Sumberdaya Geologi

7/24/2019 Sumberdaya Geologi

1/39

Bab 6. Sumberdaya Geologi Geologi Untuk Perencanaan

________________________________________________________________________________

SSUUMMBBEERRDDAAYYAAGGEEOOLLOOGGII

6.1 Pendahuluan

Sumberdaya alam adalah semua sumberdaya, baik yang bersifat terbarukan (renewable resources)maupun sumberdaya tak terbarukan (non-renewable resources). Adapun sumberdaya yang akandibahas dalam bab ini terbatas pada sumberdaya alam yang bersifat tak terbarukan yang berasal dandiambil dari dalam atau dekat permukaan bumi. Sumberdaya alam tak terbarukan dalam ilmu geologidisebut juga sebagai sumberdaya geologi.

Keterdapatan dan ketersediaan sumberdaya geologi disuatu wilayah sangat tergantung pada kondisigeologinya. Sebagaimana diketahui bahwa persebaran sumberdaya geologi di bumi tidak merata,dibeberapa tempat dijumpai sumberdaya geologi yang cukup melimpah sedangkan ditempat lainnyahanya sedikit. Dewasa ini sumberdaya geologi, seperti minyakbumi merupakan barang komoditi yangsangat tinggi nilainya mengingat permintaan yang cenderung meningkat sedangkan ketersediaansemakin terbatas dan untuk menemukan sumberdaya tersebut semakin sulit dan mahal. Oleh karenaitu pemanfaatannya harus dilakukan secara hati-hati sesuai dengan kebutuhan serta tidak berlebihan.

Sumberdaya air, sumberdaya mineral, sumberdaya energi, dan sumberdaya lahan adalah sumberdayageologi yang sangat penting dan menjadi kebutuhan utama dalam kehidupan modern saat ini. Olehkarena itu pembahasan hanya difokuskan pada keempat jenis sumberdaya tersebut diatas denganpertimbangan karena sumberdaya tersebut merupakan sumberdaya yang dominan dan dibutuhkandalam konteks perencanaan wilayah.

6.2 Sumberdaya Air

Air merupakan salah satu sumberdaya geologi yang sangat penting dan vital, tidak saja diperlukanoleh semua makhluk hidup yang ada di bumi, tetapi juga diperlukan bagi proses-proses geologi. Airdisamping sebagai agen/media yang mempunyai sifat-sifat kimiawi yang unik juga sangat bergunapada proses-proses geologi seperti misalnya proses pelapukan, erosi, transportasi, dan pengendapanmaterial bumi.

Aktivitas air di permukaan bumi, batuan, tanah, udara, dan lautan mempunyai arti penting dan secaraberkelanjutan akan berdampak terhadap aktivitas manusia. Manfaat sumberdaya air bagi manusiaantara lain adalah sebagai air minum, irigasi, pembangkit tenaga listrik, proses pendinginan padaindustri dan pembangkit tenaga serta untuk sarana olahraga dan rekreasi.

6.2.1. Distribusi air

Air yang ada di bumi terdapat pada suatu lapisan yang disebut dengan lapisan hidrosfier. Air yangberada dalam hidrosfer tersebar di lautan, atmosfer, tanah, bawah tanah, danau, sungai, dan gunung

es di kutub bumi. Pada table 6.1 terlihat distribusi air di bumi dengan konsentrasi terbesar berada di

Copyright@2008 by Djauhari Noor 169


2/39


________________________________________________________________________________

lautan, yaitu mencapai 97,2 % dan sisanya 2,8 % merupakan air yang berada di lapisan hidrosfirsebagai air segar (fresh-water) tersebar di atmosfer, kutub-kutub bumi sebagai gunung-gung es dandi daratan baik yang ada di permukaan maupun bawah permukaan bumi. Untuk dapat memanfaatkansumberdaya air yang berada di permukaan bumi diperlukan biaya yang cukup tinggi dan air yangberada di bawah permukaan perlu dilakukan pemboran.

Tabel 6.1 Penyebaran Air di Bumi

SEBARAN AIR

DI BUMI

Volume

(m)

Volume

(%)

Air Permukaan:

Danau

Saline lakes daninlandseas

Sungai

Air Bawah Tanah:

Soil Moisture

Air Tanah DangkalAir Tanah Dalam

Total Air di Daratan

Kutub / Gunung Es

Atmosfer

Lautan

48,300 x106

40,250 x106

0,483 x106

25,76 x 106

1.610 x 10

6

1.610 x 106

4.234,3 x106

11.270 x 106

4,991 x106

510.370 x106

0.0090.008

0.0001

0.005

0.3100.310

0.635

2.150

0.001

97.200

SumberArthur D. Howard & Irwin Remson (1978)

6.2.2. Siklus hidrologi

Hidrologi adalah ilmu yang mempelajari air mulai saat jatuh di daratan sampai masuk kelautan dankembali ke atmosfer. Hidrologi melibatkan air permukaan dan air bawah permukaan. Untukmemahami sifat-sifat/karakterteristik air di daratan maka diperlukan pamahaman mengenai siklushidrologi. Air yang terdapat di bumi berada dalam suatu lapisan hidrosfer dan seluruh air yangterdapat di lapisan hidrosfer ini akan mengikuti siklus hidrologi, yaitu suatu sirkulasi yang sangatkomplek dari air diantara lautan, atmosfer, dan daratan. Dalam hal ini air yang berada di lautan dapatdisebut sebagai reservoir, dan oleh energi radiasi matahari, air di lautan maupun daratan akanmengalami penguapan (evaporasi) masuk kedalam atmosfer. Temperatur udara dan temperaturpermukaan air laut serta kecepatan angin merupakan faktor yang mempengaruhi terjadinyapenguapan. Uap air yang masuk ke atmosfer kemudian akan di alirkan oleh masa udara ke seluruhbagian bola bumi. Adapun penyebaran uap air keseluruh bagian bumi tidak merata, hal ini disebabkanoleh beberapa faktor antara lain: ukuran dan sebaran daratan serta badan air, topografi, elevasi,serta posisi geografis (lintang-bujur).

Apabila air yang ada di atmosfer mengalami presipitasi (pengembunan) maka uap air tersebut akanberubah menjadi partikel-partikel air yang pada gilirannya jatuh kembali ke bumi sebagai air hujanatau sebagai salju. Air yang turun di daratan akan berinteraksi dengan material kulit bumi dan dapatterjadi beberapa kemungkinan antara lain infiltrasi masuk kedalam tanah (pori-pori tanah), pori-poribatuan sebagai air tanah dangkal dan air tanah dalam (shallow water and deep water), mengalir dipermukaan tanah sebagai air permukaan (surface runoff /run off water), masuk ke dalam saluran-saluran sungai dan pada akhirnya mengalir masuk kembali ke laut. Sebagian air yang jatuh di daratanyang bervegetasi, maka air akan ditahan oleh akar-akar tanaman dan air yang jatuh dan berada didedaunan pohon sebagian akan mengalami evapotranspirasi (evaporasi dan transpirasi). Gambar 6.1meng-ilustrasikan sirkulasi air (siklus hidrologi) mulai dari lautan, masuk ke atmosfer dan jatuh di

daratan dan kemudian kembali lagi kelaut.



3/39


________________________________________________________________________________

LAUT

SALJU

DANAU

INFILTRASI

ALUR PERMUKAAN

36000KM3

JATUH KEMBALI

KE LAUT 284000KM3

JATUH KEDARAT; HUJAN

96000 KM3

PENGUAPAN

380.000 KM3

Gambar 6.1 Daur Hidrologi

6.2.3 Potensi Sumberdaya Air pada Daerah Aliran Sungai (DAS)

Potensi sumberdaya air di wilayah sungai menjadi sangat penting bila dilihat dari kebutuhan air yangterus meningkat seiring dengan bertambahnya jumlah penduduk dan bertambahnya jumlah sektoryang harus dilayani, seperti industri, perkotaan, pariwisata, pertanian, perikanan, perkebunan, dll.Sebagaimana diketahui bahwa ketersediaan sumberdaya air di suatu wilayah DAS jumlahnya relatiftetap, bahkan cenderung semakin berkurang karena menurunnya kondisi dan daya dukunglingkungan, yang pada akhirnya akan dapat menyebabkan ketidak seimbangan antara kebutuhan danketersediaan air. Oleh karena itu perlu upaya secara proporsional dan seimbang antara rencanapengembangan, pelestarian, dan pemanfaatan sumberdaya air. Untuk memenuhi kebutuhan air yangterus meningkat, seiring dengan bertambahnya berbagai kebutuhan, diperlukan suatu perencanaanterpadu yang berbasis wilayah sungai.

Di Indonesia, pengelolaan sumberdaya air sudah diatur dalam Undang Undang No.7 Tahun 2004.Undang-undang tersebut menfasilitasi strategi pengelolaan sumberdaya air untuk wilayah sungaidalam rangka untuk memenuhi berbagai kebutuhan baik untuk jangka menengah maupun jangkapanjang secara berkelanjutan.

Penataan dan penggunaan air sungai harus dilakukan dengan memperhatikan semua kepentingan,baik pengguna yang berada di hulu, di tengah maupun yang berada di hilir sungai. Oleh karena itu,maka perlu diketahui terlebih dahulu ketersediaan air yang ada di DAS serta kebutuhan air yang ada.Ketersediaan air dalam pengertian sumberdaya air pada dasarnya berasal dari curah hujan (atmosfir),air permukaan, dan air tanah. Hujan yang jatuh diatas permukaan pada suatu DAS atau WilayahSungai sebagian akan menguap kembali sesuai dengan kondisi iklimnya, sebagian mengalir dipermukaan, masuk kedalam saluran pembuangan, sungai atau danau, dan sebagian lagi meresapkedalam tanah dan menjadi imbuhan (recharge) pada lapisan air tanah yang ada.

Aliran air yang berada di sungai atau danau merupakan potensi debit air permukaan, sedangkanaliran air yang berada di bawah tanah merupakan potensi debit air tanah. Potensi yang paling besaruntuk dimanfaatkan adalah sumber air permukaan dalam bentuk air di sungai, danau, waduk danlainnya. Penggunaan air tanah sangat membantu pemenuhan kebutuhan air baku maupun air irigasipada daerah yang sulit mendapatkan air permukaan, namun pemanfaatan air tanah membutuhkanbiaya operasional yang tinggi. Untuk dapat menyatakan ketersediaan air secara akurat maka datadebit aliran haruslah bersifat runtut waktu (time series). Data runtut waktu inilah yang menjadimasukan utama dalam model simulasi wilayah sungai, yang menggambarkan secara lengkapvariabilitas data debit aliran. Cara paling sederhana untuk menyatakan ketersediaan air adalahdengan menggunakan sebuah angka/nilai yang berupa rata-rata dari data debit yang ada. Cara initidak memberikan informasi mengenai variablilitas data. Sedangkan sebuah angka dapat

menunjukkan variabilitas ketersediaan air adalah debit andalan. Debit andalan adalah besaran debit



4/39


________________________________________________________________________________

yang dapat diandalkan untuk suatu reliabilitas tertentu. Untuk keperluan irigasi biasa digunakan debitandalan dengan reliabilitas 80% debit yang terjadi adalah lebih besar atau sama dengan debittersebut. Untuk keperluan air minum dan industri maka dituntut reliabilitas yang lebih tinggi, yaitusekitar 90% sampai dengan 95%. Jika air sungai akan digunakan untuk pembangkitan listrik tenagaair maka diperlukan reliabilitas yang sangat tinggi, yaitu antara 95% sampai 99%.

Nilai debit rata-rata, maupun debit andalan dapat dihitung dari data debit pengamatan yang cukuppanjang. Permasalahan yang sering terjadi adalah bahwa data debit yang diukur tidak lengkap, untukitu perlu dilakukan analisis data hidrologi untuk melengkapi data yang kosong dan memperpanjangdata runtut waktu yang kurang panjang. Potensi air permukaan biasanya ditunjukkan dengan debitandalan 80% dengan periode waktu setengah bulanan yang dianalisa dengan analisis frekuensi. Padakondisi ketersediaan data debit sedikit, maka perlu dicari korelasi hubungan antara hujan denganaliran. Dari analisis data hujan tersebut dilakukan analisis curah hujan rata-rata bulanan. Selanjutnyadilakukan analisis hujan rata-rata wilayah dengan menggunakan poligon Thiesen dengan mengambilasumsi kondisi hujan yang jatuh pada wilayah dianggap homogen.

6.2.4 Analisis Imbangan dan Alokasi Air (Analisis Neraca Air)

Analisis keseimbangan air dilakukan dengan membandingkan antara ketersediaan air sebagai potensi,jumlah air yang sudah dimanfaatkan saat ini, dan kebutuhan air sebagai potensi fungsi tempat,waktu, teknologi dan finansial. Analisis imbangan air dilakukan pada kondisi eksisting dan kondisiwaktu-waktu yang diproyeksikan dimasa masa yang akan datang. Dari analisis imbangan air ini akandiketahui jumlah air, baik air permukaan maupun air tanah, jumlah air yang masih tersisa dan dapatdikembangkan untuk berbagai sektor pada masa mendatang. Disamping itu hasil dari analisisimbangan air ini juga dapat digunakan sebagai rekomendasi pemanfaatan sumberdaya air yangtersisa untuk berbagai sektor.

Alokasi air merupakan suatu upaya penjatahan air yang dilakukan dengan menyediakan air sejumlahtertentu pada daerah pelayanan (water district) tertentu agar dapat didistribusikan secara efisien, adildan merata kepada pengguna air. Alokasi air dilaksanakan pada bangunan-bangunan yang bernilai

strategis, seperti misalnya bangunan utama, saluran induk, serta beberapa bangunan pembagi.Konsep alokasi air dapat dilakukan dengan melihat kondisi eksisting di lapangan dan dari hasil studistudi terdahulu, yang memungkinkan sudah berjalan cukup baik. Secara teknis penentuan alokasi airuntuk berbagai kebutuhan/penggunaan air didasarkan pada ketersediaan air yang ada, yang dapatditentukan dengan prinsip optimasi.

Hirarki dari alokasi air adalah sebagai berikut:

Apabila ketersediaan air mencukupi dibandingkan kebutuhannya, maka semua penggunaakan memperoleh jatah sesuai kebutuhan.

Apabila ketersediaan air tidak mencukupi atau lebih rendah dibandingkan dengankebutuhannya, maka alokasi air ditentukan berdasarkan kriteria tertentu. Adapun kriteriatersebut dapat didasarkan atas: manfaat, prioritas pengguna, nilai ekonomi,keadilan/pemerataan, serta aspek lainnya. Kriteria kriteria tersebut diatas dapatdikuantifikasikan dalam bentuk fungsi tujuan dan fungsi kendala, untuk selanjutnya dicarisolusi optimum.

6.2.5 Permasalahan air dan pengendaliannya

Permasalahan air sebetulnya sudah ada sejak lama, namun intensitas dan frekwensinya semakinmeningkat dari waktu ke waktu seiring dengan bertambahnya jumlah manusia, perluasan kawasanpemukiman, pembukaan lahan-lahan baru, pengembangan kawasan industri, pengembanganbudidaya pantai, pengembangan berbagai bentuk rekayasa baik di kawasan pantai maupun jauh dipedalaman atau pegunungan.



5/39


________________________________________________________________________________

Dari kegiatan tersebut di atas timbul berbagai permasalahan yang berkaitan dengan sumberdaya air,antara lain bawa saat ini air tidak lagi menjadi barang atau suatu zat yang mudah di dapat di mana-mana; air tidak lagi selalu mempunyai konotasi yang kurang baik seperti banjir, penyebab tanahlongsor erosi tanah dll. Oleh karena itu permasalahan-permasalahan yang berkaitan dengan airadalah:

1.

Pasokan Air (Water Supply)

2.

Air Permukaan (Surface Water)3. Air Tanah (Ground Water)4.

Banjir (Flooding)5. Erosi Tanah (Soil Erosion)6. Amblesan (Subsidence)7. Sedimentasi (Sedimentation)8.

Kualitas Air (Water Quality)

Ke-delapan permasalahan tersebut diatas harus menjadi perhatian dan pertimbangan di dalamperencanaan tata guna lahan.

1. Pasokan Air

Masalah ketersedian, pengelolaan dan pendistribusian sumberdaya air merupakan tiga hal yangsangat penting dalam tata kelola sumberdaya air. Seringkali rencana pengembangan suatu wilayahtidak memperhitungkan ketiga faktor diatas, seperti misalnya banyak kota metropolitan di dunia,kebutuhan air tidak mencukupi bagi pengembangan atau pertumbuhan kota. Variabel potensisumberdaya air di suatu wilayah ditentukan oleh hubungan yang komplek antara ketersediaan air dandata potensi air yang ada. Permasalahannya adalah dalam penentuan potensi sumberdaya air yangtersedia di suatu wilayah didasarkan atas perhitungan antara inputdan output-nya, namun harus diperhatikan juga mengenai perubahan yang telah terjadi di wilayah tersebut, seperti misalnyaterjadinya perubahan tataguna lahan yang tadinya berupa hutan telah berubah menjadi persawahanatau pemukiman. Adanya perubahan tataguna lahan sedikit banyak akan berpengaruh pada potensisumberdaya air yang tersedia di wilayah tersebut.

Neraca air atau cadangan air dihitung berdasarkan jumlah air yang terdapat di suatu wilayahtangkapan air (catchment area). Perhitungan cadangan air yang didasakan atas siklus hidrologibersifat kualitatif, sedangkan perhitungan neraca airnya lebih bersifat kuantitatif. Pada siklushidrologi, input air berasal dari presipitasi (berupa curah hujan, salju, dan embun). Hasil presipitasitersebar dipermukaan bumi sebagai air permukaan, evaporasi, infiltrasi pada zona tidak jenuh air,perubahan reservoir, dan perkolasi pada zona jenuh air. Rumus neraca air dalam suatu daerahtangkapan air dapat dinyatakan dalam rumusan sebagai berikut :

P = R + E S G

Dimana : P = Presipitasi (mm/hari) ; R = Air PermukaanE = Evaporasi ; S = Perubahan kondisi kelembaban tanah

G = Perubahan kondisi air bawah tanah

Rumus diatas berlaku dengan asumsi bahwa tidak ada aliran air yang melewati batas tangkapan air,namun demikian pada kenyataannya kondisi tersebut tidak pernah tercapai karena aliran air yang adadalam tanah dibatas tangkapan air tidak pernah bernilai nol.

2. Air Permukaan

Air permukaan atau yang biasa dikenal dengan surface runoff adalah air yang mengalir di permukaanbumi (daratan). Air permukaan pada dasarnya dipengaruhi oleh presipitasi tahunan (curah hujantahunan), intensitas curah hujan (dihitung dalam volume per-satuan waktu), kecepatan evapo-tranpirasi, kedalaman muka air tanah (water-table), permeabilitas tanah/batuan, tutupan lahan,

kecuraman lereng, karakteristik sungai, dan aktivitas dari manusianya.



6/39


________________________________________________________________________________

1. Distribusi curah hujan, intensitas, dan perioda atau lamanya hujan mungkin lebih pentingdibandingkan dengan rata-rata curah hujan tahunan. Apabila suatu curah hujan sebesar 100cm terdistribusi secara merata sepanjang tahun, maka dampak yang ditimbulkan terhadapbanjir dan erosi akan lebih kecil bila dibandingkan dengan curah hujan yang sama yangterjadi dalam waktu singkat dan dengan intensitas curah hujan yang tinggi. Dengan demikian

lamanya hujan dan intensitas curah hujan sangat penting di dalam terjadinya banjir ataupunerosi.

2. Tutupan lahan seperti vegetasi berpengaruh pada jumlah surface runoff yang terjadidipermukaan bumi. Kedalaman muka air tanah juga berdampak terhadap jumlah surfacerunoff yang mengalir dipermukaan tanah, apabila muka air tanah di suatu wilayah sangatdangkal, maka jumlah air permukaan akan lebih besar dibandingkan dengan wilayah yangmempunyai muka air tanahnya dalam.

3.

Permeabilitas tanah/batuan juga mempengaruhi jumlah air permukaan, apabila disuatuwilayah kondisi tanah/batuannya sangat permeabel, maka volume air yang masuk kedalamtanah/batuan (infiltrasi) akan semakin besar dan air permukaan menjadi kecil, sebaliknya

ababila permeabilitas batuan/tanahnya sangat kecil, maka volume air yang masuk jugasedikit dan hal ini berdampak kepada jumlah air pemukaan yang mengalir di permukaantanah yang semakin besar.

4. Kecuraman lereng juga mempengaruhi banyaknya air permukaan, hal ini dapat dijelaskanbahwa apabila suatu wilayah yang mempunyai kelerengan yang sangat curam, maka air akanmengalir dengan kecepatan tinggi sehingga air tidak mempunyai kesempatan untuk masuk(infiltrasi) kedalam tanah/batuan.

5. Karakteristik pola aliran sungai, apakah aliran sungainya lurus, berkelok-kelok (meandering),teranyam (braided), lebar, sempit, dangkal, atau dalam akan mempengaruhi/mengendalikankecepatan aliran air.

6. Aktivitas manusia juga mempunyai kontribusi terhadap adanya air permukaan, sepertipengrusakan hutan atau pengrusakan wilayah tangkapan hujan, perubahan tataguna lahan,pengaspalan, betonisasi suatu wilayah yang menghalangi terjadinya infiltrasi air ketanah/batuan.

Adapun cara penanggulangan aliran air permukaan antara lain dilakukan dengan:

1. Melaksanakan reboisasi dengan cara menanam tanaman yang berguna untuk mencegah ataumenahan air permukaan.

2. Membuat bendungan/dam yang berguna untuk penyediaan pasokan air bagi industri ataurumah tangga, pengendalian banjir, pembangkit tenaga listrik, irigasi, dan recharge air bawah

tanah. Dampak negatif dari adanya bendungan, reservoir, dan danau adalah terjadinyaakumulasi sedimen yang dibawa oleh aliran sungai yang menuju kearah bendungan, reservoiratau danau. Material-material yang sangat halus yang dibawa ke dalam reservoir akan diendapkan didalam reservoir, sedangkan yang lebih kasar akan diendapkan di mulut sungaiyang masuk ke reservoir.

3. Pengelolaan hutan dan pertanian yang benar untuk mencegah aliran permukaan dan erosi.Penebangan hutan yang tidak terencana (tebang habis) akan memicu terjadinya banjir,sedangkan tebang pilih akan mengurangi/mencegah erosi dan banjir. Dalam pengelolaanpertanian, perlu dicegah terjadinya erosi tanah akibat pembukaan lahan yang tidak benar dandalam pengelolaan paska panen.



7/39


________________________________________________________________________________

Volume air permukaan secara langsung dapat dihitung dengan cara menjumlahkan total curah hujandikurangi dengan evapo-transpirasi dan infiltrasi air yang masuk ke dalam tanah/batuan. Sedangkancurah hujan dapat dihitung dengan menjumlahkan volume air hujan atau salju yang turunkepermukaan bumi dengan volume air permukaan. Hasil pengurangan antara volume curah hujandan volume air sungai adalah sebagai evapotranspirasi dan infiltrasi. Perbedaan anatara 2pengukuran akan mendekatkan evapotranspirasi dan infiltrasi.

3. Air Tanah

Semua air yang ada dibawah permukaan bumi (tanah), dikelompokan sebagai air-tanah. Dalam daurhidrologi, nampak bahwa air-tanah hanya menempati 0.62% saja dari seluruh air tawar yang ada.

Air-tanah menerima pemasukan air (recharge) dari air yang jatuh diatas permukaan Bumi melaluiproses infiltrasi yang kemudian bergerak mengalir memasuki batuan dan lapisan tanah, sampai keluarlagi sebagai sumber-sumber air (discharge), dan kembali ke permukaan sebagai sungai, atautertahan sementara sebagai danau atau dirawa-rawa. Banyaknya air yang masuk kedalam tanahsangat tergantung pada sifat, keadaan dan jenis batuan setempat, jumlah vegetasi di daerahtangkapan air (catchment area), bentuk bentang alam dan banyaknya air yang jatuh ke bumi sebagaicurah hujan, salju dsb.

Di daerah dengan vegetasi yang lebat infiltrasi akan dipercepat oleh akar tumbuh-tumbuhan yangmembuka jalan untuk dilalui air. Air akan mengalir lebih cepat pada permukaan lereng yang curamdan menuju ke sungai dibanding dengan permukaan yang landai. Dengan demikian peresapan airakan lebih banyak terjadi di topografi yang landai. Sifat batuan atau tanah yang dapat meneruskanair, ditentukan oleh kadar kesarangan (porositas) seperti tanah lepas, pasir dan kerikil atau kerakal.Batuan dasar yang tersingkap yang retak-retak akan merupakan tempat infiltrasi yang potensial.

Gambar 6.2 memperlihatkan bagian-bagian dan istilah-istilah yang terdapat pada air-tanah. Muka air-tanah merupakan batas paling atas dari zona jenuh, yang merupakan sifat yang paling menonjoldalam sistim air-tanah. Danau, rawa dan sungai permanen, adalah tempat-tempat dimana muka air-tanah muncul ke permukaan. Di tempat-tempat kering dimana air sulit diperoleh di permukaan,

diperkirakan bahwa muka air-tanah letaknya dalam. Kedalaman dari muka air-tanah sangat beragamdan ditentukan oleh bentuk bentang alam dan keadaan iklim. Mengetahui kedalaman muka air-tanahadalah sangat penting dalam upaya untuk menentukan keberhasilan melakukan pemboran air-tanah.Berdasarkan data dari sejumlah bor air, danau, rawa, dan sumber-air, muka air tanah dapat diketahuidan dipetakan. Kedudukan muka air-tanah dapat berada dalam keadaan yang tetap apabila terjadikeseimbangan antara pengisian (recharge) dan yang keluar (discharge).

Gambar 6.2 Aquiclude yang berada diatas muka air tanah akanterbentuk pengumpulan air tanah setempat.



8/39


________________________________________________________________________________

Suatu bentuk atau lapisan massa batuan yang mampu meloloskan dan secara nyata dapatmenyimpan air-tanah, dinamakan aquifer. Pada bagian ini kita dapat mengambil dan memanfaatkanair-tanah untuk keperluan rumah-tangga, pertanian dan industri. Aquifer yang paling baik adalahyang terdiri dari pasir dan kerakal yang lepas, batupasir yang tidak tersemenkan dengan baik ataubatuan yang retak-retak.

Kita mengenal adanya dua jenis aquifer: (1) aquifer bebas atau (unconfined), yaitu aquifer yangletaknya dekat sekali dengan muka air-tanah, dengan sedikit atau sama sekali tidak ada tanah ataulapisan penutup diatasnya. Aquifer ini berada dalam tekanan atmosfir. Kebanyakan air-tanahsetempat itu diperoleh dari aquifer jenis ini yang terutama berupa pasir dan kerakal lepas danendapan banjir. (2) aquifer tertekan atau (confined). Aquifer ini letaknya berada diantara 2 lapisanyang tak lulusair. Berbeda dengan aquifer bebas, aquifer ini disamping sebarannya lebih luas, jugaletaknya lebih dalam dari permukaan. Aquifer yang berada diatas muka air-tanah utama, disebutaquiclude.

Dalam kondisi tertentu, air-tanah yang terperangkap dalam aquifer tertekan, dapat naik keatasmelawan tarikan gayaberat dan bahkan dapat menyembur. Keadaan seperti ini dapat terjadi apabila

aquifer tersebut kedudukannya miring dan ujungnya tersingkap diatas permukaan di wilayahpegunungan seperti terlihat pada gambar 6.3. Pemboran air pada A dan B, air-tanah akan naiksendiri keatas tanpa dipompa. Jenis aquifer seperti ini dinamakan artesis (berasal dari nama kota diPerancis Artois, dekat Calais). Permukaan dimana air-tanah dapat naik tanpa hambatan, dinamakan

bidang pizometrik. Sedangkan pada C air-tanah baru mungkin dapat dikeluarkan dengan bantuanpompa.

Gambar 6.3 Lapisan batuan lulus air/permeable (aquifer tertekan)

dan lapisan impermeable (aquiclude)

Akumulasi air bawah tanah akibat infiltrasi dari air hujan, air sungai, air danau, dan air reservoir.Pada kedalaman tertentu dari bagian bawah tanah berada dalam kondisi jenuh air dan bagian yang

jenuh air ini di setiap tempat di bawah permukaan bumi ternyata tidak sama, hal ini sangattergantung kepada iklim dan jenis material tanah yang ada di daerah tersebut. Air yang berada padazona saturated tersebut dikenal sebagai air bawah tanah. Yang menjadi permasalahan pada airbawah tanah adalah berapa jumlah volume air bawah tanah secara pasti/significant. Untuk menjawabpertanyaan tersebut diatas, maka diperlukan suatu kajian yang sangat teliti dan komprehensif,mengingat sifat air yang sangat dinamik. Sebagai gambaran mengenai jumlah air tanah di AmerikaSerikat, dari 48 negara bagian, ternyata jumlahnya 7 kali lipat lebih besar dibandingkan dengankeseluruhan jumlah air permukaan. Volume total air tanah yang ada di Amerika diperkirakan

mencapai lebih kurang 125 000 km3

, dan milyaran gallon air bawah tanah dikonsumsi setiap harinya,



9/39


________________________________________________________________________________

80% diantaranya dipasok untuk kebutuhan pedesaan, 25% untuk kebutuhan perkotaan, 7% untukkebutuhan industri, dan 25% air tanah digunakan untuk irigasi. Air tanah juga sangat penting sebagaipemasok sumberdaya air apabila pasokan air permukaan tidak mencukupi. Sebagai ilustrasi bahwakota Miami di Florida, sangat tergantung kepada air tanah, khususnya air tanah yang berasal dariaquifer dalam (deep aquifer). Permasalahan yang mungkin timbul sebagai akibat penyedotan airtanah yang berlebihan adalah turunnya muka air tanah dan intrusi air laut. Untuk menanggulangi

pengambilan air tanah yang berlebihan dapat dilakukan dengan:

1. Melakukan konservasi air bawah tanah yaitu dengan cara menjaga agar infiltrasi air permukaandan retardasi surface runoff tidak mengganggu.

2. Eksploitasi air bawah tanah tidak melebihi recharge.3. Konservasi air bawah tanah juga harus melibatkan pengendalian tanaman/vegetasi, karena

tanaman/vegetasi dapat menahan surface runoff sehingga memungkinkan air berinfiltrasi kedalam bumi.

4. Dalam kontek Daerah Aliran Sungai (DAS) atau Catchment Area, perlu dijaga agar supayadaerah resapan tidak rusak akibat perubahan tata guna lahan.

4. Banjir

Banjir adalah suatu peristiwa alamiah yang disebabkan oleh meluapnya air ke luar alur sungai karenavolume air yang melebihi kapasitas saluran sungai yang tersedia. Wilayah luapan air sungai disebutsebagai daerah dataran banjir (flood-plain area). Disamping itu banjir juga dapat disebabkan olehakumulasi air hujan di suatu daratan yang berbentuk cekungan dimana lapisan tanahnya bersifatimpermeabel atau lapisan tanahnya jenuh air. Bencana banjir baru akan timbul ketika di daerahtersebut terdapat areal pemukiman sehingga luapan air berdampak pada kerugian dan kerusakanharta benda dan jiwa manusia. Peran dan kontribusi manusia terhadap terjadinya bencana banjirsangatlah besar, hal ini dapat kita lihat dari berbagai kasus bencana banjir yang melanda diberbagaiwilayah dan perkotaan. Sebagai contoh Jakarta sebagai ibukota negara setiap tahun menjadilangganan banjir. Adapun beberapa faktor faktor yang menjadi penyebab banjir di wilayah Jakartaantara lain adalah:

1. Pembangunan dan perluasan pemukiman yang tidak mengikuti peta arahan Rencana TataRuang Wilayah (RTRW),

2. Topografi Jakarta yang berbentuk cekungan sehingga di beberapa wilayah berfungsi sebagaitandon aliran air,

3. Berkurangnya daerah resapan air sebagai dampak dari pembangunan,4.

Meningkatnya surface runoff yang disebabkan perubahan tutupan lahan,5. Tidak berfungsinya sistem drainase secara maksimal akibat banyaknya sampah dan kotoran

lainnya,6. Sistem Pengelolaan Daerah Aliran Sungai yang tidak terintegrasi serta degradasi lingkungan

di wilayah DAS akibat perubahan tataguna lahan dan tutupan lahan.

Usaha untuk mengurangi bencana banjir dapat dilakukan antara lain dengan cara antara lain:

1. Melakukan reboisasi di daerah tangkapan hujan,2. Membuat sumur-sumur resapan air,3.

Mengurangi surface runoff dengan pembuatan drainase yang baik,4. Pembuatan check-dam untuk pengendalian banjir,5. Memodifikasi saluran sungai dan drainase,6. Membersihkan saluran sungai dan pengelolaan DAS secara terintegrasi dan komprehensif.

5. Erosi Tanah

Tanah adalah bahan rombakan yang berasal dari proses pelapukan batuan, dengan demikian mineral-mineral yang dikandung oleh tanah sangat ditentukan oleh batuan asalnya. Suatu tanaman dapat

hidup dengan subur apabila jenis tanahnya mengandung mineral-mineral yang sesuai dengan



10/39


________________________________________________________________________________

kebutuhan tanaman tersebut. Berbagai jenis tanaman dapat tumbuh subur apabila ditanam di tempattempat dimana jenis tanahnya mempunyai kandungan mineral-mineral yang dibutuhkan olehtanaman tersebut.

Permasalahan yang sangat vital pada tanah adalah erosi tanah, terutama bagi para petani. Erositanah dapat menyebabkan tanah yang tadinya sangat subur berubah menjadi tidak subur

dikarenakan mineral-mineral yang dikandung tanah tersebut telah ter-erosi, dimana unsur-unsur harayang di butuhkan oleh tanaman telah hilang. Oleh karena itu permasalahan erosi tanah menjadiperhatian utama bagi para petani, terutama lapisan-lapisan tanah yang berada di tempat tempatyang berlereng dan di tempat tempat yang terbuka tanpa ada vegetasi. Kebanyakan erosi tanahterjadi karena tidak terkendalinya surface runoff. Di tempat-tempat yang lapisan tanahnya tertutupvegetasi umumnya surface runoff dapat dicegah, sedangkan di tempat tempat yang berlereng dantidak ber-vegetasi, erosi tanah sangat tinggi. Sheet erosion, rill erosion, dan gully erosion adalah

jenis-jenis erosi yang perlu dikendalikan agar erosi tanah dapat diminimalkan.

Berikut ini beberapa cara penanggulangan erosi tanah yang harus dilakukan untuk mengurangiproses erosi:

1.

Penyiapan lahan, penanaman, penyiangan, dan panen harus dilakukan mengikuti gariskontur.

2.

Meminimalkan kemiringan lereng. Pada saat penyiapan lahan dan penanaman harusdilaksanakan secara bersamaan untuk mencegah bila hujan datang pada tahapan initanah tidak ter-erosi.

3. Pembuatan terasering, berfungsi untuk mengurangi kecepatan aliran air runoff danmemperlambat erosi tanah.

4. Pembuatan check-dam pada saluran drainase untuk mencegah aliran air runoff yangberasal dari arus turbit.

5. Penanaman pohon dan semak untuk mencegah erosi dan dapat berfungsi sebagai pagaruntuk mencegah erosi tanah.

6. Amblesan

Amblesan tanah adalah penurunan permukaan tanah yang diakibatkan oleh pelarutan batuan yangberada dibawah tanah oleh air yang ada di dalam tanah atau kosongnya rongga pori batuan yangdisebabkan oleh pengambilan air tanah yang berlebihan. Kasus amblesan tanah atau penurunanpermukaan tanah yang disebabkan oleh air tanah dapat kita lihat di wilayah-wilayah dimanapengambilan air tanah yang melebihi pengisisan kembali air (recharge water) ke dalam tanah,sehingga terjadi kekosongan air tanah yang ada di dalam pori batuan dan hal ini dapat berakibatpada penurunan permukaan tanah/ambles. Kota Bangkok dan Jakarta adalah dua contoh kota yangmengalami penurunan permukaan tanah karena eksploitasi air tanah yang berlebihan. Pengambilanair tanah yang berlebihan dapat juga mengakibatkan intrusi air laut kedalam lapisan air tanah. Kasusamblesan dapat juga terjadi sebagai akibat dari pelarutan batugamping oleh air tanah dan umumnyaterjadi di daerah daerah dimana batuan dasarnya tersusun dari batu gamping.

7. Sedimentasi

Sedimentasi adalah proses pengendapan dari material rombakan batuan atau tanah melalui mediaair, angin atau es/gletser. Masalah sedimentasi menjadi perhatian ketika akan membangun suatubendungan atau pelabuhan. Dalam perencanaan pembangunan suatu Bendungan, perhitungan lajusedimentasi akan menentukan umur dari bendungan dan oleh karena itu upaya-upaya pencegahandan memperlambat proses sedimentasi yang terjadi di dalam waduk, harus dilakukan antara laindengan cara:

1). melakukan reboisasi dan konservasi di wilayah Daerah Aliran Sungai (DAS) untuk mengurangierosi dan bahan rombakan yang akan terangkut oleh air sungai ke dalam waduk.

2). melakukan pengerukan secara teratur pada sungai sungai yang bermuara kedalam waduk.



11/39


________________________________________________________________________________

Sedangkan pada perencanaan pembangunan Pelabuhan, masalah sedimentasi menjadi perhatianterutama untuk mencegah terjadinya pendangkalan di sekitar pelabuhan dan hal ini dapat berdampakpada kandasnya kapal-kapal yang akan merapat atau pelabuhan tidak dapat melayani kapal-kapalyang akan bongkar muat. Masalah sedimentasi yang terjadi di pelabuhan erat kaitannya dengansistem perairan pantai dan daratan. Hal ini disebabkan karena sedimen di wilayah pantai dapat

berasal dari proses sedimentasi oleh arus laut atau proses sedimentasi yang oleh air sungai.

8. Kualitas Air

Air dapat diperoleh dengan cara menampung air hujan, mengambil dari mata air, sungai, danau, atauberasal dari dalam tanah yang berupa air tanah dangkal maupun air tanah dalam (artesis).Berdasarkan kegunaannya, air dapat dimanfaatkan untuk berbagai keperluan antara lain untuk irigasi,transportasi, pembangkit energi listrik, pariwisata, dan untuk air minum. Untuk keperluan air minumsudah barang tentu air harus memenuhi standar kualitas kesehatan. Sumberdaya air baru dapatdikatakan layak minum apabila unsur-unsur yang dikandungnya sudah memenuhi standar baku mutuair layak minum yang bebas dari mineral-mineral yang membahayakan bagi kesehatan manusia.Disamping itu hal yang perlu diketahui adalah asal dari sumber air, apakah air tersebut telah tercemar

atau terkontaminasi oleh unsur-unsur logam berat? Sumberdaya air, baik yang berasal dari daratan(sungai, mata air, danau) maupun bawah tanah (air artesis) tidaklah otomatis dapat langsungdikonsumsi tanpa diperiksa terlebih dahulu kandungan unsurnya.

Pencemaran pada air dapat terjadi ketika badan air mengalir melalui pori-pori batuan dibawah tanahmaupun yang mengalir dipermukaan tanah, hal ini disebabkan karena sifat dan karakteristik air yangmudah melarutkan unsur unsur kimia tertentu maupun logam-logam berat lainnya. Mineral-mineralyang terkandung di dalam batuan merupakan faktor dominan sebagai sumber yang memberikanpencemaran pada badan air yang mengalir di daratan. Disamping itu pembuangan limbah ke dalamsungai ataupun tanah yang berasal dari limbah industri dan pertambangan serta limbah pertanian,rumah tangga dan limbah lainnya dapat menyebabkan baku mutu air menjadi turun kualitasnya.Sebagaimana diketahui bahwa sumberdaya air dapat dijumpai di permukaan tanah, seperti sungai,

danau, rawa, udara dan lautan serta yang berada di bawah permukaan tanah, seperti air tanahdangkal (shallow groundwater) dan air tanah dalam (deep groundwater).

Permasalahan dalam kualitas air adalah permasalahan yang berkaitan dalam pemanfaatan air bagikeperluan tertentu. Berikut ini adalah hal hal yang harus dipertimbangkan dalam pemanfaatansumberdaya air, yaitu: 1). Metoda pengambilan sampel air untuk air minum; 2). Air permukaan untukkeperluan air minum; 3). Kualitas air untuk keperluan air minum; 4). Kualitas air untuk keperluansektor perikanan; 5). Air payau; 6). Air pencucian/penggelontoran; 7). Kandungan bahan berbahayadalam air; 8). Air tanah ; 9). Limbah air buangan; 10). Kandungan nitrat yang berasal dari pertanian.

Standar kualitas air merupakan hal yang sangat penting, terutama ditinjau dari kebutuhan danperuntukannya. Standar kualitas air ditentukan berdasarkan kandungan:

1)

Potable water yang meliputi: (a).Parameter organoleptic (warna, kekeruhan, bau dan rasa);(b). Parameter fisika-kimia (temperatur, pH, konduktivitas, Ca, Mg, K, Na); (c). Parameteryang berkaitan dengan bahan yang jumlahnya tidak terduga, seperti nitrat, nitrit, amonium,HCs. phenol, organochlorines, dll.); (d). Parameter kandungan toksin (pestisida, PAH, logam-logam berat); (e). Parameter mikrobiologi (total coliform dan faecal steptococci); (f).Kebutuhan minimal untuk softened water (total hardness dan alkalinitas).

2) Sumber bahan air yang berasal dari air tawar termasuk air tanah

3) Air untuk habitat ikan dan air untuk keperluan pencucian

4) Air buangan yang berasal dari perkotaan dan industri



12/39


________________________________________________________________________________

6.3. Sumberdaya Mineral

Sumberdaya mineral adalah sumberdaya yang diperoleh dari hasil ekstraksi batuan atau pelapukanbatuan (tanah). Berdasarkan jenisnya sumberdaya mineral dapat dikelompokan menjadi 2, yaitu: (1).Sumderdaya mineral logam dan (2). Sumberdaya mineral non-logam. Tembaga, besi, nikel, emas,

perak, timah adalah beberapa contoh dari material yang berasal dari mineral logam, sedangkankuarsa (silika), muskovit (mika), batu pasir, bentonit, lempung adalah beberapa contoh material yangberasal dari mineral non-logam.

Sumberdaya mineral telah dimanfaatkan oleh manusia sejak manusia pertama kali menemukan bahangalian berupa bijih tembaga dan bijih besi. Pemanfaatan bahan galian ini pada awalnya digunakanuntuk keperluan alat rumah tangga atau alat untuk mempertahankan diri dan berburu, sepertipedang, tombak, panah, dsbnya. Kemudian pada zaman revolusi industri, kebutuhan bahan galianmineral semakin meningkat karena manfaat dari berbagai jenis mineral tersebut, misalnya untukkeperluan membuat mesin-mesin industri, alat transportasi, alat komunikasi, dan alat-alat rumahtangga. Untuk memenuhi kebutuhan hidupnya manusia sangat tergantung kepada material-materialyang berasal dari bumi. Permintaan sumberdaya mineral dalam jumlah besar seringkali tidak dapatterpenuhi karena keterbatasan persediaan sumberdaya tersebut.

6.3.1 Penyebaran Endapan Mineral

Keterdapatan sumberdaya mineral di bumi sangat tergantung kepada kondisi geologinya dan tidaksemua negara memiliki sumberdaya mineral yang mereka perlukan. Ganesa / pembentukansumberdaya mineral ditentukan oleh asosiasi batuannya, misalnya nikel akan berasosiasi denganbatuan beku ultrabasa, sedangkan timah berasosiasi dengan batuan beku asam seperti granit.Tembaga dan emas akan berasosiasi dengan batuan beku intermedier seperti andesit dan dioritsedangkan minyakbumi terbentuk dalam batuan sedimenter. Oleh karena kondisi geologi setiapnegara tidak selalu sama, maka keterdapatan dan penyebaran sumberdaya mineral juga tidak meratadi setiap negara.

Sebagaimana diketahui ada negara-negara yang memiliki cadangan sumberdaya minyakbumi yangsangat besar dan ada pula negara-negara yang tidak memilikinya. Jepang adalah salah satu contohnegara yang tidak memiliki/miskin sumberdaya minyak dan gas bumi, namun kebutuhan akansumberdaya tersebut sangat besar, terutama untuk kebutuhan energi listrik dan industri berat danJepang salah satu negara pengimpor terbesar minyak dan gasbumi yang berasal dari negara-negarapenghasil minyak. Untuk mendapatkan sumberdaya mineral maka diperlukan suatu proses yaitu,mulai dari tahap penemuan (eksplorasi), tahap pengambilan (eksploitasi) dan tahap ekstraksi danprosesing (pemisahan mineral-mineral dengan material yang tidak diperlukan). Dalam setiap tahapanpada proses mendapatkan sumberdaya mineral akan berdampak pada pencemaran lingkungan.

6.3.2 Kebutuhan Sumberdaya Mineral

Kebutuhan sumberdaya mineral di dunia dapat dikatakan sebanding dengan peningkatan populasimanusia di muka bumi serta ditunjang oleh perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi.Berdasarkan hasil studi yang dilakukan oleh para ahli menunjukan bahwa proyeksi permintaan duniaterhadap mineral-mineral logam yang biasa dipakai oleh manusia diperkirakan meningkat 4 (empat)kali lipat hingga tahun 2000. Adapun faktor-faktor yang menyebabkan meningkatnya permintaanmineral logam di dunia adalah:

1. Peningkatannya jumlah populasi manusia di dunia2.

Meningkatnya standar hidup manusia di negara berkembang.3. Meningkatnya status negara (misalnya negara berkembang menjadi negara maju).

Salah satu contoh negara yang kebutuhan sumberdaya mineralnya meningkat sangat tajam adalah

negara Amerika Serikat. Sebagai gambaran di Amerika, jumlah konsumsi mineral logam seperti bijih



13/39


________________________________________________________________________________

besi, alumunium, tembaga, pasir dan kerikil pada tahun 1974 naik sangat tajam dibandingkan denganjumlah total konsumsi sumberdaya mineral sejak tahun 1776 (Tabel 6.2).

Tabel 6.2 Prediksi kebutuhan sumberdaya mineral di Amerikamasa lalu, masa kini, dan masa mendatang

Sumberdaya MineralKonsumsi antara

Jan. 1974 - Mei 1974di Amerika

Total konsumsisejak 1776 di

USA

Prediksi kebutuhanSDA. Mineral

Di masa depan

Bijih besi (Ton) 48 juta ton 6 milyar ton 6 milyar ton

Alumunium (Ton) 5,25 juta ton 290 juta 698 juta ton

Bijih Tembaga (Ton) 638 ribu ton 72 juta ton 86 juta ton

Pasir dan kerikil (Ton) 313,5 juta 30 milyar 42 milyar ton

Energi (Eqi.barrel oil) 4,5 milyar barrell 400 milyar barrell 585 milyar barrell

Sumberdaya Air 44,3 triliun galon 4700 triliun barrell 4900 triliun galon

Meningkatnya kebutuhan sumberdaya mineral di dunia telah memacu kegiatan eksplorasi daneksploitasi sumberdaya mineral serta untuk mendapatkan lokasi-lokasi sumberdaya mineral yangbaru. Konsekuensi dari meningkatnya eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya mineral harus diikutidengan usaha-usaha dalam pencegahan terhadap dampak yang ditimbulkan sebagai akibat darieksplorasi dan eksploitasi sumberdaya mineral tersebut. Permasalahan yang sering muncul darikegiatan eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya mineral adalah penurunan kualitas lingkungan,seperti pencemaran pada tanah, udara, dan hidrologi air. serta terganggunya ekosistem. Di Indonesiadapat kita jumpai beberapa contoh lokasi tambang yang telah mengalami penurunan kualitaslingkungan, antara lain tambang timah di pulau Bangka, tambang batubara di Kalimantan Timur dantambang tembaga di Papua.

6.3.3 Peran Industri Pertambangan

Industri pertambangan adalah suatu industri dimana bahan galian mineral diproses dan dipisahkandari material pengikut yang tidak diperlukan. Dalam industri mineral, proses untuk mendapatkanmineral-mineral yang ekonomis biasanya menggunakan metoda ekstraksi, yaitu proses pemisahanmineral-mineral dari batuan terhadap mineral pengikut yang tidak diperlukan. Mineral-mineral yangtidak diperlukan akan menjadi limbah industri pertambangan dan mempunyai kontribusi yang cukupsignifikan pada pencemaran dan degradasi lingkungan. Industri pertambangan sebagai industri huluyang menghasilkan sumberdaya mineral dan merupakan sumber bahan baku bagi industri hilir yangdiperlukan oleh umat manusia di dunia.

Sebagaimana kita ketahui bahwa di bidang pertanian, para petani sangat membutuhkan pupuk bagitanamannya dan pupuk yang dibutuhkan oleh para petani tersebut berasal dari hasil industri pupuk(fertilizer) yang bahan bakunya berasal dari mineral-mineral yang ditambang. Bahan bakar minyakdan gas bumi digunakan sebagai bahan bakar kendaraan untuk alat transportasi serta bahan bakarenergi yang dipakai untuk menggerakkan mesin-mesin industri maupun penerangan berasal dariindustri pertambangan. Kendaraan transportasi seperti pesawat terbang, kapal, kereta api dan mobilserta mesin industri memerlukan material baja, besi, alumunium, tembaga, nikel dll. sebagai bahanbaku. Berdasarkan hal tersebut diatas, maka keberadaan industri pertambangan pada hakekatnyaadalah untuk memenuhi kebutuhan manusia dan kebutuhan ini akan semakin meningkat seiringdengan meningkatnya jumlah populasi manusia dan meningkatnya kesejahteraan suatu negara sertaperkembangan suatu negara dari negara agraris menjadi negara industri.



14/39


________________________________________________________________________________

Proses dalam menghasilkan produk sumberdaya mineral mempunyai kontribusi yang besar terhadappencemaran lingkungan dan hal ini telah dikritisi oleh para pemerhati lingkungan. Di satu sisi untukmenutup suatu tambang atau industri pertambangan yang menghasilkan mineral-mineral yangdibutuhkan oleh manusia adalah sesuatu hal yang tidak bijaksana. Disisi lain, dampak yangditimbulkan akibat pertumbuhan industri pertambangan harus disikapi dengan cara mencegah agarsupaya dampak yang ditimbulkannya dapat diminimalkan.

6.3.4 Dampak Lingkungan Pada Pertambangan

Pengelolaan sumberdaya mineral dalam rangka memenuhi kebutuhan hidup manusia tidak harusmenimbulkan dampak lingkungan baik yang berupa pencemaran dan degradasi lingkungan dimanasumberdaya tersebut dimanfaatkan. Degradasi lingkungan yang diakibatkan oleh eksploitasisumberdaya mineral, khususnya limbah padat yang berasal dari hasil penambangan danpemprosesan mineral telah mengakibatkan berbagai dampak lingkungan, seperti ekosistem menjaditerganggu, pencemaran udara, tanah, dan air oleh mineral-mineral yangn berbahaya bagi kehidupanmanusia maupun flora dan fauna.

Lubang-lubang bekas penambangan serta pembukaan lapisan tanah yang subur pada saat

penambangan dapat mengakibatkan daerah yang semula subur menjadi daerah yang tandus danakan memerlukan waktu yang sangat lama untuk kembali kedalam kondisi semula. Polusi dandegradasi lingkungan akan terjadi pada semua tahap dalam aktivitas pertambangan, mulai dari tahapeksplorasi, tahap eksploitasi hingga tahap prosesing mineral serta semua aktivitas yang menyertainyadalam seluruh tahap tersebut, seperti penggunaan peralatan survei, bahan peledak, alat-alat berat,limbah mineral padat yang tidak dibutuhkan.

1. Tahap Eksplorasi

Biasanya pada tahap eksplorasi, penyelidikan diawali dengan pemetaan geologi permukaan dan atausurvei geofisika, kemudian dilanjutkan dengan survei geokimia dengan metoda stream sedimentsampling, soil sampling, rock sampling yang kemudian dilanjutkan dengan pemboran (drilling),

pembuatan paritan (trenching), dan peledakan (blasting).

Dampak lingkungan yang ditimbukan pada tahap ini biasanya tidak begitu signifikan. Masuknyaperalatan survei dan alat pemboran ke lokasi penyelidikan di daerah yang di eksplorasi hanya sedikitmenimbulkan degradasi lingkungan seperti bekas-bekas lubang pemboran, pengupasan lapisan tanahdalam pembuatan paritan uji atau sumuran uji.

2. Tahap Eksploitasi (Penambangan)

Pada tahap ini yang terpenting dan perlu diperhatikan adalah tahap mobilisasi ketika alat-alat beratmulai masuk ke lokasi tambang dan tahap penambangan itu sendiri, yaitu ketika sejumlah besarmaterial (limbah material padat), baik yang berasal dari batuan maupun pengupasan lapisan tanah

untuk mendapatkan bahan galian yang diinginkan; dimana limbah material padat ini harusdipindahkan ke lokasi-lokasi diluar lokasi tambang.

Pengelolaan limbah padat yang berasal dari tahap eksploitasi/penambangan harus dikelola secarahati-hati sehingga dikemudian hari tidak menimbulkan dampak lingkungan yang berupa pencemaran,degradasi lingkungan dan polusi. Pada dasarnya untuk mendapatkan izin eksploitasi bahan galiantambang, biasanya didahului dengan studi kelayakan tambang termasuk didalamnya studi analisamengenai dampak lingkungan (studi amdal). Rekomnedasi dari studi amdal antara lain termasukdalam penanganan dan penanggulangan limbah, apakah itu limbah padat, cair maupun polusi udara.



15/39


________________________________________________________________________________

Tahap Eksplorasi Tahap Mobilitasi

Tahap Eksploitasi (Penambangan) Tahap Produksi

Gambar 6.4 Tahap eksplorasi, mobilisasi, eksploitasi (penambangan), dan produksi

3. Tahap Produksi (Pemprosesan Mineral)

Pembuangan limbah yang berasal dari pemrosesan mineral-mineral merupakan permasalahan yangsangat unik dan komplek. Pemrosesan mineral dapat terdiri dari pencucian untuk memisahkanlempung dan pasir, proses penggerusan, penggilingan dan pemisahan material-material yang tidakekonomis (limbah padat) lebih besar dibandingkan dengan material-material yang mempunyai nilaiekonomis, yaitu perbandingannya berkisar antara 10 : 90 atau bahkan mencapai 0,5 : 99,5, sehinggapada tahap ini volume limbah dari material yang tidak terpakai menjadi suatu masalah tersendiri.

Dampak lingkungan yang sering kita jumpai pada tahap ini adalah mereka membuang limbah padat

kedalam sungai yang kemudian dibawa oleh arus sungai dan akhirnya akan diendapkan di daerahdaerah yang lebih rendah seperti dataran banjir. Contoh nyata adalah tambang tembaga Freeport diPapua yang membuang limbahnya di daerah hulu sungai (upstream) dan pencemaran lingkunganterjadi didaerah muara (downstream). Dampak lain yang mungkin timbul dalam tahap ini adalahdegradasi lingkungan akibat suara dan getaran yang berasal dari peledakan dinamit di daerahpenambangan serta debu yang berasal dari lalu lintas alat-alat berat.

Disamping hal tersebut diatas, problem yang cukup serius adalah bekas-bekas saluran pembuangan(drainase) yang ditinggalkan di wilayah pertambangan, dimana air yang bersifat sangat asam danmengandung unsur besi. Air yang berasal dari pertambangan seringkali mengandung tembaga (Cu)atau seng (Zn), dan apabila air tersebut masuk kedalam sungai, maka unsur Zn tidak baik bagikehidupan ikan.



16/39


________________________________________________________________________________

Dalam teknik penambangan terdapat 3 (tiga) dampak lingkungan yang sangat khas, yaituHidraulicking, Dredging, dan Strip Mining.

1. Hidraulicking adalah sistem penambangan yang dilakukan dengan caramenyemprotkan air terhadap material yang akan ditambang. Pada sistem ini mineral-mineral berat yang ditambang seperti emas akan tertinggal ditempatnya sedangkan

material lempung dan pasir akan terbawa oleh air dan akan diendapkan di daerah yangrendah seperti di lembah-lembah sungai atau di daerah dataran banjir di sepanjangsungai. Adapun dampak yang dapat terjadi pada sistem penambangan ini adalahendapan-endapan material yang diendapkan oleh sungai akan menimbun daerah sepertidaerah pertanian ataupun daerah pemukiman.

2. Dredgingadalah sistem penambangan yang dilakukan dengan cara menggunakan mesinkeruk. Umumnya dilakukan disepanjang sungai dan pantai, untuk mendapatkan bahanbaku pasir dan kerikil sebagai bahan bangunan. Dampak dari sistem penambangan modelini umumnya adalah terjadinya kolam kolam air yang ada disepanjang sungai akibatpengerukan oleh mesin keruk. Degradasi lingkungan yang mungkin terjadi pada sistempenambangan dengan metoda ini adalah terganggunya sistem hidrologi air tanah.

3. Strip Mining adalah sistem penambangan yang dilakukan dengan cara mengupaslapisan tanah dan batuan yang menutupi lapisan batuan yang akan di tambang, sepertilapisan batubara. Adapun dampak dari sistem penambangan seperti ini adalah materialtanah yang tidak terpakai hasil pengupasan sebagai limbah padat. Disamping itu lahanbekas penambangan mengalami degradasi, karena untuk dapat ditanami kembali akanmemakan waktu yang lama, karena lapisan tanah yang subur sudah terkupas dandampak lainnya adalah terganggunya sistem hidrologi tanah.

Hidraulicking Dredging

Strip Mining pada Tambang Batubara Strip Mining pada Tambang Emas



17/39


________________________________________________________________________________

6.4. Sumberdaya Energi

6.4.1 Jenis Sumberdaya Energi

Sumberdaya energi adalah sumberdaya geologi yang dimanfaatkan sebagai penghasil energi.

Sebagaimana kita ketahui bahwa beberapa jenis sumberdaya geologi yang terdapat di alam, baiksecara langsung maupun tidak langsung yaitu dengan memanfaatkan ilmu dan teknologi dapatdirubah dan dikonversikan menjadi energi. Adapun sumberdaya energi yang kita kenal adalah :

1 Sumberdaya Energi Mineral Radiokatif2 Sumberdaya Energi Minyak dan Gas Bumi3 Sumberdaya Energi Batubara4 Sumberdaya Energi Panasbumi (Geothermal)5 Sumberdaya Energi Tenaga Air (Hidro-elektrik)6 Sumberdaya Energi Tenaga Angin7 Sumberdaya Energi Tenaga Surya

Berikut adalah sumberdaya geologi yang dimanfaatkan sebagai peghasil energi dalam berbagaisektor, baik untuk energi listrik, industri, transportasi, rumah tinggal, dan lain-lain, yaitu (Tabel 6.3):

Tabel 6.3 Jenis Sumberdaya dan Kegunaan

No. Jenis Sumberdaya Penggunaan

1. Energi Mineral Radiokatif Energi Listrik

2. Energi Minyakbumi dan Gas Bumi

Energi Listrik, Rumah Tinggal, Komersial, Industri, Transportasi,

Export/ Import

3. Energi Batubara

Energi Listrik, Rumah Tinggal, Komersial, Industri, Transportasi,

Export/ Import

4. Energi Panasbumi (Geothermal) Energi Listrik, Rumah Tinggal dan Komersial

5. Energi Air (Hidro-elektrik) Energi Listrik

6. Energi Angin Energi Listrik7. Energi Surya Energi Listrik, Rumah Tinggal, Komersial

6.4.1.1 Sumberdaya Energi Mineral Radioaktif

Sumberdaya mineral radioaktif adalah semua sumberdaya yang berasal dari mineral-mineralradioaktif, sedangkan mineral radioaktif adalah mineral yang terkandung di dalam bebatuan dandapat dimanfaatkan sebagai pembangkit energi listrik tenaga nuklir. Nuklir itu sendiri merupakanistilah yang berhubungan dengan inti atom yang tersusun atas dua buah partikel fundamental, yaituproton dan neutron. Di dalam inti atom terdapat tiga buah interaksi fundamental yang berperanpenting, yaitu gaya nuklir kuat dan gaya elektromagnetik serta pada jangka waktu yang panjangterdapat gaya nuklir lemah. Gaya nuklir kuat merupakan interaksi antara partikel quark dan gluon

yang dibahas dalam teori quantum chromodynamics (QCD) sedangkan gaya nuklir lemah adalahinteraksi yang terjadi dalam skala inti atom seperti peluruhan beta yang dibahas dalam elecroweaktheory.

Energi nuklir dihasilkan di dalam inti atom melalui dua buah jenis reaksi nuklir, yaitu reaksi fusi danreaksi fisi. Reaksi fusi adalah suatu reaksi yang menggabungkan beberapa partikel atom menjadisebuah partikel atom yang lebih berat. Reaksi fusi dapat menghasilkan energi yang sangat besarseperti yang terjadi pada bintang. Salah satu contoh reaksi fusi adalah penggabungan partikeldeuterium (D atau 2H) dan tritium (T atau 3H) (Gambar 6.5a). Proses reaksi fusi adalah sebagaiberikut: pertama, deuterium dan tritium dipercepat dengan arah yang saling mendekati pada suhutermonuklir. Penggabungan antara dua buah partikel tersebut membentuk helium-5 (5He) yang tidakstabil sehingga mengakibatkan peluruhan. Dalam proses peluruhan ini, sebuah neutron dan partikel

helium-4 (

4

He) terhambur disertai dengan energi yang sangat besar, yaitu 14,1 MeV untuk



18/39


________________________________________________________________________________

penghamburan neutron dan 3,5 MeV untuk penghamburan helium-4. Sampai saat ini, reaksi fusibelum dapat dirancang oleh manusia karena membutuhkan suhu yang sangat tinggi. Hal inimenyebabkan pemanfaatan reaksi fusi sebagai sumber energi listrik belum dapat direalisasikan.

Reaksi nuklir lain yang sudah dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik adalah reaksi fisi.Reaksi fisi merupakan kebalikan dari reaksi fusi, yaitu reaksi yang membelah suatu partikel atomikmenjadi menjadi beberapa partikel atomik lainnya dan sejumlah energi. Salah satu contoh dari reaksifisi adalah reaksi fisi pada partikel uranium-235 (235U) yang ditumbuk oleh sebuah neutron yangbergerak pelan (Gambar 6.5b). Proses penyerapan neutron oleh uranium-235 mengakibatkanterbentuknya partikel uranium-236 (236U) yang tidak stabil sehingga terbelah menjadi partikelkrypton-92 (92Kr), barium-141 (141Br), dan beberapa neutron bebas serta sejumlah energi. Reaksi fisidapat berlangsung secara terus menerus yang biasa disebut dengan reaksi rantai. Dalam reaksirantai, neutron yang telah terhambur dari reaksi fisi dapat mengakibatkan terjadinya reaksi fisi lainsama baiknya dengan reaksi fisi sebelumnya. Energi yang dihasilkan dari reaksi ini dapat dikonversimenjadi energi listrik pada sebuah pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN).

Gambar 6.5 (a) Reaksi Fusi dan (b) Reaksi Fisi

Tiga hal menarik yang terjadi pada proses reaksi fisi adalah sebagai berikut:

1. Peluang sebuah atom U-235 menangkap sebuah neutron bernilai sangat tinggi. Dalamsebuah reaktor yang bekerja (dikenal dengan keadaan kritis), sebuah neutron yangterhambur dari setiap reaksi fisi dapat menyebabkan terjadinya reaksi fisi yang lainnya.

2. Proses penyerapan dan penghamburan neutron terjadi dengan sangat cepat pada ordepikosekon (110-12sekon)

3. Jumlah energi yang dihasilkan berupa panas dan radiasi gamma luar biasa besar padasebuah reaksi fisi yang terjadi. Dalam reaksi ini terbentuk beberapa produk fisi dan neutrondengan massa total yang lebih ringan dari partikel U-235 pada awal reaksi. Perbedaan massaini diubah menjadi energi dengan nilai yang dirumuskan dalam E = mc2. Dalam satu kalipeluruhan atom U-235 bisa dihasilkan energi sebesar 200 MeV (1 eV = 1,6.10-19joule). U-235dapat bekerja dalam sebuah sampel uranium yang diperkaya menjadi 2 sampai 3 persen.

Pada senjata nuklir, komposisi U-235 mencapai 90 persen atau lebih dari sebuah sampeluranium.

1. Pembangkit Listrik Tenaga Nuklir

Pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN) menyediakan sekitar 17 persen dari total tenaga listrik dunia.Beberapa negara membutuhkan tenaga nuklir yang lebih besa dari negara lain. Di Perancis, menurutInternational Atomic Energy Agency(IAEA), 75 persen tenaga listriknya dihasilkan oleh reaktor nuklir.Jumlah pembangkit tenaga listrik di dunia diperkirakan lebih dari 400 buah dengan 100 buahdiantaranya berada di Amerika Serikat.

Pada PLTN, bahan bakar sebuah reaktor nuklir berupa uranium. Uranium merupakan salah satu hasil

tambang yang terdapat di bumi. Uranium-238 (U-238) mempunyai waktu paruh yang sangat lama

http://www.howstuffworks.com/framed.htm?parent=nuclear-power.htm&url=http://www.iaea.org/http://www.howstuffworks.com/framed.htm?parent=nuclear-power.htm&url=http://www.iaea.org/http://mutohar.files.wordpress.com/2007/09/reaksi-nuklir.png


19/39


________________________________________________________________________________

(4,5 milyar tahun) dengan komposisi 99 persen dari total uranium yang ada di bumi. Komposisilainnya, U-235 mempunyai sekitar 0,7 persen dan U-234 jauh lebih rendah yang dibentuk melaluiproses peluruhan U-238 (U-238 melalui beberapa tahap peluruhan alpha dan beta untuk membentukisotop yang lebih stabil dan U-234 adalah salah satu hasil dari mata rantai dari peluruhan ini).

Dalam sebuah reaktor nuklir (Gambar 6.6), butiran uranium yang sudah diperkaya disusun dalamsebuah balok dan dikumpulkan ke dalam bundelan (reactor). Bundelan tersebut direndam dalam airpada sebuah bejana tekan. Air tersebut digunakan sebagai sebuah pendingin. Bundelan uraniumyang digunakan pada reaktor nuklir berada dalam keadaan superkritis. Hal ini dapat menyebabkanuranium menjadi panas dan meleleh dengan mudah. Untuk mencegahnya, sebuah balok kontrol(control rods) dibuat dengan bahan yang menyerap neutron. Balok kontrol dimasukkan kedalambundelan uranium dengan menggunakan sebuah mekaninisme yang dapat mengangkat ataumenurunkan balok kontrol tersebut. Pengangkatan dan penurunan balok kontrol menerima perintahseorang operator untuk mengatur jumlah reaksi nuklir. Ketika seorang operator menginginkan intiuranium untuk menghasilkan panas yang lebih, balok kontrol dinaikkan dari bundelan uranium.Sebaliknya, jika ingin panas berkurang maka balok kontrol harus diturunkan. Balok kontrol dapatditurunkan hingga komplit untuk menghentikan reaktor nuklir jika terjadi kasus kecelakaan ataupenggantian bahan bakar.

Gambar 6.6 Bagan Proses Pada Suatu Reaktor Nuklir

Bundelan uranium digunakan sebagai sumber energi panas yang sangat tinggi. Panas ini dapatmengubah air menjadi uap air. Uap air ini digunakan untuk menggerakkan sebuah turbin uap yangmemutar rotor pada generator. Berdasarkan hukum Faraday putaran rotor dikonversi menjadi tenaga

listrik. Dalam beberapa reaktor, uap air akan melalui tahap kedua sebagai pengubah panas mediumuntuk mengubah air menjadi uap air yang menggerakkan turbin. Keuntungan dari desain ini adalahair atau uap air yang tercemar bahan radioaktif tidak akan mengenai turbin. Dalam reaktor nukliryang sama, fluida pendingin dalam kontak dengan inti reaktor dapat berupa gas (karbon dioksida)atau logam cair (sodium, potasium). Tipe reaktor ini menerima inti uranium untuk beroperasi padasuhu yang lebih tinggi. Ketidakberuntungan dalam PLTN dapat membuat masalah yang besardiantaranya:

1. Penambangan dan pemurnian uranium, berdasarkan sejarah, tidak mempunyai prosesyang cukup bersih.

2. Penggunaan PLTN yang tidak tepat dapat menimbulkan masalah yang besar. TragediChernobyl dapat digunakan sebagai contoh yang tepat. Chernobyl didesain dengan

seadanya dan dioperasikan dengan tidak tepat sehingga mengakibtakan skenario kasus



20/39


________________________________________________________________________________

yang paling buruk. Beberapa ton debu radioaktif terhambur ke atmosfer dalam tragediini.

3. Limbah PLTN merupakan racun yang dapat bertahan dalam ratusan tahun dan hal initidak aman jika tidak digunakan fasilitas penyimpanan yang permanent untuk ini.

4. Transportasi bahan bakar nuklir dari dan ke PLTN mempunyai beberapa resiko tetapiselama ini track recorddi Amerika Serikat menunjukkan hasil yang sangat baik.

Gambar 6.7 Salah satu pusat pembangkit listrik tenaga nuklir (PLTN)

Perkembangan energi nuklir hingga tiga dekade mendatang akan sangat dipengaruhi olehketersediaan uranium alam serta besar kecilnya pertumbuhan kapasitas reaktor-reaktor baru di dunia.Dengan teknologi once-through fuel cycleyang digunakaan reaktor-reaktor nuklir yang ada saat ini,bahan bakar yang berupa uranium hanya dimanfaatkan sekali pakai. Konsumsi uranium yang besartanpa disertai dengan penemuan deposit-deposit uranium baru akan berakibat pada kelangkaansuplai. Pertanyaan utama saat ini adalah kapan kelangkaan suplai tersebut akan terjadi dan apapengaruhnya terhadap masa depan energi nuklir.

2. Produksi Uranium Dunia

Menurut data World Nuclear Assosiation, tahun 2006, sumber daya uranium dunia yang secaraekonomis dapat dimanafaatkan sebesar 4,7 juta ton. Dengan tingkat konsumsi uranium dunia saat inisebesar 64 kilo ton per tahun, cadangan tersebut bisa bertahan hingga 75 tahun. Namun jika porsinuklir dalam penyediaan energi listrik dunia dipertahanakan konstan yaitu sekitar 16%, denganpertumbuhan energi listrik dunia sebesar 2,7% per tahun (World Energy Outlook, 2006), makadiperkirakan umur cadangan uranium hanya akan bertahan hingga 40 tahun. Hingga saat ini, sudahsebelas negara yang telah kehabisan cadangan uranium. Salah satu negara tersebut adalah Jermanyang tercatat sebagai empat besar di dunia dalam jumlah akumulatif produksi uranium sejak perangdunia kedua.

Saat ini produksi uranium hanya mampu memenuhi 63 persen permintaan dunia. Kekurangan suplaidipenuhi dari cadangan stok yang sebagian besar berasal dari kelebihan produksi sebelum tahun1980 dan dipakai dalam senjata nuklir pada saat itu. Tidak ada angka pasti mengenai jumlah stoktersebut, namun pada tahun 2005 diperkirakan berjumlah sekitar 210 kilo ton (Energy Watch Group,2007). Ketimpangan antara suplai dan kebutuhan ini menjadi salah satu faktor kenaikan hargauranium sejak 2001. Bahkan dalam setahun terakhir, harga uranium telah melonjak hampir tiga kalilipat (lihat grafik di bawah). Gejolak harga tersebut mematahkan anggapan selama ini bahwa hargauranium sangat stabil sehingga dapat diprediksi secara pasti. Apakah ini pertanda dimulainya krisisuranium? Kalangan industri nuklir membantah dugaan ini. Mereka melihat bahwa lonjakan hargauranium justru akan mendorong eksplorasi yang lebih intensif untuk mendapatkan cadangan-

cadangan baru yang selama ini dipandang belum ekonomis.



21/39


________________________________________________________________________________

Gambar 6.8 Trend kebutuhan dan cadangan (kiri) dan trend harga uranium dunia (kanan)

Yang menjadi persoalan adalah data pertambangan uranium selama ini tidak sepenuhnya bisadiandalkan. Ada kecenderungan perkiraan cadangan uranium meningkat pada saat produksi sedangmenanjak. Dan sebaliknya, perkiraan cadangan mengalami penurunan (downgrade) yang tajamketika produksi sudah mencapai puncak (Energy Watch Group, 2007). Di Perancis misalnya,cadangan uranium pada tahun 1985 diperkirakan sebesar 82 kilo ton. Ketika itu produksi uraniumPerancis sedang mengalami peningkatan. Namun kenyataannya, telah habis dieksplotasi hinggatahun 2002, hanya mampu memproduksi 26 kilo ton. Kasus serupa juga terjadi di industripertambangan uranium Amerika Serikat.

3. Pengaruh Terhadap Biaya Pembangkitan

Terlepas dari spekulasi cadangan uranium, gejolak harga tersebut jelas berpengaruh terhadap tingkatpersaingan PLTN. Berdasarkan laporan The Future of Nuclear Power yang dirilis oleh MIT pada tahun2003, biaya pembangkitan listrik PLTN baru diperkirakan sekitar 5,5 sen Dollar AS per kWh denganmengunakan asumsi harga uranium 12 Dollar AS per pound (MIT, 2003). Komponen biaya uraniumsetara dengan 2,2 persen dari biaya pembangkitan listrik saat itu. Harga uranium saat ini yangmencapai 113 Dollar AS per pound diperkirakan menyebabkan pelonjakan biaya pembangkitan lebihdari 20 persen. Padahal sebelum terjadi gejolak harga uranium saja, biaya pembangkitan PLTN sudahlebih mahal dari alternatif lain seperti PLTU dan PLTGU (MIT, 2003; Univ. of Chicago, 2004).

4. Neraca Energi Uranium

Diakui bahwa dari tinjauan aspek teknologi dan ekonomi, tingginya harga uranium membuka peluangpenemuan deposit-deposit baru dengan kadar bijih yang lebih rendah (low grade ore). Namun selainkedua faktor tersebut, faktor neraca energi juga perlu dipertimbangkan untuk menentukan kelayakanproduksi uranium. Storm van Leeuwen dan Smith dalam laporan yang berjudul Nuclear Power TheEnergy Balance yang diterbitkan tahun 2005 menyebutkan bahwa semakin rendah kadar bijihuranium maka energi yang dibutuhkan untuk mengekstraknya akan meningkat secara eksponensial.

Nilai kritis kadar bijih uranium adalah 0,02 persen. Jika kurang dari itu, sumber daya uraniumdianggap tidak layak untuk dieksploitasi karena memiliki neraca energi negatif. Artinya energi yangdibutuhkan untuk mengestrak uranium lebih besar dari energi yang dihasilkan (lihat gambar dibawah). Perlu diketahui bahwa cadangan uranium yang tercatat saat ini sudah termasuk deposit bijihuranium dengan kadar rendah, dengan lokasi yang dalam, transportasi yang jauh dan tingkatkesulitan penambangan yang tinggi. Ini artinya temuan cadangan-cadangan uranium yang baru tidakakan berpengaruh signifikan terhadap umur cadangan uranium dunia.



22/39


________________________________________________________________________________

Pada tambang uranium dampak lingkungan yang sangat rawan adalah Gas Radon sebagai hasilikutan yang berasal dari bijih uranium sebagai hasil disintegrasi mineral radioaktif. Udara serta bahantambang lainnya yang tertinggal di daerah tambang dapat terhirup oleh para penambang, akan tetapigas radon lebih berbahaya dari pencemaran yang ada. Pemisahan bijih Uranium dari materialpengikutnyanya juga memungkinkan melepaskan radiasi ke udara dan air yang digunakan dalampemrosesan bijih Uranium.

Permasalahan dan dampak lingkungan terhadap penggunaan energi radioaktif harus dilakukan secarahati-hati dan penanganan yang sangat ketat, mengingat kebocoran suatu reaktor nuklir dapatmengakibatkan bencana yang menakutkan. Oleh karena itu pembangunan suatu reaktor nuklir disuatu lokasi harus memperhatikan kondisi lingkungan yang ada disekitarnya. Apakah lokasinyaaman?, Apakah terletak di tempat yang padat penduduknya? dsb. Pada tambang uranium dampaklingkungan yang sangat rawan adalah Gas Radon sebagai hasil ikutan yang berasal dari bijih uraniumsebagai hasil disintegrasi mineral radioaktif. Udara serta bahan tambang lainnya yang tertinggal didaerah tambang dapat terhirup oleh para penambang, akan tetapi gas Radon lebih berbahaya daripencemaran yang ada. Pemisahan bijih Uranium dari material pengikutnyanya juga memungkinkanmelepaskan radiasi ke udara dan air yang digunakan dalam pemrosesan bijih Uranium.

6.4.1.2. Sumerdaya Energi Minyak dan Gas Bumi

Minyak dan gas bumi adalah sumberdaya mineral yang berasal dari hidrokarbon yang dimanfaatkansebagai energi. Minyak dan gas bumi pada hakekatnya berasal dari material organik yangterperangkap dan terendapkan bersama-sama dengan material batuan sedimen yang kemudiandengan perjalanan waktu geologi, material organik ini akan mengalami perubahan menjadi minyakdan gas bumi (hidrokarbon) oleh perubahan gradient geothermal. Energi yang berasal dari minyakdan gas bumi adalah energi yang paling banyak dipakai oleh umat manusia di bumi saat ini. Hal inidisebabkan karena minyak dan gas bumi selain berbentuk cair dan gas juga mudah dialirkan dandikemas untuk dikirim ke berbagai lokasi. Permasalahan yang dapat ditimbulkan dalam penggunaanminyak dan gasbumi adalah polusi udara, yaitu gas karbon monoksida dan timah hitam (Pb) yangditimbulkan oleh hasil pembakaran minyak dan gas bumi.

Gambar 6.9 Tambang minyak dan gas bumi lepas pantai (kiri) dan pembangkitenergi listrik dengan BBM (kanan)

6.4.1.3. Sumberdaya Energi Batubara

Sebagaimana halnya dengan minyak dan gasbumi, batubara adalah mineral yang dapat dipergunakansebagai penghasil energi. Genesa pembentukkannya hampir sama dengan minyak dan gasbumi, akantetapi berbeda dalam hal material bahan baku batubara. Komposisi kimia batubara sama dengankomposisi minyakbumi, yaitu terdiri dari hidrokarbon, yaitu unsur Carbon, Hidrogen dan Oksigen.Energi yang berasal dari batubara banyak digunakan, baik dalam sektor industri berat, yaitu



23/39


________________________________________________________________________________

peleburan bijih besi (baja), sektor rumah tangga (sebagai pemanas ruangan), dan untuk pembangkitenergi listrik.

Gambar 6.10 Tambang Batubara (kiri) dan PembangkitListrik Tenaga Batubara (kanan)

Teknologi pembangkit listrik tenaga batubara (PLTB) bekerja menggunakan batubara sebagai bahanbakar yang dimasukan kedalam tungku pembakaran. Kedalam tungku ini dialirkan juga oksigen. Hasilpembakaran yang berupa bahan baku syngas kemudian dialirkan kedalam tempat pemisah dimanaunsur Merkuri, Belerang (Sulfur) dan CO2 dipisahkan. Bahan baku syngas yang telah dimurnikaninilah yang dialirkan ke dalam turbin gas yang berfungsi untuk menggerakan generator yangmenghasilkan energi listrik.

Gambar 6.11 Teknologi Pembangkit Listrik Tenaga Batubara

Permasalahan lingkungan dari pemanfaatan sumberdaya batubara terjadi pada setiap tahapan, mulaidari tahap eksplorasi, tahap eksploitasi hingga tahap penggunaannya. Dampak lingkungan yangterjadi pada tahap eksplorasi adalah ketika penggunaan alat-alat berat yang digunakan untukmengupas lapisan tanah yang berakibat pada rusaknya struktur tanah dan sistem hidrologi air tanahdan pada tahap pemanfaatan batubara sebagai pembangkit energi listrik berupa pencemaran udaradari kandungan belerang yang dilepaskan oleh hasil pembakaran batubara pada pembangkit listrik,selain itu juga debu batubara (partikel-partikel halus) hasil pembakaran yang masuk ke udara.



24/39


________________________________________________________________________________

6.4.1.4. Sumberdaya Energi Panasbumi

Energi panasbumi pada dasarnya adalah energi panas yang berasal dari uap air atau dari suatusistem hidrotermal. Energi panasbumi berasal dari panas yang ada di dalam bumi. Sebagaimanadiketahui bahwa nilai rata-rata emisi termal/panasbumi sangat rendah sehingga secara praktis tidakbernilai. Gradient geothermal (panasbumi) akan meningkat seiring dengan kedalaman bumi dan rata-

rata naik sebesar 10Celcius per 55 meter. Hanya di kawasan gunungapi umumnya memiliki aliranpanas yang tidak normal dan beberapa dapat digunakan sebagai sumber energi.

1. Pemanfaatan Langsung Panas Bumi (Direct Use)

Pemanfaatan sumberdaya panas bumi di dunia pertanian dan peternakan telah terbukti membawadampak positif. Dengan memanfaatkan panas untuk menstabilkan temperatur bagi pertumbuhan danbobot berat dari tanaman atau hewan yang akan diproduksikan. Pemanfaatan tersebut bisadiaplikasikan pada temperatur ruangan, sirkulasi udara, menjaga kelembaban tanah dan udara sertauntuk sterilisasi tanah yang digunakan untuk pertumbuhan tanaman. Pada akhir tahun 2006 yang laluMIT dengan sponsor dari Departemen Energi AS merilis laporan mengenai Enhanced GeothermalSystem (EGS) yang diberi judul The Future of Geothermal Energy. Laporan yang disusun oleh

berbagai ahli di bidang teknologi energi, ekonomi dan lingkungan tersebut menyimpulkan bahwadengan memanfaatkan EGS, energi panas bumi akan mampu menyumbang 10% kebutuhan listrik di

AS pada tahun 2050. Jumlah ini setara dengan pembangkit listrik beban dasar dengan kapasitas 100GWe. Bahkan laporan tersebut juga menyebutkan, dengan pengembangan teknologi lebih lanjut,

jumlah energi yang secara ekonomis dapat dimanfaatkan bisa meningkat hingga 10 kali lipat dariyang ada saat ini. Dengan demikian, menurut laporan tersebut, EGS bisa menjadi sumber energipilihan yang berkelanjutan hingga berabad-abad.

Seperti diketahui, energi panas bumi memiliki beberapa keunggulan dibandingkan sumber energiterbarukan yang lain, diantaranya: (1) hemat ruang dan pengaruh dampak visual yang minimal, (2)mampu berproduksi secara terus menerus selama 24 jam, sehingga tidak membutuhkan tempatpenyimpanan energi (energy storage), serta (3) tingkat ketersediaan (availability) yang sangat tinggi

yaitu diatas 95%. Namun demikian, pemulihan energi (energy recovery) panas bumi memakan waktuyang relatif lama yaitu hingga beberapa ratus tahun. Secara teknis-ekonomis, suatu lokasi sumberpanas bumi mampu menyediakan energi untuk jangka waktu antara 30-50 tahun, sebelum ditemukanlokasi pengganti yang baru. Panas bumi yang selama ini dimanfaatkan untuk pembangkit listrik masihterbatas pada sumber-sumber yang dikategorikan ideal atauhigh-grade hydrothermal system. Secaraumum sumber panas bumi seperti ini memiliki karakteristik seperti kedalaman reservoir yang relatifdangkal atau kurang dari 2.500 meter, memiliki kandungan uap dengan enthalpi relatif tinggi danserta memiliki permeabilitas yang memenuhi syarat.

Definisi EGS menurut laporan ini meliputi semua sumber panasbumi yang saat ini belum dieksploitasisecara komersial dan membutuhkan rangsangan serta penyempurnaan teknologi lebih lanjut. Definisiini juga mencakup sumber hidro-termal yang memiliki permeabilitas rendah dan yang selama ini

dianggap tidak produktif. Sebagai tambahan, produksi uap panas yang merupakan hasil sampinganpada operasi pengeboran minyak dan gas juga dimasukkan sebagai salah satu jenis EGS non-konvensional. Dengan EGS, energi panas bumi dapat dieksploitasi pada lokasi yang saat ini dianggaptidak potensial. Hal ini dilakukan antara lain dengan dengan melakukan penyempurnaan teknologipengeboran, pengkondisian reservoir serta penyempurnaan teknologi konversi. Teknologi EGS yangada saat ini telah dipakai pada pengeboran hingga kedalaman 3.000 - 5.000 m. Di masa yang akandatang, diharapkan pengeboran dapat dilakukan hingga kedalaman 6.000 sampai 10.000 m.Pengkondisian reservoir untuk sumber panas bumi yang memiliki permeabilitas rendah dilakukandengan cara menciptakan retakan (fracture) dalam volume yang luas yang sehingga memungkinkantransfer panas yang lebih besar dan efektif. Teknologi konversi juga telah ditingkatkan untukmendapatkan transfer panas yang lebih efisien.

Sekalipun demikian, masih ada sejumlah tantangan teknologi yang masih harus diatasi. Di bidangpengeboran misalnya, diperlukan teknologi yang mampu beroperasi dalam lingkungan dengan suhu



25/39


________________________________________________________________________________

tinggi dan korosif serta dengan sifat batuan yang cenderung lebih keras. Di bidang pengkondisianreservoir diperlukan antara lain: teknologi untuk mengkaji secara akurat volume dan bidang transferpanas reservoir, peralatan ukur yang mampu beroperasi pada suhu tinggi, penelitian yang lebih detailmengenai interaksi air dan batuan, teknologi pengendalian aliran fluida dengan suhu tinggi sertapemodelan reservoir yang lebih akurat. Pada sisi konversi, penyempurnaan perlu dilakukan antaralain dengan cara mengaplikasikan kondisi operasi superkritis dan memanfaatkan produk sampingan

uap panas dari operasi pengeboran minyak dan gas. Mengingat teknologi EGS memiliki kemiripandalam banyak hal dengan teknologi yang dipakai dalam industri pengeboran minyak dan gas, paraahli yang menyusun laporan tersebut yakin bahwa tantangan-tantangan tersebut dapat diatasidengan lebih mudah dan dengan biaya yang lebih rendah.

Laporan ini tentu sangat penting bagi Indonesia, mengingat besarnya potensi panas bumi di negerikita yang saat ini diperkirakan mencapai 27 GWe. Angka ini setara dengan 40 persen sumberdayapanasbumi dunia dan ini baru meliputi potensi panas bumi konvensional. Dengan teknologi EGSpotensi tersebut sangat mungkin ditingkatkan menjadi 5 kali lipat, atau lebih dari 125 GWe.Katakanlah, hingga 25 tahun yang akan datang 50 persen dari potensi tersebut bisa dimanfaatkan,maka pada 2030 diperkirakan energi panas bumi mampu memenuhi sebagian besar kebutuhan listrikIndonesia. Jika hal ini berhasil diwujudkan, dan dengan dukungan pengembangan sumber daya

energi terbarukan yang lain, maka jaminan ketersediaan sumber energi listrik yangberkesinambungan bagi Indonesia akan teratasi

2. Potensi Energi Panas Bumi Di Indonesia

Berdasarkan data dari Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral (ESDM) Republik Indonesia, Kitamemiliki potensi energi panas bumi sebesar 27.000 MW yang tersebar di 253 lokasi atau mencapai40% dari cadangan panas bumi dunia. Dengan kata lain, Indonesia merupakan negara dengansumber energi panas bumi terbesar di Dunia. Namun, ironisnya hanya sekitar kurang dari 4 % yangbaru dimanfaatkan. Oleh karena itu, untuk mengurangi krisis energi nasional, pemerintah melalui PLNakan melaksanakan program percepatan pembangunan pembangkit listrik nasional 10.000 MW tahapke-II yang salah satu prioritas sumber energi-nya adalah panas bumi (Geothermal).

Gambar 6.12 Sumberdaya Panas Bumi (Sumber Magma dan Hidrologi Air Tanah)

Untuk mengenal lebih dalam tentang pembangkit listrik tenaga panas bumi, kita sebaiknya tahutentang apa itu panas bumi dan bagaimana cara pengembangannya sehingga menghasilkan energilistrik. Adapun langkah awal dalam mempersiapkan konservasi energi panas bumi adalah: Pertamayang harus kita lakukan adalah studi tentang sistem panas bumi terutama karaktersitik sumber panasbumi. Magma sebagai sumber panas akan menyalurkan panas yang cukup signifikan ke dalambatuan-batuan pembentuk kerak bumi, makin besar ukuran dapur magma, tentu akan makin besarsumber daya panasnya dan semakin ekonomis untuk dikembangkan; Kedua adalah kondisi Hidrologi,

kita tahu bahwa yang dimanfaatkan pada pembangkit listrik adalah uap air dari panas bumi dengan

http://4.bp.blogspot.com/_RL9DoL3Jvv4/SWDCCMZxKCI/AAAAAAAAAGM/zRukmANH6ek/s1600-h/hotrock.gif


26/39


________________________________________________________________________________

suhu dan tekanan tertentu, sehingga kondisi hidrologi merupakan salah satu faktor penentu dalamhal ketersedian air. Oleh karena itu sumber pemasok air harus diperhatikan dalam pengembanganenergi panas bumi, biasanya sumber pemasok berasal dari air tanah, air connate, air laut, air danau,es atau air hujan.

Adapun yang perlu diperhatikan juga adalah volume batuan dibawah permukaan bumi yang

mempunyai cukup porositas dan permeabilitas untuk meloloskan fluida sumber energi panas bumiyang terperangkap didalamnya, yang sering disebut sebagai reservoir. Pada dasarnya reservoir dapatdigolongkan menjadi 3 golongan sebagai berikut:

1. Entalpi rendah, suhu kurang dari 1250 Celcius dengan rapat spekulatif 10 MW/km2 dankonversi energi 10%.

2.

Entalpi sedang, suhu antara 1250dan 2250Celcius dengan rapat spekulatif 12.5 MW/km2dankonversi energi 10%.

3. Entalpi tinggi, suhu > 2250celcius dengan rapat spekulatif 15 MW/km2dan konversi energi10%.

Selain hal tersebut diatas, perhitungan umur panas bumi juga harus dipertimbangkan, meskipunenergi panas bumi termasuk energi terbarukan, namun tidak berarti panas bumi memiliki umur tidakterbatas, sehingga perhitungan umur panas bumi juga merupakan hal yang sangat penting, terutamadalam perhitungan keekonomiannya.

3. Teknologi dan Prinsip Kerja Pembangkit Listrik Tenaga Panas Bumi (PLTP)

Secara garis besar, teknologi pembangkit listrik tenaga panas bumi dapat dibagi menjadi 3 (tiga),dimana pembagian ini didasarkan atas suhu dan tekanan reservoir.

A. Teknologi Dry Steam (Uap Kering)

Teknologi ini bekerja pada suhu uap reservoir yang sangat panas ( > 2250

celcius), dan air yangtersedia di reservoir amat sedikit jumlahnya. Adapun cara kerja teknologi ini adalah sebagai berikut:uap dari sumber panas bumi langsung masuk ke turbin melalui pipa. kemudian turbin akan memutargenerator untuk menghasilkan listrik. Teknologi ini merupakan teknologi yang tertua yang telahdigunakan di PLTP Lardarello, Italia pada tahun 1904

Gambar 6.13 PLTP dengan teknologi Dry Steam



27/39


________________________________________________________________________________

B. Teknologi Flash Steam

Teknologi ini bekerja pada suhu diatas 1820 derajat celcius pada reservoir, cara kerjanya adalahdengan menyemprotkan cairan ke dalam tangki yang bertekanan lebih rendah sehingga cairantersebut menguap dengan cepat menjadi uap yang memutar turbin dan generator akan menghasilkanlistrik. Air panas yang tidak menjadi uap akan dikembalikan ke reservoir melalui injection wells.

Gambar 6.14 PLTP dengan teknologi Flash Steam

C. Teknologi Binary Cycle

Teknologi ini menggunakan suhu uap reservoir yang berkisar antara 1070-1820celcius. Cara kerjanyaadalah sebagai berikut, uap panas di alirkan ke salah satu pipa di heat exchanger untuk menguapkancairan di pipa lainnya yang disebut pipa kerja. Pipa kerja adalah pipa yang langsung terhubung keturbin, uap ini akan menggerakan turbin yang telah dihubungkan ke generator dan generator akanmenghasilkan energi listrik.

Cairan pada pipa kerja memakai cairan yang memiliki titik didih yang rendah seperti Iso-butana atauIso-pentana. keuntungan teknologi binary-cycle adalah dapat dimanfaatkan pada sumber panas bumibersuhu rendah, selain itu teknologi ini tidak mengeluarkan emisi. kerena alasan tersebut teknologi inidiperkirakan akan banyak dipakai dimasa depan, sedangkan teknologi 1 dan 2 diatas menghasilkanemisi carbondioksida, nitritoksida dan sulfur, namun 50x lebih rendah dibanding emisi yang dihasilkanpembangkit minyak.

Gambar 6.15 PLTP dengan teknologi Binary Cycles



28/39


________________________________________________________________________________

Permasalahan yang ditimbulkan dari pemanfaatan energi panasbumi adalah gas beracun yangbiasanya berasal dari gunungapi, seperti nitrogen, asam sulfat, belerang dll.

Keunggulan PLTP :1. Bebas emisi (bynary-cycle)2.

Dapat beroperasi setiap hari (24 jam)

3.

Sumber tidak berfluktuatif dibanding dengan energi terbarukan lainnya, seperti angin, energisolar cell)

4. Tidak memerlukan bahan bakar5. Harga yang kompetitif.

Kelemahan:1. Cairan bersifat korosif2. Effisiensi agak rendah, namun karena tidak memerlukan bahan bakar,

Sumberdaya Geologi

Documents

Transcript of Sumberdaya Geologi