|
Penetracyjne pomiary geofizyczne |
|
Metody geoelektryczne od lat stosowane są z powodzeniem w badaniu problemów środowiskowych. Główny wpływ na mierzony parametr w przypowierzchniowych badaniach geoelektrycznych ma porowatość, stopień zawodnienia i opór zawartych w nich cieczy.
Z punktu widzenia ekologii najważniejszym czynnikiem jest oporność wody (stopień mineralizacji), która w wyniku badań geofizycznych może dać wskazówki do określania stanu środowiska. Zmiany hydrochemiczne i geochemiczne ośrodka zmieniają własności fizyczne (elektryczne) ośrodka, a co za tym idzie wpływają na wartość mierzonej oporności. Charakter stosowalności metod elektrooporowych w wersji sondowań i profilowań elektrycznych lub tomografii elektrooporowej zależy od wielkości i skali badanego zjawiska. Metody te dobrze sobie radzą w przypadku np. okonturowania strefy skażeń składowiska odpadów przemysłowych czy przestrzennym określeniu występowania użytkowych warstw wodonośnych. Problem użyteczności tych metod powstaje w przypadku „mikro” m.in. w dokładnym określeniu pionowej oporności w interesującym nas punkcie. Pionowe penetracyjne profilowanie oporności doskonale sprawdza się w punktowym, dokładnym zlokalizowaniu skażeń związków rozpuszczalnych w wodzie (chlorki, siarczany). Przykładem tego typu urządzenia jest samobieżna, wielofunkcyjna sonda pomiarowa GEOPROBE Model 5400. Pomiary oporności gruntu w profilu pionowym polegają na mechanicznym zagłębianiu w grunt końcówki pomiarowej wyposażonej w sondę elektryczną o odpowiedniej ilości i rozłożeniu elektrod. Najczęściej stosowanym układem jest rozstaw Wennera (7,5 cm, elektrody potencjałowe 2,5 cm – rys. 1). Odczyty oporności gruntu dokonywane są przez komputer wyposażony w specjalne oprogramowanie. Odczytywana wartość oporności odnoszona jest do aktualnej głębokości sondy, rejestrowanej automatycznie przez odpowiedni układ pomiarowy. W ten sposób powstaje wykres zależności rezystywności gruntu od głębokości (rys. 2). Dużą zaletą metody jest jej rozdzielczość pionowa wynosząca 2 cm niezależnie od głębokości, co jest niemożliwe do osiągnięcia jakąkolwiek inną geofizyczną metodą powierzchniową. Ważną zaletą jest również duża szybkość wykonywania pomiarów – pomiar na jednym punkcie zajmuje tylko kilka do kilkunastu minut. Przykładem tego typu badań mogą być pomiary z użyciem penetracyjnego pionowego profilowania oporności, wykonane na terenie zakładu chemicznego. Badania przeprowadzone na takim obszarze miały na celu dokładną lokalizację strefy zanieczyszczeń wód podziemnych. Dane z 21 otworów posłużyły do sporządzenia map, przekrojów i dokładnej lokalizacji strefy zanieczyszczeń. Na rys. 2 przedstawiającym wykres pionowego profilowania oporności gruntu w otworze P-6 widoczna jest charakterystyczna anomalia niskooporowa na głębokości 7 m p.p.t. Biorąc pod uwagę budowę geologiczną badanego obszaru (piaski i żwiry), anomalię tą należy wiązać ze zwiększoną mineralizacją wód podziemnych w strefie saturacji. Rys. 3 powstał przez zestawienie i interpolacje uzyskanych danych pomiarowych. Na prezentowanym przekroju wyraźnie zaznacza się strefa niskich oporności (poniżej 70 Ωm), obejmująca swym zasięgiem otwory P-21, P-6, P-10 i P-11. Bardzo dokładna lokalizacja tej strefy nie byłaby możliwa przy użyciu innych powierzchniowych badań geofizycznych. Reasumując, penetracyjne pomiary geofizyczne mogą być stosowane samodzielnie lub mogą uzupełniać inne geofizyczne badania powierzchniowe. Bardzo duża rozdzielczość pionowa wyników pomiarów umożliwia stwierdzenie obecności zanieczyszczeń oraz precyzyjnie określa zasięg pionowy. Penetrometr opornościowy może być z powodzeniem stosowany na terenach składowisk odpadów przemysłowych czy zakładów chemicznych. Zaletą tej metody jest niewrażliwość na zakłócenia od elementów infrastruktury przemysłowej. Metoda ta spełnia geofizyczną rolę w problemach środowiskowych, przeprowadzając obiektywną, ilościową ocenę środowiska geologicznego w sposób oszczędny i efektywny, w krótkim czasie, z dokładnością nieosiągalną dla innych metod geofizycznych. Michał Rudzki
Geofizyka Toruń Sp. z o.o. |
)
)
)