Transcript PowerPoint

ΤΡΟΠΟΙ ΜΕΤΡΗΣΗΣ: ΔΙΔΙΑΣΤΑΤΗ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗ
 Συνδυασμός βυθοσκόπησης και όδευσης με σκοπό την
καταγραφή τόσο της πλευρικής όσο και της εις βάθος
μεταβολής της γεωηλεκτρικής αντίστασης.
 Αρχική ερμηνεία με ψευδοτομή.
(a )
a
ΔΙΔΙΑΣΤΑΤΗ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗ
ΚΑΙ ΨΕΥΔΟΤΟΜΗ
WENNER
1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
11
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
4
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
5
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
6
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
3a
ΨΕΥΔΟΤΟΜΗ: ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΧΑΡΤΗ
ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΩΝ
7
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
16
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
8
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
17
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
9
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
18
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Χ= ΚΕΝΤΡΟ ΜΕΤΡΗΣΗΣ
(b )
1
2
3
4
5
6
7
8
9
12
11
10
a
1
a
A IR
EARTH
2
3
4
5
6
7
8
9
a
n= 1a
10
11
12
13
14
15
n= 2a
a
Υ= a
16
18
17
n= 3a
(c )
D is ta n ce (m )
1 .2
1
33
2 .2
35
3 .2
39
17
4 .2
40
30
83
44
43
5 .2
6 .2
206 142
45
21
70
32
36
92
93
37
22
39
51
59
38
32
21
8 .2
62
61
28
38
5
7 .2
1 0 .2
63
65
77
46
28
26
9 .2
57
45
28
25
24
62
57
48
38
11 .2
67
54
44
1 2 .2
34
1 3 .2
23
(a )
ΔΙΔΙΑΣΤΑΤΗ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗ
ΚΑΙ ΨΕΥΔΟΤΟΜΗ
ΔΙΠΟΛΟΥ-ΔΙΠΟΛΟΥ
a
1
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
2
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
12
13
6
Υ= ΣΗΜΕΙΟ ΤΟΜΗΣ ΓΡΑΜΜΩΝ ΣΕ
45ο ΑΠΟ ΤΑ ΚΕΝΤΡΑ ΤΩΝ ΔΥΟ
ΔΙΠΟΛΩΝ
4
11
5
7
Χ= ΚΕΝΤΡΟ ΜΕΤΡΗΣΗΣ
3
10
4
ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΑΝΤΙΣΤΑΣΕΩΝ
2
9
3
ΨΕΥΔΟΤΟΜΗ: ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΧΑΡΤΗ
1
14
(b )
1
A IR
EA RTH
2
3
4
5
6
7
8
a
1
5
9
12
14
n= 1a
2
6
3
10
7
13
11
n= 2a
n= 3a
4
8
45
o
n= 4a
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΨΕΥΔΟΤΟΜΗΣ
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΨΕΥΔΟΤΟΜΗΣ
ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ
Οι παραδοσιακές διδιάστατες μετρήσεις παρουσιάζουν δυο
προβλήματα:
•Αργή και επίπονη λήψη μετρήσεων στο ύπαιθρο.
•Δυσκολία στην ερμηνεία (η ψευδοτομή δίνει μια “παραμορφωμένη"
εικόνα της πραγματικής γεωηλεκτρικής αντίστασης).
Δυο νέες εξελίξεις :
•Δημιουργία οργάνων μέτρησης που επιτρέπουν την αυτοματοποιημένη
λήψη μετρήσεων
•Εξέλιξη αυτοματοποιημένων τεχνικών ερμηνείας που επιτρέπουν την
ακριβή απεικόνιση των γεωηλεκτρικών ιδιοτήτων του υπεδάφους.
Ο ΣΥΝΔΥΑΣΜΟΣ ΤΩΝ ΔΥΟ ΑΥΤΩΝ ΕΞΕΛΙΞΕΩΝ
ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΖΕΤΑΙ ΩΣ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ.
ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΤΟΜΟΓΡΑΦΙΑ
a
POW ER
SOURCE
T R A N S M IT T E R
R E C E IV E R
A
M
N
B
b
R E S IS T IV IT Y
M ETER
COM PUTER
M U LT I - C O R E
C A B LE
( c o n d u cto rs = P )
C E N T R A L S W IT C H IN G
U N IT
2
1
P
PRO BES
c
COMPUTER
R E S IS T IV IT Y
M ETER
I N T E R FA C E
U N IT
M U LT I - C O R E
C A B LE
( co n d u cto rs = 5 )
= PROBE
= S W IT C H
Εντοπισμός διαρροής ρύπων από χώρους ταφής χημικών
αποβλήτων με χρήση της μεθόδου της ειδικής ηλεκτρικής
αντίστασης (Kniphammaren, Sweden).
Bjulemar & Brorsson Geofysik AB
Εντοπισμός ορίων παλιών Χ.Υ.Τ.Α. με την ηλεκτρική μέθοδο
(Dalby, Sweden).
Christian Bernstone, Torleif Dahlin, 1996
Σπήλαιο Ερμακιάς,
Πτολεμαϊδα.
Βαργιεμέζης, Παπαζάχος, Τσούρλος, 2001
Á . Ø åõä ï ôï ì Þ ì åôñ Þó åù í õð á ßè ñ ï õ
m
-5
0 0
1
-1 0
0
2
m
0
3
-1 5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
m
Περιοχή έρευνας.
 . Ø åõä ï ôï ì Þ ó õí è åôéêþ í ä åä ï ì Ýí ù í ð ï õ á í ôéó ôï é÷åßó ôï ì ï í ôÝëï Ã.
m
-5
-1 0
-1 5
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
90
100
m
Ã. Ãåù ç ëåêôñ éêü ì ï í ôÝëï ü ð ù ò ð ñ ï Ýêõø å á ð ü ôç í á í ôéó ôñ ï ö Þ.
m
-5
-1 0
10
20
30
40
50
60
70
80
m
lo g O h m -m
ee02
0 .5
2
2 .5
3 .5
4 .5
5 .5
6 .5
8 .5
Αποτελέσματα εφαρμογής
της ηλεκτρικής μεθόδου.
Τρισδιάστατη εικόνα
περιοχής μελέτης.
40
V p (% )
Ôï ì Þ 3 0 (y= 3 0 m ) - Ñ ôá ÷ý ôç ôá
35
30
0
25
20
 Üè ï ò ( m )
-2
15
B
-4
10
A
5
-6
0
-8
30
35
40
45
50
55
60
65
-5
70
È Ýó ç (x) êá ôÜ ì Þêï ò ôç ò ôï ì Þò (m )
-1 0
-1 5
85
V p (% )
Ôï ì Þ 3 5 (y= 4 0 m ) - Ñ ôá ÷ý ôç ôá
80
75
70
65
0
60
55
50
45
 Üè ï ò (m )
B (? )
40
35
-5
30
25
20
A
E
15
10
5
-1 0
0
c 1 - C (? )
-5
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
-1 0
-1 5
È Ýó ç (x) êá ôÜ ì Þêï ò ôç ò ôï ì Þò (m )
Αποτελέσματα εφαρμογής
της σεισμικής μεθόδου.
Βαργιεμέζης, Παπαζάχος, Τσούρλος, 2001
ΜΕΘΟΔΟΣ ΙΣΟΔΥΝΑΜΙΚΩΝ ΓΡΑΜΜΩΝ
•Περιοχή έρευνας <1/3 ΑΒ
•Τα ηλεκτρόδια ρεύματος Α,Β
παραμένουν
σταθερά
σε
απόσταση
συνήθως
(>1Km).
Ενταση Ι=2-5 Α
•Μετακινούμε το δίπολο ΜΝ
[ΜΝ<10% (1/3 ΑΒ)] και μετράμε σε
κανονικό δίκτυο στην περιοχή
έρευνας με παράλληλες οδεύσεις.
•Χαρτογραφούμε τις μετρήσεις
διαφοράς δυναμικού
•Εφαρμογή στα αρχικά στάδια
μεταλλευτικής
έρευνας.
Πολύ
γρήγορη αναγνωριστική τεχνική !
•Πληροφορίες μόνο για οριζόντιες
μεταβολές του δυναμικού-Ποιοτική
M+
N+
A
+
1 /3 A B
B
+
1 /3 A B
7
4
6
3,2
2,8
2,6
5
2,4
2,2
2
4
1,9
1,8
1,7
3
1,6
1,5
1,4
2
1,3
1,2
1,1
1
1
0
Volts
0,9
0,8
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
R= V/I O h m -m
1 /3 A B
ΜΕΘΟΔΟΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΔΥΝΑΜΙΚΟΥ
Πραγματοποιούμε μετρήσεις του δυναμικού που οφείλεται σε
φυσικά ηλεκτρικά ρεύματα τοπικού χαρακτήρα, τα οποία
παράγονται με ηλεκτροκινητική (κίνηση νερού – διαλυμάτων)
ή ηλεκτροχημική (μεταξύ κόκκων μεταλλικών ορυκτών)
δράση.
ΠΗΓΗ ΓΕΝΝΕΣΗΣ
Κίνηση
νερού
(και
Διάφορες θεωρίες γένεσης
ηλεκτρο-νίων)
των
γεωλογικών σχηματισμών,
φυσικών
ρευμάτων
(θεωρία ηλ/κού στοιχείου,
pH)
γεωτρήσεις κ.α.
σε
όρια
ΜΕΤΡΗΣΗ
•Μετρούμενη τάση V (5-1000 mV)
•Χρήση βολτομέτρου και ειδικών ηλεκτροδίων για αποφυγή
πόλωσης.
•Μέτρηση με οδεύσεις με ηλεκτρόδια σε σταθερή απόσταση
•Μέτρηση με χρήση ενός σταθερού ηλεκτροδίου (Μ) και το
άλλο (Ν) κινούμενο σε κανονικό δίκτυο μετρήσεων –
κατασκευή χάρτη ισοδυναμικών γραμμών.
•Εφαρμογές :
Μεταλλευτική έρευνα.
Περιγραφή ροής υπόγειου νερού και γεωθερμικών υγρών.
Εντοπισμός διαρροών νερού και καθιζήσεων του εδάφους .
Εντοπισμός πτώσης
υδροφόρου ορίζοντα λόγω
άντλησης με την μέθοδο
του φυσικού δυναμικού.
Semenov, 1980
Εντοπισμός ανωμαλιών φυσικού δυναμικού που προκαλούνται από
ηλεκτροχημική και ηλεκτρομηχανική δράση.
Nayak, 1981
ΕΠΑΓΟΜΕΝΗ ΠΟΛΩΣΗ
V DC
ÄÕÍ Á Ì ÉÊÏ
V
Αν διακόψουμε απότομα την παροχή συνεχούς ρεύματος
μέσα στη γη παρατηρούμε σε κάποιες περιπτώσεις ότι το
δυναμικό VΜΝ δε μηδενίζεται αμέσως.
V0
× ÑÏ Í Ï Ó t
T
t0
t1
t2
Ä ÉÁ Ê Ï Ð Ç
ÑÅ ÕÌ ÁÔÏ Ó
ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΕΠΑΓΟΜΕΝΗΣ ΠΟΛΩΣΗΣ (ΥΠΕΡΤΑΣΗΣ)
ΕΠΑΓOΜΕΝΗ ΠΟΛΩΣΗ
ΠΟΛΩΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΟΥ
•ΜΕΤΑΛΛΙΚΑ ΟΡΥΚΤΑ
•ΡΥΠΑΝΤΕΣ
ΠΟΛΩΣΗ ΜΕΜΒΡΑΝΗΣ
•ΑΡΓΙΛΙΚΟΙ ΟΡΙΖΟΝΤΕΣ
ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ (ΕΠ) ΣΤΟ ΠΕΔΙΟ ΤΩΝ ΧΡΟΝΩΝ
• Σε χρονικά διαστήματα t1, t2 …tn μετά τη διακοπή παροχής
ρεύματος
ΠΟΛΙΚΟΤΗΤΑ (Ρ)
V t1
P 
V DC
ÄÕÍ Á Ì ÉÊÏ
V
V DC
V0
× ÑÏ Í Ï Ó t
T
t0
P 
V1
t1
t2
ΦΟΡΤΙΣΤΙΚΟΤΗΤΑ (Μ) (msec)
V t1
V DC
............................
T tn
M 
EM 
Ä ÉÁ Ê Ï Ð Ç
ÑÅ ÕÌ ÁÔÏ Ó
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΤΙΜΕΣ (Μ) (sec):
V DC

1
V DC
t2
 V ( t ) dt
t1
•Pyrite: 13.4
•Graphite 11.2
•Bornite 6.3
•Magnetite 2.2
•Hematite 0.0
ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΕΠ ΣΤΟ ΠΕΔΙΟ ΤΩΝ ΣΥΧΝΟΤΗΤΩΝ
• Μετρήσεις με δυο διαφορετικές συχνότητες f1, f2 ρεύματος
f1 > f2 (f2 =DC = 0,1Hz, f1 =AC=5-10Hz).
•Με την αύξηση της συχνότητας ο χρόνος φόρτισης μειώνεται
(Ι=σταθερό) άρα και V1<V2 => ρ1<ρ2
•Οι μετρήσεις εκφράζονται ως δυναμικά και φαινόμενες
αντιστάσεις σε σχέση με τη συχνότητα.
ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ ΣΥΧΝΟΤΗΤΑΣ
FE 
 2  1
2
% FE 
 2  1
2
100
ΜΕΤΑΛΛΙΚΟΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ
(Siemens/m)
MFf  k
 2  1
 2 1
k
FE
2
k  2 10
5
•ΧΡΗΣΗ
•ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ
•ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΜΕΛΕΤΕΣ
•ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΩΝ (ΕΠΑΦΕΣ ΑΡΓΙΛΙΚΩΝ)
•ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ
•ΑΠΟ ΔΙΑΡΡΟΕΣ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
•ΑΠΟ Η/Μ ΕΠΑΓΩΓΗ ΚΑΛΩΔΙΩΝ
• ΟΡΓΑΝΑ ΜΕΤΡΗΣΗΣ
•ΠΑΡΟΜΟΙΑ
ΜΕ
ΑΥΤΑ
ΤΗΣ
ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ
ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ.
•ΔΥΝΑΤΗ ΠΗΓΗ ΡΕΥΜΑΤΟΣ
•ΜΗ ΠΟΛΟΥΜΕΝΑ ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ
•ΔΙΑΤΑΞΕΙΣ
•ΔΙΠΟΛΟΥ-ΔΙΠΟΛΟΥ (2D)
•ΠΟΛΟΥ-ΔΙΠΟΛΟΥ (2D)
•SCHLUMBERGER (ΒΥΘΟΣΚΟΠΗΣΗ)
ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ
(Copper Mountain, Quebec)
ΜΕΤΑΛΛΕΥΤΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ
(Hinobaan ore deposit)
ΕΡΕΥΝΑ ΓΙΑ ΡΥΠΑΝΣΗ
ΠΟΛΛΟΙ ΡΥΠΑΝΤΕΣ ΠΑΡΟΥΣΙΑΖΟΥΝ ΕΝΤΟΝΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ ΕΠΑΓΟΜΕΝΗΣ ΠΟΛΩΣΗΣ
ΠΕΡΙΟΧΗ Χ.Τ.Α. ΜΕ
ΡΥΠΑΝΣΗ ΑΠΟ ΕΝΩΣΕΙΣ
ΤΟΥ ΚΥΑΝΙΟΥ
•ΗΛΕΚΤΡΙΚΗ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗ
ΔΕΝ ΕΔΕΙΞΕ ΑΝΩΜΑΛΙΕΣ
•Η ΕΠΑΓΟΜΕΝΗ ΠΟΛΩΣΗ
ΚΑΤΕΔΕΙΞΕ ΠΕΡΙΟΧΕΣ
ΡΥΠΑΝΣΗΣ
ΠΕΡΙΟΧΕΣ ΡΥΠΑΝΣΗΣ
Εντοπισμός ζώνης κερματισμένου και αποσαθρωμένου
πετρώματος σε δολεριτικό σχηματισμό με χρήση ηλεκτρικής
μεθόδου και της μεθόδου της επαγόμενης πόλωσης (Lund,
Sweden).
Dr. T. Dahlin
Εντοπισμός στρώματος αργίλου με ηλεκτρική μέθοδο
και μέθοδο της επαγόμενης πόλωσης (Brunswick,
Canada).
Roy & Elliott, 1980
ΜΕΘΟΔΟΣ ΤΕΛΛΟΥΡΙΚΩΝ ΡΕΥΜΑΤΩΝ
•Τελλουρικά ρεύματα: Φυσικά ηλεκτρικά ρεύματα
που ρέουν στην επιφάνεια της γης. – Προέλευση
από την Ιονόσφαιρα.
•Οι παρατηρούμενες τάσεις είναι μετρήσιμες.
•Οι διαφορές τάσεις οφείλονται στη διαφοροποίηση
της αγωγιμότητας των υλικών
•Η τάση είναι χρονικά μεταβαλλόμενη και για τη
μέτρηση χρησιμοποιείται σταθμός βάσης.
•Χαρτογράφηση του λόγου των τάσεων
•Δυνατότητα μελέτης δομών σχετικά μεγάλου
βάθους.