СПОСОБ ВЫЯВЛЕНИЯ ПОТЕНЦИАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ФИЛЬТРАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
METHOD FOR IDENTIFYING POTENTIAL SITES OF FILTRATION PROCESSES

Изобретение относится к гидрологии, может использоваться для выявления потенциальных участков возникновения фильтрационных процессов в телах грунтовых дамб и плотин водохранилищ в криолитозоне, построенных по мёрзлому типу, где мёрзлое состояние сооружений поддерживается с помощью металлических СОУ (сезонно-охлаждающих устройств).
Известна
«Методика контроля протечек проекта насыпи канала» CN 110632131 [1], включающая в себя следующие этапы: 1 закапывание и размещение множества пар электродов на оси зоны обнаружения плотины; 2, в зоне обнаружения дамбы закапывание и размещение множества измерительных линий вдоль оси зоны обнаружения дамбы и параллельно оси зоны обнаружения; 3, выбор и размещение ряда боковой линии измерения перпендикулярно оси области обнаружения; 4, измерение полярного расстояния пары электродов и 5, использование параллельного многоканального синхронного коллектора данных для подключения каждого измерительного электрода к синхронному коллектору данных.
Недостатком известного способа является низкая эффективность обусловленная необходимостью установки большого количества электродов в теле насыпи. Также недостатком является узкая область применения, обусловленная тем, что не во всех плотинах возможно установить большое количество электродов.
Наиболее близким
к заявляемому техническому решению является
«Система наблюдения за утечками в плотинах» CN 107796575 [2], включающий серию электродов, расположенных внутри плотины, подключенный к ним прибор для измерения сопротивления, измерительный
процессор и блок передачи сигнала, сигнал значения сопротивления почвы передается в измерительный процессор и генерирует сигнал оценки утечки; измерительный процессор подключен к блоку передачи сигналов для передачи сигналов оценки утечки.
Известное устройство обладает повышенной по сравнению с [1] эффективностью и расширению области применения благодаря отсутствию необходимости установки большого количества электродов в плотине.
К недостаткам состава относится недостаточная эффективность и узкая область применения, обусловленные необходимостью проведения земляных и прочих работ по установке электродов.
Технический результат -
повышение эффективности и расширение области применения.
Технический результат достигается тем, что: для способа выявления потенциальных участков возникновения фильтрационных процессов, используется серия электродов, расположенных внутри грунтового тела плотины или дамбы, и в качестве электродов используют корпусы металлических СОУ (сезонно-охлаждающих устройств).
Сопротивление заземления каждого электрода определяется по формуле:
где:  – сопротивление заземления 1-го электрода,
– сопротивление между первым и вторым электродами,
сопротивление между первым и третьим электродами,
– сопротивление между вторым и третьим электродами.
Сопротивление заземления каждого электрода  при последовательном  перемещении всей измерительной установки из 3-х соседних электродов можно определить по формуле:
N
где: индекс  – означает соответствие номеру электрода,
R
R
R
N
[
N
+1],
N
[
N
+2],
[
N
+1][
N
+2]
измеряемые сопротивления заземления
между парами соответствующих индексам электродов.
Сопротивление заземления удаленного (относительно первого и второго электродов) электрода  при последовательном  перемещении всей измерительной установки из 2-х соседних электродов и третьего удаленного электрода определяется по формуле:
где:  – сопротивление заземления N-го электрода,
R
12
– измеряемое сопротивление между 1 и 2 электродами,
измеряемые сопротивления между  электродами 1 и 2
и удаленным электродом N соответственно.
Осуществление изобретения:
На чертеже представлен способ измерения сопротивления заземлений, когда  последовательно проводятся замеры сопротивления заземлений между тремя ближайшими металлическими замораживающими колонками (электродами), начиная с первой.  А именно: на  между первой и второй , второй и  третьей, а также первой и третьей,   после чего  измерительная установка  последовательно перемещается к следующий колонке  линии замораживающих устройств.
Способ расчёта сопротивление заземлений представлен ниже:
1
Решая эту систему относительно R, получаем:
или для каждого последовательного  перемещения измерительной установки
где:
R
12
-  - измеренное сопротивление между первым и вторым электродами,
R
13
-  - сопротивление между первым и третьим электродами,
R
23
-  - измеренное сопротивление между вторым и третьим электродами,
R
34
-  - измеренное сопротивление между третьим и четвертым электродами,
R
24
-  - измеренное сопротивление между вторым и четвертым электродами,
-  - рассчитываемое сопротивление заземления,
-  - измеряемые сопротивления последовательно  перемещающихся пар отдельных электродов.
- - обозначение измерителя сопротивления.
Изложенный способ позволяет на основании соответствующих электрических измерений оценить сопротивление заземляющих устройств (СОУ).
В соответствии с предлагаемым способом, возможно измерение сопротивления каждого заземляющего устройства. Анализируя впоследствии значения сопротивлений заземления, полученных на каждом СОУ, можно выявлять протекающие фильтрационные процессы в теле плотины или дамбы по резкому уменьшению значений сопротивления (минимум на порядок) и предпринять своевременные меры по предотвращению дальнейшего развития этих процессов.
В качестве электродов предлагается использовать металлические корпуса СОУ, которые устанавливаются вдоль ограждающих водохранилища и хвостохранилища (накопителей минерализованных вод для технологических нужд горно-обогатительных предприятий) дамб или плотин. Как правило, это протяженные насыпные сооружения с большим количеством СОУ (сотни штук) с расстоянием между ними около ~ 2 м. Преимуществом предложенного способа является то, что благодаря неизменному положению СОУ, при измерениях получают чётко привязанные пространственные данные пониженных сопротивлений, связанных с отеплением, засолением грунтов дамб и началом фильтрации в теле дамбы в любое время года. Анализ полученных данных позволит предпринять меры по предотвращению дальнейшего развития этих процессов.
Технический результат
повышение эффективности достигается использованием в качестве электродов установленных в теле плотины металлических корпусов СОУ, при этом отсутствует необходимость в дополнительных земляных работах. Расширение области применения достигается возможностью контроля дамб с встроенными СОУ, в которых невозможно установить дополнительные ряды заземляющих электродов.
Промышленная применимость.
Предлагаемый способ выявления потенциальных участков возникновения фильтрационных процессов может быть выполнен с помощью известных технологий измерения сопротивления заземлений и применяться для контроля плотин в криолитозоне с встроенными СОУ.