航空物探在水工環(huán)勘查中的應(yīng)用

吳應(yīng)昌　陳后楊

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開(kāi)發(fā)局物化探大隊(duì)）

航空物探在水工環(huán)勘查中的應(yīng)用

吳應(yīng)昌陳后楊

（江西省地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開(kāi)發(fā)局物化探大隊(duì)）

在水工環(huán)勘查中航空物探具有速度快、覆蓋面積大、周期短的優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)采用航空物探對(duì)多個(gè)測(cè)區(qū)已經(jīng)完成了生產(chǎn)測(cè)量和成果解釋工作，并取得了顯著的勘查效果。本文根據(jù)航空物探在水工環(huán)勘查的研究現(xiàn)狀，對(duì)航空物探在水工環(huán)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對(duì)水工環(huán)勘查中航空物探的應(yīng)用前景進(jìn)行簡(jiǎn)單的敘述。

航空物探；水工環(huán)；勘查應(yīng)用

1　引言

我國(guó)將航空物探應(yīng)用于水工環(huán)勘查中已在20世紀(jì)90年代初就開(kāi)始了。主要是利用航空物探看出速度快、覆蓋面廣、工作周期短的優(yōu)點(diǎn)，主要應(yīng)用在對(duì)東部沿海地區(qū)的水工勘查中。進(jìn)而對(duì)沿海地區(qū)的河道分布情況、海侵程度、淺層淡水分布進(jìn)行研究。下面我們將對(duì)航空物探在水工環(huán)勘查中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

2　航空物探在水工環(huán)勘察中應(yīng)用研究現(xiàn)狀

國(guó)際上進(jìn)行水工環(huán)勘查采用的航空物探設(shè)備主要有以下兩種：固定翼時(shí)間域電磁系統(tǒng)、吊艙式直升機(jī)頻率域電磁系統(tǒng)。根據(jù)工程的實(shí)際需求可以適當(dāng)添加航空磁測(cè)或航空伽馬能譜儀，進(jìn)而組成一個(gè)綜合站系統(tǒng)?？碧缴疃却螅ㄗ钌钅苓_(dá)到600m）、測(cè)量效率高是固定翼時(shí)間域電磁系統(tǒng)所具有的特點(diǎn)，但該系統(tǒng)一般應(yīng)用在平原和緩丘地區(qū)。勘查靈活、最大勘查深度150m是吊艙式直升機(jī)頻率域電磁系統(tǒng)的特點(diǎn)，該系統(tǒng)比較適用于地形復(fù)雜的山區(qū)。國(guó)際上對(duì)提高吊艙式直升機(jī)電磁系統(tǒng)的勘查深度進(jìn)行了大量研究，當(dāng)前吊艙式直升機(jī)時(shí)間域電磁系統(tǒng)的勘查深度能達(dá)到500m，為地形復(fù)雜的山區(qū)有效的開(kāi)展水工環(huán)航空物探勘查提供了技術(shù)支持。

2.1水文地質(zhì)勘查

當(dāng)前，航空物探的應(yīng)用范圍不但的擴(kuò)展，已經(jīng)將其應(yīng)用到河道圈定和淺層淡水的研究，并且其應(yīng)用效果非常顯著。近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，航空物探系統(tǒng)也采用了許多先進(jìn)科學(xué)技術(shù)，從而保證了航空物探在水工環(huán)勘查中對(duì)解決水文地質(zhì)工作中存在的問(wèn)題起到有力的作用，使得更加詳細(xì)的了解了水資源的實(shí)際分布情況，進(jìn)而更加合理的使用水資源。此外，將航空物探應(yīng)用在水工環(huán)礦產(chǎn)勘查中，也能夠深入的了解到富含礦物質(zhì)的低熱水特性，為人們進(jìn)行地?zé)崴辈楣ぷ髌鸬搅撕艽蟮膸椭?/p>

2.2土工勘查

對(duì)國(guó)家型大型施工項(xiàng)目，通常都會(huì)采用航空物探法，這種方法不但能夠用來(lái)選址，而且還能夠?qū)χ車牡刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行調(diào)查，確保了工程的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度，進(jìn)而最大程度的減少由于工程施工而對(duì)周圍環(huán)境的影響，同時(shí)也降低由于惡劣環(huán)境對(duì)工程進(jìn)度、質(zhì)量的影響，此外，航空物探方法在海底深度調(diào)查中也有很大程度的應(yīng)用，這對(duì)國(guó)家對(duì)沿海資源的合理利用起著十分重要的意義，同時(shí)也降低了海水對(duì)岸邊的侵蝕程度。

2.3環(huán)境監(jiān)測(cè)

航空電磁測(cè)量能夠快速的圈定土壤的污染范圍、地表和地下水情況等。FUGRO公司利用航空電導(dǎo)率填圖在污染物泄露范圍圈定上獲得了良好的效果，不但圈定了污染的范圍，而且還圈定了污染物外泄的情況。此外，在礦山排放的酸性物質(zhì)污染、地下顏埋物體、受擾土壤和地下水污染卷流等方面的勘查中也具有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

3　航空物探在水工環(huán)勘查中的應(yīng)用

3.1水文地質(zhì)勘查

水文地質(zhì)勘查主要包括以下幾個(gè)方面：地下水勘查、水文地質(zhì)填圖、古河道探測(cè)、海侵探測(cè)，地?zé)嵴{(diào)查等；航空電磁法在進(jìn)行水文地質(zhì)的勘查的中發(fā)揮著重要的作用，其原理利用地下介質(zhì)的電性特征對(duì)地下的水文地質(zhì)條件和性質(zhì)進(jìn)行勘查。而航空地球物理方法只是起到一定的輔助作用，儲(chǔ)水構(gòu)造的賦存條件的確定主要采用航空磁法，有時(shí)也可以利用航空放射性對(duì)儲(chǔ)水構(gòu)造近地表的地層或巖石的性質(zhì)進(jìn)行勘查。

3.2工程地質(zhì)勘查

工程地質(zhì)勘查主要包括有：地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、永久凍土帶探測(cè)、山體滑坡調(diào)查、建筑規(guī)劃、管線定位、古墓探測(cè)、淺海測(cè)深等；工程航空地球物理探測(cè)一般采用航空物探綜合站系統(tǒng)進(jìn)行勘查，其中地質(zhì)介質(zhì)的密度、構(gòu)造特征和磁性特征的確定一般采用航空磁測(cè)和航空重力測(cè)量，然而航空電磁法主要應(yīng)用在地下介質(zhì)的電性特征的確定中。比如在地基穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、永久凍土帶探測(cè)、山體滑坡調(diào)查、建筑規(guī)劃、管線定位、古墓探測(cè)、淺海測(cè)深等中，通常將航空電磁法作為勘查的主要方法，而將航空磁法作為相應(yīng)的輔助方法。

3.3環(huán)境勘查

環(huán)境勘查主要包括以下三個(gè)方面：環(huán)境放射性污染源的圈定、環(huán)境放射性水平的評(píng)價(jià)和環(huán)境放射污染源泄漏的探測(cè)等。環(huán)境航空地球物理勘查最常采用的是航空放射性和航空電磁法兩種，航空放射性法通過(guò)對(duì)環(huán)境中鉀、鈾、釷和總計(jì)數(shù)率，然后經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后對(duì)環(huán)境放射性水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，并圈定放射性污染源的位置和范圍。然而航空電磁法只能利用污染物的電性特征對(duì)污染物的位置和范圍進(jìn)行確定。采用人機(jī)交互方式檢查航向及旁向的重疊度，人機(jī)交互方式可利用通用的影像軟件（如Photo原shop）調(diào)入數(shù)字航片進(jìn)行檢查。

3.4其他拓展領(lǐng)域勘查

航空物探在土壤調(diào)查、地下煤火勘查、軍事領(lǐng)域中也有一定的應(yīng)用，比如地下煤火的探測(cè)則綜合采用航空磁測(cè)和航空電磁法進(jìn)行勘查，通過(guò)對(duì)巖石磁性、電性特征進(jìn)行分析來(lái)確定地下煤火分布的范圍和燃燒狀態(tài)；土壤調(diào)查綜合采用航空電磁和航空放射性法，通過(guò)對(duì)土壤的放射性特征和電性特性進(jìn)行分析確定土壤類型的分類和圈定范圍；在軍事領(lǐng)域中主要包括核事故應(yīng)急、地下未爆炸物的探測(cè)等，主要采用的方法有：航空電磁、航空放射性或磁梯度等方法。

4　水工環(huán)航空物探在我國(guó)的應(yīng)用

我國(guó)航空物探在水工環(huán)勘查中的應(yīng)用已取得良好的效果，但其用于優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用范圍還沒(méi)有充分的發(fā)揮出來(lái)，特別是西南巖溶地區(qū)、西部干旱地區(qū)，這些地方尚未采用航空物探進(jìn)行地下水的勘查。水工環(huán)勘查具有非常廣闊的發(fā)展前景。我國(guó)應(yīng)加大航空物探在水工環(huán)中的應(yīng)用力度，使其能夠更好的為國(guó)家地質(zhì)環(huán)境保障工程服務(wù)。根據(jù)航空物探的特點(diǎn)和國(guó)內(nèi)外水工環(huán)勘查效果，在我國(guó)西部干旱地區(qū)，航空物探能夠?qū)β裆钤?50m以內(nèi)的咸淡水界線、淡水體劃分和古河道的分別進(jìn)行勘查；在東部沿海地區(qū)，航空物探能夠?qū)Ｇ纸缇€進(jìn)行淡水體尋找進(jìn)行勘查；在東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，航空物探能夠?qū)Ψ派湫暂椛渌?、放射性污染區(qū)帶進(jìn)行勘查；在大中城市大型建筑工程和地震多發(fā)區(qū)，航空物探能夠?qū)^(qū)域穩(wěn)定性的評(píng)進(jìn)行勘查；此外對(duì)河流淤泥調(diào)查、地下煤火的自燃調(diào)查、鐵路和公路選線調(diào)查等方面也有一定的應(yīng)用。另外，根據(jù)國(guó)外航空物探在土壤分類、巖溶水調(diào)查、水質(zhì)污染、地?zé)豳Y源調(diào)查等方面獲得的良好效果。在我國(guó)航空物探在水工環(huán)勘查中應(yīng)用的重點(diǎn)地區(qū)包括（見(jiàn)圖1）。

圖1　我國(guó)航空物探在水工環(huán)勘查中應(yīng)用范圍

（1）環(huán)渤海一帶：土壤的分類、海侵界線的調(diào)查、淡水體的尋找、古河道的尋找、環(huán)境放射性輻射水平評(píng)價(jià)類；

（2）珠江三角洲地區(qū)：海侵程度的調(diào)查，放射性輻射水平的評(píng)價(jià)、放射污染區(qū)帶的圈定、水污染的研究、河流淤泥厚度的勘查、區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等；

（3）長(zhǎng)江口地區(qū)：海侵程度的調(diào)查，水污染問(wèn)題的研究、河流淤泥厚度的確定等；

（4）西南的滇黔桂和湘西一帶：巖溶水的調(diào)查、裂隙水的調(diào)查和地下暗河的勘查等；

（5）西部干旱和半干旱地區(qū)：航空電磁的綜合測(cè)量，淺層淡水體的尋找、咸淡水范圍的劃分，古河道分布情況的調(diào)查；

（6）煤田自燃地區(qū)：煤層火災(zāi)害現(xiàn)狀的調(diào)查以及發(fā)展趨勢(shì)的確定。

5　結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的飛快發(fā)展，為了提供航空物探在水工環(huán)勘查中應(yīng)用的質(zhì)量，工程人員采用了先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和機(jī)械設(shè)備。在水工環(huán)勘查工作中，航空物探的應(yīng)用不但大大的提高了水工環(huán)勘查工作的效率，而且還有效的節(jié)約了工程成本，為我國(guó)水工勘查技術(shù)的發(fā)展打下來(lái)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

[1]聶鳳軍.航空物探在水工環(huán)勘查中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2013 （27）.

[2]車成軍.航空物探在水工環(huán)勘查中的應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2015（9）. [3]崔登偉.航空物探在水工環(huán)勘查中的應(yīng)用[J].低碳世界，2015（7）.

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2015-11-2