عملیات آب یابی برای اراضی کشاورزی در ماهیدشت کرمانشاه

بخشی از گزارش تهیه شده

معرفی روش ژئوالکتریک

مقدمه:

در مناطق ناشناخته و مشكوك به وجود ذخایر آب زيرزميني مطلوب ازنظر کمی و کيفي، چنانچه مطالعات زمین‌شناسی سطحي نتواند جواب اطمينان بخشي بدهد و درعین‌حال نتواندر خصوص وجود آب با اطمینان بالا نظر داد، از روش‌های مطالعات ژئوفيزيكي براي شناسایی وضعيت لایه‌های زيرزمين و منابع موجود در آن‌ها استفاده می‌کنند.
به‌منظور بررسي وضعيت ساختماني سازندها، تفكيك لایه‌ها، تعيين موقعيت و نوع ذخایر زيرزميني مثل هيدروکربورها، آب و يا مواد معدني گوناگون و سرانجام مشخص کردن خصوصيات فيزيكي لایه‌ها نظير ضرایب الاستيك و مقاومت ويژه الكتريكي و … کاوش‌های ژئوفيزيكي انجام می‌شود.
قوانين جاذبه گرانشي و نحوه انتشار امواج الاستيك پاسخگوي چگونگي تأثير میدان‌های مغناطيسي و الكتريكي بر روي مواد متشكله لایه‌های زمين می‌باشد و چنانچه نتايج به‌دست‌آمده به‌طور صحيح تعبير و تفسير شوند، اطلاعات مفيد و ارزشمندي از وضعيت زمین‌ساخت محدوده موردمطالعه و محل تجمع کانی‌های معدني و سفره‌های آب زيرزميني در اختيار متخصصين قرار می‌دهد

اساس اکتشافات ژئوفيزيكي با توجه به منشأ کمیت‌های فيزيكي موردبررسی به دو گروه عمده تقسيم می‌شود.
در گروه اول کمیت‌های فيزيكي با منشأ طبيعي شامل راديومتري طبيعي، گران سنجي، مغناطيس سنجي، فاکتورهاي حرارتي و مكانيسم زمین‌لرزه‌ها در مهندسي زلزله و تعيين پتانسيل خودزا بررسي می‌گردند.
در گروه دوم که اکثر روش‌های معمول ژئوفيزيكي جزو آن می‌باشد، عکس‌العمل زمين و لایه‌ها به جريانات مصنوعي اعمال‌شده، موردمطالعه قرار می‌گیرد و شامل روش‌های لرزه‌نگاری و الكتريكي می‌باشد . در کاوش‌های الكتريكي، فاکتورهاي مقاومت، پلاريزاسيون القائي (IP) ، اکتشافات الكترومغناطيسي(EM) و …. اندازه‌گیری می‌گردند.
در روش‌های معمول ژئوفيزيكي وضعيت لایه‌هاي زمين و تشخيص محل حفره‌ها و شکستگی‌های موجود، ضخامت رسوبات آبرفتي و عمق سنگ کف، برآورد کمي و کيفي آبدهي سفره‌های آبدار زيرزميني و تعيين پارامترهاي ديناميكي و ساير مشخصات فيزيكي لایه‌ها بررسي و مطالعه می‌شوند
متداول‌ترین شیوه‌ی مطالعات در اين روش بررسی‌های ژئوالكتريكي و لرزه‌نگاری می‌باشد که امكان مطالعه لایه‌ها را تا عمق محدودي ميسر می‌نماید.

انجام مطالعات ژئوالكتريك

اساس انجام مطالعات ژئوالكتريك بر تعيين مقاومت مخصوص الكتريكي زمين (Ressistivity Measurment) با استفاده از فرمول ساده

V((اختلاف‌پتانسیل = I ( شدت‌جریان ) × R ( (مقاومت)
برنامه ريزي شده است . اندازه‌گیری مقاومت ويژه الكتريكي از روش‌های متداول ژئوفيزيكي به‌منظور شناسایی نوع رسوبات و ذخایر معدني فلزي و غيرفلزي و عمدتاً شناسايي سفره‌های آب زيرزميني، می‌باشد .
چون مواد مختلف تشکیل‌دهنده لایه‌ها داراي مقاومت ويژه الكتريكي متفاوتي هستند، با استفاده از اين روش می‌توان لایه‌ها و مواد مختلف را از يكديگر تفكيك کرد، مقاومت ويژه الكتريكي تابعي از قابليت هدايت الكتريكي است و به‌طورکلی به جنس و ميزان تراکم کانی‌های متشكله سنگ بستگي دارد . بنابراين مقدار مقاومت مخصوص الكتريكي و يا قابليت هدايت الكتريكي به عوامل متعدد زير بستگي دارد:
الف- حجم، وضع قرار گرفتن و نحوه ارتباط خلل و فرج و فضاهاي باز موجود در سنگ
ب- حجم آب موجود در خلل و فرج و شکستگی‌ها و قابليت هدايت الكتريكي آن در ارتباط با مقدار املاح موجود
ج- جنس کانی‌های تشکیل‌دهنده سنگ‌ها

مقاومت ويژه الكتريكي يك لايه به وضعيت زمين شناسايي منطقه موردمطالعه بستگي دارد و براي تفكيك لایه‌ها برحسب جنس ، علاوه بر اندازه‌گیری مقاومت ويژه الكتريكي آن‌ها می‌باید مقاومت ويژه تشكيلات زمین‌شناسی موجود در آن منطقه نيز مطالعه شود.

در اين روش ابتدا مقاومت ظاهري الكتريكي زمين با استفاده از دستگاه‌های مربوطه اندازه‌گیری و به کمك داده‌های حاصل می‌توان مقاومت ويژه الكتريكي و ضخامت لایه‌هاي زيرزميني را محاسبه نمود
دقت نتايج به‌دست‌آمده تابعي از سلامت دستگاه‌ها و کابل‌های جريان، تخصص و مهارت نيروي انساني، شرايط جوي و عوامل محيطي، می‌باشد.

روش اجرا

تفكيك و شناسايي لایه‌هاي زمين برحسب مقاومت ويژه الكتريكي آن‌ها توسط سونداژ الكتريكي صورت می‌گیرد، نحوه عمل بدين ترتيب است که يك جريان الكتريكي مستقيم توسط دو الكترود جريان A و B از جنس فلز برنج به زمين ارسال شده و هم‌زمان با آن اختلاف‌پتانسیل بین دو الكترود مياني(MN) را در سطح زمين اندازه‌گیری می‌نمایند.
با توجه به نحوه قرارگیری دو الكترود فرستنده جريان A) و ( Bو دو الكترود گيرنده جريان يا ولتاژ (M,N) نسبت به يكديگر و معلوم بودن مقادير شدت‌جریان ارسالي(I) و اختلاف‌پتانسیل برگشتي(V) در سطح زمین با استفاده از فرمول اهم می‌توان مقدار مقاومت ويژه الكتريكي را اندازه‌گیری کرد. بر اساس نحوه قرار گرفتن الكترودها نسبت به يكديگر، آرایه‌های مختلفي نظير شلومبرژه، ونر، دوقطبی، قطبي -دوقطبی، حامل و … را می‌توان نام برد . آرايش شلومبرژه مناسب‌ترین نوع در انجام سونداژ الكتريكي می‌باشد. در اين نوع آرایه‌ها دو الكترود فرستنده جريان B و A در طرفين دو الكترود گيرنده جريان N و Mو در يك امتداد در سطح زمين قرار می‌گیرند . اين چهار الكترود نسبت به نقطه مرکزي(O) که به‌عنوان محل انجام سونداژ الكتريك در نظر گرفته می‌شود، متقارن بوده و همواره فاصله الكترودهاي A و B بزرگ‌تر از ٥ برابر فاصله الكترودهاي M و N می‌باشد.