edirne22
Editör
- Katılım
- 2 Tem 2015
- Mesajlar
- 622
- Tepkime puanı
- 248
- Puanları
- 7
| GROUND PENETRATING RADAR / JEORADAR | ||
| Yeraltı Radarı veya genel adıyla Jeoradar (GPR: Ground Penetrating Radar) yöntemi, yakın yüzey araştırmalar için kullanılan yüksek frekanslı elektromanyetik prensip ile çalışan bir jeofizik yöntemdir. Yakın yüzey tanımı özellikle jeoteknik çalışmalar düşünüldüğünde yapı duvar-taban-tavan araştırmalarından (0-2 metre arası girişim derinliğinden) derin yeraltı suyu ve maden haritalama (0-90 metre) derinliklerini kapsayacak şekilde değişkendir. GPR ölçüm düzeneğinde alıcı ve verici antenler veya her ikisinin birarada bulunduğu tek anten kutusu (shielded box) kullanılmaktadır. Verici anten yeraltına yüksek frekansta (genelde polarize olmuş) kısa sinyal halinde radyo dalgaları gönderir. Gönderilen dalga yeriçinde gömülü bir nesneye veya di-elektrik sabiti farklılaşan katman / seviye sınırına rastladığında, alıcı anten bu yüzeylerden yansıyan dalgalardaki varyasyonları kaydeder; ilerleme yönü boyunca zamanın bir fonksiyonu olarak kayıt edilen bu izlere radar izi denilir. Bu sebeple GPR tekniği aslında Sismik Yansıma tekniğine benzemektedir; ancak kaynak akustik değil, EM enerjidir ve sismik metotta kullanılan "akustik empedans" yerine farklı "di-elektrik sabitleri" ölçülmektedir. | ||
Jeoradar çalışma prensibi. İlerleme yönü boyunca jeolojik tabakalardan ve/veya gömülü nesnelerden yansıyarak toplanan elektromanyetik veriler bir kayıtçı ile dijital olarak kaydedilerek değerlendirmeye tabi tutulur. |
Kompakt GPR ekipmanına örnek. USRADAR marka sistemde CU ve veri toplama dokunmatik ünitede yapılmaktadır. 250 Mhz anten ile gösterilmektedir. |
Manuel GPR ekipmanına örnek. Mala marka sistem 100 Mhz kapalı anten (shielded) ile gösterilmektedir. |
Yeraltı Radarı, UHF/VHF frekanslarında (mikrodalga / microwave bandında) elektromanyetik (EM) yayılım kullanarak ölçü alır. Yerbilimlerinde GPR:
| ||
Ölçümler genellikle bir profil üzerinde veya gerçek zamanlı GPS ölçümleri ile beraber dağınık düzende ancak koordinatlı olarak alınır. Her ölçüm noktasındaki izler yan yana getirilerek tam profil radar kesitleri (radargramlar) elde edilir. Ölçüm noktası sıklığı yeriçinde araştırılması istenilen oluşumlara göre ayarlanır. İstenildiğinde söz konusu 2 boyutlu (2B) radargramlar koordinatlarına göre birleştirilerek yeraltı haritaları üç boyutlu (3B) halde görüntülenebilir. Hassas koordinatsız manuel görüntüleme için bir sahada kuzey-güney yönlü jeoradar profillerinin yanı sıra doğu-batı yönlü profillerde alınması ve geçerli mühendislik standartlarında bir karelaj oluşturulması 3B yeriçi modellerinde lokasyon, derinlik ve geometri hatalarını minimuma indiren bilimsel bir yaklaşımdır. Örnek video için ikona tıklayınız  | ||
25 Mhz dipol-dipol GPR sistemi ile alınmış gömülü fay üzeri radargramı (E.Evren, Fethiye-Burdur Fay Zonu, 2012) 
25 Mhz dipol-dipol GPR sistemi ile alınmış gömülü fay üzeri radargramı yorumlanmış hali (E.Evren, Fethiye-Burdur Fay Zonu, 2012) | ||
GPR verisi sayısal olarak kayıt edilir ve ayrıntılı bir veri-işlem çalışması gerektirir. Tekrarlanma oranı kullanılarak araştırma amcına ve diğer parametrelere göre gerekli yoğunlukta izler üstüste koyularak yığma yapılabilir (stacking). Bahsi geçen yığma sayısına arazi koşullarında ve ne araştırılmak istendiğine bağlı olarak tüm olası fiziksel parametreler göz önüne alınarak karar verilir. Yığma işleminden sonra alçak geçişli süzgeçler yardımı ile indüksiyon etkileri, yüksek geçişli alt ve üst plato filtreleri ile de gürültüler veriden ayıklanır. İm genliğinde zamana bağlı gelişen sönümlenme zaman değişkenli (time variant) veri-işlem yapılarak giderilir. Birçok ön veri-işlem aşaması arazi koşullarında yapılabildiği halde verilerin genelde ham olarak saklanması tavsiye edilir. Veri işlemenin arazi çalışmalarının sonrasında tüm parametreler eşleniğinde yapılması, yanlış yorumlama ve teknik açıdan mühendislik problemlerinin ortaya çıkmasını engellemek için altın kuraldır. Radar verisi yorumu parametrik/ numerik olmasının yanısıra son ürün açısından bakıldığında sübjektiftir ve her yerbilimci / jeofizik mühendisi tarafından kolaylıkla yapılamaz. Arazide toplanan verinin alınış biçiminden (ölçüm planı ve gridleme / karelaj), işlenmiş GPR profillerinin yorumlanmasına kadar geçen sürede raporlamayı gerçekleştirecek araştırmacının :
| ||
500 Mhz merkez frekanslı GPR sistemi ile toplanmış sığ veriden elde edilen ve karstik boşlukları gösteren 3D isosurface modeli (E.Evren, Konya, 2011) |
500 Mhz merkez frekanslı GPR sistemi ile toplanmış sığ veriden elde edilen ve gömülü yakın yüzey tarihi yapıları gösteren 3D isosurface + dilim modeli (E.Evren, İstanbul, 2010) | |
100 Mhz merkez frekanslı GPR sistemi ile toplanmış ve jeolojik birimler içinde karstik boşluklar ile akifer haline gelmiş yeraltı suyu birikimini gösteren radargram değerlendirimi (E.Evren, Antalya, 2013) | ||
GPR'ın inebileceği araştırma derinliği:
Yeraltı radarı ölçümlerinde frekans en önemli değişkendir ve birçok parametrenin belirlenmesinde rol oynar. Eğer çalışma derinliği (d) çözünürlüğü ön planda ise uygun frekans: f=150/(d √ ԑ) (Mhz) ile bulunur. Burada derinlik, çözünürlüğü hedeflenen derinliğin %25 i olarak alınır. Uygulamada çözünürlük ölçütü ve penetrasyon derinliği koşullarına dikkat edilmelidir. Çözünürlük durak aralığından da etkilenir. Eğer sabit aralıklı hatlarda iki durak arası uzaklık, dalga boyunun ¼’ünden daha büyük ise kuramsal olarak tanımlanabilecek hedefler belirlenemez. Bu koşul yaklaşık olarak: D[SUB]X[/SUB]=75/(f √ ԑ) (m) ile verilebilir. Diğer bir yaklaşımla her iki işlemden D[SUB]x[/SUB] in en fazla araştırma derinliğinin 1/8 i kadar veya daha az olması gerektiği görülebilir. Anten dizilimleri genelde yan yana olarak yapılmasına rağmen uygulamada ucuca dizgeler de kullanılır. Uygulamalarda anten aralığı araştırma derinliğinin 4.5'te biri veya daha azı alındığında iyi sonuç elde edildiği görülmüştür. Derinliğe bağlı olarak deneysel bağıntı: D[SUB]anten[/SUB] =2xderinlik/√ ((ԑ-1)) (m) ile verilir. GPR’da kullanılan en yüksek frekans merkezi frekansın 1,5 katı olduğuna göre örnekleme aralığı merkezi frekansın en az 3 katı olmalıdır. Sağlıklı ölçüm için 2 katsayısının da kullanımı önerilir. http://web.itu.edu.tr/evrene/GPR.html |
