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

Источники

СО РАН предлагает проводить электроразведку плотин в Арктике для избежания протечек
СО РАН предлагает проводить электроразведку плотин в Арктике для избежания протечек
ИНГГ СО РАН: прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методами
ИНГГ СО РАН: прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методами
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука Сибирского отделения Российской академии наук
ИНГГ СО РАН: прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методами
ИНГГ СО РАН: прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методами
На территории Крайнего Севера грунтовые плотины строятся по мерзлому типу
СО РАН предлагает проводить электроразведку плотин в Арктике для избежания протечек
Прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методами
Прочность грунтовых плотин на Крайнем Севере можно проверить геофизическими методами
СО РАН предлагает проводить электроразведку плотин в Арктике для избежания протечек
Новосибирские ученые-геофизики проверяют прочность плотин на Крайнем Севере