Обследование акватории дна

Обследование дна водоема имеет множество целей – от построения профиля до изучения геологического состава. В первом случае на неглубоких участках производится съемка с использованием геодезического оборудования. По мере увеличения глубины специалисты начинают использовать эхолокаторы, спутниковые приемники (GPS) и даже глубоководные аппараты. Съемка профиля дна производится для следующих целей:

• Картирование водоема для последующей разработки паспорта, «рыболовной» карты и прочих документов.
• Изыскания для последующих работ – устройства фарватера, расчистки дна, проектирования инженерных коммуникаций и искусственных сооружений по дну акватории.
• Изучение рельефа дна дает возможность найти и локализовать участки богатые полезными ископаемыми.

Водолазное обследование используется при поиске затонувших объектов, в археологических и изыскательских целях. Водолазы могут вручную произвести отбор проб грунта для его дальнейшего изучения в лаборатории. Они также могут обнаружить металлоконструкции, затонувшие суда, неразорвавшиеся мины и прочие препятствия, которые могут помешать дальнейшим работам.

К геофизическим исследованиям прибегают только в случае поиска крупных залежей углеводородного сырья (нефти и газа). В этом случае используются донные сейсмологические станции и специальные сейсмокосы, которые буксируются за судном. На основании сведений о распространении упругих волн (которые создаются погружными пневмоизлучателями) специалисты могут построить осадочные разрезы, на которых видно геологическое строение донных отложений.

Все эти работы являются достаточно трудозатратными и дорогостоящими, несмотря на то, что они не всегда помогают решить поставленную задачу. Имеется ряд случаев, когда инженерам необходимо получить осадочные разрезы в небольших акваториях, где нет возможности вести сейсмологическую разведку:

• Проектирование искусственных сооружений – мостов, водозаборных дамб, гидроэлектростанций и прочих;
• Разработка комплекса мер по укреплению береговой линии;
• Прокладка инженерных сетей по дну водоема;
• Гидронамыв песка и ПГС.

Для этих целей используются мобильные буровые станции, которые устанавливаются на баржи и транспортируются буксиром к местам отбора проб. Это очень дорогостоящая процедура, которая может растянуться на долгие месяцы, но в некоторых случаях ее можно избежать благодаря георадиолокационному зондированию.

Данный метод подразумевает использование георадаров – это мобильные портативные радиолокаторы, которые используются для изучения плотных и неоднородных сред. В работе данного оборудования применяются те же принципы радиолокации, что и в наземных РЛС, которые используются для мониторинга воздушного пространства. Отличие георадара в первую очередь заключается в том, что он генерирует короткие электромагнитные импульсы в сверхширокополосном диапазоне (метровом и дециметровом). Это дает возможность зондировать не только воздух, но и более плотные среды, такие как водонасыщенные грунты, лед, скальные породы и железобетон. У прибора имеются сменные блоки с передающими и принимающими антеннами. Каждый такой модуль работает в определенном диапазоне частот, что позволяет повысить разрешающую способность сканирования, либо увеличить глубину.

Все среды обладают собственными электрофизическими свойствами, такими как диэлектрическая проницаемость и электропроводность. Благодаря этому посланный сигнал распространяется в них с различной скоростью. Удельное затухание электромагнитного импульса в отдельных средах также различается, что дает возможность делать выводы об их природе.

Результатом георадарного зондирования является радарограмма, на которой виден контраст слоев по диэлектрической проницаемости. Отдельные элементы, такие как скрытые объекты (резервуары, техника, трубы и прочее) отображаются на ней в виде характерных аномалий (гипербол, участков белого цвета). Георадар оборудуется измерителем пути, GPS-приемником и датчиком движения, что дает возможность отслеживать его перемещение в пространстве. Это в свою очередь позволяет свести полученные данные воедино и построить трехмерную модель обследуемого участка. Так значительно проще локализовать отдельные пласты и произвести оценку запасов песка или иных добываемых материалов.