مقایسه و تلفیق نتایج پردازش، مدل‌سازی و تفسیر داده‌های توموگرافی الکتریکی و GPR برای شناسایی اهداف و ساختارهای زیرسطحی کم‌ژرفا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی‌ارشد، سازمان زمین‌شناسی و اکتشافات معدنی کشور، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

3 استادیار، دانشکده مهندسی معدن، نفت و ژئوفیزیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

هر روش ژئوفیزیکی مزایا و معایب ویژه خود را دارد. تلفیق نتایج حاصل از برداشت به روش‌های مختلف ژئوفیزیکی سبب پوشش نقطه ضعف هر روش به وسیله روش‌های دیگر می‌شود. به همین دلیل بررسی‌های مختلف اکتشافی، مهندسی، زیست محیطی و غیره با استفاده از چندین روش مختلف ژئوفیزیکی، معمولاً نتایج معتبرتری را در اختیار قرار می‌دهند. در این پژوهش نیز سعی شده است تا با تلفیق نتایج برداشت به روش‌های توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی (ERT)و رادار نفوذی به زمین (GPR) به بررسی نقاط قوت و ضعف هر یک از این دو روش‌ پرداخته و در پایان، در نتیجه تلفیق نتایج، تفسیر دقیق‌تر و با اطمینان بالاتری ارائه شود. روش ERT یکی از روش‌های برداشت بهینه از زیرمجموعه‌های روش مقاومت ویژه است که در مناطق با زمین‌شناسی پیچیده نتایج قابل اتکایی را در اختیار قرار می‌دهد. روش GPR نیز از روش‌های غیر مخرب ژئوفیزیکی با قدرت تفکیک بالا است که در آن با ارسال امواج الکترومغناطیس بسامد بالا به زمین و ثبت امواج بازتابی از فصل مشترک لایه‌های زیر سطحی، به بررسی‌ زیر سطح زمین در ژرفای کم پرداخته می‌شود. در این پژوهش، قنات به عنوان هدفی مناسب برای شناسایی با این دو روش انتخاب و سپس، برداشت‌های ERT و GPR بر روی منطقه دربرگیرنده هدف مزبور انجام شد. نتایج حاصل از پردازش، مدل‌سازی و تفسیر داده‌های برداشت شده نشان داد که از نقطه نظر مقایسه دو روش یادشده، روش GPR قدرت تفکیک بالاتری دارد ولی روش ERT دارای ژرفای نفوذ بیشتری است. این دو روش در نشان دادن پدیده‌هایی مانند وجود حفرات، تغییرات در ابعاد ذرات و نیز نفوذ رطوبت توافق و همخوانی خوبی دارند. همچنین با تلفیق نتایج حاصل از این دو روش با یکدیگر مشخص شد که دقت و اطمینان تفسیر به طور قابل ملاحظه‌ای افزایش ‌می‌یابد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison and Integration of the Results Obtained from Processing, Modeling and Interpretation of Electrical Tomography and GPR Data for Detection of Subsurface Shallow Targets and Structures

نویسندگان [English]

  • E Eshaghi 1
  • A Kamkar-Rouhani 2
  • A Arab-Amiri 3
1 M.Sc., Geological Survey of Iran, Tehran, Iran
2 Associate Professor, School of Mining, Petroleum and Geophysics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
3 Assistant Professor, School of Mining, Petroleum and Geophysics, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده [English]

Every geophysical method has its own advantages and disadvantages. The integration of the results obtained from surveys using various geophysical methods causes the weaknesses of a particular geophysical method to be covered by the other geophysical methods. For this, different exploration, engineering, environmental and other investigations using various geophysical methods usually provide more reliable results. In this research work, it is attempted to integrate the results of electrical resistivity tomography (ERT) and ground-penetrating radar (GPR)surveys in order to examine the advantages and weaknesses of each of the two methods, and finally, to present more accurate and more reliable interpretation as a result of this integration. The ERT method that is, in fact, one of optimal resistivity survey methods, renders acceptable results in complex geology areas. The GPR method as a high resolution non-destructive geophysical method, which is based on transmission of electromagnetic waves in the ground and recording the reflected waves from the interfaces of the subsurface layers, is used for shallow subsurface investigations. In this research work, a water qanat was selected as a suitable target for detection by these two geophysical methods, and the, ERT and GPR surveys were carried out in an area enclosing the target. The results obtained from processing, modeling and interpretation of the acquired data indicated that the GPR method, compared to the ERT method, had higher resolution than the ERT method. However, the ERT method, compared to the GPR method, had higher depth of penetration. The results of both methods were mainly in good agreement with each other in depicting features such as subsurface cavities, variation of the grain sizes of the subsurface sediments and water percolation from the qanat to its surroundings. Furthermore, following the integration of the results of these two methods, it was found that the accuracy and reliability of the interpretation were considerably enhanced.

کلیدواژه‌ها [English]

  • electrical resistivity tomography (ERT)
  • Ground penetrating radar (GPR)
  • Subsurface targets
  • Water qanat
  • depth of penetration
  • Resolution