De (on)zichtbare waterbodem inzichtelijk gemaakt. Brede informatie over het aanwezige sediment in de waterbodem biedt kansen voor nuttige toepassingen.
Medusa Koos de Vries
[email protected] Tel: 00(31)50 5770820 www.medusa-online.com Waterforum 2012
Inhoud •
Inleiding
•
Onderzoeksstrategie
•
Technieken –
•
Voorbeeld Zuidlaardermeer –
•
Geofysica
Case met grondradar en radiometrie
Conclusies
Waterforum 2012
Strategie niet-destructief onderzoek •
Niet destructief onderzoek – – – – – – –
• •
Data analyse, integratie, visualisatie, stapeling data in GIS Bepaling slimme monsterstrategie –
•
Grondradar (GPR) Radiometrie Magnetometer EM apparatuur Seismiek XRF (chemische kwaliteit) Akoestische technieken: • Echoloding (single/multibeam) • Subbottom profiling • Side scan sonar
Eerst zoneren op basis van geofysisch onderzoek en dan pas monstername/boringen
Combinatie van informatie resulteert in – –
Kaartmaterial Advies
Waterforum 2012
Informatiebehoefte? Conventioneel waterbodemonderzoek • Puntmetingen, fragmentarische informatie • “Common practice” Medusa onderzoek • Gebiedsdekkende informatie • Volledig beeld van verontreinigingen en hoeveelheden specie per klasse/bestemming Maar… • Afwegen doel van het onderzoek • Kostenbaten afweging op gehele project
Waterforum 2012
De Medusa aanpak Geofysica • • • • • •
600
(RTK)-GPS Grondradar/tracer EM Radiometrie XRF Subbottom profiler
1600
1200
Pb
Zn
400
3 800
2
200 400
0
1 0
0 0
20
40
60
80
0
Concent ratie U (Bqkg -1)
Laboratorium ijking Geochemisch model
20
40
60
Concentratie U (Bqkg-1 )
80
Kaartinformatie • •
Chemische bodemkwaliteit Bodemsamenstelling
Waterforum 2012
Techniek: grondradar •
Grondradar is een meetsysteem om laagovergangen in de bodem in kaart te brengen –
–
•
Meting – – –
•
Een grondradarsysteem bestaat uit: • Elektromagnetische zender • Elektromagnetische ontvanger • GPS systeem voor positionering Elektromagnetisch signaal wordt gereflecteerd door objecten of laagovergangen in de bodem
Meting is niet destructief Meet 50 keer per seconde Sensor wordt in lijnen over de gebied gereden en levert grote hoeveelheden meetgegevens
Grondradar wordt gebruikt voor: – – – – – –
Opsporen puin, funderingen Karteren opbouw en omvang puinstort Opsporen kabels en leidingen Dikte van de sliblaag Karteren ondiepe geologische lagen Zoutwaterinfilteraties Waterforum 2012
Techniek: Radiometrie •
Radiometrie – – – –
•
Meting – – –
•
MEDUSA is een meetsystemen gebaseerd op het meten van radioactiviteit (spectraal gamma tool) Metingen worden gekoppeld aan dGPS Medusa wordt over de waterbodem heengesleept Medusa wordt over de bodem gereden/gelopen
De meting is passief (geen bron voor nodig) De meting is niet destructief Meting levert direct chemische informatie over de (water)bodem: geochemie in het veld
MEDUSA meting wordt gebruikt voor: – – – –
Textuur (Zand/klei gehalte) Verontreiniging van bodem en waterbodems Bemestingsplannen, landschapsinrichting Mijnbouw (opsporen van ertsen)
Waterforum 2012
Radiometrische fingerprint Het idee: Medusa
• • •
Elk type sediment bevat een verschillende mix van radioactieve stoffen Radioactieve elementen: K, U, Th Deze stoffen zijn makkelijk in het veld én in het laboratorium te meten
Fingerprint:
zand
•
Relatie tussen sedimenttype (mineraal) en radioactiviteit
Medusa
klei
Waterforum 2012
Bodemvreemd materiaal •
Trillingssensor ingebouwd in Medusa Meetsysteem – –
•
Geluidsintensiteit afhankelijk van soort materiaal Alleen in Toplaag van de waterbodem
Grondradar – – –
Reflectie van electromagnetische puls Opsporen objecten in waterbodem Laagdikte/slibdikte
beschermbuis
sensor
obstakel
Waterforum 2012
Case Zuidlaardermeer • • •
Meer is ca. 540 Ha groot Belangrijk natuurgebied met recreatieve functie Om te voldoen aan de doelstellingen van de Kader Richtlijn Water informatiebehoefte over de waterbodemkwaliteit en samenstelling – – –
•
Actuele diepte Mogelijke nutriëntenbronnen Chemische kwaliteit
Invloed van het grootschalig baggerwerk op herverdeling van slib en bodemtypen
Waterforum 2012
Metingen
•
Gelijktijding inzet van verschillende geofysische technieken –
–
–
•
Grondradar • Bodemopbouw • slibdikte Radiometrie • Bodemsamenstelling • Verontreiniging Diepteopname • Waterdiepte
Enkele monsters voor ijking metingen
Waterforum 2012
IJkingen van gemeten data
100
%<63 m
80
60
40
20
0 0
10
20 Th (Bq/kg)
30
40
•
100
•
%<63 m
80
60
•
40
20
Goede correlaties tussen textuur en radiometrie (R2 0.78 en 0.88) Vertaling van gemeten radiometrie naar bodemsamenstelling Op basis van gevonden relatie (formules) gebiedsdekkende kaarten van bodemsamenstelling
0 0
200
400
600
K (Bq/kg)
Waterforum 2012
Bodemsamenstelling Waterdiepte
Diepte vaste bodem
Bodemruwheid
Organische stof
bodemkaart
Klei fractie
Zandgehalte
Droge stof
Waterforum 2012
Gecombineerd
Waterforum 2012
Verontreiningen
•
Correlaties tussen concentraties aan diffuus verdeeld verontreiniging (zware metalen en PAK’s) en de gemeten radionuclide Waterforum 2012
Chemische kwaliteit
Waterforum 2012
Bodemopbouw obv grondradar Grondradar geeft informatie over: • Bodemopbouw – –
• •
Geologische formaties laagovergangen
Slibdikte Bodemvreemd materiaal etc.)
(puin, afval
Waterforum 2012
Integraal geofysisch waterbodemonderzoek In • • • • • • •
één slag Bodemsamenstelling (Chemische)Kwaliteit/verontreiniging Zandgehalte (reinigbaarheid) Puingehalte Bodemopbouw Bodemligging (hoeveelheid slib) Droge en organisch stofgehalte
Deze informatie levert • Betere inschatting van hoeveelheden • Sturing van boringen • Vermindering van risico’s • Milieuwinst • Kostenbesparing MMaak de onderwaterbodem goed zichtbaar. Hierdoor kan baggerwerk efficiënt worden uitgevoerd en kunnen nuttige sedimenten beter worden gescheiden.
Waterforum 2012
Meer informatie: Koos de Vries
[email protected] www.medusa-online.com Medusa Explorations bv Verl. Bremenweg 4 9723 JV Groningen Tel: 0031(0)5770280
Waterforum 2012
