BGS уточнила геологические условия для прокладки подводных кабелей в Северном море

Британская геологическая служба BGS совместно с Даремским университетом и Университетом Данди исследовала мелководные грунты Северного моря, которые учитываются при прокладке и защите подводных энергетических и телекоммуникационных кабелей. Работа показала, что строение верхней части морского дна сложнее, чем обычно принимается в стандартных подходах к оценке рисков при заглублении кабелей.

Подводные кабели относятся к критической инфраструктуре: они обеспечивают передачу данных между странами и подключение морских энергетических объектов к энергосистеме Великобритании. При этом кабельные линии уязвимы для повреждений от судовых якорей, рыболовного промысла, эрозии, дноуглубительных работ и природных процессов.

Основной способ защиты таких линий — заглубление в морское дно. В применяемых методиках оценки риска часто используются упрощенные допущения о едином типе грунта. По данным BGS, такой подход не всегда отражает фактические инженерно-геологические условия: на коротких расстояниях могут чередоваться пески, гравий, глины, торфяные прослои и неглубоко залегающие скальные грунты.

Исследование выполнено в рамках проекта «Offshore cable burial: how deep is deep enough?», финансируемого Советом по исследованиям в области инженерных и физических наук Великобритании. Специалисты подготовили открытый отчет по грунтам в верхних двух метрах морского дна — именно этот интервал является ключевым для заглубления и защиты кабелей.

В работе использованы более 12 тыс. геологических записей из архивов BGS и Marine Data Exchange организации The Crown Estate. По оценке авторов, это наиболее детальная региональная картина мелких подповерхностных условий для британского сектора Северного моря.

Результаты показали широкое распространение слоистых грунтов. На большинстве участков зафиксировано несколько слоев разных типов, часто — пески, залегающие над глинами, гравием, торфом или неглубокими скальными породами.

Для южной части Северного моря характерно преобладание поверхностных песков. Северная часть отличается большей геологической изменчивостью. Тонкие гравийные прослои распространены широко, более мощные гравийные слои и близкое залегание скальных пород встречаются локально, особенно у побережья, где условия для заглубления кабелей наиболее ограничены. Органоминеральные грунты и торф выявлены преимущественно под тонкими песчаными слоями, поэтому они могут не отображаться на картах донных отложений.

Такая изменчивость влияет на выбор технологии прокладки и защиты кабелей. Грубозернистые слои, включая гравий, могут повышать сопротивление проникновению оборудования при заглублении. Мелкодисперсные осадки в отдельных случаях требуют учета противоэрозионной защиты. Неглубокое залегание скальных или других прочных слоев может ограничивать достижимую глубину заглубления и потребовать дополнительных мер защиты.

Авторы также отмечают, что простое увеличение глубины прокладки не всегда дает лучший результат. Более глубокое заглубление повышает стоимость работ и может создавать дополнительные риски, включая перегрев кабеля.

Помимо геологического анализа, в проект вошли физическое и численное моделирование. Университет Данди занимался физическими испытаниями, Даремский университет — численным моделированием взаимодействия якорей с различными грунтовыми профилями, в том числе с использованием метода материальных точек. Эти данные нужны для более реалистичной оценки риска повреждения кабелей якорями.

По словам морского геолога BGS Катрионы Макдональд, слоистые условия морского дна широко распространены и должны учитываться при принятии решений о трассировке кабелей на ранних стадиях. Итоговый отчет и материалы моделирования могут использоваться при предварительном выборе трасс, оценке рисков и развитии подходов к заглублению кабелей на Северном море и британском континентальном шельфе.