ABSTRACT
CONTENTS Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 Background . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
Sample Density . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252 How Geophysical Methods Are Used . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253 Continuous and Station Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254 Site Investigation Methods Are Scale Dependent . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
Applications of Geophysical Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Assessing Hydrogeologic Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Detecting and Mapping Contaminant Plumes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Locating and Mapping Buried Wastes and Utilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
Airborne, Surface, and Downhole Geophysics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256 Remote Sensing and Airborne Geophysical Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
Imaging Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 Nonimaging Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
Surface Geophysical Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 Ground-Penetrating Radar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261 EM and Resistivity Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263
Electromagnetics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265 Resistivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267
Direct Current Resistivity Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 2D Resistivity Imaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 Capacitively Coupled Resistivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268
Comparison of EM and Resistivity Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268 Seismic Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
Seismic Refraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Seismic Reflection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 Surface Wave Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
Microgravity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Metal Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 Magnetometry . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274 Measurements over Water . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
Downhole Geophysical Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 Nuclear Logs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Natural Gamma Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Gamma-Gamma (Density) Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277 Neutron-Neutron (Porosity) Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
Nonnuclear Logs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 Induction Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 Resistivity Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281 Resistance Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 Spontaneous-Potential Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 Temperature Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 Fluid Flow . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282 Fluid Conductivity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 Mechanical Caliper Log . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 Imaging of Borehole Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283
Applications of Geophysical Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 Assessing Hydrogeologic Conditions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 283 Detecting and Mapping Contaminant Plumes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287 Locating and Mapping Buried Wastes and Utilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 290
Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 Selection of Geophysical Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
Remote sensing and geophysical methods encompass a wide range of airborne, surface, and downhole tools that provide a means of investigating hydrogeologic conditions and locating buried waste materials. Under certain conditions, some of the geophysical methods provide a means of detecting contaminant plumes.
