Кіріспе

Жер асты құрылымдарын бейнелеуге арналған геофизикалық әдіс. Электрлік кедергі томографиясы (ЭРТ) немесе электрлік кедергілік бейнелеу (ЭРИ) – жер бетінде немесе бір немесе бірнеше тесікте орналасқан электродтар арқылы алынған электрлік кедергі өлшемдерінен жер асты құрылымдарын бейнелеуге арналған геофизикалық әдіс. Егер электродтар тесіктерге ілініп қойылса, тереңдегі бөліктерді зерттеуге болады. Бұл медициналық бейнелеу әдісі – электрлік кедергі томографиясымен (ЭИТ) тығыз байланысты және математикалық тұрғыдан бірдей кері есептеу мәселесі болып табылады. Дегенмен, медициналық ЭИТ-тен өзгеше, ЭРТ негізінен тұрақты ток әдісі болып табылады. Бұған қатысты геофизикалық әдіс – индуцирленген поляризация (немесе спектрлік индуцирленген поляризация) – уақытша жауапты өлшеуге және жер астының зарядталу қасиеттерін анықтауға бағытталған. Электрлік кедергі өлшемдері жер асты суларының тереңдігін анықтау және сандық бағалау, сазды анықтау және жер асты суларының өткізгіштігін өлшеу үшін қолданылуы мүмкін.

Тарих

Бұл техника цифрлық компьютерлерден бұрын пайда болған электрлік іздеу әдістерінен дамыды, онда қабаттар немесе аномалиялар ізделді, ал емес суреттер. 1930 жылдары математикалық мәселе бойынша жасалған алғашқы жұмыстар қабатты ортаны қарастырды (мысалы, Лангер, Слихтер). Кері проблемаларды реттеу жөніндегі еңбегімен танымал Андрей Николаевич Тихонов та осы мәселе бойынша жұмыс істеді. Ол ERT мәселесін екі қабатты ортаның қарапайым жағдайында қалай шешу керектігін егжей-тегжейлі түсіндіреді. 1940 жылдары ол геофизиктермен бірлесіп жұмыс істеді және компьютерлердің көмегісіз ірі мыс кен орындарын тапты. Осының нәтижесінде олар Кеңес Одағының Мемлекеттік сыйлығымен марапатталды. Компьютерлер кеңінен қолжетімді болғанда, ERT-нің кері мәселесі сандық түрде шешілуі мүмкін болды. Бірмингем университетіндегі Лок пен Баркердің жұмысы осындай шешімді алғашқылардың бірі болды және олардың тәсілі әлі де кеңінен қолданылады. Электрлік кедергілік томографиясы (ЭРТ) 1D-ден 2D-ге және қазіргі уақытта 3D-ге дамуымен, ЭРТ көптеген салаларды зерттеді. ЭРТ-нің қолданылуына ақауларды зерттеу, жер асты суларын зерттеу, топырақтың ылғалдылығын анықтау және тағы да көптеген мүмкіндіктер кіреді. Өнеркәсіптік процестерді бейнелеуде ERT медициналық EIT сияқты әдіспен, араластыру ыдыстары мен құбырларындағы өткізгіштіктің таралуын бейнелеу үшін қолданылуы мүмкін. Бұл контексте ол әдетте Электрлік кедергілік томографиясы деп аталады, бұл бейнеленетін нәрседен гөрі өлшенетін шамаға баса назар аударады.

Жұмыс тәртібі

Топырақтың кедергісі (ом сантиметрмен өлшенеді) ылғал мөлшері мен температура өзгерісіне байланысты өзгереді. Жалпы, топырақтың ылғалдылығының артуы топырақтың кедергісін азайтады. Құмдағы жалғыз электр өткізгіш – шұңқыр сұйықтығы, ал саз балшықта электр өткізгіш ретінде шұңқыр сұйықтығы және беткі зарядталған бөлшектер қатысады. Дымқыл, ұсақ түйіршікті топырақтың кедергісі, әдетте, ылғалды, ірі түйіршікті топырақтан әлдеқайда төмен болады. Құрғақ және қаныққан топырақтың кедергісі арасындағы айырмашылық бірнеше рет болуы мүмкін. Жер астының кедергісін өлшеу әдісінде төрт электродты тең арақашықтықта тізім бойынша орналастырып, сыртқы екі электродқа белгілі айнымалы ток жіберіледі және ішкі екі электрод арасындағы айнымалы ток кернеуі өлшенеді. Өлшенген кедергі, өлшенген кернеуді өлшенген токқа бөлу арқылы есептеледі. Бұл кедергі, содан кейін, электродтар арасындағы арақашықтықты ескеретін геометриялық факторға көбейтіліп, нақты кедергі анықталады. 0,75, 1,5, 3,0, 6,0 және 12,0 м электрод арақашықтығы зерттеулердің беткі қабаттарында (<10 м) қолданылады. Ал терең зерттеулер үшін 1,5, 3,0, 6,0, 15,0, 30,0, 100,0 және 150,0 м сияқты үлкен электрод арақашықтықтары қолданылады. Зерттеу тереңдігі, әдетте, максималды электрод арақашықтығынан кем болады. Электродтарды жерге енгізгенде электр байланысын жақсарту үшін электрод тесіктеріне су құйылады.