VÍZ A FELSZÍN ALATT FELSZÍN A VÍZ ALATT

Átírás

1 from Ideas to Implementation Almássy Endre XXV. Konferencia a Felszín Alatti Vizekről VÍZ A FELSZÍN ALATT FELSZÍN A VÍZ ALATT avagy modern geofizikai mérések a felszín alatti vizek kutatásában és védelmében Koroknai Zsuzsa, Hámori Zoltán, Dr. Tóth Tamás, Filipszki Péter info@geomega.hu /GeomegaLtdBudapest Budapest, Mester u. 4. Hungary Geomega Geological Research and Environmental Services Ltd.

2 Előadás vázlat I. Geofizikai mérési módszerek bemutatása: Egyenáramú elektromos mérés Mágneses és elektromágneses mérések Földradar (GPR) mérés Szárazföldi és vízi szeizmikus mérések II. Geofizikai módszerek főbb alkalmazási lehetőségei a felszín alatti vizek világában III. Geofizikai módszerek kombinált alkalmazása - esettanulmány 2

3 Egyenáramú elektromos mérés Fizikai alapja: az egyes kőzetek / üledékek eltérő fajlagos elektromos ellenállása Mérés módja: a földbe/vízbe vezetett áram hatására kialakuló feszültségteret mérjük Típusai: VESZ (Vertikális Elektromos Szondázás) 2D/3D multielektródás mérés Főbb alkalmazási lehetőségei: Előnye: robosztus módszer, viszonylag alacsony fajlagos költségek, vízen és szárazföldön egyaránt alkalmazható földtani-vízföldtani térképezés, víztelített zónák kimutatása, vetők, üregek, 2D-3D szerkezetek feltérképezése, szennyeződések felderítése, terjedésük monitorozása 3 Hátránya: felbontóképessége a mélységgel erősen csökken

4 Mágneses és elektromágneses mérések Fizikai alapja: az anyagok eltérő mágneses szuszceptibilitásán alapul, (pl: az üledékek bolygatása a mágneses térben mérhető változást okoz) Mérés módja: a felszín felett nagyon érzékeny műszerekkel ez a változás kimutatható elektromágneses műszerrel az elektromos vezetőképességet mérjük magnetométerrel a mágneses tér nagyságát mérjük Behatolási mélység: Elektromágneses: műszertől függően cca m Magnetométer: mérési feladattól függően tervezhető behatolás/felbontás Előnyük: Gyors, részletes, nagy pontosságú felszíni felmérés, térképi megjelenítés. Hátrányuk: Mélységinformáció korlátozott Főbb alkalmazási lehetőségeik: 4 szennyezett, bolygatott területek kimutatása, eltemetett tárgyak, fémtárgyak felkutatása

5 Földradar (GPR) mérés Fizikai alapja: a kőzetek/üledékek eltérő dielektromos állandója miatt az elektromágneses hullámok terjedési sebessége változik, ami a terjedő hullámok törését, visszaverődését eredményezi Mérés módja: radarhullámokat bocsátunk a földbe/vízbe, a visszaverődő hullámokat mérjük Behatolási mélység: antenna frekvenciától és a vizsgált közegtől függ (magyarországi viszonylatban a tapasztalat szerint a átlagosan 2-5 m behatolás érhető el) Előnye: gyors, nagyfelbontású felszíni módszer, vízen és szárazföldön egyaránt alkalmazható 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, 5

6 Szárazföldi és vízi szeizmikus mérések Fizikai alapja: a kőzetek/üledékek eltérő rugalmas paraméterei miatt a rugalmas hullámok a réteghatárokon részben visszaverődnek Mérés módja: a felszínen nyomáshullámokat (P hullám szeizmika), és/vagy nyíróhullámokat (S hullám szeizmika) gerjesztünk, detektáljuk a visszaverődő hullámokat Főbb alkalmazási lehetőségeik: rétegtani és tektonikai vizsgálatok, Mérés típusok: Előnye: Egycsatornás, Többcsatornás Reflexiós Refrakciós Felületi hullám 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 6

7 Ipari terület kármentesítése Felső vízadó mélysége, lefutása, fekü mélysége Víztelített, vízzel átitatott zónák Szennyeződés kimutatása Szennyeződés terjedés vizsgálata elektromágneses mérés Eltemetett tárgyak, közművek lefutása geoelektromos mérés földradar mérés 7

8 Partiszűrésű vízbázisok kutatása, üzembe helyezése Medergeometria meghatározása, viszonya a vízadóhoz Vízadó kavicsréteg elhelyezkedése, vastagsága, a fekü mélysége, geometriája a meder alatt vízi szeizmikus mérés Kombinálható radar és elektromos mérésekkel Vízadó kavicsréteg elhelyezkedése, vastagsága, fekü mélysége geometriája a szárazföldön, a tervezett kútsor alatt és a háttér területek felé geoelektromos mérés 8

9 Partiszűrésű vízbázisok védelme, biztonságban tartása Medergeometria megváltozása, feliszapolódás vizsgálata vízi szeizmikus mérés Lerakódás Kolmatált zóna feltáró fúrások közti kiterjesztése vízi radar mérés Iszap Keresztmű Kimosódás kombinált vízi szeizmikus és radar mérés Biogén gáz Biogén gáz Iszap Mederfenék Vízfelszín reflexiója 9

10 Partiszűrésű vízbázisok védelme, biztonságban tartása A kútsor védelmét biztosító gát-védmű felmérése földradar mérés szerkezete átvezetések helyzete geoelektromos mérés Dunai oldal Mentett oldal Dunai oldal Mentett oldal Dunai vízállás Dunai vízállás a gát alatti Dunával közvetlen kapcsolatban lévő kavicsréteg vízzel telítettsége-kiürülése a Duna vízállásának függvényében 10

11 Nyíltkarsztos terület közelében tervezett alagútfúrás, kútfúrás, építkezés M4 Duna alatti átvezetésének vizsgálata többcsatornás szeizmikus mérés egycsatornás vízi szeizmikus mérés Szeizmikus tömb kivágat a vágány alapszintjében Duna mederfenék morfológiája Ínségkő A II. Világháború során berobbantott Ferenc József híd roncsa. Dolomit kibúvás 11 Hol keresztezi a dolomit vonulat a nyomvonalat az alagút mélyítési mélységében?

12 Nyíltkarsztos terület közelében tervezett alagútfúrás, kútfúrás, építkezés 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 A mérés eredménye alapján legalább 80 méter mély fúrás mélyíthető a tervezett pontban a karsztfelszín elérése nélkül. 12

13 Van-e jó vízadó a termálzónában? Porózus, vagy karszt, esetleg mindkettő? Termálvíz termelő kút fúrása előzetes kutatás Szomszéd falu Kisváros Termál kutat szeretne Régi szerkezetkutató fúrás Analógia?! Geotermikus gradiens alapján a termál zóna 550 m alatt A felső pannon rétegek hideg vízadók A harántolt alsó-pannon, miocén és oligocén rétegekben nincs jó vízadó. Eocént nem nyitották meg. többcsatornás szeizmikus mérés 550 m Céltartomány a 550 m és 2500 m, a koncesszió köteles mélység közt. A potenciális vízadó a triász karszt messze 2500 m alatt érhető el! 2500 m A triász karsztot 1500 m körül érték el. Alatta jó vízadó, termálvíz beáramlás. Cserébe a jó vízadó felső pannon homokok egy része a várható termál zónába esik. Sekélyebb kút elég! 13

14 Geofizikai módszerek kombinált alkalmazása Göd Szigetmonostor közti Duna-szakasz mederfelmérése Partiszűrésű ivóvízbázis Keresztművek Gázló Sziget 14

15 Geofizikai módszerek kombinált alkalmazása Göd Szigetmonostor közti Duna-szakasz mederfelmérése egycsatornás vízi szeizmikus mérés mederben nagy felbontás partközelben a biogén gázos iszap akadályozza a behatolást vízi radar mérés 15 mederben kisebb felbontás partközelben a biogén gázos iszap alatti réteghatár is látszik

16 Geofizikai módszerek kombinált alkalmazása Göd Szigetmonostor közti Duna-szakasz mederfelmérése vízi szeizmikus és radarmérés mederfenék topográfiája üledék vastagság üledék bázis topográfiája vízi multielektródás mérés mederben kavicsos partközelben iszapos iszap lerakódás 16

17 Köszönöm szépen a figyelmet! 17