Grondradar
TECHNIEKSHEET Onderzoekstechniek: Grondradar |
Versie: November 2016 |
|||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||
Samenvattende omschrijving techniek (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert) |
||||||||||||||||||||||
Grondradar is een techniek waarbij een beeld van de ondergrond gemaakt wordt. Een elektromagnetische golf wordt met een radarantenne de grond ingestuurd. Bij diëlektrische contrasten (zoals scheidingen van bodemlagen, objecten e.d.) zal de golf gereflecteerd worden. Door een serie metingen in een lijn over het maaiveld of op verschillende diepten in een boorgat uit te voeren wordt een radargram verkregen. Dit radargram wordt vervolgens geïnterpreteerd op de aanwezigheid van laagscheidingen, objecten e.d. |
||||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||
Algemene informatie (gebaseerd op informatie van techniekaanbieder) |
||||||||||||||||||||||
Naam |
Grondradar. Ook wel Georadar of Ground Penetrating Radar (GPR) genoemd. |
|||||||||||||||||||||
Meeteenheid en parameter |
Reflectietijd in Nanoseconden. Deze wordt omgerekend naar diepte in meter. |
|||||||||||||||||||||
Bodemfase |
Grond |
Grondwater |
Poriënwater |
Puur product
|
Bodemlucht |
|||||||||||||||||
Aard techniek |
Fysisch |
Geofysisch |
Chemisch |
Biologisch |
I.c.m. Sondering |
Probe/ Sensor |
Overig |
|||||||||||||||
Plaats van toepassing |
In situ |
On site |
Aan maaiveld |
Boven maaiveld/in de lucht |
Off site |
|||||||||||||||||
Detectiewijze |
Boren / steken |
Verdringing / sonderen |
Tomografie |
Off site meting |
Meting op maaiveld / waterbodem |
Meting aan oppervlakte open water
|
||||||||||||||||
Toepasbaar in afzonderlijke lagen |
nee |
ja |
Minimale dikte laag: Zie technische specificaties |
|||||||||||||||||||
Bodemtypen waarvoor techniek geschikt is |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
|||||||||||||||||
Landbodem/waterbodem |
Landbodem |
Waterbodem |
||||||||||||||||||||
Stap in keten van dataverzamelen |
a- Aanloop |
b- Boren / penetreren / instr.plaatsing |
c- Monstername |
d- Meten |
e- Dataverzamelen en evalueren |
f- Bodem informatie |
||||||||||||||||
Moment van beschikbaarheid resultaten |
In het veld zijn meetresultaten beschikbaar |
Nabewerking / interpretatie off site nodig |
||||||||||||||||||||
Ontwikkelingsfase techniek |
Demonstratiefase |
Verbredingsfase |
Routinematig toegepast |
|||||||||||||||||||
Wijze van inkopen |
Als dienst |
Als product |
Als apparaat |
|||||||||||||||||||
Algemene omschrijving uitvoeringswijze |
Een grondradarantenne wordt over de grond voortbewogen (bijvoorbeeld met behulp van handkracht, auto of quad). Op regelmatige afstanden (bijvoorbeeld om de 5 cm) wordt met de antenne een golf de grond in gestuurd. Reflecties van deze golf worden door een andere antenne opgevangen. Zo wordt een radargram (populair gezegd een ‘röntgenfoto’) van de ondergrond verkregen, welke vervolgens geïnterpreteerd wordt op laagscheidingen, bodemvreemde objecten etc. Ook is het mogelijk grondradarmetingen uit te voeren in een boorgat of zelfs als tomografisch cross-hole grondradaronderzoek, waarbij de zender in het ene boorgat en de ontvanger in een ander boorgat geplaatst wordt. Deze technieksheet gaat niet verder in op deze variant. |
|||||||||||||||||||||
Werkingsprincipe |
Grondradarmetingen zijn gebaseerd op een reflectiemethode. Een radargolf (elektromagnetische puls) wordt de grond ingestuurd en reflecteert op diëlektrische contrasten in de bodem. Op deze wijze wordt een radargram van de bodem verkregen, waarin de verschillende laagscheidingen, objecten e.d. geïnterpreteerd kunnen worden. Door het radargram te ijken aan referentieboringen kan een (3D) bodemmodel gemaakt worden. Hiervoor zijn verschillende technieken (software) beschikbaar. Met een zogenaamde breedbandradar wordt een radargolf met een breed spectrum aan frequenties de grond instuurt, waarbij zowel ondiepe structuren met hoge resolutie in kaart worden gebracht als diepere structuren met lagere resolutie. In specifieke gevallen is het mogelijk om de grondradardata nader te analyseren om de contouren van (aromatische) koolwaterstof verontreinigingen in kaart te brengen. In dit geval zal er gekeken worden naar amplitude en frequentieverschuivingen, welke mogelijk door verontreinigingen veroorzaakt zijn. Vervolgonderzoek ter verificatie van deze mogelijke verontreinigingen is in dit geval noodzakelijk. |
|||||||||||||||||||||
Punt / lijnmeting / volumemeting |
Puntmeting |
Lijnmeting (verticaal) |
Lijnmeting (horizontaal) |
Oppervlaktemeting |
Volumemeting |
|||||||||||||||||
Technische specificaties (w.o. nauwkeurigheid) |
Er zijn grondradarantennes met verschillende centrale frequenties beschikbaar in de range van 16 MHz tot 1.500 MHz. Er is een trade-off tussen dieptebereik en resolutie. Er moet per situatie worden bekeken welke (combinatie van) antenne(s) de beste resultaten levert gegeven de onderzoeksvraag. De nauwkeurigheid van de dieptebepaling is circa 10% van de daadwerkelijke diepte. |
|||||||||||||||||||||
Typisch dieptebereik |
Afhankelijk van grondsoort, typisch bereik in Nederland tot 3 a 10 m |
Gevoeligheid onafhankelijk van de diepte |
Gevoeligheid verandert met de diepte |
|||||||||||||||||||
Tijdeigenschappen |
Metingen kunnen herhaald worden. Hiervoor moet de gehele meetprocedure worden herhaald. Bij ongewijzigde bodemsamenstellingen zijn de resultaten identiek. |
|||||||||||||||||||||
Meetsnelheid |
Afhankelijk van terreintoestand kan er per uur van een paar honderd meter tot circa 10 km (optimale omstandigheden) meetraai opgenomen worden. |
|||||||||||||||||||||
Presentatie resultaten |
Verschillende mogelijkheden; bijvoorbeeld een DTM (Digital Terrain Model) van de verschillende bodemlagen, langs profielen of dieptecontouren |
|||||||||||||||||||||
Kosten |
Metingen aangeboden als dienst. € 2.000 a € 4.000 per meetdag, inclusief interpretatie en rapportage. |
|||||||||||||||||||||
Trends en ontwikkelingen |
Radar wordt ook steeds vaker in combinatie met andere methoden gebruik, bijvoorbeeld de Groundtracer. Er wordt getest met het plaatsen van een GPR onder een drone. Resultaten met een 3D bril bekijken. |
|||||||||||||||||||||
Illustratie |
||||||||||||||||||||||
Gebruikersinformatie (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert) |
||||||||||||||||||||||
Beschikbaarheid |
alleen in buitenland beschikbaar |
techniek in ontwikkeling |
één of enkele aanbieders in NL |
groot aantal aanbieders |
||||||||||||||||||
Wordt techniek vaak toegepast? |
Incidenteel |
Af en toe |
Zeer geregeld |
|||||||||||||||||||
Onderzoeksfase waarin techniek toepasbaar is |
(Verkennen) |
Uitkarteren |
Variantkeuze |
Ontwerp |
(Realisatie) |
Controle |
Monitoring |
Nazorg |
||||||||||||||
Verificatiemetingen / ijkmetingen |
worden veelal toegepast |
worden veelal niet toegepast |
n.v.t. of afhankelijk van onderzoeksdoel |
|||||||||||||||||||
Veel gebruikte toepassing in praktijk |
Het in kaart brengen en/of volgen van laagscheidingen. Opsporen van objecten in de bodem (kabels, leidingen, opslagtanks, funderingen). |
|||||||||||||||||||||
Geschiktheid |
Terrein moet toegankelijk zijn en gevlakt. Dieptebereik is onder andere afhankelijk van grondsoort. Indien grondradar gebruikt wordt om de verontreinigingscontouren in kaart te brengen dienen de resultaten geverifieerd te worden met enkele “conventionele” bodemmonsters en laboratoriumanalyses. |
|||||||||||||||||||||
Praktijkervaringen in Nederland |
Grondradar levert doorgaans gedetailleerde informatie op over een gebied dat integraal onderzocht moet worden (gebiedsdekkend). Er is met succes (weinig referentieboringen nodig) een aantal onderzoeken uitgevoerd naar de contouren van aromatische verontreinigingen. |
|||||||||||||||||||||
“Do's“ |
Bepaal welke antenne het beste te gebruiken (resolutie versus dieptebereik). Als de techniek wordt gebruikt om bijvoorbeeld verontreinigingscontouren van grondwaterpluimen of een drijf- of zaklaag in kaart te brengen: verifieer de resultaten met conventioneel onderzoek. Met een 3D systeem zijn ondergrondse structuren beter te visualiseren en te ‘begrijpen’. |
|||||||||||||||||||||
“Don'ts “ |
-Sommige grondsoorten lenen zich minder voor grondradaronderzoek dan anderen, met name een hoog klei- en/of zoutgehalte in de ondergrond heeft een nadelig effect op het dieptebereik. -Ook de (zoutige) grondwaterspiegel kan een beperkende factor zijn in het dieptebereik van het grondradarsignaal. |
|||||||||||||||||||||
Ook geschikt voor |
Onderzoek naar kabels en leidingen, asfaltdiktes, wapeningdetectie, obstakelonderzoek, archeologisch onderzoek etc. |
|||||||||||||||||||||
Achtergrondinformatie / Links |
||||||||||||||||||||||
Bodemstandaard |
- |
|||||||||||||||||||||
Literatuur |
Ground Penetrating Radar: An Introduction for Archaeologists. Lawrence B. Conyers and Dean Goodman. AltaMira Press, Walnut Creek, London and New Delhi Geofysische technieken voor grondonderzoek, CUR-publicatie 182, Gouda |
|||||||||||||||||||||
Hyperlinks (internet) |
EPA: Field-Based Geophysical Technologies Online Seminar http://www.clu-in.org/download/char/geophys_innovate_a.pdf http://en.wikipedia.org/wiki/ground-penetrating_radar http://www.clu-in.org/conf/tio/geophysical_121201/prez/nov01pdf.pdf |