A comparison of three geoelectric methods in the presence of shallow 2-D inhomogeneities: A case study

摘要

Variaciones someras de la resistividad eléctrica a menudo dificultan la interpretación de datos de estudios eléctricos y electromagnéticos en términos de un subsuelo 1-D. Aquí interpretamos los datos de dos métodos de resistividad (sondeo eléctrico vertical, SEV) y perfilaje dipolo-dipolo) y dos métodos electromagnéticos (perfilaje de muy baja frecuencia-resistividad, VLF-R; y sondeo electromagnético transitorio, TEM) sobre tres heterogeneidades someras: un tubo metálico, una pared granítica aflorante y una cerca de alambre de púas. Aplicando varios algoritmos numéricos en 1-D, 2-D y 2.5-D en algunos casos estimamos la estructura del subsuelo, y en otros el efecto de las heterogeneidades laterales. Sólo en el caso de la pared granítica es aparente la necesidad del uso de un método 3-D para interpretar los datos TEM. El método VLF-R fue útil al detectar la presencia de las heterogeneidades que pudieron haber pasado desapercibidas por los otros métodos. Los métodos SEV y TEM resultaron ser complementarios en varios aspectos. Los datos de los SEV no fueron afectados por las heterogeneidades conductoras y la estructura somera estuvo mejor resuelta. Por otro lado, el método TEM no fue afectado por las altas resistencias de contacto y fue inmune al problema de equivalencia que afectó a los SEV. El tubo sí afecto al flujo de corriente galvánico, a pesar de su cubierta protectora. La cerca con postes metálicos produjo una intensa anomalía de VLF-R y afectó al sondeo TEM cercano. Las cercas con postes de madera no produjeron ninguna anomalía.%Shallow variations of electrical resistivity often interfere with the interpretation of data from electric and electromagnetic surveys in terms of a 1-D subsurface. We interpret data of two resistivity (vertical electric sounding, VES, and dipole-dipole profiling) and two electromagnetic methods (very low frequency-resistivity profiling, VLF-R, and transient electromagnetic, TEM, soundings) over three shallow inhomogeneities: a metallic pipe, an outcropping granite wall, and a barbed-wire fence. By applying several of 1-D, 2-D, and 2.5-D numerical algorithms we estimate the subsurface resistivity structure, and the perturbing effect of the lateral inhomogeneities. Only in the case of the granitic wall a need for a 3-D algorithm to model the TEM data was apparent. The VLF-R method was useful as it detected the presence of inhomogeneities that might have remained unnoticed by the other methods. The VES and TEM methods turned out to be complementary in several aspects. The VES data were not affected by the conductive inhomogeneities and the shallow resistivity structure was better resolved. On the other hand, the TEM method was not affected by high contact resistances and was immune to the equivalence problem affecting the VES data. Despite its impervious paint cover, the pipe perturbed the galvanic current flow. The presence of the fence with metallic posts produced a strong VLF-R anomaly and affected the neighboring TEM soundings. The fences with wooden posts produced no anomaly.