示蹤技術在水文地質工程中的應用

（云南省地質礦產勘查開發局八二零隊 云南玉溪653100）

（云南省地質礦產勘查開發局八二零隊 云南玉溪653100）

隨我國科學技術的不斷發展和完善，使得水文地質工作在近幾年取得了飛速的發展。同時，水文地質工程是一門較為復雜的工程科目，它在工作過程中容易受到自然環境的影響。但是，在現階段的水文地質工程中有一種最有效的探測方法，那就是化學示蹤技術。因為該技術具有很強的科學性和先進性，使其在水文地質工作中得到了重點的應用。通過對示蹤技術的基本闡述，以及結合具體的工程案例進行分析，探討示蹤技術的具體應用和發展前景。

示蹤技術水文地質應用措施

示蹤技術在當前的水文地質工程領域中，應用范圍極為廣泛，并且還有一定的發展空間。它可以對水文地質和地下水的大概情況進行有效的測定，與此同時，還可以解決大壩的滲漏問題，或者是工程基坑的滲漏問題等。但是示蹤技術在使用過程中需要有過硬的專業素質和技能，并且其本身還存在許多的問題沒有得到解決。所以，在使用過程中要在安全得以確保的情況下開展工作。

1 示蹤技術的概括

一般來講，示蹤技術就是根據物體運動的主要方式和方向，通過一些放射性元素，或者是非放射性元素使其方式轉變的過程。在示蹤技術中，其使用過程最為重要的就是對示蹤劑的選用，通常來講，示蹤劑主要分為人工和天然的。人工示蹤劑主要是指在人類意識下所合成的非天然成分的示蹤劑，比如，熒光棒，有機氯化物等，而天然的示蹤劑主要包括、溫度、空氣、濕度、自己水中所包含的同位素等。在水文地質的工程過程中，在進行示蹤實驗時，對示蹤劑的選取是使用有著非常嚴格的要求，因為這些化學藥劑必須要有較強的溶解性和穩定的化學性質。

2 示蹤技術在水文地質中的應用

隨著近幾年我國科學技術的發展，以及水文地質工程中測量手段的不斷完善和提高，使得示蹤技術在水文地質的工程中有了較為廣泛的發展。但是，由于該技術使用過程中需要和依賴較多的技術，所以在使用期間還是有一定的難度。

2.1 準確的投放地點

在水文地質工程進行示蹤技術的實驗時，為了避免示蹤劑投放地點對實驗進程的直接影響，保證示蹤劑能夠準確的隨水流流入天然的鉆孔當中。在選擇對其投放的地點時，首先要對預選投放區域地下水的大致流向和動態進行全面具體的勘察，在選擇具體投放地點時，要選擇地下水的上游為示蹤劑的投放點，之所以選擇上游的地下水為投放地點，是因為該處具有較高的透水性。所以在整個水文地質工程中應用示蹤技術進行勘察工作時，對示蹤劑投放地點的靈敏度測試是非常有必要的。其次，在投放試劑的過程中，要選擇有較高透水性的的含水層作為投放孔的鉆孔位置。最后，在選擇試劑量多量少的過程中，要根據實際現場的地下水流規模以及實驗儀器的靈敏度進行綜合性的分析。

2.2 投放方式的選擇

目前我國示蹤技術在水文地質勘察工程中，所選用的試劑投放方式主要分為瞬時投放法和連續不間斷投放法。

2.2.1 連續不間斷投放法

一般情況下，連續不間斷的投放方式主要是指在選擇具有一定量濃度的示蹤劑后，根據預先選擇好的投放地點通過水流的流向和流速進行試劑的投放，并且在數據的測量期間，要保證水流流速的勻速。與此同時，要選擇在離上游試劑投放地點有一定距離程度的下游為檢測位置，上下游投放地點與檢測地點要有一定的距離要求，這樣才能夠讓水流中的試劑與水充分的混合均勻。在選擇運用連續不間斷的投放方式時，要注意通過該方式獲取的試劑濃度在正常情況下會呈現出較為規則、明顯的曲線，該現象有利于后期對實驗數據的精確計算，但是該方式必須要在投放地點進行連續不斷的投放，進而使示蹤劑在此過程中出現過量的損失，導致了勘察成本在一定程度上有所提高。

2.2.2 瞬時的投放方式

相比之下瞬時的投放方式是通過對已知濃度的示蹤劑在短時間內進行投放，然后在下游地區展開檢測的方式。它是在相同要求的條件下，選擇能夠使試劑充分混合的斷層面為投放地點，這樣不僅可以節省投放時間，而且還可以確保試劑在地下水向下游運移的過程中，具備一定的濃度。

2.2.3 試劑取樣

在后期的實驗過程中，最為重要的就是試劑取樣的環節。在試劑被投放后工作人員就要對每個投放點進行時間的標記，然后根據相對應的理論時間在下游的檢測地點進行取樣。示蹤技術在水文地質的勘察工作中，要求工作人員要定期定點的對試劑進行跟蹤檢測，直到投放試劑的濃度無法被測量儀器所捕捉。

3 示蹤技術在工程實例中的具體應用

在我國建造三峽水電站的時候，施工人員為了應對大壩的滲漏問題時，在檢查過程中就利用了示蹤技術。其主要是通過同位素示蹤技術對大壩的滲漏處進行實地試驗，進而確定出大壩滲漏的具體位置，具體的試驗步驟如下。首先，將預先選擇好的試劑放入料桶中，再通過施工機械使其半吊在空中，確保它在勻速狀態下進行混合攪拌。其次，再借助氧氣鋼瓶對其進行施壓，通過高壓噴嘴將試劑均勻的噴灑在水中，并使其擴散和沉淀。最后，就是在二維平面下進行檢測工作，將探測儀固定在四輪絞車上面，使其沿著壩區下滑。在下滑過程中每隔2m檢測一條線，在線上再每隔2m檢測一個點，并且記錄下每個測點的計數率，如果將每個測點的計數率和本底之間的比值用N來代替，再將這個比值填到檢測所得到的坐標方格紙上，就可以得到大壩滲漏的位置圖，具體檢測到的數據比值與相對應的大壩滲漏區域如下表所示：

檢測的數據比值 N≤2 2≤N＜3 3≤N＜4 N≥5出現滲漏區域 無滲漏區域 較輕滲漏區域 主要滲漏區域 較為嚴重的滲漏區域

4 結語

在目前的發展中，示蹤技術在水文地質工程的勘察工作中發揮著極其重要的作用。近幾年，隨著我國對同位素示蹤技術的不斷研究和實踐，在日后的水文地質工作中，將會有更多的同位素被推廣和使用。但是，在該技術使用的過程中，不但要提高該技術所應用的設備，還要完善其相關的技術標準和規范，進而提高后期所獲得的實驗結果，以及有效的控制實驗成本。

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示蹤技術在水文地質工程中的應用

■陳昕

P641.72[文獻碼]B

1000-405X（2016）-10-112-1

陳昕（1977～），水工環地質中職，研究方向為示蹤技術在水文地質工程中的應用。