基于數(shù)據(jù)分析下的水工環(huán)地質(zhì)勘察研究

作者簡(jiǎn)介：曾澤華（1984—），男，本科，助理工程師，研究方向?yàn)樗きh(huán)。

摘要：基于數(shù)據(jù)分析開展水工環(huán)地質(zhì)勘察工作，有利于提高勘察數(shù)據(jù)利用率，在維護(hù)生態(tài)環(huán)境安全的同時(shí)，亦可滿足地質(zhì)勘察行業(yè)優(yōu)化需求。在此之上，本文簡(jiǎn)要分析了水工環(huán)地質(zhì)勘察內(nèi)容及其現(xiàn)實(shí)意義，并對(duì)安全勘察技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)、RTK技術(shù)、GPR技術(shù)要點(diǎn)展開論述，通過在工程地質(zhì)、水文地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)中的應(yīng)用，確保地質(zhì)勘察工作取得卓越成果，適應(yīng)復(fù)雜的勘察環(huán)境。

關(guān)鍵詞：水工環(huán)? 工程地質(zhì)? 環(huán)境地質(zhì)? 地質(zhì)勘察

Abstract： The development of hydraulic and environmental geological survey based on data analysis is conducive to improving the utilization rate of survey data， maintaining the safety of ecological environment， and also meeting the optimization needs of geological survey industry. On top of this， this article briefly analyzes the hydrogeology survey contents and practical significance， and the safety investigation， data analysis technology， RTK technology， GPR technology main points， through the application of the engineering geology， hydrogeology and environmental geology， ensure that geological prospecting work outstanding achievements， to adapt to the complex survey environment.

Key Words： Hydraulic ring; Engineering geology; Environmental geology; Geological survey

水工環(huán)地質(zhì)勘察泛指水文、工程及環(huán)境地質(zhì)勘察事項(xiàng)?？辈烊藛T在現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中，為了進(jìn)一步獲得可靠的勘察數(shù)據(jù)，理應(yīng)選用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，創(chuàng)新地質(zhì)勘察方法，以便改進(jìn)后，能夠體現(xiàn)地質(zhì)勘察價(jià)值，而且也能適當(dāng)拓寬地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用渠道，在多元化場(chǎng)景中，均能憑借水工環(huán)地質(zhì)勘察，掌握更多勘察信息，從而促進(jìn)地質(zhì)勘察行業(yè)良性運(yùn)作。

1? 水工環(huán)地質(zhì)勘察的主要內(nèi)容及其現(xiàn)實(shí)意義

1.1 內(nèi)容

作為一項(xiàng)綜合勘察工作，勘察人員于水工環(huán)地質(zhì)勘察過程中，需要依據(jù)勘察目標(biāo)逐步完成勘察任務(wù)。具體涵蓋以下3項(xiàng)勘察內(nèi)容.第一，水文地質(zhì)勘察，勘察人員在勘察現(xiàn)場(chǎng)需要針對(duì)地下水流向及水位波動(dòng)情況等多項(xiàng)信息予以采集，而且還要求勘察人員針對(duì)地下水分布規(guī)律，以及對(duì)環(huán)境、施工活動(dòng)的關(guān)聯(lián)性，為相關(guān)單位出具科學(xué)的勘察報(bào)告，以免因地下水下滲等原因，延誤原有工作進(jìn)度。以深基坑工程為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)：有70%以上的工程受水文地質(zhì)勘察問題，而導(dǎo)致無法準(zhǔn)確獲取地下水分布數(shù)據(jù)，從而導(dǎo)致深基坑施工遇到安全隱患。所以，水文地質(zhì)勘察能夠及時(shí)引導(dǎo)施工單位做好地下水處理工作。第二，工程地質(zhì)勘察，勘察人員為了給工程活動(dòng)創(chuàng)造有利條件，需對(duì)施工區(qū)域內(nèi)的地勢(shì)地形及圍巖結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行綜合勘察，而后確保施工單位能夠參照工程地質(zhì)勘察結(jié)果出具完善的施工計(jì)劃。第三，環(huán)境地質(zhì)勘察我國(guó)正在積極倡導(dǎo)綠色環(huán)保理念，若能積極落實(shí)水工環(huán)地質(zhì)勘察事項(xiàng)，可以從中了解當(dāng)前環(huán)境變化趨勢(shì)，而且還可以知曉環(huán)境破壞風(fēng)險(xiǎn)[1]，如自然環(huán)境開發(fā)度等，以便隨時(shí)根據(jù)勘察數(shù)據(jù)預(yù)判生態(tài)環(huán)境發(fā)展趨勢(shì)，以及時(shí)止損的思想做好環(huán)境污染防范工作。

1.2 意義

在我國(guó)踐行第一個(gè)百年奮斗目標(biāo)時(shí)，致力于經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而忽視了環(huán)境保護(hù)成效。而在第二個(gè)百年奮斗目標(biāo)中，需要進(jìn)一步借助水工環(huán)地質(zhì)勘察工作成果，實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境的合理保護(hù)與有效開發(fā)，就此貼合“綠水青水就是金山銀山”的發(fā)展理念。一方面，能夠針對(duì)當(dāng)前的生態(tài)環(huán)境起到輔助指導(dǎo)作用，結(jié)合地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行環(huán)境評(píng)估;另一方面，對(duì)于工程項(xiàng)目及地質(zhì)利用活動(dòng)，均可通過水工環(huán)地質(zhì)勘察獲得重要指引，以此增加規(guī)范性?；诖?，水工環(huán)地質(zhì)勘察具備突出的現(xiàn)實(shí)意義，需要引起相關(guān)人員的高度重視，提高地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)利用率。

2? 數(shù)據(jù)分析下的水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)要點(diǎn)

2.1 安全勘察技術(shù)

基于數(shù)據(jù)分析下應(yīng)用水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)，還需要深度應(yīng)用安全勘察技術(shù)，以此維護(hù)勘察作業(yè)安全，以免遭遇勘察風(fēng)險(xiǎn)。由于地質(zhì)勘察人員在前往勘察現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，往往是以一種未知視角開展勘察工作，這就導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)存在的風(fēng)險(xiǎn)具備不確定性。要想在高效勘察中提升勘察安全性，理應(yīng)充分利用安全勘察技術(shù)[2]。

其一，勘察人員可以應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)防風(fēng)安全技術(shù)。由于在工程地質(zhì)勘察中，很容易受圍巖自穩(wěn)性的影響，而導(dǎo)致勘察人員處于危險(xiǎn)境地，此時(shí)若風(fēng)力較強(qiáng)，會(huì)造成周邊碎石脫落，繼而威脅勘察人員安全。因此，此項(xiàng)技術(shù)在實(shí)施階段，要求在勘察人員勘察作業(yè)前，需要收聽氣象預(yù)報(bào)，并在風(fēng)力等級(jí)超出六級(jí)時(shí)做好防護(hù)，如鉆探期間應(yīng)當(dāng)針對(duì)鉆塔進(jìn)行加固處理，而且還需確保鉆桿與提引器保持密切連接，以便在安全勘察技術(shù)指導(dǎo)下，增加勘察現(xiàn)場(chǎng)安全性。

其二，現(xiàn)場(chǎng)防雷安全技術(shù)。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)使用的井架等設(shè)施，應(yīng)當(dāng)安裝好電阻低于15Ω的避雷針，至少需要與鉆塔頂端保持1.5m的距離[3]，這樣方可在安全技術(shù)保障下，順利進(jìn)行勘察工作。此外，在勘察作業(yè)中還需要做好防沉降工作，對(duì)于松軟地基處進(jìn)行地質(zhì)勘察，理應(yīng)提前制定應(yīng)急預(yù)案，從而有效規(guī)避勘察風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 數(shù)據(jù)分析技術(shù)

在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中，將獲得多個(gè)勘察數(shù)據(jù)，如地下水位、地質(zhì)成分、巖石構(gòu)造等，這些數(shù)據(jù)要想提高利用率，還應(yīng)當(dāng)借助數(shù)據(jù)分析技術(shù)，促使相關(guān)單位能夠切實(shí)依靠勘察數(shù)據(jù)，做出正確決策?；跀?shù)據(jù)分析技術(shù)，可以從中掌握地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)、環(huán)境隱患、水文特征?？辈烊藛T能夠在數(shù)據(jù)分析技術(shù)輔助下，準(zhǔn)確采集數(shù)據(jù)，而后經(jīng)過精準(zhǔn)分析獲取有用數(shù)據(jù)，就此達(dá)成勘察數(shù)據(jù)高效利用目標(biāo)。以往在地質(zhì)勘察中，其數(shù)據(jù)分散性較強(qiáng)，而今可以直接使用GIS軟件增加數(shù)據(jù)分析精準(zhǔn)度，甚至能夠產(chǎn)生數(shù)據(jù)整合效果，這樣可以避免在地質(zhì)勘察中出現(xiàn)交叉干擾問題，從而促使勘察人員能及時(shí)整理水工環(huán)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)，有效改善勘察現(xiàn)狀。因此，數(shù)據(jù)分析技術(shù)是地質(zhì)勘察的重要基礎(chǔ)。

2.3 RTK技術(shù)

地質(zhì)勘察人員理應(yīng)利用多種勘察技術(shù)，增加勘察數(shù)據(jù)的可靠性，而后在數(shù)據(jù)分析過程中如實(shí)獲取有用數(shù)據(jù)，用于支撐相關(guān)決策。其中RTK技術(shù)是以動(dòng)態(tài)勘察的方式采集實(shí)時(shí)勘察數(shù)據(jù)。第一，勘察人員需前往現(xiàn)場(chǎng)，使用圖1所示的RTK儀器，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，之后在RTK儀器與流動(dòng)臺(tái)、基準(zhǔn)臺(tái)的連接傳輸中，分析數(shù)據(jù)差異性;第二，在掌握差值后能夠從中了解完整數(shù)據(jù)，借助此類數(shù)據(jù)判斷地質(zhì)勘察區(qū)域是否具備工程建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、水文監(jiān)測(cè)的條件[4]。此項(xiàng)技術(shù)因其具備易于操作、優(yōu)質(zhì)勘察效果而在地質(zhì)勘察中擁有廣闊空間?？辈烊藛T能夠憑借對(duì)RTK儀器呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)地質(zhì)詳情予以記錄，而后指導(dǎo)勘察人員有方向性利用勘察數(shù)據(jù)，以便地質(zhì)勘察工作體現(xiàn)出實(shí)踐價(jià)值。

2.4 GPR技術(shù)

為了進(jìn)一步提升勘察數(shù)據(jù)分析實(shí)效性，還可以利用GPR技術(shù)，它是通過地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè)。隨著109Hz頻率電波的廣泛釋放，為勘察人員順利采集勘察信息。一般而言，在使用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)，在地質(zhì)雷達(dá)釋放無線電波后，可結(jié)合反饋數(shù)據(jù)繪制地質(zhì)圖，勘察人員可從圖中分析探測(cè)區(qū)域內(nèi)的埋深度及地下水形態(tài)等。尤其在采集水文地質(zhì)信息時(shí)，此項(xiàng)技術(shù)效用突出，勘察人員能夠通過對(duì)GPR技術(shù)下產(chǎn)生數(shù)據(jù)的分析，對(duì)地下水分布特征予以總結(jié)。鑒于此，各項(xiàng)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用，均能指導(dǎo)勘察人員從中掌握重要的勘察數(shù)據(jù)，并在數(shù)據(jù)分析下出具可靠的地質(zhì)勘察報(bào)告。

3? 基于數(shù)據(jù)分析下的水工環(huán)地質(zhì)勘察應(yīng)用方法

3.1 采集工程地質(zhì)數(shù)據(jù)

關(guān)于水工環(huán)地質(zhì)勘察的應(yīng)用，結(jié)合數(shù)據(jù)分析技術(shù)及數(shù)據(jù)分析步驟，要求地質(zhì)勘察人員有效采集工程地質(zhì)數(shù)據(jù)，確保工程施工方能夠憑借工程地質(zhì)數(shù)據(jù)，確定當(dāng)前施工計(jì)劃的可行性，而且還能預(yù)估施工現(xiàn)場(chǎng)的風(fēng)險(xiǎn)，并對(duì)現(xiàn)下執(zhí)行的施工辦法予以完善。在工程地質(zhì)數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，勘察人員可以從基礎(chǔ)信息及數(shù)據(jù)成因進(jìn)行綜合分析。前者是先行獲取勘察區(qū)域內(nèi)的工程地質(zhì)基礎(chǔ)信息，如地質(zhì)特性、巖石構(gòu)造等，而后參照基礎(chǔ)信息繪制地質(zhì)圖，并做好標(biāo)記，指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)人員以及工程管理者，通過對(duì)地質(zhì)圖上地質(zhì)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)施工方案予以修正，在保障工程質(zhì)量的基礎(chǔ)上，也能消除工程建設(shè)風(fēng)險(xiǎn)。后者是對(duì)已經(jīng)采集的基礎(chǔ)信息產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。例如根據(jù)對(duì)不同巖石類型分析成因，包括受殘積土以及洪積土等因素的影響，導(dǎo)致工程施工區(qū)域的巖石結(jié)構(gòu)存在差異性，而后根據(jù)巖石種類與成因特點(diǎn)，對(duì)物理特性進(jìn)行歸納分析，包括巖石的滲透性、飽和度、塑性、含水量等，這些工程信息的采集分析，均具備工程建設(shè)項(xiàng)目指引價(jià)值?？辈烊藛T務(wù)必在工程地質(zhì)勘察中，做好數(shù)據(jù)采集分析工作，既能促使工程活動(dòng)順利實(shí)施，又能維護(hù)好工程建設(shè)安全[5]。

另外，在工程地質(zhì)勘察階段，還可以利用初勘與詳勘方法，針對(duì)工程地質(zhì)信息進(jìn)行精準(zhǔn)分析。在初勘期間，勘察人員需要先行確定勘察位置，而后劃分為勘察區(qū)域，并在勘察中記錄好地質(zhì)變化情況，亦可根據(jù)工況增設(shè)勘察點(diǎn)位，以網(wǎng)格化勘察方法采集工程勘察信息。而進(jìn)入詳勘環(huán)節(jié)，需要及時(shí)在勘察中針對(duì)不良地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并且對(duì)地質(zhì)變形及埋深度等信息對(duì)工程建設(shè)活動(dòng)的影響程度進(jìn)行分析，就此依據(jù)勘察報(bào)告對(duì)工程計(jì)劃進(jìn)行核對(duì)。

3.2 整理環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)

在地質(zhì)勘察中還需要針對(duì)環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合整理，而后經(jīng)過對(duì)環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)的分析，對(duì)當(dāng)前環(huán)境變化情況進(jìn)行預(yù)判，若從數(shù)據(jù)分析中發(fā)現(xiàn)已經(jīng)出現(xiàn)污染指標(biāo)，需立即展開環(huán)保計(jì)劃，以免隨著進(jìn)展，加劇后期治理負(fù)擔(dān)。于環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)整理過程中，可從環(huán)境變化趨勢(shì)及待改善區(qū)域著手。其中勘察人員能夠在環(huán)境地質(zhì)勘察階段，可以對(duì)地下水成分進(jìn)行檢測(cè)，并且記錄好檢測(cè)數(shù)據(jù)，與安全標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比后若成分含量超標(biāo)，或者存在明顯的污染物，則判定此區(qū)域的地下水存在水源污染問題。此外，在環(huán)境地質(zhì)勘察作業(yè)中，還可以針對(duì)生態(tài)保護(hù)區(qū)進(jìn)行科學(xué)勘察，依據(jù)地質(zhì)條件，確定生態(tài)保護(hù)區(qū)的缺陷處，而后有方向性予以修復(fù)，為我國(guó)生態(tài)環(huán)境起到防護(hù)作用。對(duì)此，環(huán)境地質(zhì)數(shù)據(jù)的分析能夠切實(shí)落實(shí)環(huán)保目標(biāo)?？辈烊藛T在給出環(huán)境地質(zhì)勘察報(bào)告后，有關(guān)部門可以及時(shí)根據(jù)勘察結(jié)果，制訂環(huán)境治理計(jì)劃，并對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)污染情況的區(qū)域?qū)嵤┯行е卫?，以此阻斷環(huán)境惡化趨勢(shì)。

在環(huán)境地質(zhì)勘察中，由于地質(zhì)勘察工作常影響自然環(huán)境與社會(huì)環(huán)境。所以，在勘察作業(yè)后即可輔助相關(guān)人員掌握環(huán)境變化趨勢(shì)。在自然環(huán)境勘察中，能夠通過對(duì)地下水分布平衡度的分析，判斷是否存在地下水污染，而且還可以對(duì)采樣點(diǎn)實(shí)施妥善收尾，以免受勘察坑的形成，加劇自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。而在社會(huì)環(huán)境與環(huán)境地質(zhì)勘察的關(guān)聯(lián)性分析上，可以從地下空間分布情況，實(shí)現(xiàn)土壤資源等其他自然資源的合理化保護(hù)，依據(jù)勘察數(shù)據(jù)對(duì)地下空間實(shí)施科學(xué)探測(cè)，防止在人類行為活動(dòng)的影響下，引起環(huán)境損害事件[6]。

3.3 匯總水文地質(zhì)數(shù)據(jù)

在水文地質(zhì)勘察工作中，勘察人員若能經(jīng)過對(duì)水文環(huán)境的分析，了解當(dāng)前勘察現(xiàn)場(chǎng)的地下水分布特點(diǎn)，能夠?yàn)榈叵滤Y源利用提供依據(jù)。勘察人員在水文地質(zhì)勘察中，一要探測(cè)地下水水位;二要分析埋深位置;三要查詢周邊地質(zhì)情況，并對(duì)是否會(huì)影響地下水安全進(jìn)行評(píng)估，以此維護(hù)地下水環(huán)境的均衡性。以礦區(qū)開展的水文地質(zhì)勘察工作為例，在普查階段，勘察人員可以依據(jù)礦產(chǎn)資源分布位置，對(duì)礦區(qū)水文條件予以分析，并就此確定是否適宜開采礦產(chǎn)，而在詳查過程中，可以對(duì)礦場(chǎng)技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性及礦產(chǎn)勘探項(xiàng)目帶來可靠的參照數(shù)據(jù)，用于衡量礦區(qū)水文條件的匹配度。同時(shí)，在進(jìn)入礦產(chǎn)勘探環(huán)節(jié)，水文地質(zhì)勘察人員也要及時(shí)確認(rèn)水文地質(zhì)環(huán)境與勘探計(jì)劃的符合程度，以便提升采礦作業(yè)的安全性。因此，在水文地質(zhì)勘察期間，勘察人員應(yīng)當(dāng)充分利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)，整合水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，而且可以優(yōu)選高新勘察技術(shù)，優(yōu)化勘察效果。

4? 結(jié)語

綜上所述，在數(shù)據(jù)分析干預(yù)下開展水工環(huán)地質(zhì)勘察工作，充分應(yīng)用安全勘察、數(shù)據(jù)分析，以及RTK、GPR技術(shù)，精準(zhǔn)采集工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、水文地質(zhì)數(shù)據(jù)，以此為勘察單位提供可信度較高的勘察信息，自此給出正確決策，引導(dǎo)勘察人員順利完成勘察任務(wù)。據(jù)此，應(yīng)加大對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘察的研究力度，高效采集勘察數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)勘察行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)

[1]毛玲，丁衛(wèi)，王茹.基于環(huán)境保護(hù)大背景下水工環(huán)地質(zhì)勘察工作要點(diǎn)分析[J].居舍，2021（17）：173-174.

[2]孫耀東.礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查中存在的問題及防治措施[J].世界有色金屬，2018（19）：200-201.

[3]董斌.水工環(huán)地質(zhì)在地質(zhì)災(zāi)害治理中的應(yīng)用策略分析[J].中國(guó)金屬通報(bào)，2019（10）：188-189.

[4]李寧.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[J].中國(guó)資源綜合利用，2021，39（1）：29-30，55.

[5]張永雙，郭長(zhǎng)寶，李向全.川藏鐵路廊道關(guān)鍵水工環(huán)地質(zhì)問題：現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，2021，48（5）：1-12.

[6]馬妍.基于生態(tài)環(huán)境保護(hù)的水工環(huán)地質(zhì)勘查分析[J].中國(guó)資源綜合利用，2021，39（5）：135-137.