Projekt 12719 – Avslutat Geoelektrisk kartläggning av jord- och bergförhållanden i 3D i urban miljö

Forskning vid Lunds Tekniska Högskola. Samfinansiering med Formas inom Geoinfra-utlysningen.

Projektet syftade till utveckling, anpassning, utvärdering och demonstration av geoelektrisk kartläggning av jord- och bergförhållanden i urban miljö.

Alltmer infrastruktur förläggs under mark av utrymmes- eller miljöskäl, i synnerhet i urban miljö. Byggande av underjordisk infrastruktur i urban miljö kräver god kunskap om parametrar som struktur, berggrund och jord, sprickor, förkastningar, närliggande underjordiska anläggningar samt grund- och ytvatten, geokemiska förhållanden, eventuell förekomst av avfall och förorenad mark, etcetera. Brister i kunskapen om dessa avgörande parametrar innebär en stor risk för förseningar och kostnadsökningar vid byggande av underjordiska anläggningar, och det kan även påverka driftskedets effektivitet och kostnadsbild negativt. Borrning och geoteknisk sondering ger detaljerad information som dock inte nödvändigtvis är representativ för hela den aktuella undermarksvolymen.
Geofysiska tomografiska mätningar kan däremot ge tredimensionella (3D) modeller av variationen i fysisk egenskaper som kan kopplas till de parametrar som är av intresse vid byggande. Resistivitet och tidsdomän (spektral) inducerad polarisation ger en bild över markens distribution av specifika elektriska motstånd och uppladdningsförmåga (kapacitiva egenskaper). Metoden kallas även DCIP tomografi (DCIP = DC resistivity and time-domain Induced Polarisation).

Teknisk utveckling av mätutrustning för tidsdomän IP och nya tolkningsalgoritmer, som delvis skett i detta projekt, har medfört möjligheter till att samla in stora datamängder och tolka dem med avseende på spektrala IP parametrar. För tolkningen används invers numerisk modellering, där programvaran skapar en finita elementmodell i 2D eller 3D över de elektriska egenskapernas fördelning i marken.
Förorenad mark är ofta ett stort problem i samband med byggande i urban miljö, till exempel vid återanvändning av gammal industrimark, kemtvättstomter, avfallsdeponier, etcetera. Spektrala DCIP-mätningar är fortfarande ett relativt nytt område och kunskapen om vilka typer av mätdata som man kan förvänta sig är begränsad. I jordar förorenade av klorerade kolväten påverkar föroreningsfasen mikrogeometrin i jordens porsystem. Resultaten från detta projekt visar att olika fördelningar av kolvätefasen sannolikt påverkar den spektrala IP- effekten (uppladdningsförmågan) i jorden på olika sätt.

Slutredovisningen utgörs av dels licentiatavhandlingen "From microstructure to subsurface characterization - Spectral information from field scale time domain induced polarization", Sara Johansson, Lunds Universitet (56 sidor och två vetenskapliga artiklar), dels licentiatavhandlingen "Optimization of time domain iduced polarization data acquisition and spectral information content", Per-Ivar Olsson, Lunds Universitet (37 sidor och tre vetenskapliga artiklar). Förutom avhandlingarna finns även en sammanfattning på svenska.