Föreläsning på Grundvattendagarna 2013

1. Lund 2013-10-16
Charlotte Sparrenbom2, Torleif Dahlin1, Håkan Rosqvist1, Mats Svensson3, Esben
Auken4, Mehrdad Bastani5 and Jonas Moberg6
1 Teknisk Geologi,LTH/Lunds Universitet, 2 Geologiska Inst., Lunds Universitet,
3 Tyréns AB, 4 Dept of Geoscience, Aarhus Univ. 5 Swedish Geological Survey,
6 ABEM Instrument AB

2. TRansparent Underground STructure –TRUST
TRUST – Coordination, dissemination & innovation
1. TRansparent Underground STructure (TRUST) – Management
Ask, Dahlin, Kadefors, Larsson, Mahlemir (LTU – LU – Chalmers – KTH – UU)
TRUST – Holistic survey methods
2.1
Geoelectric site investigations 2.2
Dahlin, Rosqvist, Sparrenbom,
Auken, Svensson, Bastani
(LU - AU – Tyréns - SGU)
Multicomponent seismics and
electromagnetics
Malehmir, Juhlin, Pedersen,
Bastani (UU – SGU)
TRUST – Information models,
data structures and
visualization
Rock mass characterization
Rosberg, Bjelm, Ask, Schunnesson, Stephens (LU – LTU – SGU)
2.4
4.1
Development of
methodologies for rational
and fast evaluation of
geotechnical investigations
Larsson, Svensson, Jonsson
(KTH – Tyréns – LU)
4.2
2.3
Integrated use and
interpretation of data from
geophysical and nongeophysical methods for
site
investigation for
underground construction
Dahlin, Rydén, Günter (LU –
LIAG)
Development of standards for functional requirements at
underground facilities with respect to the chemical environment
Ericsson, Mossmark, Dahlström (Chalmers – NCC)
TRUST – Smart underground construction
3.1
3.2
Adaptive production methods
Schunnesson & Olofsson (LTU)
Optimization of
Reinforcement
Johansson & Stille (KTH)
3.3
Real Time Grouting Control
Draganovic, Stille, Larsson
(KTH)

3. 2.1 Geoelectrical Imaging for Site
Investigation for Urban Underground
Infrastructure

4. Project Group
• Prof Torleif Dahlin, Lund Univ (LU)
• Dr Charlotte Sparrenbom, LU
• Dr Håkan Rosqvist, LU
• MSc Per-Ivar Olsson, LU
• MSc Sara Johansson, LU/ Tyréns
• Prof Esben Auken, Aarhus Univ (AU)
• Dr Gianluca Fiandaca, AU
• Dr Mehrdad Bastani, SGU
• Dr David Hagerberg, Tyréns
• Dr Mats Svensson, Tyréns
• Jonas Moberg, ABEM Instrument

5. Vision
Förbättra möjligheterna att med
geofysiska mätmetoder tolka
undermarksförhållanden med
avseende på geologi, grundvatten,
konstruktioner och föroreningar i urban
miljö för att uppnå ett mer
kostnadseffektivt byggande

6. Varför geofysik?
BH 330
50
45
3CSV:29
40
BH 121
BH 561
BH 508
3CSV:323
BH 562
BH 1060
35
30
25
NA
NF
NM
NE
BH 230
3CSV:278
BH 224
20
15
10
5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
S
N

7. Nyckelparametrar för att förstå
“undergrunden”
• Geologisk information
Jordart, sorteringsgrad, tjocklek och utsträckning, djup,
berggrund, strukturer, spricksystem och variation i egenskaper.
• Hydrogeologisk information.
Grundvattennivå, akvifersutbredning och typ och hydrauliska
gränser, hydrauliska gradienter, flödesriktning
• Konstruktioner under mark.
Befintliga undermarks konstruktioner, gamla industrisynder,
avfallsdeponier.
• Geo-kemisk information.
Redox förhållanden, pH, salhalt, grundvattentemperatur, löst
syre, TDS, turbiditet, föroreningshalt.
• Annan information.
Vattenhalt i den omättade zonen, jordtemperatur, portryck
etc.

8. Mål
Visionen är att TRUST-projektet ska leda till:
• Optimerade beslutsunderlag för beslutsfattare,
beställare och allmänhet
• Optimerade undersökningsprogram för
fältundersökningar med avseende på teknik,
kvalité och kostnader
• Riskminimering
• Forskning på en hög internationell nivå genom att
undersöka orsakssamband mellan grundläggande
kemisk-fysikalisk-biologiska processerna och de
geofysikaliska signalerna

9. Princip resistivitet och IP

11. Pre-investigation for T-bana
(underground trainline) to Nacka
Depth to bedrock from JB-sounding (percussion hammer) marked by dots

12. 3D Model
B
C
A
Erosionsdal (forntida
vattendrag)
Berg

13. Kombinera resistivitet och IP

14. Infiltration
Aftonbladet 3 juli 2011
Köpenhamn
lamslogs av
åskovädret
5 309 blixtar (DHI)
150 millimeter regn

15. Infiltration vid skyfall
6 timmar mellan
mätningarna
Minskad resistivitet
Isoytan (grå kropp) visar på
en -6% förändring
From Loke M.H., Dahlin T and Rucker
D. (2013), Smoothness-constrained
time-lapse inversion of data from
3-D resistivity surveys,
Near Surface Geophysics,
DOI: 10.3997/1873-0604.2013025.

16. Fältområden
Föroreningar
• Färgaren 3 – Kristianstad – klorerade kolväten
• Nässjö bangård– metaller och kreosot
Bergkvalitet
• Förbifart Stockholm

17. Färgaren – tidigare undersökningar
From Engdahl et al. 2011 (Hifab)

18. Resistivitet och IP-mätningar

19. Grundvattenprovtagning

20. Resultat Färgaren 3D-inversion mätningar oktober 2013

21. Resultat Färgaren 3D-inversion IP-mätningar oktober 2013

22. MAX-lab experiment?
• Undersökning av orsakssamband mellan
grundläggande kemisk-fysikalisk-biologiska
processer och de geofysikaliska signalerna
I detaljskala!
Kan vi se mikrogeometri och
distribution av ämnen och koppla
detta till IP-respons?
Picture from http://www.ims.ac.jp/english/know_en/
materials/tada/tada_en.html

23. Thanks for your attention!
Geoelectrical prospecting 1905*
* From Robert W. Vernon (2008) Alfred Williams, Leo Daft and ‘The Electrical
Ore-Finding Company Limited’, British Mining No.86 Memoirs, p 4-30.