Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред (1100333), страница 11
Текст из файла (страница 11)
2.14). Анализ развития гистограмм во времени показывает, что на них преимущественно наблюдается два основных пика, только в цикле IV вместо двух пиков зафиксирован один.Рис. 2.14 Диаграмма количественно-временного анализа: развитие гистограмм распределения УЭС во времени (по данным циклов I-IV).В данных циклов I-III первый и основной пик соответствует ρ=1500 Ом∙м, а второй, побочный, с меньшей частостью, – ρ=5000 Ом∙м, что отвечает неоднородности геоэлектрическогостроения КНП.
В цикле IV более проводящий пик исчезает, а высокоомный пик незначительносмещается на ρ=4500 Ом∙м и становится основным. Таким образом абсолютный максимум распределения смещается с 1500 Ом∙м на 4500 Ом∙м, что означает как общее, так и локальное повышение УЭС в теле КНП. А изменение формы гистограммы распределения с двумодальной44(двух максимумов) в циклах I-III на одномодальную (одного максимума) в цикле IV свидетельствует о повышении геоэлектрической однородности тела плотины и общем уменьшении количества локальных аномальных областей.Для выделения и оконтуривания аномальных зон, развивающихся во времени, после инверсии были рассчитаны относительные изменения УЭС (Dρ) для всего разреза между разнымициклами измерений.
Изменения сопротивления Dρ (%) были рассчитаны по формуле:2.3где ρi – значения сопротивления в более раннем цикле (I для разрезов на Рис. 2.15); ρj – вболее позднем (II, III и IV для разрезов на Рис. 2.15).На Рис. 2.15 представлены разностные разрезы Dρ для всех циклов относительно опорногоцикла I. Необходимо отметить, что на полученных разрезах изменений УЭС (Рис. 2.15) выделяются те же структурные особенности, что и на исходных разрезах УЭС (Рис. 2.13).Рис. 2.15 Изменения сопротивления Dρ на геоэлектрических разрезах КНП в ходенаполнения водохранилища: между циклами II и I, III и I, IV и I.45Однако подобный расчет разностных разрезов устраняет постоянную составляющую разреза, поэтому происходит полное подавление всех искажений от трехмерных неоднородностей,расположенных как на самом профиле, так и в стороне от него.
Поэтому оставшиеся аномалиина разрезах интерпретировались, как изменения сопротивления геоэлектрического разреза вовремени.Общий средний фон изменений Dρ на разностных разрезах близок к 0%, изменения касаются локальных областей.На разрезах изменений УЭС приповерхностная зона (выше уровня ВБ) характеризуетсямалыми изменениями УЭС – преимущественно в пределах 5% (за исключением областей смотровых шахт). Возникновение приповерхностных изменений, вероятно, является следствием сезонных вариаций сопротивления и появлением локальных приповерхностных неоднородностей.Сопротивления основания (ниже уровня НБ) снизились при наполнении водохранилищаболее чем на 10%, скорее всего, в результате обводнения этих зон в процессе наполнения и врезультате оттаивания мерзлых областей при общем «растеплении» основания.Сопротивления в зоне правобережного примыкания (правее ПК2800) также снизились приподъеме уровня воды более чем на 10%.
При этом между циклами II и III и между циклами III иIV зафиксирован рост этой аномалии вверх: верхняя граница аномалии отвечает подъему уровня ВБ, что свидетельствует о постепенном обводнении отложений правого берега. Понижениесопротивлений в зонах смотровых шахт (ПК1730 и ПК2200) во всех циклах относительно циклаI составляет более 10%, это позволяет предположить, что шахты концентрируют фильтрующуюся в толще низовой грани воду. Данные аномалии совпадают с аномалиями метода ЕП, но непроявляются в параметрах воды, фильтрующейся через переходной слой.Зоны, в которых сопротивление понижается во времени и которые расположены на абсолютных отметках от 138 м (УВ в нижнем бьеф) до 168 м (УВ в верхнем бьефе), являются потенциальными зонами развития фильтрационных процессов, которые могут быть обнаружены спомощью геоэлектрического контроля.
Здесь расположены наиболее интересные аномальныезоны, развивающиеся в ходе наполнения водохранилища.В интервале ПК1600–ПК1700 зафиксирована аномалия, проявившаяся между циклами II иIII (она есть и между циклами I и III, но практически отсутствует между циклами I и II). В цикле IV наблюдается ее незначительный рост. Она располагается выше на отметках 160–190 м.Анализ этой аномалии по комплексу методов позволяет сделать предположение о развитии научастке процессов субвертикальной фильтрации, связанных с таянием погребенного снега ильда внутри КНП.Между циклами I и II проявилась аномалия в интервале ПК1850–ПК1900, то есть научастке изливающейся дренажной скважины. Между циклами II и III отмечается рост этой ано-46малии. Однако в цикле IV она практически пропадает.
Возникновение ее вызвано также процессами таяния.Любопытным аномальным участком, выделенным по комплексу геоэлектрических исследований, является интервал ПК1300–ПК1500, в котором понижения УЭС между циклами поданным ЭТ по всему комплексу методов в рамках мониторинга одновременно отмечаются: минимальная температура фильтрующейся воды t=3,3 °С, минимальное сопротивление фильтрующейся воды 153 Ом∙м и максимальная скорость изменения разности потенциалов ΔUЕП, превышающая 200 мВ за 1 месяц (Технический отчёт о…, 2012; Технический отчёт о…, 2013).Можно предположить, что данный участок характеризуется повышенной интенсивностью процессов «растепления» и оттаивания.
Выявленное на данном участке общее снижение температуры свидетельствует о притоке талой воды: в скважине, выполненной с бермы нижнего бьефана ПК1730, отмечалась температура 0 °С в интервале отметок 174–178 м, а на ПК1180 в инклинометрической скважине переходной зоны была зафиксирована температура 4 °С.Остальные локальные аномальные зоны, проявившиеся на разрезе изменений между циклами IVи I и расположенные непосредственно ниже уровня воды в верхнем бьефе, вызваны боковым влиянием воды в водохранилище на данные измерений с учетом неравномерной влажности КНП.Коррекция влияния продольного рельефа путем ввода коэффициентов в кажущеесясопротивлениеДля понимания постоянного строения геоэлектрического разреза, а не его временных изменений (а также в других случаях, если измерения проводятся однократно или нет возможности построить разностный разрез), необходимо анализировать просто разрезы УЭС вместо разностных разрезов.
Для коррекции искажений в них, таким образом, требуется цифровая фильтрация или какая-либо другая обработка данных перед инверсией или в процессе нее.В предыдущих разделах было отмечено, что в случае с работами на плотине, строениесреды характеризуется наличием большого количества линейных сторонних продольных трехмерных неоднородностей, расположенных на разной глубине и разном расстоянии от профилянаблюдений на ее гребне, которые могут вызывать искажения в данных измерений. Для коррекции результата необходимо добавить шаг, на котором будет производиться минимизацияискажений от таких продольных неоднородностей, если они имеют существенное влияние наданные.Наиболее значимым искажающим фактором (продольной неоднородностью) при измерениях является рельеф откосов плотины.
Он, во-первых, не является частью непосредственноизучаемой среды, в отличие от конструктивных элементов плотины, а во-вторых, наиболее кон-47трастен по УЭС. По этой причине именно рельеф плотины был выбран той отдельной продольной неоднородностью, на которой будет проводиться тестирование предложенного способакоррекции.Оценка влияния продольного рельефа на данные и поиск способов его минимизации, вчастности, являлись важными задачами при обследовании КНП Богучанской ГЭС.Использование математического моделирования для коррекции влияния неоднородностейОдин из самых простых и быстрых способов подавления искажений от конкретных неоднородностей предложен в работе Vickery A., Hobbs B (2002).
Он подразумевает устранение эффектов от приповерхностных неоднородностей с использованием поправочных коэффициентовкажущегося сопротивления для каждого разноса. Расчет поправочных коэффициентов производится на основе результатов расчета прямой задачи. А ее решение быстрее и проще всего можно получить, используя численное математическое моделирование. Преимущества: простота илокальное подавление только конкретной помехи с известными свойствами.
Недостатки: необходимость знать параметры неоднородности-помехи и неполное подавление искажения.Авторы применяют этот способ коррекции поля кажущихся сопротивлений для подавления эффектов от инженерных коммуникаций на профиле, а мое предложение заключается вприменении того же способа для минимизации влияния продольных двумерных неоднородностей, расположенных вдоль профиля наблюдений и в стороне от него.В случае продольной двумерной неоднородности, ее влияние на данные по параллельномуей профилю будет постоянным для каждой точки профиля, то есть не будет зависеть от координаты X (профиль вдоль оси X).
Скорректированное за влияние нецелевой неоднородностипомехи кажущееся сопротивление тогда будет:2.4где ρэ – это полученное после полевых измерений кажущееся сопротивление, а α – поправочный коэффициент, рассчитанный на основе решения прямой задачи; обе величины, очевидно, являются функцией разноса электроразведочной установки AO.Для краткости обозначу нецелевые неоднородности - «помеха», а строение разреза «цель». Тогда:2.52.62.748где ρ(AO)помеха – кажущееся сопротивление, рассчитанное для модели однородного полупространства, включающего нецелевые продольные неоднородности, ρ 1=const – истинное сопротивление грунта в однородной модели полупространства при моделировании.Для определения коэффициентов и коррекции поля кажущегося сопротивления необходимо знать ρ(AO)помеха, именно этот параметр определяется на основе результатов моделирования.
Однако для того, чтобы рассчитать прямую задачу для однородной модели полупространства, включающего только сторонние неоднородности, нужно знать их свойства и геометриюхотя бы оценочно. Поэтому для применения предлагаемого способа подавления помех существуют следующие необходимые условия:- наличие нецелевых неоднородностей разреза (помех) с известной геометрией и свойствами (по крайней мере, относительной контрастностью);- наличие алгоритма расчета трехмерной прямой задачи метода сопротивлений с заданнойсетью наблюдений.Предложенный способ интуитивно понятен, но недостаточно обоснован, и при данномспособе коррекции:2.8Поэтому этот способ не может полностью исключить влияние каких-либо помех, однакопозволяет в значительной степени ослабить влияние искажающих факторов.Постоянный продольный рельеф как частный случай продольной неоднородностиИзвестно, что давно существует численные способы учета рельефа по профилю (поперечного рельефа) при обработке данных традиционной двумерной электротомографии (Loke M.,1996-2009).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
