Способ определения скорости и направления движения подземных вод

Союз Советскнк Социалистических Республик(22) Заявлено 22. 12. 78 (21) 2700366/18-25с присоединением заявки йо(23) ПриоритетОпубликовано 30.1280. Бюллетень ЙЯ 48Дата опубликования описания 311230 01 Ч 9/00 ГосударстаенныЯ комитет СССР по делам изобретеииЯ и открытиЯ(71) Заявитель Рязанский сельскохозяйственный институт им.проф. П. А. Костычева(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ И НАПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД Изобретение относится к области динамики подземных вод и может быть использовано в гидрогеологии, инже,нерной геологии, гидромелиорации и других смежных областях, преимущественно при исследовании грунтовых и других неглубоких залегающих подземных вод.Известен способ определения направления и скорости движения подземных вод, основанные на бурении трех скважин, расположенных по углам треугольника, и одной скважины, расположенной в центре треугольника, введением в эту скважину индикатора и 15 последующим наблюдением за изменением его концентраций в остальных скважинах. При этом направление движения подземных вод определяют по картам гидроизогипс и гидроиэопьез: поток 20 в любой точке направлен под прямым углом к этим изолиниям 1 1) .Все определения истинной скорости движения подземных вод производят различными способами: химическим, 25 электрометрическим, иэотопным и др,Наиболее прогрессивными являются иэотопные методы в связи с их высокой точностью и экономичностью, Известен способ определения скорости 30 и направления подземных водных потоков 2. Согласно этому способу вскважину, расположенную в центретреугольника, закачивают раствор, содержащий радиоактивную соль, а в периферийных скважинах определяют интенсивность гамма-излучения с помощью счетчика Гейгера-Мюллера.Основным недостатком прототипа,как и других известных способов,основанных на введении в поток подземных вод индикаторных веществ, является заражение природной среды вданном случае радиоактивным веществом. Это недопустимо применительнок потокам грунтовых и напорных вод,используемых для питьевого водоснабжения. Кроме того, используется сложная радиометрическая аппаратура итребуется соблюдение специальных мертехники безопасности при проведениисамих работ.Целью изобретения является исключение необходимости ввода в подземный поток загрязняющего индикатораи получение дополнительных сведенийо тепловых характеристиках водоносного горизонта,Указанная цель достигается тем,что в пусковую скважину помещают792197 ч1 Я.Т,),Составитель Э. ВолконскийРедактор Н. Коляда Техред А.Бабинец Корректор М. Демчик Заказ 10132/46 Тираж 649 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий11 3035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 термоэлемент и измеряют температурупластовой воды, а в наблюдательныхскважинах иэмеряют ее температуруи по характеру изменения тепловогополя в пространство и. времени судято гидродинамических параметрах водных потоков и тепловых характеристиках водоносного горизонта. Дляповышения точности определений времени в зависимости термоэлемент включают и выключают периодически, Этопозволяет получить термограммы синусоидного типа, фазы которых сдвинутыво времени в различных наблюдательных скважинах, Наличие несколькихмаксимумов и минимумов на термограммах дает возможность получить несколько расчетных значений времени,найти среднее значение времени и определить погрешность.Теоретической основой предлагаемого способа является исключительновысокая удельная теплоемкость и незначительная теплопроводность воды,с одной стороны, и небольшая теплоемкость и теплопроводность пород минералов) , с другой. Вода обладаетнаибольшей иэ всех природных веществтеплоемкостью.При лабораторном опробовании способа и Фильтрации воды со скоростью0,5-2,0 м/ч при разнице температурвсего 1 С (чувствительность термодатчика + 0,1 С скорость фильтрациипо тепловым расчетам во всех случаяхсовпадала с ее определениями прямымгидравлическим методом до втор,гознака после запятой включительно.Это выше возможностей известных индикаторных методов. Кроме того, нужно Отметить, что в глинистых водоносных пластах многие индикаторныеметоды вообще "не работают", так какиндикатор полностью или частично адсорбируется дисперсным глинистыми органическим веществом,Однако в некоторых водоносныхгоризонтах присутствуют минералысульфиды, окислы железа, характеризующиеся повышенной или пониженнойтеплопроводностью по сравнению с водой. Поэтому при медленной Фильтрации для одних и тех же расстоянийи .проницаемостей амплитуда колебаний температуры на термограммах будт различна.Таким образом, по термограммамможно судить о некоторых тепловыххарактеристиках водоносного горизонта. Практические расчеты ведут по известной зависимости: где Л - абсолютный коэффициенттеплопроводности;количество прошедшего тепла;10 ) - толщина слоя породы (длина пути Фильтрации)с - время прохождения теплового потока;Т - Т - падение температуры наЪ 115 противоположных плоскостях слоя пор. Полезность заявленного способапрежде всего в том, что он исключаетзагрязнение природной среды и расши- Щ ряет диапазон применения термометрических методов, В то же время он достаточно прост в осуществлении, повышает точность поределений ипозволяет получить дополнительную информацию о параметрах пласта.Формула изобретения 1. Способ определения скорости инаправления движения подземных вод,включающий наблюдения за водным пото ком не менее чем в трех скважих,расположенных по углам треугольникав центре которого размещена пусковаяскважина, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью исключения необхоЗ 5 димости ввода в подземный поток загрязняющего индикатора и получениядополнительных сведений о тепловых.характеристиках водоносного горизонта, в пусковую скважину помещают40 термоэлемент, изменяют температурупластовой воды, а в наблюдательныхскважинах измеряют ее температуру,и по характеру изменения тепловогополя в пространстве и времени судято гидродинамических параметрах водных потоков и тепловых характеристиках водоносного горизонта.2. Способ по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что термоэлементвключают и выключают периодически.0Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 131418, кл. Е 21 В 47/02, 1960.2. Авторское свидетельство СССР55 Р 90314, кл. С 01 Ч 5/00, 1964 (прототип)