Tomografia elektrooporowa ERT – metoda elektrooporowa w badaniach geofizycznych

Tomografia elektrooporowa (ERT – Electrical Resistivity Tomography) to nowoczesna metoda elektrooporowa wykorzystywana w geofizycznych badaniach gruntu. Pozwala zobrazować rozkład oporności elektrycznej ośrodka geologicznego i określić budowę geologiczną podłoża z dokładnością do kilkudziesięciu centymetrów.

Pomiar elektrooporowy wykonywany jest wzdłuż profilu pomiarowego z użyciem zestawu kilkudziesięciu elektrod prądowych i potencjałowych, połączonych z aparaturą pomiarową. Wyniki pomiarów prezentowane są w formie przekroju 2D lub 3D, który przedstawia zmienność oporności elektrycznej gruntu.

Metoda elektrooporowa ERT znajduje szerokie zastosowanie w geotechnice, hydrogeologii i inżynierii środowiska – od rozpoznania warstw gruntów po poszukiwanie wody podziemnej.

Na czym polega metoda elektrooporowa ERT?

Pomiary elektrooporowe polegają na wprowadzeniu do gruntu prądu stałego za pomocą elektrod oraz pomiarze różnicy potencjałów elektrycznych.
Zgodnie z prawem Ohma, zmierzona oporność elektryczna ośrodka pozwala określić skład mineralny, zawartość wody, porowatość oraz stopień zawodnienia poszczególnych warstw gruntu.

Pomiar elektrooporowy jest nieinwazyjny, bezpieczny i bardzo efektywny. Ułożenie elektrod dobiera się zależnie od głębokości rozpoznania – zwykle od kilku do kilkudziesięciu metrów. W praktyce stosuje się różne konfiguracje układów pomiarowych: Wennera, Schlumbergera czy Dipole-Dipole.

Dzięki nowoczesnym systemom pomiarowym możliwe jest uzyskanie przekrojów o wysokiej rozdzielczości, które odwzorowują szczegółową budowę geologiczną ośrodka.

Zastosowanie w geotechnice i hydrogeologii

Przedmiotowa metoda geofizyczna znajduje zastosowanie w:

• określaniu geologicznej budowy podłoża ,
• weryfikacja terenów zdegradowanych i poprzemysłowych,
• ocenie miąższości warstw niespoistych i słabonośnych,
• problematyka natury inżynierskiej,
• rozpoznaniu stref zawodnienia i pustek podziemnych,
• analizie osuwisk i deformacji terenu,
• analizach geotechnicznych pod obiekty budowlane, drogi i nasypy.

Dzięki pomiarom elektrooporowym można precyzyjnie wyznaczyć strefy zmian rezystywności elektrycznej ośrodka, co ułatwia lokalizację anomalii geologicznych oraz potencjalnych zagrożeń dla inwestycji budowlanych.

Badania geofizyczne dla szukania wody metodą elektrooporową

Jednym z najczęstszych zastosowań metody elektrooporowej jest poszukiwanie wody podziemnej.
Warstwy wodonośne charakteryzują się niższą opornością elektryczną, co pozwala je łatwo zidentyfikować na przekroju elektrooporowym.

Wykonanie przedmiotowej usługi geofizycznej przed wierceniem studni pozwala:

• precyzyjnie określić głębokość i miąższość warstw wodonośnych,
• uniknąć niepotrzebnych odwiertów,
• zoptymalizować lokalizację dla budowy studni,
• zwiększyć skuteczność ujęć wody na terenach o złożonej budowie geologicznej.

Poszukiwanie wody metodą ERT jest bezinwazyjne i efektywne, dlatego stanowi obecnie jedną z najczęściej stosowanych metod geoelektrycznych w hydrogeologii.

Profilowania elektrooporowe i sondowania elektrooporowe

Profilowania elektrooporowe i sondowania elektrooporowe to klasyczne metody pomiarowe, które stanowią podstawę tomografii ERT.
Wykorzystują one różny rozstaw elektrod, co pozwala uzyskać informacje o na różnych głębokościach.

Profilowanie elektrooporowe umożliwia rozpoznanie zmian oporności wzdłuż linii pomiarowej, natomiast sondowanie elektrooporowe pozwala ocenić zróżnicowanie pionowe ośrodka.
W praktyce pomiary te łączy się, tworząc model 2D lub 3D struktury geologicznej terenu.

Jaki rozstaw elektrod dla odpowiedniego rozpoznania gruntu metodą tomografii elektrooporowej ERT?

 Na jakość pomiarów geofizycznych wpływa ilość i rozstaw aktywnych elektrod pomiarowych oraz ich geometria. Im mniejsze odległości między elektrodami wzdłuż linii tym lepsza rozdzielczość pomiarów. Lokalizacja profilu poza miejscami obarczonymi negatywnym wpływem na pomiar również jest bardzo ważna. Profile pomiarowe są zróżnicowanej długości dopasowanej do celu poszukiwań. Zasięg głębokościowy opiera się głównie na ilości posiadanego osprzętu (kilkuset elektrod, kilkanaście kabli) ale w praktyce przeważnie pojawiają się ograniczenia z uwagi na możliwość ich rozłożenia oraz problemy z przewodnością.

Jak przebiega pomiar elektrooporowy w terenie?

Pomiary wykonywane są przy użyciu nowoczesnych aparatur geofizycznych, które umożliwiają automatyczny zapis wyników oraz kontrolę parametrów pomiarowych w czasie rzeczywistym.
Proces obejmuje:

1. Wybór odpowiedniej metodyki
2. Rozstawienie elektrod w równych odstępach wzdłuż linii pomiarowej (zwykle co 2–5 metrów),
3. Wprowadzenie prądu elektrycznego do gruntu,
4. Pomiar różnicy potencjałów i obliczenie oporności właściwej,
5. Przetworzenie danych w specjalistycznym oprogramowaniu (np. Res2DInv, Surfer).

Efektem końcowym jest przekrój geoelektryczny, przedstawiający rozkład rezystywności elektrycznej badanego ośrodka, interpretowany przez geofizyka w kontekście rozwiązania określonego celu.

Interpretacja i raport 

Interpretacja danych elektrooporowych polega na dopasowaniu modelu numerycznego do zmierzonych wartości oporności.
Na tej podstawie można określić:

• układ warstw geologicznych gruntu oraz górotworu skalnego,
• obecność pustek, stref nawodnienia, gruntów organicznych, glin i iłów
• potencjalne zagrożenia dla posadowienia obiektów.

Wyniki przedstawiane są w formie map, przekrojów i opisów geoelektrycznych, a także rekomendacji dotyczących dalszych badań geotechnicznych lub wierceń.

Dlaczego warto wykonać badania elektrooporowe z Geosolum

• Pomiary realizowane nowoczesną aparaturą Ares II
• Interpretacja wyników w oparciu o oprogramowanie naukowe,
• Doświadczenie w projektach geotechnicznych i hydrogeologicznych,
• Wykonywane głównie na terenie Śląska, Małopolski ale także całej Polski,
• Możliwość połączenia pomiarów ERT z innymi metodami

Tomografia elektrooporowa ERT to skuteczne narzędzie rozpoznania budowy geologicznej oraz lokalizacji wody podziemnej.
Pomiary elektrooporowe wykonane przez Geosolum pozwalają inwestorom ograniczyć ryzyko i uzyskać pełny obraz podłoża jeszcze przed rozpoczęciem robót.

Producent aparatury do badania elektrooporowego - tomografia elektrooporowa ERT