Bir toprak dolgu barajındaki sızıntı yollarının belirlenmesinde elektrik özdirenç görüntüleme ve doğal potansiyel yöntemlerin uygulaması

Öz

Toprak dolgu barajlarındaki yaygın sorun baraj inşasından sonraki olağandışı sızıntı veya aşırı kaçaklardır. Toprak dolgu barajı olarak tasarımlanan Akdeğirmen barajı (Afyonkarahisar, Türkiye) su ile dolmaya başlamasıyla, sağ sahil mansabında ve dolu savak temelinde sızıntı gelişmiştir. Bu barajdaki sızıntı elektrik özdirenç ve doğal potansiyel ölçümleri kullanılarak araştırılmıştır. Özdirenç görüntüleme araştırması için 10 m birim elektrot aralıklı dipol-dipol elektrot dizilimi ve verileri değerlendirmek için robust ters çözüm tekniğini esas alan bir algoritma kullanılmıştır. Doğal potansiyel verileri baza indirgeme ölçü tekniği ile toplanmış ve grafiksel sunum ile nitel olarak yorumlanmıştır. Araştırma sonuçları yeraltı tabaka dağılımını ve sağ sahil mansabı boyunca sızıntı yollarını ortaya çıkarmıştır.

Anahtar Kelimeler

• Elektrik özdirenç,Doğal potansiyel,Baraj,Sızıntı

Application of electrical resistivity imaging and self-potential methods to determine leakage pathways in an earth fill dam

Abstract

The most common problem in earth dams is abnormal seepage or excessive leakage after the foundation of the dam. When water started to fill the reservoir in Akdeğirmen dam (Afyonkarahisar, Turkey) designed as a zoned earth dam, the seepage developed at the base of the spillway and the downstream of the right bank. The leakage at this dam was investigated by using electrical resistivity and self-potential measurements. The dipole-dipole electrode array with unit electrode spacing of 10 m was used for resistivity imaging survey.  An algorithm based on robust inversion technique was used to invert electrical resistivity data. The self-potential data were collected by fixed reference method and interpreted qualitatively by graphs. The investigation results revealed the distribution of strata and the leakage paths along the downstream of the right bank.

Keywords

• Electrical resistivity,Self-potential,Dam,Leakage

References

1. Griffiths DH, Barker RD. “Two-dimensional resistivity imaging and modelling in areas of complex geology”. Journal of Applied Geophysics, 29(3-4), 211-226, 1993.
2. Bedrosian PA, Burton BL, Powers MH, Minsley BJ, Phillips JD, Hunter LE. “Geophysical investigations of geology and structure at the Martis Creek Dam, Truckee, California”. Journal of Applied Geophysics, 77, 7-20, 2012.
3. Minsley BJ, Burton BL, Ikard S, Powers MH. “Hydrogeophysical investigations at Hidden Dam, Raymond, California”. Journal of Environmental and Engineering Geophysics, 16(4), 145-164, 2011.
4. Qingyun D, Wang M. “Determining areas of leakage in the Da Ye Dam using multi-electrode resistivity”. Bulletin Engineering Geology Environment, 69(1), 105-109, 2010.
5. Sjödahl P, Dahlin T, Johansson S. “Using resistivity measurements for dam safety evaluation at Enemossen tailings dam in southern Sweden”. Environmental Geology, 49(2), 267-273, 2005.
6. Sjödahl P, Dahlin T, Johansson S, Loke MH. “Resistivity monitoring for leakage and internal erosion detection at Hällby embankment dam”. Journal of Applied Geophysics, 65(3-4), 155-164, 2008.
7. Song SH, Song Y, Kwon BD. “Application of hydrogeological and geophysical methods to delineate leakage pathways in an earth fill dam”. Exploration Geophysics, 36(1), 92-96, 2005.
8. Ogilvy AA, Ayed MA, Bogoslovsky VA. “Geophysical studies of water leakage from reservoirs”. Geophysical Prospecting, 17(1), 36-62, 1969.

9. Panthulu TV, Krishnaiah C, Shirke JM. “Detection of seepage paths in earth dams using self-potential and electrical resistivity methods”. Engineering Geology, 59(3-4), 281-295, 2001.
10. Sjödahl P, Dahlin T, Johansson S. “Using the resistivity method for leakage detection in blind test at the Røssvatn embankment dam test facility in Norway”. Bulletin Engineering Geology Environment, 69(4), 643-658, 2010.
11. Devlet Su İşleri. “Afyon Gecek Akdeğirmen Barajının Geoteknik Planlama Raporu”. Devlet Su İşleri 18. Bölge Müdürlüğü, Isparta, Türkiye, 1997.
12. Dahlin T, Zhou B. “A numerical comparison of 2D resistivity imaging with 10 electrode arrays”. Geophysical Prospecting, 52(5), 379-398, 2004.
13. Loke MH. “Tutorial: 2-D and 3-D Electrical Imaging Surveys”. http://www.geotomosoft.com (24.06.2013).
14. Devlet Su İşleri. “Akdeğirmen (Afyonkarahisar) Barajı 3. ve 4. Boya İzleme Deneyleri Raporu”. Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara, Türkiye, 2013.
15. Flury M, Wai NN. “Dyes as tracers for vadose zone hydrology”. Reviews of Geophysics, 41(1), 1002, 2003.
16. Nienow P, Sharp M, Willis IC. “Velocity-discharge relationships derived from dye tracer experiments in glacial meltwaters: Implications for subglacial flow conditions”. Hydrological Processes, 10(10), 1411-1426, 1996.