Способ регистрации селя

 

и

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ж

/// " (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 161177 (21) 2543945/18-25 ()М.

G 01 Ч 5/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 0503.80, Бюллетень ¹9

Дата опубликования описания 050380 (53) УДК 550.83 (088 8) (72) Авторы изобретения

С.И. Авдюшин, Е.В. Коломеец, И.М. Назаров, В.И. Попов и Ш.Д. Фридман

Казахский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. С.М. Кирова и ордена Трудового Красного

Знамени институт прикладной геофизики (71 ) За яв итетти (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ СЕЛЯ изобретение относится к области геофизики и может быть использовано в системе селезашиты.

Известен способ дистанционного определения момента прихода селевого потока, основанный на использовании детекторов POC (радиооповестителей селя) — устройств, работа которых основана на учете эффекта натяжения (разрыва) троса, установленного поперек селеопасного русла, движущимся потоком, При этом на приемный пункт .передаются радиосигналы раннего оповещения (1), Известен также способ регистрации селя, основанный на измерении геофизических полей (2), Разновидности данного способа: магнитометрический, основанный на изменении напряженности магнитного поля движущимся потоком; гравитометрический, основанный на изменении силы тяжести при появлении селя; электромагнитный, основанный на использовании допплеровских измерителей уровня и скорости селя; сейсмометрический, основанный на регистрации сейсмических волн при прохождении селя, Такой способ является наиболее

30 близким к описываемому изобретению по технической сущности, Согласно этому. способу детекторы устанавливают либо над селевым потоком, выше его возможного максимального уровня, либо вблизи воэможногo селевого русла — сейсмометрический метод, либо на поверхности возможного селевого русла — наклонометрический метод. Информация от детекторов по радиоканалу поступает на приемный пункт.

Общий недостаток всех Отмеченных разновидностей способа, включая радиооповеститель селя, — невозможность непосредственного определения соотношения в селевом потоке водной и минеральной частей (фракций), что существенно затрудняет прогноз его дальнейшего перемещения, Другой существенный недостаток — возможность подачи ложного сигнала или, полного уничтожения измерительных систем людьми или животными. В сейсмометрическом методе трудна отстройка от сейсмических колебаний, обусловлейных естественными и искусственными землетрясениями малой амплитуды.

689432

Целью настоящего изобретения .является определение структуры селя, его временных и динамических характеристик непосредственно в процессе движения селевой массы.

Поставленная цель достигается тем, что в селеопасном русле измеряют нейтронную и ионизирующую компоненты поля космического излучения, по ослаблению которых селевым потоком определяют соответственно массу водной и минеральной Фракций селя; также тем, что детекторы космического излучения разносят вдоль по селеопасному руслу, регистрируют поток космического излучения каждым детектором раздельно и по изменению этой величины определяют момент прихода водной и минеральной Фракций селя к детекторам, а по разности времен прихода этих фракций к детекторам судят о скорости движения селя вдоль линии 20 установки детекторов; также тем, что детекторы устанавливают поперек селеопасного русла по периметру одного или нескольких сечений, регистрируют поток космического излучения раздель- 25 но каждым счетчиком и по ослаблению этого потока селевым потоком определяют полную массу водной и минеральной фракций селя, их среднюю скорость движения и расходы селевого потока по фракциям.

Пример 1. В селеопасном русле бассейна реки Малая Алма-атинка

Южный Казахстан на абсолютной высоте

Н 2500 м устанавливают два детектора, счетчики каждого из которых регистри- 5 руют потоки нейтронов и ионизирующих космических частиц. Расстояние между детекторами 100 м. Счетная поверхност детектора ионизирующих частиц (гейгеровского счетчика) имеет площадь 40

S = 1500 см и счетная поверхность детектора нейтронов S = 3000 см.

Счетчики вместе с радиопередатчиками помещены в буровые скважины и эаглублены в коренные породы под поверхность на 1 м. На этой глубине пренебрежимо мала потенциальная опасность разрушения счетчиков движущимся селем. По экспериментальным данным для перечисленных условий и указанных вы- 50 ше детекторов начальные скорости счета будут: для нейтронов Nz = 4,0 имп/с и для ионизирующей компоненты

N = 10,0 имп/с.

Предположим, что на место установки детекторов обрушился грязекаменный 55 селевой поток глубиной 3 м и содержанием воды 60 г/см голова которого движется со скоростью 5 м/с. Если учесть, что по экспериментальным данным коэФфициент ослабления нейтронов ц) в воде составляет p = 0,016 см /г и в горных породах pi, = О, а ионизирующей части космических частиц - в грязе-каменном материале (минеральная фракция) p, =- 0,00 16 см /г, получают 5 следующие значения регистрируемых скоростей счета при наличии селя мощностью d =600 г/см, (плотность

Р 2 г/см ), содержащего d<-- 60 г/rQ воды. Для нейтронов N =- 1,5 имп/с и для ионизирующей части космических частиц N = 4 имп/с. При времени осреднения t = 10 с мы имеем четко различающиеся, статистически значимые величины : для нейтронов И

40 имп, Ng = 15 имп; для ионизирующей части космических лучей

N О = 100 имп, N — — 40 имп. За 10 с голова селя продвигает .я на 50 м, и оба детектора,разне"енных на 100 м вдоль селеопасного русла, имеют возможность уверенно измерить его скорость движения, Пример 2, В селеопасном русле шириной 100 м на абсолютной высоте H = 2500 м устанавливают детекторы космических частиц (по параметрам, соответствующим примеру 1) поперек русла по периметру двух сечений, отстоящих друг от друга на Ь = 100 м.

В каждом сечении размещают по четыре детектора. При прохождении селя регистрируемые потоки космических частиц, как это показано в примере 1, позволяют определить массу минеральной

М и водной Фракций Мв селя, где индекс i обозначает номер детектора.

Полная масса отдельных фракций селя, проходящих через первое сечение будет () -ки

4 м ;((,.„ и (),в=,) -М,„. Аналогичным ю„, образом получают значения М,,,1 и М в

По ослаблению потока ко .мических лучей, регистрируемого детекторами в каждом сечении, определяют время прихода селя к первому сечению и ко второму t> Откуда находят раз,ность времен л t = t, — t) и среднюю скорость v движения селя по формуле v = L/ät. Причем отдельно определяют скорость для воды v и для минеральной фракции v Расход селя К по каждой фракции отдельно находят из измеренных значений средних скоростей движения селя и значений полных масс селевых потоков в сечениях

М,„(), 2 в в гв

Использование предлагаемого способа регистрации селя обеспечивает по сравнению с существующими способами возможность непосредственного раздельного измерения мощности минеральной (грязе-каменной) и водной фракций в движущемся селевом потоке; увеличение надежности обнаружен«» селя, определения его parxn « «к po<:ти выдвижения, что значит ль« > « « щ.,ает

689432

Формула изобретения

Составитель И, Шадский

Техред М.Петко Корректор Г. Назарова

Редактор Н. Белявская

Тираж 649 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Эаказ 10277/52

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная,4 эффективность прогноза движения селя и, следовательно, позволит принять своевременные меры по спасению человеческих жизней и материальных ценностей.

1. Способ регистрации селя путем измерения геофизических полей, о тл и ч а ю шийся тем, что,с целью определения структуры селя, измеряют нейтронную и иониэирующую компоненты поля космического излучения, по ослаблению которых селевым потоком определяют соответственно массу водной и минеральной фракций селя.

2, Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью определения временных характеристик селя, детекторы космического излучения раз- 20 носят вдоль по селеопасному руслу, регистрируют поток космического излучения каждым детектором раздельно и по изменению этой величины определяют момент прихода водной и мине- 25 ральной фракций селя, а по раэ/ ности времен прихода этих фракций селя к детекторам судят о скорости движения селя вдоль линии установки детекторов.

3. Способ по пп, 1 и 2, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью определения динамических характерисТНр. селя, детекторы устанавливают поперек селеопасного русла по периметру одного или нескольких сечений, регистрируют поток космического излучения раздельно каждым счетчиком и по ослаблению этого потока селевым потоком определяют полную массу водной и минеральной фракций селя, их среднюю скорость движения и расходы селевого потока по фракциям.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Димаксян A.14. Радиооповести-. тель селя. Гидрометеоиздат, Л., 1966, с. 83.

2. Красюков В.A. Основные конструктивно-функциональные особенности датчиков систем оповещения о селевой опасности. Труды Каз. НИГМИ, сб. 2 Селевые потоки. Гидрометеоиздат, M ° 1977, с. 64-66 (прототип).