探析新技術(shù)新方法在水工環(huán)地質(zhì)勘查中的應(yīng)用

李建龍

摘要：本文從當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘查現(xiàn)狀入手，簡(jiǎn)要介紹水工環(huán)地質(zhì)勘查中各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)及應(yīng)用范圍，使瞬變電磁技術(shù)、全球定位技術(shù)、探地雷達(dá)技術(shù)、載波相位差分技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘查中的應(yīng)用，以提升水工環(huán)地質(zhì)勘查水平。

關(guān)鍵詞：新技術(shù)；新方法；水工環(huán)；地質(zhì)勘查；應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘查中得以應(yīng)用，為水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)勘查提供了極為重要的技術(shù)支持，不僅提升了水工環(huán)地質(zhì)勘查的準(zhǔn)確性，同時(shí)也確保地質(zhì)勘查工作效率。因此，應(yīng)重視現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的研究，使其為水工環(huán)地質(zhì)勘查做出卓越貢獻(xiàn)。

1.當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘查現(xiàn)狀

水工環(huán)是水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)的簡(jiǎn)稱，通過對(duì)水工環(huán)地質(zhì)加以勘察，了解地下地質(zhì)情況及各項(xiàng)能源分布情況，是當(dāng)前國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要保障。但當(dāng)前由于資金投入力度較小，部分省市水工環(huán)地質(zhì)勘查所應(yīng)用的技術(shù)較為陳舊，難以滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)水工環(huán)勘察的實(shí)際需求，致使其勘查結(jié)果質(zhì)量難以保障，成果轉(zhuǎn)化率水平較低，形成一種惡性循環(huán)，嚴(yán)重阻礙了我國(guó)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作進(jìn)一步發(fā)展n]。

2.水工環(huán)地質(zhì)勘查中的技術(shù)及應(yīng)用范圍

2.1水工環(huán)地質(zhì)勘查中瞬變電磁技術(shù)及應(yīng)用范圍

瞬變電磁技術(shù)就是向地底發(fā)射脈沖磁場(chǎng)，從而探測(cè)地底電阻率，通過對(duì)電阻率的分析而了解測(cè)量范圍內(nèi)地電特征與規(guī)律。這一技術(shù)利用電磁感應(yīng)定律，對(duì)二次感應(yīng)渦流場(chǎng)加以觀測(cè)，于20世紀(jì)80年代進(jìn)入我國(guó)，經(jīng)過近40年的發(fā)展，瞬變電磁技術(shù)在水文地質(zhì)勘探、工程地質(zhì)勘探中應(yīng)用十分廣泛。瞬變電磁技術(shù)將設(shè)備中的電磁波通過回線發(fā)射到地底，在兩次發(fā)射的間歇中監(jiān)測(cè)其渦流場(chǎng)，如監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)結(jié)果與數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)范圍相互比對(duì)，如發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)波動(dòng)，則證明在該區(qū)域內(nèi)地底存在特殊地質(zhì)體。這是由于不同類型地質(zhì)其電性有所差異，電磁波在地底傳到的過程之中，特殊地質(zhì)將會(huì)延長(zhǎng)電磁波的傳輸時(shí)間，形成電磁波煙圈效應(yīng)，對(duì)這一時(shí)間差進(jìn)行分析和研究，從而了解區(qū)域內(nèi)地底地質(zhì)情況。在水工環(huán)地質(zhì)勘查中應(yīng)用瞬變電磁技術(shù)具有一定優(yōu)勢(shì)，瞬變電磁技術(shù)的分辨率較高，對(duì)地上部分地形要求較低，可靈活應(yīng)用于各項(xiàng)水工環(huán)地質(zhì)勘查工作之中，瞬變電磁技術(shù)是目前最為普遍的水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)之一，在實(shí)際勘察中具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

2.2水工環(huán)地質(zhì)勘查中全球定位技術(shù)及應(yīng)用范圍

全球定位技術(shù)在各行各業(yè)中的應(yīng)用尤為廣泛，這一技術(shù)具有高精度、全天候的優(yōu)勢(shì)，能夠?qū)Ω鞣N不同地質(zhì)情況進(jìn)行三維勘探，同時(shí)，全球定位技術(shù)還在不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)外各個(gè)國(guó)家均大力研究全球定位技術(shù)，由此可以預(yù)見，在未來階段，全球定位技術(shù)將會(huì)更為廣泛的應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)勘查工作中。傳統(tǒng)地質(zhì)勘查一般多基于地表加以觀察，而全球定位技術(shù)是利用衛(wèi)星來進(jìn)行定位與測(cè)量，在高空中對(duì)地面地質(zhì)情況精細(xì)化勘察，其精準(zhǔn)性與靈活性較高。在水工環(huán)地質(zhì)勘查過程中，應(yīng)用衛(wèi)星定位在地面上事先設(shè)置的接收機(jī)，衛(wèi)星在觀測(cè)之后將數(shù)據(jù)信息通過無線信號(hào)的形式傳輸至地面，并通過智能軟件計(jì)算和分析所采集的數(shù)據(jù)信息，從而對(duì)地面情況進(jìn)行精準(zhǔn)定位。與此同時(shí)，現(xiàn)代科技發(fā)展帶動(dòng)全球定位技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)階段全球定位技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)⒌乇碜鴺?biāo)進(jìn)行動(dòng)態(tài)化處理，進(jìn)而對(duì)其實(shí)時(shí)定位，在水工環(huán)地質(zhì)勘探中合理應(yīng)用全球定位技術(shù)，使得地質(zhì)定位精確到厘米級(jí)，有效提升了水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的準(zhǔn)確性。例如，在水工環(huán)地址勘查中應(yīng)用全球定位技術(shù)實(shí)施靜態(tài)勘察，根據(jù)勘探工程確定外控制網(wǎng)，選取適當(dāng)國(guó)家共致電，利用3至5臺(tái)全球定位接收器實(shí)施三維坐標(biāo)控制，從而實(shí)現(xiàn)高效的靜態(tài)測(cè)量。

2.3水工環(huán)地質(zhì)勘查中探地雷達(dá)技術(shù)及應(yīng)用范圍

探地雷達(dá)技術(shù)是當(dāng)前地質(zhì)勘察無損技術(shù)之一，這一技術(shù)勘察速度較快、分辨率較高、勘察成本較低，可以有效解決地質(zhì)勘查難題。探地雷達(dá)技術(shù)向地底發(fā)射高頻脈沖電磁波，電磁波在傳播過程中形成一定的波動(dòng)，通過探地雷達(dá)檢測(cè)系統(tǒng)將這一波動(dòng)數(shù)據(jù)加以收集，并利用數(shù)字化軟件進(jìn)行分析和處理，最終形成勘察結(jié)果，這一技術(shù)不僅在水工環(huán)地質(zhì)勘查中得以應(yīng)用，在考古勘探、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)中也經(jīng)常使用。探地雷達(dá)技術(shù)電磁脈沖波的頻率在100萬至10億赫茲范圍區(qū)間之內(nèi)，根據(jù)不同地質(zhì)情況進(jìn)行選擇。當(dāng)前探地雷達(dá)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、分析研究，到最終形成地質(zhì)勘探報(bào)告，這一過程全部由軟件自動(dòng)化完成。因此，其分析處理速度極快，在水工環(huán)地質(zhì)勘探中應(yīng)用具有極高的靈活性，尤其是在地表覆蓋厚、地下隱伏地形、破碎帶等特殊地質(zhì)勘查工作中，采用探地雷達(dá)技術(shù)能夠滿足實(shí)際勘察需求。在地表覆蓋厚、地下隱伏地形、破碎帶等特殊地質(zhì)勘查工作中，尤其在熔巖地區(qū)、復(fù)雜環(huán)境及堤壩隱患檢測(cè)等方面，采用探地雷達(dá)技術(shù)能夠滿足實(shí)際勘察需求，其應(yīng)用價(jià)值較高。

2.4水工環(huán)地質(zhì)勘查中載波相位差分技術(shù)及應(yīng)用范圍

載波相位差分技術(shù)是全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用技術(shù)之一，該技術(shù)與全球定位技術(shù)相互結(jié)合，轉(zhuǎn)變以往靜態(tài)化測(cè)量與定位的現(xiàn)狀，從而獲得動(dòng)態(tài)化測(cè)量結(jié)果。載波相位差分技術(shù)成為當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘查工作中高端技術(shù)種類，我國(guó)北斗衛(wèi)星系統(tǒng)利用多顆衛(wèi)星共同測(cè)量，地面建立基準(zhǔn)監(jiān)測(cè)站、流動(dòng)監(jiān)測(cè)站，二者將所測(cè)量的數(shù)據(jù)并將地面測(cè)量站的載波相位進(jìn)行差分分析處理，通過一系列求查解算，進(jìn)而獲得厘米級(jí)、甚至毫米級(jí)的動(dòng)態(tài)測(cè)量精度。在水工環(huán)地質(zhì)勘查中應(yīng)用載波相位差分技術(shù)，有效提升了勘察工作效率和結(jié)果的準(zhǔn)確性。同時(shí)，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)載波相位差分技術(shù)誕生，將以往單點(diǎn)載波相位差分處理進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化優(yōu)化，使若干參考站成為一個(gè)定位網(wǎng)絡(luò)，在該網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行載波相位差分處理，避免了以往單點(diǎn)載波相位差分?jǐn)?shù)據(jù)線性衰減造成的信息誤差，增強(qiáng)了載波相位差分技術(shù)的準(zhǔn)確性與實(shí)效性。另外，在載波相位差分技術(shù)之中引入虛擬參考站技術(shù)，將測(cè)量區(qū)域?qū)崟r(shí)動(dòng)態(tài)載波相位差分結(jié)果加以測(cè)定，使得移動(dòng)監(jiān)測(cè)站與基準(zhǔn)站之間的距離可以進(jìn)一步拉大，并不會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響。因此，在水工環(huán)地質(zhì)勘查中合理應(yīng)用載波相位差分技術(shù)與虛擬參考站技術(shù)，增強(qiáng)全球定位系統(tǒng)的性能和準(zhǔn)確性。將兩種技術(shù)均應(yīng)用于地質(zhì)勘查工作之中，其應(yīng)用效果及應(yīng)用范圍十分廣泛。

3.結(jié)束語

綜上所述，水工環(huán)地質(zhì)勘查對(duì)技術(shù)的要求較高，其勘察效果與科學(xué)技術(shù)發(fā)展息息相關(guān)，在水工環(huán)地質(zhì)勘查中靈活應(yīng)用各項(xiàng)現(xiàn)代化技術(shù)，并根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況加以選擇，有利于提高地質(zhì)勘查結(jié)果準(zhǔn)確性，對(duì)我國(guó)地質(zhì)勘查事業(yè)發(fā)展具有重要影響。