Способ определения характеристик влагопереноса в ненасыщенных породах

 

1 кт о а о о ио в н а тт

Ъ

ОПИСАН

ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬ

Союз Советских

Социалистических

Республик / (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.03.75 (21) 2110549 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.07.77. Бюллетень М

Дата опубликования описания 24.08..2 G 21Н 5/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий

621.039.8 (088.8) (72) Авторы изобретения

Б. В. Карасев и В. Т. Дубинчук (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК

ВЛАГОПЕРЕНОСА В НЕНАСЫЩЕННЫХ ПОРОДАХ

Изобретение относится к области гидрологии, в частности, к определению характеристик влагопереноса в ненасыщенных породах: скорость и расход инфотльтрационных потоков атмосферных осадков через зону аэрации, коэффициенты влагопроводимости, коэффициент диффузии влаги.

Известен способ определения параметров движения подземных вод, включающий бурен ие окважины, запуск радиоактивной пробы в воду, находящуюся в окважине и сообщающуюся ic пластом, бурение скважины, расположенной по предполагаемому направлению водного потока, в которой наблюдают перемещен|не радиоактивной воды по изучаемым пластам (1).

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ определения характеристик влагопереноса в ненасыщенных породах, включающий введение в грунт на наблюдательной площадке порции воды, меченной изотопами водорода отли кислорода, бурение скважины е отбором керна (пробы) измерение концентрации изотопов в керне (пробе), по распределению которых определяют характеристики влагопереноса (2).

К недостаткам этого способа относится, прежде всего, необходимость отбора проб грунта.

При отборе проб грунта эксперимент становится в принципе невоспроизводимым, так как повторный отбор и, следовательно, бурение м ожет быть проведено только в другой точке. Поэтому после бурения и отбора проб наблюдение прерывается и эксперимент нужно проводить в другом месте, в то время как такие наблюдения необходимо проводить как раз в режимном варианте, многократно и в

10 одной и той же точке. Кроме того, технически трудно осуществлять непрерывный отбор керна с одновременной точи он привязкой по глубине и для этого требуется каждый раз,применять специальное оборудование.

15 Эти трудностот резко возрастают с увеличением глубины исследования. Существующие способы отбора керна не исключают перемешивания грунта.

20 Целью изобретения является повышение экспресности, точности и достоверности результатов определения характерастик влагопер еноса.

Это достигается тем, что по предлагаемому

25 си особу .на наблюдательной площадке оборудуют скважину с проницаемыми для паров воды стенками, в скважину помещают предварительно подготовленную пробу из поглотителя паров влаги, которую перед извлече30 нием на поверхность экспонируют.

565329

Формула изобретен ия

Составитель Г. Савельев

Техред М. Семенов

Корректор Л. Орлова

Рсдактор И. Шубина

Заказ 166!/15 Изд. Мо 596 Тираж 563 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

На наблюдательной площадке оборудуют одну скважину с проницаемыми для паров воды стенкам и. После этого производятся инжекция порции воды, меченной тритцем, дейтерием или кислородом 18. Запуск индикатора производят вблизи скважины на заданную глубину. Затем в скважкну опускают секционированный сборник влаги. Количество секций определяется желаемой детальностью исследования по глубине. Секции заполнены известным и одинаковым .количеством поглотителем паров влаги. Экспонируют его с определенным временем выдержки, необходимым для насыщения влагой поглотителя. Пары влаги поступают из слоя породы, находящегося напротив данной секции, в поглотитель, к оторый сорбирует влагу. Затем сборник извлекают на поверхность, а влага, содержащаяся в поглотителе, анализируется на содержан ие в нем индикатора (трития, дейтерия, кислорода). Концентрацию трития измеряют при помощи сцинтилляционного или газоразрядного радиометрического устройства, а дейтерий и к ислород 18 — при помощи масс-спектрометра. По результатам измерений получают распределение концентрации индикатора по глубине — пространственное распределение. Для получения временных распределений индикатора секцион ированный сборник экспонируют в скважине через некоторые интервалы времени. Таким образом, получают серию просгранственно-временных распределений индикатора. По перемещению максимума .индикаторной кривой определяют скорость инфильтрации влаги в зоне аэрации. По ширине экспериментальных кривых определяют коэффициенты влагопроводности или диффузивности, дисперсионные характеристики влагопереноса.

Определение характеристик влагопереноса предлагаемым способом может быть прове5 дено с болыпой детальностью, как в простран стве так и во времени.

Это повышает точность и достоверность результатов наблюдений. Исключение отбора проб грунта снижает трудоемкость работ и

10 повышает их производительность.

Способ определения характеристик влаго15 переноса в ненасыщенных породах, включающий введение в грунт на наблюдательной площадке порции в оды, меченной изотопами водорода или иислорода, бурение скважины, извлечение на поверхность проб и измерение

20 концентрации изотопов, по распределению которых определяют характеристики влагопереноса в породах, о тл и чающий ся тем, что, с целью повышения эксперсности, на наблюдательной площадке оборудуют скваж ину с проницаемыми для паров воды стенками, в скважину помещают предварительного приготовленную пробу из поглотителя паров влаги, которую перед извлечением на поверхность экспонируют.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чураев Н. В., Ильин Н. И. Радиоактивные методы исследования движения подземных вод, М., Атомиздат, 1967, с. 10.

2. Munnich К. О, Roefher W, ТЫ1о Ь, Isotopes in Hydrology IAEA. Vienna. 1967, р. 305 — ЗЗО.