На территории Крайнего Севера грунтовые плотины строятся по мерзлому типу, что означает: тело дамбы, ее основание и сопряжение с берегами должны находиться в многолетнемерзлом состоянии в течение всего периода эксплуатации.
Если это условие будет нарушено, изменится термический режим и криогенное строение грунтов, а следом за ними – физико-механические, теплофизические и фильтрационные свойства пород, из которых состоят основание и тело плотины. По сквозным талым зонам пойдут неконтролируемые утечки воды, а ослабление физико-механических свойств может привести к разрушению дамбы.
По словам заведующего лабораторией геоэлектрики ИНГГ СО РАН к.г.-м.н. Владимира Владимировича Оленченко, эффективно выявить фильтрацию в теле плотины и береговых примыканиях позволяют методы электроразведки – электротомография и электромагнитные зондирования становлением поля.
При измерениях методом электротомографии используют многоэлектродные электроразведочные станции. Инженеры выполняют электрические зондирования вдоль и поперек дамбы – глубинность исследований достигает 35-40 метров, а при необходимости может быть увеличена до 80-120 м. Зондирование становлением поля (ЗС) проводят с помощью возбуждения электромагнитного поля в незаземленной петле – кабеле, который раскладывают на поверхности. Размер петли 100х100 м. Особыми датчиками измеряют вторичное электромагнитное поле, которое несёт информацию об удельном электрическом сопротивлении горных пород под петлей. Полученные данные проходят обработку в специальных программах. Глубинность зондирований методом ЗС достигает нескольких сотен метров.
Затем геофизики составляют карты распределения удельного электрического сопротивления (УЭС) грунтов плотины и береговых примыканий и выделяют аномальные области пониженных УЭС, интерпретируемые как таликовые зоны. Все это помогает определить наиболее слабые места дамбы, которые нуждаются в укреплении и ремонте.
Сотрудники ИНГГ СО РАН уже успешно использовали электротомографию для обследования грунтовых плотин – в частности, на ручье Поисковый в Усть-Янском улусе Республики Саха (Якутия) в 2013-м году. Здесь были обнаружены талики внутри тела плотины и каналы фильтрации в основании насыпи. В 2020 году проведены обследования крупного гидротехнического сооружения в Мирнинском улусе Республики Саха (Якутия) методом электромагнитного зондирования. Работы проводились в зимний период с поверхности льда. Результатом исследований стали обнаруженные каналы обводной фильтрации подземных вод в береговых примыканиях хвостохранилища. Эти данные позволят разработать эффективные противофильтрационные мероприятия.
Отработанные методики специалисты готовы применять и на других подобных объектах.
Вид на грунтовую плотину на ручье Поисковый (Якутия)
Электромагнитные зондирования с поверхности льда на хвостохранилище (Якутия)
Текст под редакцией Павла Красина
Фото предоставлено В.В. Оленченко
СО РАН предлагает проводить электроразведку плотин в Арктике для избежания протечекРамблер/новости (news.rambler.ru), 30.10.2020
СО РАН предлагает проводить электроразведку плотин в Арктике для избежания протечекТАСС, 30.10.2020
ИНГГ СО РАН: прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методамиНаучная Россия (scientificrussia.ru), 30.10.2020
ИНГГ СО РАН: прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методамиНовости сибирской науки (sib-science.info), 30.10.2020
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наукФСМНО (sciencemon.ru), 30.10.2020
ИНГГ СО РАН: прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методамиНаука в Сибири (sbras.info), 30.10.2020
ИНГГ СО РАН: прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методамиСибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 31.10.2020
На территории Крайнего Севера грунтовые плотины строятся по мерзлому типуМеждународная Ассоциация Фундаментостроителей (fc-union.com), 2.11.2020
СО РАН предлагает проводить электроразведку плотин в Арктике для избежания протечекРегиональная энергетика и энергосбережение (energy.s-kon.ru), 2.11.2020
Прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методамиNews-Life (news-life.pro), 31.10.2020
Прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методамиEnergyland.info, 31.10.2020
СО РАН предлагает проводить электроразведку плотин в Арктике для избежания протечекUprava.org, 31.10.2020
Новосибирские ученые-геофизики проверяют прочность плотин на Крайнем СевереРИА Сибирь (ria-sibir.ru), 5.11.2020