Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред (1100333), страница 21
Текст из файла (страница 21)
В областисопротивлений выше 25 Ом·м гистограммы отличаются между собой. На Планшете 1 присутствует один ярко выраженный пик на 30-100 Ом·м с максимальным пиковым значением 7%. НаПланшете 2 он несколько шире по сопротивлениям (от 30 до 200 Ом·м), менее представителен(максимально до 5%) и имеет двугорбую форму. Эта область сопротивлений на гистограммах111отвечает суглинистым отложениям культурного слоя и почвенного покрова.
При этом, повидимому, на южном планшете 2 их можно разделить по сопротивлениям (два «горба» на гистограмме), в отличие от северного планшета 1.25Частости, %20кажущееся сопротивление15сопротивлениепо результатам инверсии10400320250200160130100796350403225201613107.96.3545 Омм25Частости, %2015кажущееся сопротивление10сопротивлениепо результатам инверсии400320250200160130100796350403225201613107.96.3545 ОммРис. 4.27 Гистограммы распределения сопротивлений. Шекшово.Для каждого планшета в результате 3D-инверсии была получена геоэлектрическая модель(Рис.
4.28, Рис. 4.30). На основе геоэлектрических моделей были построены геологические всоответствии с представлениями о строении разреза в районе работ и данными статистическогоанализа. Ниже представлен пример построения геологической модели для Планшета 1 (Рис.4.27).Геофизические результаты были практически во всем объеме подтверждены результатамипоследующих археологических раскопок. В качестве примера результатов сопоставления данных геофизики и археологии приведена карта сопротивлений на глубине 45 см от дневной по-112верхности с наложенным поверх нее планом зачистки по материку, на котором отражены зафиксированные раскопками одиночные захоронения.
Все наиболее интересные выделенные порезультатам геофизических методов аномалии нашли соответствие в археологических комплексах: на Планшете 1 основная неоднородность в виде круга приурочена к положению древнегокургана и засыпанных рвов, располагавшихся вокруг него. На Планшете 2 обнаружился рядодиночных захоронений . Это указывает на высокую достоверность результатов, полученныхпо описываемой методике, при решении археологических задач по обнаружению и описаниюструктуры остатков курганных и одиночных древнерусских захоронений XI века при малоймощности культурного слоя (менее 1 м, около 0.5 м в среднем).Рис.
4.28 Геоэлектрическая трехмерная модель. Шекшово, Планшет 1.Рис. 4.29 Схематичная геологическая модель по результатам псевдо-3D-съемки. Шекшово, Планшет 1.113Рис. 4.30 Геоэлектрическая трехмерная модель. Шекшово, Планшет 2.NРис. 4.31 Карта сопротивлений на глубине 45 см с наложенным поверх нее планом зачистки по материку (одиночные захоронения показаны сплошными контурами). Шекшово,Центральная часть Планшета 2.1146. Выводы по ГлавеМоделирование измерений по методике псевдо-3D-электротомографии по одной и двумсистемам параллельных профилей на модели «Стены-Рвы» (а также «Стена-Ров») позволилоопределить чувствительность методики к линейным аномальным объектам различной ориентации и контрастности и сформулировать рекомендации по оптимальному построению сети измерений. По результатам моделирования было проведено сравнение возможностей методикипсевдо-3D (частью которой является 3D-инверсия) и площадной 2D-электротомографии (с 2Dинверсией).Для моделей любой контрастности 3D-инверсия, в целом, показывает лучшие результатыпреимущественно благодаря двум основным факторам: 1) учету трехмерного строения средыпри 3D-инверсии в отличие от 2D и 2) возможности 3D-инверсии работать с бόльшим контрастом сопротивлений, чем 2D.
Поэтому все модели по 3D-инверсии получаются болееконтраcтными, чем по 2D.Выбранная псевдо-3D-методика с 3D-инверсией обладает высокой горизонтальной разрешающей способностью и отлично справляется с плановым картированием аномального объекта. При той же системе наблюдений и методике после 2D-инверсии заданная при моделировании модель проявляется хуже, вплоть до полной невозможности восстановить форму и сопротивление объекта, поскольку возникают искажения, связанные с контрастом и глубиной нижней кромки.При анализе результатов моделирования можно зафиксировать эффект поляризации линейных объектов, влияющий на данные даже при большом количестве положений питающихэлектродов на каждом профиле.
Отмечена его важная особенность: при одной ориентации профилей по результатам 2D-инверсии лучше проявляется линейный объект любого контраста (ивысокомный, и проводящий), перпендикулярный направлению профилей, по результатам 3Dинверсии для высокоомного линейного объекта закономерность та же, а для проводящего объекта закономерность обратная – лучше проявляется проводящий линейный объект, параллельный профилям.На геоэлектрических моделях присутствуют сопряженные аномалии и искажения в областях модели, где отсутствует возмущающий аномальный объект (непосредственно вблизи границ объекта и по краям модели).
Их амплитуда больше на геоэлектрических моделях по результатам 3D-инверсии, вероятно, поскольку 3D-инверсия способна давать более высокую контрастность.По статистическим параметрами 2D-инверсия показала лучшие результаты, чем 3D: модели более гладкие, менее контрастные, меньше искажений. Однако статистически при всех вы-115бранных методиках и способах обработки – и 2D-инверсии, и 3D-инверсии – для модели «Стены-Рвы» невозможно восстановление реального сопротивления аномального включения.Получен большой опыт успешного применения псевдо-3D-электротомографии на различных объектах при решении разнонаправленных задач геоэлектрического картирования.В полевых экспериментах выявлена зависимость результирующей трехмерной модели оториентации системы профилей для разных моделей среды.
Но характер зависимости к настоящему моменту мало изучен, и не определен априорный критерий выбора оптимальной ориентации. Поэтому при проведении работ, в которых требуется высокая детальность, целесообразнеепроводить съемку в двух ориентациях, поскольку она дает более надежный результат по сравнению с одной произвольной ориентацией.На примере участка на Александровском плато показано, что геоэлектрические модели,полученные в результате трехмерной и двумерной обработки измерений на одном и том жепланшете могут иметь принципиальные с точки зрения геологической интерпретации отличия.На примере данных по участку на пойме р. Воря показано, что при одинаковом количестве профилей съемка в двух ориентациях и с большим шагом между профилями дает лучшийрезультат, чем съемка в одной ориентации.Результаты псевдо-3D-съемки на двух участках в с.
Шекшово выявили структурные неоднородности культурного слоя. На Планшете 1 основная неоднородность приурочена к положению древнего кургана. На Планшете 2 обнаружился ряд одиночных захоронений. Эти результаты были полностью подтверждены результатами последующих археологических раскопок. Этоуказывает на высокую достоверность результатов, полученных по описываемой методике, прирешении археологических задач по обнаружению и описанию структуры остатков курганных иодиночных древнерусских захоронений XI века при малой мощности культурного слоя.Также для псевдо-3D-съемки был выработан общий граф методики сбора и обработкиданных, включающий следующие этапы:1.Разбивка квадратного планшета на систему параллельных профилей или две перпендикулярные системы параллельных профилей.2.Съемка на каждом профиле по методике традиционной 2D-электротомографии: а) водной ориентации шаг между профилями не превышает 2 шага по профилю, б) вдвух ориентациях шаг между профилями в каждой системе может варьироваться от1 до 8 шагов по профилю.3.Съемка рельефа по каждому профилю.4.Первичная обработка (подготовка к трехмерной инверсии): отбраковка данных, вводтопографии по каждому профилю, объединение данных в систему.5.3D-инверсия.1166.Определение распределения сопротивлений и построение гистограмм, выделениегеоэлектрических комплексов.7.Построение трехмерной геоэлектрической модели.
Построение срезов на требуемыхглубинах, построение разрезов по требуемым линиям для интерпретации.8.Построение геолого-геофизической модели (гидрогеологической, археологической,инженерной, литологической и.т.д.).117ЗаключениеОсновные результаты работы можно свести к следующим положениям:1.Выявлены и описаны искажения геоэлектрического разреза, возникающие приизучении сред с трехмерными неоднородностями с помощью двумерной электротомографии попрофилю.
Это позволит заранее учитывать возможные искажения при двумерных исследованиях и вырабатывать способы их подавления. Показана высокая эффективность системы мониторинга плотины как трехмерной среды на основе двумерной электротомографии. Выявлены новые типы эффектов, возникающих в теле плотины при наполнении водохранилища в зоне пониженных среднегодовых температур, это позволит учитывать их возможные проявления надругих гидротехнических объектах в аналогичных условиях.2.На основе теоретических расчетов, результатов моделирования и полевых иссле-дований показано, что при использовании 2-х перпендикулярных питающих линии в методе СГформа и амплитуда аномалий инвариантов кажущегося сопротивления от линейных высокоомных объектов не зависит от их ориентации.3.Разработана методика псевдо-3D-электротомографии, включающая построениесети наблюдений, граф обработки и визуализации результатов.
Выработаны основные рекомендации по выбору ее параметров и описан ряд возможных ограничений. На основе результатовчисленного моделирования и данных полевых экспериментов показаны преимущества и недостатки использования 2-х перпендикулярных азимутов профилей при изучении сложно построенных трехмерных сред различной контрастности. Это позволит повысить точность измеренийи расширить круг задач, решаемых с помощью площадных геоэлектрических наблюдений.Результаты работы способствуют развитию методов малоглубинной электроразведки дляисследования сложно построенных, трехмерно неоднородных сред, повышению точности исследований и расширению круга решаемых задач.Для дальнейшего развития необходимо: создание и внедрение в производство высокоточной аппаратуры для геоэлектрического мониторинга; разработка специализированных многоканальных многоэлектродных электроразведочных комплексов для площадных исследованийдля возможности перехода к полноценным 3D-наблюдениям; создание универсальных программ численного 3D-моделирования и программ обработки, способных работать с профильными и площадными данными 2D-, 3D- и псевдо-3D-методик.118Список литературы1.Бат М.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
