Pļaviņu HES ūdenskrātuve

Daugavas hidroelektrostaciju kaskāde veido nepārtrauktu rezervuāru ķēdi visā Daugavas lejtecē, kuras ievērojama daļa ūdens teritoriju atrodas gar aprakto, lieko paleo ieleju, kuras dziļums dažās vietās pārsniedz 150 metrus. Ieleja izveidojās pirmskvarterā zemā Baltijas jūras līmenī. Ievērojami lielā mērā ielejas profilam bija kanjonam līdzīga forma, kas veicināja karsta un zemes nogruvuma procesu attīstību tā pusēs. Gan Pļaviņas, gan Salaspils, gan Daugavas veidojumu blīvo halogēnkarbonātu iežu un Augšdevonas Amat un Gauai formējumu terrigenozās smilts-dūņu nogulumus tika iznīcinātas. Kvartāra apledojuma periodos padziļinātā ieleja un tās ieži un pietekas bija pilnībā piepildītas ar neviendabīgu morēnas materiālu.

Karsta procesu negatīvā ietekme uz konstrukciju drošību izpaužas kā pastiprināta ūdens filtrēšana no ūdenkrātuvem caur aizsargājošiem aizsprostiem, aizsprostu ķermeņu pazemināšanās, drenažā kanālu pamatu erozija. Paleokarsta izpausmju vietējais raksturs, ievērojamas atšķirības pildījuma materiāla fizikāli mehāniskajās īpašībās salīdzinājumā ar pamatiežiem, palielināta ūdens piesātinājums un filtrācijas plūsmas rada ievērojamas anomālijas ģeofizikālajos laukos, kas rada labus priekšnoteikumus plaša mazdziļumo ģeofizikālo metožu izmantošanai to teritoriālajā un lineārajā kartēšanā.
Pļaviņas hidroelektrostacijas ūdenskratuves aizsargjoslā ģeofizikālus pētījumus veica vairākus gadus no 2003. līdz 2009. gadam. Mazdziļumas ģeofizikas metožu kompleksā ietilpa ģeoradaru zondēšana, atspoguļoto, refraģēto un virsmas viļņu seismisko pētījumu modifikācijas, elektriskā tomogrāfija, dabiskā elektriskā lauka metodes, seismiski akustiska profilēšana.

Inženier-ģeofizisko pētījumu izvietojuma shēma

Seismiskā izpēte drenāžas urbumu vietas Pļaviņas HES lejtecēs

Reģionālas ūdenstilpes gruntsūdens spiediens Augšdevonas Gaujas-Amatas nogulumu smilšakmeņos līdzsvaro svaru un uztur Pļaviņas hidroelektrostacijas aizsprosta ķermeni stabilā stāvoklī. Dambja drenāžas sistēmas traucējumi izraisa spiediena palielināšanos, dambja ķermeni „uzpeldēšanu” un tā iespējamu izkustēšanu horizontālā virzienā ūdenskrātuves masas statiskā spiediena ietekmē smagu plūdu laikā.
Regulārā drenāžas sistēmas atjaunošanas darba laikā tika izstrādāti seismiskie profili atspoguļoto viļņu (KDP) modifikācijā. Kopā ar urbšanas datiem, ko veica uzņēmums Meridian (Daugavpils), tika noskaidrots super dziļā ielejas malu novietojums un tika identificētas deluviālo “plūmju” sadaļas – gar sānu pēdu rupja materiāla kopas ar augstām filtrācijas īpašībām, kas ir mērķa horizonts drenāžas filtru uzstādīšanai.

Preglacialās ielejas profils seismiskā griezumā

Ledus ielejas un liela klastīga materiāla “cilpu” tilpuma rekonstrukcija pēc seismiskiem datiem

Paleokarstas izpausmes ūdenskrātuves kreisā krasta aizsargdambja pamatnē

Seismiskais profils gar ūdenskrātuves kreisā krasta aizsargdambja augšpusi, kas šķērso aprakto ieleju, skaidri parāda apraktās karsta izpausmes aizsprosta pamatnē līdz 20-25 m dziļumam. Pirmo ierašanos laiki (centrā) un augšējo devona nogulumu atstarojuma izsekojamības zaudēšanas griezumu veidā augšējā devona nogulumos (zemāk). Paleokarstas attīstības zonas atbilst arī anomālām zonām ar samazinātu bīdes viļņu ātrumu Vs.

 

Rīgas HES ūdenskrātuve

Ģeoradara zondēšana

Izpētē tiek izmantota ģeoradara zondēšana kā vismazāk darbietilpīgā metode. Garie profili un ievērojama laukuma apgabali tiek pārbaudīti, izmantojot zemfrekvences dipola antenas, kas dažos gadījumos ļauj identificēt un ieskicēt paleokarsta izpausmju anomālās zonas 5-8 m dziļumā. Zemāk redzamajā attēlā parādīts anomālu zonu identificēšanas piemērs profilā gar Rīgas ūdenskrātuvres aizsargājošo aizsprostu. Anomālās zonas parādās dziļumā, kas pārsniedz aizsprosta pamatnes māla kluča un ģipša un dolomītu jumta dziļumu, kā arī pilnīgas ūdens piesātinājuma virsmas dziļumā, kas atbilst ūdens līmenim ūdenskrātuvē. Tas liek domāt, ka šīs anomālijas ir saistītas ar paleokarstas izpausmi pamatiežu nogulumos un ar paaugstinātu ūdens piesātinājumu aizsargājošā aizsprosta smilšainā augsnē.

 


Seismiskajos ierakstos gar profilu gar aizsprosta pamatni pamatiežu dolomīta virsmas karsta laukumi izpaužas raksturīgo “dvesmu” veidā pirmo ierašanos un atstaroto viļņu reģistrēšanas laikā, kas pēc tam atspoguļojas kā pamatiežu virsmas korelācijas zudums KDP kopējos laika posmos un zema ātruma anomāliju formā garenvirziena viļņu ātruma griezumos.