شناسایی گستره شوری در سفره آب زیرزمینی با استفاده از روش متمرکز بر پیش‌بینی (PFA) و پی‎جویی ژئوالکتریکی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده علوم زمین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، زنجان، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد ژئوفیزیک، دانشکده علوم زمین، دانشگاه تحصیلات تکمیلی علوم پایه زنجان، زنجان، ایران

doi
10.30499/ijg.2021.279238.1322
چکیده

در دهه‌های اخیر کاربرد هیدروژئوفیزیک در مطالعه آبخوان­ها افزایش چشمگیری یافته است، اما هنوز مقادیر کم آلودگی (نظیر شوری) حاصل از تبدیل مدل­های ژئوفیزیکی به مدل­های هیدروژئولوژیک، که با روابط پتروفیزیکی انجام می­شود، دقت کافی را ندارد. یکی از دلایل اصلی این موضوع، نقاط ضعف مرتبط با منظم‌سازی موجود در مدل­سازی وارون ژئوالکتریک است. این تبدیل­ها در شرایط پیچیده مانند محیط­های ناهمگن عدم قطعیت زیادی دارند. در این مطالعه سعی شده است با روش متمرکز بر پیش­بینی PFA و بدون نیاز به مدل­سازی وارون کلاسیک ژئوالکتریک، تکامل زمانی و گستره مکانی ابر آلودگی حاصل از تزریق شوری در یک آبخوان ناهمگن مصنوعی با استفاده از مقادیر مقاومت الکتریکی ظاهری شناسایی و مدل شود. ابتدا 500 سری هدایت هیدرولیکی ناهمگن مختلف برای یک آبخوان مصنوعی متناسب با خاک ماسه لومی با روش شبیه­سازی گاوسی متوالی مدل شد. در مرحله بعد، با استفاده از مدل­سازی جریان و انتقال آلودگی و سپس مدل­سازی پیشروِ ژئوالکتریکی، 500 سری مقادیر مقاومت ویژه ظاهری به‌طور جداگانه متناسب با ۵۰۰ سری هدایت هیدرولیکی محاسبه شد. در ادامه، با تحلیل همبستگی کانونی بین داده­های مقاومت ویژه ظاهری و داده­های غلظت آلودگی (داده آموزش) یک رابطه خطی در فضای کاهش ابعاد یافته برقرار شد. به دلیل دقت زیاد رابطه خطی به‌دست­آمده، توزیع پسین داده­های ابر آلودگی (داده پیش­بینی) با استفاده از رگرسیون روند گاوسی به‌طور مستقیم نمونه­گیری شد. نتایج از همخوانی خوبی با داده­های غلظت آلودگی اولیه برخوردار هستند. این مطالعه نشان داد روش PFA علاوه­بر گستره مکانی و تکامل زمانی ابر آلودگی، توانسته است حتی مقادیر بیشینه غلظت آلودگی را نیز با دقت خوبی مدل­سازی کند.