Kelompok Hidrologi dan Panasbumi melakukan berbagai penelitian mengenai sistem hidrologi dan panasbumi dengan menggunakan metode isotop alam (stabil dan radioaktif), isotop buatan (sebagai tracer/perunut), hidro-kimia dan fisik sebagai alat untuk mengungkap berbagai permasalahan yang menyangkut sistem tersebut sehingga tercapai pemanfaatan sumberdaya alam yang optimal bagi kehidupan manusia tanpa mengabaikan dampaknya terhadap alam.

Isotop Hidrologi | Kerjasama | Fasilitas | Kegiatan Penelitian | Foto Kegiatan | SDM

Isotop Hidrologi  

Isotop yang digunakan dalam penelitian hidrologi dan panasbumi adalah O-18, H-2 (dari molekul air), H-3, C-13, C-14, O-18 sulfat dan S-34.

[kembali ke atas]

Kerjasama IAEA - RAS terkait 

• RAS 8/092: Investigation of Water Resources and Environment in Geothermal Areas in Asia and the Pasific
• RAS 8/093: Use of Isotopes on Dam Safety and Sustainability

[kembali ke atas]

Fasilitas 

Penelitian, pengembangan dan aplikasi teknik isotop dan radiasi di bidang hidrologi merupakan tugas yang diemban oleh para peneliti dan staff di kelompok Hidrologi dan Panasbumi, Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi BATAN. Tugas ini menuntut kemampuan SDM maupun Fasilitas dan Peralatan yang sangat prima khususnya akhir-akhir ini dimana jenis dan tingkat kesulitan pekerjaan dalam bidang ini semakin meningkat.

Untuk mengemban tugas ini, sarana penelitian di Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi BATAN telah di lengkapi fasilitas dan peralatan yang cukup prima dan terpercaya. Fasilitas dan peralatan ini secara terus menerus mengalami kemajuan baik ketelitian maupun kecepatan. Tingkat kepercayaan alat juga dijaga dan dipertanggung jawabkab dengan mengikutsertakan uji standarisasi maupun kalibrasi baik ditingkat nasional, regional maupun internasional. Diantara fasilitas dan peralatan tersebut adalah sbb:

Laboratorium Kimia Air dan Lingkungan

• UV-Visible Spectrophotometer
• Water Checker Instrument
• Fluorometer (portable)
• Peralatan Analisis Tritium dan Carbon-14 (dating)
• Tritium Enrichment Unit
• Carbon-14 Benzene Synthesis Unit
• Carbon-14 Carbosorp Preparation Unit
• Liquid Scintilator Counter Packard

Peralatan Analisis Kandungan Isotop Alam

• SIRA-9 ISOGAS Mass Spectrometer: O-18, H-2, C-13
• Delta S Finnigan Mat Mass Spectrometer: S-34
• Sulphate preparation line system
• Sulphide preparation line system
• Peralatan Analisis kandungan gas
• Perkin Elmer Gas Chromatography

Peralatan Lapangan dan Pengukuran In situ

• Water samplers
• Detektor dan ratemeter
• Detektor sintilasi
• Logger/Diver (barometric and fluoroscence)
• pH meter dan conductivity meter

[kembali ke atas]

Kegiatan Penelitian 

Kelompok Hidrologi dan Panasbumi memiliki beberapa penelitian seperti berikut:

1. Penelitian Air Tanah

Air tanah adalah salah satu sumber air bersih yang tersedia untuk memenuhi kebutuhan air yang terus meningkat khususnya didaerah perkotaan dan industri. Cakupan sebaran air tanah atau akifer yang cukup luas dan sifatnya yang relatif lebih sulit terkontaminasi oleh polutan permukaan, membuat sumber air tanah menjadi sumber air yang penting dan strategis. Disamping itu, air tanah juga berfungsi sebagai media penopang beban permukaan. Oleh karena itu pemanfaatan air tanah harus melalui suatu menejemen terpadu untuk menjamin pemakaian berkesinambungan. Pengetahuan tentang potensi air tanah adalah sangat penting sebelum eksploitasi dilakukan. Teknik isotop adalah salah satu teknik yang dapat digunakan untuk mempelajari potensi suatu air tanah. Disamping itu, teknik isotop juga dapat digunakan untuk menentukan hubungan air tanah dengan air permukaan sekitarnya atau hubungan antara beberapa akifer air tanah.

Manfaat Teknik Isotop

• Penentuan daerah resapan air tanah

Penelitian daerah recharge di kabupaten Pasuruan (2005) dalam rangka evaluasi cadangan airtanah.	Penelitian daerah resapan (recharge) air tanah di Bontang (2004) dalam rangka evaluasi cadangan airtanah.

• Penentuan asal-usul air tanah
• Penentuan hubungan antara air tanah dengan air permukaan
• Garis muka dan mekanisme intrusi air laut
• Asal usul salinitas pada air tanah
• Penentuan arah gerakan air tanah

Penelitian gerakan airtanah Jakarta berdasarkan usia airtanah

Pendekatan Isotop Alam

Dalam penelitian air tanah dengan pendekatan isotop alam, perlu dipasang beberapa alat penangkap curah hujan pada ketinggian yang berbeda dan mencakup daerah yang diteliti. Kemudian sampel air hujan dari alat terpasang dianalisis kandungan isotop alamnya khususnya O-18dan H-2. Dari hasil analisis ini akan dapat dibuat beberapa grafik linear sebagai grafik karakteristik basin air tanah tersebut. Diantara grafik linear yang sangat penting tersebut adalah:

• Grafik antara H-2 dengan O-18 (local meteoric water line)
• Grafik antara O-18 dengan elevasi
• Grafik antara H-2 dengan elevasi

Dengan bantuan grafik ini, hasil analisis komposisi isotop alam dan kandungan unsur kimia dari contoh air tanah yang dikumpulkan dapat mengungkap antara lain: daerah resapan air tanah, asal usul air tanah, hubungan antara air tanah dengan air permukaan, garis muka dan mekanisme intrusi air laut. Jenis isotop alam yang paling penting dan sering digunakan adalah: O-18, H-2, H-3, dan C-14.

Pendekatan Isotop Buatan

Penentuan arah gerakan air tanah adalah salah satu jenis pekerjaan dalam air tanah yang dapat dilakukan dengan pendekatan isotop buatan.

Mitra Kerjasama

• Direktorat GTL, departemen ESDM
• Pabrik LNG Kalimantan Timur
  

2. Penelitian Air Permukaan dan Bendungan

Air permukaan adalah salah satu sumber air bersih yang sangat penting. Biaya pengolahan air permukaan untuk dijadikan sebagai sumber air bersih relatif lebih kecil dibanding dengan sumber air lainnya. Namun demikian, karena letaknya yang relatif berada di pusata kegiatan manusia dan mahluk hidup lainnya maka air tanah relatif lebih sensitif terhadap pencemaran yang diakibatkan oleh kegiatan manusia. Dengan demikian adalah sangat penting untuk mengetahui karakteristik air permukaan sebagai sumber air alternatif dan tingkat kelemahannya terhadap pencemaran yang diakibatkan oleh kegiatan manusia. Teknik isotop adalah salah satu teknik yang dapat digunakan untuk mempelajari karakteristik air tanah seperti: Kesetimbangan air danau, pola dinamika air danau, pola pencampuran air danau, interaksi air danau dengan sumber air lainnya, interaksi sungai dengan air tanah, dan debit sungai.

Penanganan masalah rembesan atau bocoran pada suatu waduk atau reservoir bendungan adalah sangat perlu dilakukan karena hal ini tidak hanya menyangkut kehilangan air yang merugikan tetapi juga karena masalah keamanan tubuh waduk itu sendiri. Salah satu teknik yang telah terbukti dengan baik dapat digunakan dalam penanganan masalah kebocoran waduk atau reservoir air lainnya adalah teknik isotop.

Manfaat Teknik Isotop

• Penentuan pola dinamika atau percampuran air danau
• Penentuan hubungan antara air danau dengan sumber air lainnya

Penentuan hubungan air danau dengan sumber air di sekitarnya di Jatiluhur dan Waduk Ngancar

• Penentuan debit sungai

Pengukuran debit sungai Brantas dan anak sungainya, memberikan hasil yang akurat dibandingkan metode lain (current meter)

• Penentuan interaksi antara sungai dengan air tanah
• Penentuan tingkat pencemaran dan asal usulnya
• Penentuan lokasi kebocoran pada waduk

Penelitian flowpath bocoran pada Bendungan Sengguruh, Malang (2005)	Grafik konsentrasi perunut pada sumur pengamatan di sekitar bendungan Sengguruh, Malang

Mitra Kerjasama

• Dirjen Pengairan Departemen Pekerjaan Umum
• Perum Jasa Tirta I
• Perum Jasa Tirta II

3. Penelitian Panasbumi

Indonesia merupakan daerah panasbumi terbesar di dunia dimana manifestasi panasbumi terbentang di sepanjang pulau Sumatera, Jawa, Nusa Tenggara dan Sulawesi Utara. Seluruh potensi panasbumi di Indonesia diperkirakan sekitar 20.000 MWe. beberapa lapangan panasbumi seperti Kamojang, Salak, Darajat, Sibayak dan Lahendong telah dieksploitasi menghasilkan listrik ~ 500 MWe.Kelompok Hidrologi dan panasbumi BATAN dengan teknologi isotop telah ikut berkiprah di dalam pengembangan panasbumi di Indonesia sejak tahun 1987 melalui penelitian eksplorasi dan monitoring produksi bekerjasama dengan Divisi Panasbumi. Teknologi isotop - geokimia yang dikembangkan batan adalah untuk menentukan asal-usul dan genesis fluida, geotermometer, isotop monitoring, perunut dan daerah recharge.

Tingkat Eksplorasi

• Menentukan asal-usul dan genesis fluida

Diagram trilinear SO4 - Cl - HCO3 yang menunjukkan asal-usul fluida panasbumi Lahendong yang tergolong sebagai mature water.	Diagram trilinear Li - Cl - B fluida panasbumi Lahendong untuk mengetahui asal-usul proses dissolution (pelarutan) batuan dalam (deep rock).

• Memperkirakan temperatur reservoir menggunakan geotermometer isotop, kimia dan gas

Diagram grid gas panasbumi Lahendong sebagai geotermometer gas	Diagram grid gas panasbumi Kamojang sebagai geotermometer gas

• Menentukan daerah "upflow" dari outflow sistem panasbumi

Tingkat Eksploitasi dan Produksi

Menentukan interkoneksitas antara sumur reinjeksi dan sumur produksi dengan menggunakan teknik perunut (tracer)

• Monitoring perilaku reservoir akibat eksploitasi dengan teknik isotop alam, kimia dan gas

Distribusi O-18 dalam reservoir panasbumi Kamojang (1989)	Distribusi O-18 dalam reservoir panasbumi Kamojang (1992)
	Pola kontur isotop O-18 tahun 1992 dan 1998 lebih memperjelas tentang sirkulasi dan gerakan arah fluida dan adanya daerah recharge (water entry) serta perubahan yang terjadi selama ekspolitasi antara tahun 1989-1992 dan 1992-1998. Perubahan dan gerakan fluida sumur produksi disebelah barat – barat laut lebih memperjelas adanya fluida recharge dari daerah tersebut, nampak gerakan fluida bergerak secara gradual menuju arah tenggara ditandai oleh arah panah menuju ke dalam lapangan. Pola gerakan fluida pada daerah timur laut dan barat daya selama selang waktu pengamatan 10 tahun tidak menunjukan perubahan yang berarti.
Distribusi O-18 dalam reservoir panasbumi Kamojang (1998)

Aplikasi Isotop Alam

• Analisis isotop O-18 dan H-2 dengan standar SMOW (Standard Mean Ocean Water)
• Analisis isotop C-13 dengan standar PDB (Pee Dee Belemnite)
• Analisis isotop S-34 dengan standar CDT (Canyon Diablo Troilite)

Aplikasi Perunut

1. Perunut isotop seperti Xe-133, I-131 dan H-3
2. Perunut konvensional fluorecence, alkohol, SF6 dan freon R134A

Analisis Gas

1. Gas CO2, H2S, HF, HCl dan NH3
2. Gas He, H2, N2, O2, Ar dan CH4

Analisis Kimia

Analisis kation dan anion lengkap, pH, konduktivitas dan TDS (total dissolved solid)

Pengalaman Pekerjaan

1. Manifestasi isotop daerah panasbumi Pulau Jawa tahun 1987-1988
2. Manifestasi isotop daerah panasbumi Lahendong tahun 1989
3. Data base isotop lapangan Kamojang Jawa Barat tahun 1990-1991
4. Injeksi tracer tritium (H-3) pada lapangan Kamojang Jawa Barat tahun 1992 dan 2003
5. Monitoring perilaku reservoir lapangan Kamojang Jawa Barat tahun 1996
6. Survey isotop dan geokimia lapangan Sibayak Sumatera Utara tahun 1997-1998
7. Injeksi tracer tritium (H-3) pada lapangan Lahendong Sulawesi Utara tahun 2004
8. Injeksi tracer tritium (H-3) dan Co-60 pada lapangan minyakbumi Sopa, Sumbagsel tahun 2004

Mitra Kerjasama

• PT Pertamina (persero) Area Geotermal Hulu Kamojang, Jawa Barat
• PT Pertamina (persero) Area Geotermal Hulu Lahendong, Sulawesi Utara
• PT Pertamina (persero) Area Geotermal Hulu Sibayak, Sumatera Utara
  

4. Penelitian Sistem Karst

Karst adalah daerah yang memiliki ciri relief dan pola aliran yang khusus sebagai akibat tingginya tingkat kelarutan batuan oleh air di alam. daerah Karst dicirikan dengan banyak terdapatnya dolina (lubang pada batuan), sinkhole (Jawa:luweng), gua dan bukit dan sungai bawah tanah.

Lokasi penelitian:

Lokasi penelitian terdapat di Kabupaten Gunung Kidul, dimana daerah tersebut sebagian besar terletak diatas formasi batugamping yang larut oleh air, sehingga banayak dijumpai lubang-lubang baik berukuran kecil hingga lubang besar yang membentuk gua dan sungai bawah tanah.

Masalah kekeringan:

Karena sifat batu gamping pada daerah karst mudah larut terhadap air, maka air hujan yang jatuh pada daerah tersebut akan langsung masuk ke dalam bumi melalui lubang yang terbentuk sebagai akibat terlarutnya batuan. Dengan demikian maka air permukaan hanya dapat terbentuk jika secara morfologi merupakan cekungan dan tertutup oleh soil atau material berukuran lempung. Air permukaan semacam ini disebut telaga.

Pentingnya sungai bawah tanah:

Untuk memenuhi kebutuhan air minum, masyarakat umumnya mencari sumber air yang berupa sungai bawah tanah, baik yang ada di dalam gua maupun yang kadang muncul sebagai mata air di permukaan. Dengan demikian maka sungai bawah tanah mempunyai arti penting bagi masyarakat di Gunung Kidul.

Hubungan sungai bawah tanah:

Sungai bawah tanah yang mempunyai arti penting sebagai sumber daya air maka dalam eksplorasi sungai bawah tanah perlu diketahui secara pasti hubungan sungai bawah tanah yang satu dengan lainnya.

Jika hubungan sungai bawah tanah belum diketahui secara pasti dapat terjadi satu aliran sungai yang telah dieksploitasi dibagian hilir akan dieksploitasi kembali di bagian hulu. Hal demikian tentu bukan hanya tidak ekonomis tapi juga mubazir.

Mitra Kerjasama:

Pemda Daerah Istimewa Yogyakarta (DIY).

[kembali ke atas]

Foto Kegiatan  

[kembali ke atas]

.

SDM Hidrologi dan Panasbumi  

[kembali ke atas]