Геофизика ва муайян кардани қабатҳои обӣ
Дастрасии оби тоза дар бисёр минтақаҳо, бахусус дар минтақаҳое, ки афзоиши босуръати аҳолӣ, тағирёбии истифодаи замин ва тағйирёбии шадиди иқлимро аз сар мегузаронанд, масъалаи муҳим аст. Бо вуҷуди ин мушкилот, оби зеризаминӣ манбаи нисбатан боэътимоди об боқӣ мемонад, зеро он дар зери сатҳ нигоҳ дошта мешавад ва аз бухоршавӣ ва тағйирёбии обу ҳаво беҳтар муҳофизат карда мешавад. Аммо, кашф ва харитасозии оби зеризаминӣ на танҳо тахмин ё таҷрибаи саҳроиро талаб мекунад. Як равиши илмӣ лозим аст, ки метавонад зеризаминиро бидуни кофтукови васеъ "бинад". Ин ҷоест, ки геофизика дар муайян кардани қабатҳои обӣ нақши муҳим мебозад.
Фаҳмидани қабатҳои обӣ ва чаро онҳо бояд муайян карда шаванд
Қабати обӣ қабати санг ё таҳшинҳои зеризаминӣ аст, ки метавонад миқдори зиёди обро нигоҳ дорад ва интиқол диҳад. Қабатҳои обӣ одатан аз маводҳои сӯрохдор ва гузаранда, ба монанди рег, шағал, регсанг ё оҳаксанги шикаста иборатанд. Баръакс, қабатҳое, ки гузаранда нестанд ё гузарандагии хеле паст доранд - ба монанди гил ё мергел - аксар вақт аквиклюдҳо ё аквитардҳо номида мешаванд, ки майл ба ҷараёни об доранд.
Муайян кардани қабати обӣ барои мақсадҳои гуногун зарур аст: муайян кардани ҷойҳои пармакунии чоҳҳо , банақшагирии системаҳои таъминоти оби нӯшокӣ, обёрии кишоварзӣ, арзёбии хушксолии эҳтимолӣ ва коҳиш додани ифлосшавии обҳои зеризаминӣ. Нодуруст фаҳмидани макон, чуқурӣ ва ғафсии қабати обӣ метавонад боиси хушк шудани чоҳҳо, паст шудани ҷараёни об, паст шудани сифати об ё боло рафтани хароҷоти пармакунӣ гардад.
Нақши геофизика дар омӯзиши обҳои зеризаминӣ
Геофизика илмест, ки хосиятҳои физикии Заминро меомӯзад ва онҳоро барои тафсири сохторҳои зеризаминӣ истифода мебарад. Дар заминаи обҳои зеризаминӣ, усулҳои геофизикӣ аз тағйирот дар хосиятҳои физикӣ, аз қабили муқовимати барқӣ, суръати мавҷҳои сейсмикӣ , зичӣ, магнетизм ва вокуниши электромагнитӣ барои фарқ кардани намудҳои литология ва шароити сершавии об истифода мебаранд.
Бартариҳои асосии геофизика хусусияти нисбатан харобнашавандаи он, майдони фарогирии васеъ ва қобилияти пешниҳоди тасвири пешакӣ пеш аз пармакунии гаронбаҳо мебошанд. Геофизика инчунин имкон медиҳад, ки харитасозии паҳлӯӣ (тақсимоти паҳлӯӣ) ва амудӣ (умқӣ)-и қабатҳои обии эҳтимолӣ анҷом дода шавад.
Усулҳои геофизикии маъмулан истифодашаванда
1) Усули геоэлектрикӣ муқовимат
Усули геоэлектрикӣ бо муқовимат яке аз маъмултарин усулҳо барои ҷустуҷӯи зеризаминӣПринсип содда аст: ҷараёни электрикӣ тавассути электрод ба замин ворид карда мешавад, сипас фарқи потенсиалҳо дар электроди дигар чен карда мешавад. Аз ин андозагирӣ, арзиши муқовимати зоҳирӣ ҳисоб карда мешавад, ки сипас ба модели муқовимати зеризаминӣ табдил дода мешавад.
Дар бисёр шароитҳо, қабатҳои сершуда аз об нисбат ба қабатҳои хушк муқовимати пасттар доранд, хусусан агар об дорои сатҳи баланди минералҳои ҳалшуда (ионҳо) бошад. Аммо, тафсири муқовимат на ҳамеша "сиёҳ ва сафед" аст. Масалан, гил инчунин метавонад муқовимати паст дошта бошад, зеро табиати гузаронандаи минералҳои гилӣ вуҷуд дорад ва бо ин васила аксуламали қабати обро "тақлид" мекунад. Аз ин рӯ, тафсир бояд шароити геологии маҳаллиро ба назар гирад ва дар ҷое, ки имконпазир бошад, бо маълумоти пармакунӣ танзим карда шавад.
Конфигуратсияҳои маъмули андозагирӣ иборатанд аз Schlumberger ва Wenner барои зондкунӣ (ҷустуҷӯи тағйироти амудӣ) ва томографияи муқовимати электрикӣ (ERT) барои харитасозии муфассалтари 2D/3D. ERT махсусан барои муайян кардани сарҳадҳои қабатҳо, минтақаҳои фарсудашавӣ ё хатҳои шикастагӣ, ки ҳамчун қабатҳои обӣ амал мекунанд, муфид аст.
2) Усули поляризатсияи индуксионӣ (IP)
Усули IP аксар вақт бо муқовимат ҷуфт карда мешавад. IP қобилияти маводро барои нигоҳ доштани муваққатии заряди электрикӣ пас аз қатъ шудани ҷараён чен мекунад. Арзишҳои баланди заряднокӣ аксар вақт бо маводҳои гилӣ ё минерализатсияҳои муайян алоқаманданд. Дар таҳқиқоти қабатҳои обӣ, IP барои фарқ кардани қабатҳои пастмуқовимат, ки аз гил ба вуҷуд омадаанд (заряднокии баланд) аз қабатҳои пастмуқовимат, ки аз оби зеризаминӣ ба вуҷуд омадаанд (заряднокии нисбатан пасттар), кӯмак мекунад. Омезиши муқовимат-IP метавонад дақиқиро дар муайян кардани ҳадафҳои пармакунӣ беҳтар кунад.
3) Усули электромагнитӣ (EM)
Усулҳои электромагнитӣ — ба монанди TEM (Электромагнитии муваққатӣ) ё FDEM (Доираи басомади электромагнитӣ) — ноқилияти зеризаминиро бидуни тамос бо замин (вобаста ба асбоб) харитабандӣ мекунанд. Электромагнитӣ барои тадқиқоти босуръат ва васеъмиқёс хеле муассир аст ва аксар вақт барои муайян кардани қабатҳои обӣ, марзҳои воридшавии оби баҳр дар минтақаҳои соҳилӣ ё минтақаҳои ноқилӣ, ки бо гилҳо ва обҳои шӯр алоқаманданд, истифода мешавад.
Масалан, дар минтақаҳои соҳилӣ, оби зеризаминие, ки аз ҷониби оби баҳр ворид мешавад, хеле ноқил хоҳад буд, ки онро бо истифода аз усулҳои электромагнитӣ ва муқовимат ба осонӣ муайян кардан мумкин аст. Ин маълумот барои пешгирӣ аз пармакунӣ дар минтақаҳое, ки сифати об нокифоя аст, муҳим аст.
4) Усулҳои сейсмикӣ (рефракция ва MASW)
Усулҳои сейсмикӣ аз паҳншавии мавҷҳои эластикӣ дар замин истифода мебаранд. Дар рефракцияи сейсмикӣ, вақти ҳаракати мавҷ аз манбаъ то геофон барои моделсозии қабатҳо дар асоси фарқиятҳои суръати мавҷ таҳлил карда мешавад. Дар айни замон, MASW (Таҳлили бисёрканалии мавҷҳои сатҳӣ) мавҷҳои сатҳӣ таҳлил мекунад, то профилҳои суръати мавҷи буриш (Vs)-ро ба даст орад.
Гарчанде ки усулҳои сейсмикӣ мустақиман "обро чен намекунанд", тағйирот дар сершавӣ, суръати фарсудашавӣ, фишурдашавӣ ва литология ба суръати мавҷҳо таъсири назаррас мерасонанд. Қабатҳои фуҷури таҳшин, ки метавонанд қабатҳои обии наонқадар чуқурро ташкил диҳанд, аксар вақт хусусиятҳои мушаххаси суръат ва фарқияти возеҳро бо ҷинсҳои зеризаминии фишурдатар доранд. Усулҳои сейсмикӣ инчунин барои харитасозии ғафсии таҳшинҳо (қисмати болоӣ), умқи ҷинсҳои зеризаминӣ ва сохторҳо ба монанди тарқишҳое, ки метавонанд ҷараёни оби зеризаминиро назорат кунанд, муфиданд.
5) Радари сӯрохкунандаи замин (GPR)
GPR аз мавҷҳои электромагнитии басомади баланд барои харитасозии сохторҳои наонқадар чуқур бо қарори баланд истифода мебарад. Ин усул дар маводҳои нисбатан муқовиматкунанда ва хушк, ба монанди рег, самаранок аст, аммо самаранокии он дар гилҳои ноқилӣ ё хокҳои сершуда аз об аз сабаби суст шудани сигнал коҳиш меёбад. Дар заминаи қабатҳои обӣ, GPR барои харитасозии қабатҳои наонқадар чуқур, каналҳои палеоканалҳо ё қабатҳои рег, ки қабатҳои обии наонқадар чуқурро ташкил медиҳанд, махсусан дар чуқуриҳои аз чанд метр то даҳҳо метр, муфид аст.
Раванди муайян кардани қабати обӣ дар асоси геофизикӣ
Таҳқиқоти хуби қабати обӣ одатан аз ҷараёни кори муттаҳидшуда иборат аст. Аввалан, таҳқиқоти пешакӣ гузаронида мешавад: ҷамъоварии харитаҳои геологӣ, геоморфология, аксҳои моҳвораӣ, маълумоти топографӣ, истифодаи замин, боришот ва маълумот дар бораи чоҳҳои мавҷуда (умқи сатҳи обҳои зеризаминӣ, ҷараёни об ва сифати об). Ин марҳила ба таҳияи модели консептуалии ибтидоӣ, аз ҷумла намуди тахминии қабати обӣ (бемаҳдуд ё маҳдуд), самти ҷараён ва минтақаи барқароршавӣ мусоидат мекунад.
Дуюм, тадқиқоти геофизикӣ дар асоси умқи мақсаднок ва шароити релеф гузаронида мешавад. Барои қабатҳои обии амиқ аксар вақт зондкунии муқовимат ё TEM интихоб карда мешавад; барои харитасозии муфассали траекторияҳои мушаххас, ERT-и 2D/3D афзалтар аст; барои муайян кардани умқи ҷинсҳои асосӣ ва ғафсии таҳшинҳо, рефракцияи сейсмикӣ ё MASW метавонад мукаммал бошад.
Сеюм, маълумот коркард ва барои тавлиди модели зеризаминӣ чаппа карда мешавад. Сипас натиҷаҳои чаппакунӣ аз ҷиҳати геологӣ тафсир карда мешаванд: муайян кардани сарҳадҳои қабатҳо, қайд кардани минтақаҳои эҳтимолан сершуда, муайян кардани қабатҳои ногузаранда ва фаҳмидани сохторҳои назораткунанда ба монанди тарқишҳо ё шикастагиҳо. Чорум, тафсир бо ҳақиқати замин, масалан, маълумоти пармакунӣ, каротажи чоҳҳо ё санҷишҳои насосӣ барои муайян кардани параметрҳои гидрогеологӣ, ба монанди қобилияти интиқол ва коэффитсиенти нигоҳдорӣ, тасдиқ карда мешавад.
Мушкилоти тафсир ва аҳамияти ҳамгироии маълумот
Бо вуҷуди муфид буданаш, геофизика маҳдудиятҳо дорад. Ҳамин арзиши муқовиматро маводҳои гуногун ба вуҷуд оварда метавонанд (норавшанӣ), ҳалли умқ бо баъзе усулҳо кам карда мешавад ва шароити саҳроӣ, ба монанди садои барқӣ, дастрасӣ ба релеф ё инфрасохтори рӯизаминӣ, метавонанд сифати маълумотро зери хатар гузоранд. Ғайр аз ин, хосиятҳои оби зеризаминӣ, ба монанди шӯрӣ, ба таври назаррас ба вокуниш таъсир мерасонанд. Оби ширин дар рег метавонад муқовимати мӯътадил нишон диҳад, дар ҳоле ки оби шӯр ё шӯр муқовимати хеле пасттарро ба вуҷуд меорад.
Аз ин рӯ, муайян кардани боэътимодтарин қабати обӣ тавассути ҳамгироии геофизика, геология ва гидрогеология ба даст оварда мешавад. Маълумоти пармакунӣ итминони литологиро таъмин мекунад, дар ҳоле ки озмоишҳои насосӣ тасдиқ мекунанд, ки оё қабати обӣ ҳосилхез аст ё не. Аз тарафи дигар, геофизика ба ворид кардани маълумоти нуқтаҳои пармакунӣ ба харитаи васеътари тақсимот мусоидат мекунад ва хатари нодуруст ҷойгиршавии пармакуниро коҳиш медиҳад.
Penutup
Геофизика воситаи муҳим барои муайян кардани самаранок ва аз ҷиҳати илмӣ муайян кардани қабатҳои обӣ мебошад. Бо истифода аз тағйирот дар хосиятҳои физикии зеризаминӣ, усулҳо ба монанди муқовимат, IP, EM, сейсмикӣ ва GPR метавонанд дар бораи сохтор, умқ ва тақсимоти қабатҳое, ки эҳтимолан обҳои зеризаминиро нигоҳ медоранд, маълумот диҳанд. Аммо, тафсири муваффақ ба дарки геологияи маҳаллӣ ва ҳамгироӣ бо маълумоти саҳроӣ, ба монанди пармакунӣ ва озмоиши гидрогеологӣ, такя мекунад.
Дар замони афзоиши доимии талабот ба об, истифодаи дурусти геофизика метавонад ба ҷомеаҳо, ҳукуматҳо ва саноат дар қабули қарорҳои бар асоси маълумот асосёфта кӯмак расонад: аз ҷойгир кардани чоҳҳои ҳосилхез ва пешгирӣ аз минтақаҳои оби шӯр то нигоҳ доштани истифодаи устувори обҳои зеризаминӣ. Ҳамин тариқ, геофизика на танҳо як "усули кашфи об", балки асоси муҳим барои идоракунии масъулиятноки захираҳои зеризаминӣ мебошад.
