محاسن ردیابی آب زیرزمینی به شیوه نوین الکترومغناطیس

•   منحصر به فرد بودن آن بعلت :

      I.تشخیص و تفکیک آب زیرزمینی مستقل از نوع شرایط زمین شناسی.

       II.عدم محدودیت توپوگرافی، زمین شناسی و فرکانس های مزاحم محلی.

      III.امکان انجام مطالعه و کنترل آن از راه دور.

       IV.امکان دریافت اطلاعات از ماهواره یا GPS  ، موبایل،خط تلفن ویا رابط های زمینی.

•  کوچک و قابل حمل بودن دستگاه در تمام شرایط مکانی و جغرافیائی

•  کاهش زمان انجام مطالعه و ارائه پاسخ صریح با ذکر مسائل فنی و علمی در بخش آب زیرزمینی.

•  کاهش هزینه مالی نسبت به سایر روشهای اکتشاف منابع آب زیرزمینی.

•  تعیین مسیر حرکت آب زیرزمینی ، حریم کمی و کیفی چشمه ها، مشخص نمودن مسیر آلاینده ها، تفکیک و تعیین میادین آب از منظر پتانسیل آن ( ضعیف، متوسط، قوی)، تعیین عمق سنگ کف به روش نقطه ای از طریق ردیاب آب زیرزمینی که نسبت به سایر روشهای معمول مطالعات آب زیرزمینی شامل روشهای ژئو فیزیکی، لرزه سنجی، مغناطیس سنجی و ... برتری اطلاعات همزمانی خواهد داشت.

• رسم منحنی قائم ضخامت اشباعی قبل از حفاری که در سایر روشها ،یا امکان پذیرنمی باشد و یا دارای هزینه بالائی است.

• تفکیک لایه آبدار و تعیین ضخامت اشباعی و مشخص نمودن عمق سنگ کف به صورت نقطه ای و صفحه ای با وسعت حدود چندین کیلو متر که در سایر روشهای معمول اشاره شده قابلیت بررسی و استخراج اطلاعات بندرت وجود خواهد داشت.

•  عدم استقرار کمپ مطالعاتی طولانی مدت جهت مطالعات ردیابی و بررسی منابع آب زیرزمینی .

•  تعیین محل سریع حفر چاه در سازند های آهکی ، آبرفتی، ساحلی و ترسیم پروفیل های قائم لایه های آبدار بطوریکه درسایر روشها به علت صرف هزینه زیاد و پایین بودن سرعت استخراج اطلاعات وعدم قابلیت خروج داده ها ی هم زمان سفره های آب زیرزمینی به صورت نقطه ای، استقرار کمپ مطالعاتی در منطقه از ضروریات است.

•  تعیین حد آب شور و شیرین در سفره های ساحلی بدون نیاز به حفر چاه مطالعاتی .

•  تعیین عمق لایه های  شور در سفره های آبرفتی بدون نیاز به حفر چاه مطالعاتی .

•  امکان تعیین شعاع حریم واقعی چاهها در مطالعات آزمایشات پمپاژدر فاصله 300 متری از محل حفرچاه بدون نیاز به چاه پیزومتری(افت- زمان و فاصله – افت).

•  تعیین سطح آب زیزمینی در محل بدون نیاز به حفر چاه مشاهده ای و کنترل زمانی آن از فاصله چند کیلومتری.

•  همزمانی درارائه و استخراج اطلاعات از موضوعات مختلف آب زیرزمینی.

•  انجام مطالعات  صحرائی در حوزه های آبریز اعم از ارتفاعات و دشت و نقاط جغرافیایی صعب العبور که امکان استقرار سایر روشهاوجود ندارد.

•  انجام مطالعات صحرائی در مناطق دارای پستی و بلندی مختلف که برای سایر روشها یا امکان مطالعه وجود ندارد و یا دچار خطاهای زیادی خواهند شد.

•  امکان انجام مطالعه آبهای زیرزمینی در مساحت زیاد در مدت زمانی اندک نسبت به سایر روشهای اشاره شده.

•  پاسخگویی به شبهات کمی و کیفی و موارد خاص منطقه به صورت تعویض همزمان قطعات دستگاه در منطقه.

•  بررسی کیفیت آب زیرزمینی در جهات قائم و طولی بصورت همزمان.

• محاسن ردیابی آب زیرزمینی به شیوه نوین الکترومغناطیس (فرو سرخ  و نامرئی) نسبت به سایر روشهای علوم روز دنیا:

1- کوچک و قابل حمل بودن دستگاه در تمام شرایط مکانی ( وزن دستگاه kg2  است).

2- جلوگیری از هدررفت زمانی و ارائه پاسخ صریح با ذکر مسائل فنی و علمی در بخش آب زیرزمینی در مطالعات میدانی.

3-  جلوگیری از هدر رفت مالی نسبت به سایر روشهای اکتشاف منابع آب زیرزمینی.

4-  تعیین مسیر حرکت آب زیرزمینی و حریم کمی و کیفی چشمه ها، تفکیک و تعیین میادین آب از منظر پتانسیل آن ( ضعیف، متوسط، قوی) و تعیین عمق سنگ کف به روش نقطه ای از طریق ردیاب آب زیرزمینی که نسبت به سایر روشهای معمول مطالعات آب زیرزمینی شامل روشهای ژئو فیزیکی ، لرزه سنجی ، مغناطیس سنجی و ...... برتری اطلاعات همزمانی خواهد داشت.

5- استقرار سونداژ الکترومغناطیس جهت بررسی تعیین عمق آب زیرزمینی و مسیر تخلیه آب زیرزمینی، تفکیک لایه آبدار و ضخامت اشباعی و مشخص نمودن عمق سنگ کف به صورت نقطه ای، و شعاعی با وسعت حدود چندین کیلو متر که در سایر روشهای معمول اشاره شده قابلیت بررسی و استخراج اطلاعات در شعاع منطقه بندرت وجود خواهد داشت.

6- عدم استقرار کمپ مطالعاتی جهت اجرای پروژه های منابع آب زیرزمینی وتعیین محل حفر چاهها در سازند های آهکی ، آبرفتی، ساحلی و ترسیم پروفیل های قائم لایه های آبدار، بصورتی که با بکارگیری سایر روشها به علت صرف هزینه زیاد ، پایین بودن سرعت استخراج اطلاعات و عدم قابلیت خروج داده ها به صورت نقطه ای، استقرار کمپ مطالعاتی در منطقه از ضروریات است.

7- ضمانت اجرای پروژه منابع آب زیرزمینی به میزان 80-70 درصد.

8- ردیابی آب زیرزمینی به روش نوین الکترومغناطیس و برآورد احتمالی حجم آبخوان ، غنای آبی  و تخمین منطقی از پتانسیل آبی منطقه قبل از حفر چاهها و پروژه اجرائی و رسم منحنی های قائم ضخامت لایه آبدار.

9- تعیین محل بهترین نقاط حفر چاههای مشاهده ای و اکتشافی.

10- تعیین و تفکیک لایه  آبدار با ضخامت اشباعی متنوع قبل از انجام پروژه که در سایر روشهای اکتشاف آب زیرزمینی، عاری از چنین ویژگیهاست.

11- ردیاب آب زیرزمینی به شیوه جدید ارائه شده در شرایط بحرانی به ویژه فصول کم آبی و خشکسالی با صرف هزینه مالی و زمان کم نسبت به سایر روشهای اکتشافی منابع آب زیرزمینی.

12- همزمانی درارائه و استخراج اطلاعات از موضوعات مختلف آب زیرزمینی.

13- مطالعات صحرائی در حوزه های آبریز(ارتفاعات و دشت) و نقاط جغرافیایی صعب العبورکه امکان مطالعه توسط سایر روشها وجود ندارد.

14- انجام مطالعات صحرائی در مناطق دارای پستی و بلندی کم و زیاد ( مختلف) که برای سایر روشها یا امکان مطالعه وجود ندارد و یا دچار خطاهای زیادی خواهد شد.

15- عدم محدودیت در شرایط آب و هوایی و زمین شناسی مختلف.

16. امکان انجام مطالعه آبهای زیرزمینی در مساحت زیاد در مدت زمانی بسیار اندک نسبت به سایر روشهای اشاره شده.

17- پاسخگویی به شبهات و موارد خاص منطقه به صورت تعویض شرایط دستگاه در منطقه.

18- بررسی کیفی آب زیرزمینی در جهات قائم و طولی.

19- پیشنهاد عمق حفر چاه جهت استحصال آب زیرزمینی متناسب با نیاز آبی و نوع کشت و امکان یا عدم امکان پروژه.

 

مختصری از کاربرد مواد رادیواکتیو و کمپلکسها در ردیابی و شناسایی آبهای زیرزمینی:

 *  کاربرد مواد رادیواکتیو در ردیابی و شناسایی آبهای زیرزمینی:

 -   مطالعه شیمی آبهای زیرزمینی و ایزوتوپهای پایدار مولکول آب می تواند اطلاعات مهمی از منابع و مکانیسم تغدیه و شناسایی مقدار جریان آبی که رودخانه و آبهای زیرزمینی در حالت غیرسیلابی دارد را در اختیار قرار دهد.
ایزوتوپهای رادیواکتیو طبیعی مثل کلر 36 و هیدروژن 3 و کربن 14 برای تعیین سن آبهای زیرزمینی مورد استفاده قرار می گیرد. اگر سن های نسبتاً جوان از اندازه گیری ردیابهای مختلف رادیو اکتیو تعیین شوند سپس منبع تغذیه آبهای زیرزمینی را می توان حدس زد.

آزمایشهای تجربی در مقیاس کوچک و بزرگ با استفاده از روشهای ایزوتوپی می تواند برای مطالعات هیدروژوشیمی مفید و سودمند باشد. ترکیبات ایزوتوپی سرب و گوگرد می تواند راهنمای انواع کانی سازی در جستجوهای اکتشافی باشد. آنالیزهای ایزوتوپهای گوگرد و استرانسیم مورد استفاده برای اهداف منطقه ای هستند و نشان دهنده آنومالی سرب در منطقه می باشدکه می توانند در مطالعات آب زیرزمینی استفاده شوند اذا . ترکیبات شیمیایی پایدار و رادیواکتیو از آبهای زیرزمینی برای مطالعات گسترده هیدروژئولوژی مورد استفاده قرار می گیرد.

- کاربرد ردیاب های شیمیایی،  ایزوتوپ های آب سنگین در منابع آب به همراه گمانه زنی های ژئوالکتریک و مدلسازی عددی به منظور تحلیل ارتباط فرایند های هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی، برای نخستین بار در ایران و خاورمیانه توسط دانشجوی  دکتری رشته مهندسی آبخیزداری واحد علوم و تحقیقات دانشگاه آزاد اسلامی ارائه شد.

به گزارش روابط عمومی واحد علوم و تحقیقات حسین سعادتی دانشجوی دکتری رشته مهندسی آبخیزداری گفت: این تحقیق که در قالب رساله دکتری با همکاری سازمان جنگل ها، مراتع و آبخیزداری کشور، آژانس بین المللی انرژی اتمی (IAEA) و دفتر یونسکوی تهران انجام گرفت.

وی ادامه داد : با روش های ردیاب های شیمیایی و ایزوتوپی، بیلان آبی، ژئوالکتریک و مدلسازی سعی در ارزیابی و تعیین ارتباط فرایند های هیدرولوژی و هیدروژئولوژی در دوره های مختلف گذشته و محاسبه تغذیه در حوضه هشتگرد شده است.

- با گسترش فناوري هسته اي کاربرد ردياب هاي ايزوتوپي از جايگاه ويژه‌اي در علوم آب و خاک برخوردار گرديد. بايد توجه نمود که خواص فيزيکي هسته عناصر راديواکتيو تعيين کننده ارزش آنها به عنوان ردياب مي باشد.

استفاده از ردياب هاي شيميايي و ايزوتوپي در چهار دهه اخير به منظور منشاء يابي رسوبات، آب هاي زيرزميني، زير قشري، آب‌هاي سطحي، آلودگي‌ها و نيز ساير تحقيقات مديريتي در حوضه‌هاي آبخيز متداول گشته است. در اين طرح‌ها از مواد شيميايي و ايزوتوپي متعددي استفاده مي‌شود، ولي براي رديابي آبها عمدتاً از ايزوتوپ‌هاي مولكول آب استفاده مي‌شود.

براي بررسي مسير حرکت آب در محيطهاي متخلخل، ارزيابي سرعت جريان آب زيرزميني، تخمين ضريب نفوذپذيري لايه‌هاي آبدار، تعيين سن، منشاء و محل تغذيه آبهاي زيرزميني، ارتباط لايه‌هاي آبدار با يکديگر، ميزان اختلاط توده‌هاي مختلف آب زيرزميني، مطالعه حرکت آلوده کننده‌ها، تعبين آلوده کننده مورد استفاده قرار گرفته‌اند.

- تحقیقات جدید نشان می دهد که ،تكنيك هاي هسته اي براي شناسايي حوزه هاي آبخيز زيرزميني، هدايت آبهاي سطحي وزيرزميني ، كشف وكنترل آلودگي وكنترل نشت وايمني سدها به كار مي رود. ازاين تكنيك ها براي شيرين كردن آب شوروآب دريا نيزاستفاده مي شود.

- موارد استفاده از آب سنگین چیست، و تولید آب سنگین چه اهمیتی برای کشور دارد¬ دکتر آفریده: بیشترین استفاده از آب سنگین در راکتورها است که شامل هر 2 راکتور تحقیقاتی و نیروگاهی می شود از آب سنگین برای تولید رادیوایزوتوپ ها در صنعت، کشاورزی و پزشکی استفاده می شود همچنین در رادیوگرافی، نوترون تراپی و نوترون رادیوگرافی از آن بهره برداری می شود. علاوه براین ها، آب سنگین برای تشخیص نشت آب های زیرزمینی یا نشت آب از سدها، کاربرد زیادی دارد.

کمپلکس ها و خواص مغناطيسي آنها

يک کمپلکس مجموعه اي است متشکل از يک اتم مرکزي که توسط چند آنيون يا مولکول احاطه شده و در آن ظرفيت اتم مرکزي که معمولا فلز واسطه است اکثرا از حالت متداول آن بيشتر است. مثلا حل شدن سولفات مس خشک (سفيد رنگ ) در آب محلول آبي خوش رنگ سولفات مس (II) توليد مي کند که يک يون کمپلکس است. ^- CuSO₄ + nH₂ O ............> [Cu(H₂ O)₆ ]²⁺ + SO₄ ²

يون کمپلکس ايجاد شده عامل آبي شدن رنگ اين محلول و در واقع تمام محلول هاي نمکهاي مس (II)در آب مي باشد.گروه هاي متصل به اتم مرکزي را که معمولا انيون يا مولکول دو قطبي خنثي مي باشند ليگاند مي نامندو در اغلب موارد اين ليگاندها يک يا چند جفت الکترون به فلز مرکزي مي دهند. از آنجاييکه مولکول آب قادر است مانند يک ليگاند عمل کند قرار گرفتن يک يون فلز واسطه (⁺Mⁿ ) در آب به شرط نبود گروه هاي کئوردينه ي ديگر سبب تشکيل يون کمپلکس⁺M(H₂ O)₆ ]ⁿمي شود.لذا براي تهيه ي برخي از کمپلکس ها مثل ⁺Cu(NH₃ )₆ ]²واکنش بين فلز و ليگاند را بايد در محيط غير آبي انجام دادتا آب به صورت ليگاند وارد قشر کوئورديناسيون نشود. هم چنين موقع تهيه ي کمپلکسها در آب ليگاند ها به تدريج جايگزين مولکول هاي آب کئوردينه شده مي شوند مانند واکنش مقابل که در شش مرحله صورت مي گيرد:  Ni(H₂ O)₆ ²⁺ + 6NH₃ .............> Ni(NH₃ )₆ ²⁺ علاوه بر کمپلکس هاي عادي يا کلاسيک نوع ديگري از کمپلکس ها نيز وجود دارند که انها را ترکيبات آلي فلزي مي نامند در اين کمپلکس ها حالت اکسايش فلز پايين (صفر يا +1 ) است و پيوند کربن فلز هم وجود دارد. هم چنين در کمپلکس هاي کلاسيک ليگاند ها معمولا دهنده ي جفت الکترون (دهنده ي ơ) و به مقدار جزئي گيرنده ي π هستند اما در ترکيبات آلي فلزي ليگاند ها اغلب علاوه بر دهندگي الکترون گيرنده ي شديد π نيز مي باشند. در هر دو مورد اين ترکيبات مي توانند خنثي کاتيوني يا انيوني باشند

تعداد ليگاند ها و يا در واقع تعداد اتم هاي دهنده ي الکترون متصل به فلز مرکزي را عدد کئوديناسيون مي گويند که يکي از ويژگيهاي يک کمپلکس است يعني اينکه مثلا اغلب کمپلکسهاي با عدد کئوردينه يکسان خواص مغناطيسي مشابهي را از خود نشان مي دهند.

خواص مغناطيسي کمپلکس هاي فلزي:

مغناطيس پذيري : اگر جسمي در يک ميدان مغناطيسي با قدرت H₀ قرار گيرد القاء مغناطيسي B يا شار مغناطيسي در اين جسم از رابطه ي مقابل به دست مي آيد: B= H₀ + 4πM در اين رابطه H₀  قدرت ميدان مغناطيسي خارجي و Mشدت مغناطيس شدن در واحد حجم است.

ممان مغناطيسي : خواص مغناطيسي ماده از دو راه توسط الکترونها حاصل مي شود : يکي ناشي از  حرکت دوراني الکترون حول محور خود که چون داراي بار منفي است از اين طريق مي تواند مغناطيس توليد کند (ممان اسپيني الکترون) و ديگري ناشي از  حرکت الکترون در مدار خود حول هسته (ممان اربيتالي الکترون).پس ممان مغناطيسي توليدي مواد حاصل اين دو خاصيت الکترون است.واحد ممان مغناطيسي بور مگنتون است يک بور مگنتونe     ( BM)=eh̸4Πmc    بار الکترون h ثابت پلانکmجرم الکترون و cسرعت نور است.

ترکيب پارامغناطيس ترکيبي است که الکترون جفت نشده دارد سهم پارامغناطيسي در تاثير پذيري از بر هم کنش ممان هاي زاويه اي اسپيني و اربيتالي الکترونها با ميدان مغناطيسي خارجي ناشي مي شود.ممان مغناطيسي موثر براي يک سيستم پارامغناطيس با در نظر گرفتن ممانهاي زاويه اي اسپيني و اوربيتالي الکترونها از اين رابطه به دست مي آيد:( µ=√4S(S+1)+L(L+1  در اين رابطه Sعدد کوانتومي اسپين کل و L عدد کوانتومي اوربيتالي کل است.همه ي مواد با ميدان مغناطيسي بر هم کنش دارند

مختصری از امواج الکترومغناطیس و فروسرخ

تعریف امواج الکترومغناطیسی :

امواج الکترومغناطیسی یک رده از امواج است که دارای مشخصات زیر است:

• امواج الکترومغناطیسی دارای ماهیت و سرعت یکسان هستند و فقط از لحاظ فرکانس ، یا طول موج باهم تفاوت دارند
• در طیف امواج الکترومغناطیس هیچ شکافی وجود ندارد. یعنی هر فرکانس دلخواه را می‌توانیم تولید کنیم.
• برای مقیاسهای بسامد یا طول موج ، هیچ حد بالا یا پائین تعیین شده‌ای وجود ندارد.
• از جمله منابع زمینی امواج الکترومغناطیسی می‌توان به امواج دستگاه رله تلفن ، چراغهای روشنایی و نظایر آن اشاره کرد.
• این امواج برای انتشار خود نیاز به محیط مادی ندارند.
• قسمت عمده این فیزیک امواج دارای منبع فرازمینی هستند.
• امواج الکترومغناطیسی جزو امواج عرضی هستند.

گستره امواج الکترومغناطیسی :

امواج الکترومغناطیسی از طولانی‌ترین موج رادیویی ، با طول موج‌های معادل چندین کیلومتر ، شروع شده پس از گذر از موج رادیویی متوسط و کوتاه تا نواحی کهموج ، فروسرخ و مرئی امتداد می‌یابد. بعد از ناحیه مرئی فرابنفش قرار دارد که خود منتهی به نواحی اشعه ایکس ، اشعه گاما و اشعه کیهانی می‌شود. نموداری از این طیف که در آن نواحی قراردادی طیفی نشان داده می‌شوند در شکل آمده است که این تقسیم بندی‌ها جز برای ناحیه دقیقا تعریف شده مرئی لزوما اختیاری‌اند.

 

کاربرد و بررسی طول موجهای مختلف طیف الکترومغناطیسی

در حالت کلی بایستی چگونگی بازتابها و شکستها از مرزهای مختلف هادیها و عایقها و مواد قطبی و مواد غیر قطبی و .... ، و چگونگی عبور تابش از آزمایشهای مربوط به هوا و روشهای تمرکز پرتوها ، روشهای انتشار و چگونگی انتشار و ماهیت امواج الکترو مغناطیسی و چگونه تولید می‌شوند و قوانین حاکم بر آن را بدانیم. اما باید بدانیم در تمام ناحیه الکترومغناطیسی تمامی دستگاهها نمی‌توانند، کارآیی خوبی داشته باشند و اکثر سیستمهای کاربردی محدود به ناحیه خاصی از این گستره طول موجی می‌باشند. مثلا سیستم رادیو فقط ناحیه موج رادیویی را پوشش می‌دهد.

دوربینهای مادون قرمز برای این ناحیه ساخته شده‌اند و برخی ناسازگاریهایی از قبیل اینکه ناحیه پرتو ایکس هیج ماده‌ای با توان شکست ثابت برای ساختن عدسی وجود ندارد، زیرا اشعه ایکس از شیشه نمی‌تواند عبور کند، برخلاف نور مرئی که راحت عبور می‌کند. لذا برای هر نوع تمرکز و تصویر در گستره اشعه ایکس از آینه استفاده می‌کنند.

نحوه تولید امواج الکترو مغناطیسی:

چشمه‌های طبیعی :

• خورشید و ستارگان که ناحیه مرئی را پوشش می‌دهند.
• مواد رادیواکتیو طبیعی ( گسیلنده پرتوهای ایکس و گاما) مانند کبالت (Co- 60)( آهن ربا و واسطه ضبط مغناطیسی ( ازقبیل نوار کاست و ویدئو ).) و اورانیوم(U-137) و ... که ناحیه ایکس و گاما را شامل می‌شوند.
• پرتو های کیهانی که از فضای یونسفر خارج از جو زمین می‌آیند.
• پرتوهای مادون قرمز و فرو سرخ و ماورای بنفش که از خورشید و ستارگان ایجاد می‌کردند.
• برخی مولکولهای ویژه دو ساختاری یا چند ساختاری که ناحیه‌های لیزری و میزری را دارند، مانند آمونیاک ، یاقوت و ... .

چشمه‌های مصنوعی :

• انواع لامپها که مکانیزمهای قوسهای الکتریکی و تخلیه‌های الکتریکی و ... را دارند مانند لامپ فلاش ، لامپ سدیم و ...
• کاواکهای جسم سیاه: شاید تا به حال دیده باشید که وقتی آهن را گرم می‌کنیم ازخود نور تابش می‌کند.
• لیزرها که از مواد فعالی مانند یاقوت (نئودنیوم یق ND:YAG) و ... که در طیفهای گسترده یا طول موجهای منفرد بصورت پالسی یا گسترده ساخته می‌شوند.
• میزرها (Masers) که ناحیه طول موجی ماکروویو را می‌پوشانند. مانند میزرهای آمونیاک و ... .

امواج فروسرخ:

امواج فروسرخ یا به عبارتی اشعه مادون قرمز در علم فیزیک به قسمی از طیف پرتوهای الکترومغناطیسی اطلاق می‌گردد که دامنه طول موج آنها از بالای نور سرخ مرئی آغاز و تا امواج غیرمرئی ریزموج یا مایکروویو را دربر می‌گیرند.

دامنه طول اینگونه امواج تقریبا بین ۱ میلی متر تا ۷۵۰ نانومتر (معادل ۷۸۰۰-۱۵۰۰۰۰۰ آنگستروم )متغیر بوده بنابراین کوتاه تر از امواج رادیوئی مرسوم طبقه بندی می‌گردند.

فرکانس ( تواتر) امواج فروسرخ حداکثر ۴۰۰ تریلون بار در ثانیه(در محدوده بسیار نزدیک به رنگ سرخ قابل دید) تا ۸۰۰  بیلیون بار در ثانیه (نزدیک به محدوده پایانی پرتوهای مایکروویو) اندازه گیری می‌گردند.

-وج متوسط فروسرخ با دامنه طول موج ۳٫۰-۸٫۰ میکرو
-موج بلند فروسرخ با دامنه طول موج ۸٫۰-۱۵ میکرومتر
-موج بسیار دور فروسرخ Far IR
با دامنه طول موج ۱۵-۱۰۰۰ میکرومتر

مطالعات تخصصی کیفی وآلودگی آب زیرزمینی با استفاده از روش نوین الکترومغناطیس

•   ردیابی و تفکیک لایه های شور و شیرین در آبخوانهای ساحلی.

•   نصب سونداژهای الکترومغناطیس نقطه ای و تعیین سطح آب شیرین و ضخامت آن.

•  نصب سونداژهای الکترومغناطیس و تعیین سنگ کف ساحلی.

•   تعیین و رسم خط عرضی هیدرولیکی ارتباط سفره های ساحلی با دریا در حد جذرومد.

•  تعیین بهترین محل حفرچاه در آبخوانهای ساحلی.

•  تعیین بهترین نقاط تغذیه واداری سواحل دریاها جهت تامین آب با حجم مناسب.

•  ردیابی مسیر آلودگی در چشمه ها از مظهر خروجی تا منبع آلودگی.

•  ردیابی مسیر آلودگی در آبخوانها در امتداد مسیر حرکت آب زیرزمینی.

•   ردیابی مسیر نشت مخازن ویا لوله های حاوی مواد آلاینده به آبخوان.

چگونگی مطالعات تخصصی لغزش ورانش به شیوه نوین الکترومغناطیس:

•  تعیین سطح آب تحت­الارضی و وجود یا عدم وجود سطح نمناک.

•  ردیابی مسیر آبهای تحت­الارضی و تعیین زون تخلیه آب زیر زمینی بهمراه تفکیک زونهای اشباعی.

•  تعیین و تشخیص دپوهای آبی تحت­الارضی و ضخامت اشباعی آب و برخورد آن با سطح لغزش احتمالی.

•   ردیابی و تعیین مسیر حرکت آب چشمه­ها در راستای گسله­ها و ساختارهای زمین­شناسی و سایر سطوح در پهنه­های رانشی.

•   تعیین و زون­بندی پهنه­ لغزش به لحاظ مسیر هدایت روانابهای سطحی و آبهای تحت­الارضی.

•  تعیین بازه عرضی حرکت آب تحت­الارضی در پهنه لغزشی توده لغزنده.

 

نحوه تفکیک پارامترهای آب زیرزمینی بلحاظ کمی و کیفی در شرایط کار میدانی

• ردیابی آب زیرزمینی در جهات 360 در جه و تفکیک میادین آبی بلحاظ نزدیکی و دوری از احجام مختلف.

•  تفکیک آبخوان­های عمقی و تعیین محدوده طولی و عرضی آنها.

•  ردیابی مسیر چشمه ها، قنوات و منبع آلودگی و تفکیک نوع منبع آنها.

•   استفاده از سونداژهای الکترومغناطیس برای تعیین سطح آب زیرزمینی ، ضخامت اشباعی ، تفکیک لایه های آبدار، تعیین شیب هیدرولیکی آب زیرزمینی، تعیین مناطق اشباع شده و سطوح لغزش ، تعیین حجم احتمالی گذر آبی ، شناسایی گسله و مسیر آنها و تاثیر آن در سطح آب زیرزمینی محیط و لایه های هم جوار.

•  بررسی سطح آب زیرزمینی و نوع و مسیر فرار آب از تکیه گاههای سد در شرایط حداقل و حداکثر حجم مخزن.

•  استفاده از سونداژهای دو گانه الکترومغناطیس جهت تفکیک لایه های آب شور و شیرین .

•  تعیین حدزون آب شور و شیرین و نحوه ارتباط هیدرولیکی آب دریا در سواحل آن.

•  بررسی تغذیه واداری از کف آبخوان در مجاورت ساحل دریا و رودخانه ها.

 • تفکیک منابع آبی و فاصله یابی وزنی تا محل منبع از فواصل دور(عکس و مستندات در گزارش اصلی)

•   برآورد عمق آب زیرزمینی از طریق استفاده از سونداژ های الکترومغناطیس و فرمول های محاسباتی:

•  برآورد طول L و عرض بازه حرکتی آب زیرزمینیW:

W = عرض حرکت آب زیرزمینی

L = طول حرکت آب زیرزمینی

K = نفودپذیری          A = W.L

 •    برآورد شیب هیدرولیکی(I ):

اh  و  h2 = سطح آب زیرزمینی در نقاط h1 و h2   و L = فاصله h1 و h2

I= (h2- h1)  / L

•    برآورد ضخامت اشباعی خاک و سطح لغزش جدایش زمین شناسی:

 B’ = ضخامت اشباعی ، B = سطح لغزش ، hs = سطح آب تحت الارضی

(h_s-B) , B'

 •  تعیین بازه های عرضی تفکیک آبهای تحت الارضی و تهیه ماتریس:

W = عرض حرکت آب زیرزمینی

Wl₁ , wl₂ , wl₃ , wl₄ , … , wl_n

lB₁ , lB₂ , lB₃ , lB₄ , …, lB_n

B₁ , B₂ , B₃ , B₄ , … , B_n

V₁ , v₂ , v₃ , v₄ , … ,v_n

I = محلهای تجمع آب زیرزمینی

B = ضخامت اشباعی

V1 = سرعت حرکت آب زیرزمینی(وزنی)

 •  برآورد عمق لایه های مختلف آب زیرزمینی:                                   

 hs = عمق آب زیرزمینی

W = طول زمینی

 h_S-w₁

h_S-( w₂+w1)

h_s-(w₁+w₂+w₃)

h_S-( w₁+w₂+w₃+w₄)

h_S-(w₁+w₂+w₃+w₄+…+w_n)

 • تعیین مسیر های اصلی و فرعی حرکت آبهای زیرزمینی و چشمه ها.( E 30 N ).

N.E = مسیر حرکت آب زیرزمینی از یک نقطه زمینی

 •  تفکیک ضخامت اشباعی و سطح آب زیرزمینی :

Hs = سطح آب زیزمینی   ،  D = عمق آب زیزمینی (ضخامت اشباعی) ، F = سطح فرضی معادل آب زیرزمینی در سر زمین

b = عمق فرضی معادل آب زیرزمینی

 •   تفکیک آبهای زیرزمینی بلحاظ کیفیت منابع آب با ورودیهای متفاوت از طریق تغذیه واداری رودخانه ها و دریاها و یا منبع آلاینده:

K= ضریب نفوذپذیری ، a = تخلل ، b = ضخامت اشباعی ، A = محدوده حرکت آب زیرزمینی

W.L.α.b

Q = A.I.K

L = گستره بازه حرکتی  Wمغناطیسی معادل در سطح زمین.

Q = A . H . DS

اولویتهای پیشنهادی حفر چاه در زون بندیهای مختلف
o1w1	625059	3062173	zone1
o1w2	625122	3062116	zone1
o1w3	625253	3062150	zone1
o2w1	625314	3062218	zone2
o2w2	625411	3062262	zone2
o2w3	625529	3062278	zone2

DS  = ضریب ذخیره ، H  = افت سطح آب زیرزمینی.

•  بررسی آزمایشات پمپاژ در چاه اصلی و تعیین افت سطح آب و شعاع تاثیر بدون نیاز به حفر چاه های مشاهده ای (پلی گونال) در فواصل مختلف با جهت های چهار گانه.

 W= چاه پمپاژ   ، w1 = چاه مشاهده ای فرضی ، h= سطح آب زیرزمینی ، L= فاصله w₁₌ فاصله روی زمین

 •  تفکیک آب شور و شیرین و تغییرات آن در شرایط قائم در مجاورت دریا :         

hf = ارتفاع سطح آب شیرین

hs = ارتفاع سطح آب شور

_f ρ= چگالی آب شیرین

ρ_s = چگالی آب شور

 

نام سونداژ	x	y		سطح آب	عمق لایه اول	عمق لایه دوم
مشخصات محل سونداژهای الکترومغناطیس و  حد زون آب شور و شیرین و مشخصات لایه های آبدار و سنگ کف اول
a29	625001		3062678	4.2-6.5	7.8-13	13
a30	624984		3062671	2.2-7.5	8.5-13	13
a31	624958		3062676	3.2-6	8-13	13

•  تفکیک عرضی ارتباط هیدرولیکی آبخوان ساحلی (حد جذرومد) جهت تغذیه واداری و استفاده از آب دریا تا محدوده سنگ کف :

 • تفکیک مسیر حرکت آب زیرزمینی بصورت خطی در امتداد گسله ها ، چشمه ها و شکستگیها در سازندهای سخت :