Область применения


Оценка снежного и ледяного покрова

      В разный странах ледяной и снежный покров образуется и тает в разное время года. В северных широтах снег лежит большую часть года и чем ближе к полярному кругу, тем задача по мониторингу состояния льда и снега становится более актуальной.
      Сегодня для этой оценки успешно используется георадар, геофизический прибор успешно применяемый во многих областях жизнедеятельности человека. Благодаря уникальному методу неразрушающего контроля при исследованиях подповерхностных слоёв грунта, георадар успешно справляется с подобными задачами на протяжении последних лет.
      Использование георадара для оценки снежного и ледяного покрова имеет ряд неоспоримых преимуществ, среди которых особо следует отметить возможности радиолокационной съемки с помощью георадара для оперативного наблюдения за ледовой обстановкой, особенно в полярных и приполярных широтах. Важнейшим преимуществом георадара по сравнению с оптическими измерительными приборами является независимость георадара от сопутствующих проводимым измерениям условий. Георадар успешно ведёт сканирование ледяных и снежных покровов в любое время суток, при меняющейся, и, в том числе, сложной погодной обстановке, при низких температурах.  
      В северных регионах, в условиях зимы с коротким световым днем и при продолжительных периодах непогоды радиолокационная съемка георадаром является практически единственным приемлемым способом получения оперативной информации о состоянии снежных и ледяных покровов. Зимой на севере, а также в умеренных и южных широтах типична ситуация, когда сплошная облачность держится неделю и более, что не позволяет вести съемку в оптическом диапазоне. И тут на помощь приходит георадар, для него даже сильная облачность не является помехой.
      Исследование ледяных и снежных покровов с использованием георадара позволяет решить целый комплекс задач. Например георадар производит общий георадарный обзор состояния льда и снега (оперативный мониторинг ледяного и снежного покрова), с помощью георадара измеряется толщина ледяных дорог, при этом георадар незаменим для своевременного обнаружения и диагностики трещин. В современных условиях безопасная эксплуатация временных ледяных дорог без их необходимой диагностики георадаром невозможна. Только использование георадара гарантирует их безопасность.
      Георадар давно используется специалистами, работающими в условиях крайнего севера и крайнего юга. Здесь георадар используется для измерения толщины и определения структурных характеристик льда и снега. Для Арктики и Антарктики, георадар давно стал стандартным геофизическим прибором в профилировании льда и снега, измерении толщины льда и снега, профилировании ледяных дорог, гляциологических исследованиях и обнаружении трещин. Особое значение георадар имеет при проведении исследовательских работ на ледниках. В этих условиях георадар используются для изучения внутренней структуры ледников. Характеристики льда допускают глубокое зондирование георадаром с получением результатов с поразительно высоким разрешением.
      Если мы обратимся к такому сложному вопросу, как исследование мерзлоты, то и в этой области георадар имеет широкое практическое применение. Причина этого понятна – в условиях мерзлоты использование традиционных инженерно-геологических методов слишком затратное и малоэффективное, а использующий неразрушающий метод бесконтактной диагностики георадар здесь становится незаменим.
      Как известно, при относительной диэлектрической проницаемости от 2 до 5, электрическое сопротивление пород многолетней мерзлоты огромно. Это обуславливает малые коэффициенты поглощения и высокую скорость распространения радиоволн в них, а, следовательно, большую глубинность радиолокационных исследований георадаром. При радиоволновом зондировании мерзлоты георадаром поглощение радиоволн минимально, отражение вверх от поверхности земли невелико, затухание волн минимально, что гарантирует георадару достаточную глубинность исследования.
      Приведём неполный перечень задач, который георадар успешно решает при исследовании мерзлоты. Итак, георадар проводит георадиолокационную съемку для определения литологического строения, нахождения верхней границы мерзлых грунтов, а также наличия и положения ледяных включений, в том числе оконтуривания подземных льдов. Георадар производит электромагнитное (радиоволновое) профилирование для оконтуривания в основании под земляным полотном участков сильнольдистых грунтов, таликов и зон поперечной фильтрации воды. Георадар незаменим для определения мощности зоны сезонного промерзания. Наиболее эффективно применять георадар для определения верхней кровли мерзлоты под насыпями и наличия ледяных линз у её границы. При этом ограничением для применения георадара является наличие над верхней границей мерзлоты слоя глинистого грунта толщиной более 2 м.
      Проведённые в этой области исследования показали, что георадаром можно при сплошном проезде участка пути достаточно точно выделять основные литологические слои в грунтовом разрезе земляного полотна и основания, а также оценивать положение верхней границы мерзлоты и определять наличие и местоположение аномальных участков с высокой льдистостью грунтов либо с ледяными линзами.