Jesper Damsgaard - ATV Jord og Grundvand
Jesper Damsgaard - ATV Jord og Grundvand
Jesper Damsgaard - ATV Jord og Grundvand
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Eksempler på praktisk anvendelse af geofysiske<br />
undersøgelsesmetoder på forureningssager<br />
<strong>Jesper</strong> Damgaard (civilingeniør), Jarle Henssel (geofysiker) <strong>og</strong> Ole Frits Nielsen<br />
(geofysiker), afdelingen for Vand, Geol<strong>og</strong>i <strong>og</strong> Geofysik<br />
1<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Baggrund – hvad er geofysik<br />
2<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Baggrund – udvikling<br />
3<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Geofysiske metoder<br />
› Elektromagnetiske metoder<br />
› Seismiske metoder<br />
› Elektriske metoder<br />
› (Borehulsl<strong>og</strong>ning)<br />
4<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Konceptuel model før<br />
<strong>og</strong> efter<br />
5<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER<br />
Rambøll, 2010<br />
COWI, 2012
Elektromagnetiske metoder<br />
› Georadar<br />
› GEM2 <strong>og</strong> EM31<br />
› EM-61 , TEM40 <strong>og</strong> SkyTEM<br />
6<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER<br />
100/250 MHz antenne
Georadar<br />
(elektromagnetisk metode)<br />
› Formål:<br />
7<br />
› kortlægge de helt overfladenære lag (fyldlaget/top<br />
moræneler)<br />
› kortlægge toppen af kalken<br />
› Metode:<br />
› Profiler med 100 <strong>og</strong> 250 MHz antenner<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
100 <strong>og</strong> 250 MHz antenner<br />
8<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Morænelersoverflade<br />
Morænelersfladen<br />
tolket ud fra georadar<br />
(100 <strong>og</strong> 250 MHz) <strong>og</strong><br />
boringer<br />
9<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Kalkoverflade<br />
Samtolket i<br />
Geoscene vha.<br />
georadar (100<br />
MHz), seismik <strong>og</strong><br />
boringer<br />
10<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Georadar konklusioner<br />
› 100 <strong>og</strong> 250 MHz antenner velegnede til kortlægning af overflade af moræneler.<br />
› Kalkoverfladen kunne fastlægges med 100 MHz, men det krævede støtte af<br />
seismiske data.<br />
› Indtrængningsdybde afhænger af frekvens samt jordtyper: ler 0-10 m, sand<br />
0-20 m, indlandsis 2,5 km …<br />
› Dybere opløsning kræver mere plads <strong>og</strong> giver dårligere opløsning nær terræn<br />
› Begrænsninger: Ler, saltvand, mindst 30-40 m lange linjer<br />
11<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
3D Georadar<br />
(elektromagnetisk metode)<br />
› Formål:<br />
12<br />
› Udføre en detaljeret kortlægning af de øverste<br />
meter under terræn bl.a. med henblik på at<br />
kortlægge fyldlaget, selve tanken, ledninger,<br />
fundamenter m.v.<br />
› Metode:<br />
› Screening med en 3D-georadarantenne (400 MHz)<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
3D Georadar<br />
13<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER<br />
3D georadar
3D antenne<br />
14<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER<br />
0,16 m<br />
0,71 m
3D-Georadar konklusioner<br />
› 3D georadar-antenne velegnet til kortlægning af installationer (ledninger <strong>og</strong><br />
tanke mm.)<br />
› Kan maksimalt se 5 m ned i jorden<br />
› Kræver mindst 30-40 m linjer<br />
15<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Seismiske metoder<br />
› Refleksion/refraktion<br />
› MASW<br />
› P- <strong>og</strong> S-bølger<br />
› Lydkilder: Vibrator,<br />
dynamit, riffel, hammer<br />
16<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Hammer seismik<br />
(seismisk metode)<br />
› Formål:<br />
17<br />
› (1) kortlægge toppen af kalkoverfladen<br />
› (2) undersøge mulige strukturer i kalken<br />
› Metode:<br />
› Hammerslag. Modtageren består af et 48 m<br />
langt slæb med 48 geofoner. Indsamling af<br />
S- <strong>og</strong> P-bølger. Tolkning af S-bølger.<br />
Supplerende MASW tolkning<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Hammer seismik<br />
18<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Seismik<br />
0-4 m (blå): ML1<br />
19<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER<br />
4-8 m (grøn): ML2<br />
8-20 m (sort): kalk
Seismik konklusioner<br />
› Seismik velegnet til tolkning af kalkoverfladen under<br />
inddragelse af boringer, samt som støtte til fastlæggelse af<br />
de to morænelersenheder.<br />
› Fungerer bedst på vandmættede lag<br />
› Baggrundsstøj skal minimeres (= natarbejde)<br />
› Kræver mindst 50 m lige linjer<br />
› Duer ikke på blødbundsaflejringer (tørv, gytje)<br />
20<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Elektriske metoder<br />
› MEP-profiler<br />
› DC-sonderinger<br />
21<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER<br />
MEP feltarbejde
Elektriske metoder konklusioner<br />
› Mest velegnet til kortlægning af større områder samt råstofkortlægning.<br />
Sjældent velegnet på forureningssager.<br />
› Metoden er sårbar overfor eksisterende elektriske installationer såsom<br />
metalliske kabler (elektriske ledninger, vandrør osv.).<br />
› Krav om direkte kontakt til jorden. Kan derfor ikke foretages på asfalt eller<br />
flisebelægninger.<br />
22<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Borehulsl<strong>og</strong>ging<br />
› Gamma (info om geol<strong>og</strong>i <strong>og</strong> sprækker)<br />
› Resistivitet / induktion (info om geol<strong>og</strong>i)<br />
› Kaliper (info om sprækker)<br />
› Porøsitet <strong>og</strong> densitet (info om geol<strong>og</strong>i <strong>og</strong><br />
relativ porøsitet)<br />
› Flowl<strong>og</strong> (info om grundvandsindstrømning)<br />
› NMR (vandindhold)<br />
› VSP (seismisk hastighedsfordeling <strong>og</strong><br />
afledte geotekniske parametre)<br />
› mm.<br />
23<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Borehuls-l<strong>og</strong>ning (gamma)<br />
› Formål:<br />
24<br />
› Støtte geol<strong>og</strong>isk tolkning<br />
› Metode:<br />
› (re)tolkning af eksisterende<br />
l<strong>og</strong>ning (gamma, video).<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER<br />
ML1<br />
ML2<br />
Kalk
Gamma l<strong>og</strong><br />
25<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER<br />
Flowzoner følger ofte<br />
l<strong>og</strong>stratigrafi (sprækker mellem<br />
hårde <strong>og</strong> bløde lag)
Gamma l<strong>og</strong><br />
26<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Gamma l<strong>og</strong><br />
27<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER<br />
Kote for Gamma-marker 3 tolket<br />
ud fra 257 boringer
Flowl<strong>og</strong>s<br />
› Gennemgang af eksisterende<br />
flowl<strong>og</strong>s for at kunne vurdere<br />
indstrømningshorisonter <strong>og</strong><br />
opknusningsgrad.<br />
› Konklusion: Intet entydigt<br />
strømningsmønster, hverken i<br />
forhold til kalkoverflade eller<br />
kote.<br />
28<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER<br />
Dybde [m u. kalkoverflade]<br />
0<br />
5<br />
10<br />
15<br />
20<br />
25<br />
30<br />
35<br />
Flow - tolkning [%]<br />
0 20 40 60 80 100<br />
K12N<br />
K22<br />
K23<br />
200.5730 (M1)<br />
200.5728 (M2)<br />
Dybde [kote]<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
0<br />
-5<br />
-10<br />
-15<br />
-20<br />
-25<br />
Flow - tolkning [%]<br />
0 20 40 60 80 100<br />
K12N<br />
K22<br />
K23<br />
200.5730 (M1)<br />
200.5728 (M2)
Borehuls l<strong>og</strong>ning konklusioner<br />
› Geofysisk l<strong>og</strong>ning er god i sammentolkning med de øvrige geofysiske metoder<br />
herunder specielt mht. at finde de præcise laggrænser <strong>og</strong> stratigrafi.<br />
› Giver bedre opløselighed end boringer – både snegleboringer <strong>og</strong> DTH<br />
› Flowl<strong>og</strong>s er meget velegnede til planlægning af niveauspecifikke vandprøver<br />
› Kræver mindst Ø90 mm filter <strong>og</strong> boringer bør mindst være ca. 10 m dybe<br />
29<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Opsummering<br />
› Geofysik: Beskrivelse af jordens geofysiske egenskaber i 2 eller 3 dimensioner.<br />
Boringer: Punktobservationer af jordens reelle geol<strong>og</strong>iske <strong>og</strong> hydr<strong>og</strong>eol<strong>og</strong>iske<br />
egenskaber.<br />
› Bedste anvendelse af geofysik på forureningslokaliteter opnås, når de<br />
kombineres dels med andre geofysiske metoder <strong>og</strong> dels med mere traditionelle<br />
metoder typisk i form af boringer. Geofysik giver på denne måde bedre<br />
fastlæggelse af geol<strong>og</strong>iske grænser <strong>og</strong> giver desuden fladedækning.<br />
› En mulig fremgangsmåde er at udføre undersøgelserne i tre faser:<br />
30<br />
› Fase 1: Boringer<br />
› Fase 2: Forskellige typer af geofysiske undersøgelser<br />
› Fase 3: Yderligere boringer <strong>og</strong> undersøgelser<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
For mere info<br />
› <strong>Jesper</strong> Damgaard (hydr<strong>og</strong>eol<strong>og</strong>i): JDAM@cowi.dk<br />
› Jarle Henssel (geofysiker): JHE@cowi.dk<br />
› Ole Frits Nielsen (geofysiker): OFN@cowi.dk<br />
31<br />
29. MAJ 2012<br />
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER
Change language