GRUNTSŪDENS VIRSMAS NOTEIKŠANA SMILŠAINOS … · metode REZULTĀTI (3) Ar HH2 mitruma...

Latvijas Universitātes 72. zinātniskā konference Zemes un vides zinātnēs Ģeofizikālie pētījumi un to rezultātu interpretācija

GRUNTSŪDENS VIRSMAS NOTEIKŠANA

SMILŠAINOS NOGULUMOS AR RADIOLOKĀCIJAS METODI

Dāvids BĒRZIŅŠ, Jānis KARUŠS LU Ģeogrāfijas un Zemes zinātņu fakultāte, e-pasts: db11076@lu.lv, janis.karuss@inbox.lv

PĒTĪJUMA AKTUALITĀTE

Zinātniskajā literatūrā pastāv uzskats, ka ar radiolokācijas

metodi iespējams vienkārši identificēt gruntsūdens līmeni smilšainos nogulumos lielo dielektriskās caurlaidības atšķirību dēļ starp sausām smiltīm virs GŪ virsmas un ūdens piesātinātām zem tā (Jol, 2009), tomēr sarežģītos ģeoloģiskos apstākļos iegūto radiolokācijas signālu interpretācija var būt neviennozīmīga.

PĒTĪJUMA MĒRĶIS

Pētījuma mērķis ir noteikt gruntsūdens virsmas

identificēšanas iespējas iekšzemes eolo kāpu reljefa apstākļos, izmantojot radiolokācijas metodi.

PĒTĪJUMU OBJEKTS

Pētījumu objekts atrodas Strenču novadā, Plāņu pagastā. Radiolokācijas profili orientēti Z-D virzienā uz meža stigas, perpendikulāri kāpu reljefam.

MATERIĀLI UN METODES

Radiolokācijas profilēšana ar 100, 300 un 500 MHz antenu sistēmām; Profila reljefa izmaiņu noteikšana ar nivelieri Geomark AK-32; Urbumu un šurfu ierīkošana radiolokācijas signālu korelēšanai ar nogulumu fizikālajām īpašībām; Magnētiskās caurlaidības noteikšana, izmantojot Bartington MS2B dubultas frekvences sensoru.

MATERIĀLI UN METODES

Lauka darbu gaitā tika noteikts nogulumu dabiskais mitrums ar mitruma mērītāju HH2 ar sensoru SM200 Moisture Sensor, kā arī dabiskais mitrums tika noteikts laboratorijā, izmantojot masas zudumus pēc karsēšanas 105o temperatūrā.

REZULTĀTI Nenosakot reljefa izmaiņas var rasties maldīgs priekšstats par patieso situāciju. Šie radiolokācijas profili iegūti ar 300 MHz antenu. Apakšējā atzīmēti urbumi ar tajos noteiktu GŪ līmeņa atzīmi.

Radiolokācijas profili, kas veikti ar 500 MHz (augšējais) un 100 MHz (apakšējais), taču tālākā apstrādē un interpretācijā tika izmantoti ar 300 MHz antenu sistēmu iegūtie.

REZULTĀTI (2)

0 5 10 15 20

30-40

90-100

150-160

210-220

260-270

300-310

340-350

380-390

420-430

450-464

1. urbums

HH2 moisture sensor

Karsēšanas metode

REZULTĀTI (3) Ar HH2 mitruma mērītāju noteiktais mitruma daudzums

būtiski atšķiras no tā, kas noteikts izmantojot karsēšanas metodi.

0 10 20 30 40

40-50

110-120

160-170

210-220

260-270

320-330

372-380

2. urbums

%

%

1. Urbumā GŪ netika sasniegts 2. Urbumā GŪL 2,93m dziļumā

0 10 20 30 40 50

30-40

90-100

150-160

220-230

280-290

330-340

400-410

460-470

3. urbums

HH2 moisture sensor

Karsēšanas metode

%

0 10 20 30 40

30-40

50-60

70-80

90-100

120-130

140-150

170-180

200-210

230-240

4. urbums

HH2 moisture sensor

Karsēšanas metode

%

3. urbumā GŪ līmenis 4,80 m dziļumā

4. urbumā GŪ līmenis 2m dziļumā

Mitrums visos urbumos palielinās pakāpeniski, kas liecina par plašu kapilārās pacelšanās zonu. Kapilārās pacelšanās augstums labi šķirotās, smalkās smiltīs var sasniegt 0,45m un aleirītā 1,05-2m (Kasenow, 2001).

REZULTĀTI (4)

Kopējā viduspunkta mērījumi tika veikti pie otrā urbuma, ņemot vērā to, ka radarogrammās šajā vietā signāli ir ar lielu amplitūdu un tie ir saņemti no salīdzinoši neliela dziļuma.

REZULTĀTI (5)

REZULTĀTI (6) KOPĒJĀ VIDUSPUNKTA MĒRĪJUMI

1.

1.

2.

2.

3.

3.

CMP mērījumos tika identificēta morēnas virsma (3.) un paaugstināta dzelzs satura smilšains slānis (1.), un, iespējams, izsekojams vājš atstarojums no gruntsūdens virsmas.

1. signāls tika saistīts ar 1-3mm biezu paaugstināta dzelzs satura

smilšainu slāni, tomēr tas neradīja paaugstinātus magnētiskās caurlaidības mērījumu rezultātus salīdzinājumā ar augstāk un zemāk esošajiem nogulumiem.

REZULTĀTI (7)

Iegūtā signāla numurs

Ar CMP noteiktais

dziļums

Patiesais dziļums

1. 0,96 0,99

2. - 2,93

3. 4,21 4,18

REZULTĀTI (8)

REZULTĀTI (9)

Iespējamais atstarojums no gruntsūdens līmeņa virsmas kopējā viduspunkta radarogrammā ir vājš un slikti izsekojams.

SECINĀJUMI

Gruntsūdens virsmas identificēšana, izmantojot radiolokācijas

metodi, sarežģīta reljefa apstākļos smilšainos nogulumos var būt apgrūtināta un iegūtie signāli neviennozīmīgi interpretējami.

Veicot augstas precizitātes mērījumus nedrīkst izmantot mitruma daudzuma mērījumu rezultātus, kas iegūti, izmantojot HH2 mitruma mērītāju to īpaši nekalibrējot, jo iegūtā precizitāte ir pārāk zema.

Atsevišķus signālus nav iespējams saistīt ne ar magnētiskās caurlaidības, ne ar mitruma daudzuma izmaiņām nogulumos.

PALDIES PAR UZMANĪBU