Способ трассирования наносов

Иллюстрации

Способ трассирования наносов (патент 1788434)
Способ трассирования наносов (патент 1788434)
Способ трассирования наносов (патент 1788434)
Способ трассирования наносов (патент 1788434)
Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ТРАССИРОВАНИЯ НАНОСОВ

Применение: изобретение относится к области средств трассирования профилей местности и может быть использовано при определении миграции песчаных и илистых наносов в береговой зоне. Сущность изобретения: в анализируемую среду вносят индикатор, составленный из намагниченного материала с различным коэрцитивные спектром намагниченности, при исследовании осуществляют отбор проб, переосаждают пробы в магнитном поле, определяют для них коэрцитивный спектр намагниченности , сравнивают его с исходным спектром намагниченности индикатора, определяют содержание каждой метки в пробе и по данным ,полученным по заданной схеме, трассируют нанос. В качестве метки может быть использован естественный материал - песок или ил,взятые в анализируемой области. 1 с.п. и 1.з.п.ф-лы, 2 ил. 1 табл.--

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 С 7!00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

00 (00 (>

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4952660/10 (22) 28,03.91 (46) 15.01.93. Бюл, N. 2 (71) Ленинградский государственный университет и Малое государственное предприятие "Медицина — Экология — Физика" (72) А,И,Новоселов. В,А,Шашкано в,А.В.Смирнов и В, Н. Молча нов (56) Орлова Г.А., Патрикеев В.В, Новый способ метки и количественного учета меченых песков и илов в пробах донного грунта. — Океанология, 1968, т,8, вып.2. с.46-52. (57) СПОСОБ ТРАССИРОВАНИЯ НАНОСОВ (57) Применение: изобретение относится к области средств трассирования профилей местности и может быть использовано при

Изобретение относится к средствам трассирования профилей местности и мо>кет быть использовано в геоморфологическом исследовании миграций песчаных и илистых наносов в береговой зоне.

В настоящее время для трассирования наносов при определении их миграции, в том числе в береговой зоне, используют такой прием, как мечение наносов, производимое петрографическим, радиометрическим, изотопным или люминесцентным способами. Известные способы трассирования предусматривают внесение в материал наноса какого-либо индикатора, используемого в качестве метки.

Внесение в среду меток для осуществления известных способов, например изотопов, приводит к обогащению ими среды и загрязнению среды, а кроме того, требует значительных затрат, 5U» 1788434 Al определении миграции песчаных и илистых наносов в береговой зоне. Сущность изобретения: в анализируемую среду вносят индикатор, составленный из намагниченного материала с различным коэрцитивным спектром намагниченности, при исследовании осуществляют отбор проб, переосаждают пробы в магнитном поле, определяют для них козрцитивный спектр намагниченности, сравнивают его с исходным спектром намагниченности индикатора, определяют содержание каждой метки в пробе и по данным.полученным по заданной схеме, трассируют нанос. В качестве метки может быть использован естественный материал — песок или ил,взятые в анализируемой области.

1 с.п. и 1.з.п,ф-лы, 2 ил. 1 табл.

Известен способ трассирования наносов, наиболее близкий по технической сущности к предлагаемому, предусматривающий внесение индикатора в поток наносов, распределение его по заданному профилю, отбор проб грунта и определение в пробе индикатора, причем в качестве индикатора используют набор меток из люминесцентного красителя. В отобранной пробе устанавливают относительное содержание метки из красителя каждого цвета и по распределению меток по площади устанавливают перемещение наносов, трассируют их.

Недостатком известного способа является, прежде всего, загрязнение окружающей среды, обусловленное использованием люминесцентных материалов. Помимо этого время жизни используемых люминесцентных красителей в жидкой среде (морская

1788434 вода) ограничено, осадочный материал, меченый красителем, в процессе миграции подвергается истиранию, в результате чего часть индикатора безвозвратно теряется.

Эти процессы приводят как к ограничению времени наблюдений, так и к снижению достоверности анализа содержания метки в пробе. Использование в качестве индикатора набора люминесцентных меток трудоемко и требует значительных затрат, кроме 10 того, область применения известного способа ограничена — он неприменим при трассировании иловых наносов, Целью изобретения является обеспечение экологической безопасности, удлинение сроков анализа, а также расширение функциональных возможностей на трассирование иловых наносов.

Это достигается тем, что, в способе трассирования наносов, предусматривающем предварительное мечение среды путем внесения в нее заданного количества индикатора в заданных точках профиля, отбор пробы по заданной схеме, измерение содержания в пробе индикатора и определение распределения индикатора по профилю, в соответствии с предполагаемым изобретением, в качестве индикатора используют магнитные метки в виде порций намагниченного материала с различным коэрцитивным спектром намагниченности, отобранную пробу переосаждают в магнитном поле, определяют коэрцитивный спектр намагниченности материала пробы, а содержание в пробе индикатора определяют путем сравнения коэрцитивных спектров намагниченности индикатора и материала пробы, Кроме того, при трассировании илистых наносов используют магнитные метки из материала придонного грунта.

Сущность изобретения заключается в следующем. В качестве индикатора при трассировании наносов могут быть использованы либО естественный осадочный материал исследуемой области, либо любой магнитный материал со статистически подобной естественному материалу крупностью зерен (гранулометрический состав), что позволит избежать загрязнения исследуемой среды. В качестве меток применяются идеальные намагниченные частицы, что обуславливает стабильность метки — ее магнитных свойств — во времени, несмотря на действие водной среды или трение частиц между собой. Известный коэрцитивный спектр намагниченности метки является характеристическим признаком индикатора.

При наличии естественных процессов перемещения наносов рассеяние индикатора по

55 площади и изменение концентрации метки с заданным коэрцитивным спектром намагниченности, характеризующее такое рассеяние, дает возможность трассировать нанос по данным анализа проб, причем такой анализ может быть проведен спустя значительный срок после внесения метки (порядка 1 недели). Указанный срок в несколько раз превышает срок анализа по прототипу и при этом не происходит загрязнения исследуемой среды.

На фиг. 1 представлены спектры ориентационной намагниченности двух меток— (кривые 1 и 2) в виде зависимости от величины размагничивающего поля, и коэрцитивный спектр намагниченности этих же меток, использованных в качестве индикатора, после переосаждения пробы (кривые 3 и 4); на фиг, 2 — результаты количественной оценки содержания меток с различным коэрцитивным спектром намагниченности в пробе по экспериментальным данным, Рассмотрение фиг. 1 показывает удовлетворительное совпадение исходного спектра намагниченности метки и коэрцитивного спектра намагниченности пробы после переосаждения материала пробы, среднеквадратичное отклонение кривых составляет < 5, в области максимума спектра, что свидетельствует о высокой чувствительности метода.

Способ трассирования наносов осуществляют следующим способом. В материале, выбранном для использования в качестве меток, создают парциальные идеальные намагниченности по числу меток, из меток составляют индикатор, определяют коэрцитивный спектр намагниченности индикатора при осаждении в известном магнитном поле, индикатор, составленный из меток в заданном соотношении по объему, вносят в поток наносов по заданной схеме (профилю). Через определенные промежутки времени производят отбор проб наносов известными методами, Пробы переосаждают в магнитном поле той же величины, что и при осаждении индикатора,и определяют коэрцитивный спектр намагниченности пробы ) о. Сравнивая коэрцитивные спектры этой намагниченности с коэрцитивным спектром индикатора, определяют по формуле (1) процентное содержание каждой метки в пробе, которое вычисляют как отношение нормированной величины интеграла парциального коэрцитивного спектра намагниченности материала пробы на величину аналогичного интеграла от спектра парциальной идеальной намагниченности метки к сумме этих величин по всем меткам, т.е.

1788434 Р i c

Я" к = ЗГ рактеризуется площадью, ограниченной участком кривой 2 и соответствующими ординатами (S i = 1,2,3). Истинное значение

При наличии данных о содержании инд концентРации(п) каждой метки в пРобе Растора в пробе при рассеянии меток по плодеРжании индика 5 считано по фо м ле (1): фру (): щади составляют распределение меток на площади и трассируют нанос.

8г з <;

При трассировании илистых наносов отS,- =,8 "" бирают материал приданного грунта, вклю- 10 чающий магнитные материалы, производят Результаты расчета для примера фиг, 2 мечение грунта,как описано выше,и исполь- приведены в таблице.

Определенные концентрации меток в

Пример, Моделировали процесс осад- пробе практически совпадают с заданным конакопления песка, имеющего среднюю 15 их соотношением в исходной смеси, что сви2 10 м. руп ос зерен осаждаемого материала детельствует о возможности пр именения м. В качестве индикатора использова- способа в естественных словиях ли тот же пе к. И сок. Индикатор составили из 3 трассирования осадконакопления и нанометок путем парциального идеального на- сов, магничивания индикатора при напряженно- 20 Минимальное содержание индикатора сти постоянного магнитного поля 640 А/м и в пробе опреде е определяется магнитной восприимизменении переменного магнитного поля в чивостью г к) матер а

) материала индикатора и при диапазонах 0+12 кА/м, 12,8+25,6 кА/м и 10 ед. соста 10 . P

25 6+6 / ,6+64 кА/м. Коэрцитивный спектр намаг- пробы зависит от использ емой мето ики ниченности ин икато а со т в д т ра, составленного из 25 переосаждения и аппаратуры для изменеэтих меток, представлен на фиг. 2, кривая 1. ния остаточной намагниче, Н магничен ности, априндикатор содержал смесь меток, взятых в мер, применяя методику пе е отношении 1:5:4 об.ч. Об е ику переосаждения те иала б и:: о .ч. бщее количество ма- "образец в образце" и используя з и мериставляло 0 1 р метки выбрано таким, чтобы со- тель намагниченности "IPI н б ти, необходимо отставляло 0,1/ от веса пробы, который 30 бирать пробу массой 60 г. составил 300 г, т.е. 0,3 кг. К э г..., . о рцитивныи Использование предлагаемого способа спектр исходной намагниченности индика- трассирования наносов обеспечивает слетора приведен на фиг, 2, к ивая 1. Ин икан на фиг,, кривая 1. Индика- дующие преимущества по сравнению с протор внесли в грунт, после чего о авил у, добавили тотипом: возможность мечения индикатора порцию песка. Внесение индикатора произ- 35 без использования дополнительных к естеводили в заданных точках на поверхности ственному осадочном мате иал в д ема песка, После добавле- что исключает влияние на среду и обеспечить спосо а; сохранение ния порции песка в точках внесения инди- вает экологичность спо б ; катара отобрали по 3 пробы и в каждой гидравлических крупностей частиц, что определили относительное содержание ме- удовлетворяет соб

40 я т о людению принципа подток по данным о коэрцитивном спектре на- обия трассеро " " " еченых" еров меченых и "немеченых" магниченности пробы, переосажденной в частиц потока наносов; возможнос ть трасе поле, в каком было произведено сирования иловых наносов; снижение стопереосаждение индикатора, Коэрцитивный имости и трудоемкости работ; удлинение спектр намагниченности переосажденной 45 сроков исследования. пробы приведен на фиг. 2, кривая 2. С по- ормула изо ретения мощью формулы (1) установили, что экспериментальное соотношение меток в пробе в . котором осуществляют мечение контролисреднем составляет 0,09:0,51;0,40 при точ- руемой среды путем внесения в нее заданности измерений спектра намагниченности -„- ного количества индикатор ра в заданных точках профиля средьг, отбирают пробы, оп-.

Относительное содержание меток в ределяютсодержание в пробе индикатора и пробах получено следующим образом, определяют распределение индикатора по

На фиг, 2 определили площадь, ограни- профилю, отличающийся тем, что, с ченную участками кривой 1 и вертикалями, 55 целью обеспечения экологической безопаск тора используют абсциссы которых равны граничным значе- ности. в качестве индикатора и п ниям переменного магнитного поля созда- магнитные метки в виде порций намагниния парциальных идеальных ченного материала с различным коэрцитивнамагниченностей(Я, i =1,2,3). Количество ным спектром намагниченности, каждой метки в переосажденной пробе ха- отобранную пробу переосаждают в магнит1788434

Относительное содержание меток l, 1I, !1I в пробе уы е3 оД

03 A

° Л/

Рк2 !

/2,8 2Г6 дМ

Ptcz. Г

Составитель В.Молчанов

Техред М.Моргентал Корректор И.Шмакова

Редактор

Заказ 69 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ном поле, определяют коэрцитивный спектр намагниченности материала пробы, а содержание в пробе индикатора определяют путем сравнения коэрцитивных спектров намагниченности индикатора и материала пробы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения трассирования иловых наносов, используют магнитные метки из материала приданного

5 грунта.