新形勢下水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)及其應(yīng)用分析

張志遠

（山西省地質(zhì)勘查局二一四地質(zhì)隊，山西運城044000）

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，人們應(yīng)該適當?shù)丶訌姷刭|(zhì)研究當中各項技術(shù)的實際應(yīng)用，因為現(xiàn)如今能源危機隨著經(jīng)濟的發(fā)展不斷加劇，在能源供需方面存在著極大的矛盾?；诓煌臅r代下，地質(zhì)學(xué)方面的研究也相繼獲得了不同程度的突破。但是由于當前經(jīng)濟的發(fā)展過度依賴能源，并且在能源方面的需求呈現(xiàn)逐年增加的現(xiàn)象，因此，需要選擇合理且有效的方法在合理的范圍內(nèi)將先進的技術(shù)應(yīng)用其中，從而更加全面的分析地質(zhì)環(huán)境，滿足技術(shù)方面的需求。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘察的概述

1.1 水工環(huán)地質(zhì)勘察的要求

為了能夠更好地開展水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用，本文就水工環(huán)地質(zhì)勘察的基本要求展開分析，首先需要選擇科學(xué)合理的方式開展水工環(huán)地質(zhì)勘察，一般包括：地下水工環(huán)實際情況的勘察、地理條件的勘察以及地下水層分布條件的勘察等。在進行實際勘察時，要準確地掌握施工現(xiàn)場的具體水位變化情況以及地下水等流經(jīng)情況等，了解施工現(xiàn)場的水層厚度、流向、水位以及分布情況，進一步與政府相關(guān)部門所提供的相關(guān)資料進行結(jié)合分析，準確地對地下建筑的實際情況進行評估以便后續(xù)的施工。

1.2 水工環(huán)地質(zhì)勘察的內(nèi)容

一般在開展水工環(huán)地質(zhì)勘察的時候所需要勘察的內(nèi)容相對較為廣泛，并且每一個環(huán)節(jié)都需要針對不同的重點進行勘察。具體內(nèi)容包括以下幾點：

（1）制定科學(xué)的勘察方案。在進行方案制定的過程中需要與實際情況相結(jié)合，并且針對地下水進行初步檢測的過程中要準確地記錄數(shù)據(jù)，將所有的數(shù)據(jù)全部記錄在統(tǒng)一的表格當中，可以清楚且直觀地將所有的勘察結(jié)果體現(xiàn)出來。在實際測量的過程中應(yīng)該將勘察的重點放在地下水位的深度和頂板深度方面。

（2）設(shè)計過程中，可以引入電法技術(shù)看勘察地下水的水流速度與流向，也要做好數(shù)據(jù)的記錄工作，因為這些數(shù)據(jù)可以為后續(xù)的勘察提供一定的依據(jù)。

（3）充分的利用先進的技術(shù)以及設(shè)備，并且可以通過收集資料的方式來提高工作效率，提高勘察的質(zhì)量。

1.3 水工環(huán)地質(zhì)勘察的應(yīng)用領(lǐng)域

雖然說現(xiàn)階段我國各個城市的發(fā)展情況不盡相同，但是地質(zhì)勘察技術(shù)是所有建設(shè)過程中都必不可少的一項技術(shù)，其中水工環(huán)勘察技術(shù)的使用范圍相對較為廣泛。第一，可以應(yīng)用于醫(yī)學(xué)范圍當中，水工環(huán)勘察技術(shù)能夠高效地對疾病進行預(yù)防和分析；第二，將水工環(huán)勘察技術(shù)應(yīng)用于土地資源當中，這樣可以確保土地資源的利用情況更加合理；第三，推動城市化進程的發(fā)展。在城市化建設(shè)的過程中，水工環(huán)勘察技術(shù)能夠在很大程度上為城市建設(shè)提供強大的數(shù)據(jù)支持，特別是當前的建設(shè)現(xiàn)代都市的過程中，所涉及到因素種類繁多，并且各項因素之間關(guān)系錯中復(fù)雜，以致于城市化建設(shè)的難度不斷攀升，嚴重地阻礙了城市的發(fā)展。

2 水工環(huán)地質(zhì)問題對工程地質(zhì)勘察的重要性

2.1 地下水上升對工程地質(zhì)的影響

一般引起地下水位上漲的原因有很多，例如：降雨、施工以及人工灌溉等。并且地下水位的上升會在很大程度上導(dǎo)致土質(zhì)疏松、呈現(xiàn)沼澤化現(xiàn)象，致使建筑工程地基的承載力大幅度下降，間接導(dǎo)致最初的設(shè)計方案無法滿足當前的地質(zhì)情況，從而嚴重地影響了工程的建筑質(zhì)量[1]。雖然說地下水的上升并不會增加自重應(yīng)力，但是卻能夠造成土壤的壓縮現(xiàn)象。因工程發(fā)生了沉降，建筑物的生命周期與質(zhì)量必然會受到極大的影響。另外，地下水長期呈現(xiàn)上升的狀態(tài)就會對建筑物的地基形成強烈的腐蝕，從而引發(fā)預(yù)埋件出現(xiàn)斷裂。

2.2 地下水下降對工程地質(zhì)的影響

地下水下降會在很大程度上對工程的地質(zhì)產(chǎn)生影響。工程施工、采礦、抽水灌溉、水庫蓄水等項目的發(fā)生都會導(dǎo)致地下水出現(xiàn)下降的現(xiàn)象，并且在較短時間內(nèi)就能夠改變土質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，一旦土壤的自重應(yīng)力增加，就會出現(xiàn)沉降的現(xiàn)象，直接對地表建筑物的穩(wěn)定性造成極大的影響。

2.3 地下水流動對工程地質(zhì)的影響

能夠?qū)こ痰刭|(zhì)造成不利影響的因素不僅僅包括地下水的上升或者下降，還包括地下水的流動方向和速度。如果說地下水的流動情況較為頻繁，那么土壤就會呈現(xiàn)出不同程度的收縮或者膨脹現(xiàn)象，該變了巖層的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致巖層出現(xiàn)基坑，影響到土地的實際承載能力，如果長期受到這樣的影響，就會在無形中為工程的質(zhì)量安全埋下隱患。

3 水工環(huán)地質(zhì)勘察的影響因素

3.1 政策因素

在水工環(huán)地質(zhì)勘查過程中政策因素所帶來的影響是非常大的，對于找礦方面的地質(zhì)勘察來說，具備極強的商業(yè)性，所以其在進行地質(zhì)勘察的時候沒有結(jié)合當?shù)氐膶嶋H情況進行尋找與勘察，反而將大部分的勘察重心都放在了礦石的數(shù)量與質(zhì)量上，過于重視企業(yè)的經(jīng)營利益，嚴重地影響了勘察工作的有序開展，也直接將勘察工作的質(zhì)量和效率大幅度降低，以致于在后續(xù)施工過程中出現(xiàn)諸多難以解決的問題[2]。造成這些問題出現(xiàn)主要原因是開展勘察的單位并沒有深入到施工現(xiàn)場進行水工環(huán)地質(zhì)勘察，因為，我國地質(zhì)勘察工作的開展與當前所現(xiàn)行的相關(guān)政策之間存在很多的矛盾。就商業(yè)性的地質(zhì)勘察來說，勘察所使用的資金都是礦的產(chǎn)權(quán)人經(jīng)過一系列方法采取多種多樣的措施所籌集的，與其他行業(yè)相比較來說存在較大的特殊性。因為對于礦業(yè)的產(chǎn)權(quán)人來說，其最終目的就是希望能夠以最少的成本獲取最大的利益，在采礦的過程中還會選擇合理的手段提升礦的產(chǎn)量[3]。現(xiàn)如今，很多企業(yè)為了縮減成本已經(jīng)簡化了很多工作流程，特別是地質(zhì)勘察方面。如果要按照相關(guān)的規(guī)定與標準展開地質(zhì)勘察工作，則會在無形中增加工作難度。礦業(yè)產(chǎn)權(quán)人在進行地質(zhì)勘察的過程中沒能夠選擇正確且合理的開采方法，加上政策原因?qū)Φ刭|(zhì)勘察安全性所造成的影響，促使相關(guān)企業(yè)的工作人員選擇合理的措施逐漸完善此方面的相關(guān)政策。

3.2 技術(shù)因素

當前階段我國所使用的水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)仍然以傳統(tǒng)技術(shù)為主，當前較為先進的一些技術(shù)手段還沒有在水工環(huán)地質(zhì)勘察中被廣泛應(yīng)用，并且在實驗的過程中尚未得到技術(shù)與理論方面的支持，造成在水工環(huán)地質(zhì)勘察的工作效率與質(zhì)量相對較低，不僅沒能夠促進水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的進步，反而阻礙其發(fā)展[4]。所以，對于企業(yè)而言，其應(yīng)該積極地采取行之有效的手段將國外先進的技術(shù)引入到我國水工環(huán)地質(zhì)勘察工作當中，這樣才能夠真正地將我國的勘察技術(shù)提高，成為我國經(jīng)濟發(fā)展的主要動力。

3.3 人員因素

在具備商業(yè)性質(zhì)的地質(zhì)勘察工作中，礦產(chǎn)的勘察是尤為重要的，因為在開采礦產(chǎn)的時候，需要對水文地質(zhì)知識進行相應(yīng)的跟蹤，并且需要時刻將其放在首位位置上，切勿因其他因素而忽視了其的重要性。但是，在實際勘察的過程中相關(guān)的工作人員經(jīng)常會忽視勘察中所存在的水文地質(zhì)工作，將精力更多的集中在控制礦床當中，并且就礦產(chǎn)的開采工作進行了深入的分析與探究。有很多地區(qū)在地質(zhì)勘察的過程中并沒有針對水文地質(zhì)提出過較高的要求，并且很多規(guī)范與工作標準都尚未達到國家所制定的相關(guān)標準；另外，還有很多勘察人員甚至都不知道礦產(chǎn)的詳細情況就盲目地提交報告，這樣的工作方法對我國礦業(yè)的發(fā)展十分不利，不僅無法幫助企業(yè)創(chuàng)造更高的價值與效益，還在很大程度上限制了企業(yè)的發(fā)展與進步，對于后續(xù)的工作而言也存在較大的安全隱患問題[5]。由于工作人員嚴重的缺乏此方面的相關(guān)知識、經(jīng)驗和技能，導(dǎo)致在進行地質(zhì)勘察的過程中問題頻發(fā)。所以，對于水工環(huán)地質(zhì)勘察工作來說，在選拔地質(zhì)勘察人才的過程中需要充分地去考慮人才所具備的專業(yè)知識與技能，在合理的范圍內(nèi)為企業(yè)挑選具備高水平、高素質(zhì)的應(yīng)用型人才。

4 水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 GPS勘察技術(shù)的應(yīng)用

GPS全球定位系統(tǒng)是當前階段非常先進的一項技術(shù)，并且可以為海陸空等領(lǐng)域提供實時的、高精準度的、全天的導(dǎo)航服務(wù)。如果說將該技術(shù)應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)勘察當中，不僅能夠有效地降低外界人員對勘察的干擾，還能夠提供更為準確的勘察信息。此外，GPS全球定位技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)Νh(huán)境中的水文分布、環(huán)境污染以及地質(zhì)災(zāi)害等情況進行實時的檢測，并能夠在第一時間完成所有數(shù)據(jù)的傳輸與處理，既能夠提高勘察的效率和質(zhì)量，還能夠提高勘察結(jié)果的準確性[6]。

4.2 TEM勘查技術(shù)應(yīng)用

TEM勘查技術(shù)也被稱為瞬變電磁法技術(shù)，一般情況下這種方法會被用來進行捕捉和判定。因為當波長足夠穩(wěn)定的時候可以在很大程度上對地下巖石的成分進行確定。其原理與低頻電磁技術(shù)基本上類似。因為低頻電磁技術(shù)就是通過電磁波進行捕捉，從而進一步去分辨地下礦石的種類[7]。由于礦石的種類不同其所捕捉到的電磁波也不盡相同，所以電磁波的長與短能夠作為確定地下礦石成份的主要依據(jù)。將這種方法應(yīng)用于地質(zhì)勘察當中不僅可以獲取精準的結(jié)果，還能夠有效減少人工成本。

4.3 電法技術(shù)的應(yīng)用

在水工環(huán)地質(zhì)勘察過程中電法技術(shù)的使用是最為廣泛的，因為該技術(shù)具備極強的實用性，能夠有效地促進勘察水平的提升。此外電法技術(shù)的應(yīng)用歷史相對較長，所以技術(shù)方面也十分成熟，一般電法技術(shù)的使用方式有兩種：一是，高密電法。這種勘察方法以方式為核心來完成勘察，通常在野外使用，具備操作方法簡單、勘察數(shù)據(jù)準確度高等特點；二是，激化法。這一方法則是利用相關(guān)的手段激化巖石，因為巖石的內(nèi)部存在一定的差異，可以通過不同的差異分辨結(jié)果，這樣的方式主要應(yīng)用在巖石勘察或者水資源勘察方面。

4.4 RTK技術(shù)的應(yīng)用

RTK 技術(shù)也被稱為實時動態(tài)技術(shù)，其所具有的主要作用就是對兩個測量站的載波相位進行實時的處理于觀測，把基準站中所采集到的載波相位實時傳輸?shù)接脩舻慕邮諜C上，從而求出坐標。與GPS衛(wèi)星定位技術(shù)相比較而言，該技術(shù)既能夠完成數(shù)據(jù)的實時獲取，還能夠?qū)崿F(xiàn)定位的精準程度，可以在完成數(shù)據(jù)實時共享的同時有效地提高作業(yè)的效率及質(zhì)量，可以在一定程度上為工程的放樣以及地形的測量提供了新的方法[8]。如果將該技術(shù)與GPS技術(shù)結(jié)合使用，不僅能夠增加測量數(shù)據(jù)的精確度，還能夠更加及時準確的對水文分布、地質(zhì)災(zāi)害以及環(huán)境污染等問題進行判斷，推動我國的水工環(huán)地質(zhì)勘察的發(fā)展。

4.5 RS技術(shù)的應(yīng)用

RS 技術(shù)是利用遙感技術(shù)對自然災(zāi)害進行預(yù)防與勘察，同時也可以將該技術(shù)進一步應(yīng)用到農(nóng)作物的產(chǎn)量預(yù)估、植被資源調(diào)查以及病蟲害的預(yù)測等方面。但是由于當前的科學(xué)技術(shù)發(fā)展非?？欤摷夹g(shù)的應(yīng)用范圍也逐漸變得越來越廣泛，并且遙感技術(shù)也逐漸從原本單一的形式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣募夹g(shù)，同時在城市地質(zhì)勘察以及環(huán)境監(jiān)測等方面都取得較為理想成績。

5 結(jié)論

綜上所述，在新形勢之下利用水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)對于國家社會的發(fā)展有著非常重要的意義，同時也對我國當前能源緊缺的現(xiàn)象起到了很好的緩解作用，所以政府相關(guān)部分需要重視此方面所存在的問題，并在一定程度上給予財政方面的支持。當前階段水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的具體應(yīng)用主要包括：GPS 勘察技術(shù)的應(yīng)用、TEM勘查技術(shù)應(yīng)用、電法技術(shù)的應(yīng)用、RTK技術(shù)的應(yīng)用以及RS 技術(shù)的應(yīng)用。將這些技術(shù)應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)勘察當中對于環(huán)保領(lǐng)域以及防災(zāi)領(lǐng)域而言有著非常重要的意義，所以就需要在發(fā)展的過程中不斷地去完善此方面的相關(guān)內(nèi)容與規(guī)定，確?？辈斓膬r值能夠被充分的發(fā)揮出來。