Способ трассирования потоковподземных вод

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.07.79 (21) 2792417/18-25 с присоединением заявки,% (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.81. Бюллетень Рй 18 (51)М. Кл.

2l В 47/10

Гееударстеенный кемнтет

СССР не делам нэебретеннй н еткрытнй (53) УДК 550.84 (088. 8) Дата опубликования описания 15.05,-

l . 1.

/,", - t. ; . ° >

В. А. Поляков, В. T. Дубинчук и B. С Г (22) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский и инженерной геопогии (21) Заявитель (54 ) СПОСОБ ТРА ССИРОВА НИЯ ПОТОКОВ

ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Изобретение относится к гидрогеопогии, гидротехнике, гидромепиорации и предназначено дпя опрвдепения направпения движения подземных вод, а также потоков воды, фипьтрующихся через естественные завальные плотины и .:искусственные сооружения.

Известен способ исследования движения подземных вод, основанный на применении индикаторов (изотопов, солей, бак- . терий, спор и т. д.), которые инжекти10 руют в исследуемый поток и наблюдают в местах, доступных дпя отбора проб ипи непосредственного измерения концентрации индикатора в скважинах, родниках и других выходах подземных вод jl).

Этот способ решает задачу топько о гидравлической связи точки инжекции и точки наблюдения, если между ними зафиксировано прохождение индикатора.

Известен также способ трассирования потоков подземных вод, основанный на применении электропитического индикатора. В этом способе в подзем2 ный поток при помощи скважины вводится электропитический индикатор (хпористый натрий), который увлекается исспедуемым потоком. В результате, вдоль направления его движения формируется обпако эпектропроводящего индикатора. На дневной поверхности при помощи пары разнесенных электродов и под разными направпениями относительно места инжекции (скважины) измеряют кажуше ся сопротивление массива пород. В направпении сноса индикатора оно минимапьно (максимапьные эпектропроводность ) и наоборот, в направлении, противопопожном движению воды, сопротивление пород максимально (эпектропроводность минимальна). Проводя в последовательные моменты времени измерения сопро-. тивпения (эпектропроводности) пород под разными азимутальными углами, получаютт. эпюру, а направпение движения определяют по направлению максимальной эпектропроводности (минимального кажущегося сопротивления)с21.

3 b2

Недостатками этого способа являю ся низкая пространственная (в плане и в глубине) разрешающая способность, которая не позволяет проследить -движение подземного потоке на большие расстояния без бурения дополнительных скважин, необходимость введенич индикатора в больших количествах (десятки и сотни килограммов), в связи с чем существенно изменяются фильтрационные .свойства пород, и, что самое главное, загрязнение водоносных горизонтов.

Цель изобретения — обеспечение чистоты подземных вод.

Поставленная цель достигается тем, что в способе трассирования потоков подземных вод, основанном на введении в исследуемый поток индикатора и наблю- дении за его распределением, в исследуе-. мый поток вводят гелий, измеряют его концентрацию на дневной поверхности и по участкам с аномальными концентрациями гелия судят о путах движения подземных вод.

На чертеже изображена схема, поясняющая предлагаемый способ.

В гидравлически открытъ и интервал водоносного горизонта l,.вскрытого скважиной 2, оборудованной фильтром 3, из баллона 4 продолжительное время вводят газообразный гелий. По пути своего движения гелий эманирует из потока и достигает поверхности земли, гце его регистрируют с помощью измерителя 5, Способ реализуют следующим образом.

Скважину оборудуют сверху герметичной заглушкой с вводо для шланга или трубы. Шланг (трубу) соединяют с баллоном, содержащим сжатый гелий, через стандартный редуктор. Открывают кран баллона,и гелий поступает по шлангу в подземную воду исследуемого горизонта, растворяется в ней в количествах, избыточных по сравнению с равновесным его содержанием в воде при нормальном давлении, так как он нагнетается с избыточным давлением. Нагнетание проводят непрерывно на протяжении всего эксперимента. Скорость нагнетания (расход гелия) зависит от объема воды в скважи() Д 4 не и скорости фильтрации ее через фильт ровую зону скважины. Растворенный гелий движется с потоком подземной воды, постепенно эманируя из нее в вышележащие породы и далее к дневной поверхности, где при помощи портативных гелиевых измерителей определяют места его максимальных выходов и ориентацию его потоков в пространство. Местоположение потока определяют по максимуму регистрируемой на профиле концентрации гелия.

Гелий совершенно нетоксичен, хорошо растворим в воде и легко дегазирует из нее, он не взаимодействует с породами, не изменяет свойств самой воды и быстро мигрирует через толщу пород.

Гелий регистрируется в ничтожной концентрации современными приборами, например типа ИНГЕМ-l, что обеспечивает надежное трассирование меченного им потока. Кроме того, гелий не создает загрязнения окружающей среды.

Способ позволяет повысить пространственное разрешение трассирования потоков подземных вод, снизить стоимость и трудоемкость работ и обеспечить полную чистоту исследуемой среды. зо

Формула изобре тения

Способ трассирования потоков подземных вод, основанный на введении в исследуемый поток индикатора и наблюдении за его распределением, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью обеспечения чистоты подземных вод, в исследуемый поток вводят гелий, измеряют его концентрацию на дневной поверхности и

4 по участкам с аномальными концентрация40 ми гелия судят о путях движения подземных вод, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

4> 1. Справочное руководство по фименению ядерных методов в гидрологии и гидрогеологии. М., Недра», 1975, с. 256.

2. Гринбаум И. И. Об изучении движения подземных вод методом заряженюго тела.-Геофизическая разведка. Вып. l, Недра, 1960, с. 47-52 (прототип).

Й29&93

/ с

Ъ.Составителв Э. Волконский

Тех д Н.Келушак Ко екто В. Бутяга

Редакто Н. Ромжа

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2 789/2 6 Тираж 62 7 Подпис ное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3O35, Москва. Ж-35, Раушская наб., д. 4/5