ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСА ГЕОФИЗИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ ОБСЛЕДОВАНИЯ ЗЕМЛЯНОЙ ПЛОТИНЫ ВОДОХРАНИЛИЩА К-25 В РЕСПУБЛИКЕ КАЗАХСТАН

Ссылка для цитирования: Применение комплекса геофизических методов для обследования земляной плотины водохранилища К-25 в Республике Казахстан / Е.М. Ахметов, К.М. Асемов, Б.Г. Муканова, Т. Миргаликызы, Б.М. Аширов, А.К. Жолдыбаев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 3. – С. 39-48. Актуальность. Проблемы безопасности плотин, используемых в целях мелиорации сельскохозяйственных угодий, остро стоят в обществе. Их разрушение приводит к большому экономическому и экологическому ущербу. Достойное место для решения данной проблемы занимает их мониторинг неинвазивными геофизическими методами. Геофизические методы позволяют получать информацию об объекте исследования дешево и оперативно и дополняют традиционные геотехнические методы. В процессе эксплуатации плотины происходит просачивание воды через ее тело, вокруг водосбросных конструкций, а также в прибортовой части, что приводит к образованию эрозионных зон. Этот процесс сопровождается изменением физико-механических свойств пород, которые могут существенно влиять на устойчивость и безопасность сооружения. Своевременное обнаружение на ранней стадии таких изменений геофизическими методами имеет важное значение для принятия превентивных мер и предотвращения катастроф. Цель: обоснование выбора рационального комплекса геофизических методов, опробование их на гидротехнических сооружениях земляного типа, оценка их информативности в определении текущего состояния сооружения. Объект: зоны эрозии земляной плотины водохранилища К-25 в Казахстане. Методика: полевые исследования, обработка и интерпретация полученных данных; выявление зон эрозии, связанных с увлажненностью, по параметрам сопротивления, поляризации, диэлектрической проницаемости; построение исходного инженерно-геологического разреза сооружения; обоснование режимного наблюдения методом естественного электрического поля; картирование зон инфильтрации и ее направления при различной степени наполненности водохранилища; выделение зон разуплотнений и их оценка по данным продольных и поперечных волн; комплексная интерпретация результатов исследований, анализ и составление структурного строения сооружения. Результаты. Создана технология диагностики физического состояния земляной плотины по геофизических данным в условиях Республики Казахстан. Методы диполь-электрического зондирования вызванной поляризации, вертикального электрического зондирования и георадарное зондирование показали высокую эффективность при выявлении участков с повышенной водопроницаемостью. Проведена оценка информативности геоэлектрических параметров для выявления струйных водоносных зон и их картирования в плане. Проведен анализ осложняющих факторов при использовании этих параметров. По данным вертикального электрического зондирования получены детальные распределения электрического сопротивления, свидетельствующие о существенной неоднородности тела плотины в этом параметре. По комплексным данным составлены инженерно-геологические разрезы, которые можно рассматривать как стартовые модели для мониторинга водопроницаемости плотины. Площадная электроразведка методом естественного электрического потенциала в варианте режимных наблюдений оказалась эффективной при выявлении зон фильтрации воды. Сейсморазведка на продольных и поперечных волнах была достаточно результативной при изучении строения плотины и выявлении ослабленных зон, в которых могут проходить фильтрационные процессы. Результаты сейсморазведки достаточно хорошо коррелируются с результатами дисперсии электрического потенциала при оценке фильтрационной обстановки. По результатам опытно-методических работ можно сделать вывод, что электроразведку целесообразно использовать для первичной оценки состояния плотины как наиболее экспрессный метод. Для более детального изучения структурного строения необходимо применить метод естественного поля и сейсморазведку на продольных и поперечных волнах.