для поиска подземных водоносных горизонтов с помощью ЯМР в

Прибор «Гидроскоп» для поиска подземных водоносных горизонтов с помощью ЯМР
в земном магнитном поле
Определение местонахождения и параметров водоносных горизонтов необходимо
во многих областях хозяйственной деятельности, а также при мониторинге окружающей
среды. Как правило, для решения этой задачи проводят бурение разведочных скважин.
Такой метод, однако, может оказаться дорогим и длительным по времени, особенно при
исследовании больших площадей. В этой связи развитие методов бесскважинной разведки
водоносных горизонтов является важной и актуальной задачей. Настоящая разработка
посвящена развитию метода зондирования водоносных горизонтов на основе эффекта
ядерного магнитного резонанса (ЯМР) протонов воды в земном магнитном поле.
Разработанный в Институте в конце 90-х годов прибор ЯМР-зондирования
«Гидроскоп» позволяет определять профиль подземного водоносного горизонта до
глубины 120 м, а также получать информацию о фильтрационных свойствах
водосодержащих пород. В отличие от известных других бесскважинных методов поиска
подземных вод он основан не на косвенных данных (например, электрическом
сопротивлении почвы)  при магниторезонансном зондировании регистрируется сигнал
непосредственно от протонов воды. Это исключает ложную интерпретацию полученных
результатов.
«Гидроскоп» применяется в полевых условиях для определения мест бурения
отдельных скважин и для построения гидрогеологических карт при проведении
площадных съемок. Возможно применение при инженерных изысканиях в строительстве,
при проектировании подземных захоронений отходов, при поиске водяных линз в
условиях крайнего севера, при экологическом мониторинге окружающей среды.
Экономический эффект от его применения достигается благодаря небольшой
величине общих материальных затрат и относительно короткому времени измерений в
одной точке (порядка 2  4 часов). Институт заключает хоздоговора с заинтересованными
организациями по использованию прибора.
Указанный прибор состоит из нескольких функциональных блоков:
 антенна – кабель, разворачиваемый на поверхности земли в форме круга
диаметром до 150 м. Служит одновременно для возбуждения и для приема сигнала
ЯМР от протонов воды.
 блок импульсного силового генератора для возбуждения сигнала ЯМР.
 блок накопительных конденсаторов для импульсного возбуждения сигнала ЯМР.
 блок для заряда накопительных конденсаторов (заряжает высоковольтные
накопительные конденсаторы от аккумуляторных батарей).
 приемник сигнала ЯМР.
 устройство управления, которое осуществляет согласованную работу прибора в
целом, считывает и передает полученные данные в переносной компьютер.
Все блоки прибора и рабочее место оператора размещаются на грузопассажирском
автомобиле высокой проходимости (например, ГАЗ-66). Технические параметры
разработанного в Институте в конце 90-х годов прибора указаны в таблице 1. Внешний
вид блоков показан на рисунке внизу.
Глубина
горизонтов
Табл. 1. Основные технические характеристики
обнаружения
водоносных
0-120 м
Сила тока возбуждающего импульса
10 – 250 А
Частота возбуждающего импульса
1200 – 2800 Гц
Время измерения на одной точке
24 часа
Вес прибора (без аккумуляторных батарей)
100 кг
Вес антенны
140 кг
Питание прибора
48 В (4 аккумулятора по 12 В,
емкостью не менее 85 А час)
Продолжительность непрерывной работы
без подзарядки аккумуляторов
не менее 8 часов