水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的技術(shù)應(yīng)用研究

胡聲普，鐘英鵬

（1.江西有色地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)院，江西 南昌 330000；2.江西省勘察設(shè)計(jì)研究院，江西 南昌 330000）

水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)（以下簡稱“水工環(huán)勘測”），讓勘測相關(guān)工作的開展得到一定便捷性，并且當(dāng)前取得了較為出色的實(shí)踐效果。其中水工環(huán)地質(zhì)主要涵蓋環(huán)境、項(xiàng)目工程以及水文三方面地質(zhì)，對這三種層面展開詳細(xì)測評，能夠大力推進(jìn)勘察工作的開展。雖然當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)相關(guān)技術(shù)會(huì)對實(shí)際勘察工作產(chǎn)生積極作用，可是在實(shí)際施工中同樣會(huì)帶來諸多不便，進(jìn)而出現(xiàn)資源浪費(fèi)現(xiàn)象，要及時(shí)對相關(guān)問題進(jìn)行處理，提高技術(shù)應(yīng)用效率[1]。

1 水工環(huán)地質(zhì)概念

在使用自然資源時(shí)，水工環(huán)地質(zhì)在礦區(qū)發(fā)達(dá)地區(qū)，水工環(huán)地質(zhì)勘查工作對礦區(qū)采礦與勘探中具有重大意義，能夠有效促進(jìn)礦區(qū)正常發(fā)展，礦區(qū)開采的質(zhì)量高低與否與水工環(huán)地質(zhì)勘測有著直接的關(guān)聯(lián)?，F(xiàn)今，我國對于水工環(huán)地質(zhì)的勘測工作的研究程度也在不斷的增加，在此方面投入的精力與資金也在逐步高升，希望能夠在水工環(huán)勘測方面取得令人滿意的成就。

2 當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘察的工作現(xiàn)狀

現(xiàn)今，中國經(jīng)濟(jì)處于穩(wěn)步增長狀態(tài)，在日常生活中將會(huì)使用到各種各樣的自然資源。在使用時(shí)，會(huì)對周圍環(huán)境以及土壤產(chǎn)生破壞，無形之中促進(jìn)國內(nèi)的水工環(huán)地質(zhì)勘測工作得到充分重視，根據(jù)現(xiàn)今國內(nèi)水工環(huán)地質(zhì)勘查工作開展分析發(fā)現(xiàn)，在獲得政府和國家重點(diǎn)關(guān)注的同時(shí)，逐漸變成多種環(huán)保人員著重科研對象。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)開展過程，使用何種方式能夠保障相應(yīng)地質(zhì)環(huán)保工作正常開展，首先應(yīng)該了解當(dāng)前工作現(xiàn)狀，尋找其中存在的問題，并找到相對應(yīng)的解決辦法，并應(yīng)用與之相匹配的技術(shù)以及相關(guān)計(jì)劃。

2.1 自然環(huán)境因素，地質(zhì)勘察工作更高標(biāo)準(zhǔn)

我國幅員遼闊、地質(zhì)類型復(fù)雜多變，自然環(huán)境因素造成多種地質(zhì)勘察工作任務(wù)量逐漸增大，。由于在各種地區(qū)范圍內(nèi)部整體自然環(huán)境所產(chǎn)生的不同和地理環(huán)境之間的不同，影響多種工作團(tuán)隊(duì)在開展地質(zhì)勘查工作時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)也略有區(qū)別，因此，在開展工作時(shí)，針對水工環(huán)地質(zhì)勘測工作具體標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)逐步更新和統(tǒng)一。在沒有辦法構(gòu)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)與統(tǒng)一要求地質(zhì)勘察工作開展過程時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況以及周圍環(huán)境氣候條件構(gòu)建方案。根據(jù)現(xiàn)今國內(nèi)的地質(zhì)勘察工作得出的結(jié)果開展分析操作發(fā)現(xiàn)，多數(shù)隊(duì)伍無法與現(xiàn)實(shí)實(shí)際狀況相結(jié)合，通過尋找自然環(huán)境產(chǎn)生的變化開展與之相匹配的地質(zhì)勘查創(chuàng)新工作，與現(xiàn)實(shí)情況相違背的地質(zhì)勘察工作沒有辦法獲得更深層次提升，所以，在地質(zhì)勘察報(bào)告與環(huán)境治理方面無法獲得有效且真實(shí)的數(shù)據(jù)。

2.2 技術(shù)發(fā)展與科技應(yīng)用，地質(zhì)勘察人才緊缺

伴隨經(jīng)濟(jì)不斷增長科技不斷完善，水工環(huán)地質(zhì)勘查工作應(yīng)當(dāng)與現(xiàn)實(shí)科技相融合，提升自身工作效率，在之前水工環(huán)地質(zhì)勘察工作開展過程中，工作人員基本上通過使用相關(guān)機(jī)械設(shè)備以及科學(xué)技術(shù)，開展與之對應(yīng)的工作研究。但伴隨時(shí)代推移，自然環(huán)境變化與科技方面提升，之前勘測手段與勘測技術(shù)與新時(shí)代相脫軌，無法適應(yīng)新時(shí)代，在創(chuàng)新時(shí)，技術(shù)使用被劃分為重點(diǎn)關(guān)注對象，但實(shí)際情況中，多數(shù)地質(zhì)勘察團(tuán)隊(duì)內(nèi)部的人才無法有效開展與時(shí)俱進(jìn)方面培訓(xùn)以及學(xué)習(xí)。影響地質(zhì)勘察人才培養(yǎng)以及發(fā)展，造成地質(zhì)勘查工作無法得到正常開展。社會(huì)所缺乏的是水工環(huán)地質(zhì)勘察工作人才，并且不是需求單一技術(shù)人才，主要是需要管理型人才，能夠有效促進(jìn)地質(zhì)勘察團(tuán)隊(duì)方便管理，使地質(zhì)勘察結(jié)果以及工作更具真實(shí)性以及效率，綜合培養(yǎng)高級管理人才能夠一定程度上彌補(bǔ)地質(zhì)勘察工作效率提升的空白，進(jìn)而推動(dòng)整個(gè)水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的進(jìn)行與效率的提升。

3 主要應(yīng)用層面

3.1 環(huán)保層面

自我國實(shí)行改革開放之后，國家對資源進(jìn)行大力開采，是我國經(jīng)濟(jì)水平在短時(shí)間內(nèi)得到飛速發(fā)展。在長期對資源進(jìn)行開采的過程中，盡管讓我國經(jīng)濟(jì)水平得到一定提升，可是也造成我國可用資源逐步減少的不利局面，進(jìn)而讓我國當(dāng)前地質(zhì)性質(zhì)產(chǎn)生一定程度的變化。由于現(xiàn)階段我國國民對環(huán)境保護(hù)事業(yè)十分重視，并且社會(huì)也在不斷朝可持續(xù)發(fā)展方向有所轉(zhuǎn)變，水工環(huán)勘測在當(dāng)前背景下能夠解決諸多問題，并且還不會(huì)對我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生不良影響[2]。

3.2 能源開采層面

我國城市化腳步正在持續(xù)加快，城鎮(zhèn)人口數(shù)量呈持續(xù)上漲趨勢發(fā)展，這也使得城市用水需求得到增加。此外，由于城市人口大幅上升，導(dǎo)致在其他層面的需求也出現(xiàn)增長，例如電力資源的消耗等。就當(dāng)前社會(huì)實(shí)際發(fā)展情況而言，對不同種類的能源通過科學(xué)手段進(jìn)行利用和整合是當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的主要目標(biāo)。由此，我國政府已經(jīng)出臺(tái)多種相關(guān)政策作用于節(jié)能減排事業(yè)，同時(shí)各行業(yè)也在不斷以此為目標(biāo)進(jìn)行發(fā)展。然而當(dāng)前所存在的問題依舊沒能得到很好解決，倘若能借助于水工環(huán)技術(shù)加以突破，必定能帶來意想不到的成果[3]。

3.3 發(fā)展學(xué)科層面

在社會(huì)各行業(yè)之間，對學(xué)科進(jìn)行合理引入能夠在很大程度上讓各行業(yè)得到良好健康的發(fā)展。我國當(dāng)前正全面實(shí)行教育改革工作，對以往教育理念以及模式進(jìn)行很大程度的創(chuàng)新，現(xiàn)階段已經(jīng)成為我國教育事業(yè)中的主旋律，取得優(yōu)異成果。與此同時(shí)，現(xiàn)階段高校地質(zhì)學(xué)以及生態(tài)學(xué)之間正在不斷進(jìn)行交融發(fā)展，衍生出諸多種類的新型學(xué)科。而地質(zhì)生態(tài)同樣可以成立出水工環(huán)技術(shù)方面的學(xué)科，其主要成立意義是提高我國對水工環(huán)地質(zhì)方面的相關(guān)研究能力，并且讓經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)之間達(dá)成均衡關(guān)系[4]。

3.4 水工環(huán)技術(shù)中對于鉆孔靜止水位測量的相關(guān)技術(shù)應(yīng)用

通常來講，判斷水位是否穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)是觀察其在一定時(shí)間內(nèi)變化幅度是否超出10厘米。根據(jù)鉆孔靜止相關(guān)測量技術(shù)所具有的特點(diǎn)，可以構(gòu)設(shè)出良好的支撐體系，其中涵蓋：水位收集信息體系、水位信息數(shù)據(jù)保管體系以及決策體系，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 水工環(huán)勘察體系結(jié)構(gòu)

根據(jù)圖1所示，水工環(huán)技術(shù)能夠成為勘測工作順利開展提供重要戰(zhàn)略支撐。

4 實(shí)踐應(yīng)用

4.1 定位系統(tǒng)

定位系統(tǒng)在當(dāng)前水工環(huán)勘測工作中得到廣泛應(yīng)用，很大程度上降低了勘察的實(shí)際工作量，并且最大限度地提高了水文地質(zhì)的勘察效率，保障勘測信息精準(zhǔn)性。在對定位系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過程中，通過對衛(wèi)星進(jìn)行有效應(yīng)用，能夠?qū)θ我馕恢脤?shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測。其主要工作原理是：相關(guān)操作人員要先確定勘查位置，同時(shí)對地面基站傳輸性詳細(xì)位置以及信息，其中接收機(jī)要處在地面準(zhǔn)基站當(dāng)中；應(yīng)用衛(wèi)星技術(shù)時(shí)，接收設(shè)備要實(shí)現(xiàn)對信號的全方位檢測，使其能夠?qū)ο嚓P(guān)信息進(jìn)行有效整理。在勘測過程中，借助于定位系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對不同污染地區(qū)所存在的隱患以及災(zāi)害進(jìn)行準(zhǔn)確定位，進(jìn)而第一時(shí)間處理[5]。

4.2 雷達(dá)技術(shù)

雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用原理和GPS具有很大相似程度，都是通過電磁波實(shí)現(xiàn)對線管信息的收集整理工作并進(jìn)行發(fā)送。在具體應(yīng)用過程中，要事先在地面上布置電磁波的詳細(xì)發(fā)送設(shè)備，并且對低下方向進(jìn)行電磁波發(fā)送，收集反饋波，最后將收集到的信息傳遞到程序構(gòu)圖之中[6]。借助于此種方式，能夠在進(jìn)行勘察工作時(shí)對勘察區(qū)域詳細(xì)信息進(jìn)行有效掌握。在實(shí)際應(yīng)用角度上講，雷達(dá)技術(shù)所采集到的相關(guān)圖像十分清晰，具有極高的靈敏程度，能夠在實(shí)際勘測工作中發(fā)揮出良好的作用[7]。

由于其和GPS相關(guān)技術(shù)在應(yīng)用過程中十分相似，以聲吶原理為基礎(chǔ)展開相關(guān)應(yīng)用。值得一提的是，在應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的過程中要保證勘測深度在其有效范圍之內(nèi)，以免因技術(shù)原因造成勘測結(jié)果不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。

4.3 遙感技術(shù)

我國在最近時(shí)間段逐步擴(kuò)大對水工環(huán)技術(shù)的應(yīng)用范圍，尤其是遙感技術(shù)的有效運(yùn)用，使得當(dāng)前勘測水平得到很大程度的提升。在對資源進(jìn)行勘測過程中，遙感技術(shù)在其中發(fā)揮出決定性作用。當(dāng)下科技手段不斷發(fā)展豐富完善，遙感技術(shù)也在不斷進(jìn)行完善發(fā)展，并且運(yùn)用范圍這正在逐步擴(kuò)大。在我國水工環(huán)勘測初始階段，對遙感技術(shù)的應(yīng)用單方面存在于波段監(jiān)測工作中，而發(fā)展至今，其已變成多元遙感，不但能夠讓勘測工作的全面性得以提升，還能夠讓感測結(jié)果準(zhǔn)確性得到大幅提高。應(yīng)用多元遙感進(jìn)行勘測的過程中，計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)手段在構(gòu)建多元模型工作中起到關(guān)鍵性作用，其能夠?qū)ο嚓P(guān)勘測圖像進(jìn)行詳細(xì)清楚的獲取，使相關(guān)人員能夠?qū)^(qū)域內(nèi)實(shí)際環(huán)境情況進(jìn)行有效分析。如圖2，為遙感技術(shù)下的水工環(huán)地質(zhì)勘測圖。

圖2 基于遙感技術(shù)的地質(zhì)勘測圖

4.4 RTK

RTK技術(shù)手段以及勘測方式是一種能夠有效減少衛(wèi)星數(shù)據(jù)與載波相位偏差的技術(shù)手段，能夠在實(shí)際運(yùn)用過程中將偏差控制在厘米單位。RTK技術(shù)主要分為三種，其分別為位置、相位以及微距差分。在以上三種手段之中，流動(dòng)站和基準(zhǔn)站所發(fā)揮出的作用并無明顯差異，一是對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行接收，二是對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送。就相關(guān)機(jī)理而言，RTK主要還是借助于在基準(zhǔn)站對相關(guān)接收所需的設(shè)備進(jìn)行布置，同時(shí)在流動(dòng)站內(nèi)布置大量接收相關(guān)裝置。除此之外，在有一定接收裝置做基礎(chǔ)的前提下，可以采用人工手段對衛(wèi)星所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理，并且對接收信號記性一定程度的分析，對定位系統(tǒng)出現(xiàn)的數(shù)據(jù)差分進(jìn)行改正。以此為基礎(chǔ)，通過對無線傳輸設(shè)備的合理運(yùn)用，可以讓相關(guān)數(shù)據(jù)成功傳輸?shù)搅鲃?dòng)站，已實(shí)現(xiàn)避免或減小偏差，使勘測準(zhǔn)確程度得到保障。現(xiàn)階段RTK技術(shù)對勘察環(huán)境污染工作中具有重要作用，而且能夠在水文地質(zhì)相關(guān)災(zāi)害預(yù)防工作過程中起到良好效果[8-11]。

4.5 TEM

TEM技術(shù)即瞬變電磁技術(shù)。TEM相關(guān)技術(shù)最初用于檢測太空物質(zhì)的工作當(dāng)中，在經(jīng)過科學(xué)改良之后，才在水工環(huán)勘測事業(yè)中得以廣泛運(yùn)用，并且在實(shí)際運(yùn)用過程中表現(xiàn)出良好的效果。TEM技術(shù)成立根本是垂直磁偶源法，其在水工環(huán)質(zhì)地勘測工作中得到應(yīng)用，既保障了勘測結(jié)果的可靠性，還能對環(huán)境所帶來的不良影響進(jìn)行規(guī)避，其最大特點(diǎn)是能夠懸空進(jìn)行勘察工作。我國和西方發(fā)達(dá)國家相比，對于此項(xiàng)技術(shù)的研究開發(fā)以及應(yīng)用時(shí)間上存在一定差距，可是當(dāng)前此項(xiàng)技術(shù)在我國水工環(huán)勘測線管工作中所表現(xiàn)出的實(shí)際意義已不容小覷。在實(shí)際勘測過程中，利用其高精準(zhǔn)性的特點(diǎn)，能夠保證勘測數(shù)據(jù)的可靠性，并且其在勘測過程中反應(yīng)十分敏感，能夠?qū)崿F(xiàn)在不同條件下進(jìn)行水工環(huán)勘測工作。除此之外，由于其能夠滿足在懸空條件下進(jìn)行勘測工作，并且產(chǎn)生的噪音相對不大，所以能夠滿足在不同環(huán)境下對水環(huán)工地質(zhì)進(jìn)行勘測工作。

5 水工環(huán)地質(zhì)勘察工作建議

5.1 全面部署水工環(huán)地質(zhì)勘察工作

水工環(huán)地質(zhì)勘察工作屬于具有時(shí)間較長且整體頗為復(fù)雜的工作，在實(shí)際開展相關(guān)工作時(shí)，應(yīng)當(dāng)提前規(guī)劃目標(biāo)，保證水工環(huán)地質(zhì)勘察工作目標(biāo)能夠達(dá)成，根據(jù)項(xiàng)目自身標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃相應(yīng)管理手段，計(jì)劃如何實(shí)施方案，保證勘察方案能夠得到有效進(jìn)行，確保工作順利開展。

5.2 完善相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范

逐步完善水工環(huán)地質(zhì)勘察的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，保證工作能夠獲得良好效率，與項(xiàng)目現(xiàn)實(shí)狀況相融合，保護(hù)當(dāng)?shù)刈匀画h(huán)境，遵循自然發(fā)展規(guī)律。在工作實(shí)際展開時(shí)，必須遵守標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，確?？辈鞌?shù)據(jù)不會(huì)出現(xiàn)差錯(cuò)。

5.3 重視水文環(huán)境的測繪分析

水文環(huán)境測繪屬于水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中重點(diǎn)關(guān)注環(huán)節(jié)。水文環(huán)境測繪主要針對地表水和地下水開展相關(guān)工作，對其結(jié)果開展分析，了解知曉周圍地區(qū)的徑流分布情況，估算現(xiàn)實(shí)中礦產(chǎn)資源分布形態(tài)，幫助礦產(chǎn)資源的開發(fā)得到充分利用。確保全部勘查工作能夠有效進(jìn)行，防止勘察數(shù)據(jù)出現(xiàn)誤差，影響整體結(jié)果，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)對暗河、地下水等開展調(diào)查，熟悉了解水文環(huán)境測繪點(diǎn)。水文環(huán)境測繪工作能夠有效促進(jìn)全面掌控礦產(chǎn)資源，減少開發(fā)過程中的環(huán)境污染問題。

5.4 加強(qiáng)對地質(zhì)災(zāi)害的測定分析

當(dāng)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害問題，說明該地區(qū)的地質(zhì)、氣候、水文以及外部環(huán)境比較特殊。所以，應(yīng)當(dāng)對地質(zhì)災(zāi)害實(shí)際狀況開展分析工作，知曉其破壞性。提升對該地區(qū)的檢查以及精準(zhǔn)勘測分析，確定主要影響因素，同時(shí)通過分析影響因素解決地質(zhì)災(zāi)害問題，判斷是否會(huì)再次出現(xiàn)災(zāi)害情況。

6 結(jié)論

總而言之，開展水工環(huán)勘測相關(guān)工作具有十分重大的現(xiàn)實(shí)意義，不但可以加快水工環(huán)勘測技術(shù)水平的進(jìn)步，還會(huì)對我國現(xiàn)階段資源開采和生態(tài)環(huán)境保護(hù)層面產(chǎn)生一定影響?？墒窃诩夹g(shù)手段逐漸豐富的當(dāng)下時(shí)代，依然不能徹底解決水工環(huán)勘測有關(guān)工作在開展過程中所出現(xiàn)的問題，因此相關(guān)研究人員以及工作人員要不斷加強(qiáng)有關(guān)方面的研究，確保水工環(huán)勘測能夠持續(xù)得到發(fā)展。