Применение радиомагнитотеллурических зондирований с контролируемым источником для изучения водных переходов при строительстве линейных объектов (на примере объекта в Ямало-Ненецком АО)

Покрамович Владимир Александрович
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Радиомагнитотеллурические зондирований с контролируемым источником (РМТ-К). Метод, в котором используется собственный источник электромагнитных волн. Такая модификация позволяет работать в различных физико-географических обстановках. В Российской Федерации метод активно развивается и применяется для решения инженерных и экологических задач. Настоящая работа посвящена рассмотрению результатов метода РМТ-К. Целью исследования являлось демонстрация возможностей радиомагнитотеллурических зондирований с контролируемым источником при изучении водных переходов (на примере объекта в ЯНАО). Дана оценка влияние статических смещений на данные РМТ-К. Кроме того выполнен анализ других часто применяющихся методов при переходе через речные русла.

Введение …………………………………………………………………………………………………………………………… 3
Глава 1 Геолого-географическая характеристика района работ …………………………………………… 6
1.1. Географический очерк ………………………………………………………………………………………….. 6
1.2. Геология территории проведения работ ………………………………………………………………… 7
1.3. Геокриология территории …………………………………………………………………………………… 10
Глава 2 Основы метода РМТ-К ………………………………………………………………………………………… 16
2.1. Общая информация………………………………………………………………………………………………… 16
2.2. Измеряемые характеристики поля ………………………………………………………………………….. 18
2.3. Ближняя, промежуточная и дальняя зоны источника ………………………………………………. 21
2.4. Инверсия данных РМТ-К ……………………………………………………………………………………….. 23
Глава 3 Аппаратура, методика измерений, программы обработки и инверсии данных ………. 25
3.2. Аппаратурно программный комплекс РМТ-К …………………………………………………………. 25
3.2. Обработка данных …………………………………………………………………………………………………. 27
3.2 Программа инверсии ZONDMT2d …………………………………………………………………………… 34
Глава 4 Результаты работ ………………………………………………………………………………………………… 37
4.1. Методика измерений ……………………………………………………………………………………………… 37
4.2. Интерпретация данных…………………………………………………………………………………………… 38
Глава 5 Оценка влияния на данные РМТ-К статических смещений кривых зондирования…. 42
Глава 6 Особенности влияния анизотропии на результаты РМТ-К ……………………………………. 47
Глава 7 Анализ результатов методов геофизики при изучении водных переходов …………….. 50
Заключение……………………………………………………………………………………………………………………… 61
Список используемой литературы ……………………………………………………………………………………. 63
УДК 624.131.32

Строительство мостов, газопроводов, дорог является неотъемлемой частью нашей
жизни, поскольку они влияют на экономическую, энергетическую и социальную сферы
жизни. На стадии проектирования необходимо выполнять инженерно-геологические
изыскания, особенно в геокриологических обстановках. Инженерно-геологические
изыскания (ИГИ) – это производственный технологический процесс получения, накопления
и обработки инженерно-геологической информации о районе проектируемого строительства
с составлением прогноза возможных изменений инженерно-геологических условий в сфере
взаимодействия сооружения с геологической средой (Чумаченко и др., 2011). Поскольку
большая часть территории Российской Федерации находится в Арктической и
Субарктической зонах, где преобладают преимущественно низкие температуры, как правило,
ниже 0ºС развиты многолетнемерзлые породы (ММП) и экзогенные геологические процессы,
например, термокарст, морозное пучение, заболачивание и т.д. В связи с этим возникают
проблемы при строительстве и эксплуатации линейных инженерных сооружений (дороги,
мосты, газо и нефтепроводы и др.). Опасные участки развиты повсеместно и требуют
тщательного исследования.
Инженерно-геологические изыскания в районах распространения многолетнемерзлых
грунтов должны обеспечить комплексное изучение инженерно-геокриологических условий
района (площадки, участки, трассы) проектируемого строительства, включая рельеф,
геологическое строение, сейсмотектонические, геоморфологические, геокриологические и
гидрогеологические условия, состав, состояние и свойства мерзлых и оттаивающих грунтов,
криогенные процессы и образования, составление прогноза изменений инженерно-
геокриологических условий в сфере теплового и механического взаимодействия
проектируемых объектов с геологической средой с целью получения необходимых и
достаточных материалов для обоснования проектной подготовки строительства, в том числе
мероприятий инженерной защиты объекта строительства и охраны окружающей среды (СП
11-105-97 ч. 4). В последние годы на востоке Ямало-Ненецкого автономного округа (ЯНАО)
было отрыто несколько нефтегазовых месторождений (Медвежье, Заполярное,
Бованенковское и др.). В данный момент территория активно развивается, ведь уже сейчас
80% российского газа добывается в этом регионе. Для транспортировки сырья требуется
немало усилий. Во всем мире существует всего два экономически выгодных способа
перевозки ресурсов – это транспортировка морская на танкерах и наземная нефте- и
газопроводами или железнодорожным сообщением. С севера ЯНАО омывается Карским
морем, которое находится практически круглый год подо льдами, соответственно
транспортировка танкерами является не только чрезвычайно опасным, поскольку в случае
аварии будет загрязнена акватория Карского моря и примыкающий Северо-Ледовитый
океан, но и “узкое” временное окно транспортировки. К тому же в таких условиях весьма
плохо развиты технологии по восстановлению гидросферы и биосферы земли. Второй
способ является более простым и безопасным, но также существует необходимость за
наблюдением возможных угроз, поскольку в округе имеется множество рек, устья которых
выходят в Карское море.
Для изучения водных переходов при строительстве нефте- и газопроводов применяют
методики геофизики, такие как электротомография (ЭТ), вертикальное электрическое
зондирования (ВЭЗ), магниторазведка, сейсморазведка методом преломленных волн (МПВ),
георадиолокация (Кашкевич и др., 2014). Эти методы весьма хорошо себя зарекомендовали в
простых геолого-географических условиях, однако в более сложных обстановках методы
сильно ограничены (малая глубинность, невысокая производительность, невозможность
проведения работ в зимний период, неоднозначность результатов интерпретации и др.).
Хорошие перспективы при решении подобных задач имеет метод
радиомагнитотеллурических зондирований с контролируемым источником (РМТ-К). В
настоящей работе рассматриваются результаты работ метода РМТ-К при изучении участка
водного перехода и строительства моста. Также выполнен анализ эффективности
применения других методов геофизики при решении подобных задач. Материалы для
магистерской диссертации были получены в Ямало-Ненецком автономном округе вблизи
города Лабытнанги, где были проведены работы методом РМТ-К. Профиль наблюдений
проходил через ручей Ыджид-Иоль. Полевые работы проводились в марте 2019 года.

В ходе работ над магистерской диссертацией были изучены геологические
особенности разрезов на участке вблизи г. Салехард. Рассмотрен характер распределения
четвертичных отложений в районе участка. Собранная информация о геологии
демонстрирует сложное строение верхней части разрезов. Геокриологическая обстановка на
участке работ также весьма осложнена, ввиду различной степени водонасыщенности и
льдистости в осадочном разрезе.
В диссертации рассмотрены основы методов, использующих поля удаленных
радиостанций и контролируемого источника, а также способы инверсии данных. Освоена
методика и программные средства обработки и интерпретации данных РМТ-К (программы
SM25M, ZondMT1D, ZondMT2D). Поэтапно разобран алгоритм обработки данных на основе
полученных данных с участка работ. Построенные типичные кривые зондирования
продемонстрировали трехслойное строение геологической среды.
Выполнена 2D инверсия данных РМТ-К в программе ZONDMT2d по профилю через
ручей Ыджид-Иоль и построен геоэлектрический разрез. По результатам интерпретации
показано, что метод РМТ-К позволяет детально расчленять геологический разрез при
изучении водных переходов. Сопоставление данных скважин с геоэлектрическим разрезом
подтвердило существенную эффективность работы метода РМТ-К. Полученная информация
о залегании в интервалах 20-30 м плотных песчанистых горизонтов важна для выбора длины
свай при строительстве моста, при этом длина свай должна быть не менее 20 м.
Для оценки влияния статических смещений выполнена 1D инверсия в программе
ZONDMT1d. Относительно небольшие различия разрезов по результатам 1D и 2D инверсии
говорят о небольшом влиянии статических смещения на данные РМТ-К.
Рассмотрено влияние анизотропии на результаты работ методами с гальваническим
возбуждением (ЭТ, ВЭЗ) и индукционным возбуждением (РМТ-К в дальней зоне источника).
Отмечено, что важные параметры разреза для инженерно-геологических исследований –
мощности слоев, более надежно определяется по данным РМТ-К. Помимо этого, выполняя
работы в промежуточной зоне, с использованием кабеля конечной длины существует
возможность изучить коэффициент “макроанизотропии” в геологических толщах.
В работе был произведен анализ результатов других методов геофизики таких как:
сейсморазведка методом МПВ, ВЭЗ, ЭТ, георадиолокация, РМТ-К и детальная
магниторазведка, на примере реальных объектов, связанных с переходом через долины рек.
Сравнительный анализ опыта применения методов малоглубинной геоэлектрики
показывает, что метод РМТ-К имеет ряд преимуществ перед методами ВЭЗ и ЭТ при
проведении работ в районах развития многолетнемерзлых пород:
– возможность проведения зимних работ с бесконтактными приемными
линиями
– высокая производительность съемки
– достоверное определение мощности анизотропных горизонтов.
Недостатками метода РМТ-К являются:
– необходимость установки генераторной линии большой длины, что требует
дополнительных затрат времени и увеличения состава бригады для обеспечения работы
генератора.

Опубликованная
1.БердичевскийМ.Н.,ДмитриевВ.И.Магнитотеллурическоезондирование
горизонтально-однородных сред. – М.: Недра, 1992 – 250 с.
2.Бердичевский М.Н., Дмитриев В.И. Модели и методы магнитотеллурики // М.: Научный
мир. 2009 680 с.
3.Елкин Е.А., Краснов В.И., Бахарев Е.В., Белова Е.В., Дубатов В.Н., Изох Н.Г., Клец А.Г.,
Конторович А.Э., Перегоедов Л.Г., Тимохина И.Г., Хромых В.Г. Стартиграфия
нефтеганосных бассейнов Сибири. Палеозой Западной Сибири. Академическое издание
Гео. Новосибирск, 2001 г., 165 с.
4.Ершов Э.Д. Общая геокриология Учебник – М Изд-во МГУ, 2002 – 682 с
5.Жданов М.С. Электроразведка: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1986. – 316 с..
6.Кашкевич В.И, Полицына А.В. Игнатьев В.И., Рыжова Е.В. Геофизические методы и их
информативность при строительстве трубопроводов методом наклонно-направленного
бурения // Инженерная изыскания 2014 60-61 с.
7.Модин И.Н., Яковлев А.Г. ЭЛЕКТРОРАЗВЕДКА: Пособие по электроразведочной
практике для студентов геофизических специальностей. Том 1– 2-3 перераб. и доп. –
Тверь.: «ПолиПресс», 2018. -274 с.
8.Писарев С.Б., Борисов А.И., Хотин А.Л. Журнал “Технологическое оборудование и
материалы” №6 июнь, 1998, 56-60 с.
9.Рейнин И.В., Лазуков Г.И., Левковская Г.М. Итоги изучения четвертичных отложений
севера Западно-Сибирской нефтегазовой провинции.// Геология и нефтегазаностность
севера Западной Сибири. Труды ВНИГРИ 1963. Выпуск 225, 102-120 с.
10. Сараев А.К., Симаков А.Е., Шлыков А.А. Метод радиомагнитотеллурических
зондирований с контролируемым источником. Геофизика 1, 2014 18-24 с.
11. ЧумаченкоА.Н.,КрасиловА.А.Инженерно-геологическиеизысканияв
гидротехническом строительстве. Методы и технические средства: учебное пособие/
Москва: Московский государственный строительный университет, ЭБС АСВ, 2011.—
107 c.
12. Шумилова Е.В. Литология и генезис доказанцевских четвертичных отложений низовий
Оби. Изд-во «наука»·сибирское отделение. Новосибирск·1974 – 59 с.
13. Berdichevcky N., Vladimir I Magnetotellurics in the context of the theory of ill-posed problem.
2002, p. 215.
14. Cagniard, L., 1953. Basic Theory of the Magneto‐Telluric Method of Geophysical Prospecting.
Geophysics 18, p. 605–635.
15. Saraev A., Simakov A., Shlykov A., Tezkan B. Controlled source radiomagnetotellurics: A tool
for near surface investigations in remote regions // Journal of Applied Geophysics 146 (2017)
p. 228–237
16. Saraev A., Denisov R., Simakov A., Shlykov A., Tezkan B. Possibilities of the Controlled
Source Radiomagnetotellurics in the Study of Kimberlite Overlying SedimentsSaint
Petersburg State University; University of Cologne. EAGE Conference & Exhibition 2019 3-6
June 2019, p. 10-15
17. Shlykov, A.A., Saraev A.K., Estimation the macroanisotropy of a horizontally layered section
from controlled-source radiomagnetotelluric soundings. Izvestiya, Physics of Solid Earth, 2015
Vol. 51, No. 4, p. 583–601.
18. Shlykov A., Saraev A., Agrahari S. Studying Vertical Anisotropy of a Horizontally Layered
Section Using the Controlled Source Radiomagnetotellurics: an Example from the North-
Western Region of Russia. (Submitted: October 7, 2018; Accepted: February 17, 2019)
Geophysica (2019), 54(2), p. 3–21
19. Tezkan B., Saraev A. A new broadband radiomagnetotelluric instrument: applications to near
surface investigations // Near Surface Geophysics, 2008, p. 245-252
20. Tikhonov, A., 1950. On Determining Electrical Characteristics of the Deep Layers of the
Earth’s Crust. Doklady 73, p. 295–297.
21. Varentsov Iv.M. Methods of joint robust inversion in MT and MV studies with application to
synthetic datasets // Electromagnetic Sounding of the Earth’s Interior: Theory, Modeling,
Practice. Amsterdam: Elsevier. 2015a. p. 191-229.
22. Zonge, K.L., Hughes, L.J. (1991). Controlled source audio-frequency magnetotellurics.
Electromagnetic methods in applied geophysics. V.2 – Applications. Series: Investigations in
geophysics, No 3, P. 713-809.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Последние выполненные заказы

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Анна Н. Государственный университет управления 2021, Экономика и ...
    0 (13 отзывов)
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уни... Читать все
    Закончила ГУУ с отличием "Бухгалтерский учет, анализ и аудит". Выполнить разные работы: от рефератов до диссертаций. Также пишу доклады, делаю презентации, повышаю уникальности с нуля. Все работы оформляю в соответствии с ГОСТ.
    #Кандидатские #Магистерские
    0 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Александра С.
    5 (91 отзыв)
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повы... Читать все
    Красный диплом референта-аналитика информационных ресурсов, 8 лет преподавания. Опыт написания работ вплоть до докторских диссертаций. Отдельно специализируюсь на повышении уникальности текста и оформлении библиографических ссылок по ГОСТу.
    #Кандидатские #Магистерские
    132 Выполненных работы
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа
    Петр П. кандидат наук
    4.2 (25 отзывов)
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт напис... Читать все
    Выполняю различные работы на заказ с 2014 года. В основном, курсовые проекты, дипломные и выпускные квалификационные работы бакалавриата, специалитета. Имею опыт написания магистерских диссертаций. Направление - связь, телекоммуникации, информационная безопасность, информационные технологии, экономика. Пишу научные статьи уровня ВАК и РИНЦ. Работаю техническим директором интернет-провайдера, имею опыт работы ведущим сотрудником отдела информационной безопасности филиала одного из крупнейших банков. Образование - высшее профессиональное (в 2006 году окончил военную Академию связи в г. Санкт-Петербурге), послевузовское профессиональное (в 2018 году окончил аспирантуру Уральского федерального университета). Защитил диссертацию на соискание степени "кандидат технических наук" в 2020 году. В качестве хобби преподаю. Дисциплины - сети ЭВМ и телекоммуникации, информационная безопасность объектов критической информационной инфраструктуры.
    #Кандидатские #Магистерские
    33 Выполненных работы
    Андрей С. Тверской государственный университет 2011, математический...
    4.7 (82 отзыва)
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на... Читать все
    Учился на мат.факе ТвГУ. Любовь к математике там привили на столько, что я, похоже, никогда не перестану этим заниматься! Сейчас работаю в IT и пытаюсь найти время на продолжение диссертационной работы... Всегда готов помочь! ;)
    #Кандидатские #Магистерские
    164 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Вызванная поляризация глины
    📅 2021год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет
    Граптолиты ордовика бассейна р. Жданова (Восточный Таймыр)
    📅 2020год
    🏢 Санкт-Петербургский государственный университет