Mahmut G. DRAHOR, Gökhan GÖKTÜRKLER, Meriç A. BERGE, T. Özgür KURTULMUŞ

Dört farklı elektrot dizilimine göre bazı üç-boyutlu sığ yeraltı yapılarının görünür özdirenç modellemesi

Bu çalışmada, bir sonlu-farklar algoritması yardımıyla elektrik özdirenç yönteminde yaygın olarak kullanılan Schlumberger, Wenner, pol-pol ve dipol-dipol elektrot dizilimlerinin bazı üç-boyutlu sığ yeraltı modelleri için bilgisayar ortamı benzetimleri yapılmıştır. Bu modeller, sığ jeofizik araştırmalarda sıklıkla karşılaşılan çevresel, hidrojeolojik ve karstik sorunlara göre oluşturulmuştur. Benzetimler, çok kanallı veri toplama tekniği temel alınarak, görünür özdirenç kesitleri ve haritalarının hesaplanmasını içermiş ve bunlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Yüzeye yakın iletken veya dirençli yapıların varlığı, hedef yapıların derinliklerindeki artış ve modellerin karmaşıklaşması dizilimlerin ürettiği anomalilerdeki ayrımlılığı önemli oranda etkilemiştir. Anomaliye en büyük katkı sığ derinlikte gömülü bulunan yapılardan oluşmaktadır. Böylece; hedef yapıların yüzeye yakın olduğu durumlarda görünür özdirenç haritalarından yorum yapmak çoğunlukla daha kolay olmaktadır. Bu nedenle; sığ jeofizik araştırmaların üç-boyutlu yapıldığı durumda, görünür özdirenç yapma kesit ve haritaları yardımıyla da yorumlamada bulunulabilecektir. Ayrıca, araştırmanın amacına uygun dizilim seçilmesi, araştırmanın başarısı açısından önem taşımaktadır.

Apparent resistivity modelling of some three-dimensional shallow structures using by four different electrode configurations

In this study, using a finite-difference algorithm, the responses of the Schlumberger, Wenner, pole-pole and dipole-dipole configurations, which are widely used in the resistivity method, to some three-dimensional shallow subsurface models were simulated. These models are based on environmental, hydrogeological and karstic problems which are frequently encountered in near surface geophysics. Based on the multi-channel data acquisition, simulations included calculation of the apparent resistivity pseudo-sections and maps for each model by each configuration. The presence of the shallow resistive or conductive bodies, increase in the depth of the target structures and complexity of the models seriously affected the resolution of the anomalies generated by the configurations. The maximum contribution to anomaly is originated by shallow structures. Therefore, the interpretation of the apparent resistivity maps is easier when the target structures are present in shallow depths. In case of the three-dimensional geophysical surveys the interpretations can be achieved using the apparent pseudo-sections and maps. Considering the success of the survey, choosing the appropriate configuration according to target is important.

___

Apparao, A., 1979. Model tank experiments on resolution of resistivity anomalies obtained over buried conducting dikes-inline and broadside profiling. Geophysical Prospecting, 27, 835 - 847.

Berge, M.A., 2002. Sığ aramacılıkta sonlu farklar yöntemi ile iki-boyutlu düz çözüm özdirenç modellemesi. Lisans tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü, 77 s (yayımlanmamış).

Brizzolari, E., and Bernabini, M., 1979. Comparison between Schlumberger electrode arrangement and some focused electrode arrangements in resistivity profiles. Geophysical Prospecting, 27, 233 - 244.

Candansayar, M.E., and Başokur, A.T., 2001. Detecting small-scale targets by the 2D inversion of two-sided three-electrode data: application to an archaeological survey. Geophysical Prospecting, 49, 13 -25.

Coggon, J.H., 1971. Electromagnetic and electrical modeling by the finite element method. Geophysics, 36, 132-155.

Dahlin, T., 2001. The development of dc resistivity imaging techniques. Computer and Geosciences, 27, 1019-1029.

Dahlin, T., and Zhou, B., 2004. A numerical comparison of 2-D resistivity imaging with 10 electrode arrays. Geophysical Prospecting, 52, 379 -398.

Dahlin, T., Bemstone, C., and Löke, M. H., 2002. Case History: A 3-D resistivity investigation of a contaminated site at Lernacken, Sweden. Geophysics, 67, 1692-1700.

Das, U.C., and Parasnis, D.S., 1987. Resistivity and induced polarization responses of arbitrarily shaped three-dimensional bodies in a two-layered earth. Geophysical Prospecting, 35, 98-109.

Dey, A., and Morrison, H.F., 1979a. Resistivity modeling for arbitrarily shaped two-dimensional structures. Geophysical Prospecting, 27, 106-136.

Dey, A., and Morrison, H.F., 1979b. Resistivity modeling for arbitrarily shaped three-dimensional structures. Geophysics, 44, 753 -780.

Dieter, K., Paterson, N.R., and Grant, F.S., 1969. IP and resistivity type curves for three-dimensional bodies. Geophysics, 34, 615 - 632.

Edwards, L.S., 1977. A modified pseudosection for resistivity and IP. Geophysics, 42, 1020-1036.

Göktürkler, G. ve Drahor, M. G., 2004. Yinelemeli yöntemle üç boyutlu özdirenç modellemesi. Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen ve Mühendislik Dergisi (baskıda).

Griffiths, D.H., and Barker, R.D., 1993. Two-dimensional resistivity imaging and modelling in areas of complex geology. Journal of Applied Geophysics, 29, 211-226.

Griffiths, D.H., Turnbul, J., and Olayinka, A.I., 1990. Two-dimensional resistivity mapping with a computer-controlled array. First Break, 8(4), 121-129.

Hohmann, G.W., 1975. Three-dimensional induced polarization and electromagnetic Modelling. Geophysics, 40, 309 - 324.

Jepsen, A.F., 1969. Numerical modeling in resistivity prospecting. Ph. D. Thesis, University of California, Berkeley, USA (unpublished).

Kurtulmuş, T.Ö., 2003. Sığ aramacılıkta sonlu farklar yöntemi ile üç-boyutlu özdirenç modellemesi. Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Jeofizik Mühendisliği Bölümü, 69s (yayımlanmamış).

Loke, M.H., 2001a. Res3dmod ver. 2.1, Three-dimensional resistivity and IP forward modeling using the finite difference and finite element methods.User's manual, www.geoelectrical.com.

Loke, M.H., 2001b. Tutorial: 2-D and 3-D electrical imaging surveys. Penang, Malaysia, Universiti Sains Malaysia, unpublished course notes, 121 pp, www.geoelectrical.com.

McGillivray, P.R., and Oldenburg, D.W., 1990. Methods for calculating Frechet derivatives and sensitivities for the non-linear inverse problem, a comparative study. Geophysical Prospecting, 38, 499-524.

Meyer, W.H., 1977. Computer modelling of electromagnetic prospecting methods. Ph.D. Thesis, University of California, Berkeley, USA (unpublished).

Mufti, I.R., 1976. Finite difference resistivity modelling for arbitrarily shaped two-dimensional structures. Geophysics, 41, 62 -78.

Okabe, M., 1981. Boundary element method for the arbitrarily inhomogeneities problem inelectrical prospecting. Geophysical Prospecting, 29, 39 - 59.

Parasnis, D.S., 1965. Theory and practice of electric potential and resistivity prospecting using linear current electrodes. Geoexploration, 3(1), 3-69.

Pridmore, D.F., Hohmann, G.W., Ward, S.H., and Sill, W.R., 1981. An investigation of finite element modeling for electrical and electromagnetic data in three dimensions. Geophysics, 46, 1009 -1024.

Rijo, L., 1977. Modeling of electric and electromagnetic data. Ph.D. Thesis, University of Utah, USA (unpublished).

Scriba, H., 1981. Computation of the electric potential in three-dimensional structures. Geophysical Prospecting, 29, 790 - 802.

Telford, W.M., Geldart, L.P., Sheriff, R.E., and Keys, D.A., 1976. Applied Geophysics, Cambridge University Press, Cambridge, 860 pp.

Van Nostrand, R.G., and Cook, K.L., 1966. Interpretation of resistivity data. USGS Prof. Paper, Printing Office, Washington, USA, 449 pp.

Van Overmeeren, R.A., and Ritsema, I.L., 1988. Continuous vertical electrical sounding. First Break, 6(10), 313-324.