水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)及其應(yīng)用

劉杰

摘 要：水工環(huán)地質(zhì)勘探是一項(xiàng)較為綜合、復(fù)雜而專業(yè)的工程，其所包含的地質(zhì)勘探技術(shù)有多種，各技術(shù)原理不同，優(yōu)勢(shì)不同，因此在具體使用時(shí)要結(jié)合實(shí)際情況，確?？辈旖Y(jié)果的可靠性。本文將對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，最后對(duì)應(yīng)用注意事項(xiàng)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：水工環(huán)；地質(zhì)勘探；GPS技術(shù)；RTK技術(shù)

1 概述

傳統(tǒng)水工環(huán)是指水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)三者之間的聯(lián)系，隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，水工環(huán)內(nèi)涵有了新的變化，在原有基礎(chǔ)上增加了地質(zhì)變化帶來(lái)的自然災(zāi)害以及其他相關(guān)內(nèi)容。現(xiàn)階段的水工環(huán)地質(zhì)勘察是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)、范圍較廣，與社會(huì)、科學(xué)聯(lián)系較為緊密的一項(xiàng)專業(yè)工程，加強(qiáng)對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)的應(yīng)用研究具有重要意義。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)

2.1 水工環(huán)地質(zhì)勘探發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展較快，地質(zhì)勘探工作的不足日加明顯，水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中受到的局限也相對(duì)較多。我國(guó)地質(zhì)勘探部門應(yīng)了解自身工作中存在的不足，積極引進(jìn)科學(xué)的指導(dǎo)思想，提高地質(zhì)勘探工作人員的綜合素質(zhì)，利用先進(jìn)的地質(zhì)勘探技術(shù)和設(shè)備，提高我國(guó)地質(zhì)勘探水平。地質(zhì)勘探部門應(yīng)加大對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘探工作的關(guān)注力度，組織調(diào)查活動(dòng)，使水工環(huán)地質(zhì)勘探工作能與社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展建立密切聯(lián)系，充分利用水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)，為我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和資源利用率的提升貢獻(xiàn)力量。

2.2 水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)應(yīng)用

2.2.1 全球定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)（GPS）信號(hào)主要通過系統(tǒng)信號(hào)接收機(jī)完成接收任務(wù)，然后通過無(wú)線電接收設(shè)備接收信號(hào)，該信號(hào)是經(jīng)過基準(zhǔn)站轉(zhuǎn)化后的轉(zhuǎn)換參數(shù)和觀測(cè)數(shù)據(jù)；信號(hào)接收后，工作人員再根據(jù)GPS原理進(jìn)行定位，準(zhǔn)確算出基準(zhǔn)站的基線向量，基準(zhǔn)站的WGS-84坐標(biāo)，再通過此坐標(biāo)與地方坐標(biāo)系進(jìn)行參數(shù)轉(zhuǎn)換，以計(jì)算并顯示用戶需要的三維坐標(biāo)及精準(zhǔn)度。GPS定位原理是無(wú)線電信號(hào)自地面?zhèn)魉偷叫l(wèi)星，這個(gè)傳輸過程能夠組成一個(gè)定位系統(tǒng)，這與無(wú)線電傳輸原理是相似的。通過地面上三個(gè)以上的已知點(diǎn)，就能夠得知衛(wèi)星的位置；同理，根據(jù)三顆以上衛(wèi)星的位置，也能得出地面未知點(diǎn)的位置。工作人員利用接收機(jī)，在某一時(shí)刻接收來(lái)自三顆以上衛(wèi)星的信號(hào)，就能通過計(jì)算得出測(cè)站點(diǎn)到衛(wèi)星的距離以及測(cè)站點(diǎn)的位置。計(jì)算實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)測(cè)量的一般方法是在基準(zhǔn)站上安裝GPS接收設(shè)備，觀測(cè)所見衛(wèi)星，然后通過數(shù)據(jù)接收無(wú)線電傳輸設(shè)備，傳送給用戶觀測(cè)站點(diǎn)。

2.2.2 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法

實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法（RTK）是一種降低衛(wèi)星數(shù)據(jù)參與誤差及載波相位測(cè)量誤差的一種技術(shù)，該技術(shù)能使誤差將至厘米級(jí)。RTK技術(shù)常用的有位置差分、相位差分和偽距差分三種，三種方法中基準(zhǔn)站和流動(dòng)基站的功能一致，前者負(fù)責(zé)改正數(shù)據(jù)的發(fā)送，后者復(fù)雜接收數(shù)據(jù)。RTK技術(shù)工作原理是在基準(zhǔn)站上設(shè)置一臺(tái)接收設(shè)備，然后在流動(dòng)站中安裝多臺(tái)接收設(shè)備；工作人員利用接收設(shè)備，可同時(shí)接收一個(gè)衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?hào)，將接收信號(hào)與基準(zhǔn)站接收信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，將計(jì)算出的GPS差分改正數(shù)據(jù)通過無(wú)線傳輸裝置傳送到流動(dòng)站中，這樣就能有效消除誤差，得到精準(zhǔn)位置。RTK技術(shù)在環(huán)境污染防治工程、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中有重要應(yīng)用，因此可在水工環(huán)地質(zhì)勘察中發(fā)揮其檢測(cè)功能。

2.2.3 地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)

地質(zhì)雷達(dá)（GPR）技術(shù)也稱為探底雷達(dá)技術(shù)，其工作原理與GPS技術(shù)較為相似，利用電磁波收集地質(zhì)信息。GPR技術(shù)應(yīng)用時(shí)，先在地面上建立一個(gè)發(fā)射裝置，然后利用發(fā)射裝置向地下發(fā)射電磁波信號(hào)，對(duì)地下地質(zhì)信息進(jìn)行收集后，利用專業(yè)的儀器，將所收集到的地質(zhì)信息存儲(chǔ)在電腦中，為工作人員提供地質(zhì)形態(tài)、厚度、巖面、狀況等各類信息。GPR技術(shù)能將地下圖像清楚、細(xì)致、快捷的展現(xiàn)出來(lái)，因此具有十分廣泛的應(yīng)用。

2.2.4 瞬變電磁技術(shù)

瞬變電磁技術(shù)（TEM）最初用于對(duì)太空進(jìn)行物質(zhì)探測(cè)的一種技術(shù)，后經(jīng)過發(fā)展，逐漸擴(kuò)大了應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)在已經(jīng)成為水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)之一。TEM技術(shù)與其他技術(shù)相比，其應(yīng)用時(shí)間雖然較短，但在勘探作業(yè)中所取得的成績(jī)是十分明顯的。TEM技術(shù)在進(jìn)行水工環(huán)地質(zhì)勘探時(shí)，主要利用電偶源法和垂直磁偶源法，尤其是后者應(yīng)用范圍更加廣泛。TEM技術(shù)在進(jìn)行水利工程地質(zhì)勘探時(shí)優(yōu)勢(shì)十分明顯，其抗干擾能力、對(duì)地形適應(yīng)能力都是其他技術(shù)所無(wú)法達(dá)到的，這也是TEM技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘探中具有很高地位的主要原因。

2.2.5 遙感技術(shù)

在計(jì)算機(jī)技術(shù)的推動(dòng)下，遙感技術(shù)（RS）應(yīng)用范圍有了很大發(fā)展，目前已經(jīng)在資源、災(zāi)害和地質(zhì)勘探中發(fā)揮著重要作用。近年來(lái)，RS技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘探中也有了一定應(yīng)用，并將逐漸發(fā)展成為水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)體系中不可或缺的一個(gè)組成部分。RS技術(shù)經(jīng)過多年的應(yīng)用和發(fā)展，已經(jīng)從單一的波段逐漸發(fā)展成多元遙感；而且RS技術(shù)的圖像空間和光譜分辨率不斷提升，該技術(shù)也在城市建設(shè)、環(huán)境勘探和園林布局中有了較為理想的應(yīng)用效果。

2.3 勘探技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

首先，水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)較多，在實(shí)際應(yīng)用中，要結(jié)合水工環(huán)地質(zhì)實(shí)際情況，選取合適的勘探技術(shù)，對(duì)待測(cè)地區(qū)的水文、地質(zhì)、環(huán)境等要素進(jìn)行合理勘探，確保各項(xiàng)資源開發(fā)和利用的合理性。其次，要加大研發(fā)力度，不斷改進(jìn)勘探技術(shù)。我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，在此過程中對(duì)資源的需求是十分巨大的，資源的開發(fā)和利用對(duì)環(huán)境、土地、水體的影響越來(lái)越大，因此需要不斷研發(fā)新的勘探技術(shù)，確保我國(guó)城市化發(fā)展與生態(tài)環(huán)境達(dá)到平衡狀態(tài)。

3 結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，我國(guó)城市化進(jìn)程不斷加快，對(duì)能源的需求不斷上升，這就需要不斷提升水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)，利用先進(jìn)的技術(shù)指導(dǎo)我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)向著健康、良好的方向發(fā)展。水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)種類較多，在實(shí)際應(yīng)用中要結(jié)合實(shí)際情況，選擇合適的勘探技術(shù)，確保勘探結(jié)果的可靠性，為我國(guó)城市化健康發(fā)展提供技術(shù)保障，促進(jìn)我國(guó)水工環(huán)地質(zhì)勘探行業(yè)的發(fā)展。

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