Skytem Take Off
Forskere på Aarhus Universitet har udviklet systemerne tTEM og SkyTem, som bruges til at scanne og kortlægge undergrunden med brug af elektromagnetisme. SkyTEM foregår ved hjælp af helikopter og bruges til at afdække store områder, mens tTEM er en metode, hvor scanneren trækkes efter et køretøj.

Danske specialister er i stand til at lave detaljerede scanninger af undergrunden og sikrer dermed californiske myndigheder og forsyningsselskaber tiltrængte data om vandets veje nede i jorden.

Delvist indhyllet i en støvsky kører et mindre terrængående køretøj med to styk
påhæng på slæb frem og tilbage på en åben mark. Oven over alting stråler en middagssol, som er temmelig gavmild.

For dette er Californien, nærmere bestemt lidt nordvest for delstatshovedstaden Sacramento.

Processionen er spydspids i et bredt fremstød for dansk vandteknologi i USA, Water Tech-nology Alliance.

Iført styrthjelm og en cyklamengul vest over sit tøj i jordfarver styrer Max Halkjær ”vogntoget” hen over den kommende lucernemark.
Han er geofysiker og hydrogeolog, og han er udsendt af rådgivningsfirmaet Rambøll, som har indgået en aftale med den californiske stats afdeling for vandressourcer om at foretage en analyse om vandstrømme i de øverste jordlag på et areal på op mod 600 hektar.

Californien er særlig udfordret, når det gælder vand. Klimaændringer får kun problemet til at vokse. Dels forventes mængden af vandholdig sne i bjergene om vinteren at svinde ind – et fænomen, der blev illustreret under den hårde tørke i delstaten i årene i 2011-2017.
Det har øget fokus på vand i undergrunden.

Dels øges sandsynligheden for ikke kun tørke, men også skybrud og andet ekstremt regnvejr som følge af klimaændringer.

Det er her, at Rambøll-projektet kommer ind i billedet. Det forklarer Max Halkjær, som har titel af markedschef, da han har udskiftet styrthjelmen med en blød hat med skygge og overladt ratten til en amerikansk assistent.

”Der er et ønske om at undersøge, hvor meget vand der kan trænge gennem diget, når der er pres på i Sacramento-floden, og floden går over sine bredder,” siger Max Halkjær og peger over mod en græsbevokset vold - og mod floden i samme retning et par kilometer borte.

”Der er også et ønske om at kende jordbundens beskaffenhed på markerne for det tilfælde, at de skal bruges som bassiner til at tilbageholde og forsinke overskydende vandmængder fra floden,” siger Halkjær.

Svarer til hospitalsscanning

Køretøjet med påhæng er i virkeligheden avanceret teknologi, som er udviklet i Danmark. Det første aflange og forgrenede røde påhæng på meder er en sender, som skaber et elektromagnetisk felt. Det andet påhæng, en fastsurret hvid kasse ligeledes på meder, er en modtager.

”Når der bliver slukket for det elektromagnetiske felt, forplanter et felt af diffuse strømme sig ned i jorden. Modtageren registrerer, hvor hurtigt feltet dør hen. I sand dør feltet hurtigt hen, fordi der er høj modstand. I ler dør det langsomt hen. Proceduren svarer til en scanning af patienter på et hospital,” fortæller Max Halkjær.

”Vogntoget” kører i baner med cirka 30 meters mellemrum og kan på den måde lave målinger, der dækker hele arealet.

De indsamlede data bliver i realtid koblet med GPS-registrering af lokation og kan bruges til at generere tredimensionelle billeder.

”Ved hjælp af en algoritme kan vi lave en model, der giver informationer om den geologiske variation i det øverste jordlag ned til 50 meters dybde. Og det er med et højt detaljeniveau,” oplyser Max Halkjær, mens han sætter sig ind på førersædet i den hvide Dodge Ram 2500 heavy duty-pickuptruck, som han og kollegaen bruger til at fragte køretøjer og påhæng rundt. Han gør klar til at køre, men ønsker at tjekke på sin lille, medbragte bærbare computer, at registreringerne forløber som planlagt.

Analysen er nyttig for de californiske delstats-myndigheder, fordi de således får nøje kendskab til, hvor i jorden der er vandførende sand, og hvor der er vandstoppende ler.

Sacramento med cirka en halv million indbyggere er blandt de større byer i USA, som er mest udsat for oversvømmelser. Sacramento-floden, den største i det nordlige Californien, er gentagne gange gået over sine bredder – senest i 2017.

Den mest ødelæggende oversvømmelse var i 1986, hvor der faldt et halvt års regn på en uges tid. 13 mennesker omkom, 50.000 måtte evakueres, og der skete materielle ødelæggelser for over 400 millioner dollars (cirka 2,7 milliarder kroner).

Den hvide Dodge Ram bruger Max Halkjær til at fragte ATV'en og scanningsudstyret rundt i Californien.

Også scanning fra luften

Den sofistikerede teknologi til scanning af jordbunden ved at køre hen over terrænet er udviklet på Aarhus Universitet og kaldes tTEM. Samme forskergruppe har lavet et beslægtet system, som er luftbåret. I denne version hænger en sender og transmitter under en helikopter, som flyver i lav højde hen over jordområder, der skal undersøges. SkyTEM hedder dette system, som nu udbydes af et kommercielt dansk firma med samme navn.

Også SkyTEM bruges til at lave analyse af vandets veje i de øverste jordlag i Californien, og her er det prestigiøse Stanford Universitet en vigtig samarbejdspartner.

Nøglepersonen på universitetet er Rosemary Knight, professor i geofysik, som Max Halkjær stiftede bekendtskab med ved et californisk arrangement om vand. Hun har gennem en årrække forsket i metoder til at tolke grundvandsdata mere præcist. Hun fortæller, at der er stor begejstring hos de tre deltagende amter halvvejs henne i det toårige dansk-amerikanske projekt, som er støttet med 4,1 millioner kroner af Miljøteknisk Udviklings- og Demonstrationsprogram (MUDP) under Miljø og Fødevareministeriet.

Aktiviteterne er kommet i stand på foranledning af Water Technology Alliance

”Det ville tage en evighed med kortlægningen, hvis vi alene skulle bruge metoden med køretøjet i Californien. Helikoptermetoden er mere effektiv. Desuden kan vi danne et billede ned i 300-400 meters dybde, og når der er tale om grundvandssystemer er det typisk så langt, vi gerne vil ned,” siger Rosemary Knight på sit kontor, der ligger centralt på campus på Stanford Universitet syd for San Francisco. Hun tilføjer, at der dog også er mange kilder tættere på jordoverfladen.

Dårlig adgang til overfladevand har i perioder medført ureguleret pumpning og brug af grundvand, som kan have uoprettelige følger for jorden, som til sidst synker sammen, fortæller Rosemary Knight, professor i geofysik.