// Вие четете...

Приложни науки

Грундова снимка.

„Колкото знаеш, толкова и те ценят.“

Въведение. Дънен грунд наричат всеки материал, съставляващ повърхността на дъното на моретата и океаните. Свойствата на дънния грунд оказват съществено влияние на използването на оръжието и техническите средства на ВМФ, а също така и на безопасността на мореплаването.

Определянето на дънния грунд или така наречената грундова снимка се извършва с цел получаване на информация за състава и разпределението на грунда на дъното, необходима за нанасяне на морските навигационните карти в интерес на осигуряване на мореплавателите и създаването на карти и атласи на грунда.

Грундовата снимка се извършва чрез непосредствено вземане на проби в точки, рационално разположени върху цялата площ на обследване, наричани грундови станции, а също така и получаването на характеристиките на грунда на дъното между станциите с косвени методи.

Грунда съществено влияе на ефективността на използване на оръжията и техническите средства на ВМФ. Така в зависимост от типа на грунда (неговата електропроводимост и акустични свойства) съществено се изменят ширината на полосата на тралене на електромагнитните и акустични средства. От типа на дънния грунд зависи ефективността на много оръжия. Характеристиките на грунда обезателно се отчита при лягане на ПЛ на грунд и т.н. Ето защо е необходимо да се изучава разпределението на дънните грундове, техните свойства и характеристики.

Особености на изучаване на дънния грунд. Под дънен грунд се разбира несплотени (неконсолидирани) утайки, горния слой на които е достъпен за изследвания по пътя на вземане на проби с помощта на грундова тръба и други грундови прибори. Утаечни породи, чиито долна граница на слоя породи може да се счита с кристален фундамент, а скоростта на разпространение на звука е 6,7 км/сек, в настоящо време се изследват с помощта на неконтактни методи (с помощта на сеизмична или акустична апаратура).

Основни особености на грунда и утаечните породи, свързани с тяхното изучаване се явяват:

– наличие на много параметри, подлежащи на изучаване;

– многозначен или качествен характер на отделните параметри;

– възможност за наличие на разрив на непрекъснатостта на полето на отделните параметри.

Първата особеност произтича от това, че за разлика от изучаване релефа на дъното, където ние имаме работа с геометрични понятия, в дадения случай се изучават многочислените свойства на веществата, което изисква наличието на различни прибори за изучаване на отделните параметри на грунда на морското дъно. Освен това, дадено свойство предизвиква сложност в получаването и обработката на получената информация. Към основните параметри на грунда на морското дъно, представляващи интерес за ВМФ и за изучаване от Хидрографска служба се отнасят: – тип; – цвят; – консистенция; – веществен състав; – включване; – стратификация (мощност на утаечните породи); – гранулометричен състав; – естествена влажност; – обемна маса и плътност; – порестост; – число на пластичност; – коефициент на свързаност (консистенция); – коефициент на отражение; – коефициент на обратно разсейване; – скорост на разпространение на надлъжните и напречните звукови вълни в грунда; – електропроводимост; – магнитни свойства на грунда и т.н.

Втората особеност се заключава в това, че някои от свойствата на грунда не се изразяват с едно число (например, механичния състав на грунда) или въобще няма за сега количествено изображение (например, типа на грунда).

Необходимо е всички интересуващи ни параметри да имат количествена оценка, без която е невъзможно формирането на изискванията за точност на определяне на тези параметри, а оттук и проектиране на необходимата подробност на снимката. Освен това е необходимо да се стремим към това, щото тази оценка да се изразява с едно число. В настоящия момент оценката за механичния състав на грунда се извършва с различни способи, например с помощта на триъгълника, позволяващ да се характеризира механичния състав с коефициента на относителната глинестост, отчитащ процента на съдържание на частици с размер от 1 мм и по-малки. Но дадения способ не позволява да се характеризира този параметър с едно число.

Третата особеност се заключава в това, че полето на отделните параметри на грунда (например, скоростта на разпространение на звука в грунда) могат да имат разриви, което не позволява в пълен размер да се използва информацията за тези полета при планирането и оценката на точността на морската грундова снимка.

По този начин, всички причислени особености създават значителни трудности, както при изучаването на дънния грунд, така и в планирането на грундовата снимка. По тази причина грунда и до този момент се явява по-малко изучения в сравнение с полето на релефа на дъното.

Методи за изучаване на грунда на морското дъно.

А) Изучаване на дънния грунд чрез вземане на проби.

В настоящия момент при изучаването на физико – механичните характеристики на морския грунд основна роля играят контактните способи за изучаване, основани на вземане на проби от грунда в отделни точки. За тази цел се използват различни приспособления, обединени с общия термин – грундо добиващи прибори.

Проби от грунда с грундо добиващи прибори се вземат на стоп, в дрейф или на ход в зависимост от използвания прибор.

В качеството на основен прибор за вземане на проби от грунда се използват грундова тръба. За получаване на проба от горния слой на грунда се използва дъночерпател Д-4-0,025, Океан – 0,1.

За сбора на образци от крупно отломъчни отлагания (валун – голям естествено огладен камък, камъни, галка – баластра) използват драга (ДЗ-57).

При работа на грундова станция най-напред се спуска дъночерпател. След това в зависимост от характера на грунда, спускат една или друга тръба; в зоните на разпространени блатисто мочурливи, рохки утайки се използва ударно грундова тръба (ТГ-1, ТГ-1,5, ТНХ-Т, ТНХ-Л); в зоните на плътни и песъчливи утайки се използват хидростатична (Грунт-2-ГА) или бутална (ТГП-74) тръба. Ако има признаци за наличие на дъното на големи валчести камъни, камъни или скален грунд, се извършва драгиране с малък ход на кораба.

Б) Косвени методи за изучаване на дънния грунд.

Грундо добиващите прибори позволяват да се вземат образци от грунда и всестранно да се изследват техните свойства. Но дискретния характер на получаване на проби не дава пълна картина на разпределението на грунда на океанското дъно и поради това се нуждае от допълнителни сведения.

Друг недостатък на грундо добиващите прибори се явяват получаването на информация само от повърхностния слой на дънния грунд. И двата указани недостатъка в известна степен се компенсират с използването на косвени методи за изучаване на дънния грунд. Към такива методи се отнасят: АФС, подводна снимка, подводно видео наблюдение, акустични и геофизични методи.

Подводната фото снимка и телевизионно наблюдение позволяват да се изследва микро релефа и структурата на дънните отлагания на всякакви дълбочини.

Акустичните методи се базират на различията в скоростта на разпространение на звука и звуко отражателната способност на грунда, а също така и на различното разсейване на звуковата енергия от неравностите на дъното и във вътрешността на дънните отлагания. В настоящия момент на дадения метод се отделя голямо внимание като най-перспективен. Така приетия на въоръжение морски хидрографски грундо граф МГГ-1 работи на принципа на акустичния метод. На същия този принцип работи и преминаващия днес изпитания анализатор на ехо сигнали.

В последните години при обследване на морското дъно е получил признание методът на звукова геолокация.

Геофизичните методи се използват за много по дълбоководни изследвания на характера и структурата на утаечните и вулканично изхвърлени породи. Тук най-голямо използване са получили: сеизмичното разузнаване, гравиметричната и хидро магнитна снимка, а също така и електроното профилиране. Комплексното им използване ще установи структурата и плътността на дънните отлагания.

В) Сеизмични изследвания на море.

Първите опити по използването на сеизмичните методи за изследване на море в Русия били проведени през 1941 г. на Каспийско море.

В Русия практически използват всички модификации на сеизмично изследване на море по метода на отразените вълни (МОВ), корелационния метод за пречупване на вълните (КМПВ) дълбочинното сеизмично сондиране на земната кора (ГСЗ). Методът на отразените вълни има най-голямо разпространение в морските изследвания. Този метод се използва за регионално изследване на геоложкия строеж на площи със значителна мощност на утаечните породи.

Сеизмичните работи по метода на отразените вълни (МОВ) в настоящия момент се изпълняват основно в две модификации:

1. Едно точково профилиране по МОВ.

2. Непрекъснато профилиране с многократно припокриване.

В дълбоководни акватории сеизмичното профилиране по МОВ се изпълнява при непосредствено движение на кораба със скорост от 5 до 15 възела. Приемното устройство се буксира на зададена дълбочина във водата, оптимална за използвания диапазон на честота. Излъчването на гъвкави вълни се осъществява с интервал 400 – 600 м в зависимост от дължината на приемното устройство (от 800 до 1200 м), честотата на излъчване е от 30 – 40 за час.

При непрекъснатите сеизмични профилирания с многократно припокриване излъчването на ударни импулси се осъществяват достатъчно често, така че при преминаването на приемното устройство над дадена точка се произвеждат няколко излъчвания на гъвкави колебания.

При използване на малки заряди честотата на взривовете е 120 – 160 взрива в час при интервал 100 – 200 м. Дължината на приемното устройство, като правило е 1800 – 3000 м, което позволява да се осъществи 6 – 12 кратно припокритие. Значителната дължина на приемното устройство позволява успешно да се използват методи, позволяващи отстраняването на регулярни препятствия.

При използване на не взривни източници честотата на излъчване е от 360 до 900 в час, което позволява да се съкрати дължината на приемното устройство до 100 – 500 м.

Процеса на излъчване на импулси и регистрацията на отразените вълни напълно или частично са автоматизирани.

В качеството на източник на гъвкави вълни могат да се използват: взривяване на твърди ВВ, взривяване на газови смеси, акустични оръдия, електро искрови разряди. Всички те притежават редица преимущества и недостатъци.

Корелационния метод на пречупване на вълните (КМПВ) се използва за изучаване на утаечните структури на големи дълбочини. При КМПВ разстоянията от взрива до приемника трябва да бъдат значителни (до 20 км и повече), а това отслабва интензивността на сеизмичните сигнали. Взривовете се извършват от отделен кораб, приемната коса има увеличен брой отделни приемници, съединени към един сеизмичен канал. Поради това този метод е получил значително по-малко разпространение на море, отколкото МОВ.

Дълбочинно сеизмично сондиране (ДСС) на море се извършва обикновено с методите на подвижни взривове и неподвижни регистриращи станции. На кораба, за приемане на сеизмичните вълни се използват 1 – 2 хидрофона, които дават записи практически в една точка. Хидрофоните се потапят на дълбочина 50 – 70 м. Добри резултати дават наблюденията от ПЛ.

3. Средства за извършване на грундова снимка.

Към контактните средства за извършване на грундова снимка се отнасят:

1) Грундови тръби: а) ударни (от лек и тежък тип); б) бутални; в) хидростатични;

2) Дъночерпатели;

3) Драги.

Дадените средства позволяват вземане на проби от определен тип грунд на ход или на стоп, от едни или други дълбочини.

В настоящия момент на въоръжение в ХС на ВМФ има две неконтактни средства за извършване на грундова снимка – морски стратификатор на грунда „Виг-3” и морски хидрографски грундо граф МГГ-1.

Морския стратификатор на грунда (стратограф), шифър „Виг-3” има работна дълбочина от 20 до 6000 м, дълбочина на сондиране на грунда до 500 м. Излъчващо устройство – електроискров излъчвател, приемно устройство – коса с пиезо електрически приемници. Зад бордното устройство се буксира зад кърмата на разстояние 150 – 200 м на дълбочина равна на 2 – 3 газения на кораба при скорост на хода не повече от 12 възела.

През 1992 година в ХС на ВМФ е прието на въоръжение ново техническо средство – морски хидрографски грундо граф МГГ-1, предназначен за без контактно определяне на типа на повърхностния грунд на дъното и изучаване на акустично – геологичните разрези в изследваната акватория по хода на кораба. С негова помощ могат да се определят:

а) типа на повърхностния грунд на дъното: – рохкав (тинест); – полу уплътнен (пясъчно – глинест); – уплътнен (кррупно – отломъчен, пясъчен); – газо наситен (глинест слабо уплътнен);

б) стратификацията на рохкавия грунд на дълбочина, лежащ на дълбочини до 70 м;

в) акустичния коефициент на отразяване от повърхностния слой на грунда по нормалата към повърхността на дъното с СКГ на повече от 5%.

Грундографът позволява обследването на акватории с дълбочина от 20 до 2000 м при скорост до 10 възела и вълнение на морето до 4 бала.

Регистрация на информацията за стратификацията и изследваните параметри на грунда на дъното, а също така и за потапянето на приемното устройство се извършва чрез самописците на грунтографа върху електро термична хартиена лента от типа ЕТБ-Х с ширина 510 мм.

Захранване – 220В/50хц и мощност 10кВ х А.

Грундографът издържа непрекъсната работа в течение на 24 часа, след което работата се прекъсва на не по-малко от 2 часа.

Работите с използването на грунтографа включва в себе си:

– подготвителни работи в базата и в района на снимката;

– морска грундова снимка по сеизмо акустичен метод по пътя на контролен пробо отбор;

– предварителна и окончателна обработка на материалите от снимката.

При обща и подробна снимка по способа на сеизмично акустичното профилиране трябва да се предшества с вземането на проби от грунда, при това САП се изпълнява едновременно с измерване на дълбочините с ехолот.

Основните характеристики на контактните и не контактните средства за извършване на грундова снимка, както такива каквито има на въоръжение, така и намиращи се в стадии на изпитание и проектиране, приведени са в таблица 1 и 2.

Таблица 1 Основни характеристики на грундо добиващите прибори

Таблица 2 ТТХ на някои сеизмично акустични и акустични средства

Заключение. Изучаването на грунда в настоящия момент придобива все по-голяма актуалност. Данните за техните параметри са необходими, както за навигационно – хидрографското осигуряване на дейността на ВМФ, така и за нуждите на науката и народното стопанство. В настоящия момент разпределението на грундовете и техните параметри в Световния океан не е изучено достатъчно. За тяхното изучаване се изискват съвременни технически средства, както контактни, така и дистанционни.

Най-нови и перспективни се явяват акустичните методи за определяне на параметрите на грунда. В настоящия момент те се развиват бурно на нова качествена основа. С времето акустичните средства ще заемат водещо място в изучаването на свойствата на грунда.

Независимо от това, контактните средства също не са лишени от бъдеще, тъй като позволяват непосредствено изучаване на грунда и не поотделно, а на почти всички негови параметри.

За в бъдеще ще се използват, както контактните, така и не контактните средства за изучаване на грунда на дъното. При това най-вероятно е като основно средство за изучаване на грунда да станат неконтактните средства, а контактните да се използват за контрол на снимката и получаване на уточняваща информация за параметрите на грунда на морското дъно в отделни точки.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар