0
Экологический клуб
 
"STENUS"
 
 
 
Калужский краеведческий Интернет-портал


 
Модин И.Н., Кузнецов С.В., Паленов А.Ю.   Геоэкологические исследования на пруду в селе Сергиево Юхновского района Калужской области   / /   Природа и история Поугорья. Выпуск 4.     Калуга:   ИЦ «Постскриптум»   -   2006 C. 51-58.


И.Н.Модин, С.В.Кузнецов, А.Ю.Паленов


Геоэкологические исследования на пруду

в селе Сергиево Юхновского района Калужской области


Село Сергиево находится на границе Юхновского и Медынского районов в 1,5 км от левого берега р. Угры, в охранной зоне НП «Угра» (рис.1).

Рис.1. Схема расположения участка работ.


Геофизическим отрядом лаборатории малоглубин электроразведки выполнены работы, целью которых являлось выяснение особенностей гидрогеологического режима одного из террасных прудов (второго) бывшей усадьбы Карабьиных-Можаровых. В частности, в задачу исследований входило определение мест утечек воды во вмещающий грунт, выявление мест разгрузки подземных вод в пруд, а также изучение водоупорных слоев, удерживающих воду в русле пруда.

Работы производились методами естественного электрического поля (ЕП), методом вертикальных электрических зондирований (ВЭЗ) и магниторазведки. Привязка пикетов осуществлялась с помощью стандартного GPS приемника типа «Garmin», обеспечивающего точность привязки порядка 4–6 м (рис.2). Расстояние между пикетами, расположенными на круговом профиле, было 10 м. Дистанция между точками наблюдения в методе ЕП составляла 5 м. А расстояние между точками в методе ВЭЗ

было 20 м с уменьшением шага на плотине до 10 м. При полевых измерениях использовалась стандартная электроразведочная аппаратура «ЭРА»: в методе ЕП – в режиме постоянного тока, а при производстве электрических зондирований она использовалась на частоте 4,88 Гц. В качестве приемных электродов использовались стандартные неполяризующиеся электроды конструкции ВИРГ. Контроль точности показал, что невязка по двум проходам ЕП составляет 1 мВ, что говорит о высокой точности результатов физических измерений. ВЭЗ выполнялись в варианте трехэлектродных зондирований. При этом рабочий питающий электрод двигался примерно в северном направлении. Максимальный разнос АО составлял 30 м, что обеспечивало глубинность исследования порядка 10 м.

Рис. 2. Схема сбора фактического материала.


Зимой 2006 г. на акватории пруда выполнены магнитометрические исследования с целью поиска железных металлических объектов, которые могут представлять реальную угрозу жизни при очистке пруда от донных иловых отложений. Съемка произведена на площади, показанной на рис.2. Профили располагались через 1 м друг от друга. Съемка аномального магнитного поля производилась в непрерывном режиме (значения данных магнитного поля заносились автоматически через каждые 3 с) двумя магнитометрами: G-858 (производство канадской фирмы «Geometrics») и POS (разработка Уральского института Геофизики РАН). По своим техническим параметрам магнитометры являются практически идентичными. Методическая точность такой съемки (привязка осуществлялась по началу и концу движения в пределах каждого профиля наблюдений) составила 3 нТл. Все результаты были скорректированы с учетом вариаций магнитного поля, которые записывались на третий магнитометр типа POS. Необходимо отметить, что часть участка от пр 0 до пр 30 для повышения достоверности снята одновременно двумя магнитометрами (рис.2).

Рис.3. График ЕП по профилю вокруг пруда.


Результаты ЕП показаны на рис.3. Амплитуда аномалий составляет сравнительно небольшую величину порядка порядка 10–15 мВ. Для сравнения отметим, что при интенсивных фильтрационных процессах во время движения слабоминерализованной пресной воды амплитуда аномалий ЕП может возрасти до 100–200 мВ. В распределении потенциала угадывается четкая закономерность: южная часть пруда, где располагается плотина, характеризуется отрицательными аномалиями типа утечки, а северная часть, наоборот, положительными аномалиями типа разгрузки, что вполне находит логичное объяснение в гидрогеологическом балансе пруда: сверху поступает приток подземных вод из верхнего пруда по аллювию ручья и через северо-западный борт оврага, а в пределах плотины вода находит ослабленные места, через которые мигрирует в нижний пруд. Можно достаточно уверенно указать места концентрированных утечек воды из пруда, отмеченные серыми стрелками, и места разгрузки подземных вод, отмеченные черными стрелками (рис.4). Наиболее интенсивная аномалия разгрузки находилась непосредственно под точкой нулевого пикета, так как все остальные точки имели относительно неподвижного электрода N строго отрицательный потенциал. Итак, самая сильная разгрузка воды в пруд фиксируется на пк 75, а наиболее интенсивная утечка на пк 210. Основной особенностью площадной картины распределения процессов ЕП является то, что утечки и притоки воды концентрируются в бортах плотины и оврага, а не в его тальвеге, то есть - не вдоль его оси.
Рис.4. План аномалий естественного поля.


На рис.5 демонстрируются совместные результаты ЕП и ВЭЗ. Необходимо отметить, что все значения удельных сопротивлений литологических комплексов являются достаточно большими. Только водоупорный слой суглинков, расположенный на глубине 2–4 м, имеет сравнительно низкие сопротивления. Вся верхняя часть разреза над суглинками имеет сопротивления свыше 60 Ом∙м, что указывает на песчаный состав отложений в целом. Плотина также сложена грунтами, которые имеют высокие удельные сопротивления. При этом самый верхний слой мощностью порядка 1 м, по периметру охватывающий пруд, имеет среднее сопротивление порядка 250 Ом∙м. По-видимому, это плохосортированные мелкофракционные пески, поверхность которых закаллиматирована илами.

Анализ карты магнитного поля показал, что с высокой степенью точности ориентация объектов соответствует линии, соединяющей центр положительной и отрицательной аномалии. Как правило, реальные размеры объекта меньше длины отрезка между экстремальными значениями. Большая часть выявленных объектов имеет две сопряженные аномалии положительную и отрицательную в соответствии с законами магнетизма, когда у каждого тела обязательно должно быть два полюса. Получается, что, если объект лежит на боку, то в аномальном магнитном поле мы увидим два его полюса. Определенная часть объектов имеет только положительное аномальное поле (на карте в соответствии с правилами «Инструкции по магниторазведке» эти аномалии окрашены синим и голубым цветом). Это свидетельствует о том, что быстрее всего эти объекты имеют только индуцированную намагниченность, а остаточная намагниченность имеет подчиненное значение. Поясним, остаточная намагниченность возникает в железном объекте в момент остывания после закалки. При этом объект приобретает память о внешнем поле Земли, которое его поляризует и жестко сохраняет его длительное время, подобно магнитофонной ленте. Индуцированная намагниченность возникает в результате холодной переориентации доменов (частиц вещества, сохраняющих внутри себя строго определенную в одном направлении ориентировку магнитного поля). Таким образом, превалирование индуцированной намагниченности свидетельствует о более мягких магнитных свойствах данного объекта, который может легко изменить направление своего магнитного поля под внешним воздействием. Сильная остаточная намагниченность указывает на то, что по магнитным свойствам данный объект является жестким – неспособным перемагничиваться в холодном состоянии. Два объекта имеют только отрицательные аномалии, что говорит о преобладании остаточной намагниченности и о том, что они расположены строго вертикально вверх отрицательным полюсом.

Рис.5. Совместная интерпретация ВЭЗ и ЕП.


На рис.6 показаны результаты интерпретации данных магнитного поля. Всего на площади исследования выявлено 50 железных объектов, которые достаточно хаотично расположены на дне пруда. Возможно, на большей глубине существуют еще какие-то объекты, которые формируют на поверхности земли очень слабые аномалии магнитного поля, не зафиксированные нами. То есть можно утверждать, что вынесенные на рисунке объекты, которые расположены до глубины 1,5–2 м, состоят из железа и реально существуют, но мы не можем гарантировать, что на большей глубине не существуют подобные объекты небольшой магнитной массы.

Рис.6. Карта расположения магнитоактивных тел.


Выводы

  1. Второй пруд находится в динамическом равновесии процессов не очень интенсивных притоков и утечек воды. Для изменения баланса в положительную сторону, накопления воды, необходимо расчистить родники северо-западной части пруда и, наоборот, укрепить борта плотины, примыкающие к берегам.
  2. Учитывая, что для углубления пруда необходимо произвести его очистку от ила, делать это нужно весьма осторожно, чтобы какая-то часть ила оставалась на дне, препятствуя фильтрации воды в песок, который реально может выстилать бортовые части ложа (вероятно, дно пруда, расположенное на глубине 2–3 м, сложено суглинками).

  3. Предварительно, c целью выявления неразорвавшихся боеприпасов, во время зимнего периода выполнены измерения магнитного поля с помощью высокочувствительных магнитометров G-858 и POS. На акватории пруда обнаружено 50 магнитных аномалий от железных предметов. Поэтому очистка пруда, на наш взгляд, является достаточно опасной процедурой, так как на акватории могут быть затоплены боеприпасы времен Отечественной войны 1941–1945 гг. (известно, что несколько месяцев этот район во время ВОВ находился под фашисткой оккупацией, и на территории села немцы проводили карательную акцию).



Скачать.rar



Сайт создан при поддержке РОССИЙСКОГО ГУМАНИТАРНОГО НАУЧНОГО ФОНДА проект № 09-06-59610 а/Ц "Создание экологического Интернет-портала, как регионального компонента экологического образования"; № 10-06-59629 а/Ц"Создание региональной экологической Интернет-библиотеки"


© Авторы статей