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 2olan 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
