وارون‌سازی مقید داده‌های RMT با مقاطع GPR در مقایسه با تفسیر تلفیقی آنها در بررسی یک آبخوان

Abstract

روش‌های رادیومگنتوتلوریک (RMT) و رادار نفوذی به زمین (GPR) از جمله روش‌های شناخته شده در مطالعه و اکتشاف آبهای زیرزمینی می‌باشند. روش RMT به منظور بررسی تغییرات مقاومت ویژه الکتریکی در ساختارهای زیرسطحی (عموماً کمتر از 100 متر) مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین از مقاطع پردازش یافته GPR، اطلاعات ساختاری با قدرت تفکیک بالا از اعماق کم زمین قابل اکتساب است. از این رو ترکیب اطلاعات به دست آمده از روش‌های فوق در مدل سازی آبخوان‌های زیر سطحی منجر به نتایج مفیدی خواهد شد. برای این منظور با تحلیل سرعت داده‌های نقطه میانی مشترک (CMP) و ترکیب روابط تجربی تاپ و آرچی، یک قید جدید به منظور وارون‌سازی داده‌های RMT معرفی شده است. برای ارزیابی وارون‌سازی مقید داده‌ها و مقایسه آن با تفسیر تلفیقی نتایج، یک آبخوان شناخته شده در شمال محدوده هبی (Heby) واقع در غرب شهر اپسالا (Uppsala) در سوئد در نظر گرفته شد. بر روی این آبخوان دو پروفیل با طول‌های ۸۷۰ و ۵۵۰ متر با روش‌های مذکور برداشت و مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان می‌دهند که تفکیک نواحی اشباع و غیر اشباع با ضخامت قابل توجه (بیشتر از 10 متر)، در مقاطع RMT به خوبی صورت گرفته است. در این نواحی نتایج حاصل از انطباق مناسبی با مقاطع GPR برخوردار بوده و تفسیر تلفیقی آنها منطقی به نظر می‌رسد. مشکل عمده مقاطع نهایی RMT در این شرایط، عدم نمایش مرزهای ناگهانی است که به واسطه هموارسازی مدل در فرایند وارون‌سازی داده‌ها به وجود آمده است. با مشارکت دادن اطلاعات به دست آمده از مقاطع GPR در قالب ماتریس کواریانس مدل و اطلاعات پیشینی، وارون‌سازی مقید داده‌های RMT به خوبی هدایت شده است. به نحوی که سطح ایستابی در اعماق 10 الی 20 متری و به تبع آن ناحیه اشباع به خوبی آشکارسازی شده و منطبق به اطلاعات چاه می‌باشد. روش RMT به دلیل قدرت تفکیک پایین، قابلیت تفکیک نواحی اشباع و غیر اشباع کم ضخامت را نداشته است. به نحوی که سطح ایستابی مربوط به یک آبخوان محلی در اعماق 10 الی 15 متری و به تبع آن ناحیه اشباع کم ضخامت به ویژه در مود دترمینان آشکارسازی نشده است. برای نشان دادن این موضوع، یک مدل مصنوعی مشابه با محیط مورد مطالعه نیز ارزیابی شد. به دلیل قدرت تفکیک متفاوت روش‌های RMT و GPR، تفسیر تلفیقی آنها در آشکارسازی آبخوان محلی گمراه کننده است. در چنین شرایطی، وارون‌سازی مقید داده‌های RMT با استفاده از مقاطع دورافت مشترک (common-offset(CO)) برخلاف قید معرفی شده، نا امید کننده بوده است. درصورتیکه با استفاده از رویکرد ارائه شده و مشارکت دادن قیدهای سخت‌تر، آبخوان محلی آشکارسازی شده است.