مختبر السبر الكهربائي العمودي
من قراءات شلمبرجر وفينر إلى أرض طبقية: الأعماق والمقاومات الحقيقية والخزانات المائية والمقطع الجيوكهربائي.
يحوّل القراءات الحقلية للسبر الكهربائي إلى مقاومة ظاهرية، ويصل قطع المنحنى المقيسة بمسافات مختلفة لأقطاب الجهد، ثم يعكس المنحنى إلى نموذج من طبقتين إلى ست طبقات أفقية بطريقة المربعات الصغرى المخمدة مع حل أمامي دقيق للأرض الطبقية. وتأخذ كل طبقة سمكها وعمقها ومقاومتها الحقيقية مع حدود خطئها، وتفسيراً بدلالة الصخر والطين والماء، ومعاملات دار زاروك. وتُجمع الجسات المحفوظة على خط واحد في مقطع جيوكهربائي.
نظرة عامة
السبر الكهربائي العمودي أكثر الطرق الجيوفيزيائية استعمالاً في العراق للبحث عن المياه الجوفية، ولتحديد عمق الجبس والأملاح، ولمواقع الأسس والسدود. والعمل الحقلي بسيط، لكن التفسير يجري عادة بمنحنيات المطابقة القديمة أو ببرامج مكتبية لا تتوفر لمعظم الطلبة والجيولوجيين الحقليين. وهذا المختبر يجري التفسير كاملاً على الهاتف ودون اتصال، منذ لحظة أخذ آخر قراءة.
يمكن إدخال القراءات مقاومةً ظاهرية، أو مقاومةً ΔV/I، أو جهداً وتياراً، كتابةً أو لصقاً من جدول بيانات. ويمكن اختيار عدد الطبقات أو إيجاده تلقائياً، وتثبيت أي سمك أو مقاومة معروفة من بئر، وتعديل النموذج يدوياً لرؤية استجابة المنحنى.
المدخلات · المخرجات
المدخلات
- الترتيب (شلمبرجر أو فينر) وصيغة القراءات
- AB/2 (أو a) وMN/2 وقراءة كل نقطة
- عدد الطبقات أو تلقائي
- سمك أو مقاومة معروفة من الآبار (اختياري)
- مقاومة المياه الجوفية أو توصيليتها (اختياري)
- اسم المحطة والمسافة على الخط والارتفاع
المخرجات
- المقاومة الظاهرية وقطع المنحنى الموصولة
- سمك الطبقات وعمقها ومقاومتها الحقيقية مع حدود الخطأ
- نوع المنحنى وخطأ المطابقة وعمق الاستكشاف
- تفسير كل طبقة والخزانات المحتملة، مع تقدير المسامية وملوحة الماء
- معاملات دار زاروك وعدم التجانس الاتجاهي
- منحنى السبر والعمود الجيوكهربائي والمقطع الجيوكهربائي
طريقة العمل في الحقل
المنهجية والمعادلات
المقاومة الظاهرية
لترتيب متناظر بأقطاب تيار عند ±L وأقطاب جهد عند ±l يكون المعامل الهندسي K = π(L² − l²)/(2l)؛ ويستعمل شلمبرجر L = AB/2 وl = MN/2، ويستعمل فينر L = 1.5a وl = 0.5a فيكون K = 2πa.
الأرض الطبقية
يُبنى تحويل المقاومة للطبقات صعوداً من نصف الفضاء بعلاقة بيكيرس التكرارية، والجهد هو تحويل هانكل له، ويُحسب بالمرشح الخطي الرقمي ذي 61 نقطة لغوبتاسارما وسينغ (1997). وتُستعمل قيمة MN الفعلية لكل قراءة، فتُنمذج القطع كما قيست.
العكس
تُعدّل لوغاريتمات المقاومات والأسماك بطريقة ليفنبرغ–ماركوارت لتقليل فرق log ρa، من عدة نماذج ابتدائية؛ وتأتي حدود خطأ المعاملات من مصفوفة التغاير عند الحل.
التفسير
التوصيلية الطولية لدار زاروك S = Σh/ρ والمقاومة العرضية T = Σhρ (مييه 1947)؛ وقانون آرتشي F = ρ/ρw = φ⁻ᵐ للرمل النظيف الحامل للماء؛ وملوحة الماء TDS ≈ 0.64 EC.
الدقة وحدود الخطأ
- يتطابق الحل الأمامي مع متسلسلة الصور الدقيقة لأرض من طبقتين بأفضل من 0.0001 %. وحدود خطأ النتيجة هي حدود البيانات والطريقة: فمع مطابقة 2–5 % تكون مقاومة الطبقات السميكة عادة ضمن ±10–20 % وعمقها ضمن ±10–25 %، كما يظهر لكل طبقة.
- ما لا يغطيه: التكافؤ (فالطبقة الموصلة الرقيقة لا تُحدد إلا بتوصيليتها h/ρ، والطبقة المقاومة الرقيقة إلا بمقاومتها العرضية hρ، فتطابق نماذج مختلفة البيانات بالقدر نفسه)، وكبت الطبقة الرقيقة التي تقع مقاومتها بين مقاومتي جارتيها، والطبقات المائلة أو المتغيرة جانبياً، وما هو أعمق من نحو ثلث أكبر AB/2. والصخارية اقتراح من مدى المقاومة؛ فالطين والماء المالح يعطيان القيم المنخفضة نفسها.
- لتقليل الخطأ: خذ ست إلى عشر قراءات لكل عشرية من AB/2، وكرر قراءتين عند تغيير MN، وأبقِ AB/2 خمسة أضعاف MN/2 على الأقل، ومدّ AB/2 إلى ثلاثة أضعاف العمق المطلوب، وثبّت الطبقات المعروفة من الآبار القريبة، وقارن النتيجة بسجلاتها، وكرر الجسات عبر التغيرات الجانبية بدل الاعتماد على جسة واحدة.
لمن هذه الأداة
المعايير والمراجع العلمية
- Koefoed, O. (1979). Geosounding Principles 1: Resistivity Sounding Measurements. Elsevier, Amsterdam.
- Guptasarma, D. & Singh, B. (1997). New digital linear filters for Hankel J0 and J1 transforms. Geophysical Prospecting, 45(5), 745–762. Filter coefficients from the libdlf library (CC BY 4.0).
- Pekeris, C.L. (1940). Direct method of interpretation in resistivity prospecting. Geophysics, 5(1), 31–42.
- Marquardt, D.W. (1963). An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters. Journal of the Society for Industrial and Applied Mathematics, 11(2), 431–441.
- Maillet, R. (1947). The fundamental equations of electrical prospecting. Geophysics, 12(4), 529–556.
- Archie, G.E. (1942). The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics. Transactions of the AIME, 146, 54–62.
- Telford, W.M., Geldart, L.P. & Sheriff, R.E. (1990). Applied Geophysics, 2nd ed. Cambridge University Press.
- Zohdy, A.A.R., Eaton, G.P. & Mabey, D.R. (1974). Application of surface geophysics to ground-water investigations. USGS Techniques of Water-Resources Investigations, Book 2, Chapter D1.
لمحة سريعة
- التصنيف
- الجيوفيزياء
- يعمل على
- متصفح الهاتف والجهاز اللوحي والحاسوب
- التصدير
- منحنى السبر والعمود والمقطع الجيوكهربائي بصيغ PNG وJPG وPDF؛ والقراءات والنموذج والمحطات بصيغة CSV؛ ونسخة المشروع بصيغة JSON؛ وتقرير PDF كامل
- الوصول
- مجاني
نفّذ هذا المسح في موقعك القادم
جميع الأدوات (64 أداة) وتصدير التقارير والمساعد الذكي ضمن اشتراك واحد.
