Search In this Thesis
   Search In this Thesis  
العنوان
Integration of Geophysical and Remote Sensing Techniques for Sustainable Development of selected Areas of the Suez Canal Zone \
المؤلف
Farrag, Hadeer Ahmed Desoky.
هيئة الاعداد
باحث / هدير أحمد دسوقى فراج
مشرف / عبد المقتدر عبد العزيز السيد
مشرف / صلاح الدين عبد الوهاب موسى
مناقش / عنتر على عبد الوهاب
تاريخ النشر
2018.
عدد الصفحات
289 p. :
اللغة
الإنجليزية
الدرجة
ماجستير
التخصص
الجيوفيزياء
تاريخ الإجازة
15/12/2018
مكان الإجازة
جامعة عين شمس - كلية العلوم - الجيوفيزياء
الفهرس
Only 14 pages are availabe for public view

from 289

from 289

Abstract

قع منطقة الدراسة في الجزء الشرقي من محيط طريق القاهرة - السويس، شمال خليج السويس وجبل عتاقة، و تمتد ناحية الغرب من قناة السويس، مصر. تقع منطقة الدراسة بين خطي عرض30 ”00’ 30° شمالا و 15 ”22’ 30° شمالا, وخطى طول 00 ”04’ 32° شرقا و 15 ”41’ 32° وبين خطى شمال 3318502 و 3360019.6595745 و خطى شرق 410094.5326087 و 470023.36645963, وتغطي المنطقة مساحة تبلغ حوالي 2400 كم2.
الفصل الأول يمثل مقدمة للدراسة و يعرض الهدف من البحث حيث تتناول الدراسة الحالية التكامل بين التقنيات المختلفة وهي: الإستشعار من البعد وتحليل نظم المعلومات الجغرافية و الدراسات البتروجرافيه, وتقييم الخواص البتروفيزيائية وقياسات المقاومة الكهربائية للحصول على مزيد من التفاصيل لدراسة و توضيح الصورة حول خصائص الطبقات الرسوبية السطحية و الضحلة والتراكيب الخفية, بجانب تقييم تواجدات المياه الجوفية و ذلك بغرض التنمية المستدامة للمنطقة المختارة من اقليم قناة السويس.
من خلال الفصل الثانى تم استعراض الخلفية الجيولوجية لمنطقة الدراسة من خلال مراجعة العديد من الدراسات السابقة لفهم الوضع الجيولوجى للمنطقة و التتابع الإستراتجرافى و الخصائص الجيومورفولوجية للمنطقة, حيث تحتوى منطقة الدرسة على تضاريس شبه مسطحة باستثناء المنطقة ناحية الغرب حيث ترتفع التضاريس التي تحدد الجبال كما في جبل جنيفا، والذى يصل إرتفاعه إلى حوالى 265 متر فوق مستوى سطح البحر, و جبل شبراويت، والذى يصل متوسط إرتفاعه إلى حوالى 226 متر فوق مستوى سطح البحر, و جبل غارة, و الذى يصل إرتفاعه إلى حوالى 306 متر فوق مستوى سطح البحر, و جبل عويبد, والذى يصل متوسط إرتفاعه إلى حوالى 570 متر فوق مستوى سطح البحر, و جبل عتاقة, والذى يصل متوسط إرتفاعه إلى حوالى 680 متر فوق مستوى سطح البحر.
يتكون التتابع الإستراتجرافي في منطقة الدراسة، من الأعلى (الحديث) إلى الأسفل (القديم) على النحو التالي: (1) الرواسب السطحية و هى رواسب من عصر الرباعى المتأخر، (2) رواسب البليوسين ومتكون الحجيف، (3) رواسب الميوسين ومتكون حجول من عصر الميوسين المتأخر، (4) رواسب الأوليجوسين (متكون الجبل الأحمر)، (5) رواسب الإيوسين الاعلى (متكون المعادي)، (6) رواسب الإيوسين الأوسط/الأعلى (متكون القرن)، و (7) رواسب الإيوسين الاوسط (متكون المرصد).
يناقش الفصل الثالث إستخدام التقنيات الحديثة فى مجال الإستشعار من البعد و تطبيقاتها فى التخريط الجيولوجى و قدرتها على التفريق الليثولوجى للوحدات الصخرية المختلفة المنكشفة على سطح الأرض فى منطقة الدراسة, حيث تم إستخدام بيانات حديثة من المرئيات الفضائية من النوع (لاندسات 8) ذات دقة مكانية تتراوح بين 15 متر و 30 متر, و مرئيات (سينتنال 2 ب) ذات دقة مكانية تتراوح بين 10 متر و 60 متر, و تم اختبار و تقييم قدرة تلك المرئيات الفضائية على التفريق بين الوحدات الصخرية المختلفة لعمل و تحسين التخريط الجيولوجى لمنطقة الدراسة و توفير الوقت و الجهد المبذول فى الأعمال الحقلية لتحقيق ذلك الغرض. تمت معالجة البيانات المستخدمة فى الدراسة و تطبيق كافة الخطوات اللازمة للمعالجة و عمليات ما قبل المعالجة. حيث تم إستخدام تقنيات (إختيار النطاقات, تناسب النطاقات, و تحليل المكون الرئيسى), و تم إستخدام طريقة (maximum likelihood classification (MLC) method) لتحديد و تصنيف الوحدات الصخرية المختلفة, و وجد أن بيانات القمر الصناعى (سينتنال 2 ب) أكثر دقة من بيانات القمر الصناعى (لاندسات 8) فى عملية التخريط الجيولوجى للمنطقة و التمييز بين الوحدات الصخرية المختلفة.
تم إستخدام تقنية أخرى و هى إستخراج الظواهر الخطية أليا, و هى إحدى تقنيات الاستشعار من البعد, و هذة الظواهر الخطية تمثل الفوالق و الكسور و الشروخ و أيضا الظواهر التى نتجت عن تدخل الإنسان مثل الطرق و المبانى و غيرها, تم إزالة الظواهر المتعلقة بتدخل الإنسان فيتبقى الظواهر الخطية المرتبطة بالجيولوجيا. تم مقارنة نتائج بيانات الرادار (سينتنال 1 أ) و بيانات (لاندسات 8 و سينتنال 2 ب) مع بيانات الخريطة الجيولوجيه و بيانات الإرتفاعات الرقمية و تم التوصل إلى أن نتائج البيانات الرادارية أفضل من البيانات الأخرى و ذلك يرجع لحساسية الأقمار الرادارية لشكل و تضاريس الأرض.
يتناول الفصل الرابع الدراسة البتروجرافية حيث تم تطبيق دراسة الفحص المجهرى على شرائح من الصخور و ذلك من خلال فحص 13 عينة من صخور مختارة تمثل التكاوين المختلفة للكشف عن السحنات الرسوبية المختلفة، التكوين المعدنى، والخصائص التركيبية فضلا عن عمليات ما بعد الترسيب التى حدثت للصخور و ذلك باستخدام الميكروسكوب المستقطب. أوضحت الدراسة أن صخور متكون جينيف عبارة عن صخور جيرية تشتمل على الأنواع التالية: (biosparite and biomicrite), و بالنسبة لصخور متكون غارة فهى عبارة عن صخور رملية ممثلة ب (quartz arenite), و بالنسبة لصخور متكون القرن فهى عبارة عن صخور جيرية تشتمل على الأنواع التالية: (intramicrite and biomicrite), أما بالنسبة لصخور متكون المرصد فهى عبارة عن صخور جيرية ممثلة ب (biosparite).
وكشف الفحص المجهرى عن أن متكون جينيف و متكون غارة يحويان مسامية عالية, بينما متكون القرن و متكون المرصد يظهران مسامية منخفضة. أظهر الفحص أيضا أن مسامية الصخور ممثلة بمسامية أولية الأصل (interparticles), و مسامية ثانوية الأصل (inter-crystalline, intergraular, and moldic porosity), و ذلك بسبب عمليات النشأة اللاحقة و التى أثرت فى بعض خواص و تركيب الصخور و هى تشمل: التلاحم, التحول, إعادة التبلور, عمليات الإذابة, التدلمت, و التضاغط, فقد أدت تلك العمليات فى بعض الأحيان إلى إختزال المسامية الأولية و الثانوية على السواء, و أحيانا أخرى إلى زيادة فى المسامية الثانوية نتيجة عمليات النشأة اللاحقة للدلوميت و عمليات الإذابة.
يناقش الفصل الخامس الدراسات البتروفيزيائية حيث أجريت الدراسات البتروفيزيائية على 41 عينة صخرية تمثيلية تم الحصول عليها من الصخور المنكشفة التى تمثل عصر الميوسين البحري، وصخور عصر الإيوسين في مناطق جبل جنيفة وجبل غارة و التى تمثل وحدات صخرية مختلفة على النحو التالي: (13 عينة صخرية تمثل الصخور الرسوبية الفتاتية لمتكون غارة من عصر الميوسين المبكر, و 15 عينة صخرية تمثل الصخور الرسوبية الجيرية لمتكون جنيف من عصر الميوسين الأوسط, و 7 عينات صخرية تمثل متكون المرصد من عصر الإيوسين الأوسط, و 6 عينات صخرية تمثل متكون القرن من عصر الإيوسين الأوسط/الأعلى. تم تقطيع العينات إلى عينات إسطوانية بأطوال مختلفة و قطر ثابت تقريبا و تم إجراء العديد من القياسات و التحليلات مثل قياس المسامية والنفاذية والكثافة الكلية و كثافة الحبيبات لتلك العينات التي تم جمعها.
تتراوح قيم كثافة الحبيبات للعينات المدروسة لمتكون جنيف من 2.62 إلى 2.88 جم/سم3 بمتوسط 2.73 جم/سم3, و بالنسبة لمتكون غارة تتراوح قيم الكثافة من 2.59 إلى 2.69 جم/سم3 بمتوسط 2.66 جم/سم3. من ناحية أخرى، تتراوح قيم كثافة الحبيبات للعينات المدروسة في متكون القرن من 2.27 إلى 2.50 جم/سم3 بمتوسط 2.40 جم/سم3, بينما تتراوح قيم الكثافة لمتكون المرصد من 2.39 إلى 2.59 جم/سم3 بمتوسط 2.49 جم/سم3.
تتراوح قيم الكثافة الكلية لمتكون جنيف من 1.76 إلى 2.36 جم/سم3 بمتوسط 2.06 جم/سم3, في حين أن قيم الكثافة الكلية لمتكون غارة تتراوح من 1.98 إلى 2.51 جم/سم3 بمتوسط 2.28 جم/سم3, و تتراوح قيم الكثافة الكلية لمتكون القرن من 1.70 إلى 2.14 جم/سم3 بمتوسط 1.88 جم/سم3, من ناحية أخرى، تتراوح قيم الكثافة الكلية لمتكون المرصد من 1.83 إلى 2.43 جم/سم3 بمتوسط 2.10 جم/سم3.
تتراوح قيم المسامية المقاسة للعينات المدروسة لمتكون جنيف من 10.38٪ إلى 34.67٪ بمتوسط 23.54٪، و يتميز متكون غارة بقيم مسامية تتراوح من 6.73٪ إلى 19.66٪ بمتوسط 12.09٪, و تتراوح قيم المسامية لمتكون القرن من 5.91٪ إلى 23.23٪ بمتوسط 18.26٪، و من ناحية أخرى تتراوح قيم المسامية لمتكون المرصد من 3.86٪ إلى 21.49٪ بمتوسط 11.91٪.
تتراوح قيم النفاذية المقاسة للعينات المدروسة لمتكون جنيف من 0.01 إلى 263.49 مللى دارسى بمتوسط 55.70 مللى دارسى, و يتميز متكون غارة بقيم نفاذية تتراوح من 1.21 إلى 630.03 مللى دارسى بمتوسط 86.79 مللى دارسى، و تتراوح قيم النفاذية لمتكون القرن من 0.01 إلى 17.78 مللى دارسى بمتوسط 7.74 مللى دارسى, من ناحية أخرى، تتراوح قيم نفاذية متكون المرصد من 0.15 إلى 75.72 مللى دارسى بمتوسط 15.86 مللى دارسى.
أظهرت الدراسة أن قيم المسامية و النفاذية تنخفض بزيادة الكثافة الكلية للعينات, و من الدراسة وجد أيضا أن المسامية ذات علاقة خطية بمعاملات إرتباط عالية جدا مع معامل الرص و هذة العلاقة قوية جدا يمكن إستنتاج أحد معاملاتها من اللآخر, و من الدراسة وجد أن المسامية تزداد مع زيادة النفاذية. باستثناء بعض العينات ذات المسامية العالية والنفاذية المنخفضة، يرجع ذلك إلى تأثير وجود نسبة عالية من الطمي والطين, في حين أن العينات ذات المسامية المنخفضة والنفاذية العالية من المقرر أن يكون بها كمية لا تذكر من محتوى الطمي والطين، أما العينات ذات المسامية المنخفضة و النفاذية المنخفضة تشير إلى تأثير وجود محتوى عالى من المواد الجيرية.
تم دراسة الخواص الصوتية حيث تم إجراء قياسات معملية لقياس سرعة الموجات الصوتية على عينات الصخور الجافة لتحديد سرعة الموجات الإنضغاطية و القصية. تتراوح سرعة الموجات الإنضغاطية للعينات الجافة من 2280 م / ث إلى 3880 م / ث بمتوسط 3208 م / ث لمتكون جنيف، وتتراوح قيم السرعة لمتكون غارة من 1970 م / ث إلى 3120 م / ث بمتوسط 2581 م / ث, و بالنسبة لمتكون القرن، تتراوح سرعة الموجات الإنضغاطية من 2320 م / ث إلى 3580 م / ث بمتوسط 2913 م / ث, و بالنسبة لمتكون المرصد، تتراوح سرعة الموجات الإنضغاطية من 3140 م / ث إلى 4810 م / ث بمتوسط 4061 م / ث.
تتراوح سرعة الموجات القصية للعينات الجافة من 1280 م / ث إلى 2260 م / ث بمتوسط 1763 م / ث لمتكون جنيف، وتتراوح قيم السرعة لمتكون غارة من 1070 م / ث إلى 1800 م / ث بمتوسط 1541 م / ث, و بالنسبة لمتكون القرن، تتراوح سرعة الموجات القصية من 1490 م / ث إلى 1600 م / ث بمتوسط 1528 م / ث, و بالنسبة لمتكون المرصد، تتراوح سرعة الموجات القصية من 1400 م / ث إلى 2100 م / ث بمتوسط 1722 م / ث.
تم حساب الخواص الميكانيكية و معاملات المرونة (معامل يونج، معامل السائبة، معامل الصلابة، ونسبة بواسون) باستخدام سرعة الموجات الإنضغاطية المقاسة و سرعة الموجات القصية و قيم الكثافة.
تم إنشاء العديد من العلاقات الثنائية و وجدت أن لها أهمية كبيرة في التمييز الصخري. هذه العلاقات هي مزيج من خصائص سعة التخزين، والخصائص الصوتية والخواص الميكانيكية. يمكن استخدام بعض هذه العلاقات بنجاح للتمييز بين الحجر الرملي (الصخور الرسوبية الفتاتية) والحجر الجيري (الصخور الفتاتية الكربونية). تتميز تلك العلاقات التي تم إنشاؤها بعلاقات ذات معامل ارتباط عالي ، يمكن استخدامها بنجاح للتنبؤ ببعض المعاملات من المعاملات الأخرى.
تزداد سرعة الموجات الإنضغاطية والقصية لعينات الصخور الجافة في جميع السحنات الصخرية عن طريق تناقص المسامية والنفاذية. و من الدراسة وجد أن هناك علاقة خطية بين سرعة الموجات الإنضغاطية و القصية للصخور و تتميز بمعامل إرتباط عالى. هناك علاقة خطية بين سرعة الموجات الإنضغاطية و الموجات القصية فى الصخور موضع الدراسة و بين معاملات المرونة, و وجد أنها تتميز بمعامل إرتباط عالى يمكن معة إستنتاج معاملات المرونة من كل من سرعة الموجات الإنضغاطية و القصية.
يتناول الفصل السادس التحليل المورفومترى لبعض أحواض الصرف فى منطقة الدراسة و تقييم مدى خطورتها فى حالة التعرض لسيول. حيث تم اسخلاص حدود وشبكة التصريف لحوضين صرف (أبو سيال وأبو حسة) وذلك باستخدام نموذج الإتفاعات الرقمى بدقة مكانية 30 متر وتقنيات الإستشعار من البعد و نظم المعلومات الجغرافية. وبعد ذلك تم حساب الخصائص المورفومترية لكل حوض لمعرفة الوضع الهيدرولوجي لكل حوض ودراسة دلالات هذه النتائج لتوضيح مدى خطورة هذه الأحواض فى حالة تعرضها للسيول.
يظهر التحليل المورفومتري لشبكات الصرف للحوضين انها ذات أنماطًا شجيريًا ذات رتبة تشعب خامسة طبقا لتصنيف سيلر. قد يكون التغير في نسبة طول المجرى ناتجًا عن التغير في المنحدر والتضاريس. عادةً ما يتناقص عدد المجارى المائية, كلما زاد ترتيب الرتبة. وبحساب معدل تفرع الرتب (Bifurcation Ratio) للحوضين, وجد أنها ذات قيم عالية, وهذا يدل على قلة خطر الفيضان بالنسبة لهذه الأحواض. يمكن الإسنتاج أن القيم الصغيرة لكل من كثافة التصريف و تكرارية مجارى شبكة التصريف وقيمة الرشح تدل على أن كلا من الحوضين يتواجدان فى نطاق التربة المنفذ, و ذوا سعة ترشح عالية و مع وجود تضاريس منخفضة فبذلك يكون حجم الفيضان منخفض. تشير قيم معامل الإستطالة و معامل الإستدارة و معامل الشكل إلى أن الحوضين مستطيلين, و بالتالى فهما أقل عرضه لحدوث السيول, لأن المياه تصل على دفعات من الأطراف فى فترات مختلفة, مما يسمح للمجرى الرئيسى بتصريف المياه بالتتدريج و بالتالى يقلل خطر الوصول لقمة الفيضان.
وتم حساب الخصائص التضاريسية للحوضين لما لهما من تأثير على كمية الجريان السطحى و سرعة التصريف فى الحوض, و وجد أن الحوضين يتسمان بقلة الإنحدار, و بالتلى فإن سرعة الجريان المائى فيهما بطيئة, و بالتالى يزداد الفاقد فى عملية التسرب والتبخر. كما أن تضرس الحوض له دلالة جيومورفولوفية فهو يدل على المرحلة العمرية التى وصل إليها الحوض فى دورته الجيومورفولوجية وأيضا درجة فاعلية و نشاط عمليات التعرية السائدة فى الحوض, ووجد أن الحوضين قليلي التضرس, و لذلك فالتعرية فيها غير فاعلة بشدة وتأثرهما بالفيضان حال حدوثه بسيط. و تم عمل خريطة إستخدام أراضى بدقة مكانية 10 متر لمنطقة الدراسة باستخدام المرئية الفضائية للقمر الصناعى سينتنال 2, تغطى مساحة حوالى 280 كيلومتر مربع.
يناقش الفصل السابع المسح الجيوكهربى حيث تم إجراء مجموعة من القياسات الجيوكهربية عن طريق قياس المقاومة الكهربية النوعية للصخور بإستخدام طريقة الجس الكهربى العمودى (VES) باستخدام طريقة الرص (شلمبرجير) و ذلك من خلال تنفيذ 8 جسات جيوكهربية, وقد اختيرت مواقع الجسات لتقع على امتداد خطوط يمكن استخدامها لانشاء قطاعات جيوكهربية توضح التغيير فى الخواص الكهربية رأسيا وأفقيا و ذلك للتعرف على إمكانات المياة الجوفية و تتبع الإمتداد الرأسى و العرضى للخزانات الجوفية بالمنطقة. تمت الدراسة حيث تراوحت قيم المسافة الأفقية بين أقطاب الجهد (MN) من 0.5 متر إلى 50 متر, و المسافة الأفقية بين أقطاب التيار (AB/2) من 1 متر إلى 200 متر, و تمت القياسات بإستخدام جهاز قياس المقاومة النوعية من نوع (ABEM Terrameter SAS 300), و تم تحليل و تفسير البيانات بإستخدام برامج (ATO & Winsev 6.0). وفقا للقطاعات الجيوكهربائية المبنية على بيانات المقاومة وجد أن التتابع يتكون من خمس طبقات جيوكهربية رئيسية كالتالى:
1) الوحدة الجيوكهربية الأولى: تتميز تلك الطبقة بقيم مقاومة عالية نسبيا تتراوح بين 15 أوم.متر و 130 أوم.متر بمتوسط 49.75 أوم. متر, و يتراوح سمك تلك الطبقة بين 1.2 متر و 5.5 متر بمتوسط 2.75 متر, و تشير هذة الطبقة إلى الرواسب السطحية حيث تتكون من رواسب من الرمل و الحصى و الطين مشبعة جزئيا بالمياة.
2) الوحدة الجيوكهربية الثانية: تتميز تلك الطبقة بقيم مقاومة منخفضة نسبيا تتراوح بين 1.5 أوم.متر و 6.5 أوم.متر بمتوسط 3.68 أوم. متر, و يتراوح سمك تلك الطبقة بين 2.1 متر و 11 متر بمتوسط 5.81 متر, و تشير هذة الطبقة إلى الرواسب الطينية.
3) الوحدة الجيوكهربية الثالثة: تتميز تلك الطبقة بقيم مقاومة متوسطة نسبيا تتراوح بين 11 أوم.متر و 20 أوم.متر بمتوسط 16.5 أوم. متر, و يتراوح سمك تلك الطبقة بين 8 متر و 19.2 متر بمتوسط 13.89 متر, و تشير هذة الطبقة إلى رواسب من الرمل و الطين و الرمل الطينى المشبعة جزئيا بالمياة المتوسطة الملوحة.
4) الوحدة الجيوكهربية الرابعة: تتميز تلك الطبقة بقيم مقاومة منخفضة نسبيا تتراوح بين 2.2 أوم.متر و 5.5 أوم.متر بمتوسط 3.9 أوم. متر, و يتراوح سمك تلك الطبقة بين 12 متر و 19 متر بمتوسط 15.98 متر, و تشير هذة الطبقة إلى رواسب من الرمل و الرمل الطينى المشبعة بالمياة المتوسطة إلى شديدة الملوحة (تمثل تلك الوحدة طبقة الخزان الجوفى من الحجر الرملى المشبع بالمياة المالحة).
5) الوحدة الجيوكهربية الخامسة: تتميز تلك الطبقة بقيم مقاومة منخفضة جدا نسبيا تتراوح بين 0.95 أوم.متر و 3.2 أوم.متر بمتوسط 1.87 أوم. متر, و تشير هذة الطبقة إلى رواسب من الرمل و الرمل الطينى المشبعة بالمياة شديدة الملوحة (تمثل تلك الوحدة إمتداد طبقة الخزان الجوفى من الحجر الرملى المشبع بالمياة المالحة حيث تزداد قيمة ملوحة المياة مع العمق).