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Geoelektrische Messungen : Kartierung, Sondierung, Widerstandstomographie für geologische, geotechnische und archäologische Aufgaben.

Ziel der Gleichstrom-Geoelektrik ist die Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit bzw. des elektrischen Widerstands im Untergrund. Über 2 Elektroden wird ein niederfrequenter Wechselstrom in den Untergrund eingespeist, die dadurch erzeugte elektrische Spannung zwischen 2 Messsonden wird gemessen (4-Punkt-Anordnung). Diese Spannung ist die Meßgröße. Die gebräuchlichen Meßanordnungen unterscheiden sich in der räumlichen Anordnung der Elektroden und Sonden. Meßanordnungen mit einer Vielzahl von Elektroden verallgemeinern dieses Meßprinzip. Aus der räumlichen Anordnung der Elektroden und Sonden, dem bekannten Meßstrom und der gemessenen Spannung wird der elektrische Widerstand im Untergrund berechnet. Die Erkundungstiefe entspricht nach einer Faustregel ca. einem Drittel bis einer Hälfte des Elektrodenabstandes. Die  Meßprogramme werden meist an der Oberfläche ausgeführt, sind aber auch im Bohrloch üblich.

Kartierung und Tiefensondierung : Bei 4-Punkt-Anordnungen können 2 Meßprogramme unterschieden werden, die Kartierung und die Tiefensondierung. Bei der Kartierung werden die Elektroden und Sonden in gleicher Anordnung auf einem - meist quadratischen - Meßraster bewegt. Damit wird der elektrische Widerstand in einem Tiefenniveau bestimmt. Bei der Tiefensondierung wird an einem Meßpunkt bei zahlreichen Einzelmessungen der Elektrodenabstand und damit die Erkundungstiefe verändert. Im Ergebnis kann der elektrische Widerstand als Funktion der Tiefe bestimmt werden. Die räumliche Auflösung der Gleichstrom-Geoelektrik ist gering.

Widerstandstomographie : Bei 2D- und 3D-Widerstandsmessungen (Electrical Imaging, hochauflösende Geoelektrik) wird eine Vielzahl von Elektroden- und Sondenabständen entlang eines Profils (2D) oder in der Fläche (3D) genutzt und gemeinsam ausgewertet. Die Auswertung erfolgt mit tomographischen Methoden durch eine iterative Veränderung eines Widerstandsmodells bis modellierte Werte und Meßwerte hinreichend gut übereinstimmen. Die Widerstandstomographie hat in der Geoelektrik an Bedeutung gewonnen, seit Messgeräte mit Multielektrodenarrays am Markt sind und Software zur 2D- und 3D-Modellierung für übliche Computer verfügbar ist.

 

Anwendungen : Die Gleichstrom-Geoelektrik wird u.a. eingesetzt zur

 

Beispiel :

Geoelektrische Messungen zur Kartierung des Untergrunds am Standort einer Windenergieanlage.

 

Geoelektrik Tomografie