Сейсмические приборы: статья

Алгоритмы регуляризации для повышения устойчивости решения обратной задачи при прецизионном мониторинге удельных электрических сопротивлений методом ВЭЗ
А.А. БОБАЧЕВ1,2
А.В. ДЕЩЕРЕВСКИЙ2
А.Я. СИДОРИН2
1 Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
2 Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН
Журнал: Сейсмические приборы
Том: 56
Номер: 3
Год: 2020
Страницы: 61-82
УДК: 550.837.311
DOI: 10.21455/si2020.3-4
Информация об авторах
Аннотация
Библиографический список
Ключевые слова: ВЭЗ, прецизионный мониторинг, устойчивость инверсии данных, алгоритмы регуляризации, программный пакет IPI, программный пакет ABD
Аннотация: Принятые в электроразведке алгоритмы решения обратной задачи вертикального электрического зондирования (ВЭЗ) могут приводить к большим систематическим искажениям результатов в рамках эквивалентных моделей. Такие искажения недопустимы при интерпретации данных прецизионного геоэлектрического мониторинга, когда необходимо обеспечить особо высокую точность решения обратной задачи. Поэтому при режимных наблюдениях методом ВЭЗ необходимо использовать специальные методы регуляризации обратной задачи ВЭЗ. В работе предложены усовершенствованные алгоритмы решения обратной задачи ВЭЗ, позволяющие существенно повысить точность и устойчивость решения. Все эти алгоритмы реализованы в программе IPI и доступны для использования.
Список литературы: Бектемиров А.И., Романов В.П. Режимные электрометрические наблюдения на Фрунзенском прогностическом полигоне // Прогноз землетрясений. 1988. № 9. С.95-108.

Бобачев А.А. Комплекс IPI-1D - одномерная профильная интерпретация данных ВЭЗ и ВЭЗ-ВП 2020 [Электронный ресурс]. http://geoelectric.ru/ipi2win.htm

Бобачев А.А., Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. Особенности неустойчивости решения обратной задачи ВЭЗ при прецизионном мониторинге // Наука и технологические разработки. 2020. Т. 99, № 1. С.31-58. https://doi.org/10.21455/std2020.1-4

Богданов М.И., Калинин В.В., Модин И.Н. Применение высокоточных низкочастотных электроразведочных комплексов для ведения длительного мониторинга опасных инженерно-геоло-гических процессов // Инженерные изыскания. 2013. № 10/11. С.110-115.

Дещеревский А.В., Сидорин А.Я. О зависимости сезонных вариаций кажущегося сопротивления от глубины зондирования// Физика Земли. 2004. № 3. С.3-20.

Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Технологии анализа геофизических временных рядов. Часть 2. WinABD - пакет программ для сопровождения и анализа данных геофизического мониторинга // Сейсмические приборы. 2016а. Т. 52, № 3. С.50-80.

Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Проблемы анализа временных рядов с пропусками и методы их решения в программе WinABD // Геофизические процессы и биосфера. 2016б. Т. 15, № 3. С.5-34. https://doi.org/10.1134/S0001433817070027

Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Программный пакет ABD - универсальный инструмент для анализа данных режимных наблюдений // Наука и технологические разработки. 2016в. Т. 95, № 4. С.35-48. (Темат. вып. “Импортозамещение в геофизике”. Ч. 2. Аппаратура и программное обеспечение). https://doi.org/10.21455/std2016.4-6

Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Метод построения модели геоэлектрического разреза с учетом сезонных вариаций по данным многолетнего мониторинга методом ВЭЗ для поиска предвестников землетрясений // Сейсмические приборы. 2017а. Т. 53, № 4. C.61-80. https://doi.org/10.21455/si2017.4-5

Дещеревский А.В., Журавлев В.И., Никольский А.Н., Сидорин А.Я. Анализ ритмов в экспериментальных сигналах // Геофизические процессы и биосфера. 2017б. T. 16, № 2. С.55-73. https://doi.org/10.21455/GPB2017.2-2

Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Построение оптимальной модели геоэлектрического разреза по данным режимных ВЭЗ на примере центральной части Гармского полигона // Геофизические процессы и биосфера. 2018а. Т. 17, № 3. С.109-140. https://doi.org/10.21455/GPB2018.3-7

Дещеревский А.В., Модин И.Н., Сидорин А.Я. Сезонные вариации удельного электрического сопротивления в верхних слоях земной коры // Вопросы инженерной сейсмологии. 2018б. Т. 45, № 3. С.68-83. https://doi.org/10.21455/VIS2018.3-6

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Аппаратура для динамической геоэлектрики. М.: Наука, 1990. 206 с.

Осташевский М.Г., Сидорин А.Я. Многофункциональная станция электрического зондирования и результаты ее использования // Комплексные исследования по прогнозу землетрясений. М.: Наука, 1991. С.182-199.

Сидорин А.Я. Вариации электрического сопротивления верхнего слоя земной коры // Докл. АН СССР. 1984. Т. 278, № 2. С.330-334.

Сидорин А.Я. Результаты прецизионных наблюдений за вариациями кажущегося сопротивления на Гармском полигоне // Докл. АН СССР. 1986. Т. 290, № 1. С.81-84.

Сидорин А.Я. (ред.). Гармский геофизический полигон. М.: Наука, 1990. 240 с.

Сидорин А.Я. Предвестники землетрясений. М.: Наука, 1992. 192 с.

Хмелевской В.К., Шевнин В.А. (ред.). Электрическое зондирование геологической среды. Ч. 1. М.: МГУ, 1988. 176 с.

Хмелевской В.К., Шевнин В.А. (ред.). Электрическое зондирование геологической среды. Ч. 2. М.: МГУ, 1992. 200 с.

Хмелевской В.К., Шевнин В.А. (ред.). Электроразведка методом сопротивлений. М.: МГУ, 1994. 160 с.

Якубовский Ю.В. Электроразведка. Учебник для вузов. 2-е изд., перераб. М.: Недра, 1980. 384 с.

Bobachev A. Ipi2win user's guide. Moscow: Moscow State University, 2002.

Maillet R. The Fundamental Equations of Electrical Prospecting // Geophysics. 1947. V. 12, N 4. P.529-556. https://doi.org/10.1190/1.1437342

Qian J. Regional study of the anomalous change in apparent resistivity before the Tangshan earthquake (M=7.8, 1976) in Chaina // Pure and Appl. Geophys. 1985. V. 122. P.901-920.

Searls C., Poehls K.A., Jackson D.D., Wescott E.M. Change in crustal resistivity near Palmdale, California // Geophys. Res. Lett. 1978. V. 5, N 11. P.928-930.

Supper R., Ottowitz D., Jochum B., Kim J.H., Römer A., Baron I., Pfeiler S., Lovisolo M., Gruber S., Vecchiotti F. Geoelectrical monitoring: an innovative method to supplement landslide surveillance and early warning // Near Surface Geophysics. 2014. N 12. P.133-150.

Wilkinson P., Chambers J., Kuras O., Meldrum P., Gunn D. Long-term time-lapse geoelectrical monitoring // First Break. 2011. V. 29. P.77-84.