«жерасты суларын іздеу және барлау» пәнінен Практикалық сабақтарға арналған Әдістемелік нұсқау Шымкент, 2018

Өрістердің сипатына қарай барлық геофизикалық тәсілдер гравиметриялық, магнитометриялық, сисмометриялық, электрометриялық, термометриялық және ядролық болып бөлінеді.

2. Тау жыныстарының барлығы электр тогын өткізуге кедергі көрсетеді. Олардың мәні тау жыныстарының митологиялық құрамына, қуыстылығына және суды сіңіру дәрежесіне тәуелді болады. Тығыз топырақта электрлік кедергіге жоғары мәнімен сипатталады. Ал бос топырақтарда электрлік кедергі төмен болады. Сулы топырақтарда электрлік кедергі төмен болады, ал құрғақ топырақтарда жоғары болады. Тұзды суды сіңірген топырақтарда прест суымен сіңірген топырақтармен салыстырғанда электрлік кедергі бірден төмен түседі. Топырақтарда электрлік кедергіні өлшеу схема бойынша орындалады.

Белгілі бір арақашықтықта жерге екі нүкте орналастырамыз А және Б екі нүктеге тұрақты электр тогын жібереміз. Электроттардың мәніне байланысты ток белгілі бір тереңдікке тарайды. Электроттың мәні көп болған сайын токтың таралу тереңдігіде жоғары болады. Электр тогы тау жыныстарынан өткенде кернеу шығынға ұшырайды. Жердегі А және Б нүктелердің арасынан екі қабылдау электроттын Б және Г орналастыратын болса, онда потенциялдардың айырмасы туады. Ол былай анықталады:

Мұндағы:

K- электроттардың өзара орналасуына байланысты коэффицент.

U- Б және Г нүктелерінің арасындағы потенциялдардың айырмасы.

I – ток күші.

Потенциялдардың айырмасын потенциометр приборымен өлшейді. Электрлік кедергінің екі түрі бар: меншікті кедергі (Р) және болжамды кедергі (Рк).

Меншікті кедергі- бір ғана топырақтың кедергісі болып табылады.

Болжамды кедергі- құрама топырақтардың меншікті кедергісі. Электрлік кедергінің өлшемі- 1 метр топырақтағы Ом/метр өлшенеді.

Барлау және басқа да тікелей тәсілдерді салыстырғанда геофизикалық тәсілдер жанама тәсілдерге жатады.

Cурет. 4. Тау жыныстардың меншікті электрлік кедергісін өлшеуге арналған Шлюмберже және Веннер қондырғысы.

Гидрогеологиялық және инженерлік – геологиялық зерттеулер инженерлік ғимараттарды, мелиорация жүйелерін, ауыл шаруашылығын сумен қамтамасыз ету объектілерін жобалау кезінде жүргізілетін іздестірулердің қажетті және міндетті бөлімі. Бұл зерттеулер мына мақсаттарға бағытталады: 1) ғимараттар мен мелиорациялық жүйелерді салу мен пайдаланудың гидрогеологиялық және инженерлік-геологиялық жағдайларына баға беру; 2) ғимараттар мен жүйелер құрылысының учаскесін, ғимараттар тұғыры үшін грунттарды таңдап алу; 3) ғимараттар мен мелиорациялық жүйелерді салу және пайдалану процесінде пайда болуы ықтимал гидрогеологиялық, инженерлік –геологиялық процестермен құбылыстарды болжау (грунт суларының режимі мен балансын, ғимараттардың отыруын, мелиорация кезіндегі рельефтің өзгерулерін, т.б. болжау); 4 ) ғимараттар мен жүйелерді қолайсыз процестерден қорғау жөніндегі қажетті шараларды таңдап алу.

Гидротехникалық комплекстер мен мелиоративтік жүйелердің -құрылыстың ең күрделі және жауапты түрі. Мұны бірнеше себептермен түіндіруге болады. Біріншіден, гидротехникалық ғимараттар мен мелиоративтік жүйелер өздерінің геоморфологиялық жағдайлары күрделі аймақтар мен учаскелерде, қазіргі геологиялық процестер тым пәрменді өтіп жатқан орындарды салынады. Екіншіден, гидромелиоративтік жүйелер мен гидротехникалық ғимараттар салу нәтижесінде тек құрылыс салынған аумақтардың ғана емес, сонымен бірге іргелес жатқан көрші учаскелердің де табиғи және гидрогеологиялық жағдайлары күрт өзгереді.

Жер асты суларының бағытын анықтау үшін алдымен еңістік бағытын анықтау керек болады. Ол үшін гидроизогипс картасы бар. Жер асты суының қозғалыс бағытын үшбұрыш тәсілі бойынша анықтайды. Жер асты суларының қозғалыс жылдамдығын анықтау үшін даладағы жұмыс барысында индикаторлар тәсілімен геофизикалық тәсілдермен және изотоптарды пайдалану арқылы анықтайды. Индикаторлар тәсілі- мұнда тәжірибелі скважинада судың түсін өзгертетін затты түсіріп жер асты суының бағытын осыған төменірек орналасқан байқау скважиналары арқылы келіп түскен суды күтеді. Тәжірибелік және байқау скважиналарының бір-біріне қашықтығы тау жыныстарының сипатына байланысты болады. Ірі түйіршікті құмдарда 2-5м, ұсақ құмдарда 1-2м, құмайт саздарда 0,5-1,5м.Су қозғалысының нақты жылдамдығы

Мұндағы: u- нақты жылдамдық

l- тәжірибелік және байқау скважинасының ара қашықтығы

t₂-индикатордың байқау скважинасына келіп түскен уақыты

t₁-индикаторды тәжірибелік скважинаға түсірген уақыт

1. 
   Индикаторлар тәсілі. Химиялық, колометрлік және электролиттік болып бөлінеді. Химиялық тәсілде индикатор ретінде скважинаға хлор ионы ерітіндісін хлорлы литиді және хлорлы аммонийді пайдаланады. Калометрлік тәсілде индикатор ретінде тау жыныстары жұтып алмайтын болуларды пайдаланады. Электролиттік тәсілде электролит пайдаланады немесе ас тұзын да.
   
2. 
   Геофизикалық тәсілдер жер асты суының минералдануы төмен болған жағдайда қолданады. Бұл тәсіл скважинадағы судың меншікті электрлік кедергісін резистивиметр деп аталатын прибордың көмегімен өлшеуге негізделген.
   

v- қозғалу жылдамдығы

r-скважинаның радиусы

с₀-тұздардың судағы табиғи консентрациясы

с₁,с₂- өлшеу кезіндегі тұздардың консентрациясы
3) Изотоптар тәсілі- тұздардың консентрациясы мен ерітіндісінің меншікті электрлік кедергісінің арасында кері байланыс болады. Жер асты суының бағыты мен жылдамдығын анықтау үшін кейбір элементтердің (хлор, йод, күкірт, калий т.б.) радиоактивті изотоптарын пайдаланады. Радиоактивті сәуле шығарудың көзін тәжірибе скважинасына ал есептеуішті бақылау скважинасына радиоактивті индикаторлар тәсілі бөгеттің сүзілуін жер асты және жер үсті суларының өзара байланысын, тұздардың көшуін зерттегенде кеңінен қолданады. Үлкен аумақтағы жер асты суының қозғалу бағытын анықтау үшін гидроизогипстер карталары жасалады.

Арынды сулардың пьезометрлік беттерінің картасы (гидроизопьезалар картасы). Су шарасының еністігін гидрозиогипстер картасы бойынша анықтайды. Пьезометрлік деңгейдің бірдей биіктіктерінің нүктесін қосатын сызықтарды гидроизопьезалар немесе пьезогипстер деп атайды. Гидроизопьезалар картасы осындай сызықтардын, жиынтығы болып табылады. Мұндай карталар біліктіктерді интерполяциялау тәсілімен, яғни гидроизогипстердің карталарына ұқсас жасалады. Егер бірнеше арынды сулы горизонттар болса олардын, әрқайсысы үшін картаға гидроизопьезалардың өз жүйесі түсіріледі.

Гидроизопьезалар картасының жәрдемі аркылы артезиан суларын сумен қамтамасыз ету үшін пайдалануға байланысты келетін бірсыпыра практикалық мәселелерді шешеді. Арынды пластың үстіңгі жағын қазылған күрылыс котловандары (кеніштері) арқылы ашқанда, оларды артезиан суларынан қорғаудың шаралары, т. б. ұйымдастырылады. Гидроизопьезалар картасы арқылы артезиан сулары таскынының қалыптасу жағдайлары зерттеледі. Тасқындардың бағыты биіктіктердің азаю бағыты бойынша анықталады. Су жер бетіне өздігінен кұйылуы мүмкін учаскелер (гидроизопьезалар рельеф горизонтальдарымен сәйкескенде) белгіленеді. Арынды сулардың өзендермен гидравликалық байланысы байқалады.

Бақылау сұрақтары:

1. Жер асты суларын іздеудің гидрогеологиялық және геоботаникалық әдістердің қандай түрлері бар?

2. Арнайы іздеу жұмыстарына қандай тәсілдер жатады?

3. Жер асты суларының бағытын қалай анықтайды?

4. Гидроизогипс және гидроизопьезалар картасы қалай жасалады?

5. Геофизикалық зерттеудің қандай әдістері бар?

6. Электрлік барлау қалай жүргізіледі?

7. Геофизикалық тәсілдер және олардың ерекшеліктері?