CC BY
78
ГЕОДЕЗИЯ
УДК 551.2/3
О РЕЗУЛЬТАТАХ ПРИМЕНЕНИЯ ГРАВИМЕТРИИ НА ЗАПАДНО-СУТОРМИНСКОМ ГЕОДИНАМИЧЕСКОМ ПОЛИГОНЕ
Анатолий Иванович Каленицкий
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доктор технических наук, профессор кафедры астрономии и гравиметрии СГГА, тел. (913)906-74-53, e-mail: kaf.astronomy@ssga.ru
Эдуард Лидиянович Ким
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, начальник штаба ГОиЧС СГГА, тел. (383)343-29-00, e-mail: 52tkrbv@rambler.ru
Излагаются результаты гравиметрии во втором цикле наблюдений на примере Запад-но-Суторминского геодинамического полигона, технология и порядок выполнения натурных измерений.
Ключевые слова: геодинамический полигон, геодезическо-гравиметрические наблюдения.
THE RESULTS OF GRAVIMETRY APPLICATION IN WEST-SUTORMINSKY GEODYNAMIC TESTING AREA
Anatoly I. Kalenitsky
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Prof., Dr., department of astronomy and gravimetry SSGA, tel. (913)906-74-53, e-mail: kaf.astronomy@ssga.ru
Eduard L. Kim
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., chief of SSGA civil defense and emergency situations headquarters SSGA, tel. (383)343-29-00, e-mail: 52tkrbv@rambler.ru
The results of gravimetry during the second observation cycle, the technology and procedures of in-situ measurements are described by the example of West-Sutorminsky geodynamic testing area.
Key words: geodynamic testing area, geodetic and gravimetric observations.
В настоящее время при проведении геодинамического мониторинга на техногенных полигонах весьма редко применяется гравиметрия.
3
Геодезия
Известно [1], что гравиметрия является опережающим методом выявления тектонических нарушений. Результаты гравиметрии позволяют еще на ранних стадиях освоения месторождений УВ учитывать особенности геолого-тектонического строения месторождения при его обустройстве.
Результаты комплексного применения гравиметрии и геодезических методов в первом цикле натурных измерений в 2005-2007 гг. на Западно-Суторминском геодинамическом полигоне (ГДП), созданном в пределах площади одноименного месторождения, позволили уточнить геолого-тектоническую структуру месторождения и локализовать участки повышенной промышленной опасности.
Продолжительность и технология натурных наблюдений 1-го цикла были продиктованы возможностями имеющихся в наличии геодезических средств измерений и отечественных гравиметров ГНУ-КВ.
Необходимо было создать трехъярусную гравиметрическую сеть (каркасная опора, опорная сеть сгущения, заполняющая рядовая сеть пунктов измерений) [2], а ограниченное число гравиметров (4 прибора), сокращенные сроки реальной возможности измерений (летом из-за подтоплений, зимой из-за сильных морозов) приводили к существенному «отставанию» гравиметрии от производства натурных геодезических измерений (спутникового координирования и нивелирования).
В связи с этим во втором цикле натурных геодезическо-гравиметрических наблюдений (июнь - ноябрь 2010 г.) был использован гравиметр CG-5 Autograv Scintrex, имеющий улучшенные технические характеристики: минимальное изменение нуль-пункта отсчетного устройства в течение суток, диапазон измерений более 8 000 мГал, разрешающая способность 0,001 мГал, автоматическая система отсчета. При этом предполагалось:
- создание на Западно-Суторминском Г ДП одноярусной по точности сети, включающей 23 пункта каркасной сети и 157 пунктов рядовой сети;
- выполнение натурных измерений в течение одного полевого сезона до ноября 2010 г.;
- получение высокой точности измерений как на пунктах каркасной сети, так и в точках рядовых измерений;
- получение высокой точности гравиметрической сети за счет петлевой системы рейсов с перекрытием в узловых пунктах и повторных (при необходимости) рейсов измерений в противоположном направлении.
Для реализации поставленной задачи перед началом работ были выполнены контрольные измерения на базисе в последовательности: А - Б - А - В - А -Б - А - В - А (рисунок).
Для гравиметрической сети Г ДП в качестве исходного пункта, был принят пункт А контрольного базиса. Уровень поля силы тяжести в нем принят условным, так как он не был «связан» с пунктами государственной гравиметрической сети.
При проведении гравиметрических измерений на пунктах каркасной сети, по аналогии с первым циклом, применялась технология развития сети в виде системы рейсов, состоящей из петель, замкнутых на исходном пункте А. Петлевые рейсы последовательно перекрывались в общих узловых пунктах, являющихся контрольными точками измерений, и обеспечивали возможность корректировки уче-
4
Геодезия
та изменения нуль-пункта гравиметра в случае необходимости [3]. Наблюдения на пунктах рядовой сети начинались и заканчивались на пунктах каркасной сети.
Рис. Схема гравиметрической сети Западно-Суторминского ГДП:
1 - контрольный базис;---опорные рейсы;-------рядовые маршруты
При этом порядок измерения гравиметром CG-5 был следующий:
- установка начальных настроек и параметров прибора;
- полевые измерения на пунктах;
- выгрузка данных из памяти прибора на ПК.
Последовательность полевых измерений непосредственно на пункте включала:
- размещение прибора на треноге над центром пункта либо в стороне, но не далее 3 м от центра пункта;
- включение прибора;
- введение обозначения пункта и номера рейса;
- установка прибора по уровню;
- измерение превышения между верхней плоскостью прибора и центром пункта;
- ожидание в течение 3-5 минут перед началом измерений;
- начало выполнения измерений;
- воспроизведение окончательных данных для просмотра после автоматической остановки измерений;
5
Геодезия
- анализ полученных результатов;
- запись измерений в память гравиметра;
- выключение прибора.
Измерение превышения между верхней плоскостью прибора и центром пункта выполнялось рулеткой (когда прибор находился над центром пункта) и цифровым нивелиром Leica Sprinter 100 (когда прибор находился вне центра пункта).
В болотистой местности для установки треноги заблаговременно вбивались деревянные колья длиной 1-1,5 м.
Качество гравиметирической сети второго цикла натурных измерений, выполненных гравиметром CG-5, характеризуется средней квадратической ошибкой определения силы тяжести на каркасных пунктах по результатам измерений равной ± 0,003 мГал, а в точках рядовой сети - ± 0,005 мГ ал, средней величиной средней квадратической ошибки гравиметровых измерений, составившей ±0,006 мГал.
Высокая точность гравиметра обеспечила расхождения результатов измерений на узловых точках и точках разновременных повторных измерений не более ±0,010 мГал, что значительно меньше установленной техническим заданием величины средней квадратической ошибки гравиметровых измерений (±0,03 мГал). В итоге отпала необходимость проведения процедуры уравнивания всей сети. Достаточно было распределить с обратным знаком невязки в рейсе по измерениям на пунктах пропорционально времени наблюдений на них относительно момента снятия отсчетов на исходном пункте.
Таким образом, применение гравиметра CG-5 Autograv позволило:
- создать на Западно-Суторминском Г ДП одноярусную сеть, включающую все запланированные проектом работ пункты как опорной, так и рядовой сети;
- выполнить натурные измерения в течение одного полевого сезона до начала октября 2010 г.;
- определить аномальное значение силы тяжести по точности выше проектных.
Результаты выполненных работ с применением гравиметра CG-5 Autograv подтвердили аномальное гравитационное поле, полученное в первом цикле наблюдений гравиметрами ГНУ-КВ, а результаты интерпретации позволили более детально уточнить геолого-тектоническое строение месторождения, что дало возможность выработать практические рекомендации по обеспечению устойчивого функционирования объектов месторождения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Алексеев А.С., Дедов В.П., Тригубович Г.М. Геофизики должны хорошо знать механику // Геофизика. - 2007. - № 3. - С. 55-62.
2. Инструкция по гравиразведке. - М.: Недра, 1988.
3. Каленицкий А.И., Розенфарб И. А. О структуре и оценке точности опорных гравиметрических сетей крупномасштабных съемок [Текст] // Сборник вопр. рудн. геофиз. Сибири. - Тр. СНИИГГИМСа, вып. 92, 1969.
Получено 01.07.2011
© А.И. Каленицкий, Э.Л. Ким, 2011
6
