[摘 要] 在当今的水文地质工程中，可以采用示踪技能解决许多工程中的水文地质问题，比如测量水文地质的具体参数、地下水渗透的流速、来源以及多孔介质和裂隙介质的参数与水流运动的状态。然而当前的示踪技术依然存在许多问题，本文结合实际情况对水文地质工程中的示踪技术进行了详细的探究与分析。
[关键词] 水文地质；示踪技术；应用分析
[中图分类号] TV221 [文献标识码] A
对于示踪技术而言，其有着非常广泛的应用领域，在具体的水文地质工作里也有着比较大的用途。所谓的人工示踪剂，具体上是指有人类意识参与的非天然成分示踪剂，这在目前而言是一种有效的研究方法与手段。采用这种方法不仅能够把运移参数量化，还能够较好地描绘地下水的众多特征。此外，使用示踪剂能够直接进行原位检验，使用具有合适物理化学性质的示踪剂，能够有效的探索和研究一些极为特殊的作用过程。在通常情况下，采用示踪剂进行测试的方法能够为测量某些特殊的参数提供一种准确或者比较实用的方法与途径，而在某些特殊的情况下，其甚至能够成为唯一可靠的调查技术和手段。
1 示踪技术的具体作用和发展历程
示踪技术一方面能够有效的确定大范围里地下水的特征，另一方面还能够为研究小范围里溶质运移现象提供有效的技术支持。据目前为止，人工示踪剂技术已经有几百年的发展历史，具体表现在描绘流动的路径和测量地下水的流速。在事实上，据犹太历史记载：约公元10年，犹太人就已经开始使用谷壳作为示踪剂，有效的连接约旦河的泉水源透和旁边的池塘。公元19世纪末到20世纪初，其首次使用氯、氟和细菌等对欧洲规模较大的岩溶地区采取了定量化的示踪剂测验。二战结束之后，随着化学测试技术的不断进步，从而使能够测量极低浓度的示踪剂有成为现实的可能，与此同时高频率的取样也比较方便经济。另外，随着技术的进步，导致了许多物质都能够成为示踪剂。
在历史上，确定岩溶地区的地下水流动是水文地质学中使用示踪剂的重要原因。20世纪60年代，为了全面的熟悉与掌握控制地下水补给的主要因素，相关水文地质专家在基础的研究中使用了人工示踪剂，从而明显的增加了对雨水到达潜水面时一系列流动路程的认知。已经过去的三十年里，对放射性物质和他废物处置的具体问题有效地促进了示踪剂技术在多孔介质与基岩裂隙含水层中溶质运移现象的应用和研究。一些相关的科学实验有效地促进了对区域内地质的非均质性、大尺度内的水力传导系数以及吸附作用与溶质运移的限速过程的分析和探究，相关实验结果目前已经被使用于评价污染物运移数值模型的具体性能。
示踪技术是对水文地质进行研究的重要工具，获得了巨大的进步与发展。在当前，人工示踪剂又取得了新的研究成果，能够更深入地探索不同的运移现象，包括胶体促使下的运移和裂隙基质控制的运移等。虽然示踪剂测试是一项行之有效的技术，可是也面临着多种方面的挑战，并且还存在着一定的局限性。尤其是针对成功的测试而言，其要以合理恰当的设计为技术支撑，并且还要有原始的水文地质资料和初步的运移模型。
目前的实际应用过程里，由于实际条件和成本等能够有效的限制试验的时间与范围，这就需要相关水文地质学家对测试的结果进行外推，从而有效的估量大尺度内的溶质运动位移的结果。此外，在遇到多种运移过程比较明显的情况时，对示踪结果的显示会比较困难，针对这种情况需要采取复杂的数据解释方法与手段。虽然示踪方法需要面对多种挑战并且在某些方面还存在着局限，可是在对水文地质学里的一般场地调查与水文地质基础研究中，人工示踪剂都有着比较长远的发展前途。
2 示踪剂作为水文地质研究的常用工具
根据上文可知，人工示踪剂已经被广泛使用在探析和研究岩溶水流动特征方面。与此同时，这种技术也慢慢成为描绘其他类型含水层的水文地质特征的重要手段，尤其是研究一些污染的场地，从而有效获得有关含水层基本特征的信息，不断的构建概念模型，来从中校正数值流动与运移模型以及评价和污染相关的风险。对于单井示踪剂测试方法而言，其比较容易操作而且成本较低，可用来刻画地下水流速以及其它水文地质特征在局部和空间上的变化情况，因此具有非常好的发展潜力与前景。
人工示踪剂也慢慢被应用在评价修复政策和工程系统具体性能之中。比如，通常可以使用示踪剂来对污染物的原位生物降解、电子受体/供体的利用率以及稀释效应和生物降解技术的影响区域等进行有效的评价。出于对示踪源进行长期的维护比较方便和经济的特点，再加上比较低浓度的溶解性气体示踪剂很容易检测出来，因此一些水文地质专家提出了利用示踪剂来进一步的评价水力截获与污染物堵截。在已经过去的10年里，水文地质专家已经使用了相位分离示踪剂，来不断的量化地下非水相液体体积与界面范围。可是由于这种技术成本比较高并且具有很大的不确定性，所以要在一定程度上面限制其使用的范围。
在人口数量比较多的半干旱区域，为了有效地提高地下水的储存数量，从而把蕴藏量比较多的地表水补给到地下，这种发展策略得到人们的广泛关注。与此同时，人工示踪剂还可以用来详细的描绘关键含水层中的具体水力特征，通过这种方式能够正确采用科学灵活的管理措施和方法。
3 示踪剂在水文地质研究中的具体应用
虽然到目前为止，科学家们已经对多孔介质里的溶质运移过程拥有了比较多的见解与认识，可是当面对非均质系统与基岩裂隙含水层中的运动位移时，仍然需要水文地质学家考虑到一些比较重要的基本问题，对这一方面的研究是水文地质学里，对人工示踪剂技术深入探究的具有较远发展前景的方向之一。人工示踪剂技术在过去的30年里，对多孔介质含水层中溶质运动位移过程的发展得到了比较科学的认识和分析。尤其在Cape Cod与Made场地里，对其采取规模较大的示踪剂测验能够有效地帮助我们对野外条件下弥散与混合的全过程产生良好的认知，同时也为通过野外水力来传递资料、随机分析室内的实验与数值模型提供了良好的基础和技术支持。
在水文地质探究与分析过程中，其中一个特别引人瞩目的领域是应用“智能化的”和其他一些专门的示踪剂来研究焦点问题。对于水文地球化学现象而言，纳米技术对其的刻画和发展产生了重大的影响，也是促使其有远大发展前途与潜力的重要原因。在现实中已经被科学家们大量使用在生物医学产业中，同时也比较适合对水文地质的研究。
4 结束语
从上文可以得知，对于水文地质工作而言，人工示踪剂测试技术是其进行研究的强大的工具，从古至今已有拥有比较长的研究与应用历史，尤其在溶质运动位移的研究中产生了非常重要的影响和作用。与此同时，在对一些基本过程进行认识时，人工示踪剂起着至关重要的作用。通过对一些复杂的溶质运移现象进行研究能够有效的改进示踪剂测试设计和数据解释方法，从而不断的提高示踪技术在水文地质工程中的实际应用能力。
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