Çevre Jeofiziğinde Gravite Uygulamaları

Çevre jeofiziğinde gravite uygulamaları

Günümüzde jeolojik problemlerin çözümünde mekanik ve diğer yöntemlerin kullanılması birçok güçlüğün yanında ekonomik bir yükü de beraberinde getirmektedir Bu ve birçok amaç için geliştirilmiş olan jeofizik yöntemlerden bir veya birkaçı, sorunların özüne ve kapsamına bağlı olarak seçilerek uygulanırlar

Bu yöntemlerden biri olan gravite yöntemi, çevresel problemlerin çözümünde nadiren de olsa kullanılmaktadır

2 ÇEVRE SORUNLARI

İnsan yaratılışından bu yana, doğada yararlanmış, doğayı işlemiş bilgi birikimine ve teknik ilerlemeye koşut olarak doğaya egemen olmaya çalışmıştır

İnsanın hava, su, toprak olmaksızın yaşamını sürdürmesi olanaksızdır ve ilginç olanı doğanın yanı sıra kendisi gibi yaşamını bu temel öğelere borçlu olan diğer canlı türlerini de kendi çıkarları doğrultusunda kullanmasıdır

İnsan faaliyetleri sonucunda çevreye verilen zararlar, doğanın kendini yenileyebilme yeteneği sayesinde başlangıçta fark edilmemiş hatta çevrenin zamanla bu kirliliği yok edeceği düşünülse de, zaman içinde sanılanın tersine, çevreye bırakılan kirliliğin nicel ve nitel olarak artması, çevrenin kendini yenileyebilme yeteneğinin çok üstüne çıkmış, çevre hızla bozulmaya başlamıştır

3 GRAVİTE

Gravite ölçümleri nadiren çevresel problemlerin çözümünde kullanılır Bunun nedeni sadece oldukça pahalı olması değil ayrıca gömülü çöpler gibi küçük maddeleri tanımadaki zorluklardır

Şekil 355, Şekil 350’nin riskli çöp alanının gravite ölçümlerini göstermektedir İstasyonlar 200 m7lik gravite profili boyunca 10 m aralıklarla yerleştirilmiştir Değerlendirme serbest hava ve Bouguer düzeltmeleriyle kuşatılmıştır Serbest hava düzeltmelerinden sonra woste deposit (çöp birikintisi = çöp alanı) hala zayıf negatif bir anomali olarak görünür Fakat başvurulan Bouguer düzeltmelerinden sonra bu tamamen düşürülmüştür

Bundan dolayı, ham gravite verilerini serbest hava ve Bouguer düzeltmelerine başvurarak düzeltmek zorunludur Aksi halde yanlış yorumlar ortaya çıkar Geomanyetik ölçümü (3-8) Hindistan ve USA’daki toprak dolgu bir gravite çalışması ile araştırılmıştır Birbirine komşu 8 hat üzerinde 5-1/ m aralıklı 200 gravite istasyonundan dolguya kadar olan tam Bouguer konturunu da bu şekilde görüyoruz (356) ayrıca bu şekilde (356) buzlu tortul ve kayaların litolojik yüzeylerindeki değişikliğe rağmen bölgesel varyasyonları da görüyoruz Bu eğilim aslında şu şekildeki (357) gravite düşey çizgilerini meydana çıkarmak için Bouguer anomalilerinden yararlanılarak yapılmıştır

Yeraltındaki toprak dolgunun şekli 2 katlıdır

1 Toprak dolgunun (landfill) asıl boyutları hakkındaki bilgileri kullanarak, rezidüol gravite alanındaki değişim, bölgeler arasındaki (kısımlar) yoğunluk farkından ileri gelir

Bu iyi sonuçlardan başka atılmış materyallerin daha fazla fiziksel özellikleri gravite verilerinden çıkartılır Toprak dolgunun kuzeyden güneye olan hesaplanmış yoğunluktaki artış incelenmiştir Bu, daha yaşlı olan kuzey kısmındaki kuvvetli sıkıştırma ve dolu materyallerdeki değişiklikten kaynaklanır

Kuzeyde baskın olarak yüksek yoğunluklu evsel atıklar güneyde düşük yoğunluklu inşaat atıkları çoğunlukla bulunmaktadır Ayrıca %20 su doyumu ve $43’ten $48’e uzanan gözenekli yapı hesaplanan yoğunluklardan beklenir

Sonuçta gravite yöntemi bütün waste (çöp) alanları için uygun olmayabilir Yalnız burada gravite ölçümü uygun olur Çünkü homojen buzul tortul ve dolguların arasındaki yoğunluk farkına dayanır

31 Geotermy

Jeotermal araştırmalar ise riskli waste (çöp) alanlarının (birikinti) yüzeyindeki kuvvetli sıcaklık akıntılarına bağlıdır Ne yazık ki bu özel ısı sıklıkla güneş ışınlarının meydana getirdiği sıcaklıktan daha küçüktür Yağmur ve diğer meteorolojik etkenler güneş ile rekabet halindedir Ve tayin edilmesi zor olan sıcaklık akıntıları meydana getirir

32 Case Hıstory Ve Uygulamaları

MORS TUZ DOMLARI

Bouguer Anomalisinin Mors tuz domları hakkındaki orijinal yorumu Kuzey Jutland’da 1974’te yapılmıştır

Beş yıl öncesine kadar herhangi bir sismik sonuç bilinmiyordu Araştırma tuz domlarındaki radyoaktif çöplerin güvenli düzeni hakkındaki uygulanabilir çalışması ile ilgiliydi Fakat hidrokarbonlar için yapılan çalışmayla yöntem aynıdır Tuz domları bir küreye yaklaştırılmıştır Δgmax x 15 mgal ‘in değeri ve yarı uzunluğu 3,7 km’dir, (238A) profilde görüyoruz Kütle merkezinin derinliğinin araştırılmasında kullanılmıştır Kürenin derinliğini hesaplamak için materyal ile sarılı tuzun yoğunluğundan yararlanılmıştır Kürenin yoğunluğu δﻡ = 0,2 μg/m3, yarıçap 4,1 km ve derinlik 0,7 kmdir Bununla sonradan sismik sonuçlarla uyumun olduğu bulunmuştur

Eğer tuz domları uzunluğu 5300 m, derinliği 700 m, yarıçap 4400 m ve yoğunluğu –0,2 μg/m3 olan dikey bir silindire yaklaştırılsaydı beklenen Δgmax x 19 m Gal civarın da olurdu

Yoğunluklardaki şüphe yorumlarda en büyük problemdir Sonuçta, şu her zaman akla gelmelidir ki herhangi bir jeolojik model sadece çok karışık jeolojik olaylar için yapılan ham () yaklaştırmalardır

Bu gördüğümüz şekilde ise (239) dikey bir silindir modelinin nasıl tuz domlarını tanımlamada iyi olduğunu gösteriyor

Açıkça iyi bir jeolojik detay jeolojik veri yorumları ile çözümlenmeyebilir

4 MİKROGRAVİMETRE İLE YAPI ZEMİN ETÜDLERİNDE YER ALTI BOŞLUKLARININ TESPİT EDİLMESİ

Son yıllarda şu soru sık sık sorulmaktadır Yeraltındaki boşluklar jeofizik yollarla keşfedilebilir mi (birkaç metre çapında ve satıhtan en fazla 10 m derideki)? Bu soruya olumlu bir cevap alındıktan sonra da sıra şu sorunun cevaplanmasına geliyor Bu durumda hangi jeofizik yöntemi en ucuz ve aynı zamanda en güvenilir olanıdır?

Hannover’de toplanan son Mühendislik Jeolojisi Kongresi’nde öğleden önceki tüm oturum süresi yeraltındaki boşlukların bulunması konusuna ayrılmıştır Bu toplantıda, bu problemin çözümünde gravite yöntemlerine öncelik vermenin önemi vurgulanmıştır Ayrıca son yıllarda bu konudaki en son yayınlar incelendiğinde çoğunlukla başlıca gravitasyon yöntemlerinin tanımlandığı ve tartışıldığı görülür

Bunun nedeni şu gerçekte yatmaktadır En küçük göreli yoğunluk farkı bile (burada boşluk) nispeten büyük derinlikte ölçülebilen bir gravite etkisi verir Burada incelenen boşluk ile bu boşluğu çeviren kaya arasındaki yoğunluk farkının büyük ve çok iyi bir şekilde bilinir olmasının şüphesiz büyük önemi vardır

Bundan 7-8 yıl öncesine kadar hiçbir jeofizikçi gravite yöntemiyle yeraltında boşluk aramaya kalkışmadı 2-10 metre derinliğinde ve 1-3 metre çapındaki bir boşluğun vereceği düşünülen gravite etkisi miligolin binde birkaçı ile yüzde birkaçı arasında değişir

Jeofizik araştırmalarda kullanılan gravimetreler genellikle tek ölçülerde yüzde 2-3 miligollik hassaslık sınırına sahiptirler Böyle bir gravimetre ile hassas sonuçlar almak ve hata sınırını küçük anomalileri bile yakalayacak sınırda tutmak için çok sayıda tekrar ölçü yapmak gerekir Bu takdirde bu araştırmanın ekonomik olmayacağı söz konusudur

Ancak mikrogravimetrelerin geliştirilmesiyle en küçük anomalilerin bile saptanabildiği limite erişilebilmiştir Mikrogravimetreler 0,005 miligal = 5 mikrogallik bir hassasiyet garanti etmektedirler

Son zamanlarda PRAKLASEISMOS MİKROGRAVİMETRİK araştırma alanında pratik deneyim kazanma hususunda önemli bir fırsat elde etti Şirketin bir müşterisi, bir inşaat kompleksinin temel çalışmalarında, yer altı boşluklarının olup olmadığını gravimetrik yoldan araştırılmasını talep etti Aslında bu inşaatın altında bir yer altı boşluk sisteminin var olduğu biliniyordu Zira daha önce burada yapı malzemesi temini amacıyla büyük boşluklar ve tüneller oluşturulmuştur İnceleme alanında, tünel sisteminin bir kısmına yüzeyden erişmek mümkündü Tünelin bu bölümü, birbirine dik, 10’ar metre aralıklı ve 2x3 metre boyutundaki galeri ağzından oluşmaktaydı