Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геоэлектрическая диагностика загрязнения геологической среды промышленными стоками
ВАК РФ 25.00.10, Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
Автореферат диссертации по теме "Геоэлектрическая диагностика загрязнения геологической среды промышленными стоками"
На правах рукописи^
Федорова Ольга Ивановна
ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА ЗАГРЯЗНЕНИЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ ПРОМЫШЛЕННЫМИ СТОКАМИ
Специальность 25. 00. 10 - Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
г. Екатеринбург - 2005
Работа выполнена в Институте геофизики Уральского Отделения Российской Академии Наук
Научный руководитель'
кандида! технических наук Улитин Р.В
Официальные оппоненты- доктор геолого-минералогических наук,
профессор Сапожников В.М
доктор геолого-минералогических наук Виноградов А.М.
Ведущая организация'
Институт промышленной экологии УрО РАН
Защита состоится 18 ноября 2005 г. в 10-00 на заседании диссертационного совета Д 003 31.01. при Институте геофизики УрО РАН по адресу. 620216, г Екатеринбург, ул Амундсена, 100.
С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Института геофизики УрО РАН
Автореферат разослан « 7_» 2005 г.
Ученый секретарь диссертационного с
доктор физ.-мат наук, профессор
Хачай Ю В
Общая характеристика работы
Актуальность исследований. В настоящее время активно развивается научно-прикладная ветвь геофизики - экологическая геофизика. Задачей экологической геофизики является изучение «...состояния и мониторинг (слежение за изменением во времени) геофизических полей для получения информации о статике и динамике геоэкологических процессов на глобальном (биосистемном), региональном (геосистемном) и локальном (объектном) уровнях» (Хмелевской В.К.).
В диссертации рассматривается геоэкологическая проблема регионального уровня, поскольку объектом исследований являются обширные территории, подвергшиеся техногенной нагрузке за счет попадания токсичных промышленных стоков в подземные воды и их миграции.
Техногенное загрязнение геологической среды жидкими отходами промышленных предприятий (промстоками) происходит из-за нарушения гидроизоляционной стойкости ограждающих дамб и ложа накопителей промышленных стоков, в результате чего поверхностные и подземные воды обогащаются минерализованными токсичными веществами. Мигрируя по направлению подземного стока, токсиканты распространяются на значительные расстояния, создавая региональное загрязнение поверхностных и подземных источников водоснабжения. В результате увеличивается степень экологического риска для населения, использующего воду из таких источников для хозяйственно-бытовых целей.
Возникает необходимость в геоэкологической диагностике районов размещения накопителей отходов производства с целью выявления участков повышенного экологического риска. Поэтому актуальность работы определяется в первую очередь экологическим аспектом проблемы. Поскольку загрязнение техногенными отходами происходит в верхней части литосферы, то целесообразно привлечение геофизических технологий как наиболее современных, технически обеспеченных, мобильных и относительно недорогих средств изучения геологической среды. Разработка геофизической методики диагностики и мониторинга загрязнения геологической среды жидкими техногенными отходами производства становится актуальной.
Из геофизических методов целесообразно применить геоэлектрические методики. Основным критерием в выборе геоэлектрики и ее перспективности для геоэкологического контроля среды является то, что электропроводность пород существенно зависит от минерализации флюида, заполняющего поро-во-трещинное пространство. Обогащение подземных вод минерализованными промышленными стоками сопровождается увеличением электропроводности горных пород, а наиболее чувствительной к такому изменению физического свойства породы является электрометрия.
С начала девяностых годов в лаборатории экологической геофизики Института геофизики УрО РАН под ру1 лаборатори-
библиотека |
I 1 ю
ей Р В.Улитина ведутся теоретические и методические разработки, выполняется практическая реализация экологической диагностики геологической среды, подвергшейся техногенному загрязнению.
Цель исследований - разработка геоэлектрической методики выявления и трассирования зон миграции подземных вод, загрязненных токсичными промышленными стоками в результате нарушения гидроизоляционной защиты накопителей жидких отходов производства; геоэлектрический мониторинг техногенного загрязнения геологической среды.
Основные задачи исследований:
- определение нарушения гидроизоляционной стойкости ограждающих дамб хранилищ жидких отходов производства и локализация мест утечек промстоков;
- обнаружение и трассирование ореола техногенного загрязнения химическими веществами, картирование границ его распространения;
- выявление и прогнозирование смещения фронта ореола распространения загрязнения в геологической среде;
- электрометрический мониторинг динамики процесса фильтрации загрязняющих веществ в геологической среде;
- рекомендации по выбору места бурения заверочных скважин для гидрогеологических и других скважинных изысканий.
Научная новизна исследований:
1 Получены экспериментальные данные, по которым установлено, что ореолы загрязнения геологической среды в результате утечек промстоков формируются по двум основным моделям: пластово-поровой и тектонически-трещинной В результате исследований для пластово-поровой модели установлена линейно-вытянутая морфология ореола, горизонтальная мощность которого не превосходит размеры утечки.
2. Проанализированы методические основы геоэлектрических методов, используемых при диагностике техногенного загрязнения среды:
- На основе изучения распределения электрического поля при дифференциальном электропрофилировании с установкой MAN над локальными объектами (вертикальный пласт и шар в однородном полупространстве) установлена высокая разрешающая способность метода при определении границ раздела неоднородности с вмещающей средой. Натурными экспериментами обоснована перспективность применения данного метода для выявления и трассирования зон загрязнения.
- На примере простых моделей (вертикальный пласт и шар), аппроксимирующих каналы миграции и места аккумуляции токсичных подземных вод, рассмотрены особенности теоретических разрезов кажущегося сопротивления, позволяющие повысить качество обработки результатов в методе вертикального электрического зондирования, применяемого для изучения верхней части разреза.
- Дана теоретическая оценка возможности применения метода заряда для обнаружения фронта миграции загрязняющих веществ и изучения его динамики по измерениям второй производной потенциала, выполненных по части профиля.
3 Результатами экспериментальных исследований подтверждена эффективность предложенной геоэлектрической диагностики техногенного загрязнения геологической среды на разных геоэкологических объектах:
1. В районах накопителей промстоков выявляются и трассируются утечки загрязненных вод по ослабленным зонам просачивания. Картируется химическое загрязнение геологической среды.
2. На примере изучения геоэлектрическими методами территории, подвергшейся загрязнению утечками керосина, оценена разрешающая способность применяемых методов при геокартировании техногенного загрязнения среды углеводородами.
3. Геоэлектрическим мониторингом грунтового гидротехнического сооружения (плотины) показана эффективность режимных наблюдений при изучении динамики фильтрации загрязненной воды сквозь тело плотины.
Защищаются следующие научные положения:
1. По изучению строения верхней части разреза комплексом электрометрических методов установлено, что ореолы загрязнения геологической среды в результате утечек промстоков формируются по двум основным моделям распространения подземных вод: пластово-поровой и тектонически-трещинной. Для первой модели теоретически установлена и экспериментально подтверждена ленточно-вытянутая форма ореола, смещающегося по направлению стока подземных вод и имеющего горизонтальную мощность близкую к линейным размерам источника загрязнения (утечки).
2. Теоретическими расчетами и натурными экспериментами обоснована эффективность использования метода дифференциального электропрофилирования с установкой MAN при геоэлектрическом исследовании верхней части разреза Показана перспективность применения метода для обнаружения близповерхностных геологических неоднородностей и оценки их горизонтальной мощности.
3. Предложена комплексная геоэлектрическая методика изучения загрязнения геологической среды в результате утечек промышленных стоков, включающая дифференциальное электропрофилирование, электромагнитное зондирование и метод заряда. Методика позволяет: выявить положение очага поступления промстоков в среду; установить положение флангов и фронта ореола миграции токсичных подземных вод; изучить распространение загрязнения в разрезе; проводить мониторинг динамики фильтрации промстоков из накопителей.
Практическая значимость работы.
Предложенная геоэлектрическая методика позволяет оперативно и недорого производить геоэкологическую диагностику территорий размещения накопителей жидких отходов производства' обнаружение действующих очагов и потенциальных мест фильтрации токсичных вод из мест их складирования; электрометрический мониторинг динамики процесса фильтрации загрязняющих веществ в геологической среде. По результатам работ даются рекомендации по выбору места бурения скважин для гидрогеологических и других скважинных изысканий, что значительно может снизить затраты на экологические исследования.
Комплексная геоэлектрическая диагностика техногенного загрязнения геологической среды применялась более чем на двадцати объектах, расположенных в различных регионах: Свердловской, Челябинской областей; Хабаровского края; Казахстана. В диссертации приводится лишь небольшая часть экспериментальных работ, подтверждающих эффективность использования предложенной методики. Так в 1995-96 г.г. в результате проведенных работ в районе ПО "Маяк" (Челябинская обл.) выявлены зоны тектонически нарушенных, водопроницаемых пород, по которым происходит фильтрация минерализованных вод из водоема В-11. Здесь же на плотине 11, последней в Теченском каскаде водоемов, с 1995 по 2003 годы применялся геоэлектрический мониторинг с целью изучения динамики изменения электрофизических свойств насыпного гидротехнического сооружения По геофизическим данным удалось обнаружить место просачивания токсичных вод из водоема 11 сквозь тело плотины. Заверочное бурение не только установило разжижение фунта в аномальной зоне, но и обнаружило каверну, также выделяемую по результатам электромагнитных зондирований. В настоящее время ведутся работы по укреплению плотины.
В диссертации рассматривается опытно-методическая работа по изучению загрязнения геологической среды керосином, выполненная в 2002 году в районе г. Каменск-Уральский (Свердловская обл.) По результатам комплексных геоэлектрических работ удалось оконтурить площадное загрязнение и наметить точки для заверочного бурения. Первый опыт изучения загрязнения природной среды углеводородами показал перспективность применения предлагаемого комплекса геоэлектрических методик для выявления загрязнения веществами, повышающими удельное сопротивление горной породы.
Апробация работы.
Результаты работ докладывались на международном семинаре им. Д.Г. Успенского "Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей" (Екатеринбург 1999, 2002 г.г.); на Уральской молодежной научной школе по геофизике (Екатеринбург 2000, 2002 г.г.); на международной конференции " Экологические проблемы промышленных регионов" (Екатеринбург 2003 г.); на научных чтениях им
Ю.П Булашевича "Ядерная геофизика, геофизические исследования литосферы, геотермия" (Екатеринбург 2003 г.); на международной конференции "Экогеология - 2003" (С.-Петербург 2003 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Содержит 156 страниц текста, 54 рисунка, 7 таблиц и список литературы из 60 наименований.
Автор выражает благодарность научному руководителю - Улитину Р.В. за предоставленные результаты экспериментальных работ, особенно тех, в которых автор не принимал непосредственного участия, а также за постоянное внимание и помощь в работе Хочется поблагодарить сотрудников лаборатории экологической геофизики Бобровникова Н.В., Чистосердова Б.М., Харус Р.И., Аксенову Т.М., Гаврилову И.Э., Скатову Г.И., участие которых в полевых работах внесло неоценимый вклад в получение и накопление большого количества экспериментального материала.
Содержание работы
Изучение загрязнения геологической среды геофизическими методами
Изучение миграции промышленных стоков геофизическими методами проводилось в нашей стране уже с 60 годов различными производственными и научно-исследовательскими организациями, а также за рубежом (Finch J.W., Griffiths D.H., Gorhah H. L., Schroder Niels., Stollar R.L., Roux P.).
Выбор методов зависит от типа загрязнителя и геологического строения территории, в которую он попадает. Если загрязняющий компонент повышает минерализацию порового флюида горной породы, то применяют в основном кондуктивные методы - ВЭЗ, ЕП, ВП, ЭП. Так, в работе Трацев-ского Г.Д. методы ВЭЗ, СЭП, ЕП применялись на двух объектах для изучения загрязнения - на Олайнском шламонакопителе концентрированных промстоков и отходов химического производства и на Инчукалнской свалке кислого гудрона. По результатам работ оконтурены зоны повышенной минерализации.
В Таджикистане в районе азотно-тукового завода для определения пространственного положения загрязненных вод, их миграции, а также мощности, литологического состава, фильтрационных параметров водовмещающих отложений применили комплекс геофизических (ВЭЗ, МПВ, MOB), гидрогеологических и геохимических методов (Папырин Л.П., Пустозеров М.Г.).
Электрометрические методы применяются для диагностики загрязнения среды при разведке и эксплуатации нефтяных месторождений. Например, в Белоруссии с 1973 по 1975г проводились режимные наблюдения ВЭЗ на участке вблизи буровой скважины (Казарян В.В., Емельянов Г.И.). При
поступлении промывочной жидкости в соленосную толщу начинается быстрое засоление пород подсолевых отложений По результатам ВЭЗ построена карта изоом рк , по которым видно, что засоление пород и подземных вод происходит на всех стадиях буровых работ на нефть.
Распространение ореола загрязняющих веществ зависит от скорости и направления потока подземных вод. Для определения элементов движения грунтовых вод с 60-х годов применяется метод заряженного тела (Матвеев Б.К). Метод проводится на стадии проектирования водозабора, что позволяет правильнее расположить эксплуатационные скважины и избежать возможного загрязнения среды в районах, прилегающих к промышленным предприятиям.
В зимних условиях и в районах многолетней мерзлоты целесообразно применение индуктивных методов электроразведки (ДИП, ДИЗ, НП и т.д.). Например, метод незаземленной петли широко применяется в Якутии для контроля положения естественных и искусственных рассолов ( отработанных рудничных вод), захороненных в многолетней мерзлоте (Блох Ю.И., Вели-кин С. А).
Загрязнение среды веществами, повышающими сопротивление вмещающих пород, изучается высокочастотными методами, где доминирующим параметром, влияющим на электромагнитные сигналы, становится диэлектрическая проницаемость. Для этих целей разрабатываются современные методики и аппаратура, например, в методе РИЗ (радарные исследования земли) - георадар; в радиоволновом методе - высокочастотная волновая система типа ГРК-2 (Задириголова М.М., Уайтли Р.Д ), которыми исследуются первые десятки метров верхней части разреза.
Несмотря на имеющийся опыт применения электрометрических методов в ¡еоэкологии, работ по изучению миграции промышленных стоков в природной среде немного. Работы носят, как правило, узко направленный характер с применением либо одного, либо комплекса геофизических, гидрогеологических , геохимических методов, что приводит к удорожанию исследований. Необходим более обобщенный, теоретически обоснованный и экспериментально многократно подтвержденный на полигонах подход к выбору комплекса электромагнитных методов и методик для диагностики техногенного загрязнения среды.
Физико-геологические модели распространения загрязнения в геологической среде
Особенности формирования ореолов загрязнения геологической среды необходимо рассматривать на основе анализа физико-геологических моделей верхней части разреза.
Из физических характеристик горных пород лишь электропроводность обладает высокой чувствительностью к изменению общей минерализации растворов, фильтрующихся сквозь геологические образования Удельное электрическое сопротивление песчано-глинистых горных пород зависит от текстурных и водно-физических свойств среды: рк ~ 8.41(Гк„к,М) (Г - глинистость пород; к„, к, - коэффициенты общей пористости и водонасыщения; М - минерализация поровых вод). При обогащении подземных вод промстоками текстурные характеристики среды не меняются, а сопротивление пород находится в обратной зависимости от значения минерализации порового флюида.
Изучая электрофизические характеристики верхней части разреза, можно выявить и протрассировать зоны повышенной проводимости в геологической среде, приуроченные к путям миграции загрязненных подземных вод. Поэтому наиболее перспективно при инженерно-экологической диагностики территорий, подвергающихся техногенным воздействиям, применение геоэлектрических методик.
На основе анализа физико-геологического строения верхней части разреза, проведенного по результатам геоэлектрических работ на экологически неблагоприятных участках, выделяются две приоритетные модели формирования ореолов загрязнения. Развитие техногенного загрязнения, которое происходит за счет фильтрации промышленных стоков в пластово-поровые воды, будем называть по аналогии с гидрогеологической моделью распространения подземных вод - пластово-поровая модель формирования ореолов загрязнения. Вторая модель - тектонически-трещинная - характеризует формирование загрязнения в зонах нарушений коренных пород. Основное загрязнение подземных вод развивается по пластово-поровой модели, где загрязняющие вещества мигрируют по водопроницаемым породам в направление подземного стока на значительные расстояния.
Динамику процесса формирования и распространения ореола загрязняющих веществ в пластово-поровой модели рассмотрели, применяя предложенный Рудаковым В.К аналитический метод прогноза миграции вещества в неглубоком маломощном водоносном пласте при постоянной (осреднен-ной) горизонтальной скорости фильтрации подземных вод для линейных источников загрязнения аппроксимирующих утечки из накопителей.
Оценка площадного развития ореола загрязнения выполнялась для следующих параметров: мощность водоносного пласта т=10 м; скорость и направление фильтрации У=0,015 м/сут, ср=я/6; коэффициенты диффузии Ох=Оу=5-10"6; 510"5; 510'4 м2/сут; пористость породы п=0.2; интенсивность поступления промстоков в среду я=10 г/м.сут; х,/(-\-у х2/£=2; у\/(=\; фоновая концентрация загрязнителя в среде Со=0.
Зона загрязнения имеет практически линейно-полосовую морфологию и ориентирована в направлении стока подземных вод (рис. 1). Для принятой
расчетной интенсивности источника максимальная концентрация мигранта составляет 58 мг/л Это значение близко к наблюдаемым на практике концентрациям вещества-загрязнителя. Например, в районе накопителей отходов Первоуральского завода хромовых соединений содержание шестивалентного хрома в подземных водах составляет 7-35 мг/л, а для Актюбинкого завода хромовых соединений концентрации загрязнений более высокие' от 50 до 10ОО мг/л.
Рис 1 Формирование ореола загрязнения подземных вод от линейного источника длиной I \
Значения коэффициента
диффузии (м2/сут) а - 5 10"6, б -510"5 Время действия источника 365 суток Цифры на изолиниях - относительная концентрация мигранта 01 максимального значения
При непрерывном действии источника в течение 365 суток ширина полосы максимальной концентрации загрязнителя в фронтальной части ореола равна 0,6 от длины линейного источника, а в течение 1090 суток - 0,3. На фланговых частях ореола концентрация мигранта в подземных водах имеет высокий градиент. Такое распределение связано с тем, что при содержании мигранта более 0,5 от максимального значения основным процессом распространения вещества является конвективный перенос, а при низких концентрациях (менее 0,1 от максимальной) - диффузионный. При увеличении коэффициента диффузии от 5• 10"6 до 5-Ю"4 м2/сут зона низких содержаний загрязнителя (от 0 до 0,1 максимального значения) возрастает в полтора раза. Следует заметить, что коэффициент диффузии порядка 10"4 м2/сут характерен для свободной среды. В реальных средах за счет извилистости путей фильтрации значения коэффициента диффузии уменьшаются и составляют при пористости п=0,2 (принятой при наших расчетах) для несцементированных песков 1,5-105 м2/сут, а для сцементированных 5-10"6 м2/сут. То есть распрос гранение загрязненных подземных вод, приведенное на рис. 1а и 16 наиболее соответствует реальным условиям.
Продвижение фронта ореола загрязнения определяется скоростью течения подземных вод. При принятой в расчетах скорости фильтрации У=0,015 м/сут и пористости п=0,2 мигрант распространится по направлению стока (<р=л/6) за 365 суток на 27,4 м, а за 1095 суток на 82,1 м. Отметим, что в реальной среде скорость фильтрации превосходит выбранную нами расчетную. Например, в районе накопителей отходов на ПО "Маяк" по гид-
рогеоло! ическим исследованиям установлено продвижение ореола загрязнения на 70-80 м в год, что соответствует скорости фильтрации V=0,15-0,2 м/сут.
Таким образом, при геоэлектрических исследованиях ореол химического загрязнения будет выделяться проводящей зоной с линейно-вытянутой морфологией.
Рис. 2 План распределения
кажущегося
электросопротивления для разноса питающих заземлений 20 м в районе накопителя отходов 1 - ограждающая дамба, 2-изолинии электросопротивления (цифры Ом.м)
3 - гидрогеологические скважины
(f
НАКОПИТЕЛЬ ОТХОДОВ
50 300т
cÜD* .3
Экспериментальное изучение морфологии ореола загрязнения пласто-во-поровой модели при действии линейного источника рассмотрим на примере reo электрических работ, проведенных в районе накопителя высокоминерализованных промстоков Актюбинского завода хромовых соединений (Казахстан). Хранилище отходов размещено на площади развития осадочных образований. Рыхлые четвертичные отложения имеют мощность 30-40 м и представлены сверху вниз: суглинками, песками с глинистыми прослоями, гравием и галечником. Ложе накопителя закрыто полимерной гидроизоляционной пленкой.
Геофизические работы проводили на площади, примыкающей к северовосточной части офаждающей дамбы хранилища протяженностью 0,55 км. В основании внешнего борта дамбы на участке длиной около 0,4 км (пикеты 20-60) (рис 2.) визуально наблюдается высаживание промстоков.
Дипольным электропрофилированием на ближайшем к дамбе профиле 1 выделяется зона проводящих пород, имеющая горизонтальную мощность 0,55 км (интервал пикетов 10-65). К северо-востоку от профиля 1 геоэлектрическая обстановка меняется. Выявляются локальные участки пониженного электросопротивления пород на профилях III и IV в районе пикетов 13-28 и 48-64.
По результатам вертикальных электрических зондирований отмечаются гри линейно-вытянутые проводящие зоны (значения кажущегося электросопротивления менее 15 Ом.м) , простирание которых в северо-восточном
Накопитель отходов
скв. 9 скв. 10
скв. 8 скв. 12 Ото
/,/_/ У 2 20
Ч\3 Э Щ]5 ЕЭб &
Рис 3 Трассирование зон тектонических нарушений, по которым мигрируют загрязненные подземные воды, а — схема участка; б — геолого-геофизический разрез, в — геологические колонки по скважинам
1 — геофизические профили, 2 — заверочные скважины, 3 — электропроводные зоны в коренных породах, 4 — рыхлые отложения, 5 — кора выветривания; 6-8 — известняки' массивные (6); интенсивно-трещиноватые (7); закарстованные (8).
направлении совпадает с направлением стока подземных вод. Западная и восточная аномалии выделяются на всех четырех профилях, а центральная (пикеты 30-35) - лишь на профилях I и И. В геоэлектрическом разрезе высокоэлектропроводные участки в районе профиля III и IV приурочены к рыхлым отложениям мощностью от 3,5-4 до 12-14 м.
По геоэлектрическим исследованиям обследованной территории сделано заключение, что западной и восточной аномалиями фиксируются сформировавшиеся ореолы загрязнения среды. Центральная аномалия связана с новой поздней утечкой и находится на стадии развития.
ч <222
X/
/ /
'Л '
-Л ■Д//
Ч N ( V 4
ч NN.
-Л '-Г ✓
/ \ \ х / N 4
^ -
25-26 | Э2-Э» I 40-90^-—>. 54-75.__ | 42-48
43о-ва<г 90-150 | 530-970 |
И, м 107\ 53.70 15С-190
Рис 4 Схема участка (а), разрезы по профилю X. б, в - кажущегося электросопротивления порол; г, д - геоэлектрические при измерениях в] 997 г. (б, г) и в 1999 г (в, д). 1 - накопитель отходов; 2 - зоны тектонических нарушений; 3,4- границы ореола загрязнения по гидрогеологическим (3) и геофизическим данным; 5 - скважины, пройденные для проверки геофизических аномалий.
Вторая физико-геологическая модель - тектонически-трещинная - имеет свои особенности в силу ее природы. Здесь загрязненные воды мигрируют по каналам трещиноватости раздробленной геологической среды. При электрометрической диагностике территории следует ожидать протяженных зон повышенной электропроводности горных пород в направлении простирания тектонического нарушения коренных пород, а также аномальных зон, проникающих в основание разреза, связанных с распространением мигранта на глубину.
Тектонически-трещинная модель загрязнения четко прослеживается в районе накопителя промстоков производственного объединения "Маяк". Результаты геоэлектрических исследований указывают на то, что загрязнение формируется по тектоническим зонам трещиноватости в коренных породах, развитых на территории водоема (рис.3)
В районе озера Карачай геоэлектрической методикой выявлено пласто-во-поровое площадное загрязнение в направлении регионального подземного стока, а на ближайшем к озеру профиле прослеживается распространение загрязнения также и на глубину по тектонической зоне (подтверждено бурением). В этом случае загрязнение формируется по двум моделям одновременно (рис.4).
На основе изучения физико-геологического строения верхней части разреза комплексом геоэлектрических методов установлены приоритетные моде ли аккумуляции и транспортировки загрязненных подземных вод- пласгово-поровая и тектонически-трещинная. Для первой модели экспериментальные данные подтверждаются теоретическими исследованиями процесса формирования ореола загрязнения. Установлена его ленточно-вытянутая форма, горизонтальная мощность которой близка к линейным размерам источника (утечки).
Методика изучения техногенного загрязнения среды в результате утечек промстоков
Одним из основных источников обогащения подземных вод минерализованными промышленными стоками являются утечки из хранилищ жидких отходов. Поэтому для выполнения природоохранных мероприятий необходима геоэкологическая диагностика районов размещения хранилищ.
Учитывая рассмотренные выше пластово-поровую и тектонически трещинную физико-геологические модели загрязнения геологической среды, комплекс электрометрических методов, во-первых, должен быть ориентиро ван на выявление локально-вытянутых объектов повышенной электропроводности; во-вторых, обеспечивать глубинность исследований от единиц до нескольких десятков метров.
На поисковом этапе обследования заданной территории решается задача обнаружения и трассирования зон миграции подземных вод, обогащенных минерализованными токсичными промстоками. Для этой цели применяются оперативные методики электропрофилирования, позволяющие обнаружить локальные близповерхностные геоэлектрические неоднородности' дипольное (кондуктивное либо индуктивное), дифференциальное (с установкой MAN, В—>оо). Использование всех перечисленных методик одновременно не целесообразно. Например, если уровень грунтовых вод располагается близко к поверхности (3-4 м), то не имеет смысла выполнять малоглубинные индукционные исследования; при резко меняющейся мощности рыхлых отложений дифференциальная схема измерений может не дать положительного эффекта Набор профильных методик в каждом конкретном случае выбирается в зависимости от геологической ситуации.
Детализацию выявленных аномалий осуществляют по методике вертикальных электрозондирований, что позволяет изучить распространение про-
водящих зон на глубину. Для определения фронтальной части ореола загрязнения предлагается применять метод заряда. Изучение динамики фильтрации токсичных вод в пространственно-временном интервале проводится мониторинговыми исследованиями
Дипольное профилирование с прямой и обратной установкой, а также вертикальные электрические зондирования выполняются по стандартной методике По результатам дипольного профилирования устанавливают проекции на дневную поверхность осей зон повышенной электропроводности в среде. Обработка кривых зондирований в методе ВЭЗ ведется по программе, разработанной Журавлевой Р.Б., применяется также пакет программ VES (Ю П. Колесников) и программа, разработанная в МГУ
Выполняя интерпретацию всех полученных материалов, составляют геоэлектрическую модель обследованной территории и выделяют объекты повышенной проводимости пород, связанные с загрязнением среды.
Копдуктивное дифференциальное профилирование при решении геоэкологических задач
Для определения границ ореола загрязнения с вмещающей средой предложено использовать дифференциальное электропрофилирование, позволяющее более точно установить пространственное положение фланговых частей ореола.
Метод кондуктивного электрического профилирования с дифференциальной установкой «MAN» был предложен в конце пятидесятых годов. В ней приемные электроды М и N располагаются на одинаковом расстоянии вдоль профиля наблюдений от первого питающего заземления (А), а второе питающее заземление (В) относится в практическую бесконечность. При перемещении дифференциальной установки по профилю над однородной или горизонтально-слоистой средой регистрируемый сигнал должен иметь нулевое значение, а при наличие в разрезе локальной неоднородности иного электрического сопротивления, чем вмещающие породы, должен принимать аномальное значение.
Этот метод не нашел применения при поисках глубоко залегающих тел, во-первых, из-за искажающего влияния неоднородностей верхней части разреза, во-вторых, из-за не разработанной методики интерпретации результатов. Поскольку метод дифференциального профилирования обладает повышенной чувствительностью к поверхностным неоднородностям, считаем его наиболее перспективным при решении геоэкологических задач.
Для детальной проработки методических основ дифференциального электропрофилирования возникла необходимость выполнить теоретические оценки особенностей распределения электрического поля для различных геоэлектрических неоднородностей. По литературным данным подобные расчет ы сделаны лишь для контакта двух сред с различным электрическим сопро-
тивлением. В диссертационной работе рассматриваются неоднородности типа протяженного вертикального пласта и погруженного шара.
Для вертикального пласта в зависимости от соотношения полуразноса установки А№-АМ~^ и мощности пласта И получили десять вариантов расчетных выражений разности потенциалов.
Пласт пониженного сопротивления отмечается экстремумами разного знака по обе стороны от границ пласта (рис.5). Вид кривых не меняется при любых соотношениях Если пласт имеет повышенное сопротивление по сравнению с вмещающей средой, то особенности кривой ДИ зависят от соотношения полуразноса установки и мощности пласта. При М1<0.5 экстремумы фиксируются над пластом, а при увеличении //Ь экстремумы смещаются в сторону вмещающей среды. Таким образом, оптимальный размер установки МкО.5.
Над погруженным шаром также отмечаются знакопеременные экстремумы. При увеличении разноса экстремумы выполаживаются в сторону вмещающей среды. Оптимальный разнос установки £/Ь=1 (Ь -радиус шара). При увеличении глубины залегания шара форма графиков сохраняется, но происходит смещение экстремумов в сторону вмещающей среды.
А О, оти. «л.
Р г
Рис 5 Графики дифференциального профилирования нал пластом пониженного сопротивления (рг = ^р,). Размер установки Ь=5 м. Мощность пласта: I — 15 м, 2 —7 м; 3—Зм;4 —0,5 м.
Сопоставление результатов дифференциального, дипольного профилирования и электрозондирований на одном из геоэкологических полигонов показало, что дипольным комбинированным профилированием четко выделяется центр высокоомного блока, а его границы уверенно определяются дифференциальным профилированием. По результатам дифференциального профилирования, выполненного на насыпной плотине выделяются высоко-
омные и низкоомные блоки, которые уверенно коррелируются с результатами зондирований.
Таким образом, установлена высокая разрешающая способность метода дифференциального профилирования при определении горизонтальной мощности локальной неоднородности.
Особенности разреза кажущихся сопротивлений в методе ВЭЗ над близповерхностными неоднородностями
Метод вертикального электрического зондирования является одним из основных в используемой комплексной геоэлектрической диагностике среды
Интерпретация результатов проводится с применением программ, разработанных для модели горизонтально-слоистой среды. Однако, среда на малых глубинах, как правило, изобилует неоднородностями. Ореолы загрязнения, формирующиеся за счет утечек промышленных стоков, также являются локальными объектами. В этом случае при количественной интерпретации модель горизонтально-слоистой среды в аномальных зонах будет не верна. Поэтому, перед тем, как проводить количественную обработку материала, важно на качественном этапе интерпретации выделить зоны, связанные с локальными неоднородностями.
Качественную оценку результатов в методе ВЭЗ представляют в виде разреза кажущихся сопротивлений. Целесообразно рассмотреть теоретические разрезы электросопротивлений над некоторыми приповерхностными неоднородностями. В качестве моделей взяли: вертикальный пласт, выходящий на поверхность, которым можно аппроксимировать обводненные участки, тектонические разломы, служащие каналами для транспортировки токсикантов; шар как погруженное изометрическое тело, аппроксимирующее за-карстованные участки, каверны, которые в случае утечек промстоков могут аккумулировать загрязняющие вещества.
Для применяемой на практике симметричной четырехэлектродной установки Шлюмберже кажущееся сопротивление рк при достаточно малом расстоянии между приемными электродами определяется по формуле:
(1)
где Ь=2г, г=АВ/2, Е| и Е2 напряженность поля в точке измерения от первого и второго питающих электродов.
Напряженность поля вычисляется по выражениям, полученным для потенциала электрического поля точечного источника на дневной поверхности над двумя контактами и шаром.
Над вертикальным пластом теоретический разрез имеет сложную структуру, особенностями которой являются четыре аномалии. Пласт хорошо выделяется двумя аномалиями. Близповерхностная (верхняя) аномалия при малых разносах показывает рк близкое к сопротивлению пласта. При увели-
чении разносов рк падает до тех пор, пока оба питающих электрода не выйдут за пределы пласта Затем, с последующим увеличением разносов, рк начинает увеличиваться и стремится при больших АВ/2 к сопротивлению пласта (нижняя аномалия). По обе стороны от пласта наблюдаются симметричные аномалии противоположного относительно вмещающей среды сопротивления (краевые эффекты). Эти аномалии имеют размер равный «2h (h-мощность пласта), а по вертикали - к 3h., и на этом расстоянии от пласта аномалии будут вносить искажающий эффект на измеренные кривые, что необходимо учитывать при интерпретации. Краевые эффекты опасны тем, что они могут внести ложное представление о геологическом разрезе. Если пласт расположен между двумя точками наблюдений, то на разрезе рк отразится не крутопадающий объект, а локальный с электропроводностью противоположной реальному пласту.
На теоретических разрезах кажущегося сопротивления над шаром максимальная амплитуда аномалии наблюдается над эпицентром шара, с увеличением разноса аномалия проникает на глубину и искажает реальные размеры объекта. По краям от шара наблюдается смещение аномальной зоны от эпицентра за счет краевых эффектов, что отмечается на разрезе характерными "крыльями". Интенсивность и размер аномалии при р2<р|,болыпе, чем при р2 >Pi (pi и р2 - электросопротивление вмещающей среды и шара).
В работе приводятся экспериментальные разрезы, полученные на геоэкологических полигонах, где обнаруживаются участки с особенностями рассмотренных выше моделей.
Рассмотренные особенности теоретических разрезов рк, над двумя моделями позволяют аппроксимировать ими фрагменты практического разреза кажущихся сопротивлений, выделяя приповерхностные неоднородности, при качественной и количественной интерпретации результатов
Контроль миграции фронта загрязненных подземных вод методом заряда.
Значительное число хранилищ функционирует в течение длительного времени. При наличии утечек сформировавшийся ореол загрязнения подземных вод может распространиться на значительное расстояние. При геоэкологической диагностике территорий размещения хранилищ жидких промышленных отходов требуется определить положение переднего фронта миграции загрязненных подземных вод для оценки и прогнозирования экологической обстановки обследуемой площади. Для решения данной задачи предлагается применить метод заряда.
Рассмотренные выше физико-геологические особенности ореола хими ческого загрязнения, позволяют считать его линейно-вытянутым неэквипотенциальным проводником.
В работе рассмотрели распределение электрического поля заряженного чиненного неэквипотенциального проводника, расположенного в однородном изотропном полупространстве, когда точечный источник помещен на конец проводника (в начало утечки). Коэффициент к, характеризующий степень эквипотенциальное™ проводника, изменялся в диапазоне 0.1-30.
Распределение градиента потенциала би/ду вдоль линейного заряженного проводника имеет следующие особенности. При значениях параметра эквипотенциальное™ Л<1 над началом и концом проводника на кривой градиента потенциала наблюдаются экстремумы, а переход кривой через ноль -— вблизи середины проводника. При увеличении X минимум ди/ду над концом проводника значительно выполаживается, область смены знака градиента потенциала смещается к началу линейного проводника. Отсюда следует, что контролировать изменение длины неэквипотенциальных линейных проводников по изучению распределения градиента потенциала весьма затруднительно.
Более перспективным для достижения поставленной цели (контроля смещения фронта ореола загрязнения) представляется исследование второй производной потенциала над линейным проводником.
Вторая производная электрического потенциала точечного источника, помещенного на конец проводника, находится из выражения:
__ (Ы *г[х2 +г;| с/(1-7/2/)Я
(2)
Я = Q93i2I|a){pJ\plg{21/a)}, (3)
где х, у, 2 — координаты точки наблюдения; т] — координата элемента проводника; I — ток, подводимый к проводнику; р— электросопротивление среды; ро— удельное сопротивление проводника Я — коэффициент, характеризующий степень эквипотенциальное™ проводника.
Для неэквипотенциального проводника при Я=0.1 - 6 кривая имеет
пять экстремумов. При этом расстояние между положением второго (минимума) и третьего (максимума) экстремумов на кривой точно соответствует половине длины линейного проводника. То есть, исследуя распределение
второй производной потенциала (д21//ду2) на ограниченном участке профиля и повторив наблюдения через некоторый промежуток времени, можно установить динамику распространения загрязненных подземных вод в геологической среде.
При геоэкологических исследованиях, связанных с загрязнением подземных вод утечками токсичных промышленных стоков, является важным количественное определение загрязнения химическими веществами. Для этой цели гидрогеологические скважины вскрывают рыхлые отложения и бурятся до подземных вод. Для укрепления стенок скважины обсаживаются металлической колонной до забоя. Для методического упрощения в методе за-
ряда предлагается не опускать электрод в скважину, а заряжать обсадную колонну скважины. Обсадка в приближении будет являться линейным источником возбуждения поля и, пересекая горизонтальный проводник (загрязненные подземные воды), образовывать модель двух пересекающихся заряженных линейных проводников.
В работе получили выражения электрического поля (потенциал, градиент потенциала и вторая производная потенциала) от двух пресекающихся заряженных эквипотенциальных проводников в однородном полупространстве.
Выполнены расчеты для глубины залегания (го) горизонтального проводника: го/Н=0.5- скважина пересекает проводник и углубляется дальше; го/Н=1 - скважина доходит до проводника. Рассмотрены случаи /?/Н =0.5; ].; 1.5, когда длина проводника £ меньше, равна и больше длины обсадной колонны (Н) соответственно.
На основании анализа расчетов сделаны следующие выводы:
1. Если в методе заряда, используемом для изучения фронтальной части ореола загрязнения подземных вод промышленными стоками, помещать заряд на обсадную колонну скважины, как правило, пересекающую токсичные воды, то методически задача упрощается, но усложняется интерпретация результатов, поскольку поле от вертикального проводника (скважины) является в этом случае помехой в определении аномалии от горизонтального проводника (ореола загрязнения).
2. Наиболее информативной в определении фронтальной части ореола загрязнения является вторая производная потенциала, которая имеет четкий переход через ноль не только в точке х=£ (над концом проводника), но и в точке х=£/2 при отношении //го не меньше четырех. Это дает возможность определения фронтальной части ореола загрязнения по измерениям, полученным по части профиля.
3. При слабом выделении аномального поля на измеренных кривых (градиента и второй производной потенциала) предлагается выделять его путем аналитического расчета поля от линейного источника (нормального поля) по формуле:
а'г/. Л*,-'-х'О у
8х2 У #2+Лг (Н2+Я2У Я, +Л, (Я, +Л,) '
где Я,=(н2+х2+у2 ; Л2 = ^Н2 + х2 + у2 ; г, = ^у2 + (* + /,)2 + 2„2 ;
г2 = ,]у2 +(х-/2)2 + г02 , д =---—-, Ь=11+12 длина горизонтального провод-
2 л{Н + /.)
ника; Н=Н2-Н) - длина вертикального проводника.
Параметр q(p,H,L) вычисляется по формуле (4) при измерении (или вычислении по градиенту поля) второй производной потенциала вблизи
скважины при хЮ, когда суммарное поле практически равно полю от вертикального проводника (скважины)
Анализируя теоретические расчеты поля заряженного неэквипотенциального линейного проводника и поля двух заряженных линейных пересекающихся проводников, отметим, что, в принципе, результаты не противоречат друг другу. В обоих случаях наиболее информативной характеристикой поля является вторая производная потенциала
Таким образом, для определения фронтальной части ореола загрязнения подземных вод предложенным методом заряда на первой стадии изучения необходимо получить данные по всему профилю, то есть измерить полную кривую, чтобы иметь представление о структуре поля. Последующие мониторинговые исследования, проводящиеся с целью изучения динамики миграции загрязнения и смещения фронта ореола, можно осуществлять на части профиля, выбрав соответствующий подход к обработке результатов.
Результаты геоэкологических исследований
В работе рассматривается пример геоэлектрического картирования химического загрязнения природной среды в районе накопителей промстоков. Исследования проводились в районе 10 и 11 водоемов Теченского каскада водоемов производственного объединения «Маяк». Основная задача заключалась в изучении строения верхней части разреза и выявлении зон тектонически нарушенных, водопроницаемых пород, по которым возможна фильтрация минерализованных вод из водоемов.
В пределах изучаемого участка развиты вулканогенные, терригенно-осадочные образования. Фиксируются разрывные нарушения северозападного и северо-восточного простирания. По периметру водоемов выполнено дипольное с прямой и обратной установками профилирование (размер диполей -50 м, г=100 м), которое позволило выделить проекции осей проводящих зон на дневную поверхность. Детализацию аномалий провели методом ВЭЗ по южным профилям. По геоэлектрическим разрезам выяснили, что аномалии приурочены к проводящим зонам в коренных породах.
Юго-западнее водоема 11 были продолжены исследования. По количественной интерпретации составлена схема зон пониженного сопротивления (200-300 Ом.м) в основании разреза изучаемого участка с сопротивлением 500-1000 Ом.м. По аномалиям пройдено 5 скважин, которые вскрыли трещиноватые известняки, по отборам проб воды из скважин обнаружено обогащение подземных вод промстоками.
По результатам работ установлено, что формирование зон загрязнения природной среды происходит по тектонически-трещинной модели за счет миграции токсикантов по дну накопителей по тектоническим структурам, развитым на территории водоемов.
Второй пример - изучение техногенного загрязнения геологической среды углеводородами.
Объектом исследования являлась территория, на которой много лет происходили утечки авиационного керосина. Рыхлые отложения представлены здесь суглинками, песчаниками выветрелыми, мощность которых доходит до 18 м., в основании разреза - известняк. Керосин легче воды и имеет удельное сопротивление 10 0 Ом.м. Это означает, что керосин должен концентрироваться над поверхностью водоносного горизонта и при геоэлектрических исследованиях проявляться зонами повышенного сопротивления.
На первой поисковой стадии исследования провели по 5 субширотным и 7 субмеридиональным профилям по методике дифференциального профилирования. По выявленным аномалиям повышенного сопротивления выполнили детализацию методом ВЭЗ и методом частотного зондирования ВЭЗы подтвердили наличие высокоомного слоя в разрезе. Результаты частотного зондирования показали, что разрез по электросопротивлению низкоомный и слабо дифференцирован, т.е. высокоомный слой, выделенный по результатам ВЭЗ, не связан с коренными породами.
Построена схема зон повышенного сопротивления по результатам дифференциального профилирования и ВЭЗ Выделяется западная (3680 кв.м.) и восточная (965 кв.м.) зоны загрязнения.
На примере изучения геоэлектрическими методами территории, подвергшейся загрязнению утечками керосина, показана эффективность применяемых методов при геокартировании техногенного загрязнения среды углеводородами.
Третий пример посвящен вопросу о применении геоэлектрического комплекса при геоэкологическом мониторинге. Рассмотрели мониторинг гидротехнического сооружения плотины 11, ограждающей 11 водоем, последний в Теченском каскаде водоемов.
Плотина имеет протяженность около 2 км. Верхний бьеф плотины сложен железобетонными плитами, внешняя насыпная часть представлена глинисто-щебенистым материалом, высота в центральной части окопо 15 м Геофизические исследования выполняли на 3 профилях (у основания, по откосу и полотну плотины)
С 1995 по 2003 годы на аномальном участке плотины проводился мониторинг с применением дифференциального профилирования и электромагнитных зондирований. За это время наблюдалась динамика изменения электрофизических и геометрических параметров выявленной на всех трех профилях аномальной зоны.
По результатам дифференциального профилирования аномальная зона в основании плотины с 1997 по 2003 годы увеличилась со 100 м до 230 м, а по откосу - с 60 м до 145 м. В этих зонах наблюдается уменьшение удельного сопротивления грунта. По результатам геоэлектрических исследований
сделан вывод о просачивании токсичных вод из накопителя через тело плотины.
В 2001 году с учетом геофизических данных пробурили гидрогеологические скважины, которые, во-первых, подтвердили наличие утечки, во-вторых, появилась возможность сопоставить геологические и геофизические характеристики грунта. Устанавливается четкая корреляция между содержанием, водонасыщеностью фунта и его электрофизическими характеристиками, что подтверждает эффективность применения режимных геоэлектрических наблюдений при эксплуатации фунтовых сооружений.
Комплексная геоэлектрическая методика была опробована на 20 объектах Практически на всех геофизических аномалиях заверочное бурение подтвердило связь аномальных зон с зафязнением подземных вод.
Заключение
Основные результаты исследований состоят в следующем:
! На основе анализа физико-геологического строения верхней части разреза 1ерриторий, подвергшихся техногенному зафязнению утечками промышленных стоков из мест их складирования, комплексом геоэлектрических меюдов выделены две приоритетные модели формирования ореола зафязне-ния геологической среды пластово-поровая, характерная для близповерхно-стных водопроницаемых четвертичных отложений; тектонически-трещинная, приуроченная к тектонически нарушенным зонам коренных пород Экспериментальными исследованиями установлена линейно-вытянутая морфология ореола химического зафязнения геологической среды для пластово-поровой модели.
2. Дана теоретическая оценка мифации вещества в пластово-поровой модели для параметров среды, приближенных к реальным Расчеты подтвердили линейно-вытянутую морфологию ореола зафязнения, горизонтальная мощность которого не превосходит линейные размеры источника зафязнения (утечки). Зафязнение распространяется в направлении стока подземных вод.
3. Выполнены теоретические расчеты распределения электрического поля при профилировании с дифференциальной установкой MAN над вертикальным пластом и шаром в однородном полупространстве, на основе которых:
— установлена высокая разрешающая способность дифференциальной установки при определении фаниц раздела локального объекта с вмещающей средой;
— сформулированы основные требования к технологическому регламенту исследований по методу дифференциального профилирования;
— показана возможность оценки удельного электрического сопротивления сравнительно мощных вертикальных пластов
4. Экспериментальными исследованиями подтверждена перспективность применения метода дифференциального профилирования при выявлении локальных объектов в верхней части разреза и более точного определения его границ с вмещающей средой. Предлагается включать данный метод в геоэлектрический комплекс геоэкологической диагностики природной среды.
5. Предложена комплексная геоэлектрическая методика изучения загрязнения геологической среды утечками промышленных стоков и стадийность ее применения:
- на поисковом этапе предлагается применять оперативные методы профилирования, позволяющие обнаружить утечки и локализовать близпо-верхностные геоэлектрические неоднородности, связанные с ними: диполь-ное (кондуктивное либо индуктивное); дифференциальное с установкой МАИ;
- па стадии детализации выявленных аномалий предложено использовать: методику вертикальных электрических зондирований, позволяющую изучать распространение проводящих зон на глубину; метод заряда - для определения фронтальной части ореола загрязнения;
- контроль за развитием выявленного загрязнения в пространственно-временном интервале целесообразно осуществлять геоэлектрическим мониторингом.
6. Для проработки методических основ предложенных методов применительно к геоэкологическим задачам:
- рассмотрены особенности теоретических разрезов кажущегося сопротивления в методе вертикального электрического зондирования на примере простых моделей, аппроксимирующих каналы миграции и места аккумуляции токсичных подземных вод.
- дана теоретическая оценка возможности применения метода заряда для обнаружения переднего фронта миграции загрязняющих веществ и изучения его динамики по измерениям второй производной потенциала, проведенным по части профиля.
7. Комплексная геоэлектрическая методика диагностики техногенного загрязнения геологической среды утечками промстоков была опробована на ряде геоэкологических полигонах. В работе представляются результаты геоэлектрических исследований, проводившихся на нескольких объектах:
- показана эффективность применения предложенной методики при геоэлектрическом картировании химического загрязнения природной среды в районе накопителей высокоминерализованных промышленных стоков;
- на примере геоэлектрических исследований, проведенных на загрязненной керосином территории, рассмотрена перспективность использования геоэлектрического комплекса при изучении загрязнения геологической среды углеводородами;
- эффективность проведения геоэлектрического мониторинга, позволяющего изучать динамику процесса фильтрации токсичных мигрантов в результате утечек промстоков из накопителей рассмотрели на примере мониторинга гидротехнического сооружения - насыпной фунтовой плотины, офа-ждающей накопитель жидких отходов производства.
Основное содержание диссертации отражено в следующих работах ■
1. Физические и методические основы геоэлектрической экспертизы техногенного зафязнения природной среды // Теория и практика геоэлектрических исследований. Екатеринбург: УрО РАН, 1998 С. 32-65 (Соавторы: Улитин Р.В., Назаров C.B.)
2. Обоснование методики дифференциального кондуктивного электропрофилирования для геоэкологических исследований // Материалы семинара им Д.Г.Успенского, Екатеринбург: 1999. С 30-33. (Соавторы Улитин Р.В.)
3. Геоэлекфическая система контроля техногенного зафязнения геологической среды // Материалы междунар. конференции Геодинамика и геоэкология, Архангельск- УрО РАН, 1999. С 376-377. (Соавторы: Улитин Р.В., Гаврилова И.Э., Харус Р.Л )
4. Особенности разреза кажущихся сопротивлений над близповерхно-стными неоднородностями // Уральская молодежная научная школа по геофизике: сборник докладов. Екатеринбург: УрО РАН, 2000 С. 122-125.
5. Геоэлектрика при решении геоэкологических и инженерно-теологических задач // Теория и практика геоэлектрических исследований. Екатеринбург: УрО РАН, 2000 С. 84-98 (Соавторы: Улитин Р В , Гаврилова Н.Э., Харус Р.Л.)
6. Электрическое поле двух линейных пересекающихся проводников // Третья Уральская молодежная научная школа по геофизике: сборник докладов. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. С. 120-123.
7. Геоэлектрический контроль технического состояния фунтовых гидротехнических сооружений// Материалы конференции "Экологические проблемы промышленных регионов", Екатеринбург- 2003. С. 291-292 (Соавторы: Улитин Р.В.)
8. Оценка техногенного зафязнения геологической среды электроразведочными методами // Материалы конференции "Экогеология 2003", С.Петербург: 2003. С. 224-225. (Соавторы: Улитин Р.В.)
9. Основные принципы геоэлектрического исследования техногенного зафязнения подземных вод// Материалы Вторых науч. чтений Ю П. Булаше-вича, Екатеринбург: 2003. С. 196. (Соавторы- Улитин Р.В )
Подписано в печать 26.09.2005. Формат 60x84 1/!6. Бумага типографская. Печать офсетная Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 48
Размножено с готового оригинал-макета в типографии "Уральский центр академического обслуживания". 620219, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 91.
РНБ Русский фонд
2006-4 13396
Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Федорова, Ольга Ивановна
ВВЕДЕНИЕ.4
1. ОБЗОР ИЗУЧЕННОСТИ.13
1.1. Источники загрязнения геологической среды.13
1.2. О работах по изучению загрязнения геологической среды геофизическими методами.15
2. ФИЗИКО-ГЕОЛОГИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ В ГЕОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЕ.32
2.1. Предпосылки применения электрометрических методов при изучении техногенных зон в геологической среде.32
2.2. Пластово-поровая и тектонически-трещинная модели формирования ореолов загрязнения. .35
2.3. Теоретические и экспериментальные исследования зон загрязнения в пластово-поровой модели.!.36
2.4. Экспериментальные исследования распространения загрязнения в тектонически-трещинной модели.46
3. МЕТОДИКА ИЗУЧЕНИЯ ТЕХНОГЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ СРЕДЫ УТЕЧКАМИ ПРОМСТОКОВ.51
3.1. Выбор методов исследования.51
3.2. Кондуктивное дифференциальное профилирование при решении геоэкологических задач.53
3.2.1. К расчету теоретических графиков дифференциального профилирования.55
3.2.2. К методике профилирования над вертикальным пластом. .60
3.2.3. О размере дифференциальной установки и плотности точек измерений по профилю.63
3.2.4. Оценка электрического сопротивления двух сред при вертикальном их контакте.64
3.2.5. Результаты натурных экспериментов.69
3.2.6. Выводы.74
3.3. Особенности разреза кажущихся сопротивлений в методе ВЭЗ над близповерхностными неоднородностями.75
3.3.1. Разрезырк над вертикальным пластом.76
3.3.2. Разрезы рк над шаром.83
3.4. Контроль миграции фронта загрязненных подземных вод методом заряда.86
3.4.1. Поле заряженного неэквипотенциального линейного проводника.87
3.4.2. Электрическое поле двух линейных пересекающихся проводников.92
3.5. Выводы.100.
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.102
4.1. Геоэлектрическое картирование химического загрязнения природной среды в районе накопителя промстоков.102
4.1.1. Результаты геоэлектрических работ в районе водоемов В-10 и В-11.102
4.1.2. Геоэлектрическое строение Калиновского участка.114
4.2. Изучение техногенного загрязнения среды углеводородами. 119
4.2.1. Обоснование выбора методов исследования.119
4.2.2. Результаты электрометрических исследований.121
4.3. Геоэлектрический мониторинг гидротехнических сооружений .130
4.3.1. Мониторинг по профилю 3.131 4.3.2. Результаты исследований по профилю 2 (по откосу плотины) .138
4.3.3. Исследования на профиле 1 (по полотну плотины).141
4.4. Выводы.146
Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геоэлектрическая диагностика загрязнения геологической среды промышленными стоками"
В настоящее время активно развивается научно-прикладная ветвь геофизики - экологическая геофизика. Экологическая геофизика изучает «.состояние и мониторинг (слежение за изменением во времени) геофизических полей для получения информации о статике и динамике геоэкологических процессов на глобальном (биосистемном), региональном (геосистемном) и локальном (объектном) уровнях» [5].
В диссертации рассматривается геоэкологическая проблема регионального уровня поскольку объектом исследований являются обширные территории, подвергшиеся техногенной нагрузке за счет попадания ток® сичных промышленных стоков в подземные воды и их миграции.
Техногенное загрязнение геологической среды жидкими отходами промышленных предприятий (промстоками) происходит из-за нарушения гидроизоляционной стойкости ограждающих дамб и ложа накопителей промышленных стоков, в результате чего поверхностные и подземные воды обогащаются минерализованными токсичными веществами. Мигрируя по направлению подземного стока токсиканты распространяются на значительные расстояния, создавая региональное загрязнение поверхностных и ^ # подземных источников водоснабжения. В результате увеличивается степень экологического риска для населения, использующего воду из таких источников для хозяйственно-бытовых целей [45].
Возникает необходимость в геоэкологической паспортизации районов размещения накопителей отходов производства с целью выявления участков повышенного экологического риска.
Таким образом, актуальность работы определяется в первую очередь экологическим аспектом проблемы. Во-вторых, поскольку загрязнение техногенными отходами происходит в верхней части литосферы, то целесообразно привлечение геофизических технологий как наиболее современных, технически обеспеченных, мобильных и относительно недорогих средств изучения геологической среды. Разработка геофизической методики диагностики и мониторинга загрязнения геологической среды техногенными отходами производства становится актуальной.
Из геофизических методов целесообразно применить геоэлектрические методики. Основным критерием в выборе геоэлектрики и ее перспективности для геоэкологического контроля среды является то, что минерализация флюида, заполняющего порово-трещинное пространство, тесно связана с электропроводностью пород. Обогащение подземных вод минерализованными промышленными стоками сопровождается увеличением электропроводности горных пород, а наиболее чувствительная к такому изменению физического свойства породы является электрометрия [46].
Актуальность рассматриваемой проблемы вызвала повышенный интерес у сотрудников Института геофизики УрО РАН, и с начала девяностых годов в институте ведутся теоретические и методические работы по осуществлению экологической диагностики геологической среды, подвергшейся техногенному загрязнению.
Большое внимание этой проблеме уделяет лаборатория экологической геофизики. Под руководством заведующего лабораторией Р.В.Улитина в процессе многолетних экспериментальных и теоретических работ сформировался определенный подход к решению нетрадиционной для геофизики задачи, который заключается в применении, как говорилось выше, геоэлектрических методов, так как они являются наиболее эффективными в данных исследованиях [49,50].
Цель исследований - разработка геоэлектрической методики выявления и трассирования зон миграции подземных вод, загрязненных токсичными промышленными стоками в результате нарушения гидроизоляционной защиты накопителен жидких отходов производства; геоэлектрический мониторинг техногенного загрязнения геологической среды.
Основные задачи исследований:
- определение нарушения гидроизоляционной стойкости ограждающих дамб хранилищ жидких отходов производства и локализация мест утечек промстоков;
- обнаружение и трассирование ореола техногенного загрязнения химическими веществами и картирование границ его распространения;
- выявление и прогнозирование смещения фронта ореола распространения загрязнения в геологической среде;
- электрометрический мониторинг динамики процесса фильтрации загрязняющих веществ в геологической среде;
- рекомендации по выбору места бурения заверочных скважин для гидрогеологических и других скважинных изысканий.
Научная новизна исследований:
1. Получены экспериментальные данные, по которым установлено, что ореолы загрязнения геологической среды в результате утечек промстоков формируются по двум основным моделям распространения подземных вод: пластово-поровой и тектонически-трещинной. В результате исследований для первой модели установлена линейно-вытянутая структура ореола, горизонтальная мощность которого не превосходит размеры утечки.
2. Проанализированы методические основы геоэлектрических методов, используемых при диагностике техногенного загрязнения среды:
- На основе изучения распределения электрического поля при дифференциальном электропрофилировании с установкой MAN над локальными объектами: вертикальным пластом и шаром в однородном полупространстве установлена высокая разрешающая способность метода при определении границ раздела неоднородности с вмещающей средой. Натурными экспериментами обоснована перспективность применения данного метода для выявления и трассирования зон загрязнения.
- На примере простых моделей (вертикальный пласт и шар), аппроксимирующих каналы миграции и места аккумуляции токсичных подземных вод, рассмотрены особенности теоретических разрезов кажущегося сопротивления, позволяющие повысить качество обработки результатов в методе вертикального электрического зондирования, применяемого для изучения верхней части разреза.
- Дана теоретическая оценка возможности применения метода заряда для обнаружения фронта миграции загрязняющих веществ и изучения его динамики по измерениям второй производной потенциала, выполненных по части профиля.
3. Результатами экспериментальных исследований подтверждена эффективность геоэлектрической диагностики техногенного загрязнения геологической среды на разных геоэкологических объектах:
1. В районах накопителей промстоков выявляются и трассируются утечки загрязненных вод по ослабленным зонам просачивания. Картируется химическое загрязнение геологической среды.
2. На примере изучения геоэлектрическими методами территории, подвергшейся загрязнению утечками керосина, оценена разрешающая способность применяемых методов при геокартировании техногенного загрязнения среды углеводородами.
3. Геоэлектрическим мониторингом грунтового гидротехнического сооружения (плотины) показана эффективность режимных наблюдений при изучении динамики фильтрации загрязненной воды сквозь тело плотины.
В соответствии с намеченной целью и задачами защищаются следующие научные положения:
1. По изучению строения верхней части разреза комплексом электрометрических методов установлено, что ореолы загрязнения геологической среды в результате утечек промстоков формируются по двум основным моделям распространения подземных вод: пластово-поровой и тектонически-трещинной. Для первой модели теоретически установлена и экспериментально подтверждена ленточно-вытянутая форма ореола, смещающегося по направлению стока подземных вод и имеющего горизонтальную мощность близкую к линейным размерам источника загрязнения (утечки).
2. Теоретическими расчетами и натурными экспериментами обоснована эффективность использования метода дифференциального электропрофилирования с установкой MAN при геоэлектрическом исследовании верхней части разреза. Показана перспективность применения метода для обнаружения близповерхностных геологических неоднородностей и оценки их горизонтальной мощности.
3. Предложена комплексная геоэлектрическая методика изучения загрязнения геологической среды в результате утечек промышленных стоков, включающая дифференциальное электропрофилирование, электромагнитное зондирование и метод заряда. Методика позволяет: выявить положение очага поступления промстоков в среду; установить положение флангов и фронта ореола миграции токсичных подземных вод; изучить распространение загрязнения в разрезе; проводить мониторинг динамики фильтрации промстоков из накопителей.
Практическая значимость работы.
Комплексная геоэлектрическая диагностика техногенного загрязнения геологической среды применялась более чем на двадцати объектах, ® расположенных в различных регионах: Свердловской, Челябинской областях; Хабаровского края; Казахстана. В' диссертации приводится лишь небольшая часть экспериментальных работ, подтверждающих эффективность использования предложенной методики. Так в 1995-96 г.г. в результате проведенных работ в районе ПО "Маяк" (Челябинская обл.) выявлены зоны тектонически нарушенных, водопроницаемых пород, по которым происходит фильтрация минерализованных вод из водоема В-11. Здесь же на плотине 11, последней в Теченском каскаде водоемов, с 1995 по 2003 годы применялся геоэлектрический мониторинг с целью изучения динами® ки изменения электрофизических свойств насыпного гидротехнического сооружения. По геофизическим данным удалось обнаружить место просачивания токсичных вод из водоема В-11 сквозь тело плотины. Заверочное бурение не только установило разжижение грунта в аномальной зоне, но и обнаружило каверну, так же выделяемую по результатам электромагнитных зондирований. В настоящее время ведутся работы по укреплению плотины.
В диссертации рассматривается опытно-методическая работа по изу-• чению загрязнения геологической среды керосином, выполненная в 2002 году в районе г. Каменск-Уральский (Свердловская обл.). По результатам комплексных геоэлектрических работ удалось оконтурить площадное загрязнение и наметить точки для заверочного бурения. Первый опыт изучения загрязнения природной среды углеводородами показал перспективность применения предлагаемого комплекса геоэлектрических методик для выявления загрязнения веществами, повышающими удельное сопротивление горной породы. А Апробация работы.
Результаты работ докладывались: на международном семинаре им. Д.Г. Успенского "Вопросы теории и практики геологической интерпретации гравитационных, магнитных и электрических полей" (Екатеринбург 1999, 2002 г.г.); на Уральской молодежной научной школе по геофизике (Екатеринбург 2000, 2002 г.г.); на международной конференции " Экологические проблемы промышленных регионов" (Екатеринбург 2003 г.); на научных чтениях им Ю.П. Булашевича "Ядерная геофизика, геофизические исследования литосферы, геотермия" (Екатеринбург 2003 г.); на международной конференции "Экогеология - 2003" (С.-Петербург 2003 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Содержит 156 страниц текста, 54 рисунка, 7 таблиц и список литературы из 60 наименований.
Заключение Диссертация по теме "Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых", Федорова, Ольга Ивановна
Основные результаты исследований состоят в следующем:
1. На основе анализа физико-геологического строения верхней части разреза территорий, подвергшихся техногенному загрязнению утечками промышленных стоков из мест их складирования, комплексом геоэлектрических методов выделены две приоритетные: модели формирования ореола загрязнения геологической среды: пластово-поровая, характерная для близповерхностных водопроницаемых четвертичных отложений; тектонически-трещинная, приуроченная к тектонически нарушенным зонам коренных пород. Экспериментальными исследованиями установлена линейно-вытянутая морфология ореола химического загрязнения геологической среды.
2. Дана теоретическая оценка миграции вещества в пластово-поровой модели для параметров среды, приближенных к реальным; Расчеты подтвердили линейно-вытянутую морфологию ореола загрязнения, горизонтальная мощность которого не превосходит линейные размеры источника загрязнения (утечки). Загрязнение распространяется по стоку подземных вод.
3. Выполнены:теоретические расчеты распределения электрического поля при профилировании с дифференциальной установкой MAN над вертикальным пластом и шаром в однородном полупространстве, на основе которых: установлена высокая разрешающая способность методики при определении границ раздела локального объекта с вмещающей средой; сформулированы основные требования к технологическому регламенту исследований по методу дифференциального профилирования; показана возможность оценки удельного электрического сопротивления сравнительно мощных вертикальных пластов.
4. Экспериментальными исследованиями подтверждена перспективность применения метода дифференциального профилирования при выявлении локальных объектов в верхней части разреза и более точного определения его границ с вмещающей средой. Предлагается включать данный метод в геоэлектрический комплекс геоэкологической диагностики природной среды.
5. Предложена комплексная,геоэлектрическая методика изучения загрязнения геологической среды утечками промышленных стоков и стадийность ее применения:
- на поисковом этапе предлагается применять оперативные методы профилирования, позволяющие обнаружить утечки и локализовать близ-поверхностные геоэлектрические неоднородности, связанные с ними: ди-польное (кондуктивное либо индуктивное); дифференциальное с установкой MAN;
- на стадии детализации выявленных аномалий предложено использовать: методику вертикальных электрических зондирований, позволяющую изучать распространение проводящих зон на глубину; метод заряда -для определения фронтальной части ореола загрязнения;
- контроль за развитием выявленного загрязнения в пространственно-временном интервале целесообразно осуществлять геоэлектрическим мониторингом.
6. Для проработки методических основ предложенных методов применительно к геоэкологическим задачам:
- рассмотрены теоретические разрезы кажущегося сопротивления в методе вертикального электрического зондирования, применяемого для изучения миграции загрязняющих веществ в основание разреза, на примере простых моделей, аппроксимирующих каналы миграции и места аккумуляции токсичных подземных вод.
- дана теоретическая оценка возможности применения метода заряда для обнаружения переднего фронта миграции загрязняющих веществ и изучение его динамики по измерениям второй производной потенциала, проведенным по части профиля.
7. Комплексная геоэлектрическая методика диагностики техногенного загрязнения геологической среды утечками промстоков была опробована на ряде геоэкологических полигонах. В работе представляются результаты геоэлектрических исследований, проводившихся на нескольких объектах:
- показана эффективность применения предложенной методики при геоэлектрическом картировании химического загрязнения природной среды в районе накопителей высокоминерализованных промышленных стоков;
- на примере геоэлектрических исследований, проведенных на загрязненной керосином территории, рассмотрена перспективность использования геоэлектрического комплекса при изучении загрязнения геологической среды углеводородами;
- эффективность проведения геоэлектрического мониторинга, позволяющего изучать динамику процесса фильтрации токсичных мигрантов в результате утечек промстоков из накопителей, рассмотрели на примере мониторинга гидротехнического сооружения - насыпной грунтовой плотины, ограждающей накопитель жидких отходов производства.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Федорова, Ольга Ивановна, Екатеринбург
1. Блох И.М. Электропрофилирование методом сопротивлений. Изд. 2-е. М.: Недра, 1971.216 с.
2. Блох Ю.И., Великин С.А. и др. Оконтуривание зон захоронения рудничных вод низкочастотной индуктивной электроразведкой // Геофизика. 1996, №3. С. 48-50.
3. Бобровников Н.В. Использование техногенных электромагнитных полей в комплексе геоэкологического картирования // Геоэлектрические исследования контрастных по электропроводности сред. Екатеринбург: УрО РАН, 1996. С. 138-148.
4. Бурсиан В.Р. Теория электромагнитных полей, применяемых в электроразведке. М.-Л.,ГТТИ, 1933.
5. Вахромеев Г.С. Экологическая геофизика. Иркутск: ИрГТУ, 1995.216 с.
6. Геофизический мониторинг плотины 11. Отчет о научно-исследовательской работе. Фонды ИГФ УрО РАН. Екатеринбург: 2002. 63с.
7. Геоэлектрическое картирование с целью оценки показателей эко-геологического риска в районе изучаемых объектов. Отчет о научно-исследовательской работе. Фонды ИГФ УрО РАН. Екатеринбург: 1995. 58с.
8. Геоэлектрическое картирование с целью оценки показателей эко-геологического риска в районе изучаемых объектов. Отчет о научно-исследовательской работе. Фонды ИГФ УрО РАН. Екатеринбург: 1996. 58с.
9. Гидрогеология СССР. Том IV Урал. Редактор В.Ф.Прейс. М.: Недра, 1972. 648 с.
10. Гольдберг В.М. Загрязнение подземных вод и их охрана // Разведка и охрана недр. 1975, №1. С.40-44.
11. Гольдберг В.М., Пугач С.Л., Субботина Л.А. Накопители отходов основные источники загрязнения подземных вод // Разведка и охрана недр. 1987, №5. С.39-43.
12. Гольдберг В.М., Завузов А.А., Просеков A.M. Стадийность изучения загрязнения подземных вод.-// Разведка и охрана недр. 1988, №10. С.35-39.
13. Горленко Н.Н., Ережепов Н.Е. Комплексное использование электроразведки, аэро- и космосъемки при исследовании зоны аэрации // Разведка и охрана недр. 1982. №11. С.42-44.
14. Григорьева Н.П. Линейный неэквипотенциальный проводник // Труды ВИРГ, 1950, вып.2.
15. Губкин И.М. Учение о нефти.Изд. Наука. М.: 1975. 384 с.
16. Енохович А.С. Краткий справочник по физике. Изд. Высшая школа. М.: 1976. 288 с.
17. Заборовский А.И. Электроразведка. М: Гостоптехиздат, 1943. 444с.
18. Задириголова М.М., Уайтли Р.Д. Радиоволновой метод в инженерной геоэкологии // Геофизика. 1997, №1. С.58-62.
19. Земцов В.Н., Шак В.Г. Электрическое зондирование на постоянном токе в рудных районах. М.,Недра. 1990. 108 с.
20. Изучение техногенного загрязнения геологической среды геофизическими методами. Отчет о научно-исследовательской работе. Фонды ИГФ УрО РАН. Екатеринбург: 2002. 33с.
21. Карслоу Г., Егер Д. Теплопроводность твердых тел // М.:Наука, 1964. С. 488.
22. Коваленко В.Д. Определение границы распространения вод повышенной минерализации; с помощью электроразведки. Киев: Наукова думка, вып. 2. 1970. С. 50-51.
23. Коваленко В.Д., Ковалевский В.Т. Опыт оценки условий загрязнения подземных вод с помощью геофизических методов // Тр. ВСЕГИН-ГЕО, вып. 52. 1973. С. 78-80.
24. Кормильцев В.В., Улитин Р.В., Человечков А.И. Способ геоэлектроразведки. Патент РФ, № 2098847, 1994.
25. Лукнер Л., Шестаков В.М. Моделирование миграции подземных вод. М.: Недра, 1986. 208 с.
26. Ляховицкий Ф .М., Хмелевской В .К., Ященко З.Г Инженерная геофизика. М.: Недра, 1989. 250 с.
27. Матвеев Б.К. Определение элементов движения подземных вод по одной скважине геофизическими методами // Состояние и перспективы развития разведочной геофизики. М.: Гостоптехиздат, 1961. С. 574-580.
28. Мелькановицкий И.М. Геофизические методы при региональных гидрогеологических исследованиях // Изв. вузов, Геология и разведка. 1974. №5. С. 101-107.
29. Мольский Е.В., Шемелинин В.В. Гидрогеофизические наблюдения при изучении вопросов загрязнения подземных вод // Учен. зап. ЛГИ. 1982. С.91.
30. Папырин Л.П., Пустозеров М,Г. Изучение ореолов загрязнения подземных вод геофизическими методами // Охрана и разведка недр. 1998. вып.1. С. 36-41.
31. Першин И.Я. Применение геофизических методов для целей прогноза загрязнения подземных вод // Тез. докл. на науч.-произв. семинаре в Шауляе. Вильнюс, 1981.
32. Петров В.А. Комплексирование методов ВЭЗ и ПЭЗ при гидрогеологических исследованиях // Разведка и охрана недр. 1977. №2. С. 37-41.
33. Развитие исследований по теории фильтрации в СССР (19171967). М.: Наука, 1969. 545 с.
34. Родионов П.Ф. Электроразведка методом заряда. М: Наука, 1971.263 с.
35. Рудаков В.К. Междунар. Геологический конгресс, 25 сессия. Докл. Советских геологов "Геология четвертичного периода; Инженерная геология. Проблемы гидрогеологии аридной зоны". М.: Наука, 1976. С. 397-401.
36. Рудаков В.К. //Водные ресурсы. 1994. том 21. №1. с. 15-25.
37. Тархов А.Г. Об электроразведочных методах чистой аномалии. Изв. АН СССР, сер. геофизическая, 1958, №8. С.979-989.
38. Титлинов B.C., Журавлева Р.Б. Технология дистанционных индуктивных зондирований. Екатеринбург: УрО РАН, 1995; С.56.
39. Трацевкий Г.Д. Электроразведочные исследования загрязнения подземных вод// Тез. докл. на науч.-произв. семинаре в Шауляе. Вильнюс, 1981. С.98-101.
40. Улитин Р.В., Назаров С.В., Федорова О.И. Физические и методические основы геоэлектрической экспертизы техногенного загрязнения природной среды // Теория и практика геоэлектрических исследований. Екатеринбург: УрО РАН, 1998. С. 32-65.
41. Улитин Р.В., Гаврилова И.Э., Харус P.JI. Методология геоэлектрической экспертизы химического загрязнения природной среды // Геоэлектрические исследования контрастных по электропроводности сред: УрО РАН, 1996. С. 87-104.
42. Улитин Р.В., Федорова О.И. Обоснование методики дифференциального кондуктивного электропрофилирования для геоэкологических исследований: // Материалы семинара им. Д.Г. Успенского, Екатеринбург:1999. С. 30-33.
43. Улитин Р.В., Гаврилова И.Э., Федорова О.И., Харус Р.Л., Петухо-ва Ю.Б. Геоэлектрическая система контроля техногенного загрязнения геологической среды // Материалы междунар. конференции Геодинамика и геоэкология, Архангельск: 1999. С 376-377.
44. Улитин Р.В., Гаврилова И.Э., Федорова О.И., Харус P.JI., Петухо-ва Ю.Б. Геоэлектрика при решении геоэкологических и инженерно-геологических задач // Теория и практика геоэлектрических исследований. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. С. 84-98.
45. Улитин Р.В. Геоэлектрическое исследование химического загрязнения природной среды // Сборник тезисов Международной Геофизической Конференции и Выставки ЕАГО. М: Совинцентр, 1997. Н2.6
46. Улитин Р.В., Федорова О.И. Геоэлектрический контроль технического состояния грунтовых гидротехнических сооружений// Материалы конференции "Экологические проблемы промышленных регионов", Екатеринбург: 2003. С. 291-292.
47. Улитин Р.В., Федорова О.И. Оценка техногенного загрязнения геологической среды электроразведочными методами // Материалы конференции"Экогеология 2003", С.-Петербург: 2003. С. 224-225.
48. Улитин Р.В., Федорова О.И. Основные принципы геоэлектрического исследования техногенного загрязнения подземных вод// Материалы Вторых науч. чтений Ю.П. Булашевича, Екатеринбург: 2003. С. 196.
49. Федорова О.И. Особенности разреза кажущихся сопротивлений над близповерхностными неоднородностями // Уральская молодежная научная школа по геофизике: сборник докладов. Екатеринбург: УрО РАН,2000. С. 122-125.
50. Федорова О.И. Электрическое поле двух линейных пересекающихся проводников // Третья Уральская молодежная научная школа по геофизике: сборник докладов. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. С. 120-123.
51. Хмелевской В.К. Основной курс электроразведки. Часть 1. Изд-во МГУ, 1970.
52. Черняк Г.Я., Шарапанов Н.Н. Возможности применения геоэлектрических методов с целью выделения зон санитарной охраны подземных вод. Скоростные методы исследований при гидрогеологических и инженерно-геологических съемках. 1969, С. 231-242.
53. Электроразведка методом сопротивлений. Изд-во МГУ, 1994.159 с.
54. Gorhah H. L. The determination of the saline/fresh interface by resistivity soundings //Bull. Assoc. Eng. Geol. 1976. Vol. 13, № 3. P. 163-175.
55. Ogata A. // J. Res. U.S. Geol. Surv. 1976. V. 4. № 3. Р/ 277-284.
56. Schroder Niels. Interpretation of depth salt water by application of electrical soundings // Geoexploration. 1970. Vol. 8, №2. P. 113-116.
57. Stollar R.L., Roux P. Earth resistivity surveys a method for defining groundwater contamination// Ground Water. 1975. Vol.13, №2. P. 145-150.
- Федорова, Ольга Ивановна
- кандидата геолого-минералогических наук
- Екатеринбург, 2005
- ВАК 25.00.10
- Разработка приемов интерпретации данных электрических зондирований и метода переходных процессов для сложнопостроенных сред
- Геоэкологическая роль поверхностного стока при строительстве АЗС в городских условиях
- Геоэлектрика континентальной тектоносферы
- Математическое моделирование в методах постоянного тока при решении задач инженерной геологии и гидрогеологии на украинском кристаллическом щите
- Исследование физического состояния и оценка устойчивости грунтовых дамб гидротехнических сооружений горных предприятий геоэлектрическим методом