Измерение толщины льда
Большая часть территории Российской Федерации находится в умеренном климатическом поясе, который характеризуется сезонным изменением климата. В холодное время года реки, озера и прочие водоемы замерзают, что зачастую вносит коррективы в работу целых отраслей экономики. В нефтегазовой, строительной и транспортной областях специалистам приходится полностью перестраиваться под погодные условия, так как водная переправа становится невозможной, и технику, а также оборудование приходится перевозить по льду (при отсутствии мостов).
Безопасная толщина льда
Под длительным воздействием сильных морозов лед становится плотным и прочным, а его толщина позволяет перевозить по поверхности водоемов даже тяжелую технику. Но в некоторых случаях такие переправы становятся причиной возникновения чрезвычайных ситуаций, потери техники и даже гибели людей. Дело в том, что ледяной покров, особенно покрытый слежавшимся снегом может таить в себе множество опасностей – промоины, воздушные карманы, обильные трещины, разуплотнение и прочее. Под воздействием таких факторов, когда на лед приходится достаточно большая нагрузка, он может треснуть, в результате чего транспорт, оборудование и прочие ценные вещи могут уйти под воду. Чтобы это предотвратить необходимо перед началом переправы измерить толщину льда на протяжении всего пути, по которому будет следовать техника.
Как производится измерение толщины льда
Знать толщину ледяного покрова и качественные характеристики пресного льда (плотность, структуру, наличие расслоения и воды между слоями) необходимо в период воздействия морозов, и особенно в начале потепления. В этот период, особенно если зимой было много осадков, начинаются паводки, которые могут привести к затоплению окрестных населенных пунктов. Именно знание о толщине льда и его качественных характеристиках дают возможность спрогнозировать паводковые явления и подготовиться к ним, приняв профилактические меры и подготовив необходимые ресурсы для борьбы с данным фактором, если ситуация выйдет из-под контроля.
В прошедшие годы толщину ледяного покрова измеряли при помощи специальной ледомерной рейки (типа РГ-7 или аналогов). Данный прибор представляет собой трубу прямоугольного или круглого сечения (покрытую цинком или полимерным материалом, в целях предотвращения образования коррозии), на которой имеется измерительная шкала. В верхней части на рейке располагается ручка и предохранительный шнур (предотвращающий падение рейки в лунку), а снизу – специальный упор, при помощи которого рейка цепляется за нижнюю кромку льда. После того как рейка будет зацеплена за нее, по шкале можно определять толщину льда. Для погружения рейки сперва необходимо пробурить лунку на всю толщину ледяного покрова, даже если он состоит из нескольких слоев, и между ними есть вода. При определении толщины льда также необходимо измерить глубину его погружения (берется вторая отметка – по уровню воды в лунке), а также толщину снежного покрова. Для определения толщины снега используется специальная снегомерная рейка.
В условиях вечной мерзлоты, когда лед практически не тает, а толщины его настолько огромные, что пробурить их зачастую не представляется возможным, измерения производят при помощи гравиметрических и сейсмических исследований. Определение толщины льда в судоходстве чаще всего производится при помощи гидроакустики и различных датчиков гидродинамического типа (крест Робинсона, винт Архимеда, ротор Савониуса и прочих).
Метод измерения толщины льда при помощи рейки имеет множество недостатков:
- Необходимость бурения множества лунок на обширных площадях.
- Относительная точность – на различных участках толщина ледяного покрова может существенно отличаться, но методические указания, разработанные для данного метода, предполагают получение усредненного результата расчетным методом.
- Низкая производительность – бурение лунок как правило производится вручную или мотобуром, что занимает достаточно много времени.
- При точечном методе обследования водоема можно пропустить опасные участки – промоины, воздушные пустоты, трещины, расслоения ледяного покрова.
Новые технологии
Самым эффективным и быстрым способом определения толщины ледяного покрова на сегодняшний день является георадиолокация. Это геофизический метод, при помощи которого специалисты изучают строение Земли и различные среды, в том числе неоднородные. В георадиолокации используется специальный прибор – георадар, который представляет собой портативный радиолокатор, способный излучать и принимать кроткие (наносекунды) сверхширокополосные электромагнитные импульсы в метровом и дециметровом диапазоне. Этот прибор является многозадачным и используется в геологоразведке, строительстве, инженерных изысканиях, археологии, военном деле и прочих областях. Он стал незаменим при обследовании водоемов, в том числе для определения толщины льда.
Измерение толщины льда с помощью георадара
Как производятся измерения
Данные радарограммы более точны чем сведения, полученные луночным измерением толщины льда, поскольку:
- Георадар зондирует водоем непрерывно на всем протяжении заданного маршрута. Поэтому все опасные факторы, такие как большие трещины, промоины, воздушные пустоты и прочее будут обнаружены с большой точностью.
- На экране регистрирующего устройства или на распечатанном профиле лед будет четко контрастировать как со снежным покровом, так и с водой, что дает возможность быстро определить толщину льда и его однородность.
- Глубина зондирования – 25 метров и более, благодаря чему можно не только определить толщину льда, но и изучить водную толщу, иловые отложения, донные грунты. Также при помощи георадара производят картирование дна водоема.
- Высокая производительность – 1 оператор на транспортном средстве может за несколько часов обследовать водоем и сделать вывод о возможности организации переправы, или использовании ледяного покрова в иных целях.
Расчет стоимости
Выполненные объекты
У Вас есть вопросы?
Бесплатная консультация геофизика
Благодарственные письма
Нам доверяют:
ФГБУ УЭЗ ФС РФ
ГБУ ФХУ Мэрии Москвы
Министерство обороны РФ
Федеральная служба безопасности
Госкорпорация «Росатом»
ОАО «РЖД»
ПАО «Газпром»
Особые Экономические Зоны
ПАО «ВТБ 24»
X5 Retail Group
Агрокомбинат Южный
Терра Аури
ГКУ г. Москвы ЦОДД ПМ
Сад Эрмитаж
Московский планетарий
ГБУ «МАЦ»