Новый метод поможет разведывать подземные воды и искать повреждения в дамбах

Новый метод поможет разведывать подземные воды и искать повреждения в дамбах - фото 1Учёные из Сколтеха и СПбГУ предложили математический метод интерпретации данных по грунтовым водам, который поможет эффективнее и точнее визуализировать подземные потоки при мониторинге состояния дамб, строительстве, а также бурении скважин для нужд промышленности, сельского хозяйства и частного потребления. Исследование опубликовано в журнале IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing.

 

Новый метод поможет разведывать подземные воды и искать повреждения в дамбах - фото 2
Изучение подземных водных потоков необходимо для безопасной эксплуатации дамб, строительства, поиска пресной воды. Грунтовые воды могут размывать фундаменты зданий и другие конструкции, например входящие в состав метрополитена. Водные потоки также указывают на уязвимые места в дамбах, создающие риск прорыва. В регионах с засушливым климатом — например, в Испании, Израиле, Австралии, на юге России — картирование грунтовых вод помогает задействовать этот ценный ресурс для водоснабжения.
В последние 10 лет для визуализации подземных водных потоков стали активно применять измерения естественного электрического поля. В основе этого подхода лежит открытие, что вода при фильтрации через пористую породу создаёт электрический потенциал, по которому можно обнаружить потоки жидкости.
Хотя современная техника позволяет точно измерять электрический потенциал на поверхности, реконструировать по нему местонахождение водных потоков — более трудная задача. До сих пор не существовало математического метода обработки данных естественного поля, который бы точно учитывал сложный рельеф местности и быстро работал на большом количестве данных.
Такой метод предложили авторы недавно опубликованной в IEEE TGRS статьи — российские учёные из Сколтеха и СПбГУ. Новый метод пригоден для быстрой обработки большого количества измерений. Кроме того, он в точности учитывает сложную геометрию расчётной области, что особенно важно для прогнозирования прорывов дамб: сложная геометрия этих сооружений сильно влияет на распределение электрического потенциала.
«В конечном счёте результат нашего исследования — заметное повышение качества геофизической интерпретации, — прокомментировал работу её первый автор, научный сотрудник Сколтеха Михаил Маловичко. — Математик скажет: мы повысили точность решения обратной задачи. Учитывая улучшение качества визуализации, мы считаем, что этот подход имеет большие перспективы в индустрии».

*****
Сколтех — негосударственный международный университет. Созданный в 2011 году в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом (MIT), Сколтех готовит новое поколение лидеров в области науки, технологий и бизнеса, проводит исследования в прорывных областях и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром. Сколтех развивает шесть приоритетов: искусственный интеллект и коммуникации, науки о жизни и здоровье, прорывная инженерия и передовые материалы, энергоэффективность и ESG, фотоника и квантовые технологии, перспективные исследования. Усилия Сколтеха призваны способствовать укреплению технологического превосходства России в приоритетных направлениях. Сайт: https://www.skoltech.ru/.

Категория: Эко инновации
Опубликовано 10.01.2022 13:26
Просмотров: 223