Способ определения характеристик влагопереноса в ненасыщенных породах Советский патент 1977 года по МПК G21H5/02 

1

Изобретение относится к области гидрологии, в частности, к определению характеристик влагопереноса в ненасыщенных породах: скорость и расход инфильтрационных потоков атмосферных осадков через зону аэрации, коэффициенты влагопроводимости, коэффициент диффузии влаги.

Известен способ определения параметров движения подземных вод, включающий бурение окважины, запуск радиоактивной пробы в воду, находящуюся в скважйне и сообщающуюся 1C пластом, бурение скважины, расположенной по предполагаемому направлению водного потока, в которой наблюдают перемещение радиоактивной воды по изучаемым пластам .

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является способ определения характеристик влагопереноса в ненасыщенных породах, включающий введение в грунт на наблюдательной плоЩадке порции воды, меченной изотопами водорода или кислорода, .бурение окважины с отбором |Керна (пробы) измерение концентрации изотопов в керне (пробе), по распределению которых определяют характеристики влагопереноса 2.

К недостаткам этого способа относится, прежде всего, необходимость отбора проб грунта.

При отборе проб грунта эксперимент становится в принципе невоспроизвод имым, так как повторный отбор и, следовательно, бурение мюжет быть проведено только в другой

точке. Поэтому после бурения и отбора проб наблюдение прерывается и эксперимент нужно проводить в дрзгом месте, в то время как такие наблюдения необходимо проводить как раз в режимном варианте, многократно и в

одной и той же точке. Кроме того, технически трудно осуществлять непрерывный отбор «ерна с одновременной точной привязкой по глубине и для этого требуется каждый раз .применять специальное оборудование.

Эти трудности резко возрастают с увеличением глубины исследования. Существующие способы отбора керна не исключают перемешивания грунта.

Целью изобретения является повышение экспресности, точности и достоверности результатов определения характеристик влагопереноса.

Это достигается тем, что по предлагаемому

способу на наблюдательной площадке оборудуют скважину с проницаемыми для паров воды стенками, в скважину помещают предварительно подготовленную пробу из поглотителя паров влаги, которую перед извлечением на поверхность экспонируют.

3

На на-блюдательной площадке оборудуют одну скважину с проницаемыми для паров воды стенками. После этого производится инжекция порции Воды, меченной тритием, дейтерием или кислородом 18. Запуск ипдикатор-а производят вблизи скважипы на заданную глубину. Затем в скважишу опускают секционированный сборник влаги. Количество секций определяется желаемой детальностью исследования по глубине. Секции заполнены известным и одинаковым количест-. вом поглотителем паров влапи. Экспонируют его с определенным временем выдержки, необходимым для насыщения влагой поглотителя. Пары влаги поступают из слоя породы, находящегося напротив данной секции, в поглотитель, который сорбирует влагу. Затем сборник извлекают на поверхность, а влага, содержащаяся в поглотителе, анализируется на содержание в нем индикатора (трития, дейтерия, кислорода). Концентрацию трития измеряют при помощи сцинтилляционного или газоразрядного радиометрического устройства, а дейтерий и кислород 18 - при помощи масс-спектрометра. По результатам измерений получают распределение концентрации индикатора по глубине - пространственное распределение. Для получения временных распределений индикатора секционированный сборник экспонируют в скважине через некоторые интервалы времени. Таким образом, получают серию пространственно-временных распределений индикатора. По перемещению максимума .индикаторной кривой определяют скорость инфильтрации влаги в зоне аэрации. По щирине экспериментальных кривых определяют коэффициенты влагопро4

водности или диффузивности, дисперсионные характеристики влагопереноса.

Определение характеристик влагоперено-са предлагаемым способом может быть проведено с больщой детальностью, как в пространстве так и во времени.

Это повыщает точность и достоверность результатов наблюдений. Исключение отбора проб грунта снижает трудоемкость работ и повыщает их производительность.

Формула изобретения

Способ определения характеристик вла,гопереноса в ненасыщенных породах, включающий введение в грунт на наблюдательной площадке порции воды, меченной изотопами водорода или юислорода, бурение скважины, извлечение на поверхность проб и измерение

концентрации изотопов, по распределению которых определяют характеристики влагопереноса в породах, отличающийся тем, что, с целью повыщения эксперсности, на наблюдательной площадке оборудуют скважину с проницаемыми для паров воды стенками, в скважину помещают предварительно приготовленную пробу из поглотителя паров влаги, которую перед извлечением на поверхность экспонируют.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чураев П. В., Ильин Н. И. Радиоактивные методы исследования движения подземных вод, М., Атомиздат, 1967, с. 10.

2. Munnich К. О. Roefher W, Thilo L, Isotopes in Hydrology IAEA. Vienna. 1967, p. 305-330.