Hydrogeologisk kartläggning av infiltrationsvattentransport genom resistivitetsmätningar

Sammanfattning: Poulärvetenskaplig sammanfattning: Som en del av ett forskningsprojekt om vattentransport i den kapillära zonen (markvattenzonen direkt ovanför grundvattnet) söktes ett verktyg för att kunna följa transporten av infiltrationsvatten (vatten som infiltrerar nedåt från markytan genom jordlagerföljden mot grundvattnet, så som t ex nederbörd). Med detta examensarbete utvärderardes resistivitetundersökningars lämplighet för att följa infiltrationsvatten. Grundpremissen vilade på Terrameterns – resistivitetsinstrumentets - förmåga att detektera det avsedda infiltrationsvattnets rörelsemönster genom dess förhöjda salthalt. Terrametern mäter marklagers resistivitet (motsatsen till elektrisk ledningsförmåga) genom att skicka ström igenom dem och närvaron av det salthaltiga vattnet borde ge en detekterbar sänkning (dvs en förbättrad elektrisk ledningsförmåga). Salthalten i studiens utpumpade infiltrationsvatten höjer dess elektriska ledningsförmåga tvåfaldigt jämtemot det naturliga grundvattnet i systemet. För att kunna pröva metoden upprättades en elektrodlinje som användes av Terrametern för att sända ström igenom marklager, och för att mäta jordens resistivitet längsmed elektrodprofilen. Profilen följde ett grundvattenflöde som löpte från en isälvsavlagringsterrass ned mot ett vattendrag. Från en dammanläggning uppe på terrassen infiltrerades stora mängdes salthaltigt vatten. Vattnet förväntades sedan röra sig längs grundvattengradienten och sänka resistiviteten i de jordlager det då passerade genom, vilket är mätbart med Terrametern. Med erhållna mätdata skapades modeller över profillinjens resistivitet som tvådimensionella skärningar (djup och längd). Med befintlig dokumentation om lokalens geologi kunde modellerna tolkas till geologiska lagerföljder. Samma profil mättes upprepade gånger inom en tidsperiod av tio dagar för att se om det utpumpande vattnets transport orsakade någon förändring i profilens resistivitet. Från dessa mätningar upprättades sk time-lapse profiler. Time-lapse profilerna framhävde förändringen i jordlagrens resistivitet, och visade därmed infiltrationsvattnets transport mellan mättillfällena. Det är svårt att bedöma precisionen och träffsäkerheten i dataunderlaget för tolkningen utan en andra kompletterande mätmetod (t ex samtida borrningar för att kartlägga jordlagerföljder). Med det sagt så går det att med tydlighet se en fortlöpande resistivitetssänkning längsmed profilen som följd av vattnets transport. Det går att bedöma hastigheten och utbredningen av infiltrationsvattnet och se hur det gradvis sprider sig längsmed profilen. Det går också att tydligt skilja ut grundvattenzonen, och se att majoriteten av infiltrationsvattentransporten skett inom denna. Den tillämpade metoden har fungerat väl för att följa det kloridhaltiga vattnets transport genom marken. Resultaten är lovande för resistivitetsundersökningar som en metod för att följa vattentransporter i framtida undersökningar.