放射性碳同位素在水文地質(zhì)中的應(yīng)用進(jìn)展

■羅斐

（山東省地礦工程勘察院山東濟(jì)南250014）

放射性碳同位素在水文地質(zhì)中的應(yīng)用進(jìn)展

■羅斐

（山東省地礦工程勘察院山東濟(jì)南250014）

在水文地質(zhì)勘察過程中，運(yùn)用同位素的方法能夠有效解決水資源的再生利用。本文將進(jìn)行分析。

同位素水文地質(zhì)要求應(yīng)用

1　前言

水是人類賴以生存的重要資源，隨著全球用水的局面日益緊張，加之水資源的污染和破壞，我們能夠有效利用的水資源越來越少。因此，我們要提高水資源的保護(hù)意識(shí)，并增加對(duì)水資源的勘察，尋找水資源的再生利用途徑。

2　水文地質(zhì)勘察的要求

為保證工程勘察與施工中能夠快速獲取與工程項(xiàng)目有關(guān)的水文地質(zhì)資料，要做好以下方面的工作。

2.1充分掌握有關(guān)水文地質(zhì)的基本資料

在勘察過程中，需要檢查工程建設(shè)地區(qū)的降雨量、蒸發(fā)量等資料，并判斷當(dāng)?shù)厮坏淖兓?guī)律與目標(biāo)地區(qū)氣候條件之間的關(guān)系，進(jìn)而合理預(yù)測工程項(xiàng)目開展階段可能出現(xiàn)的水文條件的變化等。其次，勘察工程建設(shè)地區(qū)的含水層深度、厚度等基礎(chǔ)資料，分析工程建設(shè)區(qū)域地下水的附存類型及狀態(tài)，判斷地下水流動(dòng)方向、水位變化等一般資料，分析這些資料會(huì)對(duì)工程項(xiàng)目建設(shè)所產(chǎn)生的影響。最后，對(duì)水文地質(zhì)資料進(jìn)行深入檢查，分析地下水動(dòng)態(tài)及地下水態(tài)變化對(duì)工程建設(shè)產(chǎn)生的不良地質(zhì)作用。

2.2對(duì)水文地質(zhì)問題進(jìn)行評(píng)價(jià)

結(jié)合傳統(tǒng)工程項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，在水文地質(zhì)問題評(píng)價(jià)中需要重點(diǎn)開展以下工作：項(xiàng)目施工之前，要全面獲取目標(biāo)地區(qū)的水文地質(zhì)資料，并判斷當(dāng)前水文地質(zhì)情況會(huì)對(duì)工程項(xiàng)目產(chǎn)生的影響，判斷這些影響下所產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)象。結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃牡刭|(zhì)問題，盡可能的通過調(diào)查水文地質(zhì)問題向工程項(xiàng)目提供具有應(yīng)用價(jià)值的數(shù)據(jù)；判斷人為因素對(duì)目標(biāo)地區(qū)水文地質(zhì)的影響，并進(jìn)行積極的控制與改進(jìn)。在問題處理中，要做到具體問題具體分析，能根據(jù)工程項(xiàng)目的具體要求進(jìn)行針對(duì)性的評(píng)價(jià)。

3　同位素技術(shù)在水文水資源領(lǐng)域的應(yīng)用

3.1研究水體蒸發(fā)

同位素技術(shù)是指將同位素或同位素的標(biāo)記化合物通過生物、物理或者化學(xué)手段滲透進(jìn)研究對(duì)象里，再利用生物、化學(xué)、物理等科學(xué)手段追蹤同位素的位置、變化情況的技術(shù)。同位素分為放射性同位素和穩(wěn)定性同位素，在科學(xué)運(yùn)用中，對(duì)不同的同位素用不同的辦法測量。穩(wěn)定性同位素使用質(zhì)譜分析法測定，放射性同位素則通過蓋革計(jì)數(shù)器或者閃爍計(jì)數(shù)器進(jìn)行測量。同位素具有不同種類，針對(duì)水循環(huán)的不同階段用不同的同位素研究。一般用氫氧同位素研究水循環(huán)的雨水蒸發(fā)階段（見圖1）。

將氫氧同位素投入到海水中，當(dāng)海水在太陽照射下受熱蒸發(fā)時(shí)，輕的同位素從水蒸氣中分離出來進(jìn)入大氣，當(dāng)大氣受到溫度變化形成雨滴時(shí)，重的同位素又在雨滴之前融入海水。這樣隨著同位素因溫度的變化在水體中分解和融合的過程對(duì)同位素進(jìn)行追蹤，觀察同位素的體積和重量變化，分析水體蒸發(fā)和降雨過程中大氣中水含量的變化。同位素比水分子輕，對(duì)溫度的感應(yīng)能力又比水分子靈敏，有利于幫助研究人員分析地表水和大氣中水分相互轉(zhuǎn)換的形式，為計(jì)算水蒸發(fā)提供確切的數(shù)字，彌補(bǔ)之前研究降雨量和蒸發(fā)量在水循環(huán)中的作用時(shí)的資料信息不全的問題。

3.2分析地表涇流的流向

地表下水流的流向、含量受地勢(shì)、溫度等因素的影響，以中國為例，中國的北方地區(qū)氣候干燥，降雨量少，地表層的降雨迅速吸收，但是地表面下水流的滲入情況無法了解。根據(jù)同位素的變化情況和所在位置利用穩(wěn)定性同位素的質(zhì)譜分析法或者放射性同位素的蓋革計(jì)數(shù)器和閃爍計(jì)數(shù)器有利于深入了解地下水的運(yùn)動(dòng)機(jī)制、分布情況和地下水的存在年齡，評(píng)價(jià)地下水的屬性，分析地表涇流的流動(dòng)方向，判斷地下水中可利用的淡水含量，為南水北調(diào)尋找更有利的路線，幫助研究人員考察地表涇流的流動(dòng)在水循環(huán)中的意義，更好的為節(jié)約水資源，發(fā)現(xiàn)更多的淡水資源做出貢獻(xiàn)。

4　提高水文地質(zhì)勘察的有效措施

重視水文地質(zhì)的測試與研究，能夠提高勘察水平，因此，相關(guān)解決措施如下：

4.1重視地下水的問題

水文地質(zhì)勘察是較為復(fù)雜的工作，而只有全面深入徹底的研究及分析才能做好。因此，建筑施工單位在思想上務(wù)必重視這一問題，并盡可能把它放在整個(gè)建筑工程的至關(guān)重要的地位。進(jìn)行水文勘察工作時(shí)，一定要考察自然環(huán)境和人為條件，要做到因地制宜，不能全部套用別的優(yōu)秀成功方案，而造成與實(shí)際狀況不相符現(xiàn)象，并且不能解決遇到的實(shí)際問題。

4.2加強(qiáng)勘察的技術(shù)含量

水文地質(zhì)勘察是一項(xiàng)需要高技術(shù)含量的工作，較高的技術(shù)能夠減少并避免可能出現(xiàn)的地下水問題。在實(shí)際工程中，其容水性、透水性等也需要加強(qiáng)，除此之外，還需考慮巖土的狀態(tài)與工程實(shí)施的聯(lián)系。

4.3建立完善的、科學(xué)的勘察機(jī)制

在實(shí)際工程實(shí)施過程中，只有在完善的、科學(xué)的勘查機(jī)制下，才能夠保證水文勘察的質(zhì)量，并提高其水平。而機(jī)制的建立，需要不斷地根據(jù)實(shí)際情況完善和更新，才能真正符合工程的需要。除此之外，健全的水文地質(zhì)勘察地下水評(píng)價(jià)機(jī)制一定要有強(qiáng)有力的執(zhí)行措施，這樣才能做到及時(shí)預(yù)防、解決以及控制。

5　結(jié)束語

總之，對(duì)水資源的利用是我們要持續(xù)做的重要工作，我們還要加大對(duì)水資源的再生利用途徑，通過同位素等多種科學(xué)方式加大水資源的循環(huán)利用，促進(jìn)人類的長遠(yuǎn)發(fā)展。

［1］楊曉輝，劉軍.工程勘察水文地質(zhì)問題分析 ［J］.科技致富向?qū)В?015（20）：17

［2］賀云.工程地質(zhì)勘察中的水文地質(zhì)問題淺談 ［J］.硅谷（科技創(chuàng)新論壇），2015，（1）：179-180.

F407.1［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-306-1

羅斐（1982～），女，工程師，研究方向?yàn)樗きh(huán)地質(zhì)。