Skip to main content
SUPERVISOR
Mohamadreza Irannezhadi,Nader Fathianpour
محمدرضا ايران نژادي (استاد راهنما) نادر فتحيان پور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amir Rahmani
امير رحماني

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده معدن
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
The Proton Magnetic Resonance (PMR) method is one of the newest technologies used in the field of geophysics for assessing the hydraulic features of undersurface aquifers and reservoirs in recent decades. The advantage of this method is direct identification of the free molecules inside holes. In addition to the percentage of water content of formations, two important hydrodynamic parameters of undersurface formations, i.e. porosity and permeability can be estimated by this method. The shortage of tap water in the country increases the significance of this method. Especially because one of the main resources of tap water supply are aquifers. In spite of high cost of excavation and accessing the aquifers, assessing the water content and hydraulic features of the land are very important. Generally, in order to obtain the optimized undersurface model from PMR data, knowing geometrical and physical structure of distribution of Vertical Electrical Sounding (VES), substantially helps the more detailed inversion of PMR data. The area under study in this research is Hessa site located in the northeast of Shahin-Shahr town and Esfahan-Borkhar hydrologic unit. This unit is a part of Zayanderud drainage basin. Purpose of this research is using the Simplex downhill optimization algorithm for inversion of PMR data, in order to assess the water content of formations in the area under study. In this study we first calculate the kernel matrix of forward modeling of PMR data using RES (Resistivity Electrical Sounding) in the area, and the data obtained from magnetic features of the land, and for validation of the resulting kernel matrix, we compared it several artificial models. After we ensure the validity of the matrix, second phase of the research, containing target function definition for assessing water content of the land, was carried out. The target function which is measured based on RMS Error of PMR data is designed with corresponding theoretical response from the forwarding model. This function was used for entering the simplex downhill algorithm to find water content of each layer. Simplex downhill is a multivariable optimization method which doesn’t need the target function derivatives calculations. It has a relatively simple structure and speed for obtaining the optimal point. Simplex downhill is a global optimizer that reduces the risk of finding local optimums.
روش تشديد مغناطيسي پروتون (PMR) يکي از جديدترين تکنولوژي هاي شاخه ژئوفيزيک در برآورد خصوصيات هيدروليکي آبخوان ها و مخازن زير سطحي در چند دهه اخير به شمار مي رود. مزيت اين روش شناسايي مولکول هاي آزاد درون حفرات به طور مستقيم مي باشد. علاوه بر درصد آب محتوي سازند ها و دو پارامتر مهم هيدروديناميکي سازند هاي زير سطحي، يعني تخلخل و تراوايي را نيز مي توان از داده هاي برداشت شده با اين روش به طور مستقيم تخمين زد. کمبود آب شرب در کشور اهميت اين روش را دو چندان مي نمايد. به خصوص که يکي از منبع هاي اصلي تامين آب شرب، سفره هاي آب زير زميني مي باشد. با وجود بالا بودن هزينه هاي حفاري و رسيدن به سفره هاي آب زير زميني، برآورد دقيق آب محتوي و خصوصيات هيدرولوژيکي زمين بسيار حائز اهميت مي باشد. به طور کلي جهت بدست آوردن مدل بهينه ي زيرسطحي از داده هاي PMR، داشتن اطلاعات از ساختار هندسي و فيزيکي توزيع مقاومت ويژه زير سطحي کمک شاياني به معکوس سازي دقيق تر داده هايPMR مي نمايد. محدوده مورد مطالعه در اين تحقيق، سايت هسا در شمال شرق شهرستان شاهين شهر و در واحد هيدرولوژيکي اصفهان-برخوار قرار گرفته است که جزو حوضه آبريز زاينده رود محسوب مي گردد. هدف از اين تحقيق استفاده از الگوريتم بهينه ياب سيمپلکس پايين رو براي معکوس سازي داده هاي PMR به منظور برآورد درصد محتوي آب سازند هاي زير سطحي محدوده مورد نظر مي باشد. در اين تحقيق ابتدا با استفاده از داده هاي سونداژ مقاومت الکتريکي در محدوده مورد نظر و اطلاعات بدست آمده از خصوصيات مغناطيسي زمين، ماتريس کرنل مدل پيشرو داده هاي PMR، محاسبه و براي صحت ماتريس کرنل بدست آمده با چند مدل مصنوعي مقايسه شد. پس از اطمينان از صحت ماتريس کرنل پيشرو، فاز دوم تحقيق، شامل تعريف تابع هدف براي برآورد آب محتوي لايه هاي زمين انجام پذيرفت. تابع هدف که بر اساس ريشه ميانگين مربعات اختلاف مقادير داده هاي PMR انداز گيري شده با پاسخ تئوريک متناظر بدست آمده از مدلسازي پيشرو طراحي شده است، براي ورود به الگوريتم بهينه ساز سيمپلکس پايين رو به منظور پيدا کردن در صد آب هر لايه بکار گرفته شد. سيمپلکس پايين رو يک روش بهينه سازي چند متغيير بدون نياز محاسبات مشتقات تابع هدف مي باشد، که داراي ساختاري نسبتا ساده و سرعت عمل بالا براي بدست آوردن نقطه بهينه مي باشد. سيمپلکس پايين رو از دسته بهينه ساز هاي کلي [1] مي باشد که خود خطر پيدا کردن اپتيمم هاي موضعي را کاهش مي دهد. پس از اطمينان از صحت ماتريس کرنل مدلسازي پيشرو از طريق مقايسه با پاسخ به مدل هاي تک لايه اي و دو لايه اي و سه لايه اي منتشر شده درمقالات علمي مختلف داده هاي واقعي سايت هسا آماده سازي و مورد معکوس سازي قرار گرفتند. نتيجه معکوس سازي به روش مذکور پس از اعمال فيلتر پايين گذر سه نقطه اي و حذف اثر پارازيت هاي سطحي، بهبود چشم گيري داشت. سرعت بالاي پيدا کردن درصد آب لايه ها از مزيت هاي اين روش بود. نتايج حاصل از معکوس سازي داده هاي حقيقي PMR پس از اعمال فيلتر، مويد وجود دو لايه آبخوان در اعماق 55 تا 70 متري و90 تا 110متري با درصد آب محتوي بين 5/2 تا 5/4 درصد مي باشدکه تطابق خوبي با مدل ژئوالکتريک منطقه و چاه حفاري مجاور نشان مي دهد. [1] Global

ارتقاء امنیت وب با وف بومی