(fragment z oferty badań geofizycznych składowiska odpadów przemysłowych w Tarnowskich Górach)
Badania geoelektryczne środowiska hydrogeologicznego w otoczeniu
ognisk skażeń chemicznych (składowisk odpadów przemysłowych, komunalnych, hałd kopalnianych, zbiorników osadnikowych itp.)
Autorzy :
dr inż. Janusz Antoniuk
dr inż. Jerzy Mościcki
Wydział Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska
Akademia Górniczo-Hutnicza im. St. Staszica w Krakowie
30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30
Wstęp
Antropogeniczne zmiany chemizmu wód podziemnych stały się w obecnych czasach powszechnym zjawiskiem prowadzącym do degradacji zasobów wody. Kontrola i ochrona wód podziemnych nabrała więc szczególnego znaczenia. W tej dziedzinie możliwości wykorzystania metod geofizycznych, a zwłaszcza geoelektrycznych, są znaczne.
Poniżej przedstawiana jest problematyka stosowania badań geoelektrycznych w rozpoznawaniu stanu środowiska hydrogeologicznego. Opisane uwagi metodyczne oparte są głównie na wieloletnim doświadczeniu badawczym autorów.
Zespół badawczy kierowany przez autorów opracowania posiada znaczne doświadczenie terenowe, metodyczne i interpretacyjne w prowadzeniu tego typu badań, dysponuje nowoczesną aparaturą pomiarową kanadyjskich firm Geonics i Scintrex , oraz unikalnym w skali krajowej sprzętem i oprzyrządowaniem własnej konstrukcji.
1. CEL BADAŃ GEOELEKTRYCZNYCH
Celem badań jest rozpoznanie stanu środowiska hydrogeologicznego wokół obiektów stanowiących ogniska skażeń wód podziemnych substancjami chemicznymi.
Zmiany chemizmu (mineralizacji) wód podziemnych zachodzące w otoczeniu ogniska zanieczyszczeń mogą być śledzone przez badanie objawów pośrednich, takich jak zmiany rozkładu przewodności elektrycznej w ośrodku hydrogeologicznym. Mineralizacja charakteryzuje, w pewnym stopniu, stopień zanieczyszczenia wody substancjami chemicznymi. Równocześnie jest ona jednym z głównych czynników wpływających zarówno na przewodność elektryczną wody, jak i na przewodność skały stanowiącej kolektor.
Metody geoelektryczne - powierzchniowe i penetracyjne - mogą być zastosowane do rozwiązywania zadań takich jak:
1.1 kartowanie aureoli zanieczyszczonych wód podziemnych wokół ogniska skażeń
określenie zasięgu strefy zanieczyszczonych wód,
w wybranych punktach tej strefy badanie profili hydrogeologicznych (głębokość występowania zwierciadła wody, miąższość warstwy wodonośnej, jej litologiczny charakter i mineralizacja ogólna wody )
1.2 rozpoznawanie budowy geologicznej przed frontem (1) wód skażonych i w wybranych miejscach wewnątrz (2) aureoli skażeń
w pierwszym wypadku badania geoelektryczne pozwalają na prognozowanie kierunków dalszej migracji zanieczyszczeń,
a w drugim umożliwiają prawidłowy wybór posadowienia studni drenażowych;
1.3 monitorowanie przemieszczeń frontu wód skażonych
W tym etapie pomiary powtarzane są cyklicznie w wybranych kierunkach, na zastabilizowanych profilach pomiarowych i punktach sondowań, w celu monitoringu skażonych wód podziemnych.
2. METODYKA BADAŃ
W badaniach wykorzystywany jest zestaw powierzchniowych i penetracyjnych metod geoelektrycznych stosowany od wielu lat przez autorów projektu do rozpoznawania stanu środowiska hydrogeologicznego wokół ognisk skażeń wód podziemnych substancjami chemicznymi [1, 2, 3, 4 ]. Podkreślamy, że właściwie stosowany zestaw wzajemnie uzupełniających się metod w dużym stopniu umożliwia rozwiązywanie konkretnych problemów badawczych.
Wykorzystywane są następujące metody geoelektryczne:
dipolowe profilowania indukcyjne w wersji elektromagnetycznych pomiarów konduktywności (przewodności) pozornej (EMTC);
geoelektryczne badania penetracyjne wykonywane przy pomocy sond geoelektrycznych wbijanych w luźne utwory skalne;
azymutalne sondowania elektrooporowe;
skomputeryzowane multielektrodowe badania elektrooporowe (resistivity imaging).
2.1 Metoda elektromagnetycznych pomiarów konduktywności pozornej
Elektromagnetyczne pomiary przewodności pozornej wykonywane są aparaturą geoelektryczną EM34-3DL kanadyjskiej firmy „Geonics”. Metoda ta stosowana jest do rozpoznawania płytkiej budowy geologicznej, a między innymi do kartowania stref skażonych w wodach podziemnych [ 5, 6, 7, 3, 4].
Metoda ta w istocie rzeczy jest odmianą dipolowych profilowań indukcyjnych. Układ pomiarowy składa się z dwóch współpłaszczyznowych cewek: nadawczej i odbiorczej, umieszczonych jedna od drugiej w odległości R nazywanej rozstawem układu. Stosowane są dwa typy układów różniące się ustawieniem cewek (dipoli magnetycznych) względem powierzchni ziemi. Symbolem VD , będącym skrótem od angielskiego vertical dipole, oznaczany jest układ poziomych cewek (pionowa jest wówczas orientacja wektora momentu dipolowego). W drugim układzie - HD (horizontal dipole) cewki leżą w płaszczyźnie prostopadłej do powierzchni ziemi.
Parametrem mierzonym i rejestrowanym wymienioną aparaturą jest przewodność pozorna σa będąca skomplikowaną funkcją przestrzennego rozkładu elektrycznej przewodności właściwej w ośrodku geologicznym, rozstawu i orientacji cewek oraz częstotliwości wzbudzanego pola elektromagnetycznego.
Zmierzona konduktywność pozorna nie może być utożsamiana z przewodnością właściwą konkretnej warstwy geologicznej, kolektora skażonych wód itp. (wyjątek stanowi idealnie jednorodny ośrodek, w praktyce niespotykany). Wielkość σa - jest to wypadkowa, przestrzennie (objętościowo) uśredniona przewodność ośrodka.
Pomiary konduktywności realizowane są w wersji profilowań. Układ pomiarowy o stałym rozstawie R przemieszczany jest z krokiem x wzdłuż wytyczonej linii - profilu X. Bezpośrednim wynikiem tych pomiarów są wykresy przewodności pozornej σa(x) odzwierciedlające zmiany zachodzące wzdłuż profilu w przestrzennym rozkładzie elektrycznej przewodności właściwej w ośrodku skalnym.
Końcowym efektem interpretacji wykresów profilowań jest rozpoznanie i zlokalizowanie elementów budowy geologicznej - i określenie ich rozprzestrzenienia w poziomie. W przypadku kartowania aureoli zanieczyszczonych wód podziemnych wokół źródła skażeń będą to na przykład granice pomiędzy wodami skażonymi, strefą "przejściową" i wodami o naturalnej mineralizacji.
Pokrycie badanego obszaru siatką profili pozwala na wykreślenie mapy przewodności pozornej σa(x,y), odzwierciedlającej przebieg „jęzorów” aureoli zanieczyszczonych substancjami chemicznymi wód podziemnych w otoczeniu ogniska skażeń.
Konstrukcja aparatury EM34-3, stosowanej w opisywanych badaniach, umożliwia, poprzez wybór układu ( HD lub VD ) oraz rozstawu cewek ( R= 10, 20 lub 40 m) ustalanie czterech różnych głębokości penetracji z zakresu od kilku do kilkudziesięciu metrów. Większy rozstaw R zapewnia rozpoznanie do większej głębokości. Głębokość ta może być jednakże określona jedynie w przybliżeniu, i dotyczy tylko przeciętnych, stosunkowo jednorodnych warunków geologicznych
Aparaturą EM34-3 możliwe jest wykonywanie tzw. profilowań wielopoziomowych. Polegają one na prowadzeniu na tych samych profilach pomiarów kolejno kilkoma różnymi układami. W rezultacie otrzymuje się zestaw map i wykresów konduktywności pozornej σa pozwalający, w przypadku opisywanego problemu hydrogeologicznego, na określenie zasięgu zanieczyszczeń w kierunkach horyzontalnych i na przybliżone oszacowanie interwału głębokościowego, w którym występuje migracja skażeń.
Fig. 2.1 przedstawia przykład (za [4] - zmodyfikowane) wykorzystania profilowań indukcyjnych do powierzchniowego kartowania rozprzestrzenienia się skażonych wód podziemnych w otoczeniu źródła skażeń chemicznych.
Podsumowanie: Metoda elektromagnetycznych pomiarów konduktywności pozornej
Zastosowanie: badanie poziomego zasięgu struktur geologicznych, rozprzestrzenienia skażonych wód podziemnych itp.; rozpoznanie ograniczone jest do głębokości związanej z wielkością rozstawu układu pomiarowego; badania prowadzone są szczególnie efektywnie w wersji profilowań
Interpretacja: głównie jakościowa - wyznaczenie granic występowania struktur, kolektorów skażonych wód podziemnych; w sprzyjających warunkach możliwe szacowanie stopnia skażenia wód podziemnych
Ograniczenia: występowanie masywnej, metalowej infrastruktury pod- i naziemnej oraz linii WN powoduje zakłócenia i wywołuje fałszywe anomalie
2.2 Metoda geoelektrycznych badań penetracyjnych
Badania geofizyczne, wykonywane za pomocą sond wciskanych lub wbijanych w luźne utwory geologiczne, nazywane są metodami penetracyjnymi. Bezpośrednim wynikiem takich badań jest wykres mierzonego parametru (np. oporności elektrycznej) w funkcji głębokości pogrążenia sondy . Najczęściej wynikiem interpretacji badań penetracyjnych, realizowanych przeważnie w wersji penetracyjnych profilowań oporności elektrycznej (PPO), jest szczegółowe określenie profilu geologicznego: rozpoznanie litologii, ustalenie miąższości warstw, położenia zwierciadła wody i oszacowanie mineralizacji ogólnej wody podziemnej [2]. W przypadku rozpoznawania warstw wodonośnych o małej miąższości w stosunku do nadkładu (lub kilku poziomów wodonośnych) metoda PPO pozwala na szczegółowe zbadanie profilu ośrodka hydrogeologicznego od powierzchni ziemi do głębokości pogrążenia sondy. W takich sytuacjach (cienkie warstwy) standardowe sondowania geoelektryczne wykonywane z powierzchni ziemi bywają mało skuteczne.
Sondy geofizyczne wciskane są w grunt mechanicznie z krokiem głębokościowym 2 - 10 cm. Standardowa sonda ma średnicę 32 mm , a pomiary wykonywane są przy pomocy cyfrowej aparatury GDRM-VAR sterowanej mikrokomputerem.
Fig.2.2 przedstawia (za [2]- zmodyfikowane) przykład badań penetracyjnych.
Podsumowanie: Geoelektryczne Badania Penetracyjne
Zastosowanie: szczególowe badanie pionowego zasięgu warstw geologicznych, rozkładu skażonych wód podziemnych itp.; ocena profilu hydrogeologicznego, położenia zwierciadła wód podziemnych, stopnia skażenia wody
Interpretacja: jakościowa i ilościowa - wyznaczenie granic występowania warstw, wód skażonych; określanie oporności elektrycznej i innych parametrów elektrycznych ośrodka, oznaczenie stopnia skażenia wód podziemnych
Ograniczenia: metoda inwazyjna; można wykonywać jedynie w skałach luźnych; informacja ograniczona do jednego punktu/stanowiska - podobnie jak w przypadku odwiertów
2.3 Azymutalne sondowania elektrooporowe
Badania elektrooporowe polegają na pomiarze parametru ośrodka geologicznego zwanego opornością pozorną - ρa (jednostką jest m).
Pomiary elektrooporowe w wersji sondowań prowadzone są w stałym punkcie na po-wierzchni ziemi przy zmieniającej się głębokości penetracji - realizowanej przez zmiany tzw. rozstawu, AB/2, układu pomiarowego. Wynikiem sondowania jest tzw. krzywa sondowania elektrooporowego - zależność ρa (AB/2) . Rezultatem interpretacji geofizycznej krzywej sondowania elektrooporowego jest model budowy geoelektrycznej - „kanapka” złożona z warstw o podanej oporności i miąższości. Uwzględnienie dodatkowych informacji geologicznych oraz korelacja własności geoelektrycznych z litologią i innymi parametrami (np. ekologicznymi) umożliwia podanie pionowego profilu geologicznego (zgeneralizowanego w porównaniu do bardzo szczegółowego profilu określanego z PPO, czy z otworów wiertniczych).
Sondowania elektrooporowe przeprowadzane mogą być jako tzw. sondowania azymutalne, co oznacza, że w każdym punkcie sondowania wykonywane są pomiary układem trójelektrodowym dla kilku azymutów. Taka pracochłonna metodyka pozwala, między innymi , na ocenę rozbieżności pomiędzy rzeczywistą budową geoelektryczną badanego rejonu a horyzontalnie warstwowanym modelem budowy zakładanym w interpretacji. W konsekwencji umożliwia to dokładniejsze i bardziej wiarygodne określenie budowy geologicznej w punktach sondowań.
Sondowania elektrooporowe wykonywane są cyfrową aparaturą ELMES - GDRM. Interpretacja krzywych sondowań przeprowadzana jest przy użyciu specjalistycznego oprogramowania komputerowego - RESIS - opracowanego w Zakładzie Geofizyki AGH.
Fig. 2.3 przedstawia zastosowanie Sondowań Elektrooporowych w monitoringu skażonych wód podziemnych (za [1] - zmodyfikowane).
Podsumowanie: Sondowania Elektrooporowe
Zastosowanie: badanie pionowego zasięgu warstw geologicznych, kolektorów skażonych wód podziemnych itp.; wyznaczanie zgeneralizowanego profilu geologicznego
Interpretacja: ilościowa - wyznaczenie głębokości występowania warstw w profilu pionowym i określenie ich oporności elektrycznej; przy występowaniu korelacji oporności z litologią możliwość odtworzenia profilu geologicznego; ilościowa ocena głębokości występowania kolektorów skażonej wody podziemnej
Ograniczenia: metoda wymaga dużych „przestrzeni” i stosunkowo płaskiej morfologii, badany teren nie może być utwardzony - pokryty betonem, asfaltem itp
2.4 Skomputeryzowane, multielektrodowe badania elektrooporowe
Jest to wersja wielopoziomowych profilowań elektrooporowych.
W przypadku profilowań układ pomiarowy (o stałym rozstawie) jest przemieszczany wzdłuż wyznaczonych linii obserwacyjnych zwanych profilami pomiarowymi. Punkty pomiarowe rozmieszczone są w równych odstępach - X. Parametry układu pomiarowego (rozmiary geometryczne i krok profilowania X) dobierane są w zależności od rozwiązywanego zadania badawczego. Bezpośrednim wynikiem tych pomiarów są wykresy zmian oporności pozornej wzdłuż profili pomiarowych. Wykresy te są następnie interpretowane w kategoriach geologicznych, inżynierskich lub innych wynikających z charakteru rozwiązywanego zadania.
Skuteczność profilowań elektrooporowych została w ostatnich latach znacznie zwiększona przez zastosowanie skomputeryzowanych, multielektrodowych systemów pomiarowych (tzw. resistivity imaging). Polegają one na wykonaniu, na tym samym profilu obserwacyjnym, badań wieloma układami pomiarowymi. W aparaturze posiadanej przez AGH stosowane są czteroelektrodowe układy pomiarowe Schlumberger'a i Wenner'a o rozstawach: 3 m, 5 m, 6 m, 7 m, 9 m, 13 m, 15 m, 19 m, 21 m, 25 m, 31 m, 33 m. Wyniki wielopoziomowych profilowań elektrooporowych przedstawiane mogą być w formie wykresów oraz tzw. przekrojów oporności pozornej - ρa (x, AB/2) .
Przekrój oporności pozornej w sposób jakościowy odzwierciedla obraz geoelektryczny budowy geologicznej wzdłuż przekroju poprowadzonego po linii profilu obserwacyjnego.
Podsumowanie: Skomputeryzowane, multielektrodowe badania elektrooporowe
Zastosowanie: precyzyjne badanie poziomego zasięgu stromych struktur geologicznych, przeszkód antropogenicznych itp.;
Interpretacja: jakościowa i ilościowa - wyznaczenie pionowych granic występowania struktur bądź „przeszkód” podziemnych oraz ocena głębokości występowania horyzontów elektrooporowych (w przypadku spokojnej budowy geologicznej)
Ograniczenia: stosunkowo płaska i nieutwardzona powierzchnia badanego terenu, duża wrażliwość na niejednorodności warstw przypowierzchniowych, względnie duża pracochłonność wykonywania badań
2.5 Monitoring geoelektryczny migracji zanieczyszczeń chemicznych w wodach
podziemnych
Proces migracji skażeń w wodach podziemnych może być dostrzegany jako zmiana mineralizacji lub pośrednio jako zmiany rozkładu przewodności elektrycznej w ośrodku hydrogeologicznym. Migracja zanieczyszczeń w warstwie wodonośnej jest na ogół procesem bardzo powolnym w porównaniu z czasem potrzebnym na dokonanie pomiarów geoelektrycznych. Dlatego też, monitoring geoelektryczny najczęściej nie jest prowadzony w sposób ciągły, lecz jako serie pomiarów powtarzane co pewien czas w zastabilizowanych punktach (sondowania) lub na profilach obserwacyjnych. Statyczne obrazy rozkładu przewodności w ośrodku hydrogeologicznym, określane co kilka miesięcy czy lat, przedstawiają kolejne fazy procesu rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń.
We wszystkich seriach obserwacji musi być stosowana ta sama metodyka i technika pomiarowa, a aparatura każdorazowo powinna być cechowana. Wstępne, bazowe badania geoelektryczne na konkretnym obiekcie mogą stanowić wyjściowy etap do obserwacji prowadzonych w systemie monitoringu.
Należy wyraźnie zaznaczyć, że skuteczne stosowanie monitoringu zależy w dużej mierze od dobrze i w odpowiednim czasie wykonanych pomiarów wstępnych - reperowych. Jeżeli zostaną one zrealizowane np. przed uruchomieniem składowiska odpadów to możliwe jest wtedy dobre rozpoznanie „tła” geologicznego. Jest to bardzo pożądane dla potrzeb późniejszej prawidłowej interpretacji wyników badań monitoringowych i prognozowania dalszych zmian w rozkładzie zanieczyszczeń środowiska hydrogeologicznego.
3. UWAGI KOŃCOWE
Metodyka opisanych badań zakłada dużą elastyczność w doborze ilościowym poszczególnych metod geoelektrycznych przy rozwiązywaniu konkretnego zadania.. Zakres wykorzystania tych metod jest modyfikowany podczas prowadzenia prac terenowych w zależności od otrzymywanych wyników, tak aby jak najpełniej rozwiązać postawione zadanie.
Należy podkreślić, że efektywność badań geofizycznych zależy od:
prawidłowego (w sensie geofizycznym) postawienia problemu badawczego
właściwego doboru metodyki pomiarowej
odpowiedniego zaprojektowania i wykonania badań z uwzględnieniem specyfiki terenu objętego pomiarami (morfologii, geologii, uzbrojenia)
kompleksowej, wieloaspektowej interpretacji (co wymaga sporego doświadczenia) z uwzględnieniem wszelkich dostępnych informacji, zwłaszcza geologicznych i hydrogeologicznych.
LITERATURA
[1] Antoniuk J. 1993 - Zastosowanie badań geoelektrycznych do monitorowania aureoli zanie-
czyszczonych wód podziemnych wokół zbiornika osadnikowego .
Zeszyty Nauk. AGH Nr1532, Geofizyka Stosowana Z.13 s.67-80.
[2] Antoniuk J., Mościcki J. 1994 - Metoda penetracyjnego profilowania oporności elektrycznej-
przykłady zastosowań. Przegląd Geologiczny ,Vol.42, Nr 10(498), 857-862.
[3] Antoniuk J., Mościcki J. 1995 - Rozwój i zastosowanie nowych metod geoelektrycznych w
rozpoznawaniu migracji wód zmineralizowanych w wodach podziemnych.
VII Konferencja Sozologiczna "Problemy ochrony środowiska wokół składowiska od-
padów poflotacyjnych Żelazny Most" , Polkowice, 11-12 maja 1995, s.77-88
[4] Antoniuk J., Mościcki J. 1995 - Badania migracji zanieczyszczeń w wodach podziemnych meto- dą powierzchniowych, elektromagnetycznych pomiarów konduktywności pozornej.
"Współczesne problemy hydrogeologii" tom VII, cz.2, Kraków - Krynica 1995, s.213-220
[5] Geonics Ltd. 1992 - Groundwater contamination and geotechnical mapping applications.
Geonics Ltd. Note.
[6] Goldstein N.E., Benson S.M.,Alumbaugh D. 1990 - Saline groundwater plume mapping with
electromagnetics.
In: Geotechnical and Environmental Geophysics ,vol.II, SEG, Tulsa, p.17-25
[7] McNeill J.D, 1990 - Use of electromagnetic methods for groundwater studies.
In: Geotechnical and Environmental Geophysics , vol.I, SEG, Tulsa.
SPIS RYSUNKÓW
Rys.1 Wyniki profilowań indukcyjnych na przedpolu wschodniej zapory zbiornika osadniko-
wego „Żelazny Most” - LGOM.
Rys.2 Mapa przewodności pozornej na przedpolu wschodniej zapory zbiornika osadnikowego
„Żelazny Most” - LGOM. Układ pomiarowy HD40.
Rys.3 Wyniki penetracyjnego profilowania oporności w strefie wód skażonych czwartorzę-
dowego poziomu wodonośnego ( „Żelazny Most”-LGOM).
Rys.4. Wyniki badań elektrooporowych przy rozpoznawaniu stanu środowiska geologicznego wokół wysypiska odpadów komunalnych (Nowy Sącz - Brzeziny).
2.6 Przykłady zastosowania opisanych badań geoelektrycznych
Penetracyjne profilowanie oporności (PPO) i dipolowe profilowania indukcyjne (DPI) są metodami bardzo efektywnymi w badaniach płytkiej budowy geologicznej. Mimo, że badania metodą PPO stosował już w latach 50-tych prof. Cz.Królikowski z PIG, a od lat 70-tych wykorzystują tą metodę autorzy projektu [2], pomiary PPO w Polsce są znane jedynie wąskiemu gronu specjalistów. Druga z wymienionych metod DPI (z pomiarem przewodności pozornej) jest stosowana w świecie od ponad 10 lat [6, 7], a w Polsce od 1990 r. przez autorów projektu [3, 4].
Poniżej przedstawione są wybrane wyniki badań prowadzonych opisanymi metodami geoelektrycznymi.
Przykład I
Badania geoelektryczne PPO w otoczeniu zbiornika wody pitnej dla Katowic "Dziećkowice".
Celem tych badań było określenie warunków hydrogeologicznych (głębokości występowania zwierciadła czwartorzędowego poziomu wodonośnego, szczegółowe rozpoznanie profilu utworów czartorzędowych od powierzchni ziemi do podścielających je iłów mioceńskich).
Penetracyjne profilowania oporności PPO wykonano przy pomocy sondy jednoelektrodowej wbijanej wibromłotem BC9VS. Na rys.1 przedstawiony jest wykres PPO i wyinterpretowany profil geologiczny. Wykres PPO bardzo wyraźnie odzwierciedla poszczególne warstwy występujące w profilu osadów. Zwierciadło głównego poziomu wodonośnego zaznacza się na głębokości 5.25 m gwałtownym spadkiem oporności pozornej z poziomu 1000 Ohmm (suche piaski) do wartości 100 Ohmm (piaski zawodnione). Po wejściu sondy w mioceńskie iły ( gł.9.2 m ) rejestrowane są charakterystyczne dla tych utworów niskie oporności ρa < 20 Ohmm. Powyżej głównego poziomu wodonośnego, na głębokości około 2.5 m, na wykresie PPO zaznacza się cienka warstewka niskooporowych glin ( 40 Ohmm ), a na niej lokalna soczewka wód zawieszonych (oporności około 100 Ohmm - podobnie jak w przypadku głównego horyzontu wodonośnego).
Przykład II
Badania geoelektryczne w rejonie składowiska odpadów poflotacyjnych "Żelazny Most" ( LGOM )
Pomiary przeprowadzono w celu zbadania aureoli zanieczyszczonych wód podziemnych wokół ogniska skażeń - zbiornika osadnikowego [3,4]. Na rys.2 zestawiono wykres dipolowego profilowania indukcyjnego (DPI) z przekrojem geologicznym opracowanym na podstawie otworów badawczych. Jak widać, wykres DPI bardzo wyraźnie odzwierciedla elementy budowy utworów czwartorzędowych i ich podłoża. Wysokie wartości przewodności pozornej σa rejestrowane są nad zawodnionymi piaskami (mineralizacja wód M= 8-12 g/dm3), natomiast nad glinami i iłami przewodność σa jest 2 - 3 razy mniejsza. Pomiędzy 1800 a 2000 metrem profilu zarejestrowano anomalię (wykres na rys.2), która wskazuje na obecność głębokiej rynny w glinach wypełnionej zawodnionymi piaskami. W celu jej skartowania, na przedpolu zbiornika wykonano dipolowe profilowania dobierając odpowiednio lokalizację i kierunki linii obserwacyjnych. Wyniki tych badań przedstawia mapa przewodności pozornej σa zamieszczona na rys.3. Przebieg izolinii odzwierciedla kształt i zasięg rynny, w którą wnikają skażone wody, a ponadto pewne elementy budowy geologicznej związane z przestrzennym rozkładem glin i utworów piaszczysto-żwirowych.
Metoda DPI jest również efektywna przy badaniach utworów czwartorzędowych w przypadkach normalnej mineralizacji wód. Utwory piaszczysto-żwirowe w takich sytuacjach charakteryzują się mniejszymi wartościami przewodności od przewodności glin czy iłów.
Przykład III
W rejonie wysypiska odpadów komunalnych w Nowym Sączu - Brzezinach przeprowadzono przy użyciu systemu multielektrodowego badania elektrooporowe w celu rozpoznania stanu obwałowań wysypiska oraz lokalizacji miejsc infiltracji odcieków na jego przedpole. Podstawą zastosowania metody elektrooporowej w tym zagadnieniu jest fakt, że odcieki z wysypisk śmieci cechują się bardzo niskimi wartościami oporności elektrycznej (są mocno zmineralizowane).
Rys. 4 przedstawia przekrój przewodności pozornych sporządzony dla profilu B ograniczającego od wschodu badany rejon.
. Analiza wykonanych badań wskazuje na występowanie filtracji odcieków na przedpole na prawie całej długości wschodniej granicy wysypiska - pomiędzy 20 a 200 m profilu B. Na wymienionym odcinku profilu można wydzielić trzy strefy filtracji odcieków różniące się między sobą bezwzględnymi wartościami oporności pozornej i głębokością występowania utworów geologicznych skażonych odciekami. Wspomniane trzy strefy są dobrze widoczne na przedstawionym przekroju oporności pozornych. Miejscom infiltracji odcieków na przedpole odpowiadają na przekroju (rys.4) obszary wartości ρa < 15 Ohmm , zaznaczone kolorem czerwonym i jego odcieniami.
10
Wyszukiwarka