مطالعات ژئوتکنیکی در گستره سد خوانسار به روش رادار نفوذی به زمین تقویت شده

روش رادار نفوذی به طور گسترده ای در به تصویر کشیدن اهداف زیرسطحی کم عمق استفاده شده است و کاربردهای فراوانی در علوم مختلف دارد. این روش در به تصویر کشیدن گسلها و پراکنش شکافها در درون سنگ (زمین شناسی مهندسی) موفقیت فراوانی را نشان داده است. یکی از اهداف مقاله حاضر، نشان دادن توانایی روش رادار نفوذی به زمین در انجام مطالعات ژئوتکنیکی، به ویژه در محدوده های رسانای سدها، به منظور ارزیابی و تعیین خصوصیات ژئوفیزیکی آنها است. مقاله حاضر دربرگیرنده نتایج حاصل از مطالعات ژئوتکنیکی به روش رادار نفوذی به زمین در محدوده سد خوانسار می باشد. یکی از مشکلات موجود در این سد وجود فضاهای خالی و مجراهای احتمالی گذر آب و درزه و شکستگی های احتمالی می باشد. وارد شدن آب به این حفره ها، به مرور زمان می تواند استحکام سد را تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین، شناسایی این فضاهای خالی و مجراها، برای مقاوم سازی و ترمیم کف سد خوانسار بسیار حائز اهمیت است. بدین منظور برای تعیین محل قرارگیری خط سنگ بستر و خط هسته رسی با آبرفت، تعیین سطح آب زیرزمینی، تعیین فضاهای خالی و مجراهای احتمالی گذر آب در سنگ، آبرفت و بدنه سد از روش رادار نفوذی به زمین استفاده شده است. یکی از مهمترین محدودیت های روش رادار نفوذی، قدرت نفوذ کم در محیط های با رسانندگی بالا مانند رس ها و خاک های شور و آبدار است. بنابراین، هدف دیگر این مطالعه، به تصویر کشیدن توانایی نسل متفاوتی از سامانه رادار نفوذی به زمین برای شناسایی اهداف عمیق در محیط های رسانا (مانند مطالعات ژئوتکنیکی حاضر) می باشد. در این مقاله همچنین سعی شده است با تشریح خصوصیات اصلی این نسل از رادار نفوذی به زمین، راه برای مطالعات آینده در این زمینه و انجام تحقیقات بیشتر هموار گردد. برخلاف سامانه های رادار نفوذی معمول، این نوع از رادار نفوذی قادر به نفوذ و ثبت داده تا عمق بسیار زیاد (250متر) می باشد. این سامانه با ثبت مستقیم امواج رادار (بدون تبدیل استروبوسکوپی) و به کارگیری دایپل های دارای مقاومت، قادر به نفوذ زیاد، حتی در زمین های رسی و شور، بوده که برای سامانه های معمول رادار نفوذی غیرممکن می باشد. در این مطالعه از آنتن با بسامد 25هرتز و فرستنده با توان 10000وات برای مطالعات زیر سطحی تا عمق بیش از 100متر استفاده شده است. همچنین، 9916متر پروفیل رادار نفوذی در محدوده مطالعاتی برداشت گردیده و با وجود رسانندگی بالای زمین در محل سد، داده های بسیار مناسبی تا عمق حدود 100متر دریافت شده است. بر پایه تحلیل داده های برداشت شده و تلفیق آنها با اطلاعات زمینشناختی، بی هنجاری هایی در برخی از نواحی سد بر روی پروفیل ها شناسایی شده اند. تفکیک لایه های زمینشناختی تا عمق حدود 100متر نشان دهنده کارایی این سامانه حتی در زمین های رسانا است. همچنین در تفسیرها و مدل های ارائه شده از پروفیل های رادار نفوذی، عمق سنگ بستر، بی هنجاری مربوط به نایکنواختی ساختاری ناشی از وجود یک کانال قدیمی مدفون، بی هنجاری موجود در اطراف کالورت سد و نفوذ آب به آن و گسل ها و شکستگی های موجود در اطراف سد، تفکیک شده است.