地下水示蹤技術(shù)在水庫滲漏勘察中的應(yīng)用

周其偉

【摘要】水庫的勘察在實(shí)際防滲防洪中起到重要的作用，而地下水示蹤技術(shù)為水庫的滲漏勘察提供了可靠的依據(jù)，為勘察結(jié)果提供重要的數(shù)據(jù)支持。本文介紹了地下水示蹤技術(shù)的原理和方法，主要介紹同位素示蹤法的原理和應(yīng)用，并通過具體水庫勘察為例，介紹該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】滲漏；勘察；示蹤法

1.地下水示蹤技術(shù)

水庫作為攔洪蓄水和調(diào)節(jié)水流的水利工程建筑，其具有水利、經(jīng)濟(jì)等重要意義。水庫本身的作用是防洪治洪，但在使用過程中，可以用來發(fā)電、供水、航運(yùn)、水產(chǎn)等更多的作用被顯現(xiàn)出來，水庫不僅可以守護(hù)我們的家園抵抗自然災(zāi)害，也可以帶給我們生活和經(jīng)濟(jì)上的便利，其重要地位不言而喻。所以，對于水庫的勘察也是很重要的。

目前使用的水庫滲漏勘察的方法中，最主要的就是地下水示蹤技術(shù)。地下水有自身的化學(xué)成分和物理特性，可以通過示蹤的方法對這些地下水進(jìn)行綜合分析，包括環(huán)境同位素、水化學(xué)分析、溫度、電導(dǎo)率等，這便是地下水示蹤技術(shù)的原理。地下水示蹤技術(shù)也分為放射性同位素示蹤法和化學(xué)示蹤法，這兩種方法目前最為常見，應(yīng)用也最為廣泛，可選擇合適的示蹤劑對地下水進(jìn)行檢測，通過數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論，來為水庫滲漏勘察提供數(shù)據(jù)支持。文本這里主要講同位素示蹤法。

2.同位素示蹤法

2.1原理

取一濾水管，用微量的放射性同位素標(biāo)記出濾水管中的水柱，然后被標(biāo)記的底下說，被濾水管中的水稀釋，濃度下降，用稀釋速度和地下水滲透流速進(jìn)行分析。

2.2公式

2.3垂向流的同位素示蹤測定

一般在同一水庫的含水層，其地下水的補(bǔ)給源來源不同，當(dāng)鉆孔接觸不同的含水層后，各層的靜水位也不相同，情況各有變化，因而在孔中可能會產(chǎn)生垂向流，所以一般采用峰峰發(fā)來測定地下水的垂向流。

另外，在水庫的滲漏勘察工程中，對斷層和滲漏點(diǎn)的測定，已經(jīng)對滲漏帶和裂縫的勘察都是十分重要的勘察內(nèi)容。這些數(shù)據(jù)都可以用放射性同位素法來測定。首先在向水中投放放射性同位素，通過同位素追蹤器對投放的同位素進(jìn)行追蹤，以此來測定斷層、滲漏點(diǎn)、滲漏帶以及裂縫等。當(dāng)碰到滲漏嚴(yán)重的水域或者水層時，使用示蹤儀測量變得很困難，這時就需要選用吸附力較好的同位素進(jìn)行測量。因此，同位素法的優(yōu)勢是其他勘察法所無法取代的。

3.應(yīng)用地下水示蹤技術(shù)進(jìn)行實(shí)際勘察

丹江口水庫，位于漢江中上游，水域橫跨鄂、豫兩省，是亞洲第一大人工淡水湖、國家南水北調(diào)中線工程水源地。該水庫由1973年建成的丹江口大壩下閘蓄水后形成，丹江口水庫多年平均入庫水量為394.8億立方米，水源來自于漢江及其支流丹江。水庫多年平均面積700多平方公里，2012年丹江口大壩加高后，丹江口水庫水域面積將達(dá)1022.75平方公里，蓄水量達(dá)290.5億立方米，被譽(yù)為”亞洲天池”。丹江口水庫，是南水北調(diào)中線工程的水源區(qū)和取水處。所以，丹江口水庫在我國的水庫中的地位不言而喻，對丹江口水庫的滲漏勘察這一工程具有重大意義。

丹江口水庫大壩的副段主要位于河床上，上部由土壤覆蓋，下部都是尤中砂組成，由于南水北調(diào)的工程，加大了丹江口水庫的復(fù)核和承載能力，大壩的水位升高會導(dǎo)致水底壓力增大，需要經(jīng)得住長時間的高水位和高沖擊力的考驗(yàn)，流土或者管涌現(xiàn)象都可能導(dǎo)致安全問題。所以，對水庫的滲漏勘察是至關(guān)重要的。根據(jù)滲漏記錄顯示，右岸的滲漏相對嚴(yán)重，記錄顯示，水庫的水位處于40米以下時，繞壩滲透量能達(dá)到1000萬立方米/每年左右，當(dāng)水位超過40米時，這個數(shù)據(jù)還會跟更大，這對大壩的安全隱患是相當(dāng)大的威脅。而同位素示蹤技術(shù)多年來一直用于勘察右岸的滲透清康，并且該方法能達(dá)到測定標(biāo)準(zhǔn)。研究專家通過這一方法，對右岸水域中水的電導(dǎo)率、溫度、流速等數(shù)據(jù)進(jìn)行了綜合分析，得到的結(jié)論是：右岸的淺層存在滲漏通道。經(jīng)過研究專家反復(fù)的勘察分析和驗(yàn)證，證實(shí)上述的結(jié)論是正確的，說明同位素示蹤技術(shù)是具有準(zhǔn)確性的，勘察數(shù)據(jù)也是可靠的。

最近幾年來國家對于水庫的滲透勘察越來越重視，國家每年都會對全國的各重要水庫進(jìn)行滲漏勘察，全年記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而得出這些數(shù)據(jù)結(jié)論的方法，正是通過地下水示蹤技術(shù)來完成的。在2011年，丹江口水庫接受了全面的滲漏勘察，巖體的完整性、破碎帶、裂縫、巖體的滲漏性進(jìn)行全方位的勘察，對壩體及水岸在垂直方向上的滲漏性也進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)據(jù)分析，得出這些結(jié)論后，對后續(xù)的大壩建設(shè)及治理提出了工作建議和方案，為以后的丹江口水庫的建設(shè)和研究奠定了科學(xué)基礎(chǔ)，同時對減少丹江口水庫的的滲漏損失水量具有重要意義，也對緩解河南和湖北兩省交界地區(qū)的水資源不足現(xiàn)象具有環(huán)境和經(jīng)濟(jì)效益。

結(jié)論：

通過對丹江口水庫的了解和分析，以及對我國水庫的大致概況的了解，目前水庫滲漏的現(xiàn)象依然是一大問題，而水庫對于城市的影響，對于個人生活的影響也是非常重要的，這就需要更多的專業(yè)人員不斷的探索并且解決這一大問題，本文作者旨在希望隨著研究的深入和科學(xué)的發(fā)展，能夠優(yōu)化和升級地下水示蹤技術(shù)，讓更好的示蹤技術(shù)能夠應(yīng)用在水庫滲漏的勘察中，能夠造福社會，造福人類。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈秀梅，孫繼朝，萬家寨水庫右岸巖溶滲漏試驗(yàn)研究[J]，地球?qū)W報， 2010， 26（2）

[2]朱建銘， 趙陽， 馬祥中. 溧陽市小型水庫滲漏分析及治理措施[J]. 江蘇水利， 2011 （9）： 27-28.

[3]王秋麗， 于為. 新疆農(nóng)五師 81 團(tuán)鞏哈泉三庫水庫滲漏的地質(zhì)分析 [J]. 中國水運(yùn)， 2010， 10（7）： 187-188.

[4]孫繼朝，賈秀梅，地下水示蹤技術(shù)在水庫滲漏勘察中的應(yīng)用[J]，現(xiàn)代地質(zhì)，2009（23）

[5]薛禹群，朱學(xué)愚.地下水動力學(xué)[M].北京：地質(zhì)出版社，1979： 13-16.