JPH07224585A - Multi-point thermal logging apparatus - Google Patents

Multi-point thermal logging apparatus

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JPH07224585A
JPH07224585A JP6036478A JP3647894A JPH07224585A JP H07224585 A JPH07224585 A JP H07224585A JP 6036478 A JP6036478 A JP 6036478A JP 3647894 A JP3647894 A JP 3647894A JP H07224585 A JPH07224585 A JP H07224585A
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JP
Japan
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temperature
groundwater
borehole
logging
depth
Prior art date
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Application number
JP6036478A
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Japanese (ja)
Inventor
Tokuo Takeuchi
篤雄 竹内
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EIWA DENSHI KEIKI SEISAKUSHO K
EIWA DENSHI KEIKI SEISAKUSHO KK
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EIWA DENSHI KEIKI SEISAKUSHO K
EIWA DENSHI KEIKI SEISAKUSHO KK
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Publication date
Application filed by EIWA DENSHI KEIKI SEISAKUSHO K, EIWA DENSHI KEIKI SEISAKUSHO KK filed Critical EIWA DENSHI KEIKI SEISAKUSHO K
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Publication of JPH07224585A publication Critical patent/JPH07224585A/en
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Abstract

PURPOSE:To easily detect information regarding the existance of fluid layer of underground water regardless of the underground water in a bored hole, by providing a sensor checking the thermal chance of hot water injected in the bored hole and connecting it to a computer through a thermal converter. CONSTITUTION:A sensor 2 in which a thermodetector is attached to a cable 12, is provided and connected to a thermal converter 3 and a computer 6. The sensor is inserted in a test borehole 9 to measure the natural thermal distribution. Then hot water 13 is poured and agitated to make the temperature uniform. Immediately after that, the temperature is checked once. After that, it is measured at every specified interval. The returning extent of the temperature due to the inflow of the underground water 16 is measured. The number of fluid layer 17 of underground water, the depth thereof, the thickness thereof, and the extent of the whole water permeable speed are checked. In this way, even in an inconvenient place in an mountainous area, underground water layers can be checked.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、地層内の地下水流動層
に関する情報を検出するための検層装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a logging device for detecting information on a groundwater fluidized bed in a formation.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大深度地下開発、産業廃棄物によ
る地下水汚染、山地地盤災害など、地下水に大きくかか
わる諸問題が次々と提起されてきている。これらの諸問
題を解決するためには、発生原因となっている地下水の
存在状況に関する正確な情報を得る事が不可欠な条件と
なってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, various problems greatly related to groundwater have been raised one after another, such as deep underground development, groundwater pollution by industrial waste, and mountain ground disaster. In order to solve these problems, it has become indispensable to obtain accurate information on the existence of groundwater, which is the cause of occurrence.

【0003】このために、従来から種々の測定方法が実
施されてきた。この種の一つの検出方法として、地層に
円筒上の孔を開けた試錐孔に溜まる孔内水位の水位線を
調べて地層内の地下水の流動層の状態を調べようとした
層別地下水位観測方法がある。この方法は、地すべり地
で円筒上の孔を掘削して得られる試錐孔の孔内水位を直
接測定してその水位線から地下水の存在状況を検出しよ
うとしたものである。
For this reason, various measuring methods have been conventionally implemented. As one of the detection methods of this kind, stratified groundwater level observation was carried out to examine the state of the fluidized bed of groundwater in the formation by investigating the water level line of the water level in the borehole accumulated in the borehole with a cylindrical hole There is a way. This method is intended to detect the presence of groundwater from the water level line by directly measuring the water level in the borehole obtained by excavating a cylindrical hole in a landslide site.

【0004】また、より正確に測定しょうとした検出方
法として、地下水検層方法がある。この方法は、孔内水
に食塩などを溶解して電解質溶液に置き換え、孔内に流
入してくる地下水による水比抵抗の増加を測定すること
によって地下水の流動状況を検出しょうとしたものであ
る。
Further, as a detection method for more accurate measurement, there is a groundwater logging method. This method is intended to detect the flow condition of groundwater by dissolving salt etc. in the water in the hole and replacing it with an electrolyte solution and measuring the increase in water resistivity due to the groundwater flowing into the hole. .

【0005】[0005]

【発明が解決しょうとする課題】前者の層別地下水検層
方法は図12に示すように、番号1から番号4の4本の
各試錐孔のそれぞれ任意の深度掘削時における孔内水位
線を結んだ線で表されている。図につけられた記号Aは
各々の試錐孔の掘削深度が10mの時に認められた孔内
水位を結んだものであり、Bは同じく掘削深度20mの
時のもの、Cは掘削深度30mの時のものである。
As shown in FIG. 12, the former stratified groundwater logging method uses four boreholes numbered 1 to 4 to determine the water level line in the borehole at any depth. It is represented by the connecting line. The symbol A attached to the figure is the one connecting the water level in the borehole recognized when the drilling depth of each borehole is 10 m, B is the one when the drilling depth is 20 m, and C is the one when the drilling depth is 30 m. It is a thing.

【0006】図を見てわかるように、この地すべり地の
地下水位線は互いに複雑に交差しており、実際には現実
の地下水位線がどこにあるか判定できなくなっている。
つまり、ここに描かれている水位線は、あくまでも任意
の掘削深度において試錐孔内に生じた水位を描いたもの
であり、これらの水位線は試錐孔掘削深度が変わればそ
れに従って変化してしまうということがわかる。この原
因は、図13に示すように、試錐孔掘削に伴う地質の相
違あるいは土質の相違によって変化し、また図に示すよ
うに、AとBの複数の地下水層あるいは地下水流動層が
存在する場合には、各々の水位、水圧状況によって孔内
水位がさまざまに変化するために生じるものである。従
って、ここに描かれた水位線を基にして地下水流脈の存
在位置を判定することは非常に危険であると言える。実
験研究の結果では、孔内水位をもって地すべり面の位置
を判定してよい確率は20〜30%前後であり、この方
法でもって判断すると70%の確率で評価を誤るという
ことになり、有効かつ確実な測定方法とは言えない。
As can be seen from the figure, the groundwater level lines of this landslide site intersect with each other in a complicated manner, and it is impossible to actually determine where the actual groundwater level line is.
In other words, the water level line drawn here is only a water level generated in the borehole at any drilling depth, and these water level lines will change accordingly if the borehole drilling depth changes. I understand that. As shown in Fig. 13, this cause changes depending on the difference in the geology or the difference in the soil properties due to the drilling of the borehole, and as shown in the figure, if there are multiple groundwater layers A and B or groundwater fluidized beds. Is caused by various changes in the water level in the hole depending on the water level and water pressure. Therefore, it can be said that it is extremely dangerous to determine the existence position of the groundwater vein based on the water level line drawn here. According to the results of the experimental study, the probability that the position of the landslide surface may be determined based on the water level in the hole is around 20 to 30%, and if this method is used, the evaluation will be incorrect with a probability of 70%. It is not a reliable measurement method.

【0007】他方、後者の地下水検層方法は上記欠点を
解決しょうとしてなされたもので、その測定の実施方法
としては二通りがある。
On the other hand, the latter method of groundwater logging was made to solve the above-mentioned drawbacks, and there are two methods for performing the measurement.

【0008】その一つは自然水位法と呼ばれ、試錐孔の
孔内水に食塩などをなるだけ均一に溶解して電解質溶液
とし、孔内水の水面に近いほうから孔低に向かって25
cm間隔ごとにその比抵抗を測定する。その後の測定時間
間隔を10〜180分の間で任意に測定する。
One of them is called the natural water level method, in which salt or the like is dissolved as uniformly as possible into the water in the borehole to form an electrolyte solution.
The resistivity is measured every cm interval. The subsequent measurement time interval is arbitrarily measured within 10 to 180 minutes.

【0009】他の一つは、汲み上げ法と呼ばれ、上記自
然水位法で検出されなかった地下水流動層も、試錐孔内
の水位を人為的に低下させることによって検出すること
が可能である。しかしながら、掘削深度が増加するに従
って孔内水位も低下するので、孔内水位よりも上の地層
にある地下水流動層の存在深度を検出できないという問
題がある。
The other is called a pumping method, and a groundwater fluidized bed which is not detected by the natural water level method can be detected by artificially lowering the water level in the borehole. However, as the excavation depth increases, the water level inside the hole also decreases, so there is the problem that the depth of existence of the groundwater fluidized bed in the formation above the water level inside the hole cannot be detected.

【0010】このことを結晶片岩の地すべりにおける測
定例にもとづいて説明する。この試錐孔におけるすべり
面Sは図14に示すように、深度15.5m付近に存在
している。図の左半分Aに示す自然水位のもとでの地下
水検層法では、顕著ではないが層流状の地下水流動が検
出されている。図の右半分Bは汲み上げ法によって孔内
水位を約2m程度低下させたときの地下水検層の測定結
果であり、すべり面Sに沿う水比抵抗ピーク値の時間的
変化がより鋭くなっており、かつ鉛直上昇流をも生じて
いる様子がよくわかる。
This will be explained based on an example of measurement in a crystal schist landslide. As shown in FIG. 14, the slip surface S in this borehole exists near a depth of 15.5 m. In the groundwater logging method under the natural water level shown in the left half A of the figure, a laminar flow of groundwater flow is detected, although not prominently. The right half B of the figure is the measurement result of the groundwater logging when the water level in the hole is lowered by about 2 m by the pumping method, and the temporal change of the peak value of water resistivity along the slip surface S is sharper. It is also clear that a vertical upward flow is also occurring.

【0011】また、風化頁岩面をすべり面とする他の実
施例を図15に示す。この試錐孔ではすべり面Sが深度
19.4m付近に存在する。しかし、自然水位法Aでは
この深度に地下水の流動が見られない。そこで汲み上げ
法により孔内水位を約2m低下させたところ図の右半分
Bに示したように、すべり面付近に顕著な地下水流動層
が検出された。
FIG. 15 shows another embodiment in which the weathered shale surface is the slip surface. In this borehole, the slip surface S exists near the depth of 19.4 m. However, in the natural water level method A, no groundwater flow is observed at this depth. Therefore, when the water level in the hole was lowered by about 2 m by the pumping method, a remarkable groundwater fluidized bed was detected near the slip surface as shown in the right half B of the figure.

【0012】このように、自然状態での検層法では、す
べり面に悪影響を与えていると思われる地下水流動層が
検出されない場合は、人為的に孔内水位を低下させるこ
とで地下水流動層を検出できることがわかる。しかしな
がら、実際のところ地下水流動層は複雑に入り込んで存
在しており、また掘削深度が増加するに従って孔内水位
も低下したりするので、それらの要因で複雑な測定結果
をもたらす場合もあって容易に地下水流動層の存在深度
に関する情報を得ることができない。このような要因を
排除して、できるだけ正確に地下水流動層の存在深度に
関する情報を得ようとするならば、各掘削深度を数多く
段階的に変えてそれらの深度すべてにわたってこまめに
地下水検層を実施(ステップ式地下水検層方法という)
して得られたデータから総合的に判断する必要があり、
大変な労力と経験、時間および経費を必要とするという
問題があった。また、この検層方法では試錐孔内に孔内
水位が存在する場合には有効な情報を得ることができる
が、地下水が存在しなかったり、たとえ存在していても
測定中に地層中に流出してしまったりする場合には、電
解質溶液を生成させる水そのものが存在しないから測定
不能となる欠点があった。
As described above, in the logging method in the natural state, when the groundwater fluidized bed which seems to have an adverse effect on the slip surface is not detected, the groundwater fluidized bed is artificially lowered to lower the water level in the hole. It turns out that can be detected. However, in fact, the groundwater fluidized bed exists in a complicated manner, and the water level in the hole decreases as the drilling depth increases, so it is easy to cause complicated measurement results due to these factors. No information is available on the depth of existence of the groundwater fluidized bed. In order to eliminate such factors and obtain information about the depth of existence of the groundwater fluidized bed as accurately as possible, various drilling depths should be stepwise changed and groundwater logging should be performed at all depths. (Step-type groundwater logging method)
It is necessary to make a comprehensive judgment from the data obtained by
There was a problem that it required a great deal of labor, experience, time and expense. In addition, this logging method can obtain effective information when the water level in the borehole exists, but there is no groundwater or even if it exists, it flows into the formation during measurement. If it does happen, there is a drawback that the measurement cannot be performed because there is no water itself for forming the electrolyte solution.

【0013】本発明は、上記のような従来の問題点を解
決することを目的としたもので、試錐孔内に初めから孔
内水が存在しなかったり、あるいは測定中に地層内に流
出してしまったりしても孔内水の有無に左右されずに、
しかも、従来の測定方法では到底検出することができな
かった地下水流動層の存在に関する情報を簡単な操作
で、正確に検出できる測定方法を提供しょうとするもの
である。
The present invention is intended to solve the above-mentioned conventional problems, and there is no water in the borehole from the beginning in the borehole, or it flows into the formation during measurement. Even if it goes down, it does not depend on the presence or absence of water in the hole,
Moreover, it is an object of the present invention to provide a measuring method capable of accurately detecting information on the existence of a groundwater fluidized bed, which could not be detected by conventional measuring methods, by a simple operation.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の多点温度検層装
置は、地層に開けた試錐孔内に注入した湯の各深度にお
ける温度変化を経時的に測定するための測温体をケーブ
ルに所要間隔ごとに取り付けてなるセンサー部を設け、
このセンサー部を温度変換器を介してコンピューターに
接続する。好ましくは試錐孔内の湯の温度が均一になる
ように適宜の手段を用いて攪拌効果を与えながら注入す
ると測定精度が向上する。また、試錐孔内に挿入したセ
ンサー部をその取り付け間隔よりも短い所定間隔ごとに
持ち上げて測定すると測定深度の点数が増えて一層詳細
な温度分布を測定することができる。湯の注入温度は孔
内水温度プラス10℃以上程度にすると温度変化が顕著
で読み取りやすくなる。試錐孔内に注入する湯の他に、
孔内空気もしくは孔内水と温度差のある他の適宜の気
体、液体を加熱した媒体を使用してもよいが、安価で、
現場でも容易に準備できてしかも測定精度も良いという
点で水を沸かした湯がすぐれている。従って、本発明で
言う湯とは、他の適宜の気体、液体を媒体とする総称と
して用いるものとする。
The multi-point temperature logging device of the present invention uses a cable as a temperature measuring element for time-dependent measurement of temperature changes at various depths of hot water poured into boreholes formed in the formation. Provide a sensor part that is installed at every required interval in
This sensor unit is connected to a computer via a temperature converter. Preferably, the measurement accuracy is improved by pouring while giving a stirring effect using an appropriate means so that the temperature of the hot water in the borehole becomes uniform. Further, when the sensor unit inserted into the borehole is lifted and measured at predetermined intervals shorter than the attachment interval, the number of measurement depths increases and a more detailed temperature distribution can be measured. When the pouring temperature of the hot water is about 10 ° C. or higher of the water temperature in the hole, the temperature change is remarkable and the reading becomes easy. In addition to the hot water injected into the borehole,
Other suitable gas having a temperature difference from the air in the hole or water in the hole, or a medium obtained by heating a liquid may be used, but it is inexpensive and
Boiled water is excellent because it can be easily prepared on site and the measurement accuracy is good. Therefore, the hot water referred to in the present invention is used as a general term using other appropriate gas or liquid as a medium.

【0015】[0015]

【作用】その作用について述べると、測定したい地層に
円筒上の試錐孔を開ける。この試錐孔内にセンサー部を
挿入する。自然状態にある試錐孔内に注入手段を用いて
湯を注入する。孔内温度を強制的に全深度ほぼ均一にな
るように攪拌しながら昇温させる。このような状態で、
もしそこに地下水流動層が存在すれば、昇温された温度
は流入した地下水によって変化させられ、昇温される前
の温度に回復しょうとする。また、そこに地下水流動層
がなければ、昇温された温度は熱伝動によって徐々に昇
温される前の温度に戻ろうとする。その温度の変化状況
は地下水が存在するところでは急速に温度降下し、また
存在しないところではゆるやかに温度降下する。この温
度昇温後の各深度における温度変化状況を試錐孔内に置
いた測温体で経時的に測定し、温度変換器を介してこの
結果をコンピューターの画面に表示させたり、あるいは
プリンターでプロットアウトさせたりして、地下水流動
層の数、その存在深度、厚さおよび浸透速度の大小など
様々な情報を得る。
[Operation] To describe the operation, a borehole on a cylinder is opened in the formation to be measured. The sensor section is inserted into this borehole. Hot water is injected into the borehole in a natural state by using an injection means. The temperature inside the hole is forcibly raised while stirring so that the depth is almost uniform. In this state,
If there is a groundwater fluidized bed there, the heated temperature will be changed by the inflowing groundwater and will try to recover the temperature before heating. Also, if there is no groundwater fluidized bed there, the temperature rise will try to return to the temperature before being gradually raised by heat transfer. The temperature changes rapidly when the groundwater is present and slowly when it is not. The temperature change situation at each depth after this temperature rise is measured with a temperature sensor placed in the borehole over time, and the results are displayed on the computer screen via a temperature converter or plotted on a printer. Various information such as the number of groundwater fluidized beds, depth of existence, thickness, and size of infiltration rate is obtained by turning them out.

【0016】[0016]

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する
と、図1および図2に示すように、ケーブル12に50
cmごとにサーミスター素子からなる測温体1を取り付け
たセンサー部2を設け、温度変換器3(インターフェイ
ス4とA/D変換器5を備えている)および画面表示手
段を持つラップトップタイプのパーソナルコンピュータ
ー(パソコン)でなるコンピューター6に接続するとと
もに、これら各手段を電源7に接続する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIGS.
It is a laptop type with a sensor unit 2 to which a temperature measuring element 1 consisting of a thermistor element is attached per cm, a temperature converter 3 (having an interface 4 and an A / D converter 5) and a screen display means. A personal computer (personal computer) is connected to the computer 6 and each of these means is connected to the power source 7.

【0017】8は試錐孔9内に注入する湯13を沸かす
電熱ヒーター、10は湯13の注入手段としてのポンプ
である。上記各手段は周波数および電圧安定器11を介
して電源7(山地などで測定実施される場合には発電
機)に接続されている。
Reference numeral 8 is an electric heater for boiling the hot water 13 injected into the borehole 9, and 10 is a pump as means for injecting the hot water 13. Each of the above means is connected via a frequency and voltage stabilizer 11 to a power supply 7 (a generator when the measurement is carried out in a mountainous place).

【0018】上記センサー部2は詳細な温度分布を得る
ために、試錐孔9の孔口から孔底までを10cm間隔くら
いで計測できるように、ケーブル12に10cm間隔で測
温体1を取り付けて構成するのがよいが、そうするとセ
ンサー部2が太くなって通常の調査用試錐孔9(内径5
0mm程度)に挿入することが難しくなる。そこで、同じ
温度特性と精度を持つ測温体1を50cm間隔に設置して
ケーブル12の太さを25mm程度に抑え、このセンサー
部2を図1に示すように、試錐孔9内に挿入し、これを
さらに図2に示すように、10cmごとに0cm、10cm、
20cm、30cm、および40cmと持ち上げることによっ
て、孔口から孔低までの温度を10cm間隔でほぼ同時に
(1回の測定時間は48秒)測定することによって、あ
たかも測温体1を10cm間隔に取り付けた状態となる。
実施したセンサー部2は長さ30mのものであり、測温
体1は61点セットされている。
In order to obtain a detailed temperature distribution in the sensor section 2, the temperature measuring element 1 is attached to the cable 12 at intervals of 10 cm so that the borehole 9 can be measured at intervals of 10 cm from the hole opening to the hole bottom. It is better to configure it, but then the sensor part 2 becomes thicker and the normal investigation borehole 9 (inner diameter 5
It becomes difficult to insert it into 0 mm). Therefore, the temperature measuring elements 1 having the same temperature characteristics and accuracy are installed at intervals of 50 cm, the thickness of the cable 12 is suppressed to about 25 mm, and the sensor portion 2 is inserted into the borehole 9 as shown in FIG. , As shown in FIG. 2, every 10 cm, 0 cm, 10 cm,
By measuring the temperature from the mouth of the hole to the hole low at 10 cm intervals at almost the same time (48 seconds is one measurement time) by lifting it up to 20 cm, 30 cm, and 40 cm, it is as if the temperature measuring element 1 was installed at 10 cm intervals. It will be in a state of being.
The sensor unit 2 used has a length of 30 m, and 61 points of the temperature sensing element 1 are set.

【0019】検層は次のようにして行う。湯を注入す
る前に、あらかじめセンサー部2を試錐孔9内に挿入し
て自然状態の温度分布を10cm間隔で測定する。次
に、容器14内の湯13を注入するためのパイプ15を
センサー部2が設置されている試錐孔9の中に挿入して
湯13を注入する。孔内温度を均一にするために、パイ
プを上下させながら湯を注入したり、パイプ15の周囲
に多数の孔を開けて注入したり、別途攪拌手段で攪拌し
たりして湯13を攪拌する。均一に昇温された直後に
一度測定を実施する(0分後)。その後は1〜7分ま
では1分ごとに、10〜60分までは5分ごとに測定を
続ける。これによって、地下水16が孔内に流入してく
ることによる温度の現状回復の程度が詳細に測定され、
地下水流動層17の数とその存在深度、厚さおよび総体
的な浸透速度の大小を検討することができる。7分まで
は強制的に計測されるが、この段階でこれまでに測定さ
れた結果がパソコン6でデータ処理されてこの結果をデ
ィスプレイ(あるいはプリンター)に表示されるので、
ここで明確に流動層17を把握することができるならば
計測を打ち切る。それ以後は10分から5分間隔で計測
は続けられ、各計測時間ごとにそれまでの結果が表示さ
れるので、流動層17の把握ができた段階で任意の時間
で計測を打ち切る。
Logging is performed as follows. Before pouring hot water, the sensor part 2 is inserted into the borehole 9 in advance and the temperature distribution in the natural state is measured at intervals of 10 cm. Next, the pipe 15 for pouring the hot water 13 in the container 14 is inserted into the borehole 9 in which the sensor unit 2 is installed, and the hot water 13 is poured. In order to make the temperature in the hole uniform, the hot water is poured while the pipe is moved up and down, a large number of holes are made around the pipe 15 to pour it, or the hot water 13 is stirred by a separate stirring means. . Immediately after the temperature is uniformly increased, the measurement is performed once (after 0 minutes). After that, the measurement is continued every 1 minute for 1 to 7 minutes and every 5 minutes for 10 to 60 minutes. As a result, the degree of temperature recovery due to the inflow of groundwater 16 into the hole is measured in detail,
It is possible to examine the number of groundwater fluidized beds 17 and their depths, thicknesses, and overall infiltration rates. It is forcibly measured up to 7 minutes, but at this stage the results measured so far are processed by the personal computer 6 and the results are displayed on the display (or printer).
If the fluidized bed 17 can be clearly grasped here, the measurement is stopped. After that, the measurement is continued at intervals of 10 minutes to 5 minutes, and the result up to that time is displayed at each measurement time. Therefore, the measurement is stopped at an arbitrary time when the fluidized bed 17 can be grasped.

【0020】上記測定結果は図3に示すように「温度−
深度曲線」として表現され、自然状態と昇温直後との間
に記録される温度変化曲線の自然状態への復帰状況から
地下水流動層17の数とそれらの存在深度および各々の
厚さを解釈する。湯13の注入時において、孔内温度に
ばらつきがあると得られた温度分布から判定しにくい場
合がある。このような場合には、下に示した式を用いて
昇温直後から自然状態の温度に戻る割合を各測定時間ご
とに求めて、「温度復元率−深度曲線」(図4)を作成
するとともに、任意の深度において「温度復元率−時間
曲線」(図5)を作成し、「温度復元率」の大小で地下
水流動層17の把握と浸透速度の遅速を判定すると孔内
温度にばらつきがあっても補正されて判定しやすくな
る。
As shown in FIG. 3, the above measurement result shows "temperature-
It is expressed as a "depth curve", and the number of groundwater fluidized beds 17 and their existing depths and their thicknesses are interpreted from the state of return to the natural state of the temperature change curve recorded between the natural state and immediately after the temperature rise. . When the hot water 13 is injected, it may be difficult to determine from the obtained temperature distribution if there are variations in the hole temperature. In such a case, the rate of returning to the temperature in the natural state immediately after the temperature is raised is calculated for each measurement time using the formula shown below, and a "temperature recovery rate-depth curve" (Fig. 4) is created. At the same time, a "temperature recovery rate-time curve" (Fig. 5) is created at an arbitrary depth, and if the groundwater fluidized bed 17 is grasped and the permeation rate is judged to be slow depending on the magnitude of the "temperature recovery rate", there will be variations in the hole temperature. Even if there is, it will be corrected and the judgment will be easier.

【0021】なお、「温度復元率」は次式によって求め
る。
The "temperature recovery rate" is obtained by the following equation.

【0022】[0022]

【数1】 θ0:昇温直後(0分時) θt:任意の経過時間における温度 θn:自然状態の温度 ある流動層17の地下水16が試錐孔9内に流入した場
合、それが孔内水18とほぼ均一に混合されるとするな
らば、「温度復元率−時間曲線」(図5)を利用するこ
とにより、その地下水流動層17の浸透速度に関する情
報を得ることが可能である。求められた流速は試錐孔9
内のものであり、実際に試錐孔9の周囲を流動している
地下水16のそれとは異なっている。実際の流速を推定
する場合には、孔内で推定された流速を3分の1すれば
よいことが理論的、実験的に確かめられている。
[Equation 1] θ 0 : Immediately after temperature rise (at 0 minutes) θ t : Temperature at arbitrary elapsed time θ n : Temperature in natural state When groundwater 16 in a certain fluidized bed 17 flows into borehole 9, it is borehole water 18 If it is assumed that the groundwater fluidized bed 17 is mixed almost uniformly, it is possible to obtain information on the permeation rate of the groundwater fluidized bed 17 by using the “temperature recovery rate-time curve” (FIG. 5). Calculated flow velocity is borehole 9
This is different from that of the groundwater 16 that actually flows around the borehole 9. It has been theoretically and experimentally confirmed that when the actual flow velocity is estimated, the flow velocity estimated in the hole should be one-third.

【0023】「温度復元率−時間曲線」から流速を推定
する場合には、計測開始後数分の間の温度復元部を用い
てその流速の判定を行う。その理由は、その後の温度低
下の程度は温度昇温によって暖められたセンサー部2そ
のものの熱によって逆に孔内水18の温度低下の程度が
左右されるために、流速の遅い地下水16の場合には温
度低下が直線的にならず、漸近的な温度復元を示す場合
が多いからである。
When the flow velocity is estimated from the "temperature restoration rate-time curve", the flow velocity is determined by using the temperature restoration unit for several minutes after the start of measurement. The reason for this is that in the case of groundwater 16 having a slow flow velocity, the degree of temperature decrease thereafter depends on the degree of temperature decrease of the in-hole water 18 conversely due to the heat of the sensor unit 2 itself warmed by the temperature rise. In most cases, the temperature decrease is not linear and shows an asymptotic temperature recovery.

【0024】さらに、以下に本発明者によって実測した
結果にもとづいて従来の地下水検層方法(電解質溶液
を利用する方法)では測定不可能であった、すべり面よ
りもはるか下に孔内水位が存在する場合の地すべり地で
の検層例と地表面付近にそれが存在する場合の検層例
について述べる。
Further, based on the results measured by the present inventor below, the conventional groundwater logging method (method using an electrolyte solution) cannot measure the water level in the hole far below the slip surface. An example of logging in a landslide area where it exists and an example of logging when it exists near the ground surface are described.

【0025】すべり面よりも下に最高水位が存在する
場合の検層例 (例1:A地すべり地での検層例)図6に示すように、
検層を実施した試錐孔9で観測されたすべり面は深度1
9.0mに存在している。一方、孔内水位の観測結果に
よると、水位変動は深度31.3mと34.1mの間で
生じている。従って、この観測結果からはすべり面と土
塊変動に悪影響を与えている地下水流動層17との関係
を知ることは不可能である。しかし、この地すべりは降
雨・融雪の後に活動しており、地下水が土塊変動に関与
していることは明白である。そこで、すべり面Sに関与
している地下水流動層17に関する情報を得る目的で、
多点温度検層を実施した。その結果、すべり面Sの少し
下に明瞭な地下水流動層17が存在していることが明ら
かにされた。この試錐孔9ではその他にも矢印で示した
部分に亀裂水的な地下水浸出個所が検出された。このよ
うな情報は、前述したように、ステップ式地下水検層を
実施しない限り従来の地下水検層法では得ることが難し
い。この地すべり地では表1に示すように、大部分の試
錐孔9で孔内最高水位がすべり面Sよりも下で検出され
ていることから、全ての試錐孔9で多点温度検層を実施
し、すべり面Sに関与していると推定される地下水流動
層17の検出を行なうことができた。
Logging example when the highest water level exists below the slip surface (Example 1: Logging example in A landslide area) As shown in FIG.
The slip surface observed at the borehole 9 where logging was performed has a depth of 1
It exists at 9.0 m. On the other hand, according to the observation result of the water level in the hole, the water level fluctuation occurs between the depths of 31.3 m and 34.1 m. Therefore, it is impossible to know the relationship between the slip surface and the groundwater fluidized bed 17, which has an adverse effect on soil mass fluctuation, from this observation result. However, this landslide is active after rainfall and snowmelt, and it is clear that groundwater is involved in soil mass change. Therefore, for the purpose of obtaining information about the groundwater fluidized bed 17 involved in the slip surface S,
Multi-point temperature logging was performed. As a result, it was clarified that a clear groundwater fluidized bed 17 exists just below the slip surface S. In addition to this, in the borehole 9, cracked water-like groundwater leaching points were detected in the portions indicated by arrows. As described above, such information is difficult to obtain by the conventional groundwater logging method unless the step-type groundwater logging is performed. In this landslide area, as shown in Table 1, most of the boreholes 9 detected the highest water level in the borehole below the slip surface S. Therefore, all boreholes 9 were subjected to multipoint temperature logging. However, it was possible to detect the groundwater fluidized bed 17 estimated to be involved in the slip surface S.

【0026】[0026]

【表1】 (例2:B地すべり地での検層例)図7に示すように、
この地すべり地では全ての試錐孔9において孔内水位は
存在していない。しかし、掘削段階ではいづれの試錐孔
9においても水位が認められている。本例のすべり面S
はいづれの試錐孔9においても掘削深度よりも浅いとこ
ろで検出されている。図7に示したすべり面Sが深度1
3.1mで検出されている。このすべり面Sに関与して
いる地下水流動層17を検出するために多点温度検層を
実施したところ、図7の「温度−深度曲線」あるいは図
8に示した「温度復元率−深度曲線」に示されているよ
うに、すべり面Sとほぼ同じ深度から下に明瞭な流動層
17を検出することができた。この試錐孔9では深度
2.4mと4.5m付近の盛土部および盛土と地山との
間にも地下水浸出個所が認められる。
[Table 1] (Example 2: Logging example in B landslide area) As shown in FIG.
In this landslide site, there is no hole water level in all boreholes 9. However, at the drilling stage, the water level is recognized in every borehole 9. Slip surface S of this example
Each of the boreholes 9 is also detected at a depth shallower than the excavation depth. The slip surface S shown in FIG. 7 has a depth of 1
It is detected at 3.1m. When multi-point temperature logging was performed in order to detect the groundwater fluidized bed 17 involved in the slip surface S, the "temperature-depth curve" in FIG. 7 or the "temperature recovery rate-depth curve" shown in FIG. ], A clear fluidized bed 17 could be detected from the same depth as the slip surface S to the bottom. In this borehole 9, groundwater leaching points are also recognized between the embankment and the ground at the depths of 2.4 m and 4.5 m.

【0027】地表面付近に最高水位が存在する場合の
検層例 (例3:C地すべり地での検層例)この地すべり地では
一般的に孔内水位が高くなっており、自然状態のままで
多点温度検層を実施したところ、すべり面Sに関与して
いると推定される地下水流動層17を検出することがで
きなかった。そこで、孔内水18を汲み出してから多点
温度検層を再度実施してみた。このときの水位低下は約
1m程度であった。その検層結果をすべり面Sを検出す
る目的で実施した挿入型歪計の観測結果と従来の地下水
検層結果とを対比して図9に示した。これをみると、挿
入型歪計の観測結果では、すべり面Sは深度7.3m付
近に検出されているが、従来の地下水検層結果では地下
水流動層17は検出されていない。ところが、図の右に
示した本発明の多点温度検層の結果を見ると、深度4.
0〜7.2mに地下水流動層17が検出されており、こ
の流動層17の中でも深度5.0m付近がもっとも流速
が大きいことがわかる。この他にも亀裂水的な地下水浸
出個所が2個所ほど認められている。この結果から判断
すると、本発明の検層方法によって初めてすべり面の直
上に検出されている流動層17が土塊変動に大きな悪影
響を及ぼしている可能性が高いという新たな情報が得ら
れたことになる。
Logging example when the maximum water level exists near the ground surface (Example 3: Logging example in C landslide area) In this landslide area, the water level in the borehole is generally high, and it remains as it is. When multi-point temperature logging was carried out in, the groundwater fluidized bed 17 estimated to be involved in the slip surface S could not be detected. Therefore, the in-hole water 18 was pumped out, and then the multipoint temperature logging was performed again. At this time, the water level was reduced by about 1 m. The logging results are shown in FIG. 9 in comparison with the observation results of the insertion type strain gauge performed for the purpose of detecting the slip surface S and the conventional groundwater logging results. From this, the slip surface S is detected at a depth of 7.3 m in the observation result of the insertion type strain gauge, but the groundwater fluidized bed 17 is not detected in the conventional groundwater logging result. However, looking at the results of the multipoint temperature logging of the present invention shown on the right side of the figure, the depth of 4.
The groundwater fluidized bed 17 is detected at 0 to 7.2 m, and it can be seen that the flow velocity is the highest in the fluidized bed 17 near the depth of 5.0 m. In addition to this, about two groundwater leaching points like crack water are recognized. Judging from this result, new information was obtained that the fluidized bed 17 detected immediately above the slip surface for the first time by the logging method of the present invention has a high possibility of exerting a large adverse effect on the soil mass fluctuation. Become.

【0028】(例2:D浅層崩壊地での検層例)この崩
壊地では図10に示すように孔内水位が孔口付近に存在
している。この状態で多点温度検層を実施した結果、図
にみられるようにわずかではあるが、矢印で示した個所
で亀裂水的な地下水16の流出による温度低下部を4個
所ほど捉えている。この結果は、従来の検層方法では到
底検出することができなかった。ところで、この崩壊地
の地すべり面Sは崩積土と風化岩との間にあると推定さ
れるが、これに関与している地下水流動層17が把握さ
れていない。そこでポンプ10で孔内水18を汲み出し
て、その水位を約3m程低下させながら再度検層を実施
してみた。その結果を図11に示す。これによると、自
然状態でわずかに検出された地下水流出部の他にAとB
の個所に新たに流出個所が検出された。しかも自然状態
と比較すると1からBの部分はかなり流速の速い地下水
が流出していることが明らかにされた。新たに検出され
た地下水流出個所の内、Aは崩壊土層と風化岩との境界
付近に位置しており、崩壊発生に最も大きな影響を持つ
地下水流動層17であることが推定される。
(Example 2: Example of logging in D shallow layer collapse area) In this collapse area, the water level in the hole exists near the mouth of the hole as shown in FIG. As a result of carrying out the multi-point temperature logging in this state, as shown in the figure, although there are only a few, the temperature drop portions due to the outflow of the groundwater 16 like crack water are captured at about four points. This result could not be detected at all by the conventional logging method. By the way, the landslide surface S of this collapsed site is presumed to be between the colluvial soil and the weathered rock, but the groundwater fluidized bed 17 involved in this is not known. Therefore, the water 10 in the hole was pumped out by the pump 10, and the logging was tried again while lowering the water level by about 3 m. The result is shown in FIG. According to this, in addition to the groundwater outflow part that was slightly detected in the natural state, A and B
A new spill was detected at this location. Moreover, it was clarified that the groundwater with a considerably high flow velocity is flowing out from the portion 1 to B compared with the natural state. Among the newly detected groundwater outflow points, A is located near the boundary between the collapsed soil layer and the weathered rock, and it is estimated that it is the groundwater fluidized bed 17 that has the greatest influence on the occurrence of collapse.

【0029】[0029]

【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、以下に記載されるような効果を奏する。
Since the present invention is constructed as described above, it has the following effects.

【0030】どこでも簡単に入手できる湯を用いて測定
できるから、山地などの不便な場所でも容易に測定でき
るようになった。
Since the measurement can be performed using hot water which can be easily obtained anywhere, the measurement can be easily performed even in an inconvenient place such as a mountainous area.

【0031】センサー部の構成を所要間隔ごとに多数の
測温体を取り付け、しかも所定間隔ごとにこきざみに持
ち上げることによって、測温体の取り付け間隔よりもさ
らに短い間隔を測定することができるので、試錐孔内の
全深度にわたって詳細な地下水流動層の情報を検出でき
るようになった。そのために、従来方法では検出できな
かった地下水流動層も検出できるようになった。
By mounting a large number of temperature measuring elements at the required intervals in the sensor section and further lifting the temperature measuring elements at predetermined intervals, it is possible to measure an interval shorter than the interval at which the temperature measuring elements are attached. , Detailed groundwater fluidized bed information can be detected over the entire depth of the borehole. As a result, it has become possible to detect groundwater fluidized beds that could not be detected by conventional methods.

【0032】測定結果は測定を開始すると同時に、現場
で経時的に表示させることが出来るから、その結果にも
とづいてすばやく対策を立てることが出来るようになっ
た。
Since the measurement result can be displayed on site at the same time when the measurement is started, it is possible to quickly take countermeasures based on the result.

【0033】[0033]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の多点温度検層装置の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a multi-point temperature logging device of the present invention.

【図2】図1のセンサー部の使用説明図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the use of the sensor unit of FIG.

【図3】本発明の測定結果を示す温度−深度曲線図であ
る。
FIG. 3 is a temperature-depth curve diagram showing the measurement results of the present invention.

【図4】本発明の測定結果を示す温度復元率−深度曲線
図である。
FIG. 4 is a temperature recovery rate-depth curve diagram showing the measurement results of the present invention.

【図5】本発明の測定結果を示す温度復元率−時間曲線
図である。
FIG. 5 is a temperature recovery rate-time curve diagram showing the measurement results of the present invention.

【図6】本発明の測定結果を示す孔内水位がすべり面よ
りも深い場合の曲線図である。
FIG. 6 is a curve diagram showing the measurement result of the present invention when the water level in the hole is deeper than the slip surface.

【図7】本発明の測定結果を示す孔内水位が認められな
い場合の温度−深度曲線図である。
FIG. 7 is a temperature-depth curve diagram showing the measurement result of the present invention when the water level in the hole is not recognized.

【図8】本発明の測定結果を示す温度復元率−深度曲線
図である。
FIG. 8 is a temperature recovery rate-depth curve diagram showing the measurement results of the present invention.

【図9】孔内水位が地表面近くに存在する場合の本発明
の汲み上げ方法による場合の測定結果と、従来の地下水
検層方法の測定結果と挿入型歪計の測定結果を示す曲線
図である。
FIG. 9 is a curve diagram showing the measurement results by the pumping method of the present invention when the water level in the hole is near the ground surface, the measurement results by the conventional groundwater logging method, and the measurement results by the insertion type strain gauge. is there.

【図10】本発明の測定結果を示す自然状態での崩壊地
における場合の温度−深度曲線図である。
FIG. 10 is a temperature-depth curve diagram in the case of a collapsed land in a natural state showing the measurement results of the present invention.

【図11】図10の場合の汲み上げ法による測定結果を
示す温度−深度曲線図である。
11 is a temperature-depth curve diagram showing the measurement results by the pumping method in the case of FIG.

【図12】従来の層別地下水検層方法の測定例を示す水
位線変化図である。
FIG. 12 is a water level line diagram showing a measurement example of a conventional stratified groundwater logging method.

【図13】地下水流動層内の水位・水頭圧の相違による
孔内平衡水位の相違図である。
FIG. 13 is a diagram showing a difference in equilibrium water level in a hole due to a difference in water level / head pressure in a groundwater fluidized bed.

【図14】結晶片岩の地すべりにおける地下水流動層の
測定例を示す地下検層図である。
FIG. 14 is an underground logging diagram showing an example of measurement of a groundwater fluidized bed in a crystal schist landslide.

【図15】風化頁岩面をすべり面とする地下水流動層の
測定例を示す地下検層図である。
FIG. 15 is an underground logging showing an example of measurement of a groundwater fluidized bed having a weathered shale surface as a slip surface.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 測温体 2 センサー部 6 コンピューター 9 試錐孔 12 ケーブル 13 湯 1 Thermometer 2 Sensor 6 Computer 9 Borehole 12 Cable 13 Hot water

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地層に開けた試錐孔9内に注入した湯1
3の各深度における温度変化を経時的に測定するための
測温体1をケーブル12に所要間隔ごとに取り付けてな
るセンサー部2を設け、このセンサー部2を温度変換器
3を介してコンピューター6に接続したことを特徴とす
る多点温度検層装置。
1. Hot water 1 injected into a borehole 9 formed in the formation
3 is provided with a sensor unit 2 in which a temperature measuring element 1 for measuring a temperature change at each depth of 3 is attached to a cable 12 at required intervals, and the sensor unit 2 is connected to a computer 6 via a temperature converter 3. A multi-point temperature logging device characterized by being connected to the.
JP6036478A 1994-02-09 1994-02-09 Multi-point thermal logging apparatus Pending JPH07224585A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03279595A (en) * 1990-03-28 1991-12-10 Chinetsu Gijutsu Kaihatsu Kk Temperature detecting system in winze
JPH04189998A (en) * 1990-09-27 1992-07-08 Baroid Technol Inc Well pressure and temperature measuring device

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