Geophysical mapping of groundwater properties for transport infrastructure construction planning : final report
Publication details: Lund : Lund University, 2022Description: 44 sSubject(s): Online resources: Abstract: The success and costs of infrastructure projects largely depend on reliable characterization of the subsoil, where information on groundwater is essential to protect groundwater resources and to avoid stability problems. To determine the hydrogeological characteristics, drilling is carried out followed by hydraulic tests which are reliable but expensive and provide limited information which, in some cases, may not be representative of the entire area that may be affected. The use of geophysical methods can overcome this problem and by providing continuous information that can be used to optimize well placement and execution. The results of the drilling and hydraulic tests can then in turn be fed back to improve the interpretation of the geophysical results. It is thereby possible to get more comprehensive and relevant results that reduce the risk of problems in the construction phase, thus saving resources, time and costs. The geoelectrical method DCIP (Direct Current resistivity and time-domain Induced Polarization) can provide information on the intrinsic permeability. In addition, MRS (Magnetic Resonance Sounding) can provide information on the water content and properties of the pore spaces, and thus also information related to the hydraulic conductivity. By combining both methods and using them in a two- or three-dimensional layout, a more comprehensive description of the subsoil is possible. The purpose of the project is to find out how both methods can contribute to a reliable characterisation of the subsoil's hydrogeological properties. The methods were tested alongside conventional tests of the hydraulic conductivity using boreholes, slug tests and HPT (hydraulic profiling tool) to investigate three different test sites. The test sites were chosen to reflect different hydrogeological conditions and to provide access to reference data. Furthermore, their electromagnetic noise level was a crucial factor as it can affect the geophysical results.Abstract: Framgången och kostnaderna för infrastrukturprojekt beror till stor del på tillförlitlig karakterisering av undermarken. Speciellt är information om grundvattnet avgörande för att skydda grundvattenresurserna och för att undvika stabilitetsproblem. För att fastställa de hydrogeologiska egenskaperna genomförs borrningar följt av hydrauliska tester som är tillförlitliga men dyra, och det ger endast punktinformation som kanske inte är representativ för hela det område som kan komma att påverkas. Användningen av geofysiska metoder kan övervinna detta problem och kontinuerlig information som kan användas till att optimera borrningarnas placering och utförande. Resultaten av borrningarna och de hydrauliska testerna kan sedan i sin tur återkopplas för att förbättra tolkningen av de geofysiska resultaten. Man kan därigenom få mera heltäckande och relevanta resultat som minskar risken för problem i byggskedet, och därmed spara resurser, tid och kostnader. Den geoelektriska metoden DCIP (Direct Current resistivity and time-domain Induced Polarisation) kan ge information om den hydrauliska konduktiviteten. Dessutom kan MRS (Magnetic Resonance Sounding) ge information om vatteninnehåll och egenskaper för porutrymmena, och därmed även information relaterad till den hydrauliska konduktiviteten. Genom att kombinera båda metoderna och använda dem i ett två- eller tredimensionellt upplägg är en mer heltäckande beskrivning av undermarken möjlig. Syftet med projektet är att ta reda på hur båda metoderna kan bidra till en tillförlitlig karakterisering av undermarkens hydrogeologiska egenskaper. Metoderna testades tillsammans med konventionella tester av den hydrauliska konduktiviteten med hjälp av borrningar och slugtester för att undersöka tre olika testplatser. Testplatserna valdes för att avspegla olika hydrogeologsiak förhållanden samt att ge tillgång till referensdata. Vidare var deras elektromagnetiska brusnivå en avgörande faktor eftersom den kan påverka de geofysiska resultaten. Uppmätta data bearbetades, tolkades och jämfördes, för att utvärdera de geofysiska resultaten med avseende på hydrogeologiskt informationsvärde, samt robusthet i mätmiljöer med olika signalstörningsförhållanden.The success and costs of infrastructure projects largely depend on reliable characterization of the subsoil, where information on groundwater is essential to protect groundwater resources and to avoid stability problems. To determine the hydrogeological characteristics, drilling is carried out followed by hydraulic tests which are reliable but expensive and provide limited information which, in some cases, may not be representative of the entire area that may be affected. The use of geophysical methods can overcome this problem and by providing continuous information that can be used to optimize well placement and execution. The results of the drilling and hydraulic tests can then in turn be fed back to improve the interpretation of the geophysical results. It is thereby possible to get more comprehensive and relevant results that reduce the risk of problems in the construction phase, thus saving resources, time and costs. The geoelectrical method DCIP (Direct Current resistivity and time-domain Induced Polarization) can provide information on the intrinsic permeability. In addition, MRS (Magnetic Resonance Sounding) can provide information on the water content and properties of the pore spaces, and thus also information related to the hydraulic conductivity. By combining both methods and using them in a two- or three-dimensional layout, a more comprehensive description of the subsoil is possible. The purpose of the project is to find out how both methods can contribute to a reliable characterisation of the subsoil's hydrogeological properties. The methods were tested alongside conventional tests of the hydraulic conductivity using boreholes, slug tests and HPT (hydraulic profiling tool) to investigate three different test sites. The test sites were chosen to reflect different hydrogeological conditions and to provide access to reference data. Furthermore, their electromagnetic noise level was a crucial factor as it can affect the geophysical results.
Framgången och kostnaderna för infrastrukturprojekt beror till stor del på tillförlitlig karakterisering av undermarken. Speciellt är information om grundvattnet avgörande för att skydda grundvattenresurserna och för att undvika stabilitetsproblem. För att fastställa de hydrogeologiska egenskaperna genomförs borrningar följt av hydrauliska tester som är tillförlitliga men dyra, och det ger endast punktinformation som kanske inte är representativ för hela det område som kan komma att påverkas. Användningen av geofysiska metoder kan övervinna detta problem och kontinuerlig information som kan användas till att optimera borrningarnas placering och utförande. Resultaten av borrningarna och de hydrauliska testerna kan sedan i sin tur återkopplas för att förbättra tolkningen av de geofysiska resultaten. Man kan därigenom få mera heltäckande och relevanta resultat som minskar risken för problem i byggskedet, och därmed spara resurser, tid och kostnader. Den geoelektriska metoden DCIP (Direct Current resistivity and time-domain Induced Polarisation) kan ge information om den hydrauliska konduktiviteten. Dessutom kan MRS (Magnetic Resonance Sounding) ge information om vatteninnehåll och egenskaper för porutrymmena, och därmed även information relaterad till den hydrauliska konduktiviteten. Genom att kombinera båda metoderna och använda dem i ett två- eller tredimensionellt upplägg är en mer heltäckande beskrivning av undermarken möjlig. Syftet med projektet är att ta reda på hur båda metoderna kan bidra till en tillförlitlig karakterisering av undermarkens hydrogeologiska egenskaper. Metoderna testades tillsammans med konventionella tester av den hydrauliska konduktiviteten med hjälp av borrningar och slugtester för att undersöka tre olika testplatser. Testplatserna valdes för att avspegla olika hydrogeologsiak förhållanden samt att ge tillgång till referensdata. Vidare var deras elektromagnetiska brusnivå en avgörande faktor eftersom den kan påverka de geofysiska resultaten. Uppmätta data bearbetades, tolkades och jämfördes, för att utvärdera de geofysiska resultaten med avseende på hydrogeologiskt informationsvärde, samt robusthet i mätmiljöer med olika signalstörningsförhållanden.