Способ трассирования потоковпОдзЕМНыХ ВОд Советский патент 1981 года по МПК E21B47/00 

(54) СПОСОБ ТРАССИРОВАНИЯ ПОТОКОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

Изобретение относится к гццрогеологии, гидротехнике, гидромелиорации и предназначено для опрэдепения направления движения подземных вод, а также по токов воды, фильтрующихся через естест венные завальные плотины и .-искусственные сооружения. Известен способ исследования движе ния подземных вод, основанный на применении индикаторов (изотопов, солей, б терий, спор и т. д.), которые инжектируют в исследуемый поток и наблюдают в местах, доступных для отбора проб ил непосредственного измерения концентрац индикатора в скважинах, родниках и других выходах подземных вод j l Этот способ решает задачу только о гидравлической связи точки инжекции и точки наблюдения, если между ними зафиксировано прохождение индикатора. Известен также способ трассирования потоков подземных вод, основанный на применении электролитического индикатора. В этом способе в подземный поток при помощи скважины вводится электролитический индикатор (хлористый натрий), который увлекается исследуемым потоком. В результате, вдоль направления его движения формируется облако электропроводящего индикатора. На дневной поверхности при помощи . пары разнесенных электродов и под разными направлени$гми отн(х:итепьно места инжекции (скважины) измеряют кажущееся сопротивление массива пород. В направлении сноса индикатора оно минимально (максимальные электропроводность) и наоборот, в направлении, противоположном движению воды, сопротивление пород максимально (электропроводность минимальна). Проводя в последовательные моменты времени измерения сопро-т тивления (электропроводности) пород под разными азимутальными углами, получают эпюру, а напрбшление движения определяют по направлению максимальной электропроводности (минимального кажущегося сопротивления)Г23.

Недостатками этого способа HEnflro-nся низкая пространственная (в ппане и в глубине) разрешающая способность, которая не позволяет проследить-движение подземного потока на большие расстояния без бурения дополнительных скважин, необходимость введенич индикатора в больших количествах (десятки и сотни килограк-тмов), в связи с чем сущес-гаенно изменяются фильтрационные .свойства пород, и, что самое главное, загрязнение водоносных горизонтов.

Цель изобретения - обеспечение чистоты подземных вод.

Поставленная цель достигается тем, что в способе т|эассирования потоков подземных вод, основанном на введении в исследуемый поток индикатора и наблюдении за его распределением, в исследуе мый поток вводят гелий, измеряют его концентрацию на дневной поверхности и по участкам с аномальными концентрациями гелия судят о путях движения подземных вод.

На чертеже изображена схема, поясняющая предлагаемый способ.

В гидравл1тчески открытый интервал водоносного горизонта 1,.вскрытого скважиной 2, оборудованной фильтром 3, из баллона 4 продолжительное время вводят газообразный гелий. По пути своего движения гелий эманирует из потока и достигает поверхности земли, где его регистрируют с помощью измерителя 5.

Способ реализуют следующим образом.

Скважину оборудуют сверху герметичной заглушкой с вводом для шланга или трубы. Шланг (трубу) соединяют с баллоном, содержащим сжатый гелий, через стандартный редуктор. Открывают кран баллона, и гелий поступает по шлангу в подземную воду исследуемого горизонта, растворяется в ней в количествах, избыточных по сравнению с равновесным его содержанием в воде при нормальном давлении, так как он нагнетается с нэбыточным давлением. Нагнетание проводят непрерывно на протяжении всего экс . перимента. Скорость нагнетания (расход гелия) зависит от объема воды в скважине и скорости фильтрации ее через фильт ровую aofjy скважины. Растворенный гелий движется с потоком подземной воды, постепенно эманкруя из нее в вышележащие породы к далее к дневной поверхности, где при помощи портативных гелиевых измерителей определяют места его максимальных выходов и ориентацию его потоков в пространство. Местоположение потока определяют по максимуму регистрируемой на профиле концентрации гелия.

Гелий совершенно нетоксичен, хорошо растворим в воде и легко дегазирует из нее, он не взаимодействует с породами, не изменяет свойств самой воды и быстро мигрирует через толщу пород. Гелий регистрируется в ничтожной концентрации современными приборами, например типа ИНГЕМ-1, что обеспечивает надежное трассирование меченного им потока. Кроме того, гелий не создает загрязнения окружающей среды.

Способ позволяет повысить пространственное разрешение трассирования потоков подземных вод, снизить стоимость и трудоемкость работ -и обеспечить полную чистоту исследуемой среды.

Формула изобретения

Способ трассирования потоков пoдзe tных вод, основанный на введении в исследуемый поток индикатора и наблюдении за его распределением, отличающийся тем, что, с целью обеспечения чистоты подземных вод, в исследуемый поток вводят гелий, измеряют его концентрацию на дневной поверхности и по участкам с аномальными концентрациями гелия судят о пуаях движения подземных вод.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

.

Ш Ш Ш-;::-- .3/,:

-ч , . «f

; . - . -/ , .-. . ,-- с Ч

i-,; / --cu .. .

/: - ,

ч- i--- - .- --,- .- .

В

,

Не .- .

/../

--; -Aif

Не

В.