Самый первый вопрос, который обычно задают по поводу георадара: «Насколько глубоко он может видеть?». Хотя мы слышим этот вопрос ежедневно, у нас все еще нет быстрого и однозначного ответа на него. Самый короткий ответ: «Это зависит от обстоятельств». Лучший ответ, но все же не очень конкретный: «Если вы работаете в пресной воде, от 1 до 40 метров, на земле, от 1 до 100 метров, на льду, даже глубже».
Причина, по которой мы не можем ответить на этот вопрос, просто заключается в том, что глубина проникновения георадара зависит от многих факторов, включая частоту антенны георадара, мощность передатчика георадара, количество стеков, потери на рассеяние в гетерогенных материалах и уровень фоновой радиочастоты. шум. Однако самым большим фактором являются электрические свойства сканируемого материала, в частности, электропроводность этого материала (рис. 1).
Большинство людей слышали, что глинистые почвы «плохи» для проникновения георадара. Основная причина того, что богатые глиной почвы не подходят для глубокого проникновения с помощью георадара, заключается в том, что глина обладает высокой электропроводностью. Другие распространенные материалы с высокой электропроводностью - это илистые почвы, морская вода и, конечно же, металл. Один из первых уроков, которые извлекают операторы георадара, - это не ожидать видеть сквозь металл.
(слева) позволяет сигналам GPR проникать в среду глубже, чем с высокой электропроводностью (справа).
Оценка проникновения георадара в грунт
Иногда у нас есть заказчик, у которого есть измерение электропроводности области, которую они хотят сканировать с помощью георадара. Эта информация часто берется из другой геофизической съемки, проводимой в этом районе, такой как исследование удельного электрического сопротивления или электромагнитная (ЭМ) съемка. Имея эту информацию, глубину проникновения, которую можно было бы достичь с помощью георадара, в метрах можно оценить по выражению:
Глубина (м) = 40σ
где σ - электрическая проводимость, выраженная в миллисименсах на метр (мСм / м).
Если измеряется удельное сопротивление в ом-метрах, формула принимает следующий вид:
где ρ - удельное сопротивление, выраженное в ом-метрах (Ом-м).
Оценка проникновения георадара в пресной воде
Если вас интересует использование георадара на пресной воде, существует также формула, связанная с приведенными выше, для оценки глубины проникновения при использовании георадара. Для этого требуется свойство воды, обычно измеряемое гидрологами, которое называется общим содержанием растворенных твердых веществ или TDS. Если у вас есть измерение TDS воды, которую вы хотите сканировать с помощью георадара, используйте это выражение для оценки глубины проникновения георадара в воду:
где TDS измеряется в миллиграммах на литр (мг / л) или частях на миллион (ppm).
В таблице ниже приведены эти формулы с использованием типичных значений электропроводности и удельного сопротивления для различных материалов. Помните: формулы дают наилучшую оценку глубины проникновения; Также необходимо учитывать дополнительные факторы, включая частоту антенны, мощность передатчика и чувствительность приемника, как указано выше. Кроме того, георадарные исследования редко проводятся с использованием чистого материала; чаще всего подповерхность представляет собой неоднородную смесь различных материалов, что приводит к рассеянию сигнала, что также снижает проникновение.
| Материал | Электропроводность (мСм / м) | Удельное электрическое сопротивление (Ом-м) | Общее количество растворенных твердых веществ (ppm) | Глубина проникновения (м) |
|---|---|---|---|---|
| воздуха | 0 | 0 | ∞ | |
| Лед, снег, | 0.1 | 10,000 | 400+ | |
| Гранит, мрамор | 0.4 | 2500 | 100 | |
| Сухой песок, Известняк | 1 | 1000 | 40 | |
| Мокрый песок, гравий | 2 | 500 | 20 | |
| наносы | 20 | 50 | 2 | |
| Глина, бетон | 50 | 20 | 1 | |
| Пресная вода (низкий TDS) | 45 | 40 | ||
| Пресная вода (высокий TDS) | 3700 | 0.5 | ||
| Морская вода | 40,000 | 0.01 |
Ознакомьтесь с часто задаваемыми вопросами: Часто задаваемые вопросы о георадарах
