就基本原理而言，应用α径迹法探测库坝区隐伏的相对强渗流部位是一种物探方法。自然界中的各类岩石都含有一定量的放射性元素镭（226Ra），其衰变时产生射气氡（222Rn）。其中，一部分逸散到周围的岩石或上复岩土体孔隙中，变成自由的气体状原子，这种现象称为射气作用。逸散出来的射气以扩散和对流两种方式迁移；另外部分射气被束膊在岩石中，不能参与扩散和对流（王建平等，1990）。因此，土壤孔隙中的射气浓度，只与逸散出来的射气有关。当基岩中发育岩溶或断裂破碎带时，它们往往成为地下水运移的良好通道和储存场所，射气作用也因此得到加强。氡（222Rn）的半衰期为3.82d，可迁移比较长的距离，一定条件下其动态可反映较深部的地质信息。此外，氡还易溶于水，可随地下水迁移；而在近地表的土壤层中，由于压力降低，氡又从水中逸散出来。在地下水活动相对活跃的上复土壤中，射气浓度很可能出现与之相对应的异常。应用基于上述原理的α径迹法，可以探测库坝区岩体中隐伏的相对强渗流部位。

下面以一工程实例说明应用上述方法的有效性。

某水库位于北京地区，建于1977 年并开始蓄水；随着库水位不断上升在大坝下游约600m处河湾左岸的台地坡角下出现渗水现象，并逐渐以泉水流出；同时，水库下游约900m处的旺泉谷泉流量也明显增大，以致库水位上升到372m后，便不再上升。此时，距设计库水位还差10m。

为进一步确定左岸垭口处岩溶发育特征以及相对集中强渗流部位，从而为拟采取的防渗方案的实施提供依据，在已有工作的基础上，应用α径迹法进行了探测。为避免山坡坡积物的影响，α径迹测线沿水库南岸垭口部位阶地一带布置。测线西起水库左坝肩下，沿SE135°方向向东延伸，至第16 测点后转为沿SE100°方向，第25 测点起测线沿NE10°方向向北平移了10m。共布置测点45 个，点距5m，测线总长220m，基本上控制了左坝肩垭口处白云质灰岩的分布。其测量结果见图3.3.2。

图3.3.1　库坝区地质平面图(www.daowen.com)

1—第四系松散沉积物；2—下马岭组杂色页岩；3—铁岭组上段白云质页岩；4—铁岭组下段白云岩；5—洪水庄组硅化页岩；6—雾迷山组燧石条带灰岩；7—闪长岩体；8—地层产状；9—钻孔；10—水库渗漏方向；11—断层；12—α径迹测线

在图3.3.2（a）中，取α径迹密度的加权平均值160个/mm2 作为测量区内白云质灰岩放射性的本底值；大于该本底值的2倍视为放射性正异常，而低于该本底值2倍的则视为放射性负异常。据此，测得9 个正异常点和1 个负异常点。从测点剖面地质分析，负异常点（位于第21 测点）反映了河谷深槽的存在，此与BH3 钻孔揭示的位置相对应。由于深槽中堆积较厚的黏土，透气性较差而不利于射气的运移，故在α径迹曲线上反映为负异常。测线上正异常点主要分布在上述负异常点两侧，反映河谷深槽两侧具有相对强烈的古水文交替循环条件，岩溶化裂隙发育，透水、透气性好，射气作用加强，相应地也是水库发生渗漏的主要地带。第40测点正异常反映沿F2 断层岩溶相对发育，而与位于该测点一侧的BH11钻孔压水试验异常相对应。该孔在孔深高程310～270m之间测得的多个ω值中，其中ω＞1L/（min·m·m）的占85.71%，最大者达3.918L/（min·m·m）。沿上述测线反映的理想地质剖面见图3.3.2（b）。

通过以上分析，认为采用α径迹法探测库坝区隐伏的相对强渗流部位是有效的。采用此方法设备简单，操作方便，受干扰因素少。当然在实际工作中，有关测线的布置应结合研究区具体的地质及水文地质条件，以避免盲目性。

图3.3.2　α径迹曲线及其地质剖面