TECHNIEKSHEET

Onderzoekstechniek: Seismiek

Versie: November 2016

[Naar zoekapplicatie]

Samenvattende omschrijving techniek (gebaseerd op praktijkervaring van onafhankelijk techniekexpert)

Seismiek maakt gebruik van geluidsgolven in de bodem. Op één plaats wordt een geluidsgolf met een klap, explosie of andere trillingsbron de bodem ingestuurd. De geluidsgolf zal zich door de bodem heen voortplanten. Dit gaat niet altijd in een rechte lijn. Bij onregelmatigheden in de bodem (veranderingen in bodemsaneringstelling) zal de golf ombuigen of terugkaatsen en zich splitsen in meerdere zwakkere golven met verschillende richtingen. Daarnaast hebben golven in de verschillende lagen een andere snelheid. Op enkele 10-tallen meters of meer van de geluidsbron worden al deze golven opgevangen met geofoons; speciale microfoons die in de bodem worden geprikt. De zo opgevangen geluiden worden opgeslagen in een computer en met een programma bewerkt en geïnterpreteerd op de structuur en eventuele aanwezigheid van onregelmatigheden in de bodem. Het resultaat is een dwarsdoorsnede van de bodem waarop deze onregelmatigheden zijn te onderscheiden. Meerdere dwarsdoorsneden zijn te combineren tot een 3D-beeld van de bodem.

Algemene informatie (gebaseerd op informatie van techniekaanbieder)

Naam

Seismiek

Meeteenheid en parameter

Aankomsttijd geluidsgolven in milliseconden.

Met aanvullende informatie over de ondergrond is deze naar diepe [m] om te rekenen.

Bodemfase

Aard techniek

Plaats van toepassing

Detectiewijze

Toepasbaar in afzonderlijke lagen

Minimale dikte laag: n.v.t.

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 geluidsgolf wordt aan maaiveld opgewekt door bijvoorbeeld een kogel op een metalen plaat te laten vallen of met een explosie in een boorgat. De golven planten zich voort in de bodem. Dit gaat niet altijd in een rechte lijn. Bij onregelmatigheden in de bodem (veranderingen in bodemsaneringstelling) zal de golf ombuigen of terugkaatsen en zich splitsen in meerdere zwakkere golven met verschillende richtingen. Deze golven worden vervolgens opgevangen door een serie geofoons op een lijn in de bodem. De verzamelde data wordt bewerkt tot seismische profielen of een 3D-dataset. Hiervoor zijn verschillende technieken (software) beschikbaar. De bespreking hiervan valt buiten de scope van dit technieksheet. De hiermee verkregen resultaten maakt bodemopbouw zichtbaar.

Werkingsprincipe

Een opgewekte geluidsgolf zal zich door de bodem voortplanten en terugkaatsen (reflectie) of afbuigen (refractie) op bodemlagen met een andere akoestische impedantie (dichtheid van een bodemlaag maal de voortplantingssnelheid van de geluidsgolf in die laag). Verschillen in impedantie worden veroorzaakt door verschil in bodemsamenstelling, vochtgehalte, mate van compactie en in mindere mate de chemische samenstelling. Afhankelijk van de te bereiken diepte wordt gewerkt met verschillende seismische bronnen. Als het gewenste dieptebereik hoger is, zal een geluidsbron met meer vermogen en een lagere frequentie gekozen worden. Dit heeft tot gevolg dat de resolutie lager zal zijn.

De methode kan worden toegepast vanaf maaiveld, in een boorgat of tussen boorgaten (de ‘cross hole’ opstelling). Verschillende opstellingen van de geluidsbron en geofoons zijn mogelijk. Onder meer: geluidsbron aan het maaiveld, geofoons in het boorgat, of geluidsbron in het ene boorgat en de geofoons in een ander boorgat. Deze technieksheet betreft de variant dat geofoons zich aan het maaiveld bevinden. Zie bijvoorbeeld de veel gebruikte variant [Seismische sondering].

Punt / lijnmeting / volumemeting

Technische specificaties

(w.o. nauwkeurigheid)

De omrekening naar diepte van de aangegeven bodemlagen wordt bepaald aan de hand van kalibratie van de voortplantingssnelheid met behulp van referentieboringen waarbij de werkelijke diepte van de laagscheidingen bekend is. De nauwkeurigheid waarmee de kartering plaats vindt is dus onder andere afhankelijk van de kwaliteit van deze kalibratie.

Typisch dieptebereik

1 - 1.000 meter

Tijdeigenschappen

Metingen kunnen worden herhaald. De kwaliteit van de meting zal zo verbeteren (signaal/ruis-verhouding). Bij ongewijzigde bodemsamenstellingen zal de data reproduceerbaar blijken.

Meetsnelheid

Op het land is seismiek een relatief bewerkelijke meetmethode, per dag kan tot maximaal enkele honderden meters meetlijn opgenomen worden.

Op water kan zeer snel (tientallen kilometers per dag) al varend worden gemeten; de geofoons hangen achter het meetschip die ze al metend met zich mee sleept.

Presentatie resultaten

Verschillende mogelijkheden; bijvoorbeeld een 3D-weergave van de verschillende bodemlagen, lengteprofielen, dieptecontouren van laagovergangen of diktekaarten van lagen.

Kosten

Metingen aangeboden als dienst:

- € 8.000 à € 15.000 / meetdag, inclusief interpretatie en rapportage, op het land;

- € 2.000 à € 4.000 / meetdag, inclusief interpretatie en rapportage, op het water.

Trends en ontwikkelingen

- Meting tussen twee boorgaten in met de geluidsbron en geofoons in aparte boorgaten (seismische tomografie).

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

Seismiek wordt voornamelijk ingezet voor het in kaart brengen van de diepere bodemopbouw (van enkele 10-tallen meters en dieper) over een relatief groot gebied (veelal groter dan een gemiddelde bodemsaneringslocatie).

Geschiktheid

Geofoons moeten goed contact maken met de bodem. Gesloten verhardingen moeten hiertoe eerst worden opengebroken.

Door dezelfde metingen in de tijd te herhalen (4D-seismiek) kunnen veranderingen in de ondergrond inzichtelijk worden gemaakt. Denk hierbij aan veranderingen in de chemische samenstelling of veranderingen dikte of eigenschappen door opslag van stoffen in de ondergrond.

Praktijkervaringen in Nederland

- Incidenteel wordt seismiek gebruikt om de verspreidingen van zaklagen op grotere diepte in kaart te brengen. Hiervoor moet de zaklaag voldoende omvang hebben. De resultaten hebben een wisselend succes.

- Seismiek wordt gebruikt om de geologische opbouw van een pakket te bepalen.

- Op het water wordt deze methode veelal gebruikt om slibdiktes te bepalen en de geologische opbouw te bepalen.

“Do's“

- Gebruik referentie gegevens om de metingen te ijken of verifiëren.

- 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.

- Toepassen bij een steenachtige ondergrond waarin boren kostbaar is en sonderen niet mogelijk.

“Don'ts “

Metingen in afzettingen met veel gasinsluitingen.

Ook geschikt voor

Gas- en olie-exploratie, onderzoek voor aanleg, ligging en onderhoud van infrastructuur in de (zee)waterbodem.

Achtergrondinformatie / Links

Bodemstandaard

-

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)

Clu-in(1)

Clu-in(2)

Wikipedia (Reflection seismology)

COB: Geofysische methoden