RU2178191C1 - Способ поиска и разведки подземных вод - Google Patents
Способ поиска и разведки подземных вод Download PDFInfo
- Publication number
- RU2178191C1 RU2178191C1 RU2001106480/28A RU2001106480A RU2178191C1 RU 2178191 C1 RU2178191 C1 RU 2178191C1 RU 2001106480/28 A RU2001106480/28 A RU 2001106480/28A RU 2001106480 A RU2001106480 A RU 2001106480A RU 2178191 C1 RU2178191 C1 RU 2178191C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- results
- areas
- water
- zones
- sites
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/30—Assessment of water resources
Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Использование для геологического обоснования проведения поисково-разведочных работ на подземные пресные и минерализованные воды. Сущность изобретения: путем выделения по результатам изучения космо- и аэрофотоснимков кольцевых структур и участков выхода в них глубинных тепловых потоков определяют в них по результатам геофизических исследований участки обводненных зон. Оконтуривают их и проводят разведку буровыми скважинами. Выделяют дисперсии плотности видеотона и электрического потенциала кольцевых структур и участков выхода в них глубинных тепловых потоков. Проводят геофизические исследования участков обводненных зон путем совмещения метода вертикального электрического зондирования с методом двух составляющих. Выявляют аномалии электрического поля. Дифференцируют их высшими производными. По результатам поперечной дифференциальной проводимости судят о насыщенности водой изучаемых зон, а продольной дифференциальной проводимости - о наличие водных подземных потоков и условиях их подпитки смежными водоносными горизонтами. Технический результат: повышение надежности прогнозов наличия подземных вод при одновременном снижении трудоемкости работ. 3 ил.
Description
Изобретение относится к геологическим методам поисков и разведки месторождений подземных вод и может быть использовано для геологического обоснования проведения поисково-разведочных работ на подземные пресные и минерализованные воды.
Известен способ по /1/ поисков подземных ископаемых, основанный на комплексе дистанционных и геолого-геофизических методов исследований, при котором сначала на изучаемой территории проводят дешифрование космо- и аэрофотоснимков, выявляют на снимках дуговые и кольцевые структуры, выполняют морфометрический анализ рельефа, затем в пределах выделенных структур проводят площадные геолого-съемочные и геофизические работы для изучения их строения и свойств, бурят глубокие структурные скважины для геологической заверки геофизических аномалий, после чего строят карты с пространственным размещением полезных ископаемых, перспективным для дальнейшей разведки.
Недостатки способа по /1/ заключаются в следующем:
- реализация способа требует значительных объемов наземных геофизических, буровых и других дорогостоящих работ на значительных площадях;
- зачастую одинаковые на космоснимках фотоизображения имеют различную геологическую природу, что затрудняет их интерпретацию без проведения детальных геофизических работ;
- способ невозможно использовать без специальной доработки для поиска месторождений пресных подземных вод, так как закономерности их размещения иные, чем для твердых полезных ископаемых.
- реализация способа требует значительных объемов наземных геофизических, буровых и других дорогостоящих работ на значительных площадях;
- зачастую одинаковые на космоснимках фотоизображения имеют различную геологическую природу, что затрудняет их интерпретацию без проведения детальных геофизических работ;
- способ невозможно использовать без специальной доработки для поиска месторождений пресных подземных вод, так как закономерности их размещения иные, чем для твердых полезных ископаемых.
Известен принятый нами в качестве прототипа способ поиска и разведки подземных вод по /2/, в котором по результатам дистанционных исследований выделяют кольцевые структуры и участки выхода в них глубинных тепловых потоков, проводят на них магнитную съемку, выявляют переходы положительных значений напряженности магнитного поля через нулевые и отрицательные, оконтуривают обводненную зону и проводят ее разведку буровыми скважинами.
Недостатки способа по /2/ заключаются в том, что напряженность магнитного поля, использованная в качестве основного показателя наличия обводненных зон, не отражает в полной мере фактических аномалий, свидетельствующих о размещении полезных ископаемых, что не позволяет с достаточной уверенностью судить о запасах и объемах подземных вод в изучаемых горизонтах. Кроме того, способ по /2/ сложен и трудоемок в реализации, что связано с необходимостью выполнения значительных объемов изысканий для изучения геологических, структурных, литологических особенностей массивов.
Задача настоящего изобретения - повышение надежности прогнозов наличия подземных вод при одновременном снижении трудоемкости работ.
Поставленная задача достигается тем, что в способе поиска и разведки подземных вод путем выделения по результатам изучения космо- и аэрофотоснимков кольцевых структур и участков выхода в них глубинных тепловых потоков, определяют в них по результатам геофизических исследований участки обводненных зон, оконтуривают их и проводят разведку буровыми скважинами, выделяют дисперсии плотности видеотона и электрического потенциала кольцевых структур и участков выхода в них глубинных тепловых потоков, при проведении геофизических исследований участков обводненной зоны расстояние между профилями выбирают не превышающим половину поперечных размеров объектов, а шаг наблюдений по профилю - одной трети, по результатам которых определяют площади распространения подземных вод и их минерализацию, аномалии электрического поля дифференцируют высшими производными, по поперечной составляющей дифференциальной проводимости судят о насыщенности водой изучаемых зон, а по продольной составляющей дифференциальной проводимости - о наличии водных подземных потоков и условиях их подпитки смежными водоносными горизонтами.
Согласно изобретению сначала путем расшифрования космоснимков выявляют активные разломы и зоны трещиноватости различных рангов, оценивают кинематику разрывов, вулканоплутонические комплексы с выделением мелких фотолинеаментов, по которым судят о залегании обводненных трещинных зон. После этого выделяют участки, перспективные на пресные и минеральные подземные воды, где проводят наземные геофизические исследования с целью выбора местоположения эксплуатационных скважин.
Сеть наблюдений при проведении геофизических исследований выбирают с учетом результатов анализа геолого-структурного строения участка, определяющих наибольшую вероятность достаточно значительных аномалий.
Квадратную сеть наблюдений карстовых образований строят так, чтобы каждая полость пересекалась минимум одним профилем, а между профилями попадало минимальное количество пустот.
Оптимальное расстояние между профилями выбирают из условия, при котором вероятность Р выделения объекта близка к единице, причем
где l - распространенность искомой аномалии в м;
d - расстояние между профилями.
где l - распространенность искомой аномалии в м;
d - расстояние между профилями.
При d= 1 вероятность Р= 0,636. Наибольшая вероятность обнаружения полостей изометрической формы будет при шаге m, по профилю равном a/2, где а - радиус аппроксимирующего шара, размеры которого оценены по данным геолого-карстологических исследований. Оптимальная вероятность (близкая к единице) выделения аномалий от подземных полостей в карстовом массиве возможна, когда расстояние между профилями не превышают половину поперечных размеров объектов, а шаг наблюдений по профилю - одной трети.
Геофизические исследования, кроме вертикального электрического зондирования (ВЭЗ), включали методы двух составляющих (МДС), методы сейсморазведки на продольных и поперечных волнах (ВЭЗ-ВЛ) и естественного электрического поля (ЕП). Координаты точки, лежащие на поверхности раздела сред, определялись по параметрам ВЭЗ с использованием ЭВМ (компьютера) / Руководство по интерпретации кривых ВЭЗ-НДС ПНИИИС-М. : "Стройиздат", 1984 г. , 200 с. /.
Данные электроразведки подвергают математической компьютерной обработке с использованием комплекса математических программ, позволяющим расшифровку полученных кривых ВЭЗ-МДС высшими производными. В результате более точно определяют уровни подземных вод, возможные дебиты, коллекторские свойства водоносного горизонта, зоны повышенной трещиноватости, глубины залегания и мощности подземного горизонта. Используя дисперсии плотности видеотона космических снимков и электрического потенциала ВЭЗ, определяют площади распространения подземных вод и их минерализацию по экспериментальным данным соответствующих зависимостей, после чего по результатам поперечной дифференциальной проводимости судят о насыщенности водой изучаемых зон, а продольной дифференциальной проводимости - о наличие водных подземных потоков и условиях их подпитки смежными водоносными горизонтами.
Пример реализации способа.
На фиг. 1 показаны перспективные водообильные зоны, выделенные по фототонам, цвету, рисунку и структуре снимка.
На фиг. 2 изображены внутренние части структур - опущенные блоки пород фундамента.
На фиг. 3 показаны зоны разрушенных и кавернозных пород, приуроченных к пересечениям нескольких зон повышенной трещиноватости с напорными водами.
На рассматриваемой территории площадью 3000 км2 определены 9 участков, расположенных в различных геолого-структурных зонах района. Выделены основные опорные геолого-стратиграфические разрезы и контуры предполагаемого залегания подземных вод на различных глубинах, полученные при обработке фондового материала и аэрокосмических фотоснимков по специально разработанным космическим программам.
По результатам дешифрования спецтрозонального аэрокосмического снимка, куда попадает один из выделенных районов, были получены данные о тектоничеких особенностях территории с выделением участков предполагаемого залегания подземных вод в зонах тектонической трещиноватости пород. Имеющиеся здесь скважины в сумме с дебитом пресной воды более 1 тыс. м3/сут. подтверждают результаты дешифрования. Расчеты показали, что на выделенном участке при определенном размещении и оборудовании водозаборных скважин может быть получен в 4-5 раз больший дебит.
При фотографировании территории с космического спутника регистрируется не только видимое изображение поверхности территории, но и невидимое инфракрасное излучение различных геологических объектов и обводненных зон на поверхности и внутри.
В процессе специальной обработки - визуализации - это невидимое инфракрасное изображение фототонов фильтруется специальными программами для искомого вещества и переводится в оптический диапазон, т. е. становится видимым.
На основании материалов многозональной и спектрозональной съемок из космоса составляются геологические, геоструктурные, ландшафтные, геоморфологические и др. карты, в результате анализа которых определяются гидрогеологические структуры, перспективные для получения подземных вод.
С помощью фиг. 1 и 2 на сочленениях внутренних и внешних частей фототонов устанавливали расположение районов изменения интенсивности фототонов глубинного инфракрасного излучения. Выделенные по аэрокосмоснимкам участки с пониженным и повышенным излучением. Первые характеризуются плавным погружением блоков пород фундамента под осадочный чехол и наиболее благоприятными условиями для застойного режима водообильных зон.
Участки повышенного изменения интенсивности фототона инфракрасного излучения, отличающегося по космоснимкам характером микрорельефа, гидросети, располагаются на глубинных разломах и на их продолжении по системам сопряженных тектонических трещин, приуроченных к границе погружения блоков фундамента под осадочный чехол. После этого на выделенных участках производят площадную электроразведку для определения планового положения и протяженности сближенных систем концентрических трещин растяжения и не горизонтальными границами развития наклонно-слоистых, трещиноватых пород.
Основной объем электроразведочных работ выполняют методом ВЭЗ-МДС, размещая точки на исследуемом участке по достаточно равномерной сети, определяемой масштабом съемки. Расстояние между соседними пунктами ВЭЗ-МДС не превышали длину максимальных разносов питающих электродов.
Для полевых измерений удельного электрического сопротивления (УСД) выбирают и монтируют симметричную градиентную установку AMNB на постоянном токе. Размер питающей линии АВ/2= 750 м.
ЭП-МДС используют для картирования положительных форм карстового рельефа. Основной объем работ выполняют трехэлектродными установками. Наблюдения выполняют по сети профилей с шагом, не превышающим минимальные поперечные размеры положительных форм карстового рельефа. Цель обработки геофизических материалов - определить глубину залегания водонасыщенных зон и уровня грунтового потока, выделить области и направление фильтрующего потока в плане и по глубине.
Для оперативной обработки и анализа информации, связанной с интерпретацией геофизического материала, а также для решения других специальных задач математическими методами использовался комплекс прикладных программ "Zond". В результате выбраны перспективные водообильные зоны, рекомендованные для разведки подземных вод.
Подземные воды по химическому составу относятся к гидрокарбонатно-кальциево-натриевым в верхней и сульфатно-кальциевым в нижней части разреза. Их минерализация изменяется от 0,2 г/л в четвертичных отложениях до 3 г/л в сульфатно-карбонатной толще.
По геофизическим материалам были заданы четыре скважины. Две из них служили для проверки точности и достоверности наличия карстовых пустот и полостей, заполненных водой.
Полученная информация всего комплекса геофизических исследований позволяет даже в сложных геологических районах успешно решать вопрос выделения среди трещинных пород участков с наибольшей водоносностью. В результате заложение перспективных эксплуатационных скважин производится с высокой вероятностью как успеха работ, так и получения предсказанных дебитов. Предлагаемый метод позволяет в пять раз уменьшить время на изыскание источников водоснабжения, на 70% снизить трудозатраты при выполнении геолого-геофизических работ, отказаться от строительства и эксплуатации удаленных источников подземных вод, не пригодных для хозяйственно-питьевых целей.
Источники информации
1. Космическая информация в геологии. М. : "Наука". 1983, с. 4, 74-76, 80.
1. Космическая информация в геологии. М. : "Наука". 1983, с. 4, 74-76, 80.
2. Патент РФ 2006891, М. кл. 5: G 01 V 9/00, 1988 г.
Claims (1)
- Способ поиска и разведки подземных вод, включающий выделение по дисперсии плотности видеотона космо- и аэрофотоснимков кольцевых структур и участков выхода в них глубинных тепловых потоков, определение в них по результатам геофизических исследований участков обводненных зон, оконтуривание их и проведение разведки буровыми скважинами, отличающийся тем, что при проведении геофизических исследований участков обводненной зоны путем совмещения метода вертикального электрического зондирования с методом двух составляющих. расстояние между профилями выбирают не превышающим половину поперечных размеров исследуемых участков, а шаг наблюдений по профилю - одной трети, по результатам которых определяют площади распространения подземных вод и их минерализацию, аномалии электрического поля дифференцируют высшими производными, по поперечной составляющей дифференциальной проводимости судят о насыщенности водой изучаемых зон, а по продольной составляющей дифференциальной проводимости - о наличии водных подземных потоков и условиях их подпитки смежными водоносными горизонтами.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001106480/28A RU2178191C1 (ru) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Способ поиска и разведки подземных вод |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001106480/28A RU2178191C1 (ru) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Способ поиска и разведки подземных вод |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2178191C1 true RU2178191C1 (ru) | 2002-01-10 |
Family
ID=20246993
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001106480/28A RU2178191C1 (ru) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Способ поиска и разведки подземных вод |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2178191C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606939C1 (ru) * | 2015-10-01 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Югорск" | Способ поиска и разведки подземных вод в криолитозоне |
CN111273375A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-06-12 | 中国人民解放军火箭军工程设计研究院 | 一种应用于缺水地区浅埋地下工程的地质勘察方法 |
CN111578989A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-25 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 断层承压水桥梁墩台的勘察方法及桥梁墩台架设方法 |
-
2001
- 2001-03-13 RU RU2001106480/28A patent/RU2178191C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2606939C1 (ru) * | 2015-10-01 | 2017-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Югорск" | Способ поиска и разведки подземных вод в криолитозоне |
CN111273375A (zh) * | 2020-04-07 | 2020-06-12 | 中国人民解放军火箭军工程设计研究院 | 一种应用于缺水地区浅埋地下工程的地质勘察方法 |
CN111273375B (zh) * | 2020-04-07 | 2023-03-24 | 中国人民解放军火箭军工程设计研究院 | 一种应用于缺水地区浅埋地下工程的地质勘察方法 |
CN111578989A (zh) * | 2020-05-06 | 2020-08-25 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 断层承压水桥梁墩台的勘察方法及桥梁墩台架设方法 |
CN111578989B (zh) * | 2020-05-06 | 2022-06-10 | 中铁第四勘察设计院集团有限公司 | 断层承压水桥梁墩台的勘察方法及桥梁墩台架设方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Beres et al. | Mapping the architecture of glaciofluvial sediments with three-dimensional georadar | |
Sharlov et al. | Transient electromagnetic surveys for highresolution near-surface exploration: basics and case studies | |
Ammar et al. | Resistivity method contribution in determining of fault zone and hydro-geophysical characteristics of carbonate aquifer, eastern desert, Egypt | |
CN109444982A (zh) | 一种盆地区深层卤水钾盐或锂盐矿勘探方法 | |
Rabeh et al. | Structural control of hydrogeological aquifers in the Bahariya Oasis, Western Desert, Egypt | |
Negri et al. | INTEGRATED ANALYSIS OF GEOLOGICAL AND GEOPHYSICAL DATA FOR THE DETECTION OF UNDERGROUND MAN-MADE CAVES IN AN AREA IN SOUTHERN ITALY. | |
Mahmoud et al. | Impact of the geological structures on the groundwater potential using geophysical techniques in West Bani Mazar area, El Minia–Western Desert, Egypt | |
Hoefel et al. | Impact of low salinity porewater on seafloor electromagnetic data: A means of detecting submarine groundwater discharge? | |
RU2178191C1 (ru) | Способ поиска и разведки подземных вод | |
Isakova et al. | GPR for mapping fractures for the extraction of facing granite from a quarry: A case study from Republic of Karelia | |
Dawson et al. | Integrated geophysical characterization of the Winthrop landfill southern flow path, Winthrop, Maine | |
Onwa et al. | Application of the 2D electromagnetic tomography in delineating groundwater zones in pre-Santonian fractured sedimentary rocks in Abakaliki area, southern Benue Trough, Nigeria | |
Hunze et al. | Lithological and structural characteristics of the Lake Bosumtwi impact crater, Ghana: Interpretation of acoustic televiewer images | |
Barrash et al. | Design of research wellfield for calibrating geophysical methods against hydrologic parameters | |
Sarı et al. | Detection of the complex ground problems by ground penetrating radar: Examples from Gümüşhane University | |
Asfahani | Review on the role of geoelectrical surveys in characterizing and deriving the constraints and hydrogeological conditions in semi arid Khanasser Valley region in Syria | |
Kowalska et al. | VLF mapping and resistivity imaging of contaminated quaternary formations near to “Panewniki” coal waste disposal (southern Poland) | |
Gaber et al. | Archaeological prospecting on the site of Osirion-Abydos using High Resolution Ground Penetrating Radar Technique, Sohag District, Egypt | |
Persson et al. | Geophysical imaging of Silurian carbonates by use of ground and airborne electromagnetic and radiometric methods on the island of Gotland, Sweden | |
Shelokhov et al. | High-resolution shallow TEM sounding technique for the near-surface exploration | |
Dahlin et al. | Geophysical investigations of a waste deposit in southern Sweden | |
Williams et al. | Time-domain electromagnetic soundings and passive-seismic measurements for delineation of saline groundwater in the Genesee Valley-fill aquifer system, western New York, 2016–17 | |
Ige et al. | Hydrogeophysical Assessment of Groundwater in a Basement Complex of Southwestern Nigeria | |
Jochymczyk et al. | Application of resistivity imaging to recognition of geological structure in the area of shallow Zn-Pb ore bodies (preliminary study) | |
Araffa et al. | Hydrogeophysical investigation at El-Hammam area, North Western Desert, Egypt |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050314 |