Уран-изотопный метод пространственного моделирования процессов формирования и трассирования потоков подземных вод / metod

Рис.5. Модель динамики подземных вод татарских отложений на территории Вурнарского района Чувашской Республики

1 – изолинии ²³⁴U/²³⁸U = ; 2 – участки распространения и направления движения пластовых вод; 3 – участки распространения и места поступления глубинных вод; 4 – районы распространения смешанных вод; 5 – тектоническое нарушение

Наши координаты:

428023, Россия, Чувашская Республика, г. Чебоксары, ул.Академика Королева, 1, офис 6, ООО «НИИГиГЭП»

Телефон: [phone]

Факс: [phone]

E-mail: [e-mail]

www.niigigep.narod.ru

	Научно-исследовательский институт геологических и геоэкологических проблем (НИИГиГЭП)
	А.И.Тихонов УРАН-ИЗОТОПНЫЙ МЕТОД ПРОСТРАНСТВЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ФОРМИРОВАНИЯ И ТРАССИРОВАНИЯ ПОТОКОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

г.Чебоксары – 2003

ГАРАНТИРУЕМ РАЗДЕЛЕНИЕ ПОТОКОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД И ВЫЯВЛЕНИЕ УЧАСТКОВ ПОСТУПЛЕНИЯ ГЛУБИННЫХ ВОД!

Главные факторы успеха индикаторного уран-изотопного метода натурного моделирования динамики подземных вод:

 использование природных индикаторов урана, инертных к водовмещающим породам в условиях активного водообмена;

 высокая точность измерений изотопного состава урана (1-2%);

 применимость в сложных геолого-гидрогеологи-ческих условиях при наличии активного водообмена;

 простота расчетов долей различных источников в питании подземных вод;

 обеспечение экологической чистоты проводимых исследований;

 экономия средств за счет сокращения объемов бурения, благодаря возможности оптимального размещения разведочных и эксплуатационных скважин на воду.

Уран-изотопный метод моделирования динамики подземных вод – индикаторный ядерно-геофизический метод, основанный на открытии «Явления естественного разделения урана-234 и урана-238 (эффект Чердынцева-Чалова)». В указанном методе в качестве индикатора используется величина отношения альфа-активностей изотопов урана (²³⁴U/²³⁸U=), всегда присутствующего в природных водах в различных концентрациях.

2

Основные достоинства указанного индикатора – различие для вод разных подземных потоков и источников и стабильность его при движении подземного потока на большие расстояния, благодаря отсутствию взаимодействия с водовмещающими породами и большому периоду полураспада использующихся изотопов, что повышает его эффективность при трассировании вод.

7

Рис.2. Модель формирования и динамики подземных вод татарских отложений в районе г.Кирова 1 – изолинии ²³⁴U/²³⁸U =γ; 2 – участки распространения и направления движения пластовых вод; 3 – участки распространения и места поступления глубинных вод; 4 – районы распространения смешанных вод; 5 – тектоническое нарушение; 6 – линия разреза.

Р

6

ис.3. Модель формирования подземных вод верхнепермских отложений в районе г.Кирова по схематическому разрезу I - I. 1 – изолинии ²³⁴U/²³⁸U = γ; 2 – пьезометрический уровень; 3 – стратиграфическая граница; 4 – участ-ки распространения и места поступления глубинных вод; 5 – тектоническое нарушение

Метод разработан в Институте физики АН Киргизской Республики в 1978-82 гг. коллективом радиометрической лаборатории при участии автора под руководством академика П.И.Чалова и постоянно совершенствовался в процессе научного и практического применения.

Многолетние испытания метода в последующие годы в различных геолого-гидрогеологических условиях в ряде регионов бывшего СССР (Киргизия, Казахстан, Таджикистан, Туркменистан и Россия) показали высокую эффективность при решении различных гидрогеологических задач.

Исследования велись на мировом уровне и ученые разных стран сверялись с работами «Чаловской» лаборатории. Результаты исследований многократно представлялись на Всесоюзных и Международных симпозиумах и конференциях, систематически публиковались в ряде научных журналов («Водные ресурсы»,“Геохимия”, “Доклады АН СССР”, “Доклады РАН” и др.) и в сборниках статей. Методика проведения работ с использованием уран-изотопного метода опубликована в “Методическом руководстве по уран-изотопному моделированию динамики подземных вод в условиях активного водообмена” (Авт.: Чалов П.И., Тихонов А.И. и др.), Бишкек, 1991.

После распада СССР сотрудники указанной лаборатории вынуждены были уехать из Киргизии в различные регионы России и лаборатория Киргизской академии наук практически оказалась не в состоянии продолжать научные исследования в этом направлении.

В 1996 г. аналогичная лаборатория воссоздана в составе Научно-исследовательского института геологических и геоэкологических проблем в г.Чебоксары. Она является в настоящее время единственной лабораторией из стран СНГ, способной выполнять объемы натурных исследований, необходимые для изучения пространственных закономерностей изменения изотопного состава урана при решении гидрогеологических и геоэкологических задач. Возможности и готовность лаборатории для проведения уран-изотопных исследований на современном уровне отмечены в отзывах ака-

д

3

емика П.И.Чалова и вице-президента РАН Н.П.Лаверова.

  Исследования лаборатории по уран-изотопному моделированию динамики подземных вод, выполненные в авторском варианте в условиях Русской платформы, показали высокую эффективность уран-изотопного метода при:

 пространственном моделировании процессов формирования и циркуляции различных потоков подземных вод, взаимодействия вод различных водоносных горизонтов и равнинного водохра-нилища с подземными водами;

 выявлении участков поступления глубинных вод в пределы эксплуатируемых горизонтов пресных подземных вод и определении их процентного соотношения;

 изучении и прогнозировании процессов истощения, а также техногенного и природного загрязнения подземных вод;

 выявлении и оконтуривании геопатогенных зон;

 обнаружении кимберлитовых трубок взрыва – ко-ренных месторождений алмазов.

По результатам работ по выполнению природоохранного Проекта РОЛЛ № 363-5 на территории Чувашской Республики уран-изотопный метод в комплексе с микроэлементным гидрогеохимическим методом в 2001 г. рекомендован Институтом Устойчивых Сообществ США для использования на территории России при прогнозировании и предотвращении техногенных и природных процессов загрязнения подземных вод. В 2002-03 гг. аналогичный проект (РОЛЛ № 526-8) выполнен в Кировской области совместно с местными геологами.

Данная публикация стала возможной благодаря поддержке Института Устойчивых Сообществ и Агентства США по Международному Развитию.

4

5