KFUPM ePrints

Joint Inversion of Gravity and Ground Penetrating Radar Data to Characterize Subsurface Cavities

l Joint Inversion of Gravity and Ground Penetrating Radar Data to Characterize Subsurface Cavities. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]PDF - Accepted Version
Restricted to Abstract Only until 14 April 2015.

1247Kb

Arabic Abstract

ساهمت العلوم الجيوفيزيائية بشكل فعال في فهم الظواهر الجيولوجية التحت سطحية مثل ظاهرة التكهفات الشائعة التواجد في الصخور الجيرية , الدولوميت والمتبخرات. حيث تعتبر هذه الظاهرة مهمة جداًفي الدراسات البيئية والجيوهندسية والهيدروجيولوجية. وتتشكل هذه التكهفات إما طبيعياص نتيجة للإذابة التي تتعرض لها تلك الصخور الجيرية والمتبخرات او بفعل النشاطات التي يقوم بها البشر على ظهر هذه الأرض كحفر الأنفاق والقبور. وقد تمتلئ هذه التكهفات بالمياة, بالرواسب أو ممتلئة بالهواء. إن طرق الجاذبیة الأرضیة والرادار الأرضي المخترقأظھرتا بشكل فعال كفائتیھما في تحدید أحجام و أماكن تواجد ھذه التكھفات تحت السطح. ولكن الھدف من ھذه الدراسة ھو تقدیم منھجیة أو طریقة جدیدة لإستخدام بیانات ھاتین الطریقتین الجیوفیزیائیتین كنمذجة عكسیة مشتركة لتحدید وحساب بعض المعاملات البتروفیزیائیة للمواد الممتلئة بھا ھذه التكھفات مثل حساب قیمة المسامیة و التشبع بالمیاة. تبدأ ھذه المنھجیة من استخدام نموذج فیزیائي صخري مناسب في كلاً من الجاذبیة والرادار الأرضي المخترق لنفس منطقة التكھف التحت سطحي ومن ثم عمل نمذجة عكسیة مشتركة لإستنباط قیمة المسامیة والتشبع بالمیاة للمواد داخل ھذا التكھف من خلال الحل الریاضي لمعادلات تلك النماذج او المودیلات بشكل متزامن ثم تم اختبار وفحص مصداقیة وكفائة ھذه الطریقة بإستخدام بیانات جاذبیة ورادار مصطنعة لعدد من الحالات المفترضة لنوعیة المواد المتواجدة داخل ھذا التكھف مثلاً كأن یمتلئ بالھواء أو بالماء أو بالرمل الجاف أو الرمل المشبع بالمیاة. وبالأخیر فإن النتائج التي تم الحصول علیھا تبین أن ھذه الطریقة ذات مصداقیة دقیقة وذات كفائة جیدة في حساب القیم الصحیحة للمسامیة والتشبع بالمیاة للرواسب التي تمتلئ بھا التكھفات التحت سطحیة.

English Abstract

Geophysics improves our understanding of subsurface geological features, such as cavities, that are important to characterize in many hydrogeological, environmental, and engineering studies. They are formed either naturally by the dissolution of limestones, dolomites, and evaporites or by human action, such as the construction of tunnels and tombs. Cavities can be filled with air, water, sediments, or a combination. Gravity and ground penetrating radar (GPR) methods have already shown their ability to detect the location and size of subsurface cavities. The objective of this study is to present a new approach to determine the porosity and water saturation of cavity-filling materials using a quantitative joint inversion approach on GPR and gravity data sets. The approach uses appropriate rock-physics models of GPR and gravity data above a subsurface cavity and inverts the porosity and water saturation inside the cavity by solving the two model equations simultaneously for these two variables. I test the proposed approach using synthetic GPR and gravity data sets corresponding to various cavity models. The results show that the method is accurate in retrieving the correct porosity and water saturation values within 2.5% error.



Item Type:Thesis (Masters)
Subjects:Earth Sciences
Divisions:College Of Sciences > Earth Sciences Dept
Committee Advisor:Al-Shuhail, Abdullatif
Committee Members:Kaka, Sanlinn Ismail and Alramadan, Khalid
ID Code:139215
Deposited By:ABDULLAH FATHI MOHAMMED SAEED (g201002180)
Deposited On:03 Jun 2014 13:41
Last Modified:03 Jun 2014 13:41

Repository Staff Only: item control page