Способ обнаружения и исследования подземных водотоков

 

1. СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОДОТОКОВ, при котором выбирают профили на исследуемой местности, перемещают приемное устройство с катушками индуктивности вдоль выбранных профилей , регистрируют при этом сигналы катушек, по которым судят о наличии подземных водотоков, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и информатив-. ности, выбирают профили в виде прямоугольной сетки, перемещают с постоянной скоростью приемное устройство в прямом и обратном направлениях для каждого профиля, судят о наличии участка подземных вод на профиле по наличию аномальной составляющей амплитуды сигнала с отличающимися знаками для движения в противоположных направлениях, устанавливают зону подземного водотока, соединяя границы участков подземных вод на прилегакяцих профилях. 2.Способ по П.1. о т л. и чающийся тем, что, с целью определения направления подземного водотока, определяют среднее значение амплитуды сигнала при движении -ваоль зоны подземного водотока в прямом и обратном направлениях, при этом направление подземного водотока совпадает с направлением движения, при котором среднее значение амплитуды имеет меньшее значение , причем не менее, чем в два раза. 3.Способ по ПП.1 и 2, отли (Л чающийся тем, что, с целью определения скорости подземного водотока , измеряют скорость Vq перемещения устройства, определяют ско-. рость VT подземного водотока по формуле: VT-V CAJ-A VA A), ;л где А2 , - средние значения ам00 4; плитуды при движении по профилю в прямом и обратном направлениях. 4 4.Способ ПОП.1, отлича ющ и и с я тем, что, с целью определения глубины расположения подземного водотока, проводят вертикальное электрическое зондирование, выбирая при этом направление разноса питающих электродов вдоль зоны подземного водотока .

СО08 СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИК аа of)

3(59 С01 VЗ 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

IlO ДЕЛШ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3614851/18-25 (22) 08.07.83 (46) 30.07.84. Бюл.128 (72) F..Г.Соболев, В.П.Новиков, Е.А.Мартынов, И.Л.Андрущенко и В.М.Бородавкин (71) Донецкий филиал Научно-исследовательского горнорудного института (53) 550.837(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

-890348, кл. 5 01 Ч 9/02, 1981.

2. Патент ФРГ 12853075, кл. G 01 3/ 12, опублик. 1979 (прототип). .(54)(57) 1. СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОДОТОКОВ, при котором выбирают профили на исследуемой местности, перемещают приемное устройство с катушками индуктивности вдоль выбранных про" филей, регистрируют при этом сигналы катушек, по которым судят о наличии подземных водотоков, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности и информативности, выбирают профили в виде прямоугольной сетки, перемещают с постоянной скоростью приемное устройство в прямом и обратном направлениях для каждого профиля, судят о наличии участка подземных вод на профиле по наличию аномальной составляющей амплитуды сигнала с отличающимися знаками для движения в противоположных направлениях, устанавливают зону подземного водотока, соединяя границы участков подземных вод на прилегающих профилях.

2. Способ по п.!. о т л.и— ч а ю шийся тем, что, с целью определения направления подземного водотока. определяют среднее значение амплитуды сигнала при движении вдоль эоны подземного водотока в прямом и обратном направлениях, при этом направление подземного водотока совпадает с направлением движения, при котором среднее значение амплитуды имеет меньшее значение, причем не менее, чем в два раза.

3. Способ по пп.1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью определения скорости подземного водотока, измеряют скорость У перемещения устройства, определяют скорость Ут подземного водотока по формуле: () ()

< 0 ср где A>, A — средние значения амплитуды при движении по профилю в прямом и обратном направлениях.

4. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью определения глубины расположения подземного водотока, проводят вертикальное электрическое зондирование, выбирая при этом направление разноса питающих электродов вдоль эоны подземного водотока.! 105844

1Изобретение относится к геофизике, а более конкретно к наземной геофизической разведке месторождений подземньпс вод. и может быть использовано при гидрогеологических, гидротехнических и мелиоративных работах.

Известен способ определения вектора скорости движения подземных вод и устройство для его осуществления, где в водоносном интервале скважины создают зону электролита, к которому подводят переменный электрический ток и по изменению во времени величины вектора магнитной индукции определяют направление движения воды 11. 15

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость из-за необходимости бурения скважин.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ.20 обнаружения и исследования подземных водотоков, при котором выбирают профили на исследуемой местности, перемещают приемное устройство с катушками иидуктивности вдоль выбраиных 25 профилей, регистрируют при этом сигна лы катушек, по которым судят о наличии подземных водотоков Ã21.

Недостатками известного способа являются низкие производительность З0 и информативность из-за его неосущест. вимости при непрерывном движении, а также невозможности определения параметров подземного водотока.

Цель изобретения — повышение произЗ5 водительности и информативности.

Укаэанная цель достигается тем, что согласно способу обнаружения и исследования подземных водотоков, при котором выбирают профили на ис- 40 следуемой местности, перемещают приемное устройство с катушками индуктивности вдоль выбранных профилей, регистрируют при этом сигналы катушек, по которым судят о наличии под- 45 земных водотоков, выбирают профили в виде прямоугольной сетки, перемещают с постоянной скоростью приемное устройство в прямом и обратном направ лениях для каждого профиля, судят о 50 наличии участка подземных вод на профиле по наличию аномальной составляющей амплитуды сигнала с отличающимися знаками для движения в противоположных направлениях, устанавливают зону 55 подземного водотока, соединяя границы участков подземных вод на прилегающих профилях.

Кроме того, с целью определения направления подземного водотока определяют среднее значение амплитуды сигнала при движении вдоль зоны подземного водотока в прямом и обратном направлениях, при этом направление подземного водотока совпадает с направлением движения, при котором среднее значение амплитуды имеет меньшее значение, причем не менее чем в два раза.

С целью определения скорости подземного водотока измеряют скорость п перемещения устройства, определяют скорость подземного водотока по формуле

Чт = ЧП(Д",- Д22)!(А „ ФА, ) где A„„1, А — средние значения амплитуды при движении по профилю в прямом и обратном направлениях.

Кроме того, глубину расположения подземного водотока определяют путем вертикального электрического зондирования, выбирая при этом направление разноса питакицих электродов вдоль эоны подземного водотока.

На фиг.1 представлена схема расположения профилей на местности, на фиг.2 — графики сигналов при прямом и обратном профилировании.

Устройство перемещают вдоль профилей !,2 и 3 (фиг. 1) на местности

С предполагаемыми подземными водотоками. На фиг. 1 представлен также график 4 сигнала с положительной аномальной зоной 5 при прямом профилировании профиля 1, график 6 сигнала при обратном профилировании профиля 1, график 7 сигнала при прямом профилировании профиля 2, график 8 сигнала при обратном профилировании профиля 2, границы

9 и 10 водоносной зоны, график 11 сигнала прямого и обратного профилирования профиля 3. Стрелками

12 показано направление прямого профилирования, стрелками 13 показано направление обратного профилирования для профилей 1-3.

Стрелками 14 и 15 показаны направления соответственно прямого и обратного профилирования водоносной зоны в границах 9 и 10. График 16 (фиг.2) сигнала профилирования по водоносной зоне в прямом направлении имеет среднее значение ампли. туды порядка Л> = О, 5 >и К. График

3 1105

17 сигнала профилирования водоносной зоны имеет среднее значение амплитуды порядка А 1,72 mV.

Пример. Выбирают участок с предполагаемыми водоносными зонами, 5

Участок разбивают на профили 1-3 (фиг. 1) и т.д., вдоль которых перемещают приемное устройство с катушкой индуктивности на высоте до 0,7 м от поверхности Земли равномерно со скоростью, не превышающей 5 км/ч, измеряют и регистрируют сигнал, например

ЭДС катушки. Приемное устройство перемещают в прямом 12 и обратном 13 направлениях, после чего обрабатыва- 15 ют записи сигналов, например íà графопостроителе.

На графиках 4,6,7 и 8 имеются эоны с существенньм превышением уровня сигнала над уровнем фона — аномаль- 20 ные зоны. Если графики профилирования в прямом и обратном направлениях имеют аномальные зоны с противоположными знаками — "зеркально отраженные эоны",- то зто свидетельствует о наличии обводненной зоны на профиле.

Графики ЭДС переносят на план местности и соединяют границы,. обвовнемных зон профилей между собой. Получают границы 9 и 10 обводненной зоны 30 тем самым определяют участок подземных вод. Затем для определения направления и скорости подземного водотока проводят прямое и обратное профилирование участка подземных вод соответст 35 венно в направлениях 14 и 15. Графики

16 и 17 представляют результаты профилирования участка подземных вод в границах 9 и 10. Определяют отношение амплитуд А /А„ . 3. Направле- 40 ср ср

844 нием подземного водотока является то направление профилирования, где сред-. нее значение амплитуды меньше, по крайней мере, в два раза; В указанном примере направление подземного водотока совпадает с направлением 14.

Далее используют найденную иэ опыта формулу для расчета скорости движения подземного водотока:

Ч9 -д )/()

=5 км/ч (1,72-0,55)/(1,72+0,55) =

=2,56 км/ч.

Проводились эксперименты по оценке точности способа на обводненных тектонических нарушениях, питающих водозаборы вблизи городов Докучаевска, Новотроицка, расположенных на Еленовском месторождении известняков и доломитов. Точность определялась сравнением со скоростью подземного водотока, измеренной на основе гидрогеоло" гических методов. В рассматриваемом случае быяи получены значения порядка 2,4 км/ч. Таким образом, погрешность способа не превышает 7É.

Глубину расположения подземного водотока определяют при постановке вертикального электрического зондирования при этом питающие электроды устанавливают вдоль зоны подземного водотока.

Изобретение позволяет повысить производительность и информативность обнаружения и исследования подземных водотоков благодаря использованию эффекта изменения величины ЭДС, наведенной в катушке индуктивности при ее перемещении против течения и по течению подземного водотока.

1105844

ЧИПИ Заказ 5596/36 ираж 7 1 1 Подписное

Филиал ППП "Патент", г Ужгород ул Проектная 4