електророзвідки МПП при пошуках тріщини-карстових вод
Андреєв Н. М.
ТОВ "Радіоекологічна лабораторія МГРТ",
м. Міас Челябінської області
З
дня заснування селища Андріївський (Бредінскій район Челябінської області) при
освоєнні цілинних земель 50 років тому, тут завжди гостро стояла проблема з
питною водою. Спроби вирішити її за ці роки робилися неодноразово.
Навколо селища було пробурено близько 30 пошукових свердловин, неодноразово
проводилися геофізичні роботи з метою пошуку водоносних зон, в основному
традиційним методом вертикального електрозондірованія. Але в достатньому обсязі
питну воду знайти не вдавалося. Причина такого тяжкого положення був слабо
порушене тектонікою монолітний гранітний масив, в межах якого
розташоване селище. В даний час водопостачання селища здійснюється з
свердловини, що не забезпечує його потреби, розташованої за межами цього
масиву, в 4 км на захід. А у випадку нерідких аварій водоводу - вода розвозиться
по домівках у бочках.
В
2002 році тут проводила геофізичні роботи ГУП
"Южуралгеологоразведка". З використанням апаратури
"ЕРА-П" було пройдено 23,6 км профілів ВЕЗ з кроком 100 м.
Інтерпретація результатів ВЕЗ була виконана автором з використанням програми
"Zond-IP" (Вірго-Рудгеофізіка). Як приклад, на рис.1 наведено
фрагмент побудованих вертикальних карт ізоом і геоелектріческого розрізу одного
з цих профілів, що відповідає східній частині гранітного масиву, де його
змінює карбонатно-сланцева товща.
рис.1
Результати інтерпретації ВЕЗ за фрагментом одного з профілів.
До
жаль, вибір точок закладення свердловин проводився без участі геофізиків і,
швидше за все, без належного обліку отриманих геофізичних даних. У результаті
було пробурено 7 практично безводних свердловин. Повторився невдалий досвід ВАТ
"Агропромпроект", коли за результатами їх геофізичних вишукувань
(ВЕЗ) тут було пробурено 2 свердловини з низьким дебітом. Тоді було зроблено
гідрогеологічне висновок, що пошуки підземних вод в заявленому обсязі
(400 м3/сут) в безпосередній близькості від п.Андреевскій, слід вважати безперспективними,
через слабку водообільності що складають його територію порід. Тим не менше,
залишалася ще надія, що основна причина невдач криється у відомих
недоліки обраного геофізичного методу для умов далеко не
горизонтально-шаруватого геологічного розрізу. Профільні вимірювання за кроком
100 м не дозволяють тут з достатньою достовірністю вказати точки для буріння
гідрогеологічних свердловин. І одна з причин - потужність тріщинних зон буває
часто набагато менше кроку вимірювань.
Передбачений
проектом комплекс наземної геофізики крім ВЕЗ включав сейсморозвідку МПВ.
Сталося так, що до часу проведення цих робіт, у підприємства не виявилося
в наявності сейсморозвідувальних апаратури. Тому вирішено було спрямувати кошти,
запроектовані для сейсморозвідки, на проведення електророзвідки МПП. Як
показує досвід останніх років, при пошуках тріщинних і карстових вод даний
метод дозволяє отримати непогані результати, особливо при застосуванні
сучасних приладів, таких як використовувався нами апаратурних комплекс
"Цикл-5" (рис.2), створений ТОВ НТФ "ЕЛЬТА" (м. Новосибірськ)
на базі відомих апаратурних і методичних розробок СНІІГГіМС в області
МПП.
Рис.2
Комплекс "Цикл-5" в полі.
МПП
має ряд технологічних переваг перед ВЕЗ. Джерела і приймачі
електромагнітного поля не вимагають пристрою заземлень, що дозволяє
проводити дослідження в будь-який час року і по скельному грунту. На відміну від
розтягуваних на сотні метрів живильних ліній ВЕЗ, тут розкладається
генераторна петля порівняно невеликих розмірів. З урахуванням того, що
практичний інтерес представляють водоносні зони тільки метрів до 100, для
вирішення гідрогеологічних задач достатня генераторна петля всього лише 50 х
50 м, виходячи з глибинних методу:
H
= (2 - 3) L, м., де: L - довжина сторони генераторної петлі, м.
Недоліком
методу є дуже сильні перешкоди від ліній електропередач і різних
кабелів. Масивні металеві конструкції або трубопроводи також вносять
спотворення в зареєстрований процес. Але при проведенні геофізичних робіт за
межами населених пунктів, не складно уникнути впливу цих заважають
факторів. Наприклад, перешкоди зміщуються в область шумів при видаленні вже на
100-150 м від ЛЕП на 220 вольт.
В
травні 2004 року, як геофізика ТОВ "Південно-Уральський геологічний
центр ", в околицях п. Андріївський автором була виконана
електророзвідки МПП, причому роботи виконувалися в режимі "вільного
пошуку ", тобто положення профілів визначалося безпосередньо в польових
умовах. Було встановлено лише одне обмеження - поставлене завдання
необхідно було вирішити, укластися в 128 точок вимірювань плюс 15% деталізації.
Беручи до уваги побажання адміністрації, зосередити район пошуку як
якомога ближче до селища, короткими профілями були обстежені всі найближчі,
привабливі за геоморфологічними ознаками яри та ложки. Двома
паралельними профілями в 1,5 кілометрах на схід від селища зроблена була
спроба виявити зони тріщинуватості на контактах гранітного масиву і
карбонатно-сланцевої товщі. Розбиття пікетажа через 50 м проводилася
безпосередньо перед проведенням вимірювань. Визначення координат точок
здійснювалося тут же за допомогою навігаційного приладу GPS-72.
В
"Цикл-5", як і в інших сучасних системах, результати вимірювань
автоматично вводяться в персональний комп'ютер (ноутбук). При обробці
первинних матеріалів, у програмі "Проба" з експериментальних кривих
вирізаються відрізки, відповідні реєструється процесу становлення
електромагнітного поля і обчислюються трансформантів Rotau, Ro (h), Stau. Потім, у
програмі "Підбір" для точок вимірювань підбираються такі
геоелектріческіе моделі середовища, теоретичні криві яких найкращим чином
відповідали б вирізаним відрізкам експериментальних кривих. А в програмі
"Профіль" за отриманими даними будуються різні розрізи.
Рис.3
Геоелектріческій розріз інтервалу профілю за даними МПП.
В
Як приклад, який демонструє можливості МПП з виявлення
тріщини-карстових водонасичених зон, наведено інтервал профілю з однією з
найбільш яскравих аномалій. Цей інтервал відповідає переходу низькоомний (~ 150
Омм) товщі сланців (ліворуч) до високоомним (більше 1000 Омм) відкладів
вапняків (праворуч). На рис. 3 наведено геоелектріческій розріз цього
інтервалу. Відрізки експериментальних кривих у точках, за якими програмою був
побудований даний розріз, наведені на рис.4 і 5. Це одні й ті ж криві, але в
різних уявленнях - у вертикальному та в горизонтальному. В останньому випадку
можна більш рельєфно побачити аномальне пониження опору в районі пікету
550 м, де і була закладена свердловина з дуже гарним дебітом. А водовмещающімі,
як показало буріння, виявилися тріщини і карстові пустоти в вапняках
заповнені глиною.
рис.
4. Криві Rotau від часу.
рис.
5. Криві часу від Rotau.
Переглядаючи
наведені вище подання кривих Rotau за профілями, можна розчленувати
масиви різних типів порід в плані, виділити їх контакти і перспективні
ділянки для проведення деталізації з метою локалізації аномальних зон. З огляду на
велику тривалість процесу в аномальних точках, інтерпретація за такими
кривим виходить більш точною, а розрізи достовірною. Точність виділення
аномальних зон у плані по точках основної мережі не менше 50 м, а при проведенні
деталізації можна забезпечити точність до 10 м, що має дуже важливо при
пошуках тріщини-карстових вод і завдяки цьому вдається досягти дуже
хороших результатів.
В
результаті проведення електророзвідки МПП, в районі с Андріївський було
винесено кілька точок для буріння свердловин на воду. У першій же свердловині
дебіт води виявився 5 л/с, а в другій 7 л/с. У сумі це становить більше 1000
м3/сут, що значно перевищило заявлений обсяг (400 м3/сут), необхідний
для водопостачання селища.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту
http://davyde.by.ru/
