Газрын доорх усны хайгуулын түр зуурын цахилгаан соронзон арга
Айл өрх, хөдөө аж ахуй, үйлдвэрлэлийн цэвэр усны хэрэгцээ улам бүр нэмэгдэж байгаа нь илүү үр ашигтай, зорилтот гүний усны эх үүсвэрийг олох хэрэгцээг бий болгож байна. Олон бүс нутагт, ялангуяа улирлын чанартай ган гачигтай эсвэл гадаргын усны сүлжээ хязгаарлагдмал байгаа бүс нутагт гүний ус нь усны гол эх үүсвэр болдог. Гэсэн хэдий ч үр бүтээлтэй уст давхаргыг олох нь үргэлж амар байдаггүй, учир нь гүний геологийн нөхцөл байдал маш их ялгаатай байж болно. Энэ бол геофизикийн аргууд нь гүний байгууламжийг "шалгах" үл эвдэх арга техник болгон чухал үүрэг гүйцэтгэдэг газар юм. Гүний усны хайгуулын өргөн хэрэглэгддэг, батлагдсан үр дүнтэй аргуудын нэг бол Түр зуурын цахилгаан соронзон индукц (ТЭМ) юм.
TEM аргын үндсэн ойлголтууд
TEM арга нь цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөж буй цахилгаан соронзон орон дахь газрын доорх давхаргын хариу үйлдлийг ашигладаг цахилгаан-цахилгаан соронзон геофизикийн арга юм. Зарчим нь энгийн: цахилгаан гүйдэл гадаргуу дээрх дамжуулагч гогцооноор дамжин соронзон орон үүсгэдэг. Энэ гүйдэл гэнэт тасалдахад анхдагч соронзон орон нурж, Дэлхий дотор хуйлралын гүйдэл үүсгэдэг. Эдгээр хуйлралын гүйдэл нь цаг хугацааны явцад буурдаг хоёрдогч соронзон орон үүсгэдэг.
TEM багаж нь хүлээн авагч ороомог ашиглан энэхүү хоёрдогч соронзон орны задралыг бүртгэдэг. Энэхүү бичлэгээс хамгийн чухал мэдээлэл бол дохио хэр хурдан эсвэл удаан задардаг явдал юм. Дохионы задрал нь газрын доорх материалын эсэргүүцэл (эсвэл түүний урвуу дамжуулах чанар)-аас хүчтэй нөлөөлдөг. Илүү их дамжуулагч материал (жишээлбэл, шавар эсвэл давсжилт өндөртэй газрын доорх ус) нь илүү их эсэргүүцэлтэй материалаас (жишээлбэл, хуурай элс эсвэл зарим нягт чулуулаг) өөр хариу үйлдэл үзүүлэх хандлагатай байдаг.
Эсэргүүцэл ба түүний гүний устай хамаарал
Газрын доорх усны хувьд эсэргүүцэл нь гол параметр юм, учир нь энэ нь дараахь зүйлд маш мэдрэмтгий байдаг.
1. Усны агууламж (сүвэрхэг чанар ба ханалтын түвшин),
2. Усны чанар (давсжилт эсвэл ууссан ионы агууламж),
3. Литологийн төрөл (элс, хайрга, шавар, магмын чулуулаг гэх мэт).
Сайн уст давхаргууд нь ерөнхийдөө элс, хайрга зэрэг сүвэрхэг, нэвчилттэй материалд байрладаг. Хэрэв эдгээр уст давхаргууд нь цэнгэг усаар ханасан бол тэдгээрийн эсэргүүцэл нь шаварлаг давхаргатай харьцуулахад дунд зэргээс харьцангуй өндөр байж болно. Шаварлаг давхаргууд нь ихэвчлэн илүү дамжуулалттай (бага эсэргүүцэлтэй) байдаг. Гэсэн хэдий ч давсархаг эсвэл давстай гүний ус нь эсэргүүцлийг мэдэгдэхүйц бууруулж чаддаг гэдгийг санах нь чухал тул тайлбар хийхдээ орон нутгийн гидрогеологийн нөхцөл байдлыг үргэлж харгалзан үзэх ёстой.
TEM судалгааны бүрэлдэхүүн хэсгүүд ба тохиргоо
TEM судалгаа нь ихэвчлэн дараахь зүйлийг агуулдаг.
– Газар дээр байрлуулсан дөрвөлжин эсвэл тойрог хэлбэртэй дамжуулагч гогцоо,
– Гүйдлийн импульс үүсгэх цахилгаан эх үүсвэр болон гүйдлийн хянагч,
– Хээрийн задралын хариу үйлдлийг бүртгэх хүлээн авагч мэдрэгч (ороомог),
– Хэмжсэн задралын муруйг хадгалах, харуулах өгөгдөл цуглуулах нэгж.
Хэд хэдэн нийтлэг тохиргоо байдаг, тухайлбал:
– Төвийн гогцоо: хүлээн авагчийг дамжуулагч гогцооны төвд байрлуулсан. Энэ тохиргоо нь практик бөгөөд босоо эсэргүүцлийн хэлбэлзэлд сайн мэдрэмж төрүүлдэг тул түгээмэл байдаг.
– Офсет гогцоо: хүлээн авагч нь дамжуулагч гогцооноос тодорхой зайд байрладаг тул хажуугийн мэдээллийг нэмж, тодорхой бүтцийг зураглахад тусалдаг.
TEM судалгааны гүн нь гогцооны хэмжээ, гүйдлийн хүч, хэмжилтийн хугацаанаас хамаарна. Гогцоо том, гүйдэл хүчтэй байх тусам ерөнхийдөө байг илүү гүнзгий судлах боломжтой. Газар доорх усны хайгуулын хувьд TEM-ийг ихэвчлэн хээрийн нөхцөл байдлаас шалтгаалан хэдэн арван, хэдэн зуун метрийн гүнд ашигладаг.
Судалгааг хэрэгжүүлэх үе шатууд
Ерөнхийдөө гүний усны TEM судалгааг дараах үе шатуудаар гүйцэтгэдэг.
1. Анхан шатны судалгаа ба төлөвлөлт
Геологи, гидрогеологийн мэдээлэл, топографийн зураглал, одоо байгаа худгийн өгөгдөл, судалгааны зорилтуудыг (жишээлбэл, гүехэн эсвэл гүн уст давхаргыг хайх эсэх) цуглуулах. Энэ үе шат нь хэмжилтийн замын зураг төсөл болон цэгүүдийн нягтралыг тодорхойлно.
2. Талбайн мэдээлэл цуглуулах
Гогцоог төлөвлөгөөний дагуу суурилуулж, дараа нь дохионы бууралтыг тодорхой хугацааны интервалаар хэмждэг (цаг хугацааны хаалт). Дохио-шуугианы харьцааг сайжруулахын тулд өгөгдлийг ихэвчлэн давтан цуглуулдаг (стекинг).
3. Өгөгдөл боловсруулах
Боловсруулалтад шуугиан шүүх, багажны залруулга, өгөгдлийн чанарын шалгалт орно. Эхний үр дүн нь хүчдэлийн бууралтын муруй ба цаг хугацаа юм.
4. Урвуу ба тайлбар
TEM өгөгдлийн муруйг урвуу процессоор (1D, 2D, эсвэл 3D) дамжуулан газрын доорх эсэргүүцлийн загвар болгон хөрвүүлдэг. Эдгээр эсэргүүцлийн загваруудаас тайлбарлагчид уст давхаргын боломжит давхарга, хөрсний давхарга (аквитард), түүнчлэн хагарал зэрэг литологийн хил хязгаар, бүтцийг тодорхойлдог.
Газрын доорх усны хайгуулд TEM-ийн давуу талууд
TEM арга нь гидрогеологийн хайгуулд онцгой болгодог хэд хэдэн давуу талтай:
1. Цахилгаан дамжуулах чанарт мэдрэмтгий
TEM нь дамжуулагч болон эсэргүүцэгч давхаргыг ялгахад маш сайн бөгөөд уст давхаргын хил хязгаар болдог шаварлаг (нэвчихгүй) давхаргыг тодорхойлоход үр дүнтэй болгодог.
2. Харьцангуй том гүнд хүрэх чадвартай
Зарим геоцахилгаан аргуудтай харьцуулахад TEM нь суулгацтай электрод шаардлагагүйгээр мэдэгдэхүйц гүнд мэдээлэл өгөх боломжтой.
3. Хурдан бөгөөд үр ашигтай
Хэмжилт харьцангуй хурдан хийгддэг, ялангуяа том талбайд. Энэ нь худгийн өрөмдлөгийн байршлыг тодорхойлох ажлыг хурдасгахад тусалдаг.
4. Газартай шууд холбоогүй байх
Электродыг газартай холбоо барихыг шаарддаг тогтмол гүйдлийн эсэргүүцлийн аргаас ялгаатай нь TEM нь тодорхой гадаргуугийн нөхцөлд (жишээлбэл, чулуурхаг эсвэл хуурай газар) илүү уян хатан байдаг ч логистикийн бэрхшээлүүд байсаар байна.
5. Уст давхарга болон далайн усны нэвчилтийг зураглахад сайн
Далайн эргийн бүсэд TEM-ийг ихэвчлэн давстай усны нэвчилтийн бүсийг тодорхойлоход ашигладаг, учир нь давстай ус нь өндөр дамжуулалттай тул эсэргүүцлийн ялгаа нь тодорхой байдаг.
Тайлбарын хязгаарлалт ба бэрхшээлүүд
Хэдийгээр маш хэрэгтэй боловч TEM нь ойлгох ёстой хязгаарлалтуудтай байдаг:
1. Литологийн хоёрдмол утга
Эсэргүүцэл нь өвөрмөц биш юм. Шаварлаг давхарга болон давстай усаар дүүрсэн уст давхаргууд хоёулаа дамжуулагч байж болно. Тиймээс TEM-ийг геологийн өгөгдөл, худгийн өгөгдөл эсвэл бусад аргуудтай хослуулах хэрэгтэй.
2. Цахилгаан соронзон дуу чимээ
Цахилгаан шугам, цахилгаан хашаа, эсвэл металл дэд бүтэц зэрэг хөндлөнгийн эх үүсвэрүүд нь өгөгдөлд дуу чимээ нэмж болно. Үүнийг шийдвэрлэхийн тулд хэмжилтийн цэгийн төлөвлөлт болон овоолгын техник шаардлагатай.
3. Өнгөц ба гүн нягтрал
TEM нь тодорхой гүнд маш сайн боловч гүехэн давхарга дахь нягтрал нь заримдаа GPR эсвэл гүехэн эсэргүүцэл зэрэг аргуудаас бага нарийвчлалтай байдаг нь олж авах параметрүүд болон талбайн нөхцөл байдлаас хамаарна.
4. 3D эффект
Хажуугийн хэлбэлзэл хүчтэй байгаа газруудад (жишээлбэл, хагарлын ойролцоо эсвэл литологийн огцом өөрчлөлт) 1 хэмжээст инверсийн таамаглал бага нарийвчлалтай байж магадгүй юм. 2 хэмжээст/3 хэмжээст судалгаа болон болгоомжтой тайлбар хийх нь чухал юм.
Худгийн байршлыг тодорхойлох практик хэрэглээ
Газар доорх усны хайгуулын төслүүдэд TEM-ийг ихэвчлэн дараах зорилгоор ашигладаг:
– Шавар бүрхүүлийн давхаргын зузааныг тодорхойлох,
– Усны ханасан элс/хайрганы бүсийг тодорхойлох,
– Үндсэн чулуулаг эсвэл элэгдлийн бүсийн хил хязгаарыг зураглах,
- Далайн эрэг дээр давстай ус нэвтэрч байгааг илрүүлэх,
– Өрөмдсөн худгийн зорилтот гүн болон шигших интервалыг тодорхойлно.
TEM-ээс олж авсан эсэргүүцлийн загварыг гидрогеологийн мэдээлэлтэй хослуулснаар баг амжилттай болох магадлал өндөртэй өрөмдлөгийн байршлыг сонгож чадсан. Энэ нь "хуурай" худаг эсвэл бага урсгалтай худаг өрөмдөх эрсдлийг бууруулсан.
Хаах
Түр зуурын цахилгаан соронзон (TEM) арга нь газрын доорх усны эсэргүүцлийн хэлбэлзлийг хурдан бөгөөд үр дүнтэйгээр зураглах чадвартай тул газрын доорх усны хайгуулд үнэ цэнэтэй хэрэгсэл юм. Цахилгаан соронзон орны задралын зарчим болон тэдгээрийн чулуулаг, усны дамжуулах чадвартай холбоотой хамаарлыг ойлгосноор TEM нь уст давхарга, хэт ачаалал, тэр ч байтугай давсны нэвчилт зэрэг усны чанарын асуудлыг тодорхойлоход тусалдаг. Гэсэн хэдий ч TEM-ийн тайлбар нь эсэргүүцэлд олон хүчин зүйл нөлөөлж болох тул болгоомжтой байхыг шаарддаг. TEM-ийг геологийн өгөгдөл, хээрийн ажиглалт, худгийн өгөгдөлтэй хослуулснаар газрын доорх усны нөөцийн менежментийн илүү нарийвчлалтай, үр ашигтай, тогтвортой өрөмдлөгийн шийдвэр гаргахад хүргэнэ.
