ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΓΕΩΦΥΣΙΚΗΣ ΔΙΑΣΚΟΠΗΣΗΣ

Ειδικού Υποβάθρου / Κορμού

Το μάθημα προσφέρεται και σε φοιτητές προγραμμάτων ανταλλαγής.

• Οι φοιτητές μαθαίνουν τις βασικές αρχές των ηλεκτρικών και ηλεκτρομαγνητικών γεωφυσικών μεθόδων ως τεχνικών για την έρευνα του υπεδάφους. • Διδάσκονται τις ηλεκτρικές και ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες των γεωλογικών σχηματισμών και τους παράγοντες από τους οποίους επηρεάζονται • Θα γνωρίσουν τις πιο σημαντικές ηλεκτρικές και ηλεκτρομαγνητικές μεθόδους εφαρμοσμένης γεωφυσικής (ηλεκτρική χαρτογράφηση, ηλεκτρική βυθοσκόπηση, ηλεκτρική τομογραφία, επαγόμενη πόλωση, φυσικό δυναμικό, ηλεκτρομαγνητική μέθοδο VLF, TEM, μαγνητοτελλουρικές κ.α.) σε σχέση με τους τρόπους μέτρησης και την ερμηνεία των δεδομένων. • Θα συνδέσουν γεωλογικές δομές και υπεδάφιους στόχους οικονομικού ενδιαφέροντος με τις ηλεκτρικές και ηλεκτρομαγνητικές μεθόδους εντοπισμού τους. • Θα εξοικειωθούν με τα αποτελέσματα της αξιοποίησης μεθόδων εφαρμοσμένης γεωφυσικής μέσω πλήθους παραδειγμάτων εφαρμογής σε διαφορετικά αντικείμενα όπως: τεκτονική, υδρογεωλογία, περιβαλλοντικές έρευνες, γεωτεχνικές έρευνες, κοιτασματολογικές έρευνες.

• Αντικείμενο και σημασία των ηλεκτρικών και ηλεκτρομαγνητικών γεωφυσικών τεχνικών στη γεωφυσική έρευνα. Σύντομη εισαγωγή, πεδία εφαρμογών και παραδείγματα εφαρμογής. • Ηλεκτρικές και ηλεκτρομαγνητικές ιδιότητες των πετρωμάτων, ορισμοί και σχέση τους με τα γεωλογικά, υδρογεωλογικά, μεταλλευτικά χαρακτηριστικά των ορυκτών και πετρωμάτων. Ηλεκτρική αντίσταση πετρωμάτων ορυκτών και γεωλογικών σχηματισμών. Βασικές σχέσεις σύνδεσης ηλεκτρικών ιδιοτήτων με λοιπές πετροφυσικές ιδιότητες. • Βασική ηλεκτρική μέτρηση, σχέσεις δυναμικού με ηλεκτρική αντίσταση, διατάξεις τεσσάρων ηλεκτροδίων, γεωμετρικός παράγοντας διατάξεων και σημασία τους, φαινόμενη ειδική ηλεκτρική αντίσταση. • Ηλεκτρική χαρτογράφηση, βασικές διατάξεις, τρόποι μέτρησης, επεξεργασία και ερμηνεία των δεδομένων, παραδείγματα εφαρμογών από την γεωτεχνική έρευνα και την αρχαιομετρία. • Ηλεκτρική βυθοσκόπηση. Χρησιμότητα και βασικές διατάξεις και διαδικασίες μέτρησης. Παρουσίαση των μετρήσεων και ποιοτική ερμηνεία των καμπυλών βυθοσκόπησης. Γραφική ερμηνεία των μετρήσεων με καμπύλες 2 στρωμάτων. Αυτοματοποιημένη ερμηνεία με αλγόριθμους αντιστροφής. Παραδείγματα εφαρμογών από την γεωλογική και υδρογεωλογική έρευνα. • Ηλεκτρική Τομογραφία. Χρησιμότητα και βασικές διατάξεις και διαδικασίες μέτρησης και εξοπλισμού σε δυο και τρεις διαστάσεις. Παρουσίαση των μετρήσεων και ποιοτική ερμηνεία των ψευδοτομών. Αυτοματοποιημένη ερμηνεία με αλγορίθμους αντιστροφής σε 2 και 3 διαστάσεις. Παραδείγματα εφαρμογών από την περιβαλλοντική, γεωτεχνική, μεταλλευτική έρευνα. • Επαγόμενη Πόλωση: Χρησιμότητα και βασικές αρχές. Φορτιστικότητα και σύνδεση της με τα ορυκτά και πετρώματα. Πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα και βασικές εφαρμογές.. Παρουσίαση των μετρήσεων και ποιοτική ερμηνεία τους. Αυτοματοποιημένη ερμηνεία με αλγορίθμους αντιστροφής σε 2 και 3 διαστάσεις. Παραδείγματα εφαρμογών από την περιβαλλοντική, γεωτεχνική, μεταλλευτική έρευνα. • Φυσικό δυναμικό: Χρησιμότητα και βασικές αρχές. Πηγές φυσικού δυναμικού. Πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα και βασικές εφαρμογές. Παρουσίαση των μετρήσεων και ποιοτική ερμηνεία τους. Παραδείγματα εφαρμογών από την υδρογεωλογική, περιβαλλοντική και μεταλλευτική έρευνα. • Ηλεκτρομαγνητικές μέθοδοι. Βασικές θεωρητικές αρχές, πεδίο εφαρμογών, ορισμοί βασικών εννοιών: συχνότητα, πρωτογενές και δευτερογενές πεδίο, γωνία κλίσης, διαφορά φάσης, πραγματική και φανταστική συνιστώσα. Συχνότητα λειτουργίας και βάθος διασκόπηση. • Μέθοδοι γωνίας κλίσης και μέθοδοι φάσης. Βασικές αρχές και διατάξεις μέτρησης. Μέθοδος αντιστάθμισης και μέθοδος VLF. Επεξεργασία (φιλτράρισμα) και ερμηνεία των μετρήσεων. Παραδείγματα εφαρμογών στην υδρογεωλογική και μεταλλευτική έρευνα. • Μέθοδοι παροδικών κυματομορφών (TEM). Χρησιμότητα και βασικές διατάξεις και διαδικασίες μέτρησης, βασικός εξοπλισμός. Παρουσίαση των μετρήσεων και ποιοτική ερμηνεία των βυθοσκοπήσεων. Αυτοματοποιημένη ερμηνεία με αλγορίθμους αντιστροφής. Παραδείγματα εφαρμογών από την μεταλλευτική και γεωθερμική έρευνα. • Μαγνητοτελλουρική μέθοδος: Χρησιμότητα και βασική διαμόρφωση της μέτρησης, εξοπλισμός. Παρουσίαση των μετρήσεων και ποιοτική ερμηνεία των μαγνητοτελλουρικών βυθοσκοπήσεων. Αυτοματοποιημένη ερμηνεία με αλγορίθμους αντιστροφής. Παραδείγματα εφαρμογών από την γεωλογία και γεωθερμία. • Μέθοδος Γεωραντάρ: Χρησιμότητα και βασική διαμόρφωση της μέτρησης, εξοπλισμός. Ιδιότητες των υλικών σε σχέση με τη διηλεκτρική σταθερά και βάθος διασκόπησης σε σχέση με τη συχνότητα της κεραίας και την αγωγιμότητα των υλικών. Βασικά πεδία εφαρμογών, πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα. Παρουσίαση των μετρήσεων και επεξεργασία του σήματος. Ερμηνεία των ραδιογραμμάτων, εύρεση βάθους στόχου. Παραδείγματα εφαρμογών από την γεωτεχνική έρευνα και την αρχαιολογία. Διάρθρωση και ύλη εργαστηρίων/εργαστηριακών-φροντιστηριακών ασκήσεων • Ηλεκτρικές μέθοδοι: υπολογισμός του γεωμετρικού παράγοντα των διατάξεων και επίδραση του στην ποιότητα των μετρήσεων. Ένταση σήματος σε σχέση με την αντίσταση επαφής. • Ερμηνεία δεδομένων ηλεκτρικών οδεύσεων: δεδομένα από γεωτεχνική έρευνα • Ερμηνεία δεδομένων ηλεκτρικής βυθοσκόπησης. Κατασκευή καμπύλης και ερμηνεία με πρότυπες καμπύλες 2 στρωμάτων. Επεξεργασία με αλγόριθμο αντιστροφής σε Η/Υ. Δεδομένα από υδρογεωλογική και περιβαλλοντική έρευνα. • Ερμηνεία δεδομένων ηλεκτρικής τομογραφίας και επαγόμενης πόλωσης: Κατασκευή ψευδοτομής. Επεξεργασία με αλγόριθμο αντιστροφής 2-διαστάσεων σε Η/Υ. Δεδομένα από μεταλλευτική έρευνα. • Ερμηνεία δεδομένων φυσικού δυναμικού. Χαρτογράφηση και εύρεση βάθους στόχου. Δεδομένα από υδρογεωλογική έρευνα. • Ηλεκτρομαγνητική μέθοδος: Υπολογισμός του βάθους διασκόπησης σε σχέση με τη συχνότητα και τις αντιστάσεις των πετρωμάτων . • Ερμηνεία μετρήσεων VLF. Εφαρμογή σε φιλτραρισμένα δεδομένα, εύρεση θέσης και κλίσης στόχων και χαρακτηρισμός του ως προς το υδρογεωλογικό του δυναμικό. Υπόδειξη θέσης υδρογεώτρησης. • Συνδυασμένη ερμηνεία οδεύσεων VLF και ηλεκτρικών βυθοσκοπήσεων. Ερμηνεία των δεδομένων και κατασκευή συνδυασμένης γεωλογικής/γεωφυσικής τομής. Υπόδειξη θέσης και βάθους υδρογεώτρησης. • Ερμηνεία μετρήσεων Γεωραντάρ. Εφαρμογή σε φιλτραρισμένα δεδομένα, εύρεση θέσης στόχου (θαμμένος σωλήνας) και υπολογισμός βάθους του. Δεδομένα από αστικό περιβάλλον. Εφαρμογή στην υδρογεωλογία. Συνδεδεμένες με το μάθημα ημερήσιες ασκήσεις πεδίου • Ημερήσια Άσκηση Πεδίου με αντικείμενο την επίδειξη της εφαρμογής ηλεκτρικών και ηλεκτρομαγνητικών μεθόδων. • Περιοχή υλοποίησης άσκησης: Πανεπιστημιούπολη ΑΠΘ • Περιεχόμενο Άσκησης Πεδίου • Επίδειξη εφαρμογής γεωφυσικών μεθόδων με τη συμμετοχή των φοιτητών σε ομάδες που περιλαμβάνει εκτέλεση μετρήσεων στο ύπαιθρο με τις παρακάτω τεχνικές: ηλεκτρική χαρτογράφηση, ηλεκτρική βυθοσκόπηση, ηλεκτρική τομογραφία και επαγόμενη πόλωση, φυσικό δυναμικό, VLF, γεωραντάρ Μέθοδος Αξιολόγησης Φοιτητών (αν γίνεται ξεχωριστά από το μάθημα). • Οι φοιτητές παραδίδουν σχετική έκθεση με την βασική ερμηνεία των δεδομένων της άσκησης

Εφαρμοσμένη γεωφυσική, ηλεκτρικές και ηλεκτρομαγνητικές μέθοδοι, ειδική ηλεκτρική αντίσταση, ηλεκτρική χαρτογράφηση, ηλεκτρική βυθοσκόπηση, ηλεκτρική τομογραφία, επαγόμενη πόλωση, φυσικό δυναμικό, ηλεκτρομαγνητικές μέθοδοι, VLF, μέθοδος παροδικών κυματομορφών, μαγνητοτελλουρική μέθοδος, μέθοδος γεωραντάρ.

08-04-2020