水工環(huán)地質(zhì)勘察工作技術(shù)運(yùn)用改進(jìn)方法初探

■孫永利

（四川省冶金地質(zhì)勘查局605大隊(duì)四川眉山620800）

水工環(huán)地質(zhì)勘察工作技術(shù)運(yùn)用改進(jìn)方法初探

■孫永利

（四川省冶金地質(zhì)勘查局605大隊(duì)四川眉山620800）

科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了地質(zhì)勘察相關(guān)工作效率的質(zhì)的飛躍，水工環(huán)地質(zhì)勘察工作不論是技術(shù)還是方法都有了新的突破，新的科技成果與水工環(huán)勘察工作相結(jié)合，提高了工作的效率和質(zhì)量。本文首先簡(jiǎn)要概述了水工環(huán)地質(zhì)勘察的相關(guān)情況以及應(yīng)用范圍，并主要介紹了水工環(huán)地質(zhì)勘察的新技術(shù)，即GPS-RTK技術(shù)的應(yīng)用情況，以期能夠鼓勵(lì)科技創(chuàng)新，促使我國(guó)的水工環(huán)地質(zhì)勘察工作邁上新臺(tái)階。

水工環(huán) 地質(zhì)勘察 新技術(shù)

我國(guó)的地質(zhì)勘探工作從建國(guó)以來(lái)發(fā)展非常迅速，為我國(guó)的資源開(kāi)發(fā)事業(yè)起到了推波助瀾的作用，切實(shí)做好了高速經(jīng)濟(jì)發(fā)展背后的資源補(bǔ)給工作。隨著科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的步伐加快，以及能源的過(guò)度消耗，我國(guó)面臨著能源枯竭的現(xiàn)實(shí)情況已成為擺在地質(zhì)勘察工作面前的難題，地質(zhì)找礦的進(jìn)度跟不上能源消耗的速度，還有地質(zhì)開(kāi)采工作不科學(xué)而導(dǎo)致的地表以及地下生態(tài)被破壞，這些都成為阻礙我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重大挑戰(zhàn)，在這種情況下，我國(guó)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作要找到突破點(diǎn)，加大新技術(shù)的研發(fā)力度，并應(yīng)用到地質(zhì)勘察工作中。

1　水工環(huán)地質(zhì)勘察概述

水工環(huán)地質(zhì)勘察工作和社會(huì)的發(fā)展甚至是人類(lèi)的生存環(huán)境的改善是不無(wú)關(guān)系的。特別是在全球氣候變化的今天，以及新常態(tài)戰(zhàn)略和科學(xué)發(fā)展觀作為指導(dǎo)思想的大背景下，很多有遠(yuǎn)見(jiàn)的國(guó)家都在致力于水工環(huán)地質(zhì)勘察的研究中。隨著世界能源的危機(jī)和氣候環(huán)境的變化，大多數(shù)國(guó)家都重新定位了本國(guó)地質(zhì)勘察工作的方向，同時(shí)水工環(huán)地質(zhì)勘察的技術(shù)也有了相應(yīng)的提高。未來(lái)水工環(huán)工作的趨勢(shì)是逐漸趨于一體化。

2　水工環(huán)地質(zhì)勘察的應(yīng)用范圍

新時(shí)期隨著國(guó)情的變化和經(jīng)濟(jì)過(guò)快發(fā)展帶來(lái)的生態(tài)環(huán)境問(wèn)題的出現(xiàn)，水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的內(nèi)容也發(fā)生著巨大的變化。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制建成以來(lái)，粗放型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展道路雖然使GDP屢創(chuàng)新高，但都是以資源過(guò)度消耗和生態(tài)環(huán)境惡化為代價(jià)的，甚至威脅到了人類(lèi)子孫后代的生產(chǎn)，這種不利局面也迫使我們?cè)诜此甲约旱男袨?，意識(shí)到必須保護(hù)現(xiàn)有的良好的生態(tài)環(huán)境，做到人與自然協(xié)調(diào)共處，才能保證發(fā)展的延續(xù)。這就對(duì)水工環(huán)地質(zhì)工作提出的新的要求。為了保護(hù)環(huán)境，水工環(huán)勘察的范圍將越來(lái)越大，尤其是城市水工環(huán)地質(zhì)研究將進(jìn)一步深入。

3　水工環(huán)地質(zhì)勘察工作技術(shù)改進(jìn)分析

水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的技術(shù)有了一定的改進(jìn)，新技術(shù)不斷的產(chǎn)生，其中推廣成果比較好的是GPS—RTK技術(shù)。它的優(yōu)點(diǎn)在于，不用分太多的步驟來(lái)進(jìn)行外業(yè)的測(cè)量，基本上是一次性的，這就提高了勘察的效率，節(jié)省了大量的勘察時(shí)間，能夠在短時(shí)間內(nèi)完成勘察工作，實(shí)現(xiàn)了效率上的提升。

3.1GPS—RTK新技術(shù)應(yīng)用的基本原理

3.1.1GPS技術(shù)的基本應(yīng)用原理。

如果要搞清楚如何通過(guò)衛(wèi)星進(jìn)行勘測(cè)的，就必須先知道衛(wèi)星定位的原理。首先從地面將無(wú)線電信號(hào)發(fā)送到衛(wèi)星，無(wú)線電可以進(jìn)行測(cè)距，如果有三個(gè)以上的地點(diǎn)發(fā)射了無(wú)線電信號(hào)，就可以知道衛(wèi)星所在的位置。然后三個(gè)以上的衛(wèi)星一起對(duì)某一地點(diǎn)發(fā)射無(wú)線電信號(hào)，就可以確定這一點(diǎn)的位置。在實(shí)際測(cè)量的過(guò)程中，需要一臺(tái)設(shè)備GPS接收機(jī)。首先需要將這臺(tái)設(shè)備安設(shè)在測(cè)量的地點(diǎn)上，然后不斷的接收衛(wèi)星發(fā)來(lái)的GPS信號(hào)，GPS接收機(jī)可以對(duì)這些信號(hào)進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理。接下來(lái)，這臺(tái)設(shè)備將接收到的信號(hào)經(jīng)過(guò)處理后通過(guò)傳輸設(shè)備不斷發(fā)送到進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的地方。最后，在這里對(duì)所有的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算，得出所需要測(cè)量地點(diǎn)的具體位置，并通過(guò)三維坐標(biāo)的方式將這個(gè)未知的地點(diǎn)表示出來(lái)。

3.1.2RTK技術(shù)的基本應(yīng)用原理。

RTK是一種新型的技術(shù)，它主要是對(duì)不斷運(yùn)動(dòng)的物體進(jìn)行每時(shí)每刻的測(cè)量。這個(gè)測(cè)量系統(tǒng)是通過(guò)對(duì)GPS測(cè)量技術(shù)的創(chuàng)新改造而得到的一種新的技術(shù)，它使測(cè)量的效果變得更好。在使用GPS技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，我們首先需要將一臺(tái)接收機(jī)放到待測(cè)地點(diǎn)內(nèi)，然后接受機(jī)不停的接收GPS衛(wèi)星傳送的信號(hào)。接下來(lái)，GPS接收機(jī)將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信息傳送給觀測(cè)中心。最后觀測(cè)中心對(duì)接收到的信號(hào)根據(jù)相關(guān)的原理進(jìn)行計(jì)算。在進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中，由于觀測(cè)中心的位置一直沒(méi)有改變，可以根據(jù)一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)無(wú)線電接收到的數(shù)據(jù)，先得到觀測(cè)中心的位置，然后對(duì)接收機(jī)的具體位置進(jìn)行分析，這時(shí)可以得到測(cè)量的數(shù)據(jù)是否精準(zhǔn)。如果得出的測(cè)量中心和接收機(jī)所在位置的距離很準(zhǔn)確，就可以確定得到的結(jié)果是正確的，不用再對(duì)其它的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而提高勘察的效率。

RTK技術(shù)就是根據(jù)GPS技術(shù)的原理得到的，它是通過(guò)對(duì)相同時(shí)間內(nèi)，不同地點(diǎn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而實(shí)現(xiàn)測(cè)量目的的技術(shù)。一般情況，使用這個(gè)技術(shù)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要準(zhǔn)備好軟件裝備、信號(hào)傳輸?shù)墓ぞ咭约坝脕?lái)接收GPS信號(hào)的儀器。

3.2GPS—RTK新技術(shù)應(yīng)用

3.2.1在水工環(huán)地質(zhì)勘察中應(yīng)用

GPS—RTK技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)有很多，這里筆者歸納為四個(gè)。一是保證精確的定位。一旦完全符合RTK技術(shù)應(yīng)用基本的工作條件，則在定位中就不會(huì)存在較大偏差，而在一定的工作范圍內(nèi)（通常情況為五千米），RTK技術(shù)的高程、平面精度等能精確到厘米。二是較高的作業(yè)效率。在常見(jiàn)的地勢(shì)地形中，RTK能對(duì)五千米之內(nèi)的半徑完成測(cè)量工作，且較之傳統(tǒng)的測(cè)量，RTK的控制點(diǎn)數(shù)量大大降低，且只需一人操作即可，各個(gè)放樣點(diǎn)僅需停留1.2秒。三是可進(jìn)行全天式作業(yè)。GPS—RTK技術(shù)需要兩個(gè)放樣點(diǎn)間能進(jìn)行光學(xué)通視，只要滿足了“電磁波、對(duì)空通視的要求”即可，所以和過(guò)去傳統(tǒng)的勘察工作技術(shù)相比，阻力很小，這種技術(shù)提供的工作方法技術(shù)時(shí)全天候的。最后是自動(dòng)化作業(yè)，集成化要求比較高。這項(xiàng)新技術(shù)可以運(yùn)用于很多外業(yè)的測(cè)量中，提高作業(yè)的精準(zhǔn)度。

3.2.2應(yīng)用舉例

這種新的技術(shù)在進(jìn)行自我改進(jìn)的基礎(chǔ)上，得到了應(yīng)用和普及，在水工環(huán)的地質(zhì)勘察的實(shí)踐中，被證實(shí)是可行的和有用的，而且用途和廣泛，如可以用來(lái)勘察各種隧道和山洞，地下埋藏的礦藏以及復(fù)雜的巖溶洞等地形；也可用于水文地質(zhì)勘察中淺層地下水的具體方位和周邊環(huán)境等。

4　結(jié)語(yǔ)

筆者認(rèn)為作為水工環(huán)地質(zhì)勘察工作者，轉(zhuǎn)變落后的工作觀念是最關(guān)鍵的，要努力解放勘察工作的思想，在勘查工作的方法上力求創(chuàng)新。但是創(chuàng)新勘察工作要分清重點(diǎn)和主次，主要對(duì)勘察的技術(shù)進(jìn)行研發(fā)和分析，并及時(shí)運(yùn)用到實(shí)際的工作者，促進(jìn)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作提高到一個(gè)新的層面上，為我國(guó)的地質(zhì)勘察行業(yè)的發(fā)展添磚加瓦。

[1]胡學(xué)超.試論水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)工作中的技術(shù)應(yīng)用 [J].世界家苑，2011（8）.

[2]蔣江丹.論水工環(huán)地質(zhì)勘察中GPSRTK的技術(shù)應(yīng)用 [J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2011（26）.

P624[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-7-205-1