Title: ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ГЕОЛОГИЯ И
Author: Илья
Last saved by: kardak
Company: ПГУ

В.П. Колесников, А.В. Татаркин

В.П. Колесников, А.В. Татаркин, 2000

Горный институт, УрО РАН, г. Пермь
ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ПРИ РЕШЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ В УСЛОВИЯХ ГОРОДА
Техногенные электромагнитные поля (поля промышленных силовых установок, линий электропередач и т.п.) являются помехой при производстве электроразведочных работ. Однако ряд их свойств (значительная энергия, относительно высокая стабильность во времени и слабое затухание с расстоянием дает возможность использовать эти поля при изучении строения земных недр [1-3].
Особенно это является актуальным при электроразведочных исследованиях в условиях города, где использование традиционных методов с гальваническими источниками возбуждения поля крайне затруднено в связи с наличием больших по площади заасфальтированных участков, высокой плотности расположения зданий и различных городских объектов.
Для оценки возможности использования электромагнитных полей, создаваемых линиями электропередач (ЛЭП), были выполнены опытные работы по одному из участков на территории городской и промышленной застройки г. Краснокамска с целью выявления зон разгрузки глубинных флюидов и газа, которые могут образовываться при эксплуатации Краснокамского нефтяного месторождения. Работы выполнены в комплексе с методом вертикального электрического зондирования и геохимическими наблюдениями.

Съемка компонент  электромагнитного поля ЛЭП была проведена с применением цифровой аппаратуры СЭР-1. С помощью магнитной и электрической антенн  измерялись компоненты электрического и магнитного полей по трем ортогональным направлениям: Ех, Еу, Еz, Нх, Ну, Нz на частотах 50 и 625 Гц. Координаты х, у и z выбирались соответственно в меридиональном,  широтном и вертикальном направлениях. Выбор рабочей частоты определялся уровнем регистрируемого поля и необходимой глубинностью исследования (20-30 м) с учетом формулы [4] 

где ћ - эффективная глубина проникновения электромагнитного поля в километрах, ƒ - частота поля.
Поскольку измеряемые параметры поля зависят от силы тока в ЛЭП и расстояния до нее (которые не всегда известны), в качестве интерпретационных использованы относительные параметры, независящие от указанных величин: Zэф=Ех/Ну, характеризующее волновое сопротивление среды, и Нотн=Нz/Нr - отношение вертикальной и радиальной  компонент напряженности магнитного поля. Характер поведения Нотн определяется распределением вектора поля зарядов, индуцированных на поверхности локальных объектов: над проводящими телами данный параметр должен отмечаться пониженными, а над плохопроводящими - повышенными значениями.
Анализ измеренных компонент поля показал,  что наиболее информативной по уровню регистрированного сигнала в данных условиях оказался параметр Нотн. По результатам наблюдений была построена карта и графики изменения Нотн, характеризующие изменение электрических свойств среды в исследуемом интервале глубин. Сопоставление полученных материалов с результатами ВЭЗ, представленное на рис.1, а также с результатами геохимического анализа показало коррелируемость основных особенностей поведения рассматриваемых величин, пространственное совпадение выявленных аномальных зон.
Для оценки устойчивости во времени регистрируемых техногенных электромагнитных полей были выполнены контрольные измерения компонент поля с интервалом два месяца по профилю из 50 физических точек наблюдений. Сопоставление графиков контрольных и контролируемых величин показывает (рис.2), что по характеру поведения они близки между собой.
Результаты выполненных опытно-методических работ по использованию индуктивных методов, основанных на использовании промышленных источников электромагнитных полей, показывают их информативность и перспективность при решении подобных задач в городских условиях.
Библиографический список
1. Бобровников Н.В. Результаты наблюдений вертикальной составляющей электрического поля  промышленной частоты // Теория и практика электромагнитных методов геофизических исследований. Екатеринбург: Наука, 1992. С. 78-86.
2. Дьяков Б.П., Журавлева Р.Б. Аэроэлектромагнитные зондирования с использованием линий электропередач // Электромагнитные методы геофизических исследований. Свердловск: УрО АН СССР, 1988. С. 21.
3. Титлинов В.С. О возможности использования полей гармоник 50-периодного тока промышленных ЛЭП в многочастотной электроразведке // Теория и практика электромагнитных методов геофизических исследований. Екатеринбург: Наука, 1992. С. 64-76.
4. Электроразведка: Справочник геофизика.  Т.1-2. М.: Недра, 1990. 

E, мВ

Пк

Рис. 2. Графики контрольных измерений напряженности электрического поля, выполненные в августе (1) и октябре (2) 1999 г.

2

1

Рис.1.График  параметра  Нотн=Н_z/Н_r при частоте поля 625 Гц (а) и  график кажущегося сопротивления при разносе АВ/2=50  м (б)

Нотн

ρ, Ом∙м

а)

б)

Х, м

Х, м