Path: Top S3-Dissertations Engineering Science 2014

DAERAH RESAPAN LAPANGAN PANASBUMI WAYANG WINDU BERDASARKAN ANALISIS REKAHAN DIHUBUNGKAN DENGAN NERACA AIR DAN SISTEM RESERVOIR PANASBUMI

WAYANG WINDU GEOTHERMAL RECHARGE AREA BASED ON FRACTURE ANALYSIS AND ASSOCIATED WITH WATER BALANCE AND GEOTHERMAL RESERVOIR SYSTEM

PhD Theses from JBPTITBPP / 2014-08-14 15:36:39
Oleh : FAJAR HENDRASTO (NIM : 32008003); pembimbing : Prof. Ir. Lambok M. Hutasoit, M.Sc., Ph.D; Prof. Dr. Ir. M. Syahril Badri Kusuma ; Ir. Benyamin Sapiie, Ph.D, S3 - Engineering Sciences
Dibuat : 2014, dengan 10 file

Keyword : Panasbumi, analisis kelurusan, kerapatan sesar dan rekahan, FFD, daerah resapan, InSAR, rekahan gerus, rekahan ekstensi, reservoir, debit, neraca air, infiltrasi, Sacramento, NRECA, aliran dasar, limpasan permukaan.

Panasbumi dikenal sebagai sumber energi yang dapat diperbaharui dan proses pembaruan terjadi di daerah resapan, dimana air meteorik memasuki suatu sistem panasbumi. Aplikasi teknik InSAR menggunakan data citra satelit ALOS PALSAR dan verifikasi di lapangan dengan pengukuran GPS geodetik dilakukan untuk mendapatkan model permukaan bumi. Selanjutnya dilakukan analisis kelurusan struktur geologi, hasilnya berupa peta densitas sesar dan rekahan (FFD). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui daerah resapan air meteorik secara lebih detail dan besarnya persentase resapan air meteorik dengan melakukan perhitungan resapan berdasarkan neraca air, yaitu dengan melakukan simulasi hujan-limpasan model tampungan dengan pemodelan NRECA dan Sacramento pada DAS yang terletak pada kisaran elevasi daerah resapan. Kemudian dilakukan penafsiran untuk mendapatkan model hidrogeologi dan pola aliran fluida pada sistem panasbumi Wayang Windu. Tahap berikutnya melakukan analisis hubungan antara hasil perhitungan neraca air terhadap besarnya resapan air meteorik pada setiap zona FFD dari masing-masing DAS dan untuk mengetahui korelasi antara resapan tersebut terhadap sistem reservoir panasbumi dengan tipe yang berbeda. Hipotesis pertama yang diajukan adalah struktur geologi berupa rekahan di permukaan bumi di daerah Wayang Windu berperan terhadap resapan air meteorik yang dapat diperoleh berdasarkan perhitungan neraca air. Hipotesis kedua adalah apakah besarnya resapan tersebut berkorelasi terhadap sistem reservoir panasbumi Wayang Windu yang mempunyai sistem reservoir yang berbeda, yaitu reservoir dominasi uap di bagian utara dan reservoir dominasi air di bagian selatan. Interpretasi berdasarkan peta FFD dan hasil analisis isotop stabil menunjukkan terdapat tiga zona dengan nilai FFD tinggi yang diperkirakan sebagai daerah resapan untuk reservoir panasbumi Wayang Windu. Daerah resapan tersebut terletak di bagian baratlaut (Sungai Cisangkuy), baratdaya (Sungai Cilaki) dan timurlaut (Sungai Citarum) dari lapangan panasbumi Wayang Windu. Terdapat korelasi yang signifikan antara densitas rekahan pada zona FFD tinggi (dalam satuan km/km2) terhadap densitas rekahan hasil pengukuran di lapangan (dalam satuan m/m2). Nilai densitas rekahan pada zona FFD tinggi sebesar 5 - 10 km/km2 ini dapat merefleksikan nilai densitas rata-rata rekahan hasil pengukuran di lapangan yang mencapai hingga 7,9 m/m2. Analisis kelurusan dari kedua metode v tersebut memperlihatkan adanya kesamaan arah umum kelurusan struktur geologi yaitu berarah timurlaut – baratdaya dan tenggara - baratlaut Hasil analisis karakteristik rekahan (intensitas, densitas, apertur dan panjang rekahan) serta jenis litologi penyusunnya menunjukkan bahwa rekahan dapat meningkatkan permeabilitas batuan. Permeabilitas pada DAS Cisangkuy diinterpretasikan lebih tinggi dibandingkan dengan permeabilitas pada dua DAS lainnya. DAS Cisangkuy yang terletak pada litologi batuan beku (andesit dan basalt) mempunyai nilai densitas rata-rata rekahan yang lebih tinggi (5,3 m/m2) dengan nilai fraktal apertur sebesar -0,92 dan -1,15. Sedangkan dua DAS lainnya yang terletak pada litologi batuan sedimen (batupasir dan batulempung) memiliki densitas rekahan masing-masing 4,1 m/m2 dengan nilai fraktal -1,94 untuk DAS Cilaki dan sebesar 3,1 m/m2 dengan nilai fraktal -1,58 untuk DAS Citarum. Untuk mengetahui persentase air meteorik yang berinfiltrasi pada daerah resapan tersebut, maka dilakukan perhitungan resapan berdasarkan neraca air dan pembuatan data debit sintesis untuk zona FFD tinggi. Hasil dari simulasi hujan-limpasan dengan model NRECA dan model Sacramento adalah mendapatkan secara empiris nilai parameter atau koefisien infiltrasi untuk masing-masing DAS. Korelasi antara debit hasil pemodelan dan debit observasi dari ketiga DAS menunjukkan bahwa simulasi model Sacramento memperlihatkan hasil korelasi yang lebih baik dibandingkan dengan model NRECA. Selanjutnya dilakukan perhitungan rasio antara debit aliran dasar (sebagai infiltrasi) terhadap debit limpasan permukaan menggunakan model Sacramento. Semakin besar persentase rasio antara debit aliran dasar terhadap debit limpasan permukaan, mengindikasikan bahwa debit berinfiltrasi ke bawah permukaan lebih besar dibandingkan dengan debit yang mengalir di permukaan. Rasio tersebut menunjukkan bahwa pada zona FFD tinggi laju infiltrasinya lebih besar dibandingkan pada zona FFD rendah. Terdapat perbedaan persentase rasio antara debit aliran dasar terhadap debit limpasan permukaan pada zona FFD tinggi dari masing-masing DAS jika dihubungkan dengan karakteristik rekahan dan jenis litologinya. Rasio pada zona FFD tinggi yang terletak pada DAS Cisangkuy terlihat lebih tinggi (89%) jika dibandingkan dengan dua DAS lainnya, yaitu DAS Cilaki dengan rasio 29% dan DAS Citarum dengan rasio 20%. Hal ini menunjukkan bahwa infiltrasi yang terjadi pada zona FFD tinggi yang terletak pada DAS Cisangkuy memiliki laju infiltrasi yang lebih besar dibandingkan dengan zona FFD tinggi yang terletak pada DAS Cilaki dan DAS Citarum. Rekahan-rekahan tersebut didominasi oleh rekahan relatif vertikal. Tipe reservoir panasbumi dipengaruhi besarnya (persentase) infiltrasi air meteorik yang meresap. Daerah resapan pada DAS Citarum terletak paling dekat (berjarak sekitar 3 km) dengan reservoir panasbumi dominasi uap (di bagian utara), tetapi konstribusi resapan air meteoriknya paling sedikit. Sebaliknya DAS Cilaki dan DAS Cisangkuy yang terletak paling jauh (sekitar 5 dan 8 km) mampu meresapkan air meteorik lebih banyak ke dalam reservoir panasbumi dominasi air yang letaknya di sebelah selatan.

Deskripsi Alternatif :

Geothermal is known as a renewable energy resource and the renewing process occurs in the recharge area, where meteoric water enters a geothermal system. The InSAR technique application by using satellite image data of ALOS PALSAR and field verification using GPS geodetic measurement has been conducted to obtain earth surface model (DEM). Furthermore, the geological structure lineament also has been analyzed, and the result is fault and fracture density (FFD) map. The purpose of this research is to know meteoric water recharge area in detail and the percentage of meteoric water recharge by carrying out recharge calculation based on water balance, i.e. conducting rain fall - run off of tank model simulation by using NRECA and Sacramento models in the drainage river area (DRA) which is located in the elevation range of recharge area. Moreover, the hydrogeological modeling and fluid flow pattern are interpreted for the Wayang Windu geothermal system. Furthermore, to synthesize the relationship between the water balance calculation and the amount of meteoric water recharge for every FFD zone in each DRA and to determine whether a correlation exists between this recharge to the different types of geothermal reservoir system. The first hypothesis suggested in this research is that the geological structure in form of fracture at the earth surface in Wayang Windu area plays a role in meteoric water recharge based on water balance calculation result. The second hypothesis is that the amount of that recharge has a correlation to Wayang Windu geothermal reservoir system which has a different reservoir system, viz. vapor dominated reservoir in the northern part and water dominated reservoir in the southern part. The interpretation of FFD map and recharge area map resulting from stable isotope analysis shows that there are three high FFD zones interpreted as recharge areas for Wayang Windu geothermal reservoir. The recharge areas are situated in the northwestern part (Cisangkuy River), in the southwestern part (Cilaki River) and in the northeastern part (Citarum River) of Wayang Windu geothermal field. There is a significant correlation between fracture density in high FFD zone (unit in km/km2) and the result of field fracture density measurement (unit in m/m2). The fracture density value in high FFD zone, about 5 - 10 km/km2, could reflect the average density value of fracture, from the field measurement result, up to 7.9 m/m2. The lineament analysis from both methods show the same trend of geological lineament structure pattern, with lineament trend of northeast – southwest and southeast – northwest. viii The result of fracture characteristic analysis (intensity, density, aperture, fracture length) and the lithological type, shows that fracture tends to have increase rock permeability. The permeability in Cisangkuy DRA is interpreted higher than the other two DRA. The Cisangkuy DRA, located in igneous rock (andesite and basalt), has higher average fracture density value (about 5.3 m/m2) with value of fractal aperture is about -0,92 and -1,15 than in the other two DRA which are located in sedimentary rock (sandstone and claystone) have average density about 4.1 m/m2 with value of fractal aperture -1,94 for Cilaki DRA and about 3.1 m/m2 with value of fractal aperture -1,58 for Citarum DRA. To know the percentage of meteoric water infiltrated in that recharge area, infiltration analysis has been carried out based on water balance and synthetic discharge data for high FFD zone. The result of rain fall - run off simulation by using NRECA and Sacramento models is used to get empirical parameter or coefficient of infiltration value for each DRA. The correlation between discharge from the modeling and discharge from observation in the three DRA shows that Sacramento model is better compared with NRECA model. The ratio between the base flow discharge (as infiltration) and surface run off discharge by using Sacramento model is then conducted. The higher ratio percentage between the base flow discharge to the surface run off discharge, indicates that discharge that infiltrates into sub surface is higher than discharge which flows at the surface. The ratio shows that infiltration rate in the high FFD zone is higher than in the lower FFD zone. Related to fracture characteristic and lithology type, there is a different ratio percentage between base flow discharge and surface run off discharge in high FFD zone in each DRA. The ratio between base flow discharge to surface run off discharge in high FFD zone located in Cisangkuy DRA is higher (89%) than Cilaki DRA with ratio of 29%, and Citarum DRA, with ratio of 20%. It shows that the infiltration in the high FFD zone located in Cisangkuy DRA has higher infiltration rate compared with high FFD zone which is located in Cilaki DRA and Citarum DRA. These fracture planes are dominated by steep (vertical) dip. The geothermal reservoir type is influenced by the amount of water recharge. The recharge area in Citarum DRA is the nearest (about 3 km away) to vapor dominated geothermal reservoir (located in the north), but the percentage of meteoric water recharge is the smallest. On the other hand, Cilaki DRA and Cisangkuy DRA, which are located further (about 5 and 8 km) are capable of recharging more meteoric water into water dominated geothermal reservoir, which is located in the south.

Beri Komentar ?#(0) | Bookmark

PropertiNilai Properti
ID PublisherJBPTITBPP
OrganisasiS
Nama KontakUPT Perpustakaan ITB
AlamatJl. Ganesha 10
KotaBandung
DaerahJawa Barat
NegaraIndonesia
Telepon62-22-2509118, 2500089
Fax62-22-2500089
E-mail Administratordigilib@lib.itb.ac.id
E-mail CKOinfo@lib.itb.ac.id

Print ...

Kontributor...

  • pembimbing : Prof. Ir. Lambok M. Hutasoit, M.Sc., Ph.D ; Prof. Dr. Ir. M. Syahril Badri Kusuma ; Ir. Benyamin Sapiie, Ph.D, Editor: Alice Diniarti

Download...