Электроразведка в технической и археологической геофизике

Модин, Игорь Николаевич

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Электроразведка в технической и археологической геофизике
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Электроразведка в технической и археологической геофизике"

004610624

На правах рукописи

МОДИН ИГОРЬ НИКОЛАЕВИЧ

ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА В ТЕХНИЧЕСКОЙ И АРХЕОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОФИЗИКЕ

25.00.10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

1 4 ОКТ 2ою

Москва - 2010

004610624

Работа выполнена на кафедре геофизических методов исследования земной коры геологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Колесников Владимир Петрович доктор технических наук, профессор Светов Борис Сергеевич доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Зыков Юрий Дмитриевич

Ведущая организация: Геофизический факультет Российского

государственного геологоразведочного университета имени Серго Орджоникидзе

Защита диссертации состоится 20 октября 2010 г. в 14 час.30 мин. на заседании диссертационного совета Д.501.001.64 при Московском государственном университете по адресу: 119991, ГСП-1, г. Москва, Ленинские горы, ГЗ МГУ, сектор «А», Геологический факультет, аудитория 611. iva@geol.msu.ru . С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета МГУ (ГЗ МГУ, сектор «А», 6-й этаж).

Автореферат разослан «20» сентября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Б.А. Никулин

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы определяется тем, что одним из результатов человеческой активности являются многочисленные подземные объекты, которые увеличивают степень использования обживаемого пространства. Множество этих объектов находится в эксплуатации и является частью современного подземного хозяйства технического назначения (подземная часть жилищ, бункеры, тоннели, городские и магистральные подземные сети, сваи, дорожные насыпи и дамбы, склады и хранилища). Другая часть этих объектов является археологическими памятниками и объектами культурного наследия, не используется и находится в полуразрушенном состоянии (древние оборонительные сооружения, основания культовых сооружений и дворцов, остатки жилищ и разнообразные могильные захоронения). Несмотря на внешне серьезные различия, с точки зрения геофизики между древними и современными объектами нет принципиальной разницы. С одной стороны, все объекты искусственного происхождения созданы из материалов, которые, как правило, в чистом виде в природе не встречаются; это приводит к сильному контрасту физических свойств. С другой стороны, они имеют правильную форму и создают на поверхности земли чередование аномалий геофизических полей с правильным шагом и расположением, которого в природе обычно не бывает. С течением времени действующие инженерно-технические и культовые объекты переходят в разряд исторических и археологических памятников.

Актуальность исследований определяется необходимостью разработки новых эффективных подходов к методике наблюдений и интерпретации данных малоглубинной электроразведки, так как верхняя часть вмещающего разреза и все подземные искусственные объекты имеют сложную двумерную или трехмерную форму. Повышение эффективности решения задач такого уровня сложности отражается в целом на общей результативности малоглубинных геофизических исследований.

Данная диссертационная работа является итогом многолетней деятельности автора. Представленные в диссертации данные и результаты являются живым геофизическим материалом, который находится в непрерывном развитии.

Целью работы является разработка и совершенствование универсального аппаратур-но-методического комплекса малоглубинной электроразведки для решения разнообразных задач поиска и изучения искусственных подземных объектов, расположенных в сложной горизонтально-неоднородной вмещающей среде. Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

1) сформулировать особенности и построить физико-геологическую модель (ФГМ) верхней части геологического разреза, содержащую «целевые» составляющие;

2) разработать численные математические алгоритмы решения 20- и ЗО-задач электроразведки для метода постоянного тока и для магнитоактивных тел;

3) провести трехмерное и двумерное численное моделирование постоянного электрического и магнитного поля для широкого класса моделей с целью выявления основных эффектов искажения кривых электрических зондирований;

4) проанализировать основные закономерности формирования полей, сформулировать и построить методики и технологии измерений, направленные на изучение двумерно-неоднородных и трехмерно-неоднородных сред, содержащих искусственные объекты;

5) выполнить большой цикл натурных измерений с использованием новых технологий для доказательства их эффективности.

Автором защищаются следующие основные положения:

1. На основе анализа результатов электрических зондирований, выполненных с высокой плотностью наблюдений при сухопутных и мелководных акваторных исследованиях, установлено, что изучаемая ФГМ состоит из 4-х элементов, которые являются ее неотъемлемой частью и обязательно должны учитываться при планировании полевых исследований и интерпретации:

- фоновый разрез, который укладывается в модель горизонтально-слоистой среды;

- культурный слой, насыпные грунты, гетерогенные осадки формируют приповерхностные неоднородности геоэлектрического разреза, которые искажают кривые электрических зондирований;

- глубинные неоднородности разреза в виде зон малоамплитудных тектонических нарушений, бортовых частей палеодолин, карста, линз песков, глин и др.;

- искусственные подземные сооружения являются двумерными и трехмерными объектами, над которыми кривые ВЭЗ испытывают сильные искажения.

2. Разработанные на основе метода интегральных уравнений численные математические алгоритмы и созданные компьютерные программы решения прямых задач электроразведки постоянным током позволили произвести расчеты для произвольных двумерных и трехмерных сред с расчетом ВП.

3. Анализ электрического поля постоянного тока над 20- и ЗО-моделями позволил построить теорию искажений кривых электрических зондирований, на основе которой были разработаны методики трехмерной электроразведки в варианте технологии векторной съемки и двумерной электроразведки в варианте сплошных электрических зондирований, которая стала прототипом технологии электрической томографии.

4. Путем создания аппаратурно-методического комплекса методика двумерной электроразведки и векторной съемки доведена до результата, который позволяет решать разнообразные задачи, в которых изучаемые объекты и вмещающая среда в горизонтальном направлении являются существенно неоднородными.

5. С помощью современной многоканальной электроразведочной аппаратуры для детальных исследований на мелководных акваториях разработан метод непрерывных элек-

трических зондирований, который позволяет выполнять измерения с очень высокой плотностью с последующей возможностью получения 2Э- геоэлектрических разрезов.

6. Программное обеспечение, созданное автором, позволило разработать принципиально новую методику определения глубины свайных конструкций.

7. Применение электроразведочного аппаратурно-методического комплекса в совокупности с комплексированием с другими геофизическими методами позволяет решать большое число сложных инженерно-технических и археологических задач.

Научная новизна. В результате выполненных исследований получены следующие новые научные результаты:

1. Разработана серия численных математических алгоритмов и компьютерных программ решения прямых задач электроразведки постоянным током для произвольных двумерных и трехмерных сред с расчетом ВП.

2. В результате численного математического моделирования были выявлены следующие эффекты искажений кривых ВЭЗ вблизи двумерных и трехмерных объектов: поверхностный и глубинный Р-эффект; поверхностный и глубинный С-эффект; эффект сопряженных аномалий; эффект бокового обтекания; эффект возврата тока в проводник; эффект переноса формы; эффект экранирования; эффект проводящей трубы при поперечной поляризации; эффект концентрации тока.

3. В результате анализа численных математических расчетов автором впервые были сформулированы методические принципы двумерной электроразведки: а) частый, равномерный шаг по профилю, который во много раз меньше максимального разноса, б) разносы возрастают в линейном масштабе с шагом, равным шагу наблюдений по профилю, и попадают на точки измерения М1Ч; в) для сбора данных применяется комбинированная трехэлектродная установка Шлюмберже (Атп+шпВ), которая имеет максимальную разрешающую способность по отношению к горизонтальным неоднородностям.

4. Для изучения сложных трехмерных неоднородностей автором впервые предложена методика векторной съемки, которая включает двухкомпонентное измерение электрического поля от источников, расположенных на площади исследования, и алгоритмы интерпретации данных, направленные на поиски источников аномального поля.

5. На основе инверсной установки МАВЫ и многоканальной измерительной аппаратуры на акваториях разработана методика непрерывных электрических зондирований, которая позволяет выполнять измерения с очень высокой плотностью.

6. Разработан новый способ определения длины свайных конструкций, основанный на исследовании структуры поля линейного источника конечной длины.

Практическая значимость. Разработан пакет решения двумерных и трехмерных прямых задач электроразведки постоянного тока. Разработана методика двумерной электроразведки в виде технологии сплошных электрических зондирований, которая стала прототи-

пом электрической томографии. Разработана методика трехмерной электроразведки, которая получила название Векторная Съемка. Разработана технология непрерывных акваторных зондирований. Решено значительное число практических задач в области технической геофизики, археологии, инженерной геологии, при изучении многолетнемерзлых пород, экологии (более 150 объектов исследования). На основе авторских разработок сконструированы и внедрены в производство приборы «ЭРГЫ» и «Омега -48».

Реализация работы. Во многих научных и производственных организациях используются результаты и разработки автора: программы интерпретации ВЭЗ (IPI) и решения прямых задач 2D- и ЗО-электроразведки постоянным током - внедрены в более 100 научных и производственных организаций (в том числе Гидропроект, Атомэнергопроект, УкрНИ-МИ (Донецк), Гидрогеологический институт (Ташкент), фирма Природа (Донецк), Санкт-Петербургский горный университет, Воронежский университет и др.), в более чем 20 учебных заведений России и СНГ, готовящих геофизиков в Москве, Санкт-Петербурге, Воронеже, Иркутске, Ташкенте, Перми, Львове и др., в геофизических организациях других стран (Франция, Германия, Мексика, Болгария и др.). Рубежом развития технической геофизики стала книга «Геоэкологическое обследование предприятий нефтяной промышленности», которая была написана под редакцией автора в 1999 г. По результатам научных исследований опубликовано 5 книг (монографии и тематические сборники [7-11]).

За время работы в университете созданы учебные курсы, читаемые автором на геологическом факультете МГУ. Среди них разделы общего и специальных курсов по электроразведке доя студентов-геофизиков III, IV и V курсов, а также 6 магистерских курсов. Под редакцией автора в 2005 г. выпущено учебное пособие по электроразведочной практике. За последние 20 лет опубликованы 5 книг по учебной тематике [1-5].

Под руководством автора за последние 10 лет выполнено свыше 150 практических исследований в разных регионах России и в других странах.

Автор продолжает исследования, начатые нашими учителями, и эти темы развивают его ученики и коллеги: В.А.Шевнин, М.Н.Марченко, А.А.Бобачев, А.В.Урусова, Д.К.Большаков, С.И.Волков, О.И.Комаров, С.В.Иванова и др.

Личный вклад автора. Работа является обобщением исследований, выполнявшихся с 1976 по 2010 год на отделении геофизики Геологического факультета МГУ. Все результаты получены автором лично, либо под его руководством и при непосредственном участии автора во всех этапах проектирования и выполнения научно-исследовательских и проведения полевых работ, обработки и интерпретации результатов.

Апробация работы. Основные результаты работы и ее отдельные положения докладывались: на конференциях молодых ученых геологического факультета в период с 1976 по 1987 год и в соавторстве с учениками сделано 28 докладов, на семинарах по электроразведке кафедры геофизики МГУ, на конференциях «Ломоносовские чтения» в МГУ (1989, 1997,

1998, 2000, 2001, 2004, 2008, 2009, 2010), на совещаниях по инженерной геофизике (Ереван, 1985, Вильнюс, 1982, Москва, 1989, Ташкент, 1991), «Геофизика и современный мир» (Москва, 1993), на семинаре им. Успенского (Москва, 1994), на совещании научно-методического комитета по геолого-геофизическим проблемам в угольной геофизике ЕАГО (Ростов-на-Дону, 1994), на международной конференции «Экология и геофизика» (Дубна,

1995), на конференции по теории и практике интерпретации потенциальных геофизических полей (Воронеж, 1996 - 6 докладов), на 1-ом Балканском геофизическом конгрессе (Афины,

1996), на российско-германском семинаре по электромагнитным исследованиям (Москва, 1996), на конференции по горной геофизике (С.Петербург, 1996, 1998 - всего 4 доклада), на международной конференции по интерпретации потенциальных полей (Екатеринбург, 1999), на международных конференциях EAEG, SEG-EAGE-EArO, EEGS было сделано 27 докладов (Вена,1994, Глазго,1995, С.Петербург, 1995, Гаага,1996, Амстердам, 1996, Нант,1996, Орхус,1997, Москва,1997, Лейпциг,1998, Барселона, 1999, Бохум,2000), на конференциях по георадару (Москва, 2000, 2001), на международной геофизической конференции и выставке в Москве сделано 4 доклада (2003), на конференциях по инженерной и рудной геофизике ИРГ EAGE сделано 32 доклада (Геленджик, 2005-2010), на конференциях ИРГ EAGE прочитано 6 курсов по малоглубинной электроразведке (Москва, 2004, Геленджик, 2005-2009), на конференциях по электроразведке в Санкт-Петербургском Горном университете и в д. Александровна Калужской области (2003, 2004, 2010), по поляризационным электроразведочным методам (Ленинакан, 1985), на всесоюзной конференции «Геолого-геофизические исследования при решении экологических задач» (Звенигород, 1991), на совещании по изысканиям и проектированию Мосгеотреста и Фундаментпроекта (Москва,2009), на конференции изыскателей института Гидропроект (Звенигород, 2009), на конференции ПНИИИС и АГИС (Москва, 2009), на конференции по трубопроводному транспорту (Москва, 2009), на совещаниях по применению методов естественных наук в археологии (Москва, 1978,1989,2005, 2006, С.Петербург, 1994), в 9-ой ежегодной международной конференции ассоциации археологов (С.Петербург,2003), на международном совещании по египтологии (Москва, 2003), на Крупновских чтениях по археологии (Жуковский, 2004), в 6-ой и 8-ой международных конференциях ЮАР по археологической разведке сделано 4 доклада (Рим, 2005, Париж, 2009), на международных конференциях «Бородино в истории и культуре» (Можайск, 2004, 2009), на конференции по истории и археологии верхнего Дона (Тула, 2003), на международной конференции по исследованиям археологического памятника Пор-Бажын (Москва, 2007), на международном полевом семинаре по восточной археологии и сохранения памятников (Пор-Бажын, Тува, 2008), на конференциях «Природа и история По-угорья» сделано 9 докладов (Калуга, 1999, 2001, 2003, 2007), части и разделы диссертации излагались в лекциях по электроразведке, которые читались автором на протяжении последних 20 лет студентам-геофизикам (Модин и др., 2009), инженер-геологам 3-5 курсов (Геофи-

зика: учебник, 2007) и магистрантам 1 и 2-ого года обучения (Инновационные магистерские программы..., 2007), в виде пленарного доклада для широкой публики на «Дне науки» (МГУ, 2009) и в Петропавловске-Камчатском (КГУ, 2005). Всего за время работы было сделано 183 доклада.

Автор был руководителем 5 кандидатских диссертаций (Т.Ю.Смирнова, Волков C.B., Марченко М.Н., Горбунов A.A., Игнатова И.Д.) и принимал активное участие в руководстве и подготовке диссертаций С.А.Березиной, М.М.Симонса, А.В.Урусовой, Д.К.Большакова.

Публикации. По результатам выполненных исследований автором опубликовано 214 работ. Список основных научных трудов содержит 120 наименований, включающих 10 монографий, учебников и учебных пособий и 96 научных статей и тезисов докладов. Из них 22 статьи издано в реферируемых журналах.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, в которых последовательно рассматриваются принципиальные вопросы теории методов сопротивлений, показаны современные технологии сбора электроразведочных данных, дается описание аппаратурно-методических комплексов и многочисленных результатов применения электроразведки и других методов при поисках и изучении объектов, созданных человеком, а также защищаемые положения теории, методики и интерпретации данных. В заключении приводятся основные результаты диссертационной работы.

Благодарности. При выполнении исследований автор пользовался поддержкой, помощью и советами своих наставников, коллег и учеников: проф. В.А.Шевнина, доц. А.Г.Яковлева, доц. А.А.Бобачева, к.т.н. М.Н.Марченко, доц. Д.К.Большакова, инж. С.И.Волкова, проф. В.К.Хмелевского, доц.Л.А.Золотой, проф.М.Н.Бердичевского, проф.

A.В.Калинина, проф. В.В.Калинина, проф. М.Л.Владова, доц. А.В.Старовойтова, к.т.н.

B.А.Стручкова, доц. А.А.Горбунова, к.г.м.н. Т.Ю.Смирновой, к.т.н. И.Д.Игнатовой, к.ф.м.н. М.М.И.Симонс, к.г.м.н. А.В.Любчиковой, к.т.н.С.А.Березиной, к.г.м.н. КЛ.Одинцова, к.г.м.н. Б.П.Петрухина, асс. М.Ю.Паленова, инж. О.И.Комарова и других сотрудников отделения геофизики Геологического факультета МГУ. Кроме этого, трудно представить эту работу без влияния В.Н.Богомазова и А.И.Любомудрова. Я приношу признание моим товарищам и коллегам М.Я.Кацу, А.Д.Гидаспову, С.Б.Соколову и А.Т.Пелевину, а также проф. Санкт-Петербургского Горного университета В.В.Глазунову, руководителю средневекового отдела Государственного Исторического музея М.И.Гоняному, руководителю отдела археологии Института Этнографии и Этнологии РАН И.А.Аржанцевой и сотрудникам Бородинского музея-заповедника А.В.Горбунову и А.А.Суханову. Приношу искреннюю благодарность Н.П.Семейкину и В.М.Люлько за доведение до конца разработки новых электроразведочных приборов. Огромное спасибо всем моим товарищам и особое признание приношу моей жене и коллеге С.А. Акуленко.

Содержание работы

ГЛАВА 1. ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ И ОБЪЕКТЫ ТЕХНИЧЕСКОЙ И АРХЕОЛОГИЧЕСКОЙ ГЕОФИЗИКИ

В результате мощного развития цивилизации к началу XXI века в земле оказалось огромное количество искусственных объектов. Эти объекты можно разделить на две группы: 1) объекты, которые уже давно вышли из эксплуатации и представляют только историческую ценность; 2) объекты, которые до сих пор находятся в эксплуатации и представляют собой современные подземные технические сооружения. 1.1.трубопро8одный транспорт и задачи технической геофизики

Современная цивилизация характеризуется чрезвычайно развитой системой подземных коммуникаций, неотъемлемой частью которой являются магистральные нефте- и газотрубопроводы. По магистральным трубопроводам перемещается 100% добываемого газа, 99% нефти, более 50% продукции нефтепереработки. При этом Транснефти принадлежит 50 тыс. км магистральных нефтепроводов. Газпрому принадлежит Единая система газоснабжения России, которая включает 156.9 тыс. км магистральных трубопроводов и отводов.

Сегодня у 80% газопроводов срок эксплуатации превышает 20-25 лет. Главной причиной аварий на трубопроводах является стресс-коррозия в виде дефектов сварных соединений (62% случаев). Поэтому использование геофизических методов при обследовании состояния трубопроводов имеет массовый характер.

Магистральный трубопровод - это комплекс сооружений и технических средств, предназначенных для транспортировки газа, нефти и нефтепродуктов, который включает следующие элементы: линейные участки трубопроводов, перекачивающие диспетчерские станции, станции электрохимической защиты от коррозии, линии электропередач и др.

Вокруг реального состояния трубопроводов с точки зрения геофизики возникает масса проблем. Во-первых, необходимо произвести позиционирование трубы. Когда трубопровод находится на глубине до 2 м, сделать это с точностью порядка 15-20 см с помощью геофизических методов сравнительно просто. При увеличении глубины плановое положение трубы определяется уже с худшей точностью - примерно в 10% от ее глубины. Особенно сложная ситуация складывается, когда несколько труб лежат в узком коридоре. Во-вторых, необходимо выполнить диагностику состояния изоляционного слоя и ответить на следующие вопросы: какой процент гидроизоляции на трубе разрушен, какой электрический потенциал наблюдается на трубе в данном месте (т.е. какова эффективность катодной защиты), ток какой амплитуды (постоянной и переменной частоты) идет по трубе, где расположены стыки между трубами, сколько звеньев труб уложено на данном участке, можно ли марки труб ди-

агностировать по характеру физических полей? В-третьих, самый сложный вопрос: где находятся повреждения стальной конструкции трубы, вызванные коррозией? По-существу, последняя проблема - это современный вызов геофизике.

Геофизическим исследованиям на трубопроводах посвящена монография большого коллектива ученых под редакцией автора (Геоэкологическое обследование, 1999 и учебник Крапивского и Демченко (2001). Геофизическим методам при позиционировании трубопроводов посвящена кандидатская диссертация А.В.Дунчевского (2000). В Мексиканском нефтяном институте А.В.Шевниным, А.А.Мусатовым в течение ряда лет проводились исследования по изучению состояния магистральных трубопроводов (2000,2003,2004,2009). 1.2. Геофизика и инженерные сети

Подземные коммуникации (ПК) также называют инженерными сетями - это, в большинстве своём, водопроводы, теплотрассы, канализации, кабели энергопитания и кабели связи (Подземные коммуникации, 2010). Подземные коммуникации состоят из трубопроводов, кабельных линий и коллекторов, которые обычно располагаются под конструктивными слоями дорожной одежды. Различают сети мелкого (электрические кабели, кабели телефонной и телеграфной связи, сигнализации, газопроводы, теплосети) и глубокого заложения, которые нельзя переохлаждать: водопровод, канализация, водосток. Из 700 тыс. км действующих в России трубопроводов более половины поражены коррозией, а 50 тыс. км коммуникаций находятся в предаварийном состоянии.

Современные ПК в большинстве своём прокладываются буровыми комплексами, с использованием бестраншейных технологий горизонтально-направленного бурения (ГНБ). Для экономичного использования ГНБ решающее значение имеет детальное изучение свойств и состава грунта. В этой ситуации на главную позицию выходят возможности современной технической геофизики. Именно данные геофизики должны дать точный выверенный план подземных городских сетей и точно указать направление и глубину коммуникаций.

Техническая геофизика является важнейшим инструментом при проектировании и выполнении ГНБ для укладки магистральных трубопроводов под автомобильными и железными дорогами. Во-первых, необходимо ответить на вопрос, как устроена в данном месте дорожная насыпь. Во-вторых, необходимо произвести разведку на предмет наличия крупных валунов и скальных грунтов в основании насыпи. В-третьих, при горизонтально-направленном бурении необходим прогноз плывунных песков и оконтуривание их геометрии. В-четвертых, вдоль дорог расположено большое число коммуникаций различного назначения, которые должны быть точно откартированы. Учитывая особую важность обнаружения коммуникаций и их точное нанесение на карты, в 1978 ин-т ПНИИИС выпустил «Руководство по картированию ПК» (авторы: С. А. Алейников, Т.А.Ларина, Е.Н.Горюшенко, П.И.Остапенко, В.Н.Хабаров и др).

Проблеме картирования ПК огромное внимание уделяется в западных странах и в Китае. Вопросы обнаружения и картирования ПК обсуждаются в работах Chen Xuiming&an.(1990), Chang Guiqing&Luo Yanzhong(I990). В течение ряда лет автор уделял активное внимание разработке теории и методики поиска подземных коммуникаций (Геоэкологическое обследование..., ¡999; Модин и Зайцев, 2010).

Особое место среди городских коммуникаций занимают подземные тоннели метро. Во-первых, тоннели метро не наносятся на топокарты, и в ряде случаев при производстве изысканий приходится их искать с помощью геофизических методов. Проверить полученную информацию бурением нельзя. В этом случае геофизики несут огромную ответственность за свою работу. Вторая проблема заключается в том, что при строительстве тоннель метро может попасть в старые водонаполненные скважины, что иногда приводит к серьезным авариям. Для того, чтобы этого не случилось, сначала нужно найти устье скважины, а потом определить ее глубину. 1.3.Изучение строения дорожных насыпей

Насыпи автомобильных и железных дорог являются ответственными сооружениями. В настоящий момент общая длина российских железных дорог равна 87157 км. Из них участки, ограничивающие пропускную способность железных дорог, составляют 8,3 тыс. км, что связано с плохим состоянием железнодорожного полотна и насыпей.

Насыпь — сооружение из грунта, получаемого обычно при разработке выемок или забираемого из карьеров и резервов. Центральная часть насыпи, на которой укладывают железнодорожный путь, называемая ядром насыпи, ограничена по бокам откосами. Ширина насыпи зависит от числа путей, ширины междупутий, предполагаемых скоростей движения и др. Высота может достигать 12—20 метров. Вдоль насыпи устраивают водоотводные канавы и различные защитные сооружения. Когда железнодорожная линия проходит по затопляемым местам, возникает необходимость создания фильтрующей насыпи, в основании которой лежат каменные глыбы объемом до 1 м3.

В настоящий момент часть насыпей находится в плохом состоянии, подвержена сильным вибрациям, из-за которых скорость прохождения поездов искусственно понижается для уменьшения дальнейшего расшатывания сооружения. При этом особое внимание уделяется высокоскоростным трассам, где интенсивность движения и соответствующие нагрузки на насыпь особенно велики.

Для строительства и реконструкции железных и автомобильных дорог 40 лет назад были разработаны специальные строительные нормы и правила (СИ 449-72, Указания по проектированию,.. 1972). В 1988 году институт ПромТрансНИИПроект выпустил Пособие, в соответствии с которым в настоящее время строятся дороги в России. Железнодорожное полотно представляет собой комплекс грунтовых сооружений, получаемых в результате обработки поверхности земли и предназначенных для укладки верхнего строения пути, обеспече-

ния устойчивости пути и защиты его от воздействия атмосферных и фунтовых вод. Конструкция земляного полотна принимается в зависимости от категории дороги, типа дорожной одежды и местных природных условий, в том числе от условий увлажнения, состояния и свойств грунтов основания, с учетом деления территории России на дорожно-климатические зоны (СН 449-72, Указания по проектированию,.. 1972).

Известно множество основных типовых конструкций насыпей. Известно, как должна быть уложена насыпь, но никто не знает, как она реально сделана. Для выявления реальной ситуации железнодорожные насыпи должны быть разбурены через каждый километр поперечным профилем из 9 скважин. Однако на практике число скважин составляет 1-2 скважины на каждые 2-3 км насыпи. В большинстве случаев бурение насыпи сталкивается с непреодолимыми организационными проблемами. Между тем, очевидно, что для того, чтобы поезд сошел с рельс, нужен дефект в насыпи размером не более 1 - 2 м, и только геофизические методы исследования позволяют с высокой степенью детальности выявлять такие неоднородности.

Геофизики решают на дорогах множество задач: 1) лежит ли насыпь на естественном грунте или она заглублена; 2) какова мощность балластного слоя щебня; 3) какие грунты слагают насыпь и какова их мощность; 4) лежит ли грубообломочный материал в основании насыпи и на какой глубине; 5) какова влажность грунтов; 6) есть ли карст под полотном; 7) какова морфология мерзлоты под насыпью; 8) существуют ли плывунные отложения под насыпью, и прочие.

Наибольший вклад в методическое продвижение геофизических методов внес институт ВНИИТС, который разработал методические рекомендации по геофизическому обследованию насыпей железных дорог (Методические рекомендации, 1975). В методических рекомендациях сформулированы основные задачи, которые решает геофизика на железнодорожных насыпях, рассмотрена проблема учета влияния рельефа на результаты электроразведки. Проанализирована структура электромагнитных помех, возбуждаемых рельсами.

Геофизические исследования по обследованию дорог выполняются во многих организациях. В институте МосГИПРОТранс, кроме обычно используемых традиционных методов геофизических исследований, широко применяются сейсмические наблюдения методами преломленных и отраженных волн, георадиолокационное профилирование (2010). Фирма «Миигеология» проводит изыскания для реконструкции и строительства железных дорог по всей территории России (2010). Обширные георадиолокационные работы на железных и автомобильных дорогах проводит группа компаний «Логис» и «Геотех» (2009).

Значительный вклад в применение георадиолокации при обследовании железнодорожных и автомобильных насыпей с практической точки зрения внес А.В.Старовойтов (2008), который рассмотрел большое количество случаев обнаружения дефектов в структуре насыпных грунтов.

Теоретические основы электроразведки при обследовании и проектировании дорог разработаны Л.С. Чантуришвили (1983). На основе аналитических расчетов им были рассмотрены вопросы учета поправок за рельеф и типы аномалий электрического поля над телами простой формы.

1.4. Геофизический контроль сооружений для накопления промышленных отходов

Одним из наиболее ответственных и опасных в экологическом отношении сооружений являются хвостохранилища и золоотвалы. Хвостохранилище — комплекс специальных сооружений и оборудования, предназначенный для хранения или захоронения радиоактивных, токсичных и других отвальных отходов обогащения полезных ископаемых, именуемых хвостами. На горно-обогатительных комбинатах (ГОК) из поступающей добытой руды получают концентрат, а отходы переработки перемещают в хвостохранилище.

Обычно хвостохранилища сооружают в нескольких километрах от горнообогатительной фабрики, в понижениях рельефа. Из хвостов намывается дамба, которой огораживается хвостохранилище. Учитывая особую экологическую опасность хвостохранилищ, в 1996 г. были разработаны и введены Правила безопасности при их эксплуатации.

Хвостохранилище представляет собой специфический объект исследования, который характеризуется сложным многоярусным строением и состоит из трех основных элементов:

1) дамба, которая должна обладать гидроизоляционными свойствами, иметь высокую степень устойчивости, обладать способностью к множественному наращиванию высоты;

2) пруд, заполненный обводненными хвостами (золами); 3) природный горно-геологический массив грунтов. Хвостохранилище в силу специфики отходов представляет собой огромную техногенную и экологическую угрозу для населения. Размеры национального экологического бедствия, связанного с неудовлетворительным состоянием хвостохранилищ, требуют применения экспрессных и точных диагностических методов неразрушающего геофизического контроля.

Одним из наиболее эффективных методов исследования хвостохранилищ является электроразведка (Фролов, 2006). Существенный вклад в развитие инженерной геофизики при обследовании хвостохранилищ внес Озмидов О.Р. (1997, 2002). На Украине масштабные геофизические работы на золоотвалах проведены под руководством В.М. Шахновой.

1.5. Определение глубины свайных конструкций

Свайные конструкции значительно увеличивают устойчивость здания и его стабильность при внешних интенсивных нагрузках в слабых грунтах или при возведении очень ответственных сооружений. Подавляющее большинство типов современных свай имеет чрезвычайно простое строение: внутри бетонного столба располагается стальная арматура. Наиболее ответственный параметр - глубина свай. Забить сваю - чрезвычайно трудоемкое и дорогостоящее дело. По ряду объективных и субъективных факторов строители не всегда справляются с этой задачей. Такая ситуация резко ухудшает технические параметры соору-

жения и безопасность людей. При этом контроль за результатами забивки свай со стороны геофизиков настраивает строителей на более качественное выполнение работ. Учитывая, что у нас в стране даже в самые тяжелые годы экономического спада в начале 90-х годов забивались тысячи свай, такой подход может привести к огромному экономическому эффекту.

Различают несколько видов свай, которые изготавливаются для строительства, строго подчиняются ГОСТ и имеют стандартные типоразмеры и свойства: забивные сваи; сваи-колонны; буронабивные сваи и набивные сваи.

Существенный вклад в разработку методов определения глубины свайных конструкций сделал Квятковский Г.И. (1993). 1.6.Археологическая геофизика

Древние артефакты находятся в земле, как правило, в полуразрушенном состоянии, но как объекты культурного наследия, обладают огромной ценностью, охраняются государством и являются объектами постоянного поиска, разведки и изучения со стороны археологов. Раскопки археологических памятников обычно приводят к разрушению остатков древних архитектурных конструкций, в то время как дистанционные геофизические методы исследования позволяют избежать этой катастрофы. В последние годы культурная политика большинства развитых стран мира направлена на сохранение памятников культуры, поэтому основная ставка делается на неразрушающие геофизические методы. В настоящее время примерно 65% археологических памятников обследуется с помощью магниторазведки, около 15% электроразведкой, столько же работ выполнено с помощью георадиолокации и около 5% - сейсморазведки.

Возникновение геофизики в археологии у нас в стране связано с появлением книги Г.С. Франтова и A.A. Пинкевича (1966). Большой вклад в развитие археологической геофизики в нашей стране сделали В.В.Глазунов (1996), А.К. Станюкович (1989), Т.Н.Смекалова (2009). Исследования И.В.Журбина (2007) позволили внедрить двумерную и трехмерную электротомографию в процесс изучения археологических памятников. В западном мире это направление начало развиваться с конца 50-х годов XX века, когда был разработан протонный магнитометр.

Автором выполнен анализ геофизических публикаций по археологической тематике. Для сравнения взяты два временных интервала. Первый - с конца 60-х годов прошлого века до 1996 г. За этот период нам известно 148 публикаций. В течение этого периода превалировали работы по магниторазведке (60% всех исследований). Второе место занимала электроразведка (28% всех исследований). Все остальные методы - менее 12%. Второй интервал -это только один 2005 год. Только за один этот год было опубликовано 128 работ! Из них число магниторазведочных работ составляет 42% от общего числа публикаций, а электроразведка и георадар занимают по 26% от общего числа публикаций. Основной комплекс, который применяется в археологической геофизике - магниторазведка + электроразведка - со-

ставляет 16% от всех геофизических работ. Таким образом, электроразведка остается одним из основных методов археологической геофизики. Вместе с георадаром объем электроразведочных исследований превысил количество магниторазведочных работ. Поэтому исследования, направленные на дальнейшее развитие электроразведки, являются актуальными.

Выводы к 1 главе. Поиски искусственных погребенных объектов в силу их особенностей не могут обойтись без применения геофизических методов и, в частности, электроразведки, как наиболее гибкого метода, обладающего огромными технологическими возможностями. Автор, работая в области исследования технических сооружений и археологии, пришел к выводу о необходимости дальнейшего развития теории, методики и способов интерпретации электроразведочных данных.

ГЛАВА 2. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКИ ПОСТОЯННЫМ ТОКОМ И МАГНИТОРАЗВЕДКИ В УСЛОВИЯХ НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД

Разработка методов решения большинства практических задач электроразведки и магниторазведки для объектов, имеющих сложное двумерное и трехмерное строение, потребовала разработки теоретических и компьютерных алгоритмов решения прямой задачи для поля точечного источника в неоднородных средах. В течение нескольких лет последовательно, от простого к сложному, на базе метода интегральных уравнений (МИУ) такие алгоритмы были созданы в соавторстве с А.Г.Яковлевым (Электрическое зондирование..., 1988; Модин и др. 1986). С самого начала было принято решение об использовании именно МИУ, как более понятного с точки зрения физики алгоритма расчета сложных полей (Модин и Яковлев, 1988, 1992).

2.1. Метод граничных интегральных уравнений (МИУ)

Плоская двумерная задача. На рис. 1 показана обобщенная 20-модель плоского геоэлектрического разреза, для которого разрабатывался алгоритм этой задачи. Эта задача объективно соответствует физическому моделированию на электропроводящей бумаге (Модин и др.,1987). Ее отличие от физического аналога заключается в неограниченном пространстве области моделирования. В нижней полуплоскости располагаются включения с кусочно-постоянным распределением удельного сопротивления р, (х,у), где 1 = 1, 2, 3, .... N. Неоднородности могут иметь произвольную форму, могут касаться друг друга и выходить на поверхность земли. Модель возбуждается одним или несколькими источниками постоянного тока.

Рис. 1. Обобщенная модель двумерного геоэлектрического разреза, используемая в программах двумерного моделирования. В верхней части квази-слоистой среды расположены приповерхностные неоднородности. Нижняя часть разреза осложнена глубинной неоднородностью тина зоны малоамнлитудного тектонического нарушения.

Поле в данной модели есть сумма нормального поля питающих электродов Е° (М) и аномального поля Е™ (М), вызванного вторичными поверхностными источниками:

Е(М) = Е° (М)- |Егас1мО(Р,М).1,(РИЬР , (1)

где (1Ь(Р) • (1Ьр } - интенсивность вторичного поверхностного источника тока, расположенного в точке Р, й(Р,М) - функция Грина для полупространства. При этом 1ЦР) численно равно величине плотности аномального электрического тока, стекающего с элемента границы (1Ьр, расположенного в точке Р. При этом значение аномальной плотности тока от вто, 2 Р,~Р, „м

ричных источников 11 = — —-Е получаем, используя граничное условие равенства

Р, А + Р1

нормальной плотности тока на границе неоднородности Е„Е/р,Е = Еп'/р/, и решая интегральное уравнение для всех вторичных источников, где Е„т - нормальная составляющая внешнего суммарного поля всех первичных и вторичных источников тока.

Квазитрехмерная задача (поперечная поляризация). Задача о поле точечного источника постоянного тока на поверхности проводящего полупространства, содержащего двумерную неоднородность, является двумерной по объекту и трехмерной по источнику (Модин и др., 1987). Реально среда и расположение в ней источников первичного поля, а также положение приемных электродов соответствует рис. 1. Наиболее эффективным при решении прямой задачи является подход, основанный на разложении поля на пространственные составляющие, гармонически меняющиеся в направлении простирания структур. Этим способом квазитрехмерная задача сводится к ряду двумерных задач в спектральной области для соответствующего набора пространственных частот ку. После решения задачи на уровне пространственных спектров электрическое поле в реальном пространстве вычисляется с помощью обратного преобразования Фурье. Описанный подход позволяет сократить на несколько порядков время расчета электрического поля точечного источника в двумерных средах. Задача решается в два этапа: сначала для каждой пространственной частоты рассчитываются плотности вторичных источников а потом производится сложение всех решений, полученных на разных частотах. Так как приемники и источники расположены на профиле наблюдений (у =0), то со$(куу) = 1 и косинус-преобразование сводится к обычному интегрированию

£Д*ДО) = £\(х,0,0)--][ 0,=')■/,(*',*„,=')•<//' }с1ку .

К а и

На базе этого алгоритма была разработана программа IГ2ЦЯ1, которая имеет расширенные возможности для расчета электрического поля в реальных средах. В частности, к ее достоинствам относятся: набор из 17 установок, тела сложной формы могут соприкасаться друг

100 {

с другом и выходить на поверхность земли, питающие и приемные электроды могут попадать в неоднородности, зондирования могут выполняться на любой глубине.

Квазитрехмерная задача (продольная поляризация) (Электрическое..., 1988). Для нахождения электрического поля расчет ведется по следующему алгоритму. Сначала производится переход потенциала в спектральную область относительно пространственных частот ку Реально в программе производился расчет спектров по-

Рис. 2. Пример расчета по программе тенциала в интервалах, необходимых расстояний

1Е20Р2. А - продольная, поперечная с

р 1 „„„ по х для разных глубин источников г и прием-

и локально-нормальная кривая ВЭЗ г г

ников г. При этом для каждой частоты составлялась трехмерная матрица значений С4 (Ах,г,г'),

чтобы в последующем можно было легко интерполировать результаты для требуемых точек. Затем в спектральной области на каждой частоте решается СЛАУ (система линейных алгебраических уравнений) относительно спектральной плотности вторичных источников . На следующем шаге производится интегрирование по всем контурам Ьа , и мы получаем спектр аномального электрического поля Е°"°м(кг). Последний шаг - интегрирование спектров электрического поля по всем частотам в требуемых точках

л;

на пк 0; Б - модель геоэлектрического разреза.

ТГ '

Последнее выражение рассчитывается с помощью интеграла типа свертки, к которому его можно преобразовать.

Для расчетов по этому алгоритму была создана компьютерная программа 1Е20Р2. На рис. 2 показаны результаты расчетов по программам 1Е20Р1 и 1Е20Р2. Модель геоэлектрического разреза включает двухслойную среду и проводящую вставку. Данный пример демонстрирует принципиальные различия между тремя кривыми ВЭЗ, рассчитанными в одной точке.

Трехмерная задача электроразведки постоянным током. Математический алгоритм решения этой задачи весьма схож с алгоритмом плоской двумерной задачи и был разработан автором в 1987 (Модин и Яковлев, 1987). Позднее автором совместно с Т.Ю.Смирновой и Е.В. Перваго была создана программа 1ЕЗК1, которая с разными усовершенствованиями дошла до наших дней (Модин и др., 1992; Электрическое зондирование.., 1992). Нынешняя версия программы имеет расширенные возможности, при которых количество вставок может

Расстояние м Разрез (х,21

Рис. 3. Результаты моделирования по программе 1КЗ!< I электрического поля над непроводящей вставкой, расположенной в слоистом разрезе. При расчетах использовалась установка срединного градиента с АВ=60 м, М^-0 5 м, шаг по профилю 1 м, расстояние между профилями 3 м.

достигать 15, число ячеек разбиения поверхности неоднородностей - 6000 штук (это дает возможность при расчетах вводить слоистую среду), верхнее полупространство может быть проводящим, а установки могут быть как ниже, так и выше границы раздела полупространств; имеется возможность расчета векторов электрического поля, при необходимости можно рассчитать ВП, может быть реализован метод заряда. При этом расчет может быть выполнен практически для любой электроразведочной установки. Эта

программа активно используется в процессе обучения студентов старших курсов, а высокое качество расчетов по этой программе протестировано в рамках международного проекта COMMEMI (Жданов и др.,1990). На рис. 3 показаны результаты моделирования по программе IE3R1.

Прямая трехмерная задача магниторазведки для магнитоактивных тел. Исследования на одном из магистральных трубопроводов, выполненные под руководством автора в 1997 г., показали, что структура магнитного поля труб принципиально отличается от магнитного поля природных объектов. Исследование стационарного магнитного поля над стальными трубами потребовало от нас решения прямой задачи магниторазведки над телами, у которых Цотн значительно больше 1. Поэтому под действием внешнего магнитного поля Земли труба всегда поляризуется только вдоль своей оси. Поэтому рассмотрев физическую сторону вопроса, автор решил несколько усложнить задачу и решить ее в общем виде при условии сильного взаимодействия фиктивных магнитных зарядов друг с другом.

Ниже приводится пример численного моделирования магнитного поля от сильномагнитного объекта, рассчитанного по программе MONOPOL (Геоэкологическое обследование.., 1999). Целью моделирования являлось изучение структуры магнитного поля над полой трубой и цилиндром, заполненным магнитным материалом. В результате моделирования было сделано три важных вывода:

1. амплитуда магнитного поля растет непропорционально увеличению магнитных свойств и имеет тенденцию к выходу на асимптоту;

2. увеличение магнитных свойств вещества приводит к более сильной ориентации вектора намагниченности вдоль оси тела;

3. трубу (полый цилиндр) при расчетах можно заменить сплошным цилиндром, что резко сокращает размерность задачи (рис. 4).

Выводы к части 2.1. Автором разработаны теоретические алгоритмы решения двумерных и трехмерных задач электроразведки постоянным током. В течение ряда лет математические алгоритмы автором были воплощены в универсальные компьютерные программы решения прямых задач, которые легли в основу дальнейших исследований.

2.2. Искажения кривых вертикального электрического зондирования

Искажением кривой ВЭЗ называется аномалия кажущегося сопротивления на кривой вертикального электрического зондирования относительно локально-нормальной кривой, рассчитанной для слоистой среды в данной точке. На протяжении почти 20 лег автор целенаправленно развивал это теоретическое направление в электроразведке, так как типизация и описание эффектов искажений имеет решающее, фундаментальное значение для развития методик полевых наблюдений и подходов к обработке данных (Модин и др.. ¡991, 1994). Теория искажений кривых ВЭЗ возникла и развивается до сих пор под влиянием теоретических разработок М.Н. Бердичевского, J1.JI. Баньяна, В.И. Дмитриева в области магнитотеллурических зондирований на базе результатов моделирования электрического поля постоянного тока в сложно-построенных средах (Кусков В.В., Модин И.Н., Яковлев А.Г.. Бобачев A.A.). Численное двумерное и трехмерное моделирование стимулировало ее развитие (Шевнин В.А., Смирнова Т.Ю., Перваго Е.В., Симоне М.И. и др.), и она вошла в теорию электрических зондирований в наше время (Модин и Смирнова, 1992: Электрическое зондирование., ч.2, 1992).

Когда говорят об искажениях кривых ВЭЗ, понимают чисто гальванические эффекты обтекания неоднородностей током, его концентрации в проводниках и тому подобные явления. Несмотря на кажущуюся простоту по сравнению с эффектами в МТЗ. на постоянном токе существует своя специфика формирования аномалий, связанная с существенной неоднородностью первичного поля, поляризующего исследуемые объекты.

Поверхностный и глубинный Р-эффект. Явление, названное академиком М.Н. Бердичевским Р-эффектом, имеет ту же самую природу, что и Shift- эффект в магнитотеллурических зондированиях. Это явление проявляется в виде смещения кривой электрического зондирования вверх-вниз вдоль оси кажущегося сопротивления, когда приемные электроды находятся над локальной неоднородностью.

Рис. 4. Результаты моделирования магнитного поля над трубой и цилиндром. А - графики магнитной индукции над маг-нитоактивными телами; Б - модели трубы и цилиндра.

Различают поверхностный Р-эффект и глубинный Р-эффект. Глубинный Р-эффект приводит к смещению только правой части кривой ВЭЗ в то время, как поверхностный Р-эффект приводит к смещению вверх - вниз кривой ВЭЗ на всех разносах. Такая ситуация возможна, когда приемные электроды MN расположены целиком внутри границ неоднородности, все питающие электроды расположены вне неоднородности и разносы АВ

1 riV/. _/. llUDVJ/AIlUbl ПОШ 1 -Jljn^cni "«А п^дпиридпи-

стями с одинаковой проводимостью: А - кривые ВЭЗ так велики по сравнению с мощностью при-

над горстом И вне структуры, Б - кривые ВЭЗ над поверхностных слоев, что они на кривой ВЭЗ прямоугольной вставкой и вне структуры.

уже не проявляются (рис. 5).

Поверхностный и глубинный С-эффект. Явление, названное М.Н. Бердичевским С-эффектом, присуще только методу сопротивлений. С-эффект получил свое название от английского слова «current», которым обозначаются токовые или питающие электроды. Феноменологически это явление проявляется в виде локальных, постепенно затухающих аномалий кажущегося сопротивления на кривых электрического зондирования, когда один из токовых электродов (или сразу оба электрода А и В) проходят над локальной неоднородностью (рис. 6).

Эффект сопряженных аномалий. Впервые в электроразведке постоянным током на аномалии, связанные с эффектом сопряженных аномалий, обратил внимание в своей диссертационной работе А.Г. Яковлев (1988). При этом по краям аномального объекта, имеющего ограничение по глубине, возникают сравнительно слабые аномалии, знак которых противоположен знаку аномалии над центром тела (рис. 7).

Эффект бокового обтекания впервые был описан в работе (Модин и Самом, 1991). Физическое явление эффекта бокового обтекания хорошо известно всем геофизикам как увеличение площади аномалии кажущегося сопротивления по сравнению с горизонтальными размерами неоднородности. Этот

а в

Рис. 6. Проявление С-эффекта на кривых ВЭЗ. А - проявление С-эффекта в случае, когда питающий электрод проходит над глубинной неоднородностью; Б - проявление С-эффекта в случае, когда питающий электрод А стоит над ценгром глубинной неоднородности, а приемные электроды движутся от тела.

р!/рс

эффект имеет такую же природу, что и Р-эффект, и связан с боковым обтеканием тока высокоомной неоднородности геоэлектрического разреза или втеканием тока в проводящую неоднородность. Его амплитуда меньше амплитуды Р-эффекта из-за отсутствия влияния верхнего полупространства.

Эффект переноса формы возникает в переходных зонах, в которых происходит резкое изменение геоэлектрического разреза. При этом, несмотря на значительные изменения геоэлектрического разреза по вертикали в аномальной зоне, форма кривой ВЭЗ над объектом может практически не измениться и иметь форму аномалии

от вмещающего разреза за счет просачивания тока через Рис. 7. Эффект сопряженных аномалий над

прямоугольной вставкой в случае метода

срединного градиента, АВ=200. Различия в природе формирования аномалий над проводниками и изоляторами приводят к различиям в сопряженных аномалиях.

Графики каж>'Шсгоси сопротивления для |ИШШ'Ш1>Н степенп повреждения оболочки

неоднородность.

Эффект экранирования впервые рассматривался в кандидатской диссертации А.Г. Яковлева в качестве гальванического эффекта при МТ-зондированиях. Было

отмечено, что при увеличении удельного сопротивления и, соответственно, поперечного сопротивления промежуточного слоя наблюдается эффект ослабления аномалии над объектом, расположенным ниже экранирующего промежуточного слоя. Оказалось, что подобный эффект также наблюдается на кривых ВЭЗ.

Эффект проводящей трубы при поперечной поляризации. Эффект проводящей трубы был впервые нами отмечен при опытно-методических работах в 1997 г. на одном из магистральных трубопроводов в Западной Сибири. Труба в хорошей изоляции даже при ассиметричном возбуждении поля, когда второй электрод находится в «бесконечности», производит симметричную аномалию типа максимум с двумя сопряженными аномалиями по бокам (рис. 8). В случае, если изоляция сильно повреждена, возникает асимметричная аномалия. При ЭТОМ между ТОКОВЫМ электродом И про- Рис. 8. Моделирование электрического поля над трубой с частичным

водником возникает максимум за счет концентрации тока, а изоляционным покрытием. Питаю-

г щий электрод находится на пикете

с противоположной стороны трубы возникает минимум за Ха _ _,0 Черным цветом за1фашены

ненарушенные фрагменты изоляции.

Модель трубы с антикоррозионной ишшой (повреждение 50%)

р-30 Омм

счет растекания тока вдоль трубы в плоскости, перпендикулярной нашему чертежу.

Эффект концентрации тока при продольной поляризации проявляется в том, что под неоднородностью геоэлектрического разреза возникает аномалия со знаком, противоположным по отношению к сопротивлению неоднородности (Модин и др., 2005). При этом аномалия очень медленно затухает, и поле нормализуется только в области сравнительно больших разносов. В области больших разносов при формальной одномерной интерпретации появляется фиктивная неоднородность. Кроме того, это явление характеризуется возрастающими круче 45° правыми ветвями рк (рис.9).

Выводы к части 1.1. С помощью разработанного автором програлшного обеспечения выполнен большой объем численного моделирования. В результате обобщения данных моделирования и анализа поведения электрического поля над двумерными и трехмерными горизонтально-неоднородными средами автором была разработана теория искажений электрических зондирований, которая легла в основу методик и технологий двумерной и трехмерной электроразведки на постоянном токе.

2.3. Принцип эквивалентности

По определению Б.К. Матвеева (1982) эквивалентность в понимании геофизика - это практическое равенство однотипных физических полей разным моделям строения геологического разреза. В данном разделе диссертационной работы автор обобщает понятие о принципе эквивалентности в рамках 1D моделей среды (горизонтально-слоистого разреза) и для 2D- и 3D- сред.

Эквивалентные соотношения для одного слоя. С появлением быстрых и точных программ расчета кривых ВЭЗ в середине 80-х годов стало возможным увидеть расширенные границы действия принципа эквивалентности для горизонтально-слоистого разреза (ГСС). Впервые подобные расчеты произвел Б.П. Петрухин (1988). Было установлено, что пределы действия принципа эквивалентности практически шире, чем показал A.M. Пылаев. При этом они не укладываются в прямые линии S и Т, а заметно отклоняются от них. Пылаев делал свои построения, исходя из реальной точности тех приборов и методик, которые были на вооружении геофизиков в конце 30-х годов прошлого века. К началу 80-х годов ситуация

рассиншмя. и

"Т " liTM^MUi и II 100 5

Рис. 9. Моделирование для продольной установки над проводящей двумерной неоднородностью. Индекс кривой - расстояние точки зондирования от центра неоднородности.

изменилась и на смену старым приборам типа ЭСК-1 и АНЧ-1 пришли приборы, хорошо отработанные схемотехнически, защищенные от промышленных помех и серьезно выверенные в ходе опытно-методических исследований. В последнее время в практике электроразведочных работ используются точные приборы МЭРИ-24, ЭРА-Мах и ЭРП-1. Технические точности этих приборов обычно лучше, чем 3.5%. Иногда удается методически произвести измерения в рамках 1% точности (мониторинговые измерения с постоянным контролем тока и с постоянно закрепленными электродами). Это, в свою очередь, приводит к резкому сужению действия принципа эквивалентности. Однако, открытие С-эффекта и других искажающих кривые ВЭЗ явлений показало, что в рамках Ш - интерпретации, вероятно, добиться очень высокой точности невозможно.

Эквивалентные геоэлектрические разрезы. Для горизонтально-слоистых сред принцип эквивалентности не дает напрямую решать геологические задачи, опираясь только на данные электроразведки. Разброс параметров слоев по результатам формальной интерпретации может быть значительный. Если разрез состоит из последовательности тонких слоев, то в этом случае результаты интерпретации будут особенно неустойчивыми. Все разрезы, для которых наблюдаемое электрическое поле укладывается в определенный, как правило, небольшой разброс по точности, следует считать эквивалентными. Таким образом, принцип эквивалентности охватывает широкий класс моделей геоэлектрического разреза, для которого электрическое поле, наблюдаемое на поверхности земли при разных расстановках питающих электродов АВ, будет практически одинаковым.

Эквивалентность и функции Дар-Заррук. Введенные Майе и Орелланой эффективное сопротивление и эффективная глубина качественно описывают поведение кривых ВЭЗ от разноса:

Кривые ХЯ. обладают одной удивительной особенностью: все слои на кривой проявляются по степени их воздействия на электрическое поле. При этом, в отличие от кривых ВЭЗ, на кривых четко видны диапазоны разносов или эффективной глубины, в которых проявляются те или иные слои (Модин и Шевнин, 1982). В результате расчетов, выполненных автором (Модин и др., 1986), оказалось, что кривые Т5Ъ являются оценочными формулами для распределения поля электрических токов в слоистом разрезе, основанными на обычном интегральном законе Ома для участка цепи. Таким образом, проявленность каждого слоя за-

.15 .10 .1

ключается в его Т и в параметрах, что наглядно и просто показывается в графиках функций Дар-Заррук.

Эквивалентность в двумерных и трехмерных разрезах. При поперечной поляризации высо-коомных объектов и продольной поляризации проводников (рис. 10) возникает эквивалентность, связанная с интегральными параметрами объектов 8 и Т. Впервые действие принципа эквивалентности отметила в своей диссертационной работе Т.Ю. Смирнова (1995) и статье (Модин и Смирнова, 1991). Продольная поляризация высокоомных объектов практически не создает аномального поля, поэтому мы не будем ее рассматривать. Автором выполнены численные расчеты, которые показали, что для широкого класса неоднородностей при од-

Рис. 10. Эквивалентные двумерные разрезы новременном изменении мощности и сопротивле-для горизонтальных проводящих пластов,

имеющих одинаковую продольную проводи- ния> наблюдаются одинаковые поля. При этом эк-

мость 5 = 2, верхняя кромка 11] = 9 м, сопро-

' ' Г вивалентность наблюдается для всего псевдоразре-тивление вмещающего разреза 100 Ом м. А - г г

11=2, р=1. Б - 11=4, р=2. В - 11=6, р-3. Г - Ь=! р=4.

за кажущегося сопротивления в целом.

Эквивалентность для поляризующихся 2Р и ЗР неоднородностей. Пластовые тела, обладающие избыточной поляризуемостью, образуют аномалии, которые зависят, прежде всего, от объема электронных проводников, рассеянных внутри объекта. На рис. 11 показаны три варианта эквивалентных разрезов, которые дают практически одинаковые аномалии кажущейся поляризуемости. Заряды вызванной поляризации в этом случае образуются на торцах неоднородностей, обращенных к питающим электродам. Аномалия ВП формируется под действием диполя, момент которого определяется его длиной, толщиной пласта И и избыточной поляризуемостью.

Таким образом, в методе ВП в случае 20- и ЗЭ- разрезов встречается эквивалентность по множеству параметров. То есть произведение всех неизвестных параметров, которое мы реально можем определить, дает одну, но очень важную с точки зрения поисков величину, которая определяется общей массой электронных проводников в рудном теле.

Эквивалентность в 2Р- и ЗР-разрезах при высоких контрастах сопротивлений и уменьшение аномалий вызванной поляризации. Суть этого типа эквивалентности заключается в том, что, если до бесконечности увеличивать контраст тел по сопротивлению, мы

все равно не увидим дальнейшего увеличения аномалии р„. В данном случае причина кроется в самой природе аномалий электрического поля на постоянном токе. Амплитуда этих аномалий определяется коэффициентом отражения, который в пределе может принимать два крайних значения: +1 в случае высокоомного тела и -1 для проводника. Этот эффект имеет

два важных следствия С точки зрения рнс ц Эквивалентные поляризующиеся объекты в виде

прямоугольных пластов, расположенных горизонтально.

принципа эквивалентности.

Следствие 1. При высоком контрасте электрических свойств локальной неоднородности по отношению к вмещающему разрезу принципиально невозможно определить электрическое сопротивление неоднородности.

Следствие 2. Явление ВП приводит к увеличению удельного сопротивления при поляризации вещества под действием протекающего электрического тока. Кажущаяся поляризуемость является производной от аномалии кажущегося сопротивления, поэтому при объемной поляризации в области высоких контрастов сопротивлений объектов, аномалии г|к будут практически отсутствовать (рис. 12).

Зависимость Формы аномалий ВП от структуры вмещающего геоэлектрического разреза. Метод срединного градиента имеет заслуженную репутацию одного из самых информативных методов геофизики. Однако, важная проблема, связанная с формированием аномалий ВП в зависимости от вмещающего геоэлектрического разреза, так и оставалась до конца неисследованной (Модин и др., 1987; Модин и Шевнин, 1988). В последние годы в связи с возобновлением поисков и разведки рудных месторождений сильно оживился интерес к методу ВП. Сейчас при съемках ВП основной упор, как и 30 лет назад, делается на работах методом срединного градиента. Однако, структура

Модель 1

V* , Л /

» 1 * 1

■ ■ 2 12 Пц.% г

Чц.» '«Л

0.001 Л 0.01 х.м -5 5 0.1 Х.м

□ □ ■

1 10 100

Рис. 12. Аномалии кажущейся поляризуемости над прямоугольной вставкой с различным контрастом по сопротивлению но отношению к вмещающей среде. Избыточная поляризуемость объектов 50%. Поляризуемость вмещающего разреза равна 0. Индекс иод моделью - сопротивление неоднородности. Сопротивление вмещающей среды 1.

сложно построенных рудных полей и, соответственно, геоэлектрического разреза может вызывать аномалии ВП, к природе которых необходимо относиться весьма осторожно. В качестве яркого примера на рис. 13 показана рудная зона, в центре которой есть аномалия ВП, но нет рудного объекта.

Выводы к части 23. Численное моделирование и обобщение ранее полученных результатов, выполненные автором, показали пределы действия принципа эквивалентности для слоистых и горизонтально-неоднородных сред. Выявлены новые закономерности в структуре электрического поля и поля ВП в присутствии локальных неоднородностей геоэлектрического разреза, которые должны учитываться при интерпретации электроразведочных данных.

2.4. Границы между моделями геоэлектрических разрезов

В этой части автор проанализировал две основные ситуации: переход от одномерных, слоистых моделей к двумерно-неоднородным средам и переход от двумерных к трехмерным средам, когда границы слоев могут проходить на некотором удалении от профиля наблюдений. В последнем случае установка не пересекает границ неоднородностей. Однако, они определенно оказывают воздействие на электрическое поле.

Границы и переходные зоны одномерных и двумерных моделей. С помощью программы двумерного моделирования выполнены численные расчеты кажущегося сопротивления для проводящих и высокоомных вставок, имеющих форму пластов. При расчетах использовалась симметричная установка Шлюмберже. В качестве критериев глубинности и масштабности выбраны два относительных параметра: первый характеризует относительную вытянутость объектов в вертикальном направлении Ь/Ь, который меняется в каждой серии расчетов от 2 до 64; второй параметр определяет горизонтальную соразмерность объектов и максимальных разносов 17АВтах. При этом последний параметр изменяется от 0.05 до 1.6. Каждый разрез подвергался формальной одномерной интерпретации по программе 1Р12\¥т, и в конце производилась оценка качества интерпретации.

градиента. Аномалии кажущейся поляризуемости и кажущегося сопротивления (А) в условиях горизонтально-неоднородного разреза (Б). АВ=400 м.

В результате анализа полученных данных моделирования автору удалось построить схему, которая показывает границы между двумерными и одномерными моделями геоэлектрического разреза для тел пластовой формы (рис. 14). Из схемы видно, что двумерные модели характеризуются большими разносами электроразведочных установок и сравнительно малыми горизонтальными размерами тел. При разносах АВ, соответствующих размерам неоднородности, модель соответствует промежуточной зоне, в которой одномерная интерпретация может дать только удовлетворительный результат. Для хорошего соответствия геоэлектрического разреза горизонтально-слоистому разрезу необходимо, чтобы горизонтальные размеры неоднородности были на порядок больше максимального разноса.

Физическая граница между двумерными и трехмерными объектами. Расчеты были выполнены по программе IE3Win6000, которая позволяет производить моделирование над пластовым телом толщиной 5 м, длиной 400 м и шириной до 200 м при глубине верхней кромки 5 м. Было выполнено два цикла расчетов для проводника и изолятора. Максимальный разнос АВ составлял 200 м. Из результатов моделирования вытекает, что кривые ВЭЗ, которые можно интерпретировать в рамках горизонтально-слоистого разреза, могут быть получены только в тех случаях, когда установка расположена целиком внутри горизонтальной области пласта и боковые границы при этом удалены более чем на разнос АВ/2. Одномерная интерпретация может выполняться при максимальном разносе АВ/2 и положении точки записи точно в геометрическом центре неглубокого пласта (АВ/2 > h] и 1ъ ), если минимальные

горизонтальные размеры пласта вдоль установки составляют не менее 1,1'АВ, а минимальные горизонтальные размеры поперек пласта равны АВ.

Выводы к части 2.4. В результате одномерного, двумерного и трехмерного моделирования электрического поля автором установлены границы между 1D- и 2D- моделями среды, которые кроме разреза зависят от геометрии установки и ее расположения относительно объектов исследования. На ряде примеров автором показано влияние боковых границ 3D-неоднородностей и установлено, что размеры этого влияния соизмеримы с разносом установки ВЭЗ. Эти соотногиения должны лечь в основу интерпретагщи данных электрических зондирований.

АВтах/Ы 100

30« А

/" / ш

/ / т-' i

/ ' # /

100

L/h

Рис. 14. Граница между двумерными и одномерными моделями среды.

ГЛАВА 3. МЕТОДИКА И АППАРАТУРА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЙ СТАЦИОНАРНЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ГОРИЗОНТАЛЬНО-НЕОДНОРОДНЫХ СРЕД

Традиционно для изучения горизонтально-слоистых сред технология электрических зондирований осуществляется в варианте, когда расстояния между питающими и приемными электродами, или так называемые разносы, возрастают в геометрической прогрессии, что нашло свое отражение в монографиях О. Куфуда (1984), и В.П. Колесникова (1981). Однако, в начале 80-х годов прошлого века стало понятно, что модель горизонтально-слоистого разреза лишь приблизительно отражает строение верхней части геологического разреза. Теоретические разработки, в которых активно принимали участие сотрудники Московского университета Модин И.Н., Кусков В.В., Яковлев А.Г., Шевнин В.А. и Бобачев А.А., показали, что методика и технология классических зондирований не отвечает требованиям двумерной съемки. В 1991 г. автором была разработана универсальная программа двумерного моделирования, в которой можно было рассчитывать поля над любыми сколь угодно сложными средами. И вскоре после этого в результате теоретических расчетов автор обнаружил явление, которое впоследствии было названо С-эффектом. Следствием этого события была разработка новой технологии двумерной электроразведки. Во-первых, теперь интерпретация данных проводится в рамках двумерной блоковой структуры, что значительно повышает достоверность результатов электрического зондирования. Во-вторых, все блоки и электроды имеют четкую привязку к координатной сетке двумерного разреза, и вопрос о точке записи отпадает автоматически. В-третьих, в методическом плане двумерная технология электрических зондирований стирает грань между ВЭЗ и электропрофилированием.

3.1. Технологии изучения двумерно-неоднородных сред

Сплошные электрические зондирования (СЭЗ>. Для проведения работ методикой сплошных электрических зондирований нами используется трехэлектродная комбинированная установка Шлюмберже(\) AMN+MNB, которая получила название установка сплошных электрических зондирований (Модин и др., 1995), (Электроразведка..., 2005). Она предпочтительнее других установок, так как позволяет разделить аномалии С-эффекта установки AMN и MNB. Комбинированная установка дает два изображения, в которых горизонтально-слоистый разрез проявляется одинаково, а глубинные неоднородности - по-разному. Электрод С обычно относится в "бесконечность" на расстояние (3-7)-АО ша\ в направлении, перпендикулярном направлению профиля. На каждой точке зондирования приемные электроды MN неподвижны, питающие электроды А и В движутся в разных направлениях с линейным шагом (2) AN=Ni - Ni-1. Шаг установки по профилю равен шагу по разносам (3) и

обычно составляет от 1 до 25 м. В случае маленького шага применяется установка для изучения археологических объектов с максимальным разносом АО не более 25-30 м. В случае большого шага максимальный разнос составляет порядка 150 - 200 м. Для оптимизации и ускорения процесса сбора данных используется коса, которая постепенно перемещается с линейным шагом по профилю наблюдений, используя заранее расставленные электроды. Отличием СЭЗ от современной технологии электротомографии является использование отдельных измерительных электродов (4). С одной стороны, это приводит к замедлению процесса измерений, а с другой стороны позволяет использовать дополнительные малые разносы. При шаге 5 м в технологии электротомографии первый разнос составляет 7.5 м, а в СЭЗ, как правило, используются 1.5, 2 , 2.5, 3.5 и 5 м.

Технология точечных сплошных зондирований. Термин «точечные зондирования» предложен Б.Г. Сапожниковым для описания бесконтактных зондирований. Эта технология подразумевает измерение на множестве приемных электродов, которые постепенно отодвигаются от питающего электрода с увеличением разноса. Для одномерной технологии - это вынужденная мера. Сильный шум от Р-эффекта может сделать кривые ВЭЗ практически непригодными для интерпретации. С точки зрения двумерной электроразведки принципиальной разницы между точечны-

ми зондированиями и сплошными зондированиями нет, так как используется линейный шаг по разносам, равный шагу по профилю. И при этом достигается дополнительное удобство: когда питающий электрод зафиксирован, технологически значительно легче коммутировать и перемещать приемные электроды. В частности такой сбор данных сильно ускоряет процесс съемки при использовании многоканальных систем. Точечные зондирования используются при работах, когда

RmuitHSm

Первое ^ 400 м

АВ

r^uwtoo МЛМ

А ню» »¡®_B„esuSi!j

Восьмое

АВ Гехржс®

Д 1400 м Ав,ООС

Коса№2

400 м

Коса N»3 400 м

имвп-а _ имея« имап-в

su^JSiiiS -IsSsJ

Девятое АВ

Д 1400 и

400 м

Коса №3 400м ^ Имиришь HtUtfWWk.

имвп-э имел-«

: х. ~ Ц' к.16 (-: IL

Рис. 15. Схема глубинной электротомографической установки для производства точечных электрических зондирований ВП. В данном случае максимальный разнос достигает 1225 м, что дает возможность производить зондирование на глубину более чем 250 м

требуется глубина исследования свыше 300 м. Схема такой установки показана на рис. 15. Здесь хорошо заземленный питающий электрод постепенно наступает на установку. Второй питающий электрод находится в «бесконечности» и время от времени подтягивается к рабочему электроду. Ближайшая к питающему электроду коса, постепенно уступая место электроду А, затем перемещается в голову установки.

Электротомография - современный метод разведочной геофизики, который становится основной технологией при решении сложных двумерных и трехмерных задач инженерной геологии, гидрогеологии, геоэкологии, археологии, а также для поиска и разведки рудных месторождений (Модин и др. 2010), (Модин и Владов, 2009). В развитии метода решающую роль СЫГ- рис. ]б. Схема электротомографической уста-рали M.H.Loke и R.D. Вагкет (1995). В нашей новки стране главную роль в развитии этой технологии

сыграли И.Н. Модин, A.A. Бобачев, М.Н. Марченко, A.A. Горбунов и В.А. Шевнин (Многоэлектродные электрические зондирования..., 1996; Модин и др., 2006; Модин и Бобачев, 2008). Сформулируем основные особенности электротомографии (рис. 16):

• линейный шаг по разносам, равный шагу по профилю;

• одни и те же электроды используются в качестве приемных и питающих, при этом токи в AB не превышают 1 -2 А;

• для получения данных используются многоэлектродные косы (как правило, на 48, 64, 72 или 96 электродов), в которых электроды переключаются либо с помощью встроенных в станцию коммутаторов, либо встроенных в электроды интеллектуальных устройств, которые управляются по специальным каналам внутри косы;

• управление и сбор данных осуществляется станциями, кото-

Рис. 17. Электроразведочная рые работают в автоматическом режиме по заданным прото-

станция «Омега-48».

колам подключения четырехполюсников ABMN (лучшие образцы станций являются многоканальными);

• в качестве основных установок нами используются трехэлектродная Шлюмберже AMN+MNB и в ряде случаев дипольная осевая ABMN;

• для интерпретации данных используются программы автоматической двумерной инверсии.

В 2007 г. группой компаний ООО «Логис» и ООО «НПЦ Геотех» совместно с ООО «НПЦ Геоскан» и лабораторией малоглубинной геофизики МГУ им. М.В. Ломоносова при участии автора начата разработка принципиально новой отечественной электроразведочной станции для электротомографии, получившей название «Омега-48» (рис. 17). Такое объединение интеллектуальных сил специалистов по аппаратуре, геофизиков-методистов и практиков потребовалось для решения сложнейших аппаратурно-методических проблем (Модин и др., 2010). К концу 2008 г. разработка аппаратуры была завершена и в январе 2009 г. проведены первые успешные промышленные испытания опытного образца. Прибор проходил множество тестов сначала в лаборатории, потом в полевых условиях на геофизическом полигоне в д. Александрова Калужской области, а затем в зимних производственных условиях при обследовании ряда объектов в Ярославской и Вологодской областях. В настоящее время доработка станции выполнена и начато ее серийное производство. К началу 2010 г. в России появились 4 отечественных электротомографических прибора: Скала-48 (г. Новосибирск), ERA-MultyMAX (г. Санкт-Петербург), EGD-48 (г. Красноярск) и Омега-48 (г. Раменское). Таким образом, завершился почти 20-летний цикл исследований, посвященных развитию методики двумерной электроразведки, начатых автором в 1991 г.

Технологии анватооных зондирований. При участии автора диссертационной работы за последние 15 лет были разработаны и испытаны на реальных объектах два типа электроразведочных станций, предназначенных для исследования малоглубинных пресноводных акваторий. Первая станция, которую сконструировал Д. Коларов, была традиционного типа, основанного на последовательной коммутации питающих и приемных линий. Ее преимущества заключались в том, что в процессе съемки для производства зондирований использовалось большое множество линий АВ и MN, проводились измерения естественного поля с приемными линиями различной длины, температурного поля и удельного электрического сопротивления воды. Кроме этого, предусматривалась работа станции под системой Windows (системное программирование С.И. Волкова), что для середины 90-х годов было пионерской работой. Вторая станция, созданная на основе ИМВП-8, отличается технологической простотой, соответственно, небольшими габаритами и весом. Работа с этой станцией может производиться с помощью любого легкого плавсредства. Основным достоинством этой станции является сбор данных с помощью инверсной установки, в которой коммутация разносов проводится приемными линиями. Сочетание ИМВП-8 с такой методикой позволило создать теоретически идеальную установку зондирования, в которой в режиме непрерывного перемещения шаг между точками зондирования может быть сколько угодно мал. В результате удается построить такую схему обработки данных, которая ведет к возможности выполнения 20-инверсии данных (рис. 18).

ОР81*

имвп+А8Т(гл

.".' А. В

Рис. 18. Схема акваторной электроразведочной установки.

Выводы к части 3.1. Автором разработана и внедрена технология двумерной электроразведки, которая получила название сплошные электрические зондирования и которая стала основой для метода электрической томографии. Разработанная по техническому заданию автора, промышленная электроразведочная станция «Омега-48» превратила электротомографию в метод, доступный для геофизиков, работающих в области технической, археологической и инженерной электроразведки. Появление новой аппаратуры привело к значительному скачку в производительности и качестве геофизических работ.

3.2. Векторные измерения электрического поля (ВИЭП) над трехмерно-неоднородными

объектами

Основные положения метода. Электрическое поле, измеряемое в методе сопротивлений, является векторной величиной. При традиционной съемке измеряется только модуль одной радиальной компоненты поля. Это правомерно для горизонтально-слоистой среды, когда вторая компонента поля практически равна нулю. При этом радиальная компонента измеряется устойчиво и практически никогда не меняет своего знака. Но при измерениях в двумерных и трехмерных средах появляется У - составляющая поля, сравнимая или превышающая Ех компоненту. В неоднородных средах аномальная часть поля Еан,х может быть во много раз больше первичного поля Е0,х и может не совпадать с ним по знаку. В результате кажущееся сопротивление может принимать отрицательное значение, а по величине во много раз превосходить удельное сопротивление вмещающей среды. Отсюда возникает идея векторной съемки, т.е. измерения не одной, а двух или трех компонент поля с учетом знака принимаемого сигнала. При этом выполняется нормировка поля к модулю плотности первичного тока

Рк = Ефо|| , где М = ^0,х2 + Зо,у2 ■

Такое определение кажущегося сопротивления дает большие преимущества при анализе полей в сложных средах. Во-первых, и это самое важное, мы переходим от амплитудной характеристики кажущегося сопротивления к его пространственной структуре. Во-вторых, величина кажущегося сопротивления теперь не будет принимать очень больших

: э So

•gllji» I 11.0

В 1>.U

& П.) S-»I

Расстояние, и

Рис. 19. Карта кажущегося сопротивления для установки потенциала над высокоомной неоднородностью. Численное моделирование по профамме 1ЕЗН1.

значений по абсолютной величине. В-третьих, направление вектора кажущегося сопротивления будет совпадать с вектором электрического поля. В свою очередь, измеряемое электрическое поле есть сумма первичного и вторичного (аномального) поля. Первичное поле формируется под влиянием вмещающего слоистого разреза. Вычитание первичного поля из суммарного наблюденного поля приводит к тому, что остаточное поле будет связано только с вторичными источниками (зарядами), которые возбуждаются на поверхностях неоднородностей. На рис. 19 отчетливо видно появление вторичных зарядов разного знака на торцах высокоомной неоднородности под действием первичного поляризующего поля.

Идея векторной съемки заключается в том, чтобы при каждой поляризации в остаточном поле с помощью аномальных векторов кажущегося сопротивления обнаружить скопление вторичных зарядов определенного знака и для множества положений питающего электрода построить границы неоднородности, используя перемещение вторичных зарядов по этим границам. Таким образом, векторная съемка является вариантом трехмерной электроразведки, а обратная задача решается изучением структуры аномального электрического поля, источниками которого являются вторичные заряды, расположенные на поверхности неоднородности.

Идея метопа квазидиполей. Вычисление аномального поля над локальной трехмерной неоднородностью, то есть поля вторичных источников, образующихся на ее границах, само по себе является достаточно сложной задачей, требующей значительных вычислительных затрат. Вместе с тем, структура этого поля близка к структуре поля электрического диполя. Это следует из экспериментальных материалов и теоретического анализа поля. Представление

^ П1|шиш yf и..л.,и* ,н.т.1 lutuil — ^ Biutpi

Рис. 20. Структура электрического поля в методе ВИЭП. 2D моделирование нормального и аномального электрического поля и векторов кажущегося сопротивления для проводящей вставки в однородном полупространстве. Расчеты выполнены по программе A.A. Бобачева.

о дипольной структуре аномальных полей используется при постановке и решении вычислительной задачи. В рамках этого приближения упрощается решение как прямой, так и обратной задачи, поскольку поле диполя имеет аналитическое выражение (Modin&Gorbunov, 2000).

Таким образом, в первом приближении вторичное электрическое поле создается парой зарядов, расположенных на поверхности неоднородности (рис. 20). Так как определены координаты (ха, ул, 0) и амплитуда точечного источника первичного поля, под воздействием которого эта пара образовалась, то после статистической обработки мы можем в каждой точке определить первичное поле и вычесть его из наблюденного. В результате требуется определить положение центра квазидиполя, его ориентацию в пространстве, полярность и интенсивность вторичных источников поля. Подход к интерпретации данных ВИЭП, предложенный нами, состоит в определении по измеренному полю положений некоторых точек с последующим этапом геологической интерпретации. Подобный подход хорошо известен в интерпретации потенциальных полей. Следует отметить метод Цирульского и алгоритм Трош-кова - Грозновой. В электроразведке близкие идеи для интерпретации данных традиционных методов развивает K.M. Ермохин. В его подходе к интерпретации модель среды заменяется эквивалентным ансамблем диполей.

Вопрос о модели вмещающего слоистого разреза - самый острый в методе ВИЭП. В результате экспериментов было показано, что в рамках базовой интерпретационной модели допустима оценка нормального кажущегося сопротивления по кривой, аппроксимирующей среднюю кривую из совокупности всех полевых значений кажущегося сопротивления (Мо-дин и др., 1999; 2003). Кроме этого, для исследования вмещающего разреза вокруг неоднородности выполняются отдельные электрические зондирования.

Аппаратура для метода ВИЭП. Для выполнения работ по технологии векторной съемки можно использовать два типа аппаратуры. Первый тип аппаратуры (постоянного тока) всегда применялся и до сих пор применяется в институте ПНИИИС. Ее использование дает неоспоримые преимущества наряду с очевидными недостатками. Поэтому при составлении технического задания для разработки станции ЭРП-1 (фирма «Линия», г. Севастополь) нами была запланирована функция определения фазы измеряемого сигнала, реализованная в про-мышленно выпускаемом приборе. Значительные по объему измерения ВИЭП с этим прибором выполнены в 2009 г. на Бородинском поле и на переходах трубопроводов через дороги.

Метод ВИЭП получил дальнейшее развитие в связи с созданием электротомографической станции «Омега-48». Поскольку эта станция работает в режиме постоянного тока с использованием низкочастотных переключений сигналов прямоугольной формы разной полярности, создается благоприятная ситуация для быстрой автоматизированной съемки ВИЭП. При этом станция используется, в основном, как измерительный 10-и канальный прибор, в котором сегменты кос кладутся не в одну линию (как это принято в 2П-элсктротомографии), а по двум параллельным профилям (рис. 21). В этом случае реализуется возможность быстрой съемки сигналов с помощью взаимно перпендикулярных МЫ, а генераторный сигнал возбуждается в выведенных линиях многоэлектродной косы. В результате применения станции скорость и качество измерений возросли значительно.

Выводы к части 3.2. Автором разработаны основы трехмерной электроразведки постоянного тока, получившей название «Векторные Измерения Электрического Поля». Технология ВИЭП дает возможность изучать трехмерные объекты в стороне от профиля наблюдений, что создает дополнительные возможности при изучении объектов в стесненных городских условиях. Применение станции «Омега-48» резко увеличило производительность и качество двухкомпонентных измерений электрического поля. 3.3. Технология измерения глубины свайных конструкций

Глубина свай является одной из важных характеристик при исследованиях состояния фундаментов различных сооружений. К сожалению, при строительстве не всегда сваи заглубляются на проектную и документированную глубину. Для принятия инженерных решений по состоянию сооружений, фундамент которых базируется на сваях, возникает проблема оценки глубины их заложения. Автором (Геоэкологическое..., 1999) предложена технология определения глубины забоя железобетонных свай. Она основана на изучении структуры электрического поля сваи в земле. Особенностью данной технологии является использование отношения поля сваи к полю точечного источника, установленного рядом со сваей. Эта технология применяется для подавления случайных аномалий от Р-эффекта. Такие измерения успешно выполнены на множестве объектов в Западной Сибири, Москве и Подмосковье. Развитие данного направления автор связывает с использованием электротомографических станций.

Положение электродов

ПИТ1ЮЩМК изы«рит«льныя X и V

Рис. 21. Схема установки ВИЭП с аппаратурой Омега-48.

Выводы к части 3.3. Автором разработана электроразведочная технология определения глубины свайных железобетонных конструкций, в основе которой лежит анализ поля линейного проводника конечной длины.

3.4.Структура постоянного магнитного поля вблизи магнитоактивныхтел и их экспериментальное измерение

В результате экспериментов, выполненных автором (Геоэкологическое..., 1999), можно сделать следующие выводы:

1Е+8

£ 1Е+7

§ 1Е+6

| 1Е+5 л

о. 1Е+4 Ё £

О 1Е+3 1Е+2

ттг| | г^тттт! 10 100 Период, метры

1000

Рис. 22. Периодограмма магнитного поля вдоль оси трубопровода.

1. Поле ДТа над трубами имеет сложную природу, резко меняется вдоль оси трубопровода и связано, прежде всего, с длиной сегментов труб (стандартный размер труб 11.5 м), сорта и качества стали, объемом металла в трубе (рис. 22).

2. В результате математического моделирования раскрыта природа аномалий магнитного поля над трубой. Показано, что вектор намагниченности трубы, в основном, формируется под действием термоостаточной намагниченности.

3. Оценки влияния постоянного тока катодной защиты на формирование стационарного магнитного поля показывают, что величина такого влияния может составлять 10-15 и более процентов от величины аномального поля.

4. Результаты компьютерного моделирования показывают, что для оценки технического состояния труб необходимо измерять три компоненты вектора магнитного поля.

5. Наблюдения переменного магнитного поля на частоте 100 Гц (одна из составляющих токов катодной защиты) показали, что на некоторых участках трубопровода возникает увеличение поля, что связывается с эффектом возврата тока из вмещающей среды в проводник.

6. Установлено, что участки возврата тока в трубу соответствуют зонам нестабильности поля магнитной индукции (рис. 23). По мнению автора, объяснение этого явления лежит в области сложных электрохимических процессов, которые могут приводить к изменению переходного сопротивления между грунтом и металлом трубы.

Выводы к части 3.4. Автором проведены исследования магнитного поля над магистральными трубопроводами. Было установлено, что магнитное поле является важнейшим

характеристикой объекта, которая указывает на конструкционные особенности трубопровода, состояние его изоляции и состояние поверхности металла.

ГЛАВА 4. ПРИМЕРЫ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ПОИСКОВ ПОДЗЕМНЫХ ОБЪЕКТОВ И СООРУЖЕНИЙ

В главе 4 рассматриваются отдельные примеры применения электроразведки для изучения технических объектов и археологических памятников. Представленные в данной работе методические подходы, аппаратура, способы обработки и интерпретации разрабатывались автором в ходе разнообразных полевых исследований и только исходя из конкретных практических задач. Необходимо отметить, что под руководством автора, используя новые методики, подходы и способы интерпретации данных, только за последние 10 лет были выполнены исследования более чем на 150 объектах.

Примеры решения технических задач. Особенностью решения геотехнических задач является большое разнообразие способов и приемов выполнения натурных геофизических измерений, а также способов обработки и интерпретации данных, которые были разработаны автором в течение нескольких лет.

В части 4.1 рассматриваются результаты исследований на проблемных участках насыпей Московской железной дороги. Верхняя часть насыпи характеризуется достаточно высокими электрическими сопротивлениями щебня и песка, низкими значениями диэлектрической проницаемости и, соответственно, высокими скоростями распространения электромагнитных волн (ЭМВ). Для щебня скорость ЭМВ принята 0,25 м/нс, а руд меняется от 5500 до 30000 Ом'м. Для песка скорость ЭМВ падает до 0,17м/нс, а руд имеет значения от 1500 до 5000 Ом' м. Особенностью железнодорожной насыпи является наличие зоны контакта между слоями с холодным и теплым воздухом, которая ведет к появлению слоя увлажнения, толщина которого составляет от 0,3 до 0,5 м. Эта зона оказывает сильное воздействие на форму кривой ВЭЗ. В георадарных разрезах уверенно прослеживаются две границы. Первая граница проявляется на временах порядка 5-10 не, что соответствует подошве щебенистого слоя. Наиболее яркая граница на временах 3050 не приурочена к контакту песков и основания насыпи.

В части 4.2 рассматриваются комплексные речные геофизические исследования в окрестностях г. Мюльрозе (Германия).

' 4М *Vj..... "«W «>ч> it»"-""-' \ J»» *'

Рис. 23. Сопоставление магнитных полей над трубопроводом. А - Регистрация токов катодной защиты: основной и контрольный проход на частоте 100 Гц. Б - График изменения стационарного магнитного поля во времени по результатам 16 проходов по профилю.

С помощью речного электроразведочного комплекса были проведены полевые измерения ЕП (Модин и др., 1985), резистивимет-рия и дипольное осевое электрическое зондирование (ДОЗ) в окрестностях города Мюльрозе (Германия). Геофизические исследования системы канал Одер - Шпрее-озеро Катарины показали эффективность аппаратуры при решении гидрогеологических задач. Полученные результаты указывают на сложное взаимодействие резервуаров поверхностных вод через подземные воды (рис. 24).

Питание о. Катарины осуществляется перетоком вод из озера Мюльрозе через водопроницаемый перешеек. Дальнейшая разгрузка воды из озера Катарины происходит частично поверхностным стоком через канал, частично с помощью подземных вод. свидетельствует об отсутствии или разрушен!

Рис. 24. Графики иеп, восстановленные по трем проходам из наблюденных ¿Шх, (А) и р воды (Б) вдоль канала Катарины и схематический геологический разрез по данным электрических зондирований и ЕП (В). Стрелками показано направление движения воды.

Наличие аномалий ЕП на канале одер-Шпрее и гидроизолирующего слоя в ложе канала.

В части 4.3 обсуждаются работы на трубопроводах, выполненные автором и его коллегами. Результаты, полученные под руководством автора на трассах магистральных трубопроводов в Западной Сибири и Подмосковье, нашли широкое применение в позиционировании и диагностике состояния действующих трубопроводов. В ходе исследований установлено, что методы измерения постоянных потенциалов катодной защиты и переменной составляющей токов катодной защиты с магнитной антенной могут эффективно решать задачи позиционирования труб в плане по компонентам Ну и по глубине (измерение расстояния между двумя максимумами компоненты Нг или двухуровенное измерение компоненты Ну(г1) и Ну(г2) над осью трубы или измерение по профилю поперек трубы полной аномалии Ну(у)), выявлять места активной утечки тока по диу(х) или измерение по профилю вдоль оси трубы Ну(х), связанные с нарушением изоляции (рис. 25) и возврата тока в трубу, что может быть индикатором коррозии металла.

В части 4.4 рассматриваются вопросы, связанные с применением электромагнитного метода поиска подземных коммуникаций (ЭММППК). ЭММППК включает целый ряд технологий, которые применяются при обнаружении и позиционировании труб, кабелей и других вытянутых технических сооружений, обладающих высокой продольной проводимостью. Несмотря на то, что в промышленности серийно выпускаются трассо- и кабелеискатели, в ряде сложных случаев мы сталкиваемся с необходимостью применения интеллектуальных электроразведочных технологий и, прежде всего, метода заряженного тела (Модин и Иванова, 2003). На ряде примеров была показана высокая эффективность предложенных автором технологий. При производстве работ приходилось применять различные способы возбуждения тока в трубах и кабелях, включая различные варианты метода заряженного тела и магнитное возбуждение вытянутых проводников полем длинного кабеля и электрическим полем удаленных токовых источников. Точность определения глубины и планового положения кабеля составляла порядка 5-10 см. Такие работы проводились на Демьянском ЛПДС, в г. Мытищи Московской области, на ряде участков в Ярославской и Вологодской областях, а также на опытно-методическом полигоне в Калужской области.

В части 4.5 демонстрируются результаты на одном из рудных месторождений на Южном Урале, где изучалось строение разреза дамбы хвостохранилища до глубин порядка 60 м с выделением тела хвостов, каменной наброски, глинистых экранов и границ подстилающих грунтов. С помощью математического 20-моделирования для продольной установки с учетом рельефа установлено, что мощность каменной наброски соответствует исполнительной строительной документации. Однако, ее сопротивление на всех ярусах разное. Уменьшение сопротивления до 20-30 Ом м свидетельствует о просачивании воды из водохранилища в борт 5-ой дамбы. Для изучения структуры залегания хвостовых отложений на акватории хвостохранилища была использована методика НАЗ, с помощью которой удалось выполнить сверхдетальные электрические зондирования на акватории хвостохранилища и построить трехмерную модель залегания хвостов (Модин и др. 2006). При этом было выявлено, что залегание хвостовых отложений подчиняется принципу фациальной изменчивости.

В части 4.6 проанализированы результаты электрических зондирований на Куликовском газонефтяном месторождении, где были выполнены исследования с помощью

Рис. 25. Результаты измерения потенциала катодной защиты Ди(х) вдоль оси трубы (сверху), измеренная глубина трубы Ь= (У (шах1(Нг)) - У (тах2(Нх)) )/2 (середина) и амплитуда компоненты Ну(х) (внизу). Результаты исследований получены автором на одном из трубопроводов в Западной Сибири.

вертикального диполя, помещенного в обсаженную скважину. Автор сделал оценку влияния стальной оболочки на электрическое поле, которое распространяется вне скважины в открытом разрезе. Расчеты сделаны с учетом проводимости слоев вмещающего разреза. По результатам исследований были сделаны следующие выводы. 1) Для большого диполя АВ = 1260 м (А - на поверхности) весь ток стекает во вмещающий разрез. 68% тока отрицательного заряда концентрируется вблизи нижнего электрода В, а 32% выше электрода В на глубинах, соответствующих глинам каменноугольного возраста. 2) Для среднего диполя АВ = 950 м (А - на поверхности) 3% тока шунтируется в скважине, источники тока распределены вдоль всего ствола скважины; при этом 21% тока отрицательного заряда попадает в скважину через забой, расположенный в нижней терригенной толще; положительный заряд равномерно распределяется по первому слою и нарастает с увеличением глубины, что вызвано высокой проводимостью отложений в основании верхней терригенной толщи. 3) Для малого диполя АВ = 300 м только 24.1% тока попадает в разрез, остальная его часть шунтируется обсадной колонной; 5.1% тока положительного заряда достигает верхнего слоя и растекается вдоль поверхности земли. Такие расчеты и оценки необходимо выполнять для оценки функции электрического источника.

Примеры решения археологических задач.

Исследования археологических памятников - сложная задача, требующая комплексного подхода. В настоящее время завершилась многолетняя работа, выполненная автором по созданию оптимального геофизического комплекса для археологии. Комплекс двухэтапный: на первом этапе выполняется электроразведка методом СГ и магниторазведка по сети не реже чем 1x1 м, на втором этапе на участках детализации проводится электротомография, георадарное зондирование и высокоточная съемка поверхности земли. В случае картирования погребенных трехмерных объектов вне площади изучения проводится векторная съемка. Этот комплекс был выполнен на нескольких десятках археологических памятников. В том числе в Египте на территории древней египетской столицы Мемфис, при поисках затонувшего древнегреческого города Элики, на Бородинском поле, в древней крепости Пор-Бажын в Туве (Модин и др., 2010) и др.

В части 4.7 обсуждаются результаты, полученные автором с помощью геофизического комплекса при обследовании древнего городища дьяковского возраста (1-4 в.в. н.э.) на окраине с. Знаменское Одинцовского района Московской области (Модин и др., 2006). Воронежская археологическая экспедиция на участке работ провела тотальные раскопки, которые показали хорошую результативность геофизических методов. С помощью магнитометрии и срединного градиента обнаружены остатки основных сооружений в плане (рвы и основания валов). Георадарное зондирование продемонстрировало этап предподготовки сооружения к

Рис. 26. Результат двумерной инверсии СЭЗ но профилю 2 на Знаменском городище.

строительству крепости, когда были сделаны мощные отсыпки грунта. С помощью георадарной съемки и метода СЭЗ обнаружено основание третьего (внутреннего) кольца оборонительных стен, расположенных в настоящее время внутри выровненной крепостной площадки (рис. 26).

В части 4.8 показаны комплексные результаты, полученные на городище Горное Эхо (г. Кисловодск). Исследования выполнены в южной части аланского памятника хазарского времени VII - IX в.в. н.э, не охваченной археологическими раскопками, где предполагалась мощная система оборонительных сооружений. В результате исследований установлено, что нижняя часть культурного слоя заполняет впадины в рельефе поверхности кровли известняков и имеет мощность от 0 до 1.5 -2 м. Верхняя часть культурного слоя равномерно, в виде шлейфа присутствует вдоль всего профиля наблюдений и имеет мощность от 0.5 м до 1 м и сопротивление от 50 до 200 Ом-м. Между верхним и нижним культурными слоями находится слой разрушения, который завершил эпоху хазарского времени.

В части 4.9 обсуждаются результаты комплексных работ в музее Коломенское (г. Москва). Здесь были выполнены исследования по картированию оснований оборонительных стен и стен деревянного дворца царя Алексея Михайловича. Предпосылкой для применения электроразведки было наличие блоков известняков, которые строителями XVII века укладывались в основание фундаментов несущих стен. Ширина известняковых блоков составляла 50-70 см. Поэтому при шаге съемки 50 см с помощью метода срединного градиента удалось практически точно воссоздать планировку первого этажа дворцовой постройки (рис. 27).

В части 4.10 обсуждаются результаты СЭЗ и других методов электроразведки на захоронениях. На территории микрорайона Южное Бутово в 1996 году автором и A.A. Горбуновым были выполнены электроразведочные исследования, которые проводились на месте массовых захоронений репрессированных советских граждан. В нашу задачу входило картирование могил. На рис. 28 показаны результаты электрических зондирований по технологии СЭЗ. Визуализация результатов выполнена с помощью программы IPI-2D (Мо-дин и др. 1991, 1992; Модин и Горбунов. 1992). Для локализации могил были рассчитаны

опт /мий

дифференциально-разностные разрезы Я = дВ/дх, где последующем не-

РГ"+Л

глубокими археологическими раскопками, удалось полностью подтвердить правильность наших заключений. По настоянию патриарха Алексия II для того, чтобы не тревожить могилы усопших, основные исследования проводились с помощью электроразведки. Все работы были выполнены трехэлектродной комбинированной установкой. По результатам геофизических работ было выполнено проектирование мемориальной территории.

По заказу Главного управления по охране памятников г. Москвы в 1999 - 2001 г.г. на северо-западе столицы выполнены геофизические исследования с целью изучения мест захоронения советских воинов, павших в 1941 г. Исследования проводились на участках в микрорайоне Митино, недалеко от станции Ховрино и в Зеленограде (всего 10 участков). Основанием для проведения работ было постановление Правительства Москвы (№ 993 от 19.12.00) «О подготовке к празднованию 60-й годовщины разгрома немецко-фашистских войск под Москвой». С помощью геофизики удалось выполнить целенаправленные раскопки, что дало возможность произвести вскрытие могил, установить точное число погибших и передать памятники на государственную охрану. В частности, в д. Малино на братской могиле были выполнены векторные измерения. Нами было спрогнозировано, что под могильным камнем залегает большая плита. Действительно, под бетонной плитой была обнаружена могила трех советских солдат.

В 2003 году в соответствии с Постановлением Правительства Москвы от 26.11.02 за № 962-ПП об увековечивании памяти воинов, погибших в Первой Мировой войне, были выполнены комплексные геофизические исследования на Московском городском Братском кладбище героев (Новопесчаная улица). С помощью метода СЭЗ-ВП, съемки ЕП по сетке 0.5

х 0.5 м были закартированы захоронения воинов, которые покоятся в цинковых гробах, оконтурена общая территория Братского кладбища для определения границы землеот-вода и постановки памятника на государственную охрану, определены положения основных подземных коммуникаций для проектирования структуры парковой зоны, показано, что под улицей Песчаная расположены

Рис. 27. Трехмерное изображение фрагмента карты могилы погибших летчиков, суммарного поля р„ полученного в двух поляризациях электрического поля методом срединного градиен- Выводы к главе 4. Показана высокая эф-та. Картирование каменных оснований фундамента , -

царского дворца в музее «Коломенское». фективность разработанных автором ме-

тодик и технологий проведения полевых работ и обработки электроразведочных данных для решения технических, археологических и других задач, для повышения производительности, разрешающей способности и точности интерпретации данных.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы следующие:

1. В теоретическом плане проведены исследования в области создания численных математических алгоритмов решения прямых задач метода сопротивлений и ВП для двумерно-и трехмерно-неоднородных сред. Разработан пакет программ решения прямых задач электроразведки для горизонтально-неоднородных сред. Выполнено компьютерное моделирование для решения большого круга теоретических проблем и на основе этого моделирования разработана теория искажений кривых электрического зондирования.

Рис. 28. Результаты СЭЗ (Южное Бутово, Москва). На ный геоэлектрический разрез. На основе нижнем дифференциально-разностном разрезе голубым

цветом выделяются аномалии над траншеями могил.

Псевдоразреэ тпВ

с .10

50 я»

•10

Я 1.0

> 3.0

^ 5.0

10 15 20 25 30 35 40 45 „ . Расстояние, м

Псевдоразрез Атп

щ с 4

я « к я 40

5 10 15 20 25 30 35 40 45 Расстоянием Дифференциально-разностный разрез

захоронения

Ш&-М

я Ш г М # Ю:

Щ Л Ч)

Го —

теоретических представлений разработана технология полевых измерений и приемов обработки для определения глубины свайных конструкций с помощью изучения структуры электрического поля линейного проводника конечной длины.

3. В аппаратурном плане на основе авторских разработок сконструированы, прошли стендовые и промышленные испытания и внедрены в промышленное производство универсальная электроразведочная станция для выполнения малоглубинных исследований «ЭРП-1» и электроразведочная станция для электротомографических работ «Омега -48».

4. На большом количестве практических примеров показана эффективность разработанных автором методик и технологий проведения полевых работ и обработки электроразведочных данных для решения технических, археологических и других задач для повышения разрешающей способности, точности при определении глубины объектов, оценке литологии вмещающих грунтов и материалов, из которых выполнены искусственные сооружения.

Список основных работ по теме диссертации

Учебники, учебные пособия, монографии

1. Электрическое зондирование геологической среды, ч. 1. М., изд. МГУ, 1988 г., 176 с. Учебное пособие. Коллектив авторов. Под ред. В.К.Хмелевского и В.А.Шевнина.

2. Электрическое зондирование геологической среды, ч.2. М., изд. МГУ, 1992 г., 200 с. Учебное пособие. Коллектив авторов. Под ред. В.К.Хмелевского и В.А.Шевнина.

3. Электроразведка методом сопротивлений. М., изд. МГУ. Учебное пособие. Коллектив авторов. Под ред. В.К.Хмелевского и В.А.Шевнина. 1994 г., 160 с.

4. Геофизика: учебник / Под ред. В.К.Хмелевского. - М.: КДУ, 2007. - 319 с.

5. Электроразведка: пособие по электроразведочной практике для студентов геофизических специальностей / Коллектив авторов. Под редакцией проф. В.К.Хмелевского, доц. И.Н.Модина, доц.

A.Г.Яковлева. - М.: 2005. - 311 стр.

6. Инновационные магистерские программы геологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова. /Под ред. Пушаровского Д.Ю., Булычева А.А.,Хмелевского B.K. - М.: Изд-во МГУ, 2007.-336 с.

7. Методика, техника и результаты комплексных геофизических исследований на акватории р.Москвы. В кн: «Геологические проблемы Московской агломерации». Из-во Моск. ун-та, 1991. с.80-137. (Соавторы: Калинин A.B..Калинин В.В.,Мусатов А.А.,Владов М.Л.).

8. Многоэлектродные электрические зондирования в условиях горизонтально-неоднородных сред // А.А.Бобачев, И.Н.Модин, Е.В.Перваго, В.А.Шевнин. М., 1996, 50 с. // Разведочная геофизика. Обзор. АОЗТ «Геоинформмарк».

9. Геоэкологическое обследование предприятий нефтяной промышленности / Под ред. проф.

B.А.Шевнина и доц, И.Н.Модина. - М.: РУССО, 1999. - 511 с.

10. Куликово поле и Донское побоище 1380 года // Труды ГИМ. М., 2005. Вып. 150. 352 с.

11. Археология парка Царицыно: По материалам исследований экспедиции Института археологии РАН 2002-2009 гг. /Автор-составитель Н.А.Кренке. - М.: ИА РАН, 2008. - 364 с.

12. Методы моделирования электромагнитных полей (Материалы международного проекта COMMEMI)/М.С.Жданов и др.-М.:Наука, 1990,- 198 с.

Статьи в реферируемых журналах

13. Анализ геологических возможностей ВЭЗ с использованием кривых Дар-Заррук. «Вестник Моск.ун-та, сер.4 Геология». 1986, N 3, с. 88-95. (Соавторы; Шевнин В,А,, Дроздова O.JI.).

14. Результаты комплексных геофизических исследований на акватории р. Москвы. «Инженерная геология», 1985, N 2, с. 98-107. (Соавторы: Калинин ВВ., Калинин A.B., Мусатов A.A., Владов M.J1.

15. Электроразведка методами сопротивлений при изучении геометрии и теплового состояния мерзлых пород. - Вестник Моск. Ун-та, серия Геология, 1991, № 1. М.,1991. с. 88-92. (Соавторы: Петрухин Б.П., Одинцов К.Л., Хмелевской В.К ).

16. Расчет кажущегося сопротивления над сложными геоэлектрическими разрезами методом интегральных уравнений. «Вестник Моск.унта ,сер.4 Геология». № 3 ,1992. с. 91-95. (Соавторы: Перваго Е.В., Смирнова Т.Ю., Яковлев А.Г.).

17. Интерпретация электрических зондирований в неоднородных средах. «Вестник Моск. ун-та, сер.4 Геология», 1994. N 2, с. 24-32. (Соавторы: Березина С.А., Бобачев A.A., Шевнин В.А., Хмелевской В.К., Яковлев А.Г.).

18. Автоматизированная интерпретация данных кругового ЭП над анизотропным полупространством. «Геофизика», 1994, N6, с. 19-24. (Соавторы: Большаков Д.К., Шевнин В.А.

19. Векторная съемка в методе сопротивлений. «Вестник Моск. ун-та, сер.4 Геология», 1996, N1, с. 88-91. (Соавторы: Игнатова И.Д., Шевнин В.А., Перваго Е.В.).

20. Изучение особенностей электрических зондирований над погребенной анизотропной средой. «Вестник Моск. ун-та, сер.4 Геология», N 2, М., 1996 г., с. 60-70. (Соавторы: Большаков Д.К., Шевнин В.А., Перваго Е.В.).

21. Новые подходы к электрическим зондированиям горизонтально-неоднородных сред. Физика Земли, N12, 1995-96 г. с. 79-90. (Соавторы: Бобачев A.A., Марченко М.Н., Перваго Е.В., Урусова A.B., Шевнин В.А.).

22. Электроразведка на учебной геофизической практике в Крыму. «Вестник Моск. ун-та. Сер.4 Геология». № 3, 1997., с. 68-72. (Соавторы: Д.К.Большаков, В.А.Шевнин).

23. Георадарные и электроразведочные исследования железнорожной насыпи. «Разведка и охрана недр», №3, март 2001, с. 18-21. (Соавторы: Большаков Д.К., Владов М.Л., Старовойтов A.B.).

24. Строение верхней части о. Озерки по данным малоглубинной геофизики. «Разведка и охрана недр», №3, март 2001, с. 21-24. (Соавторы: Бобачев A.A., Большаков Д.К., Еременко A.B., Калишева М.В., Kay С.Е.).

25. Естественное поле земли и биопотенциалы растений. «Разведка и охрана недр». N3, 2006, 5 с. (Соавтор: М.Ю. Павлов).

26. Комплексные акваторные электроразведочные исследования в восточной части Германии. «Разведка и охрана недр», № 5, 2004, с. 22 - 27. (Соавторы: Бобачев A.A., Волков С.И., Коларов Д.Л., Мюллер А., Перваго Е.В., Шевнин В.А).

27. Электрометрические исследования на территории хвостохранилища горно-обогатительного комбината. «Разведка и охрана недр». №12, 2006. (Соавторы: Бобачев A.A., Зайцев Д.А.).

28. Электротомография со стандартными электроразведочными комплексами. «Разведка и охрана недр», №1 январь, 2008, с. 43-47. (Соавтор: A.A. Бобачев).

29. Геофизические исследования на острове Пор-Бажын в республике Тува. «Вестник Моск.унта. сер.4 Геология», 2010. (Соавторы: И.А. Аржанцева, М.А.Андреев, С.А.Акуленко, М.Я. Кац) (в печати).

30. Расчет магнитного поля постоянного тока над трехмерно-вытянутыми проводящими объектами. «Разведка и охрана недр», 2010. (Соавтор: Д.А.Зайцев) (в печати).

31. Развитие инженерно-геофизических методов в МГУ. Инженерные изыскания, № 12 декабрь, 2009, с. 64-69. (Соавтор: М.Л. Владов),

32. О влиянии режима консервации нефтеперекачивающих станций на устойчивость грунтовых оснований. "Трубопроводный транспорт", № 2, 1999, с. 23-26. (Соавторы: Прокофьев B.C., Богомазов В Н., Кушнир С.Я., Малюшин H.A.).

33. Электрометрические исследования на переходах трасс проектируемых трубопроводов через водные преграды методом ННБ. "Трубопроводный транспорт", № 2(14), июль, 2009, с. 23-25. (Соавторы: Д.К.Большаков, О.И.Комаров, М.А.Андреев).

34. Электротомография - инновационный геофизический метод для эффективного решения инженерно-геологических задач. Трубопроводный транспорт (журнал ВАК), №1(17) февраль, 2010, с. 3337. (Соавторы: М.Н.Марченко, О.И.Комаров, Н.П.Семейкин).

Другие публикации:

35. Анализ геологических возможностей метода ВЭЗ в условиях многослойных разрезов. В сб. "Геофизические методы в гидрогеологии и инженерной геологии". Вильнюс, изд. ВГУ, 1982. 3 с. (Соавтор: В.А.Шевнин).

36. Универсальный алгоритм расчета поля точечного источника постоянного тока в горизонтально-слоистой среде. В кн.: «Материалы XII научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция. "Геофизика".М., 1986, деп. в ВИНИТИ. Деп. N 930-В86. (Соавторы: Яковлев А.Г., Петрухин Б.П.).

37. Использование метода ВП в комплексе поисковых исследований на рудоперспекгивных участках. В сб "Применение метода вызванной поляризации при поисках месторождений полезных ископаемых". М.,изд.МГРИ, 1987. с. 120-130. (Соавторы: Шевнин В.А., И.Ю.Дубова, С.М.Мельникова).

38. Алгоритм моделирования поля линейных источников постоянного тока вблизи двумерной неоднородности. Материалы 14 научной конференции молодых ученых и аспирантов Геологического ф-та МГУ. Секц. Геофизика. М., МГУ, 1987. Деп. в ВИНИТИ, per. N 853-В88. 8 с. (Соавторы: Рогова С.А., Яковлев А.Г., Шевнин В.А.).

39. Алгоритм моделирования поля точечного источника постоянного тока вблизи двумерной неоднородности. Материалы 14 научной конференции молодых ученых и аспирантов Геологического ф-та МГУ. Секц. Геофизика. М„ МГУ, 1987. Деп. в ВИНИТИ, per. N853-B88. 6 с. (Соавторы: Рогова С.А., Яковлев А.Г., Шевнин В.А.).

40. Алгоритм и некоторые результаты численного моделирования поля постоянного тока в трехмерно - неоднородных средах методом интегральных уравнений. В кн.: «Материалы XIII научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика"». М.,1987, деп. в ВИНИТИ N 6660-В87. (Соавторы: Модин И.Н., Яковлев А.Г.).

41. Археолого-геофизические исследования на древнерусском поселении Монастырщина - 5 на Куликовом поле. В кн: «Комплексные методы исследования археологических источников. Материалы конференции 21-23 ноября 1989г.» М., 1989, с. 33-34. (Соавторы: Гоняный М.И., Максимов Д.Е., Перваго Е.В., Яковлев А.Г., Одинцов К.Л.).

42. О возможностях электроразведки методом сопротивлений при изучении археологических объектов. В кн: «Комплексные методы исследования археологических источников. Мат-лы конференции 21-23 ноября 1989г.» М„ 1989, с. 25-26. (Соавторы: Яковлев А.Г., Одинцов К.Л.).

43. Методика выявления неоднородностей геоэлектрического разреза по данным ВЭЗ. В кн.: «Материалы XVIII научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизи-ка"».М„ 1991,деп. ВИНИТИ N588-B92.C. 24-36.(Соавторы: Любчикова A.B., Бобачев A.A.).

44. Особенности искажений электрического поля в трехмерных средах. В кн.: «Материалы XVIII научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика". М., 1991, деп. ВИНИТИ N 588-В92. с.67-70.(Соавтор: Симоне М.М.).

45. Принцип эквивалентности для горизонтально-неоднородных сред при электрических зондированиях на постоянном токе. В кн.: «Материалы XVI11 научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика". М., 1991, деп. ВИНИТИ N588-B92. с.71-77. (Соавтор: Смирнова Т.Ю.).

46. Двумерные трансформации кривых ВЭЗ при анализе сложных геоэлектрических разрезов. В кн.: «Материалы XIX научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика" »

M.,¡992, ВИНИТИ.Дел. N3262-B92. с. 2 - 10.(Соавторы: Бобачев A.A., Любчикова A.B.).

47. Метод расчета электрического поля постоянного тока в слоистой среде, содержащей локальные неоднородности. В кн.: Материалы XIX научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция. "Геофизика". М., 1992,. Деп. ВИНИТИ N3262-B92. (Соавтор. Яковлев А.Г.).

48. Возможности электроразведки при археологических исследованиях. Тезисы доклада, предст. на Международную конференцию по применению методов естественных наук в археологии. СПб, 1994, с.28-30. (Соавторы; Агеев В В., Большаков Д.К., Перваго Е.В., Шевнин В.А.).

49. Электрические и электромагнитные исследования геологической среды. В сб. "Научные геофизические школы Московского университета", М., 1994, с. 53-61. (Соавторы: Б.П.Петрухин, А.Д.Фролов, В.К.Хмелевской, В.А. Шевнин).

50. Трубопроводы - новый объект геофизических исследований: изыскания под строительство, контроль местоположения, состояния и мониторинг. Материалы конференции по Горной геофизике. СПб, ВНИМИ, июнь 1998 г., с. 305-311. (Соавторы:Шевнин В.А., Иванова С.А., Бобачев A.A., Большаков Д.К., Сафронов B.C.).

51. Исследования оборонительных сооружений летописного Любутска археологическими и геофизическими методами. «Вопросы археологии, истории и природа Верхнего Поочья », вып.9, с. 14-24, Калуга, 2001. (Соавторы: Болдин И.В., Капишева М.В., Еременко A.B.).

52. Изучение архелогических объектов в Калужской области с использованием научно-естественных методов. «Вопросы археологии, истории и природа Верхнего Поочья », вып.9, с. 5-14, Калуга, 2001, (Соавтор: Массалитина Г.А.).

53. Моделирование электрического и магнитного полей над линейными подземными коммуникациями. «Геофизика XXI столетия:2002».М.: Научный мир, 2003. (Соавтор: Иванова C.B.).

54. Применение электроразведки при изысканиях под строительство и оценке состояния фундаментов зданий и сооружений. «Автоматизированные технологии изысканий и проектирования. №9-10, апрель 2003», М., 2003. (Соавторы: Бобачев A.A., Большаков Д.К. и др.).

55. Искажения кривых электрического зондирования при продольной поляризации двумерных структур. Инженерная геофизика 2005,28 марта-4 апреля, 2005 г. (Соавторы: Бобачев A.A., Большаков Д.К.).

56. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации. Приборы и системы разведочной геофизики, 2006, № 2, с. 14-17. (Соавторы: Бобачев А. А., Горбунов A.A., Шевнин В.А ).

57. Комплексные геофизические исследования на Знаменском городище. Инженерная геофизика -2006, 17-22 апреля 2006 г. (Соавторы: Бобачев A.A., Горбунов A.A., Зайцев Д.А., Кац М.Я., Пелевин А.Т., Соколов С.Б.).

58. Электроразведка на отделении геофизики геологического факультета МГУ. Приборы и системы разведочной геофизики. №1, январь-март, 2009, с. 26-28. (Соавторы: Бобачев A.A., Шевнин В.А.).

59. Distortions of VES data, caused by subsurface inhomogeneities. EAEG 56th Annual Meeting, Austria, Vienna, June 6-10, 1994. P129, 2 pp. (Co-authors: V.A.Shevnin, E.V.Pervago, A.A.Bobatchev, M.N.Marchenko, A.V.Lubchikova).

60. Vector measurements in resistivity prospecting. EAEG 56th Annual Meeting, Austria, Vienna, June 610, 1994. PI 26, 2 pp. (Co-authors: V.A.Shevnin, E.V.Pervago).

61. VES field and processing technology for the case of high level geological noise. Annual SAGEEP conference, April 1995, Orlando, Florida, USA. 2 pp. (Co-authors: Pervago E..Bobachev A., Shevnin V.).

62. Electrical methods on shallow-water aquatorias. Abstract, presented for EEGS conference in Nant, France,September,1996.4p. (Co-authors: Vladov M., Kalinin V., Kolarow, D., Musatov A., Shevnin V.A.).

63. Анизотропия и неоднородность, их раздельная оценка по спектрам азимутальных диаграмм метода сопротивлений. Международ, геофиз. конф. SEG-EAEG-ЕАГО Москва-97, 18-20 сентября, 1997. (Соавторы: Шевнин В.А., Большаков Д.К., Перваго Е.В.).

64. Separation of anisotropy and inhomogeneity influence by azimuthal resistivity diagrams' analysis. In book: "Engineering and environmental geophysics for the 21st century." Proceedings of the International Symposium on Engineering and environmental geophysics, Chengdu, China, 1997. P. 239-245. (Co-authors:D.K.Bolshakov, E.V.Pervago, V.A.Shevnin).

65. Experience of aquatorial electrical survey at Brandenburg land in Germany. 3rd Meeting environmental and engineering geophysics.Proceedings. Aarhus, Denmark, 8-11 September 1997. 4 p. (Co-authors: Volkov S.I., Kolarov D.L., Muller A., Pervago E. V.).

66. Resistivity method, old and new. In book: "Engineering and environmental geophysics for the 21st century." Proceedings of the International Symposium on Engineering and environmental geophysics, Chengdu, China, 1997. P. 227-232. (Co-authors: Bobatchev A.A, Pervago E.V., Sapognikov B.G., V.Shevnin)

67. Application of geophysics for old Slavonic arhaeological site Zhary and some other places. «Proceedings of 4th EEGS-ES Meeting in Barselona, Spain, September 1998». 4 p. (Co-authors: Safronov V.S., Kalisheva M.V., Makeecheva l.V., Eremenko A.V).

68. Equivalent dipoles approach to the electrical field vector measurements data interpreting. «Proceedings. 6,h Meeting Environmental and Engineering Geophysics. Sep 3-7, 2000, Bochum-Germany». 2p. (Coauthors: Gorbunov A.A.).

69.Electrical and electromagnetic methods to estimate position and technical conditions of pipelines and decision of ecological problems. 5 Congreso y Expo Internacional de Ductos". Ciudad de Morelia, Michoacán, México,18-20 October 2000. 18 p. (Co-authors: Karinski A., Pervago E., Mousatov A., Shevnin V.).

70. Inspección y control periódico de ductos aplicando mediciones del campo electromagnético producido por sistemas de protección catódica. DT-13. Memorias Técnicas. 6th Congreso Internacional de Ductos. 2001, 14-16 November, Merida. Yucatan, Mexico.7 p.(Co-authors: A. Mousatov, E. Nakamura, V.Shevnin).

71.Cathodic protection electric field as an oil tank conditions index."International geophysical confe-rence&exibition. Moscow, Russia, 1-4 September, 2003, 4p. (Co-authors: Gorbunov A.).

72. Pipelines' studies - new problem for geophysics. «Proceedings of 4th EEGS-ES Meeting in Barselona, Spain, September 1998». 4 p. (Co-authors: Bobachev A.A., Bolshakov D.K., Ivanova S.V., Pervago E.V.,Safronov V.S., Shevnin V.A.).

73. Study of working and projected pipe lines with electrical methods. EAGE 60th Conference, Leipzig -1998. 2 p. (Co-authors: Bobachev A.A., Bolshakov D.K., Ivanova S.V., Pervago E.V., Shevnin V.A.).

74. Stationary electric and magnetic fields over pipes. International geophysical conference&exibition. Moscow, Russia, 1-4 September, 2003,4 p. (Co-authors: Eremenko A.,Ivanova S.,Palenov A.).

75. The Combine Geophysical Investigations at Kom Tuman (Egypt). 6-th Intern.Conf. on Archaeol. Prospection., Italy, Roma, 15-20 Sept, 2005,4 p. (Co-authors: Kats M., Pelevin A., Sokolov S.).

76. Continuous Aquatic Soundings of the Lake Tere-Khol' Water Area in the Republic of Tuva (Russia). 8th Intern. Conf. on Archaeol.Prospection. 8-12 Sept.,2009,4 p. (Co-authors: Arzhantseva I., Andreyev M.).

77. Geophysical Investigations on Por-Bajin Island in Tuva Region, Russia. 8-th Intern. Conf. on Archaeol.Prospection. 8-12 Sept., 2009,4 p. (Co-authors: Arzhantseva I., Andreyev M., Akulenko S., Kats M.).

78. The Search for Ancient Eliki (Greece). Part 2. Integrated Geophysical Surveyes. 6th International Conference on Archaelogical Prospection. Rome, Italy, Sept 14-17,2005, p.87-90. (Co-authors: Kats M., Gidas-pov A., Sokolov S., Pelevin A., Kurkovskaja L., Kalashnikov A., Pushkarev P., Bolshakov D ).

79. New step in anisotropy studies: arrow-type array. Proceedings of 4th EEGS-ES Meeting in Barselona, Spain, September 1998. 4 p. (Co-authors: Bolshakov D.K., Pervago E.V., Shevnin V.A.).

80. Modeling and interpretation of azimuthal resistivity sounding over two-layered model with arbitrary -oriented anisotropy in each layer. EAGE 60th Conference, Leipzig - 1998. PI 10. 2 p. (Co-authors: Bolshakov D.K., Pervago E.V., Shevnin V.A.)

81. Investigations of oil pollution with electrical prospecting methods. 3rd Meeting environmental and engineering geophysics. Proceedings. Aarhus, Denmark, 8-11 September 1997. 4 p. (Co-authors: Shevnin V.A., Bobatchev A.A., Bolshakov D.K., Leonov D.A., Vladov M L ).

82. Non-contact resistivity measurements. Abstract of paper, presented at EAGE 58th Annual Meeting, Amsterdam - 1996. P051. (Co-authors: Bolshakov D.K, Sapognikov B.G., Shevnin V.A.).

83. Coal layer inhomogeneities investigations by vector resistivity measurements in mines. Report, presented at EAEG 57th Annual Meeting, Glasgow, May 28-June 2, 1995. P081. (Co-authors: Ignatova I.D., Pervago E.V.).

84. Геофизические поиски могилы настоятельницы Спасо-Бородинского монастыря Преподобной игуменьи Рахиль. Инженерная и рудная геофизика - 2010, Геленджик, 26-30 апреля 2010 г. 4с. (Соавторы: Белушко И.И., Ерохин С.А., Зайцев Д.А, Макаров Д.В., Манжеева И.Т., Паленов А.Ю., Уразаева Д.Н., Ялов Т.В.).

85. Экологические исследования на акватории озера Тишь в Калужской области. Инженерная и рудная геофизика - 2010, Геленджик, 26-30 апреля 2010 г. 4с. (Соавторы: Андреев М.А., Зайцев Д А, Паленов А.Ю.).

86. Геофизические поиски мест коррозии на магистральных трубопроводах. Инженерная и рудная геофизика - 2007, Геленджик, 23-27 апреля 2007 г., с. 153-155. (Соавторы: Бобачев A.A., Любомудров A.B., Золотая Л. А., Паленов А.Ю.).

87. Геофизические исследования на территории древнего Мемфиса в Египте. Инженерная геофизика - 2005, 28 марта - 4 апреля 2005 г. 2 с. (Соавторы: Белова Г.А., Гидаспов А.Д., Кац М.Я., Пелевин А.Т., Соколов С Б.).

88. Комплексные геофизические исследования на Куликовом поле. В сб. «Исторические, археологические и естественно-научные исследования на Куликовом поле», 2005, с. 150-165. (Соавторы: Кац М.Я., Пелевин А.Т., Соколов С.Б.).

89. О некоторых инновациях в инженерной и экологической геофизике. «Геофизика XXI столетия: 2001.» М.: Научный мир, 2001. с.239-245. (Соавторы: Богословский В.А., Хмелевской В.К, Савич А.И).

90. Изучение методами электроразведки локальных загрязнений геологической среды нефтепродуктами. Конференция по Горной геофизике. СПб, ВНИМИ, июнь 1998 г. 10 с. (Соавторы: Шевнин В.А., Бобачев A.A., Большаков Д.К., Владов М.Л., Старовойтов A.B.).

91. Исследование нефтяных загрязнений с помощью электроразведки. Международная геофизическая конференция SEG-EAEG-БАГО Москва-97, 18-20 сентября 97, Москва, 1997. 10 с. (Соавторы: Шевнин В.А., Бобачев A.A., Большаков Д.К., Владов М.Л.).

92. Выявление структуры нарушения угольного пласта с помощью электрического просвечивания на постоянном токе. Доклад на международной конференции «Эффективная и безопасная подземная добыча угля на базе современных достижений геомеханики», С.Петербург, 21-23 июня 1996 г. с.111-115. (Соавторы: Иванова С В., Перваго Е.В.).

93. Искажения кривых ВЭЗ и принцип эквивалентности в горизонтально-неоднородных средах. В кн.: Материалы XIX научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика". М., 1992, деп. в ВИНИТИ. Деп. N3262-B92. с.47 - 66. (Соавтор: Смирнова Т.Ю.).

94. Возможности изучения неглубоко залегающих отработанных угольных пластов с поверхности земли с помощью метода ВЭЗ. В сб. по угольной геофизике, ноябрь, 1994 г., г.Ростов-на-Дону. 9 с. (Соавторы: Любчикова A.B., Игнатова И.Д., Шевнин В.А.).

95. Векторные измерения электрического поля при изучении неоднородных сред на поверхности земли и в подземных выработках В сб. по угольной геофизике, ноябрь, 1994 г., г.Ростов-на-Дону. 8 с. (Соавторы: Игнатова И.Д., Перваго Е.В., Шевнин В.А.).

96. Влияние приповерхностных неоднородностей на результаты электрических зондирований. В кн: «Геофизические исследования в гидрогеологии и инженерной геологии. Часть II.» Ташкент, САИ-ГИМС,1991. с.66-72. (Соавторы: Шевнин В.А., Яковлев А.Г.).

Принято к исполнению 16/09/2010 Исполнено 17/09/2010

Заказ № 2416 Тираж 150 экз.

ООО «Первая оперативная типография» Москва, 2й Кожевнический пер., 12 +7 (495) 604-41-54 www.cherrypie.ru

Содержание диссертации, доктора технических наук, Модин, Игорь Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Предмет, задачи и объекты технической и археологической геофизики

1.1. Трубопроводный транспорт и задачи технической геофизики

1.2. Геофизика и инженерные сети

1.3.Изучение строения дорожных насыпей

1.4. Геофизический контроль сооружений для накопления промышленных отходов

1.5. Проблема определения глубины свайных конструкций

1.6. Археологическая геофизика

ГЛАВА 2. Теоретические основы электроразведки постоянным током и магниторазведки в условиях неоднородных сред

2.1. Метод граничных интегральных уравнений (МИУ)

2.1.1. Двумерная (плоская) задача электроразведки постоянным током

2.1.2. Квазитрехмерное моделирование методом интегральных уравнений. Поперечная поляризация

2.1.3. Квазитрехмерное моделирование методом интегральных уравнений. Продольная поляризация

2.1.4. Трехмерная задача электроразведки постоянным током

2.1.5. Прямая трехмерная задача магниторазведки для магнитоактивных

2.2. Теория искажения кривых вертикального зондирования

2.2.1. Поверхностный и глубинный Р-эффект

2.2.2. Поверхностный и глубинный С-эффект

2.2.3. Эффект сопряженных аномалий

2.2.4. Эффект бокового обтекания

2.2.5. Эффект переноса формы

2.2.6. Эффект экранирования

2.2.7. Эффект проводящей трубы при поперечной поляризации

2.2.8. Эффект концентрации тока

2.3. Принцип эквивалентности

2.3.1. Эквивалентные соотношения для одного слоя

2.3.2. Эквивалентные геоэлектрические разрезы

2.3.3. Эквивалентность и функции Дар-Заррук

2.3.4. Эквивалентность в двумерных разрезах

2.3.5. Эквивалентность для поляризующихся двумерных и трехмерных не-однородностей

2.3.6. Эквивалентность для двумерных и трехмерных неоднородностей при больших контрастах сопротивлений и уменьшение аномалий вызванной поляризации

2.3.7. Зависимость формы аномалий ВП от структуры вмещающего геоэлектрического разреза

2.4. Физические границы между моделями геоэлектрических разрезов

2.4.1. Границы и переходные зоны одномерных и двумерных моделей для пластовых тел в разрезе профиля наблюдений

2.4.2. Влияние удаленных границ, лежащих вне профиля наблюдений, для пластовых тел. Физическая граница между двумерными и трехмерными объектами.

ГЛАВА 3. Методика и аппаратура для измерений стационарных электромагнитных полей в условиях горизонтально-неоднородных сред

Введение к главе

3.1. Технологии изучения двумерно-неоднородных сред

3.1.1. Сплошные электрические зондирования и точечные сплошные электрические зондирования 118 3.1.2.Электротомография 126 ЗЛ.З.Акваторный электроразведочный комплекс 135 3.1.4.Бесконтактные электрические зондирования

3.2.Векторные измерения электрического поля (ВИЭП) над трехмерно-неоднородными объектами

3.2.1.Основная идея метода

3.2.2. Идея метода квазидиполей

3.2.3. Аппаратура для векторной съемки

3.2.4.Учет влияния вмещающей горизонтально-слоистой среды

3.2.5.Представление результатов векторной съемки и перспективы развития трехмерной электроразведки

3.3.Методика измерений электрического поля вблизи проводящих свай и определение их глубины

3.4.Структура постоянного магнитного поля вблизи магнитоактивных тел и его экспериментальное измерение

3.4.1 .Моделирование поля магнитоактивных объектов

3.4.2.Результаты измерений магнитного поля над трубопроводами

3.4.3.Геофизические поиски мест коррозии на магистральных трубопроводах

ГЛАВА 4. Примеры геофизических поисков подземных объектов и сооружений

Введение к 4 главе.

4.1. Геотехнические задачи

4.1.1. Изучение строения железнодорожных насыпей

4.1.2. Исследование гидрогеологического режима канала Одер-Шпрее

4.1.3. Геофизические исследования на магистральных трубопроводах

4.1.4. Изучение геометрии подземных коммуникаций

4.1.5. Электрометрические исследования на территории хвостохранилища горно-обогатительного комбината

4.1.6. Влияние обсадной колонны при измерении электрического поля на поверхности земли

4.2. Археологические задачи

4.2.1. Комплексные геофизические исследования на городище дьяковского возраста в Знаменское Московской области

4.2.2. Геофизические исследования на аланском городище «Горное Эхо» в г. Кисловодске

4.2.3. Геофизическая реконструкция основания стен деревянного дворца царя Алексея Михайловича в Коломенском

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Электроразведка в технической и археологической геофизике"

Одним из результатов человеческой активности являются многочисленные подземные объекты, которые увеличивают степень использования обживаемого пространства. Множество этих объектов находится в эксплуатации и является частью современного подземного хозяйства технического назначения (подземная часть жилищ, бункеры, тоннели, городские и магистральные подземные сети, сваи, дорожные насыпи и дамбы, склады и хранилища). Другая часть этих объектов является археологическими памятниками и объектами культурного наследия, не используется и находится в полуразрушенном состоянии (древние оборонительные сооружения, основания культовых сооружений и дворцов, остатки жилищ и разнообразные могильные захоронения). Несмотря на внешне серьезные различия, с точки зрения геофизики между древними и современными объектами нет принципиальной разницы. С одной стороны, все объекты искусственного происхождения созданы из материалов, которые, как правило, в чистом виде в природе не встречаются, поэтому из-за применения искусственных материалов, возникает сильный контраст физических свойств. Иными словами, технологическое воздействие, оказанное человеком, приводит к появлению не только новых форм, но и качественно новых материалов, в которых происходит сильная концентрация физических свойств: электрической проводимости, магнитной и диэлектрической проницаемости. С другой стороны, они имеют правильную форму и создают на поверхности земли чередование аномалий геофизических полей с правильным шагом и расположением, которого в природе обычно не бывает.

С течением времени действующие инженерно-технические и культовые объекты переходят в разряд исторических и археологических памятников. К примеру, современные насыпи и дамбы имеют сходное строение с древними оборонительными насыпными валами. Во время Великой Отечественной войны очень часто древние оборонительные сооружения являлись убежищем и надежным заслоном для наших солдат и солдат противника. Так было везде, потому что древние сооружения возводились на местности именно с целью увеличения ее защитных возможностей. Инженерно-технические и культовые объекты очень быстро переходят в разряд исторических и археологических памятников. На памяти одного поколения могильные захоронения становятся реальными объектами охраны со стороны государства. Но поскольку объективно необходимо знать, что мы охраняем, эти объекты должны быть найдены и должны быть составлены документы, фиксирующие их состояние и содержание. Они созданы руками человека, а, значит, имеют аномальные свойства по отношению к вмещающей среде. И, наконец, очень важное обстоятельство, - все искусственные объекты расположены в верхней части геологического разреза, который сам по себе, являясь природным образованием, как правило, сильно неоднороден по 4 своим свойствам в разных направлениях. Еще одна общая черта, которая субъективно объединяет технические и археологические объекты, - огромная степень ответственности при их исследованиях и рекомендациях к вскрытию. Уровень контроля качества исполнения геофизической работы здесь особенно велик.

Именно здесь наиболее остро возникает необходимость разработки новых эффективных подходов к методике наблюдений и интерпретации данных малоглубинной электроразведки, так как верхняя часть вмещающего разреза и все подземные искусственные объекты имеют сложную двумерную или трехмерную форму. Кроме этого, повышение эффективности решения задач такого уровня сложности отражается в целом на общей результативности малоглубинных геофизических исследований.

Целью работы является разработка и совершенствование универсального аппаратурно-методического комплекса малоглубинной электроразведки для решения разнообразных задач поиска и изучения искусственных подземных объектов, расположенных в сложной горизонтально-неоднородной вмещающей среде. Для достижения этой цели необходимо было последовательно решить следующие задачи:

1) сформулировать особенности и построить физико-геологическую модель (ФГМ) верхней части геологического разреза, содержащую «целевые» объекты, которые также являются составляющими ФГМ;

2) разработать математические алгоритмы решения Ю- и ЗБ-задач электроразведки для метода постоянного тока и для магнитоактивных тел, и на их основе составить и протестировать программы расчета электрического поля в горизонтально-неоднородных средах;

3) провести трехмерное и двумерное численное моделирование постоянного электрического и магнитного полей для широкого класса моделей с целью выявления основных эффектов искажения кривых электрического зондирования, т.е. найти основные особенности в структуре электрических и магнитных полей над неоднородностями геоэлектрического разреза, помещенными в горизонтально-слоистую среду;

4) выявить и проанализировать основные закономерности формирования электрического поля, и на основе этих закономерностей сформулировать и построить методики, технологии измерений, направленные на изучение двумерно-неоднородных и трехмерно-неоднородных сред, содержащих искусственные объекты;

5) выполнить большой цикл натурных измерений с использованием новых технологий для доказательства их эффективности;

6) выполнить аппаратурные разработки, которые обеспечили массовое внедрение технологии двумерной съемки электрического поля в реальную практику проектно-изыскательских, технических и археологических исследований.

На выполнение этого проекта автором было потрачено 19 лет. На данный момент появились новые задачи, связанные с 2В- и ЗЭ- электроразведкой. Однако, сейчас в конце 2010 года можно однозначно утверждать, что этап реального перехода от одномерной к двумерной электроразведке постоянным током завершен - в 2009 г. под определенным влиянием автора начался выпуск отечественных электротомографов. С этого момента проблема перешла из плоскости сугубо научной в производственную.

На основе выполненных автором научных исследований в виде утверждений мною защищаются следующие результаты и основные положения:

- фоновый разрез, который укладывается в модель горизонтально-слоистой среды;

- искусственные подземные сооружения, которые являются двумерными и трехмерными объектами, над которыми кривые ВЭЗ также испытывают сильные искажения.

3. Анализ электрического поля постоянного тока над 2В- и ЗБ-моделями позволил построить теорию искажений кривых электрических зондирований, на основе которой была разработана методика трехмерной электроразведки в варианте технологии векторной съемки и двумерной электроразведки в варианте сплошных электрических зондирований, которая стала прототипом технологии электрической томографии.

5. Используя современную многоканальную электроразведочную аппаратуру для детальных исследований на мелководных акваториях, разработан метод непрерывных электрических зондирований, который позволяет выполнять измерения с очень высокой плотностью с последующей возможностью получения 20- геоэлектрических разрезов.

В результате большой многолетней работы при выполнении теоретических исследований, методических разработок, лабораторных и полевых экспериментов автором получены следующие новые научные результаты:

2. В результате численного математического моделирования были выявлены следующие основные эффекты искажений кривых ВЭЗ вблизи двумерных и трехмерных объектов: поверхностный и глубинный Р-эффект; поверхностный и глубинный С-эффект; эффект сопряженных аномалий; эффект бокового обтекания; эффект возврата тока в проводник; эффект переноса формы; эффект экранирования; эффект проводящей трубы при поперечной поляризации; эффект концентрации тока.

3. На основе анализа численных математических расчетов автором впервые были сформулированы методические принципы двумерной электроразведки: а) частый, равномерный шаг по профилю, который во много раз меньше максимального разноса, б) разносы возрастают в линейном масштабе с шагом, равным шагу наблюдений по профилю, и попадают на точки измерения МИ; в) для сбора данных применяется комбинированная трехэлектродная установка Шлюмберже (Ашп+шпВ), которая имеет максимальную разрешающую способность по отношению к горизонтальным неоднородностям.

5. На основе инверсной установки MABN и многоканальной измерительной аппаратуры разработана методика непрерывных электрических зондирований (НАЗ) на акваториях, которая позволяет с высокой производительностью (порядка 1 ООО ВЭЗ в час) выполнять измерения с шагом по профилю от 1 до 10 м.

6. Разработан новый способ определения длины железобетонных свай, t основанный на изучении структуры поля линейного источника конечной длины.

С точки зрения практической значимости автором выполнена целая серия разработок, которая используется при полевых исследованиях, обработке и интерпретации электроразведочных данных, а также в учебном процессе. В частности, разработан пакет решения двумерных и трехмерных прямых задач электроразведки постоянного тока; разработана методика двумерной электроразведки в виде технологии сплошных электрических зондирований, которая стала прототипом электрической томографии; разработана методика трехмерной электроразведки, которая получила название Векторная Съемка; разработана технология непрерывных акваторных зондирований; решено значительное число практических задач в области технической геофизики, археологии, инженерной геологии, при изучении многолетнемерзлых пород, экологии (более 150 объектов исследования); на основе авторских разработок сконструированы и внедрены в производство приборы «ЭРП-1» и «Омега -48».

Результаты и разработки автора используются во многих научных и производственных организациях: программы интерпретации ВЭЗ (IPI) и решения прямых задач 2D- и ЗО-электроразведки постоянным током — внедрены в более 100 научных и производственных организациях (Гидропроект, Атомэнергопроект, УкрНИМИ(Донецк), Гидрогеологический институт (Ташкент) и др.), в более чем 20 учебных заведениях России и СНГ, готовящих геофизиков в Москве, Санкт-Петербурге, Воронеже, Иркутске, Ташкенте, Перми, Львове и др., в геофизических организациях других стран (Франция, Германия, Мексика, Болгария и др.). Рубежом развития технической геофизики стала книга «Геоэкологическое обследование предприятий нефтяной промышленности», которая была написана под редакцией автора в 1999 г. По результатам научных исследований опубликовано 5 книг (монографии и тематические сборники[7-11]).

За время работы в МГУ автором созданы учебные курсы, которые он читает на геологическом факультете. Среди них - разделы курсов по электроразведке для студентов III-V курсов, а также б магистерских курсов. Под редакцией автора в 2005 г. выпущено учебное пособие. За последние 20 лет опубликованы 5 книг по учебной тематике [1-5].

Под руководством автора за последние 10 лет выполнено свыше 150 практических исследований в разных регионах России и в других странах. В результате автором накоплен большой производственный опыт, который обычно являлся отправной точкой его теоретических и методических разработок.

Автор продолжает исследования, начатые нашими учителями и эти темы развивают его ученики и коллеги: В.А.Шевнин, М.Н.Марченко, А.А.Бобачев, А.В.Урусова, Д.К.Большаков, С.И.Волков, С.В.Иванова, О.И.Комаров, С.А.Акуленко, А.Ю.Паленов, С.А.Ерохин и др.

Основные результаты диссертационной работы и ее отдельные положения докладывались: на конференциях молодых ученых геологического факультета в период с 1976 по 1987 год и в соавторстве с учениками сделано 28 докладов, на семинарах по электроразведке кафедры геофизики МГУ, на конференциях «Ломоносовские чтения» в МГУ (1989, 1997, 1998, 2000, 2001, 2004, 2008, 2009, 2010), на совещаниях по инженерной геофизике (Ереван, 1985, Вильнюс, 1982, Москва, 1989, Ташкент, 1991), «Геофизика и современный мир» (Москва, 1993), на сехминаре им. Успенского (Москва, 1994), на совещании научно-методического комитета по геолого-геофизическим проблемам в угольной геофизике ЕАГО (Ростов-на-Дону, 1994), на международной конференции «Экология и геофизика» (Дубна, 1995), на конференции по теории и практике интерпретации потенциальных геофизических полей (Воронеж, 1996 - 6 докладов), на 1-ом Балканском геофизическом конгрессе (Афины, 1996), на российско-германском семинаре по электромагнитным исследованиям (Москва, 1996), на конференциях по горной геофизике (С.Петербург, 1996, 1998 - всего 4 доклада), на международной конференции по интерпретации потенциальных полей (Екатеринбург, 1999), на международных конференциях БАЕв, БЕО-БАОЕ-БАГО, ЕЕОБ было сделано 27 докладов (Вена, 1994, Глазго, 1995, С.Петербург, 1995, Гаага, 1996, Амстердам, 1996, Нант, 1996, Орхус, 1997, Москва, 1997, Лейпциг, 1998, Барселона, 1999, Бохум, 2000), на конференциях по георадару (Москва, 2000, 2001), на международной геофизической конференции и выставке в Москве сделано 4 доклада (2003), на конференциях по инженерной и рудной геофизике ИРГ ЕАвЕ сделано 32 доклада (Геленджик, 2005-2010), на конференции ИРГ ЕАОЕ прочитано 6 курсов по малоглубинной электроразведке (Москва, 2004, Геленджик, 2005-2009), на конференциях по электроразведке в Санкт-Петербургском Горном университете и в д. Александровка Калужской области (2003, 2004, 2010), по поляризационным электроразведочным методам (Ленинакан, 1985), на всесоюзной конференции «Геолого-геофизические исследования при решении экологических задач» (Звенигород, 1991), на совещании по изысканиям и проектированию Мосгеотреста и Фундаментпроекта (Москва,2009), на конференции изыскателей института Гидропроект (Звенигород, 2009), на конференции ПНИИИС и АГИС (Москва, 2009), на конференции по трубопроводному транспорту (Москва, 2009), на совещаниях по применению методов естественных наук в археологии (Москва, 1978, 1989, 2005, 2006, С.Петербург, 1994), в 9-ой ежегодной международной конференции ассоциации археологов (С.Петербург, 2003), на международном совещании по египтологии (Москва, 2003), на Крупновских чтениях по археологии (Жуковский, 2004), в 6-ой и 8-ой международных конференциях ЮАР по археологической разведке сделано 4 доклада (Рим, 2005, Париж, 2009), на международных научных конференциях «Бородино в истории и культуре» (Можайск, 2004, 2009), на конференциях по истории и археологии верхнего Дона (Тула, 2003), на международной конференции по исследованиям археологического памятника Пор-Бажын (Москва, 2007), на международном полевом семинаре по восточной археологии и проблемам сохранения памятников (Пор-Бажын, Тува, 2008), на конференциях «Природа и история Поугорья» сделано 9 докладов (Калуга, 1999, 2001, 2003, 2007), части и разделы диссертации излагались в лекциях по электроразведке, которые читались автором на протяжении последних 20 лет студентам-геофизикам (Модин и др., 2009), инженер-геологам 3-5 курсов (Геофизика: учебник, 2007) и магистрантам 1 и 2-ого года обучения (Инновационные магистерские программы., 2007), в виде пленарного доклада для широкой публики на «Дне науки» (МГУ, 2009) и в Петропавловске-Камчатском (КГУ, 2005). Всего за время работы было сделано 183 доклада. Подавляющее число докладов было сделано в рамках темы диссертационной работы.

Кроме этого, автор был руководителем 5 кандидатских диссертаций (Смирнова Т.Ю., Волков C.B., Марченко М.Н., Горбунов A.A., Игнатова И.Д.) и принимал активное участие в руководстве и подготовке диссертаций С.А.Березиной, Марио Симонса, А.В.Урусовой, Д.К.Большакова.

По результатам выполненных исследований автором опубликовано более 180 работ. Список основных научных трудов содержит 120 наименований, включающих 10 монографий, учебников и учебных пособий и 110 научных статей и тезисов докладов. Из них 1 б статей издано в реферируемых журналах.

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения, в которых последовательно рассматриваются принципиальные вопросы теории метода сопротивлений, показаны современные технологии сбора электроразведочных данных, дается описание аппаратурно-методических комплексов и многочисленных результатов применения электроразведки и других методов при поисках и изучении искусственных объектов. В заключении приводятся основные достигнутые результаты.

Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Модин, Игорь Николаевич

Выводы ^

По инициативе автора на данном объекте была выполнена векторная съемка. В результате этих работ были ярко продемонстрированы и однозначно доказаны теоретические разработки и методические преимущества векторной съемки. С этого момента векторная съемка из абстрактного метода, придуманного на бумаге, превратилась для нас в реальный инструмент решения инженерно-геологических и археологических задач.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении автор перечисляет основные результаты диссертационной работы: 1. В теоретическом плане проведены исследования в области создания математических алгоритмов решения прямых задач метода сопротивлений и ВП для двумерно- и трехмерно-неоднородных сред на основе метода интегральных уравнений. Разработан пакет программ решения прямых задач электроразведки для горизонтально-неоднородных сред и магниторазведки для магнитоактивных тел. Пакет содержит следующие программы: 1. плоская двумерная задача постоянного тока для произвольной среды, 2. квазидвумерная задача постоянного тока для произвольной среды при поперечной поляризации поля; 3. квазидвумерная задача постоянного тока для произвольной среды при продольной поляризации поля; 4. трехмерная задача постоянного тока для произвольной электроразведочной установки для 10 геоэлектрических неоднородностей; 5. расчет магнитного поля постоянного тока над произвольными трехмерными неоднородностями; 6. расчет магнитного поля над телами с высокой магнитной проницаемостью. Выполнено компьютерное моделирование для решения большого круга теоретических задач, включая следующие модели:

- неоднородность в однородном полупространстве;

- несколько неоднородностей в слоистой среде;

- неоднородности вблизи границы двух проводящих полупространств;

- произвольные установки над неоднородностями произвольной формы во вмещающей среде с произвольными границами с расчетом ВП.

На основе этого моделирования разработана теория искажений кривых электрического зондирования. Автором выявлены следующие типы искажений кривых

ВЭЗ: Р-эффект - явление сдвига всей кривой ВЭЗ вверх-вниз при расположении приемных электродов над неоднородностью, С-эффект - изменение формы кривой ВЭЗ при расположении питающих электродов над неоднородностью; эффект сопряженных аномалий - сдвиг всей кривой вверх-вниз при расположении приемных электродов рядом с Ю- или ЗБ-неоднородностью за счет обтекания током неоднородности снизу; эффект бокового обтекания аномалий - сдвиг всей кривой вверх-вниз при расположении приемных электродов рядом с неоднородностью за счет обтекания током ЗБнеоднородности сбоку; эффект возврата тока в проводник - обратное затекание тока в неоднородность под действием внешних экранирующих тел; эффект переноса формы сохранение формы кривой ВЭЗ над неоднородностью; эффект экранирования уменьшение аномального поля от неоднородности, если она расположена под экраном; эффект проводящей трубы при поперечной поляризации - фокусирование тока при

245 затекании его в проводник, растекание тока вдоль двумерного проводника и резкое ослабление поля с противоположной стороны от первичного источника тока; эффект концентрации тока - появление на больших разносах кривой ВЭЗ при продольной поляризации вытянутого тела аномалии, противоположной по знаку основной аномалии от неоднородности. Следствием последнего из перечисленных эффектов является появление ложных глубинных слоев при формальной двумерной или одномерной интерпретации над трехмерными объектами.

2. В методическом плане на основании теоретических и экспериментальных исследований разработана технология двумерной электроразведки в методе сопротивлений, получившей название сплошные электрические зондирования, которая стала прототипом электрической томографии. Основная идея технологии двумерной электроразведки, выдвинутая автором еще в 1991 г., заключалась в использовании систем электродов, выполняющих функции как питающих, так и приемных электродов. Все электроды должны располагаться на равных расстояниях друг от друга и поэтому шаг между точками зондирования должен быть равен шагу по разносам. Основная рабочая электроразведочная установка - комбинированная трехэлектродная установка Шлюмберже. Данная технология существенно расширила класс задач, которые теперь может решать электроразведка, повысила производительность и качество электроразведочных работ. Кроме этого, автор разработал технологию векторных измерений электрического поля (ВИЭП), которая является вариантом трехмерной электроразведки, и предложил компьютерные способы интерпретации данных ВИЭП, что позволило получать не только геоэлектрические разрезы в глубину, но и на площади в стороне от точек измерения. Автором разработана технология непрерывных акваторных зондирований (НАЗ), которая позволила получить результаты зондирований в движении с очень высокой плотностью, что дает возможность выполнить инверсию данных и получить двумерный геоэлектрический разрез. Кроме этого, на основе теоретических представлений разработана технология полевых измерений и приемов обработки для определения глубины свайных конструкций с помощью изучения структуры электрического поля линейного проводника конечной длины.

В настоящее время видны перспективы следующего витка развития электроразведки постоянным током. Во-первых, необходимо постепенно переходить на трехмерную электроразведку, что, соответственно, потребует новых методических, программных и аппаратурных разработок. Во-вторых, должна быть усовершенствована технология съемки, обработка и интерпретация данных двумерной электроразведки. В последнем случае требуется разработка программ интерактивной интерпретации, при которой геофизик сможет активно и быстро использовать априорную информацию о геоэлектрическом разрезе. В отсутствии геофизических, геологических, археологических и технических данных интерпретация становится иллюзией, которая может быть очень далека от реальной ситуации. По моему глубокому убеждению, такие результаты являются лишь высококачественной трансформацией исходных данных, выполняемых в рамках формальной инверсии (Светов, Бердичевский, 1996). Кроме этого, в электротомографии должны быть найдены способы измерения малых сигналов ВП. На сегодняшний день в связи с использованием металлических электродов (как правило, из нержавеющей стали) измерение сигналов ВП на уровне 1-2% является нереальным. Поэтому тормозится использование метода ВП для решения гидрогеологических и инженерно-геологических задач. В-третьих, необходимо создать общую методику и технологию сейсмо-электрометрических наблюдений, которая бы включала использование одних и тех же кос для сбора сейсмической и электрометрической информации и единую систему интерпретации данных.

Библиография Диссертация по наукам о земле, доктора технических наук, Модин, Игорь Николаевич, Москва

1. Дроздова р.Л., Модин И.Н., Шевнин В.А., Анализ геологических возможностей ВЭЗ с использованием кривых Дар-Заррук. «Вестник Московского университета. Сер.4 Геология». 1986, N 3, с.88-95.

2. Калинин В.В., Калинин A.B., Модин H.H., Мусатов A.A., Владов М.Л. Результаты комплексных геофизических исследований на акватории р.Москвы. «Инженерная геология», 1985, N 2, с.98-107.

3. Модин И.Н., Одинцов К.Л., Петрухин Б.П., Хмелевской В.К. Электроразведка методами сопротивлений при изучении геометрии и теплового состояния мерзлых пород. «Вестник Московского университета. Сер.4 Геология», 1991, № 1. М.,1991. с.88-92.

4. Модин И.Н., Перваго Е.В., Смирнова Т.Ю., Яковлев А.Г. Расчет кажущегося сопротивления над сложными геоэлектрическими разрезами методом интегральных уравнений. «Вестник Московского университета. Сер.4 Геология». № 3 ,1992. с.91-95.

5. Березина С.А., Бобачев A.A., Модин И.Н., Шевнин В.А., Хмелевской В.К., Яковлев А.Г. Интерпретация электрических зондирований в неоднородных средах. «Вестник Московского университета. Сер.4 Геология», 1994. N 2, с.24-32.

6. Большаков Д.К., Модин И.Н., Шевнин В.А. Автоматизированная интерпретация данных кругового ЭП над анизотропным полупространством. «Геофизика», 1994, N6, с. 19-24.

7. Игнатова И.Д., Модин И.Н., Перваго Е.В., Шевнин В.А. Векторная съемка в методе сопротивлений. «Вестник Московского университета. Сер.4 Геология», 1996, N1, с. 88-91.

8. Большаков Д.К., Модин И.Н., Перваго Е.В., Шевнин В.А. Изучение особенностей электрических зондирований над погребенной анизотропной средой. «Вестник Московского университета, сер.4 Геология», N 2, М., 1996 г., с.60-70.

9. Бобачев A.A., Марченко М.Н., Модин И.Н., Перваго Е.В., Урусова A.B., Шевнин В.А. Новые подходы к электрическим зондированиям горизонтально-неоднородных сред. «Физика Земли», N12, 1995-96 г.с.79-90.

10. Большаков Д.К., Модин И.Н., Шевнин В.А. Электроразведка на учебной геофизической практике в Крыму. «Вестник Московского университет. Сер.4 Геология». № 3, 1997., с.68-72.

11. Большаков Д.К., Владов М.Л., Модин И.Н., Старовойтов A.B. Георадарные и электроразведочные исследования железнорожной насыпи. «Разведка и охрана недр», №3, март 2001, р. 18-21.

12. Модин И.Н., Бобачев A.A., Большаков Д.К., Еременко A.B., Калишева М.В., Кац С.Е., Строение верхней части о. Озерки по данным малоглубинной геофизики. «Разведка и охрана недр», №3, март 2001, р.21-24.

13. Бобачев A.A., Волков С.И., Коларов Д.Л., Модин И.Н., Мюллер А., Перваго Е.В., Шевнин В.А. Комплексные акваторные электроразведочные исследования в восточной части Германии. «Разведка и охрана недр», № 5, 2004, С. 22 27.

14. Модин И.Н., Павлов М.Ю. Естественное поле земли и биопотенциалы растений. «Разведка и охрана недр». N3, 2006, 5 с.

15. Бобачев A.A., Зайцев Д.А., Модин И.Н. Электрометрические исследования на территории хвостохранилища горно-обогатительного комбината. «Разведка и охрана недр». №12, 2006,

16. Бобачев A.A., Модин И.Н. Электротомография со стандартными электроразведочными комплексами. «Разведка и охрана недр», №1 январь, 2008, с.43-47.

17. Модин H.H., Андреев М.А., Акуленко С.А., Аржанцева И.А., Кац М.Я. (в печати). Геофизические исследования на острове Пор-Бажын в республике Тува. «Вестник Московского университета. Сер.4 Геология», 2010. 8 с.

18. Зайцев Д.А., Модин И.Н. Расчет магнитного поля постоянного тока над трехмерно-вытянутыми проводящими объектами. «Разведка и охрана недр», 2010. 10 с.

19. Владов М.Л., Модин И.Н. Развитие инженерно-геофизических методов в МГУ. «Инженерные изыскания», № 12 декабрь, 2009, с.64-69.

20. Богомазов В.Н., Кушнир С.Я., Малютин H.A., Модин И.Н., Прокофьев B.C. О влиянии режима консервации нефтеперекачивающих станций на устойчивость грунтовых оснований. "Трубопроводный транспорт", № 2, 1999, с.23-26.

21. Андреев М.А., Большаков Д.К., Комаров О.И., Модин И.Н. Электрометрические исследования на переходах трасс проектируемых трубопроводов через водные преграды методом ННБ. "Трубопроводный транспорт", № 2(14), июль, 2009, с.23-25.

22. Комаров О.И., Марченко М.Н., Модин И.Н., Семейкин Н.П. Электротомография инновационный геофизический метод для эффективного решения инженерно-геологических задач. «Трубопроводный транспорт», №1(17) февраль, 2010, с.33-37.

23. Учебники, учебные пособия, монографии автора

24. Электрическое зондирование геологической среды, ч.1. М., изд. МГУ, 1988 г., 176 с. Учебное пособие. Коллектив авторов. Под ред. В.К.Хмелевского и В.А.Шевнина.

25. Электрическое зондирование геологической среды, ч.2. М., изд. МГУ, 1992 г., 200 с. Учебное пособие. Коллектив авторов. Под ред. В.К.Хмелевского и В.А.Шевнина.

26. Электроразведка методом сопротивлений. М., изд. МГУ. Учебное пособие. Коллектив авторов. Под ред. В.К.Хмелевского и В.А.Шевнина. 1994 г., 160 с.

27. Геофизика: учебник / Под ред. В.К.Хмелевского. М.: КДУ, 2007. - 319 с. Авторы: Горбачев Ю.Д., Богословский В.А,. Жигалин А.Д., Калинин A.B., Модин И.Н. и др

28. Электроразведка: пособие по электроразведочной практике для студентов геофизических специальностей / Коллектив авторов. Под редакцией проф. В.К.Хмелевского, доц. И.Н.Модина, доц. А.Г.Яковлева. М.: 2005. - 311 стр.

29. Инновационные магистерские программы геологического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова. /Под ред. Пущаровского Д.Ю., Булычева А.А.,Хмелевского B.K. М.: Изд-воМГУ, 2007.-336 с.

30. Владов М.Л., Калинин A.B., Калинин В.В., Модин И.Н., Мусатов A.A. Методика, техника и результаты комплексных геофизических исследований на акватории р.Москвы. В кн:«Геологические проблемы Московской агломерации». Из-во Моск. ун-та, 1991. с.80-137.

31. Многоэлектродные электрические зондирования в условиях горизонтально-неоднородных сред // А.А.Бобачев, И.Н.Модин, Е.В.Перваго, В.А.Шевнин. М., 1996, 50 с. // Разведочная геофизика. Обзор. АОЗТ «Гсоинформмарк».

32. Геоэкологическое обследование предприятий нефтяной промышленности / Под ред. проф. В.А.Шевнина и доц. И.Н.Модина. М.: РУССО, 1999. - 511 с.

33. Куликово поле и Донское побоище 1380 года/ Труды ГИМ, М., 2005. Вып. 150. 352 с. //Кац М.Я., Пелевин А.Т., Модин И.Н. Геофизические исследования на Куликовом поле с.163-180.

34. Методы моделирования электромагнитных полей (Материалы международного проекта COMMEMI) / М.С.Жданов и др. М.: Наука, 1990. - 198 с.1. Другие публикации автора

35. Модин И.Н., Шевнин В.А. Вопросы обработки площадных данных ВП. В кн.: Материалы V научной конф. аспир. и молодых ученых. Сек. "Геофизика", М., 1978. Деп. ВИНИТИ N 3124-В78.

36. Модин И.Н., Шевнин В.А. Номограмма для определения минимальной величины сигнала ВП с учетом рк ВП корреляции. В кн.: Материалы V научной конф. аспир. и молодых ученых. Сек. "Геофизика", М., 1978. Деп. ВИНИТИ N 3124-В78.

37. Модин И.Н. Количественная интерпретация аномалий ВП над горизонтальной прямоугольной призмой. В кн.: Материалы V научной конф. аспир. и молодых ученых. Сек. "Геофизика", М., 1978. Деп. ВИНИТИ N 3124-В78.

38. Шевнин В.А., Модин И Н., Перекалин С.О. и др. О возможности электроразведки при поисках склепов в Херсонесе. В сб. «Региональ-ная геология некоторых районов СССР.Вып.2» Из-во МГУ Москва,1977с. 156-162.

39. Агеев В.В., Глазунов В.В., Модин И.Н., Перекалин С.О., Шевнин В.А. Результаты электроразведочных работ 1976 года в Херсонесе. В сб. «Региональ-ная геология некоторых районов СССР.Вып.3» Из-во МГУ Москва,1978с.160-163.

40. Глазунов В.В., Модин И.Н., Шевнин В.А., Яковлев А.Г. Опытно методические электроразведочные работы на территории Херсонесского некрополя. В сб. "Региональная геология некоторых районов СССР.Вып.4".Из-во МГУ.М.,1979, с.153-158.

41. Модин И.Н., Шевнин В.А., Шувалов C.B. Об обработке наблюдений ВП для установки градиента. В кн.: Мат-лы VI научной конф. асп. и молодых ученых. Сек-ция:"Геофизика".М.,1980 деп. в ВИНИТИ. Деп. N 445-В80. 7 с.

42. Модин И.Н., Шевнин В.А. Последовательность и основные этапы обработки данных ВП при выявлении слабых аномалий. В кн.: Мат-лы VI научной конф. асп. и молодых ученых. Секция:"Геофизика".М., 1980 деп. в ВИНИТИ. Деп. N 445-В80. 10 с.

43. Модин И.Н., Шевнин В.А. Оценка аномалий ВП по характеру связи рк и г|к. В кн.: Мат-лы VI научной конф. асп. и молодых ученых.Секция:"Геофизика".М.,1980 деп. в ВИНИТИ. Деп. N 445-В80. 5 с.

44. Модин И.Н., Шевнин В.А. Анализ геологических возможностей метода ВЭЗ в условиях многослойных разрезов. В сб. "Геофизические методы в гидрогеологии и инженерной геологии". Вильнюс, изд. ВГУ, 1982. 3 с.

45. Модин И.Н., Шевнин В.А. Соответствие данных электроразведки логнормальному закону распределения. Прикладная геофизика, 1984,вып. 109,с.75-82.

46. Модин H.H., Шевнин В.А.Обработка данных ВП для выделения и оценки перспектив слабых аномалий поляризуемости. Прикладная геофизика, 1985, вып.113, с.33-42.

47. Модин И.Н., Яковлев А.Г. Электрические зондирования на акваториях с помощью вертикальной установки (постоянный ток). В кн.: «Мат.ХН научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика".М., 1986, деп. в ВИНИТИ. Деп. N 930-В86. 5с.

48. Бойков С.А., Модин И.Н., Хмелевской В.К., Одинцов К.Л., Петрухин Б.П. Методы сопротивлений при изучении таликовых зон. Всесоюзное совещание по применению геофизики в инженерной геологии, гидрогеологии и шахтной геологии. Донецк, 1987. 2 с.

49. Модин И.Н. Изучение современных геологических процессов с помощью речных геофизических исследований. В кн.: Материалы XIV научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика". М., 1988, деп. ВИНИТИ N 853-В88. 5 с.

50. Модин И.Н., Одинцов K.JI. Пешеходная русловая электроразведка методом сопротивлений для изучения таликов. В кн.: «Материалы XV научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика "». М.,1988, деп. ВИНИТИ N 6253-В88. 5с.

51. Модин И.Н., Одинцов К.Л., Петрухин Б.П., Хмелевской В.К., Шевнин В.А. Мерзлотные геофизические исследования на Чукотке. Ломоносовские чтения. М., МГУ, апрель, 1989. Тез. докладов. 2с.

52. Модин H.H., Одинцов К.Л., Хмелевской В.К., Шевнин В.А., Яковлев А.Г. Проблемы малоглубинной электроразведки. Ломоносовские чтения. М., МГУ, апрель, 1989. Тез. докладов. 2с.

53. Модин И.Н., Яковлев А.Г., Перваго Е.В. Алгоритмы и программы моделирования задач метода сопротивлений и ВП в горизонтально-неоднородных средах. Ломоносовские чтения. М., МГУ, апрель, 1989. Тез. докладов. 2с.

54. Одинцов К.Л., Хмелевской. В.К. Изучение строения сложных таликовых зон методами сопротивлений. X Всесоюзное совещание по применению геофизики в инженерной геологии, гидро геологии и шахтной геологии. М.,4-6 июля 1989 года.,с.202-203. 2 с.

55. Модин И.Н., Шевнин В.А., Яковлев А.Г. Влияние приповерхностных неоднородностей на результаты электрических зондирований. В кн: «Геофизические исследования в гидрогеологии и инженерной геологии. Часть II.» Ташкент, САИГИМСД991. с.66-72.

56. Бобачев A.A., Модин И.Н., Шевнин В.А., Яковлев А.Г., Методика и программное обеспечение интерпретации данных метода сопротивления. В кн.: «Геофизические исследования в гидрогеологии и инженерной геологии. Часть II.» Ташкент, САИГИМС, 1991 .с.74-81.

57. Любчикова A.B., Бобачев A.A., Модин H.H. Методика выявления неоднородностей геоэлектрического разреза по данным ВЭЗ. В кн.: «Материалы XVIII научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика". М., 1991, деп. ВИНИТИ N 588-B92.C.24-36.

58. Модин И.Н., Симоне М.М. Особенности искажений электрического поля в трехмерных средах. В кн.: «Материалы XVIII научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика". М„ 1991, деп. ВИНИТИ N 588-В92. с.67-70.

59. Киселев H.H., Модин И.Н., Одинцов К.Л. Электроразведка при изучении площадок под строительство в Донецке. Сб:"Геолого-геофизические исследования при решении экологических задач" г.Звенигород, 19-21 марта, 1991, 2 с.

60. Горбунов A.A., Модин И.Н. Общий параметр глубинности электроразведочных установок на постоянном токе. В кн.: Материалы XIX научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика". М., 1992, деп. в ВИНИТИ. Деп. N3262-B92. с. 18-27.

61. Любчикова A.B., Бобачев A.A., Модин И.Н. Учет влияния длины приемной линии на кривые ВЭЗ. В кн.: Материалы XIX научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика". М., 1992, деп. в ВИНИТИ. Деп. N3262-B92. с.28-32.

62. Модин И.Н., Смирнова Т.Ю. Искажения кривых ВЭЗ и принцип эквивалентности в горизонтально-неоднородных средах. В кн.: Материалы XIX научной конференции аспирантов и молодых ученых. Секция: "Геофизика". М., 1992, деп. в ВИНИТИ. Деп. N3262-В92. с.47 66.

63. Глазунов В.В., Модин И.Н., Перваго Е.В., Шевнин В.А., Мауро Кукарци. Геофизические исследования в археологии. Тезисы доклада, представленного на конференции «Геофизика и современный мир 93», АЗ.Р2, Москва, 1993, 1с.

64. Модин И.Н., Березина С.А., Шевнин В.А., Яковлев А.Г. Современные подходы к интерпретации данных метода сопротивлений. Тезисы доклада, представленного на конференции «Геофизика и современный мир 93», С.1.14, Москва, 1993, 1с.

65. Модин И.Н., Смирнова Т.Ю. Искажения кривых ВЭЗ в горизонтально-неоднородных средах. Тезисы доклада, представленного на конференции «Геофизика и современный мир 93», С6.Р15, Москва, 1993, 1с.

66. Модин И.Н., Бобачев A.A., Любчикова A.B., Марченко М.Н. Двумерные трансформации разрезов кажущегося сопротивления. Тезисы доклада, представленного на конференции «Геофизика и современный мир 93», Сб.PI6, Москва, 1993, 1с.

67. Модин И.Н., Киселев H.H. Изучение зон тектонических нарушений с помощью электроразведки на подрабатываемых территориях г.Донецка. Тезисы доклада, представленного на конференции «Геофизика и современный мир 93», Сб.20, Москва, 1993, 1с.

68. Модин И.H., Акуленко С.А., Шевнин В.А. Изучение анизотропии электроразведкой на постоянном токе при решении геологических задач. Тезисы доклада, представленного на конференции «Геофизика и современный мир 93», С6.Р17, Москва, 1993, 1с.

69. Игнатова И.Д., Перваго Е.В., Ш евнин В.А. Векторные измерения электрического поля при изучении неоднородных сред на поверхности земли и в подземных выработках В сб. по угольной геофизике, ноябрь, 1994 г., г.Ростов-на-Дону. 8с.

70. Любчикова A.B., Игнатова И.Д., Шевнин В.А. Возможности изучения неглубоко залегающих отработанных угольных пластов с поверхности земли с помощью метода ВЭЗ. В сб. по угольной геофизике, ноябрь, 1994 г., г.Ростов-на-Дону. 9с.

71. Модин И.Н., Петрухин Б.П., Фролов А.Д., Хмелевской В.К., Шевнин В.А. Электрические и электромагнитные исследования геологической среды. В сб. "Научные геофизические школы Московского университета", М., 1994, с.53-61.

72. Модин И.Н., Игнатова И.Д., Шевнин В.А. Обработка векторных измерений в методе сопротивлений. Тезисы доклада. Научный семинар им. Д.Г. Успенского 31.01.-3.02. 1994 г. 2 с.

73. Модин И.Н., Бобачев A.A., Большаков Д.К., Горбунов A.A., Перваго Е.В. Изучение нефтяного загрязнения на Московском НПЗ в Капотне методами электроразведки. Тезисы докладов конференции по экологии, май-95, Дубна, 1995. 2 с.

74. Бобачев A.A., Большаков Д.К. Модин И.Н. Изучение отходов птицефабрики и их экологических последствий с помощью электроразведки. Тезисы докладов конференции по экологии, май-95, Дубна, 1995. 2 с.

75. Любчикова A.B., Марченко М.Н., Модин И.Н., Шевнин В.А. Исследование нефтяного загрязнения на Новокуйбышевском НПЗ с помощью электроразведки. Тезисы докладов конференции по экологии май,-95, Дубна, 1995. 2 с.

76. Бобачев A.A., Большаков Д.К., Горбунов A.A., Перваго Е.В., Шевнин В.А., Коларов Д.Л. Возможности электроразведки при экологических исследованиях. Межд. конф. SEG-EArO-EAEG в г.С.-Пб 10-13 июля 1995 г. 2 с.

77. Бобачев A.A., Волков C.B., Модин И.Н., Перваго Е.В., Шевнин В.А. Система программ для 1D и 2D обработки визуализации и интерпретации ВЭЗ при изучении ВЧР. Межд. конф. SEG-EArO-EAEG в г.С.-Пб 10-13 июля 1995 г. 2 с.

78. Модин И.Н., Бобачев A.A., Большаков Д.К., А.А.Горбунов, Марченко М.Н., Урусова

79. Большаков Д.К., Модин И.Н., Перваго Е.В., Шевнин В.А. Анизотропия и неоднородность, их раздельная оценка по спектрам азимутальных диаграмм метода сопротивлений. Международ. Геофизическая конф. SEG-EAEG-ЕАГО, Москва-97, 18-20 сентября, 1997.

80. Большаков Д.К, Модин И.Н., Перваго Е.В., Шевнин В.А. Новый подход к изучению анизотропных и неоднородных сред электроразведкой на постоянном токе. Ежегодная научная конференция "Ломоносовские чтения", 23-29 апреля 1997 г., г.Москва, с. 158-159.

81. Модин И.Н., Шевнин В.А., Бобачев A.A., Большаков Д.К., Владов М.Л. Исследование нефтяных загрязнений с помощью электроразведки. Международная геофизическая конференция SEG-EAEG-ЕАГО Москва-97,18-20 сентября 97, Москва, 1997. 10 с.

82. Иванова С.А., Бобачев A.A., Большаков Д.К., Модин И.Н., Сафронов B.C., Шевнин

83. B.А. Трубопроводы новый объект геофизических исследований: изыскания под строительство, контроль местоположения, состояния и мониторинг. Материалы конференции и по Горной геофизике. СПб, ВНИМИ, июнь 1998 г., с. 305-311.

84. Модин И.Н., Шевнин В.А., Бобачев A.A., Большаков Д.К., Владов М.Л., Старовойтов A.B. Изучение методами электроразведки локальных загрязнений геологической среды нефтепродуктами. Конференция по Горной геофизике. СПб, ВНИМИ, июнь 1998 г. 10 с.

85. Модин И.Н., Шевнин В.А., Бобачев A.A., Большаков Д.К., Иванова C.B. Исследования подземных коммуникаций инженерно - экологическая геофизика XXI века. Ежегодная научная конференция "Ломоносовские чтения", 23-29 апреля 1998 г., г. Москва, с.92-93.

86. Модин И.Н., Хмелевской В.К., Яковлев А.Г. Электромагнитные методы для решения задач геокартирования, технических и археологических проблем в Калужской области. «Новые идеи в науках о Земле», т.2,, М.,1999. с.231

87. Модин И.Н., Бобачев A.A., Лаврушин Ю.А. Формирование палеодолин и ледниковых отложений в Юхновском районе Калужской области. «Природа и история Поугорья», Калуга, 1999, с.11-13.

88. Модин И.Н., Большаков Д.К., Калишева М.В., Бобачев A.A. Геологическое строение озера Озерки в Калужской области по геофизическим данным. «Природа и история Поугорья», Калуга, 1999, с. 13-14.

89. Модин И.Н., Калишева М.В., Горбунов A.A. Комплексные геофизические исследования на археологических объектах Юхновского района Калужской области. «Природа и история Поугорья», Калуга, 1999, с.113-115.

90. Горбунов A.A., Калишева М.В., Модин И.Н., Никитина Е.Е., Сафронов B.C., Паленов А.Ю. Геофизические исследования археологических объектов железного века и русского средневековья в низовьях реки Воря. «Природа и история Поугорья», Калуга, 1999, с. 1719.

91. Болдин И.В., Калишева М.В., Еременко A.B., Модин И.Н. Исследования оборонительных сооружений летописного Любутска археологическими и геофизическими методами. «Вопросы археологии, истории и природа Верхнего Поочья », вып.9, с. 14-24, Калуга, 2001.

92. Массалитина Г.А., Модин И.Н. Изучение археологических объектов в Калужской области с использованием научно-естественных методов. «Вопросы археологии, истории и природа Верхнего Поочья », вып.9, Калуга, 2001. с.5-14.

93. Горбунов A.A., Бобачев A.A., Модин И.Н. Современные проблемы использования электроразведки постоянным током при изучении ЗБ-неоднородных сред. «Ломоносовские чтения», М.,2001, 2с.

94. Куликов В.А., Яковлев А.Г., Модин И.Н. Электромагнитные зондирования в южном борту Московской синеклизы. «Природа и история Поугорья», Калуга, 2001, с.6-8.

95. Богословский В.А., Модин H.H., Хмелевской В.К., Савич А.И. О некоторых инновациях в инженерной и экологической геофизике. «Геофизика XXI столетия: 2001.» М.: Научный мир, 2001. с.239-245.

96. Иванова C.B., Модин И.Н. Моделирование электрического и магнитного полей над линейными подземными коммуникациями. «Геофизика XXI столетия:2002».М.: Научный мир,2003. 8 с.

97. Новиков В.П., Модин И.Н., Большаков Д.К., Кузнецов C.B., Калишев М.В. и др. Пойменные озера Жиздры. Калуга, 2002, 64 с.

98. Модин И.Н., Бобачев A.A., Горбунов A.A. Новые геофизические данные о строении Александровского плато. «Природа и история Поугорья», Калуга, 2003, с.11-12.

99. Модин И.H., Большаков Д.К., Бобачев A.A., Горбунов A.A. Исследование анизотропии древних ледниковых отложений методом сопротивлений на Александровском плато. «Природа и история Поугорья», Калуга, 2003, с. 12-13.

100. Кац М.Я., Модин И.Н., Пелевин А.Т., Соколов С.Б. Комплексные геофизические исследования на Куликовом поле. В сб. «Исторические, археологические и естественнонаучные исследования на Куликовом поле», 2005, с. 150-165.

101. Бобачев A.A., Большаков Д.К., Модин И.Н. Искажения кривых электрического зондирования при продольной поляризации двумерных структур. Инженерная геофизика -2005, 28 марта-4 апреля,2005 г.

102. Белова Г.А., Гидаспов А.Д., Кац М.Я., Модин И.Н., Пелевин А.Т., Соколов С.Б.Геофизические исследования на территории древнего Мемфиса в Египте. Инженерная геофизика 2005, 28 марта - 4 апреля 2005 г. 2 с.

103. Зверев Е.О., Клепикова С.М., Большаков Д.К., Модин И.Н., Монахов В.В. Картирование торфяных залежей методом георадиолокации. Инженерная геофизика 2005, 28 марта - 4 апреля 2005 г. 2 с.

104. Горбунов A.A., Золотая Л.А., Иванова C.B., Калишева М.В., Марченко М.Н., Модин И.Н. Геофизическая разведка Булатовского месторождения базальтов. Инженерная геофизика 2005, 28 марта - 4 апреля 2005 г. 4 с.

105. Модин И.Н., Марченко М.Н., Большаков Д.К., Иванова C.B. Применение электрических зондирований для изучения мерзлотных условий вдоль трассы проектируемого трубопровода в Заполярье. Инженерная геофизика 2005, 28 марта - 4 апреля 2005 г. 4 с.

106. Бобачев А. А., Горбунов A.A., Модин И.Н., Шевнин В.А. Электротомография методом сопротивлений и вызванной поляризации. Приборы и системы разведочной геофизики, 2006, № 2, с. 14-17.

107. Модин И.Н., Бобачев A.A., Горбунов A.A., Зайцев Д.А., Кац М.Я., Пелевин А.Т., Соколов С.Б. Комплексные геофизические исследования на Знаменском городище. Инженерная геофизика -2006, Геленджик, 17-22 апреля 2006 г., с.46-48.

108. Модин И.Н., Булычев A.A., Горбунов A.A., Золотая Л.А., Лыгин И.В., Муравьев Л.А., Паленов А.Ю. Геофизические поиски неразорвавшихся боеприпасов. Инженерная геофизика -2006, 17-22 апреля 2006 г., с.53-54.

109. Люлько В.М., Марченко М.Н., Модин И.Н. Многофункциональная электроразведочная аппаратура ЭРП-1. Инженерная геофизика -2006, 17-22 апреля 2006 г., с.127-129.

110. Модин И.Н., Бобачев A.A., Горбунов A.A., Зайцев Д.А., Кузнецов C.B., Паленов А.Ю. Геофизические поиски братских захоронений воинов, павших в Бородинском сражении. Инженерная геофизика -2006, 17-22 апреля 2006 г., с. 129-131.

111. Бобачев A.A., Горбунов A.A., Модин И.Н. Опыт двумерной инверсии данных электротомографии при изучении строения ледниковых отложений Александровского моренного плато (Калужская область). Инженерная геофизика -2006, 17-22 апреля 2006 г., с.62-65.

112. Модин И.Н., Волков С.В.Влияние обсадной колонны при возбуждении электрического поля в скважине Инженерная геофизика -2006, 17-22 апреля 2006 г., с.132-133.

113. Модин И.Н., Павлов М.Ю.Естественное поле земли и электрическое потенциалы растений. Инженерная геофизика -2006, 17-22 апреля 2006 г. 2 с.

114. Модин И.Н., Акуленко С.А., Бобачев A.A., Кренке H.A. Применение геофизических методов для изучения межкурганного пространства. Инженерная и рудная геофизика2007, Геленджик, 23-27 апреля 2007 г., с. 118-120.

115. Модин И.Н., Волков 10.А., Гуськов А.Н. Электрические свойства терригенных пород верхней части геологического разреза в районе устья реки Таз. Инженерная геофизика и рудная геофизика -2007, Геленджик, 23-27 апреля 2007 г., с. 111-113.

116. Бобачев A.A., Модин И.Н. Электрометрические исследования строения хвостохрани-лища горно-обогатительного комбината на южном Урале. Инженерная и рудная геофизика-2007, Геленджик, 23-27 апреля 2007 г., с. 59-61.

117. Модин И.Н., Бобачев A.A., Любомудров A.B., Золотая Л.А., Паленов А.Ю. Геофизические поиски мест коррозии на магистральных трубопроводах. Инженерная и рудная геофизика 2007, Геленджик, 23-27 апреля 2007 г., с. 153-155

118. Бобачев A.A., Горбунов A.A., Модин И.Н. Двумерная инверсия данных электротомографии ледниковых отложений на Александровском плато. Природа и история Вып.4, По-угорья. Калуга, 2007, с.40-43.

119. Модин И.Н., Большаков Д.К., Павлов М.Ю., Кузнецов C.B., Зайцев Д.А., Мастюкова Т.С. Геофизические исследования пойменных озер реки Угры в районе Залидовских лугов. Природа и история Поугорья. Вып.4, Калуга, 2007, с.44-50.

120. Модин И.Н., Кузнецов C.B., Паленов А.Ю. Геоэлектрические исследования на пруду в селе Сергиево Юхновского района Калужской области. Природа и история Поугорья. Вып.4, Калуга, 2007, с.51-57.

121. Модин И.Н., Павлов М.Ю. Исследования площадных вариаций биопотенциалов деревьев в низовьях реки Вори. Природа и история Поугорья. Вып.4, Калуга, 2007, с.58-63.

122. Модин И.Н., Бобачев A.A. Электротомографические исследования для решения геологических задач. Инженерная и рудная геофизика 2008, Геленджик, 25-30 апреля 2008 г. (Электронная версия).

123. Бобачев A.A., Модин И.Н. Электротомография методом вызванной поляризации в рудной геофизике. Инженерная и рудная геофизика 2008, Геленджик, 25-30 апреля 2008 г. (Электронная версия).

124. Бобачев A.A., Модин И.Н. Электротомография с одноканальной электроразведочной аппаратурой Инженерная и рудная геофизика 2008, Геленджик, 25-30 апреля 2008 г. (Электронная версия).

125. Андреев A.A., Бобачев A.A., Модин И.Н. Непрерывные акваторные электрические зондирования Инженерная и рудная геофизика 2008, Геленджик, 25-30 апреля 2008 г. (Электронная версия).

126. Модин И.Н., Бобачев A.A., Гайнанов В.Г., Кац М.Я. Комплексные геофизические исследования археологического памятника Пор-Бажын. Инженерная и рудная геофизика —2008, Геленджик, 25-30 апреля 2008 г. (Электронная версия).

127. Бобачев A.A., Модин И.Н,, В.А.Шевнин. Электроразведка на отделении геофизикигеологического факультета МГУ. Приборы и системы разведочной геофизики. №1, январь-март, 2009, с26-28.

128. Бобачев A.A., Кужелев Р.П., Модин И.Н., Ерохин С.А. Строение покровных отложений Александровского плато по результатам геофизических исследований. Природа и история Поугорья. Вып.5, Калуга, 2009, с.7-11.

129. Андреев М.А., Зайцев Д.А., Модин H.H., Паленов А.Ю. Геофизические исследования на озере Тишь. Природа и история Поугорья. Вып.5, Калуга, 2009, с.24-28.

130. Большаков Д.К., Модин H.H., Шевнин В.А. Применение методов электроразведки для обнаружения археологических объектов на Бородинском поле. Инженерная и рудная геофизика 2008, Геленджик, 25-30 апреля 2009 г. 2с. (Электронная версия).

131. Куликов В.А., Модин И.Н., Яковлев А.Г. Глубинная электротомография вызванной Поляризации для решения рудных задач. Инженерная и рудная геофизика 2008, Геленджик, 25-30 апреля 2009 г. 2с. (Электронная версия).

132. Андреев М.А, Модин И.Н. Метод непрерывных электрических зондирований на акваториях. Инженерная и рудная геофизика 2009, Геленджик, 26-30 апреля 2008 г. 2с. (Электронная версия).

133. Модин И.Н., Владов M.J1. Инженерная геофизика: состояние и проблемы. Инженерная и рудная геофизика 2009, Геленджик, 26-30 апреля 2009 г. 2с. (Электронная версия).

134. Большаков Д.К., Модин И.Н., Шевнин В.А. Результаты электрометрических измерений на акваториях Инженерная и рудная геофизика 2009, Геленджик, 26-30 апреля 2009 г. 2с. (Электронная версия).

135. Модин И.Н., Бобачев A.A., Кужелев Р.П. Исследование покровных отложений методами электротомографии и георадиолокации. Инженерная и рудная геофизика 2009, Геленджик, 26-30 апреля 2009 г. 2с. (Электронная версия).

136. Бобачев A.A., Журбин И.В., Модин И.Н', Шевнин В.А. Применение электротомографии для решения археологических задач. Инженерная и рудная геофизика 2009, Геленджик, 26-30 апреля 2009 г. 2с. (Электронная версия).

137. Зайцев Д.А, Модин И.Н. Магнитное поле постоянного тока над трехмерными вытянутыми объектами. Инженерная и рудная геофизика 2010, Геленджик, 26-30 апреля 2010 г. 4с. (Электронная версия).

138. Андреев М.А., Зайцев Д.А, Модин И.Н.и Паленов А.Ю. Экологические исследования на акватории озера Тишь в Калужской области. Инженерная и рудная геофизика 2010, Геленджик, 26-30 апреля 2010 г. 4с. (Электронная версия).

139. Модин И.Н., Ерохин С.А. Геофизические исследования на территории Бородинского поля. с. 150-161. В сб. «Бородино в истории и культуре». Материалы Международной научной конференции, 7-10 сентября 2009г./ Сост.А.В.Горбунов.-Можайск, 2010. 468 с.

140. Modin I.N., Shevnin V.A., Pervago E.V., Bobatchev A.A., Marchenko M.N., Lubchikova A.V.). Distortions of VES data, caused by subsurface inhomogeneities. EAEG 56th Annual Meeting, Austria, Vienna, June 6-10, 1994. PI29, 2 pp.

141. Modin I.N., Shevnin V.A., Pervago E.V. Vector measurements in resistivity prospecting. EAEG 56th Annual Meeting, Austria, Vienna, June 6-10, 1994. P126, 2 pp.

142. Modin I., Pervago E., Bobachev A., Shevnin V. VES field and processing technology for the case of high level geological noise. Ann.SAGEEP conf., Apr.1995, Orlando, Florida, USA, 2 P

143. Ignatova I.D., Modin I.N., Pervago E.V. Coal layer inhomogeneities investigations by vector resistivity measurements in mines. Report, presented at EAEG 57th Annual Meeting, Glasgow, May 28-June 2, 1995. P081.

144. Modin I.N., Shevnin V.A., Bobatchev A.A., Bolshakov D.K., Gorbunov A.A. Investigations of oil pollution, caused by oil-industrial plants with electrical prospecting methods EGS conference in Hague 6-10 мая 1996. 2 p.

145. Shevnin V.A, Modin I.N., Bolshakov D.K., Pervago E.V., Vladov M.L. Resistivity prospecting in urban regions. EGS conference in Hague 6-10 мая 1996. 2 p.

146. Bolshakov D.K, Modin I.N., Sapognikov B.G., Shevnin V.A. Non-contact resistivity measurements. Abstract.of paper, pre-sented at EAGE 58th Annual Meeting, Amsterdam 1996. P051.

147. Modin I., Vladov M., Kalinin V., Kolarow D., Musatov A., Shevnin V.A. Electrical methods on shallow-water equatorials'. Abstract, presented for EEGS conference in Nant, France, September, 1996. 4p.

148. Kolarow D.L., Modin I.N., Muller A., Pervago E.V., Volkov S.I. Experience of equatorial electrical survey at Brandenburg land in Germany. 3rd Meeting environmental and engineering geophysics. Proceedings. Aarhus, Denmark, 8-11 September 1997. 4 p.

149. Engineering and environmental geophysics, Chengdu, China, 1997. P.239-245.

150. Bolshakov D.K., Modin I.N., Pervago E.V., Shevnin V.A. Modeling and interpretation of azimuthal resistivity sounding over two-layered model with arbitrary oriented anisotropy in each layer. EAGE 60th Conference, Leipzig - 1998. PI 10. 2 p.

151. Bolshakov D.K., Modin I.N., Pervago E.V., Shevnin V.A. New step in anisotropy studies: arrow-type array. Proceedings of 4th EEGS-ES Meeting in Barselona, Spain, September 1998. 4 P

152. Bobachev A.A., Bolshakov D.K., Ivanova S.V., Modin I.N., Pervago E.V., Shevnin V.A. Study of working and projected pipe lines with electrical methods. EAGE 60th Conference, Leipzig-1998. P127. 2 p.

153. Bobachev A.A., Bolshakov D.K., Ivanova S.V., Pervago E.V., Safronov V.S., Shevnin V.A. Pipelines' studies new problem for geophysics. «Proceedings of 4th EEGS-ES Meeting in Barcelona, Spain, September 1998». 4 p.

154. Kalisheva M.V., Makeecheva I.V., Modin I.N., Eremenko A.V., Safronov V.S. Application of geophysics for old Slavonic archaeological site Zhary and some other places. «Proceedings of 4th EEGS-ES Meeting in Barcelona, Spain, September 1998». 4 p.

155. Gorbunov A.A., Modin I.N. Equivalent dipoles approach to the electrical field vector measurements data interpreting. «Proceedings. 6th Meeting Environmental and Engineering Geophysics. Sep 3-7, 2000, P-EM04. Bochum-Germany». 2p.

156. Bobachev A.A., Bolshakov D.K., Gorbunov A.A., Shevnin V.A. Glacial sediment resistivity anisotropy measurements (Kaluga region, Russia). "Proceedings. 6th Meeting Environmental and Engeering Geophysics. Sep 3-7, 2000, Bochum-Germany". P-CH03. 4p.

157. Modin I.N., Jakovlev A.G., Bobachev A.A., Kulikov V.A. New place for MSU students field geophysical training Alexandrovka. Proceedings of 4th EEGS-ES Meeting in Barselona, Spain, September 1998. 4 p.

158. Bolshakov D.K., Vladov M.L., Starovoitov A.V. Comprehensive geophysical railway em- ' bankment survey at Moscow railway route. "Proceedings. 6th Meeting Environmental and Engeering Geophysics. Sep 3-7, 2000, Bochum-Germany". P-EG05. 4p.

159. Gorbunov A., Modin I. Cathodic protection electric field as an oil tank conditions in-dex."International geophysical conference&exibition. Moscow, Russia, 1-4 Sept., 2003", 4p.

160. Modin I., Eremenko A., Ivanova S., Palenov A. Stationary electric and magnetic fields over pipes. International geophysical conference&exibition. Moscow, Russia, 1-4 Sept., 2003", 4p.

161. Modin I., Kats M., Pelevin A., Sokolov S., Belova G., Krol A. Integrated Geophysical Survey at the Kom Tuman Site, Ancient Memthis (Egypt). 6-th Intern.Conf. on Archaeological Prospection., Italy, Roma, 15-20 Sept, 2005, p.66-69.

162. Arzhantseva I., Andreyev M., Modin I. Continuous Aquatic Soundings of the Lake Tere-Khol' Water Area in the Republic of Tuva (Russia). 8-th Intern. Conf. on Archaeol.Prospection. 8-12 Sept., Paris, 2009, 4 p.

163. Arzhantseva I., Andreyev M., Akulenko S., Modin I., Kats M. Geophysical Investigations on Por-Bajin Island in Tuva Region, Russia. 8-th Intern. Conf. on Archaeological Prospection. 812 Sept., Paris, 2009, 4 p.

164. Диссертации сотрудников и аспирантов лаборатории электроразведки МГУ

165. Кусков В.В. «Математическое моделирование при изучении двумерно-неоднородных сред методом ВЭЗ». Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ,-мат. наук. М.: 1986 г.

166. Модин И.Н. Электрометрические исследования на пресноводных акваториях. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. геол.-мин. наук. М.: 1987 г.

167. Яковлев А.Г. Влияние геоэлектрических неоднородностей на результаты электромагнитных зондирований. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ,-мат. наук. М.: 1989 г.

168. Одинцов K.JI. «Метод сопротивление при изучении гидрогеологических и мерзлотных особенностей малоглубинных месторождений». Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. геол.-мин. наук. М.: 1991 г.

169. Березина С.А. Разработка алгоритмов прямых и обратных задач метода сопротивлений для неоднородных сред. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. М.: 1993 г.

170. Симоне Монхе Марио Игнасио. Математическое моделирование поля вызванной поляризации с учетом влияния вмещающего геоэлектрического разреза. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. М.: 1994 г.

171. Смирнова Т.Ю. «Математическое моделирование сложно-построенных сред в электроразведке методом сопротивлений». Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. геол.-мин. наук. М.: 1994.

172. Игнатова И.Д. Электроразведка методом сопротивлений при изучении сложно-построенных сред для подземных и наземных условий Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. тех. наук. М.: 1995 г.

173. Урусова (Любчикова) А. В. Сплошные электрические зондирования горизонтально-неоднородных сред. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. геол,-мин. наук. М.: 1995 г.

174. Шевнин В.А. Прямые и обратные задачи электроразведки методом сопротивлений для изотропных и анизотропных сред. Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук в форме научного доклада. М.: 1995. 80 с.

175. Большаков Д.К. «Решение прямых и обратных задач электроразведки постоянным током для неоднородно-анизотропных сред». Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. М.: 1997.

176. Перваго Е.В. Влияние анизотропии и неоднородностей на результаты электрических зондирований. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. М.: 1998 г.

177. Бейтоллахи Али. Решение прямой и обратной двумерной задачи ВЭЗ в спектральной ' области. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. М.: 1999 г.

178. Марченко М.Н. Двумерная инверсия многоэлектродных вертикальных электрических зондирований. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. тех. наук. М.: 1999.

179. Волков C.B. Математическое моделирование электрического поля точечного источника внутри и над горизонтально-слоистыми средами с локальными неоднородностями. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. М.: 2000 г.

180. Горбунов A.A. «Интерпретация данных векторных измерений электрического поля при инженерно-геологических и геотехнических изысканиях». Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. тех. наук. М.: 2001.

181. Бобачев A.A. Решение прямых и обратных задач электроразведки методом сопротивлений для сложно-построенных сред. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. М.: 2003 г.

182. Статьи и монографии других авторов Трубы

183. Шухов В. Г. Трубопроводы и их применение к нефтяной промышленности. Изд. Политехнического общества, Москва, 1895. 37 с.

184. Крапивский Е.И., Демченко Н.П. Геофизические методы диагностики технического состояния подземных трубопроводов. Учебное издание. Ухта, 2001. 260 с.

185. Мусатов А., Накамура JI., Шевнин В. Аппроксимация трубопровода длинной линией для оценки его технического состояния. «Геофизика», 2003,№1, с.51 -58. М.,2003.

186. Дунчевский А.В.Геофизический мониторинг подводных переходов трубопроводов. Автореферат дис. на соискание ученой степени канд.техн.наук. М., 2000 г., 19 с.

187. Бочаров В.А. Мировая добыча нефти: история, современное состояние и прогноз. -М.: ОАО «ВНИИОЭНГ».-2010.-372 с.

188. Шевнин В.А., Мусатов A.A., Накамура Э., Делгадо О. Оценка изоляции трубопроводов по электромагнитным измерениям с поверхности земли. 5-я Международная научно-практическая конференция «Инженерная и рудная геофизика-2009», Геленджик, 2 с.

189. Peabody A.W. Control of Pipeline Corrosion. Second Edition. Edited by Ronald L. Bi-anchetti. NACE International. The Corrosion Society. 1440 South Creek Drive Houston, Texas 77084, 2001. 347 p.

190. Ryjov A.A., Shevnin V.A. Anomalies from horizontal metal pipes in resistivity and IP fields. Proceedings of the SAGEEP-2001 conference in Denver (3-7 March 2001). ERP4, 8 p.

191. Mousatov A., Nakamura E., V. Shevnin, Delgado О. & Pervago E. Electromagnetic Technology for Determining Technical Conditions of Oil and Gas Pipelines. EAGE-2007, London, E005, 7 pp.

192. Mousatov A., Nakamura E., Shevnin V., Delgado O., Flores A. Surface electromagnetic technology for the external inspection of oil and gas pipelines. Rio Pipeline 2009. Conference & Exposition. 22-24 Sep. 2009. Brazil. IBP104109. 8 pp.

193. Правила производства работ при прокладке и переустройстве подземных инженерных сетей и сооружений, строительстве и ремонте дорожных покрытий и благоустройстве городских территорий. Решение Исполкома Ленгорсовета от 17.07.78 г. №526.

194. Руководство по съемке и составлению планов подземных коммуникаций и сооружений. Производственный НИИ по инженерным изысканиям в строительстве(ПНИИИС). -М.: Стройиздат. 1978.-75 с.

195. Chen Xuiming, Xu Hong Hai, and Yang Xu. Detecting underground cables and metal conducting pipes by using EM methods/ Geotechnical and Enviromental Geophysics. Vol.III. Edited by Stanley H.Ward. Society SEG, 1990, c.229- 238.

196. Zhang Guiqing and Luo Yanzhong. The application of IP and resistivity methods to detect underground pipes and cables/ Geotechnical and Enviromental Geophysics. Vol.III. Edited by Stanley H.Ward. Society SEG, 1990, c.239- 248.

197. Подземные коммуникации/ сайт «Еврострой», 2010,/http://www.gnbstroy.ru/ podzemniekommunikazii.php

198. Современные методы прокладки подземных инженерных сетей и сооружений в городских условиях/ Информационно-строительный портал «Стройка», Санкт-Петербург, 30.09.2003 http://librarv.stroit.ru/articles/prokladka/

199. Метод горизонтально-направленного бурения (ГНБ)/ Сайт ООО «ПИК», г.Санкт-Петербург, 2010/ http://www.piterpic.ru/metod gnb

200. Справочник строителя. Принципы размещения и способы прокладки подземныхкоммуникаций. ООО «ИнжКапСтрой», 2010 http://www.baurum.ru/ library/?cat=eng-accomp&id=4165

201. Ю.С. Фролов, Д.М. Голицынский, А.П. Ледяев. Строительство перегонных тоннелей. Официальный сайт «Московское метро», 2008 г. h ttp://metro, то lo t. ru/s tun nel. s h tm l1. Дорожные насыпи

202. Л.С.Чантуришвили. Специальные задачи электроразведки при проектировании дорог. М., «Транспорт», 1983. -124с.

203. Правительство Российской Федерации № 877-р от 17.06.2008/ Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года.

204. Глазунов В.В., Ефимова H.H., Демин В.Ф., Монич В.В. Георадиолокационный метод технической диагностики состояния железобетонных конструкций. В мире неразрушаю-щего контроля №3. сентябрь 2003. С.20-23.

205. Khakiev Z.B., Bilalov V.A., Morozov A.V., Yavna V.A. Improving GPR monitoring of track ballast and railway structural integrity. First break volume 27, March 2009.

206. Методические рекомендации по геофизическому обследованию насыпей железных дорог. ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА. Москва, 1975, 35 с.

207. Е.С. Ашпиз, JI.H. Хрусталев, J1.B. Емельянова, М.А. Ведерникова. Использование синтетических теплоизоляторов для сохранения мерзлотных условий в основании железнодорожной насыпи. Криосфера Земли, 2008, Том XII, № 2, с. 84-89.

208. Старовойтов A.B. Интерпретация георадиолокационных данных. Учебное пособие,-М.: Из-во МГУ, 2008.-192 с.

209. Claypool А. Тенденции развития пропускной способности железных дорог США (перевод). Progressive Railroading. 2004. № 2. p. 29 32.

210. История российских железных дорог,2009. Официальный сайт РЖД. http:/h is tory. rgd. ги/

211. Институт Гипротранспуть ОАО «Росжелдорпроект»/ Проектирование увеличения пропускной способности железных дорог /07.11.2008 /www.giprotp.ru/in fo/211. html

212. Понятие о пропускной и провозной способности железных дорог. 2009. /www.tehnoinfa.ru/zheleznajadoroga/72.html.

213. Насыпь. 28 июня 2009. Wiki 1520mm:/ www. 1520mm.ru/wiki/index.php

214. Институт «Росжелдорпроект». Свойства железнодорожного полотна, 2010. www. rzdp. ru/engine/glossary/zheleznodorognoe polotno.html

215. Интернет-портал Правительства Российской Федерации. В Дагестане подмыло дамбу и железнодорожную насыпь. 22.09.2009. /www.goverment.ru

216. Инна Серова. В Зеленодольске дождь размыл железнодорожную насыпь. Вечерняя Казань, 17 июля 2007, №113(3471)

217. Елена Васильева, В Североуральске дожди размыли железнодорожную насыпь. РИА «Новый Регион», 14.06.05 /www.nr2/ekb/29376.html

218. РИА «Новости». 4 октября 2009/ Движение поездов на Сахалине восстановлено/ http://kp.ru/online/news/550706/

219. История Могилева. 2009. Черная пятница в истории Могилева/ old-mogilev.newmail. ru/nasip.htm I

220. Сайт «Novosti.KG». Наводнения в Казахстане размыли железнодорожные насыпи 12.03.2010 /http://novosti.kg/news/563.html

221. К.Н.Кравченко. Железнодорожная Плюсса: Путеводитель, 9.02.2005, 22с. / www.plussa-region. narod. ru

222. Денис Морозов. Татарский серпантин (Демино-Татарка), 2010.Htuapsinka.ajp.ru /gdemino.html

223. Институт Мосгипротранс. 2010 г. http://www.mosgiprotrans.ru/about.html

224. Миигеология, 2010. http://www.egeology.ru/

225. Фролов З.Н. Малоглубинная электроразведка: опыт применения для обследования хвостохранилища радиоактивных отходов. Национальный ядерный центр Республики Казахстан, Курчатов, 2006, 19 с.

226. Озмидов O.P. Применение геофизических методов при обследовании хвостохрани-лищ. Автореферат кандидатской диссертации. М., 1997, 24 с.

227. Мосейкин В.В., Щербакова Е.П. Вопросы геологического обеспечения разработки хвостохранилищ. «Горная промышленность», №1, 2004.

228. ПРАВИЛА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ХВОСТОВЫХ, ШЛАМОВЫХ И ГИДРООТВАЛЬНЫХ ХОЗЯЙСТВ. ПБ 06-123-96. ПОСТАНОВЛЕНИЕ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ГОРНЫЙ И ПРОМЫШЛЕННЫЙ НАДЗОР РОССИИ. Утверждены Постановлением Госгортехнадзора России 5 ноября 1996 года N 43.

229. ЗАКОН КЫРГЫЗСКОЙ РЕСПУБЛИКИ о хвостохранилищах и горных отвалах. Принят Законодательным собранием Жогорку Кенеша Кыргызской Республики 31 мая 2001 года Утвержден 26 июня 2001 года за N 57.

230. Глотов В.Е., Глотова Л.П., Кобец В.И. Инженерно-геологические особенности и современное геоэкологическое состояние хвостохранилища Карамкенского ГОКа. "Новая Колыма", № 2/2004.

231. Википедия http://ru.wikipedia.org/wiki/хвостохранилище

232. Тилав Расул-заде. «Фергана.ру» информагенство. Северный Таджикистан: жизнь на руинах советской урановой промышленности. 16.05.2009. /www.ferghana.ru/article.php

233. Урановые хвостохранилища Таджикистана.2008. /www.uranium.kg/about-problem/tajikistan

234. Сайд Гуциев. РИА Новости. Стихия после прорыва дамбы в поселке Карамкен. 31.08.2009. /karamken.narod.ru/katastofakar.html

235. ГОСТ 19804.3-80* СВАИ ЗАБИВНЫЕ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫЕ КВАДРАТНОГО СЕЧЕНИЯ С КРУГЛОЙ ПОЛОСТЬЮ. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 12 сентября 1980 г. № 145. М., 1980, 3 с.

236. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАЦИОНАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ СВАЙ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА (ГОССТРОЙ СССР). Москва, 1978. Юс.

237. Квятковский Г.И. Метод сопротивления заземления в инженерной геофизике. М., Недра, 1993, 90 с.

238. Капустин В.В. Разработка способов комплексных геофизических исследований грунтов, геотехнических и строительных конструкций. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физ.-мат.наук, М., 2008. 25 с.1. Археология

239. Франтов Г.С., Пинкевич A.A. Геофизика в археологии/ Л., 1966, 212 с.

240. Эйткин М.Дж. Физика и археология. М.: Иностранная литература. 1963.

241. Глазунов В.В. Принципы моделирования и интерпретации потенциальных геофизических полей скрытых археологических объектов/ Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора техн.наук. С.-П., 1996 г.

242. Журбин И.В. Геофизика в археологии: методы, технология и результаты применения. Автореферат диссертации на соискание ученой степени докт. истор.наук. М., 2007 г.

243. Смекалова Т.Н. Физические методы в полевой археологии. Автореферат на соискание ученой степени кандидата исторических наук, М., 1992 г.

244. Смекалова Т.Н., Восс О., Мельников A.B. Магнитная разведка в археологии. 12 лет применения Оверхаузеровского градиентометра GSM-19WG/ 2009, 74 с.

245. Слепак З.М. Геофизика для города. Тверь, Издательство ГЕРС, 2007 г. 240 с. с ил.

246. Станюкович А.К. Скрытые объекты историко-культурного наследия. Принципы выявления и изучения методами археологической геофизики,- Научный доклад на соискание ученой степени доктора исторических наук, М., 1994 г.

247. Станюкович А.К. Археологическая геофизика в России. «Геофизика», №2, 1996. С.57-64.

248. Вахромеев Г.С. Геофизика и культура. Геофизика №1 1996.

249. Кац М.Я., Пелевин А.Т., Модин И.Н. Геофизические исследования на Куликовом поле // Куликово поле и Донское побоище 1380 года / Тр. ГИМ, М., 2005. Вып. 150. 352 С. 163-180.

250. Atkinson R.J.G. Field archaeology. Methuen&Co Ltd. 2nd ed. 1953.

251. Aitken M.J. The magnetic survey. Appendix to S.S.Frere: Excavations at Verulatium 1959, 5th Interim. Report-Antiquaries Journal, 1960, 40, p.21-24.

252. Lerichi C.M. Archaeological surveys with the proton magnetometer in Italy.-Archaeometry, 1961, 4, p.76-82.

253. Carabelli E.C. Ricerca sperimentale del dispositive piu adatti alia prospezione electrica di cavita sotterrinu. -Prospezioni archeologiche, 1967, 2, p.26-30.

254. Lerici C.M. I nuovi metodi di prospezioni archeologica alia scoperta delle civita sepolte. — Milano: Lerici editor, 1960, 418 p.

255. Epov M.I., Chemyakina M.A. Geophysical methods in the research of archeological sites in Western Siberia and Altai: results and perspectives. 8-th Intern. Conf. on Archaeological Prospection. 8-12 Sept., Paris, 2009, p.271-275.

256. Maillol J.M., Seguin M.-K., Gupta O.P., Akhauri H.M., Sen N. Electrical resistivity tomography survey for delineating uncharted mine galleries in West Bengal, India. Geophysical Prospecting. 1999,47, P. 103- 116.

257. Hertrich M., Jie-A-Looi M., Vrzba M., Horisberger В., Nagy P., Green A. Archaeo-geophysics within Switzerland. First break volume 28, August 2010.

258. Larson D.O., Lipo C.P., Ambos E.L. Application of advanced geophysical methods and engineering principles in an emerging scientific archaeology. First break volume 21, October 2003.

259. NiesneR., Weidinger J.T. Investigation of a historic and recent landslide area in Ultrahelve-tic sediments at the northern boundary of the Alps (Austria) by ERT measurements. The Leading Edge, November 2008.

260. Dechezlepretre Т., Dabas M., Gruel K. Automatic magnetic mapping of the oppidum of Boviolles (Meuse, France). ArcheoSciences, revue d'archeometrie. The 8th international conference on archaeological prospection, suppl. 33, 2009. P. 51-53.

261. Tsourlos P., Tsokas G.N. Tomographic Imaging of Ancient Wall Foundations in Thessaloniki, North Greece. ArcheoSciences, revue d'archeometrie. The 8th international conference on archaeological prospection, suppl. 33, 2009. P. 371-373.

262. Barker R.D. A simple algorithm for electrical imaging of the subsurface. First break 10, №2, February 1992. P. 53-62.

263. Griffiths D.H., Turnbull J., Olayinka A.I. Two-dimensional resistivity mapping in a computer-controlled array. Scintrex: technical Information, 1990.

264. Tsokas G.N., Tsourlos P. Transformation of the resistivity anomalies from archaeological sites by inversion filtering. GEOPHYSICS, VOL. 62. NO, I (JANUARY-FEBRUARY 1997):P. 36-43.

265. Candansayar M.E., Basokur A.T. Detecting small-scale targets by the 2D inversion of two-sided three-electrode data: application to an archaeological survey. Geophysical Prospecting, 2001,49, P. 13-25.

266. Jackson P.D., Earl S.J., Reece G.J. 3D resistivity inversion using 2D measurements of the electric field. Geophysical Prospecting, 2001, 49, P. 26-39.

267. Tsourlos P.I., Szymanski J.E., Tsokas G.N. The effect of terrain topography on commonly used resistivity arrays. GEOPHYSICS. VOL. 64. NO. 5 (SEPTEMBER-OCTOBER 1999): P.1357-1363.

268. Lliceto V. 2-D modeling of resistivity and magnetotelluric data from the Belvedere Spinello salt mine, Italy V. Geophysical Prospecting, Vol.43, №1, 1995.

269. Zhao S., Yedlin M.J. Some refinements on the finite-difference method for 3-D dc resistivity modeling. Geophysics. VOL. 61. NO. 5 (SEPTEMBER-OCTOBER 1996). P. 1301-1307.

270. Zhang J., Mackie R.L., Madden T.R. 3-D resistivity forward modeling and inversion using conjugate gradients. GEOPHYSICS, VOL. 60), NO. 5 (SEPTEMBER-OCTOBER 1995); P. 1313-1325.

271. Beard L.P., Hohmann G.W., Tripp A.C. Fast resistivity/IP inversion using a low-contrast approximation. GEOPHYSICS. VOL. 61. NO. 1 (JANUARY-FEBRUARY 1999); P. 169-179.

272. Moller I., Sorensen K. A new approach for fast 2-D geoelectrical mapping of near-surface structures. EUROPEAN JOURNAL OF ENVIRONMENTAL AND ENGINEERING GEOPHYSICS, 2, P. 247-261 (1997).

273. Yi M.-J., ICim J.-H., Song Y., Cho S.-J., Chung S.-H., Suh J.-H. Three-dimensional imaging of subsurface structures using resistivity data. Geophysical Prospecting, 2001, 49. P. 483497.

274. Morelli G., LaBrecque D.J. Advances in ERT inverse modeling. EUROPEAN JOURNAL OF ENVIRONMENTAL AND ENGINEERING GEOPHYSICS. l.P. 171 186(1996).

275. Chunduru R.K., Sen M.K., Stoffa P.L. 2-D resistivity inversion using spline parameterization and simulated annealing. GEOPHYSICS. VOL. 61, NO. I (JANUARY-FEBRUARY 1996); P. 151-161.

276. Mailer I., Jacobsen B.H., Christensen N.B. Rapid inversion of 2-D geoelectrical data by multichannel deconvolution. GEOPHYSICS. VOL. 06. NO. 1 (MAY-JUNE 2001) P. 800-808.

277. Wisen R, Auken E., Dahlin T. Combination of ID laterally constrained inversion and 2D smooth inversion of resistivity data with a priori data from boreholes. Near Surface Geophysics, 2005, P. 71-79.

278. ZhouB., Dahlin T. Properties and effects of measurement errors on 2D resistivity imaging surveying. Near Surface Geophysics, 2003, P. 105-117.

279. El-Qady G., Ushijima K. Inversion of DC resistivity data using neural networks. Geophysical Prospecting, 2001, 49, P. 417-430.

280. Dahlin T, Loke M.H. Resolution of 2D Wenner resistivity imaging as assessed by numerical modeling. Journal of Applied Geophysics 38 (1998) P. 237-249.

281. Loke M.H., Barker R.D. Practical techniques for 3D resistivity surveys and data inversion. Geophysical Prospecting, 1996, 44, P. 499-523.

282. Panissod C., Dabas M., Albert Hesse A., Jolivet A., Tabbagh J., Tabbagh A. Recent developments in shallow-depth electrical and electrostatic prospecting using mobile arrays. GEOPHYSICS, VOL, 63, NO. 5 (Sept-Octob. 1998): P. 1542 -1550.

283. Zagorac Z. How to reduce the surface in homogeneity effects in resistivity soundings. Ru-darsko-geolosko-naftni zbornik. Vol. 1. P. 159-163. Zagreb, 1989.

284. Barker R.D. The offset system of electrical resistivity sounding and its use with multicore cable. Geophysical Prospecting, 1981, 29. P. 129-143.

285. G. Apostolopoulos. Combined Schlumberger and dipole-dipole array for hydrogeologic applications. GEOPHYSICS. Vol. 73 No 5(September-October 2008). P.F189-F195.

286. Storz H., Storz W., Jacobs F. Electrical resistivity tomography to investigate geological structures of the earth's upper crust. Geophysical Prospecting, 2000, 48, P. 455-471.

287. Дополнительный список литературы:

288. Краев А.П. Физика Земли (краткий курс). Электрометрия. -Из-во ЛГУ, Л., 1940. 299 с.

289. Альпин Л.М. Негоризонтальные поверхности раздела и палетки НЗЛ. Сборник по прикладной геофизике, №1, 1940.

290. Тихонов А.Н. Об электрозондировании над наклонным пластом. Труды Института теоретической геофизики АН СССР, т.1, 1946.

291. Пылаев A.M. Руководство по интерпретации вертикальных электрических зондирований. -М., 1968, 147 с.

292. Каленов E.H. Интерпретация кривых вертикального электрического зондирования. -М., 1957.472 с.

293. Заборовский А.И. Электроразведка. -М.: Издательство нефтяной и горно-топливной промышленности, 1963. -423 с.

294. Kunetz G. Principles of Direct Current Resistivity Prospecting. Gebrüder Borntraeger. Berlin-Nikolassee, 1966. 103 p.

295. Блох И.А. Электропрофилирование методом сопротивлений. 2-е изд. М., Недра, 1971. 216 с.

296. Светов Б.С. Теория, методика и интерпретация материалов низкочастотной индуктивной электроразведки. -М.:, Недра, 1973. -256 с.

297. Вешев A.B. Электропрофилирование на постоянном и переменном токе. 2-ое изд. Перераб. и допол.-Л.:Недра, 1980. -391 с.

298. Бердичевский М.Н., Жданов М.С. Интерпретация аномалий переменного электромагнитного поля Земли. -М.:, Недра, 1981. -327 с.

299. Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики. -М.: Научный мир, 2009.- 680 с.

300. Светов Б.С., Бердичевский М.Н. Методологические вопросы электроразведки. Труды конференции «Вопросы методологии интерпретации геофизических данных в прикладной геофизике, Москва, 7-8 февраля 1996 г.» -М.: 1996. С.21-28.

301. Куфуд О. Зондирование методом сопротивлений. -М., «Недра», 1984,- 270 с.

302. Матвеев Б.К. Электроразведка. Учеб. для вузов,- 2-ое изд.перераб. и доп.- М.: Недра, 1990-368 с.

303. Колесников В.П. Основы интерпретации электрических зондирований. М., Научный мир, 2007,- 248 с.

304. Якупов B.C. Геофизика криолитозоны. -Якутск: Изд-во Якутского госуниверситета, 2008.-342 с.

305. Зыков Ю.Д. Геофизические методы исследования криолитозоны: Учебник.-М., Изд-во МГУ, 2007. 272 с.

306. Руководство по интерпретации кривых ВЭЗ МДС. М., 1984.

307. Блох Ю.И. Комплексное моделирование сильномагнитных геологических объектов. Геофизика №2 1997.С. 60.

308. Блох Ю.И. Решение прямой задачи магниторазведки для трехмерных анизотропных геологических объектов с учетом размагничивания: Известия АН СССР. Физика Земли,1987,12. С. 49-55.

309. Светов Б.С. Основы геоэлектрики. М.: Издательство Л1СИ, 2008. - 656 с.

310. Комаров В.А. Электроразведка методом вызванной поляризации.-Л.: Издательство «Недра», 1980.-391 с.

311. Логачев А.А., Захаров В.П. Магниторазведка, Л.: Недра, 1979. -351 с.

312. Каринский А.Д., Шевнин В.А. Влияние индукции на результаты ВЭЗ на переменном токе. Журнал ЕАГО, Геофизика, Москва, 2001, N5, с.50-56.

313. Казак А.В. «Аппаратурно-методический комплекс для геофизических исследований процессов фильтрации на пресноводных водоемах». Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. М.: 2008.

314. Ермохин К.М. «Решение трехмерных задач детальной электро- и магниторазведки на основе метода объемных дипольных источников». Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктор тех. наук. СПб, 1998.

315. Венцалек Радован. Автоматизация интерпретации профильных ВЭЗ (на примере нефтяных месторождений ЧСФР). Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидат тех. наук. М.: 1991.

316. Бобачев А.А., Яковлев А.Г., Яковлев Д.В. Электротомография высокоразрешающая электроразведка на постоянном токе. Инженерная геология, Сентябрь 2007. С. 31-35.

317. Aspinall A., Gaffney С. and Schmidt A. Magnetometry for Archaeologists. AltaMira Press, 2008. 208 p.

Информация о работе

Модин, Игорь Николаевич
доктора технических наук
Москва, 2010
ВАК 25.00.10

Диссертация

Электроразведка в технической и археологической геофизике - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы