روش های اکتشاف در زمین های کارستی

⚠ این متن با نرم‌افزار از روی تصویر خوانده شده و ممکن است خطا داشته باشد؛ برای استناد، اصلِ سند را ببینید. سرت میور رم روش های اکتشاف در زمین های کارستی دنسریه ۹-ن یر ماه ۱۳۸۲ -------- صفحهٔ بعد -------- روشهای اکتشاف در زمینهای کارستی -------- صفحهٔ بعد -------- امروزه نقش و اهمیت ضوابط معیارها و استانداردها و آثار اقتصادی ناشی از به کارگیری مناسب و مستمر آنها در پیشرفت جوامع» تهیه و کاربرد آنها را ضروری و اجتناب ناپذیر ساخته است. نظر به وسعت دامنه علوم و فنون در جهان امروز» تهیه ضوابط معیارها و استانداردها در هر زمینه به مجامع فنی - تخصصی واگذار شده است. با در نظر گرفتن مراتب فوق و با توجه به شرایط اقلیمی و محدودیت منابع آب در ایران» تهیه استاندارد در بخش آب از اهمیت ویژه‌ای برخوردار بوده و از این رو دفتر استانداردها و معیارهای فنی شرکت مدیریت منابع آب ایران در جهت نیل به این هدف, با مشخص نمودن رسته‌های اصلی مهندسی آب اقدام به تشکیل مجامع علمی - تخصصی با عنوان کمیته‌های تخصصی نموده که نظارت بر تهیه این استانداردها را به عهده دارند. استانداردهای مهندسی آب با در نظر داشتن موارد زیر تهیه و تدوین می گردد : - استفاده از تخصص و تجارب کارشناسان و صاحب‌نظران شاغل در بخش عمومی و خصوصی - استفاده از منابع و ماخذ معتبر و استانداردهای بین المللی - بهره گیری از تجارب دستگاههای اجراییء سازمان‌هاء نهادهاء واحدهای صنعتی, واحدهای مطالعه» طراحی و ساخت - ایجاد هماهنگی در مراحل تهیه» اجراء بهره برداری و ارزشیابی طرح‌ها - پرهیز از دوباره کاری‌ها و اتلاف منابع مالی و غیرمالی کشور - توجه به اصول و موازین مورد عمل موّسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی آیران و سایر موْسسات معتبر تهیه کننده استاندارد آگاهی از نظرات کارشناسان و صاحب‌نظرانی که فعالیت آنها به نوعی در ارتباط با تهیه استانداردهای مهندسی آب می باشد موجب امتنان خواهد بود. -------- صفحهٔ بعد -------- ترکیب اعضای کمیته نام اعضای کمیته تخصصی زمین‌شناسی مهندسی طرح تهیه استانداردهای مهندسی آب کشور که در تهیه این نشریه مشارکت داشته‌اند به ترتیب حروف الفبا به شرح زیر است: خانم فیروزه امامی لیسانس زمین شناسی آقای رسول بنی هاشمی فوق لیسانس مهندسی معدن آقای فریدون بهرامی سامانی فوق لیسانس زمین‌شناسی مهندسی آقای عباس رادمان فوق لیسانس مهندسی معدن ُقای حسن مدنی فوق لیسانس مهندسی معدن آقای حسین معماریان دکترای زمین‌شناسی مهندسی آقای عبدالرزاق واثقی لیسانس زمین‌شناسی و فوق لیسانس مدیریت -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان مقدمه ۱-۱ تعریف کارست ۲-۱ آب زیرزمینی در کارست ۴-۱ عوامل لازم برای گسترش کارست ۱-۴-۱ وضعیت زمین شناختی ۲-۴-۱ برجستگیها ۴-۴-۱ هوازدگی سنگ آهک ۵-۴-۱ هوازدگی شیمیایی ۶-۴-۱ هوازدگی مکانیکی ۷-۴-۱ هوازدگی بیولوژیکی ۵-۱ سیمای کارستی ۱-۵-۱ لایپیه یا کارن ۶-۱ عوارض زمین ریخت‌شناسی کارستها و خصوصیات مربوط به آنها ۱-۶-۱ شیارهای انحلالی ۲-۶-۱ گودشدگیها و فرورفتگیهای محصور ۴-۶-۱ جشمه‌های کارستی ۵-۶-۱ غارهای انحلالی ۷-۱ فرار آب در نواحی زیرزمینی ۸-۱ گسترش و پراکندگی نواحی کارستی فصل دوم- روشهای شناسایی و اکتشاف کارستها ۱-۲ آشنایی ۱ ۱ ۱۱ ۱۱ ۱۱ ۱۲ ۱۲ ۱۳ ۱۳ ۱۳ ۳۰ ۳۱ ۳۱ ۲۳۲ ۳۵ ۳۷ ۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۳-۲ روش لرزه‌ای ۱-۳-۲ روش لرزه‌ای انکساری ۲-۳-۲ روش لرزه‌ای انعکاسی ۴-۲ روشهای الکتریکی ۱-۴-۲ روش مقاومت ویژه الکتریکی ۲-۴-۲ روش پتانسیل خودزا ۵-۲ روش گرانی‌سنجی ۱-۵-۲ روش گرادیان قائم گرانی زمین ۲-۵-۲ کاربردهای عملی ۳-۵-۲ تعبیر و تفسیر ۶-۲ استفاده از روش سنحش از راه دور ۱-۶-۲ فوتوگرافی هوایی ۲-۶-۲ سیستمهای برداشت کننده چند طیفی ۲-۶-۲ سیستمهای برداشت کننده خطی مادون قرمز حرارتی ۴-۶-۲ رادیومتری کهموج ۷-۲ روش رادار نفوذی در زمین (۳۰۹. ت)) ۸-۲ روش توموگرافی صوتی ۱-۸-۲ آشنایی ۲-۸-۲ مکان‌یابی حفره‌ها با استفاده از توموگرافی صوتی ۳-۸-۲ شناسایی زونهای کارستی شده ۴-۸-۲ شناسایی عوارض ریزشی ناشی از انحلال ۵-۸-۲ نتایج بدست آمده ۹-۲ سایر روشهای مورد استفاده در شناسایی کارستها ۱-۹-۲ روش الکترومغناطیسی ۲-۹-۲ روش تشدید صدا در اکتشاف کارستها ۳-۹-۲ جریان سنجهای درون گمانه‌ای ۴-۹-۲ تجزیه و تحلیل احتمال ایجاد سینک هولها با توجه به توالی زمانی تشکیل آنها ۳۸ ۳۸ ۳۷ ۳۷ ۳۱ ۳۲ ۳۳ ۳۳ ۴۳۴ ۳۷ ۳۸ ۴۹ ۴۹ ۸8[ 1۲ ۶۴ ۶۴ ۶۵ ۳۷ ۶۸ ۷۱ ۷۱ ۷۱ -------- صفحهٔ بعد -------- عنوان ۵-۹-۳ آزمایش نفود استاندارد ۶-۹-۲ پیزوکون الکتریکی ۱۰-۲ اکتشاف مناطق و عوارض کارستی با استفاده‌از حفاری ۱-۱-۲ شرایط موجود در زیر سطح زمین و چگالی اکتشاف ۲-۱-۲ مقایسه حفاری با هوا در مقابل مغزه‌گیری در مناطق کارستی ۳-۱۰۲ اکتشاف حفاری با هوا در مناطق کارستی فصل سوم- تمهیداتی در مورد نمونه برداری و کاربرد روشهای مختلف در تعیین مشخصات سیستمهای کارستی ۱-۳ آشنایی ۲-۳ اثر وسعت و اندازه منطقه مورد بررسی در اندازه گیریها ۳-۳ روشهای مختلف اکتشافی ۳ اندازه‌گیری از راه دور و روشهای زئوفیزیکی ۱-۳-۳ روشهای هوابرد ۲-۳-۲۳ روشهای ژئوفیزیک سطحی ۱-۲-۳-۳ روشهای ژئوفیزیکی برای استفاده در خشکی ۲-۲-۳-۳ روشهای ژئوفیزیکی برای مناطق دریایی ۳-۲-۴-۳ نحوه تعیین غارها با استفاده از روشهای سطحی ۴-۲-۴-۳ نکات مهم استفاده از روشهای ژئوفیزیکی سطحی ۳-۳۲۳ روشهای چاه پیمایی فهرست منابع ۷۶ ۷۸ ۷۹ ۷۹ ۷۹ ۸۳ ۸۵ ۸۵ ۸٩۹ ۹ ۹۱ ۹۲۳ 1۳ ۹۵ ۹۷ ۹۹ ۱۰۲ -------- صفحهٔ بعد -------- مقدمه امروز مسئله شناخت. تحقیق و دستیابی به راه حلها و شیوه‌های مناسب به منظور شناخت و در نتیجه پیشگیری از حفرات در کمین سازه‌های بزرگ مهندسی و در نتیجه کاهش زیانهای وارده از ناحیه مذکورء مورد توجه خاص محافل علمی تحقیقاتی, دستگاههای اجرایی و همچنین مراجع و مجامع جهانی است. یکی از خطراتی که سازه‌های مهندسی بزرگ در ارتباط با آب (سدها) را تهدید می‌کند». شکستگیها و خلل و فرج موجود در دیواره دریاچه‌ها یا پی سدها است که در مناطق آهکی گسترش این شکستگیها و درزه‌ها زیادتر و وسیعتر است. زیرا سنگهای آهکی به دلیل خاصیت حل شدن در آب برای فعالیت محلولها مستعدند و فعالیت این محلولها باعث ایجاد درز و ترکها و حفره‌های متعدد و فراوان در سنگ آهک می‌شود. این فرآیند کارستی شدن نام دارد و عوارض ایجاد شده به‌این ترتیب» کارست نامیده می‌شود. با توجه به نکات بالاء درز و شکافها و سایر حفره‌ها اگر در محل احداث یک سد واقع شوندء باعث فرار آب از سد شده و حتی ممکن است موجب تخریب سازه و تباه شدن سرمایه بشوند بدین ترتیب لزوم شناسایی مناطق با خصوصیات مذکور و از سوی دیگر غارها و حفرات کارستی ممکن است توسط اب یا رسوبات مختلف پر شوند که در این صورت اگر این مواد از لحاظ معدنی با ارزش باشندء کانسارهایی به وجود می‌آید. که‌از آن جمله می‌توان به ذخایر بوکسیت تشکیل شده در کارستها اشاره کرد. از جمله موارد دیگر که مطالعه کارستها را با اهمیت می‌سازد. مطالعات آب‌شناسی و تعیین منابع آب است که‌این مطالعات به منظور تعیین آب شهرها و آب مورد نیاز برای منابع مختلف انجام می‌گیرد زیرا حفرات و شکستگیهای کارستی منابع مهمی برای ذخیره آب به شمار می‌آیند و معمولاً دارای ذخایر با کیفیت و کمیت بالا هستند. سنگهای کربناتی و گچسنگها به طور کلی توانایی برای حل شدن در آبهای فرورو را دارند و این است که در آنهاء حفره‌های انحلالی» آبروهای زیرزمینی» غارها و دیگر پدیده‌های کارستی به وجود می‌آید اما مهمترین نکته در مورد آنها افزون بر بررسیهایی که در این زمینه» در جاهای گوناگون و در کشورهای مختلف انجام شده چند نکته زیر را روشن کرده‌است. الف- یک واحد کربناتی (بیشتر سنگ آهکی) در گستره برونزد و در فاصله‌های نزدیک نیز به طور یکسان دچار انحلال نشده است به عبارت دیگر در برونزد یک واحد سنگ آهکی (یا دولومیتی) بخشهایی که یا کارستی نشده‌اند و یا بسیار کمتر از دیگر قسمتها دچار انحلال شده‌اند, به خوبی قابل بازشناسی است. ب- درون بخشهایی که کارستی شده‌اند» قسمتهای کوچک و بزرگ وجود دارد که به راستی نشانه‌ای از انحلال در آنها دیده نمی‌شود. اینگونه قسمتها در سطح برونزد و درون توده وجود دارند و در حالت کلی محدوده‌هایی می‌باشند که از هر سوی» ناییوستگیهای مهم ترء آنها را از دیگر قسمتها جدا کرده‌اند (000۶.] 106۲۷: ۵۵). ۱ -------- صفحهٔ بعد -------- پ- برونزدهایی که در سطح زمین نشانه‌های انحلالی و پدیده‌های کارستی را نداشته‌اند و یا خیلی کم نمود بوده‌اند» در سیمای برونزد چه بسا بازگوی واقعیتهای درون توده سنگ نیست و نمی‌توان کارست را نادیده گرفت. ت- وجود پدیده‌های گوناگون کارستی در برونزدهاء نشانه‌ای است که درون توده سنگ نیز چنین نشانه‌های انحلالی وجود دارد اما نمی‌توان دریافت که تا چه ژرفایی گسترش دارند و این نکته اصلی در بررسیهای اکتشاف کارست می‌باشد. ث- مغزه‌های بدست آمده از گمانه‌ها در یک توده سنگ چنانجه نشانه‌های انحلالی را نداشته باشندء به‌هیچ روی نمی‌توان نبود آنها را عنوان کرد و چه بسا این گمانه‌ها در کارستی ترین قسمت یک توده سنگ حفر شده باشند. به این ترتیب اهمیت شناسایی و کشف کارست در ناحیه سازه‌های مهندسی بسیار روشن است و بر پایه درجه اهمیت و اولویتهای اقتصادی بهتر است به‌این موضوع پرداخته شود. پاسخ روشهایی که برای چنان هدفی به کار برده شده در بسیاری از کشورها به‌هر دو صورت مثبت یا منفی بوده‌است و تجربه‌اندوزی همجنان ادامه دارد. شده» چه بسا در دیگر جاهاء چنین روشی کارساز نیست (نبوده‌است). به عبارت دیگرء همه روشهای به کار برده شده» پاسخهای بنابراین در جایی که شناخت گستره کارستی اهمیت زیادی دارد (برای مثال مخزن سدء تونلهای طویل درون سنگ آهک و ...) بهتر است» دو یا چند روش اکتشاف با هم در نظر گرفته شود و برنامه ریزی نیز به صورتی سامان داده شود که چنانچه پاسخ یک روش برای وجود کارست منفی بودء روش دیگر به کار برده شود و در صورت تفاوت نتیجه» علت آن شناخته شود. روشهای ژئوفیزیکی برای اکتشاف کارست بی تردید باید با توجه به نتیجه‌گیریهای زمین‌شناسی ویژه (با نگرش به کارست) انجام شود و تفسیرهای بر پایه بررسیهاء با همکاری نزدیک و تنگاتنگ زمین شناس و کارشناس ژئوفیزیک انجام شود. ساده‌ترین و مهمترین روش‌شناسی کارستء روش زمین‌شناسی است که بر پایه آن روشهای دیگر را می‌توان برنامه‌ریزی نمود. روشن است که‌این روش در برونزدهایی که دارای نشانه‌های انحلال اند به کار برده می‌شود. نخستین کار در این روش تهیه یک نقشه زمین‌شناسی کارست است که با بهره‌گیری از عکسهای هوایی با مقیاس ۰ یا بزرگتر تهیه می‌شود و در آن موقعیت و نوع پدیده‌های کارستی در واحدهای لیتولوژی مشخص می‌شود. بررسی زمین‌شناسی مهندسی این پدیده‌ها برای پاسخگویی به چند پرسش زیر استوار است: الف - پدیده‌های مهم مانند نفس‌کش کوه » حفر و چاله فروریز یا فروکش و درونریز » غارء پولژه» دره‌های کارستی ... به چه علت در موقعیت کنونی خود به وجود آمده‌اند؟ پ - تا چه ژرفایی از رویه زمین و یا ترازهای مورد نظر گسترش دارند؟ ت - موقعیت ابهای زیرزمینی و جریان آنها و ... در چه وضعیت و الگویی است؟ [| - 6 2- 0۳۵1 512 -------- صفحهٔ بعد -------- رویارویی این پدیده‌ها (و به طور کلی واحد کارستی) و سازه مورد نظر چه خواهد بود؟ پاسخ به پرسشهای یاد شده که در حقیقت بحث درباره عامل» فرآیند و پدیده‌است. نیازمند انجام گمانه زنی و کاوشهای زیرزمینی است که بر پایه روشهای ژئوفیزیکی استوار می‌باشد. ردیابی و گمانه زنی مایل نیز آهمیت زیادی دارد. پس از به دست آمدن پاسخ پرسشهای یاد شده راههای جلوگیری از رویارویی نامناسب یا زیان آور و خطرناک مانند یورش آب زیرزمینی به درون فضاهای زیرزمینی» گریز آب از مخزن سدء فرسایش زیزمینی پی سازه‌ها و ... مورد توجه قرار خواهد بسیاری از کارستهای دیرینه" که در زیر نهشته‌های جوانتر جای دارند. ممکن است روی زمین و در پوشش رسوبی آنها نشانه‌هایی وجود داشته باشد که‌اهمیت کارست را بازگو کنند. سنگهای انحلال پذیری که در زمانهای گذشته, در سطح زمین دچار فرآیندهای کارستی شده‌انده پس از نهشته رسوبهای آواری روی آنها (روی ناهمسازی <* 110000/0۲1۷) یک کارست پنهان به شمار می‌آیند که چنانچه در گستره‌اثر بر سازه مهندسی باشند. شناسایی و اکتشاف آنها در خور توجه خواهد بود. اینگونه کارستها اگر زیر پوشش آبرفتهای کواترنر و یا نهشته‌های آواری کهن تر قرار داشته باشند.ء امکان دارد نشانه‌های وجودی خود را مشخص کند که بیشتر به صورت چاله‌های فروریز و یا ناهمواریهای ویژه‌ای است. چاله‌های فروریز و یا درون ریز در آبرفتها وجود کارست دیرینه را به خوبی مشخص می‌کند اماگستردگی آن در زیر آبرفتها مشخص نمی‌باشد و بهتر است روشهای ویژه‌ای برای اکتشاف آن به کار برد که در وهله نخست یافتن ضخامت آبرفت و در وهله دوم وضعیت ناهمواری سطح مرزی میان سنگ کف و آبرفت در مقیاس همخوان با اندازه‌های چاله‌های فروریز می‌باشد. یافتن وجود کارست دیرینه در زیر آوارهای کهن تر که بر پایه ناهمواریهای به وجود آمده در نهشته‌های پوششی آن است. بررسیها به سادگی آبرفتها نیست و بررسیهای بیشتری ضرورت دارد. نمونه بسیار گویای اینگونه کارستهای پنهان در حوضه زغال سنگ مسکو دیده شده‌است. در آنجاء در نهشته‌های زغال‌دار کربوینفر که روی سنگ آهکهای تورنزین و گچ سنگها و دولومیتهای دونین بالایی قرار دارند.ء چاله‌ها و برآمدگیهایی به وجود آمده که پس از گمانه‌زنیها مشخص شد سنگ کف آنها کارستی است. در مورد کارستهای پنهان» دریافت زمین‌شناسی ویژگیهای زیرء اهمیت به سزایی دارد: الف - موقعیت و وضعیت همبری میان توده سنگ کارستی و نهشته‌های پوششی آن ب- آرایش خطی, توده‌ای و یا پراکنده پدیده‌های فروریزی و علت آن پ- بررسی برونزد واحد کارستی پنهان در نزدیکترین محل به محدوده مورد بررسی. تردیدی نیست که بررسیهای ریختاری - ساختاری» کاربرد روشهای ژئوفیزیکی و سرانجام گمانه‌های اکتشافی بسیار ضروری است. در حالت کلی دانسته‌ای از کارست ناپیدا در یک ناحیه وجود ندارد و تنها در کند و کاوهای زیرزمینی و یا گمانه زنیها به پدیده‌های کارستی برخورد می‌شود اما در سطح زمین نشانه‌ای از چنین وضعیتی دیده نمی‌شود. ۱- ۳۵1۵۵۵1 ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- با این ترتیب» اکتشاف کارست ناپیداء بیش از رسیدن به‌ان موردی ندارد و پس از نخستین برخورد با آن و دریافت اهمیت آن. می‌توان روشهای پیگیری آن را انتخاب کرد. چنین کارستی در سنگهای کربناتی» سولفاتی و کوارتزیتی و دیگر سنگها دیده شده‌است و در زایش آنها گسله‌هاء دمای زیاد آب و عوامل دیگر نقش بازی کرده‌اند و نمونه‌هایی از آنها در نوشتارها وجود دارد که یکی از توجه برانگیزترین آنهاء غار بزرگی در کوارتزیتهای به سن پر کامبرین در سپربالتیک است. در آنجاء غاری به درازای ۱۵۰۰ مترء پهنای ۲۵ متر و گودی ۳۵۰ متر به وجود آمده است که به نظر می‌رسد یک شوراب داغ شکل گیری آن را زیر فرمان داشته‌است" (۱۹۸۹:۲۶(/۲,۳). با توجه به‌اینکه قسمت وسیعی از مناطق سطحی زمین از سنگهای آهکی پوشیده شده‌اند» مطالعه عوارض کارستی موجود در آنها با اهداف مختلف از جمله مطالعات ساختگاه سدهاء آبشناسی و معدنی باید انجام گیرند. کارستهای تشکیل شده در سنگهای آهکی به لحاظ نوع مواد پرکننده‌از نظر معدنی حائز اهمیت هستند همچنین کارستها ممکن است محل تجمع آب زیرزمینی بوده و در نتیجه محل تشکیل آبخوانهای عظیم و قابل توجهی باشند. مطالعه‌از دو دیدگاه فوق جنبه مثبت قضیه‌است. علاوه بر موارد یاد شده کارستها ممکن است به لحاظ وجود درز و شکافها و خطرات در داخل ساختمان خود در محل سازه‌های بزرگ مهندسی باعث بروز غیرقابل مهاری شوند که‌از این دیدگاه نیز با دقیقاً مورد مطالعه و بررسی قرار گیرند. روشهای مختلف شناسایی و اکتشاف کارستها در کشورهای دنیا مورد آزمایش و استفاده قرار گرفته‌اند و نتایج متفاوتی با توجه به شرایط منطقه و روش مورد استفاده به دست آمده‌است. مطالب ارائه شده در این نشریه نگاهی گذرا و کلی به روشهای مختلف مورد استفاده و گزارش شده در این زمینه در کشورهای مختلف جهان دارد. در فصل اول این نشریه‌ابتدا اطلاعاتی کلی درباره کارست آورده شده که‌از آن جمله می‌توان به وضعیت آب زیرزمینی در کارستهاء ریخت‌شناسی کارستهاء عوامل لازم برای گسترش کارست. سیماهای کارستی» عوارض زمین ریخت‌شناسی کارستها اشاره کرد. در فصل دوم خصوصیات مربوط به آنها و فرار آب در نواحی زیرزمینی کارستها مورد بررسی قرار گرفته است و وضعیت گسترش و پراکندگی نواحی کارستی در ایران مورد بررسی قرار گرفته‌است. در این فصل به روشهای مختلف شناسایی و اکتشاف کارستها اشاره شده است. این روشها غالبا روشهای ژئوفیزیکی هستندکه با توجه به وضعیت منطقه و شرایط مطالعاتی می‌توان از آنها استفاده کرد. این روشها شامل روشهای لرزه‌سنجی: شواهد زمین‌شناسی موجود.ء روشهای الکتریکی» روش گرانی‌سنجی» روش سنجش از راه دورء بهره‌گیری از رادار نفودی در زمین» روش توموگرافی صوتی» روش الکترومغناطیس و سایر روشهای مورد استفاده هستند. از جمله روشهای دیگر برای شناسایی کارستها انجام حفاریهای اکتشافی در مناطق کارستی است که معمولاً پس از یک مطالعات ژئوفیزیکی اولیه و در مراحل تفضیلی تر مورد استفاده قرار می‌گیرند. در فصل سوم وضعیت نمونه‌گیری در مناطق کارستی و کاربرد روشهای مختلف در تعیین مشخصات سیستمهای کارستی به تفکیک روشهای هوابرده روشهای ژئوفیزیکی سطحی مورد استفاده در خشکی و دریا و همچنین روشهای چاه پیمایی (چاه‌نگاری) بررسی شده است. ۱- آب شور و داغ ۱۰۰ درجه» کوارتز را خیلی بیشتر و آسانتر از کلسیت در خود حل می کند. ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- 9 فصل اول -------- صفحهٔ بعد -------- ۶۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۱ تعریف کارست اصلاح کارست اولین بار توسط ژئومورفولوژیستهای اروپایی برای تشریح مجموعه مشخصی که در اثر انحلال سنگ آهک سیمای ویژه‌ای به خود گرفته‌است. به کار رفت. امروزه این اصطلاح برای سیمای مناطقی که دچار انحلال شده‌اند. اعم از انکه انحلال در توده‌های آهکی یا غیر آهکی انجام گرفته باشد به کار می‌رود. انحلال سنگهای غیر آهکی به کندی صورت می‌گیرد. ولی در نواحی گرمسیری مرطوب, فرآیند موّثری را نشان می‌دهد. بنابر اظهار نظر بوگلی" کانیهای سیلیسی و برخی کانیهای موجود در ماسه سنگ و کوارتزیت. ابتدا دچار از هم پاشیدگی می‌شوند و بعداً تحت تأثیر شرایط جوی نواحی قاره‌ای, فرآیند انحلال در آنها انجام می‌گیرد. توپوگرافی کارست در نتیجه فعالیت انحلال در سطح یا نزدیک به سطح زمین و منحرف کردن آبهای روان به شبکه زیرزمینی از محل درز و ترکهای فرسایش یافته. سطوح لایه‌بندی» شکاف سنگهاء گسلها به ویژه در آهکهای متراکم خالص و دولومیتها رخ می‌دهد. از این روء نبودن آبهای روان و شبکه زهکشی زیرزمینی به طور قابل توجهی ویژگی سرزمینهای کارستی را تغییر می‌دهد. به عبارت دیگر دامنه کارستی شدن کاهش می‌یابد. سیمای نواحی کارستی و تنوع هندسی آنها را نمی‌توان به فرآیندهای تصادفی نسبت داد. زمینه و مجموعه سیمای کارستی عمدتاً در اثر کنش بین آب و هواء رویش گیاهی و تنوع در ویژگی فیزیکی سنگهای آهکی ایجاد می‌شود. کارستی شدن یک اصطلاح عمومی است که برای توسعه سرزمینهای کارستی به کار می‌رود[ ۱]. ۲-۱ آب زیرزمینی در کارست مخازن بزرگ آبهای زیرزمینی در رسوبات آبرفتی و توده‌های سنگی» همچون ماسه سنگ و سنگ آهک یافته می‌شود. حرکت ابهای زیرزمینی در ژرفای کم و زیاد یکی از عوامل بنیادین توسعه و گسترش کارست است. از این رو به طور کلی آب زیرزمینی و به ویژه اثر انحلالی آن یکی از موارد قابل بحث در مطالعه کارست است. در مناطق کارستی» آبهای روان و آب باران در منطقه ثقلی به صورت قائم از داخل آبراهه‌ها و منافذ حرکت می‌کند. محدوده آبهای ثقلی معمولاً در بالای سازندهای دارای غار است» یعنی جایی که انحلال و فشار اتمسفری دی‌اکسیدکرین به حالت تعادل رسیده است. حرکت آب در نواحی آب ثقلی افقی است و منجر به پهن‌تر شدن مسیر عبور آب و خوردگی مسیر می‌شود. در نتیجه دامنه کارستی شدن شتاب بیشتری به خود می‌گیرد. منطقه انتقالی بین آب ثقلی و آب آزاد یکی از نواحی موْثْر و فعال از جهت انحلال کارستی به حساب می‌آید. در ابن ناحیه» شرایط آب آزاد فصلی و دوره‌ای موجب ایحاد غارهای بزرگ می‌شود. آب کارستی اکثراً به صورت مستقل» غیر پیوسته در یک یا چند تراز محصور شده و داخل درز و ترکها و بین سطوح لایه بندی سنگ آهک دیده می‌شود. رژیم جریان آب از نوع مغشوش, مشابه جریان کانالهای روباز و لوله‌های بسته‌است. آب زیرزمینی کارستی به صورت چشمه ظاهر می‌شود. و80 - ۱ ۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۱ ریخت‌شناسی کارستها بوگلی دو نوع خوردگی یعنی خوردگی در اثر سرد شدن و خوردگی حرارتی را مشخص کرده‌است. خوردگی در اثر سرد شدن در زرفای ۱۰ تا ۱۵ متری نواحی آب‌زاد کارستی» بر اثر تغییرات فصل و دما رخ می‌دهد. هر زمان که در این نواحی دما کمتر از حد میانگین شود.ء میزان دیاکسیدکربن که برای عمل انحلال توده سنگ لازم است. افزایش می‌یابد. مقایسه این نوع خوردگی با خوردگی حرارتی نشان می‌دهد که خوردگی در اثر سرد شدن اهمیت کمتری دارد زیرا تأثیر آن تنها به چند متر بالاتر از منطقه آب غیر اشباع محدود می‌شود. خوردگی حرارتی در اثر کاهش دمای چشمه‌های آب گرم تحت فشار رخ می‌دهد. غارهای کارستی شهر بوداپست مجارستان در اثر خوردگی حرارتی تشکیل شده‌اند. تراز آب زیرزمینی نیز در یک محیط با تخلخل متوسط لزوماً با سیستم کارست مرتبط است زیرا تراوایی سیستم کارست در توده آهک مربوط به میزان تخلخل و شیب لایه بندی» ناخالصی آهک, قابلیت انحلال و تراوش و برجستگیهای اطراف آبگیر است. تراز آب زیرزمینی در منطقه کارستی بوسیله منطقه زیرزمینی با حداکثر زهکشی مشخص می‌شود. مفهوم آبدار بودن نیز لزوماً مرتبط با مسایل هیدرولوژیکی کارست نیست. گرچه» جریان دائم در آهکهای اشباع (تا حدی)» مربوط به شبکه کانالهای بهم پیوسته در توده آهک است که اکثر آنها از جمعیت هیدرولیکی مقاومت چندانی در برابر آب از خود نشان نمی‌دهند و دارای فشار هیدرواستاتیک کمی هستند. سرعت جریان آبء در کانالهای روباز و لوله‌های بسته با ریشه دوم ارتفاع نظیر فشار تغییر می‌کند. در نتیجه» سطح آب زیرزمینی ۴-۱ عوامل لازم برای گسترش کارست گسترش شیارهای کارستی در شرایط ویژه‌ای با توجه به وضعیت زمین شناختی» آب و هوا و برجستگیها و وضعیت هوازدگی سنگ آهک از قبیل شیمیایی و مکانیکی و بیولوژیکی انجام می‌گیرد که به طور خلاصه به بحث راجع به هر کدام خواهیم ۱-۳-۱ وضعیت زمین شناختی لیتولوژی یکی از عمده ترین عوامل در گسترش کارست است. در مناطقی که توده سنگ نسبتاً ضخیم لایه, قابل انحلال و نزدیک به سطح زمین می‌باشد. کارست گسترش می‌یابد. البته تمام سنگهای قابل انحلال در این حد کارستی نمی‌شوند و عوامل دیگری در این زمینه دخالت می‌کنند. آهکهای گچی و آهکهای صخره‌ای, تخلخل اولیه (بین دانه‌ای) زیادی دارند و امکان جذب و زهکشی سریع روان آبها را در توده سنگ آهک فراهم می‌سازند؛ به علاوه‌این سنگها استحکام کمی دارند. از سوی دیگر دولومیتهای صخره‌ای مقاومت بالا و تراوایی کم دارند. تراوایی ریشه در تخلخل, تراکم درز و ترکها و ویژگی لایه بندی دارد که‌این مشخصات از جمله عوامل بنیادین برای گسترش کارست به حساب می‌آیند اثر خورندگی آب در داخل شبکه درز و ترکهاء موجب انحلال و حرکت آب در جهت قائم می‌شود» معابر افقی در امتداد لایه‌بندی لایه‌های افقی به وجود می‌آیند. آهکهایی که چنین ویژگیهایی دارندء برای فرسایش کارستی بسیار مناسب اندء در سنگهای آهکی, عوامل همچون نوع و ویژگی مواد غیر قابل انحلال» ناخالصیهاء به ویژه ۸ -------- صفحهٔ بعد -------- رس و سیلیس» میزان فراوانی و تراکم درز و شکافهاء شیب و ضخامت طبقات به طور موّنری در تشدید فرآیند انحلال و گسترش سیمای کارستی موئراند. مناطق کارستی عمدتاً دارای آهک با لایه بندی ضخیم همراه با درز و ترکهای به‌هم پیوسته‌اند. سطوح لایه بندی در توده‌های آهکی با لایه بندی متراکم» مانند گسل در گسترش کارست عمل می‌کنند (بوگلی). از این رو از ۱۴۵ کیلومتر معابر کارستی غار هولش » ۱۲۵ کیلومتر آن در امتداد لایه بندی شکل گرفته است[۱]. ۳۴۱ آب وهوا آب و هوا عمده ترین اثر را در گسترش سیمای کارستی بعهده دارد. سوتینیگ" [۲] مدعی است که فرآیند انحلال وابسته به شرایط آب و هوایی است. از این روء زوال توده‌های سنگ و گسترش سیمای کارستی بر پایه آب و هوا تشخیص داده می‌شود. برای نمونهء سیمای کارستهای به جای مانده " محدود به شرایط آب و هوای معتدل است در حالی که فرونشستگیهای قیفی و سایر فرمهای وابسته به آن». مخصوص نواحی با آب و هوای معتدل است بررسیهای تحلیلی آماری که توسط اسمیت" و آتکین سون " بر روی درجه سختی آب و درجه‌انحلال گرفته است نشان می‌دهد که اختلاف چندان فاحشی بین تراکم دی‌اکسیدکرین و انحلال سنگهای کارستی وجود ندارد [۲]. در نواحی با بارندگی ناچیز و یا بدون بارندگی» سیمای کارستی گسترش نمی‌یابد و یا اینکه اصلاً دیده نمی‌شود. برای نمونه حرکت آب زیرزمینی در نواحی خشک» موجب انحلال سنگها و ایجاد غار می‌شود. معروف ترین غار از این نوع» غار کارلسپاد" می‌باشد که در جنوب نیومکزیکوی آمریکا واقع است که به نظر می‌رسد برخی از غارهای این نواحی در اثر بارندگیهای شدید شکل گرفته‌اند. در نواحی قطبی که دما پائین و فاقد رویش گیاهی است. به دلیل فقدان دی اکسیدکربن سیمای کارستی وجود ندارد. در این نقاط شرایط یخبندان و ذوب برف برای کوتاه مدت امکان نفوذ آب را به لایه‌های زیرین نمی‌دهد. در نتیجه انحلال اولیه در اثر وجود مقدار ناچیز دی|کسیدکرین در اتمسفر رخ می‌دهد.ء بنابراین فعالیت عادی کارست با گسترش سریع دره‌ها با آبهاب روان و دوره کوتاه یخبندان همراه است (بوگلی) [۱]. از مطالب بالا به طور کلی می‌توان چنین نتیجه گرفت که نقش آب و هوا بر روی رشد گیاهان» فعالیت باکتریهاء تکامل نیم رخ خاک و ویژگی حرکت آب زیرزمینی» کارایی عمل انحلال ۳-۴-۱ برجستگیها ارتفاع سنگهای قابل انحلال بالای آب غیر اشباع و سنگهای سخت نشده» کنترل نهایی را در مورد گسترش سیمای کارستی به عهده دارند. ژرفای گذرگاههای کارستی در جهت افقی و قائم با بقیه تراز آب غیر اشباع مشخص می‌شود.ء مگر آنکه محدود به | - 28 3 - 16514۵ [ 4 - 10 5 - 6 - 271540 -------- صفحهٔ بعد -------- آبخیزهای مجدد شود. تراز آب غیر اشباع به عنوان یک پدیده ناحیه‌ای است که تراز آن یا با جریانهای دائمی پیرامون کنترل می‌شود و یا انحلال سنگهای زمینهای بلند بالا دست آن را کنترل می‌کند. ۴-۴-۱ هوازدگی سنگ آهک انحلال ویژگی منحصر بفرد در سنگهای آهکی است که در اکثر سنگهای روی زمین دیده می‌شود. فرآیند انحلال به همان میزان که در سطح زمین موْثر است. در ژرفای پائین تر نیز اثر داشته که منجر به فرسایش کارستی می‌شود. فرآیند انحلال تابع برخی عوامل از جمله آب و هوا است. از سوی دیگرء عوامل مکانیکی دارای اهمیت کمتر هستند و اکثراً نقشی در شکل گیری سیمای کارستی به عهده ندارند. ۵-۴-۱ هوازدگی شیمیایی سنگهای کربناته در اثر آب باران و برف دچار خوردگی متوسطی می‌شوند؛ اکسید شدن مواد آلی» موجب آزاد شدن دی‌اکسید کربن می‌شود. دیاکسید کرین آزاد شده بوسیله آب غیر اشباع در خاک و نواحی با پوشش گیاهی» به حرکت در می‌آید و در طول این حرکت. میزان دیاکسیدکربن آب افزایش می‌یابد و موجب بالا بردن توان انحلال سنگ آهک می‌شود. افزون بر آن» جریان آبهای زیرزمینی به‌هنگام عبور از توده سنگ آهک موجب افزایش بیشتر انحلال آنها نسبت به سنگهای آهکی روی زمین می‌شود. قدرت انحلال دی‌اکسیدکرین به میزان تمرکز آن بستگی دارد که توسط فشار جزیی و دمای حلال اندازه‌گیری می‌شود. فشار جزیی دی‌اکسیدکرین در زیر خاک نواحی دارای پوشش گیاهی, بیش از فشار اتمسفری بعید بنظر می‌رسد و همچنین بیش از خاکهای بدون پوشش گیاهی است خاکهای آهک‌دار برای انحلال توده سنگ» دی اکسیدکرین بیشتری آزاد می‌کنند. تحقیقات نیوسان نشان داد که سختی آبهای نفوذی که از درز و شکافهاء در راستای قایم حرکت می‌کنندء در خاکهای آهکی در ناحیه من دیپ هیل در جنوب باختری انگلستان به طور استثنایی بالاست. از این روء فرآیند خورندگی در زیر خاکهای مرطوب اسیدی, دامنه گسترده‌ای دارد. پاره‌ای مطالعات دلالت بر آن دارد که آزاد شدن بیولوژیکی دی اکسیدکربن ۳۰ تا ۱۰۰ بار بیش از شرایط اتمسفری است [۱]. انحلال پذیری دی|اکسیدکرین به دما بستگی دارد؛ آبهای سرد نسبت به‌ابهای گرم مقدار بیشتری دی‌اکسیدکربن برای انحلال دارند. در جدول ۱-۱ انحلال پدیری کربنات کلسیم در دماهای مختلف نشان داده شده است [۱]. جدول ۱-۱- تأثیر دما در انحلال پذیری کربنات کلسیم [۱] | ات اد کب ۲ ۱ -------- صفحهٔ بعد -------- (۱-۱) و210 + *)- و60م11+ وم)ه) کاهش ]۳ محلول موجب انحلال کلسیت و یونیزه شدن آن می‌شود. همانطور که در سمت راست رابطه بالا نشان داده شده است. کاهش ]۳17 ممکن است در اثر افزایش جزیی فشار دی‌اکسیدکربن روی دهد که منجر به افزایش سطح کربن دی اکسید محلول یا سختی آن می‌شود. طرف چپ رابطه معرف رسوب کلسیت در اثر افزایش ۳۴۲ در محلول و کاهش جزیی فشار دی‌اکسید کربن یا انحلال در نتیجه محلولی است که کاملاً با دی‌اکسید کرین اشباع شده است. ۶-۴-۱ هوازدگی مکانیکی شدید دجار خوردگی شده و به‌اصطلاح سوراخ (آبله فام) می‌شوند. پاره‌ای از سیماهای کارستی به جا مانده در نواحی استوایی دال بر این مدعاست که فرسایش آنها در اثر آبهای روان رخ داده است. ۷-۳-۱ هوازدگی بیولوژیکی فرآیند انحلال به طور اساسی در اثر آزاد سازی دی اکسیدکرین انجام می‌گیرد. زندگی همزیستی گل سنگ و خزه روی سنگها موجب مرطوب شدن سطح سنگ می‌شود. رویش لگ و سایر موجودات زنده بر روی آهک در نواحی گرم استوایی» از موارد اثر انحلال بیوشیمیایی است که موجب کاهش مقاومت سنگ در جهت افقی و قائم شده و منحر به بروز ناهمواری و دندانه دار شدن آن می‌شود. سیمای حاصله فیتوکارست" نام دارد. نواحی پر آب با فراوانی هیدروفیتها" و پوسیدگی و فساد مواد گیاهی موجب تداوم آزاد شدن دی اکسیدکرین در آب می‌شود. از این روء فرسایش فزآینده شیمیایی در زیر نواحی باتلاقی روی می‌دهد. عملکرد پارامترهای متغیر و سختی آب موجود تأثیر متفاوت در فرآیند انحلال می‌شود که بنابر میزان خوردگی اندازه‌های متفاوت سیمای کارستی را به وجود می‌آورد. از این روء رده بندی سیمای کارستی بر اساس اندازه آنها ممکن است مورد استفاده در مورفولوژی مرتبط با فرایند کارستی شدن باشد (بوگلی, فورد ) [۱]. در جدول ۲-۱ رده بندی سیمای کارستی درج شده‌است. | - ۳۳۷۸۵ 1 2 - ۲1۵۲۵ ۳۷۵ 3 - ۵ ۱۱ -------- صفحهٔ بعد -------- جدول ۳-۱- رده بندی سیمای کارستی [۱] کوچک. بزرگترین ابعاد (برای مثال | کارن» (لاپیه)» حفرات انحلالی, | انواع متفاوت. مربوط یا غیر مربوط درازا) معمولاً کوچکتر از ۱۰ متر کانال و شیار به سیستم آب موجود در اطراف آنها متوسطء بزرگترین ابعاد معمولا بین ؛ فرورفتگی بسته. حفره‌های قیفی ! مربوط به وجود سیستم موْثر آپهای ۰ تا ۱۰۰۰ متر شکل و انواع مرکب تخم مرغی | زیرزمینی و تخلیه اساسی آنها مخروط و برج مانند 2 << ۱ عم ۰ ۱-۵-۱ لاپیه "یا کارن سنگ آهک شده و برجستگیهای لبه تیز و باریک جدا از یکدیگر را ایحاد می‌کند (شکل ۱-۱). این گونه زمینه‌های فرسایشی گیاهی باشند در اثر آبهای روان منجر به تشکیل آبروها در ابعاد کوچک به عرض تا یک متر و ژرفای ۵۰ سانتی متر می‌شوند. این شیارها بین چند سانتی متر تا یک متر عمق دارند. در نواحی استوایی» خوردگی شدید آهک منجر به‌ایجحاد شکافهای عمیق» بریدگیهای طولی یا کانالهای لاپیه می‌شود. در آهکهای سنگفرشی عمق کانالهای لاپیه به ۲۰ متر می‌رسد. این کانالها ۳-۵-۱ فیتوکارست فیتوکارست یکی از متداول ترین سیمای فرعی در نواحی مرطوب استوایی است. سیمای مزبور به طور عمده بر اثر فعالیت‌های بیولوژیکی در زیر محلهایی که پوشیده با آلگ و خزه هستند, رخ می‌دهد. بر پایه پژوهش فولک" و دیگران فیتوکارست بر اثر وجود مواد انحلالی اسیدی که‌از ریشه‌گیاهان بوجود می‌آید. ساخته می‌شود یا شکل می‌گیرد. عمل انحلال در مسیر نفوذ گیاهان موجب گسترش چاله‌های انحلالی شده و با به‌هم پیوستن آنهاء چاله‌ها بزرگتر می‌شوند.[۱] ۱- فرورفتگی که از هر سو بسته باشد. فرورفتگی‌ای که پهن بوده و با دامنه پرشیب که کف آن تقریباً صاف و هموار استء به ام عزاه۳, ۳۵۷۶ نامیده می شود. ۲- قطعات سنگ آهک در سطح زمین به وسیله ترکهای ظریف از یکدیگر جدا شده اند. سطوح نواحی آهکی بدون پوشش که در پاره‌ای موارد به وسیله کانالهای باریک و متقاطع» با ژرفای حدود ۱۰ متر به نام 20165] یا ۳۳۵۳۲۲۵ نامیده می شود. 3 - ۴ ۱۲ -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۱-۱- لاپیه در آهک [۱] ۶-۱ عوارض زمین ریخت‌شناسی کارستها و خصوصیات مربوط به آنها گسترده بوده و هر یک اثرات و نشانه‌های جالبی را بر جای می‌گذارند. این مناطق با زمینهای فاقد پوشش گیاهی, شیبهای تند و خردشدگیهای سنگها نمایان می‌گردند که دارای لایه بندی کاملاً مشحص می‌باشند. در اینحا به بیان نحوه جگونگی پیدایش رخساره‌های کارستی و نشانه‌های برجای گذاشته پرداخته می‌شود. (-<-۱ شیارهای انحلالی این رخساره‌ها به همه شکلهای انحلالی کوچک مقیاس در سطح سنگهای قابل حل گفته می‌شود که در اثر باران و درنتیجه فعالیت شیمیایی آب بر روی زمینهای آهکی بدون پوشش و عریان ایجاد می‌شوند شیارهای انحلالی به ندرت در سنگهای دولومیتی گسترش می‌یابند. شیارهای انحلالی در سنگهای آهکی به صورت حفراتی مخروطی شکل و یا گودالهای با قاعده پهن هستند که در دامنه‌ها کانالهای مستقیم یا سینوسی شکل را به وجود می‌آورند. اندازه کانالها متفاوت است., به طوری که عمق آنها از چند میلی متر تا ۲ متر و گاهی ۵ متر و عرض بازشدگی انها به حدود یک متر می‌رسد. این شیارها بهترین نحوه فریند کارستی را در سطح زمینهای آهکی نشان می‌دهد. ۳-۶-۱ گودشدگیها و فرورفتگیهای محصور به طور کلی گودشدگیها و فرورفتگیها آشکال کارستی با مقیاس متوسطاند و شامل حفره‌های فروکش, چاههای کارستی و چاههای مکنده‌هستند که در زیر به توضیح هر کدام خواهیم پرداخت: ۱۳ -------- صفحهٔ بعد -------- الف- حفره‌های فروکش یا سینک هولها این پدیده‌ها عموماً به فرونشستها یا افروختگیهای موضعی سطحی زمین اطلاق می‌شود. سینک هولها از نظر مورفولوژی معمولاً به صورت حفراتی با مقطع دایره یا بیضی و دیواره‌های نامنظم و ناهموارند که اغلب شیب تندی دارند. کف این گودالها اغلب با اجزای تخریب شده سنگهای آهکی پوشیده شده است. ابعاد سینک هولها بسته به عوامل تشکیل دهنده متفاوت است. به‌طوری که قطر آنها از چند متر تا ۲۰۰ متر و گاه بیشتر تغییر می‌کند. در روند تشکیل حفره‌های فروکش که در نهایت به ایجاد نوعی رخساره کارستی منتهی می‌شودء مکانیسمهای مختلفی دخیل اند. برای آگاهی از نحوه توسعه سینک هولها و بررسی اثرات آنها بر محیطء نیاز به شناخت مراحل هیدروژئولوژی در زونهایی است که اطراف روباره قرار دارند. شکل ۲-۱ یک مدل از نحوه توسعه زون آپی کارستیک را در داخل کارست نشان می‌دهد. یک کارست شبیه به یک لایه از می‌کنندء نقش منافذ انتقال محلول را بازی کرده وب را به طرف پایین به داخل دهانهای کارستی داخل آهک هدایت می‌کنند. وقتی که حجم زیادی از آب لایه‌های رویی را اشباع کرد و سطح آب بالا آمد» به مناطق اطراف نفوذ می‌کند. توپوگرافی در مناطق کارستی در سطح سنگهای آهکی نامنظم است و برعکس آنجه که در شکل ۲-۱ نشان داده شده» موجهای ملایمی ندارد. شکل ۳-۱ یک مقطع عرضی از سطح کارست ر که به وسیله رسوبات دریایی جدید پوشیده شده است و در غرب کاستال در فلوریدا قرار دارد» نشان می‌دهد. این شکل پهنای دامنه نوسانات سطح زمین و نامنظمی‌های موجود در سطح را که در اثر حل شدن در محلول به وجود آمده‌اند» همراه با درزه‌های منفرد که به وسیله میله عمق یاب مشخص شده‌اندء نشان می‌دهد. این مقطع در محیط زیر دریا شکل نمی‌گیرد. اما وقتی که سطح دریا در دوره‌های قبلی زمین‌شناسی پایین تر بوده به وجود آمده است. ۴۱1۱۱۱۵۵ 5 ۱۲۴۱| 4 ۵۱۱۱۱۱۰2 8 سین و 001106 ۳ ۷ ۹ . 1 5 رس :ی هه هه هه تا ده ۹ 1 ۵۱۴1619369 ام 0 ۲ 6۵0۱۱۱۵۲۷ 0 ۵ ۹ هد ۶ ۵ 1 سس ۱۱۲ ۹ 5 ۸ الا ای با جج مت : 0۱۳۳ : 8 8 ۹ 0۱00 ۹ 51 چ |۹۹ سس اه : 5 5 شکل ۲-۱- زون اپی کارستیک در سنگهای کارستی شده [۳] ۱۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- هنگامی که آب به طرف پایین حرکت می‌کند. شیارهای حاصل از انحلال آب باران در مناطق کارستی شروع به فرسایش اندازه یک غار باشند اما در اکثر مواقع این درزه‌ها به صورت یک شبکه از درزه‌های پمهن هستند. درزه‌ها بعضی مواقع حالت اسفنج مانند دارند و دارای سوراخهای نامنظمی است که از داخل به‌هم متصل اند و عرضی برابر ده‌ها سانتی متر دارند. نکته مهمی که در ارزیابی خطرات سنیک هولها باید دانست این است که. این جالها ارتباطی با غارهای بزرگ شناخته شده‌ای که امکان سقوط سقف آزها می‌رود. ندارند. یک راه دانستن این موضوع وجود شیارهای نسبتاً کوچکی است که ممکن است به سطح زمین راه پیدا کنند. اگر رسوبات روباره به‌هم نجسبیده باشندء ممکن است که نشست زمین به آهستگی و به تدریج اتفاق بیافتد. در اثر شسته شدن پیوسته و مداوم رسوبات سطحی و حرکت آنها به طرف پایین درزه‌های سطحی بزرگ می‌شوند و رسوبات به آهستگی به داخل شبکه غارهای موجود نفوذ پیدا می‌کنند. بنابراین فرسایش مستمر و تدریجی سطح زمین باعث 1 : ۹ سا ال ۱ 1 21 همن< نا ار ۸ ۱ 1 با ار ر 0 ۹ ۳ سل رااسد آللرلان.ا 1 پ ال1۸- ]1 1 ۱ و 3 ۱ سنش 8۹ شکل ۳-۱- مقطع عرضی یک منطقه کارستی در غرب فلوریدای مرکزی [۳] مواد پوششی در اکثر نشستهای ناشی از سینک هولها در مناطق کارستی در فلاتها مشترک هستند و شامل مواد روباره‌ای هستند که تحت شرایط هوارس" تبدیل به رس شده‌اند. به جای نشست که معمولاً به ندرت اتفاق می‌افتد. در چنین حالتی هم آب و سطح ایستایی آن بستگی دارد. نیوتن نحوه وجود آمدن چنین حوادثی را در یک مدل ایده‌ال باروباره مشابه چینه‌های دارای روباره با لایه‌های پایدار نشان داده‌است (شکلهای ۴-۱ الف و ۴-۱ ب(. سوورس ۲ توقف سقوط رسوبات سست را 05 -| 5 -2 ۱۵ -------- صفحهٔ بعد -------- .2 ۱ ۰ 2 خ ۰ ۰.۰ ۰ ی ۰ ۰ ۰.۰ مه ۳ . راولینگ نام گذاری کرد.ء اگر چه نیوتن از به کار بردن این واژه‌ها اجتناب می‌کندء چرا که تمایل بیشتر او به شرح فرسایش مکانیکی و عمل رگاب است. نیوتن شواهدی را کشف کرد که مواد و رسوبات چسبناک که تحت شرایط هوارس قرار دارند قبل از اینکه غار به سوی سطح زمین حرکت کند, سطوح جانبی فرسایش می‌یابند و سپس ستونهای کارستی به حالت عمودی اتفاق می‌افتند (شکل ۱-۴ ج) [9۱و۳]. هه ی چه که لح یکت جک ی تج جع : ممسک تک تس س ی کیک کتک (الف) (پی) الف - نحوهٌ رشد یک غار در روبارهٌ رسی همگن (خط ب - نحوهٌ رشد یک غار روبارهٌ چینه بندی شده (خط -چین ها) -چین ها) ۱" سا اس رو وود تسس ۱ 0 محستق ندید ۴ ما هی چا رین موم موی وی یه ۷ اه ۵۱۱۵0۱۹ ۶:۱۷ 010۳۱۵ .۸۵ ,۲۶۸۲۸۲۱۵۲ ۹ 0۵۷۱1۱۷ ۵06۹۱0۸۲۱۵۵ ۱00۷0۸۷ ام 0 0۴ ۷۵۷۲۷۲۷۲ ۵۲ 0۱۹۱۶۵۱۱۵۷ خاش ره - نحوهٌ رشد جانبی یک غار تحت شرایط محیط حفره‌دار (خط چین ها) شکل ۴-۱- مراحل رشد جانبی یک غارها در شرایط مختلف زمین شناسی [۳] [- 8 ۱۶ -------- صفحهٔ بعد -------- در مناطقی که سطح ایستایی در روباره واقع است. در اثر حرکت به طرف پایین رسوبات» فشار بر روی ذرات لایه آبدار کاهش می‌یابد و تولید یک استحکام خیلی پایین (۰-۲ ضربه 51 در ۰/۳ متر) را می‌کند. این بخش به وسیله مهندسین فلوریدا زون ریزشی نامیده شده‌است. تولید این بخش می‌تواند به علت فرسایش درزه‌ها در مناطق کارستی باشد. البته اثبات قطعی این امر مشکل است. هوای پر شده در داخل خاکهای موجود در غار به‌همراه استحکام کم و یا اشباع آب باعث می‌شود که زونهای ریزشی در حالت تعادل ناپایدار قرار گیرند و همچنین توقف فرسایش مواد سطحی به داخل غارهای کارستی باعث به وجود آمدن یک سینک هول می‌شود. زمین‌شناسی لایه‌های کارست در مناطق کرانه‌ای مسطح با آنجه که در فلاتها وجود دارد فرق می‌کند. در جلگه‌های کرانه‌ای رسوبات روبازه به طور مشترک بر روی نهشته‌های دریایی که به مقدار زیادی ماسه دارند» قرار گرفته‌اند. اگر در این مناطق لایه‌های رسی وجود داشته باشند.ء لایه‌های آبدار از منحصر به لایه‌های ماسه‌ای نخواهد بود. از آنجا که لایه‌های رسی در مقابل حرکت آب مقاوم هستند» بالای درزه‌های کارستی یک اطاق ایجاد می‌کنند و فرسایش به آهستگی صورت خواهد گرفت. در حالی که اگر یک محرا عبور مواد در دسترس باشد.ء ماسه‌های ناپیوسته و اشباع به سرعت فرسایش خواهند یافت. ترکیب روابط آب‌شناسی و چینه‌شناسی روباره‌ها در مناطق کرانه‌ای مناطقی مختلف ایجاد می‌کنند. که باعث به وجود آمدن سینک هولهای مختلفی می‌شود [۳]. حفره‌های فروکش انحلالی یک نوع از این فرونشستها هستند که صرفاً بر اثر انحلال سنگ آهک بستر در اطراف بعضی نقاط مساعد نظیر محل تقاطع دو یا چند گسل ایجاد می‌شوند و غالباً دارای شکل مخروطی و قیف مانندند. مواد حل شده و شکل ۵-۱- مراحل تشکیل یک حفره فروکش که در اثر انحلال طبقات آهکی تحتانی و حرکت لایه‌های بالایی به طرف پایین ایجاد می‌گردد[ ۱]. ۱۷ -------- صفحهٔ بعد -------- از سوی دیگر امکان دارد که در اثر فروریختگی غارها در سنگ بستر حفره‌های فروکش ایجاد شوند. چنین فرآیندی باعث مه ۹ 6824 همعه ...۰ < یس که ۰ ,۶ ٩۲اه‏ هی 2 ۰ ی و ی صمه رد وهی د #هما۵و 6 ۶ (ه) ۹۱۹۰ ا۵# ۷۵۹۱۱۱۵۱۹۲۱۵۵ زه) +۱ ووجمن ۵6 و۸ ۹۶۵۱۱۱ نا ‎۹٩‏ ۵۲ ۵۱۱۱۵۹۵ (ه۲) ۰ از طرش ۰ 6 0و 5۲ ام ۱1۴۱6 ۹6 وا -9091۱ ۵۷ ۹۷۱۶۹۷ ۱۹۹۶۵ 2۱۵7 نی هق‌ تدم ۱۱۹۵۹۱۵۵۵ 6 ۵9۹۵۵ ۱۵۲9۱۵۲9 :۲11۱۱۵ مت ۱۳ ن ۲۱ موعا 4۰ ما۲ موه شکل ۶-۱- مراحل شکل گیری یک سینگ هول فروریزشی [۴]. اکثر حفره‌های فروکش از نوع فرونشینی هستند و به نام سینک هول یا حفره‌های ریزشی نامیده می‌شوند. در جایی که رسوبات سطحی یا خاکهای باقیمانده ضخیم بر روی سنگهای کارستی قرار گیرند در نتیجه حرکت آب» شکستگیهای کارستی» انحلال سنگ آهک زیرین» ریزش طبقات فوقانی تحکیم نشده به داخل منافذ و بازشدگیهای کارستی تشکیل و توسعه می‌یابند. این سینک هولها از نظر اندازه و شکل بسیار متفاوت هستند و به صورت استوانه‌ای» مخروطی و کاسه‌ای دیده می‌شوند. شکل ۷-۱ مراحل تشکیل یک سینک هول را نشان می‌دهد (۳]. ۱۸ -------- صفحهٔ بعد -------- و وود و۳ سود ۳ و ود مک نو و وه اوه ۰ یووم وه یگب هه که و و یجان ده ی ْ. #۷ مهم هه ص‌ 1 ۱ 1 ۰ ۰ ۰ ۰ ۰ وم ۰ ۰ ۰ ۰ را ۰ موه سا م هگ اه ۰ ومع مکی هه ی ۰ موم ,۰ ۰ ۰ ۰ ۰ ۰ ۰ ۰ ۷ . یو ۰ ۰ ۰ ایا س ۰ ۰ ی چم عم - و ۰ چا گت چا صحح ی له وه ۰ 0 ۰ ۰ ۰ بو ما بیع پر با را ی ۳ مه ۰ ۰ رک ور ی رجمهها وه ...۰ کمک در مه هدفه اه یس ۰ هر خص ی ی دم مه رح آ مش ۰ : ما تم ۰ و -. ار ری راید رورت ون ود مدا ک ک ی یر تاه ۰ سای سس و ۳ را ون رسای اس ای ایا یک سرا سک هه ۰ 8 مس ۰ ۰ تس ص هه سس ۰ 2 ۰ تحص ما ۰ ۰ +2 ۳ ۱ ۰ بیلمد ده میگ ۰ هت ی کتک هه سا ج ‏ س یا اهر ات یا یا ی ار ی ۰ وه یا ام سکس او اچ نیر ام زی اس سس ساب حر ای یا و ایا راد تا را سا سرخ ای ود وی ی ور ها و هس یش : 5 ی 9 و ی ی ما ی رام اه ویک ج ‏ بم سا ک ک صص رویم کور و و حس هر ۳ یا سویا یا یو و نو او وا را وی اپ تیر یر ری 56 . ۰ ۰ . . رها عع ط اه یو 9 یکسا وی مد ۳ 10 مت وا یک و ۰ ۰ ی ی مه ۰ ۰ ...۰ ماگ و ۴ و ۳ص ۰ ححت ۹ ۱ / ی ۱" : 7 ۹ سا ز(ب (الفی سا سب پیت شه -- و همه ‎٩‏ ۰ سوب ‌ ۳ و را نک ای و ۶ ۰ وه ان و ی ها وک مد ۹ ۰ تاه رد مر و تا ار ما ی بص و ی رو رس ا ماس را دس همع تک و روک ی 5 ان 0 رو تا دمم ی مود ی کی مه ۳ ۰ ۰ 5 تسه و با رن رس یه و ۰ 8 ی ا کس مطا ی وه ۰ ۰ سس ۰ ع را اس موز یربک من وا ۰ ۰ ۰ ایو و و۳ مه کی کی ی و ع ‏ صت ی ی نیح مه 4 ی ام هه ۳.۰ 2 سس ی ۰ ل. ص ار ۰ ۰ یک و سن کت ص ور از 6 هر اه تج یج سم ۰ ز یی ۹ ور روا وا ی ییا ای سک ز مدای تا سم 2 مخ حتد ۳ | وهی اس وا ید یتسه تس یت - ۹ سکس یا مس ن . ۰ ۱ ۱ ده 2 ۰ 1 رفک رم رخ ی رو * مش . روم اصع ی اه ری شک ی مگ ارو و ری کا و رو رو و و کوک هو ی روک نوی را ری ری و سس و ارو و کی یکی رس مهس ی و مرک ح یا ون ی را 2 دص وه ام باه مگ یک و خی مور هل وا ی مد ی ما و و او ی ام و و :- جر لد دیع و م اس سر ۰ مس 2 9 ۳ تم یدسا وی رک اه و مه ی ۷ ی را ها ی ۰ ۰ ۰ اب ۰ ۰۰ ۰ ۰ ۰ کم ۳ ۰ وه ما .۰ ۰ : رو ۰ ی 6و و وه ۰ ی ۰ ۳ ۰ ۰ ۴ ۰ / ۶ ,۰ ۰ ۰ نس سا ماس ی سک کی 1 (دح مس ۱ 0 5 شکل ۷-۱- نحوه تشکیل هول ریزشی [۳] : ربرسی ب - چاههای کارستی یا جاماها! با 7 جاههای تارسی با + [| - 4 -------- صفحهٔ بعد -------- این گونه عوارض کارستی معمولاً در مناطق با سیستمهای درز و شکاف قائم دیده می‌شوند که در اثر عملکرد آبهای فرورو و گسترش درزه‌های اولیه تشکیل شده‌اند. ایجاد چاههای کارستی مرتبط با فرآیندهای کارستی عمیق بوده و می‌توان آنها را در ج - چاههای مکنده یا پونرها" چاههای مکنده حفرات بزرگی هستند که‌از طریق آنها آب جاری رودخانه‌ها به درون زمین هدایت می‌شود. آبهایی که از طریق این حفرات به درون زمین راه می‌یابند مجدداً به صورت چشمه‌های کارستی در پایین دست ظاهر می‌شوند. پونرها حاصل زونهای انفصالی است که در اثر واکنشهای شیمیایی و هیدرولیکی در بافت سنگهای آهکی به وجود آمده‌اند. پونرها اغلب در اطراف پولزه‌ها و سواحل رودخانه قرار دارندو بر اساس نحوه ظهورشان در سطح یا بر اساس شکل ظاهری به ۳ گروه زیر تقسیم می‌شوند. چاههای مکنده که به شکل چاههای بزرگ یا غار ظاهر می‌شوند. چاههای مکنده که به صورت ترکهای توسعه یافته و حفرات کوچک دیده می‌شوند. چاههای مکنده که به شکل یک سیستم درزه‌های باریک هستند. چاههای مکنده آبرفتی از میان گروههای فوق پونرهای آبرفتی از اشکال معمولی کارستها هستند که در سنگهای آهکی و در زیر رسوبات آبرفتی به وجود می‌آیند. میزان آبگذاری از پونرها وابسته به میزان مجاری متصل به هم است و حدود ۵۵ تا ۱۰۰ متر مکعب در ثانیه را می‌توان برای آنها ذکر کرد شکل ۸-۱- نحوه تشکیل پونرهای آبرفتی را نشان می‌دهد. ۳-۶-۱ دره کارستی این دره‌ها در سازندهای آهکی به وفور یافت می‌شوند و معمولاً در محل گسلها و یا شکستگیهای اصلی سنگ در اثر انحلال و تخریب شیمیایی سنگها بر آثر ابهای اسیدی ایجاد می‌شوند. ترکیب سنگها و فعالیتهای تکنوتیکی نقش عمدهای در تشکیل این دره‌ها دارند. |-<م۴ چشمه‌های کارستی در نواحی کارستی نزولات جوی و جریانهای سطحی از طریق درزه و شکافها وارد توده سنگ آهکی شده و معمولاً به وسیله تعداد معدودی چشمه تخلیه می‌شوندء که میزان آبدهی آنها در مقایسه باچشمه‌های غیر کارستی نسبتاً زیاد است. این چشمه‌ها غالباً در اطراف مناطق فرسایش یافته از جمله پولژه‌ها و دره‌های کارستی قرار دارند. ۱- ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ار ۳ 2 ی از ور با و 2 ی بح 77 * اف 2 ی 2 ا رک زر بر بیض ژر 7 1*۰ 1 ۱- رسوبات آبرفتی ۲- سنگ آهک کربناته کارستی ۳- کانال کارستیء ]۳: سطح جریان سیلابی» ]۷۷7: سطح ایستایی آب شکل ۸-۱- مراحل تشکیل چاه مکنده [۳] (-۵-۶ غارهای انحلالی یک سیستم غار انحلالی, مجرا یا مجموعه‌ای از مجاری انحلالی با قطر ۵ تا ۱۵ میلی متر یا بیشتر است» که بین نقاط ورودی ۷-۱ فرار آب در نواحی زیرزمینی ذخیره‌سازی آب و حرکت آن در نواحی آبدار اپی کارستیک باید هماهنگ با اساس‌تر از نرمال آب زیرزمینی باشد. این شرایط ممکن است پایدار و دائمی نباشد. اما پس از هر بارندگی شدید.ء لایه‌های آبدار ممکن است سفره آب زیرزمینی معلق ایجاد کند. فردریک" و اسمارت" با به کارگیری ردیابهای رنگین» پی برده‌اند که لایه‌های آبدار اپی کارستیک در گستره وسیعی, از جهت 1 ]| 1 - 2 ۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- هیدرولوژئولوژی» از هر سو رفتاری مشابه آبهای زیرزمینی را نشان می‌دهند. در حالی که در سنگ آهکهای متبلور غیر کارستی تخلخل ممکن است کمتر از ۰/۱ درصد و هدایت هیدرولیکی بین * 10 تا 107 متر در روز باشد (فریز" و چرمی") [۱]: در لایه‌های زیرزمینی دارای هوازدگی, تخلخل توده‌ای سنگ ممکن است بزرگتر از ۱۰ - ۵ درصد باشد و در نتیجه هدایت می‌تواند به * 10 و حتی بیشتر نیز افزایش یابد. (گرچه پارامتر مذکور اندازه‌گیری نشده است). بنابر طبیعت توده خاک پارامتر اشباع شده هدایت هیدرولیکی ممکن است از 10*۶ تا 107 متر در روز تغییر کند. درز و ترکهایی که با خاک پر شده‌اند موجب کاهش تراوایی در بخش فوقانی لایه‌های زیرزمینی می‌شوند. در حالی که درز و ترکهای بسته در بخش تحتانی لایه‌های زیرزمینی موجب کاهش تراوایی می‌شوند. به طور کلی رفتار حرکت آبء از قانون دارسی تبعیت می‌کند. اما پاره‌ای موارد که جریان آب مغفشوش است ممکن است خارج از قوانین دارسی عمل کند. ۸-۱ گسترش و پراکندگی نواحی کارستی رخنمونهای سنگهای کربناته در مجموع ۱۳ درصد قاره‌هاء شامل سرزمینهای مرتفع و دشتها را فراگرفته‌اند. با توجه به وسعت مورفولوزی کارستی بیشتر در نیمکره شمالی در نواحی مرطوب تا نیمه مرطوب که میزان بارندگی بالاتر از ۳۵۰ تا ۰« بار یار ۸ هم۱۱۸ مه ای بر ۵ زر 4 ۱۱ تشن وراه که ۰ مت شکل ۹-۱- پراکندگی جغرافیایی سنگمهای کربناته در دنیا [۵] | - 6 2- (۷ ۲۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- در آیران گسترش سنگهای کربناته حدود ۱۵۰ هزار کیلومتر مربع برآورده شده‌است که‌از پیش تحت تأثیر پدیده کارستی قرار گرفته‌اند (شکل ۱۰-۱). این سنگها عمدتاً متعلق به سازندهای باسن ژوراسیک تا الیگومیوسن هستند که در نواحی البرز و ارتفاعات زاگرس مشاهده می‌شوند. بررسی مناطق کارستی کشور از سالها پیش آغاز شده و در جدول ۳-۱ مطالعات جامع (نیمه‌تفصیلی) حوضه‌های کارستی کشور در طول برنامه پنج ساله دوم نشان داده شده‌است [۵]. 05 6 ۴ که ۹3 مم۳ کر هه ضِ زه ۰ 00 و1 هت ه‌ 0 ۳ یدج نما ۳۳ سس ی کی : 8 ۱:۲ ود ۲ 9 6۴ ۴۲۶۶1۸۷ ۸ 4ا 09۵ 41 ]مق ۳ 430 ۱:۵0 220 1۵۵ و ز کت کتک هه 6 ۲۲ع۲9 ۲۵و دض میجح شکل ۱۰-۱- گسترس سنگهای کربناته در ایران این سنگها غالبا به دورانمهای ژوراسیک تا الیگومیوسن متعلق هستند. [۵] ۲۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- جدول ۳-۱- برنامه مطالعات جامع (نیمه تفصیلی) حوضه‌های کارستی کشور در طول برنامه پنج ساله دوم [۶] وسعت کیلومتر | سالهای ای مطالعات پیش بهنی شده ۷۷۴-۵۸ مطالعات شناسائی در سال ۱۳۵۲ انجام و نتپجه ۹ مببت بذست آمده است مطالعات شناسائی در سال ۱۳۵۲ انجام و نتیجه هثبت بدست آمده است نتیجه مثبت بدست آمده است ۱ مطالعات شناسائی در حال انجام است شاهرود دامغان و سمنان ۰ لعات شناسائی در سال ۱۳۷۱ انجام و نتیجه مثبت بدست آمده آست مطالعات شناسائی در سال ۱۳۷۱ ادجام و نتیجه مثبت بدست آمده است مطالعات شناسائی در سال ۱۳۷۱ به پایان رسیدذه است ۲۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل دوم ۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۲ آشنایی در این فصول مروری کلی بر روشهای مورد استفاده در اکتشاف کارستها و سینک هولها خواهیم داشت. اکثر این روشها قبلاً توسط افراد مختلف در کشورهای مختلف مورد استفاده قرار گرفته و نتایج مثبتی نیز از آزها بدست آمده‌است. نکته لازم در مورد این روشها این است که روشهای ذکر شده در این بخش باید با آگاهی کامل از منطقه و وضعیت مورفولوژیکی و لیتولوژیکی آزها مورد استفاده قرار گیرند تا نتایج بدست آمده قابل تفسیر و تعبیر و در نهایت قابل نتیجه گیری باشند. ضمناً هدف اصلی همه روشهای تحقیقاتی باید تعیین و تهیه یک مقطع عرضی دو بعدی از منطقه مورد مطالعه باشد. بنابراین روشهایی که قادر به ارائه اطلاعات راجع به یک یا یک قسمت محدود از یک منطقه باشند» نمی‌توانند برای کارها و طراحیهای مهندسی مورد اقتصادی بودن» مور بودن» بهترین تطابق با شرایط پروژه و هدف برنامه نکته‌هایی هستند که بوسیله آنها می‌توان بهترین روش را برای یک منطقه انتخاب کرد. به خاطر اینکه مناطق کارستی» زمینهای آهکی درزه دار و حفره داری هستند که در اثر عملکرد آبهای زیرزمینی بوجود آمده‌اند. بنابراین شناخت این حفرات و درزه‌ها به معنی شناخت مناطق کارستی است. همچنین سینک هولها نیز به دلیل خطرات بالقوه‌ای که برای پروژه‌ها و سازه‌های مهندسی دارند در این بررسی مورد نظر قرار گرفته‌اند. در این فصل روشهایی مورد استفاده که تا به حال در مناطق مختلف به صورت کلی مورد بررسی قرار گرفته اند بررسی خواند شد. شواهد زمین‌شناسی و خصوصیات فیزیکی از علائم سطحی فرونشست سینک هولها است. برای تعیین اینکه نشست در یک منطقه ناشی از فعالیت سینک هولهاست یا نه باید شواهد فیزیکی از این فعالیت را به دست آورد. در زیر محل نشست باید یک فرورفتگی, شکاف یا چاه عمودی در سنگ بستر با قابلیت حل شدن در زیر وجود داشته باشد. لایه‌های خاک در پایین در داخل سینک هول فرو می‌ریزند. اگر در منطقه یک لایه رسی وجود داشته باشد که معمولاً در اکثر مناطق نیز وجود داردء قسمت انتهایی سینک هول روی آن قرار می‌گیرد و یک ناپیوستگی به وجود می‌آورد. سینک هولها با اشکال قیفیء استوانه‌ای یا لنگی قابل تشخیص هستند که به وسیله رسوباتی که از توالی طبیعی چینه‌شناسی پیروی نمی‌کنند» پر شده‌اند. در حالی که در زمینهای پست مواد پر کننده سینک هولها شامل تورب و مواد رسی و سنگهای مختلف می‌باشند. در سینک هولهای فعال, شواهد زمین‌شناسی باید این قدرت را داشته باشند که بتوانند مقایسه‌ای بین مناطق نشست کرده و محیط اطراف آن را که در آنها فرونشست موّئْر نبوده» ارائه کنند. شرایطی که در آنها فرسایش زیر سطحی و متوقف شدن توسعه سینک هول وجود داشته باشد» محدود به مناطق خاصی می‌شود. شرایط زمین در محلی که یک سینک هول وجود داردء از اطراف آن که سینک هول در آنها اثر نگذاشته‌است. فرق می‌کند. برای مقایسه و تشخیص این دو منطقه باید هم داخل و هم خارج محدوده اثر سینک هول مورد بررسی قرار گیرد [۲]. ۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۲ روش لرزه‌ای از روش لرزه‌ای در اکتشاف کارستها به دو صورت می‌توان استفاده کرد که عبارتند از روش لرزه‌ای انکساری و روش لرزه‌ای انعکاسی. در این بخش مروری بر کاربردهای این دو روش خواهیم داشت: ۳ روش لرزه‌ای انکساری برای تشخیص غارهاء روش لرزه‌ای انکساری با آرایش بادبزنی از موقعیت بالایی برخوردار است. تکنیک لرزه‌ای انکساری بسیار ساده‌است و فقط به یک لرزه سنج و یک چکش سنگین باری تولید امواج نیاز دارد. معمولاً فاصله به یک لرزه سنج و یک چکش سنگین برای تولید امواج نیاز دارد. معمولاً فاصله بین منبع تولید موج تا لرزه سنج (ژئوفون) را چهار برابر عمق مورد کاهش در نظر می‌گیرند. تقویت کننده لرزه سنج باید طوری تنظیم شود تا بتوانند بیشترین سیگنال را بدون در نظر گرفتن ضربه برداشت با پیش رفتن در طول یک خط و ثبت سیگنال لرزه‌ای حاصل از هر ضربه چکش, در حالی که فاصله بین منبع و ثبت کنند ثابت است. انجام می‌شود. با تکرار این مراحل در طول خطوط موازی هم می‌توان کل منطقه را پوشش داد. بنابراین همه امواج ثبت شده به طور یکسان و همگن کل منطقه را شامل خواهد شد و می‌توان تفسیر را بر پایه‌این اطلاعات انجام داد. وجود آنومالی به وسیله اختلاف مشخص بین یک محل با محیط اطراف در داده‌های ثبت شده نمایان می‌شود. اختلاف داده‌ها ممکن است شامل اختلاف در زمان ورود امواج» دامنه و فرکانس باشد. این نکته نباید فراموش شود که وجود آنومالیهای لرزه‌ای همیشه‌ارتباط به غارها ندارد. اما یک اپراتور با تجربه می‌تواندء علائم دریافتی را با شرایط زیر سطح زمین ارتباط دهد به ویژه وقتی که تعدادی از آنومالیهای منطقه به کمک عملیات حفاری مورد بررسی و شناسایی قرار گرفته باشند. شکل امواج انکساری نیز می‌تواند یک ابزار شناسایی باشد»ء اما این روش از لحاظ عمق کاوش محدودیت دارد روش لرزه‌ای انکساری بادبزنی در اجرا به صورت روش یاد شده‌است» با این تفاوت که تعدادی لرزه سنج که به صورت قوسی قرار گرفته‌اند در پی جویی به کار می‌رود (شکل ۱-۲). اگر شرایط زیر سطحی یکنواخت باشد زمانهای دریافت امواج در لرزه سنجها یکسان خواهد بود و لازم به‌همگن کردن آنها نیست. بنابراین وجود یک آنومالی به راحتی با توجه به تغییر مشخص در زمان رسیدن امواج به یک چند لرزه سنج قابل تشخیص خواهد بود. در مورد یک غار یا حفره زمان رسیدن آمواج به طور متعلق به منطقه مدفورد" واقع در حدود ‎۱٩۹‏ کیلومتری شمال او کالا در فلوریدا است. به‌این نکته باید توجه شود که زمان حرکت امواج لرزه‌ای برای لرزه سنجهایی که در موقعیتهای ۰۱ ۱۰ ۱۱ ۲۲ ۲۳ ۲۴ قرار دارند» به طور محسوسی افزایش یافته است. این در حالی است که لرزه‌سنحجهای ۰۱ ۱۰ ۱۱ درست در بالی غارهای شناخته شده‌ای که در شکل ۱-۲ نشان داده شده استء قرار دارند. در اکتشافات مرحله بعدی» گمانه‌ای که در موقعیت ۲۳ و ۲۴ حفر شد غارهای ناشناخته‌ای را که قبلاً به نقشه در نیامده بودند» کشف کرد [۴ و ۱۰]. |- 4 ۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- الا سا ۵ ۳ تا ان اش ۱ انم۱ ۱۳۳ نخننه ت یا سگرن ۱ : ۱ ۰ ۳ ساسا ی 0 وا را , تا ۷ ۳ 97 مس سس یتست ۳0۱۸ ۰ ۳ 00 ,0 5عی اس بابک و ۵۶۵ ۱۹۵۹۵۹۵ ۴ ۱ را یر مها رش شکل ۱-۲- نقشه غار مدفورد به‌همر اه طرح آرایش بادبزنی [۴] 30 ٩۵۷۱۹۱۵۶ ۱۵۸۲۱۵۸۶۱ 080 )0۱۱6۱۱۴۵ ۷ ۴۱۵۱۲۱۴ ( ۵ ۸۵ 201 ۵ ۱ ۵ ۵۳۵ ۵ ۵ 0 ۵۵۵۵۸۵۵ چ ۵. ۵ -او۱ له 4 ۳ ۳ 4 27 20 ۱۵ ۱۵ ۱۵ ۱0 ۱۵ ها و 24 0 ۷ 060۶۱۱0۱۷۷۱6۲ شکل ۲-۲- نتایج آزمایش با آرایش بادبزنی در منطقه مدفورد [۴] در طول تحقیقات دیگری که در شهر والت دیسنی در حدود ۱۶ کیلومتری جنوب غربی اورلاند و فلوریدا با استفاده‌از روشهای لرزه‌ای انکساری انجام گرفت, مشخص شد که‌این روش می‌تواند سینک هول را هنگامی که نسبتا بزرگ باشدء تعیین ۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- کند. با این روش عمق یک سینک هول را به دستی نمی‌توان تعیین کرد. علتش شاید آن باشد که‌امواج در اثر برخورد به با این روش نمی‌توان سینک هولهای کوچک را مشخص ساخت. روشهای لرزه‌ای دیگری نیز از قبیل روش لرزه‌ای میان بر به طور وسیعی در تحقیقات مورد استفاده قرار گرفته‌اند». که‌هدف آنها تعیین شدت امواج و سرعت انتشار امواج است.» که تابعی از عمق در زیر سطح زمین اند. از این روشها برای مشخص کردن غارها استفاده شده‌است» زیرا غارها در خصوصیات انتشار امواج از جمله در سرعت, فرکانس و دامنه‌انها اثر می‌گذارند. از دیگر اثراتی که غارها بر روی امواج می‌گذارند. می‌توان از پدیده پراش و همچنین پدیده نظم امواج نام برد. از این اثرات برای تعیین و ترسیم سیمای غارها استفاده شده‌است. در حالتی که غارها خالی باشند.ء تاخیر زمان ورود امواج ممکن است. نشانه مهمی از وجود یک غار باشدء که در این روش منبع تولید لرزه باید پیوسته یا لحظه‌ای باشد. مثالی از نتایج استفاده از روش لرزه‌ای میان‌بر که از منبع تولید موج لحظه‌ای (ضربه‌ای) استفاده شده در شکل ۳-۲ نشان داده شده است که در آن تغییر در سرعت ٩۵‏ ۵60۳۱۱۱۱۵۳ . 2۱ 808۱۳۷۵ زو هت را 190 0 و ۱0 ام را 3 نو 1710 ی و۹۹ > 1 5 5 ۱7۱۱۵ ۱ ۱۸60 لا اک 12129 ۱۹70 ۱۳۴۴۹ ٩ 96۱96 5000266 ۱0۸۲۷‏ یش ۱6۲۸7۱۵۷ 6600۷9۱۴ 6 شکل ۳-۲- پروفیل لرزه‌ای میان‌بر [۴] در اکثر تحقیقاتی که برای تعیین غارها از روش لرزه‌ای استفاده شده» سه پدیده‌ای که بر وجود غار دلالت می‌کنند عبارتند از: نوسانات آزاد یا تشدید امواج در دیواره‌های غارء تقلیل دامنه امواج و تاخیر در زمان ورود امواج» تشخیص یک وزن حفره دار سطحی که مواد اطراف آن دست نخورده هستند.ء با استفاده از روش لرزه‌ای انعکاسی به مقدار زیادی به فرکانس امواج بستگی دارد. ویداس " ثابت کرد که حداقل ضخامت یک لایه برای اینکه قابل تشخیص باشدء باید یک چهارم طول موج فرستنده باشد. 5 - | ۳۰ -------- صفحهٔ بعد -------- از آنجا که فرکانس با عکس طول موج متناسب است. بنابراین هر چه فرکانس امواج بیشتر باشد, امکان تشخیص لایه‌های نازک تر بیشتر می‌شود. قابلیت تعیین غارها با کوتاه شدن طول موج لرزه محدود می‌شود. [۷ و ‎]٩ افزایش فرکانس آمواج و افزایش نسبت سیگنال به پارازیت. توانایی تعیین زونهای حفره دار موجود در زیرزمین را بالا می‌برد. افزایش نسبت سیگنال بوسیله مراقبت دقیق از صفحات لرزه سنجء حداقل کردن پارازیتهای محیط و کنترل امواجی که‌از هوا به لرزه سنج می‌رسد.ء میسر خواهد بود. به منظور افزایش داده‌های ثبت شده می‌توان اقدامات زیر را انحام داد: افزایش فرکانس فیلترهای فرکانس پایین» انتخاب مناسب منبع لرزه» مراقبت دقیق در تصحیحات و افزایش سرعت پردازش داده‌های دیجیتالی. مقدار اطلاعات فرکانس بالایی که بوسیله لرزه سنجها ثبت می‌شود.ء به شرایط زمین‌شناسی در نزدیک سطح زمین بستگی دارد. حال برای بررسی عملکرد روش لرزه‌ای انعکاسی به شرح چند مورد کاری انجام شده در کشورهای مختلف می‌پردازیم و ضمناً در هر مثال ضعف و قوت این روش را برای تعیین حفرات زیرزمینی بررسی می‌کنیم. الف - تعیین یک غار در سنگ گرانیت امکان تشخیص زونهای حفره دار در سنگهای سخت با استفاده‌از روش لرزه‌ای انعکاسی مشکل است. مقاومت در برابر امواج صوتی در بین مرز دو ناحیه مهم ترین فاکتور تعیین کننده در مقدار انرژی لرزه‌ای انعکاسی می‌باشد. یک غار پر شده‌از هوا در سنگ اکثر انرزی انعکاسی امواج را جذب می‌کند. بنابراین ثبت دقیق و آشکار قسمت بالایی یک غارء» به خوبی پیش بینی تئوری نخواهد بود. ثبت یک غار در سنگ ناهمگن بستگی به طول موج منتشر شده دارد که معمولاً امکان تشخیص یک غار در سنگ ناهمگن با استفاده‌از روش انعکاسی استاندارد مشکل و غیر ممکن است. به منظور تعیین پارامترهای موْر در تعیین غارها در مناطقی که دارای سنگهای سخت (سنگ آهک ماسیوء دولومیت ماسیو, گرانیت و ...) هستندء یک سری آزمایشات بر روی تونلهای شناخته شده در داخل گرانیت انجام گرفت. محل انتخاب شده برای آزمایشات یک تونل راه آهن نزدیک پارک زمستانی کلرداوء قرار داشت. تونل راه آهن دارای قطر ۶ متر بوده و مطالعات لرزه‌ای انعکاسی سطحی, در عرض تونل در منطقه‌ای که تونل ۱۹ متر زیر سطح زمین قرار داشتء انجام داده شده. در شکل ۴-۲ نتایج این مطالعات آورده شده است. داده‌های موجود در شکل دارای آرایشهایی با فاصله منبع تا دریافت کننده‌از ۱۸/۳ متر تا ۱ متر هستند. انعکاسهایی که در فاصله لرزه سنجها شماره ۲۹۵ تا ۳۲۵ قرار دارند» نماینده‌انعکاس مستقیم از قسمت بالای است. زیرا مشابه این عارضه در فواصل زمانی ۷۰ تا ۱۳۰ میلی ثانیه به صورت عوارضی از فرکانس پایین تر مشابه فرکانس امواج انعکاسی در ۴۰ میلی ثانیه مشاهده می‌شود. فرکانس امواج که در پایین این عارضه قرار دارده ۱۰۰ هرتز می‌باشدء این عارضه به‌اثر متقابل امواج لرزه‌ای با تونل نسبت داده می‌شود. عارضه فرکانس بالا در ۷۰ - ۵۰ میلی ثانیه مشاهده می‌شود و امواجی که از هوا می‌آیند. با امواج منبع ترکیب می‌شوند. ‎]٩[ ۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- 1 1130۸۵شگ۶ ۷۵۳۲۲۸۲ ۵۷۶۸ ۷۳۲7۳۴۸5 ۸1۱۳1۳۳۷ َ 5 ۲07 را 2۹0 1 _ ۱ ۳ ی سس ما ح ۹ ی لو لهویه. 17 ۹ اپ ی ال 1 ِ ی ۱ َ َ 3 ۳ 7 ی ۳ ۰ > ات ی ۳ ی شکل ۴-۲- با توجه به شکل کانالهای ۸ و ‎٩‏ و ۱۰ و ۱۱ دارای دافعه زیادی هستند و مرکز آنومالی در 310 1(۳:) قرار دارد. عارضه دامنه بالا در ۴۵ میلی ثانیه به‌انعکاس امواج از بالای تونل نسبت داده می‌شود [۷] برای ارزیابی نتایج و قابلیت تجزیه و تحلیل روش, آزمایشات بر روی تونلی در عمق ۸۰ متری انجام پذیرفت. شکل ۵-۲ دو میدان ثبت شده‌از مطالعات لرزه‌ای که در آنها لرزه سنجها در فاصله‌های مختلف و به صورت افقی قرار داردء نشان می‌دهد. تعداد لرزه سنحها مره عدد بوده و زودترین زمان ورودی امواج به ژئوفون ۶ میلی ثانیه در هر دو میدان ثبت شده است. شکل ۶-۲ مسیر حرکت امواج را نشان می‌دهد که‌اثر برخورد با بالای تونل در آنها منعکس شده است. اولین لرزه‌سنجی که امواج انعکاسی را دریافت می‌کند.ء درست بالای تونل قرار دارد. در اثر دور شدن نقطه‌انفجار از تونل زمان ورودی آمواج به تمام لرزه سنجها افزایش یافته ولی زودترین زمان ورودی همیشه متعلق به لرزه‌سنجی است که بالای تونل قرار دارد. در شکل ۵-۲ بیش از ۵۰ عارضه در میدازهای ثبت شده در فواصل مختلف در طول آزمایشات به دست آمده» که اینها نشان دهنده وجود زون ناپیوستگی مربوط به صدا سطح زمین است. به موازات تونل مورد بحث» تونل آبی نیز قرار داشت. قطر این تونل ۲/۵ متر و فاصله‌افقی آن تا تونل مورد بحث ۲۵ متر است. آزمایشات اولیه که در مجاور تونل راه آهن مورد بحث انجام شد.ء تونل آب را مشخص نکرد. از آنجا که تونل راه آهن خالی بودء احتمالاً به علت کوچک بودن ضریب انعکاسی, انرژی امواج کمتر از آن بوده‌اند» که بتوانند آشکار شوند زیرا سرعت ۷ خواهد شد. که به‌اندازه کافی بالست تا بتواند انرژی بازگشتی خوبی برای امواج تولید کند. اه -------- صفحهٔ بعد -------- 1 ۷۱۱۲۱۹۱۱۱۱۱ ۹۹۱۱۱۱۱ ۱۱۱۷ ۹۹۱۲۱۷۰ ۱۱1۱:۱۱۱۱ زو مر یس و 14 - انوا دنه مان ام ‎٩ 0 : 0 ۵۱۱ 6 ارو ۱ این ۵ ی ۱ا اد : ۲۵۱۲۲۳۸۵۱۱۱۱۱۱۱۱ ۱ 1 ۲۳ ۱ ۱/0 11 : 1 0 ؛ ۱ 3 ۹ یف ۳ وا 0 ۷ ۸ ۱ 3 0 م ۵ و 1 ال اه ۱۱۱۱۹۸۱۵۱ : ۱ پیت ۱ ناویا 21۱ : و 0 0 0 را 1 ار ۱۵1۱۱۱۱۱۹۹۱۱ سس ۱ ۹ که شکل ۶-۲- دیاگرام مسیر حرکت امواج از فرستنده تا دریافت کننده. ‎]٩[ هدف بعدی کاربرد روش انعکاسی» تعیین تونل آب بوده است. همانطور که‌انتظار می‌رفت» فرکانس به کار برده شده در تعیین تونل راه آهن در منطقه مورد بررسی (که تونل در عمق ۱۹ متری قرار داشت)» به‌اندازه کافی زیاد نبود. بنابراین فرکانس فیلتر پایین گذر از ۳۴۰ به ۴۸۰ هرتز افزایش داده شد. همجنین انرژی منبع به‌اندازه کافی زیاد شد تا امواج منعکس شده قابل ثبت باشند. نتایج به دست آمده در بالای تونل آب (شکل ۷-۲) با نتایج حاصله در بالای تونل راه آهن در عق ۸۰ متری خیلی شبیه به‌هم هستند. در الگوی زمان ورودی آامواج انعکاسی مثل حالت قبل کوتاه ترین زمان مربوط به لرزه‌سنجی است که ۳۳ -------- صفحهٔ بعد -------- مستقیماً بالای تونل آب قرار دارد و با دور شدن منبع تولید امواج از تونل» زمان رسیدن امواج به لرزه سنج نیز زیاد می‌شود. پس از تصحیح امواج منعکس شده از تونل راه آهنء موقعیت تونل آب در ۲۵ متری جنوب تونل راه آهن تشخیص داده شد ‎٩[‏ و ۷]. ب - شناسایی و مکان یابی غار پر شده‌از آب یک لایه زغال سنگ در شهر پتیسبورگ! در شمال شرقی کانزاس قرار دارد. نقشه جزئیات کامل محلهای استخراج شده از معدنکاری که در گذشته در این منطقه انجام شده موجود نبوده است. به منظور احداث ساختمانهای جدیدء تشخیص دقیق محل حفرات احساس می‌شد. بنابراین یک شبکه حفاری در محل اجرا شد. اما جدیداً به خاطر تعیین قسمتهایی که‌از آب پر شده» مطالعات لرزه‌ای انعکاسی انجام گرفت. این تحقیقات بیشتر در مناطقی به‌اجرا درآمد که وجود زونهای حفره دار در لایه زغال 1 ۷۷۸۲۳۲۷ ۲۷۱۲۲۱۸۲ ۵۱۱۲۷ ۲۷۲۲۳۸۵ پا 1۳ (۹۱1) وان مها 12 ۳ 20 ۹ شنک فده سا ره سا ۹ 1۱ ۲۲۳۵۴۴ ۱ ی ۰ با مهرد دبا نی خی ی کی و کج دا مرک ی سم دی 7 وت - ۳.1 ۳ ای ا(0 اد - 3 ۰۰۵۱۱۱۱۱۱۸ 0۱۱ - شکل ۷-۲- تصویری از زمان امواج منعکس شده از تونل آب که منبع تولید موج در یک گمانه قرار دارد ‎]٩[ به منظور افزایش انرژی امواج انعکاسی از لایه زغال سنگ در عمق ۱۰ متری» کمترین فواصل گیرنده و فرستنده از هم ۴ متر در نظر گرفته شد. از این فواصل نمونه‌گیری ۸ تا ۱۲ اثر زغال سنگ به دست آمد. که نشان می‌دهد این ستون زغال سنگ افقی و به شکل استوانه است. سیستم ثبت کننده دارای ۲۴ کانال بوده و در هر کانال از میلی‌ثانیه تا ۱۳۵ میلی‌ثانیه 8 - | ۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ثبت می‌شود. یک تبدیل کننده آنالوگ به دیجیتال دارای فیلتر پایین گذر با فرکانس قطع ۳۴۰ هرتز در ناحیه‌گذر آن وجود دارد. گیرنده» ضد رطوبت و دارای فرکانس سیگنال ,7]آ]۱۰۰ می‌باشد. منبع تولید امواج یک تفنگ ۰۶ - ۳۰ دارای صدا خفه‌کن در منطقهء ۲۴ کانال از لرزه سنحجها در یک ردیف قرار داده شدء که تعدادی از این لرزه سنحها در بالای لایه زغال سنگ دست نخورده و تعدادی دیگر در منطقه‌ای که در اثر معدن کاری و استخراج لایه زغال سنگ حفره دار شده بودء قرار داده شدند. در شکل ۸-۲ نحوه قرار گرفتن لرزه سنجها همراه با مقطع زمین‌شناسی و نزدیک ترین و دورترین آرایش ژئوفونها نشان داده شده‌است. در طرف راست تصویر, امواج دریافت شده‌از لایه رغال دست نخورده نشان داده شده‌است. در طرف چپ تصویرء یک زون حفره دار قرار دارد» که سیگنالهای دریافتی وجود آن را اثبات می‌کنند. ریس رد ی ص : ۱ ۱ 1 1 ۱ ۱ ۱ ۱ ۱ ۱ ۱ وه ات ۱ ۱,11 سک وه رهم ارامکوو سعی ی کار سوه س 1 1 رک لا ی یکی ۳ شکل ۸-۲- تصویر زمین‌شناسی بهمراه مقطع لرزه‌ای انعکاسی. فاصله نزدیکترین دریافت کننده از منبع ۳/۲۵ متر و دورترین آن ۸/۷۵ متر است [۱۰] شکل ‎٩-۲‏ مقطع لرزه‌ای انعکاسی به همراه مقطع زمین‌شناسی تفسیر شده را نشان می‌دهد. خط ۱ مربوط به انفجار در بین دو گمانه است. که در موقعیت ژئوفون 1۳:۲۶۰-) وجود یک غار در عمق ‎٩‏ متری را ثابت می‌کند و دیگری در موقعیت ژئوفون ۶( نشان دهنده یک لایه زغال سنگ دست نخورده در عمق ‎٩‏ متری است. ریزش و نشست سطحی بین موقعیت ۴۰۵ و 1۳:۳۰۵ که در عمق ۰/۷ متری اتفاق افتاده نشانه‌ای از وجود یک غار در زیر سطح زمین می‌باشد. ۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- 0۷ 2055 باه[ همه 0 26118 ۶۶۲۶۵2۴ 0 10 هد ی یر 8 کل و۶۱ !1 دا ۷ 0 6[ 55754 دا ی وت مدا ۳ 807۲6۳۰162 ر ۳۶۲۶۲۶ لا ۳1 ۳ وی 60۳77 ۹19 نش یی زا ان لا 111۸ ابا از لا ما ۱111 ۸ 0 0 1۵1 ۸۱ 1111 )!1 111 14 االر نام 1 : ۱۱۱۸۱۱۱۱۱۱۱۱۱۱۱۷ 1111۵1 0 رو 5 ۳ پچ اس 9 ۹ ایکا آ زاو اراد ی ۰ ,و99۹ و وروی 6 را ی ی ریا( اس یبال نا سر اد رم ی رک و که بیان 0 1 7 1 آبازییا و را ری زب رن ۹ و بایان :1 ما۳ رن رد زر مور لاو ود ام ارو خر روا اه ورد او را رات ها یر اب رازی یو ریس از اور و را نایک مری زا از باز یاب کا اه ا نیانا بد ابا تام یر زور با از راو درل یزار لیر راز ایززز یر زاس نویر مان مه یادا ها ادا زان نیش با ری ازور بار زرا زا شکل ۹-۲- مقطع لرزه‌ای انعکاسی با مقطع زمین‌شناسی که نشان دهنده حفرات در لایه ذغال است. عوارض بدست آمده در ۲۵- ۳۳ میلی ثانیه در سراسر مقطع مطابق با بخش بالای لایه زغال و بالای چال می‌باشد. قسمتهایی که پیوستگی خطوط از بین رفته و دامنه کاهش می‌یابد» نشان دهنده وجود غار می‌باشند. این زونهای حفره دار بوسیله داده‌های حفاری و نشست موجود در سطح ثابت شده است. کاهش دامنه این عوارض در بالای غارهای پر شده از آب به برابر بودن ضریب انعکاس با مناطق مجاور نسبت داده شده‌است. از آنجا که سرعت صوت در آب موجود در غارها زیادتر از سرعت صوت در لایه زغال است و همجنین سرعت صوت در لایه شیل بیشتر از هر دوی آنها است. بنابراین ضریب انعکاس برای مرز بین آب و شیل از ضریب انعکاس برای مرز بین زغال و شیل کوچک تر خواهد بود. پس دامنه‌انعکاس در بالای پایین لایه‌های زغال منعکس شده» نشان دهنده یک لایه زغال به ضخامت ۱ متردر عمق ‎٩‏ تا ۱۳ متری است. امواج انعکاس یافته‌از قسمت بالای لایه زغال نشان دهنده کاهش دامنه انعکاس در قسمت بالای غارهای پر شده از آب است. از تحربه و ۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۴-۲ روشهای الکتریکی ۱-۳-۳ روئس مقاومت ویژه الکتریکی سنگ بستگی دارد.ء بطوری که‌اگر درجه شوری آب و یا مقدار آن در سنگ زیاد شود.ء مقاومت الکتریکی آن کم می‌شود. به‌همین علت در سنگ آهک متراکم مقاومت بیشتری داریم تا در سنگ آهک کارستی شده که اشباع از آب است. مقاومت الکتریکی سنگها پارامتر کاملاً متغیری است و دامنه تغییرات آن از یک تا چند اهم متر برای خاک رسی و مارن و از حدود ده تا چند صد اهم متر برای مخلوط شن و ماسه رسی و از حدود صد تا چندین هزار اهم متر برای سنگ آهک و سنگهای آذین تغییر می‌کند. لایه‌های خشک چندین هزار اهم متر مقاومت دارند [۱۱]. مقاومت الکتریکی, یکی از مهم ترین پارامترهای سنگ است. سنگهای کربناته که‌همان آهکها یا دولومیتهای کارستی هستندء دارای ترکیبات همگن و مقاومت ویژه ثابتی هستند که‌اختلاف در مقاومت ویژه آنها می‌تواند ناشی از علل گفته شده در بالا باشد. با افزایش پدیده کارست.» طبیعی است که در این مناطق, مقدار آب زیاد شده و9 در تتیحجه مقاومت ویزه کم می‌شود. بنابراین می‌توان نتیجه‌گرفت که در سنگهای کربناته واقع در بالای منطقه آبدارء مقاومت بیشتر از نواحی عمیق تر است. تغییرات مقاومت ویژه ر در یک ناحیه کارستی شده می‌توان به وضوح در شکل ۱۰-۲ دید. ۱(-آهک ۲- آهک کارستی شده ‏ ۳- آهک کارستی شده اشباع از آب شکل ۱۰-۲- منحنی مقاومت ویژه بر روی یک منطقه آهکی [۱۲] -------- صفحهٔ بعد -------- این شکل در واقع مقایسه‌ای است بین ناحیه‌ای که پدیده کارست در آن اتفاق افتاده و دارای درجات اشباع متفاوت از آب است. با ناحیه‌ای که هنوز کارستی نشده‌است. در این شکل چهار منطقه نشان داده شده که ناحیه ۸ از شکل در واقع آهک متراکم بوده که پدیده کارست در آن روی نداده است و انتظار داریم که‌این ناحیه دارای مقاومت ویژه ثابتی باشد. با توجه به‌این ناحیه دیده می‌شود که تغییرات مقاومت ویژه با عمق تقریباً خطی می‌باشد. ناحیه 8 از شکل فوق معرف ناحیه‌ای است که در آن پدیده کارست روی داده ولی این پدیده با افزایش عمق کاهش داشته‌است. پس باید ناحیه‌ای که کارستی شده» دارای شکل ۱۰-۲- نشان می‌دهد که هر چه به عمق می‌رویم» مقاومت ویژه زیاد می‌شود. در این شکل» نواحی ۲ و 1 در واقع نواحی کارست شده‌ای هستند که از آب اشباع شده و درجه‌اشباع در ناحیه 1 بیشتر از ناحیه ۲ است. از روی شکل می‌توان دید که در این قسمت افت ناگهانی مقاومت ویژه به علت وجود آب بوده و در قسمت 0 این افت شدیدتر است. در زهایت نتیجه این مطالعات را می‌تواند به صورت هیستوگرام نشان داد. برای رسم هیستوگرام» از مستطیلهایی که سطح آن متناسب با فراوانی باشدء استفاده می‌شود. به عنوان مثال داده‌های بدست آمده در منطقه‌ای از یوگسلاوی به صورت هیستوگرامی در شکل ۱۱-۲ نشان داده شده است. ۴ بو 10۵و ع مدا م0ع 1۱۶۱و وه ای و عمش اصض 0 6 ۱06و نها #۲ ای من ۲۱۱۳۵۱۶۶۲4 شکل ۱۱-۲- هیستوگرام داده‌های مقاومت ویژه در یوگسلاوی [۱۳] ۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- به طور کلی در این منطقه دو ناحیه آهکهای کارستی و غیر کارستی در نظر گرفته شده است. همان طوری که از شکل ۱۱-۲ پیدا است. مقاومت ویژه در آهکهای غیر کارستی بیشتر از آهکهای کارستی است. زیرا آهکهای کارستی عموماً حاوی آب هستند. در این مثال بخش آهکهای کارستی خود به سه ناحیه دیگر تقسیم شده است. در روی شکل این سه ناحیه را که شامل ناحیه سطحی, ناحیه بالای سفره آب زیرزمینی و ناحیه پایین سفره آب زیرزمینی هستند. می‌توان مشاهده کرد. همچنین از این شکل می‌توان نتیجه گرفت که» ناحیه سطحی دارای کمترین مقاومت ویژه و ناحیه بالای سفره‌اب زیرزمینی دارای بیشترین مقاومت ویژه است. ناحیه پایین سفره آب زیرزمینی به علت آنکه حاوی آب می‌باشد دارای مقاومت کمتری از ناحیه بالای سفره آب می‌باشد. با توجه به‌گفته‌های بالا می‌توان تغییرات مقاومت ویژه را برای ناحیه کارستی به شکل ۱۲-۲ نشان داد. آهمک یر کارستی > ۸8/2 شکل ۱۳-۲- منحنی تغییرات مقاومت ویژه در یک ناحیه کارستی [۱۲] در تأیید این مطالب» به تفسیر یک نمونه عملی از منطقه‌ای در یوگسلاوی می‌پردازیم. در این مثال از آرایش شلومبرژه استفاده شده و نتایج حاصله در شکل ۱۳-۲ نشان داده شده است. ستون زمین‌شناسی و منحنی تغییرات مقاومت ویژه بر حسب عمق در شکل رسم شده» همانگونه که در شکل دیده می‌شود. منحنی بدست آمده همان منحنی تئوریک است. برای تأیید این مطلب دو چاه در منطقه مورد حفاری قرار گرفته و منحنیهای چاه‌پیمایی آنها در شکل ۱۳-۲ آورده شده است. این منحنیها نیز مطالب بالا را تأیید می‌کنند. با توجه به مطالب ذکر شده می‌توان نتیجه‌گرفت که. که در یک ناحیه که پدیده کارست در آن رخ داده است. با چهار مطقه مواجه خواهیم بود. اول ناحیه سطحی که دارای پایین‌ترین مقاومت ویژه است. دوم ناحیه فوقانی سفره‌اب زیرزمین که دارای مقاومت بیشتری از ناحیه سطحی است. سوم ناحیه زیر سفره آب زیرزمینی که دارای مقاومتی کمتر از ناحیه قبلی است که می‌توان علت این امر را جمع شدن آب در این بخش در اثر نیروی جاذبه زمین دانست و ناحیه چهارم آهکهای کارستی نشده متراکم می‌باشد. که دارای مقاومت بالایی هستند. کم بودن مقاومت ویژه ناحیه سطحی را می‌توان با ویژگیهایی نظیر دانه‌بندی, ۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- روش مقاومت ویژه‌الکتریکی هم در مراحل شناسایی و هم در مراحل تکمیلی می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. از این روش در مناطق کارستی بیشتر بیشتر با آرایش الکتریکی و نرو بریستو استفاده می‌شود که با یک فاصله الکترودی ثابت در طول پروفیل حرکت می‌کند. از این روش برای تحقیق در یک عوق طراحی شده و فاصله الکترودها عمق جستجو را مشخص می‌کنند این فاصله طوری انتخاب می‌شود. تا با شرایط کار و مقاصد مورد نظر مطابقت داشته باشد. شکل ۱۴-۲- الف یک نیم رخ مقاومت ویژه با آرایش الکترودی و نر را که در طول یکی از حطوط شبکه در منطقه مدفورد بدست آمده» نشان می‌دهد. این آرایش باد و فاصله الکترودی مختلف انجام شده است و شکل ۱۴-۲- ج شرایط واقعی در زیر سطح زمین را در طول همین خط شبکه نشان می‌دهد. با توجه به شکل, بالاترین مقاومت ویژه ثبت شده» در باللای غار است که‌این نتیجه با توجه به‌اینکه -------- صفحهٔ بعد -------- عع ی س و چا و و با را رز را فا را با که ۵ و۱9 و1 و۲ 9و۱ 0و و0 وا وهی هو هو یج اما ۰ ۴۱۹۹۹۱۵۹) ۱ کنارف هنیزه (اآلضی ) لس شا ۱۱1 ما5 و ۱۹۵ هرز و۱ ۱۵0 هی وا هرن وی و و هو و و ۱0۵۱۱: ۲ ٩ نم سم مه ( ۳ که و اس اس ۳ 7۰ ۸ ۹ جنگ نان ی ۰ رای اد دسا قس 7 - ۰ اج مج سک ۰ 7۹ رریها ۰ نیما ی ایک نها ای 8۶ ۱۵۵ وور و7 و۱ وه و ور وی هو بو مه وا ۰ ٩‏ ۵۱۱۵و ها 6006۴۶۴ ز که ۹ ۶ ا۸ ۱۱۵۲۱۱70۵۱1 ۵ 3۵ ۶۵ ۱0۵ 0 ز ی هها خا ‏ تن شکل ۱۴-۲ مقایسه منحنی مقاومت ویژه با گرانی و مقطع زمین‌شناسی [۱۰] ۳-۴-۳ رونس پتانسیل خودزا بررسیهای پتانسیل خودزا یا همان 5۳ در بالای مناطق غار داری که آب در آنها جریان داردء آنومالیهای منفی از خود نشان می‌دهند. که‌این موضوع با استفاده‌از تئوری هلم هولتز" ثابت شده‌است. تئوری هلم هولتز می‌گوید. که در نتیجه اصطکاک بین سطوح جامد و مایع» میدان با ولتاز منفی تولید می‌شود از این پدیده طبیعی می‌توان برای تعیین غارهاء الگوی جریان آبهای زیرزمینی و همچنین تعیین شدت جریان آبها استفاده کرد. شکل ۱۵-۲ نمونه‌ای از تأثیر جریان آب بر روی منحنی 5۳ را در منطقه سینگ هول داری نشان می‌دهد [۱۵ و ۷]. دا[110 - ([م۲10 - | ۳۱ -------- صفحهٔ بعد -------- [ و 4 9 ۱ 2 نی 1 و 3 2260085 ( 100 ۵0 200 300 4۹0 00 ۹0 300 6۵00 700 800 6۵۵ 700 0 سم شکل ۱۵-۲- نمودار 5۳ در یک الکترود ناشی از تغییر بار آب [۱۵] ۷۵۱۵۴۲ ۵0 -20 40 )۲۴۲( -50 -80 00 120 ۵-۲ روش گرانی‌سنجی روش گرانی‌سنجی بر پایه‌اندازه گیری شتاب ثقل لایه‌های خاک یا سنگ, استوار است. از آنجا که سنگ آهک دارای چگالی بیشتر و در نتیجه شتاب ثقل زیادتری از لایه‌های خاک است. چگالی کمتر در یک منطقه دلالت بر عدم وجود سنگ آهک و در نتیجه عدم وجود منطقه کارستی در آن موقعیت است. در شکل ۱۴-۲- ب نیم زخ گرانی در طول همان مقطعی که مقاومت ویژه بدست آمده نشان می‌داده شده است. با توجه به شکل مشاهده می‌شود. که یک آنومالی گرانی منفی در بالای غار شناخته شده ایحاد شده است [۴]. از روش گرانی‌سنجی به طور وسیعی در تعیین چگالی مواد زیر سطح و پیش بینی عواملی که باعث غیر یکنواخت شدن منحنیهای گرانی می‌شود. استفاده شده است. به طور کلی به علت اینکه حفرات زیر سطحی خیلی کوچک هستند. معمولا آنومالی گرانی قابل آشکار شدن ایجاد نمی‌کنند. اما گرادیان قائم گرانی میدان زمین که در سطح زمین اندازه‌گیری می‌شود قادر است که آنومالیهای نسبتاً کوچک ناشی از تغییر چگالی مواد سطحی را تعیین و آشکار کند. در اینجا شرح داده می‌شود. که ۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۵-۳ روت سگرادیان قائ مگرانی زمین مقدار شتاب جاذبه بین یک جسم و زمین از رابطه زیر به دست می‌آید: (۱-۲) 8-01 که در آن 0 ثابت جهانی جاذبه, ۸/12 جرم زمین» 16 شعاع زمین و ع شتاب جاذبه زمین است. گرادیان قائم گرانی به +1 بستگی دارد و برای عرضهای جغرافیایی میانی به طور مشابه با فاکتور تصحیح هوای آزاد متناسب استء که در این حالت البته‌اگر مواد نزدیک سطح بطور یکنواخت توزیع شده باشند. و بتوان منبعی را که باعث بوجود آمدن آنومالی شده با یک شکل هندسی ساده مثلاً کره شبیه سازی کرد به آسانی آنومالیهای گرانی ناشی از تغییرات چگالی نزدیک سطح را می‌توان مورد بررسی قرار داد. هامر" مدل های زیادی از شکلهای هندسی به‌همراه معادلات بدست آمده برای گرادیان قائم گرانی را ارائه داده است. مدلهای ارائه شده رابطه‌گرادیان قائم جاذبه را با عمق, گرانی, اندازه و خصوصیات شکل هندسی, نشان می‌دهد [۷]. با استفاده از یک میله ۳ متری و یک گرانی سنج خیلی حساس, اجکلوسیز کاربرد اندازه‌گیریهای گرادیان قائم گرانی را برای تعیین تونلهای زیرزمینی» غارها و معادن قدیمی نشان داد. بوتلر" [۷]. دامنه عمقی که با استفاده‌از میکروگراویمتر می‌توان مورد بررسی قرار داد را مشخص نموده است. بر اساس نظر او بیشترین عمقی که به‌ازای آن تعیین غارهای زیرزمینی عملی باشد» ۱۵ متر است. که تا این عمق عدسیهای رسی و ستونهای آهکی که دارای آنومالیهای شاخصی هستند.ء را نیز می‌توان ۳-۵-۲ کاربردهای عملی موفقیت کاربرد اندازه‌گیریهای گرادیان گرانی قائم در گرو استفاده‌از گرانی سنج نسبتاً حساس است. حساسیت این وسایل در حدود یک میلی‌گال است. بیشترین مقادیر آنومالیهای گرادیان قائم گرانی که مستقیماً روی غارهای شناخته شده قرار داشتند. حدود ۳۰۰ میلی گال بر متر است. تحقیقات در این محل به منظور ارزیابی قابلیت کارایی یک گرانی‌سنج معمولی با حساسیت تقریبی ۲۰ میلی گال انجام شد. برای اندازه‌گیری از یک میله چوبی به ارتفاع یک متر که‌اندازه‌گیری در بالا و پایین آن در هر ایستگاه انجام می‌شد. استفاده شد. محل آزمایش در بخش آلاچیو" در فلوراید قرار داشت (شکل ۱۶-۲). این منطقه توسط یک توالی از لایه‌های ضخیم آهکی از سازند گروه او کالا متعلق به سن ائوسن که دارای سینک هولهای فعالی است, پوشیده شده و روی این سازند هاوترون" قرار 07 | از -2 ۲ - 3 ما۸ - 4 - 5 ۴۳ -------- صفحهٔ بعد -------- دارده که شامل ماسه رس و عدسیهای آهکی است. روی این سازند نیز ماسه سطحی قرار دارد. عمل کارستی شدن در این محل به خوبی اتفاق افتاده و باعث بوجود آمدن سیستم غارها شده است. سطح آب زیرزمینی در عمق ۱۵-۵۰ متری قرار دارد. برای مطالعات صحرایی, ۶ محل در ۵ سیستم غار شناخته شده و دارای نقشه‌های زیرزمینی انتخاب شدند (شکل ۱۶-۲). و مقدار متوسط آنها ۲ متر است. همجنین طول پروفیل از ۱۵ تا ۳۰ متر متغیر است [۱۶]. ۰. ۱ سم ۱ ین ره دا و یا مرچ : ۵ : خسن ۲ : ی ۰ : ۹ ۰ ۱ ات ٍ ۱ ۹ 0 پم سس .. جم ی ۱ ل تس 8۱ ‏غای از ۲: غل ۸۱۷۷:۱۲۲۵ ۳ :۰۲92021 ۴ غل 7 ۵۸ غل‎ ٩ سازند ۰112۱۷۲1۱07۱۱ ۸۲ : سازند :۰۸1۸01۱۸۱ ا : آهک ۵ا۵ن, ۳۵ : ماسه پلیتوسن‎ : ۳۴ شکل ۱۶-۲- موقعیت محلهای اندازه‌ گیری در بخش آلاچیو در فلورایدا [۱۶] ۳-۵-۳ تعبیر و تقسیر مقادیر گرادیان قائم گرانی بر روی سیستم حفرات که تقریباً در عمق ۷-۱۲ متری قرار گرفته‌اند, آنومالی ضعیفی را نشان دادند. ارتفاع حداقل غارها ۲ متر بود. اما ابعاد جانبی آزها تغییرات شدیدی داشتند. بنابراین تطبیق دادن داده‌ها با وضعیت غارها مشکل است. شکلهای ۱۷-۲ و ۱۸-۲ غارهای وارن و بت را نشان می‌دهند. این تصاویرء پیچیده و مشکل بودن مطالعات را بر روی این غارها آشکار می‌سازند. شکلهای ۱۹-۲ ۲۰-۲ و ۲۱-۲ نشان دهنده نتایج اندازه‌گیری گرادیان قائم گرانی بر روی نیم ۴۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱ 1 یا ۱ ز ۱ .ی أ 1 ۹ ۰ 9 ا ۱ : : ۱ ۹ , زا یا 1 ۱ ۱ ۱ ۱ ان ۰ ا ۱ ۰ ۰ ۱۹۹۸۷۰ ی / ۰ . ۱ ۰ سمنی کمشسمه ۱ ۰ خی : :۱ ای ۹ ل / ۸/4 ۳ ۰ اف .۰ ایو بوهی ۱ ۹ سکس "۷ 1 نخ زین ۹ اه ۱ ۰ ۱ ۹ ۱ ۰ ۹ م۱ ر ۹ ۰ .1۰ : ۰ ۱ ۹9 ح‌ ۹ ۳ ۷ نش ۰ ز ۱ ۳ ۰ نو ان ۹ ۰ ها ید پر یمن جوم ۰ ۱ ۰ ۰ ۳ بر روی غار وارن عرضی ۸ و ثأ و ن) بر روی غار بت مت مه وا ی تا ان ۵۵7۱۷ ۸:۵ ۱۶۵۸۶۵ ۱ ۰ ی 1 ات جر هی : مه 1 : ر ( 2 تم که من نت ده اع2 شکل ۱۹-۲- گرادیان قائم گرانی در مقطع ۸ در غار روارن ۱ 2 - 1 ۳۵ -------- صفحهٔ بعد -------- ( ۱۳۹۸/۲۳ فاق) ۷ ۳۹ ۵۱۲۶۴ و۴۱۸۰ 11114 ناف انا ای بدا 2 ۱ 06۴7۴۷ (۱ ۹۹۱ نک ننک نان مس شکل ۲۰-۲- گرادیان قائم گرانی در مقطع 1 در غار بت ۱ ۳ 08 0.۰۹0 ی 0 8 10 مک ۱ ۳ پچ ۱ (۳) 111۳ ی سم یا ٍ شکل ۳۲۳-۳۲- رابطه لین گرادیان افقی گرانی با عمق قسمت بالای غار شکل ۳۱-۲- گرادیان قائم گرانی در مقطع ۲ در غار بت 6 هر یک از سیستم غارهای نشان داده شده» یک آنومالی گرادیان جاذبه قائم به اندازه کافی بزرگ برای شناسایی حفرات را ایجاد کرده‌اند. که وسعت افقی آنومالیهاء پهنای حفرات زیر سطحی را نشان می‌دهد. هر یک از آنومالیها دارای مقادیر گرادیان ۳۶ -------- صفحهٔ بعد -------- قائم گرانی بیش از مقدار تصحیح هوای آزاد هستند. در سه مورد (از ۶ تراس)» آنومالیهای گرادیان قائم گرانی با مقادیر مثبت در کنار آنومالیهای منفی با همان بزرگی مشاهده شده‌اندء است. که‌این امر نشان دهنده افزایش اثر گوشه است. اگر چه غارهای زیر سطح زمین با حداقل ابعادی در حدود ۳ متر ارتفاع و ۶ متر پهناء آنومالیهای قابل تشخیصی را ایجاد بزرگ باشند. بنابراین شناسایی عملی سیستم غارهایی که شرایط مخاطره‌آمیز دارنده محدود به غارهایی است که حداقل ۳ متر قطر داشته و عمق کمتر از ۱۵ متر قرار گرفته‌اند. تا امکان تشخیص غارهای بزرگتر در اعماق بیشتر نیز هست. لازم به ذکر است که غرهای سطحی تر تغییرات ناگهانی کمتری را در پروفیلهای گرادیان قائم گرانی نشان می‌دهند از این رو یک رابطه خطی برای گرادیان افقی گرانی بر حسب غارهای سطحی مشاهده شده می‌توان ارائه کر (شکل ۲۲-۲). از این رابطه می‌توان عمق احتمالی وجود غارهای زیرزمینی را تعیین کرد. اما این رابطه نمی‌تواند در مورد غارهای با ابعاد نسبتاً بزرگ, یا در عمق بیشتر در مقایسه با چگالیهای کمتر مورد استفاده قرار گیرد [۱۶]. ۶-۲ استفاده از روش سنجش از راه دور فرونشست و فروریزش در سنگهای کربناتی قابل حل یک عارضه ژئوتکنیکی زیان آور در سراسر جهان به حساب می‌آید. چنین عوارضی مشکلات ژئوتکنیکی جدی را در زمینه کارهای مهندسی و احداث بناها به وجود آورده و همچنین خطراتی را برای روشهای آشکار سازی بکار شده در طول بررسیهای اولیه و مقدماتی شامل روشهای مستقیم مانند حفاری و روشهای غیر مستقیم مانند زئوفیزیک زمینی و سنجش از راه دور هوایی هستند. هدف از آرائه‌این بخش تشریع نقش سنجش از راه دور در بررسیهای اولیه‌است. بررسیهای انجام شده به روش سنجش از راه دور چه آنهایی که قبلاً استفاده شده و چه آنهایی که در حال حاضر از آنها استفاده می‌شوند و مربوط به مکان یابی عوارض فروریزشی هستند در این بخش بررسی می‌شوند. نکته مهم در این زمینه استفاده از روشهای سنجش از راه دور در شرایط محیطی اپتیم و شرایط زمین‌شناسی مناسب است. استفاده از سنجش از راه دور هوایی برای آشکار سازی عوارض انحلالی نزدیک سطح زمین و یا عمیق تر موضوع مهمی در بیست سال اخیر بوده‌است. هدف از ارائه این بخش تاکید روی نقش "برداشت کننده‌های چند طیفی ماهواره‌ای و هوایی"؛ "برداشت کننده‌های خطی مادون قرمز حرارتی"" هوایی و "رادیومترهای کهموج"" هوایی و زمینی در زمینه‌اکتشاف عوارض کارستی است. با این حال اهمیت "فوتوگرافی هوایی "" نباید نادیده گرفته شود [۱۷]. | - ۷1۵111۹۵01۲۵1 (د۹/1) 510رد 502110۲ 600018 ۱۱۵۵ ۱۵۳۵۳۵۵ 10۵ - 2 ( 1 ۵0۷6 110۳۲0 - 3 4 - 00710۵ ۰ ۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۶-۳ فونوگرافی هوایی فوتوگرافی هوایی قدیمی ترین و همچنین کاربردی ترین منبع برای کسب اطلاعات به روش سنجش از راه دور برای بررسیهای مربوط به مکان یابی عوارض انحلالی است. کاربرد آن به خاطر دیدهای اجمالی ارائه شده‌از منطقه, دید فضایی بالا و توانایی استفاده از استرویوسکوپ و مشاهده سه بعدی عکسهاء نباید ناچیز شمرده شود. (شکل ۲۳-۲). بنابراین این روش یک منبع در دسترس برای کسب اطلاعات در مقابل هزینه نسبتاً کم است. که با استفاده از آن می‌توان دید کلی شواهد مستقیم و شواهد غیر مستقیم از وجود پتانسیل عارضه انحلالی ارائه کرد [۱۸]. شکل ۲۳-۲- عکس هوایی منطقه ساوس اوورهیث! انگلستان لوله‌های انحلالی (ه) و دلینزهای فرونشستی (1) در گچهای کرتاسه دیده می‌شود [۱۸] شکستگیها و خطواره‌ها به عنوان عوارض خطی طبیعی (مانند توپوگرافی» خطوط رویش گیاهان» یا حالت خطی موجود در خاکها) به طور واضح در فوتوگرافی هوایی یا تصاویر ماهواره‌ای قابل مشاهده هستند. تشخیص بین دو بخش مجزا به صورت ساختارهای خطی فقط محدود به ساختارهایی است که حتی چندین مایل طول داشته باشند. اعتقاد بر این است که‌هر جا اثرات 0۷۷۷۴۲ ۲[۵با50۵ -| ۳۸ -------- صفحهٔ بعد -------- مناطق خطرناک از نظر فرونشست قادر به مکان یابی می‌باشند؟ تجزیه و تحلیل شکستگیها به تنهایی نمی‌تواند برای پیش بینی دقیق محل فرونشست به کار گرفته شود ولی در بعضی مواقع نقش مکمل برای تعیین مناطقی که باید در طراحیها به‌انها توجه کافی شود بازی می‌کند [۱۷]. یا رد شکستگیها یا خطواره‌ها با چگالی فراوان وجود داشته باشند و بویژه جائیکه دو یا چند مورد از آنها همدیگر را قطع کنند. ۳۶-۲ سیسنمهای بردائست کنده چند طیفی سیستمهای برداشت کننده چند طیفی (.. ۱1) هم به روش هوایی و هم ماهواره‌ای مورد ارزیابی محققان قبلی قرار گرفته‌اند. در مورد سیستمهای هوایی, نتایج متضادی گزارش شده است. برای مثال کوکراء مارشال" و تامسون " استفاده‌از یک سیستم ۱۸ کاناله را بر روی منطقه‌ای نزدیک بارتو در فلوریدا آزمایش کردند [۱۷]. هدف از مطالعه, تعیین زونهایی با حالت مرطوب و کاسپر" و دگنر" سیستمهای ماهواره‌ای را برای بررسی توزیع فضایی سینک هولها در فلوریدا بکار گرفتند [۱۷]. این مطالعه با بررسی محل سینک هولهایی انجام شد که در ارتباط با ساختارهای خطی یا رد شکستگیها بوده و روی عکسهای هوایی و تصاویر ماهواره‌ای مشخص شده بودند انجام شد. برای این کار که‌هم عکسهای هوایی ارتفاع بالا و هم سیستمهای برداشت‌کننده چند طیفی لندست با هم بکار گرفته شدند. بر اساس گزارش ارائه شده یک همبستگی قوی بین سینک هولها و فروریزشها با محلهای تقاطع ساختهای خطی وجود داشت. براساس آنها نتیجه گرفتند زمانی که‌هیچ امکانی برای شناسایی محل سینک هولها منحصراً با استفاده از اطلاعات بدست آمده از مطالعات ردیابی شکستگیها وجود نداشته باشد فقط می‌توان با این روش زونهای با پتانسیل زیاد برای تشکیل سینک هولها را شناسایی کرد. ۳-۶-۳ سیستمهای برداست کننده خطی مادون قرمز حرارتی نمونه واقعی تحقیق با این روش بیش از ۱۵ سال پیش برای آشکار سازی عوارض انحلالی انجام گردید. پار کر" نیز جزو اولین محققانی بود که برداشتهای خطی مادون قرمز حرارتی را برای کارهای مهندسی به کار برد. پاکر عقیده داشت که اگر چه مقالات متعددی برای تشریع توانایی این روش منتشر شده ولی با این حال سود اقتصادی حاصله از چنین سیستمی هنوز درک نشده است. بعد از مطالعات پاکر و در یک دوره زمانی ۵ تا ۶ ساله بسیاری دیگر از محققان آمریکایی شمالی پتانسیل این روش | - (7۲ 2 - ۱1۵751 ۵[| 3-3 4 - 67۲ 5 - 07 6 - ۲ ۳۹ -------- صفحهٔ بعد -------- را در مکان یابی عوارض انحلالی مورد تاکید قرا دادند. آنها و غالبا به نتایج متضادی در مفید بودن این روش رسیدند. چیزی که روشن بودء اینکه آنها هیچ اظهار نظری در مورد جزئیات. نوع دستگاههای بکار گرفته شده» شرایط محلی در طی به دست آوردن اطلاعات یا روش تجزیه و تحلیل آنها ارائه نکردند. ریب" و همکاران او مطالعاتی را روی یک سری معادن آهک زیرزمینی با استفاده از این روش انجام دادند نتایجی که از این بررسی مخصوصاً در مورد برداشتهای خطی مادون قرمر حرارتی بدست آمد در زیر آورده شده‌اند: ۱- در روی تصاویر هیچ نشانه‌ای از حضور معادن زیر سطحی به دست نیامد. شواهد بدست آمده فقط با استفاده از معیارهای ثانویه مانند اختلاف در مقدار رطوبت بودند. ۲- به کارگیری روشهای تشدید مانند کنتورینگ حرارتی و استفاده از نسبتهای حرارتی مختلف, نشانه‌ای مربوط به حضور معدن زیر سطحی ارائه نکردند. با توجه به اوصاف بالا محققان نتیجه‌گرفتند که کارهای بیشتری لازم است تا زمانهای اپتیمم خاصی به صورت روزانه یا فصلی برای جمع آوری اطلاعات تعیین شوند. علاوه بر این» همچنین باید به اندازه‌گیری دمای زمین در حین جمع آوری اطلاعات توجه کافی مبدول شود. نتایج دلگرم کننده چندی نیز توسط محققان دیگری گزارش شدند بودند. برای مثال کوکر و همکاران او مشکلی را در فلوریدا بررسی کردند. با ترکیب الگوهای دمایی برداشتهای خطی مادون قرمز حرارتی با الگوها و طرحهای رویش گیاهان (با بررسی رطوبت بدست آمده‌از ۸155 هوایی)» کوکر و همکاران او شواهدی حاکی از همبستگی قابل توجه مابین اطلاعات مذکور و منطقه با فعالیت سینک هولهای شناخته شده‌گزارش کردند او همچنین آنقدر با شهامت بود که اظهار کند: روشهای مدکور این پتانسیل را دارند که مکان پدیده‌های هیدرولوزیکی را تا عمق تقریباً ۰ متر زیر سطح زمین دلوچ" گزارش داد که همبستگیهای مثبت بارزی مابین آنومالیهای سرد (دمای پایین) مشاهده شده در تصاویر تهیه شده در شب هنگام و موقعیت شکافها و درزه‌های عویق در سنگ بستر یا حفرات بالای سطح آب زیرزمینی وجود دارد تفسیر این اطلاعات بدون استفاده از پردازش کامپیوتری و منحصراً با استفاده از مشاهده تصاویر تهیه شده امکان‌پذیر بود. از ۱۶ حفاری انتخاب شده در ناحیه با استفاده از تفسیر تصاویر حرارتی» ۱۲ عدد از آزهاء حاکی از عوارض انحلالی بودند خطرات قابل توجمی برای طراحی فونداسیون ایجاد کنند. همچنین نوبل " از این روش برای مکان یابی سینک هولها در ویرجینیا استفاده کرد. با به کار بردن تصاویر مادون قرمز حرارتی هوایی تهیه شده از یک منطقه هم در روز و هم در شب او توانست عوارض انحلالی را سینک هولها یا گودشدگیهای همراه این حفرات زیر سطحی در ۷ مورد از آنها تأیید کرد. نوبل نتیجه‌گرفت که تصاویر حرارتی به عنوان راهنمایی مکان یابی حفرات زیر سطحی مفید می‌باشند. اه اه 8: ۳ - | 2-۳ ا۵دا۸[0 - 3 ۸ -------- صفحهٔ بعد -------- آشکارسازی حفره‌های بزرگ در مناطق آهکی با استفاده از اطلاعات مادون قرمز حرارتی» توسط رینکر" نیز مورد بررسی قرار گرفت. برای این کار او یک سنسور حرارتی را در منطقه‌ای در پوتوریکو که سیستم حفرات شناخته شده‌ای در آن وجود داشتندء پرواز داد. با بررسی دمای زمین و اندازه‌گیری آن هم در داخل حفرات و هم در سطح, رینکر نتیجه گرفت که زمان اپتیممی برای گرفتن تصاویر حرارتی مادون قرمز می‌توان تعیین کرد. او اظهار داشت که‌این زمان در اوایل صبح است زمانی که بخش درونی غاربیشتر از ۵ درجه سانتی گراد از هوای بیرون آن گرم تر است این دوره زمانی منطبق با کاهش در فشار اتمسفر می‌باشد. بنابر این فرض شد که سیستم حفرات باید بتواند هوای گرم را از راه هر سینک هول خشک و بدون آبی که سیستم حفرات را به سطح زمین مربوط می‌سازد. بیرون براند بررسی تصاویر تهیه شده از منطقه مورد مطالعه این وضعیت را تأیید کرد. معادل کارهایی که در ایالات متحده انجام شده بود»ء یک سری از بررسیها نیز در آفریقا انجام شد. بیکر" و همکاران او و واردیک " مقایسه روشهای فوتوگرافی هوایی و برداشتهای خطی مادون قرمز حرارتی برای آشکار سازی سینک هولها مطالعه را انجام دادند. برای مطالعه» منطقه ترانسوال غربی انتخاب شد این منطقه دارای دولومیتهای پوشیده شده توسط لایه نازکی از خاک با ضخامت کمتر از ۰/۵ متر بود. تصاویر حرارتی» ساختار زمین‌شناسی قرار گرفته در زیر سطح را آشکار کرد. دولومیتها با خاصیت حرارتی بالا یک تن سفید رنگ را در تصویر ظاهر کردند و درزه‌ها و گسلها بر عکس تقریباً یک تن تیره (سرد) روی تصاویر تهیه شده قبل از طلوع آفتاب نشان دادند که این امر در اثر رطوبت و نم خاکی بود که این درزه‌ها را پر کرده است. یک نقشه بعداً از این تصویر باری تشریح توزیع فضایی درزه‌ها و گسلها و همچنین جهت تعیین امتداد و شیب آنها تهیه شد. با خلاصه اینکه مقالات نوشته شده در این مورد کارهای انجام شده متعددی را در تمام قسمتهای دنیا و با شرایط زمین‌شناسی مختلف ارائه کرده‌اند. با توجه به آزها می‌توان نتیحه گرفت که: الف - تعیین زمان انجام پرواز خیلی مهم است ب - در مواقع بعد بارانهای سنگین باید از عکس برداری پرهیز شود چون اختلاف خیلی کم در مقدار رطوبت در منطقه جچ- در حال حاضر پیشنهاد مناسب ترین روش پردازش داده‌ها مشکل است و کار بیشتر روی این موضوع توسط نویسندگان این مقالات و فقط به صورت موردی انجام شده است. ۳-۶-۳ رادیومنر ی کهموج در مقایسه با تعداد زیادی از مقالات که در مورد آشکار سازی محل فرونشستها با استفاده از تصاویر سنجش از راه دور مادون قرمز حرارتی منتشر شده‌اند» چند مقاله نیز در مورد استفاده از روش رادیومتری کهموج موجد است. سیستمهای میکروویو موجود.ء به دو صورت معلوم و مجهول استفاده می‌شود ولی بیشترین و زوزترین فعالیتها روی کاربرد رادیومتری مجهول متمرکز 8۲ -۱ 8۲ - 2 ۷۵۳۵۷ - 3 ۵۱ -------- صفحهٔ بعد -------- شده‌اند. برای مثال کندی استفاده از فرکانس سه‌گانه» پلاریزاسیون دوبل» رادیومتر زمینی برای پروفیل زنی روی زمین در ناحیه‌ای کارستی در کالیفرنیا را گزارش کرد. از لحاظ زمین شناسی» ناحیه شامل آهکهای کربنیفر بوده که با ضخامتی از ۳-۱۵ متر آبرفت پوشیده شده‌است. تجزیه و تحلیل نتایجء آنومالیهای قابل توجه رادیومتری مربوط به فضای خالی چندین ده متر زیر خاک‌رویی را آشکار کرد ولی ریجر" در تفسیرهای خود درباره کارهای کندی اظهار کرد که آنومالیهای سرد" مشاهده شده نمی‌توانند در رابطه با حضور حفرات زیر سطحی توجه شوند. دلیل او این بود که این آنومالی‌های مشاهده شد بیشتر به این شبیه‌اند که توسط رطوبت خاک یا اثرات شیب در فضاهای خالی زیر سطحی ایجاد شده باشند [۱۷]. ۷-۲ روش رادار نفوذی در زمین " (.0. ۳) در روش رادار نفوذی در زمین (0.۳. 1)) از فرکانسهای مختلف امواج الکترو و مگنتیکی (۸۰ مگاهرنز تا یک گیگا هرتز) استفاده می‌شود. که این امواج از یک آنتن رادار قرار گرفته در سطح زمین فرستاده می‌شود سیگنالهای راداری فرستاده شده از فصل مشترکهای مختلفی در داخل زمین منعکس می‌شوند که این انعکاس بستگی به خواص دی الکتریک و هدایت الکتریکی مواد داخل زمین دارد. امواج منعکس شده را دارای توسط گیرنده‌های راداری دریافت می‌شوند. این امواج منعکسه فصل مشترکهاء الکتریک دو طرف فصل مشترک وجود دارد را مشخص می‌کنند. خوشبختانه این ثابتهای دی الکتریک معمولاً به خواص نتیجه عمق نفود کاهش می‌یابد همچنین اگر تمرکز بالایی از مواد ریز دانه مانند رسها و سیلتها وجود داشته باشد.ء نیز عمق (۲-۲) 5 ۷۷.۳ *0- (0۵) ۲۵ یا 0/15 1 - ۳۲۳-۲ ۲ )( ۷ )۳-۲( که در رابطه فوق: (0۶۵) 1 : زمان رسیدن امواج به فصل مشترک و زمان برگشت آنها بر حسب نانوثانیه» ۳:۲ ثابت دی الکتریک نسبی و | - (۷ 2 - 7 3 - 00120۵15 4٩ - 0۲0۵۵ ۳۵۵1۳۵۱۳۶ 7 1۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ثابت دی الکتریک» نسبتی که پالسهای الکترومگنتیک از مواد درون زمین می‌تواند عبور کنند را تعیین می‌کند. ثابت دی الکتریک برای مواد مختلف متفاوت است مثلاً برای هوا یک و برای آب تقریباً ۸۱-۸ است. در نتیجه در محدوده فرکانسی که در حال حاضر در سیستمهای 07۳1 مورد استفاده قرار می‌گیردء ثابت دی الکتریک شدیداً وابسته به حالت فیزیکی آب بوده و همجنین تا حد کمی نیز به چگالی, دما و بافت مواد زیر سطحی بستگی دارد. با استفاده از رادار نفودی در زمین می‌توان وسعت» عمق و ضخامت لایه‌های موجود در زیر سطح زمین را در صورتی که خاکها و لایه‌های سطحی دارای هدایت الکتریکی پایین (کمتر از ۲ میلی موهر بر متر) باشندء» مورد بررسی قرار داد. با استفاده از این روش می‌توان نموداری گرافیکی از مقطع عرضی زیمن بدست آوردء این نمودار مشابه‌ان است که‌از مطالعات لرزه‌ای بدست می‌آید. در مناطقی که دارای لایه‌های ماسه‌ای هستند.ء استفاده از این دستگاه نتایج مفیدی ارائه می‌کند. در مناطق رسی به علت جذب امواج توسط رس استفاده از این دستگاه مناسب نیست در شرایط آب و هوای سرد استفاده‌از این روش بر روی اکثر خاکها و حتی پخرفتها نتایج امیدوار کننده‌ای را ارائه می‌کنند [۱۹]. همان طوری که دکر شد پروفیلها و مقاطع تهیه شده توسط رادار تغییرات مواد موجود در زیر سطح زمین با توجه به تغییر در ثابتهای دی الکتریک و هدایت الکتریکی آنها را نشان می‌دهند. همان طوری که قبلاً نیز ذکر شدء سیگنالهای را دارای شدیداً تحت ثاثیر رطوبت و مقدار رس قرار کی گیرند. رسها با هدایت الکتریکی بالا و ثابت دی الکتریکی زیاده سیگنالهای راداری را تضعیف می‌کنند که‌این امر در مقاطع گرافیکی تهیه شده مشاهده می‌شوند. دلالت بر وجود مرزهای خیلی شارپ و بخشهای خاکستری رنگ دلالت بر وجود مرزهای با اختلاف کم می‌کنند. اختلاف در مقدار رس بر عرض زون انتقال بین زونهای اشباع شده و اشباع نشده تأثیر خواهد گذارد که‌این امر با توجه به تغییرات در بیشترین و مهمترین عامل موّثر بر رکوردهای گرافیکی در این روش» مقدار آب موجود در فضاهای خالی سازند است. هدایت الکتریکی یک سازند متخلخل با توجه به نحوه قرارگیری فضاهای خالی متفاوت است و این امر بیشتر با هدایت الکتریکی و مقدار آب محتوی ارتباط دارد. آب» ثابت دی الکتریک بالایی دارد و در نتیحه تیپ سیگنال‌های ایجاد شده با توجه به متوسط مقدار اشباع شدگی, تحت تأثیر قرار می‌گیرند. مطالعات نشان داده‌اند که‌افزایش ثابت دی الکتریک اساسا در مقادیر می‌دهد و همچنین به طور مور عمق نفود را در هنگام برداشت کم می‌کند. هر انعکاس در روی مقاطع 0۳16 شامل سه باند است.» که به علت تغییرات سیگنال رادار از یک قطب به قطب دیگر به وجود می‌آید. قسمت بالای باند نشان دهنده موقعیت سطح تماس یا فصل مشترک موادی است که., هدایت مختلفی دارند. عمق نفودذ امواج رادار با عکس فرکانس متناسب است. برای تحقیقات در زمینهای کارستی معمولاً از فرکانس ۸۰ تا ۱۲۰ مگاهرنز استفاده می‌شود که در این حالت عمق نفود ۶ تا ‎٩‏ متر خواهد بود. اما در مناطق خشک که دارای ماسه کوارتزی می‌باشندء عمق نفود به بیش از ۳۰ متر هم می‌رسد. ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- با استفاده از نیم رخهای رادار می‌توان خصوصیات مواد موجود در زیرزمین را که دارای مکانیزمهای مختلف رسوبگذاری و یا فرسایش هستند. مورد بررسی قرارداد (شکل ۲۴-۲) با استفاده از رادار در زمینهای کارستی می‌توان ستونهای سنگ آهک (شکل ۲۵-۲)» رسوبات پر شده در پالئوسینک هولها (شکل ۲۶-۲) غارهای کارستی» چاههای عمودی و درزه‌هایی که در اثر اتحلال سنگ آهک بوجود آمده‌اند را مشخص کرد. مثل اکثر روشهای ژئوفیزیکی دیگرء رادار نفوذی در زمین» نوع سنگ را مشخص نمی‌کند. بنابراین بهتر است که. این روش همراه با سایر روشها از جمله مطالعات زمین‌شناسی و نمونه‌گیری به وسیله محفظه دوکفه‌ای انجام شود. محل آنومالیهایی که به وسیله رادار بدست می‌آید را می‌توان به وسیله حفاری مودر تأیید قرار داد. بنابراین در مناطقی که‌ابتداتاً از امواج رادار استفاده می‌شود.ء باید حفاریها را در محلها ی مهم و مناسب انجام داد [۲۰و ۲۲]. ۲ ۱۱۱ ۱۱ ۱۹۱ 0۱ ۱۱۱ ۱۱۱۱۱۱۱۱۱ م۱( ۱۱ 8۹ ۰۱۹۱ ۱۱۱۴۱ 0 9۱۱۱۱ ۱۹۱۱ شک ممتسس تست دس نس ماس 0۰ ۹ و رو وراج رده 9 جممسمصه ی ۰ مسجت ۰ ۰ و ورام میا سم وس وس مهو یو واه مسر روا را مض 1 5 وس و 2 کیت ۷ سح زو تک کاواس سود هی سس یه ام هه ام ام دی ساسا ۳ 2 ون و ما نهر مره 8 ۷ ۰ ی ی اما مسا بوچ چم 8 کا ام او از ی ۳ ۳ ند 6 _ این کسوس با ۳ 29 23 8 جاک که 2 سم 1 15 ۳ اج ی ی هت و رک مس پا را 2 ۹ زک 0 کج مهد در رگ ور لَ مه و رد بسا م۳۳ ن ایک تسیا ۶ نمی ‎٩۳‏ ای بدا ۲۶ الاوهاع ۷۷۵81۳۱۵۱۱۱۵ ۹ 40۳ شکل ۲۴-۲- مقطع رادار نشان دهنده ناپیوستگی موجود در زیر سطح زمین / 8/ رم 1 این سور اش 1 1 4 یا را ۳ ت ت16 1 2 سح 1 جح 1 پوام : ۳ ۰ وه 2 2 ۶ م۳ 4 ۹ هت ۸ تیدا 2 ممممممممحممسا سه ۰ و وه و ۰ مه ون وه + ۰ تیه میس س -40 مضه ۰ زوم وچ ۱۹۷۹و چس ی 32+ ونان ۳۶ ۹ وه نو ده و -40 ری / سینک هول قدیمی ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۲۷-۲- مقطع رادار را که در آن یک سینک هول به خوبی نمایان است. نشان می‌دهد. این نیم رخ یک گودال کم عمق و پهن را نشان می‌دهد. اتفاق انعکاس دهنده ۱/۵ تا ۲/۱ متری در سطح تماس بین ماسه و رس قرار دارد» که این موضوع بعداً بوسیله حفاری او اگر ثابت شد در مرکز گودال سطح تماس بین ماسه و رس در عمق ۵ متری است. این حوضه که با ماسه پرشده است» ۷ شکل استء که این امر در پروفیل رادار نمایان است» قسمت هذلولی شکل در زیر سینک هول که بوسیله رس پر شده استء می‌تواند نشان دهنده یک غار پر شده از خاک یا در نتیجه انعکاس از فصل مشترک ماسه و رس باشد. البته وجود غار باید به وسیله حفاری مورد بررسی قرار گیرد. تأیید وجود غار با توجه به افتادن ناگهانی لوله‌های حفاری شکل ۲۷-۲- پروفیل رادار که نشست اولیه را نشان می‌دهد. این پروفیل بوسیله 0551 در سال ۱۹۸۵ تیه شده است. مقیاس افقی مشخص نشده است (شمال غربی اورانج در فلوریدا) [۲۲] در مناطقی که سطح زمین به قدر کافی تمیز است. می‌توان با آنتن 0۳1 در یک محیط محدود تحقیقات را انجام دادء و موقعیت سطح بالایی سنگ بستر و همچنین آنومالیهایی را که در ارتباط با توسعه سینگ هولها هستند» مشخص کرد. استنگلند" و کیو" [۲۲] در سال ۱۹۸۷ یک نقشه از آنومالیهای رادار را منتشر کردندء که در آن ارتباط بین پالئوسینگ هولها و درزه‌های موجود در خاک در بخش لیک فلوریدا بدست آمده بود. توسعه سینگ هولها مستعد هستند. استفاده کرد این تحقیقات در خاک ریزهای بخش آلاچیو در فل.ریدا انجام شد. محدوده | - 40 2 - 0۵ ۵۵ -------- صفحهٔ بعد -------- خاکریزهای جدید به عرض ۱۱۴ متر و طول ۲۲۰ متر بود. برای برداشت پروفیلهای رادار یک ترانسفورماتور ۱۲۰ مگاهرتز ساخته شد. منطقه توسط ۷۳ خاک ریز از غرب به شرق و ‎٩‏ خاک ریز از شمال به جنوب پوشیده شده است. میانگین فاصله بین نیم رخها ۱۰۵ متر است نیم رخهای رادار منطقه‌ای به طول تقریبا ۱۷/۳ کیلومتر را پوشش می‌دهد. ستون چینه‌شناسی در محل انحلال بزرگ شده‌اند» دیده می‌شود. در منطقه سی آنومالی رادار که شرایط ناپایدار در آنها وجود دارند». مشخص شد. که در شکل ۲۸-۲ نشان داده شده است. امواج منعکس شده نشان دهنده لایه‌های خاک نشست کرده هستند. امواجی که به عمق بیشتری نفوذ کرده‌اندء و سیس منعکس شده‌اندء نشان دهنده چاههای عمودی و باریک هستند که در اثر انحلال در سنگ آهک 210 10 150 120 90 (,) 30 0 5 ۱ 0۱۹1۵۱6 40 ابرعره[۲ 0 6و3و٩‏ 0600960 جوزلعم کاب ۲۱1۱۸0 م۲اطع نام امن معاعل باگ ۷۵۹ ۷۵۳۱۵۱ ن برط 46 5 ,۹۵00 ۱۵۵96 رجعل ۷۱۲۲ ۲1۱۱۵0 ,608۸ ام ما06 با۳۵۲ ۷۵۲۱۵۱ ل 9۲۵۷۱۰ 0۲۵۹۹۲۳۵ شکل ۲۸-۲- نقشه آنومالی‌های مرهم که بوسیله رادار زمینی در منطقه کارستی کاینسوبلا در فلوریدا بدست آمده است [۲۱] ۵ گمانه‌های قائم که با ماسه با تراکم متوسط و ماسه رسی پر شده است. یکی از آنومالیها بطور نمونه در شکل ۲۹-۲ نشان داده شده است. عمق چاهها از ۳ تا ۸ متر متغیر بوده و عمق متوسط آنها ۲۳ متر است در هر آنومالی از روش آزمایش نفوذ استاندارد (5۳7) به منظور تعیین نوع رسوبات و تعیین استحکام مواد استفاده ۵۶ -------- صفحهٔ بعد -------- شد. در چهارده آنومالی رسوبات پر کننده شامل ماسه رسی و سیلت قهوه‌ای متمایل به قرمز با تراکم متوسط هستند. سن این سیمان, پایدار سازی انجام شد تا از ریزش رسوبات سست و توسعه سینک هولها جلوگیری کرد. با استفاده‌از روش 7.۳.۲ و ارزیابی نتایج آن» روشهایی که می‌توانند در تحقیقات بعدی این مناطق مفید باشد» مشخص می‌شوند. و همچنین با این روش امکان ارزیابی حجم دوغاب کاری و تعیین قیمت لازم برای آن نیز میسر می‌شود. ۸00۳0 (۳۱۵۲۶) 508۱6 اهدو ۳و۷ ۴-0 ‌ 3 ۳ 85: 1 یا ی یر راس زرا دیر از نباید دیزل دنا دا اب ازرف اب الا یا ندا را ۲۱۹۹۸1 ۲۹۲ ی ۲۱۹۱۹۱۱۸8 ۴ازا ۴ ی سس ما م مر فمموس و ۴ ۱0 ((ا( 09 0 1 2 0۳۱۱16 ۶ ۱ 1 ۵ ۸ 7 ۱ ۱۸۲ 08 6۱۸۲۲ 0 1 ی 3 ۵ ۱ ۷۱ 3 ۰۱۷ 110 1۱ 6 ۷۱۲۸1 16 35 شکل ۲۹-۲- گمانه قائم در سنگ آهک. نیم رخ رادار که نشان دهنده بخشی از خاکریز استخراج شده است. آزمایش 5۳1 در مرکز جال تا عمق ۱۲ متری در داخل ماسه‌های سست نفوذ پیدا کرده است (۱۳ تا ۸ -[5۳7: 0 ) تفسیر زمین‌شناسی نیز در شکل آورده شده است [۲۱]. شکل ۳۰-۲ منثالی دیگر از داده‌های رادار نشان می‌دهد. که در این نیم رخ آنومالی موجود با علامت فلش نشان داده شده‌است. این آنومالیها احتمال وجود غارها را در منطقه مدفورد در امریکا نشان می‌دهند. که بعداً بوسیله حفاری تأیید شدند. یکی از این دو غار بوسیله هوا و دیگری بوسیله رس پر شده است. ۵۷ -------- صفحهٔ بعد -------- و 6 6060 ۵۹۱۵6 90۸۲۱۸۱۲6 - 46 ۹۵۹۲۱۷۱۵ ۵ 90:۶۵ رره سه۱ و وا ور رو اور موی وس رو 9" ی ی ما -مضوو یه اس وم مد مس مه ۸ ععع وچ فد میت مه نیمزرس ۰ روج یس ۲ پیپییجیم 9 ( 1 023 خحیَم ما گاو هم من هر رهروان هوا ۳ جت هر و ام و ی 6 د سا ننمممممنا ماد ۴ لخسشمم ند مد 3 و ی 1 1 ندش ندیه 8 ۸8 : 1 ] ۵ بقل ۸.7 1 0 11 ار 1 1 0 :ی اچ ۱ + هر از نهممیت 1 ۳ وزرا را ۱ 1 ما 0 ز و یا 0 ْ 0 ۳7 دز امد با 2 2 مر زور پم زر یا بت ۰ 1 1 یه ۳ 0 ۹ زاون وه ۹ ۹ دا : کی 1 1 ریزو ۲اه ۳ اه من را ریز وه رز هس ارات چا ۹ ات مد از 3 سم 1 بر پسه سا کته این ها رت 4 یه 2 از 5 ای ما ی 9 بشما یچ ۹ ُ.. ۱ ی ی ۰ 7 ۱ تحعممه. ۹ ۰ وی ی 1 1 1 1 ارم ار سس چ 0 ۰ ها 7 رو 1 1 نمی زیمت ند مه و اد نهن :.. یت اخ ره اد 0 1 ی از / 1 پر . سارک تک رک .5 0 0 ۵ و ۳ ۵ 90 0" 0د 20 0 0 0 -س ۱ 005۵05 شکل ۳۰-۲- نمایش یک پروفیل رادار در منطقه مدفورد [۲۱] در شکل ۳۱-۲ مقطع عرضی از زمین در ویرمنگان امریکا نشان داده شده که عمل رگاب باعث ایجاد غارهایی در سنگ هک شده است. مطالعات اولیه که در منطقه توسط رادار نفوذی در زمین انجام شد. علائمی از وجود غار یا ناپیوستگی را تا عمق بالایی لایه رسی سیلتی نشان نداد. در شکل ۳۲-۲ این موضوع به وضوح قابل مشاهده است. و همچنین مرز مشترک ماسه بالایی و رس سیلتی نیز به خوبی در شکل نمایان است. در مطالعاتی که بعداً با استفاده‌از 0۳1 انجام شده اغتشاش در مرز بین دو لایه مشاهده شد (شکل ۳۳-۲ در مطالعات بعدی» نشست در بالای لایه رس سیلتی تأیید شد. که‌این امر نشانه نزدیک به سطح بودن فعالیت عمل رگاب در سنگ بستر آهکی است (شکل ۳۴-۲). سپس در منطقه بوسیله تزریق دو غاب سیمان لایه‌های بالایی مستحکم شده» و دوباره مطالعات رادار نفوذ زمینی انجام شد. در شکل ۳۵-۲ منطقه دو غاب کاری شده نمایان است» شکل ۲۶-۲ عمل رگاب باریک راکه در همین مقطع اتفاق افتاده نشان می‌دهد. از سیستم رادار به روش میان بر نیز استفاده می‌شود. باشد. بدین صورت که در این روش فرستنده و گیرنده در گمانه‌های مختلف در یک افق قرار دارند» و حرکت آنها با هم به طرف بالا یا پایین خواهد بود. این روش معمولاً در مراحل نخستین کار انجام می‌شودء وقتی چهره غار مشخص شد. می‌توان کار را در ارتفاعات مختلف دنبال کرد. وقتی فرستنده و گیرنده در دو سطح مختلف قرار بگیرند» با این روش می‌توان غارها را در دو بعد مورد بررسی قرار داد. که شکل ۳۷-۲ دو مورد ثبت شده را که توسط موسسه تحقیقات شمال غربی امریکا با استفاده از روش رادار میان بر انجام گرفته‌اندء نشان می‌دهد. شکل ۳۷-۲- الف مربط به ارزیابی بین دو گمانه در سنگ آهک است و شکل ۳۷-۲- ب دو گمانه را که در یک غار توسعه یافته قرار دارند» نشان می‌دهدء در این شکل غار در عمق ۶/۵ تا ۱۲ متری مشاهده می‌شود. ۵۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ان انا او وی و رو و 1 0 سا ان ۲ را ‎٩۴ ٩111۷‏ ۱۱۵ 66 سس ی 20 صصس 0ص رس نی گس سدح رای هه کت مومع ل وی ورین ۷۷۳ 0 نتسه ی کب ل لا تنل ی ل ل ‏ ل لا 60 شکل ۳۱-۲- نمایش شماتیک مقطع زمین‌شناسی منطقه ویرمنگان در امریکا [۲۱] وس 5۸۷10 شاد یت 0۱۸۷ 8۱۱1۷ هه ۱۹۹۹۹1 ۳ 10 1 1 ! :7 1 :۳ 4 ی ۱۱۱۱۱۱۱۵۵۱ !۳ 0 1 1 علائم نشست در سطح زمین [۳۱] ۵۹ -------- صفحهٔ بعد -------- تست یس اس سای اسان ساسیورزروووم ندز سید ی ا سرت موه سس وا یوس انس اک اس تست من هخا اس اس اسب ان سوتنووی سا 9 اس 000۹00000 ابر را و با کات وس سوت > و مها بو ی مهد ی ارم پر زر سم رو سم ان سییر ع نس هر دس موس میت ۳ ارو را شت. 1 سس یی ای توا ارس زوس وی رس سا زر وم مار سیر سض و سای بر موسام دنوامد ادا جرف راز از ای بان وی زین نود واه اسان از اس سا سای ک ساسح و یسور ات یو ی رس هیک سس سا یر مت و ۹ ۲ د ۹ ۰ ۰ َ ۰ ا ار _ شکل ۳۳-۲ علائم نشان دهنده رگاب که از لایه اهک سرچشمه می‌گیرد [۲۱] و و مت و ۳ یمیم جمج ممی چ مت رت بت ی چم دمم چمجججفت وروی رو و ۳ محتحح .۳ ۹ و و نک ای ویب دورو یوکس ی 9 سس صصصت و هس ار پوس وا احسی ی کایس خی یا ی دا اس اس ج و نوی خن بوسر وروی دنل نزن | َ سب سس جح و ن رمک چات ۴ چم ی و 0 و مور امین اسب صج کوخ اس وت و رگ دم ی کم 7 اپ 1 ۰ سود وگ مرچ ان تسش مود ما هت میک سسوت دی سا که ۷۷۶۵0۸ ۸00۶ ۷۵۲۶ < یو لح ۷ ۵۴ ۲۵۶ ا ااس مسج و هه ۶۰ -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۳۶-۲ ۱ ال ۳۳ << .<< مر دش مدرد ...هدش تسس سس ی ری سس وم وش تسین رس کرو یووم وی و اوح ده .۰ مک هر ره ۰ 0 ی وی دی جح ستیگ پوچحجم ۰ ۳ ست مر ی ری یی ۸ ۷۷۷۱۲۶ سح سک 68007 76 006 ویس ات ی یت دج اسر یک صتص ‏ ان ۱۳۷ 10۶0۶ مس ور اس مه 0 موه هت | ند سک میسن ض ۰ ۰ ۴ هد ماخ ی که یی کاس و مس دی ین وود : : : 1 سحها۳ ی مصضم. ۹ نش مه سا موسیگ مدا ی ۰ 856۸ ۸۸6۸ ۷۷۷۱۲6 ۱۸۸۵۴ اه بر تایه ۷اه ۲۷ ۵۶ 700 ۲۷۵ لچید یه 508 0ع۱۱37088 1۵ 06 ای سب یلم 7 0۴ 8۸65 70۵۹ 1۸۵ ]با که منطقه سفید نشان دهنده قسمت دو غاب کاری شده اب 1 او یسکس مس ۴ 08۵۷۱۸۱۲۷ 5 عرص روا یس ات پوس 6 ۲6 ۴۱۳۱۵ ی تیصو موس رچ زا این سس ی وس 6 ۱۱۸۵۵۷۷ مک : ۴6۵ معا هکس 1 6 دص سس | ایو کت ی کاس طونم اتید سا سس این ماس تدای ,ات ی 4 ۷۱۸۳۲۵۷۷ ۷۵۲۴ تو ستص یل ۳ ۶ ۲0۴ ۱ 8۳۵7۲ وی سا یا 07۷ 5۱۳۷ ۰ کی دی ۰ رص " ۵ لا .هه ۱6 سوت ۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳ . ۱ 71 ۰ :1 ۱ | : ۰ ۱ ول ۱ 2 1 ۱ 1 :۳ ف | 0۲۲۹۸۲۲۵۹ 1 : 8 7 6 دنه ان ! ا نز۸۱۵ ۳۹۹1 نر [ ی 1 ۱ -4 و : ُ پ 7 : 1 3 3 ۳ 51۳ ۸ : ی ۰ : ما : : از 0( سا 7 3 ۶ ,1۸۸۷۹۱۲۲۵۴ ۵ 9 ۲۹۲,۸۵ 1۸۸۲۷۵۲ ۵ 5 80۸65 64 ۵ 808۳6۶ 62 هت 2۷و ما ام 79 -م 1۷ و68 ۲ 6۸۷۱1۷ .6۲ شکل ۳۷-۲- روش رادار میان بر که در منطقه مدفورد ثبت شده است در شکلهای ۳۸-۲ و ۳۹-۲ نمونه دیگری از استفاده از روش رادار میان بر را برای تعیین غارها که توسط رسوبات پر شده‌اندء در منطقه ال کاجون " در هندوراس نشان می‌دهد. در این مثال رادار فرستنده در گمانه 0۱۰۱ و گیرنده‌ها در گمانه‌های ۳ (فاصله ۶ متری از هم) و 0۱۰۴ (در فاصله ۱۸ متری از هم) قرار دارند. در شکل ۳۸-۲ می‌توان دید که سیگنال‌های دریافت شده در گمانه‌های 0۱۰۳ و 7۱۰۴ مشابه‌همدیگر هستند (بجز در فاصله عمقی ۶ تا ۱۴ متری) کاهش دامنه سیگنال دریافتی که در شکل ۲۸-۲ بین گمانه‌های 0۱۰۳۵۱۰۱ در فاصله عمقی ۶ تا ۱۴ متری نشان داده شده است ناشی از یک غار و 00۱۰۴ انجام شده در شکل ۳۹-۲ نشان داده شده است گمانه 7۱۰۷ که بعداً در منطقه حفر شد وجود این غار را در عمق ۴ تا ۰ متری تأیید کرد. [۲۲]. 00 اع -| ۶-۳۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ۹ ۲۶ ۱ ۹" ۱ ِ : 7 ‌ مر با ری ۱ ۱ رو 7 ۰ . رک رک رم ار ۱ 1۱ شکل ۳۸-۲- نتایج روس رادار به همراه نیم رخ زمین‌سناسی در هندوراس لچس را یی را او 61 2 93" 07 4 و 1 1 ۱۱ // ۱ ها 2 ۱ 1 ا ۹ ه ۱ : ۹ 6 03 ۱ ۱ 7 ۱ دا -و 3*2 3 ی 3 1 6۸۷۱۲ > 7 ل ۱ ۵ - ۱۵ ۱8 5 ۱2 ۹ ۹ ۱۱ َ ۱ 4 0 -1۸ ۱ ۱ ۱ 1 16 ۳۹-۲ تعیین موقعیت غار با استفاده از روش رادار و تأیید آن با حفاری در هندوراس ۶۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۸7۲ روش توموگرافی صوتی ۱-۸-۲ آشنایی توموگرافی صوتی یکی از وسیع ترین زمینه‌های کاربردی روشهای ژئوفیزیکی است که برای بررسی عوارض تجزیه‌ای و انحلالی در مناطق کارستی مورد استفاده قرار می‌گیرد و مستلزم استفاده از روشهای آزمایش اطلاعات توسط کامپیوتر برای به دست آوردن یک تصویر کلی از اختلاف پارامترهای صوتی مانند سرعت امواج لرزه‌ای و تضعیف امواج در مقطع مورد مطالعه در زمین» است. اصول لازم اساسا همانهایی هستند که برای تولید اشعه ایکس در تصاویر پزشکی بکار می‌روند اما به دست آوردن اطلاعات بخاطر محدودیتهای فیزیکی که بر روی منابع ایجاد کننده‌اشعه و گیرنده‌های آن اعمال می‌شوندء مشکل‌تر است. معمولاً روش انجام کار به صورت بررسی مسیر اشعه بین دو چال (انفجار چال به چال) (شکل ۴۰-۲)» ما بین چال و سطح زمین (انفجار سرچاهی یا ته چاهی) و یا ترکیبی از هر دو است. این روش در مورد گمانه‌هایی به کار می‌رود که در مکانهای مشخص قرار گرفته‌اند و قائم بودن آنهاء مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. این روش وضعیت کلی خصوصیات صوتی زمین را بهتر از روشهای دیگر ژئوفیزیکی مشخص می‌کند. هزینه‌های اضافی در این روش نسبت به سایر روشهای ژئوفیزیکی مشخص وجود دارند. اما این هزینه‌ها غالباً توسط تجزیه و تحلیلهای مناسب ارائه شده توجیه می‌شوند. توجه کافی به هدف بررسی مانند سایر روشهای ژئوفیزیکی برای آپتیمایز کردن طرح مورد مطالعه لازم است. فضاهای خالی مجزا مانند غارهای بزرگ» حفره‌ها و لوله‌ها از لحاظ اندازه» عمق, نوع مواد پرکننده و همچنین شکل آنهاء به طور قابل ملاحظه‌ای متفاوت هستند. این عوارض غالباً با تغییراتی در سنگ‌شناسی و یا ساختار زمین‌شناسی همراه هستند. یک مثال از این نوع توسط بای" آورده شده است. او یک بررسی توموگرافی را در محل یک سد در نروژ انجام داد. که بعد از کنار هم چیدن ۷ مقطع مجاورء نواحی با سرعت کم مشخص شدند. که متمایز کننده که مربوط به نواحی شدیداً کارستی شده همراه زونهای شکسته و خرد شده در مارن بودند نتایج مشابهی در محل انبارهای بزرگ زیرزمینی در گچ بدست آمدء جایی که زونهای گسله پا ۰.۰ ۰ ۰.۰ . ۰ ۰.۰ ۰ ۰ ۲ قوسی (متحدالمر کز) توسط روشهای ارزان بررسیهای صوتی سطح به درون چاهی کشف شدند (مک داول) جنبه‌های اساسی این مورد کاوی که مربوط به کارستی شدن توده‌های گجی می‌باشندء خارج از حوصله این مقاله هستند. ۰ ی ۳ 2.۰ ۰۰ تا ۰ ه ۰ ۰ ۰ یا ۰ س 1 دومین مورد کاوی از محلی واقع در چشیر انگلستان انتخاب شده» که فرورانش زمین در اثر استخراج نمک و پمپاز اب نمک حاصل شده‌است. هر دو روش بررسی بین چاهی و سطح به جاه با استفاده از توموگرافی موج ۲۳ انجام شدند و9 از تضعیف | - ۷ 2 - ۱/12 10/۵[[ 3-6 ۶۴ -------- صفحهٔ بعد -------- تاه تحت تمه 5 ناه وات» 2هته | ات وت مه زوزی؟ موه اه عت ررع نت اتمه تحت ها 5 مه ددرت ات اه وات 0 ۱۵:۵2 اد وه مه وی وش ات میت ند شش ا : !۱ ا ۱ َ :۱ , و دی 5 ا یش ۱ ار 0 این ایو ...۳۳۹۱۵ سس | : [) زو چا دود ۳ خ3 زل شکل ۴۰-۲- الف مسیرهای فرضی پوشش داده شده توسط اشعه‌ها و امواج بین دو گمانه با در نظر گرفتن موقعیتهای همسان برابر منبع و گیرنده‌ها ۳-۸-۳ مکان‌یابی حفره‌ها با استفاده از نوموگرافی صوتی مثالهای چندی از توموگرافی صوتی که در مطالعات آشکار سازی حفره‌ها بکار برده شده‌اند» موجودند اما تعدادی از آنها مطالعاتی بودند که در محلهای مشخص معدنی گالریها و تونلها انجام گرفته‌اند (نیو" کوسما", میراندا") نتیجه کلی که از این آزمایشات اخذ می‌شود این است که فضاهای خالی فقط کاهش مختصری در سرعت امواج ۳ ایحاد می‌کنند که تشخیص این امر روی توموگرامهای بدست آمده مشکل است. به جز در مورد معدن استریپا" در سوئد که تونل با یک زون شکسته قطع شدگی داشت. فضاهای خالی مجزا اگر دارای پرشدگیهایی از آب یا خاک باشند در مقایسه با سنگ میزبان اثر کمتری را روی کاهش سرعت امواج ۲ دارند. به خاطر اینکه توموگرافی لرزه‌ای غالباً محدودیتهای عملی دارد. لازم است که مطالعه به صورت خیلی دقیق طراحی شود. فاکتورهایی که باید در مرحله طراحی مورد توجه قرا گیرند شامل دانستن مقدار تفاوتهای سرعت. رفتار امواج لرزه‌ای» فاصله بین چالها و تجهیزات سرزمین هستند. برای مثال اگر هدف از انجام توموگرافی» ارائه وضعیت تجزیه‌ای فضایی مناسب برای سنگها باشدء طول موج امواج لرزه‌ای باید کمتر از متوسط فاصله جدایی بین فضاهای خالی باشد.ء جدول ۱-۲ اهمیت متناسب بودن فرکانس منبع را با نوع خاک و سنگ مورد نظر برای ارائه طول موج مناسب نشان می‌دهد. یک منبع با فرکانس بالا مانند یک | - ۷۷ 2-4 3 - 4 4 - 4 ۶۵ -------- صفحهٔ بعد -------- جرقه زن می‌تواند در چالهای پر شده از آب برای پی جویی فضاهای خالی مجزا با قطر کوچک به کار برده شود اما متاسفانه؛ تضعیف امواج و دامنه‌انها با افزایش فرکانس منبع؛ افزایش می‌پابد و چندین انفجار تکراری ممکن است در همان محل به خاطر کسب یک سیگنال مناسب لازم باشد. ب - نمودار شماتیک سلوله‌های موجود بین دو گمانه و مسیر اشعه آنها حتی در جاهایی که تفاوت سرعت امواج زیاد باشندء مانند فضاهای خالی ( ۳۰۰۱/5 - ۷۳)» یا در یک سنگ آهک ماسیو با درزهای خیلی بسته ( ۱/5 ۴۰۰۰ < ۷۳ ) زمانهای عبور خیلی دقیق برای هر مسیر اشعه لازم هستند. یک حفره خشک با مقطع تقریباً دایره‌ای (گرد) و قطر ۵ متر در روی نقشه که مابین دو چال عمودی با فاصله ۲۵ متری از یکدیگر در یک چنان سنگ آهک قرار گرفته باشد. اختلاف زمان گذر ماکزیمم ۰/۱۲ میلی ثانیه ایجاد می‌کند.ء زیرا لرزه سنج زمان عبور امواج ۳ در داخل سنگ آهک در اطراف فضاهای خالی را ثبت می‌کند دقت پیکهای اولین موج ۳ ثبت شده در رکوردهای لرزه‌ای باید مایین ۰/۰۵+ میلی ثانیه یا کمتر باشد که این امر در توانایی لرزه سنجهای خیلی مدرن است و غالباً کاهش اثر پارازیت زمینه برای به دست آوردن سطح از دقت» خیلی مشکل است. روشهای لازم برای انجام توموگرافی در مورد مسیرهای منحنی شکل آمواج توسط انجمن بین المللی مکانیک سنگ ارائه شده توموگرامهای به دست آمده با این روش به صورت خیلی صحیح توزیع سرعت را در زیر سطح زمین نشان می‌دهند اما نمی‌توانند عوارض پنهان کوچک ناشی از انحلال سنگها را روشن کنند. بعید است که یک فضای خالی به طور واضح به صورت یک زون با سرعت کم شناسایی شود مگر اینکه فاصله بین گمانه‌ها کمتر از ۵ برابر متوسط ابعاد فضاهای خالی باشد. آزمایشات اشنایدر یک کاهش آشکار در دامنه امواج ۳ که‌از نزدیکی عوارض نسبتاً کوجک تونل مانند عبور کرده بودند را نشان داد. همجنین او خطاهای عملی در استفاده از داده‌های زیاد در تحزیه و تحلیل‌های توموگرافیکی را ارائه کرد. جدول ۱-۲- روابط بین طول موج منبع با توجه به فرکانس منبع باری خاکها و سنگهای کارستی تیپیک [۲۳] فرکانس منبع چکشی فرکانس منبع انفجاری حص ال سس 3 ۶۶ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۸-۲ شناسایی زونها ی کارسنی تسده عوارض ناشی از انحلال در آهکها معمولاً همراه با شکستگیهای ایجاد شده در اثر تغییر شکل تکتونیکی هستند اگر شکستگیها در باندهایی بصورت مشخص مانند طول زونهای گسله یا لولای چینها باشند, هدف تعیین حفرات مجزا با حجمهای بزرگتر در داخل زونهای شکسته شده خواهد بود. توموگرافی صوتی وقتی که امتداد زون شکسته. پلان مقطع توموگرافیکی را قطع می‌کند» می‌تواند نتایج خوبی را ارائه کندء در این صورت بخش اعظم امواج ۳ ثبت شده دارای مسیرهایی خواهند بود که عوارض مذکور را قطع می‌کنند. افزایش در زمانهای عبور معمولاً به طور مساوی برای گمانه‌هایی که در فاصله زیاد نسبت به عرض زون خرد شده (درزه دار) مخصوصاً در سنگ آهک خشک قرار گرفته‌اند» قابل ملاحظه خواهد بود. اشکال عمده در این روش» انتخاب منبع انرژی برای انطباق بین طول موج ایجاد شده و قدرت سیگنال‌پاست. نتایج بدست آمده از بررسی مشخصه‌های توده سنگ برای محل یک انبار زیرزمینی در گچهای سست (مک‌داول) می‌تواند برای تشریح مزایا و محدودیتهای توموگرافی امواج ۳ برای این کاربرد ویژه بکار رود. با استفاده‌از چاه پیمایی در یک حفره زیر سطحی بزرگ» تعدادی زونهای درزه دار چندی همراه با گسل تشخیص داده شد. همچنین در مواردی فضاهای خالی و زونهای خرد شده که حاصل انحلال بودندء مشاهده شدند. در هر زون گسله دو گمانه حفر شد یکی به صورت قائم و تا ۱۵ متری حفره دیگری ۲۵ متر به سمت پایین از قسمت استخراج شده به صورت معکوس. نمونه‌های بدست آمده‌از مغزه‌ها بر این امر دلالت داشتند که گسلها مایل بوده و در پلانهای قائم به صورت منحنی وار بوده و در عمق محو می‌شوند. برای بررسیهای بیشتر ابتداثا توموگرافی صوتی بین دو چال, در نظر گرفته شد. این طرح به خاطر هزینه لازم برای حفاری و لوله‌گذاری چالها و نیز مشکلات عملی پیش بینی شده در نحوه ارتباط دادن منابع انرژی و لرزه سنجهاء به ویژه در چالهای حفاری شده قائم به سمت بالا انجام نشد یک انفجار برای ایجاد موج از سطوح آزاد حفره به لرزه سنجهای بسته شده در چالهاء انجام شد. انرژی با استفاده از ضربات چکش به سطح سنگ در فواصل ۲ متری در هر طرف گمانه در طول خط مرکزی تونل راهنما ایجاد شد. دیاگرام تیپیک مسیر امواج برای یکی از چالهای سقف حفره در شکل ۴۱-۲- الف نشان داده شده است. توموگرامها برای هر دسته از داده‌ها با استفاده از روش باز سازی تکراری همزمان (5187) و با اندازه سلولهای یک متر مربع با توجه به فاصله ژئوفونها در چالها تهیه شدند. سرعت متوسط برای هر سلول با استفاده از پردازش مسیر شکسته شده و به کار بردن یک وزن برای اعمال اثر اختلاف در پوشش اشعه بدست آمد. در توموگرامها از رنگهای متفاوت استفاده شده است و به صورت متوالی با سرعتهای امواج 0 م1/5 ۱۰۰ به م۱۰۰۱/5 ما بین ۱۵۰۰ تا م1/5 ۳۵۰۰ با رنگهای مختلف سایه زده شده‌اند توموگرامهای کنتور شده با یا بدون رنگ آمیزی جاهایی رسم می‌شوند که اختلاف در سرعت به صورت ذکر شده وجود داشته باشد یک مثال از مدل اخیر نمایش, در شکل ۴۱-۲- ب نشان داده شده است. همان طور که در شکل دیده می‌شود جائیکه زمنی مقادیر سرعت (۷۳) کمتر از 1/5 ۲۱۰۰ وجود داردء به صورت رنگ روشن درآمده است. توموگرامهای بدست آمده در این مثال و دیگر گمانه‌های حفر شده به طور روشن برتند شدن شیب گسل و پهن شدگی گسلها به طرف بالا در سقف حفره دلالت دارند» ضمناً به این نکته توجه شده است که با افزایش ارتفاع که همراه با کاهش در فشار در جا خواد بودء در سرعت امواج ۳ یک کاهش کلی وجود خواهد داشت. فضاهای خالی و درزه‌های باز که در لایه راهنما مشاهده شده بودندء ناشی از گشاد شدن سطح گسل و افزایش کارستی شدن هستند [۲۴]. ۱- 51110605 11۳۵11۷6 1۳00۹1۳۲0 6 ۳۷ -------- صفحهٔ بعد -------- رو ِ ۱ [ رالی ۸/ ی ۷ و . ۹ فد هروه و السوی رو وا مجح ای که یه ۹ و یس ما سم رنست. وا سید 0 شکل ۴۱-۲- توموگرافی سطح در گمانه ۷۱ در سازند گچی الف- نمودار مسیر امواج ب- توموگرام سرعت امواج ۲۴[۳] ۴-۸-۲ شناسایی عوارض ریزشی ناس یا زانحلال در مناطق کارستی» انحلال و تحزیه سنگها غالبا به فرونشست و تولید زمین سست منتهی می‌شود که اهمیت زیست محیطی و مهندسی قابل ملاحظه‌ای می‌تواند داشته باشد. مقدار ناآرامی زمین با استفاده از ترکیب اطلاعات حاصل از حفاری» بررسیهای زئوفیزیکی و روشهای دیگر مانند چاه پیمایی ژئوفزیکی و استفاده از تلویزیون درون گمانه‌های می‌تواند ارزیابی شود. چنانچه هدف بررسی» تعیین فضاهای خالی مجزای بزرگ و نزدیک به سطح زمین باشد.ء توموگرافی صوتی یک روش مناسب است. هر دو روش بررسی بین گمانه‌ای و بین سطح زمین و گمانه در بررسی شرایط زمین در معدن لیون سلت. مارستون» چشیر انگلستان به کار برده شده است در این معدن, عمل استخراج نمک با استفاده از روشهای معدن کاری و پمیاز آب شورء باعث شده تا که سازند با چگالی پایین از جنس برشهای فرو ریخته که روی مارن قرار گرفته‌اند» فرونشست قابل توجهی را از خود نشان دهد. آماده سازی گمانه و روشهای بدست آوردن اطلاعات در این منطقه با یک منطقه‌گجی خشک. متفاوت است. پنج گمانه باز که قبلاً با قطر ۱۵۰ میلی متر حفرشده بودند با لوله‌های پلاستیکی به قطر داخلی ۱۰۰ میلی متر تا عمق ۵ ۴۰-۵۰ لوله‌گذاری فضای حلقوی اطراف هر لوله پلاستیکی سیمانی نشده بود زیرا انتظار می‌رفت که آب زیرزمینی و خاک دست نخورده اطراف گمانه آنرا پرکنند و تشدید صوتی زیادی را ایحاد نمایند. انفجار بین چاهی (چاه به چاه)» بین گمانه‌های نزدیک بهم (با فاصله 1 ۲۴) با استفاده از یک منبع جرقه زن و رشته‌های هیدروفون قرار گرفته در مجاورت چالهای پر شده از آب انجام سیگنالها در مرحله به دست آوردن داده‌ها لازم است. ۶۸ -------- صفحهٔ بعد -------- پروفیل رسم شده در شکل ۴۲-۲ نشان می‌دهد که نهشته‌های سطحی و کم عمق یک سرعت موج تراکمی با میانگین برابر ۱۷۱۵ متر بر ثانیه دارند. مقادیر سرعت برای مارنها از 1۳/۹۵ ۱۹۲۰ تا ۲/۹۵ ۲۰۰۰ متغیر است که به ترتیب نشان از مارنهای هوازده سطحی و افق مارنی تقریباً دست نخورده است. سرعتهای امواج تراکمی ثابت برای سنگ نمک در اعماق, بین ۴۲-۸ متر با میانگین سرعت 1/۵2 ۴۴۵۰ بدست آورده شدند. این مقادیر زیاد تا اندازه‌ای کمتر از مقدار مورد انتظار است اما می‌تواند با استفاده از احتمال وجود ناخالصیها بجای احتمال وجود فضاهای خالی در سنگ نمک مذکور توجیه شود. دامنه نوسان مقادیر سرعتی خیلی متغیر بوده و این مر در تشخیص وجود حفره‌ها و زونهای سست می‌تواند به عنوان یک مسئله مهم در نظر گرفته شود. سیگنالهای با قدرت خیلی کم در نهشته‌های کم عمق و سطحی, نشان دهنده بخشهایی از مارنها و قسمتهای بالایی سازنده هالیتی هستند. 8 5 ۷۲ 4 4 3 وه 2 2:6 15 ی رک ای هه ی .۱ 530۱1۷ ٩ ها مر هه مت یر + ض ض. + همه مه هه سس در ره یه ها دم سس سم - ی ۱۳ ۱( ۱:)006م300 ۹۵۱۱۱1۷۵ (+) ۷۵۱۵۲۱۱۷ ۳۵۷۵ ۵۱ 310۳ 0۵۳6/09 شکل ۴۲۳-۲ انفجار بین چاهی. از گمانه ۳ به‌گمانه ۲ در مارستون» چشیر انگلستان ۶۹ -------- صفحهٔ بعد -------- اشعه‌های شکسته شده رسم شده‌اند یک زون با سرعت پایین در داخل مارنها و در اعماق مابین ۱۳-۲۰ متر دیده می‌شود که احتمالاً بر برشی شدن مارنهای مربوط به فرونشست دلالت دارد. اما مقایسه توزیع سرعت در بخش پایین مقطع با استفاده از مدلهای ایجاد شده از تر کیب داده‌ها بی نتیجه می‌باشد. (کلی تون)" [۲۴]. برداشت سطح به گمانه ۵ خیلی سریع و کم خرج بود و نتایج خیلی جالبی را هم ارائه کرد. از یک منبع پتکی در سطح زمین و در فواصل ۲ متری در طول یک مسیر که از گمانه نیز می‌گذشت استفاده شد و هیدروفونها در درون چال و در عمقء بین ۰-۴۰ متری قرار گرفتند. توزیع سرعت بدست امده به طور واضح دلالت بر وجود زونهای سست داشت (شکل ۴۳-۲-ب). مقادیر سرعت پایین (ع11۷/۹ بظ۸ ۵1۸۱ ۳۰( در انتهای شرقی برداشت با فرونشست رمنی و عارضه زیانبار ساختاری مشاهده شده در سطح هم خوانی داشت. تضعیف قدرت سیگنال مشخصاً به خاطر قطع کردن این زون دارای سرعت کم» توسط اشعه‌های ها رامدعا مد مر مدمر! وا پم مهس ۸ ۳ ۳ ی ۷ 99 1 ۱ ۲ ۹ // :4 / ۱ را .یم ش ۷ مت ژد 1 7 ی : ی یگیم ز/7: ۱ [۸ ۱ ۰ ۷ ۰ اه ۱ ۰ ور اوه ال و از ایک و پر ال 7 سا ویو 727۸6 ن زر ۱ از ی 9 ۲ اش ی ۹ دا هت و ۱ ار رید که ۱ 6 غدعم_ موی مدمه لا ای هی فا کب مر یساس ان و 0 )ی ۰ اک ود دا !۱ رک مه چم وک وی وی پاچ اسر ی ۳۰ ی 5 32 5 80۲6۳۵۱۵ (و۳۱/۳) ۵0۱578۱8۱۲۱۵ ۱۷۴۱۵۵۱۲۷ ۷/۸۵۷۵ -ط شکل ۴۳-۲- توموگرامی سرعت امواج ۳ در چشیر انگلستان الف- انفجار بین گمانه‌های ۲ به‌گمانه ۳ ب- انفجار از سطح به‌گمانه. گمانه ۵ - | ۷۰ -------- صفحهٔ بعد -------- ۵-۸-۲ ننایج بدست آمده توموگرافی امواج ۳ روش مفیدی است که‌اگر با دقت مورد استفاده قرار گیرد می‌تواند در بررسی عوارض کارستی نسبت به دیگر روشهای عادی و جاری» فوق العاده مفید واقع شود. هزینه به دست آوردن اطلاعات و داده‌ها و پردازش آنها در مقایسه با دیگر روشهای ژئوفیزیکی نسبتاً بالا است. اما موارد زیادی وجود دارند که باید به‌هزینه روش» نسبت به مزایا و آثار بدست آمده از آن گمانه‌ها به صورت نزدیک بهم قرار گرفته باشند دو مثال ذکر شده در مقاله کاربردهای موفق توموگرافی امواج ۳ هستند که مزایای استفاده از برداشت گمانه به سطح زمین را به خوبی انفحارهای بین گمانه‌ای تشریح می‌کنند. جایی که امکان داشته باشد برای ماکزیمم کردن پوشش اشعه‌ای هم از نظر کمیت و هم از نظر جهت به خاطر روشن کردن وضعیت انحلال» یک روش ترکیبی توصیه می‌شود. همچنین شواهد فراوانی از این مورد کاویها موجودند که میدان نوسان امواج ۳ اندازه گرفته شده در آنها برای تجزیه و تحلیلهای توموگرافیکی بکار برده می‌شوند [۲۲]. ۱-۹-۳ روئس الکترومغناطیسی آورد. اما در اکثر زمینهای کارستی» خاکهای رسی اجازه استفاده از این روش را نمی‌دهند. بنابراین استفاده از دیگر روشهای زئوفیزیکی در تعیین سینک هولها می‌تواند مفید باشد. در اکثر روشهای ژئوفیزیکی عامل اندازه‌گیری شده مقدار متوسطی از خصوصیات فیزیکی موادی هستندء که در زیر ایستگاه اندازه‌گیری قرار دارد. بنابراین اندازه‌گیری را می‌توان به حجم بزرگی از مواد زیر ایستگاه اندازه‌گیری و نه به یک نقطه زیر سطح زمین, نسبت داد. اگر حجم اندازه‌گیری, شامل رسوبات سطحی سست باشند (که یک گودال را در سنگ آهک پر کرده باشد» مقدار اندازه‌گیری در آن حجم با مقدار اندازه‌گیری برای مناطقی که مقدار نسبتاً زیادی از ستونهای آهکی این حجم را پر کرده باشند. متفاوت است. روشهای گرانی» مقاومت ویژه» روش مغناطیسی روش مغناطیسی کاربرد کمتری در زمینهای کارستی دارد. اما روشهای مقاومت ویژه» گرانی و الکترومغناطیسی می‌توانند در زمینهای کارستی مورد استفاده قرار گیرند. روش اندازه‌گیری الکترومغناطیسی از سایر روشها سریع تر است. بنابراین موّثر ترین روش الکترومغناطیس بدون تماس با زمین انجام می‌شود. در این روش هدایت الکتریکی لایه‌های سطحی را که شامل شده را با یک آنتن حلقوی به زمین می‌فرستند. سپس یک آنتن مارپیچی دیگر میدان منتجه را اندازه می‌گیرد. این میدان منتجه مجموع میدان اولیه که بوسیله آنتن مارپیچی تولید شده و میدانی است که بوسیله تحریک مواد موجود در زیرزمین به وجود می‌آید. دستگاههای موجود میدان اولیه را به طور خودکار کم کرده و آنچه ثبت می‌شود» میدان تحریک شده با ثانویه ۷۱ -------- صفحهٔ بعد -------- خواهد بودء که‌این میدان متناسب با هدایت الکتریکی سنگها است. وسایل اندازه‌گیری کالیبره شده‌اند تا مقدار قرائت شده بر بود. از آنجا که هر اندازه‌ گیری احتیاج به یک تا دو دقیقه وقت دارد و لوازم به زمین متصل نبوده و ارتفاع دستگاه از سطح زمین چندان مهم نیست.ء اپراتور می‌تواند به سرعت به ایستگاه بعدی حرکت کند. مقادیر هدایت الکتریکی به دست آمده به صورت نقشه رسم می‌شود. تا مناطقی که دارای هدایت الکتریکی پایین هستند»ء مشخص شود. به عنوان مثال سنگ آهک به‌همراه یک روباره نازک دارای مقاومت بالا (هدایت الکتریکی پایین) و یا روباره رسی با ضخامت زیاد دارای مقاومت پایین (هدایت الکتریکی بالا) است. ظاهرا تر کیب روباره در اندازه‌گیریها اثر می‌گذارد. ولی اگر ماسه خشک به طور مستقیم روی سنگ آهک خشک قرار بگیرد. تغییرات کمتری اتفاق خواهد افتاد. در مناطقی که ماسه رسی روی سنگ آهک قرار بگیرد. تغییرات متوسط خواهد بود (شکل ۴۴-۲). با نتخاب فاصله مناسب برای آنتن مارپیجی تغییرات به دست آمده ماکزیمم خواهد بود. داده‌های مقاومت ویزه دارای جزئیات کامل تری از منطقه مورد مطالعه‌هستند. ولی وقت زیادی را صرف می‌کنند. بنابراین این اجرای این روش برای نواحی بزرگ چندان مناسبت نیست پس باید ابتدا روش الکترو مغناطیس را به طور ناحیه‌ای انجام دادء و پس از تعیین مناطق مفید می‌توان از روش مقاومت ویژه در این مناطق استفاده کرد [۲۵]. 30 5 سد 2 که ر َ 4 ۱80 150 120 90 66 30 0 :۰ 5 ۲۷ ۵۱۹۲۸۱۷۲۶ ۲۷۵۹۱20۲۸۱ ید رار مخ ْ 8 1 نم ان۸/ 1( مهد ۳ ی تو رک 1 سوم یخ اسم 2 ی و تا را می خم] مار رر کا ری مون ها موی ادها 1 مها 3 پیمه چو چا زد زک وا وهایناتن ما ماو ها ما۳۸ اد مرها ام ان 3 چا 0 تا را تک ال لا کت ات و تست شکل ۳۴-۲- پروفیلهای هدایت الکتریکی, رادار و زمین‌شناسی به ترتیب از بالا به پایین به‌هم خوانی بین هدایت الکتریکی و رادار وقتی پالئوکارست وجود دارد. توجه کنید [ ۲۲] ۷۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۹-۲ رونس تشدید صدا د راکنتشساف کارسنها وقتی که وجود غارها به وسیله حفاری تأیید شد از روش تشدید صدا نیز می‌توان برای تعیین وسعت غارها در زمین به صورت نقشه استفاده کرد. برای اجرای این روش یک بلندگو یا منبع ایحاد صدا را داخل یک شکاف طبیعی با یک گمانه قرار داده» سپس انواع فرکانس را تولید کرده تا ماکزیمم شرایط تشدید در غار بدست آید. سپس با این بلندگو یک خروجی به طور پیوسته ثبت می‌شود. تحقیقات در سطح زمین در یک الگوی شبکه‌ای انجام می‌شود (پالس ژئوفون با استفاده‌از باطری ایجاد می‌شود). با اندازه‌گیری پیک سرعت ذرات در هر نقطه‌از شبکه می‌توان یک نقشه کنتوری بر مبنای دامنه سیگنال برای منطقه سیگنال معمولاً بلافاصله بالای غار ظاهر می‌شود. شکل ۴۵-۲ اصول روش تشدید صدا را نشان داده است [۴]. سیر ات نا 3 رن کم رک رک رک رک ار کی را رگ رم (اف) ۲۹۱۵۲۱۲ ۴۳۵۹۲۲۱۱ ۱۱۷۳۵۱۱۱۳۱۱۸۱ 8۸۰ مد تام ا یی بقل ۱۱۱۱/7/72 (ب) ِ 8 ۲۵۱۱۱1۹6 ۳۹۵۵۱۲۵ 3600۹16 0۶ 1110۹۳۵۲100 8۸۲ ۴6۴ع5۱:۲۱۹۱۱۳۶۹۲ با استفاده از منبع زیر سطحی ۲۷| ۷۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۳-۹-۳ جریان سنجهای درون گمانه‌ای یکی از مسائل که در پایداری سینک هولها مدنظر است. بررسی پوشیدگی کامل شکافهای موجود در سنگ بستر است. تحت شرایط هیدروژئولوزی مناسب جریان سنجهای گمانه‌ای می‌تواند برای بررسی پایداری سینک هولها مورد استفاده قرار گیرد. اساس روش جریان سنج گمانه‌ای ایجاد یک منبع گرما در مرکز دیواره گمانه است که یک سری دماسنج نیز به طور حلقوی در اطراف منبع گرما قرا داند. وسعت انتشار ایزومتریک دما با جهت و سرعت جریان آبهای زیرزمینی متناسب است. فلتون" چهار پیزومتر اطراف یک سینک هول که اخیراً خراب شده بود. و در نزدیک دریاچه ماری در فلوریدا قرار داشت, کار گذاشت. جریان سنج گمانه‌ای در ابتدا حرکت آبهای زیرزمینی و سطحی را به طرف سینک هول نشان داد. پس از اینکه سینک هول پر شد: آبها به محیط اطراف جاری شدند. جریان سنجها همجنین نشان دادند که آبها تمام منافذ را پر کرده و این محل برای کارهای مهندسی مناسب استء چرا که فرسایش و حرکت آبها بطرف پایین متوقف شده بود[ ۲۸]. ۴-۹-۲ تجزیه و تحلیل احتمال ایجاد سینک هولها با توجه به توالی زمانی تشکی لآنها خطر پدید آمدن سینک هولها به طریق آماری نیز می‌تواند بررسی شود. بدین طریق که با بررسی یک منطقه وسیع» توالی زمانی توسعه یک سینک هول جدید در واحد زمان و در واحد سطح تعیین می‌شود. با بررسی داده‌های تاریخی درباره توسعه یک سینک هول جدید می‌توان» یک مدل ریسک پذیر در مورد احتمال توسعه یک سینک هول جدید ارائه داد. اطلاعات و داده‌های تاریخی در یک منطقه را می‌توان با بررسی مقاله‌هاء روزنامه‌ها دفاتر ثبت در شهرها و بخشهاء گزارشات بیمه و با مصاحبه کردن با اهالی منطقه به دست آورد. البته داده ها باید محدود به یک دوره زمانی باشند که داده های کامل در دسترس قرار گیرد. با داشتن داده های کافی می‌توان کمترین خطر حاصل از توسعه یا ایجاد یک سینک هول را بدست آورد با اطلاع داشتن از توالی زمانی ایحاد سینک هولها می‌توان که تعداد سینک هولها که در یک منطقه با مساحت معین در واحد زمان شکل خواهد گرفت را مشخص کرد. یا برعکس زمان لازم برای ایحاد یک سینک هول در یک منطقه با مساحت معین را محاسبه کرد [۴]. برای مناطقی که داده‌های توالی ایجاد سینک هولها ارزیابی شده‌است, باید امکان مقایسه آن در تمام شرایط هیدروژئولوزی وجود داشته باشد. فرکانس سینک هول می‌تواند در یک نقشه نشان داده شود. برای این منظور تعداد سینک هولها در واحد سطح و زمان محاسبه و در واحد شبکه نوشته می‌شود» سپس نقشه منطقه بندی می‌شود. اندازه سلول و فضای شبکه باید بطور مناسبی انتخاب شود. ویلسون " فرکانس گزارش شده از سینک هولها را در بخش کیتروس در فلوریدا (۴۶-۲) مورد ارزیابی قرار داد. او متوجه شد که در مناطق پست معمولاً بین ۸۱۳ تا ۷۷/ کیلومتر مربع در سال و حد بالایی آن ۸۱۲ کیلومتر مربع در سال است. زمینهای مرتفع دارای فرکانس خیلی پایین‌تر هستند و در مناطقی که دارای فرکانسهای بالایی هستند, گسل خورده تشخیص حفرات سینک هول تابعی از فکانس و اندازه مورد انتظار برای ایجحاد سینک هول جدید است. بنابراین علاوه بر فرکانس» ابعاد سینک هولها نیز باید به طور هم زمان یادداشت شود. توزیع اندازه سینک هولها با استفاد‌از رسم هیستوگرامهایی ۱-0 2 ۷۳۴ -------- صفحهٔ بعد -------- از ابعاد آنها می‌تواند تعیین شود. مهم‌ترین فاکتور اندازه‌گیری برای یک سینک هول ماکزیمم پهنای آن است. تا بدین وسیله از آنجا که مناطق کارستی دارای حفرات و درزه‌های متعد هستند.ء بنابراین با اندازه‌گیری نفوذپذیری می‌توان به وجود کارستی شدن و درصد آن در یک منطقه پی برد. شکل ۴۷-۲ نمونه‌ای از اندازه‌گیری نفوذپذیری در گمانه حفر شده در مناطق کارستی را نشان می‌دهد هم چنان که مشاهده می‌شود. در مناطق کارستی درصد نفودپدیری به طور ناگهانی افزایش چشمگیری می‌یابد [۲۹]. م و من مه شد تون ها 0و 2۱۱۶ مرج 4 6 اج ۲ پا 48 5۱۱9۱۱۶ اجیم۸ مر 7 ۶۲۹۹۶۵۲ م۱۳۱٩‏ با شکل ۴۶-۲- نقشه فرکانس سینک هولها در بخش کیتروس در فلوریدا منطقه جغرافیایی به‌همراه مناطق نفوذ بطور جداگانه در نقشه ذکر شده است. خطوط کنتوری نشان دهنده تعداد چالها در ۶ کیلومتر مربع در طول ۶ سال است [۲۹] ۷۵ -------- صفحهٔ بعد -------- | تمه 0 مد 2 ۳ 2 5 ۰ ی کی : :1 یو وه با ۱ ۹ ۹ 1 با آزمایش نفوذ استاندارد می‌توان استحکام لایه‌های مختلف رسوبات را تعیین کرد. با این آزمایش می‌توان خصوصیات و ضخامت لایه‌های روباره را نیز بررسی کرد. اگر لایه‌ها نازک باشند.» باید نمونه با محفظه دو کفه‌ای گرفته شود. در لایه‌های ضخیم نمونه‌گیری با فاصله ۱/۵ متر مناسب است. آزمایش نفوذ استاندارد معمولاً رسوبات خیلی نرم و سست را که مستقیماً روی سنگ بستر قرار دارد» مشخص می‌کند. با این آزمایشات می‌توأن پایداری زمین را بررسی نمود و همچنین وجود سینک هولها و مناطق ریزشی را نیز مشخص کرد. بسته به اینکه رسوبات پوشش دهنده سطح زمین به‌هم چسبیده باشند یا نه و همجنین رسوبات. روی یک سینک هول ریزش کرده قرار داشته باشند. یا منطقه نشست کرده باشدء یک نتیحجه به دست خواهد )٩۳1(‏ ۵۵۵ ۳۵۵۳۵۱۳۵ 5000۳0 -| ۷۶ -------- صفحهٔ بعد -------- آمد. آزمایش نفوذ استاندار د در اکثر پروژه‌های ژئوتکنیکی توسط مهندسان اجار می‌شود. از آنجا که آزمایش نفوذ استاندارد نمی‌تواند شاخصی از خصوصیات رسوبات در سینک هولها را ارائه بدهد, پیشنهاد می‌شود که از روش اندازه‌گیری خصوصیات بر جا یعنی روش پیزوکون الکتریکی استفاده شود. به منظور ارزیابی سینک هولی در فلوریدا که دارای عرض ‎۷/۹٩‏ متر و عمق ۰/۳ متر بود» چندین آزمایش نفوذ استاندارد در داخل گمانه‌ها انجام شد. در منطقه هفت چال اکتشافی بوسیله دستگاه حفاری او گر تا سنگ بستر حفر شد. و در هر کدام آزمایشات ]5۳ به طور پیوسته انحام شد. مقطع عرضی که از منطقه به دست آمد.ء نشان داد که سینک هول با یک شیب آرام شکاف عمیق را در سنگ آهک در سینک هول مشخص کرد. ضخامت ماسه سطحی روی گودال در سنگ اهک ۱۱/۶ متر و در خارج آن منطقه ۴ متر است. ضخامت زیاد ماسه دلالت بر فعال بودن سینک هول در گذشته می‌کند.ء ماسه سطحی در مقایسه با ماسه‌ای که در گذشته می‌کند. ماسه سطحی در مقایسه با ماسه‌ای که در اطراف آن قرار داشت (تعداد ضربات بین ۴ تا ۱۲) خیلی سست است (تعداد ضربات بین ۰ تا ۳۰). زون سست در ماسه سطحی که در زیر لایه ماسه رسی قرار دارد» در واقع یک زون ریزشی است که به سبب کشش ناشی از فعالیت زیرزمینی در مناطق کارستی به وجود آمده بود. یک سینک هول شبیه آنچه در بالا شرح داده شد را بوسیله تزریق دو غاب یا دیگر روشهای مرسوم می‌توان پایدار کرد [۳۰]. اسر سس اضر ۹ ۱ ۳ ۷ ٍ ۳ شکل ۳۸-۲- نتایج تحقیقات گمانه‌ازمایشی در یک سینک هول در تامپای فلوریدا. نقشه منحنیهای تراز در سمت چپ قسمت بالای لایه سنگ آهک و همچنین محل چال و خط مقطع عرضی را نیز نشان می‌دهد. مقاطع عرضی در سمت راست. لایه‌های خاک و گودال را در قسمت بالای سنگ آهک نشان می‌دهند [ ۳۰]. ۷۷ -------- صفحهٔ بعد -------- ۶-۹-۳ پیزوکون الکنریکی روش پیزوکون الکتریکی به تغییرات سنگ‌شناسی حساس است و از آزمایش نفوذ استاندارد مفیدتر و کم خرج تر است. برای تعیین خصوصیات ژئوتکنیکی خاکها در مناطق دارای سینک هول می‌توان از این دستگاه استفاده کرد. کاهش مقدار داده‌های پیزوکون الکتریکی در نتیجه اندازه‌گیری ترکیب نیروهای مقاوم جدار لوله مخرط و نوک آن است که این امر در نفوذسنج استاندارد نیز مشترک است. نسبت اصطکاک (نسبت میله به مقاومت نوک) شاخصی برای بررسی بافت خاک می‌باشد. و از آن در بررسی چینه‌شناسی خاکها می‌توان استفاده کرد. همچنین یک سنسور متخلخل در نوک مخروط می‌تواند» فشار مایع در داخل منافذ را اندازه‌گیری کند. شرایط ریزشی در یک منطقه با استفادهاز پارامترهای پیزوکون الکتریکی که شامل نقطه تنش پایین» نسبت اصطکاک بالا و فاکتور ۸ منفی هستندء تعیین می‌شود. فاکتور ۸ اختلاف بین فشار منفذ محاسبه شده بر پایه عمق نفود در زیر سطح ایستایی و فشار حقیقی منفذی است. فاکتور ۸ منفی در مناطق ریزشی به عنوان شاخصی از میزان آب زیرزمینی است که به داخل سینک هول نفوذ کرده است. پنج پارامتر (نقطه تنش,» اصطکاک محلی, فشار منفذی, نسبت اصطکاک و فاکتور ۸) به صورت یک گراف از دستگاه پیزوکون الکتریکی بدست می‌آیند. شکل ۴۹-۲ نمونه‌ای از گراف حفاری پیزوکون الکتریکی را نشان می‌دهد. که در منطقه نشست ناشی از سینک هول اندازه‌گیری شده است. زون ریزشی در ماسه نرم در عمق ۱۳/۴ تا ۱۶/۵ متری قرار دارد. سنگ هوازده که در عمق ۱۶/۵ تا ۱۸/۵ متری قرار داردء در زیر منطقه ریزشی واقع شده است [۲۱]. 7 6ا[9000 ۵1۳70006۴ سق دنه م۹۸ که ۹۲۱۱۱۱ 6۷۱۷۲ ۰ 7018۲ صر ز هت هه ‌ 6 دبا تک تقد دی ۳ او ۸ / یر با 7 ری 6" ام ی ی 4 ما نا من ششست ۳ 6 0 ند اس ۱ 5300 ۸-۳ ۳ ۵6119 ار تست یرون دنه سر ۱ سا زن‌مقنه۱ ۱ ۱۳۳۹۴ ۴۹-۲- نمودار حفاری تهیه شده توسط پیزوکون الکتریکی در منطقه نشست کرده در سینک هولی در فلوریدا [۳۱] ۷۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱۰-۲ اکتشاف مناطق و عوارض کارستی با استفاده‌از حفاری وقتی یک سازه مهندسی در منطقه‌ای طراحی و ساخته می‌شود. که‌احتمال دارد عوارض کارستی در آن مناطق وجود داشته باشد. نیاز به یک برنامه اکتشافی وسیعی داریم تا شرایط موجود در سطح زمین را مورد بررسی قرار دهیم. این امر با یک برنامه تحقیقاتی جامع زئوتکنیکی میسر خواهد بود. اگر منطقه مورد نظر دارای درزه» شکاف و سنگهای هوا زده باشدء اکتشافات باید بیشتر زیر سطحی باشد. حفاری مغزه‌گیری و یا نمونه‌گیری از خرده‌های حفاری شیوه‌هایی هستند که اغلب در این مناطق به کار می‌روند تا شرایط و خصوصیات زیر سطح زمین را به درستی مشخص کنند. بنابراین در نهایت مواردی که‌از طریق سایر روشهاء قابل اکتشاف و شکاف نمی‌باشند. به کمک حفاری مطالعه می‌شوند. زیرا قطعیت مطالعات معمولاً با انجام حفاری ۱-۱-۳ شسرایط موجود در زیر سطح زمین و چکالی اکتشاف شرایط موجود در زیر سطح زمین در محیطهای کارستی دارای دامنه تغییرات وسیع است. در مناطقی که سنگ بستر هوازده شده» در سطح به طور وضوح نمایان است. سینک هولها و سیستم درزها در سنگ بستر قابل تشخیص هستند. در اکثر مناطق شرایط موجود در فواصل کوتاهی ثابت است. این تغییرات زیر سطحی می‌تواند تأثیر مهمی در طراحی سازه‌های مهندسی و طول زمان اجرای آنها داشته باشد. و طراحی پایه‌های عمیق را با مشکل و پیچیدگی همراه سازد. برای جدا کردن غارهاء گودالها و زونهای نرم خاکی یا سنگ که در ناحیه عمق تأثیر پایه‌ها قرار دارند باید از مطالعات ژئوتکنیکی استفاده کرد برای شناسایی تمام این فاکتورها باید تحقیقات زئوتکنیکی بطور کامل انجام شود. و این تحقیقات نیز بر پایه اکتشافات زیر سطحی باشد. مقدار حجم اکتشاف در نظر گرفته شده از یک پروژه به پروژه دیگر فرق می‌کند. برای پروژه‌ها در مناطقی قرار دارند که انتظار می‌رود» سطح زیرزمین نامنظم باشد. و یا برای پروژه‌هایی که آثر متقابل بر روی شرایط زیر سطح زمین می‌گذارند و یا در یک حالت بحرانی قرا دارندء تعداد چالهای اکتشافی بیشتری مورد نیاز است [۴]. ۳-۱۰-۴۳ مفایسه حفاری با هوا در مقابل مغزدگیری در مناط ق کارستی پس از اینکه وسعت عملیات اکتشافی مشخص شد. باید عملیات اکتشافی را طوری پیاده کرد موّثر و اقتصادی باشد. فرض کنید می‌خواهیم حفاری را تا عمق ۳۰ متری انجام دهیم. چند عامل در انتخاب بهترین روش حفاری وجود دارد برای این منظور خاکهای گمانه‌های آزمایشی را با چاههایی که با فشار هوا حفاری ضربه‌ای) بدست می‌آیند. مقایسه می‌کنند. اکثر اطلاعات مفید.ء از آزمایش نمونه‌ها و مغزه‌های حفاری بدست می‌آیند. روشهای اکتشافی استاندارد شده هستند و نمونه‌هایی که از این روشها بدست می‌آیند اغلب به آزمایش گاه تحزیه و تحلیل ارسال می‌شوند و اطلاعات قابل اعتمادی مربوط به خصوصیات مواد موجود در زیرزمین نیز از این نمونه‌ها به دست می‌آیند. در اکتشاف به ندرت گمانه‌های آزمایشی بوسیله اکتشافات حفاری با هوا به طور کامل جایگزین می‌شود. هنگامی که شناسایی عمومی مواد زیر سطحی مورد نظر باشند. حفاری فقط با هوا فقط انجام می‌شود. همچنین در مناطقی که اکتشافات وسعت زیادی دارد. می‌توان از دستگاه حفاری با هوا استفاده کرد. که در زمان و وقت صرفه جویی خواهد شد. ولی با این حال حفاری با هوا معایبی نیز دارد که عبارتند از عدم ۷۹ -------- صفحهٔ بعد -------- کارایی خوب در داخل لایه‌های با ضخامت زیادء عدم امکان اخذ نمونه مغزه جهت آزمایش و عدم امکان چاه پیمایی و عدم کارایی خوب داخل سنگ بستری که شدیداً هوازده شده و دارای حفرات شماری که بوسیله رس پر شده‌اند. با وجود معایب بالا به خاطر اقتصادی بودن» سریع بودنء عدم احتیاج به آب جهت حفاری, قابلیت دسترسی آسان به لوازم حفاری و عدم احتیاج به لوله جداری در داخل سنگهای هوازده و حفره دار از روش حفاری با هوا در اکتشاف کارستها بیشتر استفاده می‌شود. به‌همین خاطر به آرائه توضیحی خلاصه در مورد این روش حفاری می‌پردازیم [۳۲]. ۳-۱-۲ اکتضاف حفاری با هوا در مناط ق کارسنی در هنگام حفاری با هواء اجرای آن باید بوسیله‌اپراتور با تجربه و بازرس حفار یا تکنسین کنترل شود. هر اپراتور حفار با تجربه می‌تواند اکتشاف با این روش را انجام دهد. در هنگام کار ارتباط بین کار و هدف بسیار مهم است. پیمانکاری که با وسایل حفاری با هوا کار می‌کند. هدفش تنها ایجاد یک گمانه است. و توجه کمتری به عمل حفاری و وجود حفرات و گودالها و آب زیرزمینی و غیره دارد. بنابراین به حفار باید توضیح داده شود که هدف, به غیر از به دست آوردن اطلاعات از مواد موجود در زیرزمین موارد دیگری را هم شامل می‌شود مثلاً اگر در ضمن حفاری به مناطق کم مقاومت و حفرات رسیدء توقف کند تا شرایط موجود در زیر زمین بررسی شود. یک تکنسین با تجربه باید عملیات حفاری و جزئیات لاگ هر چاه را مورد بررسی قرار دهد. همچنین تکنسین باید نوع فولاد و لوله‌هاء قطر سرمته» اتصالات و همچنین تمام عملیات مربوط به حفاری از جمله استفاده از هر آبی جهت کنترل گرد و خاک, اندازه واحد کمپرسور و لوله‌های حفاری را تا قبل از شروع حفر چاه ثبت کند. در طول حفاری و پیشرفت آن تکنسین مشاهدات خود را از موادی که در ضمن حفاری به دست می‌آید. یادداشت می‌کندء و در بعضی موارد یک ارزیابی ذهنی از خصوصیات موادی که به سطح زیمن برمی‌گردند. انجام می‌دهد. لاگ حفاری که بوسیله تکنسین پر می‌شود همچنین شامل سرعت پیشرفت حفاری و رفتار لوله (لرزش و انحرافات لوله‌های حفاری) نیز است. چون پیشرفت حفاری سریع است. بازرس حفار باید توجه زیادی به‌همه اعمال داشته باشد و افتادگی ناگهانی لوله‌های حفاری و یا هر تغییر در خصوصیات موادی را که به سطح برمی گردند.ء یادداشت کند علاوه بر این تکنسین باید قادر باشد سریعاً علائم حفرات, لایه‌ها و تغییر رنگ و غیره را ترسیم کند بدون اینکه لحظه‌ای از عملیات حفاری غافل شود. همچنین لاگهای حفاری خالی باید همواره در دسترس تکنسین باشد. یک روش مفید برای اندازه‌گیری لوله‌های حفاری این است که یک دسته لوله بر اساس طول مرتب شده و نزدیک دکل حفاری نگه داری شود تا بتوان در حین اینکه لوله‌ها داخل چاه فرستاده می‌شوند. ارتفاع آنها را نیز اندازه‌گیری کرد. در حفاری با هوا از یک چارت ثبت کننده می‌توان استفاده کرد. وسایلی وجود دارد که بر روی دستگاه حفاری با هوا سوار می‌شوند و شدت نفود را به طور مداوم ثبت می‌کنند. این وسایل اپراتور را قادر می‌سازد تا شدت حفاری را ثبت کند اما این داده‌های ثبت شده هنوز احتیاج به تفسیر دارند و یک اپراتور با تجربه باید چارت ثبت شده را با آنچه که به طور واقعی اتفاق افتاده» تصحیح کند. برای مثال وقتی که اپراتور حفار لوله‌ها را از ته چاه بالا می‌کشد تا سرمته را عوض کند یا یک لوله اضافه کندء این موارد باید در چارت لاگ ثبت شده اضافه شود. همچنین باید توضیح یادداشتها به سرعت به طوری که به وضوح قابل رویت باشند.ء در چارت اضافه شوند. ثبت کننده چارت در عمق اگر که در حین حفاری در داخل سنگهای سالم باشدء خوب کار ۸ -------- صفحهٔ بعد -------- می‌کند. اما لاگ گرفتن با چارت ثبت کننده در چاههای کم عمق که در داخل سنگهای شدیداً هوازده و دارای حفرات زیاد هستندء خیلی مشکل است. همچنین در چنین شرایطی حفار نیاز دارد که حفاری را در چندین مورد متوقف و دوباره شروع کند. در این صورت نگهداری لوازم حفاری خیلی مشکل خواهد بود. پر کردن لاگ چاههایی که بوسیله هوا حفاری شده‌اند. بوسیله یک تکنسین مجرب و با دقت کامل انجام می‌شود لاگهایی که از چاههای حفاری شده بوسیله هوا به دست می‌آیند می‌توانند با لاگهای چاههای مغزه‌گیری تصحیح شوند که این تصحیحات با توجه به محل ضعف. تغییرات سنگ‌شناسی و تغییرات در شدت حفاری انجام می‌شود [۳۲]. ۸ -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۲ -------- صفحهٔ بعد -------- فصل سوم تمهیداتی در مورد نمونه برداری و کاربرد روشهای مختلف در تعیین مشخصات سیستمهای کار ستی -------- صفحهٔ بعد -------- ۸۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۱-۳ آشنایی دو دلیل که باعث رشد و پیشروی درز و شکافها در سنگهای کارستی می‌شوند عبارتند از: الف- جریان آبهای زیرزمینی» که در یکپارچگی ساختار اثر گذاشته و باعث به وجود آمدن مجاری انتقال مواد می‌شود. ب- تداخل در یکپارچگی ساختار»ه که ممکن است در سنگها ایجاد زونهایی ضعیف کرده و باعث شکسته شدن و ریزش آنها شود. در پروژه‌های آب‌شناسی و مهندسی بایستی شکستگیها و حفرات موجود در داخل خاکها و سنگها شناخته شود. پهنای شکستگیهای مورد نظر از چند سانتی متر تا چندین متر و همچنین فاصله بین آنها از یک متر تا دهها یا حتی صدها بر آن غارها می‌توانند بوسیله هواء آب یا رسوبات پر شده باشند. تعیین منابع آب شهرها نیازمند جستجو و یافتن شکستگیهای بزرگ» غارها یا زونهای ترک دار و یا غاردار است. همچنین در محل پی ساختمانها و سدها احتیاج به شناخت شکستگیها و غارهای موجود در محل برای بهینه سازی زمین داریم. تعیین درست خصوصیات زمین‌شناسی و آب‌شناسی منطقه عامل مهمی در ارزیابی کار است. اگر ما درک درستی از زمین‌شناسی و آب‌شناسی محل داشته باشیم» پیش بینی جزئیات کار برای مهندسان آسان ترو راحت تر خواهد بود. درباره نحوه رفتار با شکستگیها و غارها به منظور فائق آمدن بر آزها اطلاعاتی کم وجود دارد. اکثر مطالعات مهندسان زمین‌شناس و آب شناس در بررسی زونهای شکستگی و غارها خلاصه می‌شود. در مطالعات کارست. مراحل علمی برای مقابله باگستره وسیعی از مسائل و مشکلات که در این مناطق ممکن است پیش آید. مورد بحث قرار نگرفته است. بنابراین ممکن است. که هیچ روش برای تعیین» به نقشه در آوردن و ارزیابی شکستگیها و کارستها وجود نداشته باشد. تعداد کمی از مهندسان تجارب کاری موفقی در این زمینه‌ها دارند. تعیین خصوصیات سنگ شکسته شده غارها و محیطهای کارستی با یک درجه اطمینان بالا مشکل است ولی علم و ابزار کافی برای حل این مسائل در دسترس است در این بخش فلسفه عملی مقابله با این مسائل و لیست بعضی ابزارهایی که برای تعیین خصوصیات این مناطق در شرایط پیچیده زمین‌شناسی وجود دارند و به صورت نتیجه‌ای از بخشهای قبلی ارائه می‌شود. ۲-۳ اثر وسعت و اندازه منطقه مورد بررسی در اندازه‌گیریها مدلهای چگونگی قرارگیری ترکها و مجاری کمبود آب که عموماً در سنگهای کارستی و درزه دار به وجود می‌آیند عبارتند از: لف - ترکها و یا مجاری که در فواصل نزدیک به‌هم بوده و یک مشکل هستند. ب - ترکها و یا مجاری که دارای فواصل زیاد بوده و غیر یک شکل هستند. ج - زون ترک دار محلی, که ترکها نزدیک به‌هم بوده و عموماً به‌هم مرتبط هستند و در زونهایی نیز از هم جدا هستند. چنین سیستمی در یک زون غاردار محلی نیز می‌تواندء به وجود آید. این مدلها در شکلهای ۱-۳۲ و ۲-۳ و ۳-۲ نشان داده شده‌اند. این مدلها در موارد زیر بکار می‌روند. الف - در تعیین صفحات شکستگیهاء ترکها و لایه بندی. ب - در تعیین صفحات شکستگیهاء ترکها و لایه‌های هوازده که در اثر حل شدن,» ترکها بزرگ شده‌اند. ج - غارهی بزرگ یا غارهای شبکه‌ای ۸۵ -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۱-۳- ترکهای یک شکل با فاصله شکل ۲-۳- ترکهای بافاصله زیاد که در اثر انحلال نزدیک بزرگ شده‌اند تعیین و تشریح غارها و ترکها با روشهای مرسوم نمونه برداری از جمله حفاری و نفوذسنج مخروطی مشکل است. بنسون" خاطر نشان کرده است که شرایط فضایی نمونه نقش مهمی در تعیین خصوصیات آن دارد. نلسون " پیشنهاد کرده است که برای تعیین هدایت هیدرولیکی سنگهای شکسته شده» فضای نمونه برداری حجمی ۱۰ برابر فاصله شکستگیها باید داشته باشد. کوئینلان " اثر فضاهای مختلف اندازه‌گیریها بر روی هدایت هیدرولیکی را تعیین و خلاصه کرده است. محققین یک سیستم فضایی برای تعیین خصوصیات شکستگیها پیشنهاد کردند. در اندازه‌گیری از یک مکان (یعنی یک گمانه) اما در مقیاسهای مختلف (حجمهای مختلف)» هدایت هیدرولیکی متفاوتی بدست خواهد آمد (شکل ۴-۳). برای مثال با آزمایش لوزن مقدار هدایت هیدرولیکی را از شرایط نزدیک میدان به دست می‌آوریم. در حالی که از آزمایش پمپاژز در ته همان چاه هدایت هیدرولیکی از شرایط دور از میدان به دست می‌آید. که این کار با استفاده از یکپارچه کردن حجم زیادی از خاک یا سنگ در اندازه‌گیری به دست می‌آید. اگر مقادیر این دو اندازه‌گیری مشابه هم باشند» می‌توان فرض کرد که محیط دارای شکستگیهای یک شکل و همگن است. ولی اگر مقادیر این دو اندازه‌گیری مختلف باشند (یعنی آزمایشات لوژن نفوذ پذیری کوچکتر از آزمایش پمپاژ را بدهد) می‌توان فرض کرد که منطقه دارای شکستگیهای غیر یک شکل و غیر همگن است [۲۳]. مثال ذکر شده تأثیر مقیاس اندازه‌گیری در هدایت هیدرولیکی در سنگهای ترک دار را نشان داد. بنابراین مقیاس اندازه‌گیریها در تعیین خصوصیات و شرایط موجود در زیرزمین یک عامل مهم و حساس است بحث زیر ما را به مفهوم مقیاس اندازه‌گیری و اثرات آن نزدیک تر می‌کند. توتش " و ساوتر" مفهوم مقیاس برای تیین خصوصیات مناطق کارستی و ارائه یک مدل را برای جریان آب زیرزمینی شرح دادند. مفهوم مقیاس در شکل ۵-۳ در یک سیستم ناهمگن نشان داده شده است که در این شکل 8 مشخصه ابعاد محل و ۲ مشخصه فاصله شکستگیها یا اندازه غارها و ۸ مشخصه مساحت یا حجم نمونه‌گیری است. در این مثال مقطع عرضی از شکستگیها یا سیستم کارست آب دار به طور ساده نشان داده شده است. سیستم ناهمگن 0 - | 0 - 2 ال - 3 10۵ -4 ۵۲ -5 -------- صفحهٔ بعد -------- نشان داده شده دارای شکاف به‌اندازه ‌ بوده که کوچکتر از فضای نمونه‌گیری ۸ است. بنابراین حر کت پنحره نمونه گیر ۸ یعنی انجام آزمایش پمپاژ در موقعیتهای مختلف باعث می‌شود که پارامترها بطور آهسته تغییر کنند و تغییرات ناگهانی در مقادیر به وجود نمی‌آید. را ان ی مه موونه سس یه 5 ۹ ی اس ۰ ود وم ۰ ۰ ۹ رسوا لها 19 9 ۰ ده ۰ 4 #۰ نیچ ۲ ۳ 1۹ ۱ .۰ ۰.9 ۱ پم ۸۸۶۸ و وهی م۱۸ عم ۳ 1هرو ‏ ,موسوم دیهد وه عم وغعم 2 ,821 ۵۲ ۵۲۱۵۱1۵۵ ۸۶۸۲۵۲ شکل ۳-۳- زون ترک دار شکل ۴-۳- تغییرات هدایت هیدرولیکی لایه کربنات آبدار که تابعی از مقیاس اندازه گیری است. شکل ۵-۳- مثال شماتیک از درجه بندی مقیاس وقتی که 2>۸ باشد. به علت بزرگ بودن پنجره نمونه‌گیر نمی‌توان انتظار داشت که ترکهای منحصر بفرد تعیین شود. اما با استفاده از پنحره نمونه‌گیر ۸ می‌توان هدایت هیدرولیکی به صورت بلوکی را اندازه‌گیری کرد. اگر روش اندازه‌گیری مطابق شکل ۶-۳ باشد (اندازه پنجره نمونه‌گیر ۸ کوچکتر از ۴ باشد) در آزمایشات لوژن تغییرات پارامتر زیاد خواهد بود. ۸۷ -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۶-۳- مثال شماتیک از درجه بندی مقیاس نمونه‌گیری وقتی که ۸ <۲ باشد. ۰ ۰.۰ ۱ ۰.۰ ۲ ی ۰ ۰۰ ۶ . ۰.۰ ی ۰ ۰ ننستچ و سامتر پیشنهاد کردند که می‌توان مسائل و مشکلات جریان را بر پایه مقیاس (یعنی نسبتهای ۸,5,۲) طبقه‌بندی کرد. مفهوم مقیاس که در بالا شرح داده شد.ء می‌تواند به صورت یک مدل تصویری از فضای قابل تغییر» برای به نقشه در آوردن شکستگیها و غارها می‌تواند انتخابی شود. اگر در یک روش حجم اندازه‌گیری بزرگ باشد. مقادیر اندازه گیری یک محیط همگن را نشان خواهد دادء در صورتی که اگر حجم اندازه‌گیری کوجک باشد. مقادیر اندازه‌گیری یک محیط ناهمگن را نشان خواهد دادء بنابراین دامنه وسیعی از اندازه‌گیریها با مقیاسهای مختلف وجود دارد که می‌تواند در تعیین و به نقشه در آوردن ترکها و غارها کمک کند. با استفاده از ترکسب روشهای مختلف درک درستی از کل ترکها و غارهای موجود در منطقهء می‌توان به دست آورد [۴۳]. ۳-۳ روشهای مختلف اکتشافی در جدول ۱-۳- فهرستی از روشهایی را که در حل مسائل مربوط به شکستگیها و غارها استفاده می‌شود.ء نشان داده شده است. این تقسیم بندی بر اساس وسعت فضای اندازه‌گیری است. روشهای موجود در لیست به ترتیب موارد استفاده از ناحیه‌های بزرگ به طرف نمونه‌های دستی مرتب شده‌اند. بعضی از روشها قابلیت اندازه‌گیری در مساحتهای مختلف را دارند. با توجه به جدول به سادگی می‌توان دریافت که عکسهای هوایی در تعیین شرایط منطقه هم در مرحله ناحیه‌ای و هم محلی می‌تواند موّثر باشد. بررسیهای مشاهده‌ای رخنمونها می‌تواند در محدوده وسیعی از ناحیه‌ای تا محلی مورد استفاده قرار گیرد. اندازه گیریهای گمانه‌ای انجام می‌شود. فقط اطلاعاتی از یک فاصله کوتاه در اطراف چاه را می‌دهد. لاگها و مغزه‌های حفاری اطلاعات نزدیک میدان از یک گمانه را ارائه می‌دهند که با برون یابی می‌توان اطلاعات را به یک منطقه بزرگ تر نسبت داد به طور کلی با توجه به جدول ۱-۲ می‌توان گفت که: الف - روشهای ژئوفیزیکی سطحی می‌تواند در اندازه‌گیری ناحیه‌ای» محلی و نزدیک میدان بکار روند. 1] 2 - 7 -------- صفحهٔ بعد -------- ب - از روشهای چاه پیمایی بین یک گروه از گمانه‌ها در اندازهگیریهای محلی و دور از میدان می‌تواند استفاده شود. ج - از اکثر روشهای چاه پیمایی در یک گمانه برای اندازه‌گیریهای نزدیک میدان استفاده می‌شود تعداد کمی از این روشها قابل اجرا در اندازه گیریهای دور از میدان هستند. جدول ۱-۳- روشهای مورد استفاده در تعیین محل شکستگیها و حفرات بزرگ با توجه به وسعت منطقه [۳۳] اس که ۲ ازتومورفووزی و زن آار گ ا ک ع ا ۳ دضهای ژففزی سح اک با اش لا لا ۵ شافات سضو ‏ اک با ۶ شاه ترش با اس دس که ال سس که یسک اک هه هه کا کل لا را تا لماح یسانش‌نیمز یاهکالو یرافح ۱ هس ۴-۳ اندازه‌گیری از راه دور و روشهای زئوفیزیکی اندازه‌گیری از راه دور و روشهای زئوفیزیکی شامل گستره وسیعی از روشهای هوابرد و روشهای سطحی (که در مناطق خشکی و پوشیده از آب کاربرد دارد) است. که مانند روشهای اندازه‌گیری گمانه‌ای در تحقیقات زمین‌شناسی زیر سطحی و تعیین شرایط هیدرولوژی کاربرد دارند. فضای نمونه برداری در این روشها از خیلی بزرگ (برای هوابرد) تا متوسط (برای روشهای سطحی) تا کوچک (برای روشهای چاه پیمایی) تغییر می‌کند. اکر این روشها می‌تواند در تعیین و به نقشه در آوردن خصوصیات ترکها و غارها بکار گرفته شودء اما یک روش به تنهایی نمی‌تواند در تهیه یک مقطع و تعیین خصوصیات مورد نظر زمین جواب گو باشد. درجه موفقیت در یک کار اکتشافی به طور مستقیم با انتخاب مناسب روشهاء اجرای روشهاء تلاش و مهارت در یکپارچه ۸٩ -------- صفحهٔ بعد -------- یکی از مهم ترین موارد استفاده از اندازه‌گیری از راه دور و روش ژئوفیزیکی مشخص کردن شرایط آنومالی است. اهداف این کار تحقیقاتی در متمرکز کردن برنامه‌ها از جمله اندازه‌گیری محلی» حفاری» چاه پیمایی» بررسیهای ژئوفیزیکی» نمونه‌گیری از زمینه و آنومالی خلاصه می‌شود. این برنامه باعث رسیدن به توصیف منطقی از خصوصیات محل و به حداقل رسیدن موارد ۱-۳-۳ روسهای هوابرد روشهای اندازه‌گیری از راه دورء هوابرد و قمر مصنوعی (شکل ۷-۳)» به علت پوشش زیاد در زمان کوتاه و هزینه کم می‌تواند در تحقیقات بطور شایسته‌ای مورد استفاده قرار گیرد قسمت ب جدول ۲-۲ شامل هوابردی است که در تعیین زونهای شکسته و غارها می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. روشهای هوابرد در مطالعات ناحیه‌ای و محلی قابل استفاده هستند. روشهای تصویری (شامل عکسهای سیاه و سفید. مادون قرمز کاذب. مادون قرمز حرارتی و 51۸14) تصویری از محل مطالعه و اطراف آن ارائه می‌دهند. تصاویر بدست آمده‌از این روشها به ما اجازه می‌دهند قسمتهایی از سطح زمین را به صورت سه بعدی مشاهده کنیم. تصاویر حاصل از روشهای هوابرد اولین ابزار برای تعیین شکستگیها و غارها هستند. اما این تصاویر اطلاعات دقیقی را از زیر سطح به ما نمی‌دهند. همچنین روشهای تصویری هوابرد در تعیین و مشخص کردن ساختارهاء شکستگیهاء گسلهاء سینک هولها و خصوصیات ریزشی دیرینه مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای مثال با این روشها می‌توان زون ترک داری (شکل ۳-۲۳) که در اثر افزایش تخلخل ثانویه و بالا آمدن سطح آب زیرزمینی به طور ناگهانی ایجاد شده است را مشخص کرد. عکسهای هوایی یکی از ابزارهایی است که به دلیل قابلیت دسترسی آسان به آن می‌توان در بدست آوردن اطلاعات اولیه از آزها استفاده کرد [۲۳]. روشهای هوابرد غیر تصویری شامل الکترومغناطیسی» مغناطیسی و رادیومتری در تعیین شرایط زیر سطح زمین مورد استفاده قرار می‌گیرند. اما از این روشها برای تعیین غارها و ترکها و به نقشه درآوردن آنها استفاده نمی‌شود. زیرا این روشها دارای خطوط برداشت با فاصله زیاد هستند که در تعیین ترکها و غارها نمی‌توان از این خطوط استفاده کرد و هچنین تحزیه و تحلیل این روشها برای شناخت ترکها و غارها ممکن نیست. اما روشهای مذکور می‌توانند اطلاعاتی از شرایط زمین‌شناسی و هیدرولوزی منطقه را ارائه کنند. ترکیب روشهای تحقیقاتی می‌تواند زمینه‌ساز تهیه نقشه کامل منطقه باشد که زونهای ترک دار شکل ۷-۳- روش اندازه‌گیری از راه دور و هوابرد -------- صفحهٔ بعد -------- که هصی شکل ۸-۳- نحوه اجرای روشهای زئوفیزیکی سطحی روشهای هوابرد معمولاً برای مناطق بزرگ و یا مناطقی که دسترسی به آنها آسان نیست استفاده می‌شود. این روشها برای مطالعات ناحیه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند. و پایه‌ای برای تحقیقات بعدی در منطقه به صورت محلی هستند همجنین این روشها ارائه دهنده ایده کلی برای درک و شناخت زمین‌شناسی و ژئوموفولوزی محل هستند. شناخت آلگوی ناحیه‌ای ترکها پایه‌ای برای شناخت جزئیات منطقه به صورت محلی است. اندازه‌گیری از راه دور عکسهای هوایی می‌تواند در تعیین ترکهاء شکستگیها و غارها به طور غیر مستقیم بکار رود» و سپس روشهای چاه پیمایی و زئوفیزیکی سطحی در تعیین شکستگیها و غارها به طور مستقیم تحت شرایط معین و به طور غیرمستقیم تحت دیگر شرایط استفاده می‌شود (بنسون ) [۳۳]. ۳-۳-۳ روسهای ژئوفیزیک سطحی گستره وسیعی از روشهای ژئوفیزیکی سطحی و ابزارهای قابل دسترس برای کمک به شناخت و به نقشه درآوردن ترکها و غارها و تشخیص شرایط زیر سطح زمین (شکل ۸-۳) وجود دارد. کاربرد این روشها بوسیله محققین زیادی شرح داده شده است. روشهای ژئوفیزیکی سطحی در خشکی و دریا کاربرد دارند. روشهای ژئوفیزیکی سطحی فضای کمتری را در واحد زمان نسبت به روشهای هوابرد پوشش می‌دهند. این روشها قدرت تجزیه و تحلیل و تعیین ترکهای کوچک را بهبود بخشیده و اطلاعاتی نیز از سطح منطقه ارائه می‌دهند. در این روشها سرعت پیمایش و اندازه‌گیریها گاهی به بیش از چندین مایل در ساعت می‌رسد. در وضعیتهای معین با استفاده از این روشها می‌توان کل منطقه را به طور اقتصادی پوشش داد. محدودیت و عیب اصلی همه روشهای ژئوفیزیکی سطحی کاهش قدرت تجزیه و تحلیلی با افزایش عمق است. مقیاس می‌تواند در طراحی مطالعات ژئوفیزیکی برای تعیین شکستگیها و غارها استفاده شود. در این روشها اگر مساحت نمونه بزرگ باشد (یعنی ۸ بزرگتر از ۴ باشدء شکل ۵-۳)» امکان تعیین دقیق فضای شکستگیهای چندگانه یا سیستم غارهای بزرگ میسر خواهد بود. و اگر مساحت نمونه کوچک باشد (یعنی ۸ کوچکتر از ح باشد. شکل ۲-۳ امکان تعیین ترکها و غارهای مجزا میسر خواهد بود و این مورد در صورتی است که شکستگیها ترکها داخل زون اندازه‌گیری ۱۳-1 ۹00 ۹۱ -------- صفحهٔ بعد -------- جدو ۰ ۳-۴۳ جدول ۲ قرار گیر لزوم ایز اندازه گیر البته این ل ۳-۳- روشهای هوابرد و زئوفیزی -۱ روئسهای ژئوفیزیکی برا ی استفاد -۲ شامل تعدادی از روشهای زئوفیزیکی . ی سریع را در یک منطقه دارند. از آن ح< روشها را می‌توان به طور اقتصادی در مناط کی سطحی مور ناحیه‌ای ۵ در خشسکی سطحی است که د ن دهند. بعضی از مله می‌توان از رود لق بزرگتر (مقیاس 1۲۳ د استفاده در تع ر تعیین ترکها و ۶ روشها به علت | ناحیه‌ای) اما با پوش : س ۰ مره ۵ دور از میدان ارها در خشکی می د استفاده قرار می؟ ندازه‌گیریهای پیو غناطیس,» ۷1.۳ و و غارها [۲۳] نردیک به میدان تواند مورد استفاده پرند که در صورت رادیومتری نام برد. ۰ به کار برد. -------- صفحهٔ بعد -------- اکثر روشهای ژئوفیزیکی سطحی قابل کاربرد در تحقیقات در مقیاس محلی و دور از میدان هستند. اما تعداد کمی از آنها از جمله رادار 5۳ » مادون قرمز و روشهای گرمایی در اندازه‌گیریها در مقیاس نزدیک میدان نیز کاربرد دارند که‌این به دلیل قدرت تجزیه و تحلیل بالا و روش کار آنها است. در روشهای ژئوفیزیکی سطحی اگر ترکهاء شکستگیها و جدا از هم داخل فضای اندازه‌گیری کوچک ۸ قرار بگیرند. آشکار کردن و تعیین آنها امکان پذیر خواهد بود. برای مثال رادار نفوذی در زمین که بالاترین قدرت تجزیه و تحلیل را در بین همه روشهای زئوفیزیک سطحی دارد. قادر است که در تعیین ترکها و غارهای مجزا مار ار یاری کند. روشهای ژزئوفیزیکی که دارای حجم نمونه‌گیری کم (چگالی زیاد ایستگاههای برداشت) هستند» امکان تعیین ترکها و شکستگیها که فاصله کمی از هم دارند را نیز میسر می‌کنند. برای مثال کارستهای پراکنده را می‌توان بوسیله روشهای زئوفیزیکی الکتریکی (الکترومغناطیس و مقاومت ویژه) مورد بررسی قرار دارد. حتی اگر در منطقه‌ای پدیده کارست انتشاری در داخل شکستگیها و ترکها اتفاق افتاده باشدء و مقیاس آندازه‌گیریهای ژئوفیزیکی آلکتریکی به نسبت فاصله ترکها خیلی بزرگ باشدء علیرغم فاصله نسبتاً کم ترکها نسبت به حجم نمونه‌گیری باز هم می‌توان از روشهای الکتریکی برای تشخیص این مناطق استفاده کرد. در چنین حالتی جریان منتشر شده» داخل فضای ترکها و شکستگیها معادل تخلخل محیط در نظر گرفته خواهد شد. مادامی که‌از روشهای ژئوفیزیکی الکتریکی در تعیین زونهایی که جریان در داخل آنها منتشر شده استفاده می‌شود. امکان تعیین مجراهای بزرگ که در چنین محیطی نخواهد بود. در این حالت برای دست یابی به‌هدف, لازم است که‌از روشهای دیگری استفاده شود. در روشهای ژئوفیزیکی سطحی دینامیکی آرایه‌های مختلفی قابل اجرا است. برای مثال در روش لرزه‌ای انعکاسی می‌توان از آرایش بادبزنی (برای تعیین غارها)» اندازه‌گیری جهت یابی شکستگیها و یا روش پروفیل (برای تعیین شکستگیها و غارها)» اندازه‌گیری جهت یابی شکستگیها و یا روش پروفیل (برای تعیین شکستگیها و غارها) در مطالعات استفاده کرد همچنین در روش مقاومت ویژه می‌توان از روش سونداژ زنی یا پروفیلزنی و همچنین اندازه‌گیری آزیموتی به منظور جهت یابی شکستگیها و ترکها استفاده کرد. در روش مقاومت ویژه از آرایه‌های مختلفی از جمله آرایش بریستو برای تعیین غارها یا آرایه باکس برای اندازه گیری آزیموت شکستگیها و ترکها استفاده می‌شود. ۳-۳-۴-۳ روسهای ژئوفیزیکی برای مناطق دریایی جدول ۳-۳ لیست تعدادی از روشهای ژفیزیکی را نشان می‌دهد که ممکن است. در مناطقی که بوسیله آب پوشیده شده استفاده شود. اکثراً این روشها می‌توانند در مناطقی که آب به داخل شکستگیهاء ترکها و غارها نفوذ پیدا کرده از جمله در محل سدها و دریاچه‌های مصنوعی مورد استفاده قرار گیرند. همچنین این روشها می‌توانند برای تعیین محل پی سازه‌هاء و همچنین بررسی آلودگیهای به وجود آمده در محیط زیست مورد استفاده واقع شوند. از روشهای هوابرد می‌توان برای اندازه‌گیری جریان آب و همچنین جریان آبهایی که به داخل شکستگیها و غارها نفوذ پیدا می‌کنند. بوسیله ردیابهای رنگی و عکس برداری از آنها در مناطق پوشیده شده از آب (دریایی) استفاده کرد. بعضی از روشهای ژئوفیزیکی سطحی (مقاومت ویژه» پتانسیل خودزا, لرزه‌ای انعکاسی و انکساری) می‌تواند در محیط آب شیرین یا شور مورد استفاده قرار گیرند. اما بعضی از روشها مثل رادار و در شرایط آب شور عمل نمی‌کنند. اما هر دو روش می‌توانند در محیطهای آب شیرین مورد استفاده قرار گیرند. ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- روش از دستگا روش مذ می‌شود.ء فوتی با از شرایط . ,رادار در آب شیرین و در داخل دریاچه و رودخانه‌های پوشیده از یخ به طور موْثری عمل می‌کند. با استفاده از روش جی دریا و یا اقیانوس می‌توان یک نقشه از عمق آب و توپوگرافی کف دریاها و یا اقیانوس تهیه کرد. سپس با استفاده کشف شرایط زیرزمین بوسیله امواج صوتی می‌توان تصویری از ته دریا با قدرت تجزیه و تحلیل بالا را ارائه داد. دو کور می‌توانند» در تعیین زونهای نفوذپذیر که باعث نفوذ آب و رسوبات به داخل آنها و ایجاد اغتشاشات در محل مورد استفاده قرار گیرند. روش پروفیل لرزه‌ای انعکاسی یک مقطع عرضی از رسوبات و سنگها در عمق ۱۰ تا ۱۰۰ قدرت تجزیه و تحلیل بالا را ایجاد می‌کند. که با استفاده از این پروفیلها می‌توان سطح روی سنگها و الگوی ها و حتی زونهای کارست دیرینه را مسخص کرد. ابزار و تجهیزات این روشها می‌توانند در قایق جای داده, شوند یا ق یدک کشیده شوند (شکل ۳-)). اگر این تجهیزات پشت قایق و نزدیک ته آن یدک کشیده شوندء پروفیل پیوسته‌ای ته دریا بدست می‌اید. همه‌این روشها مشترکاً در مقیاس محلی مورد استفاده قرار می‌گیرند. جدول ۳-۳- روشهای زئوفیزیکی مورد استفاده در تعیین زونهای شکسته و حفره دار در محیطهای پوشیده از آب و گستره کاربرد آنها [۲۳] شش که رلارفززی ‏ ا اک کا یا با ات اک هه که و و ری کر ی که خ ‏ اک اک ۴ اس سا ی ی ۹ فوا ‏ ا اک اک ۴ سا اک اک اک اه ۹۴ -------- صفحهٔ بعد -------- تعداد کمی از روشهای اندازه‌گیری در اب در مقیاس نزدیک میدان کاربرد دارند که یکی از آنها روش تلویزیون است که دارای قدرت تجزیه و تحلیل بالایی است اما دامنه کاربرد آن به دلیل محدودیت قابلیت دید در آب کم است. بنابراین از روش مذکور فقط به عنوان نمونه می‌توان در مناطق کوچک استفاده کرد. اندازه‌گیری مستقیم خصوصیات آبها از جمله حرارت» شدت جریان» هدایت الکتریکی و پارامترهای شیمیایی آب بوسیله نمونه‌گیری در نقاط مختلف می‌تواند برای تشخیص زونهای نفوذپذیر و محل نشت جریان آب به داخل شکستگیها مورد استفاده قرار گیرد. اما اندازه‌گیریهای مرکب می‌تواند برای نمونه‌گیری مناطق بزرگ به کار رود. تج یکی شکل ۹-۳- روشهای ژئوفیزیکی دریایی که‌گیرنده در سطح یا داخل آب شناور بوده و یک پروفیل پیوسته‌ای از بستر دریا ارائه می‌دهد [ ۱۳۳ قابلیت روشهای رئوفیزیکی سطحی در تعیین شکستگیها غارهای ساده و محزا (زشکل ۱۰-۳) که‌اغلب به ندرت در طبیعت اتفاق خروجی مجرای آب می‌باشد. بنابراین شناخت طبیعت موجود در محل برای انتخاب کمترین تعداد روشها به منظور حل آن در مباحث ژئوفیزیکی به طور نظری گفته می‌شود که یک غار واقع در عمقی به اندازه چندین برابر قطر آن با استفاده از شده در سنگ. نفودپذیری ثانویه یا اثرات شیمیایی باعث به وجود آمدن یک هاله اثر اطراف غار می‌شود. که این هاله در آشکار کردن غار به وسیله روشهای ژئوفیزیکی کمک موْئری می‌کند. وجود هاله. عمق تئوری قبلا ذکر شده را از ۱/۵ تا ۲ برابر افزایش می‌دهد (شکل ۱۱-۳) وجود شکستگیهاء ترکهاء غارها و سطح لایه‌ها (شکل ۱۲-۳) در یک منطقه امکان اکتشاف و ۹۵ -------- صفحهٔ بعد -------- تشخیص آنها را در عمق بیشتر میسر می‌کند. به علت وجود این عوامل و بهبود تجهیزات» محدودیتهای تشخیص این ساختار کاهش یافته است. بنابراین آمکان تشخیص غارهای کروی در عمقی بیش از ۶ تا ۸ برابر قطرشان و غارهای طولی بیش از ۰ برابر قطر آنها به وسیله روشهای ریز ثقل سنجی میسر شده است (باتلر) [۲۳]. علاوه بر آن وجود شاخصها و نشانه‌های این ساختارها در سطح زیمن یا نزدیک سطح زمین امکان تعیین غارها و شکستگیها را در عمقی بیش از عمق قدرت تجسس عملی روشهای زئوفیزیکی سطحی فراهم می‌سازد (شکل ۱۳-۲). شکل ۱۰-۳- یک غار کروی که به طور تئوری امکان آشکار شدن آن در عمقی چند برابر قطر آن میسر است [۳۳] شکل ۱۱-۳- وجود یک هاله در اطراف غار امکان تشخیص آن در عمق بیشتر میسر می‌سازد [۳۳] ۹۶ -------- صفحهٔ بعد -------- آ رخ سردم تمه شکل ۱۳-۳- وجود یک سیستم غار امکان تشخیص آن را در عمق زیاد میسر می‌سازد [۳۳] ی ۱ مالس شکل ۱۳-۲- وجود علائمی از سیستم غار امکان تشخیص عمقی بیش از عمق تنوری روشهای زئوفیزیکی میسر می‌سازد [۳۳] اولین عامل در تعیین دقیق خصوصیات یک محل تعداد نقاط نمونه برداری مورد استفاده است. با استفاده از روشهای اندازه‌گیری که دارای سرعت نسبتاً زیادی هستند. می‌توان چگالی نمونه برداری را افزایش داد. همجنین روشهای معینی وجود دارندء که سرعت نمونه برداری آنها در طول یک پروفیل به بیش از چندین مایل در ساعت می‌رسد. بنابراین با افزایش چگالی نمونه برداری می‌توان» احتمال کشف آنومالی (شکستگیها و غارها) را افزایش داد و در نتیجه‌اطلاعات دقیق تری از خصوصیات و شرایط زیر سطح زمین به دست آورد. ۹۷ -------- صفحهٔ بعد -------- سازمان مختلف که در این محل کار می‌کردند. مطالعاتی انجام شد که نتایج آنها با شکست مواجه شد. سپس مطالعاتی که با روش ژئوفیزیکی ۳۸ جهت تعیین رسانایی الکتریکی انجام شدء وجود شکستگیهای بزرگی را در لایه زیپس (شکل ۱۳-۳) درست بعد از یک خاکریز نشان داد. معا با و۶ 0 شکل ۱۴-۳- تأثیر ترکها بر مقدار رسانای الکتریکی در یک لایه ژزییس [۳۳] ب - اختلاف لازم برای اندازه‌گیری یک پارامتر بر عکس روشهای نمونه برداری و آنالیز مستقیم که شامل آنالیزهای آزمایشگاهی از نمونه‌های خاک یا آب هستند. روشهای ژئوفیزیکی که اندازه‌گیری خصوصیات فیزیکی بر جای سنگ و خاک را شامل می‌شوند. تأثیری در محیط مورد آزمایش نمی‌گذارند. موفقیت یک روش ژئوفیزیکی بستگی به اختلاف خصوصیات فیزیکی مورد نظر بین آنومالی (یک شکستگی یا غار) و سنگ زمینه دارد. اگر اختلاف موجود غیر قابل اندازه‌گیری باشد. تعیین هدف غیر ممکن است. حتی اگر مقیاس اندازه گیریها درست انتخاب شده باشد. ج - نسبت سیگنال هدف به پارازریت نه تنها باید بین خصوصیات هدف و زمینه‌اختلاف وجود داشته باشد. بلکه باید شرایط زمینه‌همگن و یا نسبتاً همگن باشد. تا نسبت سیگنال به پارازیت مناسب باشد تا بتوان نتایج مفیدی را به دست آورد. هدف مورد نظر (یک حفره یا شکستگی) باید دارای یک اندازه مناسب نسبت به عمقی که در آن قرار گرفته است باشد. تا امکان آشکار سازی آن میسر شود. هر چه نسبت اندازه هدف به عمق کوچک تر باشد» تعیین و آشکار سازی آن مشکل تر و حتی غیر ممکن است. سه عامل (اختلاف خواص هدف و زمینه, اندازه هدف و عمق هدف) پارامترهای مهم در مطالعات رُئوفیزیکی برای تشخیص شکستگیها و غارها هستند. ۹۸ -------- صفحهٔ بعد -------- د- استفاده از علائم و نشانه‌های سطحی و نزدیک سطح در اکثر حالات, شکستگیها و غارها در ورای قدرت تجزیه و تحلیل روشهای ژئوفیزیکی سطحی قرار دارند. اما خوشبختانه. غارها و شکستگیهایی که در عمق زیادی قرا ردارندء اغلب نشانه‌ها و علائمی از وجودشان در نزدیکی سطح دیده می‌شود. وجود چنین نشانه‌هایی نزدیک سطح می‌تواند به کار گرفته شودء تا عمق نفود روشهای ژئوفیزیکی سطحی افزایش یابد. به طور مثال وجود علائم مشخصه در روی عکسهای هوایی شواهدی از وجود سیستمهای ترک و شکستگی دار در عمق زیاد را ارائه می‌کنند. این مشخصه‌ها بوسیله الگوی رشد و نمو گیاهان آشکار می‌شوند. در چنین حالتی غارها یا شکستگیها به طور مستقیم مشاهده نمی‌شوند اما وجودشان بوسیله الگوی رشد و نمو گیاهان مشخص می‌شود. ریزش خاکها به داخل غارها و ایجاد نشست در آن منطقه, از نشانه‌های سطحی و نزدیک سطح وجود غارها هستند. استفاده از نشانها و علائم سطحی و نزدیک سطح به دلیل اینکه وسیله‌ای است موّنر و با سرعت زیاد و هزینه کم» می‌تواند در ارتباط دادن بین روشهای تصویری هوابرد و روشهای ژئوفیزیکی سطحی با نمونه برداری پیوسته. از جمله رادار» الکترومغناطیس و اندازه‌گیری اشعه‌گاما موْئر باشد. ۳-۴-۳ روسهای جاه پیمایی برعکس روشهای ژئوفیزیکی سطحی که با افزایش عمق قدرت تجزیه و تحلیل آنها کاهش می‌یابد. قدرت بررسی روشهای چاه پیمایی بستگی به عمق ندارد. علاوه بر آن داده‌های اکثر روشهای چاه پیمایی دارای قدرت تفسیر بالایی در تمام طول چاه می‌باشند. اگر گمانه و چاه در منطقه مورد مطالعه وجود داشته باشند, هزینه چاه پیمایی نسبتاً پایین خواهد بود جدول ۴-۳- فهرست بعضی از روشهای چاه پیمایی که در تعیین شکستگیهاء ترکها و غارها مورد استفاده قرار می‌گیرند. را نشان می‌دهد. اکثر روشهای چاه پیمایی و دیگر روشهای گمانه‌ای محدود به استفاده در مقیاس نزدیک میدان و یا نمونه‌گیری و اندازه‌گیری از دیواره چاه هستند (دایره‌ای به شعاع ۰/۵ تا ۳ فوت اطراف گمانه, شکل ۱۵-۳). اکثر روشهای چاه پیمایی احتیاج به یک گمانه پر از آب یا گل حفاری دارند. از بعضی روشها از جمله لاگهای قطرسنجی, تلویزیون و غیره به طور غیر مستقیم در تعیین شکستگیها و غارها استفاده می‌شود. در دیگر روشهای چاه پیمایی با اندازه‌گیری تغییرات تخلخل می‌توان شراط آنومالی و وجود شکستگیها و غارها را مشخص کرد (یعنی افزایش تخلخل می‌تواند دلالت بر وجود یک سنگ با شکستگی و ترک زیاد باشد.). بعضی از روشهای چاه پیمایی همچون پتانسیل خودزاء دما و هدایت الکتریکی به حرکات مایعات داخل شکستگیهاء ترکها و غارها واکنش نشان می‌دهند. و به‌این ترنیب می‌توان پی به وجود آنها برد. تعداد کمی از روشهای چاه پیمایی برای اندازه‌گیری در مقیاس دور از میدان به کار می‌روند. که در این حالت قدرت تشخیص در فاصله ۱۰ تا ۵۰ فوتی و در حالت محدود تا ۱۰۰ فوتی با بیشتر است. که بستگی به‌اندازه غارها و اختلاف گرانی یا بیشتر از یک گمانه قرار دارد.ء استفاده شود و در روش آندازه‌گیری بین دو گمانه این فاصله دو برابر می‌شود [۲۳]. ۹۹ -------- صفحهٔ بعد -------- ۰ #* در این جدول ۴-۲- چاه پیمایی مورد استفا روشهای چاه پیمایی داخل گمانه روشهای چاه پیمایی از بالا به ته‌گمانه روشهای چاه پیمایی از یک گمانه به‌گمانه دیگر روش از گمانه‌های پر شده از آب یا گل حفاری استفا در تعیین زونهای ۰+ ۱۰ ۸ : ۳۳1 سا سا سا سا سا سا ی ی ی ی ی ی ی سا سا سا سا سا سا سا سا -------- صفحهٔ بعد -------- شکل ۱۶-۳ در اندازه‌گیری از سطح به داخل شکل ۱۷-۲- روش اندازه‌گیری بین دو گمانه [ ۳۳] گمانه فاصله تشخیص زیاد می‌شود [۳۲] ۱۰۱ -------- صفحهٔ بعد -------- فهرست منابع ۱- "صورنجلسه های کمیته زمین شناسی مهند سی* . دفتر استانداردهای آب وزارت نیرو ,۰۱۳۷۷ ٩۶ 32750‏ 1۷۵۵1۵۵۳ 20 بح مام دوع . 1988 ,۷/۰۵ , 2-۷/۵۱۸۵ . 40 , 0۳۲695 ۳۱۷۵۲۹۱۷ 02۵۲۵ * ۲۵۵ .۰1992 /۷ .۳ , ااعب0ل 2/16 200 . ۰ ۳.۸ ر 12 آر. 5 رو قصدل۸ -3 1 41 3۳۳۵۵۰ ۰ 0069۳176 و 2/127891006 و عالد ۷۷۵۲ ا[52 ۱۱۵۵ ۵ 0۵:05 5۰ مل2 ۵۷۵۲۵۲۱5 2۲0۵ ۹۵۸ ۲00۲۰ 0 7 آ۲آ۷275 ۵۲ 5اعع230 ۵۵1۵۵۵۵ .1988 .ا2 برتدانگ -4 ٩1 ۵3۷1| 6811166۲5, ۳16۷۷ ۰‏ 500۵ ۰- دفتر مشاورین سد لار , ۱۳۹۸ " فرار آب از مخرن سد لار * . مجله آب . شماره ۰۵ . -٩‏ کمیته کارست و سا زند های سخت ۱۳۷4۰" دستورالعمل برنامه های کمیته کارست در .ال ۹ * وزارت نیرو . ْ ,۸ .۸ بع 3۷7086010 اد .1987 ۷۷۲ ۷/۸1۵۵ 20 8.۳ 860 -7 ۱ 3( ۰ م20 کع6ل[ع0 ۳۲۵۹1۵۵ * . 1950 بر بل ۵ و 5۳۳۵۵۵ -8 ۰ 40 ,۱۷۵۲۶۱ 0۲۵ 60 ۲06( .1987 . ۲۸6۲ 0 802۵۲0 2060 کعام‌عع51 ۷/۰ 1200 -9 ماع ۱۶۹8 ۷۵۱۵۶ ۹۳۹۵۳۵66 ۹۱۵10۳ ۵۲ 021601۵۵ ۲۵۱1۵۵۱۵۵ 06 ۵۶۳3525 ۱31۷۵۲۹۱ 200 ۹۳۷۵۷ [2عع امعم ۳۵۳۶۵۹ ۰ 1۱۵65 5۸لا [0عع 1984.15 و ۱/1206 ۳۰1۰ 200 ۳۵۲۵۷۱ ۳۰۸۵ ۳۵۵۵۵6 67اع۳ - 10 6عالبج؟ 71۵1601100 5613016 * ور 5ااش۱/123330105 1۵۱۵ ۷/۵۵۵۵ و ۹۳۷۰ 5۵1۲ ۳۱۵۲1۵2۵ 1۵ 11651065 200 65[ لاد ۱- کمیته کارست و سازندهای سخت کشورو با همکاری کارشناسان ژئوفیزیک .مدیریت آبهای زیرزمینی یمه دستورالعمل انتخاب روش بررسیهای ژئوفیزیکی سطحی در مطالعات منابع آب کارستی وسازندهای سخت "" وزارت نیرو ۳۴۶ ۵۲۹۱۱۵۲۵۱۵۵۷ .1988 0 .۸ ,2۸11۵0۷۶ - 12[ ۸۵01102110 ** 1986۰ و ۳۵۵۵22۵ ۳۰ داش وه انهیگ با هام10 -13 65 173160 1۵ 20۵5 120206 ۵۵۵ ۵ ۹۵۵۵ ۲۹۱۹11۷۱ 61606۵1 ,5 .لآ , [[5۷ع021 , ۳1۵۲1۵2 ۵۲ ۱۵۱۷۵۲۹۱۱۷ , بزامعع ۵1 0602100۱ ۰ 2120171221 ۵1 ۲۵۷۱۵۷ - 0۲۵0101100 0[65 رگ ۱۹۵4۰ , ۷/۵۳۵۲ ۳۳۵۲۵۲۵ - 14 ۰ .5 بلآ, ۷:2۵ ۷۷۵۹۱ د 1۵۲820110۷۷ ۲, دکاکرا2 2 ۰۰820 16۱۵۵۹ ۲۵51511۷12 40 001071121 5۵۱۲ ام عکن 1۵ .1987 ,۷۷۰ 12 ‎٩۱16۲‏ و۸ ۴۸ (۳۲۵- 15 65 2751 1 ۲۵16 110۷ 200 02116165 110۷۷ ۷/۵1۵۲ ۹سا ع ۵۲ 00۵ع1ع01 ۱۵ ۰ .5 .لآ ۷۱۲۵1۱۵ 671۵ع 61 [(0۷ 01 1ع )م0602 [۷۵۲11۵۵ ۵۶ 1796" .1987 , 51 .نا رد0 200 ارگ با 25ا م10 16-۲ 51 دا ۷۵۱۵5 01550101105 ع66 27-۹۳12 0461601 ۵ا کاکواهن2 2301201 ۲2۷ 22 ۱۰۲ -------- صفحهٔ بعد -------- ,۳1۵۲102 اه 1۷۲۹۱۷ و008 عع ۵۶۲ ۵4۵0271۵۱ ۰ 1۵۲۲۵۹ 5.۸ .]1 ۰3110۲ ]1987.۰ , ۳۵۱۵۵۵۶ .71 11۷6 0ن2 ۳۵۵۵۵ 7.2/0 ک دص -17 ع6ع6ل[ ۶0100 1 ۲۵1۲65 0۱12096 200 50146066 #صصم آهاا 00 12611۵۴5 ۹6۳۶۱۱۵ ۲۳۵۱۵۱۵ ۶ ۲00۵5 6 ۴ 270011621105 ددع0 ۳ ۵۵110۲65 3۵۵۲۹۵0۵ و 70002 18۲ اطنام آهعنساعع) 06021 ۸57 1۳۵۶۳1۹۹۵۵۰ 2اهل ۲۳۵۲۵ هد که 1988 1008 200 ۸۶905161 * .1987 ,۷۵۵۳ با 200 0 ۸ ,8360500 -19 (. .۳ .60) ۲۵027 06616721108 2۲0۵ ۹18 ۹۹1۵66 ۵۶ 1۵1۱۵۳۱۵۵ 7 و ۷7.1 ,۷71180 200 .3/1 و 5۷۷6۵0 ب 5 .85 ,۳۵ و۳ 8 با0ع8 - 20 7 5616021105 5116 دز 270 ۱۵ 1۲۳01065 ۲3027 06616۲215 0۵۵ ‎٩۲‏ ععتا* ۱ 5 20017621100 13040 5 :73027 00۵1672118 0۲0۵۵ ۴ .1987 بر و0000 بط و و۸۱۵ - 21 3 و580 عق02 ۸ - ۲2065 عع ۹89۳2 ۵1 10601121100 هط نز 0 ناه امد و 3۳۵۵۹۷1۴ و ۵13101 ۵۵80۲۵۱ ۷۷۵۱۵۲ ۳۱۵۲۵۵ اکع‌بسشاامه5 ۳۱۳۹۵۵۳ 1.5۸ 1 ۰۳10۲۵110 . 1988 , [۸۷۵۵۱ .7 ,6 ۷۷:12 40نه ا( 0.11204 به‌ها - 22 20826075 5صن2ل ‎۵٩۶‏ رواعنه50 ۴۱۵۳۹۵۰ اد اه جرا کم اکبدز 17.5۸ 4 .۸ .۸ . 220100 ۵751 0ععزامم۸ ۴ 1993 و با .8و لامع2 - 23 7 41 0۶ 0211621100 0ن2 ۱۵۵1۵ 1۳۵ 1993 . |[ا۵ 20 2 ۷/۰ 67اع2 - 24 1 20027117601 ۰ 1۵۱۳۵۶۲20۶ 0816ع2 ۶ 1210۳65 56 دزم ما5 200 .لا 3۳۵71۹1110111۵ 0۲ ۱1۷۲۹ , وعمامعع ۰ 3016۲0070 33162 .۸۵ .۸۵۸ و عا0 5 * .1984 وبا .8 ,للع - 25 6 ع 0۳01011 206 812 00عل ۵۲ ۰۰۹/۵۱0۵5 1984 , ع4ع 0۵ ۴۰ ۸/06۳ - 26 7 ماهل 200 ۲۵5623701 ۲عان200 ۳۵۳۷:۵۲۵5 ۳ کعا0 3101 0۶ 0002066 .7.5 12*25 , 52027605 , لآ5 1 /5۷/ 6 ۱۷ 12210765 50101100 3751 ۹/2008 .1995 بر عه ۵۵ ۸۲۵۵۵ -27 ۰ ,2۷010721100 0۳۲0 ۱۵۹۰ اهنعوطام‌معع اعناد ۱۱۲ .5 .7] ۲۵۵0۲6 ۷۷216۲ 200 ۱۹۷۵۲۵1۵۵۷ ۳۵۲۵۱ .1976 ۷۰ با ۵۷[۵۷ ۷ - 28 .5 .لا , (5.)۷/۳۳ ۳116۵1101 ۳۵250۳65 ۷/۵۱6۲ 58 ۰50۲186۲ 595167۳5 3751 1۱ ۳۲۵۵9905 ۰۰ ۱988 ۷/۰ ,0۲00۵ - 29 .۰ 0611121[(۷۷) 408 1۱ 1216712 0۲ 5۳2۸1 * . 1987 , 0.069 200 با|ا1[0 8 ب و۲۰۴ - 30 0 عم ۹۵ع) فرعم باانک 1۵ 0۷ص ک65ا0 ۹:0 لسهه‌جد فصد جر .5 .لآ 9 ۷۷/۹۱00۲۵19 ,2 مه عنام عع 2۲ ۷۷1۸۳۵ 1۳۳۵1۵۶ ۲۵۲5۱ ۳۵۱0۲۵110 . 1988 , ۷۷/۵67 .0 12۲۵6 -[3 1۰ ۷6۶ ۵۲۹۵ ۲0۲ ۱۱۴ , اذارهامعور ره عام ۳ ۳ دامن ۱. ۳ -------- صفحهٔ بعد -------- ۲ - کمیته کارست و سازندهای سخت باهمکاری بخش اکتشاف و حفاری » ۰۱۳۷۸ دستورالعمل انتخاب روش و نظارت حفاری در منابع آب کارست و سازندهای سخت "" وزارت نیو معاونت تحقیقات منابع آب . 40 00۲۶۱1۵۵۲۵110۲ 500108 5022 * . 1993 , 086۹0 و ۸0۵۲۵ - 33 5816708 ۷۵۲5 0نه ۲۵۵۴ 113۵1۲۵۵ ۵۵۳۵01۲12۵ ۵ا 200112100 ۱6۱۲ 5۸ ]۳1۵ ۱11۵ و 16 1601105 1 زا ۵۵۵۳۵ ۷۷316۲ 0۲0۵ **. 1992 باعا5۵0 2۰ 200 .0 ماکان ] - 34 7107010۷ * . ۷211131100 ۲1۵۱۵ وه 2600151110 4312 , اع6اع غاد :۵65 )1 1 دز ۷۷۵۱۵۲ ۵ ۲ع ۵۲ ۱/1232 200 31۵۱۵۳۵۵ , ۳۱۵۵۶ , ۰ 0 , 6۵۶۵۲۵۲۵ 1۵۲۲۵۵5 ۷ 161601101 220 ۵۲۹۱ * . 1988 هار ۵۲۱1۵6۲0 200 و 1۵۵0 وتا 35-1 2 عازد 0ن2ل 6ل[طزد05م ۵ 283655 ماغ۲ط ۵ رد۱۵۵۲ 56036 ۲و 1۳225 1[ و 01301 00۷۷۵۲ 200 ۱/۵0۰ ۹۵۵ ,5۳۵ ۳۲۵۵ ۱۵۲۲۵۱۵۰ 1151۵6 . 0 110737 ۱۰۳۴