Metoda elektrooporowa

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Metoda elektrooporowa (geoelektryczna) w geologii – metoda wykorzystująca zjawisko różnego przewodnictwa prądu elektrycznego gruntu w zależności od jego składu i struktury. Wykorzystywana jest w rozpoznaniu budowy geologicznej, np. przy rozpoznawaniu struktur wodonośnych, złóż kruszywa i metali itp.

Metoda elektrooporowa znajduje zastosowanie w badaniach hydrogeologicznych i geologiczno-inżynierskich. Stosowana jest w poszukiwaniu wody i badaniu rozchodzenia się zanieczyszczeń. Skały nasiąknięte wodą wykazują mniejszą oporność niż skały suche, również woda zanieczyszczona np. przez pobliskie wysypisko śmieci posiada mniejszą oporność niż woda czysta.

W archeologii[edytuj | edytuj kod]

W badaniach archeologicznych metoda elektrooporowa pozwala uwidaczniać obiekty ukryte warstwą ziemi. Jest pierwszą z zastosowanych w archeologii metod geofizycznych. Nie niszczy stanowiska archeologicznego i zaliczana jest do metod niedestrukcyjnych w archeologii. Obserwowany opór elektryczny zależny jest m.in. od rodzaju gleby, wilgotności terenu i obecności obiektów archeologicznych.

Prowadzenie badań[edytuj | edytuj kod]

Pomiar rezystancji gruntu odbywa się metodą Wennera (profilowanie elektrooporowe). Pierwotnie przyrządy do badań archeologicznych metodą elektroporową składały sie z zespołu elektrod, źródła prądu i miernika elektrycznego. Zespół elektrod to listwa z materiału izolacyjnego, w której zamocowane są cztery elektrody w postaci zaostrzonych kołków stalowych lub mosiężnych średnicy około 10 mm i długości kilkunastu centymetrów. Elektrody rozmieszone są w równych odległościach od siebie. Zasięg pomiaru w głąb ziemi zależy od odległości między skrajnymi elektrodami i wynosi około 1/4 tej odległości. Im większa odległość, tym większy zasięg. Do elektrod zewnętrznych (prądowych) podłączone jest źródło prądu elektrycznego, do wewnętrznych (napięciowych) woltomierz. Metoda ta uśrednia rzeczywistą rezystancję gruntu w obszarze od powierzchni do głębokości, która zależy od rozstawu elektrod zewnętrznych.

Pomiar rozpoczynał się od wyznaczenia na badanym terenie siatki o oczkach kwadratowych o boku około jednego metra. Następnie w każdym węźle siatki należało wbić w ziemię zespół elektrod i zmierzyć wartość rezystancji. Wynik pomiaru zanotować. Po zakończeniu pomiarów na mapce badanego terenu zaznaczało się (zwykle różnymi kolorami) obszary o jednakowej rezystancji. Pomiar tą metodą, przed zastosowaniem urządzeń komputerowych, był niezwykle pracochłonny ze względu na konieczność wyznaczenia w terenie siatki i dużej liczby pomiarów. Na jednym stanowisku wykonuje się zwykle kilka serii pomiarów na różnych głębokościach.

Współczesne przyrządy do badań tą metodą bardzo upraszczają czynności pomiarowe. Rola operatora przyrządu pomiarowego ogranicza się tylko do wbijania zespołu elektrod mniej więcej w równych odległościach. Nie jest konieczne wyznaczanie siatki, ponieważ urządzenie samoczynnie zaznacza na mapie położenie punktu pomiarowego, samoczynnie również dokonuje pomiaru rezystancji gruntu i zapamiętuje te wyniki, a po zakończeniu serii pomiarów wykreśla na mapie wyniki w postaci graficznej, które znacznie ułatwiają ich interpretację.

Jeśli w ziemi znajduje się obiekt oporności większej niż otoczenie to jest to tzw. anomalia dodatnia, jeśli mniejszej to anomalia ujemna. Anomalia dodatnia oznaczać może istnienie pod ziemią kamiennych murów, fundamentów lub pustej przestrzeni, ujemna może wskazywać na istnienie pod ziemią jam lub np fos, na których dnach zebrała się warstwa osadów, albo na pogorzelisko lub pozostałości ognisk.

Wiarygodność uzyskanych wyników zależy przede wszystkim od doświadczenia osoby dokonującej pomiaru i od zagęszczenia punktów pomiarowych.

Do badań w pomieszczeniach zamkniętych stosuje się elektrody powierzchniowe, które dają mniejszą dokładność pomiarów, ale nie wymagają wbijania w podłoże.

Zalety i wady[edytuj | edytuj kod]

  • Możliwość prowadzenia badań w pomieszczeniach zamkniętych.
  • Jest to metoda pracochłonna, wymaga dużej ilości pomiarów.
  • Zmniejszanie się wiarygodności wyników wraz ze wzrostem wilgotności badanego stanowiska. Niezalecane jest prowadzenie badań w czasie deszczu lub niedługo po nim. Aby osiągnąć prawidłowe wyniki należy dostosować się do pory roku i warunków klimatycznych na danym terenie.
  • W przypadku natrafienia na warstwę o dużej oporności blisko powierzchni ziemi, nie jest możliwe uzyskanie wyników dotyczących warstw znajdujących się głębiej.
  • Uzyskiwane wyniki mogą być zakłócane przez kable sieci elektrycznej, telefonicznej, kanalizacje itp.

Przykłady[edytuj | edytuj kod]

Bibliografia[edytuj | edytuj kod]

  • Dorota Ławecka "Wstęp do archeologii", Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa-Kraków 2003
  • Colin Renfrew, Paul Bahn "Archeologia Teorie, Metody, Praktyka", Wydawnictwo Prószyński i S-ka, Warszawa 2002