avagy modern geofizikai mérések a felszín alatti vizek...

1095 Budapest, Mester u. 4. Hungary Geomega Geological Research and Environmental Services Ltd.

from Ideas to Implementation

[email protected] /GeomegaLtdBudapestwww.geomega.hu

Koroknai Zsuzsa, Hámori Zoltán, Dr. Tóth Tamás, Filipszki Péter

1

VÍZ A FELSZÍN ALATT – FELSZÍN A VÍZ ALATT

avagy

modern geofizikai mérések a felszín alatti vizek

kutatásában és védelmében

„Almássy Endre XXV. Konferencia a Felszín Alatti Vizekről”

Ötletektöl a megvalósításig | From Ideas to Implementation

Előadás vázlat

2

Egyenáramú elektromos mérés

Mágneses és elektromágneses mérések

Szárazföldi és vízi szeizmikus mérések

III. Geofizikai módszerek kombinált alkalmazása - esettanulmány

Földradar (GPR) mérés

I. Geofizikai mérési módszerek bemutatása:

II. Geofizikai módszerek főbb alkalmazási lehetőségei

a „felszín alatti vizek világában”


Fizikai alapja: az egyes kőzetek / üledékek eltérő fajlagos elektromos ellenállása

Mérés módja: a földbe/vízbe vezetett áram hatására kialakuló feszültségteret mérjük

3

Egyenáramú elektromos mérés

Előnye:• robosztus módszer,

• viszonylag alacsony fajlagos költségek,

• vízen és szárazföldön egyaránt alkalmazható

Típusai: VESZ (Vertikális Elektromos Szondázás)2D/3D multielektródás mérés

Főbb alkalmazási lehetőségei:• földtani-vízföldtani térképezés,

• víztelített zónák kimutatása,

• vetők, üregek, 2D-3D szerkezetek feltérképezése,

• szennyeződések felderítése, terjedésük monitorozása

Hátránya:felbontóképessége a mélységgel

erősen csökken


Fizikai alapja: az anyagok eltérő mágneses szuszceptibilitásán alapul, (pl: az üledékek bolygatása a mágneses térben mérhető változást okoz)

4

Mágneses és elektromágneses mérések

Előnyük: Gyors, részletes, nagy pontosságú felszíni felmérés, térképi megjelenítés.

Hátrányuk: Mélységinformáció korlátozott

Behatolási mélység:Elektromágneses: műszertől függően cca. 1-10 m

Magnetométer: mérési feladattól függően tervezhető

behatolás/felbontás

Főbb alkalmazási lehetőségeik:• szennyezett, bolygatott területek kimutatása,

• eltemetett tárgyak, fémtárgyak felkutatása

Mérés módja: a felszín felett nagyon érzékeny műszerekkel ez a változás kimutathatóelektromágneses műszerrel az elektromos vezetőképességet mérjük

magnetométerrel a mágneses tér nagyságát mérjük

Ötletektöl a megvalósításig | From Ideas to Implementation5

Földradar (GPR) mérés

Mérés módja: radarhullámokat bocsátunk a földbe/vízbe, a visszaverődő hullámokat mérjük

Előnye: gyors, nagyfelbontású felszíni módszer, vízen és szárazföldön egyaránt alkalmazható

Behatolási mélység: antenna frekvenciától és a vizsgált közegtől függ(magyarországi viszonylatban a tapasztalat szerint a átlagosan 2-5 m behatolás érhető el)

Főbb alkalmazási lehetőségei:• feliszapolódás vizsgálata, víztelített zónák, kolmatált zónák kimutatása,

• talaj, utak, töltések rétegzettségének vizsgálata,

• olajos szennyeződések felderítése, terjedésük monitorozása,

• eltemetett fémtárgyak keresése, közművek lefutásának meghatározása,

Fizikai alapja: a kőzetek/üledékek eltérő dielektromos állandója miatt az elektromágneses hullámok terjedési sebessége változik, ami a terjedő hullámok törését,

visszaverődését eredményezi


Szárazföldi és vízi szeizmikus mérések

Mérés módja: a felszínen nyomáshullámokat (P hullám szeizmika), és/vagy nyíróhullámokat(S hullám szeizmika) gerjesztünk, detektáljuk a visszaverődő hullámokat

Előnye: vízen és szárazföldön egyaránt alkalmazható,vízen ultranagy felbontás érhető el vele,

a behatolási mélység és a felbontás tervezhető

Hátránya: szárazföldön költségigényes és a vízihez képest kisebb felbontású,vízen a felszíni többszörös és a biogén gázok korlátozhatják a behatolást

Főbb alkalmazási lehetőségeik: rétegtani és tektonikai vizsgálatok,

Fizikai alapja: a kőzetek/üledékek eltérő rugalmas paraméterei miatt a rugalmas hullámok a réteghatárokon részben visszaverődnek

Mérés típusok:• Egycsatornás,

• Többcsatornás

• Reflexiós

• Refrakciós

• Felületi

hullám


Ipari terület kármentesítése

7

Eltemetett tárgyak, közművek lefutása

Szennyeződés kimutatása

Felső vízadó mélysége, lefutása, fekü mélysége

Víztelített, vízzel átitatott zónák

geoelektromos mérés

elektromágneses

mérés

Szennyeződés terjedés vizsgálata

földradar mérés


Partiszűrésű vízbázisok kutatása,

üzembe helyezése

Vízadó kavicsréteg elhelyezkedése, vastagsága,

a fekü mélysége, geometriája a meder alatt

Medergeometria meghatározása, viszonya a vízadóhoz

Vízadó kavicsréteg elhelyezkedése, vastagsága, fekü mélysége geometriája a szárazföldön, a tervezett

kútsor alatt és a háttér területek felé

vízi szeizmikus mérés


Kombinálható radar és

elektromos mérésekkel


Kimosódás

Keresztmű

9

Partiszűrésű vízbázisok védelme,

biztonságban tartása

Kolmatált zóna feltáró fúrások közti kiterjesztéseMedergeometria megváltozása, feliszapolódás vizsgálata

vízi szeizmikus mérés

kombinált vízi szeizmikus és radar mérés

vízi radar mérés

Iszap

Lerakódás

Iszap Mederfenék

Biogén gáz

Vízfelszín reflexiója

Biogén gáz


Partiszűrésű vízbázisok védelme,

biztonságban tartása

A kútsor védelmét biztosító gát-védmű felmérése


• a gát alatti Dunával közvetlen kapcsolatban lévő kavicsréteg vízzel telítettsége-kiürülése

a Duna vízállásának függvényében

• szerkezete

földradar mérés

• átvezetések

helyzete

Dunai oldal Mentett oldal

Dunai vízállás

Dunai oldal Mentett oldal

Dunai vízállás


Nyíltkarsztos terület közelében tervezett

alagútfúrás, kútfúrás, építkezés

11

Dolomit kibúvás Hol keresztezi a dolomit vonulat a nyomvonalat az alagút mélyítési mélységében?

M4 Duna alatti átvezetésének vizsgálata többcsatornás szeizmikus mérés egycsatornás vízi szeizmikus mérés

Szeizmikus tömb kivágat a vágány alapszintjébenDuna mederfenék morfológiája

A II. Világháború során

berobbantott Ferenc

József híd roncsa.

Ínségkő


Kútfúrás nyíltkarszt közelében Meddig mélyíthető a fúrás a karsztfelszín érintése nélkül?

! Probléma: meredek, beépített terület, korlátozott mérési lehetőség!

refrakciós szeizmikus mérés

A mérés behatolási mélységében nem jelentkezik a dolomitra jellemző Vs: 1,9-3,6 km/s S hullám terjedési sebesség

Nyíltkarsztos terület közelében tervezett

alagútfúrás, kútfúrás, építkezés

A mérés eredménye alapján legalább 80 méter mély fúrás mélyíthető a tervezett pontban a karsztfelszín elérése nélkül.


Van-e jó vízadó a termálzónában?

Porózus, vagy karszt, esetleg mindkettő?

Termálvíz termelő kút fúrása – előzetes kutatás

KisvárosSzomszéd falu

Termál kutat szeretneRégi szerkezetkutató fúrás

• Geotermikus gradiens

alapján a termál zóna

550 m alatt

• A harántolt alsó-pannon,

miocén és oligocén

rétegekben nincs jó vízadó.

• Eocént nem nyitották meg.

• A triász karsztot 1500 m

körül érték el.

• Alatta jó vízadó, termálvíz

beáramlás.

• Céltartomány a 550 m és

2500 m , a koncesszió

köteles mélység közt. • A felső pannon rétegek

hideg vízadók

többcsatornás

szeizmikus

mérés

• A potenciális vízadó a

triász karszt messze

2500 m alatt érhető el!

• Cserébe a jó vízadó felső

pannon homokok egy

része a várható termál

zónába esik.

Analógia ?!

Sekélyebb kút elég!

550 m

2500 m


Geofizikai módszerek kombinált

alkalmazása

Göd – Szigetmonostor közti Duna-szakasz mederfelmérése

Partiszűrésű

ivóvízbázis

Keresztművek

SzigetGázló



alkalmazása


• mederben nagy felbontás

• partközelben a biogén gázos iszap

akadályozza a behatolást

egycsatornás vízi szeizmikus mérés

vízi radar mérés

• mederben kisebb felbontás

• partközelben a biogén gázos iszap

alatti réteghatár is látszik



alkalmazása


• mederfenék topográfiája vízi szeizmikus és radarmérés

vízi multielektródás mérés

• iszap lerakódás

üledék vastagság

• mederben kavicsos

• partközelben iszapos

• üledék bázis topográfiája


Köszönöm szépen a figyelmet!

avagy modern geofizikai mérések a felszín alatti vizek...

Documents