示踪技术在水文地质工程中的应用

（云南省地质矿产勘查开发局八二零队 云南玉溪653100）

（云南省地质矿产勘查开发局八二零队 云南玉溪653100）

随我国科学技术的不断发展和完善，使得水文地质工作在近几年取得了飞速的发展。同时，水文地质工程是一门较为复杂的工程科目，它在工作过程中容易受到自然环境的影响。但是，在现阶段的水文地质工程中有一种最有效的探测方法，那就是化学示踪技术。因为该技术具有很强的科学性和先进性，使其在水文地质工作中得到了重点的应用。通过对示踪技术的基本阐述，以及结合具体的工程案例进行分析，探讨示踪技术的具体应用和发展前景。

示踪技术水文地质应用措施

示踪技术在当前的水文地质工程领域中，应用范围极为广泛，并且还有一定的发展空间。它可以对水文地质和地下水的大概情况进行有效的测定，与此同时，还可以解决大坝的渗漏问题，或者是工程基坑的渗漏问题等。但是示踪技术在使用过程中需要有过硬的专业素质和技能，并且其本身还存在许多的问题没有得到解决。所以，在使用过程中要在安全得以确保的情况下开展工作。

1 示踪技术的概括

一般来讲，示踪技术就是根据物体运动的主要方式和方向，通过一些放射性元素，或者是非放射性元素使其方式转变的过程。在示踪技术中，其使用过程最为重要的就是对示踪剂的选用，通常来讲，示踪剂主要分为人工和天然的。人工示踪剂主要是指在人类意识下所合成的非天然成分的示踪剂，比如，荧光棒，有机氯化物等，而天然的示踪剂主要包括、温度、空气、湿度、自己水中所包含的同位素等。在水文地质的工程过程中，在进行示踪实验时，对示踪剂的选取是使用有着非常严格的要求，因为这些化学药剂必须要有较强的溶解性和稳定的化学性质。

2 示踪技术在水文地质中的应用

随着近几年我国科学技术的发展，以及水文地质工程中测量手段的不断完善和提高，使得示踪技术在水文地质的工程中有了较为广泛的发展。但是，由于该技术使用过程中需要和依赖较多的技术，所以在使用期间还是有一定的难度。

2.1 准确的投放地点

在水文地质工程进行示踪技术的实验时，为了避免示踪剂投放地点对实验进程的直接影响，保证示踪剂能够准确的随水流流入天然的钻孔当中。在选择对其投放的地点时，首先要对预选投放区域地下水的大致流向和动态进行全面具体的勘察，在选择具体投放地点时，要选择地下水的上游为示踪剂的投放点，之所以选择上游的地下水为投放地点，是因为该处具有较高的透水性。所以在整个水文地质工程中应用示踪技术进行勘察工作时，对示踪剂投放地点的灵敏度测试是非常有必要的。其次，在投放试剂的过程中，要选择有较高透水性的的含水层作为投放孔的钻孔位置。最后，在选择试剂量多量少的过程中，要根据实际现场的地下水流规模以及实验仪器的灵敏度进行综合性的分析。

2.2 投放方式的选择

目前我国示踪技术在水文地质勘察工程中，所选用的试剂投放方式主要分为瞬时投放法和连续不间断投放法。

2.2.1 连续不间断投放法

一般情况下，连续不间断的投放方式主要是指在选择具有一定量浓度的示踪剂后，根据预先选择好的投放地点通过水流的流向和流速进行试剂的投放，并且在数据的测量期间，要保证水流流速的匀速。与此同时，要选择在离上游试剂投放地点有一定距离程度的下游为检测位置，上下游投放地点与检测地点要有一定的距离要求，这样才能够让水流中的试剂与水充分的混合均匀。在选择运用连续不间断的投放方式时，要注意通过该方式获取的试剂浓度在正常情况下会呈现出较为规则、明显的曲线，该现象有利于后期对实验数据的精确计算，但是该方式必须要在投放地点进行连续不断的投放，进而使示踪剂在此过程中出现过量的损失，导致了勘察成本在一定程度上有所提高。

2.2.2 瞬时的投放方式

相比之下瞬时的投放方式是通过对已知浓度的示踪剂在短时间内进行投放，然后在下游地区展开检测的方式。它是在相同要求的条件下，选择能够使试剂充分混合的断层面为投放地点，这样不仅可以节省投放时间，而且还可以确保试剂在地下水向下游运移的过程中，具备一定的浓度。

2.2.3 试剂取样

在后期的实验过程中，最为重要的就是试剂取样的环节。在试剂被投放后工作人员就要对每个投放点进行时间的标记，然后根据相对应的理论时间在下游的检测地点进行取样。示踪技术在水文地质的勘察工作中，要求工作人员要定期定点的对试剂进行跟踪检测，直到投放试剂的浓度无法被测量仪器所捕捉。

3 示踪技术在工程实例中的具体应用

在我国建造三峡水电站的时候，施工人员为了应对大坝的渗漏问题时，在检查过程中就利用了示踪技术。其主要是通过同位素示踪技术对大坝的渗漏处进行实地试验，进而确定出大坝渗漏的具体位置，具体的试验步骤如下。首先，将预先选择好的试剂放入料桶中，再通过施工机械使其半吊在空中，确保它在匀速状态下进行混合搅拌。其次，再借助氧气钢瓶对其进行施压，通过高压喷嘴将试剂均匀的喷洒在水中，并使其扩散和沉淀。最后，就是在二维平面下进行检测工作，将探测仪固定在四轮绞车上面，使其沿着坝区下滑。在下滑过程中每隔2m检测一条线，在线上再每隔2m检测一个点，并且记录下每个测点的计数率，如果将每个测点的计数率和本底之间的比值用N来代替，再将这个比值填到检测所得到的坐标方格纸上，就可以得到大坝渗漏的位置图，具体检测到的数据比值与相对应的大坝渗漏区域如下表所示：

检测的数据比值 N≤2 2≤N＜3 3≤N＜4 N≥5出现渗漏区域 无渗漏区域 较轻渗漏区域 主要渗漏区域 较为严重的渗漏区域

4 结语

在目前的发展中，示踪技术在水文地质工程的勘察工作中发挥着极其重要的作用。近几年，随着我国对同位素示踪技术的不断研究和实践，在日后的水文地质工作中，将会有更多的同位素被推广和使用。但是，在该技术使用的过程中，不但要提高该技术所应用的设备，还要完善其相关的技术标准和规范，进而提高后期所获得的实验结果，以及有效的控制实验成本。

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示踪技术在水文地质工程中的应用

■陈昕

P641.72[文献码]B

1000-405X（2016）-10-112-1

陈昕（1977～），水工环地质中职，研究方向为示踪技术在水文地质工程中的应用。