BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI...

21
43 BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI DATARAN TINGGI DIENG DAN SEKITARNYA 4.1 Tinjauan umum Sistem panasbumi yang ada di Indonesia umumnya berasal dari sistem afiliasi volkanik. Sistem ini ditandai dengan adanya kenampakan berupa manifestasi permukaan yang berada di sekitar daerah tersebut. Menurut Hochstein dan Browne (2000) manifestasi permukaan secara langsung akan banyak ditemukan pada sistem panasbumi yang memiliki temperatur tinggi (> 220 0 C). Manifestasi yang berasal dari sistem dengan afiliasi volkanik umunya berupa solfatara, fumarola, danau kawah asam, mata air panas, dan yang jarang ditemukan berupa aliran sungai asam, manifestasi ini berada di daerah pusat volkanik. Pada daerah dengan elevasi yang lebih rendah akan dijumpai mata air dengan temperatur sedang yang memiliki karakter seperti pH yang netral, air klorida, dan air bikarbonat (Hochstein dan Browne, 2000). 4.2 Tujuan penelitian Tujuan dari penelitian adalah mengetahui asal fluida panasbumi dan proses yang terjadi di bawah permukaan, menduga potensi skaling, menghitung hilang panas alamiah, mengetahui karakteristik fluida panasbumi di reservoir dan menduga hubungan antara sistem panasbumi di daerah penelitian dengan aktivitas volkanisme di sekitarnya. 4.3 Analisis data 4.3.1 Lokasi studi khusus Lokasi untuk manifestasi permukaan berada lebih luas dari daerah pemetaan geologi, yaitu pada koordinat 7 0 09’00” - 7 0 16’00”LS dan 109 0 39’00” – 109 0 56’00”BT,

Transcript of BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI...

Page 1: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

43

BAB IV

MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI DATARAN TINGGI

DIENG DAN SEKITARNYA

4.1 Tinjauan umum

Sistem panasbumi yang ada di Indonesia umumnya berasal dari sistem afiliasi

volkanik. Sistem ini ditandai dengan adanya kenampakan berupa manifestasi

permukaan yang berada di sekitar daerah tersebut. Menurut Hochstein dan Browne

(2000) manifestasi permukaan secara langsung akan banyak ditemukan pada sistem

panasbumi yang memiliki temperatur tinggi (> 220 0C). Manifestasi yang berasal dari

sistem dengan afiliasi volkanik umunya berupa solfatara, fumarola, danau kawah asam,

mata air panas, dan yang jarang ditemukan berupa aliran sungai asam, manifestasi ini

berada di daerah pusat volkanik. Pada daerah dengan elevasi yang lebih rendah akan

dijumpai mata air dengan temperatur sedang yang memiliki karakter seperti pH yang

netral, air klorida, dan air bikarbonat (Hochstein dan Browne, 2000).

4.2 Tujuan penelitian

Tujuan dari penelitian adalah mengetahui asal fluida panasbumi dan proses yang

terjadi di bawah permukaan, menduga potensi skaling, menghitung hilang panas

alamiah, mengetahui karakteristik fluida panasbumi di reservoir dan menduga

hubungan antara sistem panasbumi di daerah penelitian dengan aktivitas volkanisme

di sekitarnya.

4.3 Analisis data

4.3.1 Lokasi studi khusus

Lokasi untuk manifestasi permukaan berada lebih luas dari daerah pemetaan

geologi, yaitu pada koordinat 70 09’00” - 7016’00”LS dan 109039’00” – 109056’00”BT,

Page 2: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

44

secara geografis daerah ini terletak di daerah yang meliputi 3 kabupaten yaitu

Wonosobo, Banjarnegara, dan Pekalongan, Provinsi Jawa Tengah ( gambar 4.1).

Gambar 4.1 Lokasi serta pengamatan lapangan dari manifestasi permukaan

(modifikasi dari http://maps.google.com)

4.3.2 Manifestasi permukaan.

Kegiatan yang dilakukan berupa pengamatan manifestasi, perekaman data,

pengambilan sampel air untuk selanjutnya dianalisis kimia airnya.

Hasil yang didapatkan dari pengamatan di lapangan terdapat 11 manifestasi

panasbumi yang diidentifikasi dari daerah penelitian, terdiri dari 6 mata air panas, 3

fumarola, dan 2 kolam lumpur yang terangkum dalam tabel 4.1.

Page 3: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

45

Tabel 4.1 Lokasi serta pengamatan lapangan dari manifestasi permukaan.

LS BT

1 Bitingan bit-06 8 Juni 2009 70 11' 06.6" 1090 53 '24.8" 59 6,77 48,5 0,47

Terdiri dari 5 mata air panas, muncul melalui

rekahan, tidak ada gelembung, tidak berwarna,

berbau dan berasa, tidak ada endapan

permukaan

2 Sileri slr-01 8 Juni 2009 7011'42.3" 1090 53' 0.48" 65 6,30 71,5 0,07

Mata air panas, muncul melalui rekahan, tidak

ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan

berasa, tidak ada endapan permukaan

3 Siglagah pgd-07 8 Juni 2009 7 011' 27.18" 109054 '3.54" 61 7,09 35,0 0,01

Mata air panas, muncul melalui sistem depresi,

tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan

berasa, tidak ada endapan permukaan

4 Pulosari Pul-01 8 Juni 2009 7 013' 36.54" 1090 52 '21.6" 44 6,14 78,8 n/akolam air panas, luas : 1.05 m2, muncul melalui

rekahan, terdapat gelembung, sedikit berbau

belerang, sedikit endapan permukaan

5 Kaliputih Klp-01 8 Juni 2009 7 013'54.48" 1090 43' 49.68" 43 6,57 54,8 n/a

kolam air panas, luas : 12.5 m2, mucul melalui

sistem rekahan, terdapat gelembung, sedikit

berbau belerang, terdapat endapan berupa

belerang di sekitar kolam.

6 Sikidang Skd-09 9 Juni 2009 7 013 '11.6" 109054' 21.72" 61 6,20 50,6 n/a

Mata air panas, muncul melalui rekahan, tidak

ada gelembung, berbau belerang dan agak keruh,

terdapat endapan permukaan

7 Sipandu pgd-06 9 Juni 2009 7011' 28.5" 1090 53' 59.1" 94* n/a n/a n/aFumarola, warna asap putih, memiliki suara

gemuruh, tidak mengeluarkan gelembung air

8 Pagerkandang pgd-14 9 Juni 2009 70 11' 47.9" 109053' 26.5" 93* n/a n/a n/a

Fumarola, warna asap putih, memiliki suara

gemuruh , tidak mengeluarkan gelembung air,

sedikit berbau belerang, terdapat endapan

belerang

9 Candradimuka n/a 9 Juni 2009 7 011' 10.6" 1090 51' 25.3" 94* n/a n/a n/a

Fumarola, warna asap putih, memiliki suara

gemuruh , memiliki gelembung air, bau belerang

tajam, terdapat endapan belerang

10 Sileri n/a 9 Juni 2009 7 011' 42.3" 109053' 00" 70 n/a n/a n/a

Kolam lumpur, air keruh, bau belerang sangat

tajam, mengeluarkan gelembung gas, warna asap

putih, terdapat endapan belerang, luas sekitar

100 m2

11 Sikidang n/a 9 Juni 2009 7 013' 09.4" 109 054 '53.2" 88 2,21* n/a n/a

Kolam lumpur, air keruh, bau belerang sangat

tajam, mengeluarkan gelembung gas, warna asap

putih, terdapat endapan belerang , luas sekitar 25

m2

No Lokasi No sampel

(Lama)

Tanggal

Pengambilan

sample

Koordinat Konduktivitas

(MeV)Debit (lt/ det) Tipe manifestasi dan deskripsi t0C pH

n/a = Tidak ada data (*) = Data berasal dari Pos Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi daerah Dieng

Page 4: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

46

Gambar 4.2 Mata air panas di (a) Bitingan, (b) Sileri, (c) Siglagah, (d) Pulosari,

(e) Kaliputih, (f) Sikidang. Anak panah di (c) menunjukan mata air panas yang tidak

terlihat, anak panah di (f) menunjukan lokasi mata air panas.

Page 5: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

47

Gambar 4.4 Fumarola di (a) Kawah Pagerkandang, (b) Kawah Siglagah, (c) Kawah

Candradimuka.

Gambar 4.5 Kolam lumpur di (a) Sikidang, (b) Sileri.

Page 6: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

48

4.3.3 Geokimia air panas

Analisa kimia dilakukan terhadap 6 sampel air panas. Analisa dilakukan melalui

dua tahap yaitu pengukuran di lapangan secara langsung untuk mengetahui suhu, pH

air, konduktivitas. Dan dari analisa sampel air yang dilakukan di Laboratorium Kimia

Air di Program Studi Teknik Lingkungan ITB untuk mengetahui nilai kesadahan

(CaCO3), dan 16 unsur yang meliputi anion utama Cl-, SO42- dan HCO3

-, dan kation

seperti Ca2+, Na+, K+ danMg2+. Analisa juga dilakukan terhadap unsur-unsur netral,

seperti SiO2, NH3, dan F, serta unsur kontaminan yang umum dijumpai pada sistem

panasbumi, seperti As3+ dan B. Hasil analisa kimia bisa dilihat pada tabel 4.2 dan 4.3.

4.3.3.1 Karakteristik umum air panas

Dari 6 sampel air panas yang diteliti secara umum mempunyai temperatur 44 -

65 0C, derajat keasaman (pH) berkisar dari 6 -7 ( netral ) untuk di lapangan dan 3 – 8

(asam – basa) untuk hasil analisa laboratorium, konduktivitas yang terukur mempunyai

kisaran dari 35 – 78 Mev, serta nilai kesadahan CaCO3 yang terukur berdasarkan

analisa di laboratorium memiliki nilai 106 – 527 mg/kg (tabel 4.1 dan 4.2).

Tabel 4.2 Analisis Laboratorium untuk pH, DHL, dan kesadahan.

No Lokasi No

sample pH (lab ,25

0c) DHL ( uS/cm) kesadahan

(CaCO3, mg/kg)

1 Bitingan bit-06 7,99 693 124

2 Sileri slr-01 8,37 849 277

3 Siglagah pgd-07 8,27 283 106

4 Pulosari Pul-01 4,54 1218 358

5 Kaliputih Klp-01 8,36 2790 527

6 Sikidang Skd-09 3,88 1832 351

Page 7: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

49

Tabel 4.2 Hasil analisa kimia air ( dalam mg/kg).

No Lokasi Ca2+ Mg2+ Cl- F SO42- Na+ K+ Fe Mn B NH4 SiO2 HCO3

- CO2

total As3+ Li+

1 Bitingan 11,28 23,38 17,96 1,39 59,50 71,30 28,20 0.01 0,07 1,38 0,83 38,94 243,30 0,00 0,01 0,03

2 Sileri 13,69 58,97 69,22 1,15 76,80 61,69 21,30 0,12 0,50 3,84 1,94 41,09 231,90 0,00 0,01 0,05

3 Siglagah 14,50 17,04 7,42 1,17 28,70 17,43 21,10 0,34 0,40 0,32 0,04 44,06 118,36 0,00 0,09 0,00

4 Pulosari 19,33 63,35 289,00 5,96 214,00 76,23 52,00 0,68 0,86 0,87 0,95 46,34 21,74 1,73 1,73 0,02

5 Kaliputih 4,03 125,50 484,50 1,20 11,10 321,30 41,50 0,08 0.05 1,19 0.005 46,34 634,09 0,00 0,00 0,88

6 Sikidang 43,50 58,94 27,48 6,82 862,00 203,40 51,60 11,44 0,61 0,69 5,27 58,68 0,00 5,19 0,01 0,01

Page 8: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

50

Kesetimbangan Ion

Sebelum dilakukan pengolahan dan analisis data perlu dilakukan uji kualitas

terhadap data yang diperoleh sehingga terjamin kelayakan data tersebut dan dapat

diintrepetasikan lebih lanjut. Menurut Nicholson (1993), salah satu metoda yang

digunakan untuk menguji kelayakan data adalah dengan mengunakan kesetimbangan

ion, metoda ini dilakukan dengan cara menghitung jumlah Meq antara kation dan

anion yang ada pada sampel. Data yang diuji dikatakan baik jika nilai kesetimbangan

ion tidak lebih dari 5 % (Nicholson, 1993) (tabel 4.1).

Perhitungan keseimbangan ion dilakukan dengan menggunakan persamaan

berikut (Nicholson, 1993) :

Anion/Kation (meq) = ( konsentrasi (mg/L) / massa atom ) x bilangan oksidasi unsur

Setelah mengubah satuan mg/kg ke meq, berikutnya data tersebut

diformulasikan ke dalam persamaan keseimbangan ion di bawah ini (Nicholson, 1993)

Σ anion (meq) = Σ kation (meq)

Σ anion (meq) / Σ kation (meq)

[(Σ anion – Σ kation) / (Σ anion +Σ kation)]

(Atom yang dibedakan menjadi anion, kation dan netral )

Anion : Cl-, HCO3-, SO4

-2, F-, Br-, I-

Kation : Na+, K+, Li+, Ca+2, Mg+2, Rb+, Cs+, Mn+, Fe+

Netral : SiO2, NH3, As, B, gas Nobel

Page 9: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

51

Tabel 4.4 hasil perhitungan dari Ion Balance

Lokasi ∑Kation ∑Anion Ion Balance Ion Balance

(%)

Bitingan 6.31 5.73 0.05 5

Sileri 8.76 7.35 0.09 9

Siglagah 3.42 2.75 0.11 11

Pulosari 10.82 12.96 0.09 9

Kaliputih 25.56 24.27 0.03 3

Sikidang 17.19 18.73 0.04 4

Hasil dari perhitungan ion balance memiliki nilai 4 – 11 %. Daerah yang memiliki

nilai kurang hingga sama dengan 5% terletak di Kaliputih, Bitingan dan Sikidang,

sedangkan sisanya memiliki nilai lebih dari 5%. Hasil analisa dikatakan layak jika

mempunyai nilai ion balance kurang hingga sama dengan 5 %. Hasil analisa ini

ditunjukan oleh air panas yang keluar di Kaliputih, Bitingan dan Sikidang. Meskipun

demikian, tidak berarti bahwa hasil analisa air panas lain yang mempunyai

kesetimbangan ion di atas 5% tidak layak digunakan dalam interpretasi, kesetimbangan

ion yang tinggi dipengaruhi juga oleh tipe dan proses yang dialami air panas

(Nicholson, 1993). Nilai kesetimbangan ion di atas 5% diperkirakan akibat adanya

pencampuran dengan air meteorik di permukaan atau dengan batuan sekitarnya.

4.3.3.2 Tipe air panas

Tipe air panas ditentukan berdasarkan kandungan relatif anion Cl, SO4, dan

HCO3 seperti pada gambar 4.6. Pada daerah penelitian, air panas yang merupakan tipe

campuran klorida dan sulfat keluar sebagai mata air panas Pulosari, sedangkan air

yang telah mengalami pelarutan dengan bikarbonat ada di mata air panas Kaliputih.

Air panas Sikidang memiliki tipe air sulfat dan air panas lainnya memiliki tipe

bikarbonat. Meskipun air panas tersebut dipengaruhi oleh asam bikarbonat dan sulfat,

Page 10: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

52

derajat keasaman air panas di daerah penelitian menunjukkan pH di lapangan memiliki

nilai sekitar 6 – 7 (tabel 4.1), tetapi menjadi sedikit basa (7,99-8,37) pada temperatur

25°C kecuali pada Mata air panas Pulosari yang memiliki pH 4,54 dan pada Mata air

panas Sikidang yang memiliki pH 3,88 pada temperatur 25°C.

Gambar 4.6 diagram Cl-HO3-SO4, umumnya mempunyai tipe bikarbonat.

Air bikarbonat yang terdapat di mata air panas Bitingan, Sileri, Siglagah

menandakan terbentuk pada kondisi daerah yang dangkal, air tersebut terbentuk akibat

absorbsi gas CO2 serta kondensasi uap air ke dalam air tanah (steam heated water). Air

sulfat yang terdapat pada mata air panas Sikidang menandakan terbentuk di bagian

paling dangkal dari permukaan, air tersebut terbentuk akibat kondensasi uap air

kedalam air meteorik (steam heated water) atau akibat oksidasi H2S pada zona oksidasi

dan membentuk H2SO4. Sedangkan untuk air campuran klorida sulfat yang terdapat di

mata air panas Pulosari diduga berasal dari campuran air reservoir dengan kondensat.

Air yang berasal dari pelarutan klorida bikarbonat pada mata air panas Kaliputih

Page 11: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

53

terbentuk pada kondisi campuran air meteorik yang mengalami kondensasi uap air ke

dalam air tanah (steam heated water).

4.3.3.3 Sumber air panas dan reservoir

Sumber air yang keluar sebagai mata air panas ditentukan berdasarkan

kandungan relatif anion Cl, Li, dan B seperti pada gambar 4.7. Berdasarkan diagram Cl-

Li-B, daerah penelitian terbagi atas 4 sumber/reservoir yang berbeda. Reservoir yang

pertama adalah yang membentuk mata air panas Pulosari. Mata air ini memiliki nilai Cl

yang relatif lebih tinggi dibandingkan dengan B dan Li, hal ini menandakan pengaruh

dari proses vulkanomagmatik. Air dari reservoir yang kedua keluar sebagai mata air

panas Kaliputih. Mata air panas ini memiliki rasio B/Cl sekitar 0,02 yang menandakan

adanya pengaruh dari proses volkanomagmatik tetapi kurang dominan bila

dibandingkan dengan air panas Pulosari. Air dari reservoir yang ketiga keluar sebagai

mata air panas Bitingan, Sileri, dan Siglagah yang termasuk ke dalam satu kelompok.

Mata air panas ini apabila dilihat dari kesamaan nilai Li/B sekitar 0,1- 0,2 menandakan

adanya kesamaan reservoir dilihat dari trend steam heating. air dari reservoir yang

keempat keluar sebagai mata air panas Sikidang. Mata air panas ini memiliki nilai B/Cl

sekitar 0,3 dan dilihat pada gambar 4.7 memiliki reservoir yang berbeda dengan mata

air panas lainnya. Perbedaan reservoir air panas juga diperkuat dari pola hidrologi dan

perbedaan satuan geologi.

Mata air panas Bitingan, Sileri, Siglagah, Pulosari, dan Sikidang mengandung Li

kurang dari 0,1. Hal ini menurut Nicholson (1993) menandakan bahwa air panas

tersebut berada di zona Upflow. Sedangkan mata air panas Kaliputih memiliki nilai Li

0,88. Hal ini menurut Nicholson (1993) menandakan bahwa air panas tersebut berada di

zona Outflow.

Page 12: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

54

Gambar 4.7 Diagram Cl-Li-B, menunjukan adanya 4 reservoir air panas yang berbeda.

4.3.4 Isotop stabil δ18O dan δD

Kandungan isotop stabil oksigen-18 (δ18O) dan hidrogen-2 / deuterium (δD)

dalam penelitian ini digunakan untuk mengetahui asal air panas dan proses yang

berlangsung di bawah permukaan. Menurut Nicholson (1993) asal air panas ditentukan

oleh faktor dari air meteorik, campuran fluida magmatik, dan proses bawah

permukaan meliputi boiling, konduksi, pencampuran, evaporasi dan lain-lain.

Craig (1963) op. cit. Nicholson (1993) menyebutkan, bahwa kandungan δD

dalam air panas umumnya sama dengan kandungannya dalam air meteorik lokal,

sedangkan kandungan δ18O dalam air panas umumnya lebih positif dibanding air

meteorik. Meskipun demikian, adanya pencampuran dengan air magmatik, proses

boiling dan proses lainnya dapat mengakibatkan kandungan isotop stabil δD dan δ18O

berubah dan tidak seperti yang disebutkan oleh Craig (1963) op. cit. Nicholson (1993).

Page 13: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

55

Enam sampel air panas yang diteliti dengan menggunakan kandungan isotop

stabil δD dan δ18O terdiri dari enam sampel dari dari mata air panas. Hasil analisa

dapat dilihat pada tabel 4.5 dan diplot pada gambar 4.8.

Tabel 4.5 komposisi isotop stabil deuterium (δD ) dan oksigen-18 (δ18O) ( dalam ‰)

NO Lokasi Deuterium Oxygen-18

1 Bitingan -46,97 ± 0,3 -7,62 ± 0,2

2 Sileri -49,37 ± 0,8 -6,98 ± 0,4

3 Siglagah -49,57 ± 1,0 -7,59 ± 0,5

4 Pulosari -46,97 ± 0,2 -6,47 ± 0,2

5 Kaliputih -30,87 ± 0,4 -5,03 ± 0,1

6 Sikidang -38,97 ± 0,9 -2,46 ± 0,4

4.3.4.1 Kandungan Isotop δ18O dan δD air panas

Air panas yang diteliti mempunyai kandungan isotop stabil δD antara -30,87 dan

-49,57 ‰ dan isotop stabil δ18O antara -2,46 dan -7,62 ‰ ( tabel 4.5). Kandungan isotop

stabil terendah terletak di Kaliputih. Sedangkan kandungan isotop tertinggi terletak di

Siglagah dan Sileri (gambar 4.8).

4.3.4.2 Asal air panas

Grafik hubungan antara isotop stabil δD dan δ18O seperti yang ditunjukan pada

gambar 4.8 memperlihatkan bahwa air panas di daerah penelitian umumnya

mempunyai kandungan isotop δD dan δ18O yang menyerupai kandungan isotop stabil

air metorik (garis air metorik global). Sedikit pergeseran kandungan isotop δ18O antara

air meteorik dan air panas menunjukan bahwa sistem panasbumi telah berinteraksi

dengan batuan sekitannya dan mencapai kesetimbangan (Nicholson,1993). Mata air

Page 14: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

56

Kaliputih memiliki nilai δ18O -30,84±0,4 dan δD -5,03±0,1 menunjukan adanya

perbedaan daerah resapan dari mata air panas lainnya (gambar 4.8). Air panas Sikidang

memiliki nilai δ18O paling besar (-2,46 ± 0,4 ‰). Hal ini menunjukan, bahwa air panas

Sikidang telah mengalami pemanasan oleh uap dan atau evaporasi di dekat

permukaan. Hal ini juga ditunjukan oleh tipe air panas Sikidang yang berupa air sulfat.

Dilihat dari kandungan isotop stabil δ18O dan δD yang bergeser mengarah ke

komposisi isotop fluida magmatik (gambar 4.8) diduga terdapat campuran fluida

magmatik pada air panas Pulosari dan Sikidang.

Gambar 4.8 Grafik yang menunjukan hubungan antara isotop stabil δ18O dan δD air

panas di daerah penelitian, menunjukan air panas memiliki nilai yang hampir sama

dengan air meteorik permukaan.

Page 15: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

57

4.3.4.3 Proses bawah permukaan

Interaksi dengan batuan sekitarnya hingga mencapai kesetimbangan menjadi

proses bawah permukaan yang mempengaruhi kandungan mata air panas yang keluar

di daerah penelitian. Hal ini mengakibatkan kandungan isotop stabil δ18O dan δD

cenderung tidak berubah (Nicholson, 1993). Hanya pada mata air panas Sikidang yang

dipengaruhi oleh evaporasi (steam heating).

4.3.5 Geotermometer

Geotermometer digunakan untuk menghetaui temperatur reservoir atau bawah

permukaan. Perhitungan geotermometer ditentukan dengan dua metoda, yaitu :

a) Dengan melihat manifestasi fumarola kering

Manifestasi berupa fumarola kering (dry fumarol) yang memiliki ciri-ciri

kering dan mengeluarkan suara gemuruh terdapat pada Fumarola

Pagerkandang dan Sipandu. Menurut Hochstein dan Browne (2000),

fumarola kering (dry fumarol) menunjukan temperatur reservoir

panasbumi ≥ 225 0C. Dengan demikian dapat diinterpretasikan, bahwa

daerah panasbumi di Pagerkandang dan Sipandu memiliki temperatur

reservoir ≥ 225 0C.

b) Dengan menggunakan geotermometer Na-K-Ca

Geotermometer Na-K-Ca digunakan untuk menghitung temperatur

reservoir pada daerah penelitian, karena air panas pada daerah ini telah

mengalami interaksi dengan batuan sekitar dan memiliki kandungan Ca

yang tinggi. Perhitungan geotermometer Na-K-Ca menggunakan rumus

sbb:

TNa-K-Ca (oC)Fournier (1979) = (1647/(log(Na/K) + [β x log √(Ca/Na)] + 2.24)) –

273

Page 16: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

58

Keterangan:

Na, K, dan Ca = konsentrasi Na, K, Ca dalam mg/kg

β = 4/3 apabila ToC < 100 0C

β = 1/3 apabila ToC > 100 0C

Air panas yang digunakan untuk perhitungan geotermometer adalah tipe

air klorida (Cl), karena air klorida yang memiliki pH sekitar netral

merupakan air yang berasal dari reservoir. Pada daerah penelitian, air

panas yang bertipe klorida hanyalah air panas Pulosari yang mengalami

campuran dengan air sulfat (Gambar 4.6). Berdasarkan perhitungan

geotermometer Na-K-Ca, reservoir air panas daerah penelitian

mempunyai temperatur sekitar 295°C

Berdasarkan kedua metoda pendugaan di atas didapatkan, bahwa temperatur

panasbumi di daerah penelitian adalah diatas 225 0C, mungkin mencapai 300 0C

4.3.6 Kehilangan panas alamiah total (total natural heat loss)

Kehilangan panas alamiah total (total natural heat loss) digunakan untuk

mengetahui seberapa besar potensi cadangan panasbumi di daerah penelitan.

Perhitungan untuk kehilangan panas alamiah total adalah penjumlahan dari

perhitungan yang berdasarkan kenampakan manifestasi berupa mata air panas, kolam

air panas, fumarola, dan kolam lumpur.

Perhitungan untuk kehilangan panas alamiah dihitung berdasarkan rumus

(Hochstein, 1994) :

Q = m (hfT – hfT0) ~ m c (T – T0)

Page 17: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

59

dengan :

m =mass flow rate (kg/s) = V.ρf c = specific heat capacity (kJ/kg K)= 4,2 kJ/kg K

ρf = densitas fluida (kg/m3) T = temperatur mata air panas (0C)

V = volume flowrate (m3/s) T0 = temperatur udara rata-rata = 200C

hfT, hfT0 = entalpi fluida (kJ/kg)

Tabel 4.6 Hasil perhitungan kehilangan panas alamiah

No Lokasi Jenis Manifestasi

Kehilangan

panas alamiah

( KW)

1 Bitingan Mata air 75,24

2 Sileri Mata air 13,16

3 Siglagah Mata air 1,70

4 Pulosari Kolam air panas 0,00

5 Kaliputih Kolam air panas 0,02

6 Sikidang Mata air 0,05

7 Sipandu Dry Fumarol 32,71

8 Pagerkandang Dry Fumarol 32,71

9 Candradimuka Wet Fumarol 39,02

10 Sileri Hot Pools 1700,00

11 Sikidang Hot Pools 550,00

kehilangan panas

alamiah total 2444,60

Page 18: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

60

Sehingga kehilangan panas alamiah totalnya (total natural heat loss) = 2445,02

kW ≈ 2,4 MW. Menurut Hochstein (1994), kehilangan panas alamiah yang menunjukan

sistem temperatur tinggi adalah 30 -300 MW. Meskipun hilang panas alamiah daerah

penelitian sekitar 2,4 MW, sistem ini termasuk ke dalam sistem temperatur tinggi

dilihat dari kenampakan manifestasi fumarol yang hanya hadir pada sistem panasbumi

temperatur tinggi.

4.3.7 Potensi skaling

Skaling adalah mekanisme pengerakan yang terjadi pada sumur saat fluida

panasbumi akan dieksploitasi, skaling yang umumnya terbentuk adalah silika, kalsit

dan anhidrit. Potensi skaling bisa diprediksi berdasarkan solubilitas mineral kuarsa,

kalsit dan anhydrit. Pada bagian ini hanya pembentukan skaling kalsit yang dikaji.

Solubilitas kalsit akan meningkat sejalan dengan menurunya temperatur.

Mata air panas yang digunakan adalah air panas Pulosari, karena berupa tipe air

panas campuran klorida sulfat yang berasal dari reservoir (tabel 4.7), kemudian diplot

kedalam kurva perubahan solubilitas dan temperatur (gambar 4.9)

Tabel 4.7. Nilai kesadahan (CaCO3) untuk temperatur permukaan, boiling,

reservoir. Nilai CaCO3 saat boiling dan di reservoir dihitung berdasarkan mass

dan heat balance (Nicholson,1993)

No t0C kesadahan (CaCO3, mg/kg)

1 44 358

2 100 320

3 290 197

Page 19: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

61

Gambar 4.9 Kurva perubahan solubilitas kalsit ( CaCO3) dengan temperatur dan

tekanan gas CO2 yang berbeda ( Annorson 1989, op.cit. Nicholson, 1993)

Berdasarkan kurva solubilitas kalsit ( CaCO3) dengan temperatur dan tekanan

dari CO2 (gambar 4.9), fluida panasbumi di daerah penelitian mempunyai potensi

untuk menimbulkan skaling. Hal ini ditunjukan oleh kandungan CaCO3 hasil

perhitungan yang lebih besar dibandingkan solubilitas CaCO3 (gambar 4.9).

4.3.8 Model Sistem Panasbumi

Berdasarkan dari tipe air panas, asal air panas serta geotermometer yang

didapatkan dan dikorelasikan dengan peta geologi maka akan didapatkan sistem

panasbumi seperti pada gambar 4.10, berdasarkan kenampakan manifestasi yang ada

diperkirakan resevoir dan sumber panas berada di bawah dari manifestasi fumarol

yang berada di Gunung Pagerkandang.

Page 20: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

62

Gambar 4.10 Model Tentative Panasbumi Daerah Dieng

Page 21: BAB IV MANIFESTASI PERMUKAAN PANASBUMI DI …digilib.itb.ac.id/files/disk1/453/jbptitbpp-gdl-yurisramad-22643-6... · tidak ada gelembung, tidak berwarna, berbau dan berasa, tidak

63

4.3.9 Resume

Berdasarkan data hidrogeokimia pada 6 lokasi mata air panas yang

diidentifikasi di daerah penelitian, yaitu Bitingan, Siglagah, Sileri, Pulosari, Kaliputih

dan Sikidang, didapatkan kesimpulan sebagai berikut:

Secara umum, air panas di daerah penelitian mempunyai temperatur air di

permukaan yang hangat hingga panas, yaitu 44 hingga 65°C, dengan pH netral

( 6 - 7)

Tipe air panas berdasarkan kandungan relatif Cl-HCO3-SO4 menunjukan air

panas Pulosari adalah air campuran klorida dan sulfat, air panas Kaliputih

adalah air pelarutan klorida dengan bikarbonat, air panas Sikidang merupakan

air sulfat, dan air panas lainnya berupa air bikarbonat.

Daerah penelitian mempunyai 4 reservoir yang berbeda berdasarkan diagram

Cl-Li-B. Reservoir dari air panas Pulosari dan Reservoir dari air panas Kaliputih

diduga dipengaruhi proses vulkanomagmatik. Reservoir pada air panas Sileri,

Bitingan, Siglagah menunjukan adanya proses steam heating. Reservoir dari air

panas Sikidang merupakan air meteorik yang sudah mengalami terkondensasi

sudah mulai mengalami proses steam heating. Hal ini juga diperkuat dengan hasil

analisa kandungan isotop stabil. Asal air panas adalah air meteorik yang

mengalami pemanasan, tanpa proses pencampuran dengan air magmatik

(gambar 4.1).

Perhitungan geotermometer Na-K-Ca dan kehadiran fumarola menunjukan,

bahwa temperatur reservoir panasbumi diperkirakan sekitar 225-295 0C.

Dengan menghitung nilai CaCO3 pada fluida reservoir, dapat diperkirakan,

bahwa air panasbumi di daerah penelitian berpotensi untuk membentuk skaling

kalsit saat dieksploitasi.

Hilang panas alamiah daerah penelitian sekitar 2,4 MW. Sistem panasbumi ini

termasuk ke dalam sistem temperatur tinggi yang ditunjukan dengan

kenampakan manifestasi fumarol.