Способ трассирования наносов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 А 1 С 7/00 1)5 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР 1 ГОСПАТЕНТ СССР) НТН ЕИЗ ТЕНИ ОПИС М 2и государственный унигосударственное пред - Экология - Физика" селов, В,А,Шашка- В,Н.Молчановтрикеев В.В, Новый споственного учета мече- пробах донного грунта, 8, т,8, вып.2, с,46 - 52,АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) СПОСОБ ТРАССИРОВАНИЯ НАНОСОВ (57) Применение: изобретение относится к области средств трассирования профилей местности и может быть использовано при Изобретение относится к средствам трассирования профилей местности и мокет быть использовано в геоморфологическом исследовании миграций песчаных и илистых наносов в береговой зоне.В настоящее время для трассирования наносов при определении их миграции, в том числе в береговой зоне, используют такой прием, как мечение наносов, производимое петрографическим, радиометрическим, изотопным или люминесцентным способами. Известные способы трассирования предусматривают внесение в материал наноса какого-либо индикатора, используемого в качестве метки, Внесение в среду меток для осуществления известных способов, например изотопов, приводит к обогащению ими среды и загрязнению среды, а кроме того, требует значительных затрат,определении миграции песчаных и илистых наносов в береговой зоне. Сущность изобретения: в анализируемую среду вносят индикатор, составленный из намагниченного материала с различным коэрцитивныю спектром намагниченности, при исследовании осуществляют отбор проб, переосажда. ют пробы в магнитном поле, определяют для них козрцитивный спектр намагниченности, сравнивают его с исходным спектром намагниченности индикатора, определяют содержание каждой метки в пробе и по данным.полученным по заданной схеме, трассируют нанос. В качестве метки может быть использован естественный материал - песок или ил,взятые в анализируемой области, 1 с.п. и 1,з,п,ф-лы, 2 ил. 1 табл. Известен способ трассирования наносов, наиболее близкий по технической й сущности к предлагаемому, предусматривающий внесение индикатора в поток нано- р сов, распределение его по заданному профилю, отбор проб грунта и определение в пробе индикатора, причем в качестве индикатора ислолазуют набор маток из люми. И несцентного красителя. В отобранной пробе устанавливают относительное содержание метки из красителя каждого цвета ипо распределению меток по площади устанавливают перемещение наносов, трассируют их.Недостатком известного способа является, прежде всего, загрязнение окружающей среды, обусловленное использованием люминесцентных материалов, Помимо этого время жизни используемых люминесцентных красителей в жидкой среде (морскаяко и требует значительных затрат, кроме 10 15 20 25 30 35 40 55 вода) ограничено, осадочный материал, меченый красителем, в процессе миграции подвергается истиранию, в результате чего часть индикатора безвозвратно теряется. Эти процессы приводят как к ограничению времени наблюдений, так и к снижению достоверности анализа содержания метки в пробе. Использование в качестве индикатора набора люминесцентных меток трудоемтого, область применения известного способа ограничена - он неприменим при трассировании иловых наносов,Целью изобретения является обеспечение экологической безопасности, удлинение сроков анализа, а также расширение функциональных возможностей на трассирование иловых наносов.Это достигается тем, что, в способе трассирования наносов, предусматривающем предварительное мечение среды путем внесения в нее заданного количества индикатора в заданных точках профиля, отбор пробы по заданной схеме, измерение содеркания в пробе индикатора и определение распределения индикатора по профилю, в соответствии с предполагаемым изобретением, в качестве индикатора используют магнитные метки в виде порций намагниченного материала с различным коэрцитивным спектром намагниченности, отобранную пробу переосаждают в магнитном поле, определяют коэрцитивный спектр намагниченности материала пробы, а содержание в пробе индикатора определяют путем сравнения коэрцитивных спектров намагниченности индикатора и материала .пробы,Кроме того, при трассировании илистых наносов используют магнитные метки из материала придонного грунта.Сущность изобретения заключается в следующем. В качестве индикатора при трассировании наносов могут быть использованы либО естественный осадочный материал исследуемой области, либо любой магнитный материал со статистически подобной естественному материалу крупностью зерен (гранулометрический состав), что по. зволит избежать загрязнения исследуемой среды. В качестве меток применяются идеальные намагниченные частицы, что обуславливает стабильность метки - ее магнитных свойств - во времени, несмотря на действие водной среды или трение частиц между собой. Известный коэрцитивный спектр намагниченности метки является характеристическим признаком индикатора. При наличии естественных процессов перемещения наносов рассеяние индикатора по 45 50 площади и изменение концентрации метки с заданным коэрцитивным спектром намагниченности, характеризующее такое рассеяние, дает возможность трассировать нанос по данным анализа проб, причем такой анализ может быть проведен спустя значительный срок после внесения метки (порядка 1 недели). Указанный срок в несколько раз превышает срок анализа по прототипу и при этом не происходит загрязнения исследуемой среды.На фиг. 1 представлены спектры ориентационной намагниченности двух меток - (кривые 1 и 2) в виде зависимости от величины размагничивающего поля, и коэрцитивный спектр намагниченности этих же меток, использованных в качестве индикатора, после переосаждения пробы (кривые 3 и 4); на фиг, 2 - результаты количественной оценки содержания меток с различным коэрцитивным спектром намагниченности в пробе по экспериментальным данным,Рассмотрение фиг. 1 показывает удовлетворительное совпадение исходного спектра намагниченности метки и коэрцитивного спектра намагниченности пробы после переосаждения материала пробы, среднеквадратичное отклонение кривых составляет5;4 в области максимума спектра, что свидетельствует о высокой чувствительности метода.Способ трассирования наносов осуществляют следующим способом. В материале, выбранном для использования в качестве меток, создают парциальные идеальные намагниченности по числу меток, из меток составляют индикатор, определяют коэрцитивный спектр намагниченности индикатора при осаждении в известном магнитном поле, индикатор, составленный из меток в заданном соотношении по объему, вносят в поток наносов по заданной схеме (профилю). Через определенные промежутки времени производят отбор проб наносов известными методами, Пробы переосаждают в магнитном поле той же величины, что и при осаждении индикатора,и определяют коэрцитивный спектр намагниченности пробы 12 о. Сравнивая коэрцитивные спектры этой намагниченности с коэрцитивным спектром индикатора, определяют по формуле (1) процентное содержание каждой метки в пробе, которое вычисляют как отношение нормированной величины интеграла парциального коэрцитивного спектра намагниченности материала пробы на величину аналогичного интеграла от спектра парциальной идеальной намагниченности метки к сумме этих величин по всем меткам, т.е.1788434 Р 1 си = - :- 100 , при= 1,2 (1) Я" к =Я рактеризуется площадью, ограниченнойучастком кривой 2 и соответствующими ординатами ф,= 1,2,3). Истинное значениеПри наличии данных о содержании инди - концентрации (и) каждой метки в пробе растора в пробе при рассеянии меток по плодеРжании индика считано по фо м ле (1):фру :щади составляют распределение меток наплощади и трассируют нанос,у з с;При трассировании илистых наносов ото,:,я" бирают материал приданного грунта, включающий магнитные материалы, производят Результаты расчета для примера фиг, 2мечение грунта,как описано выше,и исполь- приведены в таблице.Определенные концентрации меток вП р и м е р, Моделировали процесс осад- пробе практически совпадают с заданнымконакопления песка, имеющего среднюю 15 их соотношением в исходной смеси, что сви 2 10 м.рупность зерен осаждаемого материала детельствует о возможности пр именениям. В качестве индикатора использова- способа в естественных словияхли тот же пе к. Исок. Индикатор составили из 3 трассирования осадконакопления и нанометок путем парциального идеального на- сов,магничивания индикатора при напряженно Минимальное содержание индикаторасти постоянного магнитного поля 640 А/м и в пробе опреде еопределяется магнитной восприимизменении переменного магнитного поля в чивостью г к) матер а,6+64 кА/м. Коэрцитивный спектр намаг- пробы зависит от использ емой мето икиниченности ин икато а со т вд т ра, составленного из 25 переосаждения и аппаратуры для изменеэтих меток, представлен на фиг. 2, кривая 1, ния остаточной намагниче, Нмагничен ности, априндикатор содержал смесь меток, взятых в мер, применяя методику пе еотношении 1:5:4 об.ч. Об еику переосажденияте иала би о .ч. бщее количество ма- "образец в образце" и используя 3и мериставляло 0 1р метки выбрано таким, чтобы со- тельнамагниченности "Р", н бти, необходимо отставляло 0,1 от веса пробы, который 30 бирать пробу массой 60 г.составил 300 г, т,е. 0,3 кг. К эг, . о рцитивныи Использование предлагаемого способаспектр исходной намагниченности индика- трассирования наносов обеспечивает слетора приведен на фиг, 2, к ивая 1. Ин икан на фиг кривая 1. Индика- дующие преимущества по сравнению с протор внесли в грунт, после чего о авилу, добавили тотипом: возможность мечения индикаторапорцию песка, Внесение индикатора произ без использования дополнительных к естеводили в заданных точках на поверхности ственному осадочном мате иал вд ема песка, После добавле- что исключает влияние на среду и обеспечить спосо а; сохранениения порции песка в точках внесения инди- вает экологичность спо б ;катара отобрали по 3 пробы и в каждой гидравлических крупностей частиц, чтоопределили относительное содержание ме- удовлетворяет соб40 я т о людению принципа подток по данным о коэрцитивном спектре на- обия трассеро " " " еченых"еров меченых и "немеченых"магниченности пробы, переосажденной в частиц потока наносов; возможнос ть трасе поле, в каком было произведено сирования иловых наносов; снижение стопереосаждение индикатора, Коэрцитивный имости и трудоемкости работ; удлинениеспектр намагниченности переосажденной 45 сроков исследования,пробы приведен на фиг, 2, кривая 2. С по- ормула изо ретениямощью формулы (1) установили, что экспериментальное соотношение меток в пробе в . котором осуществляют мечение контролисреднем составляет 0,09:0,51;0,40 при точ- руемой среды путем внесения в нее заданности измерений спектра намагниченности ного количества индикатор50 ра в заданныхточках профиля средьг, отбирают пробы, оп-.Относительное содержание меток в ределяютсодержание в пробе индикатора ипробах получено следующим образом, определяют распределение индикатора поНа фиг, 2 определили площадь, ограни- профилю, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сченную участками кривой 1 и вертикалями, 55 целью обеспечения экологической безопаск тора используютабсциссы которых равны граничным значе- ности, в качестве индикатора и пниям переменного магнитного поля созда- магнитные метки в виде порций намагниния парциальных идеальных ченного материала с различным коэрцитивнамагниченностей(Я,=1,2,3), Количество ным спектром намагниченности,каждой метки в переосажденной пробе ха- отобранную пробу переосаждают в магнит1788434 Относительное содержание меток 1, 11, 11 в пробе уы е 3 Рк 2 ( 02/88 Л 6Фиг. ГСоставитель В.МолчановТехред М.Моргентал ктор И.Шмакова акто Заказ 69 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производстве й комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина,ате ном поле, определяют коэрцитивный спектр намагниченности материала пробы, а содержание в пробе индикатора определяют путем сравнения коэрцитивных спектров намагниченности индикатора и материала пробы. 2, Способ по п,1, о тл и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения трассирования иловых наносов, используют магнитные метки из материала приданного 5 грунта.