分析水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)未來趨勢

古志蓉

摘要：我國科技不斷進(jìn)步，在各個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了技術(shù)突破。在水工環(huán)地質(zhì)勘探工作中逐步有著更加實(shí)用的技術(shù)得以運(yùn)用，從某種程度上使得我國水工環(huán)地質(zhì)勘探工作有了新的突破。水工環(huán)地質(zhì)通常要覆蓋三個部分，第一部分為工程，第二部分為水文，第三部分為環(huán)境。利用有效的方式，對這三個部分進(jìn)行較為清晰的分析預(yù)測，將對地質(zhì)區(qū)域進(jìn)行更加有效的評估[1]。盡管目前的水工環(huán)勘探得到了廣泛的應(yīng)用，可是由于諸多問題，對于這方面的技術(shù)使用不到位，很可能造成經(jīng)濟(jì)浪費(fèi)。本文對水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)進(jìn)行深入研究，以此找出更加有效的方法。

關(guān)鍵詞：水工環(huán)地質(zhì)；勘探工作；勘探技術(shù)

水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)隨著科技的進(jìn)步，在地質(zhì)勘探領(lǐng)域出現(xiàn)較為先進(jìn)的理念。不但能夠在地質(zhì)勘探工作中實(shí)際應(yīng)用起來能夠有效地提高勘探的工作效率和工作質(zhì)量，同時還能夠保證在不破壞正常生態(tài)環(huán)境的情況下，讓所獲得的數(shù)據(jù)更加精確，然而就是這樣一個實(shí)用的技術(shù)依舊存在著許多的缺點(diǎn)，若是無法有效的規(guī)避這些缺點(diǎn)，勢必造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)資源浪費(fèi)。

1.水工環(huán)地質(zhì)勘探理論

所謂水工環(huán)地質(zhì)勘探的本質(zhì)，就是指在自然環(huán)境下記錄地下水流的走向以及變化狀態(tài)。這里的重點(diǎn)是對地下水的分布情況，對其中的流動規(guī)律以及水質(zhì)的情況進(jìn)行綜合的應(yīng)用和分析。事實(shí)上水工環(huán)地質(zhì)也就是水文地質(zhì)、工程地質(zhì)還有環(huán)境地質(zhì)的綜合。在三者中，工程地質(zhì)主要是指人類活動在工程建筑過程中所發(fā)現(xiàn)的一些地質(zhì)結(jié)構(gòu)問題，通過各種手段綜合治理，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行系統(tǒng)性研究的一門學(xué)科。它的核心目的是為了判斷區(qū)域內(nèi)的地質(zhì)情況并根據(jù)這片區(qū)域內(nèi)所涉及不同類型的地質(zhì)問題進(jìn)行系統(tǒng)性的分析。結(jié)合附近的地理特征判斷其中關(guān)聯(lián)。這里的地質(zhì)情況通常受到多方面的影響而出現(xiàn)不同的變化，因此能夠選擇一個合適的地理位置，并在此基礎(chǔ)上找出針對這些變化的預(yù)防方案，確保設(shè)計具有較好的功能性和實(shí)踐性，為下一步工作進(jìn)行提供良好的指導(dǎo)方針[2]。環(huán)境地質(zhì)的意義，則是能夠合理地運(yùn)用在當(dāng)?shù)丨h(huán)境中所得到的地質(zhì)數(shù)據(jù)，通過所表現(xiàn)的規(guī)律和原理對在人類社會中因發(fā)展改造自然環(huán)境的過程中所出現(xiàn)的問題加以解決。由此我們可以看出水工環(huán)地質(zhì)不但可以對我們發(fā)展中的城市建設(shè)工作起到較好的基石作用，還對我國社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到正面效應(yīng)。尤其是在某些行業(yè)如礦業(yè)勘探或水利建設(shè)等工作的環(huán)節(jié)是極為關(guān)鍵的，這不僅能夠與礦物開采，還有水下地質(zhì)有著一定的關(guān)聯(lián)，而且還能夠反映出所進(jìn)行的工作，會不會導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)結(jié)構(gòu)的變動，在礦區(qū)，地下水問題在開采礦物的時候是否對開采礦物有著不良的影響，會不會引發(fā)周圍環(huán)境變化，如地質(zhì)塌陷等問題，這些為礦業(yè)開采或者是水下地質(zhì)勘探有著提供眾多信息參考的意義。

下表為某地質(zhì)勘探中技術(shù)測量結(jié)果的參考圖表：

2.水工環(huán)地質(zhì)勘探工作中的技術(shù)

2.1 GPS技術(shù)的使用

GPS的全稱是全球定位技術(shù)，又稱衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，這個系統(tǒng)的主要用途就是在地質(zhì)勘探工作利用測量，為工作人員提供地理空間定位。使用小電子接收器，確定所勘探地區(qū)的位置（經(jīng)度，緯度，和海拔/海拔使用〔幾厘米到米之內(nèi)〕），并以高精度時間將信號沿傳輸線的視線通過無線電傳衛(wèi)星。GPS技術(shù)作為一種較為先進(jìn)的定位技術(shù)，它在地質(zhì)勘探的各個方面都有著廣泛的應(yīng)用，這項技術(shù)的主要應(yīng)用目的是可以對想要尋找地點(diǎn)的精確定位。通常在水工環(huán)地質(zhì)勘探工作之中，就需要應(yīng)用到GPS技術(shù)，以此來增加工作的便捷性。它可以打破常規(guī)的測量方法，讓工作人員能夠到達(dá)他們因各種因素限制所無法去往的地方來進(jìn)行地質(zhì)測量工作。它的主要原理是先讓工作人員利用GPS導(dǎo)航技術(shù)在地表將無線信號發(fā)送到宇宙中的衛(wèi)星上之后，通過衛(wèi)星來建立完整的導(dǎo)航系統(tǒng)。此外在動態(tài)檢測方面，GPS技術(shù)應(yīng)用的范圍也極為寬廣且實(shí)際效果出色。通常只要技術(shù)人員在地表所設(shè)立的觀測平臺上安裝信號接收器之后，便可通過觀察GPS衛(wèi)星的信號波動來確定勘探的活動范圍。另外通過GPS技術(shù)的應(yīng)用，工作人員能夠快速地將信息傳遞到各個觀測平臺之上，并且對于所得到的信息進(jìn)行準(zhǔn)確的計算以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)向著實(shí)際信息轉(zhuǎn)化，采用多種計算的方式建立起來空間立體坐標(biāo)[3]。

下圖是某次GPS測量得出數(shù)據(jù)結(jié)果：

2.2 RTK技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

RTK的主要工作內(nèi)容是完成對于地區(qū)的相位差分，他在實(shí)際應(yīng)用過程中的范圍并不如GPS那么廣，但是發(fā)揮的作用卻很有成效，例如進(jìn)行偽距差分，還有對于GPS定位的差分等。與其他的水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)相比，RTK技術(shù)的應(yīng)用方式較為單一，可是適用空間卻要比其他地質(zhì)勘探技術(shù)都要大一些，對于每一個流動監(jiān)測站都可以使用RTK技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)集里。RTK技術(shù)可以通過衛(wèi)星完成對于工作人員所需要數(shù)據(jù)的收集和發(fā)送。目前隨著我國科學(xué)技術(shù)的進(jìn)展和推進(jìn)，RTK技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘探項目中也取得了一定的成效。若是工作人員使用RTK技術(shù)，不但能夠?qū)λ麄兘邮盏降臄?shù)據(jù)進(jìn)行更正，還能夠?qū)⑺麄冇嬎愠筛訙?zhǔn)確的信息。此外，RTK技術(shù)在目前還已經(jīng)成功實(shí)現(xiàn)了和GPS技術(shù)的靈活結(jié)合他們相輔相成，便能夠?yàn)樗きh(huán)地質(zhì)勘探工作，確立更加精確的定位。就目前情況來看，RTK技術(shù)與地震勘測工作中的使用可謂是十分廣泛[4]。可在每次工作人員對于這種技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的時候，還是需要特別注意它們是會受到一些外界因素干擾的影響，例如所使用流動平臺的狀態(tài)，因此他們在效果上也會受到一定的壓制，此外工作人員在應(yīng)用該技術(shù)的時候還要根據(jù)當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)結(jié)構(gòu)等實(shí)際的情況進(jìn)行現(xiàn)實(shí)性調(diào)整，以此來保證得到數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

RTK技術(shù)和GPS技術(shù)應(yīng)用實(shí)例：

2.3雷達(dá)技術(shù)的應(yīng)用

探地雷達(dá)是一種常用于對于地質(zhì)表層目標(biāo)進(jìn)行深度處理的技術(shù)，它使用雷達(dá)脈沖對地下成像。這是一種非侵入性的方法，用于調(diào)查地下表面，以調(diào)查地下公用設(shè)施，例如混凝土，瀝青，金屬，管道，電纜或磚石。這種非破壞性方法使用無線電頻譜的微波頻帶（UHF/VHF頻率）中的電磁輻射，并檢測來自地下結(jié)構(gòu)的反射信號。GPR可以在多種介質(zhì)中應(yīng)用，包括巖石，土壤，冰，淡水，人行道和建筑物。在適當(dāng)?shù)臈l件下，從業(yè)人員可以使用GPR來檢測地下物體，材料特性的變化以及空隙和裂縫。GPR使用通常在10MHz至2.6GHz范圍內(nèi)的高頻（通常是極化的）無線電波。GPR發(fā)射器和天線向地面發(fā)射電磁能。當(dāng)能量遇到埋藏的物體或具有不同介電常數(shù)的材料之間的邊界時，它可能會反射或折射或散射回表面。然后，接收天線可以記錄返回信號中的變化。所涉及的原理與地震學(xué)相似，不同之處在于GPR方法實(shí)現(xiàn)的是電磁能而非聲能，并且能量可能會反射到邊界處，在這些邊界處，地下電學(xué)特性會發(fā)生變化，而不是像地震能那樣發(fā)生變化。

2.4遙感技術(shù)的使用

遙感技術(shù)對于水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)的發(fā)展有著強(qiáng)大的作用，其通過無源傳感器收集物體或周圍區(qū)域發(fā)出或反射的輻射。反射的陽光是無源傳感器測量的最常見的輻射源。無源遠(yuǎn)程傳感器的示例包括膠片攝影，紅外，電荷耦合設(shè)備和輻射計。另一方面，主動收集發(fā)射能量以掃描物體和區(qū)域，然后傳感器隨后檢測并測量從目標(biāo)反射或反向散射的輻射。雷達(dá)和激光雷達(dá)是主動遙感的示例，其中測量了發(fā)射和返回之間的時間延遲，從而確定了物體的位置，速度和方向。在遙感技術(shù)剛剛發(fā)展的階段，他們在水工環(huán)地質(zhì)勘探工作中的應(yīng)用范圍，其實(shí)沒有GPS這種技術(shù)應(yīng)用的那么廣，在通常情況下他們僅是對站點(diǎn)進(jìn)行動態(tài)的監(jiān)測和數(shù)據(jù)收集的，后來伴隨著科技的進(jìn)步，他們也逐漸被應(yīng)用到了生態(tài)環(huán)境的研究工作中，這些工作人員可以通過遙感技術(shù)來對地理空間信息進(jìn)行獲取。他們對于地質(zhì)環(huán)境的分析方面起到了極大的作用，可是這些技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過程中也存在著一定的缺陷，那就是并不能單獨(dú)使用而是必須在與現(xiàn)代的計算機(jī)技術(shù)相結(jié)合以此來真正達(dá)到信息收集的目的，并發(fā)揮出其優(yōu)勢[5]。

3.水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)未來趨勢

盡管水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)在目前有了巨大的突破，但是在未來的發(fā)展方面還有很長的路要走，我們需要清楚，創(chuàng)新是發(fā)展的驅(qū)動力。所以在水工環(huán)地質(zhì)勘探的項目中也需要將相關(guān)科技的創(chuàng)新作為今后發(fā)展的主要任務(wù)，需要考慮通過多種應(yīng)用方法將更多的新型技術(shù)應(yīng)用到施工環(huán)境的勘探工作中。有效地提高勘探工作所收集信息的準(zhǔn)確性以及模型搭建的具體性。只有將各種新型技術(shù)與傳統(tǒng)的地質(zhì)勘探技術(shù)相互搭配，進(jìn)行靈活的運(yùn)用才能更好地完成對于施工管理機(jī)制結(jié)構(gòu)的探查。不過目前在水工環(huán)地質(zhì)勘探中，不但是需要在技術(shù)方面的提升，還需要嘗試培養(yǎng)一些，有著更高素質(zhì)與良好科技素養(yǎng)的綜合性勘探人才。在如今這種水工環(huán)地質(zhì)工作中技術(shù)提升很大的程度上也要求了勘探工作人員需要有著較高的科技素養(yǎng)，因此我們還需要對除科技外的人才培養(yǎng)計劃加以提倡，以此來保證對于勘探人員的更高要求。

4.結(jié)語

簡而言之，在水工環(huán)地質(zhì)勘探工作中，對于新型技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用能極大地提高勘探的效率以及信息收集準(zhǔn)確程度。因此在未來的勘探工作中，技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用是將被作為工作重點(diǎn)，這就需要通過加強(qiáng)對于科技研發(fā)的關(guān)注，以此來促進(jìn)水循環(huán)勘探工作的未來發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]張作禮，孟祥波，等；分析水工環(huán)地質(zhì)勘探工作中的技術(shù)應(yīng)用[J].地礦測繪， 2021， 3（6）： 26-27.

[2]蔣宗滿.試論水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的技術(shù)應(yīng)用[J].文摘版：工程技術(shù)， 2016， 000（004）： P.19-19， 52.

[3]劉娟娟.試論水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的技術(shù)應(yīng)用[J].水能經(jīng)濟(jì)， 2016（2）： 221-221.

[4]陳林.論水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的技術(shù)應(yīng)用[J].大科技， 2017（32）.

[5]田雪.水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的技術(shù)應(yīng)用[J].住宅與房地產(chǎn)， 2018， No.490（05）：196.