Крупные протяженные водоканалы являются сложными гидротехническими сооружениями, многопланово и существенно взаимодействующими с геологической средой, значительно изменяющими ее, нередко в негативном отношении. Трассы каналов, их выемки и насыпи совместно с плотинами, водохранилищами, насосными станциями и дюкерами рассматриваются при изысканиях как единый комплекс сооружений с задачами эколого-геологического обоснования выбора месторасположения объектов, оценки основных компонентов геологической среды, прогноза неблагоприятных процессов и инженерной защиты от их опасного воздействия на территорию и сооружения.
Главнейшим фактором, различно воздействующим на изменения геологической среды в районах проложения каналов, являются подземные воды, существующие и вновь формируемые [1]. Выемки каналов, вскрывая водоносные горизонты, являются дренами и причиной образования в откосах повышенного гидродинамического давления и их неустойчивости.
Инженерно-геологические процессы на каналах разнообразны. К наиболее распостраненным процессам относятся:
Также можно отметить фильтрацию воды канала в горном массиве его ложа и бортов, что и приводит в большинстве случаев к развитию вышеуказанных процессов.
Фильтрация воды канала происходит по ослабленным, разуплотненным участкам горного массива, которые характеризуются повышенной трещиноватостью - геодинамическим зонам.
По современным геологическим представлениям вся приповерхностная часть земной коры разбита на блоки различной тектонической активности. Границы таких блоков представляют собой геодинамические зоны. Они могут иметь либо аномальное напряженное состояние, либо представляют собой структуры, по которым происходили или происходят тектонические подвижки блоков горного массива. Зоны имеют различные размеры, зависящие от причин их возникновения, которые, в свою очередь, полигенетичны [2].
Современная тектоническая активность по геодинамическим зонам разрушающим образом действует на любые техногенные объекты и сооружения. Наиболее интенсивно это происходит, когда протяженные объекты расположены на разных блоках горного массива (объект пересекает геодинамическую зону), или размещены в пределах самой зоны. Кроме потери механической прочности и разрушения объектов, зачастую возникают побочные (сопровождающие) явления и процессы, создающие экологический ущерб, во много раз превышающий ущерб от самого разрушения.
Изложенное подчеркивает необходимость детального изучения горного массива основания любых объектов и сооружений, как при выборе площадок под строительство, так и при всем протяжении эксплуатации. Особенно это актуально для таких ответственных линейных объектов, как водные каналы.
Для оценки геодинамического состояния и ее мониторинга геологической среды наобходимо объемное ее изучение. Традиционные методы инженерной геологии, бурения и гидрогеологии не могут охарактеризовать геодинамику горного массива в целом и, следовательно, не обеспечивают достоверного прогноза возможных негативных последствий ее влияния на техногенные объекты. Такого недостатка лишены методы электрометрии, позволяющие оперативно оценить состояние горного массива в объеме.
Для оценки геодинамического состояния горного массива ложа и бортов водного канала "Северский Донец - Донбасс" на участке "Часовярский карьер огнеупорных глин" были применены методы электрометрии. Цель проводимых работ - оптимизация экологического и экономического режимов работы канала. Для достижения этой цели на первом этапе перед исследователями ставились задачи:
При решении поставленных задач применялся метод сопротивлений в двух его модификациях: вертикальное электрическое зондирование и симметричное электрическое профилирование. Объемы выполненных работ позволили объемно охарактеризовать горный массив участка.