Способ определения параметров фильтрации потока воды через дно водоемов

Союз Советсимк

Социалмстимескии

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ.

< 648889 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.10,77 (21) 2538589/29 ЗЗ с присоединением заявки №

G 01 и 15/00

Государственный комитет

СССР во делам изобретений н открытий (23) Приоритет

Опубликовано 25.02.79. Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 25.02,79 (53) УДК

624.131.433 (088.8) (72) Автор изобретения

10. Ф. Сергеев (71) Заявитель

Научно-производственное объединение "Геофизика"

Министерства геологии СССР (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ФИЛЬТРАЦИИ ПОТОКА

ВОДЫ ЧЕРЕЗ ДНО ВОДОЕМОВ

Изобретение касается инженерно-геелогичес ких исследований и предназначено для определе ния параметров фильтрационных потоков водьп

Известен способ определения фильтрационных характеристик, заключающийся в том, что во внутреннее и внешнее кольцо наливают воду и поддерживают уровень ее на одной высоте. При этом измеряют количество воды, прошедшее через внутреннее кольцо 11).

Использование способа для водонасыщенных грунтов дна водоема приводит к весьма значи тельным погрешностям вследствие того, что вода как из внешнего, так и из внутреннего кольца под действием дополнительного напора мигрирует по направлениям наименьшего сопротивления, а не только вниз, что только и представляет практический интерес.

Наиболее близким техническим решением является способ определения коэффициента фильт. рации фильтрационного потока через дно водоеvioB, заключающийся в создании положителыюго напора в зацавлнваемом в грунт стакане и водоводе и измерении расхода воды (2).

Однако и этот способ не дает надежных результатов из-за недостаточно высокой точности измерений, обусловленной также тем, что движение воды эа пределами стакана не контролируется и не учитывается. Как непосредственный результат этого — получение заниженных данных о величине фильтрации вследствие искажающего влияния водообмена между внутренней полостью стакана, окружающим водонасыщенным грунтом и слоем воды водоема.

Цель изобретения — повышение точности измерений.

Это достигается тем, что в способе определения параметров фильтрации потока воды через дно водоемов, включающем создание положительного напора в задавливаемом в грунт стакане и водоводе и измерение расхода воды через водовод, дополнительно проводят откачку из водовода на величину первоначального положительного напора, измеряют расход воды при откачке с последующим определением параметров фильтрации.

На чертеже изображено устройство для реализации предлагаемого способа.

648889

Оно имеет стакан 1, водовод 2, шток 3, дополнительный стакан 4, насос 5, расходомер 6 и датчик уровня 7. Стрелками на схеме обозначено направление движения воды при откачке (сплошные линии) и наливе (штриховые) в дополнительный стакан.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью штока 3 задавливают в грунт дна водоема стакан 1. Дополнительный стакан 4 укрепляют на штоке 3 так, чтобы горизонт воды находился бы примерно на середине стакана 4.

Насосом 5 воду закачивают в стакан 4 на величину +Ah; количество закачиваемой воды для поддержания этого уровня измеряют расходомером

6. Поддержание уровня на этой отметке управ. ляется датчиком уровня 7. После этого насосом 5 через расходомер 6 воду откачивают из стакана 4, и поддерживают уровень воды в стакане на отметке — LN (считая от горизонта воды), Установившиеся значения расходов воды в первом и во втором опытах служат расчетными параметрами при определении количества воды, проходящего через ограниченный стаканом 1 участок дна водоема.

Обозначим количество воды, проходящее через участок дна, ограниченный стаканом 1, в естественных условиях через q, количество воды, выходящее из-под стакана и растекающееся в стороны, обозначим через qr, а притекающие в стакан при откачке — через оэ. Поскольку гра30 диенты при наливе и откачке одинаковы (5h), то, очевидно, и ц =qq =q. Это допущение основано на эквивалентности фильтрационных сопротивлений грунта как в одном, так и в протйвополож. ном направлениях. Количество воды при откачке (Оотк), таким образом, определяется только величиной бокового притока q, а при наливе (Онал ) этот расход складывается из водопритока q и фильтрашш Q.

Таким образом, имеем

Оотк. =Ч, » Онал.=Ч+ О где Q — фильтрация при дополнительном напоре. Откуда

Онал — 0отк =Q

1 45

В первом приближении можно считать, что

0 =О, так как предполагается, что Ю .ч,Н, гцеH — глубина водоема. Однако определение этой разницы представляет практический интерес, например, для прогноза изменения фильтрации при изменении капора (глубина водоема) или более точного определения фильтрации при данном уровне воды в водоеме. Это может быть осуществлено путем построения кривых изменения фильтрации и последующей экстраполяции по данным наливов и откачек для нескольких значений ЬЬ (например, 10,20,50 см и тд,)

Таким образом, значения Q =0 определяют вертикальное движение воды и являются более точными, чем полученные по известным способам.

Если полученное значение Q)0, то имеет место фильтрация через дно водоема; если

0 = 0 — фильтрация практически отсутствует; . если Q< О, то имеет место водоприток за счет разгрузки грунтовых вод через дно водоема.

Способ позволяет проводить метрологически обоснованные измерения, способствует более точному гидрогеологическому прогнозу на орошаемых и других обводненных территориях. Способ позволяет также суц@ственно повысить точность измерения фильтрации за счет учета и исключения влияния эффекта растекания воды из-под стакана под действием неизбежно возникающего дополнительного напора относительно внутренней и внешней поверхности стакана.

Формула изобретения

Способ определения параметров фильтрации потока воды через дно водоемов, заключающийся в создании положительного напора и задавливаемом в грунт стакане и водоводе и измерении расхода воды через водовод, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения точности измерения фильтрации, дополнительно проводят откачку из водовода на величину первоначального положительного напора, измеряют расход воды при откачке с последующим определением параметров фильтрации.

Исто п ики информацк, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР И 543851, G 01 N 15(00, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР И 561119, 6 01 N 15/00, 1977.

648889 ь /

Тираж 1089 Подлисное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ПГП1 "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Лашкова

Заказ 546/41

Составитель В. Латушкин

TexpeJ: M. Келемеш

Корректор Л. Веселовскан