б. Единствен метод позволяващ създаване на тримерни реконструкции на точната форма и дълбочина на подземните обекти (Conyers et al., 2004), (фиг.2)

в. Позволява точно определяне на дълбочината на залягане на аномалиите

г. Позволява визуализация на подземните обекти в реално време. Данните се изобразяват като графики (радарграми) на дисплея по време на измерването (фиг.3).

д.Позволява едновременно геофизично поручване и археологическо сондиране на регистрираните аномалии.

е. Има най-висока разделителна способност от всички методи

ж. Може да сканира вертикални стени и да локализира нехомогенности в тях

з. Регистрирания сигнал се поддава на компютърна обработка за извличане на детаили невидими в изходния скан на обекта и графично представяне на резултатите.

и. Бързо сканиране на големи площи. Ефективен е за мащабни изследвания с висока хоризонтална резолюция;

й. Позволява привързване на различни археологически сондажи чрез сканиране на пространството между тях.

к. Измерването може да се извърши през лед, асфалт, бетон и др. покрития (фиг.4,5, 18, 23, 24)

л. При трудни терени може да се извърши поточково измерване, даващо по-дълбоко проникване

фиг.4. Двумерна карта (в метри) на радарният сигнал от бетонните греди на тавана на 4 ет измерена през плочата на 5-ти етаж. Поради разсейването на сигнала радара “вижда” 7.46 метра, вместо 7-те метра които сканира. Виждат се и луминесцентните лампи (фиг.11)м/у 3-4 и 4 и 5ти метър от скана

Я. Шопов, Д. Стойкова (лаб. Археогеофизика)

фиг.5.Фотография на контрафорсите (бетонните греди) с дебелина 25см и празнини между тях- 80см на тавана на 4 ет на сграда Б на Физическия факултет измерени с георадар (фиг.4).Същият обект е представен на фиг.11, 12

Я. Шопов, Д. Стойкова (лаб. Археогеофизика)

Недостатъци:

а. Много висока цена на апаратите, поради което с такива уреди разполагат само единични геофизични лаборатории в страната

б. Относително плитка дълбочина на работа, която в зависимост от проводимоста на почвата варира от 1 до 4 метра. В сух пясък без следи от морска вода може да работи и на много по-голяма дълбочина. В сухи обекти и сгради е постигана дори дълбочина от 17 метра(фиг.6,7,21,22).Метода обаче е абсолютно неприложим при наличие на солена вода и други субстрати с висока проводимост.

фиг.6.Интензитет на отражение на радарният сигнал от тавана на мазето на сграда Б на Физическия факултет измерен НА 17 МЕТРА ДЪЛБОЧИНА от 5 етаж през 5 бетонни плочи с обща дебелина 3,25 метра!
Я. Шопов, Д. Стойкова (лаб. Археогеофизика)

фиг.7. Фотография на контрафорсите (бетонните греди) на тавана на мазето на сграда Б на Физическия факултет измерени с георадар (фиг.6, 21, 22).
Я. Шопов, Д. Стойкова (лаб. Археогеофизика)

в. Интерпретацията на регистрирания сигнал е много сложна. Това е най- сложният и комплексен археогеофизичен метод (Conyers, 2004).

г. За археогеофизически приложения на георадара енеобходим експерт с изключително рядка и специфична квалификация в областа на геофизиката, геологията и статистическата физика. Специалистите по други приложения на георадара не могат лесно да се обучат на неговите археогеофизически приложения.

Областите на приложение на георадара в археологията (Conyers, 2004) са:
Недеструктивно локализиране и картиране на културни слоеве и подземни археологически обекти:
- гробници и погребения (фиг.3, 31).
- тунели (фиг.17), катакомби и канали
- стени и сгради (фиг.1, 2).
- землянки
- огнища
- метални и керамични предмети и замазки
- празнини и дефекти в постройки
- пещери (фиг.15), бункери, каверни (фиг.16) и карстови образувания
- подземни резервоари (фиг.35)
- заровени и зазидани тръби (фиг.1, 2)
Недеструктивна стратификация на
- седименти;
- почвени слоеве, вкл. древни обработвани земи;
- водни хоризонти (фиг.28);
- пропадания, разседи, свлачища и др. (фиг.13);
Недеструктивно изследване и мониторинг на археологически обекти и Паметници на културата и на подземни комуникации.

II. Електросъпротивителни методи

2. Електропрофилиране чрез измерване на профили на привидното електрическо съпротивление. Използва четири електрически сонди (електрода). Максималната постигана у нас дълбочина на изследване на археологически обект с геофизически измервания е 19 м. (Шопов, под печат) и е постигната с този метод. Дълбочина на работа на наличната апаратура е до 40 метра. Използва се за търсене на подземни гробници, пещери, тунели, кладенци, бункери, рудни находища, вода и др. С него могат да се откриват и големи метални предмети и съоръжения, подземни кабели и др.

3. Вертикално електрическо сондиране (ВЕС)- детектира същите обекти както електропрофилирането, като определя точната дълбочина на залягане на обектите.

4. Електротомография (непрекъснато електрическо профилиране)- позволява визуализация на аномалиите на привидно електрическо съпротивление и на обектите които ги създават (фиг.8-10).

Областите на приложение на Електропрофилирането, Вертикалното електрическо сондиране и Електротомографията в археологията са:

Недеструктивно локализиране и картиране на:
- гробници и гробове, тунели, катакомби и канали, пещери, бункери, каверни и карстови образувания

Предимства:

а. Изключителна дълбочина на измерванията.

б. Реално това е единственият ефикасен метод за локализиране на дълбоки обекти като гробници, храмове и гробове в големи могили

в. Позволява създаването на интегрални двумерни карти на подземните аномалии (фиг.8, 9):

г. Позволява създаването на приблизителни тримерни реконструкции на очетранията на подземните аномалии (фиг.10)

д. Вертикалното електрическо сондиране позволява определяне на дълбочината на залягане на аномалиите

Фиг. 8 Двумерна карта на съпротивлението на Омуртаговата могила по Шопов (под печат)

Фиг. 9 Тримерна карта на съпротивлението на Омуртаговата могила. Дългата ос е оста S-N. Вертикалната ос е в Omh/m. По Шопов (под печат)

Недостатъци:

а. Изключително бавно, трудоемко и скъпо сканиране.

б. Не може да работи на терени покрити с бетон, асфалт и плътна каменна настилка

в. Изисква интрузивен контакт (забиване на електроди в пръста над обекта)

г. Използва точково измерване;

д. Чувствителен към интерференции от близки метални обекти;

е. Не може да се използва върху асфалт, бетон или монолитна скала;

ж. Ефективността му намалява при ниски стойности на съпротивлението на средата

Фиг.10 Тримерна реконструкция на очертанията на централната аномалия. Дългата ос е оста E-W. Вертикалната ос е в метри н.м.н. По Шопов (под печат)

III. Индукционни методи- използват военни технологии за търсене на мини

5. Импулсна индукция- Позволява локализация на големи метални предмети на дълбочина до 6 метра. Работи и през камъни и зидове. При този метод се излъчват мощни електромагнитни импулси и между тях се мери индукцирания в обекта ток (Aittoniemi et al., 1986).

Предимства:

а. Работи и през камъни и зидове.

б. Бързо сканиране

в. Висока точност на локализиране на аномалиите

Недостатъци:

а. Относително плитка дълбочина на работа, която в зависимост от размера на металния обект варира от 2 до 6 метра.

б. Регистрирания сигнал не се поддава на компютърна обработка

в. Не позволява точно определяне на дълбочината на залягане на аномалиите

г. Подземни кабели, арматура или метални мрежи маскират обекта и не позволяват използването на метода

д. Не позволява определяне на вида на метала

6. Електромагнитна индукция- Позволява локализиране на малки метални предмети и определяне на метала от който са изградени те, по неговата проводимост (Gardiner, 1967).

Излъчва се електромагнитно поле и се мери индукцирания в обекта ток когато обекта попадне в периметъра на регистриращата бобина. Позволява локализиране на малки метални предмети и определяне на метала от който са изградени те.

Предимства:

а. Позволява локализиране на малки метални предмети

б. Позволява определяне на метала от който е изграден обекта

в. Голяма точност на локализиране на аномалиите

Недостатъци:

а. Много плитка дълбочина на работа, която в зависимост от размера на металния обект варира от 0.3 до 1 метър.

б. Регистрирания сигнал не се поддава на компютърна обработка

в. Не позволява точно определяне на дълбочината на залягане на аномалиите

г. Подземни кабели, арматура или метални мрежи маскират обекта и не позволяват използването на метода

IV.Електростатични методи

7. Лабораторията разработва и използва един нов архео-геофизичен метод, наречен метод на остатъчния заряд.

Ние създаваме тримерни реконструкции на формата на подземните обекти и измерваме двумерни карти (срезове) през 5 сантиметра дълбочина от тях, чрез измерване на мрежа от сканове на терена с георадар. За сега това е най- информативният метод за недеструктивно изследване на археологически обекти. Ние разполагаме с нужната апаратура и инструменти за теренни измервания с методите 1-7 на археологически и други обекти.

В някой случаи еднозначното решение на задачата изисква употребата на два или повече уреда поради ограниченията в приложимоста на всеки от методите.

Специфика на измерванията

Документирането на измерванията и локализирането на подземните аномалии върху карти на повърхноста на терена или чертежи на сгради е сложна и трудоемка работа. Локализирането на подземните аномалии върху повърхноста на терена изисква измерване на позицията на детектора спрямо репери на терена по време на самите измервания. За това в измерванията трябва да участват един геофизик, които прави самите измервания и двама сътрудници, които да регистрират мястото на детектора и неговото движение. В последствие тези измервания се нанасят на карта на терена. Така се получава карта на разположението на регистрираната аномалия.

Всички геофизични проучвания са недеструктивни и безвредни за археологическите обекти за разлика от сондирането, което може да ги повреди.

Изисквания за предварителна подготовка на терена

1. За използване на метод 1 (георадар) изследваният терен трябва да е предварително изсечен, окосен и почистен от камъни, дървета и храсти така, че над повърхноста на терена да не стърчат обекти на повече от 5 см. Това се налага, защото антената се плъзга по изследваната повърхност и е необходимо да се осигури плътен контакт с повърхноста на терена. Пътният допир с повърхноста повишава дълбочината на работа до 2.5 пъти.

2. За използване на методи 2- 7 изследваният терен трябва да е предварително изсечен и почистен от храсти и видими метални предмети така, че да се осигури свободно движение на детектора и оператора над всяка точка от изследваният терен.

3. За използване на всички методи е необходимо да се осигури карта или точна схема на изследваният терен с разделителна способност поне 1 метър.

4. За използване на всички методи е необходимо да се осигури репер на изследваният терен спрямо който да се ориентират и нанасят измерванията.

Изисквания за работа на археологически обекти!

Съобразно законите на Република България за работа на археологически обекти се изискват:

1. Копие от валиден открит лист за теренни геофизически измервания на археологически обекти издаден от Теренния съвет за археологически проучвания, който съдържа имената на членовете на лабораторията, които ще извършват измерванията или

2. Копие от валиден открит лист за археологически разкопки на обекта, издаден от Теренния съвет за археологически проучвания + възлагателно писмо на името на членовете на лабораторията, които ще извършват измерванията + осигуряване на присъствието на един от титулярите на открития лист през цялото време на теренните измервания.

Изключения от тези изисквания не се допускат при никакви обстоятелства!

Литература

.Aittoniemi et al. (1986) US Pattent 4,605,898, 7p.

.Conyers L. B. (2004) Ground- penetrating radar for archaeology.Altamira press. Oxford, 201p.

.Gardiner F. G. (1967) US Pattent 3, 355,658, 4p.

.Шопов Я. Й. (под печат) Електропрофилиране на Омуртаговата могила- Отчети на Археологическия институт и музей на БАН, 2006 г.

Индустриални (технически) приложения

на геофизичните методи използвани от лабораторията по Архео-геофизика в строителството, ВИК, инженерството, геотехниката, инженерната геология, мините, електроснабдяването, транспорта, криминалогията, охраната и екологията

Областите на приложение на тези геофизични методи са:

СТРОИТЕЛНИ ПРИЛОЖЕНИЯ

При проектиране на сгради, пътища, летища, газопроводи и нефтопроводи е необходимо подробно да се изучи геоложкия строеж на почвата и скалите в района за строителство. Използването на геофизически методи в проучването за строителството, особенно при сложни инженерно-геоложки условия на строителните площадки, дава допълнителна информация за строежа на грунта и повишава качеството на проекните решения.

Недеструктивно локализиране, определяне на дълбочината и картиране на:

- празнини (фиг.11, 12) и дефекти в постройки

-свлачища, пропадания, разломи (фиг.13), разседи и др. опасности (фиг.14) за строежите при проектиране на нови жилищни комплекси и сгради.

- невидими пукнатини в сгради

- участъци на деградиране на железобетона от корозия на арматурата

- корозия на връзките на панели

- проводници и арматура (фиг.19) в подове, стени и тавани

- елементи на подово отопление

- септични ями и канали(фиг.26);

- пещери (фиг.15), каверни(фиг.16), понори и др. феномени, предизвикващи пропадания на терена

- подземни резервоари (фиг.35)

- заровени и зазидани тръби (фиг.26), кабели (фиг.27), и др.;

- тунели (фиг.17), катакомби и канали

-подземни силови, телефонни или други кабели, които биха били закачени при изкопи за строежи или ремонт, което би довело до късо съединение, прекъсване на кабелите или дори инциденти по време на работа. Това предпазва от разрушаването им при строителни работи и от инциденти при тях


фиг.11.Интензитет на отражение на радарният сигнал от тавана на 4 ет на сграда Б на Физическия факултет (фиг.12) измерен от 5 етаж през бетонната плоча над тях Я. Шопов, Д. Стойкова (лаб. Археогеофизика)	фиг.12. Фотография на контрафорсите (бетонните греди) на тавана на 4 ет на сграда Б на Физическия факултет измерени с георадар (фиг.11) Я. Шопов, Д. Стойкова (лаб. Археогеофизика)

Недеструктивно локализиране и идентифициране на подземни тръби от метал, пластмаса, керамика, бетон и азбестобетон.

Недеструктивна оценка на състоянието и мониторинг на:

стабилността на терена, настилки и фундаменти

Оценка на амортизацията на:

сгради, кули, тераси, гаражи, балкони, панели, жезелни и бетонни конструкции.

фиг.13. Локализиране на свлачище по разлом Radar Systems inc

фиг.14. Локализиране на легло на древна река, което не се забелязва на повърхноста Radar Systems inc


фиг.15.Локализиране на пещери във варовик на 7 и 18 метра дълбочина. Radar Systems inc	фиг.16. Локализиране на каверна (ляво) във варовик под слой глина (горе) Radar Systems inc

ИНЖЕНЕРНИ ПРИЛОЖЕНИЯ

Георадара измести рентгена в дефектоскопията на големи съоръжения, поради вредноста, високата цена, времеемкоста и ограниченията на рентгеновата дефектоскопия.


фиг.17. Железопътен тунел на 15 метра дълбочина във варовик. Radar Systems inc	фиг.18. Екстремален профил на две стени на 5 ет на сграда Б на Физическия факултет измерен от 6-тия етаж през бетонната плоча над тях. Я. Шопов (лаб. Археогеофизика)

Недеструктивно локализиране, определяне на дълбочината и картиране на:

- стени (фиг.18), подпори (фиг 11, 12), арматура (фиг 19) и др. носещи конструкции;

- вградени елементи и системи в конструкции (фиг 21- 24)


фиг 19. Локализиране на арматура в железобетонен под. Radar Systems inc	фиг 20. Профилиране на езеро от дъното на пластмасова лодка.Локализирани са няколко метални обекта много добре забележими в слоя тиня като параболи. Radar Systems inc

фиг.21. Двумерна карта (в метри) на радарният сигнал от двете бетонни греди в средата на тавана на мазето на сграда Б на Физическия факултет измерен НА 17 МЕТРА ДЪЛБОЧИНА от 5 етаж през 5 бетонни плочи с обща дебелина 3,25 метра! Я. Шопов, Д. Стойкова (лаб. Археогеофизика)		фиг.22.Интензитет на отражение на радарният сигнал от двете бетонни греди на тавана на мазето на сграда Б на Физическия факултет (в средата) измерен НА 17 МЕТРА ДЪЛБОЧИНА от 5 етаж през 5 бетонни плочи с обща дебелина 3,25 метра! Я. Шопов, Д. Стойкова (лаб. Археогеофизика)

фиг.23.Плътностен профил на две стени от 5-ти до 3-ти ет на сграда Б на Физическия факултет измерен от 6-тия етаж през бетонната плоча над тях. Я. Шопов (лаб. Археогеофизика)

фиг.24.Екстремален профил на две стени от 5-ти до 2-ри ет на сграда Б на Физическия факултет измерен от 6-тия етаж през бетонната плоча над тях. Я. Шопов (лаб. Археогеофизика)

- празнини (фиг.11,12) и дефекти в структури;

- тръби (фиг.25,26) , кабели и проводници в конструкции (фиг. 27)

Определяне на

- дебелина на настилки, фундаменти, асфалт, бетон и др.;

- изтъняване, изкривяване и други видове износване на настилки, фундаменти и др.;

- мрежата от проводници, метални или пластмасови тръби

Недеструктивно изследване, оценка на състоянието и мониторинг на:

настилки, площадки, фундаменти, плочи, крепежни и носещи конструкции и др. структури.

КОМУНИКАЦИИ, ГАЗОПРОВОДИ, НЕФТОПРОВОДИ, ВОДОПРОВОДИ И КАНАЛИЗАЦИЯ

Недеструктивно локализиране, определяне на дълбочината и картиране на:

- заровени и зазидани тръби (фиг.25,26), канали (фиг.26), кабели (фиг.27), тунели (фиг.17) и др.;

- подводни тръби, кабели и др.;

- течове по тръбопроводи (водни, газови и др.).


фиг.25. Локализиране на три метални нефтопровода, зарити в земята на 1- 1,5 метра дълбочина. Всяка тръба дава хиперболичен сигнал, на върха на който се намира тя. Radar Systems inc	фиг.26. Локализиране на канализационна тръба (долу), минаваща перпендикулярно под метален тръбопровод (горе) Sensors & Software inc

Фиг.27. Локализиране на пластмасови и метални тръби и кабел, зарити в земята. Всяка тръба и кабел дават хиперболичен сигнал, на върха на който се намира тя. Sensors & Software inc

ТРАНСПОРТНИ ПРИЛОЖЕНИЯ

Недеструктивно локализиране, определяне на дълбочината и картиране на:

- пукнатини, пропадания, празнини и др. дефекти в основата и настилката на пътища, писти, Ж.П. линии и др. транспортни съоръжения;

- пукнатини, пропадания, празнини и др. дефекти в тунели и тунелни конструкции;

- изтънявания, изкривявания, пукнатини, празнини (фиг.32) и др. дефекти в мостове и мостови конструкции.

Недеструктивно измерване на дебелината на:

платната на мостове, настилки, нов и стар асфалт, фундаменти, дренаж и др.

Недеструктивно изследване, оценка на състоянието и мониторинг на

пътища, писти, Ж.П. линии, тунели, мостове и др. съоръжения.

Оценка на амортизацията на мостове, писти, тунели, надлези, многоетажни паркинги и др.

ХИДРОЛОЖКИ ПРИЛОЖЕНИЯ

Недеструктивно локализиране, определяне на дълбочината и картиране на:

- Подземни реки

- подземни води (фиг.28)

Недеструктивно определяне на дълбочината на водното ниво на подземните води

ГЕОЛОЖКИ И ГЕОТЕХНИЧЕСКИ ПРИЛОЖЕНИЯ

През последното десетилетие драстично нарастна използването на метода на подповърхностно радио-локационно сондиране (георадар) в практиката на инженерно-геологическите проучвания. В сравнение с традиционните геофизически методи (електроразузнаване, сеизморазузнаване) методът на радиолокационно сондиране се отличава с изключително висока разделителна способност по дълбочина, висока детайлност на проучванията, при възможност за получаване на информация за строежа на изследваният разрез и визуализация на резултатите по време на измерването, в следствие на което се получава висока производителност на проучванията.

Фиг.28. Определяне на дълбочината на водното ниво на подземните води Sensors & Software inc

Картиране на профили и изследване на структурата на:

- скали;

- седименти;

- подводни седименти;

- скални повърхности под седиментни скали

- скално дъно и дънни отлагания на сладководни басейни (езера и реки)- фиг.20

- почви;

- подземни води;

- водни хоризонти (фиг.28);

- карстови образувания (пещери (фиг.15), каверни (фиг.16), въртопи, понори и др.);

- пропадания, разседи, свлачища (фиг.13) и др.;

Недеструктивна стратификация и стратиграфско картиране на

- седименти;

- почви;

- водни хоризонти (фиг.28).

Откриване и картиране на структурните нееднородности в разрез (карст, тектонични нееднородности, контакти на литологически различни скали, участъци на вклиняване на пластовете, включвания на скални породи в седиментна среда и т.н.);

Сондиране и измерване на торфени и сапропелни отлагания

Недеструктивно изследване, оценка на състоянието и мониторинг на подземните водни ресурси, геоложката и хидрогеоложката обстановка

Недеструктивно определяне на:

- дебелина и плътност на снежна и ледена покривка

- дълбочина на основната скала

Характеризиране на пукнатини и разломи

МИННИ ПРИЛОЖЕНИЯ

Недеструктивно локализиране и картиране на:

- опасни зони в открити рудници и минни галерии.

- стари подземни минни галерии.

- въглищни пластове;

- рудни залежи;

- солни залежи;

- боксити;

Недеструктивно изследване, оценка и мониторинг на находищата и опасните зони.

ВОЕННИ ПРИЛОЖЕНИЯ

Недеструктивно локализиране, определяне на дълбочината и картиране на:

- бункери, скривалища, подземни складове, пещери и др. стратегически подземни обекти

- противопехотни и противотанкови мини;

- неексплоадирали снаряди (фиг.29) и гранати;

- дефекти в бункери, полигони, тунели, пътища, писти, мостове и др. стратегически обекти

- кабели (фиг.27), тръбопроводи (фиг.26), тунели (фиг.17) и др. комуникации;
Геофизичните методи се прилагат ефективно дори в разузнаването!

Фиг.29. Локализиране на неексплодирали снаряди на различна дълбочина Sensors & Software inc

КРИМИНАЛОЖКИ (СЪДЕБНИ) И ОХРАНИТЕЛНИ ПРИЛОЖЕНИЯ

Недеструктивно локализиране, определяне на дълбочината и картиране на:

- Зазидани сейфове, каси (фиг.30) и скривалища

- Тайни единични и масови гробове (фиг.31);

-тунели прокопани под банки, затвори, трезори, галерии, музеи, складове (фиг.32) и др. сгради с цел обир или бягство от затвор

- заровени, зазидани и скрити по друг начин улики, оръжия (фиг.33), боеприпаси, опасни вещества и др.

- подслушващи устройства

Недеструктивно изследване, оценка на състоянието и мониторинг на обекти, предмет на съдебно разследване или специални охранителни мерки.


Фиг.30. Скан на тухлена стена. Централната част на профила ясно показва сигнал от зазидана каса. Radar Systems inc	фиг.31. Локализиране на заровено човешко тяло Sensors & Software inc

Фиг.32. Кухина (изкоп) под бетона Sensors & Software inc

Фиг.33. Локализиране на заровен пластмасов контейнер (ляво) и пистолет (дясно) Sensors & Software inc

ОКОЛНА СРЕДА

Електропроводими замърсявания на подземните води силно поглъщат сигнала на георадара и за това той е ефективен уред за картиране на разпространението на такива замърсявания (фиг.34).

Недеструктивно локализиране, определяне на дълбочината и картиране на:

- течове и разливи на замърсители(фиг.34);

- септични ями и канали;

- заровени, зазидани или потопени замърсители;

- подземни резервоари (фиг.35) и хранилища на замърсители;

Недеструктивно изследване, оценка на състоянието и мониторинг на

замърсени терени, подпочвени води, резервоари и хранилища на опасни отпадъци, и защитени природни обекти или паметници на културата.

Фиг.34. Профил на пясък с повишена проводимост от изтичане на замърсители предизвикваща бързо затихване на сигнала Sensors & Software inc

СЕЛСКОСТОПАНСКИ ПРИЛОЖЕНИЯ

Недеструктивно локализиране, определяне на дълбочината и картиране на:

- Нивото на подпочвените води (фиг.28)

- дренажни тръби и съоръжения

- корените на дърветата

Фиг.35. Локализиране на резервуари с тръби, лежащи под асфалт, бетон и жици. Sensors & Software inc

ПРИЛОЖЕНИЯ ПРИ СПАСИТЕЛНИ ОПЕРАЦИИ

Недеструктивно локализиране на хора и предмети затрупани от лавини:

Използвана апаратура

Най- подходящият геофизичен метод за решаването на тези задачи е земният радар (георадар, наричан още земен “скенер”). Преди създаването на георадара подземни обекти от пластмаса, теракота, бетон и асфалт се смятаха за неоткриваеми. Георадара стана основният метод за локализиране и картиране на непроводящи, неметални и немагнитни обекти.

Георадар- Методът е разработен от НАСА за изследване на лунния грунт за нуждите на американската космическа програма и е подобен на ехолота (сонара). Георадарът е цифров портативен уред за подповърхностно сканиране предназначен за работа по широк спектър от геотехнически, геологически, екологически, инженерни и други задачи, при които е необходимо подповърхностно наблюдение. По време на сканирането операторът вижда радиолокационната картина на дисплея на компютъра в реално време. Данните се записват на твърдата памет на компютъра за цифрова обработка, разпечатка и интерпретация на резултатите.

Принципът на действие на апаратурата за подповърхностно радиолокационно сондиране (георадар) се основава на излъчването на свръхшироколентови (наносекундни) импулси от метровия, дециметровия и сантиметровия диапазон на радиовълните и приемане на сигналите, отразени от границите на изследваната среда, имащи различни електрофизични свойства. Такива граници в изследваните среди се явяват контактът между сухи и влагонаситени почви- ниво на подпочвените води, контактите между скали с различни свойства, границите скала- въздух, почва-метал и т.н.

Георадарът открива метални обекти, тунели, гробници, кладенци, бункери и всичко, което се отличава от обкръжаващата среда. Този високо технологичен радар изследва обширни области с голяма прецизност. Хиляди квадратни метра площ може да бъде изследвана за един ден.

Използваният от нас георадар работи на дълбочина до 25 метра (фиг.6,7,21,22) с разделителна способност от 2- 15 сантиметра, като сканира и визуализира обекта в реално време (по време на изследването). Георадара не е изисква интрузивен контакт. Той не поврежда изследваните обекти.

Позволява създаване на двумерни карти (срезове) на подземните обекти на различни дълбочини под земната повърхност чрез допълнителна компютърна обработка. Позволява създаване на тримерни реконструкции (3D образ) на точната форма и дълбочина на подземните обекти

Георадарът е идеален за локализиране на подземни електрически кабели, тръби, канали, празнини и определяне на дебелина на плочи или настилка при изследване на шосета, мостове, канализация, електроснабдяване, телефонни линии, за трасиране на подземни водни магистрали (естествени и изкуствени), и картиране на градската комуникация, необходимо при строителни работи. Работи ефективно при локализиране на подземни обекти и измерване на стабилноста на терена преди започване на изкопна дейност за строеж или ремонт.

Лабораторията по Археогеофизика използва георадар Zond 12c на Radar Systems Inc. С подходящо оборудване, това устройство може да се използва и за изследване под вода в сладководни басеини. Zond 12c е мощен съвременен уред, който може да се използува за много различни приложения и за рещаване на цялостни проучвателни проблеми.

Апаратура за Електропрофилиране, Вертикално електрическо сондиране и Електротомография

Ние прилагаме тези методи използвайки уред за измерване на привидното електрическо съпротивление, който е аналогичен на модела Accumeter Pro VI на Accurate locators.

Дълбочината му на работа е до 40 метра.

Това е точен резистивитиметричен геофизичен уред, измерващ съпротивлението на обектите в земята за откриване на рудни находища, пещери (кухини), тунели, гробници, вода или големи метални обекти. Подходящ е за търсене и локализиране на минерали, метали, опасни отпадъци, разливи, кухини и др. Приложим е за инженерни, геотехнически, еколожки и археоложки изследвания.

Електропрофилирането се извършва чрез пропускане на ток в земята и измерване на резултатното напрежение на повърхността. Дълбочината на изследването зависи от разстоянието между електродите. Мери се големината на съпротивлението, което зависи от вида на почвата, скалата, влажността, порестостта, влагата и особено от наличието на кухини. Прилага се за локализиране на аномалии в геоложките условия, детектиране и картиране на замърсявания, разливи, опасни отпадъци, минерали и др.

Вертикалното електрическо сондиране се използва основно за вертикално профилиране и определяне дълбочинността и дебелината на геоложките слоеве и аномалиите.