ZOND

Изучение внутреннего строения каменно-земляной плотины

             Земляные и каменно-земляные плотины широко используются для формирования водохранилищ, ограждают хвостохранилища горных предприятий и отстойники токсичных отходов.

            Аварии на таких плотинах связаны обычно с образованием прорана – узкого протока, по которому движется волна прорыва с большой разрушающей силой. В дальнейшем это приводит к затоплению нижерасположенной местности.

            В 1990-е – 2000-е годы произошло несколько катастроф на реках РФ.

            Во избежание аварийных ситуаций, состояние  грунтов  плотин  необходимо постоянно  контролировать. Гидродинамическую    информацию  —  данные    об    отметках    депрессионной   поверхности  и градиентах  напора  в  теле  плотины,   характеризующую   возможные   пути   преимущественной фильтрации,  получают  по  отдельным скважинам.  Число скважин чаще всего ограничено, и поэтому, чтобы получить полноценную информацию для всего межскважинного пространства, необходимо привлекать дистанционные геофизические методы.

            Геофизические методы позволяют получить практически непрерывное распределение параметров, характеризующих состояние плотины, на основе наземных измерений. Среди них наиболее информативными являются: электротомография, сейсмотомография и метод естественного электрического поля.

            По  данным  электрической   и   сейсмической   томографии   удается  определить   участки разуплотнения   в  теле  плотины   и   установить   современные   очертания   ее   конструктивных элементов.

           Естественное  электрическое  поле  возникает  в  связи с фильтрацией подземных вод через тело  плотины.  Интенсивность   поля   зависит   от   величины   гидравлического   уклона.  Метод позволяет установить неоднородности фильтрационного потока через плотину и на прилегающих к ней участках.

Интерпретация данных электротомографии проводилось в программе ZondRes2d, сейсмической томографии в ZondST2d.

           На  рисунке  показаны результаты сейсмической томографии по профилю вдоль гребня одной из  плотин.  На  распределении  скорости  сейсмических  волн   отмечаются  четыре особенности: резкая  смена  значений скорости  (Зоны A и D)  и области понижения скорости (зоны B и C). Эти зоны    могут     отвечать     разуплотненным    грунтам,   и являться очагом развития  “фильтрационных окон”.

Результаты интерпретации данных сейсмотомографии (вверху) и естественного электрического поля по участку одной из плотин. Стрелками показаны пути преимущественной фильтрации в зонах A и D.