An experimental investigation has been carried out using GPR -Ground Penetrating Radar method in Taquari River, located in Pantanal Matogrossense BasinBrazil, in order to understand the silting process on the river bottom and also to map the channels along the river, that is essential to local navigation. Many GPR profiles have been carried out in Lower Taquari river, near Santa Maria and Porto Santa Luzia farms. Preliminary interpretations were encouraging, allowing to located the channels of the river and the occurrence of very big sand deposits, showing the viability of GPR application to Taquari river sedimentation process studies. All data collected are now been analysed in order to understand the local dynamic sedimentation process, as part of a MSc. Dissertation in progress by an IAG-USP student. Results from these geophysical investigations are going to serve as guidance to multidisciplinary studies of Pantanal Program, by government of Mato Grosso do Sul State.Keywords: GPR-Ground Penetrating Radar, Taquari River, Pantanal Wetland, silting up, River Channel. RESUMOUm levantamento experimental GPR (Ground Penetrating Radar) foi realizado no Rio Taquari, na Bacia do Pantanal Matrogrossense, Brasil, visando entender os processos de assoreamento na base do Rio e mapear os canais ao longo do Rio, que são essenciais para a navegação local. Muitos perfis GPR foram realizados no baixo Taquari, próximos à Fazenda Santa Maria e à Fazenda Porto Santa Luzia. Interpretações preliminares foram interessantes, permitindo localizar os canais do Rio e a ocorrência de grandes depósitos de areia, mostrando a viabilidade das aplicações do GPR em estudos de processos de sedimentação no Rio Taquari. Todos os dados adquiridos estão sendo analisados visando entender a dinâmica local nos processos de sedimentação, como parte de uma dissertação de mestrado em andamento por um estudante no IAG-USP. Os resultados deste levantamento geofísico servem com um guia para os estudos multidisciplinares do Programa Pantanal do governo do Estado do Mato Grosso do Sul.Palavras-chave: GPR-Ground Penetrating Radar, Rio Taquari, Pantanal Matogrossense, assoreamento, canais do rio.
RESUMO.O emprego pioneiro do método GPR sobre aságuas do Rio Taquari na Planície do Pantanal Matogrossense mostrou que o uso desta metodologia sobre lâmina d'águaé um procedimento perfeitamente viável e o seu desempenho depende da condutividade daágua do rio e do contraste dielétrico entre os sedimentos investigados. Esta pesquisa permitiu propor alguns parâmetrosótimos para a aquisição de dados GPR sobre lâmina d'água, tais como, o cálculo da velocidade da onda eletromagnética naágua, a direção do perfil em relação ao fluxo do rio, o espaçamento entre as antenas, o intervalo de amostragem temporal e o empilhamento dos traços. Os resultados obtidos permitiram identificar claramente algumas estruturas no leito do Rio Taquari, tais como, bancos de areia, dunas, canais, os locais de arrombamento das margens do rio, conhecidos como "bocas" e as reflexões múltiplas. As reflexões múltiplas encontradas nos perfis GPR foram removidas ou atenuadas através da filtragem de deconvolução, sendo este procedimento inédito em dados GPR adquiridos sobre lâmina d'água. Os procedimentos de filtragens testados para a remoção das reflexões múltiplas foram: filtragem inversa por mínimos quadrados utilizando o software GRADIX; filtragem preditiva de Wiener utilizando o programa SUPEF do pacote Seismic Unix; filtragem preditiva de Wiener-Levinson através dos algoritmos monocanal aplicado em todo o perfil e monocanal "por partes" do perfil; e a filtragem preditiva de Wiener-Levinson através do algoritmo multicanal "por partes" do perfil. Os algoritmos de filtragem preditiva de Wiener-Levinson monocanal e multicanal, desenvolvidos pelo Prof. Dr. Milton J. Porsani (CPGG -UFBA), foram adaptados para serem utilizados nesta pesquisa. De maneira geral, os filtros deconvolutivos testados mostraram-se mais eficazes em regiões onde não ocorrem variações abruptas no fundo do leito do rio e a espessura da lâmina d'águaé superior a dois metros. A utilização dos filtros deconvolutivos foi eficiente sobre os dados GPR removendo ou atenuando as feições múltiplas presentes. Os melhores resultados foram obtidos com o filtro preditivo multicanal "por partes" devidoà sua maior estabilidade e robustez, seguido dos filtros monocanal "por partes" e monocanal ao longo de todo o perfil. Entretanto, a filtragem inversa utilizando o software GRADIX não removeu as reflexões múltiplas. Os promissores resultados obtidos com os filtros deconvolutivos disponibilizam esta metodologia como uma ferramenta eficaz na remoção de múltiplas de dados GPR adquiridos sobre lâmina d'água. Além disso, esta pesquisa nos permite qualificar a metodologia GPR como promissora para o estudo sobre a origem dos arrombamentos nas margens do rio e as alterações hidrológicas na Planície do Pantanal Matogrossense, na região do leque aluvial do Rio Taquari.ABSTRACT. The pioneer employment of GPR method on Taquari River's waters in Pantanal Matogrossense Plain showed that the use of this methodology on water is a perfectly viable procedure and its performance depends on the conductivity of the...
A novel and timely ground penetrating radar (GPR) survey has been carried out in Pantanal from Mato Grosso State, west-central Brazil. Fieldwork was carried out on February/2001 and August/2002 in an attempt to understand avulsion processes that are occurring within Taquari alluvial megafan. The main objectives were to map channel, crevasse and floodplain morphology, as well as active sedimentary bedforms. Many GPR profiles were acquired in the medium and lower Taquari River course. Subaqueous megaripples and exposed sand bars were identified in the medium fan area. Similar features were observed in the lower fan channels, where there were many crevasses in the marginal levees. During the flooding seasons, the flow splays out on to the floodplain, where new distributary channels are being formed. GPR data show that the lower fan, Taquari channel is topographically higher than the adjacent floodplain, thus favoring avulsion as a natural process of river course shifting. GPR data obtained during the wet and dry seasons, together with sedimentology information have been very important in characterizing the fluvial dynamics, and avulsion phenomena.
ABSTRACT. This paper presents results obtained from the acquisition and processing of GPR (Ground Penetrating Radar) data recorded on the water surface of the Taquari River in the Pantanal wetland. This unconventional mode of use of the GPR method has shown to be quite viable and had allowed us to set some optimal parameters for GPR data acquisition on water surface, acting as a guiding tool for future GPR works in similar regions. The obtained GPR sections have allowed the clear identification of some physiographic structures of the riverbed, in addition to primary reflections and events corresponding to multiple reflections.We have applied the Wiener-Levinson predictive deconvolution (PD) method to remove the multiple reflections present in the GPR sections. PD method has been successfully used in the petroleum industry for marine seismic data processing. PD in the mono and multichannel modes were applied on three GPR sections. The deconvolved sections have demonstrated that the attenuation of the multiple reflections in the radargrams has been more efficient in regions where no abrupt variations occur in the riverbed and the thickness of the water surface is greater than two meters.Even though this work has a local feature, the promising results obtained with the Wiener-Levinson PD method, both mono and multichannel, suggest the employment of this methodology as an effective tool in the removal of multiple reflections present in GPR data acquired on the surface of rivers and lakes. RESUMO. Neste trabalho apresentamos resultados obtidos com a aquisição e o processamento de dados de radar de penetração no solo (GPR -Ground PenetratingRadar) registrados sobre aságuas do Rio Taquari, na Planície do Pantanal Matogrossense. Esta modalidade não convencional de utilização do método GPR, demonstrou ser bastante viável e permitiu estabelecer alguns parâmetrosótimos para a aquisição de dados GPR sobre a lâmina d'água, podendo servir de guia para os futuros trabalhos de GPR em regiões similares. As seções obtidas permitiram identificar claramente algumas estruturas no leito do Rio Taquari, tais como bancos de areia e canais do rio, além de reflexões primárias e fortes eventos correspondentes a reflexões múltiplas.Para remoção das reflexões múltiplas, presentes nas seções GPR, utilizamos o método de filtragem denominado deconvolução preditiva (DP) de Wiener-Levinson que possui seu uso consagrado na indústria do petróleo para processamento de dados sísmicos marítimos. A DP de Wiener-Levinson, nas modalidades mono e multicanal, foram aplicadas sobre três seções fluviais de dados GPR. As seções deconvolvidas demonstraram que a atenuação das reflexões múltiplas nos radargramas foi mais eficaz em regiões onde não ocorrem variações abruptas no leito do rio e a espessura da lâmina d'águaé superior a dois metros.Embora este trabalho tenha sido de caráter local, os resultados promissores obtidos, com o método de DP de Wiener-Levinson, mono e multicanal, sugerem o emprego desta metodologia como uma ferramenta eficaz na remoção de ...
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