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.
Табл. 1. Основные технические характеристики