Beispiele für Georadarmessungen
Beispiele für Georadarmessungen
Beispiele für Georadarmessungen
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Das „Georadar Georadar“ und sein Einsatz in der<br />
Kampfmittelbergung<br />
Dr. Dietmar Steinhau<br />
analytec Dr. Steinhau Ingenieurgesellschaft <strong>für</strong> f r<br />
Baugrund, Geophysik und Umweltengineering mbH<br />
Aktienstr. Aktienstr.<br />
5a, 09224 Chemnitz, OT Mittelbach<br />
http://www.steinhau.de<br />
http:// www.steinhau.de<br />
Vortrag auf der Fachtagung „Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ 2007 des BDFWT am 13.02.2007 in Bad Kissingen
Georadar<br />
(oder auch Bodenradar)<br />
wird im englischen Sprachraum als<br />
„ground ground<br />
penetrating<br />
bezeichnet.<br />
radar“ radar<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007<br />
(GPR)
Zur Historie des Georadarmessverfahrens<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007
•<br />
•<br />
elektromagnetisches Impuls- Impuls<br />
Reflexionsverfahren<br />
Frequenzbereich zwischen<br />
ca. 50 MHz und 1 GHz<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007
Die Frequenzabhängigkeit Frequenzabh ngigkeit der Reichweite bei<br />
<strong>Georadarmessungen</strong><br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007<br />
�� Die Reichweite der Radarwelle<br />
beträgt betr gt bei 200 MHz in<br />
erdfeuchtem Schluff ca. 3 m.<br />
�� Die Reichweite der Radarwelle<br />
beträgt betr gt bei 500 MHz in Schluff<br />
ca. 1,5 m.<br />
�� Die Reichweite der Radarwelle<br />
beträgt betr gt bei 500 MHz in Sand ca.<br />
4,0 m.
Dielektrizitätskonstante<br />
Dielektrizit tskonstante und Reflexionkoeffizient<br />
Luft -<br />
Luft -<br />
Luft -<br />
Luft -<br />
Grenzfläche<br />
Grenzfl che<br />
Dielektrizitäts<br />
Dielektrizit ts-<br />
zahl<br />
ε 1<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007<br />
Dielektrizitäts<br />
Dielektrizit ts-<br />
zahl<br />
Eis 1 3,2 -<br />
Wasser 1 81 -<br />
trockner Boden 1 4 -<br />
nasser Boden 1 25 -<br />
trockner Boden –<br />
trockener Boden -<br />
nasser Boden -<br />
feuchter Boden –<br />
Boden –<br />
nasser Boden 4 25 -<br />
ε 2<br />
Reflexions-<br />
koeffizient<br />
K<br />
in %<br />
Festgestein 4 6 -10 10<br />
Festgestein 25 6 + 34<br />
Wasser 9 81 -<br />
Metall 9 ∞ -<br />
28<br />
80<br />
33<br />
67<br />
43<br />
50<br />
100
Modellierungsbeispiel <strong>für</strong> f r veränderte ver nderte Wassersättigung<br />
Wassers ttigung<br />
homogenes<br />
Bodenmaterial<br />
erhöhte erh hte<br />
Bodenfeuchte<br />
dispers verteilt<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007<br />
weitere Erhöhung Erh hung<br />
des inhomogen<br />
verteilten Poren-<br />
wassers<br />
nach Processing<br />
der Rohdaten
Schlussfolgerungen bzgl. der Eindringtiefe und der<br />
Einzelobjektauflösung Einzelobjektaufl sung <strong>für</strong> f r die Durchführung Durchf hrung von<br />
<strong>Georadarmessungen</strong><br />
�� Die Reichweite des Georadars hängt h ngt von der verwendeten Antennen-<br />
frequenz ab.<br />
�� Niedrige Frequenzen erlauben größ größere<br />
ere Eindringtiefen des Verfahrens bei<br />
einer Verringerung der Einzelobjektauflösung.<br />
Einzelobjektaufl sung.<br />
�� Höhere here Messfrequenzen verringern die Eindringtiefe der<br />
elektromagnetischen Wellen bei besserer Einzelobjektauflösung.<br />
Einzelobjektaufl sung.<br />
�� Eine Zunahme des Wassergehaltes im Boden verringert die Reichweite Reichweite<br />
des<br />
Georadars wegen der erhöhten erh hten Dämpfung D mpfung der elektromagnetischen Wellen.<br />
�� Ein hoher Reflexionskoeffizient an einer Grenzfläche Grenzfl che zwischen zwei<br />
Materialien bewirkt die Reflexion des größ größten<br />
ten Teils der abgestrahlten<br />
Energie. Tiefer gelegene Objekte sind u. U. nicht mehr detektierbar<br />
detektierbar.<br />
.<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007
Gerätetechnik Ger tetechnik <strong>für</strong> f r <strong>Georadarmessungen</strong><br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007
Durchführung Durchf hrung von <strong>Georadarmessungen</strong><br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007
Darstellung der Reflexionssignale - Radargramm<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007
Darstellung der Reflexionssignale - Radargramm<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007
Darstellung der Reflexionssignale - Radargramm<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007
<strong>Beispiele</strong> <strong>für</strong> f r <strong>Georadarmessungen</strong><br />
Helgoland - Düneninsel neninsel<br />
Cäsiumdampfmag<br />
siumdampfmag-<br />
netometer<br />
G 858<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007
B<br />
homogene Sandschicht<br />
Festgestein (Kreide)<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007<br />
Düneninsel/Helgoland<br />
homogene Sandschicht<br />
Festgestein (Kreide)<br />
A
<strong>Beispiele</strong> <strong>für</strong> f r <strong>Georadarmessungen</strong><br />
Georadarmessung<br />
200-MHz 200 MHz-Antenne Antenne<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007<br />
Messbeispiel<br />
Bahnlinie in Hannover
<strong>Beispiele</strong> <strong>für</strong> f r <strong>Georadarmessungen</strong><br />
Messbeispiel ehem. Kraftwerksgelände<br />
Kraftwerksgel nde<br />
südwestlich dwestlich von Cottbus<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007<br />
Georadarmessung 200-MHz 200 MHz-<br />
Antenne 3D-Darstellung 3D Darstellung der<br />
Radargramme
<strong>Beispiele</strong> <strong>für</strong> f r <strong>Georadarmessungen</strong><br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007
Einsatzkriterien <strong>für</strong> f r <strong>Georadarmessungen</strong><br />
Rahmenbedingungen <strong>für</strong> f r den Einsatz<br />
des Georadarverfahrens<br />
Geologische Verhältnisse<br />
Verh ltnisse überpr berprüfen. fen. Tonig-<br />
schluffige<br />
Böden den schränken schr nken die Verwendbar-<br />
keit<br />
des Georadars zumindest stark ein.<br />
Unterhalb des Grundwasserspiegels sind<br />
i.d.R. keine Aussagen zu Objekten möglich. m glich.<br />
Die Geländeoberfl<br />
Gel ndeoberfläche che sollte weitgehend<br />
eben sein, damit eine akzeptable Ankopplung<br />
der Antennen möglich m glich ist.<br />
Vor Routinemessungen sollte mindestens<br />
eine Testmessung zur Auswahl der optimalen<br />
Antennenkonfiguration ausgeführt ausgef hrt werden.<br />
Die Auswertung von <strong>Georadarmessungen</strong><br />
erfordert wegen der Vieldeutigkeit der Re- Re<br />
flexionssignale<br />
erfahrene Projektbearbeiter !<br />
Vortrag auf der Fachtagung<br />
„Kampfmittelbeseitigung<br />
Kampfmittelbeseitigung“ des BDFWT in<br />
Bad Kissingen am 13.02.2007<br />
+<br />
+<br />
+<br />
+<br />
-<br />
-<br />
Vor- Vor und Nachteile des Georadars<br />
weitgehend unempfindlich gegenüber gegen ber<br />
elektrischen und magnetischen Störfeldern St rfeldern<br />
sehr großer gro er Messfortschritt – Messungen<br />
manuell oder fahrzeugbasiert möglich m glich<br />
detaillierte Auflösung Aufl sung von Einzelobjekten bei<br />
sehr genauer Tiefenangabe möglich. m glich.<br />
Georadar-Bohrlochmessungen Georadar Bohrlochmessungen ermöglichen erm glichen u.<br />
U. Aussagen zu Blindgängern Blindg ngern unter Gebäu- Geb<br />
den<br />
bei starken magnetischen Störfeldern St rfeldern<br />
Anfall großer gro er Datenmengen - hat zeitauf-<br />
wendiges<br />
Datenprocessing<br />
zur Folge.<br />
keine direkte Korrelation zwischen den<br />
Reflexionssignalen und Materialeigen-<br />
schaften<br />
(ohne intensives Datenprocessing)<br />
Datenprocessing
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