Toepassing van seismiek voor

bepaling van de nautische bodem

en detectie van objecten -

een overzicht

Coen Werner – STEMA Systems

HSB/CEDA Workshop 131-01, 2017

Inhoud

•Bepaling van nautische bodem met seismiek

-Methoden: traditioneel vs nieuw

-Seismische apparatuur

-Calibratieinstrumenten

• Voorbeelden

• Nieuwe inzichten: hoe kunnen we ook sterkte van slib meten en hoe komt dit naar

voren in de seismiek en calibratiemiddelen

•Seismische detectie van objecten

-Methoden

-Voorbeelden: tunnels, pijpleidingen, kabels, stenen (b.v. boulders)

HSB/CEDA Workshop 231-01, 2017

Bepaling nautische bodem:

Traditionele methode: uitvoering

HSB/CEDA Workshop 331-01, 2017

Bepaling nautische bodem,

traditionele methode:

210 kHz en 33 kHz: nautische diepte onbekend

(aangepast naar Druyts et al., 2010)

HSB/CEDA Workshop 431-01, 2017

Bepaling nautische bodem:Nieuwe methode: Silas en calibratiemetingen uitvoering

identiek, alleen later puntmetingen met calibratiemiddel op

gevaren lijn.

HSB/CEDA Workshop 531-01, 2017

Bepaling nautische bodem:

nieuwe methode:

Silas met calibratiemetingenVoordelen:

-berekening dichtheidsniveaus en exacte nautische diepte

-met juiste calibratiemeting (b.v. Tune) ook sterkte van het

slib

-na calibratie is calibratieresultaat ook te gebruiken zonder

calibratiemiddel. Tijdsduur tussen calibraties vast stellen

door gedurende langere periode eerst meerdere metingen

met Silas en calibratiemiddel uit te voeren.

HSB/CEDA Workshop 631-01, 2017

Apparatuur overzicht:

Hoge resolutie seismiek: Hoog resolutie Echolood + AD Kaart+ Silas

Calibratiemiddelen: -RheoTune (dichtheid, sterkte)

-Densx (dichtheid)

-Dart (dichtheid)

-Navitracker (dichtheid)

-Graviprobe (dichtheid, sterkte, viscosisteit)

Bepaling nautische bodem nieuwe

methode

HSB/CEDA Workshop 731-01, 2017

Apparatuur overzicht

Bepaling nautische bodem:

nieuwe methode

HSB/CEDA Workshop 831-01, 2017

(Aangepast naar P.J. De Boer, 2016)

Apparatuur: RheoTune (mogelijk calibratiemiddel)

parameter berekende eigenschip slib

Frequentie dichtheid

Amplitude sterkte

Druk diepte

Temperatuur temperatuur

Inclinometers orientatie

Bepaling nautische bodem nieuwe

methode

HSB/CEDA Workshop 931-01, 2017

Opname in waddengebied. Blauw: top slib (1030 g./l.) , Rood 1200 g./l. dichtheids

niveau. Slib boven rode lijn heeft zeer lage sterkte (< 5 Pa).

Bepaling nautische bodem:

voorbeelden

HSB/CEDA Workshop 1031-01, 2017

Opname in waddengebied. Blauw: top slib 1030 g./l., Rood 1200 g./l. niveau.

Projectie multibeam: Zwart = Ochtend, Groen: Middag.

Blauwe en rode cirkels : resp. geprojecteerde bodem 1030 g./l. en 1200 g./l. volgens

seismiek in de middag

Bepaling nautische bodem:

voorbeelden

HSB/CEDA Workshop 1131-01, 2017

(Aangepast naar P.J. De Boer, 2016)

Opname in estuarium met weinig stroming: grote sterkteveranderingen in slib

Dichtheid : Blauw=bovenzijde slib (1030), groen= 1160 g./l.,oranje=1200 g./l.

Tune profiel (rechts): Blauw=0.3 Pa, Groen=5.1 Pa, Oranje=16.3 Pa

Bepaling nautische bodem: sterkte ook

belangrijk (yield stress, b.v. RheoTune)

HSB/CEDA Workshop 1231-01, 2017

Yield stress

13HSB/CEDA Workshop31-01, 2017

Yield stress

1431-01, 2017 HSB/CEDA Workshop

Yield stress

1531-01, 2017 HSB/CEDA Workshop

Is dus maat voor sterkte van het slib

-Wanner kan een vaartuig nog navigeren in zwak slib ?

-Hoe zwak is zwak?

Op deze vragen is alleen antwoord mogelijk als voortaan naast

dichtheid ook sterkte wordt gemeten en meerdere metingen

(tijdseries) worden opgebouwd.

Deze gegevens dienen vervolgens te worden gedeeld met die van

loodsen uit het gebied en onderzoeksinstanties voor bepaling van

kritische (nautische) sterkte en dichtheid in een gebied.

Nautische diepte tijdserie 1

Augustus

HSB/CEDA WorkshopDinsdag 31-01, 2017 16

HSB/CEDA Workshop 17

Nautische diepte tijdserie 1

Oktober

31-01, 2017

HSB/CEDA Workshop 18

Nautische diepte tijdserie 1

Maart

31-01, 2017

HSB/CEDA Workshop 19

Nautische diepte tijdserie 2

Augustus

HSB/CEDA Workshop31-01, 2017 20

Nautische diepte tijdserie 2

December

HSB/CEDA Workshop 21

Nautische diepte tijdserie 2

Maart

31-01, 2017

Bepaling nautische bodem: nieuwe

methode:

gebruik Silas met calibratiemetingen

Verder lezen:

Methode:

http://proceedings.utwente.nl/269/1/Paper_Hydro12_CJWerner.pdf

Studie Deltares over Silas:

http://kennisonline.deltares.nl/3/m/search/products.html?qtype=1&q=silas

Over Silas en aansluiting op overige apparatuur: zie flyer P.J. De Boer

HSB/CEDA Workshop 2231-01, 2017

Seismische detectie van objecten:Methoden:

• 1) Standaard seismische opname (profiler) en manuele

indicatie van objecten

• 2) Silas Detectie: Hoge resolutie seismische opname

met geautomatiseerde detectie van objecten

Voordelen Silas detectie:

-meer objectieve waarneming objecten door kwaliteitsparameters

semblance en power

-automatisering detectie

-zeer veel mogelijkheden voor verbetering opnamen middels processing

-combinatie met vrijwel alle seismische bronnen mogelijk

HSB/CEDA Workshop 2331-01, 2017

Seismische detectie van objecten:

Methode 2) Hoge resolutie seismische opname

Frequentie seismische bron lager ( tussen 1 en 10 kHz) dan

voor onderzoek nautische diepte ( tussen 24 en 40 kHz)

• 2D (varen dwars op object)

• 3D (varen evenwijdig aan object)

• Deze presentatie gaat alleen over 2 D detectie

HSB/CEDA Workshop 2431-01, 2017

Onderste hoek paarse driehoek=Bovenzijde tunnel

Blauw= bodemligging, Groen=oudere multibeamopname, Oranje =onderzijde

recent zand, Licht paars=bovenzijde mudstone, Donker paars=bovenzijde mogelijk

conglomeraatgesteente

Contact Detectie Tunnel

HSB/CEDA Workshop 2531-01, 2017

Dwarsdoornede door gedetecteerde tunnelcontacten (grote paarse driehoeken)

t.o.v. chart datum.

Kleine paarse driehoeken = bodemligging in seismiek, grijze lijn= bodemligging

volgens multibeam

Contact Detectie Tunnel

HSB/CEDA Workshop 2631-01, 2017

• Bovenaanzicht van gedetecteerde tunnelcontacten (paarse driehoeken). Data is

geintegreerd met multibeam in Silas (op achtergrond)

Contact Detectie Tunnel

HSB/CEDA Workshop 2731-01, 2017

A: Ruwe data B: Processed C: Object gedetecteerd D: Dwarsdoorsnede

Contact Detectie pijpleidingen

HSB/CEDA Workshop 2831-01, 2017

A: Ruw B: Processed

Contact Detectie kabels

HSB/CEDA Workshop 2931-01, 2017

Contact Detectie kabels

Silas standard

profiler

Contact Detectie kabels (0.2 m

diameter)

Silas Ebp-10

cabletracker

Silas and

Innomar

HSB/CEDA Workshop 3131-01, 2017

Contact Detectie boulders

Silas Silas en Innomar

HSB/CEDA Workshop 3231-01, 2017

Bedankt voor de aandacht !

HSB/CEDA Workshop 3331-01, 2017

Stema Systems

• Innovatieve ocean technology

solution provider

• Bedrijfs locatie Netherlands

• Established in 1986

• Started as survey company

and gained hands-on

experience and know-how

• Dedicated, practical and

knowledgable team

Stema Solutions

Stema Solutions

Bepaling nautische bodem:Nieuwe methode: Silas en calibratiemetingen flow diagram

HSB/CEDA Workshop 3731-01, 2017

Procedure of density calibration of high resolution seismics as applied by Silas.

A=Seismic registration, B= Received signal at calibration point, C= Synthetical densityprofile

derived from seismics at calibration point, D= Results geophysical point measurement

(RheoTune)

Bepaling nautische bodem:Nieuwe methode: Silas en calibratiemetingen

HSB/CEDA Workshop