Исследование особенности строения техногенных отвалов методом георадиолокации

Любое производство связано с образованием отходов, негативно влияющих на экосистемы. Для их дальнейшей переработки, рекультивации или утилизации необходима достоверная информация об объеме и строении отвалов. Рассмотрены возможности георадиолокации для решения задач исследования техногенных образований. Представлены материалы георадиолокационных исследований техногенных отвалов на территории распространения многолетней мерзлоты. Геофизические работы по отвалам техногенного месторождения и свалке бытовых отходов проведены в зимнее время при полном их промерзании. В летний период с водной поверхности обследовались отвалы дражной отработки, скрытые под водой. На примере радарограмм, полученных на отвалах с россыпного месторождения золота, рассмотрены характеристики волновых полей. По ним выработаны интерпретационные признаки морфоструктурных неоднородностей в строении отвалов, позволяющие определять границы слоев различных отходов, наличие металлических включений, участков валунов и зон обводнений (повышенной влажности). При исследовании отвалов на дражном полигоне георадиолокацией выделяется галечный и эфельный материал, прослеживается граница коренных пород в основании техногенных образований. На свалке бытовых отходов определен волновой образ, соответствующий техногенно-загрязненным грунтам, по которому на радарограммах оконтурены зоны загрязнений и построена карта изолиний мощности их площадного распределения. В заключении сделаны выводы о возможности прослеживания границ слоев, составляющих отвал, отличающихся по каким-либо свойствам, и проведения более точного пространственного анализа форм отложений на основе классификации типов волновых картин.

Федорова Л. Л., Куляндин Г. А., Поисеева С. И. Исследование особенности строения техногенных отвалов методом георадиолокации // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. № 12—1. — С. 243—254. DOI: 10.25018/0236_149 3_2021_121_0_243.

Федорова Лариса Лукинична² — канд. техн. наук, доцент, вед. науч. сотр., lar-fed-90@rambler.ru;
Куляндин Гаврил Александрович¹ — науч. сотр., kgavrilu@yandex.ru;
Поисеева Саргылана Иннокентьевна² — канд. биол. наук, доцент, poisargy@mail.ru;
¹ Институт горного дела Севера им. Н. В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук — обособленное подразделение Федерального государственного бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра «Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук», 677980, г. Якутск, пр. Ленина, 43;
² Северо-восточный федеральный университет им.М. К.Аммосова, 677000, Республика Саха (Якутия), г. Якутск, ул. Белинского, 58, Россия.

1. Отчет публичного акционерного общества АК «АЛРОСА» (АК «АЛРОСА» (ПАО), АЛРОСА, Компания, Общество) за 2019 г. URL: http://www.alrosa.ru/wp-content/ uploads/2020/06/АЛРОСА-Годовой-отчет-2019.pdf.

2. Harry M. J. Ground penetrating radar: theory and applications, Elsevier, 2009. 524 p.

3. Финкельштейн М. И., Кутев В. А., Золотарёв В. П. Применение радиолокационного подповерхностного зондирования в инженерной геологии // Недра. — 1986. — 128 с.

4. Kl. Dimitriadis, V. Perez-Gracia Applications of GPR in association with other nondestructive testing methods in building assessment and in geological/geotechnical tasks // Civil Engineering Applications of Ground Penetrating Radar (Proceedings First Action’s General Meeting Rome) COST ACTION TU1208. Rome, 2013, pp.183–190.

5. Borella J, Quigley C., Riley M., Trutner S., Jol H., Borella M., Hampton S., Gravley D. Influence of anthropogenic landscape modifications and infrastructure on the geological characteristics of liquefaction // Anthropocene — 2020, V.29, 16 p.

6. Судакова М.С, Садуртдинов М. Р., Царёв А. М., Скворцов А. Г., Малкова Г. В. Опыт использования георадиолокации при геокриологических исследованиях // Геоевразия 2018. современные методы изучения и освоения недр Евразии, 2018 — C. 680–684.

7. Судакова М. С., Владов М. Л. Современные направления георадиолокации // Вестник Московского университета. Серия 4: Геология — 2018. –– №2– С.3–12.

8. Семейкин Н. П., Помозов В. В., Эквист Б. В., Монахов В. В. Геофизические приборы нового поколения // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2008. — № 12. — С. 203–211.

9. Владов М. Л., Золотарев В. П., Старовойтов А. В. Методическое руководство по проведению георадиолокационных исследований. — М., 1997. — 75 с.

10. Омельяненко А. В., Федорова Л. Л. Георадиолокационные исследования многолетнемерзлых пород. — Якутск: ЯНЦ СО РАН, 2006. — 136 с.

11. Lejzerowicz A., Kowalczyk S., Wysocka A. Application of ground penetrating radar method combined with sedimentological analyses in studies of glaciogenic sediments in central Poland // Studia Quaternaria, 2018, vol. 35, no. 2, 103–119.

12. Родионов А. И., Рязанцев П. А. Оценка параметров георадарного сигнала в условиях физического моделирования песчано-гравийной смеси // Геофизика — 2017 — № 6 — С. 57– 64.

13. Лаломов Д. А., Глазунов В. В. Определение электрофизических параметров песчано-глинистого разреза при комплексном использовании георадиолокации и электротомографии // Инженерные изыскания — 2015 — № 5—6 — С. 58—69.

14. Федорова Л. Л., Саввин Д. В., Федоров М. П., Куляндин Г. А., Стручков С. А. Георадиолокационный мониторинг состояния грунтов дорожных конструкций, эксплуатируемых в условиях криолитозоны // Дороги и мосты. — 2017. — Вып. 38/2 — С. 189—206

15. Брякин И. В. Системы подповерхностного зондирования для малоглубинной геофизики // Проблемы автоматики и управления. – 2015. — 1(28) — С. 83—93,

16. Фоменко Н. Е., Капустин В. В., Гапонов Д. А., Фоменко Л. Н. Исследование техногенно-закрепленных грунтов основания фундаментов радиолокационным и сейсмическими методами в условиях длительно эксплуатируемого объекта культурного наследия // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов — 2018 — Т. 329 (8) — С. 16—29

17. Кулик К. Н., Семененко С. Я., Марченко С. С., Арьков Д. П., Кошелев А. В., Морозова Н. В. Возможности георадарного обследования состояния несанкционированного полигона бытовых отходов // Экология и строительство — 2019 — №4. — С.4—13

18. Куляндин Г. А. Выявление техногенного загрязнения грунтовой среды методом георадиолокации (на примере участка строительной площадки) // «Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России»: материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции, г. Якутск, 18—20 апр. 2018 г. — Якутск, 2018. — Т. 2. — С. 224—227.

19. Набатов В. В., Гайсин Р. М. Георадиолокационное выявление параметров армирования строительных конструкций и тоннелей метрополитенов. спектр задач и помеховых факторов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2014. — № 12. — С. 168–175.

20. Stadler S., Igel J.. A numerical study on using guided GPR waves along metallic cylinders in boreholes for permittivity sounding // 2018 17th International Conference on Ground Penetrating Radar (GPR), 2018, pp.543—548.

21. Klewe T., Strangfeld C., Kruschwitz S. Review of moisture measurements in civil engineering with ground penetrating radar — Applied methods and signal features // Construction and Building Materials. Volume 278.2021. 9 p.

22. Igel J., Anschütz H., Schmalholz J., Wilhelm H., Breh W., Hötzl H., Hübner C. Methods for Determining Soil Moisture with Ground Penetrating Radar (GPR) // Field Screening Europe– 2001, pp. 303—308.

23. Бричёва С. С., Матасов В. М., Шилов П. М. Георадар в геоэкологических исследованиях при искусственном обводнении торфяников // Геоэкология. инженерная геология, гидрогеология, геокриология — 2017 — № 3 — С.76 –83

24. Бричева С. С., Станиловская Ю. В. Изучение «скрытых» повторно-жильных льдов в Чарской котловине (Забайкальский край, Россия) // EAGE Conference & Exhibition, Инженерная геофизика — 2017—4 с.

25. Sahoo H., Gandre D., Das P., Karim M., Bhuyan G. Geochemical mapping of heavy metals around Sukinda–Bhuban area in Jajpur and Dhenkanal districts of Odisha, India. Environmental Earth Sciences, 2018, № 34, 17 p. DOI: 10.1007/s12665-017-7208-2