摘要：对示踪技术进行合理的应用可以更好的对水文地质的参数以及渗漏问题进行测定和确定，是水文地质领域之中对河管道结构进行了解的关键手段之一。在此背景下，笔者从示踪技术的含义以及示踪技术的研究发展历程入手，先详细介绍示踪技术，又对水文地质工程中示踪技术的具体应用策略和具体案例进行了分析，希望能为相关人员提供有效建议。
关键词：水文地质工程;示踪技术;实践应用;应用分析
示踪技术的应用十分广泛，特别是在水文地质工程中有着十分重要的作用。在水文地质工程实施过程中，利用人工示踪剂不但可以对运移参与数量化，还可以有效的对地下水特征进行描绘。对示踪剂进行合理的应用可以使原位检验直接进行，在选择示踪剂性质时，选择具有合适物理化学性质的示踪剂可以对一些特殊的作用过程进行探究。在一般情况下，使用示踪剂进行测试可以为特殊参数的测量提供比较实用的方法，甚至在某些特殊情况，利用示踪剂进行测试是唯一可靠的调查手段。
一、什么是示踪技术
示踪技术的工作原理就是使用放射性元素和标记物根据物体移动轨迹进行代谢和转变的过程。要想使用示踪技术，示踪剂是必不可少的。示踪剂可以分为人工示踪剂和天然示踪剂两个种类。人工示踪剂包括荧光素、甲基盐等物质，是使用非天然的成分人工加工而成。另一种天然示踪剂包括电导率、环境同位素等。使用示踪剂可以在水文地质工程中进行连通实验。固体颗粒、小型的定时炸弹、食用酵母菌都是常见的示踪剂。一般情况下示踪剂都是用木屑、黄泥浆和谷糠等作为固体颗粒示踪剂进行使用，这种体积比较的大示踪剂适合在大的通道中进行使用，使用这种示踪剂很难对水流的状态进行准确的判断。目前使用酵母菌作为示踪剂的技术还不够成熟，许多水文地质工程中对此也是进行初步应用。同位素示踪剂作为目前发展最成熟的技术多应用于进行渗透问题的判断以及地下水储备能力检测中，常用的有34S、2H、14C等同位素示踪剂。荧光素钠和氯化锌等物质作为人工示踪剂也在渗漏判断工程中得到广泛的应用。
二、示踪技术的研究和发展历程
利用示踪技术可以对地下水的特征进行有效的确定，还可以实现小范围的溶质移运。人工示踪技术作为测量地下水流速和水流路径的有效手段已经有几百年的发展历史。这么多年来，由于科学家对放射性物质和废物的处理研究，示踪技术应用也得到了发展，了解了多孔介质和基岩裂缝中发生溶质移运的情况。目前科学家们也一直在对地质非均质性和水力传导系数进行研究，对溶质移运速率进行分析，此项实验的成功使示踪技术逐渐向污染物移运数据研究上转移。
三、水文地质工程中对示踪技术的具体应用策略
（1）根据施工情况确定投放地点
在开展示踪实验之前需要根据施工现场的具体情况进行投放地点的确定，这样可以保证示踪剂可以有效的进入到天然水流内部。首先要到施工现场进行实地勘察，对地下水流的方向进行了解，将示踪剂投放地点选择在水流的上游。其次在示踪试验的准备阶段需要对投放位置的灵敏程度进行测试，由于示踪剂的投放地点对透水性有着比较高的要求，需要根据测试的结果对具备高透水性的地点进行选择。最后需要综合考量实验规模和仪器的灵敏程度，确定示踪剂的投放数量。
（2）选择合适的投放方式
示踪剂根据投放方式的不同有连续注入法和瞬时注入法两种注入方式。连续注入法对实验精度有着比较高的要求，需要数量比较多的示踪剂，所以一般在实验室模拟实验和研究范围比较小流速比较快的区域中进行应用。瞬时注入法则一般在广阔的施工现场中进行应用。连续注入法就是以中等速率在投放地点进行连续投放，在测量的时候需要保证测量的流量保持在一个匀速的状态，在下游选择合理的位置进行检测，保证示踪剂可以和水流进行充分的混合。使用连续注入法可以获得比较规整的示踪剂浓度曲线，方便进行实验书籍的计算，但是连续注入法消耗的示踪剂比较多，实施成本也比较高。瞬时注入法是在钻孔内部使用已知浓度的示踪剂在很短的时间内进行注入，然后在下游合适位置对其浓度進行检测，尽量缩短投放的时间，从而形成高浓度的团随着水流流动进行移动。
（3）对检测点进行取样
在示踪实验的实施过程中，需要立刻对示踪剂的投放时间进行记录，同时对观测点进行取样，直到全部观测点的示踪剂强度都降到本底值截止。一般情况下，取样过程的时间周期比较长，一般在一周到几十天之间，取样的时间间隔应当按照以下要求：第一，如果示踪剂到达检测点的时间比较短，那么取样的时间间隔就要相对的缩短。如果示踪剂到达检测点的时间比较长，那么取样的时间间隔就要相对延长。第二，因为受到施工现场实际的测量情况影响，应当适当加大重要观察孔的检测密度，取样的时间间隔也要相对缩短。
（4）对示踪剂进行检测
在示踪实验的实施过程中，示踪剂投放完成后需要实时检测点，检测到检测仪器无法对示踪剂强度信息进行捕捉为止。同时为了保证试验结果，在测量结束之前还需要对重要观测点的示踪剂浓度曲线进行全程检测和指导。
四、水文地质工程中对示踪技术的具体案例分析
现以大坝工程渗漏为例，使用同位素示踪技术对大坝工程中出现渗漏的位置进行确定。首先需要将示踪剂放在料筒中，可以利用吊车吊起将料筒在检测区域匀速运行，同时使用氧气钢瓶对料筒进行加压，用喷嘴将示踪剂均匀的喷洒出去，保证示踪剂可以在水中进行均匀的扩充沉淀。在两天后进行正式的检测，将检测仪器固定在四轮车上，使检测仪器能够沿着坝区匀速的下滑，并记录出走点，以两米为间隔测量出一条线，以这条线为基准，每隔两米测量出一个点，并且记录测点上的计数率。在本底上设置好十个最低的计数率和平均值，本地同测试点上计数率的比值就是辐射强度值，可以用N进行表示。最后在方格纸上绘制测试点坐标，N值相等的点连成一条线就是渗漏的曲线图。根据图纸坐标就可以按照比例对水库平面图进行转化，得到水库平面图上的渗透位置。根据试验结果，在N小于等于2的区域是无渗区域。在N大于等于2的区域有着轻微渗漏的问题，属于未渗漏区域。在N大于等于3小于4的区域中存在明显渗漏，属于渗漏区域。在N大于5的区域存在沿着的渗漏问题，是严重渗漏的区域。由此可以得出，使用同位素进行试验可以有效额的确定渗漏点。
结束语：
本文根据示踪技术的含义以及示踪技术的研究发展历程进行简单介绍，又详细介绍了水文地质工程中示踪技术的具体应用策略和具案例。首先需要在试验前对投放地点和方式进行确认，然后根据实际情况对取样周期和步骤进行确定，最后注意示踪剂的检验，常在水文地质工程中利用示踪技术对渗漏的位置进行快速的确定，对工程修补措施提供帮助。
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作者简介：张宇，男，生于1991年，河北张家口人，硕士，助理工程师，研究方向：水文地质。