Resistivitetsmetoden för grundvattenprospektering

Resistivitetsmetoden för grundvattenprospektering Abdiyare Barrehayle Naturresursteknik, kandidat 2019 Luleå tekniska universitet Institutionen för samhällsbyggnad och naturresurser

10/29/2018 Resistivitetsmetoden för grundvattenprospektering Abdiyare Barrehayle LULEÅ TEKNISKA UNIVERSITET(LTU) Institution för Samhällsbyggnad och Naturresurser

Förord Författarens tack Denna rapport är en kandidatuppsats inom naturresursteknikprogrammet vid Luleå Tekniska Universitet. Arbetet är genomfört höstterminen 2018 läsperiod 1 och ger 15 högskolepoäng. Som författare är jag väldigt tacksamt för Sverige Geologiska Undersökning (SGU) som har gett mig fältmätningar för både resistivitet och seismiska data från ett studieområde i Småland, södra Sverige. Utan SGU skulle jag inte haft möjligheten att själv utföra fältmätningen med så stora utsträckning, stort tack till SGU. Jag vill även rikta ett stort tack till min handledare Thorkild Maack Rasmussen som under arbetsgången har stöttat mig via trevliga möten och diskussioner om hur jag skulle framföra mitt arbete med bästa möjliga förutsättningar som var väldigt pedagogisk, otroligt tacksamt Thorkild. Jag måste erkänna hur viktigt det var den oavbrutna hjälpen av Saman Tavakoli under mitt skrivande av rapporten och är enormt tacksamt för stödet han gav mig. Jag vill särskilt tacka mina nära och kära som under lång tid har stödjat mig för att förverkliga mina drömmar oavsett hur svårt det än är olika tidpunkter i livet.

Abstract This work presents a case study for application of the electrical resistivity tomography (ERT) method to investigate presence of groundwater along six profiles in Småland, an area in southern Sweden. The ERT method relies on the fact that different materials indicate different abilities to transmit electric current through them. Water is a strong electrical conductor, which results in low resistivity values in water-saturated geological formations. General electrode array has been used for measuring resistivity variation over 6 profiles with length of 160-200 m each. The study area is strongly dominated by the unfractured igneous rocks which are associated with limited water content. A computer-based program Res2dinv is used to invert the apparent resistivity data to deduce the resistivity models which is then used for interpretations. Result from seismic refraction data over the same study area was used to constrain the resistivity models along each profile. The result from Profiles 1,4,5 and 6 demonstrates presence of structures which contain groundwater.

Innehållsförteckning INTRODUKTION.... 1 Grundvatten... 1 Syfte... 1 Geologin om forskningsområden... 2 Material och Metod... 3 Material... 3 Metod för undersökning... 3 Fältmätningen och data processing... 3 Resultat... 4 Profil 1... 4 Profil 2... 6 Diskussion och slutsats... 16 REFERENSER... 18

1 INTRODUKTION Grundvatten De flesta känner till den vanligaste molekylen på jorden vatten(h20). Vatten är absolut nödvändigt för all levande varelse på jorden, tack vare vatten existerar liv på jorden. Lyckligtvis har vatten i de flesta områden varit tillgänglig i stora mängder, främst som grundvatten. Enligt EU: S direktiv 2000/60/EG: av en ram för gemenskapens åtgärder på vattenpolitikens område definieras grundvatten allt vatten som finns under markytan i den mättade zonen och som står i direkt kontakt med marken eller underliggande jordlager [1]. Grundvatten ingår i vattnets kretslopp och bildas när vatten evaporerar från hav, sjöar och land på grund av solenergi. Vattenångan stiger upp till atmosfären och kondenseras till vattendroppar. När vattendropparna är tillräckliga stora faller de ner som nederbörden, antingen som snö eller regn. Nederbörden filtrerar i marken och sjunker nedåt (perkolation) för att fylla ut hålrum i berggrunden och de lösa jordlagren samt bilda grundvattenmagasin. Enligt United States Geological Survey (USGS), inom en halv mil från jordensyta lagras 30 gånger mer sötvatten (2,000,000mil 3 ) jämfört med 60,000 mil 3 sötvatten i sjöar, glaciärer, insjöar och floder [2]. I Sverige finns det gott om vatten och det räcker att vrida på kranen för att få tillgång till vatten med hög kvalitet varpå den årliga förbrukningen ligger på 20 000 m 3 per person. Så behöver inte fallet vara i andra världsdelar där det råder vattenbrist. Orsaken kan vara bred, men avgörande faktorerna är överbefolkning, industrialisering, klimatförändring, krig, orenade vatten med tunga metaller, och hur mycket regn som faller per år. Med detta i åtanke, är största utmaning i framtiden att minska risken för vattenbrist globalt. Tillämpning av geofysiska metoder förefaller både tillförlitliga och framgångsrika när det gäller grundvattenprospektering i sedimentära och magmatiska bergarter. Några av metoderna inom geofysiken innefattar bland annat seismisk-, magnetiskresonans- (MRS), självpotential- (SP) och resistivitetsmetoden. från vilken resistivitetsmetoden är den optimala geofysiska metoden som ger en bra uppfattning av konduktivitetsvariation i marken och är relativt billigt jämfört med de andra metoderna [3]. Med resistivitetsmetoden, utforskas markens innehåll av grundvatten i ett område i södra Sverige (se figur. 1). Syfte Forskningsarbetet syftar till att få insikt i underjordliga strukturer längst 6 profiler i Småland, södra Sverige med följande mål: I. Att detektera resistivitetsvariation i berggrunden. II. Att undersöka och avgränsa områden med potentiell grundvattenutvinning. III. Lokalisera akviferzoner efter modellering av resultatet med hjälp av datorprogram och lägga fram förslag om dess tjocklek och djup till marken.

2 Geologin om forskningsområden Kartan i figur 1 ger en generaliserad bild av berggrundens sammansätning och dess ålder. Kartan är hämtad från Sverige Geologiska Undersökning, SGU [4]. Berggrunden består dels av massformiga intrusivbergarter yngre än Svekokarelska Orogenesen (1740 910 miljoner år), dels av gnejsiga bergarter i Svekokarelska Orogenesen (1880 1780 miljoner år). De röda och rödpricka-zonerna på kartan visar utbredning av sura intrusivbergarter såsom granit, granodiorit och monzonit m.m som är porfyrisk (yngre än svekokarelska orogenesen). Resten av kartan domineras starkt av ultrabasiska och intermediär intrusivbergarter (gabbro, diorit, diabas m.m, Svekokarelska orogenesen). De streckade linjerna visar plastisk skjuvzon. Generellt sett domineras berggrunden av intrusivbergarter. Tidigare känd information om berggrundensuppbyggnad är betydelsefull i tolkning av modeller i resultat delen. Profil 1 Profil 3 Profil 2 Kartan ger en generaliserad bild av berggrundens utbredning. Observationer av bergarter och inbördes ålder har gjorts på hällar. Sammansättningen av den berggrund som är täckt av lösa jordarter har tolkats från observationer på närliggande hällar, geofysiska mätningar och, där sådana finns, från borrkärneanalyser eller grävningar. Ytor som är för små för att visa på kartan representeras som linjer. Lägesnoggrannheten är normalt bättre än 100 m för observationer. För tolkningar, exempelvis vissa bergartsgränser, kan noggrannheten vara mycket lägre. Ytterligare information finns lagrad i SGUs databas, exempelvis detaljerad information om mineraliseringar eller berggrundens mineralsammansättning, kemiska sammansättning, petrofysiska egenskaper eller naturligt förekommande radioaktiv strålning, och kan beställas från SGU. I de få fall ospecificerade ytor förekommer så hänvisar vi till våra tryckta kartor för mer information. Profil 5 Profil 4 Profil 6 Sveriges geologiska undersökning (SGU) Huvudkontor: Box 670 751 28 Uppsala Tel: 018-17 90 00 E-post: kundservice@sgu.se www.sgu.se 0 2,5 5 7,5 10 12,5 km Skala 1:250 000 Topografiskt underlag: Ur GSD-Översiktskartan Lantmäteriet. MS2009/08799 Rutnät i svart anger koordinater i SWEREF 99 TM. Gradnätet i brunt anger latitud och longitud i referenssystemet SWEREF 99. Figur 1: Berggrundskarta i forskningsområdet med profiler (1-6), hämtat från Sverige Geologiska Undersökning [4].

3 Material och Metod Material Till grund för den elektriska resistivitetsmetoden ligger det faktum att olika material har olika resistivitet. Resistiviteten är ett mått på ett materials förmåga att leda elektrisk ström. Geologiska material har en mycket varierande resistivitet över ett stort intervall. För en sprickfri kristallin bergart kan den vara av storleksordning 10 6 ohm.m. Däremot kan en massiv sulfidmineralisering ha en mycket lägre resistivitet på 10-3 ohm.m[5]. Figur 2: Resistivittetsvariation för olika geologiska material [6]. Metod för undersökning Resistivitetsmetoden (ERT) går ut på att mäta jordensresistiviteten genom att injicera elektrisk ström i marken och mäta de resulterande potentialskillnaderna som skapas av jorden. Ström tillförs i marken genom ett antal strömelektroder. Potentialskillnaden mätes i andra elektroder s.k. potentiella elektroder för att sedan beräkna den skenbar resistiviteten. Det finns oändligt många sätt att mätta den skenbara resistiviteten i marken. Några kända eletrodkonfigurationer är bland annat Schlumberger, Wenner, dipole-dipole, pole-dipole, pole-pole och den allmänna eletrodkonfigurationer, vilket är den metod som används i denna rapport. Var och en av profilerna innehåller ett antal data point som tillsammans utgör fältdata för respektive profil. I verkligheten varierar bergartens resistivitet i marken och den skenbara resistiviteten i fältet kommer att bero på denna variation. Den skenbar resistivitet är endast teoretiskt sant och utgår om marken är homogent halvrymd. I själva verket är marken elektriskt heterogent med varierande geologi varför måste användas datorprogrammet Res2dinv för beräkning av verkliga resistivitetsförhållanden i marken. Fältmätning och data analys I detta arbete används fältdata från Sveriges Geologiska Undersökning (SGU) utförda september 2014. Allmän elektrodkonfiguration som är en blandning av olika elektrodkonfiguration har använt. Fyra elektroder med minsta 5m och högst 40m elektrodavstånd har använt (se Metod för undersökning). Den skenbara resistiviteten längst 6 profiler är framtagna. Profilerna befann sig med varierande längd av 160-200m borta från varandra. Fältdata analyseras därefter vidare med res2dinv, ett Windows baserad datorprogram för

4 framställning av forward och invers modeller som beskriver verkliga resistivitetsförhållandet i marken s.k. modellresistiviteten. Res2dinv fastställer tvådimensionella resistivitetsmodeller för observerade fältdata för resistivitetsmätningar. I vårt fall används programmet för beräkning av resistivitetsmodell längst 6 profiler i forskningsområden (se figur 1). Som jämförelse användas därefter seismisk data över profilerna för att fastställa hur väl resistivitetsmetoden överensstämmer med andra metoderna, i detta fall seismisk refraktionsdata. Resultat Profil 1 Enligt modell (figur 3c) förekommer ett antal lager med olika resistivitet. modellresistivitet varierar över ett stort intervall, från 300 5000 ohm.m. Den horisontella axeln visar sträckan över markytan, den vertikala axeln visar djupet under markytan samt färgen visar resistivitetsförhållanden i marken för respektive den skenbara (figur 3 a, b) och modellresistivitet (figur 3c). Osäkerheten är något större i de icke blå områden i modellen, (se figur d). Det gröna lagret som begränsas av den röda linjen (0-3m djup, x=60 210 m) i figur 3c har något högre resistivitet i jämförelse med det blåa lagret underifrån. Detta område stämmer ganska bra med seismiska hastigheten i det gula lagret i figur 4 (0 4 m djup) och båda visar innehåll av sand och silt. Läge märke till att det gröna lagret i (figur 3c) är ej sammanhängande i jämförelse med det gula (figur 4) förutsatt att båda indikerar innehåll av sand och silt. Det kan bero på många saker men viktigaste är att seismiska data innehåller topografin medan resistivitetsmodell inte gör det varför fås resultat enligt figur 3c. Det kan också bero på att elektrodavståndet är för liten och detekterar inte bergart med en diameter mindre än det minsta elektrodavståndet, i detta fall 5m. Det ljusa och mörkblåa lagret som begränsas av den svarta linjen (3 40 m djup i modell figur 3c) har mycket låg resistivitet på 249 ohm.m och ligger alltså inom ramen för det typisk resistivitetsvärde för grundvatten varför vattenförekomsten är mycket möjligt i det blåa lagret. Samma information ges även i den seismiska hastigheten i figur 4 där hastigheten i det blåa området (0-15 m djup) ligger mellan 1500-1800 m/s, vilket ligger också inom ramen för seismiska våghastigheten i vatten media (1500-2000m/s) [7]. Enligt seismisk refraktionsdata (figur 4) förekommer grundvatten i profil 1, grundligt på djupet 0 15 m över x= 0-230m och djupaste 25 m över x= 100-200m.

5. a b c Vattenhaltiga LEGEND d Figur 3: Resistivitetsvariation över profil 1 (a) visar den uppmätta skenbara resistivitet i fält som funktionen av djupet s.k. pseudosektion, (b) modellresponsskenbar resistivitet som funktionen av pseudosektion, (c) modellresistivitet över profilen, s.k. legend, (d) osäkerhet av modell (c) i procent.

6 Figur 4 visar seismiska hastighetensvariation över profil 1. Lägg till märke att markytan ligger exakt ovanpå den gula områden, alltså 130 meter över haven (figur 4) och gäller detsamma för resterande seismiska diagrammen i rapporten. Syften med detta diagram är att kunna jämföra med huvudmetod, resistivitetsmetoden för att fastställa hur väl resistivitetsmetoden överensstämmer med seismiska data. Det blåa områden i figur 4 ser likt ut med det blåa områden i modellfigur 3c och båda visar innehåll av vatten. Det vita området (figur 4) har mycket hög seismiska hastighet över 5000m/s och stämmer relativt bra med höga resistivitetsvärden i modellfigur 3c varför båda består av berggrunden. I detta fall överensstämmer bagge metoderna väl med varandra varför tolkningen kan bli något enkel över profil 1. Båda metoderna indikerar innehåll av vatten varpå profil 1 kan innehålla grundvatten. Figur 4: seismisk refraktionsundersökning över profil 1, torr sand i det gula området, vattenmättad sand i det blå området. Profil 2 Resistivitetsvariationen över profil 2 (figur 5c) är någorlunda högre i jämförelse med det i profil 1. Den uppmäta och modellrespons skenbara resistivitet är identisk i denna profil (figur 5. a, b). Även i denna profil förekommer ett antal lager med olika resistivitet varvid det röda dominerar i modell (figur 5c). Beroende på resistivitetsvärden kan olika lager i modellen bli klassificerade efter dess resistivitet. Det röda lagret som begränsas av den svarta linjen i figur 5c (0 3 m djup, x= 20 120 m) visar sig ha hög resistivitet över 3000 4000 ohm. Här ser man att lagret försvagas längst profilen och kan bero på de nämnda faktorerna i profil 1, topografin och storleken av bergarten. General sätt indikerar det innehåll av torr morän, se figur 2 sid 3. Detta område stämmer också bra med det blåa lagret i figur 6 och även här indikeras innehåll av torr moran. Däremot ser man att det blåa lagret som begränsas av svarta, röda linjen i figur 5c (3 13 m djup, x= 20-220m) har mycket låg resistivitet i jämförelse med resten av modellen på 400 ohm.m. men försvagas något över (x=110-140m) och syns även i seismiska refraktion data i figur 6 där det gröna området blir någonting smalare över (x=100-140m). Hastigheten ligger utanför gränsvärden för vatten dock inom ramen för våt morän. Även här förekommer inget grundvatten och det blåa området i modellen indikerar innehåll av våt morän, vilket överensstämmer med det seismiska data i figur 6.

7 a b c LEGEND d

8 figur 5: Resistivitetsvariation över profil 2 där (a) visar den uppmätta skenbara resistivitet i fält som funktionen av djupet s.k. pseudosektion, (b) modellresponsskenbar resistivitet som funktionen av pseudosektion, (c) modellresistivitet över profilen, s.k. legend, (d) osäkerhet av modell (c) i procent. Figur 6 visar seismisk hastighetsvariation över profil 2. I detta fall se man att hastigheten är för liten i det blåa området(1000m/s) för att vatten ska kunna existera (figur 6). Detta område sammanfaller ganska bra med det röda lagret (0 3 m djup, x= 20 120 m) i modellfigur 5c och indikerar alltså innehåll av torr morän. Däremot ser man tydligt att det råder höga hastighet i det gröna 2500m/s som faktiska överensstämmer med det blåa i modellfigur 5c. Områdena består stort av våt morän och innehållet av grundvatten är försumbar. Den höga hastigheten i vita områden (5000m/s) visar berggrunden. Samma områden hittas i modellfigur 5c se det röda området (20-40m djupet). berg Figur. 6: seismisk refraktionsundersökning över profil 2, gröna färg visar våt morän (2500m/s), vita färg visar berggrunden(5000m/s). Profil 3 I denna profil förekommer tre stora lager med varierande resistivitet. Det röda lagret (0 3 djup) som begränsas av den blåa linjen har mycket hög resistivitet jämfört med resten av modellen figur 7c. Det här området måste bestå av torr morän ty det höga resistivitetsvärden som råder i området, se fig. 2 sid 3. Intressant nog är att det röda lagret (0-3m djup) är sammanhängande i hela profil 2 och skiljer sig från föregående profilen där lagret försvagas över visa ställen i profilen. Detta området stämmer också bra med seismiska hastigheten i det röda lagret (0 4 m djup) i figur 8. Även i denna profil förekommer ett område med låg resistivitet, se det blåa området som begränsas av blåa och svarta linjerna. Även här ligger inte området sammanhängande och försvinner helt över x=70 140 m men sträcker sig hela vägen neråt över (x= 195-230m figur 7c). Detta kan inte stämma då osäkerhet är hög djupare ner i marken se fig 7d. Enligt figur 2 sid 3 så indikerar det blåa området innehållet av våt morän och stämmer med seismiska hastigheten över samma ställen, se det gröna området i figur 8. Därefter kommer det gula området med mycket hög resistivitet över (20-40m djup, x=70-180m l figur 7c) vilket faktiskt motsvarar det vita områden i figur 8(13-40m djup över hela profilen).

9 a b c LEGEND d

10 figur 7: Resistivitetsvariation över profil 3 där (a) visar den uppmätta skenbara resistivitet i fält som funktionen av djupet s.k. pseudosektion, (b) modellresponsskenbar resistivitet som funktionen av pseudosektion, (c) modellresistivitet över profilen, s.k. legend, (d) osäkerhet av modell (c) i procent. Figur 8 visar seismiska hastighetensvariation över profil 3. I detta fall ser man att hastigheten i den röda områden (0 4 m djup) stämmer relativt bra med resistivitetsvärden i det röda lagret (0 3 m djup, figur 7c) och alltså indikerar innehåll av torr morän. Den höga hastigheten i det gröna området överensstämmer också bra med det blåa lagret i modellfigur 7c. Det vita området under det gröna sammanfaller på samma ställen som det gula området i modellfigur 7c vilket består av berggrund. Figur 8: seismisk refraktionsundersökning över profil 3, torr morän i röda, våt morän i gröna (2500m/s) och berggrunden (5000m/s). Profil 4 Den uppmätta och modellrespons skenbara resistivitet är oerhörd lika (figur 9 a, b) och felmarginalen är allt för liten, 1,36% (figur 9c). Osäkerheten är försumbar nära jordytan (figur 9d). I modell (figur 9c) förekommer tre dominerande lager med olika resistivitet. Överst ligger rödalager följt av blåa och gröna lager. Alla tre har olika resistivitet. Det röda lagret (0 4 m djup, x= 60 200 m) visar innehåll av torr sand och silt, vilket också stämmer bra med seismiska hastigheten i det gula lagret i figur 10. Därefter kommer det blåa lagret (4 9 m djup, x=20 160 m) och här ligger resistivitet mycket lågt på 200 ohm.m vilket måste vara grundvatten. Detta område förekommer också i figur 10, se det blåa området. Därnäst kommer det gröna och röda lagret (10 40 m djup; fig.9c) med något högre resistivitetsvärde och motsvarar det vita området (15 40 m djup) i figur 10.

11 a b c LEGEND d figur. 9: Resistivitetsvariation över profil 4 där (a) visar den uppmätta skenbara resistivitet i fält som funktionen av djupet s.k. pseudosektion, (b) modellresponsskenbar resistivitet som funktionen av pseudosektion, (c) modellresistivitet över profilen, s.k. legend, (d) osäkerhet av modell (c) i procent

12 Figur 10 visar seismisk hastighetsvariation över profilen 4. Hastigheten i den blåa regionen ligger inom ramen för vattenbärande geologiska material (figur 10). Detta område överensstämmer väl med det blåa i modellen figur 9c. Området består stort sätt av vatten och därför måste Profil 4 innehålla ett grundvattenmagasin. Det gula området består av torr sand och silt och motsvarar röda lagret (0 4 m djup) i modell figur 9c. Det vita området under den blåa områden visar berggrunden. Figur 10: seismisk refraktionsundersökning över profil 4, blåfärgad visar vattenmättat material, sand, silt och grus, torr sand och silt i gul området samt berggrunden (5000m/s). Profil 5 Här börjar mönstret förändras och plötsligt inträffar ett område med låg resistivitet (50 ohm.m) se det gröna lagret (4-12m djup, x=60 220 m) i figur 11c som begränsas av den svarta linjen. Enligt figur 2 så ligger det gröna lagrets resistivitet i modell (figur 11c) i mitten av resistivitetsvärdet för grundvatten. Detta område stämmer med det blåa lagret figur 12 (3-10m djup, x=60-200m). Ovanpå det gröna ligger ett rött lager (0-3m djup, x=20-220m) med mycket hög resistivitet och motsvarar alltså det gula lagret i fig. 12 (0 3 m djup) och innehåller torr sand och grus. Det rödblåa området (20-40m djup, x=20-100m) som begränsas av blåa linjen har någonting högre resistivitet jämfört med resten av modell. Detta område är identiskt med det vita området (8 40 m djup, x=0-100m) i figur 12 varpå det måste vara berggrund. Det orange området har också hög resistivitet och alltså motsvarar de gröna områden i figur 12 (x=60-200m) och visar innehåll av våt morän. I denna profil ger bagge metoden samma information om vattenförekomst, se det gröna i figur 11c och blåa i figur 12.

13 a b c LEGEND d Figur.11: Resistivitetsvariation över profil 5 där (a) visar den uppmätta skenbara resistivitet i fält som funktionen av djupet s.k. pseudosektion, (b) modellresponsskenbar resistivitet som funktionen av pseudosektion, (c) modellresistivitet över profilen, s.k. legend, (d) osäkerhet av modell (c) i procent.

14 Diagrammet nedan visar seismiska hastighetensvariationen över profilen 5. Hastigheten i den blåa regionen ligger inom ramen för vattenbärande geologiska material (figur 12). Detta område överensstämmer väl bra med det gröna i modellen figur 11c. Området består stort sätt av vattenmättad sand, silt och grus. Profil 5 kan därför innehålla grundvattenmagasin. fig.12: seismisk refraktionsundersökning över profil 5, blåfärg visar vattenmättat material, sand, silt och grus,grönfärg visar morän samt vita färg berggrunden(5000m/s). Profil 6 Den blåa områden (0 7 m djup, x= 40 170 m) i modell (figur 13c) har mycket lägre resistivitet i jämförelse med resten av modellen. Intressant nog är att det blåa området hamnar inom det typiskt resistivitetsvärde för vattenbärande geologiska material. Området sträcker sig hela vägen upp till ytan. Eftersom grundvatten inte kan finnas på ytan så måste det bero på de nämnda faktorerna i profil 1. Hur som helst detta område stämmer inte heller med seismiska hastigheten vilket inte heller betyder att området inte kan innehålla grundvatten, det finns inte något ämne som kan ha så låg resistivitet än vattnet förutsatt att det inte handlar om malmkroppar varför det måste vara vatten. Osäkerheten är försumbar i det blåa området (figur 12d). Däremot modells resistivitet över de icke blå områden ligger högt och stämmer relativt bra med seismiska hastigheten där hastigheten ligger högt över samma område som i modellen.

15 a b c LEGEND d

16 fig 13: Resistivitetsvariation över profil 6 där (a) visar den uppmätta skenbara resistivitet i fält som funktionen av djupet s.k. pseudosektion, (b) modellresponsskenbar resistivitet som funktionen av pseudosektion, (c) modellresistivitet över profilen, s.k. legend, (d) osäkerhet av modell (c) i procent. Fig14 visar seismiska hastighetensvariationen över profilen 6. I detta fall se man att hastigheten (0 5 m djup, x=40 180 m) ligger innanför ramen för vattenbärande geologiska material (fig 14). Detta område överensstämmer inte med det blåa området i modellen (blåa områden i fig 13c). Området består stort sätt av torr vägbank och indikerar alltså inte något innehåll av vatten. Därefter kommer organiska material och berggrunden. Fig 14: seismisk refraktionsundersökning över profil 6, gult visar torrvägbank, grått visar vått organiska material och vitt visar bergrunden. Diskussion och slutsats För profil 1,4,5 och 6 i studieområdet ligger förekomsten av vatten högt med ungefärligt djup av 3 12 m. Lägre resistivitet, hög seismisk hastighet över de blåa områden i profil 1,4, 6 och i det gröna området i profil 5 bevisar möjligheten för grundvattenmagasin. Osäkerheten är minimal nära yta för profilerna och ligger under 2% vilket är relativt bra då just i dessa området påträffas vattnet i profilerna och förstärker alltså sannolikheten av vattenförekomst i samtliga profiler. Resistivtetsvärden och den seismiska hastigheten över profil 1,4 och 5 överensstämmer och bägge metoderna indikerar innehåll av grundvatten. Däremot överensstämmer dock inte metoderna över profil 6 varvid resistivtetsmetoden påpekar innehåll av vatten då å andra sidan seismisk refraktion inte indikerar något innehåll av grundvatten över profil 6. Det kan ha fler orsaker men de viktigaste skulle kunna vara, (i) att olika metoder mäter olika fysiska egenskaper och har olika känslighet samt upplösning för olika typer av geologi där seismiska refraktion mäter hastigheten som beror på elastiska egenskaper hos bergarten då å andra sidan resistivtetsmetoden mäter resistivtetsvariationen i marken vilket är mer beroende av vatteninnehållet, (ii) att bergartstorlek är avgörande och bergarten som är mindre än det

17 minsta elektrodavstånd/geofonavstånd kommer inte att detekteras av resistivitet/seismiska metoden samt kornstorleken där mineraler kan ligga mycket tätt och förekomsten av vattnet bli begränsad d.v.s. låg porositet (iii) att topografin har tillämpats och visas i seismiska data men inte i resistivitetdata, (iv) att tolkningsresultatet är beroende av hur man har gjort dataprocessing för båda metoderna samt (v) det människliga felet. Dessa är bara några avgörande faktorer som kan påverka resultatet starkt i bägge metoderna och kan vara orsak till att profilerna skiljer sig över samma profil oberoende på metoden det handlar om. Förutom det mätning av seismiska metoden kräver mycket tid och är även dyrare i jämförelse med resistivtetsmetoden. Däremot ger seismiska refraktionen, om planerat på rätt sätt, viktig information om våghastigheten i underjordliga strukturer från djupare delar av marken där variation av elastiska egenskaper och densitet av bergarten är avgörande. Resistivtetsmetoden är däremot billigare med lätt utrustning. Den är flexibel och kan användas för olika ändamål samt data tolkningen är något enklare och snabbare. Dessa metoder är inte de enda metoderna i geofysik för grundvattenforskning. Några andra geofysiska metoder som skulle kunna användas inkluderas bland annat magnetisk resonansljudning (MRS) och självpotential (SP). Däremot kategoriseras gravimetri och magnetisk metoden bland de mesta ineffektiva metoderna när det gäller grundvattenprospektering. Gravimetri mäter densitetsvariation i marken. vatten har mycket lägre densitet i jämförelse med bergarter omkring vilket borde kunna upptäckas men då vatteninnehållet är för litet kommer densitetsvariationen inte att ge något stora variation i gravimetri data och därmed ingen indikation om vatteninnehållet i marken. Liknande egenskaper gäller för magnetisk metoden och kommer inte heller att ge något indikation om vatteninnehåll i berggrunden [13]. Avslutningsvis visar sig resistivitetsmetoden vara den mest effektiva samtidigt billigaste för grundvattenprospektering. Den visar sig vara mycket pålitligt för underjordisk vattenforskning och är utmärkt för grundlig geofysiska undersökning..

18 REFERENSER [1].http://www.jus.umu.se/digitalAssets/80/80013_johan-erlandsson.pdf [2]. (https://water.usgs.gov/ogw/) [3].(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167198704002326. [4]. http://apps.sgu.se/kartgenerator/maporder_sv.html [5].(mhttps://ltu.instructure.com/courses/1699/files/folder/2017/Literature/compulsory_re ading?preview=389156 ) [6]. https://ltu.instructure.com/courses/1699/files/folder/2017/literature/compulsory_reading? preview=389156 [7]. https://pangea.stanford.edu/courses/gp262/notes/8.seismicvelocity.pdf [8]. https://www.geotomosoft.com/downloads.php [9].https://ltu.instructure.com/courses/1699/files/folder/2017/Literature/compulsory_readi n g?preview=389156 [10]. http://shodhganga.inflibnet.ac.in/bitstream/10603/132387/12/12_chapter%205.pdf [11]. https://library.seg.org/doi/abs/10.1190/1.1441269 [12]. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0926985194900167 [13].https://www.researchgate.net/publication/313799747_Methods_of_Groundwater_Exp loration