Файл: Павлов, А. В. Искусственное оттаивание мерзлых пород теплом солнечной радиации при разработке россыпей.pdf

Т а б л и ц а

10

Инструментальное оборудование площадок

Вид наблюдения

Площадка

Прибор

Актинометрия

1

Актинометр

прямая радиация

7,

8

Янишев-

суммарная

,,

1 - 3 , 5,

Пиранометры

отраженная ,,

1 - 9

ского и Козырева

То же

баланс коротковолновой ради-

1 -9

Балансомер

Янишев-

ации

излучение

1 - 4 ,

9

ского

длинноволновое

Микробалансомер Козы-

Микрометеорология

1,

2

рева

температура и влажность воз-

Метеобудка

духа

осадки

1,

2

Осадкомер

Треть-якова

жидкие и твердые

и

5

градиенты

температуры

1, 2,

4,

Психрометр М-34 с

ди-

влажности в приземном слое

5,

7

станционным отсчетом

градиенты

скорости

ветра

в 1, 2, 4,

Анемометр МС-13

приземном слое

1, 2,

7

Испаритель ГГИ-500—50

испарение

Тепло- и массообмен в поверх­

ностном

покрове

высота, структура, страти-

1,

2

Снегомерная рейка, лу-

графин и плотность снежно-

па, плотномер

го покрова

испарение со снега

1,

2

Испарители из оргстекла

диффузия

водяного пара в спе-

1

Кюветы из

оргстекла

гу

радиации

в

1

Пиранометры

Козырева

проникновение

снег

н с плоским входным ок­

ном из оргстекла

влажность пород

1 -9

Отбор проб бурением

до глубины

7 —8 м практически

не зависит от

окружающего

фона.

часть наблюдений,

проводимых

на площадках

Большая

(Кедроливанский, Стернзат, 1953; Янишевский,

1957). Описа­

ние комплекса использования этих приборов

применительно

ко всем видам наблюдений и оценка их точности даны в работе

ры,

микробалансомеры и фитопиранометры конструкции

Б.

П. Козырева (1968а, б).

Для проведения теплофизических наблюдений сконструиро­

Рис.

5. Схема термопарного комплекта с одиночными термо­

спаями.

Л —

термисторы, Б

—

термопаук (— м ед ь ,-------- -— Константин),

В

—

измерительные спаи

снежных термопар ( I ' — S'), Г — термопары

для

измерения

температуры

пород ( 1 — 5 ,

7 —

1 3 — измерительные

термо­

спаи; 0 ,

6 — опорные

термоспаи;

9 —

контрольный термоспай).

сторов).

Показания

термопар

контролируются

по

методу

А. В. Голубева (1964) термоспаем 9' (см. рис. 5).

путем на­

Все термоспаи и термисторы гидроизолированы

несения покрытия из эпоксидной смолы. Спаи 0 —13,

термисто­

ром 30 мм и заливали гидроизоляционной массой,

состоящей

из смеси парафина и канифоли в пропорции 1:1.

Спаи 1, 2 и 3,

предназначенные для измерения температуры

на

глубинах

10, 20 и 30 см, для предотвращения инерционности

их показа-

ний были выведены

из трубки в ла­

тунные капсулы,

прикрепленные к

эбонитовой трубке на резьбе. Свобод­

ное

пространство

между

стенкой

капсулы и спаем заполняли метал­

лическими опилками (для улучше­

ния

теплового контакта с породой)

и заливали

неразведенными

цинко­

выми белилами. Спаи, предназначен­

ные для работы на открытом воздухе,

покрывали кроме

эпоксидной смолы

несколькими слоями нитробелил или

цинковых белил

для

предотвраще­

ния их нагревания солнечной ради­

ацией.

устанавливали в

Термокомплект

центре площадки

в

буровую сква­

жину диаметром

50

мм и глубиной

3 м.

Свободное пространство

между

Рис 6. Один из узлов схемы

трубкой и стенками скважины запол-

термопарного

комплекта

няли

ранее

извлеченной породой и

с

двойными

термоспаями

трамбовали.

Спаи,

предназначенные

(уел. обозн. см. на рис. 5).

дЛЯ измерения температуры

снежно­

с

помощью

го покрова, подвешивали в воздухе

приспособления в

виде Я-образной

формы, изго­

товленного из деревянных

брусьев.

Провода

от всех

измери­

тельных спаев и термисторов

были

подведены

к распредели­

тельному щитку, соединенному кабелем с павильоном.

Температуру пород на глубинах от 4 до 20 м измеряли терми-

отклонения отмечались на оголенной и

асфальтированной пло­

щадках,

на

которых

вследствие

удаления

снежного покрова

в верхнем слое горных пород наблюдались

наибольшие гра­

диенты температуры. В частности, на

оголенной

площадке

разность между средней месячной

температурой в скважинах

и температурой пород (последняя определялась

по показаниям

термокомплектов, в которых конвекция и

передача тепла по

трубам

отсутствуют)

достигала

на

глубинах:

1

м — 3—4°;

2 м — 2,7°;

3 м — 1,2° (рис.

7).

Путем

экстраполяции

этих данных

можно

установить,

что

начиная

с

3 , 5 —4,0 м

основан на измерении перепа­

да температур

термопарами в

теплофизическом эталоне, по­

мещаемом в исследуемую сре­

ду. Анализ работы тепломе­

ров показал, что они приме­

нимы во всех мерзлых непу­

чащих и талых

неводонасы­

М е с я ц

щенных

породах (Павлов.

Рис. 7.

Годичный ход разности

At

1965).

изготовления тепло­

между

температурой пород (гиСт) и

Для

температурой скважпны (/скн)

на

меров

нарезали из оргстекла

оголенной

площадке.

толщиной 6 мм пластины раз­

Глубина (м): а — 1 , 6 —

2; в —

3 .

мером 15x15 см5.

На

них в

шахматном

порядке

высвер­

ливали от 154 до

420

отвер­

стий, в которые вставляли

последовательно чередующие­

ся отрезки медной и Констан­

тиновой проволоки диаметром

0,2

мм. Концы

проволок

скручивали

и

припаивали с

таким расчетом, что

на обеих

сторонах пластины образовы­

валась цепь

термоспаев.

Да­

лее к

обеим

сторонам

пла­

стины

приклеивали на акри­

ле

охранные

пластинки

из

Рис. 8. Схема тепломера из

оргстекла толщиной

1 —2 мм.

оргстекла

с 77

термоспаями.

Схема тепломера

с 77 термо­

1 — отверстия

для термопар; 2

— ра­

парами показана на

рис.

8.

бочая зона тепломера (оргстекло); з

—

медно-константовые

термопары;

4

—

Тарировка

тепломеров

охранная зона тепломера (оргстекло).

производилась на

установке,

и

разработанной Г. В. Порхаевым (Теплофизика промерзающих

протаивающих

грунтов,

1964).

Тарировочные

коэффициен­

ты

изменялись

в

значительных пределах — от

16,4

до