Вестник МГТУ, 2026, Т. 29, № 2.

Метод естественного потенциала является пассивным геоэлектрическим методом, чувствительным к подземным потокам. Крупномасштабные и мелкомасштабные аномалии естественного потенциала связаны с физическими процессами, происходящими на микроскопическом уровне. В гидрогеологической разведке влияние подземных водных потоков в основном обусловлено эффектом потенциала потока (Revil et al., 2007; Revil et al., 2013). На контакте водного потока и минералов возникает заряд4 (Avena et al., 1998). Обмен электрическим зарядом между минералами и жидкостью происходит на границе раздела, известной как двойной электрический слой (Revil et al., 1996; Jouniaux et al., 2009; Jougnot et al., 2019). По мере движения воды, содержащейся в пористой среде, смещение этого избыточного заряда генерирует плотность тока, известную как плотность тока потока. Это приводит к электромагнитным возмущениям в уравнениях Максвелла и, следовательно, к появлению компоненты электрического поля, регистрируемой в методе ЕП. Изначально метод ЕП использовался в разведке полезных ископаемых, сейчас он также находит место в экологической и инженерной геофизике и других областях применения (Nyquist et al., 2002). Методика работы заключается в измерении разности потенциалов между рядовыми точками наблюдения и базовой точкой. Для учета остаточной поляризации электродов применяют способ измерения "петлей" с периодическим возвращением на опорную точку и корректировкой данных на рядовых точках съемки (Aumar et al., 2023). Для исключения влияния металлических электродов на результаты измерений в полевых условиях применяют неполяризующиеся электроды - керамические пористые емкости, заполненные раствором медного купороса (Семенов, 1980). Вторым методом в комплексе с ЕП был метод сопротивлений на постоянном токе по методике электротомографии. Электротомография - это исследования, включающие в себя как методику полевых наблюдений, так и технологию обработки и интерпретации результатов полевых измерений. Особенностью электротомографии является многократное использование в качестве питающих и измерительных одних и тех же фиксированных на профиле наблюдений положения электродов (Электрическое зондирование..., 1988; Григорьев и др., 2025). В отличие от пассивного метода естественного потенциала, измерения по методике электротомографии осуществляются с генерацией постоянного тока, подаваемого в массив через пару питающих электродов, а возникающие различия потенциалов измеряются на поверхности с помощью другой пары электродов в зоне воздействия электрического поля. По сути, профиль в электротомографии представляет собой десятки точек измерений вертикальных электрических зондирований. Любые существующие неоднородности в породах (слоистость, трещины, пустоты и т. п.) могут привести к значительным изменениям в распространении электрического поля и будут выделяться аномальными значениями на фоне базовых значений. По интенсивности тока, проходящего через массив, геометрии расположения электродов и разности потенциалов, измеренной приемными электродами, можно рассчитать значения кажущегося удельного сопротивления, обусловленные имеющимися неоднородностями. Методика электротомографии благодаря использованию высокой плотности наблюдений (до нескольких сотен и тысяч измерений на каждой расстановке) позволяет существенно повысить разрешение, особенно в горизонтальном направлении (Бобачев и др., 2008). Это приводит к повышению качества интерпретации данных электротомографии. Для достижения максимальной эффективности при проведении полевых работ применяется специальная аппаратура с программируемой автоматической коммутацией электродов (Григорьев и др., 2019). В наших исследованиях был применен электроразведочный измеритель "Мэри-24" с коммутатором электродов CommDD2-64 и генератором "ВП-1000". Была использована 64-электродная коса с шагом между электродами 5 м. Измерения производились по заранее составленному протоколу, на каждой расстановке было произведено по 558 измерений. Затем измеренные значения подвергались обработке и последующей инверсии в программе ZondRes2d. Результаты и обсуждение На исследуемой плотине Верхнеуральского гидроузла проведены геофизические электроразведочные исследования по методу естественного поля по 5 профилям в грунтовой части плотины и по методике электротомографии на 3 профилях. Положение электроразведочных профилей представлено на рис. 3.