/elektronik

Kunstigt magnetfelt opsporer det danske grundvand

Rambøll afprøver pilekvistens teknologiske afløser, der bygger på samme princip som hospitalernes MR-scannere. Geologerne skaber et kunstigt magnetfelt i jorden og måler, når brintprotonerne i grundvandet skifter tilbage til deres oprindelige orientering, efter magnetfeltet slukkes.

Klik for at se billedet i stort

Kabler udlagt på jordoverfladen i et såkaldt loop etablerer et kunstigt magnetfelt, som trænger dybt ned i undergrunden. Resonansfrekvensen ændrer vandmolekylernes orientering i undergrunden. Når magnetfeltet afbrydes, begynder molekylerne at falde tilbage til den oprindelige orientering. Ved at måle tilbagefaldstiden kan vandindholdet registreres.


Læs også

Læs mere om

Af Nicolai Østergaard, fredag 21. dec 2007 kl. 08:21

Ny teknologi er på vej til at optimere kortlægningen af de danske grundvandsressourcer. En nyudviklet metode kan fra jordoverfladen – uden at bore – identificere de mest lovende grundvandsmagasiner i undergrunden ved at udsende elektromagnetiske impulser.

I øjeblikket samarbejder Miljøministeriet, Rambøll og et forskerhold fra Grenoble Universitet i Frankrig om at afprøve den såkaldte MRS-metode til opsporing og kortlægning af vand i undergrunden.

»Det ser meget lovende ud, og der er næppe tvivl om, at MRS-teknologien vil betyde, at vi i fremtiden har et bedre grundlag for at udpege velegnede boresteder og dermed reducere antallet af ressourcekrævende boringer, hvor man ikke finder vand,« siger geofysiker Tom Feldberg Hagensen fra Miljøcenter Århus.

Billede af undergrunden
MRS-teknologien er udviklet af franske forskere og er indtil videre primært anvendt i udviklingsprojekter i ulande med stor vandmangel.
Ligesom hospitalernes MR-scannere skaber den nye teknologi et kunstigt magnetfelt, som via påvirkning af brintprotoner gør det muligt at sammensætte et præcist billede af vandindholdet i undergrunden.

Rambøll har introduceret den nye teknologi i Danmark og været drivkraft i det nuværende forløb af afprøvninger, der skal bevise teknologiens værd under danske himmelstrøg, hvor de statslige miljøcentre i de kommende år investerer store ressourcer i kortlægning og beskyttelse af grundvandet.

»Det afgørende nye ved teknologien er, at MRS-metoden direkte kan registrere vand i undergrunden, kortlægge hvor let bevægeligt vandet er og dermed belyse, hvor let vandet kan pumpes op – præcis de parametre, som er afgørende for vurderingen af, hvorvidt et grundvandsmagasin er egnet til vandindvinding,« siger geofysiker Mette Ryom Nielsen fra Rambøll.

»Med de nuværende metoder kortlægges undergrundens geologiske sammensætning og vandindholdet tolkes indirekte, men man kan ikke direkte registrere grundvandet. En kombination af de eksisterende metoder og den nye MRS-metode vil give de optimale forudsætninger for at udpege velegnede boresteder,« forklarer hun.

Brintprotonerne drejer sig
I praksis foregår målingen ved, at kabler placeres på jordoverfladen i et loop, der sendes strøm igennem. Det skaber et magnetfelt i undergrunden, som ændrer brintprotonernes orientering:

Overalt på kloden ligger brintprotonerne i vandmolekylerne orienteret efter retningen på Jordens magnetfelt på den pågældende lokalitet. Det kunstige magnetfelt fra MRS-metoden får imidlertid protonerne til at ”dreje” mod det nye magnetfelt.

Når det kunstige magnetfelt slukkes igen falder protonerne tilbage til deres oprindelige orientering. Ved at måle signalet fra dette henfald og den tid, det tager protonerne at falde tilbage igen, opnås et ret præcist billede af grundvandsmagasinet.

I november blev metoden testet på Ærø, Samsø, ved Søndersø og i Lemvig. Til marts fortsætter nye afprøvninger på Møn.

Sideløbende arbejder Rambøll og samarbejdspartnerne ved miljøcentrene og universitetet i Grenoble på at udarbejde nye målekoncepter og afprøve et nyudviklet tolkningssoftware.



21. dec 2007 kl 08:37

Carl-Erik Ravn

Ny metode??????

Øhhhh, er det ikke det samme som "SkyTem"?
http://www.skytem.dk/Dansk/ind...html


21. dec 2007 kl 09:12

Jørgen Henningsen

SkyTeam er noget andet

Næ, som jeg forstår det så virker Skyteam princippet ved at måle hvirvelstrømme nede i jorden. Det er vist bare i en stor spole. Så udnytter man at der er korrolation ml. jordlagenes beskaffenhed og ledningsevne.
-Jørgen


21. dec 2007 kl 11:56

avatar

Søren Rosendal Jensen

Brintprotoner?

Kære Nicolai,

Det gyser væmmeligt i en gammel kemiker, når du skriver "brintprotoner". Protoner er brintioner, og det er måske ikke klart for enhver, men kunne du ikke bare skrive "protoner (eller brintioner)" i stedet for?

- Og jeg ved godt at dette ikke engang er helt korrekt, når det drejer sig om MR, for der kan også måles på brintatomerne i vand, selv om de ikke er ioniserede. Iøvrigt er din forklaring på MR-fænomenet helt i orden!

Hilsen - Søren


21. dec 2007 kl 13:51

Mette Ryom Nielsen

MRS-metoden

Det er helt korrekt at MRS ikke er det samme som SkyTEM. Med SkyTEM anvendes også et "kunstigt" opstillet magnetfelt, men med denne metode kortlægges resistivitetesforholdene i jorden, og herudfra kan man få en idé om hvilke sedimenttyper der findes og hvor der kan være vand. Dette bruges i den gebyrfinansierede grundvandskortlægning som udføres af Statens Miljøcentre.

Det fantastiske ved MRS-metoden er, at den direkte måler på vandet i jorden, hvilket ingen andre metoder kan. Efter en fladedækkende fx SkyTEM-kortlægning, kan man så udpege nogle potentielle boresteder, hvor man vurderer der vil være grundvand. Inden man borer løs, kan man så med MRS, måle om der rent faktisk er vand på de udpegede lokaliteter og hvilken af lokaliterne der findes de bedste hydrauliske parametre, dvs. hvilken lokalitet der er den mest optimale til vandindvinding. På den måde kan man optimere sit borested og undgå at bore hvor der ikke er vand.

Det er også helt korrekt, at det egentlig er forkert at bruge ordet "brintprotoner" - det er bare en kort måde at formidle, at det er brintionerne (altså protonerne) i vandet man påvirker og måler respons fra.

Metoden vil også kunne anvendes til en generel kortlægning af vandindholdet og de hydrauliske parametre til videre arbejde med grundvandsmodeller. Ligeledes vil man kunne løse problemstillinger ved hydrogeologisk kortlæning, hvor de traditionelle resistivitetsmetoder ikke kan skelne mellem sedimenttyper. Fx. kan resistivitetsmetoderne ikke skelne mellem glimmersilt med meget lidt vand og sand med vand, men det vil MRS kunne.

Jeg håber og tror, at metoden vil komme til at spille en afgørende rolle for den danske grundvandskortlægning.


21. dec 2007 kl 15:35

Per L. Grunth

Re: MRS-metoden

Til hvilken dybde kan MRS metoden anvendes?

Ved geotermiske anläg skal man jo ned i helt andre dybder end ved drikkevandsboringer. Derfor er der ogsaa tale om betydelig större boreomkostninger. Kan MRS metoden ogsaa anvendes ned til 2000 m?

Mvh Per Grunth


21. dec 2007 kl 15:44

Mette Ryom Nielsen

Re: Re: MRS-metoden

Nej desværre er indtrængningsdybde pt. ikke dybere end 150 m under optimale støjforhold (dvs. lav elektromagnetisk støj fra elektriske kabler o.lign.). Men man ved jo aldrig hvad fremtidens udvilking gør muligt, men 2000 m tror jeg ikke bliver realistisk at kortlægge fra overfladen.


21. dec 2007 kl 16:05

Jørgen Baltzer Thomsen

Kunstigt magnetfelt..

Hvad er så et ægte magnetfelt?
og hvori består så forskellen?

/Jørgen


22. dec 2007 kl 03:23

Mette Ryom Nielsen

Re: Kunstigt magnetfelt..

"Kunstigt magnetfelt" er synonym for "menneskeskabt magnetfelt" og kaldes dette for at adskilde det fra Jorden naturlige magnetfelt.

Protonernes spinmagnetisering er altid orienteret parallelt med jordens naturlige magnetfelt, men opstilles et sekundært kunstigt/menneskeskabt magnetfelt ved en særlig resonansfrekvens, kan orienteringen ændres, hvilket er det besale princip i MRS-metoden.


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.