Файл: Шарапанов, Н. Н. Методика геофизических исследований при гидрогеологических съемках с целью мелиорации земель.pdf

аппаратуры не предъявляется, поэтому при выполнении сейсми­ ческих работ следует руководствоваться действующей ин­ струкцией.

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ В ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ И ВБЛИЗИ СКВАЖИН.

СОСТАВЛЕНИЕ ЭМПИРИЧЕСКИХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ДЛЯ НОВОГО РАЙОНА

Параметрические измерения, необходимые для составления кор­ реляционных зависимостей, целесообразно проводить по двум направлениям:

1) выполнение измерений на стенках шурфов микроустановками и каротаж сухих скважин с целью получения истинных величин поляризуемости и удельного сопротивления, а также составление эмпирической зависимости поляризуемости от влаж­ ности пород;

2) выполнение основного объема параметрических измерений вблизи скважин и шурфов с поверхности, по результатам которых должны быть составлены эмпирические зависпмости для условий, аналогичных основным съемочным работам.

При геолого-гидрогеологпческой интерпретации геофизических материалов, основанной на применении корреляционных зависи­ мостей, предъявляются особые требования к горным выработкам, используемым для параметрических измерений, несоблюдение которых может привести к отрицательным результатам. Эти требования следующие.

По всем горным выработкам (скважинам, шурфам) необходимо провести детальное геологическое и гидрогеологическое опро­ бование.

Образцы пород, предназначенные для гранулометрического анализа и производства водных вытяжек, следует отбирать боро­ здовым способом; интервалы опробования выбираются для одно­ родных (визуально) пластов и корректируются по результатам количественной интерпретации параметрических кривых.

Обязателен отбор образцов пород зоны аэрации для определе­ ния влажности; интервалы отбора проб зависят от мощности и литологического состава пород зоны аэрации и должны умень­ шаться в нижней ее части.

Натурные исследования коэффициента фильтрации водоносных горизонтов должны обеспечить получение величины /сф с высокой степенью достоверности, причем исследования по определению /сф необходимо проводить по единообразной методике на всей пло­ щади съемки для получения сопоставимых результатов.

В параметрических скважинах должны быть проведены каро­ тажные исследования, включающие измерения БКЗ, ПС до и после засоления бурового раствора (метод повторного ПС), микрозон-

120

дированпя градиент- и потенциал-микрозондом, гамма-каротаж, диэлектрический каротаж и резистивиметршо (измерения сопро­ тивления бурового раствора). В ряде случаев полезно также использовать электролитический способ определения скорости фильтрации подземных вод по наблюдениям за рассолением буро­ вого раствора [32].

В результате каротажа должно быть проведено: а) литологи­ ческое расчленение разрезов скважин, изучение, основных законо­ мерностей геологического строения территории и выделение мар­ кирующих горизонтов; б) определение физических свойств нород

иизучение основных закономерностей их изменения по разрезу

ипо площади; в) выделение водоносных пластов, оценка их емко­ стных и фильтрационных свойств и общей минерализации пласто­ вых вод.

Методика каротажных исследований и интерпретации мате­ риалов изложена в ряде общих руководств (например, [13—15]),

а применительно к изучению гидрогеологических скважин — в работах [26, 27].

Наиболее сложным и в экономическом отношении весьма важным является вопрос о числе опорных горных выработок, необходимом для построения достоверных корреляционных зави­ симостей при выполнении работ в новом по геолого-гидрогеологи­ ческому строению районе (отличающимся по крупным геолого­ ландшафтным элементам от исследованных ранее).

В зависимости от степени отличия по тем или иным признакам нового района съемки от исследованных ранее может оказаться необходимым корректировка лишь части имеющихся зависимостей, однако проверка и дополнение зависимостей даже на смежных площадях съемки необходимы.

Анализ и обобщение результатов наших работ в различных районах Советского Союза дали возможность выявить определен­ ные закономерности изменения корреляционных зависимостей, что позволяет использовать полученные графики в качестве пред­ варительных палеток при работе в условиях песчано-глинистых разрезов в других районах (см. раздел 3).

Но так как рассматриваемые зависимости между геофизиче­ скими параметрами и петрофизическими свойствами пород имеют не функциональный, а корреляционный характер, необходимо определенное количество исходных данных, чтобы математически была обоснована приемственность предполагаемой линии регрес­ сии, т. е. должен быть решен вопрос о том, является ли наблюдаемое различие между экспериментальными данными от­ ражением реального различия или же оно есть результат случай­ ности.

Существует ряд критериев различия [37], однако большинство из них требует математической обработки после завершения серии наблюдений, объем которых (т. е. число параметрических измере­ ний) был намечен заранее в соответствии с принятым уровнем

121

значимости, что крайне неудобно и экономически может быть неоправданно.

В связи с этим в качестве критерия различия может быть применен метод последовательного анализа [29], когда число наблюдений заранее не фиксируется, математическая обработка (совершенно элементарная) проводится после каждого наблюде­ ния, причем в результате этой обработки выясняется, можно ли принять одну из гипотез (и какую именно) или же следует про­ должать испытания. Как показывает опыт, число требующихся при этом наблюдений оказывается примерно вдвое меньше, чем при классическом анализе.

Не останавливаясь подробно на сущности метода ввиду его широкой известности, отметим лишь следующее. Если распре­ деление случайной величины а является нормальным с основным отклонением, равным о, и требуется проверить две противопоста­

то первая гипотеза отвергается и принимается противопоставля­ емая ей гипотеза а = ах (где а — среднее значение распределе­

(43)

то испытания необходимо продолжать.

Наиболее удобно анализ проводить графически. Для этого пйсле каждого наблюдения на чертеж наносят соответствующую точку, откладывая по оси абсцисс порядковый номер п выполнен­

ного наблюдения, а по оси ординат сумму 2 аг Испытания следует

(Щ

продолжать до тех пор, пока эти точки будут оставаться в полосе между прямыми

Как только очередная точка окажется выше или ниже полосы испытания, необходимо принять соответствующую гипотезу и пре­ кратить дальнейшие опыты.

122

Иллюстрируем сказанное примером проверки на одном из участков работ в Заволжье применимости найденной ранее кор­ реляционной зависимости /сф = / (А *),

Водоносный горизонт на этом участке залегает на глубине 30—40 м и представлен песками, удельное сопротивление которых 40—60 Ом-м. В соответствии с корреляционными зависимостями, представленными на рис. 18, и вытекающей из них зависимостью свободного члена Ь, входящего в уравнение In кф= Ъ — 2,301и А * от удельного сопротивления водоносных пород, предполагаемое уравнение регрессии для интересующего нас случая должно иметь вид: In кф = 2,0—2,30 In А*.

Примем теперь за случайную величину а; — Дк$ 1кф1, гдеДАгф=

=. кф1 — Афо — отклонение вычисленного по нашему уравнению значения /сф1 от значения &ф2, полученного в результате откачек, отнесенное к величине кф1. Возможность использования проверя­ емой зависимости /сф = / (А *) подтверждается в том случае, если

а = а0 = 0 (т. е. Дкф1кф1 = 0).

Далее необходимо задаться границами доверительного интер­ вала alt удовлетворяющего требованиям необходимой точности оценки кф. Учитывая опыт работ, величину ях можно принять равной aj = ±0,3&ф (т. е. ±30% /сф).

Величины а и р , представляющие собой соответственно вероят­ ности ошибочного отбрасывания или принятия проверяемой гипо­ тезы, обычно весьма малы и принимаются равными 0,05. Средне­ квадратическое отклонение а может быть принято на основании предыдущих опытов равным 0,26. Вычисляем коэф­ фициенты Ь г, Ь ъ и р:

Таким образом, уравнения прямых имеют вид:

г/г = 0,15п — 0,66; г/2= 0,15« -{-0,66.

Построив по этим уравнениям полосу испытаний, приступаем к проверке гипотезы (табл. 25).

Откладывая по оси абсцисс число наблюдений, а по оси орди­

Результат девятого наблюдения находится ниже полосы испы­ тания и, следовательно, гипотезу можно считать доказанной, т. е. мы имеем право пользоваться предварительной линией рег­ рессии с шириной доверительного интервала, равной ±0,3кф.

123

Т а б л и ц а 25 Результаты последовательного анализа при проверке применимости

При получении отрицательного результата (точка легла выше полосы испытания) следует либо расширить пределы доверитель­ ного интервала, либо приступить к составлению новой корреля­

Измерения вблизи горных выработок являются основной частью параметрических исследований, так как на их результатах базируется составление корреляционных зависимостей между

124