Hulladéklerakók és környezetük állapotfelmérése geofizikai módszereinek fejlesztése OTKA szám: T 042686 Témavezető: Prof. Dr. Gyulai Ákos ME Geofizikai Tanszék Miskolc 2004-2007
Prof.Dr. Gyulai Ákos: Budapest. 2010 11.24
Miskolci Egyetem Műszaki Földtudományi Kar Geofizikai Tanszék
•
A kutatás munkaterve alapvetően két célkitűzést tartalmazott:
•
Geofizikai módszerfejlesztést – beleértve a kiértékelési módszereket a hulladéklerakók állapotfelméréséhez.
•
Geoelektromos módszerfejlesztést a hulladéklerakók természetes és mesterséges aljzatszigetelésének vizsgálatára, a szigetelési hibák geofizikai módszerekkel (roncsolásmentesen) történő kimutatásához.
1
Az 1. pontbeli célkitűzésnek több tanszéki előzménye is volt az egyenáramú, az elektromágneses , a szeizmikus és fúrólyukszelvényezési módszerfejlesztések vonatkozásában. Különösen is ki kell emelni a geofizikai adatok inverziós kiértékelésének módszereit, beleértve ebbe a joint inverziót, amelynek különösen nagy szerepe van a geológiai, hidrogeológiai, geotechnikai, környezetvédelmi szerkezetek minél részletesebb és pontosabb meghatározásában. Az inverziós kutatások eredményei azt mutatták, hogy a pontbeli adatok (egy állomáshoz tartozó VESZ adatok) kiértékeléshez képest jelentős továbblépést jelent az adatok szelvény menti kiértékelése, amely önmagában véve valamilyen együttes inverziót jelenthet. Jó példa erre az ún. 1,5D geoelektromos inverziós módszer.
Brodie R, Sambridge M A holistic approach to inve rsion of frequency-domain airborne EM data GEOPHYSICS 71 (6): G301-G312 NOV-DEC 2006 Auken E, Pellerin L, Christensen NB, et al. A survey of curre nt trends in near-s urface electrical and electromagnetic methods GEOPHYSICS 71 (5): G249-G260 SEP-OCT 2006 Nicollin F, Gibert D, Beauducel F, et al. Electrical tomography of La Soufrie re of Guadeloupe Volcano: Field experiments, 1D inversion and qualitative interpretation EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS 244 (3-4): 709-724 APR 30 2006 Tolboll RJ, Christensen NB Robust 1D inversion and analysis of helicopter electromagnetic (HEM) data GEOPHYSICS 71 (2): G53-G62 MAR-APR 2006 de Nardis R, Cardarelli E, Dobroka M Quasi-2D hybrid joint inversion of seismic and geoelectric data GEOPHYSICAL PROSPECTING 53 (5): 705-716 SEP 2005 Auken E, Christiansen AV, Jacobsen BH, et al. Piecewise 1D laterally constrained inversion of resistivity data GEOPHYSICAL PROSPECTING 53 (4): 497-506 JUL 2005 Pellerin L, Wannamaker PE Multi-dime nsional electromagnetic modeling and inversion with application to near-s urface earth investigations COMPUTERS AND ELECTRONICS IN AGRICULTURE 46 (1-3): 71-102 MAR 2005 F., Nicollin, D., Gibert, F., Beauducel, G., Boudon, and J.C Komorowski: Bayesian inversion of 1-D local models of electrical resistivity EARTH AND PLANETARY SCIENCE LETTERS, Vol. 244, 709-724,2006
2
1
2
4
3
5
6
7
8
9
10
11
h1,1
h2,1
12
RO1
h1,12
RO2
h2,12
X
RO3 h1=aX+b h2=cX+d
ISMERETLEN RO1=1 ISMERETLEN RO2=1
ÖSSZES ISMERETLEN=28
V
ISMERETLEN h1=12 ISMERETLEN h2=12
ÖSSZES ISMERETLEN=7 RO1=e RO2=f
ISMERETLEN RO3=1
RO3=g
GEOFIZIKAI ADATOK SZÁMA AZONOS
Ves Schlumberger AB/2=1.6-50m
Gauss noise of data=2.0% CGI Number of coefficients: 3 ,13, 1,1,1
d=1 .8 6%
D=2. 8% F=2.7% correlatio n norm.= 0.26
1 0
Depth(m)
CGI Number o f coefficients: 3, 23, 1,1,1 d=1.88%
RO1=10 ohmm
-5 RO2=5 ohmm
-10 -15
a.
RO3=20 ohmm
-20
D=5.1% F=4.9 % correlation n orm.= 0.28 29
1
29 0
RO1=10 ohmm
-5 - 10
RO2=5 ohmm
- 15
a.
RO3=20 ohmm
-20
RES2DINV RES2DINV Vertical to horis ontal filter ratio:0.25, initial damping factor:0 .16, minimum damping factor 0.015 Vertical to horiso ntal filter ra tio: 0.25, initial da mping factor:0 .16, m inimu m damping factor 0 .0 15 ratio of maximum of model blocs t o data p oin ts:5 0, rm s e rror:1 .6 4 ratio of maximum of model blocs to data points:50, rms error:1.71 0
Depth(m)
0
-5
-5
b.
-10
b.
-10 -15 -20
-15 -20
Vertical to horisontal filter ratio:1.0, initial damping factor:0 .16, minimum damping fac tor 0.015Vertical to horisontal filte r ratio :1.0, initial d amping factor:0 .16, min im um damp ing factor 0 .015 ratio of ma ximum of mode l blocs to dat a points:50, rms error:1.71 ratio of maximum of model blocs to data points:50, rms error:1.71 Depth(m)
0
0 -5
-5 -10 -15
-10 - 15
-20
- 20
c.
0
10
20
30
40
Distance (m)
50
60
70
c.
0
10
20
30
40
50
60
70
Distance (m)
3
TISZADADA SCHLUMBERGER VESZ AB/2=2-400m 1.5D inverzió
d=3.3%
1
F=29%
13
-20 -60 -100 0
200
400
600
800
2D kombinált inverzió
1000
1200
1400
1600
1800
2000
2200
F=19%
d=4.3%
1
2400
13
-20 -60 -100 0
200
400
600
10
800
30
1000
50
70
1200
90
1400
110
130
1600
1800
2000
2200
2400
150 ohmm
4
5
3D MODELL
3D MODELL
LÁTSZ.FAJL. ELLENÁLLÁS SZELVÉNY
LÁTSZ.FAJL. ELLENÁLLÁS SZELVÉNY
SCHLUMBERGER VESZ
SCHLUMBERGER VESZ
CSAPÁS IRÁNYBAN
2D
- 20
2D
50ohmm
2D
- 100
2D
100ohmm 2D
50oh mm
2D
2D
50oh mm
2D
100oh mm
2D
2D
100o hmm
2D
50oh mm
50ohmm
2D
100 m
2D 1 00o hmm
2D
50ohmm
50ohmm
2D
50oh mm
2D
100ohmm
0m
2D
50o hmm
2D
100ohmm
50 m
2D 20oh mm
- 80
2D
-1 00
2D
- 20
2D 20oh mm
100ohmm
2D
50ohmm
100 m
50oh mm
2D 20ohmm
- 40
- 60
- 60
- 80
2D
-1 00
2D
50ohmm
2D 20ohmm 100o hmm
- 40
100ohmm
- 40
- 20
100ohmm
2D
- 60
- 80
2D
2D
-50 m
2D 20ohmm 2D
-1 00
- 20
- 60
-1 00
- 20
50ohmm
- 80
50 m
2D 20o hmm
- 40
2D
- 60
2D 20oh mm
- 80
2D 100o hmm
-1 00
- 20
50oh mm
2D 20oh mm
- 80
0m
100oh mm
2D 2D 20o hmm
- 40
- 60
- 20
100oh mm
2D 20oh mm
- 40
2D
100o hmm
50ohmm
- 60
2D
100ohmm
50ohmm
- 100
2D
-1 00
2D
- 20
2D 20ohmm
-80
2D
-50 m
20ohmm
2D 20o hmm
- 80
- 40
-60
- 100
- 20
100ohmm
50ohmm
2D 20ohmm
-40
2D 2D 20o hmm
- 60
2D 20ohmm
- 80
2 D 50o hmm
- 20 - 40
- 60
2D
20ohmm
2D 20ohmm
- 40
-20
DÕLÉS IRÁNYBAN
100o hmm
2D
150 m
100oh mm
50oh mm
2D
50ohmm
2D
2D
100ohmm
2D
2D
- 20
- 40
- 80 -1 00
100oh mm
150 m
2D 100o hmm
50oh mm
2D
50 ohmm
2D
2D 100o hmm
- 40
- 60
- 60
- 80 -1 00 0
25
50
100oh mm
200 m
- 80 -1 00
75 10 0 125 1 50 17 5 20 0 2 25 25 0 27 5 3 00 3 25 35 0 3 75 4 00 42 5 450 4 75 50 0 525 5 50 57 5 600 6 25 65 0 675 7 00
10
18
26
34
0
42
25
50
50
100oh mm
200 m
7 5 10 0 125 1 50 17 5 200 2 25 25 0 275 3 00 32 5 350 3 75 40 0 425 4 50 47 5 5 00 5 25 55 0 575 60 0 62 5 6 50 6 75 70 0
58
66
74
82
90
ohmm
6
3D MODELL
2D
- 20
3D MODELL
PARAMÉTER ÉRZÉKENYSÉG
PARAMÉTER ÉRZÉKENYSÉG
SCHLUMBERGER VESZ
SCHLUMBERGER VESZ
CSAPÁS IRÁNYBAN
DÕLÉS IRÁNYBAN
50ohmm
2D
2D
-1 00
2D
100ohmm
50ohmm
2D
2D
2D
100ohmm
2D
50ohmm
- 80
2D
2D
100ohmm
2D
50ohmm
2D
5 0ohmm
2D
100ohmm
2D
1 00ohmm
2D
50ohmm
2D
10 0ohmm
0m
2D 20ohmm
2D
2D
100ohmm
50ohmm
2D
50ohmm
2D
10 0ohmm
50 m
2D 20ohmm
-40
100ohmm
-80 100 m
2D
- 100
50ohmm
2D
50 ohmm
2D
100ohmm
2D
- 20
2D 20ohmm
- 40
100ohmm
5 0ohmm
2D
50 ohmm
2D
1 00ohmm
100 m
2D 20ohmm
- 40
- 60
- 60
- 80
2D
-1 00
2D
2D
- 50 m
-60
- 80
-2 0
50ohmm
2D 20ohmm
-80 m 50
-20
- 60
2D
50ohmm
-60
2D 2 0ohmm
- 40
100ohmm
-40
100ohmm
2D
2D 20 ohmm 2D
- 100
-1 00
- 20
2D
100ohmm
2D 20ohmm
80 0 -m
-20
2D 20ohmm
- 60
2D
100ohmm
50ohmm
- 100
2D 20ohmm
- 40
2D 20 ohmm
-100
2D
- 20
20ohmm
2D 20ohmm
2D
- 60
100ohmm
50ohmm
-1 00
- 20
5 0ohmm
2 D 20 ohmm
- 80
2D
50ohmm
- 80
- 40
- 60
- 20
2D 2D 20ohmm
- 40
-1 00
2D
- 60
2D 20 ohmm
- 80
2D
- 20
- 50 m
- 40
- 60
- 20
20ohmm
100 ohmm
2D 2 0ohmm
- 40
100ohmm
150 - 80 m
2D
-100
50ohmm
2D
50ohmm
2D
2D
100ohmm
2D
-20
-4 0
100 ohmm
50ohmm
2D
50ohmm
2D
2D
1 00ohmm
150 m
-40
-6 0
-60
-8 0 - 10 0 0
10 0ohmm
-80 m 200
- 100 2 5 5 0 7 5 1 00 1 25 15 0 17 5 20 0 2 25 2 50 2 75 3 00 32 5 35 0 37 5 4 00 4 25 4 50 47 5 50 0 52 5 55 0 5 75 6 00 6 25 65 0 67 5 70 0 0
-0 .5
-0.4
-0.3
25 50
-0.2
100ohmm
200 m
75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700
-0.1
0
0.1
0.2
0. 3
0.4
0.5
3D MODELL PARAMÉTER ÉRZÉKENYSÉG
3-D MODELL
SCHLUMBERGER VESZ
2.5-D INVERZIÓ
DÕLÉS+CSAPÁS IRÁNYBAN
-0.5 2D
-20
-0.4
-0.3
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
2D
2D
- 40 - 60
2D
2D
2D
2D
50ohmm
2D
100ohmm
2D
50ohmm
2D
-20
90
ohmm
100 2D
20 ohmm
2D
50 ohmm
10 0ohmm
2D
50 ohmm
2D
100ohmm
-50 m
2 D 2 0ohmm 2 D 2 0ohmm
m
2D
1 00ohmm
50ohmm
2D
50ohmm
2D
100 ohmm
0m
2D 20ohm m 2D 20ohmm
-8050 m
2D
100ohmm
2D
-20
2D 20 ohmm
2D
100ohmm
50ohmm
2D
50ohmm
50 m
2D
100ohmm
2D 20 ohmm
-40 -60
-80
2D
100 ohm m
-80 100
m
2D
-100
50ohmm
2D
50ohmm
2D
100ohmm
2D
-20
2D 20ohmm
-40
100ohmm
50ohm m
2D
50ohmm
2D
100ohm m
100 m
2 D 2 0ohmm
-40
-60
-60
-80
2D
- 100
2D
-80 0
80
1 00ohmm
-60
-60
-20
2D
-40
50ohmm
-40
2D
70
-100
- 100
-20
2D
-100
100 ohmm
60
2D 20ohmm
-50 m
-20
10 0ohmm
2D 20ohmm
- 80
-20
50ohmm
2D 20ohmm
-100
50
-60
2 D 2 0ohmm 1 00ohmm
50ohm m
40
2 D 2 0ohmm
-80
-40
- 60
2D
30
-60
100ohmm
2D 20ohmm
- 80
20
5 0ohmm
-100
50ohmm
-100
2D
-20 -40
2D
1 00ohmm
- 40
- 20
20ohmm
2D 20ohmm
-80
2D
10
0.5
2D 20ohmm
-60
2D
0.4
2D
-40
- 100
- 20
0.3
5 0ohmm
1 00ohmm
-80150 m -100
50ohm m
2D
50ohmm
2D
2D
100ohmm
-40
2D
-20
2D
100 ohmm
5 0ohmm
2D
50ohmm
2D
1 00ohmm
150 m
-40
-60
-60
-80 - 100 0
25
50
100ohmm
-80200
-100 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700
0
m 2 D 10 0ohmm 25
50
200 m
75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700
7
KÖSZÖNÖM A FIGYELMÜKET
8
