Методы инженерной геофизики при поисках техногенных объектов на мелководных акваториях
Аннотация
Введение: в настоящей работе рассматривается проблема выявления техногенных тел на мелководной акватории скрытых в результате процесса седиментации. В качестве решения задачи предлагается комплексный подход, основанный на результатах интерпретации выполненных измерений модуля вектора магнитной индукции, в соответствии с предлагаемой методикой съемки, поддержанной методами сейсмоакустики. Методика: в условиях мелководной акватории и ограниченного береговыми линиями пространства исключается использование громоздкого оборудования и крупногабаритных плавательных средств. Отсюда предлагается выработать комплекс методов и методику работ с применением маломерных плавательных средств, при поисках и обнаружении непрогнозируемых дискретных намагниченных объектов. На основе ранее выполненных изысканий на протяженных линейных техногенных объектах была применена пошагово совокупность: гидроакустического, магнитометрического и геоакустического методов. В методическом обеспечении каждого из вида выполняемых работ является разрешимость, которая будет гарантировать выявление целей, и достаточность собранной информации, дающей общее представление о состоянии акватории. Результаты и обсуждение: гидроакустическое обследование, как средство визуализации, дало представление о степени захламленности дна антропогенными объектами, но не смогло однозначно выявить фрагменты танка, в виду того, что за длительный период времени всё было нивелировано русловыми наносами. В результате выполненных магнитометрических наблюдений были выявлены две значительные аномалии магнитного поля. Произведена количественная интерпретация магнитных аномалий для двухмерного случая: выполнен пересчет в верхнее полупространство, дана оценка глубины заложения объектов. По итогам работы геоакустического метода были уточнены глубины в акватории реки. Совокупные результаты задействованного комплекса позволили обратиться к решению прямой задачи магнитометрии с использованием программной среды Mathcad14. В результате выполненного моделирования в программе Mathcad14 вычисленное поле модуля вектора индукции от совокупности модельных источников, показало хорошую тождественность к наблюдённому полю. Прямые водолазные обследования, которые последовали после завершения стадии изысканий, подтвердили наличие корпуса и башни танка, перекрытых речными наносами. Заключение: основными результатами наших исследований, направленных на обеспечение безопасности хозяйственной деятельности на мелководных акваториях при осуществлении поиска непрогнозируемых намагниченных техногенных объектов, является совершенствование методики гидромагнитной съемки с последующей интерпретацией данных, в том числе с применением компьютерного моделирования, а также выработка оптимального комплекса геофизических работ.
Скачивания
Литература
2. Manshtein A. K. Maloglubinnaya geofizika : Posobie po spetskursu [Shallow Geophysics: A Specialized Course Manual]. Novosibirsk, NGU publ, 2002. 135 p. (In Russ)
3. Glaznev V. N., Starikov V. S. Primenenie metodov magnitometricheskoi s"emki dlya issledovaniya podvodnykh perekhodov truboprovodov razlichnoi protyazhennosti v usloviyakh melkovod'ya [Application of magnetometric methods for studying underwater pipelines of various lengths in shallow water conditions]. Sbornik dokladov 5-oi Mezhdunarodnoi nauchnO–prakticheskoi konferentsii «Inzhenernaya i rudnaya geofizika 2009» [Collection of reports of the 5th International Scientific and Practical Conference "Engineering and Ore Geophysics 2009"]. 2009. DOI. (In Russ)
4. Starikov V.S. Geofizicheskie raboty pri izuchenii tekhnogennykh ob"ektov na melkovodnykh akvatoriyakh [Geophysical work in the study of technogenic objects in shallow water areas]. Voprosy teorii i praktiki geologicheskoi interpretatsii geofizicheskikh polei: Materialy 47-i sessii Mezhdunarodnogo nauchnogo seminara D. G. Uspenskogo - V. N. Strakhova [Questions of theory and practice of geological interpretation of geophysical fields: Proceedings of the 47th session of the International Scientific Seminar of D.G. Uspensky, V. N. Strakhova], Voronezh, Nauchnaya kniga publ., 2020, pp. 261–265. (In Russ)
5. Spravochnik geofizika [Geophysicist Handbook]. Ed.. V.E. Nikitskogo, Yu. S. Glebovskogo. Moscow, Nedra publ., 1990. 367 p. (In Russ)
6. Gallyamov I. I., Ishemguzhin E. I. Vvedenie v vysokotochnuyu magnitnuyu s"emku vnutripromyslovykh podzemnykh truboprovodov : Uchebnoe posobie [Vvedenie v vysokotochnuyu magnitnuyu shooting vnutripromyslovykh podzemnykh truboprovodov: Uchebnoe posobie]. Ufa, Ufim. gos. neftyanogo tekhn. un-ta publ. 2000. 70 p. (In Russ)
7. Krapivskii E. I., Nekuchaev V. O. Distantsionnaya magnitometriya gazonefteprovodov [Remote magnetometry of gas and oil pipelines]. Ukhta, UGTU publ., 2011. 142 p. (In Russ)
8. Zhao W., Huang X., Chen S., Zeng Z., Jin S. A detection system for pipeline direction based on shielded geomagnetic field. Int. J. of Pressure Vessels and Piping, 2014, vol. 113, no 1, pp. 10–14.
9. Aginei R. V., Musonov V. V., Gus'kov S. S. Modelirovanie magnitnykh anomalii pri provedenii magnitometricheskogo kontrolya truboprovodov s poverkhnosti grunta [Modeling of magnetic anomalies during magnetometric inspection of pipelines from the soil surface]. Truboprovodnyi transport – Pipeline transport, 2013, no. 1, pp. 40–44. (In Russ)
10. Zagidulin T. R. Raschet magnitnogo polya stal'noi truby konechnoi protyazhennosti v postoyannom odnorodnom namagnichivayushchem pole [Calculation of the magnetic field of a steel pipe of finite length in a constant uniform magnetizing field]. Kontrol' i diagnostika – Monitoring and diagnostics, 2014, no 6, pp.15–24. (In Russ) DOI
11. Novikova P. N. Voroshilov P. N, Kopytin V. V., Subbotin P. A., Kalashnikova M. M., Temirov P. A. Inzhenernaya magnitorazvedka pri obnaruzhenii podzemnykh kommunikatsii v usloviyakh pomekh tekhnogennogo proiskhozhdeniya [Engineering magnetic prospecting for detecting underground utilities in conditions of technogenic interference]. 18-ya molodezhnaya nauchn. shkola po geofizike. Sbornik nauchnykh materialov [18th youth scientific. school of geophysics. Collection of scientific materials]. Perm, GI URO RAN, 2017, pp. 147–151. (In Russ)
12. Glaznev V. N., Starikov V. S. Ostatochnaya namagnichennost' I vneshnee magnitnoe pole pryamoshovnykh stal'nykh trub, kak ob"ekta inzhenernykh izyskanii [Residual magnetization and external magnetic field of longitudinal welded steel pipes as an object of engineering survey]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2018, no. 3, pp. 83–92. (In Russ)
13. Starikov V. S., Glaznev V. N. Magnitnye svoistva i anomal'noe magnitnoe pole pryamoshovnykh stal'nykh trub [Magnetic properties and anomalous magnetic field of longitudinal welded steel pipes]. Voprosy teorii i praktiki geologicheskoi interpretatsii gravitatsionnykh, magnitnykh i ehlektricheskikh polei: Sbornik nauchnykh trudov [Questions of theory and practice of geological interpretation of gravitational, magnetic and electric fields: Collection of scientific papers.]. Vol. 1 (46). Perm, GI URO RAN, PGNIU, 2019, pp. 337–340. (In Russ)
14. Furness P. The magnetic fields of steel drums. Journal of Applied Geophysics, 2002, vol. 51, pp. 63–74.
15. Glaznev V. N., Starikov V. S. Otsenka razreshayushchei sposobnosti magnitnogo gradientometricheskogo metoda pri reshenii inzhenernykh geofizicheskikh zadach [Estimation of the resolving power of the magnetic gradiometer method in solving engineering geophysical problems]. Materialy XVI mezhdunarodnoi konferentsii «Struktura, svoistva, dinamika i minerageniya litosfery Vostochno-Evropeiskoi platformy» [Materials of the XVI International Conference "Structure, Properties, Dynamics and Minerageny of the Lithosphere of the East European Platform"]. Voronezh, IPTS Nauchnaya kniga publ., 2010, pp. 193–196. (In Russ)
16. Gershanok L. A. Maloglubinnaya magnitorazvedka v usloviyakh promyshlennykh pomekh [Shallow magnetic prospecting in industrial noise conditions]. Vestnik Permskogo universiteta. Ser.: Geologiya – Bulletin of Perm University. Geology, 2013, vol. 1 (18), pp. 34–49. (In Russ)
17. Semevskii R. B., Averkiev V. V., Yarotskii V. A. Spetsial'naya magnitometriya [Special magnetometry]. Saint Petersburg, Nauka publ., 2002. 228 p. (In Russ)
18. Starikov V. S., Kochetov M. V. Otsenka razreshayushchei sposobnosti gidromagnitnoi gradientometricheskoi s"emki [Estimation of the resolution of the hydromagnetic gradient metric survey]. Innovatsionnye metodiki geofizicheskikh issledovanii : Materialy ezhegodnoi molodezhnoi nauchnoi konferentsii kafedry geofiziki Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta [Innovative methods of geophysical research: Materials of the annual youth scientific conference of the Department of Geophysics, Voronezh State University]. Voronezh, Nauchnaya kniga publ,. 2018, pp. 90–94. (In Russ)
19. Glaznev V. N. Otsenka granits primenimosti stokhasticheskikh modelei potentsial'nykh polei [Estimation of the limits of applicability of stochastic models of potential fields]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 1999, no 8, pp. 153–156. (In Russ)
20. Bulakh E .G., Levashov S. P. Postroenie geoplotnostnykh modelei metodom posledovatel'nogo nakopleniya i razrastaniya anomal'nykh mass [Construction of geo-density models by the method of sequential accumulation and growth of anomalous masses]. Izuchenie litosfery geofizicheskimi metodami [Study of the lithosphere by geophysical methods]. Kiev, Naukova dumka publ., 1987, pp. 37–47. (In Russ)
21. Starikov V. S. Inzhenernaya magnitometriya pri issledovanii tekhnicheskogo sostoyaniya stal'nykh truboprovodov bol'shogo diametra [Engineering magnetometry in the study of the technical condition of large-diameter steel pipelines]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2016, no. 3, pp. 114–118. (In Russ)
22. Glaznev V. N., Loshakov G. G. Ob odnom metode modelirovaniya rudnykh ob"ektov s ispol'zovaniem adaptivnoi approksimatsii [On one method for modeling ore objects using adaptive approximation]. Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo universiteta. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology, 2012, no. 1, pp. 243–246. (In Russ)
