當(dāng)前水工環(huán)地質(zhì)勘察中的技術(shù)及應(yīng)用范圍

趙子萱

（山東省地質(zhì)礦產(chǎn)勘察開發(fā)局801水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)，山東 濟(jì)南 250014）

近年來，隨著國家以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心，各類工程建設(shè)成為發(fā)展經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)就業(yè)，改善民生的重要措施。工程建設(shè)前期需要做好多方面的準(zhǔn)備工作，其中關(guān)鍵性的一項(xiàng)就是了解工程所在的地質(zhì)水文條件，即需要實(shí)施水工環(huán)地質(zhì)勘察[1]。早期水工環(huán)地質(zhì)勘察中能采用的技術(shù)方法較少，而隨著水工環(huán)地質(zhì)勘察的日益頻繁以及相關(guān)技術(shù)方法的發(fā)展，目前有較多方法可用于水工環(huán)地質(zhì)勘察中，為我國現(xiàn)代化工程建設(shè)提供了重要依據(jù)。本文結(jié)合筆者工作經(jīng)驗(yàn)以及實(shí)際情況，對水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用范圍等展開分析，詳細(xì)如下。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘察基本內(nèi)容介紹

水工環(huán)地質(zhì)勘察指的是水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)方面的勘察，三者在具體勘察內(nèi)容方面有所不同。水文地質(zhì)勘察主要是分析工程所在區(qū)域內(nèi)地下水的相關(guān)變化和運(yùn)動，明確確定區(qū)域內(nèi)的地下水的分布與形成規(guī)律，評估水的物理性質(zhì)、化學(xué)成分，地下水對工程建設(shè)的不利影響等，當(dāng)然水文地質(zhì)勘察也是進(jìn)行地下水資源及其合理利用的依據(jù)。工程地質(zhì)勘察主要側(cè)重分析不同地質(zhì)問題對相關(guān)工程建設(shè)的影響，確定出工程建設(shè)區(qū)域內(nèi)的不同地質(zhì)條件，分析潛在的地質(zhì)問題，預(yù)測工程建設(shè)對地質(zhì)環(huán)境的影響，從而規(guī)避不良地質(zhì)條件或者針對不良地質(zhì)條件制定工程處理措施，如對濕陷性黃土、地震帶、不利巖石條件等處理。環(huán)境地質(zhì)勘察在于評估工程建設(shè)、采礦、取水等對地質(zhì)環(huán)境造成的影響，比如大量抽取地下水可能引起地面沉降，采礦可能引起嚴(yán)重的水、土地等環(huán)境污染問題，此外，地質(zhì)變化還可能引起各類地質(zhì)災(zāi)害，如滑坡、泥石流等。

水工環(huán)地質(zhì)勘察三者之間既有聯(lián)系，又有區(qū)別，具體勘察中應(yīng)結(jié)合實(shí)際勘察目的有所側(cè)重，依靠水工環(huán)地質(zhì)勘察提供更多的地質(zhì)信息，為礦產(chǎn)資源開發(fā)利用、工程建設(shè)、水資源保護(hù)與利用等提供依據(jù)[2]。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘察常用技術(shù)分析

2.1 GPS技術(shù)

GPS技術(shù)指的是全球定位技術(shù)，在日常生活領(lǐng)域、工程測量、地質(zhì)勘察等眾多方面得到應(yīng)用。水工環(huán)地質(zhì)勘察中，通過GPS技術(shù)的一方面能夠獲取勘察區(qū)域的地表信息，另一方面則能夠從空間獲取信息，為水工環(huán)地質(zhì)勘察提供一定信息。GPS技術(shù)在應(yīng)用中，地面發(fā)射器的位置可通過衛(wèi)星確定，整個(gè)水工環(huán)地質(zhì)勘察中依靠GPS技術(shù)還能夠確定不同位置的坐標(biāo)信息，兼顧整個(gè)勘察過程中的速度與勘察結(jié)果可靠性。從GPS在水工環(huán)地質(zhì)勘察應(yīng)用方面分析，其具有定位準(zhǔn)確，工作效率高，自動化作業(yè)以及全天候作業(yè)等特點(diǎn)。水文地質(zhì)勘察方面，通過GPS技術(shù)能夠確定出勘查區(qū)域，利用雷達(dá)相圖分析可知曉勘察區(qū)域內(nèi)底層情況，能夠分析出不同的水質(zhì)成像，描述不同區(qū)域水質(zhì)特點(diǎn)；利用GPS技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察中可分析不同區(qū)域水文地質(zhì)特點(diǎn)，描述水文地質(zhì)特點(diǎn)，做好水文地質(zhì)層的的定位等。

2.2 TEM技術(shù)

TEM技術(shù)是以瞬變電磁為基礎(chǔ)，目前在水工環(huán)地質(zhì)勘察中也得到了應(yīng)用，如環(huán)境監(jiān)測、地質(zhì)災(zāi)害、水工環(huán)地質(zhì)勘察、礦產(chǎn)資源開發(fā)利用。

2.3 RTK技術(shù)

RTK技術(shù)即載波相位差分技術(shù)，通過基站采集得到衛(wèi)星數(shù)據(jù)，依靠數(shù)據(jù)鏈可為移動站提供觀測結(jié)果、站點(diǎn)的相關(guān)坐標(biāo)數(shù)據(jù)等。移動站根據(jù)衛(wèi)星數(shù)據(jù)以及接收到的數(shù)據(jù)通過實(shí)時(shí)載波相位差分處理，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。RTK技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，可用于調(diào)查淺部地下環(huán)境，工程地質(zhì)勘察方面可用于地下巖溶、隧道、埋藏物的分析。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，RTK技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察中工作效率高，能夠全天候連續(xù)工作、自動化與集成化程度較高，可保證高精度的定位準(zhǔn)確率[3]。

2.4 電法技術(shù)

水工環(huán)地質(zhì)勘察中電法技術(shù)也有較高的使用率，包括高密度電法、激發(fā)極化電法、頻譜激電法、瞬變電磁法等。高密度電法屬于物理勘察技術(shù)，不同地質(zhì)環(huán)境中土體、礦物質(zhì)、巖體在導(dǎo)電性方面存在不同，這是電法勘察技術(shù)應(yīng)用的基本原理，按照導(dǎo)電性不同可反映出不同的導(dǎo)電性能，通過數(shù)據(jù)分析處理，則能夠反映出勘察區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境條件，目前在工程地質(zhì)勘察中應(yīng)用較多。按照實(shí)際應(yīng)用情況，高密度電法在應(yīng)用中可自動與快速采集數(shù)據(jù)，具有自動化采集優(yōu)勢，能夠提高水工環(huán)地質(zhì)勘察工作效率。激發(fā)極化電法在金屬礦藏勘察方面應(yīng)用較多，金屬礦藏儲量、礦藏深度等信息可通過金屬激發(fā)極化效應(yīng)予以反映，隨著激發(fā)極化電法應(yīng)用的延伸，目前在非金屬礦藏、工程地質(zhì)方面都有應(yīng)用，如用于尋找并評價(jià)不同類型的地下水資源。考慮到單一電法在水工環(huán)地質(zhì)勘察中有局限性，實(shí)際應(yīng)用中需要靈活的進(jìn)行不同方法組合，根據(jù)應(yīng)用結(jié)果，及時(shí)反饋各種信息，深入分析其中的地下含水量、地下水資源等，不斷進(jìn)行技術(shù)優(yōu)化，合理協(xié)調(diào)探測深度與提高分辨率的問題，根據(jù)電阻率實(shí)際情況，充分顯示高密度電阻率法的應(yīng)用優(yōu)勢。

2.5 遙感技術(shù)

遙感技術(shù)是以電磁波理論為基礎(chǔ)，通過傳感儀器能夠收集與處理不同目標(biāo)輻射以及反射的電磁波信息，通過信息處理后可成像，反映出勘察區(qū)域內(nèi)的地面各種景物等。圖1所示為無人機(jī)遙感勘察技術(shù)工作示意圖。目前遙感技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察中也得到重要應(yīng)用，通過遙感技術(shù)可用于不同資源的勘察與開發(fā)利用，可用于水土流失的調(diào)查，預(yù)防與監(jiān)控相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害；監(jiān)控不同地區(qū)資源與環(huán)境情況，為資源合理開發(fā)，環(huán)境保護(hù)等提供依據(jù)。遙感技術(shù)還能夠用于地下水的分析，評估環(huán)境對水的影響；部分勘察區(qū)域環(huán)境復(fù)雜，單純?nèi)斯o法完成，通過遙感技術(shù)的應(yīng)用能夠克服部分特殊環(huán)境下的地質(zhì)勘察與分析。遙感技術(shù)還能夠用于城市建設(shè)與發(fā)展情況的分析，更好地為城市規(guī)劃與發(fā)展提供參考，促進(jìn)土地資源的合理化利用[4]。

3 水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用范圍

明確水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用范圍，能夠更好地結(jié)合不同水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)特點(diǎn)，靈活的選擇水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)。與此同時(shí)，隨著水工環(huán)地質(zhì)勘察工作范圍的擴(kuò)大，其應(yīng)用領(lǐng)域也都在不斷的延伸。目前水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用包括水文探查、資源開發(fā)利用、土地資源規(guī)劃與利用、地質(zhì)災(zāi)害評估與分析、工程地質(zhì)研究、環(huán)境保護(hù)等。不同水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)在應(yīng)用范圍、應(yīng)用特點(diǎn)方面有所不同，實(shí)際應(yīng)用中可視情況，將不同方法聯(lián)合應(yīng)用，充分發(fā)揮不同水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的優(yōu)勢，當(dāng)然水工環(huán)地質(zhì)勘察目的的側(cè)重點(diǎn)不同也會影響到實(shí)際水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的選擇。

4 水工環(huán)地質(zhì)勘察中技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)分析

水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中需要掌握應(yīng)用要點(diǎn)，其應(yīng)用要點(diǎn)包括：①對水工環(huán)的高標(biāo)準(zhǔn)要求。水工環(huán)地質(zhì)勘察對專業(yè)性要求較高，不同水工環(huán)勘察技術(shù)在應(yīng)用中需要明確勘察目的，同時(shí)充分考慮勘察區(qū)域的實(shí)際情況與特點(diǎn)，勘察中需要重視對環(huán)境的保護(hù)，資源的利用應(yīng)合理，兼顧經(jīng)濟(jì)效益、社會效益與環(huán)保效益。具體水工環(huán)地質(zhì)勘察中還應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際勘察結(jié)果，持續(xù)性完善與調(diào)整水工環(huán)地質(zhì)勘察方案，確?？辈旆桨概c現(xiàn)場實(shí)際情況最大程度保持一致。②水工環(huán)地質(zhì)勘察中安全技術(shù)的應(yīng)用，目前水工環(huán)地質(zhì)勘察中使用的技術(shù)有著各自的應(yīng)用原理，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用安全性是保證水工環(huán)地質(zhì)勘察順利進(jìn)行的前提。因此在使用GPS技術(shù)、RTK技術(shù)、遙感技術(shù)等期間，需要分析影響技術(shù)實(shí)施的不利因素，保證勘察過程不受影響。此外，不同水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)在應(yīng)用中還需要評估技術(shù)方案的安全性，分析其中潛在的安全隱患，確保技術(shù)方案在實(shí)施中能夠保證工作人員的人身安全。③重視水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)勘察，水工環(huán)地質(zhì)勘察中工程地質(zhì)勘察相對較多，而水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)勘察相對較少，實(shí)際應(yīng)用中需要重視水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)勘察，掌握勘察要點(diǎn)，全方位評估水土流失、大氣質(zhì)量、水土污染、地質(zhì)災(zāi)害等，更好地為水工環(huán)地質(zhì)勘察與技術(shù)應(yīng)用提供依據(jù)。

5 結(jié)語

水工環(huán)地質(zhì)勘察在現(xiàn)階段多個(gè)領(lǐng)域都有重要應(yīng)用，同時(shí)可選擇的技術(shù)方法也較多，相關(guān)人員需要掌握不同水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)，技術(shù)原理與常用技術(shù)方案等，然后結(jié)合不同勘察目的與實(shí)際勘察區(qū)域的綜合環(huán)境，靈活性的選擇水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)。水工環(huán)地質(zhì)勘察中充分考慮GPS技術(shù)、RTK技術(shù)、遙感技術(shù)、地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)的應(yīng)用，全面評估水工環(huán)地質(zhì)特點(diǎn)，提高各種資源的高效利用，同時(shí)為水文地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防提供參考，推動水工環(huán)現(xiàn)代地質(zhì)勘察技術(shù)的不斷發(fā)展。