水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)及應(yīng)用范圍探索

張傳瑾

摘 要：水工環(huán)地質(zhì)勘察就是對水文、工程、環(huán)境地質(zhì)進行勘察。水工環(huán)地質(zhì)勘察在我國各個領(lǐng)域都具有非常重要的應(yīng)用，比如水利、工程建設(shè)等。本文將會對目前水工環(huán)地質(zhì)勘察中一些常用技術(shù)應(yīng)用范圍進行分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：水工環(huán)地質(zhì)勘察；工程；技術(shù)

中圖分類號：P624 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）20-0090-01

在地質(zhì)勘察當(dāng)中，水工環(huán)的地質(zhì)勘察階段主要分為初測、初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計。其中，初測主要是利用比較傳統(tǒng)的勘察方法來探測水文地址。初步設(shè)計是利用相關(guān)的技術(shù)來探測并且分析當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)特性和變化趨勢。技術(shù)設(shè)計主要是根據(jù)工程的需求來具有針對性的進行地質(zhì)勘測和設(shè)計。在實際地質(zhì)勘察中，有的勘察并不需要按照這個階段來進行，也并不是要將所有的勘察技術(shù)都用上，應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體的情況而定。不同的勘察技術(shù)也有著不同的應(yīng)用范圍。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘察的任務(wù)內(nèi)容

水工環(huán)機制勘察的階段為初測、初步設(shè)計和技術(shù)設(shè)計。第一，初測。初測中所使用的勘察方案沒有較高的精度。這個階段的勘察主要針對的是復(fù)蓋或者水下地區(qū)。主要應(yīng)用磁法、低電阻以及高電阻的方法來進行勘察工作?？辈爝^程要根據(jù)相關(guān)的參數(shù)來制定相應(yīng)的地質(zhì)圖表。一般情況下，勘測的主要環(huán)節(jié)是進行頂板深度和地下水位的勘察。第二，初步設(shè)計。從目前的情況來看，該階段主要應(yīng)用的技術(shù)為井法和電法，主要的勘察對象為建筑材料勘測、方向勘測、滑坡帶勘測等。這個階段的勘測數(shù)據(jù)能夠為以后的勘察工作提供一定的依據(jù)。第三，技術(shù)設(shè)計主要涉及到的勘察對象為巖層勘測、地下水淹沒物勘測、鉆井勘測等。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)及其應(yīng)用范圍

2.1 TEM技術(shù)

TEM技術(shù)又被稱為瞬變電磁法。在剛開始的發(fā)展階段，TEM技術(shù)主要被應(yīng)用在航空物探方面。雖然TEM技術(shù)在我國的發(fā)展時間并不長，但是在金屬礦勘探方面卻有著非常重要的作用。并且在工程勘測、環(huán)境勘測和災(zāi)害勘測方面都有著一定的應(yīng)用。TEM技術(shù)主要利用電磁設(shè)備的回線作用來將脈沖電磁波傳送到地下，并且在兩次傳送的間隙對二次渦流場進行一定的觀測。在觀測的過程中，如果二次渦流場出現(xiàn)異常或者渦流場不均勻，那么則表明地下分布著不均勻并且具有電性的地質(zhì)體。另外，TEM技術(shù)的應(yīng)用會導(dǎo)致電磁上對地下介質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。這在很大程度上會導(dǎo)致電磁波的傳播時間變長，并且會擴散到深層部位，從而導(dǎo)致煙圈效應(yīng)的產(chǎn)生。在這種情況下，煙圈效應(yīng)的有效分析可以發(fā)現(xiàn)瞬變場的變化規(guī)律。這能夠為尋找地質(zhì)問題的解決措施提供很大的幫助。

在水工環(huán)地質(zhì)勘察的過程中，TEM技術(shù)方法主要包含了垂直磁偶源法和電偶源法。其中，垂直磁偶源法的應(yīng)用范圍更為寬廣。TEM技術(shù)在地質(zhì)勘察中的應(yīng)用能夠提高橫向分辨率。同時在陡峭地質(zhì)條件下，TEM技術(shù)對異常地質(zhì)體的勘察能夠提高敏感度和觀測精度。并且TEM技術(shù)還被應(yīng)用在懸空勘測以及各種深度的目標(biāo)物探測中。因此，在水工環(huán)地質(zhì)勘察當(dāng)中，TEM技術(shù)具有著十分重要的意義。

2.2 GPS技術(shù)

GPS技術(shù)主要指的是全球定位系統(tǒng)，在水工環(huán)地質(zhì)勘察中具有著非常重要的作用。同時，和傳統(tǒng)的在地面上進行地質(zhì)勘察工作模式相比，GPS技術(shù)能夠有效利用信息技術(shù)來進行衛(wèi)星導(dǎo)航定位，根據(jù)當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘察的需求來對無線信號發(fā)射點進行必要的轉(zhuǎn)移。在定位的過程中，GPS技術(shù)可以通過三顆以上的衛(wèi)星來對地面上的接收機進行定位，并且能夠利用地面的基準(zhǔn)站來進行GPS接收機的設(shè)置，從而利用GPS接收機來連續(xù)觀測三顆以上的衛(wèi)星。GPS技術(shù)可以利用無線傳輸設(shè)備把觀測的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成為無線信號。GPS接收機在接收到衛(wèi)星傳輸?shù)男畔⑼瑫r能夠?qū)o線信號進行必要的處理，從而對基準(zhǔn)站的基線向量進行一定的核算，并且對基準(zhǔn)站的WGS-84坐標(biāo)進行解算。接下來變換基準(zhǔn)站的WGS-84坐標(biāo)系的參數(shù)，同時對用戶勘測需要的實際坐標(biāo)和準(zhǔn)確度進行準(zhǔn)確的計算。對于社會問題而言，GPS技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用。例如：地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染、人體健康的檢測。在今后的發(fā)展中，GPS技術(shù)將被應(yīng)用到新型城市的規(guī)劃以及建設(shè)當(dāng)中。

2.3 GPR技術(shù)

GPR技術(shù)就是我們常說的地質(zhì)雷達探測技術(shù)或探地雷達探測技術(shù)，地質(zhì)雷達探測技術(shù)頻率的主頻為10MHz-1000MHz的寬帶高頻時域的電磁脈沖波的反探測目標(biāo)體的幫助之下，可以檢測到各種地質(zhì)中存在的問題，并對可以對這些問題進行有效的解決。地質(zhì)雷達探測技術(shù)工作的原理就是：在地面表層的信號發(fā)射電線的幫助下，向地下發(fā)送用來探測的電磁波。然后根據(jù)地下地目標(biāo)體所反射到地面信號發(fā)射電線信號，所呈現(xiàn)出來的電磁波的時間頻率以及電磁波的振幅的特征，對地下的地質(zhì)情況進行分析。通過分析的結(jié)果，對地下地質(zhì)的分布、形態(tài)以及其他性質(zhì)進行準(zhǔn)確的評估。目前來說，地質(zhì)雷達探測技術(shù)是進行短距離探測的技術(shù)中，分辨率和精準(zhǔn)度最高的一種地球物理方法。

地質(zhì)雷達探測技術(shù)目前在很多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，比如基巖的起伏狀況，以及基巖覆蓋厚度的探測、隱伏斷層和破碎帶的查找，以及考古調(diào)查工作。這是因為地質(zhì)雷達探測技術(shù)可以實現(xiàn)探測、數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)處理的全自動化，使探測更加的方便。且地質(zhì)雷達探測技術(shù)自身具有很高的分辨率，通過其進行探測，可以清晰的看到探測目標(biāo)的圖像，而且還能夠進行很好的識別。所以近年來地質(zhì)雷達探測技術(shù)在以上領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，也取得了顯著的勘察效果。比如，建筑物地下邊坡孤石等一些不良體的探測；以及水利工程的水庫地下壩體的探測，或水利工程中防滲墻結(jié)構(gòu)層的探測；一些老城區(qū)地下管道埋深以及展布情況也會用地質(zhì)雷達探測技術(shù)進行探測。

2.4 PTK技術(shù)

PTK（Real-time kinematic）技術(shù)也就是實時動態(tài)差分法。就是通過系統(tǒng)實時分差去減少衛(wèi)星數(shù)據(jù)的改正，以及殘余誤差和載波相位測量的數(shù)據(jù)誤差。PTK技術(shù)通過實時動態(tài)分差能夠?qū)⑤d波相位測量改成的誤差控制到厘米以下。利用PTK技術(shù)進行探測，主要有三種不同的相位差分，這三種方法是具有相同之處，就是這三者都可以進行數(shù)據(jù)的改正發(fā)送以及流動站負(fù)責(zé)改正數(shù)據(jù)的接受。PTK技術(shù)的工作原理，就是在基準(zhǔn)站上設(shè)置一臺接受信號的設(shè)備，然后在流動基站再設(shè)立幾個一樣的信號接受裝置，這些信號接受裝置會接受來自同意衛(wèi)星發(fā)出的信號，同時對接收到的信號的固定位置進行對比分析，然后將分析之后得到的數(shù)據(jù)，即GPS差分改正數(shù)據(jù)，通過無線傳輸裝置再傳到流動基站，以獲得流動基站的精確位置。目前，PTK技術(shù)經(jīng)常會用在環(huán)境污染的防止，以及地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查，環(huán)境污染檢測等方面，是目前水工環(huán)地質(zhì)勘察非常關(guān)鍵的一種探測手段之一。

2.5 RS技術(shù)

RS技術(shù)即遙感技術(shù)（Remote Sensing，簡稱RS），就是從高處或者地球外層空間接受來自地球的各種地理電磁波信號，同時對這些信號進行處理，進而實現(xiàn)對地球表層各類地物和現(xiàn)象的遠(yuǎn)距離探測和識別。目前，RS技術(shù)主要是用在地球資源的勘察、地質(zhì)勘察以及自然災(zāi)害勘察，將RS技術(shù)和計算機技術(shù)進行結(jié)合，將會對水工環(huán)地質(zhì)勘察工作帶來很大的幫助，也必將會成為水工環(huán)地質(zhì)勘察中無可取代的探測技術(shù)之一。經(jīng)過多年的發(fā)展，RS技術(shù)已經(jīng)從單一波段逐漸發(fā)展為多源遙感，并建立了多元模型進行數(shù)據(jù)的分析，然后得出水工環(huán)地質(zhì)勘察的清晰圖像。近年來RS技術(shù)的遙感圖像空間和光譜分辨率都得到了提升，這將使其在園林建設(shè)、環(huán)境勘察中得到有效的利用。

3 結(jié)語

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，水工環(huán)地質(zhì)勘察的技術(shù)也隨之得到了提升。這對我國許多可以應(yīng)用水工環(huán)地質(zhì)勘察的領(lǐng)域來說具有很大的促進作用，特別是在工程建設(shè)方面，具有非常重要關(guān)鍵的作用，應(yīng)充分利用。

參考文獻

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