TECHNIEKSHEET

Onderzoekstechniek: Elektromagnetische metingen - TEM

Versie: November 2016

[Naar zoekapplicatie]

Samenvattende omschrijving techniek (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert)

Tijdsdomein Elektromagnetische metingen (TEM) zijn metingen gebaseerd op elektromagnetische (EM) velden. Een primair EM veld wordt gedurende een periode opgewekt met een zendspoel. Nadat het systeem plotseling is uitgezet, wordt er gemeten hoe het in de ondergrond opgewekte EM-veld verandert met de tijd. Op deze wijze wordt een diepteprofiel van de elektrische weerstand van de ondergrond verkregen. De metingen kunnen op kantoor worden verwerkt tot een model van de ondergrond.

Algemene informatie (gebaseerd op informatie van techniekaanbieder)

Naam

Elektromagnetische metingen - TEM (ook wel bekend als Nano-TEM of tijdsdomein EM).

Een andere variant is de Zero-TEM met een groter dieptebereik dan de Nano-TEM.

De TEM moet niet worden verward met de frequentiedomein EM techniek (Frequency Domain ElectroMagnetics, FDEM) die over het algemeen wordt ingezet om informatie te verkrijgen over het ondiepere deel van de ondergrond.

Meeteenheid en parameter

Schijnbare 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

Met een zendlus wordt aan het maaiveld een EM-veld opgewekt (primair EM-veld) gedurende een periode van tientallen seconden. In de ondergrond wordt als tegenreactie vanzelf een secundair veld opgewekt. De grootte van dit secondaire EM veld is afhankelijk van de lokale ondergrond. Het totale veld (primair én secundair) wordt geregistreerd door een ontvangstlus. Nadat het secundaire veld stabiel is, wordt het primaire EM-veld ineens uitgezet. Vanaf dit moment wordt gemeten hoe het geïnduceerde veld verandert met de tijd. De wijze waarop dit veld verandert bevat informatie over de ondergrond.

Het resultaat van deze metingen is een verticaal profiel van de schijnbare weerstand van de ondergrond. Daar waar locaties in de ondergrond een betere of minder goede geleidbaarheid aangeven, kan dit, bij gelijkblijvende bodemopbouw, een indicatie zijn van verontreinigingen.

Door het toepassen van metingen op verschillende plaatsen kan een 2D/3D model van de schijnbare elektrische weerstand van de ondergrond bepaald worden.

Werkingsprincipe

EM metingen zijn gebaseerd op de invloeden van de ondergrond op een geïnduceerd elektromagnetisch veld. Deze invloeden zijn afhankelijk van de schijnbare weerstand van de lokale ondergrond. Het primaire EM veld wordt beïnvloed door de lokale ondergrond, het resulterende veld wordt opgenomen door een ontvangstlus. Nadat het primaire veld plotseling afgezet is wordt er gemeten hoe het secundaire veld verandert met verloop van de tijd.

Door de lusgrootte te vergroten kunnen metingen uitgevoerd worden waarbij de effecten tot grotere dieptes worden gemeten.

Na datacollectie wordt de data gebruikt om een elektrisch weerstandsmodel van de lokale ondergrond te genereren. Hiervoor zijn verschillende technieken (software) beschikbaar. De bespreking hiervan valt buiten de scope van dit technieksheet. De elektrische weerstand van de ondergrond en de lokale variaties hierin kunnen hun oorsprong vinden in de variaties van de lokale geologie, maar ook in aanwezige verontreiniging.

Punt / lijnmeting / volumemeting

Technische specificaties

(w.o. nauwkeurigheid)

De nauwkeurigheid van de metingen hangt af van de lokale omgevingsruis, de gebruikte spoelafstanden, frequentie etc. Bij een goede voorkennis van de lokale geologie zijn mogelijke effecten van verontreiniging beter te modeleren.

Typisch dieptebereik

Afhankelijk van grondsoort, typisch bereik in Nederland 3 - 1.000 m

Tijdeigenschappen

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

Meetsnelheid

In de regel kunnen enkele (maximaal ca 30) metingen per dag opgenomen worden.

Presentatie resultaten

Elektrisch weerstandsmodel van de ondergrond. Eventueel aangevuld met een interpretatie door een geofysicus van de resultaten.

Kosten

Metingen aangeboden als dienst.

€ 4.000 a € 7.500 per meetdag, inclusief interpretatie en rapportage.

Trends en ontwikkelingen

Directe koppeling met GPS door gebruik van bluetooth technologie (minder kabels en dus storingen).

Illustratie

Gebruikersinformatie (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert)

Beschikbaarheid

Wordt techniek vaak toegepast?

Onderzoeksfase waarin techniek toepasbaar is

Verificatiemetingen / ijkmetingen

Veel gebruikte toepassing in praktijk

Opsporen van verontreinigingen in grondwater, begrenzing pluim, ondiep geologisch onderzoek, onderzoek naar metalen objecten.

Geschiktheid

In een gebied op relatief grotere diepte verontreinigingen in beeld brengen.

Slecht toepasbaar in terrein met obstakels (bomen en/of struiken) als een grotere spoel wordt gebruikt.

Nano-TEM maakt gebruik van twee spoelen. De zendspoel is veelal 5 bij 5 m. of 10 bij 10 m. tot wel 40 bij 40 m. Deze kan om diverse obstakels heen worden gelegd. De limiterende factor is de kleinere ontvangstspoel, die niet altijd op de gewenste positie kan worden gehouden als gevolg van de aanwezigheid van de obstakels.

Praktijkervaringen in Nederland

De techniek wordt weinig toegepast in Nederland. Er zijn onderzoeken bekend in Nederland waarmee een vuilpluim van een stortplaats met succes (weinig referentiepeilbuizen nodig) is uitgekarteerd.

“Do's“

Doe meerdere metingen verspreid over een onderzoeksgebied om het verloop van het weerstandsprofiel in kaart te brengen.

Gebruik referentie gegevens om de metingen te ijken.

Als de techniek wordt gebruikt om bijvoorbeeld verontreinigingscontouren van grondwaterpluimen of een drijf- of zaklaag in kaart te brengen: verifieer de de resultaten met conventioneel onderzoek.

“Don'ts“

Niet in te zetten op locaties waar kabels, leidingen gewapende funderingen en/of metaalhoudend materiaal aan het oppervlak aanwezig zijn.

Ook geschikt voor

Onderzoek naar ondergrondse delfstoffen (ertsen, drinkwater in aride gebieden) en grondstoffen (zand en klei), diepteligging zoet/zout-grensvlak grondwater.

Achtergrondinformatie / Links

Bodemstandaard

NEN 5774: Bodem - Bepaling van de soortelijke weerstand met behulp van elektromagnetische weerstandsmetingen (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)

COB: Geofysische methoden

Clu-in(1)

Clu-in(2)

Wikipedia (exploration geophysics)