Kvikkleire

Sender elektromagnetiske bølger fra helikopter for å finne kvikkleire

Datamengdene som samles inn, viser både hvor det er kvikkleire og hva som bør gjøres. Metoden har fått internasjonal oppmerksomhet.

Med kraft fra en gocart-motor som henger mellom den sekskantede strukturen og helikopteret, dannes et elektromagnetisk felt. Emerald Geomodelling bruker dataene til å lage 3D-modeller av grunnforholdene.
Med kraft fra en gocart-motor som henger mellom den sekskantede strukturen og helikopteret, dannes et elektromagnetisk felt. Emerald Geomodelling bruker dataene til å lage 3D-modeller av grunnforholdene. (Foto: Joachim Seehusen)

Datamengdene som samles inn, viser både hvor det er kvikkleire og hva som bør gjøres. Metoden har fått internasjonal oppmerksomhet.

Hei, dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg.
Lyst til å lese mer? Få fri tilgang for kun 235,- i måneden.
Bli Ekstra-abonnent »

I jakten på kvikkleire tester NVE nå en ny metode med bruk av elektromagnetiske bølger fra helikopter.

Når bølgene treffer bakken, induseres elektrisk strøm i ledende materialer i grunnen. Strømmene beveger seg nedover og skaper et sekundært magnetfelt. Dette registreres av utstyret som henger under helikopteret.

Styrken av det sekundære magnetfeltet henger sammen med hva grunnen består av, resistiviteten (den spesifikke motstanden) varierer, og det er den som er avgjørende for tolkningen.

Selskapet Emerald Geomodelling, som har sprunget ut av Norges geotekniske institutt (NGI), kjører nå omfattende datamengder fra et 35 kvadratkilometer stort område i Nannestad gjennom sine datamaskiner. Det gjør de for å gi et bedre bilde av hvor det er kvikkleire og hva som bør gjøres. Helikopteret har fløyet frem og tilbake og samlet data fra mer enn 400 linjekilometer.

– Vi ønsker å utvikle bedre modeller for å kartlegge kvikkleireområder, og dette har potensial, sier seksjonssjef Lars Harald Blikra i Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE).

Undersøkelsene inngår i en større kartlegging NVE nå gjør av kommunene Gjerdrum, Nannestad og Ullensaker. Blikra sier grunnen til at Emerald kun blir brukt i Nannestad, er at Norges geologiske undersøkelse (NGU) allerede har kartlagt store områder.

– Så kan ikke denne målemetoden brukes for nær bygninger, der ligger det noen begrensninger, sier Blikra.

Måleteknikken er velkjent, og den er mye brukt av gruveindustrien verden rundt. For mer enn ti år siden startet NGI forskningsarbeider for å se om dette også kunne brukes til andre formål. Det fungerte utmerket, etter hvert ble Emerald stiftet som resultat av forskningen. På vårparten 2019 kjørte de den første kartleggingen for Nye Veier på en strekning i Trøndelag. Målet da var å kartlegge løsmasse- og kvikkleireforekomster og svakhetssoner i fjell.

Bruker fire forskjellige algoritmer

Fra lokaler i StartupLab i Forskningsparken i Oslo er algoritmene nå utviklet videre, og kvikkleire er målet. Måleutstyret leies inn fra danske SkyTEM, det er behandlingen av dataene som samles inn, egenutviklete algoritmer og maskinlæring som er kjernekompetansen til Emerald.

Daglig leder Andreas Pfaffhuber forteller at prosessen foregår i flere trinn. Først skilles løsmasser fra fjell. Deretter må løsmassene skilles fra hverandre.

Emerald har utviklet fire forskjellige algoritmer som sammen med maskinlæring gjør analysene stadig bedre.

Øverst til venstre er et 3D-volum av elektrisk resistivitet for løsmasser, berg er tatt vekk. Øverst til høyre: kvikkleire kan utelukkes der resistiviteten er enten veldig høy (lys gul) eller lav (mørk fiolett). Til venstre sees en tolkning av sannsynlighet for kvikkleire basert på både geofysikk, geotekniske sonderinger, og prøveserier, mens det siste bildet viser volumer med høy sannsynlighet for kvikkleire. Foto: EMerald Geomodelling

Hovedgevinsten ved denne typen kartlegging er ikke å se kvikkleiren så nøyaktig at tradisjonelle metoder blir unødvendige. Det er snarere snakk om å redusere usikkerheten og å identifisere tre nivåer: at det med sikkerhet er kvikkleire – at det med sikkerhet ikke er kvikkleire – og sist områder som er usikre, der grundigere undersøkelser må gjøres for å finne svaret.

Pfaffhuber forteller at dataene gir dem en indirekte indikasjon på saltinnhold, som er en indikator på at det kan være kvikkleire.

– NGI brukte denne teknikken første gang i 2013, for Statens vegvesen. Da fant vi noen sammenhenger som antydet kvikkleire, men de var vanskelige å tolke. Så ble det gjentatt for Bane Nor i 2016, da var det noe bedre, men fortsatt vanskelig.

Henter data fra nasjonal database

Siden da er algoritmene finpusset og forbedret. Best blir resultatet om modellene til Emerald også kan benytte støttedata fra andre undersøkelser. Det er utviklet løsninger så de kan hentes direkte fra den nasjonale databasen Nadag, som driftes av NGU.

Det er et problem at mange selskaper kvier seg for å levere resultatene av sine undersøkelser til Nadag. Flere selskaper begrunner dette med at boringene er gjort ut fra en spesiell situasjon og at de ikke kan benyttes av andre til andre formål.

Dette avviser Pfaffhuber, som sier enhver dyktig geotekniker vet hvordan slike data kan og bør brukes.

– Dessuten er våre systemer i stand til å håndtere den usikkerheten godt. Det er en av fordelene med maskinlæring, sier Pfaffhuber.

Også Blikra i NVE bekrefter at manglende innlevering til Nadag er et problem. Han viser til at NVE nå forbereder forslag til innmeldingsplikt som skal vurderes av regjeringen før det kommer på plass.

– Men det vil jo kun gjelde nye data, sier Blikra.

Forbereder drone og mindre system

Emerald Geomodelling har fått internasjonal oppmerksomhet for sine resultater, selskapet har hatt oppdrag i India, og nå går de ganske snart løs på en jobb i Brasil.

Craig Christensen er teknologiansvarlig og medgründer i Emerald Geomodelling. Her sammen med prosjektleder Guro Skurdal, som har ansvaret for undersøkelsene i Nannestad. Foto: Joachim Seehusen

Emerald samarbeider med danske SkyTEM, som leverer det tekniske måleutstyret. Målet er å redusere størrelsen på utstyret som brukes. I dag henger det en sekskantet struktur under helikopteret som dekker mer enn 300 m2 og veier nesten 700 kilo.

– Målet er å få det så lite at vi kan bruke droner – under 100 kilo, kanskje helt ned mot 30, sier prosjektleder Guro Skurdal.

Selv om det er flere selskaper der ute som tilbyr liknende tjenester, mener Skurdal at Emerald er unike.

– Vi kombinerer geofysikk og geoteknikk med datakompetanse. Vi har disse algoritmene som setter oss i stand til å sette sammen forskjellige data på en måte andre ikke kan, sier hun.

Les også

Kommentarer (0)

Kommentarer (0)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå