6_Juliper_Nainggolan

VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
PENGUKURAN POTENSI SUMBER ENERGI DAN POLA PENYEBARAN
FLUIDA GEOTHERMAL PANAS BUMI DI RIANIATE DENGAN
MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK
Juliper Nainggolan
ABSTRACT
A study was conducted in order to determine the potential and distribution of
the geothermal fluid in Rianiate using a geoelectric method equipped with Global
Positioning System (GPS) devices and Automatic Resistivity System (ARES) G4
v4.7, SN: 0609135. By using a 1D modeling with the Resty program, the resistivity
values were obtained from each layer, so that the layer thickness and rock types at
each measurement point can be determined. Then using the data Res2Dinv program
resistivity changed with the 2D cross-sectional model of the subsurface along the
path and the resistivity values are distinguished by color. Measurements were
performed on three tracks, the first path (crater 2) was at N: 020 31 '770'', E: 0980
44'091'', and it was at 600 from north to east with surface temperature of 700, the
second track (crater 1) was at N: 020 31 '760'', E: 0980 44'058'', and it was at 710
from east to north with surface temperature at 550 and as a third path was at N:
020 31' 839'', E: 0980 44'070 '', the path was 600 from north to west,respectively.
The results showed that the resistivity of the three paths were varied from 0.389 Ωm
up to 181 Ωm with the depth was up to 23 meters. Resistivity values at the path 2
and 3 seems very high, which describes the high-temperature of the rock and it
became used as the reference point for an evidence of potent geothermal. The
magnitude of heat potential seems to be obvious since only a few paths were
measured. The pattern of fluid distributions were equally spreaded on each path.
Some hot water sources points were detected in the first path with the highest
surface temperature of 700 C.
--------------Keywords: geothermal, Res2Div, resistivity
I. PENDAHULUAN
Persediaan bahan bakar minyak yang merupakan sumber energi yang
banyak digunakan di negara kita untuk beberapa tahun yang akan datang sudah
pada taraf mengkuatirkan. Untuk itu telah banyak penelitian yang dilakukan
mencari sumber energy alternatif diantaranya energy panas bumi, biofuel, dan
sumber energy yang berasal dari tanaman. Panas bumi (Geothermal) sumber daya
alam berupa air panas atau uap yang terbentuk di dalam reservoir bumi melalui
pemanasan air bawah permukaan oleh batuan beku panas merupakan sumber
energi alternative yang murah dan ramah lingkungan. Dengan adanya UU no. 27
1248
_____________
ISSN 0853-0203
VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
Tahun 2003 tentang panas bumi diharapkan akan memberikan kepastian hukum
dalam pengembangan panas bumi di Indonesia. Untuk mempercepat investasi
dibidang panas bumi, perlu disiapkan informasi tentang peta potensi panas bumi
yang lengkap di seluruh Indonesia. Kepulauan Sumatera terletak pada pertemuan
dua lempeng tektonik yakni Lempeng Eurasia dan Lempeng Indo-Australia,
menyebabkan di pulau Sumatera sering terjadi gempa bumi dan banyak dijumpai
daerah potensi panas bumi. Potensi panas bumi di Sumatera mencapai 9562 MW
(Amir 2005). Panas bumi Rianiate salah satunya yang belum banyak diteliti
khususnya potensi energy yang dimilikinya serta pola penyebaran fluida
geothermalnya.
Secara harfiah, geothermal (yang dalam bahasa Indonesia “panas bumi”)
berasal dari kata geo yang berarti bumi dan thermal yang berarti panas. Sehingga
dapat diartikan sebagai panas yang terkandung secara alamiah di dalam bumi.
Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (1995) panas bumi adalah sumber energi,
seperti air panas, uap panas, serta gas-gas lain yang terdapat di dalam perut bumi,
sedangkan para ilmuwan mendefinisikan energi panas bumi sebagai sejumlah
panas yang berasal dari bumi dan berada cukup dekat dengan permukaan bumi
sehingga dapat digunakan secara ekonomi Miryani 1992).
Terjadinya sumber energi panas bumi serta karakteristiknya dijelaskan oleh
Hazuardi (1992) sebagai tumbukan yang antara lempeng pasifik, India-Australia
dan Eurasia). Sistem panas bumi dialam mencakup system hidrotermal yang
merupakan system tata air, proses pemanasan dan kondisi sistim dimana air yang
terpanaskan terkumpul. Sistem panas bumi memiliki syarat sebagai berikut :
1. Adanya Peresapan air tanah dalam (air meteorik).
2. Adanya sumber panas berupa “kantong magma, baik sisa dari gunung api
maupun terobosan magma dikedalaman(stock).
3. Adanya susunan batuan, yang terdiri dari batuan tudung kedap air uap,
batuan sarang yang tembus air uap dan batuan kedap sebagai penghantar
panas.
4. Adanya gejala struktur, umumnya patahan yang menjebak bagi tersebarnya
manifestasi panas bumi dipermukaan.
Keseluruhan parameter di atas bekerja saling terkait membentuk system
panas bumi. Batuan panas akan berfungsi sebagai sumber pemanas air yang
menerobos batuan. Pada umumnya sumber panas bumi terdapat di jalur gunung
api, maka sebagai sumber panas adalah magma atau batuan yang telah mengalami
radiasi panas dari magma. Berdasarkan pada besarnya temperatur, Petrucci Ralph
H(1985) membedakan sistim panas bumi menjadi tiga yaitu rendah (< 1250C),
sedang (1250C – 2250C) dan tinggi (> 2250C)
Geolistrik merupakan alat yang dapat diterapkan untuk beberapa metode
geofisika, di mana prinsip kerja metode tersebut adalah mempelajari aliran listrik
di dalam bumi dan cara mendeteksinya di permukaan bumi. Dalam hal ini meliputi
pengukuran potensial, arus, dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara
alamiah maupun akibat injeksi arus ke dalam bumi (buatan). Metode geofisika
1249
_____________
ISSN 0853-0203
VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
tersebut di antaranya adalah metode potensial diri, metode arus telurik,
magnetotelurik, elektromagnetik, Induced Polarization (IP), dan resistivitas
(tahanan jenis).
Dari sekian banyak metode geofisika yang diterapkan dalam geolistrik,
metode tahanan jenis adalah metode yang paling sering di gunakan. Metode ini
pada prinsipnya bekerja dengan menginjeksikan arus listrik ke dalam bumi melalui
dua elektroda arus sehingga menimbulkan beda potensial. Dan beda potensial yang
terjadi diukur melalui dua elektroda potensial. Hasil pengukuran arus dan beda
potensial untuk setiap jarak elektroda yang berbeda dapat digunakan untuk
menurunkan variasi harga tahanan jenis lapisan dibawah titik ukur (sounding
point). Metode ini lebih efektif dan cocok di gunakan untuk eksplorasi yang
sifatnya dangkal, jarang memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih dari
1000 kaki atau 1500 kaki. Oleh karena itu metode ini jarang digunakan untuk
eksplorasi minyak tetapi lebih banyak di gunakan dalam bidang engineering
geology seperti penentuan kedalaman basement (batuan dasar), pencarian
reservoir (tandon) air, dan eksplorasi geothermal (panas bumi).
Berdasarkan letak (konfigurasi) elektroda-elektroda arus dan potensialnya,
dikenal beberapa jenis metode geolistrik tahanan jenis, antara lain metode
Schlumberger, metode Wenner dan metode Dipole Sounding.
II. METODE PENELITIAN
Penelitian dilaksanakan di Desa Rianiate, kecamatan Pangururan yang
administratife pemerintahan wilayah Kabupaten Samosir, secara geografis berada
pada posisi 98042’ - 98047’ BT dan 2032’ - 2045’ LU, Wilayah ini mempunyai luas
121,43 km2. Dengan batas-batas wilayah sebagai berikut :
Sebelah Utara adalah Kecamatan Simanindo, sebelah Selatan adalah Kecamatan
Palipi, sebelah Barat adalah Kecamatan Sianjur Mulamula, sebelah Timur adalah
Kecamatan
RonggurNihuta.(http://sumut.bps.go.id/samosir/publikasi/kedapangururan.pdf).
Prosedur penelitian yang dilakukan adalah :
1. Menentukan 3 lintasan pengambilan data dan sekaligus menentukan posisi
daerah survei dengan menggunakan GPS.
2. Melakukan pengukuran jarak antara elektroda ( 5 meter) pada lintasan yang
ditentukan.
3. Pengambilan data menggunakan Geolistrik ( Resistivity meter) ARES-G4
v4.7, SN: 0609135 ( Autematic Resistivity System) metode schlumberger pada
lintasan yang ditentukan.
4. Mengolah data yang di peroleh dari tabel Geolistrik ( Resistivity meter)
ARES-G4 v4.7, SN: 0609135 ( Autematic Resistivity System) data
menggunakan software Res2Dinv sehingga diperoleh model penampang 2D
sepanjang lintasan.
1250
_____________
ISSN 0853-0203
VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
5. Data yang diperoleh dianalisis dan interpretasi data.
6. Membedakan nilai tahanan jenis berdasarkan warna untuk melihat nilai
resistivitas pada setiap lapisan dari model penampang 2D sepanjang lintasan.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengambilan data pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan alat
geolistrik (resistivity meter) , ARES G4 v4. 7 SN: 0609135 (Automatic
Resistivity System), GPS (Global Position System) dan kompas pada tiga lintasan.
Hasil Pengukuran dan pengolahan data pada ketiga lintasan adalah sebagai
berikut:
1. Lintasan Pertama (kawah 2)
Lintasan ini berjarak 160 meter dengan jarak antar 5 meter dan posisi yang
ditentukan oleh GPS adalah N: 020 31’ 770’’ , E : 0980 44’091’’, arah lintasan
600 dari utara ke timur dan suhu permukaan 700. Dari pengukuran ARES
didapatkan nilai resistivitas semu (ρs) sangat bervariasi antara 1,62 Ωm sampai
dengan 444 Ωm. Ini membuktikan struktur bawah tanah sangat bervariasi.
2. Lintasan Kedua (kawah 1)
Lintasan ini berjarak 160 meter dengan jarak antar 5 meter dan posisi yang
ditentukan oleh GPS adalah N: 020 31’ 760’’ , E : 0980 44’058’’, arah lintasan
710 ke utara dari timur dan suhu permukaan 550. Dari pengukuran ARES
didapatkan nilai resistivitas semu (ρs) sangat bervariasi antara 2,02 Ωm sampai
dengan 144,66 Ωm. Ini membuktikan struktur bawah tanah sangat bervariasi.
3. Lintasan ketiga (samping sepanjang jalan raya)
Lintasan ini berjarak 160 meter dengan jarak antar 5 meter dan posisi yang
ditentukan oleh GPS adalah N: 020 31’ 839’’ , E : 0980 44’070’’, arah lintasan
600 dari utara ke barat . Dari pengukuran ARES didapatkan nilai resistivitas
semu (ρs) sangat bervariasi antara 3,48 Ωm sampai dengan 94,81 Ωm. Ini
membuktikan struktur bawah tanah sangat bervariasi.
Tampilan 2 D hasil dari pengolahan data dengan Res2div dan melalui
proses pemodelan inverse (Inverse model resistivity section) terdapat tiga kontur.
Penampang pertama menunjukkan kontur resistivitas semu pengukuran (measured
apparent reisitivity), yaitu data resistivitas semu yang diperoleh dari pengukuran
di lapangan. Penampang yang kedua menunjukkan kontur resistivitas hasil
perhitungan (calculated apparent resistivity), dan penampang yang ketiga adalah
kontur reistivitas sebenarnya. Nilai tahanan jenis dibedakan dengan warna utnk
melihat pada setiap lapisan dan dicoockkan dengan nilai pada table tahanaan
material yang sudah baku (Santoso2002).
3.1. Lintasan Pertama (Kawah 2)
Panjang lintasan pertama adalah 160 meter dengan jarak antar elektroda 5
meter. Data yang diperoleh dari alat geolistrik adalah resistiviats semu, setelah itu
di inversikan dengan software Res2div sehingga didapatkan gambar penampang
seperti pada Gambar 1.
1251
_____________
ISSN 0853-0203
VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
Berdasarkan kontur reistivitas pada lintasan I dapat kita lihat reistivitas
yang bervariasi dari setiap lapisan yang ditandai dengan warna .
1. Nilai reistivitas berkisar antara 0,89 – 1,49 Ω.m, dengan warna biru ditafsirkan
tanah lempungan basah lembek hanya terdapat pada kedalaman 110-115 meter
dengan kedalaman 1,25 meter sampai dengan 6 meter.
2. Nilai resistivitas 4,16 - 11.6 Ω.m dengan warna hijau muda, hijau tua hingga
coklat berada dibeberapa titik dan lapisan dari kedalaman 1,25 meter sampai
23,5 meter. Ditafsirkan sebagai material lempung lanauan dan tanah lanauan
basah.
3. Nilai reistivitas 19,4 – 32,5 Ω.m dengan warna merah hingga biru ditafsirkan
tanah lanauan pasiran berada dibeberapa titik yaitu kedalaman 1,25 hingga 12
meter dan kedalaman 12,4 meter hingga 23,5 meter. Pada titik ini ada aliran
fluida/air panas atau sumur air panas dengan suhu permukanan 70 0C .
Gambar 1. Penampang kontur reistivitas pada lintasan I
3.2. Lintasan dua (Kawah 1)
Panjang lintasan kedua juga 160 meter dengan jarak antar elektroda 5 meter.
Data yang diperoleh dari alat geolistrik adalah resistiviats semu, setelah itu di
inversikan dengan software Res2div sehingga didapatkan gambar penampang
seperti pada Gambar 2.
1252
_____________
ISSN 0853-0203
VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
Berdasarkan kontur resistivitas pada lintasan 2 dapat kita lihat resistivitas
yang bervariasi dari setiap lapisan yang ditandai dengan warna .
1. Nilai resistivitas 0.389 – 2,16 Ω.m, dengan warna biru tua sampai biru
muda ditafsirkan sebagai lapisan tanah lempungan basah lembek berda di
beberapa titik sampai kedalaman 12,4 meter.
2. Nilai reistivitas 5,24 – 12,7 Ω.m dengan warna hijau sampai hijau tua
ditafsirkan lempung lanauan dan tanah lanauan basah terdapat dibeberapa
titik juga tersebar dari kedalaman 1,25 meter sampai 23,5 meter.
3. Nilai resistivitas 30,8 – 181 Ω.m berwarna kuning sampai ungu
ditafsirkan sebagai tanah lanauan, pasirian dan sebagian berupa batuan
dasar berkekar terisi tanah lembab berada dalam kedalaman 1,25 meter
sampai 6,38 meter. Penyebaran Fluida/air panas hanya terdapat pada
daerah ini.
Gambar 2. Penampang kontur reistivitas pada lintasan 2
3.3. Lintasan 3 ( jalan)
Panjang lintasan ketiga juga 160 meter dengan jarak antar elektroda 5 meter.
Data yang diperoleh dari alat geolistrik adalah resistivitas semu, setelah itu di
inversikan dengan software Res2div sehingga didapatkan gambar penampang
seperti pada Gambar 3.
Berdasarkan kontur resistivitas pada lintasan 3 dapat kita lihat resistivitas
yang bervariasi dari setiap lapisan yang ditandai dengan warna .
1253
_____________
ISSN 0853-0203
VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
1. Nilai resistivitas 2,23 – 12,1 dari warna biru hingga hijau ditafsirkan
sebagai Lempung lanauan dan tanah lanauan basah berada dibeberapa
tempat dari kedalaman 1,25 m hingga 23,5 meter.
2. Nilai resistivitas 21,3- 116 Ω.m dari warna hijau tua sampai biru
ditafsirkan tanah lanauan, pasiran berada di tiga tempat dan sangat
dangkal dari kedalaman 1,25 m sampai 6,38 meter. Penyebaran fluida
geothermal ada ditempat tersebut.
Berdasarkan analisa di atas dapat kita lihat penyebaran fluida geothermal
lebih terlihat pada lintasan 1 yaitu pada kawah 2 sehingga muncul sumur air panas
seperti pada gambar di bawah ini.
Gambar 3. Penampang kontur reistivitas pada lintasan 3
IV. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Dari hasil pengolahan data, analisis dan interpretasi data pada penelitian
ini dapat disimpulkan :
1. Lapisan batuan yang berpotensi mengandung fluida geothermal adalah lapisan
Tanah lanauan atau pasiran yang mimiliki harga reistivitas antara 19,4 –
181Ωm dan ada pada ketiga lintasan dengan kedalaman yang bervariasi.
2. Pola penyebaran fluida geothermal pada daerah penelitian tersebar secara
menyeluruh, dan berupa sumur yang terlihat dipermukaan banyak terdapat di
kawah 2 dengan suhu permukaan 700 C.
1254
_____________
ISSN 0853-0203
VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
3. Potensi panas bumi dilihat resistivitasnya yang juga menggambarkan tinggi
suhu batuan sebenarnya terdapat di lintasan 2 dan lintasan 3 namun hanya
dibeberapa titik saja dan tidak terlalu besar.
5.2. Saran
Untuk melengkapi data tentang potensi panas bumi Rianiate ini perlu lagi
dilakukan penyelidikan lanjutan secara geokimia.
Ucapan Terima Kasih
1. Ditlitabnas Ditjen Dikti yang telah menediakan dana untuk penelitiaan ini.
2. Laboratorium Geofisika UNIMED yang telah menyediakaan alat
geolistrik untuk penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
Amir, F., (2005), The Role of Pertamina in Geothermal Development in Indonesia.
Publication of Pertamina Geothermal Division.
Badan Pengawas Statistik, (2010), Pangururan, http://sumut.bps.go.id/ samosir/
publikasi/pangururan.2
Hazuardi.,(1992), Pengantar Eksplorasi Panas Bumi, PPT MIGAS(Pusat Tenaga
Perminyakan dan Gas Bumi),Cepu.
Miryani, S. N, (1992), Teknik Panas Bumi: http://www.dim.esdm.go.id/ Diakses
Tanggal 2 Juni 2010, Jam 09.39 WIB
Ralph, P.H., (1985), Kimia Dasar Prinsip dan Terapan Modern, Suminar
Achmadi, Ph.D.(Penerjemah), Edisi keempat, jilid 2, Erlangga, Jakarta.
Santoso, D.(2002), Pengantar Teknik Geofisika. Bandung: Depertemen Teknik
Geofisika ITB
Undang A- undang nomor 27 Tahun 2003 Tentang Panas Bumi
1255
_____________
ISSN 0853-0203
VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
Lampiran
1.
Penampang kontur reistivitas pada lintasan I
1256
_____________
ISSN 0853-0203
VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
2. Penampang kontur reistivitas pada lintasan 2
1257
_____________
ISSN 0853-0203
VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
3. Penampang kontur reistivitas pada lintasan 3
1258
_____________
ISSN 0853-0203
VISI (2013) 21 (1) 1248-1255
MEASUREMENT OF POTENTIAL SOURCE OF ENERGY AND
DISTRIBUTION PATTERNS OF GEOTHERMAL FLUID IN RIANIATE
USING GEOELECTRIC METHOD
1259
_____________
ISSN 0853-0203