Wyniki badań metodą georadarową budynku dawnego kościoła Żłobka Chrystusa (Kripplein Christi) we Wschowie Wrocław 201 RADAR Wilczyce, ul. Borowa 28A 51-61 Wrocław tel. 509 99 11 fax 71 67 24 55 info@gpr.pl www.gpr.pl
Spis zawartości 1. Dane ogólne 2. Cel i zakres prac pomiarowych. Opis metody pomiarowej.1 Metoda georadarowa.2 Zasada działania. Sposób powstawania profilu georadarowego.4 Zastosowanie georadaru 4. Opis terenu badań i metodyka badania 5. Wyniki badań 6. Podsumowanie i wnioski 4 5 6 7 9 Załączniki graficzne 1. Rzuty poziome z poszczególnych zakresów głębokościowych
1. Dane ogólne 1.1. Podstawa wykonania prac pomiarowych Zlecenie z dnia 24.04.201r. 1.2. Zamawiający ArchGeo ul. Rejtana 115/10 64-100 Leszno 1.. Wykonawca GEO - RADAR Anna Groffik Wilczyce, ul. Borowa 28A 51-61 Wrocław 2. Cel i zakres prac pomiarowych Celem badań georadarowych budynku kościoła ewangelickiego Żłóbek Chrystusa we Wschowie było sprawdzenie zalegania ewentualnych struktur, fundamentów i pozostałości zabudowy.. Opis metody pomiarowej Badania wykonano metodą georadarową. Prace geofizyczne prowadzono georadarem typ: ProEX firmy MALA GeoScience, AB..1 Metoda georadarowa Georadar (GPR, ang. Ground-penetrating radar) jest to wysokorozdzielcza, mobilna metoda geofizyczna, przedstawiająca w sposób graficzny ciągłą strukturę badanego ośrodka wraz z całą infrastrukturą podziemną w postaci rur, kabli, konstrukcji betonowych itd. Interpretacja uzyskanych danych umożliwia szacunkowe określenie głębokości, wielkości, kształtu obiektów, a także w przybliżeniu materiału, z którego zostały wykonane. Badania georadarowe są metodą bezinwazyjną i obojętną dla środowiska naturalnego.
.2 Zasada działania Georadar impulsowy jest precyzyjnym nadawczo-odbiorczym urządzeniem pomiarowym, wykorzystującym fale elektromagnetyczne. Zestaw do badań GPR składa się z dwóch anten: nadawczej i odbiorczej, centralnej jednostki sterującej sygnałem i rejestratora w postaci komputera typu laptop. Jedna antena wysyła przerywany impuls sinusoidalny, o długości półtora okresu, a druga identyczna antena, zamontowana w pewnej odległości, odbiera odbite sygnały, które sš opóźnione w stosunku do sygnałów nadawanych o określoną wartość - od kilkudziesięciu do kilku tysięcy nanosekund - wynikającą z odległości anteny do reflektora. Georadar pracuje w szerokim zakresie częstotliwości od 10 MHz do 2 GHz i więcej. Dobór częstotliwości roboczej zależy od głębokości penetracji (ze względu na tłumienie fal elektromagnetycznych wraz ze wzrostem głębokości) oraz od rodzaju gruntu (iły i gliny mocno ograniczają zasięg fal elektromagnetycznych, w przeciwieństwie do piasków i żwirów).. Sposób powstawania profilu georadarowego Zapis sygnału stanowi pojedyncza ścieżka, którą można w zasadzie porównać do pojedynczego odwiertu. Po złożeniu ścieżek jedna po drugiej uzyskujemy dwuwymiarowy obraz, gdzie X jest przebytą w czasie profilowania odległością, a Z to czas "nasłuchu" przez georadar. Wymiar Y pojawia się przy tworzeniu brył D poprzez złożenie wielu profili dwuwymiarowych, wykonanych kolejno w równym odstępie. Zaawansowane technologicznie, specjalistyczne programy, są w stanie uzupełnić model w miejscach pomiędzy profilami. Im gęściej wykonane są profile tym dokładniejszy model D możemy otrzymać.. Uzyskaną w ten sposób trójwymiarową bryłę możemy obracać, ciąć według dowolnej osi oraz zmieniać współczynnik przezroczystości tak, aby zobaczyć tylko wybrane sygnały. 4
.4 Zastosowanie georadaru Georadar jest bardzo czułą aparaturą wykorzystującą zjawisko odbicia impulsów na granicach fizycznych różniących się wartościami stałej dielektrycznej i przewodności elektrycznej. Im kontrast między prędkością rozchodzenia się fali w obiekcie a prędkością rozchodzenia się fali w otaczającym ośrodku jest większy, tym wyraźniejszy odczyt otrzymamy. Możliwym jest więc znalezienie w ziemi obiektów betonowych, drewnianych, kamiennych, glinianych czy metalowych, a także określenie położenia i głębokości naruszenia struktury materiałów rodzimych. 5
4. Opis terenu badań i metodyka badania Badaniami geofizycznymi został objęty wyznaczony przez przedstawiciela Zleceniodawcy obszar budynku dawnego kościoła ewangelickiego we Wschowie, o wielkości około ary. Cały obszar podzielono na fragmenty: A, B, C. Na badanym obszarze wytyczono układ profili w odstępach między profilami co 0,40m. W większości teren był dostępny do przeprowadzenia prospekcji, pominięto jedynie miejsca, gdzie prowadzenie anteny georadarowej było ograniczone istniejącymi wykopami. Badania wykonano georadarem typ: ProEX firmy MALA GeoScience, AB. Uwzględniając zasięg i rozdzielczość odczytu do pracy wykorzystano ekranowaną antenę o częstotliwości 500 MHz uzyskując zasięg sygnału użytecznego pozwalający na uzyskanie poprawnych wyników. Pomiaru przebytej przez system pomiarowy odległości dokonywano za pomocą kółka mierniczego. Prowadzona na bieżąco kontrola jakości pomiaru wykazała, że dane rejestrowane są poprawnie i charakteryzują się dobrą pod względem technicznym jakością, mogą więc być poddane procesom przetwarzania i interpretacji. Geofizyczne dane pomiarowe badanego obszaru poddano procedurom przetwarzania przy użyciu odpowiedniego oprogramowania SubView. Zastosowane procedury umożliwiły opracowanie przekrojów wzdłuż każdego z pomierzonych ciągów a następnie stworzenie modelu D ukazującego rozkład anomalii na całej powierzchni terenu oraz głębokość ich zalegania. Wyniki wykonanych badań udokumentowano załącznikami graficznymi zawierającymi interpretację. Dla zarejestrowanych danych polowych przetwarzanie składało się z następujących procedur: usunięcie składowej stałej tras (tzw. DC-shift) usunięcie składowej niskoczęstotliwościowej (tzw. de-wow) filtracja szerokopasmowa 50-100-1000-1200 MHz, w domenie częstotliwości, wzmocnienie liniowe i wykładnicze korekta czasu zerowego rejestracji (dt 4 ns) migracja F-K obwiednia sygnału (spline envelope) wykonanie cięcia czasowego dla głębokości od 0 do 2,5m. Końcowym etapem przetwarzania był wybór palety kolorów oraz parametrów graficznej reprezentacji cięcia czasowego. 6
5. Wyniki badań Badania georadarowe ukazują wszelkie istniejące zmiany w badanym gruncie, t.j. wszelkie naruszenie naturalnych warstw gruntu, wkopy, pustki, obiekty oraz różne zanieczyszczenia gruntu - do głębokości limitowanej przez wysyłającą i odbierającą fale elektromagnetyczne antenę oraz stopień tłumienia przez grunt. Im bardziej jednorodny grunt, tym większy kontrast pomiędzy poszukiwanym obiektem a otoczeniem. Najlepszą penetrację wykazuje georadar na utworach piaszczystych i żwirach. Po obróbce sygnału radarowego i jego analizie otrzymano obraz anomalii z badanych ciągów. Wyniki georadarowych badań na wskazanych obszarach przedstawiono w formie poziomych rzutów (tzw. cięć czasowych) ukazujących rozkład anomalii na poszczególnych zakresach głębokościowych - co ok. 0,1m. Na obszarze objętym profilowaniami osiągnięto głębokość penetracji gruntu do ok.,00 m ppt. Wyniki z badanych obszarów przedstawiono w załącznikach graficznych na Rys. 1-22. 5.1. Omówienie wyników badań OBSZAR A Analiza danych pomiarowych profilowań dała możliwość wyodrębnienia grup anomalii o dość wyraźnym ułożeniu szczególnie w tym obszarze badań. Zmiany w strukturze ośrodka widoczne są już od warstw przypowierzchniowych - wydzielono je czarnym obrysem. Zmiany te nie mają konkretnych kształtów, ale kontynuują się do głębokości ponad 2,5m i charakteryzują się mocniejszą siłą sygnału, mogą wskazywać na silne naruszenia warstw materiałów zalegających na tym obszarze. Na głębokości ok. 0cm ppt pojawia się anomalia (oznaczona kolorem zielonym) o innej charakterystyce sygnału i dość regularnym kształcie. Widoczna jest do głębokości ok. 70cm ppt. Najprawdopodobniej w tym miejscu znajduje się ślad po wykopie, zasypany innym materiałem. Kolorem niebieskim od głębokości 10cm ppt wyszczególniono anomalie o bardzo silnej amplitudzie sygnału, dające mocne echo. Są to sygnały, których charakterystyka może 7
wskazywać na istnienie w tym miejscu korytarza lub krypty. Analiza obrazu anomalii wykazała, iż krypta (korytarz) ułożona jest z 10-stopniowym spadkiem w kierunku NW. Sygnały pochodzące od krypty (korytarza) kontynuują się do głębokości 190cm ppt, poniżej słabną i zanikają. W prawym górnym rogu obszaru A (kierunek NE) wykreślono jeszcze jeden fragment anomalny - przy czym jest on jedynie częściowo uchwycony profilowanie georadarowe stąd ciężko jednoznacznie ustalić rodzaj tej anomalii. Można przypuszczać iż jest to kontynuacja naruszeń gruntu widocznych od powierzchni terenu. OBSZAR B Na tym fragmencie wyróżniono zmiany (czarna obwiednia) o podobnym charakterze jak w Obszarze A - znajdują się na głębokości ok. 20-0cm i są najprawdopodobniej kontynuacją intensywnych naruszeń materiałów zalegających na tym obszarze. OBSZAR C W tym fragmencie nie wyróżniono żadnych charakterystycznych dla celu badania sygnałów i anomalii. Poniżej głębokości 2,50 m sygnały stopniowo zanikają. 8
6. Podsumowanie i wnioski Badania georadarowe zostały przeprowadzone przez zespół specjalistów na terenie budynku dawnego kościoła ewangelickiego Żłóbek Chrystusa we Wschowie Po analizie danych wykonanych profilowań na badanym obszarze określono miejsca występowania anomalii pochodzących od krypty lub korytarza, oraz wykopów i naruszeń gruntu, do głębokości 2,5m -,0 ppt. Wyniki zamieszczono w części graficznej niniejszego opracowania. 9
CZĘŚĆ GRAFICZNA