Способ регистрации селя Советский патент 1980 года по МПК G01V5/00 

Изобретение относится .к области /.еофизики и может быть использовано в системе селезашиты.

Известен способ дистанционного определения момента прихода селевого потока, основанный на использовании детекторов РОС (радиооповестителей селя) - устройств, работа которых основана на учете эффекта натяжения (разрыва) траса, установленного поперек селеопасного русла, движущимся потоком. При этом на приемный пункт .передаются радиосигналы раннего оповещения 1.

Известен также способ регистрации селя, основанный на измерении геофизических полей 2.

Разновидности данного способа: магнитометрический, основанный на изменении напряженности магнитного поля движущимся потоком; гравитометрический, основанный на изменении силы тяжести при появлении селя; электромагнитный, основанный на использовании допплеровских измерителе уровня и скорости селя; сейсмометрический, основанный на регистрации сейсмических волн при прохождении селя. Такой способ является наиболее

близким к описываемому изобретению по технической сущности.

Согласно-этомуспособу детекторы устанавливают либо над селевым пото- , ком, выше его возможного максимального уровня, либо вблизи возможного селевого русла - сейсмометрический метод, либо на поверхности возможного селевого русла - наклонометрический

0 метод. Информация от детекторов по радиоканалу поступает на приемный пункт.

Общий недостаток всех Отмеченных

5 разновидностей способа, включая радиооповеститель селя, - невозможность непосредственного определения соотношения в селевом потоке водной и минеральной частей (фракций), что

0 существенно затрудняет прогноз его дальнейшего перемещения. Другой существенный недостаток - возможность подачи ложного сигнала или полного уничтожения измерительных систем

5 людьми-ИЛИ животными. В сейсмометрическом методе трудна отстройка от сейсмических колебаний, обусловленных естественными и искусственными землетрясениями малой амплитуды.

0

Целью настоящего изобретения .является определение структуры селя, его временных и динамических характеристик непосредственно в процессе движения селевой массы.

Поставленная цель достигается тем, что в селеопасном русле измеряют нейтронную и ионизирующую компоненты поля космического излучения, по ослаблению которых селевым потоком определяют соответственно массу водной и минеральной Фракций селя; также тем, что детекторы космического излучения разносят вдоль по селеопасному руслу, регистрируют поток космического излучения каждым детектором раздельно и по изменению этой величины определяют момент прихода водной и минеральной фракций селя к детекторам, а по разности времен прихода этих фракций к детекторам судят о скорости движения селя вдоль линии установки детекторов; также тем, что детекторы устанавливают поперек селеопасного русла по периметру одного или нескольких сечений, регистрируют поток космического излучения раздельно каждым счетчиком и по ослаблению этого потока селевым потоком определяют полную массу водной и минеральной фракций селя, их среднюю скорость движения и расходы селевого потока по фракциям.

Пример 1. В селеопасном русле бассейна реки Малая Алма-атинка Южный Казахстан на абсолютной высоте м устанавливают два детектора счетчики каждого из которых регистрируют потоки нейтронов и ионизирующих космических частиц. Расстояние между детекторами 100 м. Счетная поверхност детектора ионизируюцих частиц (гейгеровского счетчика) имеет площадь S,, 1500 см и счетная поверхность детектора нейтронов S2 3000 см. Счетчики вместе с радиопередатчиками помещены в буровые скважины и заглублены в коренные породы под поверхность на 1 м. На этой .глубине пренебрежимо мала потенциальная опасность разр5таения счетчиков движущимся селем. По экспериментальным данным для перечисленных условий и указанных выше детекторов начальные скорости счета будут: для нейтронов N 4,0 имп/ и для ионизирующей компоненты - NJJ 10,0 имп/с.

Предположим, что на место установки детекторов обрушился грязекаменный селевой поток глубиной Эми содержанием воды 60 голова которого движется со скоростью 5 м/с. Если учесть, что по экспериментальным данным коэффициент ослабления нейтронов в воде составляет ju - 0,016 см /г и в горных порода 4 jiip О, а ионизирующей части космических частиц - в грязе-каменчом материале (минеральная фракция) jui 0,0016 см-/г, получают

следующие значения регистрируемых скоростей счета при наличии селя мощностью d4;600 г/см, (плотность р 3: 2 г/см) , содержащего dj:;-, 60 г/см воды. Для -нейтронов N 1,5 имп/с и для ионизирующей части космических частиц N 4 имп/с. При времени осреднения t 10 с мы имеем четко различающиеся, статистически значимые величины : для нейтронов N имп, N 15 имп; для ионизирующей части космических лучей NO 100 имп, N 40 имп. За 10 с голова селя продвигается на 50 м, и оба детектора,разнесенных на 100 м вдоль селеопасного русла, имеют возможность уверенно измерить его скорость движения.

Пример 2, В селеопасном русле шириной 100 м на абсолютной высоте Н 2500 м устанавливают детекторы космических частиц (по параметрам, соответствующим примеру 1) поперек русла по периметру двух сечений, отстоящих друг от друга на L 100 м В каждом сечении размещают по четыре детектора. При прохождении селя регистрируемые потоки космических частиц, как это показано в примере 1, позволяют определить массу минеральн М, и водной Фракций Mj, селя, где индекс i обозначает номер детектора. Полная масса отдельных фракций селя, проходящих через первое сечение буде

,и.

и M,B.

Аналогичным

образом получают значения M,.,-v( и .

По ослаблению потока космических лучей, регистрируемого детекторами в каждом сечении, определяют время прихода селя к первому сечению t и ко второму t. Откуда находят раз,ность времен л t t, - t и среднюю скорость V движения селя по формуле V , Причем отдельно определяют скорость для воды Vg и для минеральной фракции v, Расход селя К по каждой фракции отдельно находят из измеренных значений средних скоростей движения селя и значений полных масс селевых потоков в сечениях

K,(

Использование предлагаемого способа регистрации селя обеспечивает по сравнению с существующими способами возможность непосрелстврнного разделного измерения мощности минеральной (трязе-каменной) и волной Фракций в движу т|емся селевом потокбэ; увеличение надежносаи обнаружения селя, определения его расхолл и скорости движения, что значитрльм) nopFinuaeT эффективность прогноза движения селя и, следовательно, позволит принять своевременные меры по спасению человеческих жизней и материа ных ценностей. Формула изобретения 1.Способ регистрации селя путем измерения геофизических полей, о тличаюшийся тем, что, с целью определения структуры селя, измеряют нейтронную и ионизирующую компоненты поля космического излучения, по ослаблению которых селевы потоком определяют соответственно массу водной и минеральной фракций селя. 2,Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью опреде ления временных характеристик селя, детекторы космического излучения ра носят вдоль по селеопасному руслу, регистрируют поток космического излучения каждым детектором раздельн о и по изменению этой величины опреде ляют момент прихода водной и минеральной фракций селя, а по разности времен прихода этих фракций селя к детекторам судят о скорости движения селя вдоль линии установки детекторов. 3. Способ по пп, 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью определения динамических характеристик селя, детекторы устанавливают поперек селеопасного русла по периметру одного или нескольких сечений, регистрируют поток космического излучения раздельно каждым счетчиком и по ослаблению этого потока селевым потоком определяют полную массу водной и минергшьной фракций селя, их среднюю скорость движения и расходы селевого потока по фракциям. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Димаксян A.M. Радиооповеститель селя. Гидрометеоиздат, Л., 1966, с. 83. 2.Красюков В.А. Основные конструктивно-функциональные особенности датчиков систем оповещения о селевой опасности. Труды Каз. НИГМИ, сб. 2 Селевые потоки. Гидрометеоиздат, М., 1977, с. 64-66 (прототип).