غالبًا ما يستخدم رادار الاختراق المستدير (GPR) لتصوير السطح الضحل والتحقيق في البنية التحتية تحت السطحية. كثيرًا ما يتم التغاضي عن الهياكل الضحلة هي الأنفاق والجحور التي يتم حفرها بواسطة حيوانات الجحور. بينما يُحتمل أن يكون قطرها يبلغ سنتيمترًا واحدًا ، قد تمتد شبكة نفق واحدة مترابطة على عدة مئات من الأمتار ، وبالتالي فهي تساهم في مساحة المسام وتؤثر على الهيدرولوجيا الجوفية و / أو قد تزعزع استقرار السدود وأعمال الحفر الأخرى.
من المعروف أن GPR توفر أعلى دقة للصورة للبنى تحت السطحية في فترة قصيرة نسبيًا من وقت المسح. نظرًا لبنيتها المعقدة المحتملة وصغر حجمها ، تعد أنفاق الحيوانات هدفًا صعبًا بشكل خاص لجميع الطرق الجيوفيزيائية المتاحة. على عكس الطرق الأخرى ، مثل التنقيب في شبكة الأنفاق ، فإن مسح GPR يترك الحيوانات وتحت السطح دون أي إزعاج تمامًا. لذلك ، يسمح إجراء مسوحات GPR بتصوير المدى - وعند تطبيقها بطريقة متكررة - التطور الزمني لشبكة الأنفاق دون تعريض الحيوانات وتحت السطح إلى اضطرابات غير ضرورية.
لإثبات مدى ملاءمة GPR لتصوير هذه الميزات الصغيرة الحجم ومراقبتها ، أجرينا مسحًا GPR في حقل به نشاط خلد مرئي بوضوح في توبني ، أوكسفوردشاير ، المملكة المتحدة (الشكل 1). غالبًا ما تكون أنظمة نفق الخلد واسعة النطاق ، وتكون الأنفاق صغيرة القطر (حوالي 0.05 مترًا) ، مما يجعل أنظمة نفق الخلد مثالية لاختبار قابلية تطبيق GPR لتصوير هذه الميزات ومراقبتها. لاختبار إمكانات GPR هذه ، أجرينا استبيانين ، كل عام على حدة ، باستخدام نظام PulseEKKO PRO® باستخدام مجموعة من محولات الطاقة بتردد مركزي 1000 ميجاهرتز. في الاستطلاعات السابقة ، وجدنا أن نظام تحديد المواقع عالي الدقة ضروري لمثل هذا التطبيق. لذلك ، استخدمنا محطة إجمالية للتتبع الذاتي (الشكل 1) ، والتي تتعقب هوائيات GPR وتنقل إحداثيات الوقت الحقيقي إلى نظام الحصول على GPR. من خلال هذا الإعداد ، تم الحصول على مجموعتي بيانات GPR ثلاثية الأبعاد بمسافة تتبع مضمنة تبلغ حوالي 3 سم وتباعد أسطر يبلغ حوالي 1 سم.
طبقنا معالجة GPR المتقدمة على البيانات المسجلة ؛ وشمل ذلك إزالة الخلفية ، وتصفية ممر النطاق ، وتصحيح السعة ، وشبكات البيانات إلى شبكة مسح منتظمة مع تباعد عقدة 2 سم ، ونظام ترحيل قائم على كيرشوف. نتيجة مخطط المعالجة هذا هو حجم GPR ثلاثي الأبعاد المتباعد بكثافة ، والذي يُظهر الهياكل تحت السطحية حتى عمق متر واحد تقريبًا. عند تفسير ملفات تعريف GPR المهاجرة (على سبيل المثال ، الشكل 3) ، وجدنا خلفية رسوبية موحدة إلى حد ما مع عدد قليل من الهياكل الجيولوجية المرئية. ومع ذلك ، في أعلى 1 نانوثانية للملف الشخصي (وهو ~ 2 م) ، لاحظنا ميزات صغيرة النطاق ذات سعة عالية تقطع صورة GPR المستمرة.
لمعايرة ملاحظاتنا ، قمنا بحفر حفرة تربة (الشكل 3). كشفت هذه الحفريات عن شبكة نفق الخلد على عمق يتراوح بين ~ 0.05 م و ~ 0.25 م ، والتي قمنا بتعيينها عن طريق قياس مواقع وتقاطعات النفق المحددة (تم رسمها كنقاط حمراء في الشكل 4). واصلنا الحفر حتى عمق 0.70 مترًا ، وكما هو موضح أيضًا في نتائج GPR ، لم نجد أنفاقًا أعمق. عند النظر إلى شريحة زمنية (الشكل 4) ، خريطة أفقية من خلال حجم GPR ، نحدد شبكة معقدة من الحالات الشاذة ذات السعة العالية ، والتي تتوافق جيدًا مع معلومات الحقيقة الأرضية من عمليات التنقيب التي أجريناها.
من خلال دراسة الحالة هذه ، أظهرنا قابلية تطبيق GPR لتصوير أنفاق الحيوانات الصغيرة والمعقدة داخل السطح الضحل. نعتقد أن نهج التصوير والمراقبة الذي نتبعه ، بما في ذلك الاستحواذ الدقيق للغاية وجمع بيانات GPR القابل للتكرار ، سيجعل من الممكن فحص ومراقبة الأنشطة الحيوانية التي يصعب دراستها باستخدام طرق أخرى.
المزيد من المعلومات ، بما في ذلك نتائج الرصد واستراتيجيات الحصول على البيانات ومعالجتها ، متاحة في المقالة المنشورة. اتصل مجسات وبرامج كمرجع.
القصة مقدمة من نيكلاس ألروجين ، وجينز ترونيك (جامعة بوتسدام) ، وآدم بوث (جامعة ليدز) ، وساندرا إي بيكر ، وستيفن إلوود (جامعة أكسفورد)
