m) dan atau memiliki koefisienrefleksi yang rendah (


11/12

5. REFERENSI

1. Akanni, C. O. (1991). Relief, drainage, soil and climate of Ogun State. In: Onakomaiya,S. O., Oyesiku, O. O. and Jegede F. J. (eds): Ogun State in Map. Rex Charles Publication, 6-20.

2. Ariyo, S. O., Adeyemi, G .O., and Oyebamiji A. O., (2009). Electromagnetic VlfSurvey for Groundwater Development in a Contact Terrain; a Case Study of Ishara-remo,Southwestern Nigeria. Journal of Applied Sciences Research, 5(9), 1239-1246

3. Ayolabi E.A., Folorunso A.F. and Oloruntola M. O. (2010). Constraining Causes ofStructural Failure Using Electrical Resistivty Tomography (ERT): A Case Study of Lagos,Southwestern, Nigeria. /MINERAL WEALTH 156, 7 -18.

4. Bhattacharya, P.K. and Patra, H.P. (1968). Direct Current Geoelectric, SoundingMethods in Geochemistry and Geophysics, Elsevier, Amsterdam, 135.

5. Bala, A. E. and Ike, E.C. (2001). The Aquifer of the Crystalline Basement Rocks in Gusau

Area, North-Western Nigeria. Journal of Mining and Geology. 37(2), 177 -184.

6. Benson, A.K., Payne, K.L., and Stubben, M. A., (1997). Mapping Ground WaterContamination using DC Resistivity and VLF Geophysical Methods. A case Study, Journal ofGeophysics, 62(1), 80-86.

7. Keller, G.V. and Frischknecht, F.C. (1966). Electrical Methods in GeophysicalProspecting. Pergamon Press. London, 519p.

8. Koefoed, O., (1979). Geosounding Principle-1, Elsevier, Amsterda, 276 p.

9. Mullern, T G and Erikson. M. S. (1983). Analysis of VLF Anomalies Encounteredwhen prospecting for Groundwater in Hardrock, National Swedish Board for TechnicalDevelopment Report. 45p.

10. Olatunji A.S and Oloruntola M.O (2008). Integrated geological, geophysical andgeotechnical appraisal of a site for civil construction in Ago-Iwoye southwestern Nigeria.African Journal of Pure & Applied Science(AJPS), 1(1), 78-84.

11. Olayinka, A. I. (1996). Non Uniqueness in the Interpretation of Bedrock Resistivityfrom Sounding Curves and its Hydrological Implications. Water Resources, Journal of NAH., 7(1&2), 55-60.

12. Olorunfemi, M.O., Fatoba, J. O., and Ademilua, L. O., (2005). Integrated VLF.Electroagnetic and Electrical Resistivity Survey for Ground Water in a CrystallineBasement Complex Terrain of South West Nigeria. Global Journal of Geological Science,vol. 3 (1), 71-80.

13. Omosuyi, G.O., Ojo J.S. and Enikanselu, P.A. (2003). Geophysical Investigation forGroundwater around Obanla Obakekere in Akure Area within the Basement complex ofSouth-Western Nigeria . Journal of Mining and Geology. 39(2), 109 - 116.

14. Orellana, E. and Mooney, H. M. (1966): Tables and Master Curves for VerticalElectrical Sounding. Interciencia, Madrid, 160pp.


12/12

15. Sharma, S. P. and Baranwal, V. C. (2005). Delineation of groundwater-bearing fracturezones in a hard rock area integrating Very Low Frequency Electromagnetic and Resistivity data.Journal of Applied Geophysics, 57, 155-166.

16. Sundararajan, N., Nandakumar, G., Chary, M. N., Raman, K., and Srinivas, Y. (2007)

VES and VLF An Application to Groundwater Exploration, Khammam, India. TheLeading Edge, 708-716p.

17. Telford, W.M., Geldart, L.P., Sheriff, R.E., and Keys, D.A., (1976) AppliedGeophysics. Cambridge University Press (2nd Edition), 670 p.

18. Vander Velpen, B.P.A. (1988) Resist Version 1.0. M.Sc. Re search Project, ITC:Delft, Netherlands.

19. Zohdy A. A., (1965). The Auxillary Point Method of Electrical SoundingInterpretation and its relationship to the Dar Zarrouk parameters. Geophysics 30, 644-660.

Eksplorasi Airtanah Di Area Ago

Documents