Widerstands-Untersuchungen oberflächennaher Sedimente in Cuxhaven
Introduction
Abb. 1: Geophysikalische Messungen im Messgebiet
Die elektrische Widerstandstomographie (ERT) ist ein wertvolles Instrument zur Kartierung der Verteilung von Ton und Salzwasser. Im Testgebiet Cuxhaven-Lüdingworth (Abb. 1) wurden diese Techniken als Ergänzung zu den Hubschrauber-Elektromagnetik-Messungen (Siemon et al., 2001) eingesetzt. Synthetische Modellstudien wurden durchgeführt, um die Ergebnisse interpretieren zu können. Darüber hinaus wurden Elektromagnetische Frequenzbereichs-Messungengenutzt, um ein flaches vergrabenes Tal holozäner Flutsedimente im südlichen Teil des Messgebiets zu kartieren.
Zielsetzung
- Anwendbarkeit oberflächennaher geophysikalischer Methoden (DC+EM) zum Verständnis der Geologie und des Grundwassers
- Identifikation von Zonen variierender Geologie, z.B. toniger Sedimente und Salzwasser-Einbrüche in pleistozäne und holozäne Flutsedimente
- Bestimmung der Salzwasser-Süßwasser-Grenze
- Vergleich der Ergebnisse mit Hubschrauber-EM-Daten
Ergebnisse
Die 2D/3D-Widerstandsmessungen wurden mit einer RESECS-Multielektroden-Apparatur durchgeführt. Die Inversion erfolgte mit Gauss-Newton-Verfahren unter Zuhilfenahme von Glattheits-Nebenbedingungen (z.B. Sasaki, 1992) mit den Programmen DC2dInvRes und DC3dInvRes (Günther, 2004). Abbildung 2 zeigt das von Salzwasser dominierte Widerstandsbild im zentralen Bereich (B in Abb. 1) des Mesgebietes.
2D (kombinierter Wenner-Schlumberger-Datensatz) und 3D (kompletter Datensatz) Ergebnis im zentralen Teil, 5m electrode
Abbildung 3 zeigt ein FDEM-Profil im südlichen Teil (C) des Messgebiets, wo ein flaches vergrabenes Tal mit holozänen Sedimenten gefüllt wurde. Die Sondierungen wurden mit einem APEX MaxMin I+10 EM system mit 10 Frequenzen durchgeführt. Sender-Empfänger-Abstand war 100m, der Messpunktabstand betrug ca. 10m. Die Sondierungskurven wurden mit dem 1D-Inversionsprogramm IX1Dv3 von Interpex interpretiert.
Widerstands-Sektion aus einer 1D-Inversion von FDEM-Daten im südlichen Messgebiet
References
Attwa, M., Günther, T., Grinat, M. & Binot, F. (2008). Applicability of DC and FDEM methods to characterize the glacial sediments at Lüdingworth, Cuxhaven area. - 13. Seminar Hochauflösende Geoelektrik in Leipzig, 8.-9.10.2008.
Günther, T. (2004). Inversion Methods and Resolution Analysis for the 2D/3D Reconstruction of Resistivity Structures from DC Measurements, PhD Thesis, University of Mining and Technology, Freiberg (Germany)
Sasaki, Y. (1992). Resolution of resistivity tomography inferred from numerical simulation. Geophysicall prospecting, 40,453-464.
Siemon, B., Eberle, D., Rehlie, H.-J., Röttger, B. and Sengpiel, K.-P. (2001). Aerogeophysics on the coastall aquifer test field (CAT-field) between Bremerhaven and Cuxhaven. Proceedings 1st international conference on saltwater intrusion and coastal aquifers-monitoring, modeling and management. Essaouria, Morocco, April 23-25.
Projektgruppe
Mohammed Attwa
Franz Binot
Michael Grinat
Thomas Günther
Laufzeit
2007-2011
Links
Ein Projekt aus dem Arbeitsbereich Oberflächennahe Erkundung