استفاده از روش پتانسیل خودزا برای تشخیص نشت آب سدها

روش خود پتانسیل را می توان برای شناسایی و پایش نشت های غیرعادی در سدها و خاکریزها استفاده کرد. که در چنین حالتی، میدان الکتریکی با ماهیت الکتروکینتیکی (به عنوان مثال، مرتبط با جریان آب منفذی) را می توان با استفاده از مجموعه ای از الکترودهای غیرقابل قطبش که معمولا در سطح زمین یا در برخی از چاه ها قرار دارند اندازه گیری کرد.. این رشته می تواند به نوبه خود با الگوی جریان آب زیرزمینی مرتبط باشد. روش پتانسیل خودزا (SP) یک روش ژئوفیزیکی غیر تهاجمی و مقرون به صرفه است که بر اساس اندازه گیری پتانسیل الکتریکی که به طور طبیعی در سطح زمین رخ می دهد. یکی از دلایل اصلی برای پتانسیل الکتریکی در سطح زمین نشت آب در زیر زمین است. جریان آب منفذی در محیط متخلخل یک جریان الکتریکی تولید می کند. این جریان ناشی از کشش اضافی بارهای موجود در لایه پراکنده الکتریکی پوشش سطح دانه ها این جریان با میدان الکتریکی به نام میدان پتانسیل جریان همراه است. نوسانات از این میدان را می توان از راه دور با استفاده از مجموعه ای از الکترودهای غیرقطبی که در سطح زمین قرار دارند اندازه گیری کرد. چاه ها و یک ولت متر حساس هدف روش خود پتانسیل (SP) اندازه گیری غیرفعال ناهنجاری های بالقوه جریان مرتبط با جریان آب زیرزمینی است. داده های خود پتانسیل به منظور محلی سازی تراوش در سدها و مشخص کردن نفوذپذیری و سرعت دارسی آنها استفاده می شود. ما یک سد آزمایشی ساختیم تا بررسی کنیم که به کدام یک تا چه اندازه روش خود پتانسیل می تواند به شناسایی نشت در سدها کمک کند. ابتدا از روش اجزای محدود استفاده می کنیم برای شبیه سازی جریان آب زیرزمینی در یک ماده متخلخل و نفوذپذیر ناهمگن با حل معادله جریان آب زیرزمینی. سپس محلول جریان آب زیرزمینی حاصل برای محاسبه پتانسیل الکتریکی استفاده می شود توزیع با حل معادله دیفرانسیل جزئی بیضی مربوطه. در یک آزمایش اولیه، ما نتوانست هیچ ناهنجاری خودپتانسیل مرتبط با نفوذ آب در سد را اندازه گیری کند. شبیه سازی عددی ما ها نشان داد که بزرگی ناهنجاری های خود پتانسیل توسط (۱) ماهیت رژیم جریان (رژیم های جریان آرام آرام در مقابل اینرسی) و (۲) وجود پلی وینیل عایق لوله های کلرید (PVC) واقع در انتهای کانال های جریان ترجیحی در ساختار سد کنترل می شود. در مطالعه دیگر این کار ما SP را با اندازه گیری بر روی یک سد خاکی مصنوعی کوچک ساخته شده در دانشگاه Thuyloi. انجام می دهیم نتیجه ما نشان می دهد که انتخاب انواع الکترود در اندازه گیری SP بسیار مهم است. یعنی گلدان های متخلخل Cu/CuSO۴ بسیار بهتر از الکترودهای مسی برای اندازه گیری SP. علاوه بر این، نشان داده شده است که اندازه گیری SP با استفاده از می توان از الکترودهای مناسب برای تشخیص نشت آب زیرزمینی و جهت جریان در سد پایه استفاده کرد در مورد ناهنجاری و تغییر پتانسیل الکتریکی با موقعیت در منطقه بررسی. در مطالعه دیگر ما رویکرد مبتنی بر استفاده از روش زنجیره مارکوف مونت کارلو (McMC) برای حل مسئله معکوس است. ما ابتدا اعتبار روش را در یک مطالعه موردی مصنوعی و سپس در بررسی های میدانی در مقیاس بزرگ روی سه مورد انجام داد سدهای مختلف رویکرد ما در بومی سازی تراوش ها و تعیین نفوذپذیری آنها موفق است. یک حساسیت مطالعه بر روی هر یک از این سه سد برای تعریف بهتر پارامترهای هیدرولیکی و الکتریکی موثر بر سیگنال خود پتانسیل و عدم قطعیت های مرتبط با تخمین این پارامترها انجام شده است.

Keywords:

نشت , روش پتانسیل خودزا , مونت کارلو , الکترود