Дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного Кривбасу. Частина 3. Результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань
Проаналізовано можливості ефективного використання геоелектричних методів при вивченні інженерно- геологічного стану території Кривбасу та впливу техносфери на її гідрогеологічне середовище. В третій частині статті за результатами досліджень геоелектричними методами, проведених у різні роки, та за ї...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Геоінформатика |
|---|---|
| Дата: | 2017 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України
2017
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157627 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного Кривбасу. Частина 3. Результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань / П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк // Геоінформатика. — 2017. — № 2. — С. 55-63. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-157627 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Пігулевський, П.Г. Свистун, В.К. Кирилюк, О.С. 2019-06-20T12:25:33Z 2019-06-20T12:25:33Z 2017 Дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного Кривбасу. Частина 3. Результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань / П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк // Геоінформатика. — 2017. — № 2. — С. 55-63. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. 1684-2189 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157627 550.83+550.837:550.82:551.244:551.495 (477.63) Проаналізовано можливості ефективного використання геоелектричних методів при вивченні інженерно- геологічного стану території Кривбасу та впливу техносфери на її гідрогеологічне середовище. В третій частині статті за результатами досліджень геоелектричними методами, проведених у різні роки, та за їх комплексування з геолого-гідрогеологічними спостереженнями подано 3D моделі зміни геоелектричних параметрів за латераллю і глибиною та результативні карти зволоження (“підтоплення”) досліджуваної площі за чотирирічний період з 2008 по 2012 р. під впливом природних чинників та дії гідротехнічних споруд. Ці матеріали у сукупності з результатами попередніх геолого-геофізичних досліджень дали змогу отримати карту інженерно-геологічного стану Південно-Західного Кривбасу. Наведено практичні приклади використання результатів досліджень геоелектричними методами з уточненням і конкретизацією деяких окремих особливостей гідрогеологічного та інженерно-геологічного стану території регіону залежно від антропогенного впливу на її геоекологічні умови. Анализируются возможности эффективного использования геоэлектрических методов при изучении инженерно-геологического состояния территории Кривбасса и влияния техносферы на ее гидрогеологическую среду. В третьей части статьи по результатам проведенных в разные годы исследований геоэлектрическими методами и их комплексированию с геолого-гидрогеологическими наблюдениями рассмотрена 3D модель изменений геоэлектрических параметров по латерали и глубине и представлена результативная карта увлажнения (“подтопления”) исследуемой площади за 4-летний период с 2008 по 2012 г. под влиянием естественных и гидротехнических сооружений. Эти материалы в совокупности с результатами предыдущих геолого-геофизических исследований позволили построить карту инженерно-геологического строения Юго-Западного Кривбасса. Приведены практические примеры использования результатов исследований геоэлектрическими методами с уточнением и конкретизацией некоторых отдельных особенностей гидрогеологического и инженерно-геологического состояния территории региона в зависимости от антропогенного влияния на ее геоэкологическую обстановку. Purpose. The aim of the article is to apply geophysical surveys to studying engineering-geological conditions of the south-western part of Kryvbas in solving problems of ecological safety. Design/methodology/approach. Analysis of the changes of geo-electric resistance in the four years from 2008 till 2012 and hydrogeological studies of wells observation allowed us to establish their connection with fluctuations in the water level over this period and obtain an analytical equation to determine the component of “flooding” in the first surface of the aquifer. Joint processing of geoelectric studies carried out at 1983 and 2008 permitted to obtain a detailed geotechnical zoning study area. Findings. Based on the results obtained, research maps were made which clarify and specify the features of the geoelectric state of the investigated area both in three-dimensional space and time (the period from 2008 till 2012). Using analytical equations to determine the component of “flooding” in the first surface of the aquifer made it possible to build a productive map showing the impact of natural and hydraulic engineering works in the study area for the four-year period. The data of geoelectric studies carried out at 1983 and 2008, together with the results of the previous geological and geophysical studies, allowed us to make a detailed map of the engineering-geological condition of southwest of Kryvbas. We have given practical examples of applying the research results of geoelectric methods to clarifying and specifying particular features of the hydrogeological and geotechnical conditions depending on the anthropogenic impact on the geoecological situation of the south-western Kryvbas. Practical value/implications. The proposed technology of research can quickly detect and map the zones of flooding by geoelectric methods and increase the accuracy of engineering and geological zoning for complex study of the effect of the technosphere on the geological environment of Kryvbas in solving problems of ecological safety. uk Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України Геоінформатика Геоінформаційні аспекти природокористування Дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного Кривбасу. Частина 3. Результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань Исследования геоэлектрическими методами инженерно-геологического состояния юго-западного Кривбасса. Часть 3. Результаты применения геоэлектрических методов при решении инженерно-геологических задач Geoelectric study of engineering-geological conditions of southwestern Kryvbas. Part 3. The results of applacation geoelectric methods in solving geotecnical problems Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного Кривбасу. Частина 3. Результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань |
| spellingShingle |
Дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного Кривбасу. Частина 3. Результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань Пігулевський, П.Г. Свистун, В.К. Кирилюк, О.С. Геоінформаційні аспекти природокористування |
| title_short |
Дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного Кривбасу. Частина 3. Результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань |
| title_full |
Дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного Кривбасу. Частина 3. Результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань |
| title_fullStr |
Дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного Кривбасу. Частина 3. Результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань |
| title_full_unstemmed |
Дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного Кривбасу. Частина 3. Результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань |
| title_sort |
дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного кривбасу. частина 3. результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань |
| author |
Пігулевський, П.Г. Свистун, В.К. Кирилюк, О.С. |
| author_facet |
Пігулевський, П.Г. Свистун, В.К. Кирилюк, О.С. |
| topic |
Геоінформаційні аспекти природокористування |
| topic_facet |
Геоінформаційні аспекти природокористування |
| publishDate |
2017 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Геоінформатика |
| publisher |
Центр менеджменту та маркетингу в галузі наук про Землю ІГН НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Исследования геоэлектрическими методами инженерно-геологического состояния юго-западного Кривбасса. Часть 3. Результаты применения геоэлектрических методов при решении инженерно-геологических задач Geoelectric study of engineering-geological conditions of southwestern Kryvbas. Part 3. The results of applacation geoelectric methods in solving geotecnical problems |
| description |
Проаналізовано можливості ефективного використання геоелектричних методів при вивченні інженерно- геологічного стану території Кривбасу та впливу техносфери на її гідрогеологічне середовище. В третій частині статті за результатами досліджень геоелектричними методами, проведених у різні роки, та за їх комплексування з геолого-гідрогеологічними спостереженнями подано 3D моделі зміни геоелектричних параметрів за латераллю і глибиною та результативні карти зволоження (“підтоплення”) досліджуваної площі за чотирирічний період з 2008 по 2012 р. під впливом природних чинників та дії гідротехнічних споруд. Ці матеріали у сукупності з результатами попередніх геолого-геофізичних досліджень дали змогу отримати карту інженерно-геологічного стану Південно-Західного Кривбасу. Наведено практичні приклади використання результатів досліджень геоелектричними методами з уточненням і конкретизацією деяких окремих особливостей гідрогеологічного та інженерно-геологічного стану території регіону залежно від антропогенного впливу на її геоекологічні умови.
Анализируются возможности эффективного использования геоэлектрических методов при изучении инженерно-геологического состояния территории Кривбасса и влияния техносферы на ее гидрогеологическую среду. В третьей части статьи по результатам проведенных в разные годы исследований геоэлектрическими методами и их комплексированию с геолого-гидрогеологическими наблюдениями рассмотрена 3D модель изменений геоэлектрических параметров по латерали и глубине и представлена результативная карта увлажнения (“подтопления”) исследуемой площади за 4-летний период с 2008 по 2012 г. под влиянием естественных и гидротехнических сооружений. Эти материалы в совокупности с результатами предыдущих геолого-геофизических исследований позволили построить карту инженерно-геологического строения Юго-Западного Кривбасса. Приведены практические примеры использования результатов исследований геоэлектрическими методами с уточнением и конкретизацией некоторых отдельных особенностей гидрогеологического и инженерно-геологического состояния территории региона в зависимости от антропогенного влияния на ее геоэкологическую обстановку.
Purpose. The aim of the article is to apply geophysical surveys to studying engineering-geological conditions of the south-western part of Kryvbas in solving problems of ecological safety.
Design/methodology/approach. Analysis of the changes of geo-electric resistance in the four years from 2008 till 2012 and hydrogeological studies of wells observation allowed us to establish their connection with fluctuations in the water level over this period and obtain an analytical equation to determine the component of “flooding” in the first surface of the aquifer.
Joint processing of geoelectric studies carried out at 1983 and 2008 permitted to obtain a detailed geotechnical zoning study area.
Findings. Based on the results obtained, research maps were made which clarify and specify the features of the geoelectric state of the investigated area both in three-dimensional space and time (the period from 2008 till 2012). Using analytical equations to determine the component of “flooding” in the first surface of the aquifer made it possible to build a productive map showing the impact of natural and hydraulic engineering works in the study area for the four-year period. The data of geoelectric studies carried out at 1983 and 2008, together with the results of the previous geological and geophysical studies, allowed us to make a detailed map of the engineering-geological condition of southwest of Kryvbas.
We have given practical examples of applying the research results of geoelectric methods to clarifying and specifying particular features of the hydrogeological and geotechnical conditions depending on the anthropogenic impact on the geoecological situation of the south-western Kryvbas.
Practical value/implications. The proposed technology of research can quickly detect and map the zones of flooding by geoelectric methods and increase the accuracy of engineering and geological zoning for complex study of the effect of the technosphere on the geological environment of Kryvbas in solving problems of ecological safety.
|
| issn |
1684-2189 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/157627 |
| citation_txt |
Дослідження геоелектричними методами інженерно- геологічного стану південно-західного Кривбасу. Частина 3. Результати застосування геоелектричних методів привирішенні інженерно-геологічних завдань / П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк // Геоінформатика. — 2017. — № 2. — С. 55-63. — Бібліогр.: 4 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT pígulevsʹkiipg doslídžennâgeoelektričnimimetodamiínženernogeologíčnogostanupívdennozahídnogokrivbasučastina3rezulʹtatizastosuvannâgeoelektričnihmetodívpriviríšenníínženernogeologíčnihzavdanʹ AT svistunvk doslídžennâgeoelektričnimimetodamiínženernogeologíčnogostanupívdennozahídnogokrivbasučastina3rezulʹtatizastosuvannâgeoelektričnihmetodívpriviríšenníínženernogeologíčnihzavdanʹ AT kirilûkos doslídžennâgeoelektričnimimetodamiínženernogeologíčnogostanupívdennozahídnogokrivbasučastina3rezulʹtatizastosuvannâgeoelektričnihmetodívpriviríšenníínženernogeologíčnihzavdanʹ AT pígulevsʹkiipg issledovaniâgeoélektričeskimimetodamiinženernogeologičeskogosostoâniâûgozapadnogokrivbassačastʹ3rezulʹtatyprimeneniâgeoélektričeskihmetodovprirešeniiinženernogeologičeskihzadač AT svistunvk issledovaniâgeoélektričeskimimetodamiinženernogeologičeskogosostoâniâûgozapadnogokrivbassačastʹ3rezulʹtatyprimeneniâgeoélektričeskihmetodovprirešeniiinženernogeologičeskihzadač AT kirilûkos issledovaniâgeoélektričeskimimetodamiinženernogeologičeskogosostoâniâûgozapadnogokrivbassačastʹ3rezulʹtatyprimeneniâgeoélektričeskihmetodovprirešeniiinženernogeologičeskihzadač AT pígulevsʹkiipg geoelectricstudyofengineeringgeologicalconditionsofsouthwesternkryvbaspart3theresultsofapplacationgeoelectricmethodsinsolvinggeotecnicalproblems AT svistunvk geoelectricstudyofengineeringgeologicalconditionsofsouthwesternkryvbaspart3theresultsofapplacationgeoelectricmethodsinsolvinggeotecnicalproblems AT kirilûkos geoelectricstudyofengineeringgeologicalconditionsofsouthwesternkryvbaspart3theresultsofapplacationgeoelectricmethodsinsolvinggeotecnicalproblems |
| first_indexed |
2025-11-25T20:37:22Z |
| last_indexed |
2025-11-25T20:37:22Z |
| _version_ |
1850524280789401600 |
| fulltext |
55ISSN 1684-2189 ГЕОІНФОРМАТИКА, 2017, № 2 (62)
© П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк
Вступ. Основне завдання цієї частини дослі -
д жень – визначення за показниками електричного
опору зміни рівня зволоження гірських порід осадо-
вого чохла за період з 2008 по 2012 р. та оцінювання
можливості застосування результатів геоелектрич-
ного зондування за різні роки для інженерно-
геологічного районування території досліджень.
При інтерпретації геолого-геофізичних матеріа-
лів використано дані лінійних спостережень мето-
дом вертикального електричного зондування (ВЕЗ),
виконаних на профілях 10–13 у 2008 і 2012 рр.,
а також оцифровано дані спостережень методом
ВЕЗ, виконаних у 1983 р. (фонди ДГЕ “Дніпрогео-
фізика”).
Оцінювання зміни рівня зволоження осадового
чохла (“підтоплення”) за геоелектричним опором.
Крім побудованих карт, наведених у статтях [1, 2],
візуалізовано результати повторних спостережень
у вигляді 3D-зображень за допомогою програми
Voxler. Ці матеріали свідчать, що уявний електрич-
ний опір геологічного розрізу змінюється нерівно-
мірно не лише за площею, а й за глибиною (рис. 1)
як у вище-, так і нижчезалягаючих пластах унас-
лідок підвищення зволоження мінералізованими
водами.
Згідно з дослідженнями, рівень зміни геоелек-
тричного опору за 4 роки залежить від складу го-
ризонтів, інженерно-геологічної будови території
південно-західної промзони м. Кривий Ріг, карсто-
утворення, новітніх неотектонічних рухів, які впли-
вають на перебіг сучасних гідрогеологічних процесів
у напрямку від техногенних споруд на південь.
На рис. 1 ділянки, що зазнають максимального
зволоження (зниження питомого опору), відобра-
жено прозорими зонами. У західній частині пло-
щі добре відкартовано карстові порожнини, які, на
нашу думку, містять певну кількість води (рис. 1,
а). Їх утворення і подальший розвиток залежать від
природних неотектонічних і техногенних процесів. У
північній частині території (рис. 1, б) розріз зволожу-
ється через фільтрацію вод із шламонакопичувачів.
Одночасно з проведенням геоелектричних спо-
стережень було виконано заміри на 16 гідрогеоло-
гічних пунктах – у свердловинах і колодязях. У 13
з них рівень води піднявся (див. таблицю). Аналіз
зміни рівня води першого від поверхні водоносного
горизонту у зазначених пунктах показав прямий
зв’язок цього рівня зі зміною різниці уявного опору
за чотирирічний період (рис. 2).
З урахуванням залежності рівня води першо-
го від поверхні водоносного горизонту у вигляді
моделі
y = α + βx + u, (1)
де y – залежна змінна; x – пояснювальна змінна;
УДК 550.83+550.837:550.82:551.244:551.495 (477.63)
ДОСЛІДЖЕННЯ ГЕОЕЛЕКТРИЧНИМИ МЕТОДАМИ ІНЖЕНЕРНО-
ГЕОЛОГІЧНОГО СТАНУ ПІВДЕННО-ЗАХІДНОГО КРИВБАСУ.
ЧАСТИНА 3. РЕЗУЛьТАТИ ЗАСТОСУВАННЯ ГЕОЕЛЕКТРИЧНИХ МЕТОДІВ
ПРИ ВИРІшЕННІ ІНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГІЧНИХ ЗАВДАНь
П.Г. Пігулевський1,2, В.К. Свистун1, О.С. Кирилюк3
1Дніпропетровська геофізична експедиція “Дніпрогеофізика” ДГП “Укргеофізика”, вул. Геофізична, 1,
м. Дніпро, 49057, Україна, e-mail: dpge@ukr.net
2Інститут геофізики ім. С.І. Субботіна НАН України, просп. Акад. Палладіна, 32, м. Київ, 03680,
Україна, e-mail: pigulev@ua.fm
3Інститут проблем природокористування та екології НАН України, вул. Московська, 6 м. Дніпро, 49000,
Україна, e-mail: ippe-main@svitonline.com
Проаналізовано можливості ефективного використання геоелектричних методів при вивченні інженерно-
геологічного стану території Кривбасу та впливу техносфери на її гідрогеологічне середовище. В третій
частині статті за результатами досліджень геоелектричними методами, проведених у різні роки, та за їх
комплексування з геолого-гідрогеологічними спостереженнями подано 3D моделі зміни геоелектричних
параметрів за латераллю і глибиною та результативні карти зволоження (“підтоплення”) досліджуваної
площі за чотирирічний період з 2008 по 2012 р. під впливом природних чинників та дії гідротехнічних
споруд. Ці матеріали у сукупності з результатами попередніх геолого-геофізичних досліджень дали змогу
отримати карту інженерно-геологічного стану Південно-Західного Кривбасу. Наведено практичні приклади
використання результатів досліджень геоелектричними методами з уточненням і конкретизацією деяких
окремих особливостей гідрогеологічного та інженерно-геологічного стану території регіону залежно від
антропогенного впливу на її геоекологічні умови.
Ключові слова: Криворізький басейн, геоелектричні властивості, підтоплення, інженерно-геологічний стан,
вертикальне електричне зондування.
56 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2017, № 2 (62)
© П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк
α, β – параметри рівняння; u – випадкова стохас-
тична величина, що має нульове математичне очі-
кування і постійну дисперсію, оцінимо параметри
моделі методом найменших квадратів та визначимо
величини коефіцієнтів α і β.
У нашому випадку x = ρy(2008 р.) – ρ y(2012 р.).
На підставі одержаних параметрів моделі рів-
няння лінійної регресії матиме вигляд [3, 4]
ỹ = 0,2532x – 0,0174, (2)
де коефіцієнт b = 0,2532 показує, що за збільшен-
ня різниці між значеннями вимірів уявного опо-
ру в 2008 і 2012 рр. на 1 Ом∙м (зменшення опору
в абсолютній величині) рівень води (зволоження)
першого від поверхні водоносного горизонту підні-
мається на 0,2532 м. Коефіцієнт rxy = 0,996
вказує
Таблиця спостережень за рівнем води в 2008 та 2012 рр.
Table of observations of water levels from 2008 till 2012
№ пункту спостережень
(свердловина, колодязь)
Рівень води, м
Зміна рівня, м Зміна уявного опору
(2008–2012), Ом∙м2008 р. 2012 р.
2078 4 4,1 –0,1 0
1428 13 11,8 1,2 5
1645 4,7 4,45 0,25 1
661 9,5 9,35 0,15 0,5
2081 1 0,15 0,85 3,5
91 3,2 3,2 0 0
88 3,6 3,3 0,3 1,5
2087 2,45 2,25 0,2 1
2086 3,6 3,3 0,3 1
2130 3,45 1,35 2,1 8
2115 6,57 6,52 0,05 0
639 4,7 4,5 0,2 1
1743 9,3 8,1 1,3 5
2079 5 4,3 0,75 3
20199 2,87 2,62 0,25 1
1423 7 7,3 –0,3 0
Рис. 1. 3D зображення зміни значень уявного електричного опору за період з 2008 по 2012 р.: вигляд зверху
з південно-західного кута площі досліджень (а) та знизу (б)
Fig 1. 3D image of apparent resistivity changes during the period from 2008 till 2012 shows a plan view from the
south-west corner of the study area (a) and from the bottom (б)
57ISSN 1684-2189 ГЕОІНФОРМАТИКА, 2017, № 2 (62)
© П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк
на наявність тісного зв’язку між змінними x і y, а
r 2 = 0,992 означає, що виведеним рівнянням опи-
сується 99 % змін рівня води від поверхні. Крите-
рієм Фішера підтверджуються рівень значущості та
обґрунтованість відхилення нульової значущості з
імовірністю 0,99 (Fp > Fкрит), що з достовірністю
0,99 можна використовувати під час прогнозування
рівня стояння першого водоносного горизонту на
території досліджень при АВ/2 = 20 м.
За допомогою отриманого аналітичного рів-
няння розраховано складову “підтоплення” у рівні
першого від поверхні водоносного горизонту, яке
відбулося за чотири роки, з 2008 по 2012 р., на
площі досліджень. Як показано на рис. 3, на ді-
лянці досліджень коливання рівнів першого водо-
носного горизонту не рівномірне, а мозаїчне. За
рівнем зволоження площу досліджень можна роз-
бити на 4 таксони [3, 4]: перший – ділянки без
ознак “підтоплення”; другий – підняття рівня
першого водоносного горизонту в межах перших
десятків сантиметрів; третій – від півметра до 1 м;
четвертий – декілька метрів. За місцезнаходжен-
ням третього таксона (розташований на південь
від ставка-накопичувача) зафіксовано фільтрацію
води з нього у б. Свистунова. Незважаючи на те
що рівень верхньої частини гребеня дамби водо-
сховища становить 151 м, а рівень наповнення води
в ньому – тільки 147 м, дослідження показують
необхідність укріплення основи південної части-
ни дамби. Це пов’язане з тим, що інфільтрація під
статичним тиском технічних вод проходить у межах
першого від поверхні водоносного горизонту, а та-
кож проникає до розташованих нижче горизонтів,
що підтверджується спостереженнями в спеціально
обладнаних свердловинах.
Найвищий рівень і швидкість підняття першого
водоносного горизонту з негативними техногенни-
ми явищами зафіксовано у західній частини площі
(рис. 3) у вигляді провалів, зсувів, активізації кар-
стових процесів, місцевих підтоплень (села Ново-
селівка, Інгулець та у північній частині сел. Широ-
ке), де попередніми комплексними геофізичними
дослідженнями було виявлено численні пустоти
карстового й техногенного походження [3].
Інженерно-геологічне районування території пром-
зони Кривбасу. Проведений комплекс геолого-
геофізичних досліджень, а також детальний аналіз
попередніх робіт на цій території дали змогу деталізу-
вати карту районування за інженерно-геологічними
умовами, які характеризуються типом рельєфу,
переважними глибинами рівнів підземних вод, на-
прямками стоку підземних вод першого від поверхні
водоносного горизонту та основними рисами і тен-
денціями неотектонічних рухів, що можуть впливати
на зміну режиму підземних вод (рис. 4).
Оцифровані дані досліджень методом ВЕЗ з
фондів ДГЕ “Дніпрогеофізика” (рис. 4), виконаних
у 1983 р., разом з даними спостережень у 2008 р.
дали змогу отримати карту зміни значень уявного
опору за проміжок часу з 1983 по 2008 р. (рис. 5).
Як показано на рис. 5, геоелектричний опір
масиву за 25 років змінився відповідно до геоло-
гічних умов вивченої території, що дало змогу кон-
кретніше деталізувати існуючу схему інженерно-
Рис. 2. Залежніость різниці зміни уявного опору від рівня стояння першого водоносного горизонту
з 2008 по 2012 р.: 1 – позначки рівня першого водоносного горизонту у свердловинах та колодязях, м;
2 – лінія тренду
Fig. 2. The graph of the difference between the change of apparent resistance and the first state-level aquifer
from 2008 till 2012: 1 – level of the first aquifer wells, m; 2 – the trend line
58 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2017, № 2 (62)
© П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк
геологічного районування. Згадана карта засвідчує
перебіг процесів карстоутворення в часі (західна
частина площі) за чверть століття, на ній позначено
місця поширення сучасних порожнин, а також ді-
лянки їх зволоження (рис. 5).
На карті інженерно-геологічного районування
(див. рис. 4) за геолого-геоморфологічними, геофі-
зичними та гідрогеологічними особливостями виді-
лено п’ять районів і специфічні ділянки, які досить
потужно впливають на стан об’єктів природокорис-
тування, що має особливо важливе значення для
сільськогосподарських виробництв і розміщених на
цій площі населених пунктів. Разом з тим інженерно-
геологічні умови значною мірою залежать від дії
функціонуючих промислових споруд: кар’єрів, від-
валів, хвостосховищ, ставків-накопичувачів.
Перший інженерно-геологічний район характери-
зується широким розвитком техногенного рельєфу.
Саме тут розміщена південна ділянка залізорудного
кар’єру Південного ГЗК з його численними відва-
лами та хвостосховищами, частиною виробничо-
технічної території з дамбами, мостами, залізнич-
ними коліями, технологічними дорогами, каналами,
численними дренажними спорудами та ін.
Рівні підземних вод у цьому районі доволі мін-
ливі. Крім природних чинників на них впливає
технологічний режим споруд гірничовидобувно-
го комплексу. Передусім це відкачування води з
кар’єру, що призвело до утворення досить широкої
та глибокої депресійної вирви на правому березі, а
також водонасичення відвалів, які накопичують, а
потім віддають воду. Ускладнюють гідрогеологічні
умови території і водні режимі хвостосховищ. У
результаті переважні рівні підземних вод на лівому
березі р. Інгулець варіюють в інтервалі 2–3 м, а
іноді перевищують його [3].
Рис. 3. Прогнозна карта складової “підтоплення” у рівні підземних вод за період 2008–2012 рр.:
1 – точка, в якій визначено рівень підземних вод і номер свердловини або колодязя; 2 –
свердловина інтерпретаційного буріння та її номер; 3 – профіль ВЕЗ та його номер, номери
кінцевих точок на профілі
Fig. 3. Prediction card is “flooding” in the level of groundwater in the period from 2008 till 2012: 1 –
the points at which the level of groundwater are determined (wells number); 2 – wells of interpretive
drilling; 3 – profiles of VES and their number, number of endpoints to profile
59ISSN 1684-2189 ГЕОІНФОРМАТИКА, 2017, № 2 (62)
© П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк
Рис. 4. Схема інженерно-геологічного районування площі промзони м. Кривий Ріг: 1 – межі районів за інженерно-геологічними
умовами; 2 – район розвитку техногенного підтоплення; 3 – район розвитку природно-техногенного підтоплення; 4 –
район розвитку подових улоговин з періодичним підтопленням; 5 – район розвитку диференційованих сучасних піднять та
ерозійних процесів з активним водообміном, сприятливим для розвитку карстових процесів; 6 – район розвитку яружно-
балкового рельєфу з активним розвантаженням водоносних горизонтів; 7 – ділянки високого стояння ґрунтових вод у
долині ріки; розвиток алювіально-делювіальних сучасних відкладів; 8 – ділянки розвитку алювіально-делювіальних сучасних
відкладів у лівих притоках р. Інгулець; 9 – ділянки сучасного та можливого розвитку зсувних процесів; 10 – ділянки сучасного
карстового рельєфу; 11 – ділянки розвитку карстового рельєфу, що передбачаються; 12 – ділянки розвитку безстокових
подових улоговин; 13 – кар’єри; 14 – відвали; 15 – хвостосховища; 16 – ставок-накопичувач шахтних вод б. Свистунова;
17 – точки спостережень методом ВЕЗ у 1983 р.; 18 – точки спостережень ВЕЗ у 2008 та 2012 рр. [1–3]
Fig. 4. Scheme of engineering-geological zoning of the area of the industrial zone of Krivoi Rog: 1 – the borders of areas of engineer-
ing and geological conditions; 2 – an area of man-made flooding; 3 – an area of natural and man-made flooding; 4 – area of hollows
with periodic flooding; 5 –area of differentiated modern uplift and erosion processes with the active water exchange, favorable for the
development of karst processes; 6 – an area of gullies and ravines relief with active discharge of aquifers; 7 – arias of high groundwater
standing in the river valley. The development of modern alluvial-talus deposits; 8 – areas of alluvial-diluvial modern deposits in the
left inflows of the river Ingulets; 9 –areas of modern development and possible landslides; 10 – arias of modern karst relief; 11 – areas
of karst development relief; 12 – arias of without drain hollows; 13 – career; 14 – dumps; 15 – tailings; 16 –storage pond of mine
water of balk Svistunov; 17 – observation point by VES at 1983; 18 – observation point by VES at 2008 and 2012 [1–3]
м
60 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2017, № 2 (62)
© П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк
Перший від поверхні водоносний горизонт за-
бруднений внаслідок інфільтрації промислових вод
з відвалів, водосховищ, технологічних водотран-
спортних систем.
У свою чергу, підтоплення відвалів призводить
до формування зсувів на їх основі та провалів у
дні. Фільтрація технічних вод через захисні дамби
та дренажні системи хвостосховищ спричинює за-
бруднення підземних вод.
Другий інженерно-геологічний район характе-
ризується розвитком системи яружно-балкових і
залишкових вододільних морфоструктур. Місце-
вим базисом ерозії є б. Широка – ліва притока
р. Інгулець. Глибини залягання першого від пове р х-
ні водоносного горизонту в межах району доволі
мінливі, найчастіше сягають 7–8 м, іноді більше.
Виявлено зони неотектонічних порушень різних
напрямків, одну з них зафіксовано вздовж б. Ши-
рока. Асиметрична будова балки пов’язана з нео-
тектонічним підняттям, яке розміщується з правого
борту, та з нахиленням на захід блока кристаліч-
них порід, що знаходиться на лівому схилі балки.
Дрібноблокова будова фундаменту та наявність ак-
тивних неотектонічних рухів різного напрямку і є
причиною мінливого рівня підземних вод [3].
Третій інженерно-геологічний район характеризує-
ться одними з найвищих відміток поверхні. У його
межах за висотними відмітками закартовано своєрід-
ні овальні або круглі безстокові подові улоговини. Це
відносно невеликі за площею низини на фоні ниж-
чих відміток. Перепади висот в цілому незначні –
від 1–1,5 до 2–3 м. Дно подових улоговин часто
збагачено глинистими часточками, тому поверхня
чорноземного ґрунту дещо змінює свою структуру в
бік зменшення псефітової складової [1].
Появу подових улоговин ми пов’язуємо з місце-
вими осіданнями земної поверхні через суфозійні
процеси. Ці зміни зумовлені розривними текто-
нічними зонами в кристалічному фундаменті, які
поширюються крізь всю осадову товщу. Внаслідок
більшої пластичності та неоднорідності покривних
порід прояви розривних тектонічних зон не такі
Рис. 5. Карта зміни значень уявного опору за проміжок часу з 1983 по 2008 р. Ізолінії: 1 –
додатних змін значень уявного опору, 2 – нульових, 3 – від’ємних
Fig. 5. Graph of changes of apparent resistivity values from 1983 till 2008. Isolines: 1 – positive changes
of the values of the apparent resistivity, 2 – zero, 3 – negative
61ISSN 1684-2189 ГЕОІНФОРМАТИКА, 2017, № 2 (62)
© П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк
явні, як у кристалічних породах. Однак постійні
напруження, наявність крихкіших порід типу вап-
няків допомагають виявляти певні ознаки таких
зон. Одна з важливих ознак – водонасичення або
підвищена водопроникність осадової товщі. За да-
ними електрометричних знімань методами ВЕЗ і
природного поля [1–4], такі зони виявлено за різ-
кими змінами уявного опору і параметрів електрич-
ного поля як під час нинішніх досліджень, так і за
різницею їх вимірів у 1984 та 2008 рр.
Ґрунтові води району мають високі рівні, що
особливо характерно для подових улоговин, оче-
видно, дуже давнього походження. Тут також утво-
рилась доволі чітко проявлена зона з відносно гли-
бокими рівнями залягання ґрунтових вод (рис. 4 [2,
3]). Переважно вона збігається з широкими зонами
горизонтальних градієнтів гравітаційного поля, що
свідчить про наявність у цьому місці регіонального
субмеридіонального розлому. Цей розлом можна
класифікувати як зону підвищеної проникності
(ЗПП). Частково такий висновок підтверджується
фіксацією виявленої зони за даними кореляції роз-
ривних тектонічних порушень на профілях електро-
метричних спостережень у північно-східній частині
площі, а також за результатами біолокаційних до-
сліджень. Рух підземних вод неактивний, здебіль-
шого в напрямках, що ведуть до зниження відміток
рельєфу та, очевидно, в глибинні горизонти [3].
Четвертий інженерно-геологічний район охоп-
лює в основному східні схили долини р. Інгулець,
а також присхилові території. Північний фрагмент
долини засипаний Правобережним відвалом на
правому березі та південніше – Лівобережним від-
валом. Центральний фрагмент долини знаходиться
південніше смт Інгулець і представлений руслом з
невеликою частиною заплави та надзаплавної те-
раси і крутим бортом східного схилу долини. На
цьому схилі поширені сучасні яри та численні ви-
моїни і улоговини.
Південний фрагмент характеризується доволі
великою низовиною, в якій розміщується районний
центр Широке. В цьому місці русло р. Інгулець утво-
рює широку петлю, а долина ріки – широку низину,
яка належить до заплави та першої надзаплавної те-
раси. В цю низину впадає долина б. Широка.
На правому березі знаходиться місцевий вододіл
між долинами р. Інгулець та б. Широка. Він майже
повністю відображується аномально низькими зна-
ченнями гравітаційного поля, що, на нашу думку,
пов’язано з наявністю молодих (протерозойських)
мікроклін-плагіоклазових гранітів, які мають най-
нижчу густину серед гранітоїдів [3].
Вододіл має чітку тенденцію до підняття, що
підтверджується крутими схилами як долини р. Ін-
гулець, так і долини б. Широка, поширенням на
них молодих ярів, вимоїн, улоговин. Такий самий
вододіл, але значно менших розмірів, знаходить-
ся на правому боці б. Свистунова. Рівні підземних
вод переважно перевищують 5 м, крім невеликої
ділянки, що розміщується на південний захід від
ставка-накопичувача б. Свистунова, де встановлено
неглибоке залягання ґрунтових вод.
У цілому для району характерні негативні гео-
логічні явища, які виникають через специфічні
інженерно-геологічні умови із зафіксованими про-
валами, зсувами, активізацією карстових процесів,
місцевими підтопленнями. Провали спостерігають-
ся в межах правобережних відвалів у селищах Руд-
ничне, Новопетрівка, Рахманівка.
Поблизу західної межі площі (рис. 5) проведено
комплексні геофізичні дослідження, які виявили
численні пустоти карстового і техногенного похо-
дження [3].
На крутих схилах долини р. Інгулець, а також
на схилах відвалів за великого зволоження відбу-
ваються зсувні процеси. Перезволоження може
виникати як через рясні атмосферні опади, так і
внаслідок додаткового зволоження з відвалів або
ставків-накопичувачів.
За надмірного зволоження негативні інженер-
но-геологічні явища типу провалів і зсувів можуть
з’являтися в населених пунктах Новопетрівка і
Новоселівка, де вони формуються і на періодич-
ній, і на постійній основі, особливо за надмірного
надходження підземних вод з першого та з інших
водоносних горизонтів (див. рис. 3). Такі процеси
стосуються і населеного пункту Новоселівка, де за-
фіксовано припливи води з першого від поверхні
водоносного горизонту у локальному піднятті, що
є продовженням лівобережного активного підняття
на півдні, а також за рахунок фільтрації з понт-
сарматського водоносного горизонту.
Певну загрозу зсувних процесів можна про-
гнозувати для південної частини смт Інгулець, а
також для північної та східної околиць райцентру
Широке, де також на круті схили виходять пласти
глибших водоносних горизонтів, у тому числі з во-
донасичених вапняків понт-сарматського віку.
П’ятий інженерно-геологічний район охоплює
верхів’я низини, де формується водозбірний басейн
б. Перша Кобильна, з двома верхніми притоками
другого порядку – правої і лівої. Між ними знахо-
диться вододільна площа з відмітками 93–95 м. Цей
район характеризується високим стоянням рівня під-
земних вод – у межах 2–2,5 м [3]. На пологих схилах
правої та лівої приток перший водоносний горизонт
розвантажується, часто утворюючи природні джерела
та ключі, що функціонують періодично, рідко постій-
но. Ці схили у певні періоди активних атмосферних
опадів можуть бути інтенсивно водонасиченими.
Висновки. За результатами комплексних гео-
фізичних досліджень інженерно-геологічного ста-
ну південно-західної частини Кривбасу виявлено
основні риси її будови та окреслено певні перспек-
тиви розвитку сучасних інженерно-геологічних і
гідрогеологічних процесів, що висвітлено нижче.
62 ISSN 1684-2189 GEOINFORMATIKA, 2017, № 2 (62)
© П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк
1. Визначено ділянки негативних інженерно-
геологічних проявів (провали, зсуви, підтоплення)
та спрогнозовано їх подальший розвиток.
2. Виведено аналітичну залежність зміни уявного
електричного опору досліджених територій від рів-
ня зволоження (“підтоплення”), за допомогою якої
можна картувати площу поширення цього процесу.
3. Визначено вплив сучасної техногенної скла-
дової на рівень стояння першого водоносного го-
ризонту, яка утворилася за проміжок часу з 2008
по 2012 р., та показано, що її формування було не
рівномірним, а мозаїчним.
4. Встановлено головні риси інженерно-гео-
ло гічної будови, яка характеризується типом ре-
льєфу, переважними глибинами рівнів підземних
вод, напрямками стоку підземних вод першого від
поверхні водоносного горизонту та основними про-
явами і тенденціями неотектонічних рухів, які, на
нашу думку, істотно впливають на зміну режиму
підземних вод.
Результати досліджень дають змогу інформу-
вати міську владу та адміністрацію гірничо-зба-
га чувального комбінату про необхідність укріп-
лення південної частини дамби шламосховища
“Об’єднане” для уникнення підтоплення терито-
рій, розташованих на південь від нього, не очікую-
чи прояву надзвичайних ситуацій.
Список бібліографічних посилань
1. Пігулевський П.Г., Свистун В.К., Кирилюк О.С. До-Пігулевський П.Г., Свистун В.К., Кирилюк О.С. До-
слідження геоелектричними методами інженерно-
геологічного стану Південно-Західного Кривбасу.
Частина 1. Фізико-геологічні передумови досліджень.
Геоінформатика. 2016. № 3 (59). С. 25–31.
2. Пігулевський П.Г., Свистун В.К., Кирилюк О.С. До-
слідження геоелектричними методами інженерно-
геологічного стану Південно-Західного Кривбасу.
Частина 2. Результати застосування геоелектричних
методів при обстеженні ділянок підтоплення. Гео-
інформатика. 2016. № 4 (60). С. 62–74.
3. Свистун В.К. Використання геофізичних методів при
вирішенні геоекологічних проблем Кривбасу. Дис. …
канд. геол. наук: 04.00.22. Геофізика: Дніпропет -
ров ськ, ДНВЗ “НГУ”. 2016. 182 с.
4. Кирилюк О.С., Пігулевський П.Г., Свистун В.К. Ви-
користання геоелектричних методів під час вивчен-
ня впливу техногенних споруд на гідрогеологічний
режим Південного Кривбасу. Збірник наукових праць
УкрДГРІ. 2016. № 2. С.137–144.
Надійшла до редакції 15.02.2017 р.
ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ МЕТОДАМИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКОГО
СОСТОЯНИЯ ЮГО-ЗАПАДНОГО КРИВБАССА. ЧАСТь 3. РЕЗУЛьТАТы ПРИМЕНЕНИЯ
ГЕОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПРИ РЕшЕНИИ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ
П.И. Пигулевский1,2, В.К. Свистун1, А.С. Кирилюк3
1Днепропетровская геофизическая экспедиция “Днепрогеофизика” ГГП “Укргеофизика”, ул. Геофизическая, 1,
г. Днипро, 49057, Украина, e-mail: dpge@ukr.net
2Институт геофизики им. С.И. Субботина НАН Украины, просп. Акад. Палладина, 32, г. Киев, 03680,
Украина, e-mail: pigulev@ua.fm
3Институт проблем природопользования и экологии НАН Украины, ул. Московская, 6, г. Днипро, 49000,
Украина, e-mail: ippe-main@svitonline.com
Анализируются возможности эффективного использования геоэлектрических методов при изучении
инженерно-геологического состояния территории Кривбасса и влияния техносферы на ее гидрогеологическую
среду. В третьей части статьи по результатам проведенных в разные годы исследований геоэлектрическими
методами и их комплексированию с геолого-гидрогеологическими наблюдениями рассмотрена 3D модель
изменений геоэлектрических параметров по латерали и глубине и представлена результативная карта
увлажнения (“подтопления”) исследуемой площади за 4-летний период с 2008 по 2012 г. под влиянием
естественных и гидротехнических сооружений. Эти материалы в совокупности с результатами предыдущих
геолого-геофизических исследований позволили построить карту инженерно-геологического строения
Юго-Западного Кривбасса. Приведены практические примеры использования результатов исследований
геоэлектрическими методами с уточнением и конкретизацией некоторых отдельных особенностей
гидрогеологического и инженерно-геологического состояния территории региона в зависимости от
антропогенного влияния на ее геоэкологическую обстановку.
Ключевые слова: Криворожский бассейн, геоэлектрические свойства, подтопление, инженерно-геологическое
состояние, вертикальное электрическое зондирование.
63ISSN 1684-2189 ГЕОІНФОРМАТИКА, 2017, № 2 (62)
© П.Г. Пігулевський, В.К. Свистун, О.С. Кирилюк
GEOELECTRIC STUDY OF ENGINEERING-GEOLOGICAL CONDITION
OF SOUTHWESTERN KRYVBAS. PART 3. THE RESULTS OF APPLICATION GEOELECTRIC
METHODS IN SOLVING GEOTECHNICAL PROBLEMS
P.I. Pigulevskiy1,2, V.K. Svystun1, O.S. Kyryliuk3
1Dnіpropetrovsk geophysical expedition “Dnіprogeofizika” SGE “Ukrgeofizika”, 1, Geophysical Str., Dnіpro, 49057,
Ukraine, e-mail: dpge@ukr.net
2Institute of Geophysics, NAS of Ukraine, 32, Palladin Ave., Kyiv, 03680, Ukraine, e-mail: pigulev@ua.fm
3Institute for Nature Management Problems and Ecology, NAS of Ukraine, 6, Moscovskaya Str., Dnіpro, 49000,
Ukraine, e-mail: ippe-main@svitonline.com
Purpose. The aim of the article is to apply geophysical surveys to studying engineering-geological conditions of the
south-western part of Kryvbas in solving problems of ecological safety.
Design/methodology/approach. Analysis of the changes of geo-electric resistance in the four years from 2008 till 2012
and hydrogeological studies of wells observation allowed us to establish their connection with fluctuations in the
water level over this period and obtain an analytical equation to determine the component of “flooding” in the first
surface of the aquifer.
Joint processing of geoelectric studies carried out at 1983 and 2008 permitted to obtain a detailed geotechnical zon-
ing study area.
Findings. Based on the results obtained, research maps were made which clarify and specify the features of the
geoelectric state of the investigated area both in three-dimensional space and time (the period from 2008 till 2012).
Using analytical equations to determine the component of “flooding” in the first surface of the aquifer made it pos-
sible to build a productive map showing the impact of natural and hydraulic engineering works in the study area for
the four-year period. The data of geoelectric studies carried out at 1983 and 2008, together with the results of the
previous geological and geophysical studies, allowed us to make a detailed map of the engineering-geological condi-
tion of southwest of Kryvbas.
We have given practical examples of applying the research results of geoelectric methods to clarifying and specifying
particular features of the hydrogeological and geotechnical conditions depending on the anthropogenic impact on the
geoecological situation of the south-western Kryvbas.
Practical value/implications. The proposed technology of research can quickly detect and map the zones of flooding
by geoelectric methods and increase the accuracy of engineering and geological zoning for complex study of the effect
of the technosphere on the geological environment of Kryvbas in solving problems of ecological safety.
Keywords: Krivoy Rog basin, electrical properties, flooding, vertical electrical sounding (VES), natural electric
field.
References:
1. Pigulevskiy P.I., Svystun V.K., Kyryliuk O.S. Geoelectric study of engineering-geological condition of southwestern
Kryvbas. Part 1: Physical and geological background. Geoinformatika, 2016, no. 3 (59), pp. 25-31 [in Ukrainian].
2. Pigulevskiy P.I., Svystun V.K., Kyryliuk O.S. Geoelectric study of engineering-geological condition of southwestern
Kryvbas. Part 2: The results of the application of geoelectric methods in the survey of flooding areas. Geoinformatika,
2016, no. 4 (60), pp. 62-74 [in Ukrainian].
3. Svistun V.K. Vykorystannja geofizychnyh metodiv pry vyrishenni geoekologichnyh problem Kryvbasu: dys. … kand. geol.
nauk. Dnipropetrovsk, Ukraine, DNVZ “National Mining University”, 2016, 182 p. [in Ukrainian].
4. Kyryliuk A.S., Pigulevskiy P.I., Svystun V.K. Using of geo-electrical methods at the study of modern flooding at the south
Kryvbas. Zbirnyk naukovykh prats Ukrainskoho derzhavnoho heolohorozviduvalnoho instytutu. Kyiv, Ukraine, 2016, no. 2,
pp. 137-144 [in Ukrainian].
Received 15/02/2017
|