// Вие четете...

Приложни науки

Извършване на морска грунтова снимка.

„Не говори, каквото знаеш, но знай какво говориш.“

Методи и средства за изучаване на морските дънни грунтове. За изучаване на морските дънни грунтове се използват преки и коствени методи.

Същност на преките методи се състои в непосредствен анализ на пробите от дънния грунт, за вземането на които се използват различни механични устройства, обединени от общ термин – грунто добиващи прибори.

Грунто добиващите прибори позволяват повдигането на образци от грунта и всестранно изследване на техните свойства. Но дискретността на получаване на пробите не дава пълна картина на разпределението на грунтовете на океанското дъно и поради това се нуждаят от допълнителни сведения. Други недостатъци на грунто добиващите прибори се явяват получаването само на информация за повърхностния слой на дънния грунт.

И двата недостатъка в известен смисъл се компенсират с използването на коствените методи за изучаване на дънния грунт, които са основани на определянето на някои параметри на грунта по резултатите от взаимодействието с изкуствени и естествени физически полета.

Грунто добиващи прибори. На дълбочини до 5 м проби от повърхността на грунта може да се получи със сонда или метална чаша, закрепена на края на въже. На дълбочини по-големи от 5 м проби от рохкав грунт се вземат с помощта на дъночерпалки и грунтови тръби. За вземане на проби от корени породи се използват драги.

Дъночерпателите се използват във вид на тежки черпалки или шарнирно съединени метални черупки (като на мида). При достигане на дъното черупките на устройството се затварят като се врязват в грунта, а при издигането под действие на собственото си тегло или специален механизъм се затварят, запазвайки взетата проба от грунта от размиване от потока морска вода. Дъночерпателите се използват за вземане на проби от повърхностния слой на грунта; дълбочината на тяхното проникване в грунта не превишава 30 – 40 см.

Грунтовите тръби са предназначени за вземане на проби не само от повърхностния, но и от по-ниско лежащия слой на грунта. Дължината на тръбата се колебае от един до десетки метра. Различават се ударни, бутални и хидростатически тръби.

Ударните тръби са най-простите по конструкция и се удълбочават в грунта под действие на сила, величината на която зависи от масата на тръбата и скоростта на нейното спускане. Недостатък на ударните тръби е в това, че дължината на колонката от грунта в тях винаги е по-малък от удълбочаването й в грунта, заради силата на вътрешно триене, развиващо се при уплътнение и заклинване в утайките. Под въздействието на тази причина пластичните слоеве на грунта в тръбата имат по-малка мощност, от тяхната мощност в натура.

Буталните тръби се удълбочават в грунта под действието на живата сила на падането. Но след това започва тяхното допълнително удълбочаване за сметка на вакума, създаван при изтеглянето на буталото с въже. За разлика от ударните, буталните тръби вземат колонки от грунта, чиито дължина е равна на вдълбочаването им в дебелината на утайките. Буталните тръби позволяват да се получи колонка от грунта с дължина по-голяма от 20 м с незначителни нарушения на стратификацията на дъните отлагания.

Хидростатичните тръби имат допълнителен балон, запълнен с вода на толкова, че неговото въздушно пространство да съответства на обема на кухината на колонката на тръбата. Когато грунтовата тръба започне да се вдълбочава в дебелината на утайките, налягането се отваря със специален кран, посредством който кухината на балона се свързва с кухината на колонката на тръбата. За сметка на разликата в налягането (хидростатичното на дъното и атмосферното в балона) тръбата се забива в отлаганията, а колонката на тръбата се запълва с грунт. Дълбоководните хидростатични тръби позволяват получаването на колонки от грунта с дължина до 30 – 35 м с не нарушена слойност.

Драгите представляват твърди метални рамки, обшити с плътен материал или с тънки стоманени листи. Вземането на грунт с помощта на драга (драгиране) се извършва на малък ход по пътя на буксиране на стържещо зад борд устройство до неговото запълване с отломки на корени породи.

Непосредствено вземане на проби от грунта може да се извърши също с помощта на водолази и аквалангисти. Много по-рационално вземане на проби е възможно при използването на дистанционно управляеми или обитаеми дълбоководни апарати. Манипулатори или други устройства, поставени на дълбоководни апарати, позволяват получаването на проби от грунта на големи дълбочини и обследването на различни участъци от дъното с голяма подробности.

Косвени методи за изучаване на морските грунтове. Към косвените методи за изучаване на морските грунтове се отнасят подводната фото снимка, подводната телевизия, акустичните и геофизичните методи.

Подводната фото снимка и най-вече стерео фото граметричната снимка позволява изследване на микро релефа и структурата на дънните отлагания на всякакви дълбочини.

За същите цели служи и подводната телевизия, но като преимущество се явява възможността за получаване на непрекъсната информация в полосата на следене на хидрографския кораб или на дълбоководния апарат.

Акустичните методи се базират на различията в скоростта на разпространение на звука и на звукоотражателната способност на грунтовете, а също така и на различното разсейване на звуковата енергия от неравностите на дъното и в дебелината на дънните отлагания. Грунтовете отразяват различно звуковите вълни, но за всеки тип грунт характеристиката на отразяване се запазва стабилна в достатъчно тесни граници. Това свойство се използва за опознаване на грунта с помощта на осцилограф, включен към ехолота. На екрана на осцилографа грунта се опознава по формата на отражение от дъното и приетия от ехолота импулс по пътя на сравнение с изображението на еталони импулси. Такива еталони на изображения се получават при обследване с ехолот на участъци от дъното с известен тип на грунта.

Във връзка с това, че характера на отразения импулс зависи от много причини (параметри на ехолота, геологичния строеж на дъното, плътност на морската вода), не поддаващи се на точно отчитане или на непрекъснато изменящи се, правилното определяне на типа на грунта, тези методи понякога се натъкват на големи трудности.

В последните години при обследване на морското дъно се използва методът на звукова геолокация. Същността на този метод се заключава в това, че във водата се възбуждат мощни импулси с променливи (еластични) колебания на звуковата честота, достигащи дъното и отразяващи се от него, подобно на импулсите на ехолота. Част от енергията прониква при това в повърхностния слой на грунта, и ако налягането на звуковия импулс е било достатъчно, то тук тя не се поглъща напълно. На границата на слоевете на грунта с друга плътност се случва вторично отражение, а останалата енергия позволява на звуковия импулс да достигне до границата на следващия слой. Отразяването на импулса от дъното и слоевете на грунта се регистрират на ехограма в реда на постъпване и отразява стратификацията на утаечните породи.

Създаването на различни класи геолокатори и стратографи, позволяващи получаването на геолого акустични разрези на породите, разположени на дъното на океаните и моретата. Ако в някои точки на такива разрези грунта е бил определен с преки методи, то геолокацията позволява проследяването на тяхното площно разпределение.

Геофизичните методи се използват за по-дълбоко изследване на характера и структурата на утаечните и изхвърлените вулканични породи.

Тук най-голямо приложение са получили: сеизмичното разузнаване, гравиметричната и морската магнитна снимка, а също така и електропрофилирането. Комплексното им използване позволява установяването на структурата и плътността на дънните отлагания.

Извършване на морска грунтова снимка. Информация за грунтовете и тяхното разпространение се получава в процеса на изпълнение на морската грунтова снимка. Също така, както и при снимка на релефа на дъното, като последната се дели на три типа: обща, подробна и детайлна.

Общата снимка е предназначена за определяне на общия характер на разпределение на грунтовете на обширни акватории на Световния океан. Основната цел на подробната снимка се състои в изучаването на грунтовете на отделни райони на моретата и океаните и определяне на площите с еднородни грунтове. Детайлна снимка се извършва на не големи акватории за получаване на всестранни характеристики на грунта с цел осигуряване на конкретни приложни задачи.

Достигането на целите за всяка от посочените типове снимки се осигурява от съвкупност от елементи, формиращи технологията на грунтовата снимка. Основни елементи на технологичната схема се явяват:

– задачите на снимката (определяне на характеристиките на грунта);

– способите на снимката;

– техническите средства на снимката;

– подробност на снимката;

– способи за определяне на координатите.

Като правило, грунтовата снимка се изпълнява съвместно с други видове хидрографски работи. Поради това способите за определяне на координатите тук са аналогични на разгледаните по-рано.

Ще се спрем на кратко на характеристиките на указаните елементи на технологичната схема.

При систематично изучаване на акватория стремежът е получаването на следните характеристики на дънния грунт: стратификация, тип, цвят, консистенция, веществен състав, обемна маса и плътност, естествена влажност, пористост, число на пластичност.

В съответствие с тези характеристики се избират способите и техническите средства за снимката.

Общата снимка се изпълнява по способа сеизмоакустично профилиране (САП) и вземане на проби от грунта в характерни точки от профила. Сеизмичноакустичното профилиране се изпълнява обикновено съвместно с извършването на промера. По резултатите от САП на ехограмата на стратографа отбелязват характерните точки (местата на пречупване на корените породи), в които след това се извършва вземане на проби от грунта.

При подробната снимка се използват резултатите от САП, проведено в период на общата снимка, или се набелязва нова система от профили. Основните работи по изучаване на грунта тук се осъществяват със способите за непосредствено вземане на пробите. В плитководните райони в пределите на прозрачност на морската вода се провежда айро фото заснемане.

Детайлната снимка се осъществява със способите за непосредствено вземане на проби от грунта, айро фото снимка, водолазно обследване и подводно фотогафиране.

Проби от грунта се получават на грунтовите станции, чиито мрежа се планира по резултатите от САП, или на основата на предишни материали.

Грунтова станция се нарича географската точка в морето (океана), на която се извършват работи по вземане на проби от дънния грунт.

На първо място на грунтовата станция, като правило, се спуска дъночерпател. След това в зависимост от характера на грунта и от получената проба се използват съответно грунтова тръба. За вземане на образци от крупно отломъчни материали се използват драги. Драгирането се извършва на малък ход.

Водолазно обследване се използва на дълбочини 20 – 25 м и се заключава в непосредствен подбор на проби и фотографиране на дъното от подводните плувци. Проби се вземат в местата на смяна на характера на грунта с помощта на тръби, забивани в грунта.

Подробността на грунтовата снимка се определя от разстоянието между грунтовите станции или разстоянията между галсите на САП. Тя зависи от предназначението (типа) на снимката, а също така от изучеността на района, дълбочината и разчлеността на релефа.

Изключително важно е определянето на площите, в пределите на които са разпространени еднороден грунт. Следователно, при планиране на мрежата на грунтови станции е необходимо да се отчита релефа на дъното и спецификата на релефообразуващите фактори.

Местата на грунтовите станции се набелязват така, че да бъдат облседвани всички характерни елементи на релефа на дъното (повишение, понижение върхове, склонове). Характера на грунта трябва да бъде установен на всички навигационни опасности. На участъците с еднороден грунт разстоянието между станциите трябва да е равно на ¼ по протяжността на участъка по направлението на галсите. Конкретни препоръки за назначаване на подробност на снимката, изработени на основата на опита от хидрографските изследвания, са приведени в ръководствата и правилата.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар