Jesper Damsgaard - ATV Jord og Grundvand

atv.jord.grundvand.dk

Jesper Damsgaard - ATV Jord og Grundvand

Eksempler på praktisk anvendelse af geofysiske

undersøgelsesmetoder på forureningssager

Jesper Damgaard (civilingeniør), Jarle Henssel (geofysiker) og Ole Frits Nielsen

(geofysiker), afdelingen for Vand, Geologi og Geofysik

1

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Baggrund – hvad er geofysik

2

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Baggrund – udvikling

3

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Geofysiske metoder

› Elektromagnetiske metoder

› Seismiske metoder

› Elektriske metoder

› (Borehulslogning)

4

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Konceptuel model før

og efter

5

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER

Rambøll, 2010

COWI, 2012


Elektromagnetiske metoder

› Georadar

› GEM2 og EM31

› EM-61 , TEM40 og SkyTEM

6

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER

100/250 MHz antenne


Georadar

(elektromagnetisk metode)

› Formål:

7

› kortlægge de helt overfladenære lag (fyldlaget/top

moræneler)

› kortlægge toppen af kalken

› Metode:

› Profiler med 100 og 250 MHz antenner

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


100 og 250 MHz antenner

8

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Morænelersoverflade

Morænelersfladen

tolket ud fra georadar

(100 og 250 MHz) og

boringer

9

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Kalkoverflade

Samtolket i

Geoscene vha.

georadar (100

MHz), seismik og

boringer

10

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Georadar konklusioner

› 100 og 250 MHz antenner velegnede til kortlægning af overflade af moræneler.

› Kalkoverfladen kunne fastlægges med 100 MHz, men det krævede støtte af

seismiske data.

› Indtrængningsdybde afhænger af frekvens samt jordtyper: ler 0-10 m, sand

0-20 m, indlandsis 2,5 km …

› Dybere opløsning kræver mere plads og giver dårligere opløsning nær terræn

› Begrænsninger: Ler, saltvand, mindst 30-40 m lange linjer

11

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


3D Georadar

(elektromagnetisk metode)

› Formål:

12

› Udføre en detaljeret kortlægning af de øverste

meter under terræn bl.a. med henblik på at

kortlægge fyldlaget, selve tanken, ledninger,

fundamenter m.v.

› Metode:

› Screening med en 3D-georadarantenne (400 MHz)

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


3D Georadar

13

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER

3D georadar


3D antenne

14

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER

0,16 m

0,71 m


3D-Georadar konklusioner

› 3D georadar-antenne velegnet til kortlægning af installationer (ledninger og

tanke mm.)

› Kan maksimalt se 5 m ned i jorden

› Kræver mindst 30-40 m linjer

15

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Seismiske metoder

› Refleksion/refraktion

› MASW

› P- og S-bølger

› Lydkilder: Vibrator,

dynamit, riffel, hammer

16

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Hammer seismik

(seismisk metode)

› Formål:

17

› (1) kortlægge toppen af kalkoverfladen

› (2) undersøge mulige strukturer i kalken

› Metode:

› Hammerslag. Modtageren består af et 48 m

langt slæb med 48 geofoner. Indsamling af

S- og P-bølger. Tolkning af S-bølger.

Supplerende MASW tolkning

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Hammer seismik

18

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Seismik

0-4 m (blå): ML1

19

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER

4-8 m (grøn): ML2

8-20 m (sort): kalk


Seismik konklusioner

› Seismik velegnet til tolkning af kalkoverfladen under

inddragelse af boringer, samt som støtte til fastlæggelse af

de to morænelersenheder.

› Fungerer bedst på vandmættede lag

› Baggrundsstøj skal minimeres (= natarbejde)

› Kræver mindst 50 m lige linjer

› Duer ikke på blødbundsaflejringer (tørv, gytje)

20

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Elektriske metoder

› MEP-profiler

› DC-sonderinger

21

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER

MEP feltarbejde


Elektriske metoder konklusioner

› Mest velegnet til kortlægning af større områder samt råstofkortlægning.

Sjældent velegnet på forureningssager.

› Metoden er sårbar overfor eksisterende elektriske installationer såsom

metalliske kabler (elektriske ledninger, vandrør osv.).

› Krav om direkte kontakt til jorden. Kan derfor ikke foretages på asfalt eller

flisebelægninger.

22

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Borehulslogging

› Gamma (info om geologi og sprækker)

› Resistivitet / induktion (info om geologi)

› Kaliper (info om sprækker)

› Porøsitet og densitet (info om geologi og

relativ porøsitet)

› Flowlog (info om grundvandsindstrømning)

› NMR (vandindhold)

› VSP (seismisk hastighedsfordeling og

afledte geotekniske parametre)

› mm.

23

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Borehuls-logning (gamma)

› Formål:

24

› Støtte geologisk tolkning

› Metode:

› (re)tolkning af eksisterende

logning (gamma, video).

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER

ML1

ML2

Kalk


Gamma log

25

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER

Flowzoner følger ofte

logstratigrafi (sprækker mellem

hårde og bløde lag)


Gamma log

26

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Gamma log

27

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER

Kote for Gamma-marker 3 tolket

ud fra 257 boringer


Flowlogs

› Gennemgang af eksisterende

flowlogs for at kunne vurdere

indstrømningshorisonter og

opknusningsgrad.

› Konklusion: Intet entydigt

strømningsmønster, hverken i

forhold til kalkoverflade eller

kote.

28

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER

Dybde [m u. kalkoverflade]

0

5

10

15

20

25

30

35

Flow - tolkning [%]

0 20 40 60 80 100

K12N

K22

K23

200.5730 (M1)

200.5728 (M2)

Dybde [kote]

20

15

10

5

0

-5

-10

-15

-20

-25

Flow - tolkning [%]

0 20 40 60 80 100

K12N

K22

K23

200.5730 (M1)

200.5728 (M2)


Borehuls logning konklusioner

› Geofysisk logning er god i sammentolkning med de øvrige geofysiske metoder

herunder specielt mht. at finde de præcise laggrænser og stratigrafi.

› Giver bedre opløselighed end boringer – både snegleboringer og DTH

› Flowlogs er meget velegnede til planlægning af niveauspecifikke vandprøver

› Kræver mindst Ø90 mm filter og boringer bør mindst være ca. 10 m dybe

29

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


Opsummering

› Geofysik: Beskrivelse af jordens geofysiske egenskaber i 2 eller 3 dimensioner.

Boringer: Punktobservationer af jordens reelle geologiske og hydrogeologiske

egenskaber.

› Bedste anvendelse af geofysik på forureningslokaliteter opnås, når de

kombineres dels med andre geofysiske metoder og dels med mere traditionelle

metoder typisk i form af boringer. Geofysik giver på denne måde bedre

fastlæggelse af geologiske grænser og giver desuden fladedækning.

› En mulig fremgangsmåde er at udføre undersøgelserne i tre faser:

30

› Fase 1: Boringer

› Fase 2: Forskellige typer af geofysiske undersøgelser

› Fase 3: Yderligere boringer og undersøgelser

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER


For mere info

Jesper Damgaard (hydrogeologi): JDAM@cowi.dk

› Jarle Henssel (geofysiker): JHE@cowi.dk

› Ole Frits Nielsen (geofysiker): OFN@cowi.dk

31

29. MAJ 2012

GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER

More magazines by this user
Similar magazines