荧光示踪剂的干扰实验研究

通过在室内无光照条件下开展干扰实验,探究了荧光素钠、罗丹明和荧光增白剂三种示踪剂之间的干扰规律,并应用于野外地下水二元示踪试验实例,说明了校正荧光示踪仪检测浓度(ΔC)的方法。结果表明:(1)在实验室条件下,荧光素钠的抗干扰性最强,罗丹明次之,荧光增白剂易受到干扰产生检测浓度增大的假象,这种假象服从线性变化规律;(2)当使用罗丹明作为示踪剂时,ΔC钠=0.052C罗、ΔC白=0.012C罗;当使用荧光素钠时,ΔC罗=0.507C钠、ΔC白=0.323C钠。在野外开展二元示踪试验时,建议尽量选用相互之间干扰较小的罗丹明和荧光增白剂进行组合投放,或利用本实验得到的不同示踪剂之间的干扰规律对荧光示踪仪的检测浓度进行校正。

地下水多元示踪试验在岩溶隧道水害预测中的应用——以张吉怀高铁兰花隧道为例

以张家界—吉首—怀化高速铁路兰花隧道为例,在岩溶水文地质调查基础上结合地下水多元示踪技术,查明了兰花隧道隧址区各岩溶地下水系统以及地下暗河管道的空间展布。结果表明:(1)兰花隧道及其附近区域全部为寒武系碳酸盐岩裸露区,以峰丛洼地为主,地表和地下岩溶极为发育;(2)兰花隧道隧址及其附近区域共发育有呆业洞和兰花洞两个独立的地下暗河系统,其中Ⅰ号、Ⅱ号、Ⅲ号三个岩溶水系统属于兰花洞地下暗河系统的子系统;Ⅳ号岩溶水系统属于呆业洞地下暗河系统;(3)Ⅳ号岩溶地下水系统在平面和剖面上都没有与兰花隧道相交,不会对隧道突涌水构成威胁;(4)兰花洞地下暗河系统以中部兰花洞暗河天窗为界分为上游和下游两段,上游段Ⅰ号和Ⅱ号岩溶水系统在平面和剖面上都没有与兰花隧道相交,不会对兰花隧道突涌水构成威胁;下游段Ⅲ号岩溶水系统在平面上与兰花隧道相交(交点里程为DK60+100),可能存在隧道突涌水风险;(5)依据高分辨率降雨-水文动态监测数据,采用降雨入渗系数法预测在极端暴雨情况下兰花隧道揭露Ⅲ号岩溶管道的最大涌水量为7.08×10^4 m^3·d^-1。

浊度对地下水示踪试验的影响

地下水示踪试验是揭示岩溶地下水系统地下水流向、运动特征以及含水介质类型的有效方法之一。根据西南岩溶地区多个不同试验场进行的多组地下水示踪试验结果发现,浊度会影响地下水中示踪剂的浓度监测结果的精度,是影响野外示踪试验结果准确性和成功率的重要因素。通过详细地对比分析浊度及浓度历时曲线,探究浊度对不同类型示踪剂浓度监测结果的影响规律及其原因。研究表明,荧光素钠浓度对浊度变化基本无响应,荧光增白剂浓度仅在几个浊度突变处有轻微波动,而罗丹明浓度对浊度变化较为敏感。罗丹明浓度对地下水浊度的响应规律具体表现为①罗丹明浓度的突变率与浊度的突变率近似呈开口向下的二次函数关系;②当浊度突变率<1.7时,罗丹明浓度的突变率随着浊度突变率的增大而增大。