Resistivitetsmålinger i kvikkleire

Transkript

1 Resistivitetsmålinger i kvikkleire Eksempler fra strandsonen i Rissa Inger-Lise Solberg

2 Innhold Innledning Metode og klassifisering Lokaliteter Anvendelse Kvikkleirekartlegging Faresone Skredutbredelse Sluttord

3 Innledning Strandsonen De land- og sjøområder som står i innbyrdes direkte samspill økologisk og/eller bruksmessig (MD 1993) ulik utstrekning og variasjon både når det gjelder terreng, økologi og menneskelige bruksmåter Skred i strandsonen Kan starte på sjøbunnen eller på land Kan føre til flodbølger Kan være spesielt ødeleggende hvis kvikkleire er involvert Skredet i Sokkelvika, Nordreisa 1959 Skredet i Kattmarka, Namsos 2009 Foto: Nord-Troms museum Foto: IL Solberg

4 Innledning Kartlegging i strandsonen Metoder, eksempler Land Landmåling (Topografi) Geotekniske undersøkelser Refraksjonsseismikk Resistivitet Sjøbunn Interferomterisk sonar (Batymetri + sedimenttyper) Geotekniske undersøkelser Refleksjonsseismikk Foto: IL Solberg Solberg et al L Heureux et al. 2011

5 Innledning Kartlegging i strandsonen Metoder, eksempler Land Landmåling (Topografi) Geotekniske undersøkelser Refraksjonsseismikk Resistivitet Sjøbunn Interferomterisk sonar (Batymetri + sedimenttyper) Geotekniske undersøkelser Refleksjonsseismikk Foto: IL Solberg Solberg et al. 2012b L Heureux et al. 2011

6 Metode 2D resistivitetsmålinger Elektroder settes i bakken, strøm settes til, spenning måles elektrisk motstand beregnes (Ohms lov: R=U/I) Resistivitet (ohmm) fås ved å multiplisere motstanden med en geometrisk faktor Ved å la en elektrodekonfigurasjon vandre langs kabelutlegget kartlegges resistiviteten lateralt Når elektrodeavstanden økes, trenger strømmen dypere ned i bakken. Da kan resistiviteten kartlegges mot dypet Rissa: Gradient elektrodekonfigurasjon Elektrodeavstand: 5m (60 m dybderekkevidde) Solberg et al. 2012a

7 Metode 2D resistivitetsmålinger i strandsonen Ved måling parallelt sjø/innsjø med salt- eller brakkvann, vil strømbanen påvirkes (kan få feilmålinger) ofte god ledningsevne (lav resistivitet) i de nedre delene av profilene. De øvre delene av profilene ser likevel ut til å gi reelle resistivitetsverdier, og metoden er derfor også egnet i strandsonen. Godt ledende mineraler og/eller svakhetssoner kan også gi lave resistivitetsverdier i fjell. Utvasket leire Fjell 2D resistivitetsmåling langs sjøen i Buvika. Målingene er påvirket av sjøvannet Dalsegg et al. 2006

8 Klassifisering Klassifisering av materiale ut fra resistivitetsverdier Basert på tidligere studier og erfaringsverdier i Norge, Sverige og Canada Sammenligning av resistivitetsverdier og geotekniske bordata Gradvise overganger mellom klassene Lokale variasjoner vil kunne påvirke klassifiseringsgrensene (porevannskjemi, metningsgrad, kornstørrelse og mineralsammensetning)

9 Klassifisering Klassifisering av materiale ut fra resistivitetsverdier Klassifisering som utgangspunkt for tolkning av resistivitetsprofiler i kvikkleireområder: Saltholdig leire har minst motstand: 1-10 Ωm Utvasket leire / mulig kvikk leire: Ωm Tørrskorpeleire, grovere materialer: over 100 Ωm (Fjell har som regel motstandsverdier på flere tusen Ωm)

10 Lokaliteter Lokaliteter i Rissa Brakkvann i Botn MG ca. 160 moh. Hav- og fjordavsetninger, strandavsetninger, fjellblotninger, myr Spor etter skredaktivitet Kvartærkart: Reite 1987

11 Lokaliteter Lokaliteter i Rissa Rein kirke Kvartærkart: Reite 1987

12 Lokaliteter Lokaliteter i Rissa Rein kirke Rissaraset Kvartærkart: Reite 1987

13 Lokaliteter Lokaliteter i Rissa Rein kirke Rissaraset Sørbotn Kvartærkart: Reite 1987

14 Lokaliteter 25 2D resistivitetsprofiler ( ) - Rein kirke (17) - Rissaraset (3) - Sørbotn (5) Mye geotekn. data ved Rein (og endel ved Rissaraset) Lite geotekn. data i Sørbotn 3 faresoner - Reins kirke (middels) - Åsan (lav) - Selvika (middels)

15 Anvendelse Kvikkleirekartlegging Solberg et al Lokalitet Rissaraset

16 Anvendelse Kvikkleirekartlegging Solberg et al Lokalitet Rissaraset

17 Anvendelse Kvikkleirekartlegging og faresoner Profilene er satt sammen for 3D-visning Tolkning av alle data viser kompleks geologi med undulerende fjelloverflate stedvis sand og grus i overflata endel relativt store soner med både utvasket leire og saltholdig leire. Noe av leira er kvikk Lokalitet Rein kirke Solberg et al. 2012a

18 Anvendelse Kvikkleirekartlegging og faresoner Faresone Reins kirke (lokalitet Rein kirke) Geofysiske og geotekniske data viser at grensene for faresona potensielt kan endres 2 fjellrygger med stedvis liten sedimentoverdekning Lokalitet Rein kirke A: tolket fjelldyp B: tolket tykkelse av utvasket leire Solberg et al. 2012a Faresone Selvika (lokalitet Sørbotn) Forsøksvis nyevaluering (sjø- og landdata): faresonegrensene kan potensielt endres, og mulig oppjustering av faregrad (middels høy)

19 Anvendelse Skredutbredelse Lokalitet Sørbotn Skredgroper på sjøbunnen Pockmarcks 2D resistivitet viser forholdene på land Skredgrop 1 Ung hendelse Utvasket leire på land (men nokså høy resistivitet) P2: fjell nær dagen hindrer skredutbredelse mot øst Skredgrop 2 Fjell og grove masser i bakkant liten sannsynlighet for utbredelse innover land Solberg et al. 2012b

20 Sluttord Kartlegging av kvikkleireforekomster er viktig for å kunne forebygge kvikkleireskred, også i strandsonen 2D resistivitetsdata gir informasjon om/til: Kvikkleiras tykkelse, lateral utbredelse og helning Barrierer mot skredhendelser og/eller skredutbredelse Saltholdig, stabil leire Grove masser Fjell Faresoners utbredelse og evaluering 2D resistivitetsdata sammenholdt med geotekniske data og innsjødata gir et godt helhetlig bilde av grunnforholdene Som innledende undersøkelser vil 2D res. være et godt grunnlag for videre undersøkelser På en låve i Rissa

21 NGUs prosjekter med 2D resistivitetsmålinger for kvikkleirekartlegging Lokalitet Buvika, Skaun, Sør- Trøndelag Rødde, Melhus, Sør- Trøndelag Finneidfjord, Hemnes, Nordland År (felt, rapportering) Rapportnr. Referanse , Dalsegg, E., Elvebakk, H., Rønning, J.S., Solberg, I.L., Solli, A. and Tønnesen, J.F. 2006: Geofysiske målinger for løsmassekartlegging i Buvika, Skaun kommune, Sør-Trøndelag. NGU Rapport , Dalsegg, E. 2008: Geofysiske målinger for løsmassekartlegging ved Rødde i Melhus kommune, Sør-Trøndelag. NGU Rapport , Dalsegg, E. 2008: Geofysiske målinger Finneidfjord, Hemnes kommune, Nordland. NGU Rapport Rissa, Sør-Trøndelag , Solberg, I.L., Dalsegg, E. & Hansen, L. 2010: Geofysiske målinger for løsmassekartlegging i Rissa, Sør-Trøndelag. NGU Rapport Namsos, Nord-Trøndelag 2010, Solberg, I.L., Dalsegg, E. & Hansen, L. 2011: Geofysiske målinger for løsmassekartlegging i Namsos, Nord-Trøndelag. Data og tolkninger. NGU rapport Veileder Solberg, I.L., Hansen, L., Rønning, J.S. & Dalsegg, E. 2011: Veileder for bruk av resistivitetsmålinger i potensielle kvikkleireområder. Versjon 1.0. NGU rapport Kaldvelladalen og Fallan, Melhus, Sør-Trøndelag 2010, Solberg, I.L. & Dalsegg, E. 2012: Resistivitetsmålinger for løsmassekartlegging i Kaldvelladalen og ved Fallan i Melhus kommune, Sør-Trøndelag. Data og tolkninger. NGU rapport Rissa, Sør-Trøndelag 2011, Solberg, I.L., Dalsegg, E. & L'Heureux, J.S. 2012: Resistivitetsmålinger for løsmassekartlegging ved Rein kirke i Rissa, Sør-Trøndelag. Data og tolkninger. NGU rapport Byneset 2012, Solberg, I.L., Dalsegg, E., L Heuereux, J.S. Rønning, J.S. 2012: Resistivitetsmålinger for løsmassekartlegging ved skredgrop på Byneset, Sør-Trøndelag. NGU rapport Sørbotn, Rissa, Sør- Trøndelag 2011, Solberg, I.L., Dalsegg, E., L'Heureux, J.S. & Rønning, J.S. 2012: Resistivitetsmålinger for løsmasseutbredelse og skredproblematikk langs strandsonen ved Sørbotn i Rissa, Sør-Trøndelag. NGU rapport Alle rapportene kan lastes ned fra Data fra Buvika, Rødde og Rissa er også publisert i artikler Kommer høsten 2012: Oppsummeringsrapport om metoder for kartlegging i strandsonen