РАДОН В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ ЮЖНОГО ПРИБАЙКАЛЬЯ: РЕЗУЛЬТАТЫ МОНИТОРИНГА И ПРОГНОЗ КОНЦЕНТРАЦИЙ

Семинский Александр Константинович

2017 / Том 40, номер 4 2017 [ Геология, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых ]

Цель. Изучить общие закономерности эманаций радона, растворенного в подземных водах Южного Прибайкалья, и выявить главные факторы, влияющие на эманации, а также предложить способ, позволяющий по данным однократного отбора пробы прогнозировать изменения концентрации радона для отдельно взятого водопроявления в течение года. Метод. Содержание радона в каждом из выбранных для исследования источников измерялось один раз в две недели. Для определений объемной активности радона ( Q , Бк/л) использовался радиометр РРА-01М-03. Кроме параметра Q фиксировались метеоданные в дни отбора проб, а также данные о сейсмической активности на территории исследований. Количественный анализ осуществлялся с применением стандартных методов статистики (кластерный, корреляционный и Фурье анализы). Результаты. Создана мониторинговая сеть из восьми пунктов опробования. Подземные воды исследуемой территории являются нерадоновыми ( Q ≤ 185 Бк/л). Изучаемые водопроявления разделены на три группы по среднему содержанию радона в воде за период опробования: первая - Q_ср ≈ 15 Бк/л, вторая - Q_ср ≈ 30 Бк/л, третья - Q_ср ≈ 60 Бк/л. Содержание радона в воде колеблется, ∆ Q составляет 30-60 % от средней величины в опробуемом источнике. Анализ Фурье позволил разложить сложные колебания параметра Q на простейшие гармоники: первого порядка (длина волны ≈ 365 дней), второго порядка (≈ 126 дней) и третьего порядка (≈ 30 дней). Все анализируемые величины по степени зависимости друг от друга делятся на три основных кластера. Первый - параметры Q для разных источников, а второй и третий - разнотипные факторы формирования эманационного поля: внешние (метеорологические условия) и внутренние (землетрясения разного энергетического класса). Корреляционный анализ позволил уточнить, что параметр Q характеризуется прямой связью с давлением, а его зависимость от температуры и влажности проявляется лишь на уровне тенденций. На основе выявленных закономерностей была разработана методика составления прогноза концентрации растворенного газа в подземных водах. Выводы. Предполагаемой причиной отличия рядов измерений параметра Q , полученных для разных водопроявлений, являются условия питания и формирования подземных вод. Согласно анализу Фурье, выявлены три основных вида гармоник, которые по-разному представлены в кривых различного типа, что свидетельствует о сложных взаимоотношениях факторов. Согласно результатам статистического анализа, изученные параметры образуют три кластера. Факторы, влияющие на газовые эманации, можно разделить на внешние и внутренние, причем воздействие на концентрацию радона первых оказалось в период мониторинга сильнее, чем влияние вторых. По данным корреляционного анализа объемная активность радона имеет устойчивую зависимость от давления, а также чуть менее слабую связь с температурой и влажностью. Количественный анализ результатов применения предложенного метода прогнозирования концентрации растворенного радона показал, что сходимость расчета в среднем составила 80 %.

Ключевые слова:

радон, вода, мониторинг, статистика, прогноз

Библиографический список:

1. Султанходжаев А.Н., Хитаров Н.И. Гидрогеосейсмологические исследования в восточной Фергане. Ташкент: Изд-во Института сейсмологии, 1978. 120 с.
2. Toutain J.-P., Baubron J.-C. Gas geochemistry and seismotectonics: a review // Tectonophysics. 1999. Vol. 304. P. 1–27.
3. Tsunomori F., Kuo T. A mechanism for radon decline prior to the 1978 Izu-Oshima-Kinkai earthquake in Japan // Radiation Measurements. 2010. Vol. 45. P. 139–142.
4. Woith H. Radon earthquake precursor: A short review // European Physical Journal. Special Topics. 2015. Vol. 224. P. 611–627.
5. Власов Н.А., Ткачук В.Г., Толстихин Н.И. Минеральные воды Южной части Восточной Сибири. В 2 т. М.: Изд-во АН СССР, 1962. Т. 1. 346 с. Т. 2. 198 с.
6. Куликов Г.В., Жевлаков А.В., Бондаренко С.С. Минеральные лечебные воды СССР: справочник. М.: Недра, 1991. 399 с.
7. Максимовский В.А., Решетов В.В., Харламов М.Г. Карта радоноопасности России. Масштаб 1:10000000 / под ред. А.А. Смыслова. М., СПб., 1995.
8. Лопатин М.Н. Вариации концентраций растворенного радона в подзем-ных водах Южного Прибайкалья при подготовке и реализации очагов землетрясений // Строение литосферы и геодинамика: материалы XXVI Всерос. молодежн. конф. Иркутск: Изд-во ИЗК СО РАН, 2015. С. 108–109.
9. Семинский А.К., Тугарина М.А. Особенности распределения радона в подземных водах Байкальского региона // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований: материалы Всерос. науч.-техн. конф. с междунар. уч. «Геонауки-2013»: актуальные проблемы изучения недр. Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2013. С. 133–137.
10. Основной каталог событий // Байкальский филиал геофизической службы [Электронный ресурс]. URL: http://seis-bykl.ru (дата обращения: 10.02.2016).
11. Архив погоды в Иркутске. Расписание погоды // Rp5.ru [Электронный ресурс]. URL: http://rp5.ru (дата обращения: 10.02.2016).
12. Семинский А.К. Систематизация источников подземных вод Прибайкалья и Забайкалья по содержанию радона: предварительные результаты // Строение литосферы и геодинамика: материалы XXVI Всерос. молодежн. конф. Иркутск: Изд-во ИЗК СО РАН, 2015. С. 164–166.
13. Карта разломов юга Восточной Сибири (масштаб 1:1500000) / под ред. П.М. Хренова. Л., 1982.
14. Семинский К.Ж., Семинский А.К. Радон в подземных водах Прибайкалья и Забайкалья: пространственно-временные вариации // Геодинамика и тектонофизика. 2016. Т. 7. № 3. С. 477–493.

Файлы:

• реферат (скачать | просмотреть) - скачано 10 раз
• статья (скачать | просмотреть) - скачано 18 раз