ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΕΦΑΡΜΟΣΜΕΝΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ & ΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ «ΓΕΩΦΥΣΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΓΙΑ ΕΝΤΟΠΙΣΜΟ ΓΕΩΛΟΓΙΚΩΝ ΑΣΥΝΕΧΕΙΩΝ ΣΤΟΝ ΧΩΡΟ ΤΗΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥΠΟΛΗΣ» ΖΟΡΜΠΑΣ ΠΕΤΡΟΣ, 08033 ΜΕΤΑΞΑ ΕΥΓΕΝΙΑ, 08077 ΝΟΡΔΑ ΜΑΡΙΑ ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ, 08093 ΟΙΚΟΝΟΜΟΥ ΑΓΓΕΛΟΣ ΣΤΡΑΤΟΠΟΥΛΟΣ ΚΩΣΤΑΝΤΙΝΟΣ, 08128 ΤΣΑΚΙΡΗΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ, 08135 ΧΑΤΖΗΛΕΟΝΤΙΑΔΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, 08148 ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ Στ. Π.ΠΑΠΑΜΑΡΙΝΟΠΟΥΛΟΣ ΠΑΤΡΑ 2012
Περιεχόμενα 1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ... 6 2 Abstract in English... 7 3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 8 4 Γεωλογικά στοιχεία... 10 5 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ... 13 6 Ηλεκτρική χαρτογράφηση... 14 6.1 Ηλεκτρόμετρο Geoscan RM4... 14 6.2 Ηλεκτρόμετρο Rateu... 15 6.3 Δίδυμη διάταξη... 15 7 Κατακόρυφη Γεωηλεκτρική Απεικόνιση... 17 7.1 Διάταξη Wenner... 18 7.2 Διάταξη Wenner-Schlumberger... 18 7.3 Αντιστασιόμετρο και παρελκόμενα... 19 8 Γεωφυσική Διασκόπηση... 22 8.1 Περιοχή Γρασίδι... 22 8.2 Περιοχή Εκκλησίας... 24 9 Περιγραφή Αποτελεσμάτων... 27 9.1 Ηλεκτρική χαρτογράφηση και κατακόρυφη ηλεκτρική απεικόνιση στην περιοχή Γρασίδι... 27 9.2 Ηλεκτρική χαρτογράφηση και κατακόρυφη ηλεκτρική απεικόνιση στην περιοχή Εκκλησίας... 31 10 Ερμηνεία αποτελεσμάτων... 36 10.1 Περιοχή Γρασίδι... 36 10.2 Περιοχή Εκκλησίας... 36 11 Συμπεράσματα... 38 12 Προβλήματα κατά την έρευνα στο πεδίο... 39 13 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ... 40 14 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ... 41 14.1 Περιοχή Γρασίδι... 42 14.2 Περιοχή Εκκλησίας... 48 2
ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 3-1 To Πανεπιστήμιο Πατρών... 9 Εικόνα 4-1 Γεωλογικός χάρτης περιοχής... 12 Εικόνα 6-1 Το Ηλεκτρόμετρο Geoscan RM4 και τα παρελκόμενα αυτού... 14 Εικόνα 6-2 Το ηλεκτρόμετρο Rateu... 15 Εικόνα 6-3 Σχηματική λειτουργία της δίδυμης διάταξης... 16 Εικόνα 7-1 Σχηματική παράσταση της διάταξης Wenner... 18 Εικόνα 7-2 Σχηματική παράσταση της διάταξης Wenner-Schlumberger... 19 Εικόνα 7-3 Το αντιστασιόμετρο Geopulse Campus... 19 Εικόνα 7-4 Ο αυτοματοποιητής... 20 Εικόνα 7-5 Το πολύκλωνο καλώδιο της ηλεκτρικής τομογραφίας... 20 Εικόνα 7-6 Ηλεκτρόδια για την ηλεκτρική τομογραφία... 20 Εικόνα 7-7 Οι επαφές τύπου κροκοδείλου... 21 Εικόνα 7-8 Ο φορητός υπολογιστής για την ηλεκτρική τομογραφία... 21 Εικόνα 7-9 Καλώδια επέκτασης... 21 Εικόνα 7-10 Σύριγγα για έγχυση αλατούχου διαλύματος... 21 Εικόνα 8-1 Εφαρμογή Γεωφυσικής Διασκόπησης στην Περιοχή Γρασίδι... 23 Εικόνα 8-2 Εφαρμογή Γεωφυσικής Διασκόπησης στην Περιοχή Εκκλησία... 25 Εικόνα 9-1 Κατανομή Ηλεκτρικής αντίστασης στην Περιοχή Γρασίδι μέσω Δίδυμης Διάταξης... 27 Εικόνα 9-2 Κατανομή ηλεκτρικής αντίστασης στην Περιοχή Γρασίδι στο Δίκτυο 01... 28 Εικόνα 9-3 Κατανομή της Ειδικής Ηλεκτρικής αντίστασης στην περιοχή Γρασίδι με την μορφή κατόψεων... 30 Εικόνα 9-4 Κατανομή ηλεκτρικής αντίστασης μέσω δίδυμης διάταξης στην περιοχή Εκκλησία... 31 Εικόνα 9-5 Κατανομή Ειδικής Ηλεκτρικής Αντίστασης στην περιοχή Εκκλησία με την μορφή κατόψεων... 33 Εικόνα 14-1 Ηλεκτρική χαρτογράφηση με άνοιγμα ηλεκτροδίων 0.5 μ, καθώς και σκίαση των δεδομένων... 42 Εικόνα 14-2 Ηλεκτρική χαρτογράφηση με άνοιγμα ηλεκτροδίων 0.5 μ, κάθετα στον Γεωμαγνητικό βορρά... 42 Εικόνα 14-3 Ηλεκτρική χαρτογράφηση με άνοιγμα ηλεκτροδίων 1 μ και σκίαση δεδομένων... 42 Εικόνα 14-4 Ηλεκτρική χαρτογράφηση με άνοιγμα ηλεκτροδίων 1 μ και σκίαση των δεδομένων... 42 Εικόνα 14-5 Κατακόρυφες Διατομές 1 10... 43 Εικόνα 14-6 Κατακόρυφες Διατομές 11-19... 44 Εικόνα 14-7 Οριζόντιες κατόψεις σε βάθη 0.25-4.3 μ στην περιοχή Γρασίδι... 45 Εικόνα 14-8 Οριζόντιες κατόψεις σε βάθη 0.25-4.3 μ στην περιοχή Γρασίδι με την τεχνική σκίασης... 46 Εικόνα 14-9 Άποψη της περιοχής έρευνας με την ονομασία «Γρασίδι»... 47 3
Εικόνα 14-10 Ηλεκτρική χαρτογράφηση στην περιοχή Εκκλησία παράλληλα και κάθετα στον γεωμαγνητικό βορρά, με άνοιγμα ηλεκτροδίων 0.5, 2 & 3 μ... 48 Εικόνα 14-11 Ηλεκτρική χαρτογράφηση στην περιοχή Εκκλησία παράλληλα και κάθετα στον γεωμαγνητικό βορρά, με άνοιγμα ηλεκτροδίων 0.5, 2 & 3 μ με τεχνική σκίασης... 49 Εικόνα 14-12 Κατακόρυφες διατομές 1-10 παράλληλα στον γεωμαγνητικό βορρά.... 50 Εικόνα 14-13 Κατακόρυφες διατομές 11-16 παράλληλα στον γεωμαγνητικό βορρά... 51 Εικόνα 14-14 Κατακόρυφες διατομές 1-10 κάθετα στον γεωμαγνητικό βορρά... 52 Εικόνα 14-15 Κατακόρυφες Διατομές 11-16 κάθετα στον γεωμαγνητικό βορρά... 53 Εικόνα 14-16 Οριζόντιες κατόψεις σε βάθος 0.25-4.3 μ παράλληλα στον γεωμαγνητικό βορρά... 54 Εικόνα 14-17 Οριζόντιες κατόψεις σε βάθος 0.25-4.3 μ παράλληλα στον γεωμαγνητικό βορρά με την τεχνική σκίασης... 55 Εικόνα 14-18 Οριζόντιες κατόψεις σε βάθος 0.25-4.3 μ κάθετα στον γεωμαγνητικό βορρά... 56 Εικόνα 14-19 Οριζόντιες κατόψεις σε βάθος 0.25-4.3 μ κάθετα στον γεωμαγνητικό βορρά με την τεχνική σκίασης... 57 Εικόνα 14-20 Άποψη της περιοχής έρευνας με την ονομασία «Εκκλησία»... 58 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Πίνακας 1 Παράμετροι καταγραφής δεδομένων για την ηλεκτρική τομογραφία... 26 Πίνακας 2 Παράμετροι Επεξεργασίας δεδομένων με το λογισμικό Res2dinv... 26 Πίνακας 3 Ειδική ηλεκτρική αντίσταση πετρωμάτων... 59 4
ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Στο σημείο αυτό θα θέλαμε να εκφράσουμε τις ευχαριστίες μας στον Καθηγητή Γεωφυσικής κ. Σταύρο Παπαμαρινόπουλο που μας ανέθεσε την παρούσα διπλωματική εργασία. Η βοήθειά του ήταν καθοριστική για την επιτυχή έκβαση της εργασίας αυτής. Ευχαριστούμε το μέλος Ε.Τ.Ε.Π Δρ. Παναγιώτη Στεφανόπουλο, όπου με την μεγάλη του εμπειρία και γνώση συνέβαλε στην εκπόνηση της διπλωματικής εργασίας τόσο στο πεδίο όσο και στην επεξεργασία των δεδομένων για την ολοκλήρωσή της. Επίσης θα θέλαμε να ευχαριστήσουμε τον Μεταπτυχιακό ΜΔΕ κ. Γεώργιο Αγγελή για την πολύτιμη βοήθεια του μέσω ανταλλαγής απόψεων καθώς και για την ψυχολογική υποστήριξη του. Ευχαριστούμε την Τεχνική Υπηρεσία του Πανεπιστημίου για την άμεση ανταπόκριση στην έκκληση για καθαρισμό από την υπάρχουσα φυτοκάλυψη στην περιοχή της Εκκλησίας. 5
1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Στον χώρο της Πανεπιστημιούπολης εντοπίστηκε η ύπαρξη γεωλογικής ασυνέχειας. Πρόκειται πιθανά για ρήγμα που ήδη έχει προκαλέσει διαφοροποιήσεις τόσο σε κτίρια του Πανεπιστημίου όσο και στον δρόμο των αυτοκινήτων. Με στόχο την χαρτογράφηση της εν λόγω γεωλογικής ασυνέχειας εφαρμόστηκε λεπτομερής γεωφυσική διερεύνηση βασιζόμενη σε δύο διαφορετικές περιοχές της Πανεπιστημιούπολης μέσω της ηλεκτρικής διασκόπησης. Σκοπός της έρευνας ήταν η καταγραφή της κατανομής της ηλεκτρικής και ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης του εδάφους σε διάφορα βάθη, ώστε να επιτευχθεί η λεπτομερής αποτύπωση της γεωλογικής ασυνέχειας. Πραγματοποιήθηκε διαχωρισμός της περιοχής σε γεωφυσικά δίκτυα, στα οποία εφαρμόστηκε ηλεκτρική χαρτογράφηση μέσω της δίδυμης διάταξης όσο και κατακόρυφη ηλεκτρική απεικόνιση μέσω των διατάξεων Wenner & Wenner-Schlumberger. Η σάρωση των ανωτέρω γεωφυσικών δικτύων πραγματοποιήθηκε τόσο παράλληλα όσο και κάθετα στον γεωμαγνητικό βορρά με άνοιγμα ηλεκτροδίων από 1 έως και 3 μέτρα, με βήμα 0.5 έως 1 μ. Η αποτύπωση της χαρτογράφησης αποδόθηκε με την μορφή έγχρωμων χαρτών όπου παρατίθεται η κατανομή της μετρούμενης φυσικής ιδιότητας. Μέσω ειδικών λογισμικών γεωφυσικής επεξεργασίας (Oasis Montaj, Res2dinv) επιτεύχθηκε η απόδοση της ηλεκτρικής αντίστασης και της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης. Οι χάρτες αυτοί απεικονίζουν την διασπορά των μετρούμενων φυσικών ιδιοτήτων του εδάφους τόσο επί παράλληλου όσο και επί κατακόρυφου επιπέδου. Τέλος μέσω πίνακα αντιστάσεων από την διεθνή βιβλιογραφία, έγινε προσπάθεια για την ερμηνεία των εμφανιζόμενων γεωφυσικών ανωμαλιών. 6
2 Abstract in English A detailed geophysical investigation applied on an region of University of Patras. Main objective of the process, was the detailed recording of an existing fault impact, by using combined geophysical techniques. The real activity of the above fault produced damages in human buildings. Especially the main road of University was destroyed by subtraction, while buildings at University students union, were abandoned due to huge subtractions episode. The detailed geophysical research applied on two separated geophysical grids, which were located about 100 m away each other. Firstly a geoelectric mapping technique took place, by using four electrodes in distance 0.5,1,2,3 meters and by adopting the twin-probe array arrangement. As result was the recording of soil resistance in a depth equal to 6 meters depth, on a horizontal plane. Secondly applied the geoelctric imaging technique. Both of geophysical grids were researched by using twenty-five equal space electrodes, which were located on a straight line in constant space. As result was the recording of distribution of resistivity soil on a vertical layer. The first and second techniques were applied parallel and perpendicular to the existing geomagnetic north axis. By further processing, the distribution of soil resistance and resistivity were illustrated on color map schedule by using the special geophysical processing software, known as Oasis Montaj. Also by using the special slice software (Stephanopoulos, 2002) horizontal slices produced from parallel vertical sections, where the distribution of resistivity was illustrated on constant depth. 7
3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παρούσα διπλωματική εργασία αποσκοπεί στην χαρτογράφηση γεωλογικής ασυνέχειας που έχει εμφανιστεί εντός της έκτασης της Πανεπιστημιούπολης. Γεωγραφικά το Πανεπιστήμιο Πατρών οριοθετείται σε μια απόσταση περίπου δύο χιλιομέτρων ανατολικά του Δήμου Ρίου και έξι χιλιόμετρα βόρειο-ανατολικά της πόλης των Πατρών. Συνολικά καλύπτει μια έκταση περίπου 4.5 τετραγωνικών χιλιομέτρων. Εντός της Πανεπιστημιούπολης εντοπίστηκε η ύπαρξη γεωλογικής ασυνέχειας. Ειδικότερα σε κτίριο που αποτελεί υποσύνολο του συγκροτήματος της φοιτητικής εστίας, παρατηρήθηκε ανάπτυξη διαφορικής καθίζησης που είχε ως συνέπεια την αναστολή λειτουργίας του κτιρίου αυτού, λόγω προβλήματος στατικότητας. Η γεωλογική ασυνέχεια φαίνεται να οδεύει προς το κτίριο της Διοίκησης (Πρυτανεία), όπου έχει δημιουργήσει καθίζηση εκατοστών στο οδόστρωμα μπροστά από την Πρυτανεία καθώς και στην οδό προς το Πανεπιστημιακό Γυμναστήριο. Πρόσφατα η Διοίκηση για να ανακόψει την ταχύτητα των οχημάτων εντός της Πανεπιστημιούπολης, τοποθέτησε ειδικά εμπόδια πλάτους 1 μέτρου επί του οδοστρώματος. Στο εμπόδιο κοντά στην φοιτητική εστία εμφανίστηκε διάρρηξη με γωνία περίπου 45 μοιρών, ενώ η διάρρηξη του οδοστρώματος δείχνει να έχει αυξηθεί σε πλάτος. Οι ανωτέρω συνθήκες αποτέλεσαν το έναυσμα για την εφαρμογή γεωφυσικής διασκόπησης με σκοπό την χαρτογράφηση της γεωλογικής ασυνέχειας και της διερεύνησης της πιθανότητας μετακίνησης των γεωλογικών σχηματισμών. Η γεωφυσική διερεύνηση εφαρμόστηκε σε δύο περιοχές που βρίσκονται εκατέρωθεν του ίχνους της γεωλογικής ασυνέχειας. Η πρώτη περιοχή βρίσκεται κοντά στο κτίριο της Διοίκησης και η ετέρα πίσω από τον Ιερό Ναό του Πανεπιστημίου. Και στις δύο περιοχές εφαρμόστηκε ηλεκτρική χαρτογράφηση μέσω της δίδυμης διάταξης, καθώς και κατακόρυφη ηλεκτρική απεικόνιση με χρήση των διατάξεων Wenner & Wenner- Schlumberger. Στην Εικόνα 3-1, παρατίθεται η γεωγραφική θέση του Πανεπιστημίου Πατρών μέσω χάρτη Google Earth. 8
Εικόνα 3-1 To Πανεπιστήμιο Πατρών 9
4 Γεωλογικά στοιχεία Η περιοχή της Πανεπιστημιούπολης αποτελεί αλλουβιακό ριπίδιο. Με τον όρο ριπίδιο, εννοείται μία απόθεση της οποίας η επιφάνεια σχηματίζει ένα τμήμα κώνου που εκτείνεται ακτινωτά προς τα κάτω από το σημείο που ένα ποτάμι «αφήνει» τα βουνά. Για την δημιουργία του απαραίτητη προϋπόθεση είναι η ύπαρξη έντονου ανάγλυφου και μεγάλη παροχή ιζήματος. Οι συνθήκες αυτές ικανοποιούνται στην παρούσα περίπτωση μιας και στο άκρο της Πανεπιστημιούπολης διέρχεται ο Χάραδρος που πηγάζει από τις βορειοδυτικές υπώρειες του Παναχαϊκού όρους. Αποτελεί φυσικό σύνορο μεταξύ των δήμων Πατρέων και Ρίου. Εκβάλλει στο ανατολικό τμήμα του Πατραϊκού κόλπου στο ύψος του Καστελόκαμπου. Λέγεται ότι το όνομά του προέρχεται από το γεγονός μη ομαλής ροής, που δημιουργεί βαθιά χαράδρα στο πέρασμά του. Η εξέλιξη και τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά των αλλουβιακών ριπιδίων είναι συνάρτηση του κλίματος, της λιθολογίας και της τεκτονικής της περιοχής. Σύμφωνα με το Bull η λιθολογία της μητρικής περιοχής αποτελεί τον κύριο παράγοντα που ρυθμίζει το σχήμα και το μέγεθος των αλλουβιακών ριπιδίων. Η απόθεση υλικών πιστεύετε γενικά ότι οφείλεται σε σαφή ελάττωση της κλίσης του <<ρευματικού καναλιού>> προς τα κάτω και από το σημείο, όπου το ρεύμα εγκαταλείπει μια περιοχή με έντονο ανάγλυφο. Οι τύποι αποθέσεων διακρίνονται σε α) Δεβριτικές αποθέσεις, β) αποθέσεις καλυμμάτων, γ) αποθέσεις αυλάκων, δ) «sieve» αποθέσεις. Η συνολική γεωμετρία αντανακλά την απόθεση τεράστιου αριθμού στρωμάτων διαφορετικής έκτασης και πάχους καθώς και τις αλλαγές απόθεσης τοπικά, που οφείλονται σε διάνοιξη μιας ροής η οποία γεμίζει με ίζημα που συμβάλλει στην δημιουργία μιας νέας αύλακας. Οι διαστάσεις των ριπιδίων ποικίλουν, ανάλογα με τις διαστάσεις των λεκανών απορροής, ενώ η κλίση τους είναι ανάλογη με την παροχή νερού. Το πλάτος τους ενδέχεται να εκτείνεται μέχρι και 160χλμ στη βάση τους με κυμαινόμενη κλίση μεταξύ 10 μέχρι και 150. Το μεγαλύτερο πλήθος των ριπιδίων εμφανίζουν συγκεκριμένα χαρακτηριστικά γνωρίσματα που τα συγκεκριμενοποιούν σαν προϊόντα ενός χερσαίου ιζηματογενούς περιβάλλοντος. 10
1) Είναι οξειδωμένες αποθέσεις που σπάνια περιέχουν καλά διατηρημένο οργανικό υλικό. 2) Δομούν παχιές ακολουθίες αποθέσεων υδάτων που έχουν αποτεθεί ως αποθέσεις αύλακος και ως αποθέσεις καλυμμάτων ή αποθέσεων ιλυορροής και δεβριτικών ροών και δεβριτικών ροών. 3) Ο κύριος όγκος των αποθέσεων αποτελείται από καλύμματα που έχουν λόγο μήκος/πλάτος περίπου 5/20. 4) Η αναλογία των δεβριτικών αποθέσεων ελαττώνεται προοδευτικά από την κορυφή του ριπιδίου και προς τα έξω. 5) Το κοκκομετρικό μέγεθος μειώνεται από την κορυφή του ριπιδίου και προς τα έξω. 6) Οι cut and fill δομές είναι πλησίον της κορυφής του ριπιδίου, ενώ είναι σπάνιες ή απουσιάζουν από την εξωτερική ζώνη. 7) Πρόκειται για μία ακολουθία στρωμάτων που ποικίλει σε κοκκομετρικό μέγεθος, βαθμό ταξιθέτησης και σε πάχος, εν συγκρίσει με άλλα περιβάλλοντα. 8) Οι αλλουβιακές αποθέσεις σε ένα διάγραμμα CM προμηθεύουν ένα ελικοειδές πεδίο που αντιπροσωπεύει αποθέσεις εφήμερων ρευμάτων. 9) Τα αλλουβιακά ριπίδια έχουν γενικά επικλυσιγενή ή της δακτυλιώσεως σχέσεις με ιζήματα άλλων περιβαλλόντων απόθεσης (αποθέσεις πλημμυρίδας ή λιμνών). 10) Σε τομές παράλληλες προς τις ακτίνες του ριπιδίου τα στρώματα ιχνογραφούνται σε μεγάλο μήκος, ενώ σε εγκάρσιες τομές, έχουν περιορισμένη έκταση και καλύπτονται. 11
Εικόνα 4-1 Γεωλογικός χάρτης περιοχής 12
5 ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ Η εφαρμογή της γεωφυσικής διασκόπησης στηρίχθηκε στα ακόλουθα βήματα που ήταν καθοριστικής σημασίας για την ομαλή έκβασή της : 1. Επιφανειακή έρευνα της περιοχής μελέτης 2. Εντοπισμός και καταγραφή των πιθανών εμποδίων κατά την εφαρμογή της διασκόπησης 3. Επιλογή των κατάλληλων περιοχών για την δημιουργία γεωφυσικών δικτύων 4. Δημιουργία γεωφυσικών δικτύων 5. Εφαρμογή της ηλεκτρικής χαρτογράφησης μέσω δίδυμης διάταξης 6. Επεξεργασία των δεδομένων από την ηλεκτρική χαρτογράφηση 7. Εφαρμογή της κατακόρυφης ηλεκτρικής απεικόνισης με γνώμονα τους στόχους από την χαρτογράφηση, μέσω Wenner & Wenner-Schlumberger 8. Επεξεργασία των δεδομένων της κατακόρυφης ηλεκτρικής απεικόνισης. 9. Δημιουργία οριζόντιων κατόψεων από τα δεδομένα της ηλεκτρικής απεικόνισης 10. Σύγκριση αποτελεσμάτων από την ηλεκτρική χαρτογράφηση και την κατακόρυφη ηλεκτρική απεικόνιση 11. Ερμηνεία των αποτελεσμάτων 12. Συμπεράσματα 13
6 Ηλεκτρική χαρτογράφηση Με τον όρο ηλεκτρική χαρτογράφηση, εννοείται η εφαρμογή μιας τεχνικής που βασίζεται στην διαβίβαση στο έδαφος ηλεκτρικού πεδίου γνωστών χαρακτηριστικών. Σκοπός της τεχνικής αυτής είναι η καταγραφή της κατανομής της ηλεκτρικής αντίστασης του εδάφους σε συγκεκριμένο βάθος σε ohms. Από το ηλεκτρόμετρο διαβιβάζεται ηλεκτρικό πεδίο και μετράται η αναπτυσσόμενη διαφορά δυναμικού, ενώ μέσω του νόμου του Ohm, είναι εφικτός ο υπολογισμός της διαφοροποίησης της αντίστασης του ηλεκτρικού πεδίου. Ως ηλεκτρόμετρο χρησιμοποιήθηκε το Geoscan RM4 και το σύστημα Rateu, ενώ με χρήση της δίδυμης διάταξης ήταν εφικτή η καταγραφή της κατανομής της ηλεκτρικής αντίστασης μέχρι βάθους που ήταν σε συνάρτηση με την απόσταση των ηλεκτροδίων. Στην συνέχεια γίνεται μια μικρή αναφορά όσον αφορά τους δύο τύπους ηλεκτρομέτρων. 6.1 Ηλεκτρόμετρο Geoscan RM4 Αποτελεί μια συσκευή που στηρίζεται στον νόμο του Ohm. Κατά την διάρκεια της έρευνας στο πεδίο διαβιβάζει ένα ηλεκτρικό πεδίο στο έδαφος με ένταση 0.5 ma. Η τάση του πεδίου ισούται με 10.5 V, ενώ η αρχική αντίσταση είναι εύκολα υπολογίσιμη μέσω του ανωτέρω νόμου της φυσικής. Μέσω εφαρμογής της δίδυμης διάταξης, επιχειρείται ηλεκτρική χαρτογράφηση των υπεδαφικών στόχων σε βάθος που είναι συνάρτηση της απόστασης των ηλεκτροδίων. Η μετρούμενη αντίσταση διαφοροποιείται λόγω των διάφορων υπόγειων δομών και εκφράζει το ποσοστό δυσκολίας της διέλευσης του διαβιβαζόμενου ηλεκτρικού πεδίου μέσα από την μάζα τους. Στην πραγματικότητα καταγράφεται η διαφοροποίηση της ηλεκτρικής αντίστασης μεταξύ του υπάρχοντος στόχου και του περιβάλλοντος εδαφικού υλικού. Στην Εικόνα 6-1 παρατίθεται το ηλεκτρόμετρο Geoscan RM4. Εικόνα 6-1 Το Ηλεκτρόμετρο Geoscan RM4 και τα παρελκόμενα αυτού 14
6.2 Ηλεκτρόμετρο Rateu Η λειτουργία του ηλεκτρόμετρου Rateu είναι ακριβώς ίδια με αυτή του Geoscan RM4. Βασίζεται και αυτό στον υπολογισμό των τιμών μέσω της δίδυμης διάταξης και του νόμου του Ohm. Διαφοροποιείται στο γεγονός ότι η συσκευή αυτή έχει την δυνατότητα της χρήσης ηλεκτρικού πεδίου με τάση 12 V, ενώ το διαβιβαζόμενο ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να έχει ένταση μέχρι και 10 Α. Έτσι χαρακτηρίζεται από ισχυρότερο σήμα εξόδου, ενώ παράλληλα μπορεί να διοχετεύει το ηλεκτρικό πεδίο με συνεχόμενη ροή. Επίσης διαθέτει μεγαλύτερο εύρος κατανομής τιμών και επομένως καλύτερη διακριτική ικανότητα. Στην Εικόνα παρατίθεται η συσκευή Rateu. Εικόνα 6-2 Το ηλεκτρόμετρο Rateu 6.3 Δίδυμη διάταξη Αποτελεί την βασική διάταξη για την εφαρμογή της ηλεκτρικής χαρτογράφησης, που χαρακτηρίζεται από δυνατό σήμα και διερεύνηση βάθους που κυμαίνεται 1-3 φορές το άνοιγμα των ηλεκτροδίων. Κατά αυτή υπάρχουν τέσσερα ηλεκτρόδια που διατάσσονται με την μορφή ζευγών. Έκαστο ζεύγος περιέχει ένα ηλεκτρόδιο ρεύματος και ένα δυναμικού. Η απόσταση των ηλεκτροδίων σε κάθε ζεύγος διατηρείται σταθερή, ενώ η απόσταση μεταξύ των ζευγών θεωρητικά είναι άπειρη. Στην πραγματικότητα λαμβάνεται ίση με το δεκαπενταπλάσιο της απόστασης του ζεύγους. Το ζεύγος ηλεκτροδίων από αποτελείται από το πρωτεύον ηλεκτρόδιο ρεύματος και δυναμικού ονομάζεται κινούμενο και είναι υπεύθυνο για την συλλογή των μετρήσεων εντός του γεωφυσικού δικτύου. Το έτερο αποτελούμενο από το δευτερεύον ηλεκτρόδιο ρεύματος και δυναμικού, ονομάζεται βάση και τοποθετείται στην προαναφερόμενη απόσταση. Κατά την διαδικασία των μετρήσεων ηλεκτρικό πεδίο διαβιβάζεται από το πρωτεύον ηλεκτρόδιο ρεύματος και λαμβάνεται από το αντίστοιχο δευτερεύον. Λόγω του σχεδιασμού της διάταξης αυτής, το μερικό δυναμικό που αναπτύσσεται στο δευτερεύον ηλεκτρόδιο δυναμικού, είναι αμελητέα και έτσι η αναπτυσσόμενη διαφορά δυναμικού μετράται από το 15
πρώτο ζεύγος ηλεκτροδίων. Στην Εικόνα 6-3 παρατίθεται γραφικά η λειτουργία της δίδυμης διάταξης. Εικόνα 6-3 Σχηματική λειτουργία της δίδυμης διάταξης 16
7 Κατακόρυφη Γεωηλεκτρική Απεικόνιση Η κατακόρυφη γεωηλεκτρική απεικόνιση αποτελεί μια τεχνική που ανήκει στην γενική οικογένεια της ηλεκτρικής διασκόπησης και συμβάλλει στην καταγραφή της κατανομής της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης επί κατακόρυφου επιπέδου. Η αλματώδης ανάπτυξη της βιομηχανίας γεωφυσικών συσκευών, σε συνδυασμό με την δημιουργία καλύτερων μαθηματικών αλγορίθμων, είχε σαν αποτέλεσμα την επινόηση της ανωτέρω τεχνικής. Κατά την πρακτική της εφαρμογή στο πεδίο απαιτείται η παρουσία αντιστασιομέτρου, πολύκλωνων καλωδίων, αυτοματοποιητή και ηλεκτροδίων. Ο αριθμός των συνεργαζόμενων ηλεκτροδίων ποικίλλει μεταξύ 25 και 50. Στην πρώτη περίπτωση σαρώνεται ένα ανάστροφο τρίγωνο με την κορυφή στο μέγιστο βάθος, ενώ στην δεύτερη ένα ανάστροφο τραπέζιο. Το βάθος διερεύνησης είναι συνάρτηση της απόστασης μεταξύ των ηλεκτροδίων. Αυξανομένης αυτής επιτυγχάνεται αύξηση του βάθους διερεύνησης, αλλά μειώνεται η διακριτική ικανότητα της τεχνικής. Ο αριθμός των επιπέδων (βαθών) που μπορεί να διερευνηθούν κατά την διάρκεια της σάρωσης εξαρτάται από την χρησιμοποιούμενη διάταξη ηλεκτροδίων και κυμαίνεται μεταξύ 8-22. Ως επίπεδο εννοείται ένα νοητό ευθύγραμμο τμήμα με γνωστό αριθμό ηλεκτροδίων και επομένως σταθμών μετρήσεων, που κατανέμονται επί ενός κατακόρυφου επιπέδου. Από την επιφάνεια του εδάφους προς το μέγιστο βάθος ο αριθμός των ηλεκτροδίων διαφοροποιείται λόγω ηλεκτρονικής μετάθεσης από τον φορητό υπολογιστή που ελέγχει την τεχνική. Έτσι το άνοιγμα των ηλεκτροδίων σε έκαστο βάθος ισούται με το πραγματικό πολλαπλασιαζόμενο επί τον αριθμό του επιπέδου, που οδηγεί σε μείωση των σταθμών μετρήσεων ανά επίπεδο. Η θέση των σημείων μέτρησης στον χώρο τοποθετείται στο μέσο της απόστασης των ηλεκτροδίων δυναμικού, εξαρτώμενη από την διάταξη αυτών. Στο πεδίο, κατά την διάρκεια της διερεύνησης, από το αντιστασιόμετρο εξάγεται ηλεκτρικό πεδίο με την μορφή τετραγωνικού παλμού, με τάση 12 V. Η ένταση του εξαγόμενου πεδίου καθώς και ο χρόνος διαβίβασης ελέγχονται από τον φορητό υπολογιστή μέσω ειδικού λογισμικού. Μετά την ολοκλήρωση της σάρωσης των διατομών στο πεδίο, πραγματοποιείται επεξεργασία των δεδομένων με σκοπό τον υπολογισμό της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης. Κατά την έρευνα στο πεδίο μετράται μια φυσικά ανύπαρκτη ποσότητα που ονομάζεται φαινόμενη ειδική αντίσταση. Ενώ η πραγματική ειδική αντίσταση υπολογίζεται μέσω ειδικού λογισμικού δύο διαστάσεων. 17
Το αποτέλεσμα της επεξεργασίας δίνει της κατανομή της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης με την μορφή έγχρωμων κατακόρυφων διατομών, ενώ είναι εφικτή η δημιουργία οριζοντιογραφίας με συνένωση σημείων ιδίου βάθους από παρακείμενες και επάλληλες διατομές. Στην προκειμένη περίπτωση για την διερεύνηση ύπαρξης γεωλογικής ασυνέχειας, ως βασικές διατάξεις ηλεκτροδίων επιλέχτηκαν η Wenner και η Wenner-Schlumberger. Στην συνέχεια παρατίθεται μια μικρή αναφορά στις παραπάνω δύο τεχνικές διάταξης ηλεκτροδίων 7.1 Διάταξη Wenner Η διάταξη Wenner, αποτελεί μια από τις ευρύτερα διαδεδομένες τεχνικές ανάπτυξης ηλεκτροδίων για την μέτρηση της κατανομής της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης. Κατά την εφαρμογή της απαιτείται η παρουσία τεσσάρων συνευθειακών και σε ίσες αποστάσεις ηλεκτροδίων. Τα δύο εσωτερικά ηλεκτρόδια χρησιμεύουν για την μέτρηση της αναπτυσσόμενης διαφοράς δυναμικού, ενώ τα δύο εξωτερικά αναλαμβάνουν τον ρόλο των ηλεκτροδίων ρεύματος. Ο υπολογισμός της φαινόμενης ειδικής αντίστασης δίνεται μέσω της σχέσης ρ = 2πα (ΔV / Ι), όπου η παράμετρος 2πα, είναι ο γεωμετρικός συντελεστής της διάταξης, ΔV η αναπτυσσόμενη διαφορά δυναμικού και Ι η ένταση του διαβιβαζόμενου ηλεκτρικού πεδίου. Στην Εικόνα,παρατίθεται γραφικά η λειτουργία της διάταξης αυτής. Ο μέγιστος αριθμός βαθών που επιτρέπεται να διερευνηθούν ισούται με 8, ενώ η μέγιστη απόκριση της διάταξης είναι συνάρτηση του ανοίγματος των ηλεκτροδίων (α). Εικόνα 7-1 Σχηματική παράσταση της διάταξης Wenner 7.2 Διάταξη Wenner-Schlumberger Η διάταξη αυτή αποτελεί μια υβριδική τεχνική που δημιουργήθηκε από την συνένωση των ήδη γνωστών διατάξεων Wenner, Schlumnerger. Κατά την πρακτική εφαρμογή της στο πεδίο, απαιτείται η ύπαρξη τεσσάρων συνευθειακών ηλεκτροδίων. Τα δύο εξωτερικά χρησιμοποιούνται ως ηλεκτρόδια ρεύματος, ενώ τα αντίστοιχα εσωτερικά ως δυναμικού. Η απόσταση μεταξύ των ηλεκτροδίων δυναμικού διατηρείται και ίση με το πραγματικό άνοιγμα, ενώ τα ηλεκτρόδια ρεύματος απομακρύνονται κατά μια απόσταση που είναι ακέραιο πολλαπλάσιο του πραγματικού ανοίγματος. Στην πραγματικότητα η απόσταση αυτή 18
προκύπτει από το γινόμενο της απόστασης των ηλεκτροδίων δυναμικού επί τον αριθμό επιπέδου (βάθος). Η εφαρμογή της επιτρέπει την διερεύνηση 11 βαθών. Στην πραγματικότητα είναι 8, διότι πραγματοποιείται αλλαγή της απόστασης των ηλεκτροδίων δυναμικού σε περίπτωση όπου δεν είναι εφικτή η λήψη μετρήσεων στα δύο τελευταία επίπεδα. Τα στοιχεία του εξαγόμενου ηλεκτρικού πεδίου καθώς και ο χρόνος διοχέτευσης διαχειρίζονται από τον φορητό υπολογιστή μέσω ειδικού λογισμικού. Ο υπολογισμός της φαινόμενης ειδικής αντίστασης μέσω της διάταξης αυτής δίνεται από την σχέση ρ = πα(n+1)(n+2) (ΔV / Ι), όπου πα(n+1)(n+2), ο γεωμετρικός συντελεστής της διάταξης, ΔV η αναπτυσσόμενη διαφορά δυναμικού, Ι η ένταση του εξαγόμενου ηλεκτρικού πεδίου. Η παρούσα διάταξη χαρακτηρίζεται από ισχυρότερο σήμα σε σχέση με την Wenner και καλύτερη διακριτική ικανότητα, ενώ διακρίνεται για το μεγαλύτερο βάθος διερεύνησης με δεδομένο άνοιγμα ηλεκτροδίων. Στην Εικόνα 7-2,παρατίθεται γραφικά η λειτουργία της διάταξης Wenner-Schlumberger. Εικόνα 7-2 Σχηματική παράσταση της διάταξης Wenner-Schlumberger Στην συνέχεια πραγματοποιείται μια συνοπτική αναφορά στο αντιστασιόμετρο και τα παρελκόμενα αυτού. 7.3 Αντιστασιόμετρο και παρελκόμενα Ως βασικό αντιστασιόμετρο κατά την έρευνα στο πεδίο χρησιμοποιήθηκε το Geopulse Campus, Εικόνα 7-3. Εικόνα 7-3 Το αντιστασιόμετρο Geopulse Campus Αποτελεί μια γεωφυσική συσκευή που έχει την ικανότητα να μετράει ωμική αντίσταση, αυτοδυναμικό και επαγόμενη πολικότητα. Κατά την διάρκεια των μετρήσεων εξάγει ηλεκτρικό πεδίο με την μορφή τετραγωνικού παλμού, με ένταση που κυμαίνεται μεταξύ 0.5-20 ma, βάση των υπαρχόντων πολύκλωνων καλωδίων. Σε συνδυασμό με τον 19
αυτοματοποιητή, έχει την δυνατότητα διαχείρισης 25 ή και 50 ηλεκτροδίων. Ο αυτοματοποιητής Εικόνα 7-4, έχει ως κύριο ρόλο την ανταλλαγή πληροφοριών μεταξύ αντιστασιομέτρου και ηλεκτροδίων. Εικόνα 7-4 Ο αυτοματοποιητής Τα πολύκλωνα καλώδια αποτελούν το μέσον διαβίβασης του ηλεκτρικού πεδίου στο έδαφος μέσω των ηλεκτροδίων. Αποτελούνται από μια εκτυλίκτρια πάνω στην οποία έχει τοποθετηθεί ειδικό καλώδιο με προστατευτικό κάλυμμα, Εικόνα 7-5. Εικόνα 7-5 Το πολύκλωνο καλώδιο της ηλεκτρικής τομογραφίας Κάτω από το κάλυμμα, έχουν τοποθετηθεί 25 κλώνοι καλωδίου, όπου έκαστος τερματίζει σε συγκεκριμένη επαφή. Ανάλογα με τις αποστάσεις των επαφών διακρίνονται σε καλώδια 1,4,8 και 15 μέτρων. Λόγω μικρής διατομής των εσωτερικών κλώνων, δεν επιτρέπεται η χρήση ηλεκτρικού πεδίου άνω των 20 ma. Τα ηλεκτρόδια αποτελούν κυλίνδρους ύψους 35 εκατοστών και πάχους 20 χιλιοστών, Εικόνα 7-6. Εικόνα 7-6 Ηλεκτρόδια για την ηλεκτρική τομογραφία Το άνω άκρος τους είναι πεπλατυσμένο, ενώ η βάση τους οξύληκτη για την ευκολότερη διείσδυση στο έδαφος. Αυτά τοποθετούνται σε βάθος που ισούται περίπου με το 5% του πραγματικού ανοίγματος των ηλεκτροδίων. Τα ηλεκτρόδια με το πολύκλωνο καλώδιο, συνδέονται με την βοήθεια επαφών τύπου κροκοδείλου, Εικόνα 7-7. 20
Εικόνα 7-7 Οι επαφές τύπου κροκοδείλου Η πάκτωση των ηλεκτροδίων στην επιφάνεια του εδάφους επιτυγχάνεται με την βοήθεια δίκιλου σφυριού, ενώ σε περίπτωση όπου το έδαφος είναι αρκετά σκληρό χρησιμοποιείται κρουστικό τρυπάνι. Όλο το σύστημα ελέγχεται από φορητό ηλεκτρονικό υπολογιστή που συνδέεται με το αντιστασιόμετρο μέσω σειριακού καλωδίου τύπου RS232 Εικόνα 7-8. Εικόνα 7-8 Ο φορητός υπολογιστής για την ηλεκτρική τομογραφία Για την αποφυγή συνεχούς μετακίνησης όλου του ανωτέρω συστήματος για την σάρωση επάλληλων διατομών, τα ηλεκτρόδια με το πολύκλωνο καλώδιο συνδέονται με χρήση καλωδίων επέκτασης Εικόνα 7-9. Εικόνα 7-9 Καλώδια επέκτασης Σε περίπτωση διαπίστωσης ύπαρξης προβλήματος μεταξύ ηλεκτροδίου και εδάφους, τότε διαβιβάζεται στην βάση του ηλεκτροδίου αλατούχο διάλυμα με την βοήθεια σύριγγας Εικόνα 7-10. Εικόνα 7-10 Σύριγγα για έγχυση αλατούχου διαλύματος Στην συνέχεια παρατίθεται το ιστορικό της γεωφυσικής διασκόπησης. 21
8 Γεωφυσική Διασκόπηση Με τον όρο γεωφυσική διασκόπηση εννοείται το σύνολο των διάφορων γεωφυσικών τεχνικών που εφαρμόζονται για την επίλυση συγκεκριμένου προβλήματος. Στην παρούσα περίπτωση εφαρμόστηκε η τεχνική της ηλεκτρικής αντίστασης και της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης για την χαρτογράφηση υπάρχουσας γεωλογικής ασυνέχειας στην Πανεπιστημιούπολη των Πατρών. Η διερεύνηση του ανωτέρω προβλήματος ξεκίνησε λόγω ζημιών σε κτίριο της φοιτητικής εστίας του Πανεπιστημίου που το κατέστησε ανενεργό. Έπειτα από επιτόπια επιφανειακή έρευνα στην περιοχή ενδιαφέροντος, αποφασίστηκε η εφαρμογή της γεωφυσικής διασκόπησης σε δύο περιοχές από όπου είναι εμφανής η διέλευση του ίχνους της ασυνέχειας. Η πρώτη περιοχή (Γρασίδι) βρίσκεται κοντά στο κτίριο της Διοίκησης του Πανεπιστημίου και η δεύτερη (Εκκλησία) σε απόσταση περίπου 100 μ δυτικά της πρώτης, Εικόνα. Τόσο στην πρώτη όσο και στην δεύτερη περιοχή εφαρμόστηκε αρχικά ηλεκτρική χαρτογράφηση μέσω της δίδυμης διάταξης καθώς και κατακόρυφη ηλεκτρική απεικόνιση με εφαρμογή των διατάξεων Wenner & Wenner-Schlumnerger, με την σάρωση ικανού αριθμού επάλληλων διατομών. Κατά την διαδικασία αυτή δόθηκε προσοχή ώστε οι διατομές να έχουν την ίδια αρχή και τέλος για λόγους σύγκρισης. Ειδικότερα σε έκαστη περιοχή η εφαρμογή της γεωφυσικής διερεύνησης πραγματοποιήθηκε όπως στην συνέχεια. 8.1 Περιοχή Γρασίδι Η περιοχή αυτή ονομάστηκε με τον τρόπο αυτό μιας και η γεωφυσική διασκόπηση εφαρμόστηκε σε χώρο κήπου όπου είχε φυτευτεί γρασίδι. Το τοπογραφρικό ανάγλυφο ήταν ομαλό με ελάχιστες τοποθεσίες εμποδίων και αποτελούσε ένα ιδεώδες αντικείμενο διερεύνησης. Το ίχνος της γεωλογικής ασυνέχειας ήταν ορατό στα εκατέρωθεν άκρα του κήπου με διεύθυνση σχεδόν ΔΒΔ-ΑΒΑ. Η διερεύνηση εφαρμόστηκε επί δύο γεωφυσικών δικτύων εμβαδού 100 τ.μ, τα οποία σχεδιάστηκαν από την γεωφυσική ομάδα επί του εδάφους με την βοήθεια πυξίδας και μετροταινιών. Στην Εικόνα, εμφανίζεται ο χάρτης της περιοχής με τα γεωφυσικά δίκτυα. 22
Εικόνα 8-1 Εφαρμογή Γεωφυσικής Διασκόπησης στην Περιοχή Γρασίδι Αρχικά εφαρμόστηκε η ηλεκτρική χαρτογράφηση με την δίδυμη διάταξη και ως βασικό ηλεκτρόμετρο επιλέχτηκε το Geoscan RM4. Στα ανωτέρω γεωφυσικά δίκτυα πραγματοποιήθηκε σάρωση για την κατανομή της ηλεκτρικής αντίστασης με άνοιγμα ηλεκτροδίων 0.5 και 1 μ. Έκαστη μέτρηση λήφθηκε με βήμα 1 μ. Σε πρώτη φάση τα δύο γεωφυσικά δίκτυα σαρώθηκαν κατά την διεύθυνση Β-Ν και στην συνέχεια Α-Δ. Κατά την διάρκεια των μετρήσεων τα σταθερά ηλεκτρόδια είχαν τοποθετηθεί σε απόσταση περίπου 50 μέτρων από το ζεύγος των κινούμενων για αποφυγή σφαλμάτων επί των μετρήσεων. Οι προκύπτουσες τιμές αρχικά αποθηκεύτηκαν σε χάρτινο ομοίωμα γεωφυσικού δικτύου και στην συνέχεια εισήχθησαν στον υπολογιστή, για περαιτέρω επεξεργασία. Η επεξεργασία των δεδομένων της ηλεκτρικής χαρτογράφησης πραγματοποιήθηκε μέσω του λογισμικού Geosoft Oasis Montaj. Ως αποτέλεσμα ήταν η απόδοση της κατανομής της ηλεκτρικής αντίστασης σε ohms με την μορφή έγχρωμου χαρτών. Παράλληλα επιχειρήθηκε και η δημιουργία ψευδοτρισδιάστατου χάρτη μέσω σκίασης των δεδομένων για διερεύνηση τυχόν λεπτομερειών που δεν είχαμ εντοπιστεί στον απλό χάρτη. Σε επόμενη φάση της έρευνας εφαρμόστηκε η κατακόρυφη ηλεκτρική απεικόνιση. Συνολικά σαρώθηκαν 19 επάλληλες διατομές, με βήμα 1 μέτρου. Για την επιβεβαίωση χρήσης των διατομών συνευθειακών σημείων αρχή και λήξης, η γεωφυσική ομάδα χρησιμοποίησε πέντε μετροταινίες. Δύο τοποθετήθηκαν στα εκατέρωθεν άκρα των γεωφυσικών δικτύων κατά την διεύθυνση Β-Ν και σε απόσταση μεταξύ τους ίση με 24 μέτρα. Η απόσταση αυτή ήταν γνωστή μιας και η κατακόρυφη ηλεκτρική απεικόνιση θα εφαρμοζόταν με άνοιγμα ηλεκτροδίων 1 μ και συνολικό αριθμό 25. Μια τρίτη τοποθετήθηκε στην μεσοκάθετο των 23
γεωφυσικών δικτύων που αντιπροσώπευε την θέση του κέντρου της διάταξης και του σημείου του μέγιστου βάθους. Στο σημείο αυτό είχε τοποθετηθεί το 13ο ηλεκτρόδιο (κεντρικό) ενώ τα υπόλοιπα 24 άρχισαν να τοποθετούνται εκατέρωθεν του κεντρικού σε απόσταση 1 μ με την βοήθεια δύο άλλων μετροταινιών. Στον Πίνακα παρατίθεται το σύνολο των παραμέτρων που χρησιμοποιήθηκαν κατά την έρευνα στο πεδίο. Η καταγραφή της φαινόμενης ειδικής αντίστασης πραγματοποιήθηκε με χρήση της διάταξης Wenner-Schlumnerger. Έτσι ήταν εφικτή η διερεύνηση μέχρι βάθους περίπου 4 μέτρων. Ο υπολογισμός της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης εφαρμόστηκε με χρήση του ειδικού λογισμικού RES2DINV και δισδιάστατου μαθηματικού αλγορίθμου βασιζόμενο στην αντιστροφή των ελαχίστων τετραγώνων. Έπειτα από την εφαρμογή του ανωτέρω μαθηματικού αλγορίθμου για 3-5 επαναλήψεις αποδόθηκε η κατανομή της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης με την μορφή έγχρωμων κατακόρυφων διατομών, όπου το σφάλμα της απόκλισης του αλγορίθμου ήταν σε χαμηλά επίπεδα. Στην συνέχεια με την βοήθεια του λογισμικού slice (Π. Στεφανόπουλος 2002), πραγματοποιήθηκε η συνένωση σημειακών αντιστάσεων ιδίου βάθους και δημιουργία οριζόντιων κατόψεων με την βοήθεια του λογισμικού Geosoft Oasis Montaj. Στον Πίνακα παρατίθεται το σύνολο των παραμέτρων που χρησιμοποιήθηκαν κατά την επεξεργασία των δεδομένων με το λογισμικό RES2DINV. 8.2 Περιοχή Εκκλησίας Η περιοχή αυτή βρίσκεται σε απόσταση περίπου 100 μέτρων δυτικά της πρώτης. Λόγω φυσικών εμποδίων, όπως παρουσία ελαιόδεντρων και τσιμεντένιων διαδρόμων σαρώθηκε ένα γεωφυσικό δίκτυο συνολικού εμβαδού 240 τ.μ. Εικόνα 8-2. Η δημιουργία του γεωφυσικού δικτύου πραγματοποιήθηκε με τον τρόπο που προαναφέρθηκε στην πρώτη περιοχή. Ως αρχική τεχνική εφαρμόστηκε η ηλεκτρική χαρτογράφηση με χρήση της δίδυμης διάταξης. Εφαρμόστηκε σάρωση σημειακών σταθμών με βήμα 1 μέτρου, με άνοιγμα ηλεκτροδίων 0.5, 2 και 3 μέτρων, τόσο παράλληλα όσο και κάθετα στην διεύθυνση του γεωμαγνητικού βορρά. Κατά την έρευνα στο πεδίο τα σταθερά ηλεκτρόδια είχαν τοποθετηθεί σε απόσταση άνω των 50 μέτρων ώστε να καλύπτεται η συνθήκη για όλα τα ανοίγματα των ηλεκτροδίων καθώς και να υπάρχει κοινό σημείο αναγωγής για όλες τις μετρήσεις. 24
Εικόνα 8-2 Εφαρμογή Γεωφυσικής Διασκόπησης στην Περιοχή Εκκλησία Οι μετρήσεις της ηλεκτρικής αντίστασης παρήχθησαν με χρήση του συστήματος Rateu ως βασικού ηλεκτρόμετρου, ενώ αυτές αποθηκεύονταν σε χάρτινα ομοιώματα γεωφυσικού δικτύου. Στην συνέχεια τα δεδομένα εισήχθησαν στο ειδικό λογισμικό επεξεργασίας γεωφυσικών δεδομένων Geosoft Oasis Monatj. Το αποτέλεσμα της επεξεργασίας ήταν η αποτύπωση της κατανομής της ηλεκτρικής αντίστασης σε συγκεκριμένο βάθος επί οριζόντιου επιπέδου με την μορφή έγχρωμου χάρτη. Στην συνέχεια την σκυτάλη ανέλαβε η κατακόρυφη ηλεκτρική απεικόνιση. Συνολικά σαρώθηκαν 16 διατομές με βήμα ενός μέτρου τόσο παράλληλα όσο και κάθετα με τον γεωμαγνητικό βορρά Εικόνα 8-2. Σαν βασική διάταξη ηλεκτροδίων επιλέχτηκε η Wenner- Schlumberger με την χρήση 25 συνευθειακών ηλεκτροδίων, με άνοιγμα 1 μ. Ο τρόπος διάταξης των ηλεκτροδίων ήταν πανομοιότυπος με τον αντίστοιχο της πρώτης περιοχής, ενώ καταγράφηκε η κατανομή της φαινόμενης ειδικής αντίστασης μέχρι το βάθος των 4 μέτρων. Η επεξεργασία των δεδομένων της ηλεκτρικής τομογραφίας πραγματοποιήθηκε με το λογισμικό RES2DINV, που ήδη έχει αναφερθεί νωρίτερα. Επίσης και εδώ παράχθηκαν οριζοντιογραφίες μέσω του λογισμικού slice και εν συνεχεία τα δεδομένα εισήχθηκαν στο Geosoft Oasis Montaj για περεταίρω επεξεργασία. Για λόγους καλύτερης ανάλυσης και τυχόν εντοπισμού λεπτομερειών που είχαν διαφύγει την παρατήρηση, παράχθηκαν και ψευδοτριασδιάστατοι χάρτες μέσω σκίασης των δεδομένων. Στον Πίνακα 1 παρατίθεται οι παράμετροι κατά την λήψη των μετρήσεων στο πεδίο, ενώ στον Πίνακα 2 εμφανίζεται η ακολουθία των παραμέτρων κατά την επεξεργασία των δεδομένων για τον υπολογισμό της 25
ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης. Εκτός των ανωτέρω διατομών, διερευνήθηκε και μια διατομή με άνοιγμα ηλεκτροδίων 3 μέτρων, όπου οι μετρήσεις ελήφθησαν με τις τεχνικές Wenner & Wenner-Schlumberger. Στην συνέχεια επιχειρείται μια περιγραφή των αποτελεσμάτων από τις δύο περιοχές έρευνας Πίνακας 1 Παράμετροι καταγραφής δεδομένων για την ηλεκτρική τομογραφία Διάταξη Wenner Διάταξη Wenner-Schlumberger Αριθμός Ηλεκτροδίων 25 Αριθμός Ηλεκτροδίων 25 Αριθμός Επιπέδων 8 Αριθμός Επιπέδων 8-11 Αριθμός Μετρήσεων Διατομής 92 Αριθμός Μετρήσεων Διατομής 132 Ένταση Ηλεκτρικού Πεδίου 2-20 ma Ένταση Ηλεκτρικού Πεδίου 2-20 ma Χρόνος Διοχέτευσης Ρεύματος 1 sec Χρόνος Διοχέτευσης Ρεύματος 1 sec Χρόνος Παύσης 0.5 sec Χρόνος Παύσης 0.5 sec Αριθμός Κύκλων Μετρήσεων 2-4 Αριθμός Κύκλων Μετρήσεων 2-4 Σφάλμα επί των μετρήσεων 1 % Σφάλμα επί των μετρήσεων 1 % Πίνακας 2 Παράμετροι Επεξεργασίας δεδομένων με το λογισμικό Res2dinv Αριθμός κύκλων υπολογισμού Αρχική Τιμή Συντελεστή Μεταβιβαστικότητας 0.160 5 Πίνακα τύπου Jacobian Αλλαγή Συντελεστή Μεταβιβαστικότητας / Βάθος 0.015 Εφαρμογή Διερεύνησης Τιμών > 0.5 % Εφαρμογή Γραμμή Διερεύνησης Πάντοτε Ενσωμάτωση Τοπογραφίας Αυτόματα Αριθμός εφαρμογών Μαθηματικού προτύπου 5 Αρχικές Τιμές Μαθηματικού Φαινόμενη Ειδική αντίσταση προτύπου Υπολογισμός Πρώτου Βάθους 0.5 * Ανοιγμα Διόρθωση γεωμετρικού συντελεστή διάταξης Μέσω Παραμετρικού Ηλεκτροδίων ηλεκτροδίων Αύξηση Πάχους στρωμάτων / βάθος 10 % Αναγνώριση είδους διάταξης Βάση εισαγόμενου αρχείου ηλεκτροδίων Οριζόντιο / Κατακόρυφο φίλτρο 1 Εμφάνιση σημείων μέτρησης Όχι στο εξαγόμενο αποτέλεσμα Βασικός Αλγόριθμος Επεξεργασίας Ελάχιστα Δημιουργία Ισοαντιστασιακών Με τιμές από τον χρήστη Τετράγωνα Διερεύνηση τιμών κακών επαφών Πάντοτε Υπολογισμός Πίνακα Τύπου Jacobian Πάντοτε 26
9 Περιγραφή Αποτελεσμάτων Μετά την ολοκλήρωση της επεξεργασίας των δεδομένων, θεωρείται απαραίτητη η περιγραφή των αποτελεσμάτων από τις δύο προαναφερθείσες περιοχές έρευνας. 9.1 Ηλεκτρική χαρτογράφηση και κατακόρυφη ηλεκτρική απεικόνιση στην περιοχή Γρασίδι Στην περιοχή αυτή εφαρμόστηκε ηλεκτρική χαρτογράφηση με άνοιγμα ηλεκτροδίων 0.5 μ, με βήμα 1 μέτρου και παράλληλα στον γεωμαγνητικό βορρά. Το άνοιγμα των ηλεκτροδίων επιλέχτηκε με την τιμή αυτή για αποφυγή τραυματισμού υπόγειων σωλήνων άρδευσης, αλλά και για καλύτερη διακριτική ικανότητα. Εικόνα 9-1 Κατανομή Ηλεκτρικής αντίστασης στην Περιοχή Γρασίδι μέσω Δίδυμης Διάταξης Στην Εικόνα 9-1, εμφανίζεται το αποτέλεσμα επεξεργασίας των γεωφυσικών δεδομένων με την μορφή έγχρωμου χάρτη. Στα θερμά χρώματα αντιστοιχεί υψηλή τιμή της ηλεκτρικής αντίστασης και στα ψυχρά χαμηλή. Οι εμφανιζόμενες γεωφυσικές ανωμαλίες εντοπίζονται σε ένα βάθος περίπου 1-1.2 μέτρα. Όπως είναι εμφανές στο ανατολικό τμήμα του χάρτη παρουσιάζεται η ανάπτυξη υψηλών τιμών της ηλεκτρικής αντίστασης. Οι σχηματισμοί αυτοί στερούνται της ύπαρξης σαφών γεωμετρικών χαρακτηριστικών. Στην θέση 4-5, διακρίνεται η διακοπή των σχηματισμών αυτών και πτώση της τιμής της ηλεκτρικής αντίστασης. Ανατολικότερα εντοπίζεται η ανάπτυξη ασαφών γεωφυσικών ανωμαλιών που χαρακτηρίζονται από ελαττωμένες τιμές της αντίστασης. Στον δεύτερο χάρτη δεξιά απεικονίζεται η εφαρμογή της ηλεκτρικής χαρτογράφησης κατά την διεύθυνση Δ-Α. Πρέπει να σημειωθεί ότι η γεωφυσική τεχνική εφαρμόστηκε με αρχή την ΒΔ γωνία του γεωφυσικού δικτύου και κατεύθυνση Β-Ν. Η κατανομή της ηλεκτρικής 27
αντίστασης εμφανίζει την ύπαρξη δύο περιοχών όπου οι τιμές της μετρούμενης φυσικής ποσότητας, διαχωρίζουν το γεωφυσικό δίκτυο σε δύο υποπεριοχές. Στο Δυτικό τμήμα διαπιστώνεται η ανάπτυξη ενός μιας γεωφυσικής ανωμαλίας που χαρακτηρίζεται από μεγάλο μήκος και υψηλές τιμές αντίστασης, με πλάτος περίπου 3-4 μ. Ανατολικότερα η αντίσταση δείχνει σταδιακά να ελαττώνεται, ενώ κοντά στο ανατολικό τμήμα του δικτύου αποκτά τις χαμηλότερες τιμές. Όπως είναι προφανές δεν διακρίνεται η ανάπτυξη κάποιων στοιχείων με σαφή γεωμετρικά χαρακτηριστικά, πράγμα που ήταν αναμενόμενο. Προς διερεύνηση της εμφανιζόμενης γεωφυσικής ανωμαλίας στο δυτικό τμήμα του γεωφυσικό δικτύου με σάρωση Ν-Β, εφαρμόστηκε πρόσθετη χαρτογράφηση με άνοιγμα ηλεκτροδίων 1μ, που κάλυψε τμήμα του ανωτέρω δικτύου επιφάνειας 100 τ.μ. Κατά την έρευνα στο πεδίο η χαρτογράφηση εφαρμόστηκε τόσο κατά την διεύθυνση Ν-Β όσο και Δ-Α για λόγους σύγκρισης. Στην Εικόνα, εμφανίζεται το αποτέλεσμα της επεξεργασίας των γεωφυσικών δεδομένων στις παραπάνω δύο διευθύνσεις. Εικόνα 9-2 Κατανομή ηλεκτρικής αντίστασης στην Περιοχή Γρασίδι στο Δίκτυο 01 Από την Εικόνα 9-2, διακρίνεται ότι κατά την διεύθυνση Ν-Β, στο δυτικό τμήμα εντοπίζεται μια γεωφυσική ανωμαλία με υψηλές τιμές αντίστασης. Χαρακτηρίζεται από μήκος περίπου 10 μέτρων και πλάτος περίπου 4 μέτρων. Ανατολικότερα οι τιμές της αντίστασης δείχνουν να μειώνονται. Η δομή αυτή δεν παρουσιάζει σαφή γεωμετρικά χαρακτηριστικά. Το ίδιο γεωφυσικό δίκτυο κατά την σάρωση των σταθμών με διεύθυνση Α-Δ, φαίνεται με διαφοροποίηση στην κατανομή της ηλεκτρικής αντίστασης όσον αφορά την χωρική κατανομή. Τώρα η αρχικά επιμήκης γεωφυσική ανωμαλία (δυτικό τμήμα) έχει διασπαστεί σε επιμέρους τμήματα, που διατηρούν όμως τις τιμές της ηλεκτρικής αντίστασης σε υψηλά επίπεδα. Εμφανίζονται κάποια γεωμετρικά χαρακτηριστικά αλλά όχι τόσο σαφή. Προς τα ανατολικά του δικτύου επιβεβαιώνεται η ελάττωση των τιμών της μετρούμενης φυσικής ποσότητας. 28
Έτσι στο σημείο αυτό αποφασίστηκε η εφαρμογή της κατακόρυφης ηλεκτρικής απεικόνισης, με σκοπό την διερεύνηση των εντοπισμένων γεωφυσικών ανωμαλιών σε μεγαλύτερο βάθος. Για λόγους σύγκρισης με τα αποτελέσματα της ηλεκτρικής χαρτογράφησης στο σημείο αυτό θα σχολιαστούν οι παραχθείσες οριζόντιες κατόψεις από την τεχνική αυτή. Από την Εικόνα 9-3, διακρίνεται ότι στο βάθος των 0.25 μ εντοπίζεται η ύπαρξη γεωφυσικών ανωμαλιών με τιμές ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης χαμηλών και υψηλών τιμών. Ειδικότερα στο δυτικό και ανατολικό τμήμα της κάτοψης, εντοπίζονται γεωφυσικές ανωμαλίες που εκτείνονται κατά την διεύθυνση Β-Ν, με ένα πλάτος περίπου δύο μέτρων. Στο κεντρικό τμήμα του χάρτη εντοπίζεται η ανάπτυξη δομών που χαρακτηρίζονται με διακύμανση στην τιμή της αντίστασης. Στο βάθος των 0.77 μ, οι επιμήκεις γεωφυσικές ανωμαλίες εμφανίζονται με περίπου ιδίου τάξης μεγέθους ειδική αντίσταση, αλλά διαφοροποιημένες στην έκταση. Πιο συγκεκριμένα στο ανατολικό τμήμα παρατηρείται μείωση του πλάτους, ενώ στο δυτικό πιστοποιείται διακοπή στην έκταση της γεωφυσικής ανωμαλίας. Στο κεντρικό τμήμα του δικτύου έχουν αρχίσει και αναπτύσσονται γεωφυσικές ανωμαλίες που καλύπτουν μεγάλο τμήμα με σχετικά υψηλές τιμές αντίστασης. Βέβαια στις παραπάνω δομές παρατηρείται η δημιουργία μιας ασυνέχειας με διεύθυνση Δ-Α. Σε μεγαλύτερο βάθος, στα 1.35μ παρατηρείται σαφής διαφοροποίηση στην κατανομή της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης. Οι επιμήκεις γεωφυσικές ανωμαλίες τώρα εντοπίζονται κυρίως προς το νότιο τμήμα του δικτύου. Όμως στο κεντρικό τμήμα του χάρτη προς τον νότο, έχει αρχίσει και εμφανίζεται μια γεωφυσική ανωμαλία με αρκετά υψηλές τιμές της αντίστασης, ενώ παρουσιάζεται με πλάτος περίπου 12 μέτρων. Η συνέχειά της διακόπτεται από μια δομή που εντοπίζεται με διεύθυνση Δ-Α. Εντός της ασυνέχειας αυτής πιστοποιείται η ανάπτυξη πολύ χαμηλών τιμών της αντίστασης. Σε 1.99 μ. βάθος παρατηρείται ότι οι γεωφυσικές ανωμαλίες εμφανίζονται με μειωμένη έκταση. Διατηρείται το υψηλό επίπεδο των τιμών τους καθώς επανεμφανίζεται και η ασυνέχεια που τις διαχωρίζει με διεύθυνση Δ-Α. Αρκετά υψηλές τιμές διακρίνονται στο δυτικό και ανατολικό τμήμα του χάρτη, ενώ στα νότια η παρατηρούμενη δομή διακρίνεται με μικρότερη έκταση. Στο ανατολικό τμήμα μόνο πιστοποιείται η ύπαρξη της επιμήκους γεωφυσικής ανωμαλίας από το προηγούμενο βάθος. Στα 2.69 μέτρα βάθος παρατηρείται η σταδιακή μείωση της έκτασης των γεωφυσικών ανωμαλιών κατά τον κατακόρυφο άξονα. Οι τιμές της ειδικής αντίστασης παραμένουν σε υψηλά επίπεδα, ενώ έχουν αρχίσει και ενισχύονται οι δομές με χαμηλή αντίσταση. Στο δυτικό τμήμα του χάρτη επανεμφανίζεται μια επιμήκης ανωμαλία. Με αύξηση του βάθους σε 3.46 και 4.3 μέτρα, διαπιστώνεται η σαφής μείωση της έκτασης των παρατηρούμενων γεωφυσικών ανωμαλιών. Οι υψηλές τιμές της ειδικής αντίστασης περιορίζονται ανατολικό και δυτικό άκρο του χάρτη, ενώ προς το νότιο τμήμα εμφανίζεται ανάπτυξη γεωφυσικών ανωμαλιών με χαμηλές τιμές αντίστασης. 29
Εικόνα 9-3 Κατανομή της Ειδικής Ηλεκτρικής αντίστασης στην περιοχή Γρασίδι με την μορφή κατόψεων Στο Παράρτημα παρατίθενται οι έγχρωμοι χάρτες κατανομής της ηλεκτρικής και ειδικής αντίστασης, καθώς και η επεξεργασία αυτών μέσω σκίασης για δημιουργία ψευδοτρισδιάστατου. 30
9.2 Ηλεκτρική χαρτογράφηση και κατακόρυφη ηλεκτρική απεικόνιση στην περιοχή Εκκλησίας Η ηλεκτρική χαρτογράφηση εφαρμόστηκε ως πρώτη τεχνική, με χρήση της δίδυμης διάταξης και άνοιγμα ηλεκτροδίων 0.5, 2,3 μέτρα αντίστοιχα. Σαρώθηκε γεωφυσικό δίκτυο 240 τ.μ., λόγω ύπαρξης φυσικών εμποδίων. Πραγματοποιήθηκε σάρωση τόσο κατά την διεύθυνση Ν- Β όσο και κάθετα σε αυτόν. Εικόνα 9-4 Κατανομή ηλεκτρικής αντίστασης μέσω δίδυμης διάταξης στην περιοχή Εκκλησία Στην Εικόνα 9-4, παρατίθεται το αποτέλεσμα της επεξεργασίας των γεωφυσικών δεδομένων με άνοιγμα ηλεκτροδίων 0.5, 2 και 3 μ. Στο άνω τμήμα του χάρτη παρατίθεται η κατανομή της ηλεκτρικής αντίστασης κατά την διεύθυνση Ν-Β, ενώ στο κάτω τμήμα κατά την διεύθυνση Δ-Α. Η κατανομή της ηλεκτρικής αντίστασης φαίνεται να διαχωρίζεται σε δύο περιοχές όπου στα δυτικά οι τιμές της αντίστασης είναι υψηλές, ενώ προς τα ανατολικά παρατηρείται μείωση τιμών. Οι υψηλές τιμές φαίνεται να εκτείνονται σε μήκος περίπου 16 μ και σε πλάτος που κυμαίνεται από 0-8 μέτρα. Στην συνέχεια αποφασίστηκε η αύξηση της χρησιμοποιούμενης απόστασης ηλεκτροδίων ώστε να επιτευχθεί διερεύνηση της ήδη εμφανιζόμενης γεωφυσικής ανωμαλίας με άνοιγμα 0.5 μ. Έτσι πρώτα εφαρμόστηκε σάρωση με απόσταση ηλεκτροδίων στα δύο μέτρα και εν συνεχεία στα 3. Επιλέχτηκε η σταδιακή αύξηση της απόστασης των ηλεκτροδίων, ώστε να είναι εφικτή λεπτομερής καταγραφή της κατανομής της ηλεκτρικής αντίστασης στα βάθη αυτά. Σε πρώτο στάδιο μετρήθηκαν διατομές με διεύθυνση νότος-βορράς, με αρχή την ΝΔ 31
κορυφή του γεωφυσικού δικτύου και έπειτα με διεύθυνση δύση-ανατολή με αρχή την ΒΑ κορυφή. Η εφαρμογή της ηλεκτρικής χαρτογράφησης με άνοιγμα ηλεκτροδίων 2 μ, εμφανίζει την ανάπτυξη σχηματισμού που χαρακτηρίζεται από υψηλή αντίσταση. Εντοπίζεται στο δυτικό τμήμα του χάρτη και δείχνει να εκτείνεται σε μήκος περίπου δεκαέξι μέτρων με διαγώνια σχεδόν κατεύθυνση και πλάτος που μειώνεται από νότο προς βορρά. Στο ανατολικό τμήμα του χάρτη εντοπίζεται η ύπαρξη ενός σχηματισμού προς τα ΒΑ, με μικρή σχετικά εμφάνιση και σχεδόν υψηλές τιμές αντίστασης. Ενδιάμεσα παρατηρείται η μείωση των τιμών της αντίστασης, με ταυτόχρονη εμφάνιση που χαρακτηρίζεται με αυξανόμενη αγωγιμότητα. Με χρήση ηλεκτροδίων σε απόσταση τριών μέτρων, διαπιστώνεται ότι οι προηγούμενοι σχηματισμοί διατηρούνται, τόσο σε τιμές αντίστασης όσο και έκταση, όσον αφορά αυτούς στο δυτικό τμήμα του χάρτη. Στο ανατολικό τμήμα έχει μειωθεί η εμφάνιση του προηγούμενου σχηματισμού, ενώ έχει καταγραφεί σαφέστερα η έκταση του αγώγιμου ενδιάμεσου υλικού. Η ανωτέρω κατάσταση επιβεβαιώνεται και από την σάρωση του συγκεκριμένου δικτύου κάθετα στον γεωμαγνητικό βορρά. Η χρήση σκίασης των δεδομένων για την δημιουργία ψευδοτρισδιάστατου είχε σαν αποτέλεσμα την πιστοποίηση ότι ο δυτικός με τον ανατολικό σχηματισμό πρέπει να συνδέονται. Στην συνέχεια αποφασίστηκε η περαιτέρω διερεύνηση των ήδη εντοπισμένων γεωφυσικών ανωμαλιών με εφαρμογή της κατακόρυφης ηλεκτρικής απεικόνισης μέσω της τεχνικής Wenner-Schlumberger. Η τελευταία διερεύνησε 16 επάλληλες διατομές με εικοσιπέντε ηλεκτρόδια σε απόσταση ενός μέτρου. Η κατανομή της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης καταγράφηκε τόσο παράλληλα όσο και κάθετα στην διεύθυνση του γεωμαγνητικού βορρά. Στην Εικόνα 9-5, παρουσιάζεται το αποτέλεσμα της επεξεργασίας των δεδομένων της κατακόρυφης ηλεκτρικής απεικόνισης με την μορφή οριζόντιων κατόψεων. Η παρουσίαση αυτή επιλέχτηκε, ώστε να είναι εφικτή η αντιπαράθεση των αποτελεσμάτων από την παρούσα τεχνική με τα αντίστοιχα από την ηλεκτρική χαρτογράφηση. Στην συγκεκριμένη απεικόνιση παρουσιάζεται η κατανομή της ειδικής ηλεκτρικής αντίστασης σε διάφορα βάθη παράλληλα και κάθετα στον γεωμαγνητικό βορρά. 32
Εικόνα 9-5 Κατανομή Ειδικής Ηλεκτρικής Αντίστασης στην περιοχή Εκκλησία με την μορφή κατόψεων Στο άνω τμήμα του γεωφυσικού χάρτη, η σάρωση των διατομών πραγματοποιήθηκε παράλληλα με την διεύθυνση του γεωμαγνητικού βορρά. Στο βάθος των 0.25 μ, παρατηρείται η ανάπτυξη σχηματισμού υψηλών αντιστάσεων που εκτείνεται στο δυτικό τμήμα της κάτοψης. Χαρακτηρίζεται από πλάτος περίπου 6-8 μέτρων, ενώ είναι εμφανής η διακοπή του σχηματισμού. Προς τα ανατολικά διακρίνεται πτώση των τιμών της ειδικής αντίστασης. Σε βάθος 0.77μ, παρουσιάζεται περίπου η ίδια κατανομή με μόνη διαφοροποίηση της πλάγιας έκτασης της γεωφυσικής ανωμαλίας του δυτικού τμήματος. Τώρα παρουσιάζεται με λιγότερη ασυνέχεια, οι τιμές της ειδικής αντίστασης παραμένουν σε υψηλό επίπεδο, ενώ ανατολικότερα φαίνεται η εμφάνιση σχηματισμών που δεικνύουν την πτώση των τιμών. Βαθύτερα, στα 1.35 μ, παρατηρείται ότι ο αρχικός σχηματισμός στα δυτικά, εμφανίζεται και πάλι. Διατηρούνται οι υψηλές τιμές της ειδικής αντίστασης, ενώ διακρίνεται μια ελαφρά επέκταση αυτού προς τα ανατολικά. Παρόμοιου τύπου σχηματισμοί φαίνεται να αναπτύσσονται τόσο στο βόρειο όσο και στο ανατολικό άκρο του χάρτη. Ενδιάμεσα η τιμή της ειδικής αντίστασης μειώνεται και εντοπίζεται γεωφυσική ανωμαλία χαμηλών τιμών με σχεδόν διαγώνια οριοθέτηση. Στο βάθος των 1.99 μ, η γεωφυσική ανωμαλία που αρχικά είχε εντοπιστεί στο φυτικό τμήμα του χάρτη, εμφανίζεται με υψηλές αντιστάσεις, αλλά με 33
μειωμένη πλευρική έκταση. Παρατηρείται μια μετατόπιση αυτής προς τα ανατολικά, ενώ διακρίνεται κατάτμηση της συνέχειας. Στα ανατολικά, έχει αρχίσει και εμφανίζεται σχηματισμός σχετικά υψηλών αντιστάσεων που οριοθετείται στο ΒΑ τμήμα του χάρτη. Η προηγούμενη διαγώνια γεωφυσική ανωμαλία, επανεμφανίζεται αλλά με διακοπτόμενη συνέχεια. Σε βάθος 2.69 μ, διακρίνεται η ύπαρξη υψηλών αντιστάσεων στο δυτικό τμήμα, που τώρα φαίνεται να έχει περιοριστεί αρκετά σε πλευρική έκταση. Προς ανατολή εντοπίζεται η ανάπτυξη σχηματισμών με παρόμοια τιμή αντίστασης. Η συνέχεια όμως αυτών διακόπτεται από χαμηλότερες τιμές με διαγώνια οριοθέτηση. Σε μεγαλύτερο βάθος, 3.46μ, εντοπίζεται γεωφυσική ανωμαλία που εκτείνεται στο κέντρο σχεδόν του χάρτη. Χαρακτηρίζεται από υψηλές τιμές της ειδικής αντίστασης, αλλά με σαφώς μικρότερη πλευρική έκταση. Η συνέχεια αυτής διακόπτεται από ανάπτυξη χαμηλότερων τιμών που την διαχωρίζουν σε δύο επιμέρους τμήματα. Στα 4.3 βάθος, η γεωφυσική ανωμαλία του δυτικού τμήματος τώρα διακρίνεται με χαμηλότερες τιμές αντίστασης, ενώ προς τα ανατολικά εντοπίζεται αύξηση των τιμών. Ενδιάμεσα αυτών με σχεδόν διαγώνια κατανομή κοντά στο δυτικό τμήμα, παρατηρείται η ύπαρξη επιμήκους γεωφυσικής ανωμαλίας με πολύ χαμηλές αντιστάσεις. Στο κάτω τμήμα του χάρτη, η σάρωση των διατομών εφαρμόστηκε κάθετα στον γεωμαγνητικό βορρά. Σε βάθος 0.25 μ, διακρίνεται η ανάπτυξη υψηλών τιμών της ειδικής αντίστασης που καταλαμβάνει το δυτικό τμήμα του χάρτη. Χαρακτηρίζεται από μεγάλο πλάτος όσο και κατακόρυφη έκταση. Προς τα ανατολικά η συνέχεια του σχηματισμού αυτού δείχνει να διακόπτεται με εμφάνιση χαμηλών τιμών αντίστασης. Όμως είναι εμφανής η συνέχιση αυτού προς τα ανατολικά και η συσχέτιση με δομή που συναντάται στο ανατολικό τμήμα παρόμοιας τιμής ειδικής αντίστασης. Στο βάθος των 0.77 μ, οι υψηλές τιμές της ειδικής αντίστασης στον σχηματισμό που εμφανίζεται στο δυτικό τμήμα διατηρούνται. Εδώ φαίνεται να υπάρχει μια αύξηση της κατακόρυφης έκτασης αυτού προς τον νότο. Προς την ανατολή είναι έκδηλη η συσχέτιση με την παρουσία τιμών αντίστασης ανάλογου ύψους. Στο σημείο αυτό διακρίνεται η διαγώνια σχεδόν ασυνέχειά του με ταυτόχρονη εμφάνιση πολύ χαμηλών τιμών ειδικής αντίστασης. Σε βάθος 1.35 μ, στο δυτικό τμήμα του χάρτη επικρατούν υψηλές τιμές της αντίστασης, που τώρα εμφανίζονται με μειωμένη έκταση. Είναι σαφής η συνέχιση του σχηματισμού αυτού προς τα ανατολικά, ενώ γίνεται φανερή η σαφής ασυνέχεια με την παρουσία χαμηλών τιμών αντίστασης που δείχνουν μια διαγώνια κατανομή. Στο βάθος των 1.99 μ, διατηρείται η ίδια κατάσταση με το βάθος των 1.35 μ. Η διαφοροποίηση εστιάζεται στην αλλαγή της έκτασης της γεωφυσικής ανωμαλίας στο δυτικό και ανατολικό τμήμα. Στα 2.69 μ, εντοπίζεται η κατανομή γεωφυσικών ανωμαλιών με υψηλές τιμές της ειδικής αντίστασης. Ο αναπτυσσόμενος σχηματισμός στο δυτικό τμήμα, συνδέεται με τον αντίστοιχο στο ανατολικό. Η συνέχειά τους φαίνεται να διακόπτεται 34