Способ обнаружения и исследования подземных водотоков Советский патент 1984 года по МПК G01V3/10 

Т1зобретение относится к геофизике, а более конкретно к наземной геофизической разведке месторождений подземных вод, и может быть использовано при гидрогеологических, гндротехнических и мелиоративных работах.

Известен способ определения векто ра скорости движения подземных вод и устройство для его осуществления, где в вбдоносном интервале скважины создают зону электролита, к которому подводят переменный электрический ток и по изменению во времени величины вектора магнитной индукции определяют направление движения воды С1Д.

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость из-за необходимости бурения скважин.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ обнаружения и исследования подземных водотоков, при котором выбирают профили на исследуемой маетности, перемещают приемное устройство с катушками индуктивности вдоль выбранных профилей, регистрируют при этом сигналы катушек, по которым судят о наличи подземных водотоков С2Т.

Недостатками известного способа являются низкие производительность и информативность из-за его неосущест вимости при непрерывном движении, а также невозможности определения параметров подземного водотока.

Цель изобретения - повьпиение произ водител ности и информативности.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу обнаружения и исследования подземных водотоков, при котором выбирают профили на исследуемой местности, перемещают приемное устройство с катушками индуктивности вдоль выбранных профилей, регистрируют при этом сигналы каТушек, по которым судят о наличии подземных водотоков, выбирают профили в виде прямоугольной сетки, перемещают с постоянной скоростью приемное устройство в прямом и обратном направ лениях для каждого профиля, судят о наличии участка подземных вод на профиле по наличию аномальной составляюще5 амплитуды сигнала с отличающимися знаками для движения в противоположных направлениях, устанавливают зону подземного водотока, соединяя границы участков подземных вод на прилегающих профилях.

Кроме того, с целью определения направления подземного водотока определяют среднее значение амплитуды сигнала при движении вдоль зоны подземного водотока в прямом и обратном направлениях, при этом направление подземного водотока совпадает с направлением движения, при котором среднее значение амплитуды имеет меньшее значение, причем не менее чем в два раза.

С целью определения скорости подземного водотока измеряют скорость п перемещения устройства, определяют скорость подземного водотока VT по формуле

Ч-Уп(АГ-А У()

где А , - средние значения амплтуды при движении по профилю в прям и обратном направлениях.

Кроме того, глубину расположения подземного водотока определяют путе вертикального электрического зондирования, выбирая при этом направлен разноса питаклцих электродов вдоль зоны подземного водотока.

На фиг.1 представлена схема расположения профилей на местности, на фиг.2 - графики сигналов при прямом и обратном профилировании.

Устройство перемещают вдоль профилей 1,2 и 3 (фиг.1) на местности С предполагаемыми подземными водотоками. На фиг.1 представлен также график 4 сигнала с положительной аномальной зоной 5 при прямом профилировании профиля 1, график 6 сигнала при обратном профилировании профиля 1, график 7 сигнала при прямом профилировании профиля 2, график 8 сигнала при обратном профилировании профиля 2, границы 9 и 10 водоносной зоны, график 11 сигнала прямого и обратного профилирования профиля 3. Стрелками 12 показано направление прямого профилирования, стрелками 13 показано направление обратного профилирования для профилей 1-3. Стрелками 14 и 15 показаны направления соответственно прямого и обратного профилирования водоносной зоны в границах 9 и 10. График 16 (фиг.2) сигнала профилирования по водоносной зоне в прямом направлении имеет среднее значение амплитуды порядка f.2 Oj.TiV. График 3. 17 сигнала профилирования водоносной зоны имеет среднее значение амплитуды порядка А t l,72mV. Пример. Выбирают участок с предполагаемыми водоносными зонами. У.часток разбивают на профили 1-3 (фиг.1) и т.д., вдоль которых перемещают приемное устройство с катушкой индуктивности на высоте до 0,7 м от поверхности Земпи равномерно со скоростью, не превышающей 5 км/ч, измеряют и регистрируют сигнал, например ЭДС катушки. Приемное устройство перемещают в прямом 12 и обратном 13 направлениях, после чего обрабатывают записи сигналов, например на графопостроителе . На графиках 4,6,7 и 8 имеются зоны с существенным превышением уровня сигнала над уровнем фона - аномальные зоны. Если графики профилирования в прямбм и обратном направлениях имеют аномальные зоны с противоположными знаками - зеркально отраженные зоны,- то это свидетельствует о наличии обводненной зоны на профиле. Графики ЭДС переносят на план местности и соединяют гpaницы обвопнеи ных зон профилей между собой. Получают границы 9 и 10 обводнённой зоны тем самым определяют участок подземных вод. Затем для определения напра ления и скорости подземного водотока проводят прямое и обратное профилиро вание участка подземных вод соответс венно в направлениях 14 и 15. График 16 и 17 представляют результаты профилирования участка подземных вод в границах 9 и 10. Определяют отноше ние амплитуд лТ /АО 3. Направле44нием подземного водотока является то направление профилирования, где сред-. нее значение амплитуды меньше, по крайней мере, в два раза В указанном примере направление подземного водотока совпадает с направлением 14, Далее используют найденную из опыта формулу пя расчета скорости движения подземного водотока: (АГ-А1,)/(АГ-А) 5 км/ч.(1,72-0,55)7(1,72+0,55) 2,56 км/ч. Проводились эксперименты по оценке точности способа на обводненных тектонических нарушениях, питающих водозаборы вблизи городов Докучаевска, Новотроицка, расположенных на Еленовском месторождении известняков и доло№стов. Точность определялась сравнением со скоростью подземного водотока, измеренной на основе гидрогеологических методов. В рассматриваемом случае были получены значения порядка 2,4 км/ч. Таким образом погрешность способа не превьшает 7%. Глубину расположения подземного водотока определяют при постановке вертикального электрического зондирования при этом питающие электроды устанавливают вдоль зоны подземного водотока. Изобретение позволяет повысить производительность и информативность обнаружения и исследования подземных водотоков благодаря использованию эффекта изменения величины ЭДС, наведенной в катушке индуктивности при ее перемещении против течения и по течению подземного водотока.

1. СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОДОТОКОВ, при котором выбирают профили на исследуемой местности, перемещают приемное устройство с катушками индуктивности вдоль выбранных профилей, регистрируют при этом сигналы катушек, по которым судят о наличии подземных водотоков, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и информатив-. ности, выбирают профили в виде прямоугольной сетки, перемещают с постоянной скоростью приемное устройство в прямом и обратном направлениях для каждого профиля, судят о наличии участка подземных вод на профиле по наличию аномальной составляющей амплитуды сигнала с отличающимися знаками для движения в противоположных направлениях, устанавливают зону подземного водотока, соединяя границы участков подземных вод на прилегакяцих профилях. 2.Способ по П.1. о т л. и чающийся тем, что, с целью определения направления подземного водотока, определяют среднее значение амплитуды сигнала при движении -ваоль зоны подземного водотока в прямом и обратном направлениях, при этом направление подземного водотока совпадает с направлением движения, при котором среднее значение амплитуды имеет меньшее значение, причем не менее, чем в два раза. 3.Способ по ПП.1 и 2, отли(Л чающийся тем, что, с целью определения скорости подземного водотока, измеряют скорость Vq перемещения устройства, определяют ско-. рость VT подземного водотока по формуле: VT-V CAJ-A VA A), ;л где А2 , - средние значения ам00 4; плитуды при движении по профилю в прямом и обратном направлениях. 4 4.Способ ПОП.1, отлича ющ и и с я тем, что, с целью определения глубины расположения подземного водотока, проводят вертикальное электрическое зондирование, выбирая при этом направление разноса питающих электродов вдоль зоны подземного водотока.