Resistivity inversion of some shallow subsurface structures

Year 2005, Volume: 26 Issue: 2, 1 - 14, 01.03.2005

Mahmut G. Drahor Gökhan Göktürkler Meriç A. Berge T. Özgür Kurtulmuş

Abstract

Keywords

-

Bazı sığ yeraltı yapılarının özdirenç ters-çözümü

Abstract

Bu çalışma, son yıllarda sığ yeraltı yapılarının araştırılmasında yaygın olarak kullanılan elektrik özdirenç verilerinin ters-çözümünü bilgisayar benzetimleri ile irdelemektedir. Kullanılan modeller; sığ jeofizik araştırmalarda sıkkarşılaşılan, çevresel ve karstik sorunların çözümüne yönelik olarak tasarımlanmıştır. Uygulamalar sırasında, hermodel için L1- (bloklu) ve L2- (düzgünlük-kısıtlı) normları kullanılarak iki- ve üç-boyutlu ters-çözümler yapılmış veher bir normun bu modellerdeki başarısı araştırılmıştır. Ters-çözüm uygulamaları sırasında; elektrik özdirenç yönteminde yaygın olarak kullanılan Schlumberger, Wenner, pol-pol ve dipol-dipol elektrot dizilimleri kullanılarak, budizilimlerin yapı belirlemedeki yeterliliği araştırılmıştır. Modelleme çalışmaları; yüzeye yakın yapıların ters-çözümyöntemiyle daha iyi belirlenmesine karşın, yüzeyde veya yüzeye çok yakın iletken ya da dirençli katmanların olması durumunda, derindeki yapı/yapıların belirlenebilirliğinin zayıfladığını ortaya koymuştur. Ayrıca, dizilim türününyapı belirlenebilirliği üzerinde önemli bir etkisi vardır. Çalışmaların diğer bir sonucu da; blok benzeri yapılarda L1normu yapı belirlenebilirliğinde daha etkili olmasına karşın, ani değişim göstermeyen jeolojik modellerde L2- normunun daha iyi sonuç vermesidir

Keywords

Modelleme, özdirenç, sığ jeofizik, ters-çözüm

References

• Başokur, A.T., 2003. Doğrusal ve doğrusal olmayan problemlerin ters-çözümü. TMMOB Jeofi- zik Mühendisleri Odası Eğitim Yayınları, No. 4, 166 s.
• Candansayar, M.E., and Başokur, A.T., 2001. Detec- ting small-scale targets by the 2D inversi- on of two-sided three-electrode data: app- lication to an archaeological survey. Ge- ophysical Prospecting, 49, 13 -25.
• Claerbout, J.F., and Muir, F., 1973. Robust modeling with erratic data. Geophysics, 38, 826- 844.
• Constable, S.C., Parker, R.L., and Constable, C.G., 1987. Occam’s inversion: a practical algo- rithm for generating smooth models from EM sounding data, Geophysics, 52, 289- 300.
• Dahlin, T., and Zhou, B., 2004. A numerical compari- son of 2-D resistivity imaging with 10 elect- rode arrays. Geophysical Prospecting, 52, 379 -398.
• Dahlin, T., Bernstone, C., and Loke, M. H., 2002. Ca- se history: A 3-D resistivity investigation of a contaminated site at Lernacken, Swe- den. Geophysics, 67, 1692-1700.
• deGroot-Hedlin, C., and Constable, S., 1990. Oc- cam’s inversion to generate smooth, two- dimensional models from magnetotelluric data. Geophysics, 55, 1613–1624.
• Drahor, M.G., Göktürkler, G., Berge, M.A. ve Kurtul- muş, Ö.T., 2004. Dört farklı elektrot dizili- mine göre bazı üç-boyutlu sığ yeraltı yapı- larının görünür özdirenç modellemesi. Yer- bilimleri, 30, 115-128.
• Ellis, R.G., and Oldenburg, D.W., 1994a. Applied ge- ophysical inversion. Geophysical Journal International, 116, 5-11.
• Ellis, R.G., and Oldenburg D.W., 1994b. The pole-po- le 3-D DC-resistivity inverse problem: a conjugate-gradient approach. Geophysical Journal International, 119, 187-194.
• Inman, J.R., 1975. Resistivity inversion with ridge regression. Geophysics, 40, 798-817.
• Inman, J.R., Ryu, J., and Ward, S.H., 1973. Resisti- vity inversion. Geophysics, 38, 1088-1108.
• Levenberg, K., 1944. A method for the solution of cer- tain nonlinear problems in least squares. Quarterly of Applied Mathematics, 2, 164- 168.
• Loke, M.H., 2001. Tutorial: 2-D and 3-D electrical imaging surveys. Penang, Malaysia, Uni- versiti Sains Malaysia, unpublished course notes, 121pp, www.geoelectrical.com.
• Loke M. H., and Barker, R. D., 1995. Least-squares deconvolution of apparent resistivity pse- udosections. Geophysics, 60, 1682-1690.
• Loke M.H., and Barker R.D.,1996a. Rapid least-squ- ares inversion of apparent resistivity pse- udosections using a quasi-Newton met- hod. Geophysical Prospecting, 44, 131- 152.
• Loke M. H., and Barker, R. D., 1996b. Practical tech- niques for 3D resistivity surveys and data inversion techniques. Geophysical Pros- pecting, 44, 499-524.
• Loke M.H., Acworth I., and Dahlin T., 2003. A compa- rison of smooth and blocky inversion methods in 2-D electrical imaging surveys. Exploration Geophysics, 34, 182-187.
• Marquardt, D.W., 1963. An algorithm for least squ- ares estimation of non-linear parameters. Journal of the society of Industrial and Applied Mathematics, 11, 431-441.
• Olayinka, A.I., and Yaramanci, U., 1999. Choice of the best model in 2-D geoelectrical ima- ging: case study from a waste dump site. European Journal of Environmental and Engineering Geophysics, 3, 221-244.
• Olayinka, A.I., and Yaramanci, U., 2000. Use of block inversion in the 2-D interpretation of apparent resistivity data and its compari- son with smooth inversion: Journal of App- lied
• Geophysics, 45, 63-82.
• RES2DINV software, ver. 3.4, 2001. Geotomo soft- ware, http://www.geoelectrical.com.
• RES3DINV sotware, ver. 2.1, 2001. Geotomo softwa- re, http://www.geoelectrical.com.
• Sasaki, Y., 1992. Resolution of resistivity tomography inferred from numerical simulation. Geophysical Prospecting, 40, 453–464.
• Sasaki, Y., 1994. 3-D resistivity inversion using the fi- nite-element method. Geophysics, 59, 1839-1848.
• Smith, N.C., and Vozoff, K., 1984. Two-dimensional DC resistivity inversion for dipole-dipole data. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 22, 21-28.
• Tripp, A.C., Hohmann, G.W., and Swift Jr, C.M., 1984. Two-dimensional resistivity inversi- on. Geophysics, 49, 1708-1717.
• Wolke R., and Schwetlick H., 1988. Iteratively rewe- ighted least squares algorithms, conver- gence analysis, and numerical compari- sons. SIAM Journal of Scientific and Sta- tistical Computations, 9, 907-921.