29. MAJ 2012 GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 1 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
31
Embed
Eksempler på praktisk anvendelse af geofysiske ... · Seismik konklusioner 29. MAJ 2012 20 GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER ›Seismik velegnet til tolkning af kalkoverfladen
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 1
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
Baggrund – hvad er geofysik
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 2
Baggrund – udvikling
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 3
Geofysiske metoder
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 4
› Elektromagnetiske metoder
› Seismiske metoder
› Elektriske metoder
› (Borehulslogning)
Konceptuel model før og efter
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 5
Rambøll, 2010
COWI, 2012
Elektromagnetiske metoder
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 6
› Georadar
› GEM2 og EM31
› EM-61 , TEM40 og SkyTEM
100/250 MHz antenne
Georadar (elektromagnetisk metode)
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 7
› Formål:
› kortlægge de helt overfladenære lag (fyldlaget/top moræneler)
› kortlægge toppen af kalken
› Metode:
› Profiler med 100 og 250 MHz antenner
100 og 250 MHz antenner
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 8
Morænelersoverflade
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 9
Morænelersfladen tolket ud fra georadar (100 og 250 MHz) og boringer
Kalkoverflade
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 10
Samtolket i Geoscene vha. georadar (100 MHz), seismik og boringer
Georadar konklusioner
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 11
› 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
3D Georadar (elektromagnetisk metode)
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 12
› Formål:
› 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)
3D Georadar
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 13
3D georadar
3D antenne
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 14
0,16 m
0,71 m
3D-Georadar konklusioner
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 15
› 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
Seismiske metoder
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 16
› Refleksion/refraktion
› MASW
› P- og S-bølger
› Lydkilder: Vibrator, dynamit, riffel, hammer
Hammer seismik (seismisk metode)
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 17
› Formål:
› (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
Hammer seismik
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 18
Seismik
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 19
0-4 m (blå): ML1
4-8 m (grøn): ML2
8-20 m (sort): kalk
Seismik konklusioner
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 20
› 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)
Elektriske metoder
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 21
› MEP-profiler
› DC-sonderinger
MEP feltarbejde
Elektriske metoder konklusioner
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 22
› 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.
Borehulslogging
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 23
› 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.
Borehuls-logning (gamma)
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 24
› Formål:
› Støtte geologisk tolkning
› Metode:
› (re)tolkning af eksisterende logning (gamma, video).
ML1
ML2
Kalk
Gamma log
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 25
Flowzoner følger ofte logstratigrafi (sprækker mellem hårde og bløde lag)
Gamma log
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 26
Gamma log
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 27
Kote for Gamma-marker 3 tolket ud fra 257 boringer
Flowlogs
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 28
› Gennemgang af eksisterende flowlogs for at kunne vurdere indstrømningshorisonter og opknusningsgrad.
› Konklusion: Intet entydigt strømningsmønster, hverken i forhold til kalkoverflade eller kote.
0
5
10
15
20
25
30
35
0 20 40 60 80 100
Dy
bd
e [
m u
. ka
lko
ve
rfla
de
]
Flow - tolkning [%]
K12N
K22
K23
200.5730 (M1)
200.5728 (M2)
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
0 20 40 60 80 100
Dyb
de
[ko
te]
Flow - tolkning [%]
K12N
K22
K23
200.5730 (M1)
200.5728 (M2)
Borehuls logning konklusioner
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 29
› 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
Opsummering
29. MAJ 2012
GEOFYSIK PÅ FORURENINGSLOKALITETER 30
› 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:
› Fase 1: Boringer
› Fase 2: Forskellige typer af geofysiske undersøgelser