Опыт применения поверхностной термометрии при гидрогеологической съемке

Рассмотрены методические аспекты измерения температурного поля на водотоках при картировании листа О-41-XXV (Екатеринбург). Комплекс проведенных термометрических и гидрометрических наблюдений был направлен на выявление зон субаквальной разгрузки подземных вод на участке в нижнем течении р. Мочаловки, в районе слияния рек Мурзинки и Мочаловки и в среднем течении р. Мурзинки. По результатам анализа собранных материалов наиболее контрастно отрицательные аномалии температуры грунтовых вод прослеживаются на глубине 0,5 м. Эти аномалии связываются с субаквальной разгрузкой в реку подземного потока с температурой 6–7 °С, отличающейся от фоновой в 1,8 раз. По результатам исследований выявлены три участка с аномально низкими температурами в диапазоне 6,1–7,2 °C. Экспериментально и с помощью моделирования показано, что места разгрузки более холодных подземных вод формируют локальные устойчивые температурные аномалии пониженных значений. Пространственный анализ показал, что на участках снижения температур аномалия связана с оперяющими основную зону разломов трещинами, которые контролируются в рельефе субширотным логом, что доказывает связь температурных аномалий с активными гидрогеологическими процессами и их влияние на динамику подземного стока.

Зырянова Е. С., Киндлер А. А., Елохина С. Н., Елохин В. А. Опыт применения поверхностной термометрии при гидрогеологической съемке // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2025. – № 12-1. – С. 157–169. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2025_121_0_157.

Зырянова Екатерина Сергеевна^1,2 — аспирант; ведущий специалист, e-mail: katrin.zyrian@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-3394-078X,
Киндлер Алексей Александрович² — ведущий специалист, e-mail: kindler@gmsn-ural.ru, ORCID ID: 0000-0003-1082-5164,
Елохина Светлана Николаевна^1,2 — д-р геол.-минерал. наук, директор, e-mail: elohina.s@mail.ru, ORCID ID: 0000-0002-8641-5439,
Елохин Владимир Аскольдович¹ — д-р геол.-минерал. наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: elokhin.v.a@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-4355-5156,
¹ Уральский государственный горный университет,
² Уральский региональный центр ГМСН — филиал ФГБУ «Гидроспецгеология».

Зырянова Е.С., e-mail: katrin.zyrian@mail.ru.

1. Козак С. З. Выделение таликов при разведке на воду с применением геофизических методов ЗАО «ГИДЭК» // Разведка и охрана недр. — 2014. — № 5. — С. 55—57. 

2. Ульянов В. Ю. Особенности методики проведения термомониторинга подземных вод на площадке АЭС Бушер-1 в исламской республике Иран // Глобальная ядерная безопасность. — 2021. — № 1(38). — С. 26—37. 

3. Турецкая И. В., Потатуркина-Нестерова Н. И. Изучение температурного режима подземных вод на полигоне захоронения промышленных отходов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2013. — № 11-2. — С. 73. 

4. Борисов А. В., Виноградов В. Б. Электродинамическая модель плотины пруда-накопителя // Известия вузов. Горный журнал. — 2019. — № 8. — С. 58—67. [In Eng]. DOI: 10.21440/ 0536-1028-2019-8-58-67. 

5. Zhao J., Liu W., Shen J., Xu M., Sasmito A. P. A real-time monitoring temperature-dependent risk index for predicting mine water inrush from collapse columns through a coupled thermal-hydraulic-mechanical model // Journal of Hydrology. 2022, vol. 607. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2022.127565. 

6. Еремин Н. А., Столяров В. Е., Черников А. Д., Сафарова Е. А., Филиппова Д. С. Применение волоконно-оптических технологий при цифровизации нефтегазовых скважин / Актуальные вопросы исследования нефтегазовых пластовых систем (SPRS-2020): тезисы докладов III Международной научно-практической конференции. — М., 2020. — С. 27. 

7. Ипатов А. И., Кременецкий М. И., Каешков И. С., Колесников М. В., Ридель А. А., Милокумов В. В., Гилемзянов Р. М., Гуляев Д. Н. Мониторинг выработки коллектора в горизонтальных стволах по результатам нестационарной термометрии распределенными оптоволоконными датчиками // PROНЕФТЬ. Профессионально о нефти. — 2021. —Т. 6. — № 4. — С. 81—91. DOI: 10.51890/2587-7399-2021-6-4-81-91. 

8. Ипатов А. И., Кременецкий М. И., Каешков И. С.С., Буянов В. Стационарный мониторинг геофизических параметров при контроле разработки месторождений. Возможности, проблемы и перспективы использования // Актуальные проблемы нефти и газа. — 2018. — № 2(21). DOI: 10.29222/ipng.2078-5712.2018-21.art12. 

9. Тулапин А. В., Рокос С. И., Длугач А. Г., Куликов С. Н., Белов М. В., Жуков К. С., Петров Е. О., Прищепенко Д. В. Гидрогеологический фактор и его возможное влияние на температурные измерения в скважинах (опыт термометрических исследований в акватории ВосточноСибирского моря) // Рельеф и четвертичные образования Арктики, Субарктики и Северо-Запада России. — 2022. — № 9. — С. 272—278. DOI: 10.24412/2687-1092-2022-9-272-278. 

10. Kamnev Y. K., Filimonov M. Yu., Shein A. N., Vaganova N. А. Automated monitoring the temperature under buildings with pile foundations In Salekhard (preliminary results) // Geography Environment Sustainability. 2021, vol. 14. DOI: 10.24057/2071-9388-2021-021. 

11. Шеин А. Н., Филимонов М. Ю., Ваганова Н. А., Камнев Я. К. Развитие автоматизированной системы температурного мониторинга мерзлых грунтов в основании капитальных объектов в г. Салехард // Интерэкспо Гео-Сибирь. — 2022. — Т. 2. — № 1. — С. 328—333. DOI: 10.33764/2618-981X-2022-2-1-328-333. 

12. Федотов Д. А., Дубровин В. А., Лисицына О. М. Динамика температурного режима пород в слое годовых теплооборотов на стационаре Марре-Сале за период 2008—2021 гг. / Мониторинг в криолитозоне: Сборник докладов Шестой конференции геокриологов России с участием российских и зарубежных ученых, инженеров и специалистов. — М., 2022. — С. 347—352. 

13. Levin L., Golovatyi I., Zaitse A., Pugin A., Semin M. Thermal monitoring of frozen wall thawing after artificial ground freezing: Case study of Petrikov Potash Mine // Tunnelling and Underground Space Technology. 2021, vol. 107. DOI: 10.1016/j.tust.2020.103685. 

14. Jiang G., Zhao H., Liu Y., Wu Q., Gao S. Discrepancies of permafrost variations under thermal impacts from highway and railway on the Qinghai-Tibet Plateau // Cold Regions Science and Technology. 2023, vol. 208. DOI: 10.1016/j.coldregions.2023.103784. 

15. Xu Kun-Ming, Jiang Guan-Li, Chen J., Wu Qing-Bai Thermal stability of permafrost under U-shaped crushed rock embankment of the Qinghai-Tibet Railway // Advances in Climate Change Research. 2024, vol. 15, no. 1, pp. 158—169. DOI: 10.1016/j.accre.2023.12.005. 

16. Chai M., Luo Y., Gao Y., Ma W., Mu Y. Seepage influence of supra-permafrost groundwater on thermal field of embankment on Qinghai-Tibet Plateau, China // Research in Cold and Arid Regions. 2023, vol. 15, no. 3, pp. 132—140. DOI: 10.1016/j.rcar.2023.06.004. 

17. Ponti S., Girola I., Guglielmin M. Thermal photogrammetry on a permafrost rock wall for the active layer monitoring // Science of the Total Environment. 2024, vol. 917. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2024.170391. 

18. Грохотов Е. И., Баева К., Довгань И. А. Проблемы, методы исследования и перспективы изучения криолитозоны / II Лаверовские чтения «Арктика: актуальные проблемы и вызовы». — 2023. — С. 189—194. 

19. Горностаева А. А., Демежко Д. Ю., Хацкевич Б. Д., Вдовин А. Г., Факаева Н. Р. Скважинные термограммы как источник данных о техногенном воздействии на подземное тепловое поле города (на примере Екатеринбурга) / Глубинное строение, геодинамика, тепловое поле Земли, интерпретация геофизических полей. Двенадцатые научные чтения памяти Ю.П. Булашевича. Материалы конференции. — Екатеринбург, 2023. — С. 43—46. 

20. Козак С. З. Методические рекомендации по применению акваториальных геофизических исследований при решении гидрогеоэкологических задач. — М.: МПР РФ, ГИДЭК, 2002. — 57 с. 

21. Жураев М. Р. Методические рекомендации по выявлению перспективных площадей распространения сероводородных вод // Региональная геология и металлогения. — 2020. — № 82. — С. 91—102. 

22. Жураев М. Р., Турсунметов Р. А., Куличкина М. А. Роль геотермического фактора в формировании сероводородсодержащего водонефтяного комплекса палеогена южного борта Ферганской впадины // Вестник Брянского госуниверситета. — 2015. — № 3. — С. 362—365. 

23. Гриневский С. О., Прокофьев В. В. К методике проведения и интерпретации термометрических измерений для выявления зон субаквальной разгрузки подземных вод // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. — 2005. — № 3. — С. 55—61. 

24. Гидрогеология СССР. Т. XIV. Урал. — М.: Недра, 1972. — 648 с. 

25. Богословский В. А., Гордеева Г. И., Гриневский С. О., Королев В. А. Полевые методы гидрогеологических, инженерно-геологических, геокриологических, инженерно-геофизических и эколого-геологических исследований. — М., 2000. — 352 с. 

26. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1: 200 000. Издание второе. Серия Среднеуральская. Лист O-41-XXV. Объяснительная записка. — М.: Московский филиал ФГБУ «ВСЕГЕИ», 2017. — 156 с.