snel Grondwater Exploratie

De Swedish Geological Survey (SGU) is betrokken bij grondwaterexploratieprojecten om de vele gletsjerafzettingen in Zweden te onderzoeken. De afzettingen zijn verspreid over het land en vormen de belangrijkste grondwaterbronnen voor de drinkwatervoorziening in Zweden. SGU wilde een GPR-oplossing die snel kon worden ingezet om grote hoeveelheden betrouwbare en hoogwaardige gegevens te verzamelen om hun studies te ondersteunen. Voor de efficiëntie was het doel om het wegennetwerk van het land en aangrenzende bermen en land te gebruiken om gebieden daaronder te lokaliseren die bestonden uit zand en grind met grote diepten tot aan het onderliggende gesteente.

Gezien de diepte-eisen koos de applicatiespecialist van ImpulseRadar voor: CrossOverCO730 als het systeem van keuze.

Omdat de CrossOver-serie GPR-antennes een modern real-time sampling (RTS)-ontwerp gebruiken, zijn ze geschikt voor metingen op hoge snelheid op de weg, naast de meer gebruikelijke handmatige duw-/trekconfiguraties. Voor SGU heeft ImpulseRadar een op maat gemaakt montageframe gebouwd om de op het voertuig gemonteerde metingen over wegen te vergemakkelijken. Met deze montageoplossing kan de antenne snel en eenvoudig tussen het voertuig worden verplaatst voor metingen op de weg en handmatige trekconfiguraties.

Naast de wegmetingen heeft SGU het GPR-systeem ook gebruikt om de bermen en aangrenzend terrein te onderzoeken. Het doel was om meer inputgegevens te verkrijgen om de ware omvang van potentiële grondwaterreservoirs te bepalen. Voor de offroad-onderzoeken werd de CO730 handmatig getrokken, maar had hij ook een slipvoorziening om in de wintermaanden achter een terreinwagen, zoals een quad of een sneeuwscooter, te slepen.

Het gebruik van GPR voor het detecteren en in kaart brengen van grondwaterstanden is goed bewezen. Het voordeel van het tweekanaalsontwerp van de CO730 betekende dat de watertafelinterface gemakkelijk kon worden bepaald met behulp van het 300 MHz-kanaal. Daarentegen bood het 70 MHz-kanaal een grotere penetratie om de zand- en grindinterfaces naar het onderliggende gesteente te definiëren. Zichtbaarheid van alle geologische elementen waaruit de watervoerende laag bestaat, helpt bij het bepalen van de dikte van elke laag. In combinatie met andere gegevens kunnen hydrologen de GPR-informatie later gebruiken om een ​​aquifermodel te bouwen om het watervolume nauwkeuriger te voorspellen.

De voertuigmontageoplossing past op elke auto met een standaard trekhaakkogel van 50 mm. Voor grotere voertuigen is een eenvoudig aanpasbare trekhaakopstelling beschikbaar. Dankzij het ontwerp van het montageframe kan de CO730 (of andere CrossOver-antennes) veilig over het grond-/wegoppervlak zweven. De hoogte (luchtspleet) boven het meetoppervlak kan worden aangepast van 5 tot 15 cm om rekening te houden met verschillende omstandigheden. Het is echter altijd raadzaam om de antenne zo dicht mogelijk bij het meetoppervlak te plaatsen. Als er contact is met het meetoppervlak, beschermt een skidplate de antenne en omdat deze zweeft, kan de antenne omhoog bewegen om de kracht van een eventuele impact te minimaliseren.

Opmerking – het op RTS gebaseerde ontwerp van de CrossOver-antenne betekent dat deze veel sneller gegevens kan verzamelen dan de snelheid waarmee het onderzoeksvoertuig kan rijden. Daarom is deze configuratie geschikt voor elk onderzoek op de weg, zelfs bij snelheden op de snelweg.

De beste manier om het CrossOver-systeem te activeren is vanaf een van de achterwielen van het onderzoeksvoertuig, met behulp van een wiel-encoderset. Wheel-triggering biedt ook chainage en maakt het mogelijk om hyperbool-aanpassings- en migratiefiltertools te gebruiken tijdens de naverwerking van gegevens. De ingebouwde GPS-ontvanger van de CrossOver-antenne voor georeferentie kan worden gebruikt tijdens het meten en het daaropvolgende interpretatieproces. In plaats van de hoogtegegevens van de interne GPS te gebruiken, gebruikte SGU echter het landelijke GSD-terreinmodel met GSD-hoogtegegevens van Zweden om nauwkeurigere hoogtegegevens te verkrijgen.

Opmerking – in landen waar dergelijke hoogtemodellen niet bestaan, moet u een externe RTK/GPS gebruiken om nauwkeurige hoogtegegevens te krijgen.

De onderstaande afbeeldingen tonen gegevens van twee secties van een typisch voertuigmontageonderzoek en laten duidelijk de waarde van deze benadering zien. Door de hoge porositeit van het zand/grindvolume is de grondwaterspiegel zichtbaar in het radargram. Er is ook een groot contrast op het grensvlak van het gesteente vanwege de lage porositeit. Denk aan het grote verschil in de snelheid van het GPR-signaal in droog zand versus verzadigd zand. Een snelheid van 140 – 150 m/uS is heel goed mogelijk in droog zand, maar kan dalen tot 60 – 70 m/uS onder het grondwatergrensvlak, afhankelijk van de porositeit van de zandformatie. Deze voorbeelden laten ook zien hoe de twee radarkanalen elkaar aanvullen. De CO730 bestaat uit twee echte GPR-antennes met middenfrequenties van respectievelijk 70 MHz en 300 MHz. Met zijn hogere resolutie maakt de 300 MHz-antenne een duidelijk zicht op de ondiepere lagen mogelijk, inclusief het grondwater-tafelinterface. Met zijn diepere penetratie maakt de 70 MHz-antenne een duidelijk beeld van de diepere lagen mogelijk, inclusief de interfaces van zand, grind en gesteente.