جزء أساسي من تخطيط المشروع هو معرفة بالضبط ما يكمن تحت السطح في الموقع. توضح دراسة الحالة هذه الاستخدام الشائع لـ GPR: GPR لتحديد موقع المرافق المدفونة
المقدمة
يستخدم رادار اختراق الأرض (GPR) موجات الراديو لتحديد مواقع الأجسام والهياكل تحت السطحية بشكل غير مدمر في مواد مثل التربة والصخور والخرسانة والأسفلت والخشب والمياه. Sensors & Software Inc. هي شركة تصنيع GPR معترف بها في جميع أنحاء العالم لالتزامها بالتميز التقني والابتكار المستمر وخدمة العملاء سريعة الاستجابة. سوف تجد منتجاتهم قيد الاستخدام للعديد من التطبيقات من قبل المهندسين وعمال المناجم وعلماء الآثار والجيولوجيين ، وكذلك أفراد الجيش والأمن وإنفاذ القانون.
مجال التطبيق الرئيسي لـ GPR هو الكشف عن المرافق المدفونة ورسم خرائط لها. في ما يلي نتناول المنهجية الميدانية وخصائص أجهزة GPR ذات الصلة.
لماذا استخدام GPR لتحديد موقع الأداة؟
شريطة أن يكون الهدف مكشوفًا للتوصيل أو يمكن إحداث تيار ، وتدفقات تيار كافية على الهدف ، ويكون الكاشف حساسًا بدرجة كافية لاكتشاف المجال المغناطيسي الناتج عن التيار ، فإن هذه التقنية تعمل جيدًا وفعالة من حيث التكلفة.
عندما يكون الوصول صعبًا ، لا يتدفق التيار الكهربائي (أي عنصر غير معدني أو اتصال مقطوع) ، أو تجعل الضوضاء الخارجية الكشف مستحيلًا ، يوفر GPR بديلاً. يوفر GPR مصدر الطاقة الخاص به ، ويكشف عن كل من الأجسام المعدنية وغير المعدنية ، وكذلك ظروف التربة المضطربة وغيرها من الهياكل المدفونة.
أدوات وطرق تحديد موقع المرافق المدفونة متنوعة تمامًا. الأسلوب الأكثر شيوعًا هو تنشيط الأنابيب المعدنية والكابلات بالتيارات الكهربائية واستخدام مستشعر المجال المغناطيسي لاكتشاف التيار.
GPR لا يخلو من قيودها. يتم امتصاص إشارات الموجات الراديوية GPR بواسطة الأرض مع بعض أنواع التربة (الطين ، المالحة) التي تحد بشكل كبير من عمق الاستكشاف. وبالتالي فإن فعالية GPR خاصة بالموقع وتختلف بشكل كبير من مكان إلى آخر.
الطرق المباشرة الأخرى لاكتشاف المنفعة هي الخندق أو الحفر اليدوي أو التفريغ للكشف عن الميزات. هناك حاجة إلى معرفة مسبقة ورسومات دقيقة مدمجة لتكون فعالة مع هذه التقنيات. غالبًا ما تكون هذه إما غير متوفرة أو غير دقيقة بما فيه الكفاية.
نهج الفطرة السليمة لتحديد الموقع هو استخدام جميع الأدوات المتاحة. إن فهم أين ومتى يكون نهج معين أكثر فعالية من حيث التكلفة يأتي من الخبرة وممارسة الأعمال وتقنيات البناء المحلية.
منهجية استخدام GPR لتحديد موقع المرافق المدفونة
يتم نشر GPR بطريقتين لتحديد موقع الأداة:
الأكثر شيوعًا هو تحديد الموقع ووضع علامة عليه أثناء التنقل. والثاني أقوى ؛ تعيين المنطقة لإنشاء صور تحت السطحية أو شرائح عمق.
الطريقة الأولى تعمل بشكل جيد في التربة الملائمة والأماكن غير المزدحمة. يوفر نهج رسم الخرائط فصل الأهداف عن طريق استمراريتها المكانية وهو مفيد بشكل خاص في الظروف المعقدة. يتم وصف كلا النهجين أدناه.
إنشاء صور تحت السطحية أو شرائح عمق.
تحديد & تحديد
يعد تحديد الموقع ووضع علامة عليه الطريقة الأكثر شيوعًا لاستخدام GPR لتتبع الأدوات المساعدة. إنه مشابه جدًا لاستخدام أجهزة الكشف عن أدوات تتبع التيار التقليدية. يتم تحريك مستشعر GPR على طول عمليات المسح بشكل عمودي على محور المنفعة المتوقع (انظر الشكل 1). عندما تتقاطع وحدة GPR مع الأداة المساعدة ، تُظهر الصورة شكلًا زائديًا (مقلوبًا V) كما هو موضح في الشكل 2. قمة أو قمة القطع الزائد هو موضع الأداة المساعدة. المسافة إلى قمة القطع الزائد هي تقدير للعمق.
من خلال تحريك GPR للخلف وللأمام ووضع علامة على الأرض حيث يتم ملاحظة الجزء العلوي من القطع الزائد ، يمكن تتبع محاذاة الأداة المساعدة تحت السطحية كما تشير X في الشكل 1. على سبيل المثال ، تم وضع محاذاة مجاري عاصفة خرسانية تحت الأسفلت في الشكل 3. مواقع خطوط المسح العمودية الثلاثة . المشار إليها في الصورة في الشكل 3 وتظهر صور البيانات في الشكل 4. وتحدد V المقلوبة المرئية في كل مقطع ، بوضوح محاذاة الأنبوب.
لاحظ في الشكل 4 أنه كلما أصبح الأنبوب أعمق ، فإن قوة الاستجابة الزائدية في مقطع GPR تصبح أضعف. هذا نتيجة لإشارة GPR التي يتم إضعافها لأنها تنتقل إلى عمق أكبر في باطن الأرض. في جميع أنواع التربة ، سيتم في النهاية امتصاص إشارة GPR تمامًا وسيتم اكتشاف ضوضاء الراديو المحيطة في المنطقة فقط بواسطة مستقبل GPR. لرؤية أعمق هدف ممكن باستخدام GPR ، من المهم أن يكون لديك نظام هادئ وحساس للغاية. يوضح الشكل 5 الاستجابة من أنبوب خرساني من الأسبستوس دقيق ولكنه مرئي.
التخطيط
في بعض الحالات ، تكون ظروف الأرض معقدة و / أو لا توجد معرفة مسبقة بما تم دفنه. يوفر رسم الخرائط طريقة قوية لمعالجة هذه الظروف المتغيرة.
في مسح الخرائط ، يتم جمع البيانات عبر منطقة بطريقة خاضعة للرقابة لتغطية 100 في المائة من المنطقة.
في أغلب الأحيان ، يتم الحصول على البيانات في شبكة خطوط مستقيمة للحصول على تغطية كاملة للمنطقة ، كما هو موضح في الشكل 6.
في حين أن عمليات العبور الفردية قد تتيح تمييز بعض الميزات ، فإن التركيز الأساسي هو الحصول على البيانات وتسجيلها لتمكين خريطة تم إنشاؤها بواسطة الكمبيوتر للمنطقة.
استجابة GPR مزدحمة ومعقدة ، مما يجعل التعرف بشكل فريد على الأداة المدفونة أمرًا صعبًا للغاية عند النظر إلى مسار واحد.
على سبيل المثال ، تم إجراء مسح للشبكة في منطقة تحتها صخور كبيرة.
من خلال دمج جميع البيانات لإنشاء صورة مجمعة ، فإن خرائط الشرائح على أعماق مختلفة تجعل المعالم الخطية الطويلة مرئية بسهولة.
النتائج الخاصة بمنطقة الشبكة موضحة في الشكل 7. يوضح الشكل شرائح العمق عند 0.5 متر و 1.1 متر لمسح الشبكة. الميزة الخطية بالقرب من الجزء السفلي لشريحة عمق 0.5 متر عبارة عن كابل طاقة كهربائي مدفون يغذي معايير الضوء.
الميزة بالقرب من الجزء العلوي من الشريحة هي خط رش الماء. السمة القطرية في شريحة 1.1 متر عبارة عن تصريف خرساني للعواصف.
الأجهزة الدقيقة
توفر أنظمة GPR التي تعمل في نطاق تردد 100 إلى 500 ميجاهرتز أفضل حل وسط بين الدقة المكانية وعمق الاستكشاف. تحدد هذه الترددات حجم المستشعر الأفضل نشره على عربة. من أجل تعظيم حساسية النظام وتقليل التداخل ، يجب أن تكون العربات مصنوعة من مواد غير معدنية. ال نظام LMX200 يقدم مثالاً ممتازًا لنظام GPR المحسن لتحديد موقع الأداة. العربة القابلة للطي مصنوعة من مكونات صلبة من الألياف الزجاجية غير المعدنية ، ولها عجلات ذات قطر كبير وشاشة بيانات مرئية للغاية. النظام مصمم لسهولة الشحن والتخزين. يستغرق وقت الإعداد من الوصول إلى الموقع إلى بداية جمع البيانات دقيقة أو دقيقتين فقط.
وحدة العرض عبارة عن كمبيوتر ميداني متين لتسجيل البيانات وعرضها. مقاومة للعوامل الجوية ، مرئية في جميع ظروف الإضاءة بما في ذلك ضوء الشمس الساطع ، تم تصميم وحدة العرض لظروف المجال القاسي وتعمل على نطاق واسع من درجات الحرارة تعمل وحدة العرض المدمجة والبطارية وعداد العجلة على تسهيل عمليات المسح التي يتم التحكم فيها. يتطلب يوم كامل من المسح بطارية خلية جل واحدة قابلة لإعادة الشحن. تم تصميم نظام تحديد المواقع GPS في نظام LMX200.
تجعل البرامج الثابتة للنظام الذكي الذكية وسهلة الاستخدام الخاصة بوحدة العرض العملية بسيطة ومباشرة ، سواء في وضع تحديد الموقع وتحديده أو إجراء مسح للشبكة لتصوير منطقة معقدة. أثناء الحصول على البيانات ، يوفر سهم النسخ الاحتياطي دقة دقيقة للموقع الدقيق للهدف.
بالنسبة لاستطلاعات الشبكة ، يتم إرشاد المشغل في كل خطوة من خطوات الاستحواذ من خلال برنامج التحكم التفاعلي المريح الفريد لضمان التصوير الكامل. تجعل مجموعة أدوات الشبكة السهلة للمستشعرات والبرامج إجراء الاستطلاعات أمرًا سهلاً.
الرادار المخترق للأرض أداة مثبتة لرسم خرائط المرافق الجوفية والتقييمات البيئية ؛ خاصة في تحديد مواقع الخزانات الأرضية النشطة والمتروكة ورسم الخرائط. عند التعرف على GPR ، فإن أفضل الممارسات هي مراجعة عدة مماثلة لتطوير فهم التباين. تحقق من المعلومات الثاقبة الأخرى في علامة تبويب الموارد لمعرفة المزيد. استعمال تواصل معنا or اسأل الخبير للوصول إلى اختصاصيي التطبيقات لدينا الذين يمكنهم مساعدتك في الاستفادة من مجموعة المعلومات التقنية الواسعة لأجهزة الاستشعار والبرامج.
