DE19709889C1

DE19709889C1 - Anordnung zur computergestützten Durchführung geophysikalischer Messungen in wasserbedeckten Gebieten und wasserdichte nicht polarisierbare Elektrode hierfür

Info

Publication number: DE19709889C1
Application number: DE1997109889
Authority: DE
Inventors: Dimitar Kolarov; Detlef Stang; Almuth Mueller
Original assignee: UMWELTANALYTIK BRANDENBURG GMB
Current assignee: UAB UMWELT-, ALTLASTEN- UND BAUFELDSANIERUNG GMBH,
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-07-02
Anticipated expiration: 2017-03-12

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur computergestützten Durchführung geophysikalischer Messungen in wasserbedeckten Gebieten mittels natürlicher und/oder induzierter geophysika lischer Felder durch Eigenpotential- und Widerstandsmessungen sowie Messungen der Leitfähigkeit und Temperatur des Umgebungsmediums Wasser zur Erhöhung der Aussagekraft ermittelter Meßdaten. Zur Durchführung der Eigenpotentialmessung werden nicht polarisierbare Elektroden benutzt.

Geophysikalische Untersuchungsverfahren sind aus allen Bereichen der Umwelterkundung bekannt, die auf dem Festland, auf wasserbedeckten Gebieten oder vom Luftraum aus eingesetzt werden. Auch Verfahren der Fernerkundung aus Flugzeugen oder dem erdnahen Kosmos sind bekannt. Die dafür in der Fach- und Patentliteratur beschriebenen Verfahren sind in der Regel mit einem sehr hohen gerätetechnischen Aufwand verbunden und berücksichtigen zu wenig oder nicht die Anwendung geophysikalischer Meßverfahren auf wasserbedeckten Gebieten auf dem Festland oder dem Schelf.

Von besonderem Interesse für die Lösung zahlreicher Probleme des Ingenieur- und Bergbaus ist die mit der Bewegung wäßriger Lösungen in porösen und klüftigen Medien verbundene Ausbildung natürlicher elektrischer Gleichstromfelder bzw. Filtrationspotentiale. Solche Filtrationspotentiale entstehen, wenn ein Elektrolyt durch Kapillaren bzw. durch ein Diaphragma gepreßt wird. Allgemein dienen Messungen des Filtrationspotentials dem Nachweis und der Untersuchung von Fließvorgängen des Wassers im Baugrund sowie in Bauwerken und ermöglichen Angaben über wasserführende Störungszonen, verdeckte Zerr- und Dehnungsspalten in Senkungsgebieten, Hohlraumsituationen, die Dichtigkeit großer Wasserreservoire, den Wirkungsgrad durchgeführter Injektionsarbeiten und andere Parameter.

Zum Nachweis natürlicher Potentiale im Boden bedient man sich eines Gleichspannungsverstärkers mit sehr hohem Eingangswiderstand (< 10 MOhm). Die Ankopplung an den Boden geschieht über mindestens zwei nicht polarisierbare Elektroden. Diese bestehen in der Regel aus porösen Tonzylindern, in denen sich ein Metallstab in einer gesättigten Lösung seiner Salze befindet. Üblicherweise verwendet man Kupfer- oder Kalomelelektroden, in trockenen Böden auch oxidierte Stahlelektroden. Auch die Verwendung von Bleielektroden, insbesondere bei Messungen in Bohrlöchern ist bekannt. Durch die Firma Backer werden nicht polarisierbare Elektroden angeboten, die aus einem Kunststoffzylinder bestehen, in dem sich ein Kupferstab befindet, der in einer gesättigten Kupfersalzlösung eingetaucht ist. Der Kontakt zwischen dem Umgebungsmedium Boden und Kupferstab/Kupfersalzlösung wird über einen porösen Holzstopfen realisiert.

Zum Nachweis natürlicher Potentiale in wasserbedeckten Gebieten, in denen der Übergangswiderstand zwischen der nicht polarisierbaren Elektrode und dem Umgebungsmedium Wasser geringer als im Boden ist, wird ein Gleichspannungsverstärker mit geringerem Eingangswiderstand (ca. 1 MOhm) verwendet. Nachteilig wirkt sich aus, daß die Elektroden zur Messung ständig im Wasser liegen, so daß oftmals eine Verdünnung der Lösung in der Elektrode durch eindringendes Wasser erfolgt.

Die Messung natürlicher Gleichstromfelder bzw. deren Potentialverteilung (EP-Messung) besteht aus einer Spannungsmessung zwischen mindestens zwei nicht polarisierbaren Elektroden. Dabei wird eine Elektrode als Referenzelektrode in einem elektrisch ungestörten Gebiet unter Annahme eines Eigenpotentials von ca. 0 mV in den Boden gesteckt. Mit der zweiten Elektrode, die als Wanderelektrode entlang eines Profiles versetzt wird, werden Betrag und Vorzeichen des jeweiligen Potentials in Bezug auf die Referenzelektrode bestimmt. Bekannt ist auch die Messung der Potentialdifferenz durch mindestens zwei nicht polarisierbare Elektroden durch Versetzen mit konstantem Abstand entlang eines Profiles. Dabei wird der Betrag und das Vorzeichen der Potentialdifferenz zwischen beiden Elektroden ermittelt und anschließend das Potential rechnerisch bestimmt.

Die Ergebnisse der Eigenpotentialmessungen werden in Form von Eigenpotentialprofilen oder in Lageplänen durch Linien gleichen Potentials dargestellt.

Bekannt sind weiterhin geoelektrische Meßverfahren unter Nutzung der unterschiedlichen spezifischen elektrischen Widerstände der Mineralien, Gesteine und der Inhaltsstoffe von Altlasten unter Verwendung künstlicher Gleichstromfelder (Dipol-Dipol-Messung). In verschiedenen Meßanordnungen wird dem Untergrund über zwei geerdete Metallspieße, den Stromelektroden A und B, ein Gleichstrom zugeführt, wodurch sich ein Potentialfeld ausbildet, das außer von der Position der Elektroden und der Form der Erdoberfläche wesentlich von der Verteilung des spezifischen Widerstandes im Untergrund bestimmt wird. Mit wechselndem Elektrodenabstand wird das Feld von tiefer liegenden Strukturen bestimmt. Aus der Messung des Potentialunterschiedes zwischen zwei geerdeten Sonden M und N können Angaben über die Verteilung der spezifischen Widerstände und leitfähigen Strukturen im Untergrund abgeleitet werden. Das Ergebnis der Messungen an verschiedenen Punkten bei festen Elektroden- und Sondenabständen wird als Widerstandskartierung in Profilen oder Plänen dargestellt. Ist eine Aussage über die Tiefenlage bestimmter Strukturen erforderlich, sind für einen bestimmten Meßpunkt mehrere Einzelmessungen mit unterschiedlichen Entfernungen zwischen den Elektroden und Sonden erforderlich, deren Ergebnisse als Widerstandssondierung erfaßt werden. Ebenso ist die Kombination zwischen Widerstandskartierung und -sondierung bekannt, um eine reale zweidimensionale Auswertung und Darstellung der Meßergebnisse zu ermöglichen.

Aus DE 44 12 994 C1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur räumlichen Erkundung und Untersuchung unterirdischer Objekte und Schichten bekannt, die zur Darstellung geoelektrischer Widerstände und Leitfähigkeiten eingesetzt werden. Hierzu werden eine Vielzahl kreisförmig angeordneter Dipole eingesetzt, die durch eine Steuerungseinheit so geschaltet werden, daß aus der Vielzahl immer ein Dipol als Stromdipol und alle anderen als Sondendipole definiert werden. Nach Erfassung der Spannungswerte der Sondendipole wechselt der Stromdipol auf einen benachbarten Dipol. Aus den erfaßten Daten ergibt sich ein dreidimensionaler Datensatz, der weiter ausgewertet wird. Hiermit können sowohl verdeckte Körper als auch physikalisch-chemische Inhomogenitäten im Boden, im Grundwasser oder im Gestein sondiert werden, eine Anwendung zur Widerstandskartierung oder -sondierung, insbesondere in wasserbedeckten Gebieten ist damit jedoch nicht ökonomisch durchführbar. Aus DE 42 35 963 C1 ist ein Verfahren zur Überwachung eines Gebietes mit Hilfe von in einem Raster angeordneten nicht polarisierbaren Meßsonden zur Ermittlung des Eigenpotentials bezüglich einer Basissonde bekannt. Dieses Verfahren ist nicht für wasserbedeckte Gebiete geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine komplexe Anordnung zur Durchführung geophysikalischer Messungen sowohl auf der Grundlage natürlicher als auch induzierter geophysikalischer Felder in wasserbedeckten Gebieten zu entwickeln, die mit geringstem gerätetechnischen Aufwand die Messung, Aufzeichnung und Auswertung von Meßdaten mit einer hohen Aussagekraft durch die Kombination verschiedener Meßverfahren ermöglicht. Desweiteren sind für diese komplexe Meßanordnung ein entsprechender Steuerblock und eine geeignete Software für eine computergesteuerte Messung, Aufzeichnung und Auswertung sowie eine für den Einsatz in wasserbedeckten Gebieten einsetzbare weiterentwickelte nicht polarisierbare Elektrode bereitzustellen.

Die Aufgabe der Erfindung wird mit den Merkmalen der Hauptansprüche 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 Übersicht zur Installation der Meßanordnung,

Fig. 2 Übersicht zur Meßeinrichtung,

Fig. 3 Signalverlauf im Steuerblock,

Fig. 4 Schnittdarstellung der Elektrode.

Die komplexe erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einem Trägersystem 1, welches sich mit einer konstanten Geschwindigkeit auf einer Geraden bewegen kann, zum Beispiel ein motorgetriebenes Boot, einer Meßwertaufnahmevorrichtung 2 aus zwei Meßkabeln von 50 m 2.1 und 100 m 2.2, die an einem Schwenkarm 2.3 am Ende des Trägersystems 1 in einem Abstand von 5 m zueinander verankert sind. Die Meßkabel 2.1, 2.2 sind in regelmäßigen Abständen mit Schwimmkörpern ausgerüstet und nehmen die erforderlichen Elektroden 4 auf. Ein zusätzliches Meßkabel 2.4 mit Elektrode 4 ist zur Messung von Leitfähigkeit und Temperatur des Umgebungsmediums Wasser an der Meßeinrichtung 3 angeordnet. Die Verbindung der Meßkabel mit der Meßeinrichtung 3 ist über eine Steckerverbindung zur Meßdurchführung realisierbar.

Die Meßeinrichtung 3 besteht aus einer durch einen Notebook-Computer, aufgerüstet mit einer AD-Wandlerkarte, gebildeten Anzeige- und Steuervorrichtung 3.1, einem mit dem Computer verbundenen Meßmodul 3.2 und der Meßwertaufnahmeeinrichtung 2 mit den Meßkabeln 2.1, 2.2, 2.4 und den Elektroden 4.

Für den Notebook-Computer ist eine spezielle Software entwickelt worden, die die vom Meßmodul 3.2 kommenden Meßdaten aufbereitet und zur Anzeige bringt. Zusätzlich erfolgt die Erstauswertung dieser Meßdaten und deren Speicherung auf einem Datenträger.

Das Meßmodul 3.2 bildet eine Funktionseinheit aus der Anzeigeeinrichtung 3.1 über die Tastatur des Computers und besteht aus einem Steuerblock 3.2.1, einem Vorverstärkerblock mit Multiplexer 3.2.2 und einem Stromgenerator 3.2.3.

Der Steuerblock 3.2.1 steuert die Stromabgabe an die Elektroden 4 zur Widerstandssondierung, das Umschalten des Multiplexer und das Starten der Konventierung in der AD-Wandlerkarte (PCMDAS16S/16). Der Vorverstärkerblock mit Multiplexer 3.2.2 besteht aus 28 Verstärkern mit differentialen Eingängen und verstärkt die aus der Meßwertaufnahmevorrichtung 2 kommenden Signale, die dann über den Multiplexer an die AD-Wandlerkarte weitergeleitet werden. Der Stromgenerator 3.2.3 liefert den für die Widerstandssondierung nötigen "Quasi"-Gleichstrom (sehr niedrigfrequenter Wechselstrom), wobei die Frequenz und Form dieses Stromes durch den Steuerblock 3.2.1 definiert wird.

Die Meßkabel 2.1, 2.2 sind in weiterer Ausgestaltung der Erfindung mit besonders wasserdichten Elektroden, sowohl für die Messung natürlicher als auch induzierter Felder, bestückt. Am Meßkabel 2.1 ist eine nicht polarisierbare Elektrode M_Y, (ist im weiteren im Anspruch 5 beschrieben) auf dem Meßkabel 2.2 in definierten Abständen die Elektroden für Widerstandssondierungen (sie bestehen aus Kupferzylindern und sind am Kabel 2.2 befestigt) und die nichtpolarisierbaren Elektroden N, M_x1, M_x2 und M_x3 angeordnet. Durch die definierten Meßpunktabstände von maximal 5 m werden durch die Messung der geophysikalischen Felder je Meßpunkt zwei Messungen des Eigenpotentialfeldes mit vier Komponenten, eine Widerstandssondierungskurve und je eine Messung der Leitfähigkeit und der Temperatur des Umgebungsmediums Wasser durch die komplexe Bearbeitung mit einer speziellen Software so aufbereitet, daß nach Anbindung der Meßpunkte u. a. Aussagen über

- Lokalitäten mit bevorzugter Infiltration von Wassern in das Oberflächengewässer,
- Lokalitäten, an denen Oberflächenwasser aus dem Gewässerbett austritt,
- Aussagen über die Intensität und örtliche Begrenztheit dieser Prozesse,
- Aussagen über den geoelektrischen Schichtenaufbau sowie
- unter Einbeziehung der Leitfähigkeit und Temperatur des Umgebungsmediums Wasser, Aussagen über eventuelle anthropogene Umweltbelastungen des Oberflächengewässers und deren räumliche Veränderung, die wiederum auf die reale geologische Wirklichkeit zurückgeführt werden können.

Die Funktionsweise des Steuerblockes 3.2.1 ist in Fig. 3 anhand der Signalverläufe in temporärer Abhängigkeit dargestellt, wobei ein Meßzyklus aus acht Etappen besteht.

1. Etappe: Anlegen einer positiven Spannung U⁺ _AB1 an den Dipol_AB1 (in Bezug auf die Elektrode A) über einen Zeitraum (t_e) von 240 ms. Damit wird ein elektrisches Feld erzeugt, daß nach einer Zeit t_s = 2 . 2,64 . 10^-6 . r²/p (s) mit einer Genauigkeit von 1% seinen stationären Wert erreicht hat. Die Zeit t_s hängt vom scheinbaren Widerstand (p) des Halbraumes und dem Abstand (r) zwischen den Strom- und Empfangs-Dipolen ab. Beim gewählten maximalen Abstand zwischen Strom- und Empfangs-Dipol von 55 m und minimalem scheinbaren Widerstand des Halbraumes von 20 Ohm gilt t_s < 1 ms. Die Zeit t_s hängt außerdem vom Vorhandensein solcher Objekte im Halbraum ab, die einen IP-Effekt erzeugen. Darum sollte besser t_s < 10 ms angenommen werden. Die Eingangsfilter verzögern das Eingangssignal um t_f ca. 150 ms. Damit kann man annehmen, daß nach einer Zeit t_s von ca. 160 bis 170 ms die zu messende Spannung ihren stationären Wert erreicht hat und gemessen werden kann. Die Digitalisierung der gemessenen Spannungswerte in den Dipolen M₁N₁ bis M₁₂N₁₂ (Messung auf den Kanälen 5 bis 16) beginnt 210 ms nach dem Anlegen der Spannung an den Dipol AB (t_z). Diese Digitalisierung dauert genau 20 ms(t_d), was einer Periode der Netzspannung mit einer Frequenz von 50 Hz entspricht.
In dieser Zeit werden 32 Werte registriert, die nach der Digitalfiltration genau einen Wert U_D1+ ergeben. Für U_D1+ gilt:
U_D1+ = +(U_p - U_ip) + U_EP.
Dabei ist U_p die Spannung, die im Meßdipol MN anliegt und die abhängig von der Spannung im Dipol AB₁ und dem scheinbaren Widerstand im Halbraum ist, U_ip die Spannung, die durch IP-Effekte entsteht und U_EP das Eigenpotential im Halbraum.
2. Etappe: Nach dem Ausschalten der angelegten Spannung am Dipol AB₁ erfolgt ein Absinken der Spannung an den Empfangsdipolen MN, die nach etwa 160 bis 170 ms einen stationären Wert erreicht. Wie in der ersten Etappe beschrieben, werden die gemessenen Spannungen in den Dipolen NM_x1, NM_x2 und NM_Y (Messungen auf den Kanälen 1 bis 4) digitalisiert. Nach der Digitalfiltration erhält man für jeden Meßdipol einen Wert U_E+, wobei für U_E+ gilt:
U_E+ = U_EP + U_ip.
Dieser Vorgang dauert insgesamt 240 ms.
3. Etappe: Anlegen einer negativen Spannung U^-AB₁ an den Dipol AB₁. Der in der ersten Etappe beschriebene Vorgang wiederholt sich. Nach der Digitalfiltration erhalten wir dann den Wert U_D1-, wobei für U_D1- gilt:
U_D1- = - (U_P - U_ip) + U_EP.
Anschließend wird U_D1 nach der Formel
U_D1 = (U_D1+ - U_D1-)/2 = U_p
berechnet. Damit sind die IP- und die EP-Effekte ausgeschaltet worden.
4. Etappe: In der 4. Etappe läuft der in der 2. Etappe beschriebene Vorgang wiederholt ab. Man erhält den Wert U_E-, wobei für U_E- gilt:
U_E- = U_EP - U_ip.
Anschließend wird U_E nach der Formel
U_E = (U_E+ + U/E-)2 = U_EP
berechnet.
5. Etappe: Der Steuerblock gibt ein Signal an den Multiplexer zum Umschalten auf die Meßkanäle 21 bis 32. An den Dipol AB₂wird eine positiven Spannung U⁺ _AB2 angelegt. Der in der 1. Etappe beschriebene Vorgang wiederholt sich. Die Messungen erfolgen in den Dipolen M₁₃N₁₃ bis M₂₁N₂₁ (Messung auf den Kanälen 24 bis 32). Man erhält einen Wert U_D2+. Für U_D2+ gilt:
U_D2+ = +(U_p - U_ip) + U_EP
Auf dem Kanal 23 wird der Strom I₁ im Dipol AB₂ gemessen.
6. Etappe: Nach dem Ausschalten der angelegten Spannung am Dipol AB₂ erfolgt ein Absinken der Spannung an den Empfangsdipolen MN, die wie in der 2. Etappe nach etwa 160 bis 170 ms einen stationären Wert erreicht. Wie in der ersten Etappe beschrieben, werden die gemessenen Spannungen in den Dipolen NM_x1, NM_x2, NM_x3 und NM_y, (Messungen erfolgen auf den Kanälen 17 bis 20, die mit den Kanälen 1 bis 4 identisch sind) digitalisiert. Nach der Digitalfiltration erhält man für jeden Meßdipol einen wert U_E+, wobei für U_E+ gilt:
U_E+ = U_EP + U_ip.
Auf den Kanälen 21 und 22 wird die Leitfähigkeit U_L1 und die Temperatur U_T1 des Umgebungsmediums Wasser gemessen.
7. Etappe: Anlegen einer negativen Spannung U^- _AB2 an den Dipol AB₂. Der in der 6. Etappe beschriebene Vorgang wiederholt sich.
Nach der Digitalfiltration erhalten wir dann den Wert U_D2-, wobei für U_D2- gilt:
U_D2- = - (U_p - U_ip) + U_EP.
Anschließend wird U_D2 nach der Formel
U_D2 = (U_D2+ - U_D2-)/2 = U_p
berechnet. Damit sind die IP- und die EP-Effekte ausgeschaltet worden. Auf dem Kanal 23 wird der Strom I₂ im Dipol AB₂ gemessen. Anschließend wird der Mittelwert I der gemessenen I₁ und I₂ ermittelt.
8. Etappe: Der in der 4. Etappe beschriebene Vorgang wiederholt sich. Wir erhalten den Wert
U_E- = U_EP - U_ip.
Anschließend wird U_E nach der Formel
U_E = (U_E+ + U_E⁻)/2 = U_EP
errechnet. Auf den Kanälen 21 und 22 wird die Leitfähigkeit U_L2 und die Temperatur U_T2 des Umgebungsmediums Wasser gemessen.
Anschließend wird der Mittelwert U_L und U_T berechnet.
Die Digitalfiltration und die beschriebenen Berechnungen erfolgen nach einer speziell entwickelten Software im Notebook-Computer. Der Befehl zum Beginn und der Beendigung des Meßprogramms wird über den Computer eingegeben. Alle weiteren Vorgänge der Etappen 1 bis 8 werden durch den Steuerblock initiiert.

Die im Sinne der Erfindung entwickelte nicht polarisierbare Elektrode 4 für EP-Messungen in wasserbedeckten Gebieten besteht aus einem Holzstopfen 4.1 mit mehreren Senkbohrungen 4.13 zur Vergößerung der Reaktionsoberfläche am unteren Ende der Elektrode, einem ca. 0,25 m langem Kunststoffschlauch 4.3 aus chemikalienresistenten Material, der mit einer gesättigten Kupfersulfatlösung gefüllt ist, Schlauchschelle/Kabelbinder 4.2, einem Kupferstab 4.4, der im Kunststoffschlauch 4.3 in der Kupfersulfatlösung eingetaucht ist und durch einen Gummistopfen 4.5 bis in den oberen Bereich der Elektrode hineinreicht und hier mit einer Kupferhülse 4.6 verbunden ist, sowie einer speziellen Verschraubung 4.7 aus Kunststoff die gemeinsam mit einem Blindstopfen 4.8 die Isolierung der Kontaktübergänge gegen eindringendes Wasser bildet. Der Blindstopfen 4.8 nimmt außerdem eine Druckfeder 4.11 und eine Kupferplatte 4.12 zur besseren Kontaktierung zur Kupferhülse 4.6 auf, wobei die Kupferplatte 4.12 als Kontaktbrücke zwischen Kupferhülse 4.6 und Verbindungsleitung 4.9 ausgebildet ist. Diese ist am Meßkabel 2.1 oder 2.2 angeschlossen. Zusätzlich ist ein trichterförmiges Kunststoffteil 4.10 zur Minderung des Wasserwiderstandes um das Verbindungskabel 4.9 angeordnet. Gegenüber herkömmlichen Elektroden wird durch den flexiblen Kunststoffschlauch als Elektrodenkörper der durch die Diffusion des Kupfersulfates in das Umgebungsmedium Wasser entstehende osmotische Druck ausgeglichen, so daß es nicht zur Umkehr dieses Prozesses und damit zu einer Verdünnung der gesättigten Kupfersulfatlösung kommen kann. Der Kontakt zwischen dem Umgebungsmedium Wasser und Kupferstab/-sulfatlösung erfolgt ausschließlich über den Holzstopfen und nicht über den gesamten Elektrodenkörper wie bei bekannten Tonzylindern. Desweiteren werden durch den wasserdichten, jedoch für Wartungszwecke lösbaren, Aufbau der gesamten Elektrode unerwünschte Kontakte der stromleitenden Teile und ein Auslaufen oder eine Verdünnung der Kupfersulfatlösung verhindert.

Bezugszeichenliste

1

Trägersystem

2

Meßwertaufnahmevorrichtung

2.1

Meßkabel 50 m

2.2

Meßkabel 100 m

2.3

Schwenkarm

2.4

Meßkabel fuhr Leitfähigkeit und Temperatur

3

Meßeinrichtung

3.1

Anzeige- und Steuervorrichtung

3.2

Meßmodul

3.2.1

Steuerblock

3.2.2

Vorverstärkerblock

3.3.3

Stromgenerator

4

Elektroden

4.1

Holzstopfen

4.2

Schlauchschelle/Kabelbinder

4.3

Kunststoffschlauch

4.4

Kupferstab

4.5

Gummistopfen

4.6

Kupferhülse

4.7

Verschraubung

4.8

Blindstopfen

4.9

Verbindungsleitung

4.10

Trichterförmiger Kunststoffteil

4.11

Druckfeder

4.12

Kupferplatte

4.13

Senkbohrungen

Claims

1. Anordnung zur computergestützten Durchführung geophysikalischer Messungen in wasserbedeckten Gebieten mittels natürlicher und/oder induzierter geophysikalischer Felder durch Eigenpotential- und Widerstandsmessungen, gekennzeichnet dadurch, daß die komplexe Anordnung aus einem Trägersystem (1), welches sich mit einer konstanten Geschwindigkeit auf einer Geraden bewegt, einer Meßwertaufnahmevorrichtung (2) mit zwei Meßkabeln von 50 m (2.1) und 100 m (2.2) Länge, die an einem Schwenkarm (2.3) am Ende des Trägersystems (1) in einem Abstand von 5 m zueinander verankert, in regelmäßigen Abständen mit Schwimmkörpern versehen und mittels einer Steckerverbindung mit einer Meßeinrichtung (3) verbindbar sind, besteht, die Meßeinrichtung (3) aus einer durch einen Notebook-Computer, aufgerüstet mit einer AD-Wandlerkarte, gebildeten Anzeige- und Steuervorrichtung (3.1), einem mit dem Computer verbundenen Meßmodul (3.2) und der Meßwertaufnahmeeinrichtung (2) mit den Meßkabeln (2.1, 2.2), die mit Elektroden (4) bestückt sind, als Meßkomplex ausgebildet ist, daß das Meßmodul (3.2) selbst aus einem Steuerblock (3.2.1), einem Vorverstärkerblock mit Multiplexer (3.2.2) und einem Stromgenerator (3.2.3) besteht und über die Tastatur des Notebook-Computers mit der Anzeige- und Steuervorrichtung (3.1) verbunden ist und daß mittels einer speziellen Software, durch den Steuerblock (3.2.1) gesteuert, die Erfassung und Aufbereitung der vom Meßmodul (3.2) kommenden Meßdaten, deren Sichtbarmachung auf der Anzeige- und Steuervorrichtung (3.1), die Stromabgabe durch den Stromgenerator (3.2.3) an die Elektroden (4) zur Wider standssondierung sowie das Umschalten des Multiplexers realisierbar und aufbereitete Daten im Notebook-Computer auf Datenträgern speicherbar sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Vorverstärkerblock mit Multiplexer (3.2.2) aus 28 Verstärkern mit differentialen Eingängen die aus der Meßwertaufnahmevorrichtung (2) kommenden Signale verstärkt und über den Multiplexer an die AD-Wandlerkarte weiterleitet.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Stromgenerator (3.2.3) den für die Widerstandssondierung erforderlichen "Quasi"-Gleich strom - sehr niedrig frequenter Wechselstrom - bereitstellt, wobei Frequenz und Form dieses Stromes durch den Steuerblock (3.2.1) definierbar sind.

4. Anordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß für unterschiedlichen Meßwerte am 50 m Meßkabel (2.1) eine nichtpolarisierbare Elektrode M_Y und auf dem 100 m Meßkabel (2.2) in definierten Abständen von maximal 5 m die Elektroden zur Widerstandssondierung und nicht polarisierbare Elektroden N, M_x1, M_x2 und M_x3 angeordnet sind.

5. Wasserdichte nicht polarisierbare Elektrode zur Durchführung geophysikalischer Eigenpotentialmessungen in wasserbedeckten Gebieten auf der Basis eines in einer Kunststoffhülse in Kupfersalzlösung eintauchenden Kupferstabes, gekennzeichnet dadurch, daß diese aus einem Holzstopfen (4.1) mit mehreren Senkbohrungen (4.13) zur Vergrößerung der Reaktionsfläche, einem ca. 0,25 m langem Kunststoffschlauch (4.3) aus chemikalienresistentem Material, der mit einer gesättigten Kupfersulfatlösung gefüllt ist, Schlauchschelle/Kabelbinder (4.2), einem Kupferstab (4.4), der im Kunststoffschlauch (4.3) in der Kupfersulfatlösung eingetaucht ist und durch einen Gummistopfen (4.5) bis in den oberen Bereich der Elektrode hineinreicht und hier mit einer Kupferhülse (4.6) verbunden ist, sowie einer speziellen Kunststoffverschraubung (4.7), die gemeinsam mit einem Blindstopfen (4.8) die Isolierung der Kontaktübergänge gegen eindringendes Wasser bildet, besteht und daß der Blindstopfen (4.8) außerdem eine Druckfeder (4.11) und eine Kupferplatte (4.12) aufnimmt, wobei die Kupferplatte (4.12) als Kontaktbrücke zwischen Kupferhülse (4.6) und einer Verbindungsleitung (4.9) ausgebildet ist und daß zusätzlich ein trichterförmiges Kunststoffieil (4.10) zur Minderung des Wasserwiderstandes um die Verbindungsleitung (4.9) angeordnet ist.