Báo cáo một vài kết quả mới thử nghiệm áp dụng tổ hợp các phương pháp thăm dò điện để phát hiện di tích cổ

Tạp chí Khoa học đhqghn, KHTN & CN, T.xxIII, Số 1, 2007 Một vài kết thử nghiệm áp dụng Tổ hợp phơng pháp thăm dò điện để phát di tích cổ Vũ Đức Minh Trờng Đại học Khoa học Tự nhiên, ĐHQGHN Đặt vấn đề Việc nghiên cứu áp dụng tổ hợp phơng pháp Thăm dò điện điều tra, khảo sát, tìm kiếm địa chất đợc nhiều ngời quan tâm chúng thực góp phần nâng cao tính xác, độ tin cậy kết thu đợc Thực tế nay, phơng pháp Ra đa xuyên đất Thăm dò điện hệ đa cực đợc áp dụng nớc ta, nhiên thông thờng tiến hành riêng lẻ phơng pháp tùy theo đối tợng cần nghiên cứu Từ trớc đến nay, nớc ta phát nhiều công trình di tích cổ nh di vật cổ bị chôn vùi lòng đất Tất phát việc tiến hành đào bới thủ công mà Chính vậy, việc bảo quản công trình di tích cổ sau phát đào bới khó khăn, tốn mà hiệu thấp Vấn đề đặt làm để phát công trình di tích cổ mà đào bới nh nay? Trong báo này, muốn giới thiệu số kết ban đầu việc áp dụng tổ hợp phơng pháp Ra đa xuyên đất Thăm dò điện hệ đa cực để nghiên cứu phát hiện, tìm kiếm công trình di tích cổ bị chôn vùi lòng đất Đây đối tợng mà từ trớc đến nớc ta nhà khoa học Địa Vật lý cha cha đợc quan tâm nghiên cứu Đặc điểm vùng nghiên cứu, phơng pháp tiến hành thực địa Với mục đích thử nghiệm áp dụng tổ hợp phơng pháp Ra đa xuyên đất Thăm dò điện hệ đa cực để nghiên cứu phát hiện, tìm kiếm công trình di tích cổ bị chôn vùi lòng đất, chọn Di tích Hậu Lâu thuộc thành cổ Hà Nội để tiến hành đo đạc phơng pháp nêu Sở dĩ chọn địa điểm khu vực đợc ngời ta tiến hành đào bới tìm kiếm phát thấy kiến trúc di vật cổ bị chôn vùi lòng đất, hình ảnh sau đào bới đợc biểu diễn hình Sau khai thác đợc số di vật cổ (có trng bầy khu Di tích để phục vụ khách tham quan), ngời ta lại cho lấp toàn khu vực để bảo quản công trình di tích cổ (xem hình 2) Trên khu vực khảo sát, tiến hành hai phơng pháp là: + Phơng pháp Thăm dò điện hệ đa cực (IR) [1] thiết bị SUPERSTING R1 hãng Advanced Geosciences (Mỹ) Vũ Đức Minh + Phơng pháp Ra đa xuyên đất (GPR) [2, 3] thiết bị SIR 10B hãng Geophysical Survey System (Mỹ) theo sơ đồ bố trí tuyến đo thực địa đợc mô tả hình Hình Công trình di tích cổ Hậu Lâu sau đào bới Hình Công trình di tích cổ Hậu Lâu sau đào bới đ đợc lấp lại (mặt đo đạc) Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 Một vài kết thử nghiệm Hình Sơ đồ tuyến đo thực địa khu vực nghiên cứu Kết áp dụng Trên khu vực nghiên cứu, tiến hành đo 14 tuyến: 11 tuyến (từ A1 đến A9, B1, B2) phơng pháp GPR với loại angten khác nhau; tuyến (từ D1 đến D3) phơng pháp IR Để đối chiếu kết hai phơng pháp khẳng định xác vị trí dị thờng nghiên cứu, bố trí: tuyến A2 trùng với D1; tuyến A6 trùng với D2; tuyến A9 trùng với B1; tuyến D3 tuyến chéo (xem hình 3) Với tuyến, tiến hành đo đạc, thu thập, xử lý số liệu minh giải, biểu diễn kết Liên kết kết thu đợc so sánh với tài liệu có khu vực có công trình di tích cổ Các dị thờng thu đợc từ kết phân tích đợc thống kê Bảng Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 Vũ Đức Minh Tuyến A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 Vị trí dị thờng (m) Độ sâu đáy (m) 10.2 - 11.2 Tuyến Vị trí dị thờng (m) Độ sâu đáy (m) 0.8 - 1.6 0.8 1.5 1.8 12.6 - 13.6 0.8 - 13.5 14 1.4 2.8 23.8 - 25.5 1.4 - 16.6 18 1.4 28.6 - 29.4 0.8 - 21.4 22.8 0.2 2.8 11 - 12 1.2 - 2.4 27.6 28.4 1.8 15.5 - 17.5* 1.2 - 2.8 0.8 1.3 0.5 1.3 20 - 22* 1.2 - 2.8 6.3 11.5# 1.2 1.4 12.5 13.4 1.4 2.8 A8 A9 23.2 - 25 2.2 - 3.6 27 - 28 1.2 - 2.8 17.1 17.5 0.8 1.8 10.2 - 12.2 1.4 - 2.4 0.9 1.3 1.6 15 - 17* 1.2 - 6.7 7.2 0.5 1.2 19.8 - 21.8* 1.2 - 7.8 8.5 0.5 1.2 27.5 - 29 1.2 - 2.6 8.7 10.3 1.8 3.2 10.2 - 12.2 1.4 - 2.4 6.5 12.5# 1.2 1.4 15 - 17 1.2 - 2.8 13.6 14.6 0.8 2.4 19.8 - 21.8 1.2 - 17.4 17.8 0.6 1.4 27.2 - 28.6 1.2 - 2.5 11# 1.2 1.4 - 5.6 - 2.2 5.3 5.7 1.6 2.2 10.2 - 11.2 1.5 - 2.6 11.9 12.6 1.4 2.6 15 - 17 1.2 - 2.8 14 14.7 0.6 1.6 19.8 - 21.8 1.2 - 2.8 16.1 16.5 0.8 1.4 27.2 - 28.2 - 2.2 15.7 17.9 1.6 4.6 - 5.8 - 2.2 10.2 - 12.2 1.5 - 2.6 11 - 12.8 0.5 - 1.9 15 - 17* 1.2 - 2.8 15.7 - 17 0.5 - 19.8 - 21.8* 1.2 - 2.8 20 - 22 0.8 - 2.2 27.8 - 28.2 1.2 - 2.2 10 - 13.7 0.7 - 2.5 4.6 - 5.8 - 2.2 17.3 - 19.3 0.5 - 2.0 10.2 - 12.2 1.5 - 2.6 10 - 12.5 0.5 - 2.0 15 - 17* 1.2 - 2.8 15 - 17 0.6 - 2.0 19.8 - 21.8* 1.2 - 2.8 20.5 - 22.5 0.5 - 2.5 27.8 - 28.2 1.2 - 2.2 25.5 - 27.5 0.7 - B1 B2 D1 D2 D3 Bảng Kết vị trí, kích thớc dị thờng tuyến đo Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 Một vài kết thử nghiệm Tuy nhiên, khuôn khổ báo giới thiệu tuyến có kết phơng pháp GPR phơng pháp IR; tuyến chéo (trong số kết có) để minh họa Các kết đợc biểu diễn từ hình đến hình 11 (a) (b) (c) Hình So sánh kết tuyến GPR A2 (a) mặt cắt tuyến IR D1 (Dipole-Dipole (b); Schlumberger (c)) (Vị trí hình học hai tuyến GPR A2 IR D1 trùng nhau) Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 Vũ Đức Minh Hình So sánh kết mặt cắt tuyến IR D1 (Dipole-Dipole) kết dị thờng tuyến GPR A2 biểu diễn sơ đồ tuyến đo (Vị trí hình học hai tuyến GPR A2 IR D1 trùng nhau) (a) (b) Hình So sánh kết tuyến GPR A6 (a) mặt cắt tuyến IR D2 (Dipole-Dipole (b)) (Vị trí hình học hai tuyến GPR A6 IR D2 trùng nhau) Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 Một vài kết thử nghiệm Hình So sánh kết mặt cắt tuyến IR D2 (Dipole-Dipole) kết dị thờng tuyến GPR A6 biểu diễn sơ đồ tuyến đo (Vị trí hình học hai tuyến GPR A6 IR D2 trùng nhau) Hình Kết mặt cắt tuyến IR D3 (Dipole-Dipole) Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 Vũ Đức Minh Hình Kết mặt cắt tuyến IR D3 (Schlumberger) Hình 10 So sánh kết mặt cắt tuyến IR D3 kết dị thờng tuyến khác biểu diễn sơ đồ tuyến đo Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 Một vài kết thử nghiệm Trên tuyến GPR A9 tiến hành đo angten 80MHz, đồng thời trùng với tuyến tuyến GPR B1 tiến hành đo angten 200MHz Kết so sánh tuyến đợc biểu diễn hình 11 (a) (b) Hình 11 So sánh kết tuyến GPR A9 (angten 80MHz) (a) GPR B1 (angten 200MHz) (b) (Vị trí hình học hai tuyến GPR A9 GPR B1 trùng nhau) Bàn luận kết - Kết tuyến GPR A2 trùng với tuyến IR D1 (hình hình 5): dị thờng vị trí 11m, 16.5m, 20.5m tuyến phuơng pháp GPR phuơng pháp IR (cả mặt cắt Dipole-Dipole nh Schlumberger) trùng hợp Ngoài tuyến GPR A2 phát thêm số dị thờng vị trí 24m 27.5m tuyến mà tuyến IR D1 tuyến D1 cha đủ dài nên cha xác định đợc dị thờng cuối tuyến Để xác định dị thờng cần mở rộng độ dài tuyến đo D1 phơng pháp IR phía cuối tuyến - Kết tuyến GPR A6 trùng với tuyến IR D2 (hình hình 7): dị thờng vị trí 11.5m, 16m, 21m tuyến phuơng pháp GPR IR trùng hợp Dị thờng vị trí 26m tuyến IR lệch so với dị thờng vị trí 28m tuyến GPR Ngoài tuyến GPR A6 phát thêm dị thờng vị trí 5m mà tuyến IR D2 Để xác định dị thờng cần mở rộng độ dài tuyến đo D2 phơng pháp IR phía đầu tuyến Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 10 Vũ Đức Minh - Kết mặt cắt tuyến IR D3 đo hệ cực Dipole-Dipole đợc biểu diễn hình 8; Kết mặt cắt tuyến IR D3 đo hệ cực Schlumberger đợc biểu diễn hình So sánh kết mặt cắt tuyến IR D3 (cả mặt cắt Dipole-Dipole nh Schlumberger) kết dị thờng tuyến khác thu đợc phơng pháp GPR đợc biểu diễn sơ đồ tuyến đo (hình 8, hình 10) hoàn toàn trùng - Trên tuyến GPR A9 (đo angten 80MHz) trùng với tuyến GPR B1 (đo angten 200MHz), hai số liệu xác định đợc ranh giới phản xạ mạnh độ sâu 1,2m từ vị trí 6m tới mét 11.5m, dị thờng vị trí 1m, 13.5m 17.5m Có thể thấy rõ mặt cắt GPR đo angten 200MHz phát đợc dị thờng nằm nông rõ ràng mặt cắt GPR đo angten 80MHz - Các kết thu đợc hoàn toàn khách quan từ tiến hành đo đạc có kết phân tích không đợc cung cấp tài liệu khai quật khảo cổ có trớc Sau có kết phân tích, đề nghị quan nghiên cứu quản lý Di tích cung cấp cho tài liệu kết khai quật trớc để đối chiếu, đánh giá sai số khả áp dụng hai phơng pháp thử nghiệm Rất tiếc tài liệu nêu ảnh (ví dụ nh hình 1), báo cáo mô tả khu vực vị trí nh di vật cổ thu đợc tiến hành khai quật nhà khảo cổ không định vị toạ độ cách thật xác nên đánh giá sai số đợc Tuy nhiên, sau nhà khảo cổ xem xét kết cho ý kiến chúng hoàn toàn phù hợp với kết có khu vực nghiên cứu khai quật, việc áp dụng hai phơng pháp nêu công tác khảo cổ có tính khả thi Một vài nhận xét - Việc nghiên cứu áp dụng phơng pháp Địa Vật lý, trớc hết tổ hợp hai phơng pháp Ra đa xuyên đất Thăm dò điện hệ đa cực, để phát công trình di tích cổ bị chôn vùi lòng đất mà đào bới nh công tác khảo cổ từ trớc đến làm hớng hoàn toàn cần thiết, đắn, khả thi, có hiệu mang ý nghĩa kinh tế, xã hội cao - Các kết thu đợc từ phơng pháp Ra đa xuyên đất Thăm dò điện hệ đa cực phù hợp với nhau, đồng thời để kiểm tra, hỗ trợ bổ sung cho nhằm nâng cao độ tin cậy kết phân tích Các kết phù hợp với kết có khu vực nghiên cứu sau đào bới Tuy nhiên để có kết xác đối chiếu khai quật cần phải tiến hành định vị toạ độ cho khu vực cho dị vật cổ - Đối với phơng pháp Ra đa xuyên đất, nh hình 11, cho thấy tuỳ theo đối tợng nghiên cứu mà ta sử dụng angten loại cho phù hợp, tránh lãng phí công sức, tiền mà cho hiệu cao Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 Một vài kết thử nghiệm 11 - Để khẳng định thêm khả áp dụng tổ hợp hai phơng pháp Ra đa xuyên đất Thăm dò điện hệ đa cực nhằm phát hiện, tìm kiếm công trình di tích cổ, tiếp tục thử nghiệm khu vực có đặc điểm khác nhau; đồng thời để nâng cao hiệu phơng pháp, tiếp tục nghiên cứu theo hớng kết hợp phơng pháp Thăm dò điện cải tiến đề xuất Hy vọng đợc giới thiệu kết nghiên cứu số báo Lời cảm ơn: Tác giả trân trọng cảm ơn KTS Lê Thành Vinh, Viện trởng Viện Bảo tồn di tích, Bộ Văn hoá Thông tin cán Viện CN Phạm Hoài Nam, ThS Tạ Quốc Khánh tạo điều kiện cho đợc tiếp cận nghiên cứu lĩnh vực áp dụng phơng pháp Địa Vật lý công tác khảo cổ; Tác giả tỏ lòng cảm ơn lãnh đạo cán Trung tâm Nghiên cứu phòng trừ Mối, Viện Khoa học Thủy lợi ủng hộ giúp đỡ nhiệt tình cho trình đo đạc thực địa Tài liệu tham khảo Cogon J H., A comparision of electrode arrays, Geophysics, 38(1973), pp 737-761 Conyers, Lawrence B., Dean Goodman, Ground Penetrating Radar: An Introduction for Archaeologists, Altamira Press, Walnut Creek, California, U.S.A 1997 Stewart N., Griffiths H., Ground Penetrating Radar - 2nd Edition, MPG Books Limitted, Bodmin, Cornwall, UK 2004 VNU JOURNAL OF SCIENCE, Nat., Sci., & Tech., T.xXIII, n01, 2007 Some new experiment results applying combination of the electrical sounding methods in order to discover old vestiges Vu Duc Minh College of Science, VNU From the past till now, in our country, the discovery of many old vestiges buried in the heart of land mostly have been digged by hands It has made the searching and preserving the work of old vestiges become difficult, expensive and low effective In the article, with purpose to overcome these disadvantages, we would like to introduce some new experiment results applying combination of the Ground Penetrating Radar and Multi-electrode Sounding Methods in order to discover works of old vestiges Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 12 Vũ Đức Minh Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII, Số 1, 2007 [...].. .Một vài kết quả mới thử nghiệm 11 - Để khẳng định thêm khả năng áp dụng của tổ hợp hai phơng pháp Ra đa xuyên đất và Thăm dò điện hệ đa cực nhằm phát hiện, tìm kiếm các công trình di tích cổ, chúng tôi sẽ tiếp tục thử nghiệm trên các khu vực có đặc điểm khác nhau; đồng thời để nâng cao hiệu quả của phơng pháp, chúng tôi đang tiếp tục nghiên cứu theo hớng kết hợp cả các phơng pháp Thăm dò điện. .. vọng sẽ đợc giới thiệu các kết quả nghiên cứu đó trong các số báo tiếp theo Lời cảm ơn: Tác giả trân trọng cảm ơn KTS Lê Thành Vinh, Viện trởng Viện Bảo tồn di tích, Bộ Văn hoá Thông tin và các cán bộ của Viện là CN Phạm Hoài Nam, ThS Tạ Quốc Khánh đã tạo điều kiện cho chúng tôi đợc tiếp cận nghiên cứu một lĩnh vực mới đó là áp dụng các phơng pháp Địa Vật lý trong công tác khảo cổ; Tác giả cũng tỏ lòng... 2nd Edition, MPG Books Limitted, Bodmin, Cornwall, UK 2004 VNU JOURNAL OF SCIENCE, Nat., Sci., & Tech., T.xXIII, n01, 2007 Some new experiment results applying combination of the electrical sounding methods in order to discover old vestiges Vu Duc Minh College of Science, VNU From the past till now, in our country, the discovery of many old vestiges buried in the heart of land mostly have been digged... It has made the searching and preserving the work of old vestiges become difficult, expensive and low effective In the article, with purpose to overcome these disadvantages, we would like to introduce some new experiment results applying combination of the Ground Penetrating Radar and Multi-electrode Sounding Methods in order to discover works of old vestiges Tạp chí Khoa học ĐHQGHN, KHTN & CN, T.XXIII,... Hoài Nam, ThS Tạ Quốc Khánh đã tạo điều kiện cho chúng tôi đợc tiếp cận nghiên cứu một lĩnh vực mới đó là áp dụng các phơng pháp Địa Vật lý trong công tác khảo cổ; Tác giả cũng tỏ lòng cảm ơn lãnh đạo và các cán bộ Trung tâm Nghiên cứu phòng trừ Mối, Viện Khoa học Thủy lợi đã ủng hộ và giúp đỡ nhiệt tình cho chúng tôi trong quá trình đo đạc ngoài thực địa Tài liệu tham khảo 1 Cogon J H., A comparision ... phù hợp với kết có khu vực nghiên cứu khai quật, việc áp dụng hai phơng pháp nêu công tác khảo cổ có tính khả thi Một vài nhận xét - Việc nghiên cứu áp dụng phơng pháp Địa Vật lý, trớc hết tổ hợp. .. - Các kết thu đợc từ phơng pháp Ra đa xuyên đất Thăm dò điện hệ đa cực phù hợp với nhau, đồng thời để kiểm tra, hỗ trợ bổ sung cho nhằm nâng cao độ tin cậy kết phân tích Các kết phù hợp với kết. .. khả áp dụng tổ hợp hai phơng pháp Ra đa xuyên đất Thăm dò điện hệ đa cực nhằm phát hiện, tìm kiếm công trình di tích cổ, tiếp tục thử nghiệm khu vực có đặc điểm khác nhau; đồng thời để nâng cao