水工環(huán)地質(zhì)勘察及遙感技術(shù)在地質(zhì)工作中的應(yīng)用

周明偉

（山東省第七地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，山東 臨沂 276000）

在社會經(jīng)濟和科技高速發(fā)展的大環(huán)境下，會出現(xiàn)不同程度的生態(tài)環(huán)境問題，需要相關(guān)的水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)來解決這些問題。另外，在城市化進(jìn)程不斷加快的當(dāng)下，城市發(fā)展面臨資源短缺、環(huán)境惡化等多方面的問題，也需要借助地質(zhì)勘察相關(guān)技術(shù)對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查，因此本文對水工環(huán)地質(zhì)勘察及遙感技術(shù)在地質(zhì)工作中的應(yīng)用進(jìn)行探討具有一定的必要性。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘察工作概念、工作內(nèi)容等相關(guān)概述

1.1 概念

水工環(huán)地質(zhì)勘察指的是為了了解水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)以及工程地質(zhì)而開展的勘察工作。在開展這項工作時，對勘察技術(shù)的準(zhǔn)確性、勘察位置選取等要求比較高，這樣才能確保對選定范圍水域水位、基層巖石頂板深度進(jìn)行有效的勘察[1]。

1.2 水工環(huán)地質(zhì)勘察的主要工作內(nèi)容

眾所周知，水工環(huán)包括水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)以及工程地質(zhì)內(nèi)容。其中水文地質(zhì)主要是對地下水的分布、形成規(guī)律以及地下水的物理性質(zhì)和化學(xué)成分等多方面進(jìn)行研究，為地下水資源合理利用、地下水對工程建設(shè)影響等提供參考依據(jù)；環(huán)境地質(zhì)主要對水質(zhì)惡化、海水侵入以及水資源短缺等全球性環(huán)境地質(zhì)問題與人類活動相互影響情況進(jìn)行研究；工程地質(zhì)主要對巖體穩(wěn)定性、地質(zhì)災(zāi)害等地質(zhì)問題進(jìn)行研究，綜合評價、分析以及預(yù)測各類地質(zhì)問題在工程建筑作用下可能出現(xiàn)的變化，為工程合理設(shè)計、施工以及使用等提供參考依據(jù)。與其他勘察工作相比較，水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的開展受水域的影響，增加了整個勘察工作的難度，因此，在實際開展水工環(huán)地質(zhì)勘察工作時，需要在了解勘察區(qū)域的基礎(chǔ)上對各類地質(zhì)問題進(jìn)行全面評估，并且結(jié)合各方面的需求來選擇地質(zhì)設(shè)計模式。

2 水工環(huán)地質(zhì)工作現(xiàn)狀及水工環(huán)地質(zhì)勘察在地質(zhì)工作中的應(yīng)用

2.1 水工環(huán)地質(zhì)工作現(xiàn)狀

隨著經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展，為地質(zhì)勘察工作的開展創(chuàng)造了有利的技術(shù)和設(shè)備基礎(chǔ)，促使地質(zhì)勘察工作朝著高效的方向發(fā)展。其中在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)勘察方面，逐漸地應(yīng)用各類新型的技術(shù)，比如在地質(zhì)勘察工作中所運用的遙感技術(shù)，由于遙感數(shù)據(jù)方面的技術(shù)空間分辨率的不斷提升，通過遙感圖像將物體大小、形態(tài)以及形狀等方面的紋理構(gòu)造清晰地展示出來，便于地質(zhì)工作人員對水工環(huán)地質(zhì)問題進(jìn)行深入分析和研究[2]。

另外，由于我國地域遼闊，各個地區(qū)地理條件差異性比較大，并且受外部設(shè)備、技術(shù)以及環(huán)境等方面因素的影響，導(dǎo)致水工環(huán)地質(zhì)勘察工作在實際操作過程中面臨多方面的挑戰(zhàn)，比如部分地區(qū)所開展的水工環(huán)地質(zhì)勘察工作沒有深入實際，所獲取的調(diào)查數(shù)據(jù)與實際水文數(shù)據(jù)信息存在一定的差距，無法為災(zāi)情的預(yù)測、防治等策略的制定提供科學(xué)的參考依據(jù)，不利于水工環(huán)地質(zhì)勘察工作質(zhì)量的提升，無法從根本上解決當(dāng)前地位工程建設(shè)方面的問題，因此，在了解水工環(huán)地質(zhì)工作現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，將可持續(xù)發(fā)展的理念引入到水工環(huán)地質(zhì)工作中，解決當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)工作進(jìn)展、工作質(zhì)量問題具有一定的現(xiàn)實意義。

2.2 水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用范圍

與傳統(tǒng)地質(zhì)勘察工作相比較，當(dāng)前水文地質(zhì)、工程地質(zhì)勘察工作面臨生態(tài)環(huán)境惡化、工程規(guī)劃以及勘察對象多樣等多方面因素的影響，使地質(zhì)勘察工作面臨多方面的挑戰(zhàn)。另外，人們逐漸從以往犧牲生態(tài)環(huán)境、浪費資源為代價獲取經(jīng)濟利益中進(jìn)行反思，認(rèn)識到人類與自然和諧相處的意義，逐漸將可持續(xù)發(fā)展的理念融入到水工環(huán)地質(zhì)工作中，并且隨著各類生態(tài)環(huán)境問題的出現(xiàn)，使水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的范圍不斷擴大，比如延伸到農(nóng)業(yè)生態(tài)地質(zhì)研究、城市水工環(huán)地質(zhì)研究以及生物地球化學(xué)與土地資源利用規(guī)定等多個領(lǐng)域。

同時，伴隨著當(dāng)前城市化進(jìn)程的不斷加快，城市人口快速增長與城市資源環(huán)境之間的矛盾問題也日益突出，一定程度凸顯出城市建設(shè)與規(guī)劃中地質(zhì)調(diào)查、評價工作的重要性，并且隨著城市環(huán)境污染問題的日益突出，當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘察工作還涉及城市環(huán)境污染監(jiān)測與防治、工程地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與風(fēng)險評估以及土地規(guī)劃等多方面。綜上所述，水工環(huán)地質(zhì)勘察工作涉及的范圍不斷擴展，在實際開展這項工作過程中，需要打破以往學(xué)科之間的界定、理念的束縛，將地質(zhì)學(xué)與生態(tài)學(xué)有機結(jié)合作為水工環(huán)地質(zhì)工作開展的理論依據(jù)，并且在實際開展水工環(huán)地質(zhì)勘察工作時，要圍繞地質(zhì)生態(tài)系統(tǒng)這一主要研究對象展開探究，對其形成與演化規(guī)律、利用現(xiàn)狀以及各要素與人類活動的關(guān)系進(jìn)行動態(tài)、綜合探究。

2.3 水工環(huán)地質(zhì)勘察在地質(zhì)工作中的應(yīng)用分析

在當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘察中應(yīng)用比較成熟、廣泛的技術(shù)為全球定位系統(tǒng)（GPS 技術(shù)），該技術(shù)在實際應(yīng)用中，能夠彌補傳統(tǒng)人工地面勘測精確度、人力成本等方面的局限性。另外，在當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中還會應(yīng)用探地雷達(dá)（GPR技術(shù)），其原理是利用電磁波來收集和傳送地質(zhì)信息，該技術(shù)在實際應(yīng)用過程中，需要在待測位置的地面上安裝電磁波發(fā)送裝置，在此基礎(chǔ)上將電磁波發(fā)送至地下來收集反射電磁波[3]，然后通過計算機程序?qū)λ占男畔⑦M(jìn)行構(gòu)圖，由于GPR 技術(shù)在圖像清晰度、靈敏度等方面具有一定的優(yōu)勢，對于地質(zhì)工作人員而言，運用該技術(shù)可以準(zhǔn)確、清晰地獲取所需要的地質(zhì)信息。但是該技術(shù)只適用于短距離的地質(zhì)勘察，對于長距離的地質(zhì)勘測會受多方面因素的影響，使其勘察的精確度降低。

3 遙感技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中的應(yīng)用

遙感技術(shù)作為地質(zhì)勘察工作中不可或缺的技術(shù)之一，在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)勘察工作中會應(yīng)用到該技術(shù)，遙感技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中的具體應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下方面：

3.1 地下水勘察中應(yīng)用遙感技術(shù)

在開展地下水勘察勘測工作時，主要借助陸地衛(wèi)星來收集所需信息，由于陸地衛(wèi)星、MSS 影像所提供的圖像清晰度、可讀性比較高，然后以混合比值圖像的方式對MSS 影像進(jìn)行精確處理，從而呈現(xiàn)出清晰、準(zhǔn)確地地下水影像特征，所獲取的地下水影像特征能夠為地下水勘察工作的開展提供參考依據(jù)[4]。比如哈薩克斯坦在地下水含水層進(jìn)行勘察過程中，主要借助遙感技術(shù)對所獲取的圖像進(jìn)行增強處理，并且通過監(jiān)測、實地考察來確定地下水的具體位置。

3.2 水土流失調(diào)查方面應(yīng)用遙感技術(shù)

眾所周知，水土流失作為常見的環(huán)境問題之一，為了促使水土流失調(diào)查效率的提升，主要借助遙感技術(shù)開展水土流失調(diào)查工作，比如利用遙感技術(shù)能夠全面、準(zhǔn)確地了解水土流失現(xiàn)狀，明確水土流失的具體范圍，針對相關(guān)現(xiàn)狀提出具有可行性的對策，從而改善當(dāng)前水土流失問題。另外，在利用遙感技術(shù)調(diào)查水土流失過程中，可以將本次調(diào)查的結(jié)果與上次調(diào)查結(jié)果進(jìn)行對比，來判斷水土流失情況是否得以控制和改善，從而為預(yù)防和改善水土流失問題制定相關(guān)的策略。

3.3 環(huán)境地質(zhì)勘察過程中應(yīng)用遙感技術(shù)

為了明確了解地表水周圍的環(huán)境污染情況，可以借助遙感技術(shù)對水工環(huán)地質(zhì)進(jìn)行合理化勘察。比如利用遙感技術(shù)對礦區(qū)開發(fā)范圍內(nèi)的滑坡、泥石流等自然災(zāi)害進(jìn)行調(diào)查，了解周圍被污染的生態(tài)環(huán)境的分布范圍、規(guī)律等，結(jié)合調(diào)查結(jié)果制定出自然災(zāi)害預(yù)防和治理方面的措施[5]。另外，在開展區(qū)域穩(wěn)定性調(diào)查工作時，可以應(yīng)用遙感技術(shù)對所獲取的不同時期地震資料進(jìn)行全面、科學(xué)分析，以此為依據(jù)來判斷該地區(qū)是否存在活動性斷裂。同時，在開展環(huán)境地質(zhì)勘察工作時，需要調(diào)查區(qū)域內(nèi)實際流量大小、水溫變化趨勢以及水溫影響因素等情況，以此為依據(jù)來制定具體的地質(zhì)勘察作業(yè)，并且也可以應(yīng)用遙感技術(shù)分析礦區(qū)是否存在放射性元素，從而合理評價礦區(qū)環(huán)境污染情況。

3.4 宏觀觀測方面應(yīng)用遙感技術(shù)

眾所周知，遙感技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作方面應(yīng)用比較廣泛。對于地質(zhì)勘察工作人員而言，可以從多個角度勘察地質(zhì)情況，比如，在利用遙感技術(shù)對地質(zhì)進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測的基礎(chǔ)上，可以借助該技術(shù)實時、有效地對環(huán)境、資源開發(fā)進(jìn)行全方位的監(jiān)控，從而獲取全面的地質(zhì)信息。另外，可以充分發(fā)揮遙感技術(shù)在圖像分辨率高、圖畫效果佳等方面優(yōu)勢，來獲取地質(zhì)勘察工作所需的地質(zhì)圖像，并且在進(jìn)行宏觀觀測過程中，可以將GPS 技術(shù)、GIS 技術(shù)等相結(jié)合，以促使地質(zhì)勘察工作效率的提升。

4 結(jié)語

在當(dāng)前信息化時代環(huán)境下，充分利用科技的力量來促使水工環(huán)地質(zhì)勘察水平的提升。其中遙感技術(shù)在地質(zhì)勘察中起到不可替代的作用，不僅能夠縮減地質(zhì)勘察人員地質(zhì)勘察工作量、時間等，而且能夠促使地質(zhì)勘察工作質(zhì)量的提升，因此，在后期水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中要重視科技的力量，結(jié)合實際勘察工作有選擇地應(yīng)用各類技術(shù)。