Methode - Flächenhafte Befliegung (Aerogeophysik)

Hubschrauber und Meßsonde des HEM-Verfahrens, Flugplatz Mariensiel.
Elektromagnetische Messungen (EM) sind für hydrogeologische Fragestellungen von großer Bedeutung, da mit Hilfe des spezifischen elektrischen Widerstandes die Verteilung sandiger und tonhaltiger Sedimente im Untergrund sowie Versalzungszonen ermittelt werden können. Eine besonders geeignete Methode zur Erkundung der oberen hundert Meter des Untergrundes ist die Hubschrauberelektromagnetik (HEM), mit der flächendeckend aus der Luft in kurzer Zeit die Tiefenlagen von Leitfähigkeitsstrukturen im Untergrund bestimmt und für eine geologische Interpretation bereitgestellt werden können. Damit können Grundwassersysteme, Tonlagen, Versalzungen und geologische Strukturen kartiert werden. Mit Hilfe eines unter einem Hubschrauber montierten Meßsystems werden die zu untersuchenden Gebiete vermessen.
Die folgende Abbildung zeigt den Hubschrauber der BGR und die Mess-Sonde auf dem Flugplatz von Mariensiel bei Wilhelmshaven während der Messkampagne über den Ostfriesischen Inseln.
Bei der HEM als aktivem Messverfahren im Frequenzbereich werden die anregenden dipolförmigen Felder – aufgrund der sehr großen Entfernung der Quellen – als quasi-homogen betrachtet. Die Sendesignale werden in der Regel bei diskreten Frequenzen als kontinuierliche Sinusschwingungen generiert. Der Hubschrauber trägt mit der Flugsonde den Sender und den Empfänger mittels eines Schleppsystems.
In dieser etwa 10 m langen Flugsonde, die an einem 45 m langen Kabel 30–40 m über Grund nachgeschleppt wird, befindet sich das EM-System, das derzeit mit sechs Messfrequenzen arbeitet. Für jede Messfrequenz werden je zwei Komponenten des im Erduntergrund induzierten sekundären Magnetfeldes registriert, die mittels eines 1D-Inversionsverfahrens für den Erduntergrund in geschichtete Modelle des spezifischen Widerstandes (Kehrwert der elektrischen Leitfähigkeit) für jeden Messpunkt umgerechnet werden. Ihre Präsentation erfolgt in Form von Karten und Sektionen, die die Verteilung des spezifischen Widerstandes sowohl horizontal als auch vertikal darstellen (Vertikal- oder Horizontalschnitte).
Projektleitung
Projektgruppe
Franz BinotKlaus KühneDr. Gerlinde SchaumannDr. Annika Steuer
Dr. Bernhard Siemon
Laufzeit
01.01.2008 - 31.12.2009
Förderer
LIAG
Partner
BGR
LBEG
LLUR
GLA HH
HydroGeophysics Group, University of Aarhus, Denmark
Behörde für Stadtentwicklung und Umwelt Hamburg, Institut für Chemie und Biologie des Meeres (ICBM)




