Title: ГЕОЛОГИЯ И ГЕОФИЗИКА НЕФТИ И ГАЗА
Author: Илья
Last saved by: kardak
Company: ПГУ

Ю.И. Степанов, В.Н. Катаев 

© Ю.И. Степанов, В.Н. Катаев, 2000

Пермский университет
К ВОПРОСУ О ГЕОФИЗИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ
ТЕХНОГЕННЫХ ЭКОСИСТЕМ
Требования экологической безопасности для полигонов захоронения промышленных и бытовых отходов предусматривают максимальную защиту объектов природной среды, находящихся в зоне вероятного влияния полигонов. Подземные и поверхностные водные объекты наиболее уязвимы при нарушениях в строительстве, эксплуатации и рекультивации мест захоронения отходов. Защита объектов гидросферы предусматривает разработку программ экологического мониторинга, направленных на обнаружение возможного загрязнения, контроль допустимой нагрузки, прогноз изменения состояния и управление воздействием [1,4].
Как правило, загрязнение горизонтов подземных вод связано с нарушением барьерной функции системы противофильтрационной защиты основания полигона. Противофильтрационная защита полигона представляет собой комбинированный экран, состоящий из минеральных (глины, суглинки) и искусственных изолирующих слоев. Для создания усиленного барьера защиты грунтовых вод применяются различные типы гидроизолирующих экранов на основе синтетических полимеров. Оценка эффективности искусственного экрана основана на технических характеристиках материала (прочностные показатели, долговечность), определяемых по ГОСТам, ТУ, сертификатам фирм-производителей. Однократный технологический контроль противофильтрационного экрана ведется визуально на этапе сооружения полигона. Места явных порывов "залечиваются" путем сваривания. Герметичность сварных швов оценивается пневматическим способом по потерям давления.
В настоящее время информацию о целостности противофильтрационного экрана можно получить путем количественного и качественного анализа потока грунтовых вод, проходящих под основанием полигона. Меняющиеся во времени параметры (объемы размещенных отходов, скорость миграции вредных соединений, скорость потока и состав грунтовых вод, метеорологические условия и др.) не позволяют оценить время и масштабы разрушения, выявить локализацию порывов полимерного экрана. Используемые методы мониторинга имеют низкий порог чувствительности из-за разбавления утечек фильтрата грунтовым потоком, высокую инерцию из-за удаленности точек контроля от мест захоронения. Вероятность обнаружения локальных повреждений экрана сводится к нулю.
Методы геофизического контроля лишены перечисленных недостатков и позволяют расширить программу мониторинга объектов гидросферы с учетом всего жизненного цикла полигона. Геофизические методы широко применимы в решении основных гидрологических задач на всех стадиях изысканий. Геологическое и гидрогеологическое картирование с определением мощности пластов, состава покровных и коренных пород, водоносных и водоупорных горизонтов, оценка динамики подземных вод; изучение гидрогеологического режима водозаборов и др. ведутся методами электроразведки - электромагнитным зондированием и всеми видами электропрофилирования. Для выявления направления и зон вероятной фильтрации грунтовых вод эффективным является метод естественного поля. Для литологического расчленения зон фильтрационных потоков применим метод вертикального электрического зондирования. Высокая разрешающая способность методов и их модификаций сочетается с экономической эффективностью и экологической чистотой геологоразведочных работ.
Геофизический мониторинг мест техногенных экосистем следует разделить на 4 этапа. На первом этапе - стадии проектирования полигонов захоронения необходимо изучить гидродинамическую обстановку участка - определение уровня подземных вод, их направление и скорость движения, оценить минерализацию, локализовать зоны фильтрации. На этой же стадии проводится литологическое расчленение разреза. Для этих целей применяют методы электрического зондирования, профилирования, естественного поля, скважинные наблюдения методами заряженного тела и резистивиметрии [2]. На втором этапе - стадии строительства и ввода в эксплуатацию шламохранилищ необходимо провести контроль целостности искусственного противофильтрационного экрана и установить места локальных порывов. На данном этапе целесообразно применять электрическое профилирование на постоянном токе двумя встречными установками. Этот метод в электроразведке называется комбинированным электрическим профилированием (КЭП), который применяется для обнаружения узколокализованных зон повышенной электрической проводимости по отношению к вмещающим породам. На фоне изолятора - полиэтиленовой пленки места порывов и несклеивание швов являются зонами повышенной проводимости. Данный метод контроля за целостностью противофильтрационного экрана опробован на модельных установках и в реальных условиях. На третьем этапе - стадии эксплуатации полигонов предлагается проводить режимные электроразведочные наблюдения по периметру шламохранилища, как в наземном, так и в скважинном вариантах. В результате сравнения с эталонными геоэлектрофильтрационными параметрами, полученными на первой стадии, выявляют зоны утечек фильтрата из котлована. Методика и техника работ хорошо зарекомендовала себя при контроле герметичности шламохранилищ, используемых при бурении разведочных скважин на нефть и газ в Пермском Прикамье [3]. На четвертом этапе - стадии рекультивации целесообразно проводить однократный геофизический контроль с целью обоснования минимизации воздействия полигонов на объекты гидросферы после их закрытия.
Библиографический список
1. Инструкция по проектированию, эксплуатации и рекультивации полигонов для твердых бытовых отходов. М. 1997. 314с.
2. Матвеев Б.К. Электроразведка. М.: Недра, 1990. 368с.
3. Поносов В.А., Степанов Ю.И., Логутов Б.Б. Методика электроразведки методом естественного поля для контроля герметичности шламовых амбаров // Геофизические методы поисков и разведки нефти и газа. Пермь, 1992. С 63-70.
4. Санитарная отчистка и уборка населенных мест. /Справочник под ред. А.М. Мирного. М., 1997. 314с.