Análise do emprego do GPR para estimar o teor de umidade do solo a partir de um estudo na cidade de São Paulo



Document title: Análise do emprego do GPR para estimar o teor de umidade do solo a partir de um estudo na cidade de São Paulo
Journal: Revista brasileira de geofisica
Database: PERIÓDICA
System number: 000336440
ISSN: 0102-261X
Authors: 1
1
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Institutions: 1Universidade de Sao Paulo, Instituto de Astronomia, Geofisica e Ciencias Atmosfericas, Sao Paulo. Brasil
Year:
Season: Abr-Jun
Volumen: 24
Number: 2
Pages: 189-198
Country: Brasil
Language: Portugués
Document type: Artículo
Approach: Analítico, descriptivo
English abstract This paper shows the results of soil moisture content measurements by GPR tests in a study area in S˜ao Paulo City, Brazil and discuss some aspects related to the accuracy of them. Two different data interpretation methods were used: i) lineal adjustment of the arrival times of ground wave for different antenna separation; ii) time differences between the air and ground wave arrival times at a single antenna separation. We used the RAMAC Mala Geosciences system with 50 MHz, 100 MHz and 200 MHz antennas. The GPR survey was constituted of several multi-offset acquisition, using the WARR (Wide Angle Reflection and Refraction) geometry along of the profile in three different time periods (dry, intermediate and wet seasons). The distance increment between each WARR arrangement and traces was 0.1 m for the 100 MHz and 200 MHz antennas and 0.2 m for the 50 MHz. At the same time of each GPR survey, soil samples, from 0.5 m up to 4 m depth, were collected, in 0.5 m intervals, for water content analysis in laboratory tests. The GPR data showed a good correlation with the laboratory data, but the results from the 200 MHz antennas were the best one. The two data interpretation methods showed different accuracies. The time differences method was less precise due to the time shift in the ground wave arrival time at zero antenna offset that occurred in this survey. These results showed that it is very important to apply a correction factor for this effect, when it is present
Portuguese abstract Este trabalho apresenta resultados de estudos visando a estimativa dos teores de umidade de solos superficiais com GPR em uma area teste na cidade de Sao Paulo/SP, Brasil, e a analise da acuracia dos processos envolvidos. Foram empregadas duas metodologias diferentes: i) ajuste linear dos tempos de chegada da onda direta no solo para diferentes afastamentos; ii) diferencas dos tempos de chegada da onda aerea e da onda direta no solo para um unico afastamento. Utilizamos o equipamento da RAMAC Mala Geosciences com antenas de 50 MHz, 100 MHz e 200 MHz. A aquisicao constituiu-se de diversos perfis multi-offset (multiplos afastamentos) com o emprego da geometria WARR (Wide Angle Reflection and Refraction ) ao longo de um perfil em tres perıodos climaticos distintos (seco, intermediario e umido). Sendo o incremento entre os trac¸os dos perfis multi-offset 0,2 m para a antena de 50 MHz e 0,1 m para as antenas de 100 MHz e 200 MHz. Concomitantemente ao levantamento GPR foram coletadas amostras de solo a intervalos de 0,5 m desde a superfıcie do terreno ate a profundidade aproximada de 4,0 m para a determinacao de seus teores de umidade em laboratorio. Os resultados do GPR apresentaram boa correlacao com os dados obtidos atraves das analises de laboratorio, sendo que os obtidos com as antenas de frequencia central de 200 MHz propiciaram os melhores resultados. Os dois m´etodos empregados apresentaram diferentes acuracias. O metodo da diferenca dos tempos de chegada da onda aerea e da onda direta no solo foi o menos preciso devido a ocorrencia de um deslocamento de tempo da reta de ajuste dos tempos de chegada da onda direta no solo no afastamento zero. Esses resultados mostraram que, nesses casos, e importante aplicar um fator de correcao para melhorar a acuracia dos resultados finais
Disciplines: Geociencias
Keyword: Geofísica,
Radar de penetración terrestre,
Humedad,
Suelos
Keyword: Earth sciences,
Geophysics,
Ground penetrating radar,
Moisture,
Soils
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