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

王文娟 王盼盼

摘 要：水工環(huán)地質(zhì)勘察具體指的是水文地質(zhì)勘察、工程地質(zhì)勘察和環(huán)境地質(zhì)勘察，也就是說(shuō)，它囊括了地質(zhì)勘察的大部分工作內(nèi)容。近些年來(lái)，我國(guó)的水工環(huán)地質(zhì)勘察水平得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在水利工程、樓宇建筑、煤礦開采、環(huán)境保護(hù)、科學(xué)研究等領(lǐng)域都發(fā)揮出了重要作用。

關(guān)鍵詞：水工環(huán)；地質(zhì)勘察技術(shù)；應(yīng)用范圍

TEM技術(shù)及其應(yīng)用范圍

TEM技術(shù)即瞬變電磁法，它除了在金屬礦勘探中應(yīng)用廣泛，且取得的成效較高；同時(shí)TEM技術(shù)還在地質(zhì)災(zāi)害勘測(cè)、工程勘測(cè)、環(huán)境勘測(cè)中應(yīng)用。其工作原理是：回線發(fā)揮著其獨(dú)有的作用，可發(fā)送將脈沖電磁波，直至地下，利用發(fā)送間歇觀測(cè)二次渦流場(chǎng)。一旦發(fā)現(xiàn)異常，則會(huì)檢測(cè)地下中是否存在電性不均勻地質(zhì)體而作出判斷；除此之外，應(yīng)用TEM技術(shù)時(shí)地下機(jī)制會(huì)受到某種程度的電磁場(chǎng)影響，延長(zhǎng)電磁波的傳播時(shí)間及深度，形成煙圈效應(yīng)。對(duì)電磁波的傳播深度和時(shí)間進(jìn)行仔細(xì)分析便可逐漸掌握其中規(guī)律，為解決地質(zhì)問(wèn)題提供準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。TEM技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)為：首先，在陡峭環(huán)境下，不易被地形條件影響和限制。對(duì)異常地質(zhì)體較為敏感，且具有較高的觀測(cè)精度；其次，不易被裝置藕合噪聲干擾而影響觀測(cè)精度；另外，當(dāng)遇到懸空勘測(cè)情況時(shí)，依然保持較好的應(yīng)用效果，能對(duì)各種深度的目標(biāo)物進(jìn)行有效的探測(cè)。目前，電偶源方法和垂直磁偶源方法是TEM技術(shù)的主要應(yīng)用載體。其中，垂直磁偶源方法的應(yīng)用范圍更廣一些。

GPS技術(shù)及其應(yīng)用范圍

GPS技術(shù)就是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它打破了原有的只能在地面進(jìn)行地質(zhì)勘察的固有模式，可根據(jù)勘察需要轉(zhuǎn)移無(wú)線信號(hào)發(fā)射點(diǎn)。其工作原理為：先在地面基準(zhǔn)站設(shè)置一臺(tái)GPS接收機(jī)，再利用3顆或3顆以上的衛(wèi)星對(duì)地面接收機(jī)的位置進(jìn)行定位；同時(shí)，地面接收機(jī)也要對(duì)這些衛(wèi)星進(jìn)行持續(xù)觀測(cè)，并將觀測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為無(wú)線信號(hào)并通過(guò)無(wú)線傳輸設(shè)備進(jìn)行傳輸，進(jìn)而核算出基準(zhǔn)站的基線向量及WGS-84坐標(biāo)，通過(guò)WGS-84坐標(biāo)計(jì)算出勘測(cè)所需要的實(shí)際坐標(biāo)與準(zhǔn)確度，圖1為GPS工作原理示意圖。目前，GPS技術(shù)憑借其強(qiáng)大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，已將其應(yīng)用范圍延伸至人體健康、地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境污染等領(lǐng)域，在新型城市規(guī)劃建設(shè)中也發(fā)揮出了一定的作用。

GPR技術(shù)及其應(yīng)用范圍

GPR技術(shù)具體是指地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)或探地雷達(dá)技術(shù)。地質(zhì)雷達(dá)的工作原理為：地面發(fā)射天線向地下發(fā)送電磁波，再由地下目標(biāo)體反射至地面天線，通過(guò)對(duì)接收電磁波時(shí)頻以及振幅特性進(jìn)行分析，最終根據(jù)對(duì)地質(zhì)體形態(tài)及性質(zhì)做出評(píng)價(jià)。目前，GPR技術(shù)憑借數(shù)據(jù)采集與處理全自動(dòng)、圖像分辨率高、目標(biāo)物精準(zhǔn)、操作快捷等優(yōu)勢(shì)，成為短距離探測(cè)中應(yīng)用得最為廣泛的物理探測(cè)方法。

RTK技術(shù)及其應(yīng)用范圍

RTK技術(shù)通過(guò)系統(tǒng)差分法可降低衛(wèi)星數(shù)據(jù)改正殘余誤差以及載波相位測(cè)量的數(shù)據(jù)誤差，改正后的誤差可控制在厘米以內(nèi)。其工作原理是：先在基準(zhǔn)站上設(shè)置一臺(tái)接收設(shè)備，再在流動(dòng)站上設(shè)置多幾個(gè)同樣的接收裝置，這些接收裝置同時(shí)接收同一衛(wèi)星所發(fā)出的信號(hào)，并將接收到的信號(hào)和固定位置信息進(jìn)行對(duì)比，再將改正后的數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線傳輸設(shè)置傳輸?shù)搅鲃?dòng)站，最終得到精確位置，如圖2所示。例如某一硝化纖維廠由于污水泄漏，對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境造成了污染。分別對(duì)15個(gè)30米深和8個(gè)45米深的鉆孔中進(jìn)行雷達(dá)探測(cè)，再采用惠更斯—基爾霍夫（HK）疊加法對(duì)探測(cè)信息進(jìn)行測(cè)算分析，繪制出三維雷達(dá)圖。在圖像上，可以判斷準(zhǔn)確出幾個(gè)受到硝化纖維污染的位置。為控制其污染程度及相關(guān)治理工作提供了重要參考。

RS技術(shù)及其應(yīng)用范圍

RS技術(shù)是指遙感技術(shù)，需要與計(jì)算機(jī)技術(shù)配合使用。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，RS技術(shù)通過(guò)多元模型分析，已由以往的單一波段發(fā)展至多源遙感，且圖像空間和光譜分辨率也實(shí)現(xiàn)了大幅提升。在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，遙感技術(shù)更多的是應(yīng)用于園林城市建設(shè)、環(huán)境勘察等領(lǐng)域，并取得了顯著成效。

結(jié)語(yǔ)

隨著水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的不斷完善，其在建筑工程領(lǐng)域中發(fā)揮巨大作用。實(shí)際的水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)并不僅限于本文所提到的幾種，在今后的工作中，期望各項(xiàng)勘察技術(shù)能夠得到更加快速的發(fā)展，為人類發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

（作者單位：河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院）

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