INVERSI 1D DATA VERTICAL ELECTRICAL SOUNDING DENGAN VARIASI STRUKTUR RESISTIVITAS BATUAN

Dian Darisma; Zakia Masrurah; Amir Asyqari; Tarmizi; Amsir; Rifa Salma Salsabila; Nurul  Azmi

doi:10.33059/jh.v7i1.11375

Dian Darisma Department of Geophysical Engineering, University of Syiah Kuala
Zakia Masrurah Program Studi Teknik Geofisika, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala
Amir Asyqari Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan Ilmu Pendidikan, Universitas Abulyatama, Aceh Besar
Tarmizi Program Studi Teknik Geofisika, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala
Amsir Program Studi Teknik Geofisika, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala
Rifa Salma Salsabila Program Studi Teknik Geofisika, Fakultas Teknik, Universitas Syiah Kuala
Nurul Azmi Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Keguruan Ilmu Pendidikan, Universitas Abulyatama

DOI: https://doi.org/10.33059/jh.v7i1.11375

Abstract

Penelitian ini menginvestigasi efektivitas inversi 1D data resistivitas vertical electrical sounding (VES) menggunakan algoritma Singular Value Decomposition (SVD) pada model sintetik dengan tiga lapisan. Akurasi dan sensitivitas variasi struktur resistivitas program yang dikembangkan kemudian diuji pada empat tipe model resistivitas yang berbeda yaitu tipe H, A, K, dan Q dengan tebal lapisan yang seragam yaitu 10m untuk lapisan pertama dan 20m untuk lapisan kedua. Data sintetik untuk keempat model tersebut ditambahkan noise sebesar 10% untuk mendekati kondisi bawah permukaan yang sebenarnya dan dibandingkan dengan data sintetik tanpa noise. Hasil inversi yang diterapkan pada data tanpa noise menunjukkan hasil yang mendekati model sebenarnya dengan root mean square error (RMSE) yang mendekati nol. Sedangkan pada data sintetik dengan tambahan noise 10% menunjukkan hasil yang mendekati model yang sebenarnya dengan RMSE yang bervariasi antara 1.9 dan 5.2. Hasil inversi pada model tipe H dan tipe K lebih baik dibandingkan dengan model tipe A dan Q. Hal ini dikarenakan model tipe H dan K memiliki lapisan kedua yang kontras dengan lapisan pertama dan kedua. Sedangkan model tipe A dan Q memiliki lapisan yang cenderung tidak kontras atau lebih smooth. Kondisi ini meningkatkan ketajaman perbedaan data apparent resistivitas pada model tipe H dan K, sehingga algoritma SVD dapat mengenali dan menyesuaikan model dengan lebih presisi. Hasil penelitian ini dapat menjadi panduan dalam interpretasi awal data VES yang dapat diaplikasikan pada studi air tanah dan studi geofisika lainnya.

References

[1] A. Amsir, Y. Marvita, Z. Masrurah, and D. Gunarsih, “Pendugaan Sebaran Intrusi Air Laut di Desa Jeulingke Menggunakan Metode 2D Resistivitas,” Phi: Jurnal Pendidikan Fisika dan Terapan, vol. 9, no. 1, Art. no. 1, Jan. 2023, doi: 10.22373/p-jpft.v9i1.17523.
[2] S. Idris, D. Darisma, A. H. Pramana, N. Aflah, M. Sayuti, and N. Novita, “Identification of the Aquifer Layer using the Geoelectric Method in Teupin Batee Village, Aceh Besar,” Bulletin of Computer Science and Electrical Engineering, vol. 3, no. 1, Art. no. 1, Jun. 2022, doi: 10.25008/bcsee.v3i1.1155.
[3] T. Tarmizi, “APLIKASI METODE GEOLISTRIK UNTUK STUDI LONGSOR DI LOKOP ACEH TIMUR,” JURNAL HADRON, vol. 4, no. 1, Art. no. 1, Sep. 2022, doi: 10.33059/jh.v4i1.5854.
[4] Z. Masrurah, R. Annisa, Amsir, Wahidah, and N. A. Harun, “Identification of Groundwater Potential Zone Existence in GAR Housing Using Electrical Resistivity Method,” Jurnal Rekayasa Geofisika Indonesia, vol. 6, no. 02, pp. 135–146, Aug. 2024, doi: 10.56099/jrgi.v6i02.94.
[5] D. Darisma, F. Fernanda, and M. Syukri, “Investigation of Groundwater Potential using Electrical Resistivity Method and Hydraulic Parameters in Lam Apeng, Aceh Besar, Indonesia.,” Journal of Geoscience, Engineering, Environment, and Technology, vol. 5, no. 4, pp. 185–190, Dec. 2020, doi: 10.25299/jgeet.2020.5.4.5501.
[6] J. M. Reynolds, An introduction to applied and environmental geophysics. John Wiley & Sons, 2011.
[7] S. R. Mashhadi, H. Ramazi, and M. Asgarpour Shahreza, “Assessing the effects of 1D assumption violation in vertical electrical sounding (VES) data processing and interpretation,” Acta Geophysica, vol. 68, no. 1, pp. 105–122, 2020.
[8] D. N. Leite et al., “Geoelectrical characterization with 1D VES/TDEM joint inversion in Urupês-SP region, Paraná Basin: Applications to hydrogeology,” Journal of Applied Geophysics, vol. 151, pp. 205–220, 2018.
[9] S. P. Sharma and P. Kaikkonen, “Appraisal of equivalence and suppression problems in 1D EM and DC measurements using global optimization and joint inversion,” Geophysical Prospecting, vol. 47, no. 2, pp. 219–249, Mar. 1999, doi: 10.1046/j.1365-2478.1999.00121.x.
[10] D. Darisma and Marwan, “One-dimensional magnetotelluric inversion using levenberg-marquardt and particle swarm optimization algorithm,” IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci., vol. 364, no. 1, p. 012035, Nov. 2019, doi: 10.1088/1755-1315/364/1/012035.
[11] A. P. Singh, D. Vashisth, and S. Srivastava, “A deep learning approach for joint inversion of DC Resistivity and MT data,” presented at the 82nd EAGE Annual Conference & Exhibition, European Association of Geoscientists & Engineers, Oct. 2021, pp. 1–5. doi: 10.3997/2214-4609.202113268.
[12] A. Falini, “A review on the selection criteria for the truncated SVD in Data Science applications,” Journal of Computational Mathematics and Data Science, vol. 5, p. 100064, 2022.
[13] K. Ji, Y. Shen, Q. Chen, B. Li, and W. Wang, “An adaptive regularized solution to inverse ill-posed models,” IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 60, pp. 1–15, 2022.
[14] S. Bhatnagar, A. K. Taloor, S. Roy, and P. Bhattacharya, “Delineation of aquifers favorable for groundwater development using Schlumberger configuration resistivity survey techniques in Rajouri district of Jammu and Kashmir, India,” Groundwater for Sustainable Development, vol. 17, p. 100764, 2022.
[15] O. KOEFOED, “A FAST METHOD FOR DETERMINING THE LAYER DISTRIBUTION FROM THE RAISED KERNEL FUNCTION IN GEOELEGTRICAL SOUNDING,” Geophysical Prospecting, vol. 18, no. 4, pp. 564–570, Dec. 1970, doi: 10.1111/j.1365-2478.1970.tb02129.x.
[16] Y. L. Ekinci and A. Demirci, “A Damped Least-Squares Inversion Program for the Interpretation of Schlumberger Sounding Curves,” Journal of Applied Sciences, vol. 8, pp. 4070–4078, Dec. 2008, doi: 10.3923/jas.2008.4070.4078.
[17] H. Khatimah et al., “Electrical Resistivity Tomography (ERT) for investigating subsurface structures in the karst area of the Ek Leuntie Cave, Aceh Province,” Journal of Aceh Physics Society, vol. 12, pp. 6–12, Feb. 2024, doi: 10.24815/jacps.v12i4.35860.
[18] N. Ismail, M. Yanis, and A. Asyqari, “The use of magnetic and geoelectrical methods to locate buried ancient artificial canals and wells around the cultural heritage of Indrapatra Fort, Aceh, Indonesia,” Geosciences Journal, vol. 27, no. 1, pp. 67–76, 2023.