ПОДПОВЕРХНОСТНОЕ ГЕОРАДАРНОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ В ЛАНДШАФТНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Сысуев

им. М. В. Ломоносова
Москва, 2011

восстановление геометрии относительно протяженных границ, поверхности коренных пород под рыхлыми

осадками, уровня грунтовых вод, границ слоев с различным водонасыщением, поиск месторождений строительных материалов;
б) определение свойств различных отложений по скорости распространения электромагнитных волн, опираясь на связь этих свойств с диэлектрической проницаемостью пород;
в) определение толщины ледяного покрова;
г) определение мощности водного слоя и картирование поддонных отложений;
д) определение мощности зоны сезонного промерзания или оттаивания, картирование границ мерзлых и талых пород;
е) определение уровня грунтовых вод, карстовых провалов и воронок, места подхода к поверхности грунтовых вод и обнаружение «подземных» карстовых рек.
ж) обнаружение и регистрация инженерно-технических, геотехнических систем и антропогенных объектов (трубопроводы, высоковольтные кабели и др.)

разными диэлектрическими проницаемостями ε
(V-скорость импульса в верхнем слое, С -

скорость света в вакууме)

переходном болоте
Мощность торфяных отложений по
данным бурения
Параметры зондирования: є=70.
Развертка -

800

грядово-котловинно-озовом ландшафте
Параметры зондирования: є=5,
развертка – 800,
накопление – 160.

местности озовидных камов
Параметры зондирования: є=5,
развертка – 800,
накопление – 160.

камово-западинном ландшафте
Параметры зондирования:
є=4,
развертка – 800,
накопление – 144.

верховом болоте «Обловское»
Параметры зондирования:
є=45, развертка 1600.
Запасы биомассы умножены на

20 для наглядности

отложений на максимальной глубине зондирования
Параметры зондирования: є=9.0
Развертка – 1600, накопление

144

валежа и нивелированием поверхности

(Google Earth), oдометра ( --- )
и GPS (+)
Площадная

съемка структуры почвенного покрова и четвертичных отложений ландшафтов вторично-моренных равнин (Kaлужская область)

иллювиальный Bt
горизонты почв
Почвенные горизонты
облегченного механического состава
На радарограмме

канала 250 МHz различаются три объекта: поверхностные почвенные горизонты облегченного гранулометрического состава; покровные и делювиальные суглинки; линза водонасыщенных флювиогляциальных песков.
На радарограмме канала 700 МHz различаются горизонты пахотных дерново-подзолистых почв

Пахотный горизонт Ап

Линза водонасыщенных песков

Радарограмма
канал 250 МHz

Радарограмма канал 700 МHz

Покровные суглинки
делювиальные и
моренные суглинки

Почвообразующий
покровный суглинок

Палео-мерзлотные трещины в покровном суглинке до глубины 3,0 м
Линза водонасыщенных

флювиогляциальных песков под покровными суглинками до глубины 6-14 м

Радарограмма канал 700 MHz

Soil horizons

Радарограмма
канал 250 MHz

Горизонты почв

горизонты
Трехмерная структура почвенного покрова
по данным радарограмм канала 700 МHz
Продольный

профиль склона

Поперечный разрез

м
Трехмерная структура отложений
по данным радарограмм канала 250 МHz

Горизонты почв
Структура

покровного суглинка на глубине 2 м

покровными суглинками (площадной разрез на глубине 2,5 м)

Водонасыщенные

флювиогляциальные пески

Моренные суглинки и их делювий

неэкранированностью антенны георадара

дешифрируемость верхних элювиальных горизонтов почв,
имеющих облегченный легкосуглинистый механический состав

необходимо для измерения диэлектрической проводимости. В противном случае последующие измерения

и выводы будут неверны.
Работа в условиях пересеченного рельефа с лесной растительностью, сильно осложненной ветровалами, требует подготовки трассы зондирования с нивелированием трансект, прорубкой визиров и расчисткой упавших деревьев.
При работе с неэкранированной антенной особенно важно отсутствие на объектов, которые вызывают помехи, накладывающиеся на радарограмму и осложняющие её интерпретацию. Деревья создают диагональную полосчатость (рефракция типа "ёлочки"), строения – прямоугольные помехи, источники электромагнитного излучения – «засвечивают» сигнал в радиусе 5-15 метров.
При работе необходимо верифицировать радарограммы по данными разрезов и бурения. Необходимо выбирать глубокие скважины со сменой контрастных по составу грунтов (пески-глины, торф-песок, пески-известняки и др).
Наиболее сложная интерпретация радарограмм на суглинистых и глинистых отложениях, в связи с тем, что отложения такого характера сильно «гасят» волну благодаря высоким значениям ε. Дешифрируется лишь самый верх отложений.
Наиболее достоверная и хорошо интерпретируемая информация получается при зондировании на отложениях легкого и грубого гранулометрического состава (песчано-супесчанных, песчано-гравелистых) и на торфах.
Использование георадара необходимо сочетать с другими данными об отложениях. Особенно важно наличие представлений о структуре и генезисе отложений, нивелирование поверхности профилирования.

Некоторые рекомендации к работе с георадаром «ОКО-2»

математического моделирования в Гренландии [Bamber, Siegert, Griggs, et al., 2013]

пород региона, показанного красной рамкой на предыдущем слайде. Векторы скорости

поверхности льда (по данным SAR-интерферометрии на 2005 год [Spada,Ruggieri,Sørensen,et al 2012]) показаны красными стрелками. Максимальные скорости составляют 50 м/год и показывают направление поверхностного потока современного ледникового щита вблизи каньона. Они не могут быть таким же, как направление и скорость потока на глубине.
б) изостатическим компенсированная доледниковая поверхность рельефа горных пород .