TECHNIEKSHEET

Onderzoekstechniek: Elektrische weerstandsmetingen - VES

Versie: November 2016

[Naar zoekapplicatie]

Samenvattende omschrijving techniek (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert)

Weerstandsmetingen meten de variatie in de elektrische weerstand van de ondergrond. Door een serie elektroden in de grond wordt een stroom in de ondergrond gestuurd. Vervolgens wordt het potentiaalverschil gemeten tussen twee (andere) potentiaalelektroden. Door een serie metingen uit te voeren met verschillende configuraties van elektroden kan een 2D- of 3D-model van de schijnbare elektrische weerstand van de ondergrond worden verkregen.

Algemene informatie (gebaseerd op informatie van techniekaanbieder)

Naam

Elektrische weerstandsmetingen - VES (Vertical Electrical Sounding).

Er zijn verschillende varianten:

• Bij de [zoutwachter] of [ERT] worden de meetkabels verticaal en blijvend (zoutwachter) in de bodem aangebracht.
• Als meerdere VES-metingen achter elkaar in een profiel worden uitgevoerd, is sprake van ‘Electrical profiling’.
• Ook kunnen metingen in een (niet verbuisd) boorgat worden uitgevoerd.

Meeteenheid en parameter

Schijnbare elektrische bodemweerstand in Ohm-meter.

Er wordt gesproken over “schijnbaar”, omdat de bodem weerstand wordt gemeten over een groter bodemvolume en niet een specifieke laag of pakket.

Bodemfase

Aard techniek

Plaats van toepassing

Detectiewijze

Toepasbaar in afzonderlijke lagen

Minimale dikte laag:

Zie technische specificaties

Bodemtypen waarvoor techniek geschikt is

Landbodem/waterbodem

Stap in keten van dataverzamelen

Moment van beschikbaarheid resultaten

Ontwikkelingsfase techniek

Wijze van inkopen

Algemene omschrijving uitvoeringswijze

Een kabel met meerdere elektroden wordt in een lijn op maaiveld uitgerold. Iedere elektrode wordt als een soort van haring in de grond geprikt. Deze kabel heeft een lengte van veelal 60 of 300 m. Van deze elektroden worden vervolgens steeds twee elektroden gebruikt om stroom de grond in te ‘sturen’. Twee andere elektroden worden gebruikt om elders het potentiaalverschil tussen twee punten aan het aardoppervlak te meten. De metingen worden meerdere malen herhaald maar met een steeds grotere afstand tussen de elektroden. Zo kan informatie over de bodemgeleidbaarheid van steeds grotere diepte worden verkregen. De zo gemeten ‘schijnbare bodemweerstanden’ zijn om te rekenen naar een ‘lagenmodel’ (bodemlagen met bepaalde dikte en geleidbaarheid). Hiervoor zijn verschillende technieken (software) beschikbaar. Hierbij kunnen gegevens uit boorstaten (bijvoorbeeld DINO) worden gebruikt om metingen te ijken

Werkingsprincipe

Door de opgewekte stroom tussen de twee stroomelektroden ontstaat een potentiaalverschil tussen twee andere elektroden. Dit potentiaalverschil is afhankelijk van de lokale geleidbaarheid van de ondergrond waardoor de stroombanen zich verplaatsen. Door de afstand tussen de elektroden te vergroten zullen de stroombanen zich tot dieper in de grond voortzetten en dus zal het effect van grotere dieptes (mede) invloed hebben op het gemeten potentiaalverschil. Door een serie metingen met verschillende configuraties van de elektroden te meten wordt informatie verzameld met stroombanen met verticale en laterale variaties in de bodem.

Variaties in de meetwaarden kunnen worden veroorzaakt voor variaties in de bodemopbouw maar ook door verontreinigingen (waaronder zout) in het grondwater.

Punt / lijnmeting / volumemeting

Technische specificaties

(w.o. nauwkeurigheid)

De gemeten waarde van de metingen is binnen 1% van de daadwerkelijke schijnbare weerstand van de ondergrond. Hierbij moet worden opgemerkt dat de schijnbare weerstand een “gemiddelde” gemodelleerde weerstand is en niet 1 op 1 is te herleiden naar de weerstand van een individuele laag.

De nauwkeurigheid waarmee diepteligging en dikte van lagen in beeld kunnen worden gebracht neemt af met de diepte. Ook zal voorkennis van de lokale bodemopbouw helpen de metingen goed te interpreteren. Als vuistregel kan een nauwkeurigheid worden gehanteerd van ca 10 to 25 % van de elektrodeafstand. De nauwkeurigheid hangt mede af van het elektrische contrast tussen de verschillende bodemlagen, de nauwkeurigheid af van het gebruikte ondergrondmodel en de beschikbaarheid en kwaliteit van ijkpunten (boorprofielen).

De complexiteit van de lokale geologie, opbouw en geleidbaarheid van de pluim heeft invloed op de resultaten en de detectie van verontreiniging.

Typisch dieptebereik

Afhankelijk van grondsoort, typisch bereik in Nederland:

3 - 200 m

Tijdeigenschappen

Metingen worden uitgevoerd aan het maaiveld en kunnen herhaald worden. Bij ongewijzigde bodemsamenstellingen zijn de resultaten gelijkwaardig.

Meetsnelheid

In de regel kunnen 10 tot 20 VES metingen (ieder bestaand uit 20 tot 30 metingen met verschillende elektrodeafstanden) per dag worden uitgevoerd.

Presentatie resultaten

Lagenmodel’: bodemlagen met bepaalde dikte en geleidbaarheid, contouren op kaart of een vertaling daarvan naar een model van de ondergrond.

Kosten

Metingen aangeboden als dienst:

€ 4.000 tot € 6.000 voor één meetdag, inclusief interpretatie en rapportage.

Trends en ontwikkelingen

Verbeterde signaal/ruis verhoudingen door verbeterde elektrische componenten. Verder worden er steeds betere modelleringsalgoritmen ontwikkeld om de data te modelleren of te visualiseren.

Illustratie

[Figuur]

Gebruikersinformatie (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert)

Beschikbaarheid

Wordt techniek vaak toegepast?

Onderzoeksfase waarin techniek toepasbaar is

Verificatiemetingen / ijkmetingen

Veel gebruikte toepassing in praktijk

Deze techniek wordt in Nederland voornamelijk ingezet voor grondwateronderzoek (diepteligging zoet/zout grensvlak) en onderzoek naar de ligging van grondwaterpluimen.

Geschiktheid

Onderzoek naar ligging van pluimen bij voormalige stortplaatsen.

Onderzoek op grote diepte (vanaf enkele 10-tallen meters).

Optimale locatie van te plaatsen peilbuizen vaststellen.

Praktijkervaringen in Nederland

De methode wordt regelmatig doch niet erg frequent uitgevoerd.

De methode wordt vooral toegepast om het ruimtelijk beeld van een pluim vast te stellen.

“Do's“

Variaties in kleigehalte van de bodem, zoutgehalte in het grondwater en verontreinigingen in het grondwater zijn lastig uit elkaar te halen. Gebruik in dergelijke gevallen referentiegegevens voor de interpretatie van de metingen.

Verifieer plaatsen die duiden op afwijkingen met gericht aanvullend onderzoek met een andere methode.

Verifieer de toepasbaarheid bij waterbodems waarbij deze afhankelijk is van de geleidbaarheid van het water en de verzadigde waterbodem.

“Don'ts “

Toepassen bij locaties waar kabels, leidingen, gewapende funderingen etc. aanwezig zijn.

Methode is niet toepasbaar op asfalt- en overige verhardingen.

Ook geschikt voor

Onderzoek naar geologische laagscheidingen, mineralen exploratie, archeologisch onderzoek, bepaling corrosiviteit van de ondergrond.

Achtergrondinformatie / Links

Bodemstandaard

NEN 5773: Bodem - Bepaling van de soortelijke weerstand met behulp van geo-elektrische metingen (ICS-code 13.080.20).

Literatuur

Telford, W.M., Geldart, L.P, and Sheriff R.E. Applied Geophysics, Second Edition. Cambridge University Press, 1990.

Geofysische technieken voor grondonderzoek, CUR-publicatie 182, Gouda

Hyperlinks (internet)

Geovision

Geofysische methoden

Clu-in(1)

Clu-in(2)

Wikipedia (exploration geophysics)

Wikipedia (electrical resistivity tomography)