کاربرد عمليات ژئوالکتريک در پروژه های مهندسی   

اين عمليات از جمله عمليات هاي صحرايي ژئوفيزيكي است كه بر اساس انتقال جريان الكتريكي به داخل زمين و اختلاف پتانسيل ايجاد شده بين دو نقطه براي بدست آوردن مقاومت ويژه عمق هاي مختلف زمين طراحي شده است. اين عمليات بر اساس استانداردي كه مربوط به مقاومت  جنس هاي مختلف خاك و سنگ و همچنين دانسته هاي كه در مورد مقاومت الكتريكي موادي مثل آب، فلزات،‌ حفرات و ... ارائه شده است به اكتشاف زير زميني مي پردازد حداكثر عمق شناسايي در اين روش 500 متر مي باشد كه البته در 250 متر سطحي دقت بالاتري را نشان مي دهد. بسته به كاربردهاي متفاوت روش هاي مختلفي از عمليات ژئوالكتريك انجام مي شود. اين عمليات در سراسر دنيا و حتي در ايران توسط افراد متخصص انجام مي شود و نتايج قابل قبولي را در مورد اهداف زير ارائه مي دهد.

از جمله كاربردهاي آن مي توان به موارد زير اشاره كرد:

۱- اكتشاف سفره هاي آب زير زميني جهت احداث چاه آب براي زمين هاي كشاورزي،‌ كارخانه ها، كارگاه ها و شهرك هاي صنعتي

۲- اكتشاف منابع مختلف معدني به خصوص منابع فلزي و منابع غير فلزي مثل سنگ نمك،‌ رس، باريت و....

۳- كاربرد در اكتشافات باستان شناسي

۴- شناسايي مسير آب هاي زير زميني

۵- كاربرد در شناسايي ساختارهاي زمين شناسي مثل گسل ها(امتداد و شيب)، چين خوردگي ها، ناپيوستگي ها و... جهت احداث سازه هاي بزرگ از قبيل تونل ها،‌ سد ها، جاده ها و ...

۶- مطالعه مسير هاي گذر آب و شناسايي سستي و سختي ديواره ها و كف در تونل و مترو

۷- عملياتي مناسب قبل از حفاري هاي ژئوتكنيك براي شناسايي كلي و جزئي منطقه و ساختگاه مورد مطالعه و موثر براي كاهش متراژ حفاري پيش بيني شده و در نهايت كاهش هزينه پروژه

۸- تعيين ميزان خورندگي محل انتقال لوله هاي گاز و نفت در زير زمين

۹- تعيين ميزان مقاومت الكتريكي زمين احداث پست هاي برق

۱۰- تعيين محل قنات هاي قديمي

۱۱- تعيين شوري، شيريني و نوع املاح موجود در آب

۱۲- تعيين سطح لغزش در مناطق داراي پتانسيل زمين لغزش

۱۳- تعيين ميزان تخلخل سنگ زير سطحي و ميزان نشست

۱۴- تعيين محل غارهاي كارستي و حفرات موجود در زير زمين

۱۵- ارائه شكل هندسي آبخوان

۱۶- شناسايي مناطق سست و سخت زير سطح زمين جهت تعيين ساختگاه سازه ها

۱۷- شناسايي مناطق آلوده مثلا آلودگي هاي نفتي و گازي زير زميني در اثر تركيدن لوله هاي گاز و نفت و شناسايي محل تركيدن لوله ها جهت ترميم.

۱۸- تعيين محل مناسب جهت احداث پل و  كارگذاشتن پايه ها

۱۹- تعيين سستي ساختگاه سازه ها و شناسايي ضعيفترين قسمت بستر سازه ها براي تمركز عمليات ژئوتكنيك در آن قسمت و كاهش عمليات ژئوتكنيك در قسمت هاي ديگر ساختگاه

۲۰-  شناسايي شكاف ها و محل هاي گذر آب ايجاد شده در بدنه سدهاي خاكي و بتني

۲۱- شناسايي مناطق سست و سخت مسير تونل هاي پيش بيني شده جهت عبور جاده از مناطق سنگي در حين حفاري با دستگاه TBM‌ و دستگاه هاي مشابه براي كاهش هزينه حفاري و بالا بردن سرعت آن

زمين يك شبه كره با قطر معادل 12470 كيلومتر (7918 مايل) و قطر قطبي (در بين دو قطب) 12700 كيلومتر (7393 مايل) مي باشد، قطر استوايي بزرگتر در اثر سرعتهاي استوايي ناشي از چرخش زمين بوجود آمده است. وزن زمين در حدود 1021*4/5 تن (1024*9/4 كيلوگرم) مي باشد كه نشان دهنده توده ويژة متوسط 5/5 مي باشد. از آنجايي كه توده ويژه (چگالي) سنگهاي سطحي حدود 7/2 تا 3 مي باشد، توده ويژه هاي بالاتر مربوط به اعماق بيشتر است.

بطور كلي ژئوفيزيك به مطالعه خصوصيات فيزيكي زمين و محيط اطراف آن مي‌پردازد. در عمل اين مطالعه به دو صورت محض و كاربردي دنبال مي‌شود. مطالعات ژئوفيزيکي به كشف گيلبرت (1600) كه مي‌گفت زمين مانند يك مغناطيس غول‌پيكر عمل مي‌كند، برمي‌گردد. اما اولين قدم در كاربرد اين علم براي اكتشاف مواد معدني به سال 1843 مي‌رسد و زمانيكه فون‌ورده از تئودوليت مغناطيسي براي اندازه‌گيري تغييرات ميدان مغناطيسي زمين به منظور اكتشاف توده‌هاي آهن استفاده نمود. بدنبال آن در سال 1879 پروفسور رابرت تالن با تاليف كتاب كشف ذخاير آهن بوسيله روشهاي مغناطيسي قدم موثري در جهت كاربردي نمودن ژئوفيزيك اكتشافي برداشت.

  پس از آن تقاضاي روز افزون بازار به فلزات و افزايش بي‌سابقه استفاده از نفت، گاز و مشتقات آنها در ابتداي قرن بيستم منجر به توسعه بسياري از روشهاي ژئوفيزيكي شد. و در زمينه ابداع و توسعه دستگاههاي ژئوفيزيكي نيز از زمان جنگ جهاني دوم پيشرفتهاي بسياري حاصل شد.

  از آغاز دهه 1960 با استفاده گسترده از رايانه در پردازش و تفسير داده‌هاي ژئوفيزيكي، تحول عظيمي در اين شاخه از دانش ايجاد شد.

  از آنجا كه اكثر ذخاير معدني مدفون در زير سطح زمين، بوسيله يك روباره پوشيده شده‌اند، كشف اين ذخاير به خواصي كه آنها را از محيط اطراف متمايز مي‌نمايد بستگي دارد. در صورتيكه تفاوت خواص فيزيكي بين ماده معدني و سنگ درون‌گير آن وجود داشته باشد؛ مي‌توان از ژئوفيزيك سطحي براي كشف ماده معدني مربوطه استفاده كرد.

داده هاي مربوط به ساختار و ديناميک پوسته زمين که از مطالعات ژئوفيزيکي و زمين شناسي به دست مي آيند از عوامل اساسي درمطالعات ژئومورفولوژي به شمار مي روند. بدين جهت در علم ژئومورفولوژي براي تفسير بسياري ازپديده ها ناگزير هستيم که داده ها و دست آوردهاي علم زمين شناسي و ژئوفيزيک را مورد استفاده قرار دهيم. براي اينکه روابط بين اين علوم واضح تر بيان شود در ابتدا به نحوه استفاده از داده هاي ژئوفيزيک و زمين شناسي در ژئومورفولوژي اشاره مي کنيم: