Erkundung der Deckschicht in einer alten Flussschleife
mittels Geoelektrik

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Aufgabe

Flächendeckende Angabe der Ausdehnung und Mächtigkeit der gering durchlässigen Deckschicht sowie Bestimmung
von geologisch-strukturellen Auffälligkeiten. Hintergrund der Untersuchung war eine Deponieneuanlage.

 

Messprogramm
  • flächendeckende Widerstandskartierung
  • Doppel-Widerstandssondierungen

 

Vorgehensweise/Ergebnisse

Geoelektrik ist in der Lage, mit genügend langen Messauslagen auch größere Erkundungstiefen zu erreichen und von dort geologische Information auf Basis der Widerstandverteilung zu liefern. Das Auflösungsvermögen des Verfahrens
nimmt mit der Tiefe ab, da die Messvolumen, über die integral gemessen wird, zunehmen. Die Methode bietet vergleichsweise preisgünstige Möglichkeiten zur Vorerkundung. Bei großen Tiefen bedarf es leistungsfähigen Geräten sowie geeigneten Messparametern um bestmögliche Messdaten zu erzielen.

 

Ergebnis

Eine kostengünstige, echt flächendeckende Aufnahme der Deckschichtmächtigkeit kann praktisch nur indirekt, z.B. mit der Widerstandskartierung erfolgen. Dieses integrale Verfahren liefert bei geeignetem Messraster eine lückenlose Verteilung des sogenannten scheinbaren spezifischen Widerstandes als elektrischen Mittelwert des ausgewählten Tiefenbereiches. Eine eindeutige Zuordnung der Messwerte zur Geologie ist jedoch nicht möglich. Insbesondere kann durch die Kartierung nicht unterschieden werden, ob die Werte durch eine Variation in der Zusammensetzung der Deckschicht oder durch die Änderung der Deckschichtmächtigkeit herrühren. Diese Frage ist durch Widerstandssondierungen zu klären. Die Widerstandssondierung liefert ein Tiefenmodell des Untergrundes in Abhängigkeit des spezifischen elektrischen Widerstandes, welches an Aufschlüssen (z.B. Bohrungen) mit dem geologischen Tiefenmodell verglichen werden kann. Dementsprechend wurden bei dem vorliegenden Fallbeispiel zunächst die Widerstandskartierung und danach gezielt einige Widerstandssondierungen durchgeführt. Zur Korrelation mit der Geologie standen Bohrprofile zur Verfügung. Die Widerstandskartierung wurde flächendeckend in einem Messraster von 15 m * 15 m ausgeführt. Die integrale Eindringtiefe betrug etwa 10 m. Sie wurde auf denjenigen Tiefenbereich eingestellt, in dem die größten Unterschiede des spez. Widerstandes erwartet wurden. In der Abbildung 1 sind die aus den Messwerten berechneten logarithmierten scheinbaren spezifischen Widerstände zu sehen. Man erkennt klar abgrenzbare Bereiche mit deutlich unterschiedlichen Werten. In den blauen Bereichen (unterhalb ca. 60 Ωm) ist eine niederohmige bindige Deckschicht (im wesentlichen Fliesserde) vorhanden und in den gelben Bereichen dünnt diese aus (oberhalb 200 Ωm), sodass der hochohmige Fels (Dolomit) in den roten Bereichen fast zutage tritt.

 

Die Form der Widerstandsverteilung zeigt den Verlauf der ehemaligen Flussschleife. Neben den lateralen Grenzen ist in Hinsicht auf den Untersuchungshintergrund insbesondere der ost-west-verlaufende Sporn zwischen x = 200 und 450 m wichtig, da dort eine starke Abnahme der bindigen Deckschicht angenommen werden muss. Die Abbildung 2 zeigt die Ergebnisse des zweiten Erkundungsschrittes (Doppel-Widerstandssondierungen) in Form von Tiefendiagrammen. Hiermit werden die kartierten Bereiche in ihrer Tiefenausdehnung quantifiziert. Der in der Abb. 2 markierte Bereich beinhaltet Deckschichtmächtigkeiten ab rund 5 m. Wie zu sehen ist, verschwindet die Deckschicht über dem fraglichen Sporn fast vollständig. Die Werte der Widerstandskartierung korrelieren gut mit der Deckschichtmächtigkeit, da die Variation des spez. Widerstandes nahezu allein eine Folge der veränderten Deckschichtmächtigkeit ist. Die dreidimensionale Ergebnisdarstellung der Widerstandskartierung (Abb. 3) gibt einen anschaulichen Eindruck der vorliegenden Felslinie bzw. indirekt der Deckschichtmächtigkeit.

 

Fazit

Das Untersuchungsziel, die flächendeckende Erkundung der bindigen Deckschicht, wurde durch die gewählte Vorgehensweise erreicht. Im ersten Schritt, der Widerstandskartierung, wurde die laterale Verteilung der gesuchten bindigen Deckschicht erfasst. Im zweiten Schritt ist durch Widerstandsondierungen die Mächtigkeit der Deckschicht bestimmt worden. Diese materialspezifische, geoelektrische Gliederung ist anhand von Bohrungen mit der geologischen Beschreibung der Untergrundsverhältnisse verbunden worden.