Cơ sở lý thuyết chương trình giải bài toán thuận / ngược phân tích tài liệu đo sâu điện / ảnh điện

Mục đích sử dụng các phương pháp ĐSĐ / AĐ là xác định phân bố của tham số ĐTS dưới bề mặt đất bằng cách bố trí hệ cực và đo ghi giá trị tham số ĐTS trên mặt đất. Từ các số liệu đo trên mặt đất tính toán giá trị ĐTS các đối tượng dưới mặt đất. Phương pháp ĐSĐ / AĐ đã được ứng dụng rộng rãi trong nghiên cứu ĐCTV, ĐCCT,… và gần đây còn được sử dụng trong nghiên cứu môi trường.

Nhờ mật độ điểm đo dày và khả năng xử lý hai chiều (2-D) đối với tập hợp dữ liệu ĐTS phân bố trên toàn bộ mặt cắt, phương pháp AĐ không những phân chia được các lớp địa điện theo chiều sâu mà còn theo dõi được sự thay đổi của tham số ĐTS theo chiều ngang, tức là sự thay đổi theo chiều ngang của ĐTS bên trong mỗi lớp địa điện. Như vậy, về mặt lý thuyết, phương pháp AĐ cho phép định vị được RM theo chiều sâu (giống như phương pháp ĐSĐ) cũng như theo chiều ngang trong môi trường dưới đất.

Có thể thấy rằng cấu hình hệ cực và kỹ thuật đo ghi mỗi điểm dữ liệu (ĐTS biểu kiến) hoàn toàn giống phương pháp ĐSĐ. Điểm khác là ở chỗ, nhờ sự phát triển công nghệ hiện đại trong việc chế tạo các hệ cực đo ngoài trời, người ta có thể tiến hành phương pháp AĐ với bước đo dày và năng suất cao, đảm bảo hài hòa các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật. Hiện nay, trên thế giới, để đáp ứng nhiều mục tiêu nghiên cứu khác nhau, các hệ cực thương mại hiện có thường được chế tạo với các bước đo (a) từ 1,0m-20,0m.

Hiện nay, trên thế giới đã có nhiều chương trình thương mại được phát triển, như Res2D [6], [7] hay RINVERT (do C Vision phát triển). Đây là những chương trình tốt, chạy trên nền tảng Windows và tích hợp các thuật toán giải thuận và ngược tài liệu ĐSĐ / AĐ và hội tụ nhanh (< 10 lần tính lặp),…Chương trình Rinvert còn có khả năng phân tích tương đương, cho phép đánh giá tính không chắc chắn của mô hình phân tích; báo cáo kết quả kết xuất từ chương trình có hình thức đẹp. Hình 1 minh họa báo cáo mô hình kết xuất từ Rinvert 2.1: Hình bên trái mô tả kết quả lập mô hình thuận; hình bên phải là bảng số liệu kết quả phân tích mô hình giải ngược

Hình 1. Báo cáo kết quả phân tích mô hình đo sâu điện – Chương trình Rinvert 2.1

Hình 2 minh họa 1 mô hình mặt cắt tuyến AĐ phân tích bằng chương trình Res2Dinv 3.54.

Đồng thời với việc mở rộng ứng dụng của các phương pháp AĐ, các phương pháp ĐSĐ truyền thống (1-D) vẫn được sử dụng phổ biến và không thể thay thế được trong thực tế sản xuất do tính linh hoạt và phạm vi áp dụng rộng của chúng. Khi tiến hành ĐSĐ, các điểm ĐSĐ được đo riêng rẽ, độc lập với nhau và người ta sử dụng các phương pháp xử lý 1-D để xác định bề dày và giá trị của các lớp ĐTS ở  mỗi điểm một cách riêng biệt. Cuối cùng chúng được liên kết với nhau trong quá trình giải đoán tài liệu để thành lập các mặt cắt địa điện.

Ở các vùng bề dày trầm tích không lớn (trên dưới 100m) đã có những nghiên cứu và áp dụng thành công chương trình phân tích mô hình 2-D để xử lý tài liệu ĐSĐ (1-D); để có thể áp dụng đúng đắn và hiệu quả phương pháp xử lý 2-D đối với tài liệu ĐSĐ, cần có hai điều kiện cơ bản có tính nguyên tắc sau đây đối với các dữ liệu ĐTS đầu vào [1]:

+ Thứ nhất, đảm bảo tính liên kết được của tham số (ĐTS) đo ghi bằng phương pháp ĐSĐ dọc theo các tuyến nghiên cứu.

+ Thứ hai, đảm bảo dữ liệu không vi phạm thuật toán (phép tính sai phân / phần tử hữu hạn) của chương trình xử lý sử dụng (RES2DINV).

Các chương trình Rinvert 2.1, Res1D, Res2DMod, Res2Dinv 3.54,… được sử dụng rộng rãi để phân tích tài liệu ĐSĐ ở ĐBSCL và AĐ (chủ yếu ở vùng Đông Nam Bộ và hải đảo).

Hình 2. Mô hình kết quả giải ngược số liệu điện trở suất tuyến ảnh điện ở khu vực lớp đất phủ mỏng ở Phú Quốc, Kiên Giang (hình dưới cùng là mặt cắt ĐTS thực)

CÁC CHỮ VIẾT TẮT