Jeofizik yöntemler ile (GPR ve DES) yeraltı kirlilik tespiti çalışması

1. YERALTI KİRLİLİK
TESPİTİNDE
GPR1 VE DES2
YÖNTEMLERİNİN
KULLANIMI
Beran Gürleme - 2013
Jeofizik Mühendisi
1GPR: Yer Radarı
2DES: Dikey Elektrik Sondaj

2. Bu sunum, Brezilya’nın Sao Paule ve Rio Claro bölgelerinde bulunan
gömme çöplük alanlarındaki katı atıkların kirlettiği zonların tespitinde
kullanılan GPR ve DES uygulamalarının sonuçlarını tartışmak için
hazırlanmıştır.
Çalışmanın orjinal ismi:
“The use of GPR and VES in delineating a contamination plume in a landfill site: A case study in SE Brazil ”
DOI:10.1016/j.jappgeo.2003.11.00
1

3. ● Bütün jeofizik yöntemler arasında, elektrik ve elektromanyetik yöntemler
çevre çalışmaları için daha uygundur.
● GPR ve DES yöntemleri Rio Claro’nun dolgu alanlarında katı atıklardan
kaynaklanan kirliliğinin dikey ve yatay yayılımını değerlendirmede
kullanılmıştır.
GİRİŞ

4. ● Çevresel kirlilik problemi bugün dünyanın en önemli sorunlarından
biridir.
● Hızlı endüstriyel gelişim ve kontrol edilemeyen büyüme kentsel kirliliğin
en önemli nedenlerindendir.
● Yeraltı su tabakaları, düzensiz çöp alanları yüzünden büyük bir tehlike
altındadır.
● Çalışılan bölge ve çevresi kirlilik yüzünden büyük bir risk altındadır.
● Günden güne artan bu kirliliğin tespiti jeofizik yöntemlerle etkili sonuçlar
verir.
● Bu bağlamda, kullanılan jeofizik yöntemlerin kirlilik açısından etken
maddeleri değerlendirmeyi ve kentsel atıklarla oluşan kirliliği karakterize
etmeyi hedefler.
AMAÇ

5. ● GPR, nesneleri ve sığ jeolojik yapılarının
yerlerini belirlemeyen yüksek frekanstaki
radyo dalgalarını kullanan bir
elektromanyetik yöntemdir.
● 6 adet profil dolgu alanının içine, 2 tanesi
ise dışına yerleştirilmiştir.
● 8 adet GPR profilinin hepsi 50 ve 100 mHz
antenlerle incelenmiştir.
● GPR incelemelerinin ana amacı kirliliğin
uzandığı yerleri değerlendirmektedir.
● GPR yöntemi sonuçlarıyla, kirlilik
yöneliminin ulaştığı noktaları belirlenebilir.
YÖNTEM

6. ● GPR sonuçlarını tamamlayan DES
yöntemi; jeoelektrik formasyonlarda,
yer altı su seviyesinin derinliğinde dolgu
alanlarında, kirlilik yöneliminin
belirlenmesinde kullanılır.
● DES, kirliliğin düşeydeki miktarını
araştırmak için söz konusu alan içinde 4
noktada araştırma yapmış ve kirliliğin
dip noktasını tanımlamıştır.
YÖNTEM
● İlave 2 DES statigrafisini ve yeraltı su seviyesinin en üstünü
belirlemek amacıyla alan dışında yapılmıştır

7. ● Rio Claro kenti, Parana sedimanter
baseninin KD bölgesinde yer almaktadır.
● Dolgu alanının bulunduğu Rio Claro
formasyonu, Corumbatai
formasyonunun üstünde bulunmaktadır.
● Rio Claro formasyonu kil mercekli
kumlardan oluşmuştur.
● Corumbatai formasyonuna okside ve
altere olmuş 1-2m kalınlıktaki killer
hakimdir.
● Silt katmanları ve katmanlara ayrılmış
zonlar daha düşük alanları gösterir.
BÖLGE JEOLOJİSİ
● Çalışma alanında, su tablası yaklaşık 10m derinlikte ve yer altı suyu Rio Claro dolgu
alanını takip ederek güneybatıya doğru akmaktadır.
● Dolgu alanının üst sınırı 10m ve 14.5m derinlikte değişmektedir.

9. ● GPR profilleri 8. slaytta şekil üstünde
gösterilmiştir.
● Çalışmada RAMAC-GPR ekipmanları, 50
ve 100 MHz’li antenler kullanılmıştır.
● Anten tercihi 2 m için 50 MHz, 1 m için 100
MHz’dir .
● Standart hız 0.08 m/ns’dir.
● GPR verilerinin yorumlama aşamasında
GRADIX yazılımı kullanılmıştır.
VERİ İŞLEM - GPR

10. ● Şekilde 250m uzunlukta dolgu alanının içinde 50MHz’lik antenle elde
edilmiş GPR profili görülmektedir.
● Bu profil boyunca üç farklı sinyal örneği incelenmiştir.
VERİ İŞLEM - GPR

11. ● Birinci tip sinyal iyi penetre olmuş karakterde ve 150 ve 210 m arasında
görünmektedir.
● İkinci tip sinyal 50 m ve 100 m arasındadır ve üç tane hiperbolik yansıtıcı
ile görünmektedir.
a. 3m derinlikte 67m’de,
b. 15m derinlikte ve 75m’de
c. 16m derinlikte ve 68m’dedir.
● Üçüncü sinyal tipi, yansıtıcılarda bulunmayıp 0-50m, 100-150m, 210-250m
arasında tanımlıdır.
VERİ İŞLEM - GPR

12. ● Bu profilde 100 MHz’lik anten
kullanılmıştır.
● Profil uzunluğu 80m’dir ve profil yeri
dolgu alanı içindedir.
● Bu profilde kirlilik yöneliminin en uç
sınırı yansıtıcılarda bulunmayan gölge
zonunda (3m derinlikte
görünmektedir.)
VERİ İŞLEM - GPR

13. ● Elektrot diziliminde Schlumberger dizilimi
kullanılmıştır.
● Maksimum akım elde etmek için
AB/2=100 seçilmiştir.
● Elektrot dizilimi katı atık alanına paralel
serilmiştir.( Sadece DES-4’te dik
durumdadır.)
● Veri işlem aşamasında RESIXIP programı
kullanılmıştır.
VERİ İŞLEM - DES

14. ● VES-1'den elde edilen sonuçlar ile VES-2
ve VES-3 çok sonuçları çok benzerdir, bu
nedenle ölçümler eklenmemiştir.
● Şeklin sol tarafında, yarım elektrota karşı
gözlemlenen görünür direnç ayırma (AB/2)
noktalı bir çizgi ile gösterilir.
● Bu gözlenen eğri üzerine bindirilmiş düz
çizgi, için en uygun model için teorik eğridir.
● Yorumlayıcı model sağdaki şekilde
gösterilmiştir.
VERİ İŞLEM - DES

15. ●Atık depolama tabanı 11 ila 15 m arasında
derinliklerde değişmektedir
●Jeoelektrik alt tabaka (1100 – 1600 Vm) Rio
Claro formasyonunun kumtaşlarına denk
gelir.
●Arazi sorunları nedeniyle, maksimum
mevcut elektrot aralığı, yeraltı suyu akışına
dik olarak dizilmiş olarak 60 m’dir.
●Jeoelektrik düşük direnç (5 Vm) ile
karakterize edilen katman, kil kaplı toprak
olarak yorumlanır.
VERİ İŞLEM - DES
●1 m derinlikte jeoelektrik alt tabakada (175 Vm) katı kirletici maddelere
rastlanır.

16. ●Alan verileri ile saha verileri arasındaki
sapm hatası teorik model eğrisine göre
%17'dir. Bu tutarsızlık yüksektir, ancak kalıntı
arasındaki iletkenlik kontrastı ve
çevresindeki jeolojik yapılar sebep olabilir.
●3 DES (VES-1,2, 3) profiline dayanarak,
düşük özdirenç (8–36 Vm) ile karakterize
edilen jeoelektrik katmanlar, bir
kontaminasyon bölgesi olarak
yorumlanabilir.
VERİ İŞLEM - DES

17. ● Kiriliğinin izi, sığ yer altı suyu olduğuna inanılan yansıtıcıların bittiği anda
görünür. Bu duraksama kirlenmenin iletildiği zonda göze çarpmıştır.
● Kirlilik, bölgenin yaklaşık 100m’lik uzağında bulunan şeker kamışı
çiftliklerine yükselecek kadar ileri gitmemiştir.
● Kirliğinin ulaşamadığı bölgelerde yeraltı suyu tablası yaklaşık 10m
derinde haritalanmış ve sürekli-güçlü yansıtıcılarla karakterize
edilmiştir.
● GPR sinyali yeterli derinliğe nüfuz etmiş ve yaklaşık 14m derinlikteki
ikinci katmanın tanımlanmasını olanaklı kılmıştır, Corumbatai ve Rio
Claro formasyonları arasındaki kontak zon yorumlanmıştır
SONUÇ

18. ● Kontak zon, GPR profillerindeki güçlü genlikli yansıtıcıların neden olduğu,
çakıl görüntülerle göze çarpmaktadır.
● Dolgu alanının temel sınırları 11m ve 15m arasındadır.
● Dolgu alanı dışında DES sonuçlarında kirlilik belirtisi görülmemektedir.
● Corumbatai ve Rio Claro formasyon arasındaki kontak zon ve yer altı
suyu tabakasının üst sınırı belirlenmiştir.
● GPR ve DES sonuçlarını iyi biçimde uyuştuğu yorumların ve genel
jeolojiyle bütünleştiği görülmüştür.
● Dolgu alanının altı an fazla 14.5m derinliğe sahiptir.
SONUÇ