آريا ملک

مقدمه:

با توجه به افزايش دماي کره زمين و کاهش نزولات جوي و افزايش جمعيت، هر ساله شاهد افت سطح آبهاي زيرزميني مي باشيم که بدليل اهميت انکار ناپذير منابع آبي در زندگي بشر، علم ژئوفيزيک در اين ميان جايگاه ويژه اي برخوردار بوده و مي تواند در اکتشاف لايه هاي آبدار و تشخيص بهترين نقطه جهت حفاري چاهها کمک شاياني بنمايد. با توجه به جوان بودن اين علم در ايران هنوز بسياري افراد از وجود چنين تکنيکي و مزيت هاي آن اطلاع کافي ندارند و همين امر باعث کاهش کاربردهاي آن در ايران شده است. با توجه به هزينه هاي اندک آن در مقايسه با هزينه هاي حفاري و ديگر هزينه هاي مربوط به چاه ها، انجام آن هميشه به نفع بوده و پيشنهاد مي گردد. پروژه هاي اکتشاف آب براي مطالعات ژئوفيزيکي از روش مقاومت ويژه و آرايش الکترودي شلومبرگر انجام مي گردد.

هدف از بررسي هاي ژئوفيزيکي:

عمليات ژئوالکتريک در منطقه براي دستيابي به اهداف زير صورت مي گيرد:

1- تفکيک لايه هاي مختلف در اعماق بواسطه مقاومت ويژه آنها.

2- برآورد ضخامت رسوبات آبرفتي

3- تعيين عمق سنگ کف

4- تعيين محل مناسب حفر چاه آب

5- تعيين و تحقيق در مورد شکستگي هايي که احتمالا در محدوده مورد مطالعه موجود است، در حد امکانات مطالعات ژئوالکتريک.

براي رسيدن به اهداف فوق از عمليات صحرايي و تعبير و تفسير نتايج ژئوفيزيکي استفاده مي شود.

روش مورد استفاده:

بطور کلي در بررسي هاي ژئوفيزيکي براساس اختلاف خصوصيات فيزيکي لايه ها و طبقات متفاوت با سازندهاي مجاور بايستي روشي انتخاب گردد که طبقات مذکور داراي مشخصات متفاوتي از نظر خاصيت فيزيکي مورد اندازه گيري باشند و در هر منطقه با توجه به عوامل متفاوت طبيعي و فني و محدوديت ها و … روش ژئوفيزيکي مناسبي انتخاب مي گردد.

روش ژئوالکتريکي مورد استفاده در اکتشاف آب زيرزميني، روش مقاومت ويژه مي باشد. آن دسته از روشهاي الكتريكي كه در آن جريان از طريق رسانش توسط الكترودهايي به زمين داده مي شود براساس اين واقعيت كار مي كنند كه تغييرات رسانندگي زيرسطح زمين، شكل شارش جريان را در داخل زمين تغيير مي دهد و اين بر توزيع پتانسيل الكتريكي اثر مي گذارد. درج? اين اثر گذاري به اندازه، شكل، محل و مقاومت ويژ? الكتريكي لايه ها يا اجسام زيرسطح بستگي دارد. بنابراين اين امكان وجود دارد كه از اندازه گيري پتانسيل بر روي سطح، اطلاعاتي از زير زمين بدست آيد. پس هدف كاوشهاي الكتريكي، تعيين توزيع مقاومت ويژ? زيرسطحي با اندازه گيري ها در سطح زمين است و با استفاده از اين اندازه گيريها، مي توان مقاومت ويژ? حقيقي زيرسطحي را تخمين زد.

روش هاي ژئوالکتريکي، بطور گسترده در جستجو براي منابع آبهاي زير زميني و نيز تعيين آلودگي هاي آبهاي زيرزميني، در برداشت هاي مهندسي براي تعيين محل حفره ها، گسل ها، شكافها و… استفاده شده است و در سالهاي اخير براي بررسي مسائل زيست محيطي بكار گرفته اند.

براي بدست آوردن مقاومت ويژ? زمين، جريان الكتريكي بوسيل? دو الكترود به زمين تزريق مي گردد و اختلاف پتانسيل بين دو نقطه نيز با استفاده از دو الكترود ديگر اندازه گيري مي شود، براي ترتيب قرار گرفتن الكترودهاي جريان و پتانسيل و فاصل? آنها حالتهاي مختلفي وجود دارد كه هر حالت را يك آرايش الكترودي مي گويند. انتخاب نوع آرايش در يك برداشت به عواملي از قبيل نوع ساختارهاي مورد مطالعه در منطقه، حساسيت دستگاه اندازه گيري مقاومت ويژه، سطح نويز زمينه، هدف برداشت و هزينه و سرعت برداشت مربوط مي گردد.

مهمترين آرايش هاي الكترودي مورد استفاده در برداشت هاي مقاومت ويژه عبارتند از: ونر، شلومبرگر، دوقطبي- دوقطبي، قطبي- دوقطبي، گراديان، نيم ونر و نيم شلومبرگر.

آرايش شلومبرگر يكي از پركاربردترين آرايش ها براي براي برداشتهاي مقاومت ويژه و اكتشافات الكتريكي است. در اين آرايش، بطور معمول، الكترودهاي پتانسيل به فاصل? كم از يكديگر بين الكترودهاي جريان قرار مي گيرند. ترتيب قرارگيري الكترودها در شكل زير نشان داده شده است. الكترودهاي جريان و پتانسيل بصورت متقارن نسبت به مركز (نقط? O) قرار مي گيرند و داد? اندازه گيري شده به زير اين نقط? مركزي نسبت داده مي شود.

شكل1: نحو? قرار گيري الکترودها در آرايش شلومبرگر

مقاومت ويژه الکتريکي که بدين طريق بدست مي‌آيد را مقاومت ويژه ظاهري گويند. براساس استانداردي که مربوط به مقاومت ويژه جنس‌هاي مختلف خاک و سنگ و همچنين دانسته‌هايي که در مورد مقاومت الکتريکي موادي مثل آب، فات، حفرات و… ارائه شده است مي‌توان به اکتشاف زيرزميني و تمييز لايه‌ها پرداخت.