Skip to main content
SUPERVISOR
Mohamadreza Irannezhadi,Nader Fathianpour
محمدرضا ایران نژادی (استاد راهنما) نادر فتحیان پور (استاد راهنما)
 
STUDENT
Amir Rahmani
امیر رحمانی

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 تشدید مغناطیسی پروتون (PMR) یکی از جدیدترین تکنولوژی های شاخه ژئوفیزیک در برآورد خصوصیات هیدرولیکی آبخوان ها و مخازن زیر سطحی در چند دهه اخیر به شمار می رود. مزیت این روش شناسایی مولکول های آزاد درون حفرات به طور مستقیم می باشد. علاوه بر درصد آب محتوی سازند ها و دو پارامتر مهم هیدرودینامیکی سازند های زیر سطحی، یعنی تخلخل و تراوایی را نیز می توان از داده های برداشت شده با این روش به طور مستقیم تخمین زد. کمبود آب شرب در کشور اهمیت این روش را دو چندان می نماید. به خصوص که یکی از منبع های اصلی تامین آب شرب، سفره های آب زیر زمینی می باشد. با وجود بالا بودن هزینه های حفاری و رسیدن به سفره های آب زیر زمینی، برآورد دقیق آب محتوی و خصوصیات هیدرولوژیکی زمین بسیار حائز اهمیت می باشد. به طور کلی جهت بدست آوردن مدل بهینه ی زیرسطحی از داده های PMR، داشتن اطلاعات از ساختار هندسی و فیزیکی توزیع مقاومت ویژه زیر سطحی کمک شایانی به معکوس سازی دقیق تر داده هایPMR می نماید. محدوده مورد مطالعه در این تحقیق، سایت هسا در شمال شرق شهرستان شاهین شهر و در واحد هیدرولوژیکی اصفهان-برخوار قرار گرفته است که جزو حوضه آبریز زاینده رود محسوب می گردد. هدف از این تحقیق استفاده از الگوریتم بهینه یاب سیمپلکس پایین رو برای معکوس سازی داده های PMR به منظور برآورد درصد محتوی آب سازند های زیر سطحی محدوده مورد نظر می باشد. در این تحقیق ابتدا با استفاده از داده های سونداژ مقاومت الکتریکی در محدوده مورد نظر و اطلاعات بدست آمده از خصوصیات مغناطیسی زمین، ماتریس کرنل مدل پیشرو داده های PMR، محاسبه و برای صحت ماتریس کرنل بدست آمده با چند مدل مصنوعی مقایسه شد. پس از اطمینان از صحت ماتریس کرنل پیشرو، فاز دوم تحقیق، شامل تعریف تابع هدف برای برآورد آب محتوی لایه های زمین انجام پذیرفت. تابع هدف که بر اساس ریشه میانگین مربعات اختلاف مقادیر داده های PMR انداز گیری شده با پاسخ تئوریک متناظر بدست آمده از مدلسازی پیشرو طراحی شده است، برای ورود به الگوریتم بهینه ساز سیمپلکس پایین رو به منظور پیدا کردن در صد آب هر لایه بکار گرفته شد. سیمپلکس پایین رو یک روش بهینه سازی چند متغییر بدون نیاز محاسبات مشتقات تابع هدف می باشد، که دارای ساختاری نسبتا ساده و سرعت عمل بالا برای بدست آوردن نقطه بهینه می باشد. سیمپلکس پایین رو از دسته بهینه ساز های کلی [1] می باشد که خود خطر پیدا کردن اپتیمم های موضعی را کاهش می دهد. پس از اطمینان از صحت ماتریس کرنل مدلسازی پیشرو از طریق مقایسه با پاسخ به مدل های تک لایه ای و دو لایه ای و سه لایه ای منتشر شده درمقالات علمی مختلف داده های واقعی سایت هسا آماده سازی و مورد معکوس سازی قرار گرفتند. نتیجه معکوس سازی به روش مذکور پس از اعمال فیلتر پایین گذر سه نقطه ای و حذف اثر پارازیت های سطحی، بهبود چشم گیری داشت. سرعت بالای پیدا کردن درصد آب لایه ها از مزیت های این روش بود. نتایج حاصل از معکوس سازی داده های حقیقی PMR پس از اعمال فیلتر، موید وجود دو لایه آبخوان در اعماق 55 تا 70 متری و90 تا 110متری با درصد آب محتوی بین 5/2 تا 5/4 درصد می باشدکه تطابق خوبی با مدل ژئوالکتریک منطقه و چاه حفاری مجاور نشان می دهد. [1] Global

ارتقاء امنیت وب با وف بومی