Osady denne jezior i rzek

Podobne dokumenty
Podstawowe facje sejsmiczne w jeziorze wigry

Wyniki badań metodą georadarową budynku dawnego kościoła Żłobka Chrystusa (Kripplein Christi) we Wschowie

Teledetekcja w ochronie środowiska. Wykład 3

Osuwiska podwodne w jeziorze wigry w świetle

PROBLEMY GEOLOGICZNO- INŻYNIERSKIE W POSADOWIENIU FARM WIATROWYCH NA OBSZARACH MORSKICH RP

Przydatność metody georadarowej w rozwiązywaniu zagadnień geologiczno inżynierskich w górnictwie odkrywkowym

Detection inhomogeneities in. Electromagnetic Method. structure of flood. measurements. resistivity, GPR and Freqency. embankments by means of D.C.

Zastosowanie zobrazowań SAR w ochronie środowiska. Wykład 2

W OPARCIU JEDNOWIĄZKOWY SONDAŻ HYDROAKUSTYCZNY

WYKORZYSTANIE GEORADARU DO ROZPOZNANIA STANU NAWIERZCHNI

Dokumentacja geotechniczna warunków gruntowo wodnych dla potrzeb posadowienia obiektów budowlanych

Technika radarowa w drogownictwie nowa jakość w ocenie konstrukcji nawierzchni

BADANIA GEORADAROWE (GPR) NA OSADNIKU GAJ W WAŁBRZYCHU

Eksperymentalne badania dna oraz osadów jeziorek krasowych na terenie Lasów Golejowskich z wykorzystaniem georadaru.

Osuwiska jako naturalne zagrożenia na terenach zurbanizowanych metody wstępnego rozpoznania terenów zagrożonych

GEORADAROWA OCENA KONSTRUKCJI NASYPÓW DROGOWYCH

Badania geofizyczne dróg i autostrad

BADANIE STRUKTURY DNA ZATOKI GDAŃ SKIEJ METODĄ AKUSTYKI NIELINIOWEJ

Rozpoznanie strefy osuwiskowej w oparciu o zmiany oporności na terenie miejscowości Ujsoły

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA dla projektu przebudowy drogi w m. Nowa Wieś gmina Kozienice

POMIARY TŁUMIENIA I ABSORBCJI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

Port Lotniczy Łódź im. Władysława Reymonta Sp. z o.o. ul. Gen. S. Maczka Łódź

Zagrożenia pogórnicze na terenach dawnych podziemnych kopalń węgla brunatnego w rejonie Piły-Młyna (woj. Kujawsko-Pomorskie)

Pomiary transportu rumowiska wleczonego

Literatura: Maciej Gucma, Jakub Montewka, Antoni Zieziula Urządzenia nawigacji technicznej Krajczyński Edward Urządzenia elektronawigacyjne

A) 14 km i 14 km. B) 2 km i 14 km. C) 14 km i 2 km. D) 1 km i 3 km.

6 Wytrzymałość na rozciąganie przy rozłupywaniu Uszkodzenia nawierzchni Normy i przepisy / Literatura...21

Pomiar prędkości światła

Mapy zagrożenia powodziowego od strony morza

Katedra Geomorfologii i Geologii Czwartorzędu. Zaproszenie do realizacji u nas pracy licencjackiej

Fale w przyrodzie - dźwięk

Demodulator FM. o~ ~ I I I I I~ V

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

Projekt Baltic Pipe budowa międzysystemowego Gazociągu Bałtyckiego

GEOMATYKA program podstawowy. dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

Rekultywacja obszarów wodnych w regionie za pomocą innowacyjnej technologii REZONATORA WODNEGO EOS 2000

Widmo akustyczne radia DAB i FM, porównanie okien czasowych Leszek Gorzelnik

Wyjątkowość tej sondy polega na możliwości pomiaru przewodności elektrycznej wody glebowej (ECp), czyli wody dostępnej bezpośrednio dla roślin.

Monitoring ciągły parametrów fizyko-chemicznych wody Zbiornika Goczałkowickiego

- objaśnienia do przekrojów geotechnicznych (zał. 3)

MONITORING PRZESTRZENI ELEKTROMAGNETYCZNEJ

Metody Optyczne w Technice. Wykład 5 Interferometria laserowa

Gmina Korfantów Korfantów ul. Rynek 4. 1/Korfantów /12

Lekcja 16. Temat: Linie zasilające

OPINIA GEOTECHNICZNA. OPINIA GEOTECHNICZNA z dokumentacji badań podłoża gruntowego na dz. nr 41, obręb 073 przy ulicy Roberta de Plelo w GDAŃSKU

Miasto Stołeczne Warszawa pl. Bankowy 3/5, Warszawa. Opracował: mgr Łukasz Dąbrowski upr. geol. VII Warszawa, maj 2017 r.

Opinia geotechniczna dla działek zlokalizowanych przy ul. Kolejowej w Konstancinie-Jeziornie

OPINIA GEOTECHNICZNA dla projektowanej przebudowy drogi w Łuczynie (gm. Dobroszyce) działki nr 285, 393, 115, 120

INSTYTUT ŁĄCZNOŚCI PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY

dr hab. inż. LESŁAW ZABUSKI ***

OPINIA GEOTECHNICZNA

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

System AIS. Paweł Zalewski Instytut Inżynierii Ruchu Morskiego Akademia Morska w Szczecinie

Naziemne systemy nawigacyjne. Wykorzystywane w nawigacji

Rozmieszczanie i głębokość punktów badawczych

GEOMATYKA program rozszerzony. dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA

GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA

Zakład Usług Geotechnicznych GEODOM Gdańsk, ul. Bulońska 8c/11 tel adres do korespondencji: Przyjaźń, ul.

OCENIE PODLEGA SZATA GRAFICZNA PRACY, 10pkt DLA KAŻDEGO ZADANIA

WARSZTATY 2006 z cyklu: Zagrożenia naturalne w górnictwie

Białystok, wrzesień 2017 r

Recenzja pracy doktorskiej Analiza przestrzenna wybranych form depozycyjnych centralnej Polski w oparciu o badania sedymentologiczne i georadarowe

ZAKŁAD PROJEKTOWO HANDLOWY DOKUMETACJA WARUNKÓW

D O K U M E N T A C J A G E O T E C H N I C Z N A ( O P I N I A G E O T E C H N I C Z N A )

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA do projektu budowy domu jednorodzinnego w Dębe Wielkie obręb Dębe Wielkie, dz. ew. 1537

Problemy oznaczania pierwiastków w osadach i glebie Marcin Niemiec, Jacek Antonkiewicz, Małgorzata Koncewicz-Baran, Jerzy Wieczorek

DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO Z OPINIĄ GEOTECHNICZNĄ

Wpływ pola elektromagnetycznego na { zdrowie }

Metody badania kosmosu

WYNIKI BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO I KONSTRUKCJI NAWIERZCHNI UL. JANA PAWŁA II W HALINOWIE

DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO Z OPINIĄ GEOTECHNICZNĄ

Dokumentacja geotechniczna dla dojazdu wraz z parkingiem do inwestycji na rogu ul. Kościuszki i Al. Wojska Polskiego w Pruszkowie.

ZASTOSOWANIE GEOMETRII INŻYNIERSKIEJ W AEROLOGII GÓRNICZEJ

Warszawa, dnia 15 grudnia 2016 r. Poz. 2023

Raport Specjalny z Rejsu Wielki Wlew do Bałtyku

Nanoeletronika. Temat projektu: Wysokoomowa i o małej pojemności sonda o dużym paśmie przenoszenia (DC-200MHz lub 1MHz-200MHz). ang.

Recenzja Rozprawy doktorskiej Pana mgr Piotra Majewskiego pt Akustyczne rozpoznanie form występowania gazonośnych osadów w Bałtyku Południowym

GEOWIERT. geotechniczna

Dobór materiałów konstrukcyjnych cz. 12

OPINIA GEOTECHNICZNA I DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO

D WARSTWY ODSĄCZAJĄCE I ODCINAJĄCE. 1. WSTĘP 1.1. Przedmiot ST

Konkurs fizyczny szkoła podstawowa. 2018/2019. Etap wojewódzki

Obciążenia, warunki środowiskowe. Modele, pomiary. Tomasz Marcinkowski

Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji

INSTYTUT ŁĄCZNOŚCI PAŃSTWOWY INSTYTUT BADAWCZY

AKADEMIA MORSKA W SZCZECINIE

GEOTECHNIKA EKSPERTYZY, OPINIE dr inż. Andrzej SOCZAWA

1. Po upływie jakiego czasu ciało drgające ruchem harmonicznym o okresie T = 8 s przebędzie drogę równą: a) całej amplitudzie b) czterem amplitudom?

Laminowane osady denne jeziora Szurpiły jako podstawa rekonstrukcji zmian środowiska przyrodniczego w północno-wschodniej Polsce

INWESTYCJA: Przebudowa dróg wewnętrznych wraz z niezbędną. ZLECENIODAWCA: KC Architekci - Krzysztof Cieślak. Badania terenowe:

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH D WARSTWA ODSĄCZAJĄCA Z PIASKU

OCENA MODERNIZACJI WAŁU PRZECIWPOWODZIOWEGO PRZY UŻYCIU RADARU GPR ESTIMATION OF FLOOD BANK MODERNIZATION WITH USING GPR RADAR

OPINIA GEOTECHNICZNA ORAZ DOKUMENTACJA BADAŃ PODŁOŻA GRUNTOWEGO

Frialit -Degussit Ceramika tlenkowa

WERYFIKACJA WYZNACZENIA SILNIE ZMIENIONYCH CZĘŚCI WÓD JEZIORNYCH WRAZ ZE SZCZEGÓŁOWYM UZASADNIENIEM

GEO GAL USŁUGI GEOLOGICZNE mgr inż. Aleksander Gałuszka Rzeszów, ul. Malczewskiego 11/23,tel

Badania sejsmiczne struktury wałów przeciwpowodziowych

Testowanie nowych rozwiązań technicznych przy rekultywacji Jeziora Parnowskiego

Recenzja. czł. koresp. PAN Główny Instytut Górnictwa Pl. Gwarków 1, Katowice

Transkrypt:

VII Zjazd Geomorfologów Polskich kraków 2005 Osady denne jezior i rzek w świetle badań georadarowych (gpr) Możliwość rejestracji miąższości i rozprzestrzenienia osadów dennych rzek i zbiorników wodnych jest ważnym etapem odtwarzania dawnej rzeźby i warunków paleohydrologicznych badanych stanowisk. Informacja o miąższości osadów dennych jest także cenna ze względu na możliwość dokładnego zaplanowania rozmieszczenia wierceń w tych osadach i uzyskania jak najlepszych rdzeni do dalszych badań. Nie bez znaczenia pozostaje też poznanie charakteru powierzchni przykrytej obecnie osadem. Klasycznymi metodami rozpoznania batymetrii i osadów dennych jest sondowanie ręczne lub echosondowanie dna. Do rozpoznania charakteru i miąższości osadów dennych stosuje się różnego rodzaju urządzenia wiertnicze i czerpaki do poboru osadów. Rozpoznanie batymetrii zwykle wykonywane jest przy pomocy sond nawigacyjnych. Urządzenia te emitują fale akustyczne w wodzie o częstotliwościach rzędu 200-300 khz, które po odbiciu od powierzchni dna powracają do urządzenia rejestrującego hydrofonu i rejestrują głębokość akwenu. Takie standardowe echosondy rejestrują z dużą dokładnością głębokość zbiorników wodnych, jednak nie pozwalają na określenie miąższości i struktury osadów dennych (tab. 1). Do określenia struktury, miąższości i rozciągłości osadów dennych używa się echosond specjalnej konstrukcji (w literaturze anglojęzycznej zwanych subbottom profiler), które wysyłają fale akustyczne o częstotliwościach rzędu 5-10 khz. Badania sejsmoakustyczne osadów dennych mogą sięgać stosunkowo głęboko, jednak ich rozdzielczość nie jest zbyt wysoka. Aparatura akustyczna do sondowania osadów dennych jest w warunkach śródlądowych niewygodna w użyciu i wymaga zwykle kilkumetrowej głębokości wody ponad dnem. Ciekawym połączeniem cech echosondy batymetrycznej i urządzenia typu subbottom profiler jest georadar (ang.: ground penetrating radar) (Delaney i in. 1992). Urządzenie to, w przeciwieństwie do sond akustycznych, wysyła i odbiera fale elektromagnetyczne.

254 Tab. 1. Porównanie cech charakterystycznych metody echosondażowej i georadarowej w badaniach batymetrii i rozpoznaniu osadów dennych Pierwsze próby zastosowania metody GPR do poznania batymetrii zbiorników wodnych i rozpoznania osadów dennych miały miejsce w połowie lat siedemdziesiątych i w na początku osiemdziesiątych ubiegłego wieku (Austin, Austin 1974; Ulriksen 1982, Razowski 1985, Piotrowski 1989). Jednak ze względu na ograniczone możliwości sprzętu, miały one charakter sondażowy. Obecnie metoda GPR, stosowana do badań osadów dennych, przeżywa prawdziwy rozwój. Wiąże się on z udoskonaleniem aparatury, polegającym na wdrożeniu do produkcji radarów cyfrowych, ulepszeniu technologii szybkiego przetwarzania danych oraz znaczną miniaturyzacją sprzętu pomiarowego (Moorman 2001). Przechodzenie fal elektromagnetycznych przez warstwę wody, podczas badania struktury i miąższości osadów dennych, zależy od przewodności elektrycznej właściwej σ (mierzonej w Simensach na metr), która w największym stopniu zależna jest od zasolenia wody. Rycina 1 przedstawia wykres osłabienia fal radiowych w zakresach typowych dla środowiska wodnego. Wartości osłabienia sygnału, począwszy od zerowego dla wody destylowanej, poprzez 9 db m -1 dla wody o dużej przewodności, aż po wartości rzędu 500 db m -1 dla wody morskiej (zasolenie ok. 35 ), zależne są również od częstotliwości pracy użytej anteny. W zakresach wysokich zasoleń, również antena o częstotliwości sygnału 35 MHz, nie pozwala na rozpoznanie osadów dennych. Nawet cienka warstwa wody morskiej jest praktycznie nieprzezroczystą dla fal radiowych. Zasolenie wody nie jest jedyną przeszkodą w stosowaniu georadaru do badań osadów dennych. Istotne znaczenie ma również zjawisko odbicia impulsów od powierzchni wody. Na granicy powietrza i wody następuje bardzo silne odbicie fal radiowych (Batson,

Osady denne jezior i rzek w świetle badań georadarowych (GPR) 255 Ryc. 1. Osłabienie sygnału w zależności od zasolenia wody dla różnych anten (w zakresie 0-35 ) Glebas 1981). Pod powierzchnię wody trafia poważnie osłabiona porcja energii. Kolejne granice: pomiędzy wodą a dnem, osadem dennym a podłożem itd., dodatkowo osłabiają sygnał (tab. 2). Pomimo tych ograniczeń metoda georadarowa coraz częściej znajduje zastosowanie w badaniach osadów dennych. Obecnie georadary wykorzystuje się zarówno do badania osadów dennych płytkich akwenów (Moorman 2001, Piotrowski 1989), jak i dawnych wypełnień jezior przez delty, (Jol, Smith 1991, 1992; Smith, Jol 1992). Tab. 2. Współczynnik odbicia sygnału radarowego podczas przejścia przez kolejne granice w badaniu osadów dennych (wg Moorman 2001, zmienione) Wyniki badań Pierwsze stanowisko badawcze ilustruje możliwości spenetrowania płytkich zbiorników wodnych przy pomocy georadaru, w celu uzyskania informacji o charakterze i głębokości zalegania powierzchni ich dawnego dna. Badania przeprowadzone na ob-

256 Ryc. 2. Fragment profilu georadarowego dna jeziora Dgał Wielki szarze jeziora Dgał Wielki (Mazury, ok. 7 km na pn od Giżycka) ukazały strukturę osadów mułkowych i organicznych przykrywających twarde podłoże piaszczysto-żwirowe i gliniaste z brukiem morenowym. Sondowania prowadzono z dna łodzi wiosłowej, przy pomocy anteny o częstotliwości 300 MHz. Rycina 2 ukazuje strefę kontaktu pierwotnego dna jeziora, zbudowanego z gliny morenowej, z przykrywającymi ją luźnymi osadami mułkowymi. Współczesna powierzchnia dna zaznaczona jest przerywaną linią. Pod nią widoczne są głazy zalegające w stropie gliny morenowej. Dawna powierzchnia dna jest znacznie bogatsza w drobne formy niż obecna. Ponadto profil georadarowy, przedstawiony na rycinie ukazuje fazy depozycji osadów dennych. Pierwsza faza zniwelowała drobne zagłębienia pomiędzy głazami, druga doprowadziła do wyrównania powierzchni dna jeziora i zamaskowania pierwotnej rzeźby misy. Drugie stanowisko badawcze, ilustrujące przydatność metody GPR do sondowania osadów dennych, zlokalizowane jest w okolicach stacji naukowej Instytutu Geografii i PZ PAN w Dobiegniewie, nieopodal Włocławka. W przeciwieństwie do badań jeziora Dgał Wielki, tu warunki środowiskowe były skrajnie niekorzystne. Duże wartości mineralizacji ogólnej wody w Wiśle nie sprzyjają głębokiej penetracji ich przez fale elektromagnetyczne, emitowane przez georadar. Badaniami objęto sondażowe profile georadarowe w poprzek zbiornika włocławskiego, pomiędzy Dobiegniewem a Dobrzyniem n/wisłą. Celem badań była wstępna ocena możliwości pomiaru miąższości osadów dennych wyściełających dno zbiornika włocławskiego przy pomocy georadaru. Zastosowano dwie anteny nadawczo-odbiorcze. Antenę emitującą fale o częstotliwości 35 MHz, oraz antenę o częstotliwości pracy 400 MHz. Obie anteny były umieszczane w różnej konfiguracji: za burtą, przed dziobem lub na dnie łodzi. Najlepsze rezultaty uzyskano przy pomocy anteny 400 MHz, umieszczonej na dnie łodzi. Charakterystyka pracy tej anteny pozwala uzyskać rozdzielczości rzędu 2-3 cm w wodzie i 6 cm w osadzie dennym. Antena 35 MHz, w większości przypadków, nie była zdolna rozdzielić stropu i spągu osadów. Niestety duża mineralizacja wody, nie pozwoliła na uzyskanie miąższości osadów dennych zbiornika włocławskiego w całym przekroju poprzecznym. Uzyskano obraz rozprzestrzenienia osadów przy głębokości wody do około 2-3 m. Rycina 3 pokazuje fragment profilu georadarowego dna zbiornika włocławskiego, uzyskanego przy pomocy anteny 400 MHz, i jego interpretację. Miąższość osadów dennych sięgała maksymalnie 0,3-0,4 m. Rozprzestrzenienie osadów dennych nie zawsze odpowiada pierwotnemu układowi rzeźby dna. W niektórych miejscach, pierwotne drobne wyniesienia zostały wyrównane przez leżące na nich osady. W innych miejscach, wyniesienia obecnego dna mają swoje odzwierciedlenie w podłożu.

Osady denne jezior i rzek w świetle badań georadarowych (GPR) 257 Ryc. 3. Georadarowy profil fragmentu dna zbiornika włocławskiego oraz jego interpretacja 1 osady denne, 2 osady podściełające. Metoda georadarowa, stosowana do poznania sekwencji osadów dennych, może być uzupełnieniem bezpośrednich metod badawczych. Z jednej strony dostarcza ona cennych informacji paleogeograficznych na temat akwenu, z drugiej pozwala szybko i celnie wskazać miejsca z dużą miąższością osadów organicznych, przydatnych do poboru prób w celu dalszych analiz. Ponadto zastosowanie metody GPR w skali całego jeziora lub sztucznego zbiornika pozwala ocenić stopień jego wypełnienia osadami oraz tempo tego procesu. Metoda GPR ma również, w zakresie badania osadów dennych, spore ograniczenia. Najważniejszym z nich jest niewątpliwie jakość wody, przez którą dane jest nam prowadzić badania. Literatura Austin G.L., Austin L.B., 1974, The use of radar in urban hydrology, Journal of Hydrology, 22, 131-142. Batson G., Glebas T., 1981, Investigation of ice conditions in the St. Lawrence river, winter 1980-1981, Clarkson College of Technology, Final Report. Delaney A.J, Sellmann P.V., Arcone S.A., 1992, Sub-bottom profiling: A comparison of short-pulse and acoustic data, Geological Survey of Finland, Special Paper, 16, Espoo, 149-157. Jol H.M., Smith D.G., 1991, Ground penetrating radar of northern lacustrine deltas, Can. J. Earth Sci., 28, 1939-1947. Jol H.M., Smith D.G., 1992, Geometry and structure of deltas in large lakes: A Ground Penetrating Radar overview, [w:] Fourth International Conference on Ground Penetrating Radar June 8-13, 1992, Rovaniemi, Finland, 159-168. Moorman B.J., 2001, Ground-penetrating radar applications in paleolimnology, [w:] W.M. Last, J.P. Smol (red.), Tracking Environmental Change Using Lake Sediments: Physical And Chemical Techniques, Kluwer Academic Publishers.

258 Piotrowski A., 1989, Uwagi o paleogeografii jeziora Dąbie w świetle badań radarowych prowadzonych w systemie SIR, Studia i Materiały Oceanologiczne 56, Geologia Morza (4), 289-291. Razowski M., 1985, Opracowanie wyników badań radarowych przeprowadzonych w systemie SIR na jeziorze Dąbie i Roztoce Odrzańskiej w Szczecinie, Krak. Przeds. Geodez. Smith D.G., Jol, H.M., 1992, Ground-penetrating radar investigation of a Lake Bonneville Delta, Provo level, Brigham City, Utah, Geology, 20, 12, 1083-1086. Ulriksen C.P.F., 1982, Application of impulse radar to civil engineering, Lund, 179. Instytut Geografii i Przestrzennego Zagospodarowania Polska Akademia Nauk ul. Kopernika 19 87-100 Toruń