Doğru Akım Özdirenç (DAÖ) yöntemi, arama jeofiziğinde kullanılan başlıca jeofizik

yöntemlerdendir. Yöntem daha önce kullanılan doğal kaynaklı (tellürik akımlar,

manyetotellürik akımlar ve yer içinde doğal olarak bulunan elektrik akımları) yöntemlerin

yetersiz kalan taraflarını geliştirmek ve daha ayrıntılı yorumların yapılabilmesini sağlamak

amacıyla geliştirilmiştir. Yöntem 20. Yüzyılın başında gündeme gelmiştir. 1912 ve 1914

yılları arasında Conrad Schlumberger tarafından yeraltını daha iyi tanımlayabilmek

amacıyla yapılan çalışmalarda ilk kez kullanılmıştır (Dobrin, 1960).

Bu yöntemde amaç yer içinin yapısını, elektrik özelliğine (özdirenç) göre

haritalamaktır. Yöntem, maden, jeotermal enerji kaynağı ve petrol aramaları ile

hidrojeoloji ve mühendislik jeolojisi problemlerinin çözümünde kullanılır. Özellikle

1980’lerden itibaren, arkeolojik yapıların aranmasında da yaygın olarak kullanılmaya

başlanmıştır. DAÖ yöntemi, kuramı ve uygulanışının kolay olması, ölçü aletinin basit

olması ve etkili sonuçlar vermesinden dolayı günümüze kadar yaygın olarak kullanılmıştır.

Akım elektrotunun r yarıçaplı ve yüzey alanı 2􀟨􀝎􀬶olan bir homojen yarı-ortamda

oluşturacağı potansiyel 3.1 bağıntısı ile hesaplanır. Burada I oluşturulan akım, 􀟩 ise

ortamın özdirencidir.

􀜸 = 􀯂􀰘

􀬶􀰗􀯥 (3.1)

Yöntem uygulanışı sırasında iki elektrot yardımıyla akım oluşturulur ve oluşan

potansiyel fark (P1 ve P2 potansiyel elektrotları, C1 ve C2 ise akım elektrotları olarak

adlandırılabilir) ölçülür (Şekil 3.5). Potansiyel elektrotlardan birinde (P1) ölçülen

potansiyel 3.2 bağıntısı ile verilmiştir.

􀜸􀜲􀬵 = 􀯂􀰘

􀬶􀰗 [ 􀬵

􀯥􀰭

− 􀬵

􀯥􀰮

] (3.2)

Dört elektrotlu bir ölçüm için pratikte ölçülen potansiyel fark bağıntı 3.3’deki

gibidir;

Δ􀜸 = 􀯂􀰘

􀬶􀰗 [ 􀬵

􀴤􀮺􀴤􀴤􀯆􀴤􀴤 − 􀬵

􀴤􀮻􀴤􀴤􀯆􀴤􀴤 − 􀬵

􀴤􀮺􀴤􀴤􀯇􀴤 + 􀬵

􀴤􀮻􀴤􀴤􀯇􀴤􀴤] (3.3)

Bağıntı 3.4’de K sabiti, elektrotların dizilimine bağlı olan geometrik katsayıdır.

􀜭 = 􀬶􀰗

􁉂 􀰭

􀴤􀲲􀴤􀴤􀲾􀴤􀴤􀬿 􀰭

􀴤􀲳􀴤􀴤􀲾􀴤􀴤􀬿 􀰭

􀴤􀲲􀴤􀴤􀲿􀴤􀴤􀬾 􀰭

􀴤􀲳􀴤􀴤􀲿􀴤􀴤􁉃

(3.4)

18

Sonuç olarak bir yarı-ortamın özdirenci bağıntısı 3.5’deki gibidir.

􀟩 = Δ􀯏

􀯂 􀜭 (3.5)

DAÖ ölçü düzeneği Şekil 3.5' deki gibi gösterilebilir. Bu düzenekte, bir güç kaynağı

(akü), bir akımölçer ve bir gerilim farkı ölçer gereklidir. Burada, iki noktada yere çakılmış

elektrotlar yardımı ile akım uygulanır (A ve B akım elektrotları) ve diğer iki noktada

çakılmış elektrotlar arasında oluşan gerilim farkı ölçülür (M ve N gerilim elektrotları).

Kullanılan elektrotlar genelde paslanmaz çelikten yapılmıştır. Jeotermal araştırmalarda

paslanmaz çelik elektrotlarda meydan gelebilecek polarizasyonun (uçlaşma) ölçülen

değerlerin hassasiyetini etkilememesi için gerilim elektrotu olarak bakır-sülfat çözeltili

fincanlar kullanılır.

Ölçüm çalışmaları elektrot dizilimlerinde bağımsız olarak yeterli potansiyele sahip

bir alıcı ve bir verici ile yürütülebilmektedir. Yapılacak açılımların uzunluğuna bağlı

olarak yeterli güçte bir verici ve alınan ölçülerin yeterli hassasiyetle alınabilmesini

sağlayacak bir alıcı beklenen potansiyeli sağlayacaktır.

Şekil 3.5. Düşey elektrik sondajının çalışma prensibini açıklayan şekil

19

MTA ve FNC şirketi tarafından çalışma alanında yapılan çalışmalarda akım ve

gerilimölçer olarak avometreler, verici ünitesi, Jeneratör, Varyak-Redresör bileşenlerinden

oluşan yerli yapım düzenekler kullanılmıştır (Şekil 3.6).

Şekil 3.6. MTA tarafından kullanılan özdirenç cihazlarından biri

Doğru akım özdirenç yönteminde ölçülen büyüklük, potansiyel elektrotları arasında

oluşan potansiyel farktır. Bağıntı 3.5 ile özdirenç büyüklüğü hesaplanmaktadır. Ölçülen

değerler ortamın gerçek özdirencini belirtmez. Çünkü ortam heterojen ve anizotroptur. Bu

durumda hesaplanan özdirenç değeri görünür özdirenç (􀟩􀯔) olarak kabul edilir. Ortam

homojen ve izotrop olduğunda hesaplanan özdirenç, ortamın gerçek özdirencine eşit

olmalıdır. Görünür özdirenç değerleri elektrot dizilimine göre farklılık gösterebilir. Ancak

bu durum ortamın gerçek özdirencini değiştirmez. Gerçek özdirenç değerleri ortamın yer

yapısına göre değişmektedir. Ayrıca iletkenliği etkileyen faktörlerin başında gelen,

tuzluluk ve suya doygunluk oranı özdirenç değerlerini doğrudan etkilemektedir.

Kayaçların elektriksel iletkenliği, elektronik ve iyonik olmak üzere ikiye ayrılır.

Elektronik iletkenlik, elektronların yer değiştirmesi ile gerçekleşirken, iyonik iletkenlik

iyonların hareketiyle gerçekleşmektedir.

20

Ayrıca özdirenci etkileyen diğer faktörler, sıcaklık, kayacın ve içerdiği suyun

mineral bileşimi, gözeneklilik olarak belirtilebilir (Kopaçlı, 2009).

Wenner, Schlumberger, dipol dipol, pol dipol ve pol pol olarak birçok elektrot

dizilimi bulunmaktadır. Elektrot dizilimleri, yapılan araştırmaya ve aranan materyale göre

seçilmektedir. Derin araştırmalarda ve dikey ayrımlılığın daha önemli olduğu

araştırmalarda Wenner ve Schlumberger dizilimleri seçilirken, özellikle maden

araştırmalarında ve yanal çözünürlüğün önemli olduğu araştırmalarda dipol dipol, pol pol

ve pol dilpol dizilimleri kullanılmaktadır. Ayrıca araştırma yapılan sahanın topoğrafik

özellikleri de elektrot diziliminin seçilmesini etkileyebilir.

3.2.1.1. Düşey elektrik sondajı (DES)

Düşey elektrik sondajında, sabit bir nokta bakışım merkezi olacak şekilde, her ölçüm

sonucunda bu noktanın iki tarafında elektrotların bir çizgi boyunca açılmasıyla uygulanır.

Böylece yer içinde düşey yöndeki özdirenç değişimi incelenmeye çalışılır. Belirlenen

merkezden derine doğru ölçülen değerler sayesinde yeraltındaki tabakaların özdirenç ve

kalınlıkları hesaplanır. Düşey Elektrik Sondajı (DES) ölçümlerinde genellikle Wenner ve

Schlumberger elektrot dizilimleri kullanılır (Şekil 3.7). Schlumberger dizilimi derin

araştırmalarda çok yaygın olarak kullanılmaktadır.

Şekil 3.7. Schlumberger ölçü sisteminde akım elektrotlarıyla potansiyel elektrotlar arasındaki

bağıntılar