EC sonde

Voor het meten van de electrische geleidbaarheid van de ondergrand

• Continue meting van de elektrische geleidbaarheid van de ondergrond op basis van de diepte
• Geeft informatie over de geologie (incoherente ondergrond)
• Makkelijk te gebruiken
• Geschikt voor het detecteren van zilt water
• Ingebouwd in alle andere Direct Image^® sondes van Geoprobe^®

Een profiel van de elektrische geleidbaarheid (links) naast de vorderingssnelheid (rechts) op basis van de diepte. De eerste 30 voet (9,2 m) van de ondergrond bestaat hoofdzakelijk uit fijne korrels met passages ruwere korrels tot deze dieper dan 9,2 m (30 voet) duidelijk overgaat naar een grotere korrelgrootte.

Geleidbaarheids- en weerstandsmetingen (het omgekeerde van de geleidbaarheid) van de ondergrond worden al lang gebruikt om de bodemsoorten te classificeren. De kracht van deze tools zit ‘m in het feit dat, over het algemeen, leem en klei een betere geleidbaarheid hebben dan zand en kiezel (Fig. 1). Net als met iedere andere Direct Image^® uitrusting volstaat het hier dat er continu (vanaf de oppervlakte) dan wel afzonderlijke (op bepaalde diepten) bodemstalen worden genomen om de vermoedelijke geologie te kunnen bevestigen met behulp van de waarden voor de elektrische geleidbaarheid voor een gegeven site. De EC-profielen worden dan voor de volledige site gecorreleerd om wijzigingen te detecteren van de dikte of de korrelgrootte in een laag die specifiek wordt onderzocht.

Er wordt steeds vaker gebruik gemaakt van EC-profilering omdat deze techniek bijzonder doeltreffend is wanneer deze wordt gecombineerd met zeer mobiele en relatief goedkope klopbooruitrusting.

EC-sondes zijn beschikbaar in 2 configuraties: de dipoolconfiguratie en de Wennerconfiguratie, met voor beide hetzelfde werkingsprincipe. Via 2 contacten wordt stroom door de ondergrond gestuurd. Deze stroom wordt gemeten, net als de spanningpotentiaal die daaruit voortvloeit (Fig. 2). De geleidbaarheid is evenredig aan de stroomratio aan de potentiaal vermenigvuldigd met een constante. Het resultaat wordt uitgedrukt in milli-Siemens per meter (mS/m).

De elektrische geleidbaarheid van de ondergrond schommelt over het algemeen op basis van de korrelgrootte. Fijnere korrels, zoals leem en klei, leveren hogere EC-signalen op dan zand en grind. Fig. 3 toont dat iedere bodemsoort op een specifieke site een andere respons oplevert terwijl aan een gegeven bodemsoort specifieke waarden kunnen worden gegeven. Sedimenten met een grotere korrelgrootte vergemakkelijken de migratie van oplosbare contaminanten terwijl fijnere sedimenten deze net vasthouden.

Fig. 3 : Algemene grafiek voor de mogelijke EC-waarden voor de ondergrond. De EC-waarden worden eveneens beïnvloed door het ionisch gehalte van het poriënwater. Zilt water kan, bijvoorbeeld, hogere EC-waarden opleveren dan de waarden die traditioneel worden gevonden.

EC-metingen leveren de consultant in real-time profielen op die hem ter plaatse helpen bij het nemen van beslissingen (Fig. 4).

Fig. 4 : Een EC-profiel toont de wijzigingen van de geologie wanneer de EC-sonde met behulp van een Geoprobe^® sondeertoestel in de ondergrond wordt ingebracht. De gemeten waarden worden onmiddellijk op het scherm van de computer aan de oppervlakte weergegeven.

Fig. 5 : Deze grafiek toont een reeks EC-profielen naast elkaar die met behulp van de DI Viewer software voor eenzelfde site werden aangemaakt. Ieder profiel is verschillend. Hier ziet men de variabiliteit van de metingen omdat de operator ter plaatse van plaats verwisselt.

Kijken naar de reproduceerbaarheid van de waarden is een goede manier om de kwaliteit van de gegevens te controleren (QC).

EC-metingen worden regelmating gebruikt om in kaart te brengen waarlangs contaminanten van een gegeven site zich doorgaans verspreiden. De zones met de laagste geleidbaarheid wijzen op een grotere korrelgrootte en zullen dus meer doorlatend zijn.

Het zijn deze meer doorlatende zones die de verspreiding van de contaminanten (koolwaterstoffen, vluchtige chloorhoudende solventen, metalen…) in de ondergrond helpen.

Transversale visualisatie van de EC-gegevens is bijzonder nuttig om de connectiviteit van deze preferentiële verspreidingswegen voor een gegeven site te bepalen.

De 4 EC-profielen van Fig. 5 wijzen op een fijnere korrelgrootte aan de oppervlakte met zones met grotere korrels op een diepte van 10-11 voet (3,3-3,6m) en 16-24 voet (4,9-7,3m). Op een diepte tussen 33 en 45 voet (10,0 – 13,7m) is op deze site een grotere korrelgrootte waarneembaar. De informatie die door het EC-systeem over de geologie wordt verzameld, kan de consultant helpen om inzicht te krijgen in de mobiliteit en de locatie van de contaminanten in de ondergrond. Deze informatie kan ook nuttig zijn voor het bepalen van de correcte plaatsen van controle- en pompputten.

De EC-uitrusting in combinatie met andere sonderingstechnieken:

De elektrische geleidbaarheid wordt eveneens gecombineerd met de volgende sonderingstechnieken:

• MIP: MIP brengt de positie en relatieve concentratie van de vluchtige organische stoffen (VOS) in de ondergrond in beeld, terwijl EC de geologie in kaart brengt. De informatie over de geologie waarin zich de contaminanten bevinden, is erg nuttig.
• HPT: HPT geeft aan welke druk nodig is om een zeker waterdebiet in de ondergrond te injecteren. EC- en HPT-metingen hangen met elkaar samen en weerspiegelen elkaar vaak, bijvoorbeeld: grotere korrels zijn verantwoordelijk voor een lagere injectiedruk en voor lagere EC-waarden (en dus voor een betere doorlatendheid).Vaak verschillen deze metingen ook van elkaar en geven zij meer informatie om beter te begrijpen of er ionische interferenties of andere factoren spelen die de doorlatendheid beïnvloeden.
• MiHpt : MiHpt is de sonde die MIP- en HPT-metingen combineert, met geïntegreerde EC-dipool.
• CPT : Met deze gecombineerde sonde kunnen CPT-metingen worden gedaan dankzij een MIP-support waarin een EC-dipool is geïntegreerd.
• HPT-GWS : Met deze unieke tool kunnen HPT- en EC-metingen worden gedaan en kan de uitrusting worden gestopt om een of meer stalen van het grondwater te nemen op zeer precieze diepten, via hetzelfde boorgat.