بخشی از مقاله
چکیده
معمولاً دادههای رادار نفوذی به زمین - GPR - بهصورت دوبعدی و سهبعدی پردازش و تفسیر میشوند. در این تحقیق ردهای دریافتی توسط گیرنده رادار نفوذی به زمین بهمنظور آشکارسازی لایههای داخلی و بستر یخچال از پروفیلهای پیوسته بر روی یخچال علمکوه واقع در مازندران استخراج شده است.دادههای GPR با استفاده از آنتن غیر پوششی 25 مگاهرتز به روش دور افت مشترک برداشت شده است. فاصله بین فرستنده و گیرنده در آن ثابت و برابر 6 متر است و فاصله بین دو رد متوالی 0/299892 متر است.
روش GPR با استفاده از تباین گذردهی الکتریکی یخ، هوا، واریزه و آب؛ قطبیت فصلمشترک ساختارهای مختلف یخچال را نمایش میدهد.در این تحقیق سعی شده است بعد از اعمال پردازشهای مناسب فیلتر سرعت و تابع بهره با استفاده از قطبیت ردهای GPR، فصلمشترکهای مختلف یخچال آشکارسازی شود. قطبیتهای نشانگر واریز ه -یخ و یخ-سنگبستر بر روی ردهای پروفیلهای GPR بهطور کاملاً آشکاری شناسایی شده است. همچنین لایههای یخ خالص - یخ بدون آب - و یخآب در ردهای GPR تفکیک شده است.
-1 مقدمه
یخچالها همراه پوششهای پراکنده برف در خشکیها و یخهای شناور در اقیانوسها نمایانگر بخشی از چرخه آب هستند که در آن آب حالت جامد دارد.یخچالهای درهای یا آلپی، یخچالهایی هستند که در نواحی کوهستانی در عرضهای جغرافیایی بالا و در ارتفاعات؛ یعنی در مکانهایی که مقدار بارش سالانه برف از مقدار ذوب و تبخیر آن بیشتر باشد تشکیل میشوند و به-صورت زبانههای باریک وطویلی از یخ، برف، یخآب و واریزه در امتداد درههایی که قبلاً توسط رودخانهها ایجاد شدهاند، حرکت میکنند - صداقت و معماریان، . - 1387 انواع سیستمهای رادار نفوذی به زمین یا GPR از سال 1970 میلادی بهصورت تجاری در ابتدا برای بررسیهای کم عمق - کمتر از 10 متر - در خاکها، سنگ بستر و دیگر کاربردها با توجه به قدرت تفکیک بالای عمودی و حساسیت بالا به تغییرات چینهبندی در دسترس قرار گرفتهاند .
- Steven et al., 1995 - یخچالها به دلیل گذردهی الکتریکی پایین یخ، امواج الکترومغناطیسی را تا اعماق زیاد از خود عبور داده و بازتابهای آشکاری از سنگ بستر را نشان می-دهند . - Singh et al., 2012 - تباین قابل توجه در گذردهی دیالکتریکی یخ، آب، سنگبستر، مورنهای سطحی و هوا باعث شده که روش GPR قادر به آشکارسازی محتوایآب داخل یخچال، تفکیک لایهها و ساختارهای داخلی مختلف شود-. - Lrvine Fynn et al ., 2005 - در این تحقیق لایههای مختلف یخچال با اعمال پردازشهای مناسب و تفسیر قطبیت ردهای دریافتی مورد بررسی قرار گرفته است.
-2 روش شناسی
دستگاه اندازهگیری GPR از دو آنتن یکی فرستنده و دیگری گیرنده تشکیل شده است. فرستنده امواجی با فرکانسهای بالا - 5-1000MHz - تولید و به زیر سطح زمین منتشر میکند . - Parasnis, 1997 - لایههایی که از لحاظ گذردهی الکتریکی با محیط اطراف خود تباین قابل توجهی دارند، امواج الکترومغناطیسی ارسالی از فرستنده دستگاه GPR را بازتاب و یک موجک با سه قسمت عمده در ردهای رادار ایجاد میکنند. قطبیت موجک بازتاب یافته به قطبیت آنتنهای فرستنده و گیرنده بستگی دارد . - Steven et al., 1995 -
با این وجود، با مشخص شدن قطبیت موجک بازتاب یافته از فصلمشترکهای زیرسطحی، می-توان ماهیت لایههای ناشناختهی زیر سطحی را باهم مقایسه کرد . - Lrvine-Fynn et al., 2005 - قطبیت R - + - + مثبت - برای حالتی است که موجک حاصل از بازتاب محیطی با گذردهی پایینتر به محیطی با گذردهی بالاتر است و قطبیت - R - - + منفی - برای حالتی است که موجک حاصل از بازتاب محیطی با گذردهی بالاتر به محیطی با گذردهی پایینتر است - Steven et .al., 1995 -
بررسیها نشان میدهند بین یخ خالص - یخبدون آب و رسوبات - و یخی که حاوی 20 درصد رسوب باشد، تفاوت قابل توجهی در گذردهی الکتریکی وجود ندارد . - Lrvine-Fynn et al., 2005 - بازتابهایی در داخل یخچال با قطبیت + - + مربوط به موادی با گذردهی الکتریکی بالاتر نسبت به یخ = 4 -3 - یخ - - مانند آب = 80 - آب - و رسوبات - می باشند. برای حالتی که شکافهای موجود در داخل یخ از هوا پر شده باشند - K=1 - ، مقدار R منفی و قطبیت موجک - - + است - Steven et al., .1995; Lrvine-Fynn et al., 2005 -
-3 منطقه مورد مطالعه و برداشت دادههای :GPR
قلهی علمکوه با ارتفاع 4835 متر از سطح دریا در منطقهای به نام تخت سلیمان با طول شرقی 50 90 تا 51 00 و عرض شمالی 36 40تا 36 34، دومین قله مرتفع ایران بعد از قله دماوند محسوب میگردد . - Karimi et al., 2012 - در شکل 1 بخشی از نقشه 1:100000 شکران که در آن پروفیلهای برداشتی نیز مشخص شده، آورده شده است. بهمنظور پرهیز از افزایش حجم مطالب، تنها به چند نکته مهم درباره زمینشناسی منطقه بسنده میکنیم و اطلاعات بیشتر در مورد زمین-شناسی منطقه، در نقشه زمینشناسی شکران درج گردیده است. محدوده مورد مطالعه بر روی رسوبات یخچالی کواترنری - مورن - واقع شده است. این رسوبات به وسیله سازندهای کهر، روته، الیکاو شمشک در برگرفته شده است.
واحدهای زمین-شناسی این ناحیه عمدتاً از گرانیت دانه ریز تشکیل شده است . - Karimi et al., 2012 - دادهها با استفاده از دستگاه Mala GeoScience با آنتن مرکزی 25 مگاهرتزدر خرداد سال 1391 توسط موسسه تحقیقات آب تهران برداشت شدهاند. این سیستم یک رادار پالسی - Pulseradar - بوده که از آنتنهای بدون پوشش - Unshielded - بهره گرفته و دادهها را به روش دور افت مشترک - Common offsetmode - برداشت میکند. فاصله بین فرستنده و گیرنده در آن ثابت و برابر 6 متر است و فاصله بین دو رد متوالی 0/299892 متر است.در این مقاله به دلیل ضیق نوشتار، تنها نتایج پردازش و تفسیر یکی از پروفیلهای برداشت شده - شکل - 2 به طول 92/90 متر که در کل از 311 رد تشکیل شده است، مورد بررسی قرار گرفته است.
-4 پردازش و تفسیر دادههای:GPR
پردازشهای مناسب بر روی دادههای GPR برداشت شده با هدف بررسی قطبیت ردها با استفاده از نرمافزارهای Reflexw و win_Ekko_pro اعمال شد . در این پژوهش از فیلتر سرعت یا فیلتر فرکانس-طولموج برای حذف حادثههای مربوط به نوفهها و افزایش نسبت سیگنال به نویز استفاده شد.
