地溫示蹤技術(shù)在地下水科學(xué)中的應(yīng)用研究進(jìn)展

，，Jun Shimada，

(1.長(zhǎng)江科學(xué)院 水土保持研究所，武漢 430010； 2.中山大學(xué) 地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣州 510000； 3.熊本大學(xué) 自然科學(xué)研究院，日本 熊本 8608555； 4.長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 市政與交通院，武漢 430010)

1 研究背景

地下水資源作為重要的戰(zhàn)略儲(chǔ)備，在供水安全、健康及生態(tài)保護(hù)方面意義重大；地下水資源相關(guān)研究成果對(duì)科學(xué)制定水資源管理措施，嚴(yán)格實(shí)行水資源管理制度具有重要支撐[1]。近年來(lái)，隨著全球氣候變化、國(guó)家城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和人口的急劇增長(zhǎng)，地下水資源危機(jī)日益嚴(yán)重[2-3]，嚴(yán)重威脅國(guó)民用水安全、破壞生態(tài)平衡、引發(fā)一系列鏈生災(zāi)害，制約我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。地下水超采和海水入侵造成地下水采補(bǔ)失衡，可供水資源量減少[4]；城市、工農(nóng)業(yè)污水和廢水任意排放，引起地下水硝酸鹽和重金屬離子超標(biāo)，威脅城市用水安全[5-6]；被污染的地下水物質(zhì)通量排泄入海，引發(fā)近海岸的生態(tài)、環(huán)境和漁業(yè)問(wèn)題[7]。上述由地下水資源危機(jī)引發(fā)的一系列問(wèn)題對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)帶來(lái)極不利的影響。

對(duì)地下水資源進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)價(jià)和科學(xué)管理是解決我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中面臨的地下水資源和環(huán)境問(wèn)題的有效途徑。準(zhǔn)確評(píng)價(jià)地下水資源，是對(duì)地下水資源的數(shù)量、質(zhì)量、時(shí)空分布特征和可開(kāi)采量進(jìn)行科學(xué)、全面的分析和估計(jì)[8]。地下水資源評(píng)價(jià)的常規(guī)手段(原位觀測(cè)、模型模擬和同位素示蹤等方法)具有一定局限性，迫切需要一種成本低、易操作、無(wú)污染、能連續(xù)操作的天然示蹤方法。受地下水、地質(zhì)條件和外部因素影響，地質(zhì)體溫度具有一定時(shí)空差異，這些差異能夠表征地下水活動(dòng)[9]。地下溫度場(chǎng)不僅與滲流場(chǎng)產(chǎn)生耦合作用，還受溫度場(chǎng)邊界條件影響，因此，地下水溫度能夠有效記錄地表溫度變化，反演地表溫度時(shí)間序列[10]。

本文綜述了地溫示蹤技術(shù)在地下水科學(xué)中的應(yīng)用，從地質(zhì)體能量變化特征及其影響因素出發(fā)，分析“地表溫度-地下溫度場(chǎng)-滲流場(chǎng)”系統(tǒng)中的科學(xué)問(wèn)題。在已有綜述研究[9,11]的基礎(chǔ)上，將溫度示蹤從“工程地下水滲漏探測(cè)” 和“地表水-地下水交換研究”領(lǐng)域中的應(yīng)用擴(kuò)展到“地表暖化-地下水流動(dòng)對(duì)地溫影響剖析”、“含水層參數(shù)識(shí)別”和“濱海含水層水循環(huán)過(guò)程解析”，闡述地溫示蹤方法在水文學(xué)研究領(lǐng)域的應(yīng)用研究。

2 地溫示蹤原理與方法

2.1 地溫分布的影響因素

地溫隨深度增加而增加是一個(gè)普遍規(guī)律，但其幅度有很大差異，這與地質(zhì)構(gòu)造和區(qū)域的自然條件、水文地質(zhì)條件及各種要素有關(guān)[12]。區(qū)域性地溫分布差異一般由地質(zhì)構(gòu)造決定，一定深度的地溫垂向分布特征主要受地表溫度變化和地下水活動(dòng)的影響。地表溫度變化和地下水流動(dòng)過(guò)程對(duì)天然地?zé)崽荻犬a(chǎn)生干擾，這種干擾通常強(qiáng)烈而迅速，并顯示為清晰的溫度變化信號(hào)，使溫度隨深度的變化曲線發(fā)生偏離[13]，溫度信號(hào)的偏離程度可用于研究地表溫度變化和地下水活動(dòng)。

地表溫度變化通過(guò)地殼巖石的熱傳遞向地底深處傳播，溫度變化幅度隨深度的增加呈指數(shù)遞減[14]。地殼巖石作為一個(gè)低頻濾波器，使長(zhǎng)時(shí)地表溫度變化信號(hào)比短時(shí)信號(hào)傳遞得更深[14]。地表短時(shí)日變化和季節(jié)變化信號(hào)只能傳遞到地下十幾米深處，地表溫度的長(zhǎng)期變化趨勢(shì)會(huì)影響上百米深處的地溫分布，地表溫度變化對(duì)地溫的擾動(dòng)量可以用來(lái)精確反演地表溫度變化。Pollack等[15]利用全球358個(gè)鉆孔地溫?cái)?shù)據(jù)重構(gòu)地表氣溫變化，結(jié)果表明過(guò)去5個(gè)世紀(jì)全球氣溫增加了約1 ℃，僅20世紀(jì)全球氣溫就增加了約0.5 ℃。Huang等[16]的研究基于全球區(qū)域616個(gè)鉆孔溫深曲線，構(gòu)筑了地表過(guò)去5個(gè)世紀(jì)氣溫變化，結(jié)果表明北半球氣溫增加幅度比南半球高。利用地溫?cái)_動(dòng)重構(gòu)地表溫度變化方法簡(jiǎn)單易行[17-18]，但其計(jì)算精確性受地溫偏移量提取和地殼巖層熱擴(kuò)散系數(shù)率定方法的影響[19-20]，相關(guān)問(wèn)題的解決是當(dāng)前研究的重點(diǎn)。

圖1 地下水流動(dòng)和地表暖化影響下溫度-深度曲線(據(jù)Anderson[13]修改)Fig.1 Temperature-depth profiles influenced by groundwater flowing and surface warming (revised from Anderson[13])

溫度在地殼巖層中的熱傳遞作用包括熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流，在地下水活躍的含水層，由水體流動(dòng)引起的熱對(duì)流作用占主導(dǎo)地位。如圖1所示，地表溫度恒定、無(wú)地下水流動(dòng)條件下，均質(zhì)地層地溫隨深度呈線性遞增[17]；地表溫度恒定、地下水補(bǔ)給和排泄條件下，均質(zhì)地層的地溫-深度曲線向上分別呈現(xiàn)“凹”和“凸”不同形態(tài)，入滲和排泄速度值越大，曲線的彎曲程度越大[13]；受地表溫度增加和地下水流動(dòng)同時(shí)影響時(shí)，溫度-深度曲線在淺層部分向右偏移[10,21-22]。受地表溫度變化和地下水流動(dòng)的影響，地層溫度受到擾動(dòng)，溫度-深度曲線的形態(tài)是表征這種擾動(dòng)的信號(hào)，能夠有效反演地下水流動(dòng)和地表溫度變化。建立在地下滲流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的耦合作用上，不同邊界條件下的水-熱流運(yùn)移控制方程描述了地層溫度的分布特征和演化過(guò)程，其解析解或數(shù)值解能揭示地表溫度變化和地下水流動(dòng)對(duì)地層能量特征的影響。

2.2 地溫示蹤方法

利用溫度示蹤法探明地表溫度變化和地下水流動(dòng)的研究始于20世紀(jì)50年代左右，其理論基礎(chǔ)可以歸結(jié)為Stallman[23]提出的各向同性、均質(zhì)、飽和、多孔介質(zhì)三維非穩(wěn)定水-熱流運(yùn)移的控制方程?？刂品匠叹_描述了地下水流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的耦合過(guò)程，是利用地溫示蹤地表溫度變化和地下水流動(dòng)的理論基礎(chǔ)。

水-熱流運(yùn)移控制方程描述了含水層中水體運(yùn)移過(guò)程的能量特征，當(dāng)?shù)叵滤魉?0時(shí)，反映地表溫度變化在地殼巖層中的熱傳導(dǎo)過(guò)程；地下水流速≠0時(shí)，則描述地殼巖層中的熱傳導(dǎo)和熱對(duì)流傳熱過(guò)程。因此，該方程在不同邊界條件下的解析解或數(shù)值解能有效揭示地表溫度變化和地下水流動(dòng)對(duì)地溫分布情況的影響。

解析解使用具體函數(shù)的形式，描述地下溫度與時(shí)間、地下水流速、介質(zhì)物理特性等自變量之間的關(guān)系。解析解對(duì)地溫分布和變化情況的理解有益，但其推求過(guò)程受限于當(dāng)前數(shù)學(xué)物理發(fā)展水平，僅適合簡(jiǎn)單形式問(wèn)題。利用解析解法對(duì)水-熱運(yùn)移控制方程進(jìn)行求解能夠有效探究和剖析地表氣溫變化-地下水流場(chǎng)-地下熱場(chǎng)之間的交互作用和機(jī)理。

國(guó)外眾多學(xué)者研究了不同邊界條件下一維和二維水-熱穩(wěn)定和非穩(wěn)定流問(wèn)題(表1)，采用數(shù)學(xué)物理方法導(dǎo)出其解析解，并用于重構(gòu)地表溫度演變過(guò)程、估算含水層及不同界面間水流滲流速度、反演率定地殼巖層熱力學(xué)參數(shù)等。數(shù)值解法通常將偏微分方程簡(jiǎn)化為線性方程，并以數(shù)值方法為媒介，求出其近似解。數(shù)值解雖然是控制方程的近似結(jié)果，但對(duì)大多數(shù)情況而言，近似解足夠準(zhǔn)確，能夠滿足應(yīng)用要求。同時(shí)，數(shù)值解法適用范圍廣，不同邊界和初始條件的水-熱流運(yùn)移控制方程均能通過(guò)編程求出數(shù)值解。

20世紀(jì)80年代以后，數(shù)值模擬被廣泛應(yīng)用到水-熱流運(yùn)移的研究中。對(duì)一維非穩(wěn)定流水-熱運(yùn)移問(wèn)題來(lái)說(shuō)，數(shù)值解通常用于驗(yàn)證推導(dǎo)的解析解的正確性[27,33]。數(shù)值模擬方法更為廣泛應(yīng)用于二維和三維復(fù)雜邊界非穩(wěn)定流水-熱運(yùn)移問(wèn)題：Ferguson和Woodbury[34]對(duì)加拿大Winnipeg地區(qū)地下溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并使用二維數(shù)值模型進(jìn)行模擬，結(jié)果表明由于城市建筑釋放熱的原因，建筑區(qū)下的地溫相對(duì)其他區(qū)域高5 ℃；Ferguson等[35]從理論上探索了地下水流動(dòng)對(duì)地溫的影響，指出在利用地溫重構(gòu)地表氣溫變化的研究中，必須剝離區(qū)域地下水流動(dòng)對(duì)地溫的影響；Bense和Beltrami[36]基于二維水-熱數(shù)值模型，對(duì)森林砍伐地區(qū)，地下水區(qū)域流動(dòng)對(duì)地溫的影響進(jìn)行模擬和分析，結(jié)果表明地下水側(cè)流對(duì)地溫?cái)_動(dòng)較大，在實(shí)際研究工作中應(yīng)予以考慮；Schardtj等[37]使用三維數(shù)值模擬方法研究火山硫化物礦區(qū)的水-熱運(yùn)移過(guò)程；Yang[38]使用三維數(shù)值方法模擬了斷陷沉積巖盆地的水熱運(yùn)移過(guò)程；水-熱流運(yùn)移控制方程的數(shù)值解法還用于估算復(fù)雜水文地質(zhì)條件下含水層的地下水流速[39]和分析受抽水影響含水層的熱力學(xué)擾動(dòng)[40]。

表1 水-熱運(yùn)移控制方程解析解及其應(yīng)用實(shí)例總結(jié)Table 1 Summary on analytical solutions of water-heat transport governing equations and their applications

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了眾多針對(duì)水-熱流運(yùn)移控制方程數(shù)值計(jì)算的軟件[13]，其中大部分軟件都擁有可視化界面，有利于軟件的推廣和應(yīng)用。根據(jù)軟件側(cè)重點(diǎn)不同進(jìn)行分類，TOUGH2主要應(yīng)用于對(duì)地?zé)嵯到y(tǒng)的模擬和解析，SHEMAT和BASIN2側(cè)重于對(duì)復(fù)雜地質(zhì)過(guò)程涉及的水-熱運(yùn)移過(guò)程的剖析，VS2DH，SUTRA和FEFLOW用于淺層含水層地下水動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)過(guò)程模擬。

3 地下水科學(xué)中的應(yīng)用

3.1 地面暖化-地下水流動(dòng)對(duì)地溫影響的研究

地下水流動(dòng)過(guò)程對(duì)天然地?zé)崽荻犬a(chǎn)生干擾，這種干擾通常強(qiáng)烈而迅速，并顯示為清晰的溫度變化信號(hào)，使溫度隨深度的變化曲線發(fā)生異常[13]。地溫梯度不僅記載了區(qū)域地下水流動(dòng)信息，還能有效揭示地表氣溫突變、氣候變暖等區(qū)域氣候變化特征[14,16]。根據(jù)Taniguchi等[21]和Anderson[13]的研究，地面暖化情形下，“凹”和“凸”不同形態(tài)的溫深曲線在淺層部分向右偏移，地表溫度增加的速率和幅度決定了偏移程度的大小(圖1)。基于上述理論，Taniguchi團(tuán)隊(duì)在UNESCO GRAPHIC (Groundwater Resources Assessment under the Pressures of Humanity and Climate Change)項(xiàng)目的支持下，分別對(duì)亞洲大型城市東京[21]、大阪[41]、曼谷[42]城市化過(guò)程中，地下水流動(dòng)對(duì)地溫的影響進(jìn)行了評(píng)價(jià)。Taniguchi等[31]和Abe等[43]還分別對(duì)日本熊本和奈良平原地溫進(jìn)行監(jiān)測(cè)和研究，利用地溫探明了城市化過(guò)程中區(qū)域地下水資源的時(shí)空分布特征。

地面暖化-地下水流動(dòng)對(duì)地溫影響研究是在地下水流活躍的含水層，探究由地表溫度變化驅(qū)動(dòng)的地殼巖體溫度場(chǎng)與地下水滲流場(chǎng)之間的耦合作用。在氣候變化和人類活動(dòng)的雙重影響下，地表溫度持續(xù)增加，地溫?cái)_動(dòng)因素由傳統(tǒng)的“一元”轉(zhuǎn)變?yōu)椤岸薄Ｏ嚓P(guān)研究由地溫示蹤地下水流速[24-25]或地表升溫速率[14,16]轉(zhuǎn)向剖析地表溫度變化-地下水流動(dòng)對(duì)地溫梯度的影響[10]。區(qū)域地下水資源量通常由地下水的垂向“補(bǔ)給”和“排泄”量決定[8]，相關(guān)學(xué)者[10,32-33]側(cè)重使用解析方法剖析地表溫度波動(dòng)在一維非穩(wěn)定流中的傳播過(guò)程。Bense和Beltrami[36]基于二維水-熱數(shù)值模型，對(duì)森林砍伐地區(qū)，地下水區(qū)域流動(dòng)體系對(duì)地溫的影響進(jìn)行模擬和分析，結(jié)果表明地下水測(cè)流對(duì)地溫?cái)_動(dòng)較大，在實(shí)際研究工作中應(yīng)予以考慮；筆者在博士論文[44]中，使用二維水-熱數(shù)值模型對(duì)日本熊本地區(qū)城鎮(zhèn)化過(guò)程影響、地表溫度線性增加情景下，區(qū)域地下水流動(dòng)對(duì)地溫的擾動(dòng)情況進(jìn)行模擬，并依據(jù)計(jì)算結(jié)果繪制了1930—2010年間日本熊本地區(qū)地溫分布情況。成果(圖2)表明：①地面暖化對(duì)地溫的影響多集中在近地面淺水層；②由于地下水入滲作用的影響，地溫的暖化效應(yīng)在地下水入滲區(qū)傳導(dǎo)較深；③受地下水?dāng)_動(dòng)影響，排泄區(qū)地溫梯度遠(yuǎn)大于入滲區(qū)。

圖2 1930—2010年日本熊本地區(qū)地表暖化情形下二維地下水系統(tǒng)地溫分布(來(lái)自Dong[44])Fig.2 Subsurface temperature distribution in Kumamoto plain, Japan from 1930 to 2010 under the condition ofsurface warming (from Dong[44])

3.2 含水層水文地質(zhì)參數(shù)計(jì)算研究

含水層水文地質(zhì)參數(shù)是反映含水層或透水層水文地質(zhì)特性的指標(biāo)，是進(jìn)行地下水資源評(píng)價(jià)的重要基礎(chǔ)資料，也是水文地質(zhì)計(jì)算時(shí)不可或缺的數(shù)據(jù)。常規(guī)的含水層參數(shù)計(jì)算方法從地下水動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)，基于現(xiàn)場(chǎng)抽水試驗(yàn)資料，采用傳統(tǒng)優(yōu)化算法、高斯-牛頓法和遺傳算法，對(duì)水文地質(zhì)參數(shù)進(jìn)行反演[45-46]。但是，單一的水頭分析方法在含水層參數(shù)率定過(guò)程中存在不確定性，不同降水入滲系數(shù)和含水介質(zhì)導(dǎo)水系數(shù)組合可以模擬得到相同的水頭分布[47-48]，因此無(wú)法準(zhǔn)確獲得含水層參數(shù)信息；同時(shí)，描述水頭分布的數(shù)學(xué)模型在某些參數(shù)估算過(guò)程中并不收斂，導(dǎo)致無(wú)法率定含水層參數(shù)[46]。鑒于此，相關(guān)研究[45-48]同時(shí)通過(guò)比較不同水文地質(zhì)參數(shù)下溫度模型模擬值和實(shí)測(cè)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)含水層水文地質(zhì)參數(shù)的率定。

利用地溫示蹤技術(shù)計(jì)算含水層水文地質(zhì)參數(shù)具有一定的局限性。水文地質(zhì)參數(shù)主要包括含水介質(zhì)的滲透系數(shù)和導(dǎo)水系數(shù)、承壓含水層的儲(chǔ)水系數(shù)、潛水含水層的重力給水度、降水入滲系數(shù)等參數(shù)，溫度示蹤法通常用于率定含水層的滲透系數(shù)[47-48]。含水層水力學(xué)和熱力學(xué)參數(shù)敏感性分析研究[49]表明：相較于熱力學(xué)參數(shù)而言，含水層滲透系數(shù)和孔隙率是含水層熱運(yùn)移過(guò)程的主控因素。在理想化的條件下，含水層中溫度的時(shí)空分布特征主要受地下水流速的影響，溫度信號(hào)可以反演地下水流速，含水層的滲透系數(shù)則可以通過(guò)地下水流速和水力梯度推算得到。但是，在各向異性含水層中，熱傳遞過(guò)程較復(fù)雜，無(wú)法準(zhǔn)確量化地下水流動(dòng)產(chǎn)生的溫度變化[49-51]，地溫示蹤技術(shù)僅能用于率定各向同性含水層的水文地質(zhì)參數(shù)[51-52]。

3.3 濱海含水層地下水循環(huán)過(guò)程解析

濱海地區(qū)是人類經(jīng)濟(jì)和社會(huì)活動(dòng)最為活躍的地區(qū)，人類活動(dòng)極易破壞濱海地區(qū)含水層系統(tǒng)的平衡狀態(tài)，造成地面沉降、海水入侵以及海水污染等環(huán)境地質(zhì)問(wèn)題[53]。受當(dāng)前監(jiān)測(cè)技術(shù)的限制，濱海含水層水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)和參數(shù)獲取較為困難，對(duì)濱海地區(qū)地下水循環(huán)過(guò)程研究造成一定影響。地溫示蹤技術(shù)具有低成本、易實(shí)現(xiàn)、能連續(xù)監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，在研究濱海地區(qū)地下水循環(huán)領(lǐng)域具有一定應(yīng)用前景。當(dāng)前利用溫度解析濱海含水層地下水循環(huán)過(guò)程主要集中在海水入侵和海底地下水入海通量計(jì)算。

海水入侵地下水是由于人為超采地下水造成水動(dòng)力平衡的破壞，海水入侵會(huì)引起地下水水質(zhì)變咸、土壤鹽漬化和水田面積減少等一系列環(huán)境問(wèn)題。相關(guān)研究[54-55]通常通過(guò)對(duì)地下水水頭和鹽度的監(jiān)測(cè)和分析來(lái)研究海水-淡水界面特征，受海岸帶復(fù)雜水文地質(zhì)條件限制，需要相對(duì)經(jīng)濟(jì)和可靠的新方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)海水入侵地下水的研究。Taniguchi[56]首次嘗試使用溫度監(jiān)測(cè)手段代替常規(guī)分析方法對(duì)海水入侵地下水狀況進(jìn)行解析：對(duì)日本礪波平原觀測(cè)井的溫-深曲線進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)垂向一維水-熱運(yùn)移原理，將地溫梯度產(chǎn)生變化的深度確定為咸淡水界面位置。上述方法與常規(guī)水力學(xué)方法分析的結(jié)果比較符合，具有較強(qiáng)實(shí)用性。

海底地下水入海通量(Submarine Groundwater Discharge, SGD)對(duì)濱海生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)平衡起著十分重要的作用，對(duì)其時(shí)空分布規(guī)律的研究是當(dāng)前水文水資源領(lǐng)域的熱點(diǎn)[53]。目前國(guó)際上采用原位觀測(cè)、水文模型和同位素示蹤的方法對(duì)SGD進(jìn)行計(jì)算[7]。溫度作為一種低成本、穩(wěn)定和無(wú)污染的示蹤劑，可應(yīng)用于SGD相關(guān)研究中。Taniguchi等[26]使用地溫示蹤方法對(duì)西澳海岸帶的SGD進(jìn)行估算，分析結(jié)果與滲流儀的觀測(cè)數(shù)據(jù)具有一定差異性，可能是溫度只能對(duì)來(lái)自內(nèi)陸的地下水補(bǔ)給量進(jìn)行示蹤，忽略了海水進(jìn)入陸地后經(jīng)過(guò)循環(huán)又排入海水的水量。

4 研究展望

(1)傳統(tǒng)的地溫示蹤技術(shù)主要用于探測(cè)工程地下水滲漏、估算地下水滲流速度和地表水-地下水交換研究中，隨著溫度監(jiān)測(cè)儀器的精細(xì)化和數(shù)學(xué)物理方法的發(fā)展，地溫示蹤技術(shù)被應(yīng)用于多邊界、復(fù)雜水文地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題的剖析中，如剖析地下水流動(dòng)-地面暖化對(duì)地溫的影響，估算水文地質(zhì)參數(shù)，解析濱海含水層地下水循環(huán)過(guò)程。

(2)當(dāng)前，國(guó)際水文地質(zhì)學(xué)的研究熱點(diǎn)已從單一的含水層水動(dòng)力學(xué)問(wèn)題向過(guò)渡帶含水層水流、氣流、鹽分和污染物動(dòng)態(tài)及交互作用方面轉(zhuǎn)移[53]。地下水溫度作為能量的表征指標(biāo)，與含水層水體的滲流過(guò)程聯(lián)系較為緊密，相關(guān)研究大多建立在各向同性、均質(zhì)、飽和流的基礎(chǔ)上，利用溫度示蹤技術(shù)解析地下水科學(xué)問(wèn)題目前僅適用于各向同性含水層，關(guān)于地下水氣相和固相的交互過(guò)程中溫度變化的原理有待進(jìn)一步深化。

(3)當(dāng)前，我國(guó)在地溫示蹤技術(shù)應(yīng)用側(cè)重于“工程地下水滲漏探測(cè)” 和“地表水-地下水交換研究”領(lǐng)域，利用溫度示蹤復(fù)雜水文地質(zhì)過(guò)程方面的研究遠(yuǎn)落后于美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，相關(guān)理論及在國(guó)內(nèi)研究區(qū)域的應(yīng)用亟需加強(qiáng)。