روش های ژئوفیزیکی از روش های اکتشافات زیرسطحی می باشد که به دلیل کم هزینه و غیر مخرب بودن کاربرد روز افزونی در کارهای مهندسی، باستان شناسی و ... پیدا کرده است. در اکتشافات ژئوفیزیکی معمولا به دنبال یک ناهنجاری یا به زبانی انحراف از مشخصات یکنواخت زمین شناسی هستیم. تغییر ناگهانی در جنس مواد، برخورد به یک گسل یا یک منطقه خرد شده یا لایه های آب دار می توانند ناهنجاری هایی نسبت به شرایط طبیعی به حساب آیند. هر یک از روش-های ژئوفیزیکی دارای نقاط ضعف و قوت مختص به خود هستند که باعث پایین آمدن اعتبار تفسیر آن ها می شود. حال در صورت تلفیق دو و یا حتی چند روش ژئوفیزیکی با یکدیگر می توان تفسیری کامل تر و مطمئن تر و نیز جزئی تر را ارائه داد. روش توموگرافی الکتریکی از زیرمجموعه های روش مقاومت ویژه می باشد که در آن با استفاده از تعداد زیاد نقاط برداشت نزدیک به یکدیگر و مدل سازی نرم افزاری می توان مدلی دقیق از زیر زمین ارائه داد. در مقایسه با دیگر روشهای اندازه گیری مرسوم، پی جویی های با استفاده از این روش می توانند با موفقیت در مناطق با زمین شناسی پیچیده، به خاطر تامین اطلاعات در هر دو جهت قائم و جانبی و تعیین یک حالت کیفی از شکل و عمق اهداف زیرزمینی، مورد استفاده قرار گیرند. روش رادار نفوذی به زمین (gpr) نیز از روش های با قدرت تفکیک بالای ژئوفیزیکی است که در آن با ارسال امواج با فرکانس بالا به درون زمین و بررسی بازتاب های این امواج به اکتشاف زیرسطحی پرداخته می شود. در این روش علت بازتاب امواج ارسالی تباین مشخصات الکترومغناطیسی در مرز لایه ها و یا توده های زیرسطحی است. در این بررسی با تلفیق این دو روش تلاش شده تا تفسیری کامل تر را به دست آورد. همچنین سعی در مقایسه این دو روش و شناسایی نقاط ضعف و قوت هر یک از این روش ها شده است. آب زیرزمینی به دلیل اختلاف در مقاومت ویژه و نیز خواص الکتریکی به عنوان هدف مناسبی برای این دو روش شناخته می شود، در نتیجه برداشت های این دو روش به منظور بررسی قنات آب صورت گرفت. پس از برداشت پروفیل های مشخص و بررسی دوبعدی این دو روش، با برداشت شبکه منظم تفسیر و بررسی سه بعدی نیز صورت گرفت. این دو روش در نمایش قنات، مناطق تحت نفوذ آب و تشخیص نسبی میزان رس و حتی حـفرات احتمالی با یکدیگر هم پوشانی خـوبی داشته و هر کدام نتایج تفسیر با روش دیـگر را تایید می کند. مناطق حاوی رس و یا تحت تاثیر آب و رطوبت در روش توموگرافی الکتریکی مقاومت ویژه پایین و در روش gpr عمق نفوذ کمتر نسبت به اطراف را نشان می دهد. حفرات زیرزمینی حالت برعکس داشته و در این قسمت ها مقاومت ویژه بالا رفته و عمق نفوذ امواج gpr نیز افزایش می-یابد.

مطالعات ژئوفیزیکی دشت میامی جنوبی بر اساس قرارداد منعقده بین شرکت سهامی آب منطقه ای سمنان و شرکت زمین کاوگستر (وابسته به جهاد دانشگاهی دانشگاه تهران) به بخش ژئوفیزیک شرکت زمین کاوگستر واگذار گردیده است. این مطالعات که به منظور بررسی ویژگی های زمین شناسی و زمین ساختی تشکیلات، تفکیک مرز بین آب های شور و شیرین زیرزمینی، تفکیک و برآورد ضخامت لایه ها و تعیین موقعیت بی هنجاری ها در محدوده دشت های مذکور صورت گرفته، با استفاده از روش مقاومت سنجی الکتریکی (ژئوالکتریک) انجام شده است. عملیات مقاومت سنجی الکتریکی (ژئوالکتریک) با برداشت 130 سونداژ الکتریکی با آرایه الکترودی ونر-شلومبرژه در امتداد 16 پروفیل و با حداکثر طول فرستنده جریان الکتریکی 1000 متر انجام شده است. در این پایان نامه مدل سازی و تفسیر یک بعدی و دوبعدی داده های سونداژ مقاومت ویژه الکتریکی انجام شده است. تعبیر و تفسیر یک بعدی با استفاده از نمودارهای استاندارد (سر منحنی ها یا منحنی های آباک) و نرم افزارهایی مثل ves و ixid صورت گرفته است. با توجه به فواصل سونداژها و نیز ابعاد محدوده مطالعاتی و با توجه به اعداد بدست آمده و نیز با بررسی مقاطع و شبه مقاطع و همچنین مشاهدات صحرایی، محدوده سونداژهای 1-a تا 5-a، 5-f تا 7-f، 9-k تا 11-k و 9-l تا 10-l مکان های مناسب برای حفر چاه می باشند. برای بدست آوردن یک رابطه خطی بین نتایج تفسیر یک بعدی داده های سونداژ مقاومت ویژه الکتریکی و پارامترهای هیدرولوژیکی بدست آمده از چاه های آب موجود در منطقه مطالعاتی، از مقادیر مقاومت ویژه لایه های آبدار (r w) و پارامترهای هیدرولوژیکی بدست آمده از این چاه ها (مانند tds و ec) استفاده می کنیم. در نهایت، بین نتایج تفسیر یک بعدی (به عبارت دیگر مقادیر r w و پارامترهای هیدرولوژیکی بدست آمده از چاه های آب مانند tds و ec) با استفاده از روش رگرسیون، رابطه ای خطی بدست می آید. در این پایان نامه به تفسیر داده های مقاومت ویژه در منطقه پرداخته شده است و محل لایه های آبدار و عمق و ضخامت آنها تخمین زده شده است و در نهایت با توجه به اطلاعات چاه های مجاور سونداژها، با استفاده از روش آماری رابطه ای بین rw و پارامتر های هیدروژئولوژیکی مانند tds و ec بدست آمده است.

با توجه به اهمیت و کیفیت بالای آب های کارستی در تأمین آب مورد نیاز کشور ، بویژه در شهر شاهرود، در این تحقیق سعی شده است تا آب های کارستی در منطقه غرب شاهرود (تپال) شناسایی و مورد اکتشاف قرار گیرد. به همین منظور در این تحقیق از ترکیب نتایج روش های سونداژزنی قائم الکتریکی (ves) و پروفیل زنی مقاومت ویژه استفاده شده است. در منطقه مذکور، برداشت های سونداژزنی به تعداد 10 سونداژ (s01 تا s10) با استفاده از آرایه شلومبرژه با فاصله الکترودی حداکثر 500 متر و نیز برداشت های پروفیل زنی به تعداد 4 پروفیل (p01 تا p04) با طول حداکثر 4 کیلومتر و با استفاده از آرایه دوقطبی- دوقطبی با فاصله الکترودی 75 متری و گام های 8، صورت گرفت. سپس مدل سازی و تفسیر یک بعدی (1-d) سونداژها با استفاده از نمودارهای استاندارد، نمودارهای کمکی و نرم افزار ix1d و مدل سازی و تفسیر دوبعدی (2-d) پروفیل ها با استفاده از نرم افزار res2dinv انجام شد. نتایج تفسیر حاکی از پتانسیل حضور زون آبدار در محل سونداژهای s02، s03، s04، s05 و s08 و همچنین در مناطقی از پروفیل های p01، p02 و p03 می باشد و نتایج تفسیر در هر دو روش انطباق و همخوانی بالایی با هم دارند. در نتیجه تفسیر داده های برداشت شده در هر دو روش و ترکیب نتایج حاصل، زون های احتمالی آبدار در منطقه شناسایی و بر اساس این نتایج، محل های مناسب برای حفاری، دو محل d1 و d2 که در ادامه بر روی نقشه های مربوطه نشان داده شده اند، به منظور بهره برداری از آب های کارستی معرفی شده است.

سرعت امواج لرزه ای در محیط ناهمسانگرد، در جهت های مختلف، متفاوت می شود. پدیده ناهمسانگردی در سازند، بر روی عوامل مختلفی مانند انحراف در حفاری، میزان تولیدو دیگر پارامترهای مخزنی تاثیر گذار است. لذا تعیین پارامترهای ناهمسانگردی ضروری به نظر می رسد. از طرفی، در بسیاری کاربردهای تئوری الاستیسیته در ژئوفیزیک مخزن، محیط الاستیک را همسانگرد فرض می کنند، اما اکثر سنگ های پوسته، به صورت تجربی ناهمسانگرد ضعیف می باشند. در معادلات حاکم در محیط ناهمسانگرد، پارامتر مهم ? (یکی از سه پارامتر ناهمسانگردی تامسون) معرفی می شود، که اکثر پدیده های مهم ناهمسانگردی را در ژئوفیزیک اکتشافی کنترل می کند. پارامترهای ناهمسانگردی تامسون که شامل ?، ? و ? می باشد، توسط داده های walkaway vsp (یکی از روش های برداشت داده لرزه نگاری قائم است.) تعیین می شود. در این پایان نامه با استفاده از داده های لرزه نگاری قائم (vsp) و نگار چاه پیمایی dsi و بکارگیری روش های کٌندی فاز (برای داده لرزه نگاری قائم) و تکنیک چرخش آلفورد (برای نگار چاه پیمایی dsi)، پارامترهای ناهمسانگردی تامسون در یک میدان نفتی در غرب ایران تعیین شدند. تعیین پارامترهای ناهمسانگردی با استفاده از داده های لرزه نگاری قائم، در دو مدل واقعی و مصنوعی صورت گرفت. روش کٌندی فاز توسط مدل مصنوعی تولید شده در این نرم افزار ، برای منطقه مورد بررسی تأیید شده است. با توجه به نتایج بدست آمده در کارهای قبلی از مدل مصنوعی ساخته شده با روباره شیبدار (حداکثر شیب 6 درجه)، مدل مذکور برای پارامتر ناهمسانگردی ? دارای دقت 05/0 می باشد. برای مدل هایی با شیب بیشتر، روش کٌندی فاز دقت مطلوبی ندارد. در مورد پارامتر ناهمسانگردی ? باید اشاره نمود، با توجه به نتایج مدل سازی مصنوعی، این پارامتر در مدل های افقی و کمی افقی (حداکثر شیب روباره 3 درجه) دارای دقت مطلوبی بوده، اما در مدل هایی با شیب روباره 6 درجه قابل استناد نمی باشد. هنگامعبورموجبرشیازسازند ناهمسانگرد،چونسازنددریکجهتمتراکم-ترازجهاتدیگراست (عمدتاً وجود شکستگی در سازند)،امواجبرشیدرامتدادمتراکم ترسریع ترحرکتکردهو در جهت عمود بر آن، کُندتر حرکت می کند. بنابراین موجبرشیبهدومولفهتندوکُندتجزیهمی شود. اساستعیین ناهمسانگردی با استفاده از نگار چاه پیمایی dsi،شناساییمولفه-هایموجبرشیوجهتآن هااست. بنابراین این مولفه-هابااستفادهازیکتکنیکریاضیبه نامچرخشآلفورد چرخش دادهمی-شوند. پسازاعمالچرخش،محتوایانرژیدوموجکاملتندوکُندباهممقایسهشدهواختلافایندوبه صورتنقشهناهمسانگردیونگارناهمسانگردی درچاهموردمطالعهتعیینمی شود. با توجه به نتایج، جهت ناهمسانگردی (جهت تنش ماکزیمم) در حد 50 درجه و مقدار ناهمسانگردی زمان رسید بین 2-23 درصد می باشد.

در سال های اخیر استفاده از روش gpr به دلیل دقت و سرعت بالای آن در بررسی عمق های کم زمین و در کارهای مهندسی افزایش یافته است. روش gpr براساس تفاوت در گذردهی الکتریکی نسبی دو محیط باعث شناسائی هدف می گردد. هدف این تحقیق، استفاده از روش gpr برای تقسیم بندی یا طبقه-بندی توصیفی خاک ها و تشخیص مناسب بودن آنها از نظر کشاورزی است. به همین علت، این روش برای بررسی خاک های زیر سطحی در مزرعه کشاورزی بسطام (منطقه پردیس کشاورزی دانشگاه شاهرود) به عنوان مطالعه موردی به کار گرفته شده و پروفیل های رادار به تعداد 4 پروفیل در طول خطوط شبکه معینی در سطح زمین طراحی شده و برداشت شد. سپس با پردازش و اعمال فیلترهای مناسب بر روی داده ها و تفسیر نتایج و همچنین با توجه به ارتباط بین داده های gpr و جنس یا نوع و بافت خاک و تعیین مقدار تقریبی مواد دانه ریز و دانه درشت (رس، سیلت و شن و ماسه) خاک از روی نتایج gpr، طبقه بندی توصیفی خاک های مورد مطالعه شامل رطوبت، جنس خاک از لحاظ میزان مواد دانه ریز و دانه درشت (رس، سیلت و شن و ماسه) و دیگر خصوصیات فیزیکی خاک انجام شد. علاوه بر این، به منظور تأیید و یا کالیبراسیون نتایج، با انجام حفاری دستی در مزرعه کشاورزی بسطام، تعدادی نمونه خاک از زیر سطح زمین در عمق کم نمونه برداری شد و خصوصیات و طبقه بندی این نمونه خاک ها را با انجام آزمایش تعیین بافت و تعیین میزان رطوبت در آزمایشگاه دانشکده کشاورزی دانشگاه شاهرود، انجام شده و نتایج به دست آمده از آزمایش ها با نتایج حاصل از پردازش، تحلیل و تفسیر داده های gpr برداشت شده مقایسه شد. به طور کلی نتایج حاصل از این برداشت ها انطباق خوب و قابل قبولی با نتایج آزمایشگاهی نمونه های خاک گرفته شده از عمق های مختلف و نسبتاً کم در زیر سطح زمین داشته است. عمق نسبتاً بالای نفوذ امواج رادار در قسمت مرکزی پروفیل شماره یک به مقدار رس و رطوبت کم در این قسمت نسبت داده شده که این نتیجه نیز همخوانی خوبی با نتایج آزمایشگاهی داشته است. همچنین عمق ناچیز نفوذ امواج رادار در ابتدا و انتهای پروفیل شماره سه حاکی از رسانندگی الکتریکی بالای خاک زیر سطحی به علت وجود مواد رسی متراکم و با رطوبت بالا در این قسمت ها تفسیر شده که این مطلب نیز توسط نتایج آزمایشگاهی مورد تأیید قرار گرفته است. بنابراین از روش gpr که روشی نسبتاً ارزان و سریع است، می توان برای تعیین جنس یا نوع و بافت خاک، رطوبت و مقدار تقریبی مواد دانه-ریز و دانه درشت در آن و در نهایت، برای طبقه بندی توصیفی خاک های زیر سطحی و دیگر خصوصیات فیزیکی خاک که مناسب بودن یا نبودن آنها را از نظر کشاورزی بیان می کند، استفاده نمود.