闪烁法测氡仪校准与标定探究

以SD-3A型数字化测氡仪的校准和标定实验数据为依据,具体分析使用标准氡室的方法进行校准和使用固体氡源标定的区别,详细阐述两种方法对仪器比例因子进行修正的差异和原因,对闪烁法测氡仪常数的校准提出建议性方法。     

基于AlphaGUARD P2000F测氡仪利用水中溶解氡对DDL-1型气氡仪校准的实验研究

对测氡仪器进行定期校准是保证测量结果准确性和可靠性的关键。基于用国际公认的计量传递仪器AlphaGUARD P2000F作为氡气溯源仪器及其自带水氡测量组件对三套DDL-1型电离法测氡仪使用水中溶解氡进行校准实验。实验结果和用固体氡源校准三套仪器的结果与仪器出厂校准结果进行对比,两种校准方法的K值相对误差均小于5%,达到目前地震监测氡观测技术要求。实验结果表明,水中溶解氡代替固体氡气源校准,可以解决目前固体氡源校准中存在的运输困难、维修技术要求高、国家环保部门监管严格等问题,为地震氡观测仪器校准技术找到了一种新的途径。     

采样方式对地震监测闪烁室法测氡仪校准结果的影响研究

利用HD-6型多功能自控氡室,配合国际标准计量仪器AlphaGUARD PQ2000Pro测氡仪,分别采用循环采样和负压采样两种方式,对FD-125氡钍分析器的3个闪烁室进行校准实验,计算3个闪烁室K值和相对固有误差。结果表明:循环采样方式得到的闪烁室K值比负压采样方式小,负压采样方式得到的K值偏大,已经接近《地震水文地球化学观测技术规范》要求的闪烁室K值的极限。循环采样得到的闪烁室相对固有误差≤5%,达到了《地震水文地球化学观测技术规范》的要求,而负压采样方式得到的闪烁室相对固有误差>5%,未达到《地震水文地球化学观测技术规范》的要求;因此,循环采样方式更适合地震监测闪烁室法测氡仪的氡室校准。     

地震监测氡观测仪器校准新方法研究

利用国际刻度参考装置AlphaGUARD测氡仪及水氡测量组件, 使用水中溶解氡(或豁免级氡气源), 开展代替目前氡气固体源校准方法实验。 对FD-125测氡仪标配的3个闪烁室(1#、 3#及5#)分别使用水中溶解氡和氡气固体源进行校准实验, 3个闪烁室的校准K值相对误差分别为5.06%, 1.92%及2.76%, 可以达到目前地震监测氡观测技术要求。 实验结果表明, 水中溶解氡代替氡气固体源校准, 可以解决目前氡气固体源校准中存在的运输困难、 维修技术要求高等问题, 是今后氡观测仪器校准技术的发展趋势。     

AlphaGUARD P2000F测氡仪在测氡仪器校准中的应用实验

对测氡仪器进行校准是保证观测数据准确可靠的重要前提。本文从校准原理、操作流程、准确度方面,对3种利用传统氡气固体源进行测氡仪器校准的方法进行了总结和讨论,重点介绍了基于AlphaGUARD P2000F测氡仪,利用水中溶解氡气对其他测氡仪校准的基本原理、校准流程,分析了该校准方法的优缺点。为了分析利用水中溶解氡气与传统氡气固体源对测氡仪校准的准确度差异,设计采用2种校准方法,分别对FD-125测氡仪3个闪烁室进行实验。实验表明,使用水中溶解氡气校准法得到的06、07、08闪烁室的校准因子与传统氡气固体源校准的相对误差分别为1.46%、1.6%、1.42%,准确度差异较小。目前固体氡源存在运输困难、严重老化、国家环保部门监管严格等问题,利用水中溶解氡气开展测氡仪器校准可以作为一种有效的解决方案。     

新型气氡仪三种常用校准方法的差异性比测分析

为保证气氡测量结果准确性和可靠性,需对测氡仪器进行定期校准。应用目前我国地震系统内常用的三种校准方法：标准仪器校准法、RN-FD循环式氡气源校准法及固体氡气源校准法,对入网新型气氡仪进行校准方法比测。得出结果认为：循环式常压取源方式更接近新型数字化氡观测仪器的正常工作方式;标准仪器校准法是目前正在使用的几种校准方法中系统误差最小、校准效率最高、维护成本最低的方法;RN-FD循环式氡气源校准法和固体氡气源校准法均为标准物质传递方法,该方法存在诸多困难及不便(如放射性固体源运输、人员技术及环保监管等)影响仪器校准的及时性。通过分析这三种校准方法在原理、使用操作方法等方面的差异,讨论它们对校准结果准确度的影响,为新型仪器的校准操作规程(规范)的编写及实施提供参考。     

AlphaGUARD P2000便携测氡仪在地震观测中的应用与实验研究

目前用于地下水中氡浓度观测的仪器,特别是模拟氡观测仪器的更新换代相当缓慢,且普遍采用的FD-105K型静电计和FD-125型氡钍分析器均采用人工鼓泡、读数,存在一定的人为误差。经实验研究认为AlphaGUARD P2000便携测氡仪完全采用自动鼓泡和读数,可避免人工操作带来的误差,提高水氡观测质量,利于捕捉地震异常信息。同时,AlphaGUARAD P2000便携测氡仪携带方便、自带电源、操作简单,可用于野外观测、异常核实和土壤氡的测量,拓展地震地下流体中氡的观测范围。     

地震氡观测计量溯源初步探究

根据氡观测仪的氡室校准和氡气固体源校准两种校准方式的实验结果, 讨论了使用标准仪器校准氡观测仪器的可靠性问题。 用国际公认的计量传递仪器AlphaGUARD P2000Pro或AlphaGUARD P2000F测氡仪作为氡气溯源仪器, 对九江地震台FD-125氡钍分析器的三个闪烁室进行了氡室校准、 氡气固体源校准和仪器校准三种方法实验, 得到标准仪器校准、 氡气固体源校准得出K值相对氡室校准结果偏差均小于6%, 结果表明, 三种方法的校准结果均符合目前氡观测计量溯源技术要求, 能达到与国家氡计量刻度相统一目的。     

GDK-1型自动测氡仪的研制和应用

简要介绍了采用电离法原理研制的一种静电计型检测氡气的测氡仪,达到了智能化的程度,并于1995年6月开始至1996年1月在北京太平庄自流井进行试验,后于2003年10月至今在该台站进行断层气的观测,并与SD-3型数字化测氡仪进行同步观测,从台站的试验结果可见,该仪器观测的数据稳定性较好,无需人工操作和没有人为操作引起的误差。     

新型水氡仪质量检测及台站比测实验研究

针对目前地震水氡模拟观测操作繁琐、干扰因素多等现状,引入新型水氡观测仪进行检测并与FD-125测氡仪开展对比试验研究。两款水氡观测仪在地震监测氡观测仪检测平台标准氡室校准,并依托九江地震台相同水样和环境下开展对比测量表明,在静置时间为1 h前提下,新型水氡观测仪重复性、相对误差、相对固有误差、固有本底符合技术要求,与FD-125测氡仪对比测量数据的一致性较好,但灵敏度指标有待提升。该仪器整体设计基本满足地震模拟水氡测量发展需求,可减少人工操作带来的测量误差,提升测量效率和数据质量。     

Calibrating a FDR sensor for soil moisture monitoring in a wetland in Central Kenya

The recent transformation of wetlands into farmland in East Africa is accelerating due to growing food-demand, land shortages, and an increasing unpredictability of climatic conditions for crop production in uplands. However, the conversion of pristine wetlands into sites of production may alter hydrological attributes with negative effects on production potential. Particularly the amount and the dynamics of plant available soil moisture in the rooting zone of crops determine to a large extent the agricultural production potential of wetlands. Various methods exist to assess soil moisture dynamics with Frequency Domain Reflectometry (FDR) being among the most prominent. However, the suitability of FDR sensors for assessing plant available soil moisture has to date not been confirmed for wetland soils in the region. We monitored the seasonal and spatial dynamics of water availability for crop growth in an inland valley wetland of the Kenyan highlands using a FDR sensor which was site-specifically calibrated. Access tubes were installed within different wetland use types and hydrological situations along valley transects and soil properties affecting soil moisture (organic C, texture, and bulk density) were investigated. There was little variation in soil attributes between physical positions in the valley, and also between topsoil and subsoil attributes with the exception of organic C contents. With a root mean squared error of 0.073 m³/m³, the developed calibration function of the FDR sensor allows for reasonably accurate soil moisture prediction for both within-site comparisons and the monitoring of temporal soil moisture variations. Applying the calibration equation to a time series of profile probe readings over a period of one year illustrated not only the temporal variation of soil moisture, but also effects of land use.     

夏垫活动断层土壤氡地球化学特征

夏垫活动断层为首都圈重要的断层之一。本文用土壤中气氡测量法在齐心庄和东柳河屯区段进行了野外现场勘测,揭示了研究区土壤氡的地球化学异常,绘制出研究区的氡浓度等值线图,分析了该区段活动断层的上下盘、空间位置及断层走向,并探讨了研究区断裂带的规模及活动性。综合分析认为,断裂带规模较大和断层活动性较强的齐心庄处的夏垫活动断层应为今后地震监测的重点。     

盘一井气氡新型脱气装置应用实验研究

在盘一井数字化气氡观测过程中,脱气装置经过两次改进,但出现的各种干扰因素无法得到有效解决,应用效果一般。为了减少脱气装置对气氡观测的干扰,提高观测数据质量,盘锦台改进制作了新型喷射负压式脱气装置,经过近7个月的试验研究,有效地减少脱气装置在气氡观测中的干扰,解决了氡观测脱气装置稳定性难题,这也进一步提高了气氡观测数据的内在质量。可为国内地震台站观测(水质矿化度高的观测井口)提供脱气装置制作、观测经验,具有一定的推广应用价值。     

Radon Changes Associated with the Earthquake Sequence in June 2000 in the South Iceland Seismic Zone

An earthquake sequence at the transform plate boundary in South Iceland, that included two magnitude 6.5 earthquakes in June 2000, was anticipated on the basis of a centuries-long seismicity pattern in the area. A program of radon monitoring in geothermal water from drill holes, initiated in 1999, rendered distinct and consistent variations in radon in association with these events. All seven sampling stations in a 50 × 30 km zone covering the epicentral area showed a consistent pattern. Four types of change could be identified: 1) Preseismic decrease of radon. Anomalously low values were measured 101–167 days before the earthquakes. 2) Preseismic increase. Spikes appear in the time series at six stations 40–144 days prior to the earthquakes. These anomalies were large and unusual if compared to a 17-years history of radon monitoring in this area. 3) Coseismic step, most likely related to the coseismic change in groundwater pressure observed over the entire area. 4) Postseismic return of the radon values to the preseismic level about three months later, also concurrent with groundwater pressure changes.     

甘东南地区水氡浓度的临界慢化现象研究

本文将临界慢化理论应用于甘东南地区水氡浓度观测资料的处理中,以2008年5月12日汶川M_S8.0地震、2013年7月22日甘肃岷县—漳县M_S6.6地震为例,计算表征临界慢化现象的自相关系数和方差。计算结果表明,甘东南地区多个台站的水氡浓度观测资料在两次地震前均存在较明显的临界慢化现象。并从空间分布、持续时间、变化形态方面分析了异常点水氡浓度变化的临界慢化特征,结合水氡异常的水动力学机制和异常点所在构造,认为2次地震前的临界慢化现象与地震的发生有一定关系。     

宁波ZK03井气氡、气汞脱气装置改造试验

宁波台ZK03井气氡仪在2017年12月更新为BG2015测氡仪,2018年12月又增上ATG6138M痕量汞仪,两套仪器采用同一脱气装置,记录显示采用原系统气氡仪、气汞仪数据离散度大,分析原因是一方面该井流量逐年降低使原脱气装置显现弊端,由于设计缺陷集气室进水量小造成原出水口不能实现水封空气出现跑气现象;另一方面ATG6138M痕量汞仪设计有定时吸气功能,原装置液面与脱气口间距小,部分水汽吸入仪器,引起仪器工作不稳定。为此,该台进行针对性设计改造,监测数据显示此次改造解决了原脱气装置缺陷,取得良好的效果。     

判识水氡地震前兆的方法——以甘肃清水温泉水氡异常为例

地震前兆异常性质的准确判断是提高地震预测水平的前提。据国内外相关统计,真正具有地震预测意义的地震前兆异常数量十分有限。因此,厘清震前异常与地震的关系对今后异常识别意义重大。2017年8月8日九寨沟M_S7.0地震前4个月,甘肃清水温泉水氡出现大幅波动异常变化。为了判断这次异常与九寨沟地震的关系,在异常持续期间,通过抽水实验、水化学组分以及氢氧同位素组成分析,并结合九寨沟地震发震构造以及其他前兆异常空间分布特征,对水氡异常成因机理进行了深入分析。结果表明:对于水氡与水位的变化关系,实验与实际观测结果一致,都呈正相关变化;实验中水氡变化幅度与实际观测的相当;水化学组分以及氢氧同位素测试结果显示清水温泉水氡异常期间,来自地壳深部的流体并未增加;清水温泉区其他前兆没有出现明显的短期异常变化;在空间上清水温泉与九寨沟地震震源区被两条深大断裂隔开。因此,清水温泉水氡大幅异常变化并非九寨沟地震的短期前兆异常,而是企业抽水开始时间、持续时间以及用水量不固定引起的。该实例为地震前流体前兆异常性质的准确判定提供了更为可靠的方法和思路。