De (on)zichtbare waterbodem inzichtelijk gemaakt.

Transcriptie

1 De (on)zichtbare waterbodem inzichtelijk gemaakt. Brede informatie over het aanwezige sediment in de waterbodem biedt kansen voor nuttige toepassingen. Medusa Koos de Vries Tel: 00(31) Waterforum 2012

2 Inhoud Inleiding Onderzoeksstrategie Technieken Geofysica Voorbeeld Zuidlaardermeer Case met grondradar en radiometrie Conclusies

3 Strategie niet-destructief onderzoek Niet destructief onderzoek Grondradar (GPR) Radiometrie Magnetometer EM apparatuur Seismiek XRF (chemische kwaliteit) Akoestische technieken: Echoloding (single/multibeam) Subbottom profiling Side scan sonar Data analyse, integratie, visualisatie, stapeling data in GIS Bepaling slimme monsterstrategie Eerst zoneren op basis van geofysisch onderzoek en dan pas monstername/boringen Combinatie van informatie resulteert in Kaartmaterial Advies

4 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

5 Pb Zn Waterforum 2012 De Medusa aanpak Geofysica (RTK)-GPS Grondradar/tracer EM Radiometrie XRF Subbottom profiler Concentratie U (Bqkg -1 ) Laboratorium ijking Geochemisch model Concentratie U (Bqkg -1 ) Kaartinformatie Chemische bodemkwaliteit Bodemsamenstelling

6 Techniek: grondradar Grondradar is een meetsysteem om laagovergangen in de bodem in kaart te brengen Een grondradarsysteem bestaat uit: Elektromagnetische zender Elektromagnetische ontvanger GPS systeem voor positionering Elektromagnetisch signaal wordt gereflecteerd door objecten of laagovergangen in de bodem Meting 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

7 Techniek: Radiometrie Radiometrie 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 Meting 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)

8 Radiometrische fingerprint Medusa Het idee: 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 zand Medusa Fingerprint: Relatie tussen sedimenttype (mineraal) en radioactiviteit klei

9 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 obstakel sensor

10 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

11 Metingen Gelijktijding inzet van verschillende geofysische technieken Grondradar Bodemopbouw slibdikte Radiometrie Bodemsamenstelling Verontreiniging Diepteopname Waterdiepte Enkele monsters voor ijking metingen

12 %<63 m %<63 m Waterforum 2012 IJkingen van gemeten data Th (Bq/kg) Goede correlaties tussen textuur en radiometrie (R en 0.88) Vertaling van gemeten radiometrie naar bodemsamenstelling Op basis van gevonden relatie (formules) gebiedsdekkende kaarten van bodemsamenstelling K (Bq/kg)

13 Bodemsamenstelling Waterdiepte Bodemruwheid Organische stof bodemkaart Diepte vaste bodem Klei fractie Zandgehalte Droge stof

14 Gecombineerd Waterforum 2012

15 Verontreiningen Correlaties tussen concentraties aan diffuus verdeeld verontreiniging (zware metalen en PAK s) en de gemeten radionuclide Waterforum 2012

16 Chemische kwaliteit Waterforum 2012

17 Bodemopbouw obv grondradar Grondradar geeft informatie over: Bodemopbouw Geologische formaties laagovergangen Slibdikte Bodemvreemd materiaal (puin, afval etc.)

18 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.

19 Meer informatie: Koos de Vries Medusa Explorations bv Verl. Bremenweg JV Groningen Tel: 0031(0)