TECHNIEKSHEET

Onderzoekstechniek: Grondradar

Versie: November 2016

[Naar zoekapplicatie]

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

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 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

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

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

[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

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.gpr2008.org.uk/

http://www.clu-in.org/conf/tio/geophysical_121201/prez/nov01pdf.pdf

COB: Geofysische methoden