Применение малоглубинной электроразведки для изучения трехмерно неоднородных сред (1100333), страница 4
Текст из файла (страница 4)
etal, 1999; Бобачев А.А. и др., 1995; Бобачев А.А. и др., 1996), которые могут справляться с подобными искажениями. В частности, для подавления искажений в данных метода сопротивлений наиболее простым и быстрым оказался способ корректировки кажущегося сопротивленияна основе решения прямой задачи (Vickery A., Hobbs B., 2002), использованный авторами дляминимизации эффектов от инженерных коммуникаций. Основное достоинство метода: в процесс подавления включена информация о происхождении искажения и не происходит подавления полезной информации. Именно на него обращено особое внимание в диссертации.Кроме того, подавление таких искажений возможно косвенным образом при режимныхнаблюдениях (под режимными наблюдениями здесь понимаются многократные периодическиеизмерения по единой сети наблюдений на одном и том же объекте).
В последние годы в рамкахрежимных наблюдений геоэлектрические методы начали более активно, чем раньше, применяться в исследованиях, в особенности, на линейных грунтовых плотинах (Dahlin T. et al, 2009;Sjödahl P., 2006; Sjödahl P. et al, 2008; Козлов О.В, Павлова А.М., 2013;Boleve A. et l, 2009;Большаков Д.К. и др., 2012; In-Ky Cho et al, 2013). Большинство плотин с точки зрения геофизики имеет трехмерное строение среды, поскольку плотина обычно обладает а) продольным рельефом и б) неоднородностью внутреннего продольного строения.
И часто при этом проведение исследований возможно только на ее гребне. В этом случае плотины – это объект, при исследовании которого в данных по 2D-профилю электротомографии возникают искажения. Ихподавление происходит при расчете разностных моделей между разными циклами наблюдений,поскольку все постоянные искажения (искажения от постоянно присутствующих на профилеили рядом с ним объектов) в этом случае вычитаются друг из друга. Очевидно, что подавлениеискажений становится возможным только при условии, что искажение постоянно во времени, азадачей исследования является изучение какого-либо временного процесса, проявляющегося визменении геоэлектрических свойств. Такими процессами являются: заложение оползней в телеплотины, развитие в нем фильтрационных процессов, постепенный размыв и нарушение целостности структурных элементов и изменение прочностных характеристик.122.
Методики изучения трехмерно неоднородных средСрединный градиент (СГ)Электроразведка в комплексе с магниторазведкой успешно применяется во всем мире приархеологических изысканиях (Франтов Г.С., Пинкевич А.А., 1966; Глазунов В.В., 1997; Станюкович А.К., 1994; Ерохин С.А., Кац М.Я. и др., 2010; Erokhin S.A. et al, 2010; Szalai S. et al,2001). Для решения задач картирования археологических объектов чаще проводятся измеренияметодом двумерной электротомографии (ЭТ) (Ерохин С.А., Павлова А.М, 2012), однако в последнее время наблюдается тенденция перехода к трехмерному варианту ЭТ, о чем будет сказано ниже. А вот для поиска двумерных и трехмерных объектов на площади хорошо подходитметод срединного градиента (СГ), поэтому он также является одним из часто применяемых методов в комплексных электроразведочных исследованиях в археологии.Как в нашей стране, так и за рубежом, в нем используются две перпендикулярные питающие линии для различной поляризации аномальных объектов (Горбунов A.A.
и др..,2001; Модин И.Н. и др., 2006; Simon A., 1974; Di Fiore B. et al, 2002; Bibby H.M., 1977; Bibby H.M, 1986).Результаты обработки совокупности измерений для двух питающих линий с разным азимутомобладают значительно большей эффективностью по сравнению с результатами наблюдений СГс одной питающей линией. В такой модификации метод широко применяется для обнаруженияобъектов культурного наследия в верхней части разреза (Большаков Д.К. и др., 2009; ПавловаА.М., 2009; Ерохин С.А., Модин И.Н. и др., 2012; Szalai S., 2011). В 2008 году у венгерскихгеофизиков возникла идея обобщить теорию этого метода и проводить двухкомпонентные измерения с двумя приемными линиями для каждой ориентации питающей линии с последующим расчетом инвариантов (Varga M.
et al, 2008). Используя полевые примеры и результатыфизического моделирования, они показали, что методика с двумя приемными линиями оченьсильно теряет в производительности практически без выигрыша в точности (Varga M. et al,2008). Эти выводы были подтверждены результатами численного моделирования (ПавловаА.М., 2009), более подробно они описаны в Главе 3.3D-электротомография (3D-ЭТ)Самыми удачными попытками оптимизации электроразведочных измерений для изучениятрехмерных сред, стали методики, в основе которых лежит метод электротомографии (СП 11105-97, 2004; Бобачев А.А. и др., 2007).
В распространенной в настоящее время терминологииэлектротомография – это методика, направленная на изучение двумерно-неоднородных сред,то есть 2D-электротомография, выполняемая по профилю. Она является наиболее эффективнойтехнологией в методе сопротивлений, использующейся при детальных исследованиях (Бобачев13А.А. и др., 1996; Dahlin T., Zhou B., 2004; Dahlin T., Zhou B., 2006). Однако возросший в последнее время интерес к изучению 3D-объектов вместе с появлением и интенсивным развитиеммногоэлектродных многоканальных аппаратурных систем и алгоритмов 3D-инверсии (DahlinT., Bernstone C., 1997; Loke M.H., Barker R., 1996; Loke M.H., 1996-2009; Papadopoulos N.
et al,2011; Каминский А.Е., 2001-2010; Pidlisecky A. et al, 2008; Pidlisecky A. et al, 2007; Gunther T.,Rucker C., 2011; Neyamadpour A., 2010; Park S.K., Van G.P., 1991; Petrick Wm.R.Jr. et al, 2003)способствовал развитию различных методик сбора и обработки данных для изучения непосредственнотрехмерно-неоднородныхсред,каждаяизкоторыхможетназываться3D-электротомографией.
Поэтому понятие 3D-электротомографии до сих пор не определено точно.Специфику каждой методики определяет различие между пространственными подходамик исследованию трехмерно неоднородной среды. Попытка разделить по этому принципу обозначенные выше методики привела к следующей классификации.1.Электротомография, площадная 2D-съемка. Это съемка по 2D-профилям с последую-щей 2D-инверсией по каждому.
Трехмерная модель в этом случае строится преимущественнографическими или интерполяционными методами. Например, в работе Ekinci Y.L. и Kaya M.A.(2007) описаны результаты съемки над археологическими объектами – захоронениями, где было сделано несколько параллельных профилей 2D-электротомографии, и каждый был проинтерпретирован в рамках 2D-модели, а трехмерная модель была построена интерполяционнымиметодами с использованием математических функций для осреднения данных.2.Электротомография, 3D-съемка. По моему мнению, именно этот вариант измеренийможно справедливо назвать трехмерной электроразведкой.
Такая съемка представляет собойизмерения сигнала на приемных линиях разного азимута для разных положений питающегоэлектрода (примеры схемы наблюдений можно найти в работах: Loke M.H., 1996-2009; Yang X.,Lagmanson M., 2006; Павлова А.М., 2011; Cosentino P.L. et al, 2008). Такая съемка физическинаиболее корректна при исследованиях трехмерных сред, а получение геоэлектрической модели среды осуществляется по результатам 3D-инверсии.Исследования в этой области показывают, что 3D-съемка подразумевает огромное количество измерений и требует много времени на измерения и последующую обработку (Yang X.,Lagmanson M., 2006; Павлова А.М., 2011).
Кроме того, могут возникать проблемы с измерениемочень низких сигналов при использовании в площадном протоколе измерений нелинейных измерительных установок (Павлова А.М., 2011).Группа геофизиков из Италии предприняла попытку уменьшить это время путем разработки новой технологию измерений, названной ими MYG (Cosentino P.L.
et al, 2008). Эта технология подразумевает использование в протоколе ограниченного числа измерительных установок и предназначена для многокомпонентных площадных измерений методом 3D-14электротомографии. Основными ее достоинствами является существенное повышение производительности и скорости измерений и значительное уменьшение количества питающих электродов (что особенно важно, например, при исследовании хрупких и ценных объектов культурногонаследия) без потери разрешающей способности в сравнении с обычными традиционнымиустановками. Авторы успешно опробовали свою разработку на нескольких археологическихобъектах (Cosentino P.L.
et al, 2008; Cosentino P.L. et al, 2009).3.Электротомография, псевдо-3D-съемка. Этот подход подразумевает съемку по 2D-профилям и последующую 3D-инверсию по всему объему данных. Чаще всего, хотя и не всегда, псевдо-3Dсъемка подразумевает систему параллельных 2D-профилей, это упрощает выполнению измерений и обработку. Благодаря относительной простоте методики, которая почтине отличается от методики двумерной томографии, подобные исследования широко распространены и в настоящее время активно развиваются.Dahlin и Loke описали, как можно успешно применять эту методику для выявления 3Dнеоднородностей среды, используя моделирование (Dahlin T., Loke M.H., 1997), а Yang и Lagmanson оценили эффективность этой методики по сравнению с полноценной многокомпонентной 3D-съемкой и описали их сравнительные достоинства и недостатки (Yang X., LagmansonM., 2006). Они показали, что при правильном построении сети наблюдений такая методика даетлучшие результаты по сравнению с 2D-съемкой и практически не теряет информативности посравнению с 3D-съемкой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
