تعداد صفحات:114
نوع فايل:word
فهرست مطالب:
مقدمه
تئوري
انتشار موج الكترومغناطيس در ماده
معادلات مكسول و فرضهاي اوليه
رسانش الكتريكي
گذردهي دي الكتريك
انتشار امواج الكترومغناطيس
امواج هدايت شده/نظريه خط انتقال
سنجش خواص مواد با استفاده از امواج الكترومغناطيس
ضريب بازتاب
مفهوم موجك
گذردهي دي الكتريك نسبي خاك
گذردهي نسبي آب
گذردهي نسبي تركيبي
بازتاب سنجي در حوزه زمان
اصول اندازه گيري
بدست آوردن گذردهي دي الكتريك نسبي از روي سيگنال TDR
حجم اندازه گيري
رسانش الكتريكي
نكات كاربردي
رادار نفوذي در زمين
اصول اندازه گيري
سيستم اندازه گيري
چيدمان هاي اندازه گيري
هم دور افت (CO)
چند دورافت : هم ميان نقطه و بازتاب و انكسار زاويه باز
GPR چندكاناله
اتلاف انرژي و عمق نفوذ
تفكيك پذيري سيگنال
نكات كاربردي
بخش آزمايشگاهي
ساختار و اهداف آزمايش
نكات راهنماي آزمايش
بخش اول – اندازه گيري هاي آزمايشگاهي با استفاده از TDR
اصول – انجام اندازه گيري هاي TDR
آماده سازي – واسنجي حسگرهاي TDR
اندازه گيري – سيگنالهاي TDR از يك ستون ماسه
اندازه گيري – برآورد تاثير رسانش
بخش دوم – اندازه گيري هاي صحرايي
چك ليست تجهيزات
اندازه گيري ها
جمع بندي وظايف
راهنماي برنامه ها و الگوريتم هاي مورد استفاده براي برداشت و ارزيابي داده ها
برداشت سيگنالهاي TDR با استفاده از PCTDR
ارزيابي سيگنالهاي TDR
برداشت داده هاي GPR با استفاده از K2
برداشت يك اندازه گيري چند كاناله
تفاوتهاي انجام اندازه گيري هاي CMP
ارزيابي داده هاي رادار نفوذي به زمين
ارزيابي توسط PickniG
ارزيابي توسط PiG
ارزيابي اندازه گيري ها
بخش اول – اندازه گيري هاي آزمايشگاهي با استفاده از TDR
توصيف كيفي سيگنالهاي TDR
واسنجي حسگرهاي TDR
ارزيابي سيگنالهاي TDR بدست آمده از ستون ماسه
برآورد تاثير رسانش
بخش دوم – اندازه گيري هاي صحرايي
ارزيابي داده هاي اندازه گيري شده
نتيجه گيري و تفسير
مراجع
فهرست جداول:
ساختار فايل واسنجي
فهرست شكلها و نمودارها:
اصول اندازه گيري ردياب TDR و سيگنال نمونه
تعيين زمان سير از روي سيگنال TDR
كسرهاي حجمي از كل حجم نمونه گيري
سيگنال هاي TDR مورد استفاده براي بدست آوردن رسانش الكتريكي
اصول اندازه گيري رادار نفوذي به زمين
مسيرهاي سير انواع مختلف امواج GPR در يك خاك دو لايه با مقادير گذردهي نسبي متفاوت
مسيرهاي سير انواع مختلف امواج GPR در يك خاك دو لايه با مقادير گذردهي نسبي متفاوت
رد GPR
(a) منشأ يك رادارگرام (b) رادارگرام نمونه
ساخت و ابعاد يك جعبه آنتن IDS (MHz 200)
هم دور افت
هم ميان نقطه
رادارگرام CMP
بازتاب و انكسار زاويه باز
سيستم آنتن ها
فرآيندهايي كه منجر به كاهش قدرت سيگنال ميشوند
دستگاه TDR100
نمايي از چيدمان اندازه گيري براي ستون خاك
چيدمان سيستم آنتن GPR
رادارگرام يك اندازه گيري واسنجي در انتهاي يك پروفايل چند كاناله
نمايي از نرم افزار PCTDR
پنجره آغازين برنامه K2
تنظيمات صحيح براي سيگنال يك كانال اندازه گيري
پنجره انتخاب برداشت
برداشت يك رادارگرام
پنجره PickniG
مغناطيس سنج پروتون PM-1A
مگنتومتر GPS دار كانادايي
دستگاه GPR ساخت شركت مالا كشور سوئد
چكيده:
در اين پژوهش روش هاي سنجش محتواي آب موجود در خاك تحت بررسي و مطالعه قرار گرفته اند. روش هاي مورد نظر اين تحقيق شامل روش هاي الكترو مغناطيسي نظير روش بازتاب سنجي در حوزه زمان (TDR) و روش رادار نفوذي به زمين (GPR) ميشوند. در بخش اول مطالب مقدماتي درباره هيدرولوژي خاك و روش هاي سنجش آب موجود در خاك ارائه ميشود. در ادامه در فصل اول اين پژوهش تئوري هاي مربوط به انتشار امواج الكترو مغناطيس و نحوه عملكرد روش هاي الكترو مغناطيسي تحت بررسي قرار ميگيرند. در فصل دوم روش بازتاب سنجي در حوزه زمان مطالعه ميشود. در ادامه و در فصل سوم روش رادار نفوذي درون زمين را مطالعه و بررسي مينماييم. در فصل چهارم آزمايشات انجام شده جهت سنجش محتواي آب و نحوه بكار گيري دستگاه ها را تشريح نموده و دستگاه و نرم افزار بكار رفته را معرفي مينماييم و همچنين روش ارزيابي اندازه گيري ها را بيان ميكنيم. در پايان در فصل نتيجه گيري و تفسير، نتايج حاصل از اين پژوهش را به صورت كامل ارائه مي نماييم.
مقدمه:
هيدرولوژي علم مطالعه آب بر روي كره زمين است و در مورد پيدايش، چرخش و توزيع آب در طبيعت، خصوصيات فيزيكي و شيميايي آب، واكنشهاي آب در محيط و ارتباط آن با موجودات زنده بحث ميكند.
اگر چه رطوبت خاك سهم ناچيزي از مقدار آب موجود در جهان را تشكيل ميدهد، اما تقريباً همه فرآيندهاي هيدرولوژي اتفاق افتاده در خاك را كنترل كرده بطوري كه فرآيند بارش را به دو قسمت رواناب و ذخيره زيرزميني تفكيك ميكند. رطوبت خاك همچنين اجزاء انرژي قابل دسترس در سطح زمين كه شامل دو قسمت گرماي نهان و آشكار (محسوس) ميباشد را در مبادله با اتمسفر تنظيم ميكند از اين رو رطوبت خاك بر روي تبخير و تعرق و در ادامه بر روي موفقيت كشاورزي تاثير ميگذارد. درصد رطوبت به عنوان يك واژه كليدي در مطالعات محيطي، هيدرولوژي، علم هواشناسي و كشاورزي مورد استفاده قرار ميگيرد
تا جايي كه تاريخ نشان ميدهد اولين تجارب آب شناسي مربوط به سومري ها و مصري ها در منطقه خاورميانه است، به طوري كه قدمت سد سازي روي رودخانه نيل به 4000 سال قبل از ميلاد مسيح ميرسد. در همين زمان فعاليت هاي مشابهي در چين نيز وجود داشته است. از بدو تاريخ تا حدود 1400 سال بعد از ميلاد مسيح فلاسفه و دانشمندان مختلفي از جمله هومر طالس، افلاطون، ارسطو و پلني در مورد سيكل هيدرولوژي انديشه‌هاي گوناگوني ارائه كرده‌اند و كم كم مفاهيم فلسفي هيدرولوژي جاي خود را به مشاهدات علمي دادند. شايد بتوان گفت هيدرولوژي جديد از قرن 17 با اندازه گيري هاي مختلف آغاز شد.
آب زيرزميني، آبي است كه در زير سطح زمين، درزه‌ها و فضاهاي حفره‌اي را در صخره‌ها و رسوبات پر ميكند. اكثر آب هاي زيرزميني به طور طبيعي خالص هستند. اكثر اوقات، آب هاي زيرزميني سال ها حتي قرن ها قبل از مصرف دست نخورده باقي ميمانند. بيش از 90% آب آشاميدني كل جهان از آب زيرزميني است. مردم ما هر روز 1700 ميليارد ليتر آب مصرف ميكنند. 97% آب هاي كره زمين درون اقيانوس ها است و 2% آن يخ زده است. ما آب مورد نياز خود را از 1% باقيمانده تهيه ميكنيم كه از يكي از دو منبع زير بدست مي آيد: سطح زمين (رودخانه‌ها، درياچه‌ها و نهرها) و يا از آب هاي زيرزميني.
در اين پژوهش روي توزيع آب و حركت آب در خاك تمركز نموده ايم. اصلي ترين جنبه در آزمايشهاي مورد نظر اين تحقيق، اندازه گيري محتواي آبِ خاك در آزمايشگاه و صحراست. در اين جا محتواي آب به وسيله دو روش ژئوفيزيكي اندازه گيري ميشود: بازتاب سنجي در حوزه زمان (TDR) و رادار نفوذي به زمين (GPR).
محتواي آب سطحي، اهميت زيادي براي حيات روي كره زمين دارد. واضح است كه اين پارامتر، دورنماي بنياني پوشش گياهي و در نتيجه حيات را مشخص ميكند. بعنوان مثال، تغييرات شديد دماي روز و شب در بيابان ها در مقايسه با نواحي معتدل را ميتوان به كمبود آب نسبت داد. در اين جا تبخير آب موجود در سطح خاك در طول روز، يكي از عوامل موثر به شمار ميرود. اين امر موجب خنك شدن سطح خاك ميشود. علاوه بر اين، آب موجود در خاك، انرژي حرارتي روز را در خود ذخيره ميكند. اين انرژي در طول شب دوباره آزاد ميشود.
روشهاي بسيار متعددي وجود دارند كه به اندازه گيري محتواي آبِ خاك كمك ميكنند. اين روشها را ميتوان به صورت روشهاي مستقيم يا غير مستقيم، هجومي يا غير هجومي و همچنين برحسب مقياس كاربردشان، تفكيك نمود. در اين جا، روشهاي اندازه گيري غيرمستقيم، آن دسته از روشهايي هستند كه در آن ها محتواي آب از طريق كميت هاي معرفي همچون خواص ماده دي الكتريك، بدست مي آيند. در ادامه، صرفاً مثال هاي معدودي در مورد اندازه گيري محتواي آب خاك ارائه ميشوند.
دانلود پروژه سكته