Beispiele für Georadarmessungen

dfabgmbh

Beispiele für Georadarmessungen

Das „Georadar Georadar“ und sein Einsatz in der

Kampfmittelbergung

Dr. Dietmar Steinhau

analytec Dr. Steinhau Ingenieurgesellschaft für f r

Baugrund, Geophysik und Umweltengineering mbH

Aktienstr. Aktienstr.

5a, 09224 Chemnitz, OT Mittelbach

http://www.steinhau.de

http:// www.steinhau.de

Vortrag auf der Fachtagung „Kampfmittelbeseitigung

Kampfmittelbeseitigung“ 2007 des BDFWT am 13.02.2007 in Bad Kissingen


Georadar

(oder auch Bodenradar)

wird im englischen Sprachraum als

„ground ground

penetrating

bezeichnet.

radar“ radar

Vortrag auf der Fachtagung

„Kampfmittelbeseitigung

Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

Bad Kissingen am 13.02.2007

(GPR)


Zur Historie des Georadarmessverfahrens

Vortrag auf der Fachtagung

„Kampfmittelbeseitigung

Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

Bad Kissingen am 13.02.2007




elektromagnetisches Impuls- Impuls

Reflexionsverfahren

Frequenzbereich zwischen

ca. 50 MHz und 1 GHz

Vortrag auf der Fachtagung

„Kampfmittelbeseitigung

Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

Bad Kissingen am 13.02.2007


Die Frequenzabhängigkeit Frequenzabh ngigkeit der Reichweite bei

Georadarmessungen

Vortrag auf der Fachtagung

„Kampfmittelbeseitigung

Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

Bad Kissingen am 13.02.2007

�� Die Reichweite der Radarwelle

beträgt betr gt bei 200 MHz in

erdfeuchtem Schluff ca. 3 m.

�� Die Reichweite der Radarwelle

beträgt betr gt bei 500 MHz in Schluff

ca. 1,5 m.

�� Die Reichweite der Radarwelle

beträgt betr gt bei 500 MHz in Sand ca.

4,0 m.


Dielektrizitätskonstante

Dielektrizit tskonstante und Reflexionkoeffizient

Luft -

Luft -

Luft -

Luft -

Grenzfläche

Grenzfl che

Dielektrizitäts

Dielektrizit ts-

zahl

ε 1

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„Kampfmittelbeseitigung

Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

Bad Kissingen am 13.02.2007

Dielektrizitäts

Dielektrizit ts-

zahl

Eis 1 3,2 -

Wasser 1 81 -

trockner Boden 1 4 -

nasser Boden 1 25 -

trockner Boden –

trockener Boden -

nasser Boden -

feuchter Boden –

Boden –

nasser Boden 4 25 -

ε 2

Reflexions-

koeffizient

K

in %

Festgestein 4 6 -10 10

Festgestein 25 6 + 34

Wasser 9 81 -

Metall 9 ∞ -

28

80

33

67

43

50

100


Modellierungsbeispiel für f r veränderte ver nderte Wassersättigung

Wassers ttigung

homogenes

Bodenmaterial

erhöhte erh hte

Bodenfeuchte

dispers verteilt

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„Kampfmittelbeseitigung

Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

Bad Kissingen am 13.02.2007

weitere Erhöhung Erh hung

des inhomogen

verteilten Poren-

wassers

nach Processing

der Rohdaten


Schlussfolgerungen bzgl. der Eindringtiefe und der

Einzelobjektauflösung Einzelobjektaufl sung für f r die Durchführung Durchf hrung von

Georadarmessungen

�� Die Reichweite des Georadars hängt h ngt von der verwendeten Antennen-

frequenz ab.

�� Niedrige Frequenzen erlauben größ größere

ere Eindringtiefen des Verfahrens bei

einer Verringerung der Einzelobjektauflösung.

Einzelobjektaufl sung.

�� Höhere here Messfrequenzen verringern die Eindringtiefe der

elektromagnetischen Wellen bei besserer Einzelobjektauflösung.

Einzelobjektaufl sung.

�� Eine Zunahme des Wassergehaltes im Boden verringert die Reichweite Reichweite

des

Georadars wegen der erhöhten erh hten Dämpfung D mpfung der elektromagnetischen Wellen.

�� Ein hoher Reflexionskoeffizient an einer Grenzfläche Grenzfl che zwischen zwei

Materialien bewirkt die Reflexion des größ größten

ten Teils der abgestrahlten

Energie. Tiefer gelegene Objekte sind u. U. nicht mehr detektierbar

detektierbar.

.

Vortrag auf der Fachtagung

„Kampfmittelbeseitigung

Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

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Gerätetechnik Ger tetechnik für f r Georadarmessungen

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Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

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Durchführung Durchf hrung von Georadarmessungen

Vortrag auf der Fachtagung

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Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

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Darstellung der Reflexionssignale - Radargramm

Vortrag auf der Fachtagung

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Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

Bad Kissingen am 13.02.2007


Darstellung der Reflexionssignale - Radargramm

Vortrag auf der Fachtagung

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Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

Bad Kissingen am 13.02.2007


Darstellung der Reflexionssignale - Radargramm

Vortrag auf der Fachtagung

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Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

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Beispiele für f r Georadarmessungen

Helgoland - Düneninsel neninsel

Cäsiumdampfmag

siumdampfmag-

netometer

G 858

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B

homogene Sandschicht

Festgestein (Kreide)

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Düneninsel/Helgoland

homogene Sandschicht

Festgestein (Kreide)

A


Beispiele für f r Georadarmessungen

Georadarmessung

200-MHz 200 MHz-Antenne Antenne

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Messbeispiel

Bahnlinie in Hannover


Beispiele für f r Georadarmessungen

Messbeispiel ehem. Kraftwerksgelände

Kraftwerksgel nde

südwestlich dwestlich von Cottbus

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Georadarmessung 200-MHz 200 MHz-

Antenne 3D-Darstellung 3D Darstellung der

Radargramme


Beispiele für f r Georadarmessungen

Vortrag auf der Fachtagung

„Kampfmittelbeseitigung

Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

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Einsatzkriterien für f r Georadarmessungen

Rahmenbedingungen für f r den Einsatz

des Georadarverfahrens

Geologische Verhältnisse

Verh ltnisse überpr berprüfen. fen. Tonig-

schluffige

Böden den schränken schr nken die Verwendbar-

keit

des Georadars zumindest stark ein.

Unterhalb des Grundwasserspiegels sind

i.d.R. keine Aussagen zu Objekten möglich. m glich.

Die Geländeoberfl

Gel ndeoberfläche che sollte weitgehend

eben sein, damit eine akzeptable Ankopplung

der Antennen möglich m glich ist.

Vor Routinemessungen sollte mindestens

eine Testmessung zur Auswahl der optimalen

Antennenkonfiguration ausgeführt ausgef hrt werden.

Die Auswertung von Georadarmessungen

erfordert wegen der Vieldeutigkeit der Re- Re

flexionssignale

erfahrene Projektbearbeiter !

Vortrag auf der Fachtagung

„Kampfmittelbeseitigung

Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in

Bad Kissingen am 13.02.2007

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Vor- Vor und Nachteile des Georadars

weitgehend unempfindlich gegenüber gegen ber

elektrischen und magnetischen Störfeldern St rfeldern

sehr großer gro er Messfortschritt – Messungen

manuell oder fahrzeugbasiert möglich m glich

detaillierte Auflösung Aufl sung von Einzelobjekten bei

sehr genauer Tiefenangabe möglich. m glich.

Georadar-Bohrlochmessungen Georadar Bohrlochmessungen ermöglichen erm glichen u.

U. Aussagen zu Blindgängern Blindg ngern unter Gebäu- Geb

den

bei starken magnetischen Störfeldern St rfeldern

Anfall großer gro er Datenmengen - hat zeitauf-

wendiges

Datenprocessing

zur Folge.

keine direkte Korrelation zwischen den

Reflexionssignalen und Materialeigen-

schaften

(ohne intensives Datenprocessing)

Datenprocessing

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