|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Геофизика (образовательное учреждение Угреша (филиал Дубны)учебный курс
- Автор: Рукин М.Д., Хмелевской В.К.
- Год создания: 1999
- Организация: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Описание: Министерство образования и науки Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московской области МЕЖДУНАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИРОДЫ, ОБЩЕСТВА И ЧЕЛОВЕКА “ДУБНА” У Т В Е Р Ж Д А Ю Проректор ______________С.В.Моржухина “_____”___________2014 г. П Р О Г Р А М М А Д И С Ц И П Л И Н Ы ТЕХНОГЕННЫЕ СИСТЕМЫ И ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РИСКИ (наименование дисциплины) по направлению, специальности 020800 - экология и природопользование (№, наименование направления, специальности) Разработана: д.т.н., профессором кафедры Рукиным Михаилом Дмитриевичем Кафедрой экологии и наук о Земле (наименование кафедры) Заведующий кафедрой профессор Н.В.Короновский ___________________ подпись 1. Требования к уровню освоения содержания дисциплины. Преподавание курса “Геофизика” необходимо для экологов, т.к. этот курс является одним из специальных курсов, включающим понятия и термины, относящиеся к проблемам решения задач инженерной экологии и экологической геофизики основными геофизическими методами. Курс дает студентам основные сведения по использованию методов гравиразведки, магниторазведки, электроразведки, сейсморазведки, терморазведки, ядерной геофизики и геофизических методов исследования скважин (ГИС) в практической работе инженера-эколога. Курс знакомит студентов с основами математической и физической теории, с принципами решения прямых и обратных задач геофизики, аппаратурой, методиками проведения полевых съемок, интерпретацией данных по каждому из методов геофизики применительно к решению задач инженерной экологии: поискам подземных вод, нефтегазоносных проявлений, выбору площадок под будущие строительные объекты инжнерно-технического назначения и т.д. Курс научит студентов использовать комплексирование геофизических методов для повышения эффективности решаемых инженерно-экологических задач, снижения затрат на проведение исследований и обеспечение качественной и количественной интерпретации геолого-геофизических данных. В результате изучения дисциплины студенты должны ЗНАТЬ: - математические и физические основы всех методов геофизики, - принципы решения прямых и обратных задач геофизики по каждому методу, - методики проведения съемок по каждому методу, - принципы устройства геофизической аппаратуры по каждому методу, - возможности каждого геофизического метода при решении инженерно-экологических задач, - принципы комплексирования геофизических методов для повышения эффективности решения инженерно-экологических задач, - возможности использования методов геофизики при региональных исследованиях. УМЕТЬ: - самостоятельно приобретать новые знания в области экологической геофизики на базе полученных знаний при прослушивании дисциплины, - использовать полученные знания при изучении последующих специальных курсов по инженерной экологии, - самостоятельно использовать полученные знания в практической работе после окончания вуза. БЫТЬ ОЗНАКОМЛЕНЫ: - с правилами обращения с геофизической аппаратурой, - с элементами интерпретации и геологического истолкования геофизических материалов, - с основными направлениями и возможностями использования геофизических данных при решении практических задач инженерной экологии. 2.Объем дисциплины и виды учебной работы (час). Вид занятий Всего часов Семестр Общая трудоемкость 104 5 Аудиторные занятия: 64 Лекции 40 Практические занятия (ПЗ) 20 Лабораторные занятия (ЛЗ) - Семинары (С) 4 Самостоятельная работа: 40 Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы Реферат Вид итогового контроля (зачет, экзамен) экзамен 3. Содержание дисциплины 3.1. Разделы дисциплины и виды занятий № п/п Наименование разделов лекции практическ. занятия 1 2 3 4 1 Место экологической геофизики среди других дисциплин при изучении верхней части земной коры. 2 - 2 Основы теории гравитационного поля Земли и гравиразведки. 4 2 3 Основы теории геомагнитного поля земли и магниторазведки. 4 2 4 Основы теории электромагнитного поля Земли и электроразведки. 6 5 5 Основы теории сейсмического поля Земли и сейсморазведки. 6 5 6 Основы теории теплового поля Земли и терморазведки. 2 2 7 Основы теории радиационного поля Земли и ядерной геофизики. 2 2 8 Основы теории исследования горных пород в скважинах (ГИС). 2 2 9 Основы теории региональной разведочной и промысловой геофизики. 12 - 3.2. Содержание разделов дисциплины: Раздел 1. Место геофизики среди других дисциплин при изучении верхней части земной коры. 1.1. Введение. Соотношение геофизики среди других научных дисциплин о Земле. 1.2. Классификация методов разведочной и поисковой геофизики. 1.3. Основные понятия, предмет и методы геолого-геофизических исследований в экологии. 1.4. Эколого-геофизические исследования и мониторинг геодинамических природных и техногенных систем. 1.5. Эколого-геофизические исследования и мониторинг вещественного (геохимического) загрязнения окружающей среды. 1.6. Изучение техногенного физического загрязнения геофизическими методами. Раздел 2. Основы теории гравитационного поля Земли и гравиразведки. 2.1. Сила тяжести, ее потенциал и производные потенциала. 2.2. Нормальное значение силы тяжести, редукции, аномалии и плотности горных пород. 2.3. Принципы решения прямых и обратных задач гравиразведки. 2.3.1. Аналитические способы решения прямых задач гравиразведки. 2.3.2. Прямая и обратная задачи над шаром. 2.3.3. Прямая и обратная задачи над горизонтальным бесконечно-длинным круговым цилиндром. 2.3.4. Прямая и обратная задачи над вертикальным уступом (сбросом). 2.3.5. Графическое определение аномалии силы тяжести двумерных тел с помощью палетки Гамбурцева. 2.3.6. Численные методы решения прямых и обратных задач гравиразведки. 2.4. Аппаратура, методики и обработка данных гравиразведки – качественная и количественная интерпретация результатов, инженерно-геологические и экологические задачи, решаемые гравиразведкой. 2.4.1. Измеряемые параметры в гравиразведке. 2.4.2. Динамические методы 2.4.3. Статистические гравиметры. 2.4.4. Вариометры и градиентометры. 2.4.5. Методика наземных гравиметрических съемок. 2.4.6. Обработка данных гравиметровых съемок. 2.4.7. Методики других видов гравиразведки. 2.4.8. Интерпретация и задачи, решаемые гравиразведкой. 2.4.9. Качественная и количественная интерпретация данных гравиразведки. Раздел 3. Основы теории геомагнитного поля земли и магниторазведки 3.1. Магнитное поле Земли и его вариации на земной поверхности и во времени. 3.2. Главные элементы магнитного поля Земли. 3.3. Единицы измерений и магнитные свойства горных пород. 3.4. Нормальное геомагнитное поле. 3.5. Аномальные геомагнитные поля. 3.6. Принципы решения прямых и обратных задач магниторазведки. 3.6.1. Поле магнитного диполя. 3.6.2. Прямая и обратная задача над намагниченным вертикальным бесконечно-длинным столбом (стержнем). 3.6.3. Прямая и обратная задачи над вертикально намагниченным тонким пластом бесконечного простирания и глубины. 3.6.4. Прямая и обратная задачи для вертикально намагниченного горизонтального цилиндра бесконечного простирания. 3.6.5. Численные методы решения прямых и обратных задач магниторазведки. 3.4. Аппаратура, методики и обработка данных магниторазведки – качественная и количественная интерпретация результатов, инженерно-геологические и экологические задачи, решаемые магниторазведкой. 3.4.1. Измеряемые параметры геомагнитного поля. 3.4.2. Оптико-механические, феррозондовые, квантовые и ядерно-прецессионные (протонные) магнитометры. 3.4.3. Наземная магнитная съемка. Способы проведения ее. 3.4.4. Воздушная и морская магнитная съемка. 3.4.5. Качественная и количественная интерпретация и задачи, решаемые магниторазведкой. 3.4.6. Общие магнитные съемки Земли и палеомагнитные исследования. Раздел 4. Основы теории электромагнитного поля Земли и электроразведки. 4.1. Электромагнитные поля в электроразведке. 4.1.1. Естественные переменные электромагнитные поля. 4.1.2. Искусственные постоянные электрические поля. 4.1.3. Искусственные переменные гармонические электромагнитные поля. 4.1.4. Искусственные импульсные (неустановившиеся) электромагнитные поля. 4.1.5. Сверхвысокочастотные поля. 4.2. Электромагнитные свойства горных пород. 4.3. Принципы решения прямых и обратных задач электроразведки. 4.3.1. Нормальные поля в электроразведке. 4.3.2. Электрическое поле точечного источника постоянного тока над двухслойной средой. 4.4. Аппаратура, методики и обработка данных электроразведки – качественная и количественная интерпретация результатов, инженерно-геологические и экологические задачи, решаемые электроразведкой. 4.4.1. Принципы устройства и назначение аппаратуры для электроразведки. 4.4.2. Электромагнитные зондирования: электрическое зондирование, зондирование методом вызванной поляризации. 4.4.3. Магнитотеллурические методы. 4.4.4. Зондирование методом становления поля. 4.4.5. Частотное электромагнитное зондирование. 4.4.6. Высокочастотные зондирования. 4.4.7. Электромагнитные профилирования: метод естественного электрического поля, электропрофилирование методом вызванной поляризации, метод переменного электромагнитного поля, низкочастотное гармоническое профилирование, методы переходных процессов, радиоволновое профилирование, сверхвысокочастотные методы профилирования. 4.4.8. Подземно-скважинные методы электроразведки.: поляризационные объемные методы, метод заряженного тела, индукционное просвечивание, метод радиоволнового просвечивания. 4.4.9. Интерпретация и области применения электроразведки. Раздел 5. Основы теории сейсмического поля Земли и сейсморазведки. 5.1. Физико-геологические и теоретические основы сейсморазведки. 5.1.1. Основы теории распространения упругих волн в геологических средах. 5.1.2. Основы геометрической сейсмики. 5.1.3. Типы сейсмических волн. 5.1.4. Сейсмические среды и границы. 5.3.5. Упругие и пьезоэлектрические свойства горных пород и сред. 5.3.6. Типы скоростей в слоистых средах. 5.3.7. Сейсмоэлектрические свойства горных пород. 5.4. Принципы решения прямых и обратных задач сейсморазведки. 5.4.1. Прямая и обратная задача отраженной волны для двухслойной среды с наклонной границей раздела. 5.4.2. Определение эффективных скоростей в перекрывающей толще по годографам отраженных волн способами постоянной разности и встречных годографов. 5.4.3. Способы построения отражающих границ. 5.4.4. Прямая и обратная задача головной преломленной волны для двухслойной среды с плоской границей раздела. 5.4.5. Определение граничной скорости по разностному годографу. 5.4.6. Определение скорости в перекрывающем слое. 5.4.7. Построение преломляющей границы способом нулевого времени. 5.4.8. Основы теории сейсмоэлектрического метода. 5.5. Аппаратура, методики и обработка данных сейсморазведки – качественная и количественная интерпретация результатов, инженерно-геологические и экологические задачи, решаемые сейсморазведкой. 5.5.1. Общая характеристика аппаратуры для сейсморазведки. 5.5.2. Источники упругих волн. 5.5.3. Каналы записи и воспроизведения. 5.5.4. Методика и система наблюдений в полевой сейсморазведке (в МОВ и МПВ). 5.5.5. Сравнительная характеристика МОВ и МПВ. 5.5.6. Методика морских и других видов сейсморазведки. 5.5.7. Сущность и конечные результаты обработки данных сейсморазведки. 5.5.8. Обработка сейсмограмм и магнитограмм. 5.5.9. Сущность и конечные результаты количественной интерпретации. 5.5.10. Области применения сейсморазведки: глубинная, структурная, нефтегазовая сейсморазведка. 5.5.11. Инженерно-гидрогеологическая сейсморазведка. Раздел 6. Основы теории теплового поля Земли и терморазведки. 6.1. Физико-геологические основы терморазведки. 6.2. Тепловое поле Земли и его параметры. 6.2.1. Общая характеристика теплового поля Земли. 6.2.2. Региональный тепловой поток в земной коре. 6.2.3. Локальный тепловой поток. 6.3. Тепловые и оптические свойства горных пород и методы их изучения. 6.4. Принципы решения прямых и обратных задач терморазведки. 6.5. Аппаратура, методики и обработка данных терморазведки – качественная и количественная интерпретация результатов, инженерно-геологические и экологические задачи, решаемые терморазведкой. 6.5.1. Тепловизоры, термометры. 6.5.2. Радиотепловые и инфракрасные съемки. 6.5.3. Региональные термические исследования. 6.5.4. Локальные методы терморазведки. Раздел 7. Основы теории радиационного поля Земли и ядерной геофизики. 7.1. Физико-геологические и химические основы ядерной геофизики. 7.2. Радиоактивность горных пород и руд, ядерно-физические свойства горных пород. 7.2.1. Естественная радиоактивность и параметры радиоактивности. 7.2.2. Взаимодействие ионизационных излучений с окружающей средой. 7.2.3. Нагрев за счет радиоактивности. 7.3. Принципы решения прямых и обратных задач ядерной геофизики. 7.4. Аппаратура, методики и обработка данных ядерной геофизики – качественная и количественная интерпретация результатов, инженерно-геологические и экологические задачи, решаемые методами ядерной геофизики. 7.4.1. Чувствительные элементы для измерения радиоактивности:камеры, счетчики, детекторы, кристаллы термолюминисцентные. 7.4.2. Приборы для ядерно-геофизических методов: аэро-и авторадиометры, полевые радиометры, эманометры. 7.4.3. Радиометрические методы разведки: аэрогамма-съемка, автогамма-съемка, пешеходная (наземная) гамма-съемка, эманационная съемка. 7.4.4. Подземные методы изучения естественной радиоактивности. 7.4.5. Определение абсолютного возраста пород. 7.4.6. Ядерно-физические методы: нейтронные, гамма-методы, рентгенорадиометрический метод. Раздел 8. Основы теории исследования горных пород в скважинах (ГИС). 8.1. Теоретические и физико-геологические основы геофизических исследований в скважинах. 8.2. Физические свойства горных пород, изучаемых в скважинах: гравитационные, магнитные, электромагнитные, сейсмические, ядерные и т.д. 8.2.1. Физико-геологическая классификация геофизического исследования скважин. 8.3. Принципы решения прямых и обратных задач методами ГИС. 8.4. Аппаратура, методики и обработка данных скважинной геофизики – качественная и количественная интерпретация результатов, инженерно-геологические и экологические задачи, решаемые методами скважинной геофизики. 8.4.1. Каротажные станции и скважинные приборы. 8.4.2. Технология проведения работ и обработки данных ГИС: кавернометрия, инклинометрия, прострелочные работы в скважинах. 8.4.3. Обработка каротажных диаграмм. 8.4.4. Электрические методы исследования скважин: метод естественного поля, метод кажущихся сопротивлений, другие методы электрометрии скважин. 8.4.5. Ядерные методы исследования скважин с искусственным облучением горных пород. 8.4.6. Сейсмоакустические методы исследования скважин. 8.4.7. Другие методы исследования скважин: термический, магнитный и гравитационный каротаж. 8.4.8. Комплексные геофизические исследования скважин. 8.4.9. Принципы качественной и количественной интерпретации ГИС. Раздел 9. Основы теории региональной разведочной и промысловой геофизики. 9.1. Принципы комплексирования геофизических методов, региональные и поисковые инженерно-геологические задачи, решаемые комплексом геофизических методов. 9.2. Основы петрофизики. 9.3. Принципы качественной и количественной интерпретации комплексных геофизических и геологических материалов. 9.4. Глубинные исследования земной коры комплексом геофизических методов. 9.4.1. Методы глубинной геофизики и строение Земли по геофизическим данным. 9.4.2.Строение недр под океанами. 9.4.3. Тектоника литосферных плит, дрейф континентов, строение океанского дна по геофизическим данным. 9.5. Поиск и разведка полезных ископаемых геофизическими методами: рудных, нерудных, нефтегазовых, подземных вод, подводных месторождений и т.д. 9.6. Инженерная экологическая геофизика – на службе экологов, гидрологов, почвоведов-мелиораторов, мерзлотоведов-гляциологов, археологов, техническая геофизика. 9.7. Геофизический мониторинг геодинамических процессов, поиск антропогенных загрязнений среды (физического, геохимического, техногенного и т.д.). 9.8. Общая характеристика региональных геофизических исследований. 9.8.1 Методы региональной геофизики. 9.8.2. Региональные глубинные геофизические исследования. 9.8.3. Региональные структурные среднемасштабные геофизические исследования. 9.8.4. Картировочно-поисковые крупномасштабные геофизические исследования. 3.3. Практикум по геофизическим методам разведки. №№ п/п Номера разделов дисциплины Название практической работы 1 2, 3 Решение обратных задач грави-и магниторазведки методом касательных для определения геометрической формы и глубины залегания гравии- и магнитовозмущающих тел. 2 4 Интерпретация полевых кривых, полученных при исследованиях по методу ВЭЗ (вертикальных электрических зондирований) с помощью палеток-номограмм В.К.Хмелевского для решения инженерно-экологических задач – поиска площадки под строительство производственного объекта, определения в плане места протекания подземных вод и площадок с нефтегазопроявлениями. 3 5 Решение обратных задач сейсморазведки по результатам КМПВ (метода преломленных волн) методом встречных годографов для построения разностного годографа, графика tо и отражающей границы раздела двух сред методом засечек. 4 6, 7, 8, 9 Качественная комплексная интерпретация скважинных диаграмм по результатам применения нескольких геофизических методов исследования промысловых геофизических скважин для корреляции и выделения границ раздела сред с различными физическими и петрологическими свойствами. 4. Учебно-методическое обеспечение дисциплины 4.1. Рекомендуемая литература. 1. В.К.Хмелевской. Геофизические методы исследования земной коры. Кн.1. Методы прикладной и скважинной геофизики. Дубна, 1997, часть 1, с.276. 2. В.К.Хмелевской. Геофизические методы исследования земной коры. Кн.2. Региональная, разведочная, инженерная и экологическая геофизика. Дубна, 1999, с.182. 4.2. Дополнительная литература. 1. Бондаренко В.М., Демура Г.В., Ларионов Л.М. Общий курс геофизических методов разведки. М., Недра, 1986. 2. Рукин М.Д., Славинский А.З., Ясаманов Н.А. Живой пульс Земли. Землетрясения, вулканы, цунами. Москва, ООО “Хлебплодинформ”, 2003. 3. Гравиразведка. Справочник геофизика. М., Недра, 1990. 4. Магниторазведка. Справочник геофизика. М., Недра, 1990. 5. Сейсморазведка. Справочник геофизика в 2-х томах. М., Недра, 1990. 6. Электроразведка. Справочник геофизика в 2-х томах. М., Недра, 1989. 4.3. Средства обеспечения освоения дисциплины. 4.3.1. Слайды (цветные, черно-белые) на прозрачных пленках. 4.3.2. Учебные фильмы на видеокассетах (практика студентов по геодезии, гравиразведке и магниторазведке, вулканы, цунами, землетрясения). 4.3.3. Выносные плакаты-чертежи, схемы, карты. 4.3.4. Тексты лекций по всем методам геофизики в машинописном и электронном виде. 4.3.5. Тексты практических работ (№№1-5) по всем методам геофизики в машинописном и электронном виде. 4.3.6. Приложения к практическим работам (графики, номограммы, схемы, таблицы, полевые материалы). 5. Необходимое материально-техническое обеспечение дисциплины. 5. Прибор “Оверхед”, телевизор с видеоприставкой и пультом управления, специализированные классы-аудитории. Программа составлена в соответствии с государственными требованиями к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы по направлению (специальности) – 020800 “Экология и природопользование”, подготовки бакалавра (дипломированного специалиста). Программу составил профессор, д.т.н., М.Д. Рукин _____Рецензент зав.кафедрой ОТУС МИИТ, профессор, д.т.н., Э.С.Спиридонов
- Добавил в систему: Рукин Михаил Дмитриевич