Helikopter skal finde rent drikkevand - helt automatisk
Forskere fra Aarhus Universitet udvikler innovative computermodeller. Ved hjælp af helikoptermålinger og nyudviklet software spares der tid og ressourcer i kortlægningen af grundvandet.

Ved brug af helikoptere og fuldautomatiserede computermodeller vil det blive muligt at finde grundvand meget hurtigere end tidligere, hvilket i dag er en enormt tidskrævende proces. (Foto: Nikolaj Kruse Christensen)

 

Det er endnu stille, og blæstens dans i græsset er det eneste umiddelbare tegn på liv. To mænd sidder på hug i græsset, ubevægelige som et par stenskulpturer. Utålmodigheden er tydelig at aflæse i deres øjne.

Deres sammenknebne blikke spejder ud mod horisonten. »Chakk-chakk-chak-chak, chak-akk chk chk.« Lyden bliver kraftigere og kraftigere. Med et er lyden øredøvende, og den stille blæst er forvandlet til en lokal orkan.

Få meter over jorden hænger nu en helikopter svævende. Hurtigt fastgøres en wire til helikopteren, der langsomt begynder at stige. Wiren spændes. Ud af græsset løfter sig en gigantisk sekskantet ramme på størrelse med en mindre parcelhusgrund.

Helikopteren med den sekskantede ramme skal på jagt efter nye grundvandsreserver. Det danskudviklede måleudstyr benyttes til at scanne jordlagene ned til flere hundrede meters dybde.

Dette betyder, at man på en effektiv måde kan udføre en detaljeret kortlægning af større områder og finde de lag, ofte langt nede under jordoverfladen, hvor der er de bedste muligheder for at hente rent grundvand først og fremmest til drikkevandsformål.

»En af de store udfordringer, vi i Danmark og som verdenssamfund står overfor, er at sikre rent drikkevand til en stadig voksende befolkning. Brugen af grundvandsmodeller indgår i håndteringen af disse udfordringer men i dag er den form for integration af data, vi benytter i grundvandsmodeller, subjektiv, stort set udokumenteret, og enormt tidskrævende,« fortæller lektor Anders V. Christiansen fra Institut for Geoscience, Aarhus Universitet.  

Fuldautomatiserede computermodeller                                                                                                        

Den geologiske computermodel er en simplificeret gengivelse af virkeligheden. Modellen skal indeholde alle de vigtigste lag og alle de vigtigste processer, der finder sted. Jo flere detaljer, den indeholder, jo mere præcise vil computer­simuleringerne blive. (Illustration: Nikolaj Kruse Christensen)

På Institut for Geoscience ved Aarhus Universitet er vi i gang med at automatisere datahåndteringen, analysen og konstruktionen af computermodeller, der skal simulere grundvandets bevægelse og beskaffenhed i undergrunden.

Hvert trin i konstruktionen af en computermodel er normalt en enormt tids- og ressourcekrævende proces.

Ved at automatisere disse processer bliver det muligt at udlade den menneskelige del af konstruktionen af computermodellerne, som oftest er subjektiv samt de dele, der er særdeles tids- og ressourcekrævende. 

»Fuldt automatiserede konstruktioner af computermodeller er et godt redskab i grundvandskortlægningen, da det også betyder, at en løbende opdatering med nye informationer bliver en realistisk mulighed. Kravene om at vore digitale informationer hele tiden holdes opdaterede vil utvivlsomt øges med tiden i takt med øgede krav om datatilgængelighed og dokumentation,« siger Verner Søndergaard fra GEUS.

Selvom vi formår at automatisere modelkonstruktionen, forbliver menneskelig ekspertviden imidlertid uundværlige.

Menneskelig ekspertviden er nemlig nødvendig for at kunne vurdere og tolke kvaliteten og rigtighed af de automatiserede konstruerede modeller. Automatisering har også den helt store fordel, at opdatering af computermodellerne med nye data bliver meget nemmere.

Vores forståelse af undergrunden baserer sig på oplysninger fra boringer og fra geofysiske målinger. Stor måletæthed med geofysiske metoder (th) forbedrer modellerne sammenlignet med modeller kun baseret på spredte boringer (tv). De to figurer viser koten for den prækvartære leroverflade baseret på tolkningen af henholdsvis 518boringer og 1400 TEM-sonderinger (forløberen for de jordbaserede målinger, der nu udføres med helikopter). (Illustration: Nikolaj Kruse Christensen)

Alt dette bliver gjort muligt gennem forskningsprojektet HYGEM (Integrating geophysics, geology, and Hydrology for improved Goundwater and Enviromental Management).

 

3D-billeder af undergrunden                                                                                                                       

I Danmark har der siden SkyTEM-metoden blev udviklet og klar til kommercielt brug i 2003 i stort omfang været anvendt denne type målinger, når eksisterende eller nye grundvands­forekomster skal kortlægges.

Alle områder med særlige drikkevandsinteresser i Danmark – cirka 40 procent af landets areal - er ved at være dækket af kortlægning, og derfor er SkyTEM-systemet nu hovedsageligt i brug ved kortlægninger uden for landets grænser i alle dele af verden. 

Helikopteren indsamler målingerne ved at flyve frem og tilbage i parallelle linjer med et par hundrede meter imellem linjerne.

Ved at scanne undergrunden på denne måde opnås højopløselige billeder af undergrundens geologiske strukturer sammenlignet med data fra spredte boringer.

Helikopterflyvningerne resulterer i store datamængder, og nye innovative computerteknikker er udviklet til at håndtere den enorme mængde af data, som sammensættes til tredimensionale billeder af undergrunden. Derfor går de højteknologiske helikoptermålinger hånd i hånd med de fuldautomatiserede computermodeller.