水工環(huán)工作中的問題及技術(shù)方法的應(yīng)用研究

吳育國

（貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，貴州 貴陽 550001）

0 引言

水工環(huán)是水文、環(huán)境和工程地質(zhì)的總稱，其中，水文地質(zhì)勘查主要內(nèi)容包括：確定地下水具體埋藏條件、區(qū)域內(nèi)地下水層具體富水狀況、區(qū)域地下水源具體分布狀況、地下水資源附屬范圍，以及地下水資源開采完成后可能給地質(zhì)環(huán)境造成的影響；環(huán)境地質(zhì)勘查主要內(nèi)容包括：明確區(qū)域內(nèi)主要環(huán)境狀況、存在的問題、未來開發(fā)趨勢、綜合評(píng)價(jià)成果、主要防護(hù)區(qū)域各項(xiàng)地質(zhì)調(diào)查結(jié)果；工程地質(zhì)勘查主要內(nèi)容包括：區(qū)域內(nèi)主要地質(zhì)構(gòu)造和地震活動(dòng)，以及巖土的基本性質(zhì)、成因等。

1 水工環(huán)工作主要內(nèi)容

如今，我國地質(zhì)勘查行業(yè)正處在快速發(fā)展階段，特別是在各項(xiàng)新理念作用下，勘查工作更得到進(jìn)一步發(fā)展和創(chuàng)新?；谛掠^念和新思想，勘查工作完全突破以往工作理念，需要采用新路徑和新模式來提高勘查水平。在這種實(shí)際情況下，有關(guān)單位需要明確各項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，使勘查質(zhì)量得到顯著提升。從當(dāng)前實(shí)際狀況看，水工環(huán)勘查內(nèi)容包含以下3 個(gè)方面。

（1）水文地質(zhì)勘查：隨著人口數(shù)量持續(xù)增加，社會(huì)對(duì)水資源需用量也在不斷增加。基于這種實(shí)際情況，若水文地質(zhì)環(huán)境越來越惡化，將使地下水資源無法達(dá)到平衡，無論是社會(huì)未來發(fā)展還是人體健康都會(huì)受到很大影響與威脅。對(duì)此，在實(shí)際的水文地質(zhì)勘查工作中，有關(guān)單位及人員必須深入勘查地下水具體埋藏條件和富水情況，同時(shí)以此為參考依據(jù)，計(jì)算并綜合評(píng)價(jià)勘查區(qū)中地下水實(shí)際分布情況。除此之外，勘查工作人員應(yīng)在了解基本情況時(shí)進(jìn)行全面預(yù)測。

（2）環(huán)境地質(zhì)勘查：近幾年生態(tài)環(huán)境問題不斷惡化，自然災(zāi)害頻繁發(fā)生。針對(duì)這種實(shí)際情況，需要在進(jìn)行環(huán)境地質(zhì)勘查工作時(shí)，由專門的勘查人員對(duì)目標(biāo)區(qū)域環(huán)境地質(zhì)情況進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，同時(shí)予以科學(xué)合理的評(píng)價(jià)。特別是重點(diǎn)防護(hù)部位，必須提高環(huán)境地質(zhì)調(diào)查力度，將環(huán)境惡化可能給區(qū)域開發(fā)與建設(shè)造成的不利影響降至最低。

（3）工程地質(zhì)勘查：這是為將來工程建設(shè)正常進(jìn)行提供指導(dǎo)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。地質(zhì)問題具有一定隱蔽性，而且還存在很大安全風(fēng)險(xiǎn)?？辈閰^(qū)域內(nèi)，各類突發(fā)情況都有可能影響到工程建設(shè)和未來的使用安全，工程地質(zhì)勘查主要目的在于及時(shí)預(yù)測這些問題。按照這一要求，在開展工程地質(zhì)勘查時(shí)，應(yīng)明確包含地質(zhì)構(gòu)造及其特征和地震活動(dòng)等在內(nèi)的基本情況。根據(jù)相關(guān)勘查結(jié)果，對(duì)地殼穩(wěn)定狀況進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)。此外還要做好巖土特征與成因等其他內(nèi)容的勘查，進(jìn)而準(zhǔn)確劃分地質(zhì)類型，為工程項(xiàng)目的地基設(shè)計(jì)與施工給出穩(wěn)定性評(píng)價(jià)成果。

2 水工環(huán)工作面臨的主要問題

當(dāng)前的水工環(huán)工作主要存在以下3 個(gè)方面問題。

（1）思想觀念較為落后。從當(dāng)前水工環(huán)實(shí)際工作情況看，各單位及人員可能沒有正確認(rèn)識(shí)到水工環(huán)具體內(nèi)涵與重要作用，思想觀念較為落后，導(dǎo)致水工環(huán)工作受到一定程度的影響和阻礙。某些工作人員過于關(guān)注眼前利益，沒有對(duì)水工環(huán)工作各方面價(jià)值發(fā)揮和未來發(fā)展引起足夠的重視，進(jìn)而影響到水工環(huán)工作未來長期利益。

（2）相關(guān)人員綜合素質(zhì)有待提升。從現(xiàn)階段水工環(huán)工作具體狀況看，并沒有建立專門的工作機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有人員的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)等綜合素質(zhì)都需要進(jìn)一步提升，缺乏足夠的研究能力，對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用未能達(dá)到預(yù)期效果，人員自身專業(yè)能力難以在實(shí)際工作中最大限度發(fā)揮，導(dǎo)致水工環(huán)工作的最終質(zhì)量效果受到很大影響。

（3）相關(guān)研究成果的實(shí)際落實(shí)還不夠到位。從當(dāng)前水工環(huán)工作過程可知，很多相關(guān)單位盡管在實(shí)際工作中可以得到良好研究成果，但在實(shí)際的成果落實(shí)時(shí)，未能完全落實(shí)到位?；谶@種實(shí)際情況，相關(guān)研究成果難以發(fā)揮出應(yīng)有的作用效果，導(dǎo)致水文、環(huán)境和工程地質(zhì)無法得到根本上的保護(hù)，進(jìn)而影響到水工環(huán)工作具體效果，也阻礙了治理工作發(fā)展和創(chuàng)新。

3 水工環(huán)工作常用技術(shù)方法與應(yīng)用

在當(dāng)前的水工環(huán)工作過程中，需要采用以下5 種技術(shù)方法。

（1）TEM 技術(shù)。該技術(shù)以電磁波及其發(fā)生的變化為基礎(chǔ)，根據(jù)渦流產(chǎn)生時(shí)間和電磁波傳遞時(shí)產(chǎn)生的渦流完成測試。在實(shí)際的水工環(huán)工作中引入TEM 技術(shù)后，最大的優(yōu)勢為技術(shù)自身對(duì)環(huán)境條件有良好適應(yīng)性，在特殊與復(fù)雜的環(huán)境條件下，采用這項(xiàng)技術(shù)也能十分快速和便捷的完成勘查任務(wù)，同時(shí)勘查結(jié)果也有很好的準(zhǔn)確性。在針對(duì)具體項(xiàng)目開展水工環(huán)調(diào)查時(shí)，借助這一先進(jìn)技術(shù)，能高效獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，從而防止環(huán)境因素給勘查結(jié)果造成不良影響。除此之外，這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用還不會(huì)產(chǎn)生過大的噪聲，加之技術(shù)自身可實(shí)現(xiàn)懸空勘查，所以在不同條件下采用該技術(shù)措施都能發(fā)揮出理想效果。

（2）GPS 技術(shù)。即目前在各領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用的衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)在國內(nèi)已經(jīng)取得良好發(fā)展，其主要原理為采用衛(wèi)星和地面接收機(jī)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)體坐標(biāo)定位，進(jìn)而保證實(shí)際測距效果。從衛(wèi)星發(fā)來的數(shù)據(jù)信息由地面接收裝置接收后，利用無線傳輸設(shè)備進(jìn)一步傳輸至終端設(shè)備，進(jìn)而為水工環(huán)工作提供良好輔助。設(shè)備接收相關(guān)數(shù)據(jù)信息后，利用轉(zhuǎn)換技術(shù)并通過數(shù)據(jù)處理獲取各類基站信息，以此為坐標(biāo)計(jì)算提供參考依據(jù)，并能通過參數(shù)調(diào)節(jié)和坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換得出準(zhǔn)確坐標(biāo)數(shù)據(jù)。可以看出，該技術(shù)的合理應(yīng)用對(duì)提高水工環(huán)工作質(zhì)量和效率都有重要作用。

（3）GPR 技術(shù)。即雷達(dá)探測技術(shù)，主要采用高頻脈沖波對(duì)目標(biāo)體進(jìn)行探測，屬于物理勘測范疇。由于具有很高的分辨率和探測精度，所以在很多行業(yè)領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。在實(shí)際的水工環(huán)工作中，這項(xiàng)技術(shù)能對(duì)采用雷達(dá)獲取的電磁波實(shí)施處理，然后采用圖像的形式予以表達(dá)，成果展示十分直觀。在對(duì)巖石地段進(jìn)行勘查時(shí)，利用這項(xiàng)技術(shù)能快速獲取各項(xiàng)勘查成果，從而保證勘查工作效率與質(zhì)量。另外，由于這項(xiàng)技術(shù)所用儀器設(shè)備還有很高的靈敏度，所以能獲取十分清晰的成果圖像。然而，在實(shí)際應(yīng)用過程中要注意這項(xiàng)技術(shù)會(huì)受到外部環(huán)境因素的直接影響，對(duì)此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)加強(qiáng)勘查深度控制，保證各項(xiàng)勘查結(jié)果的真實(shí)性與準(zhǔn)確性。

（4）PTK 技術(shù)。作為一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)，該技術(shù)的成功應(yīng)用能有效減小載波相位測量結(jié)果誤差，目前這項(xiàng)技術(shù)主要有以下三種類型：位置差分、相位差分與位距差分。在實(shí)際應(yīng)用中，按照差分法基本原理，能有效修正衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸時(shí)存在的誤差，使由各方面原因產(chǎn)生的誤差都處在允許范圍內(nèi)，從而保證勘查成果真實(shí)性與準(zhǔn)確性。對(duì)數(shù)據(jù)誤差實(shí)施差分時(shí)，該技術(shù)所有方法都能與地面基站建立良好的聯(lián)系，使包含數(shù)據(jù)接收與修改在內(nèi)的工作均通過基站完成。將該技術(shù)應(yīng)用于水工環(huán)勘查，從衛(wèi)星發(fā)出的信號(hào)能被地面多個(gè)基站接收，然后通過對(duì)比接收到的各類數(shù)據(jù)信息，即可及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問題，進(jìn)而采取有效措施加以解決。在此基礎(chǔ)上，通過利用各類無線設(shè)備還能將所有數(shù)據(jù)均傳遞至流動(dòng)基站中，以此獲取基站準(zhǔn)確位置坐標(biāo)。

（5）RS 技術(shù)。即遙感技術(shù)，在進(jìn)行水工環(huán)工作時(shí)，這是一項(xiàng)核心技術(shù)方法，在多維空間對(duì)電磁波信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)接收，然后利用攝像與信息掃描技術(shù)探測并準(zhǔn)確識(shí)別物體現(xiàn)象信息。對(duì)水工環(huán)勘查而言，通過對(duì)這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，能獲取準(zhǔn)確且清晰的圖像，幫助相關(guān)工作人員根據(jù)現(xiàn)有圖像了解區(qū)域內(nèi)具體狀況。采用這樣的方式，除了能保證水工環(huán)工作成果質(zhì)量，還能為地質(zhì)學(xué)分析與研究提供可靠的參考。

4 水工環(huán)工作質(zhì)量改進(jìn)措施與問題解決方法

4.1 質(zhì)量改進(jìn)措施

一方面，要?jiǎng)?chuàng)新工作人員的思想觀念，要想切實(shí)提高水工環(huán)工作成果質(zhì)量，保證水工環(huán)勘查發(fā)揮出理想的作用效果與價(jià)值，相關(guān)人員必須積極創(chuàng)新自身思想觀念。在實(shí)際的勘查過程中，技術(shù)人員除了要重視勘查區(qū)域當(dāng)前具有的開發(fā)價(jià)值，并深入分析和明確開發(fā)可能造成的影響。只有這樣才能結(jié)合實(shí)際情況編制合理可行的保護(hù)方案，使水工環(huán)地質(zhì)狀況得到有效保護(hù)，適應(yīng)未來可持續(xù)發(fā)展基本要求。實(shí)踐表明，采用這樣的方式以后，能有效提高水工環(huán)成果質(zhì)量，充分發(fā)揮其價(jià)值，確保地質(zhì)得以良性開發(fā)與有效保護(hù)，為之后的進(jìn)一步發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

另一方面，要想切實(shí)提高水工環(huán)工作成果質(zhì)量，保證水工環(huán)勘查發(fā)揮出理想的作用效果與價(jià)值，需要在獲取準(zhǔn)確成果后切實(shí)加強(qiáng)和當(dāng)?shù)卣块T之間的聯(lián)系與合作，從勘查結(jié)果出發(fā)積極開發(fā)地質(zhì)，并對(duì)日常保護(hù)工作予以嚴(yán)格監(jiān)管，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決由于項(xiàng)目建設(shè)或資源開發(fā)帶來的實(shí)際問題，盡量防止或徹底杜絕開發(fā)過度與保護(hù)措施不當(dāng)導(dǎo)致未來發(fā)展受到影響。采用這樣的方式后，能最大限度發(fā)揮水工環(huán)勘查具有的重要作用與意義，為將來更好的完成水工環(huán)工作提供可靠參考與技術(shù)支持。

4.2 問題解決方法

針對(duì)當(dāng)前水工環(huán)工作存在的各方面問題，在實(shí)際情況中可采取下列措施及時(shí)解決。

（1）水文地質(zhì)方面。在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展和人口數(shù)量持續(xù)增加的實(shí)際情況下，因城市化進(jìn)程日益加快，無論是工業(yè)生產(chǎn)還是居民日常生活對(duì)水資源的需用量都大幅增加。基于這種實(shí)際情況，水資源匱乏和水污染問題都越來越嚴(yán)重，由于地下水資源原來保持的平衡狀態(tài)被打破，出現(xiàn)了很多復(fù)雜的水文地質(zhì)問題，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步發(fā)展，甚至人們身體健康都造成了很大影響。為了社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境之間達(dá)到良好平衡，實(shí)現(xiàn)預(yù)期的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，對(duì)相關(guān)單位與人員而言，應(yīng)切實(shí)加強(qiáng)水文地質(zhì)方面的問題的預(yù)防與處理。根據(jù)現(xiàn)階段水文地質(zhì)狀況可知，我國西南與西北地區(qū)水資源匱乏情況較為嚴(yán)重。對(duì)此，相關(guān)單位和部門應(yīng)加強(qiáng)地下水資源檢測和勘查，保證人員能夠正常且健康的用水。而在水資源相對(duì)豐富的地區(qū)，相關(guān)部門及單位應(yīng)重視地下水資源分布統(tǒng)計(jì)和綜合評(píng)價(jià)，為之后的資源開發(fā)與利用奠定良好基礎(chǔ)，保證資源開發(fā)利用科學(xué)性與合理性，防止由于過度開發(fā)造成不必要的危害。這實(shí)際工作中，相關(guān)人員需要對(duì)地下水資源存在的問題造成的一系列環(huán)境問題做深入預(yù)測和分析，然后將預(yù)測和分析結(jié)果作為依據(jù)，對(duì)地下水資源科學(xué)利用開展科學(xué)規(guī)劃，此外在整個(gè)資源利用過程中還應(yīng)做好實(shí)施監(jiān)督，進(jìn)而及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決各類水文地質(zhì)問題。

（2）工程地質(zhì)方面。如上文所述，工程地質(zhì)方面的問題有一定隱蔽性和危害性，若未能及時(shí)有效的處理，將造成十分嚴(yán)重的后果。對(duì)此，在分析和解決各類工程地質(zhì)問題時(shí)間，相關(guān)人員及單位應(yīng)預(yù)先做好地質(zhì)勘查工作。根據(jù)勘查結(jié)果對(duì)地殼穩(wěn)定性開展綜合評(píng)價(jià)。在確定地質(zhì)問題及其產(chǎn)生原因后，按照預(yù)防為主和防治結(jié)合的基本原則從根本上處理各類工程地質(zhì)問題。在實(shí)際的防治過程中，應(yīng)結(jié)合工程存在的各類實(shí)際地質(zhì)問題制定針對(duì)性處理措施，包括邊坡加固處理和植樹造林，只有這樣才能從本質(zhì)上保證工程質(zhì)量和安全，將工程地質(zhì)方面的問題造成的不利影響降至最低。

（3）環(huán)境地質(zhì)方面。從當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r看，生態(tài)環(huán)境保護(hù)已經(jīng)成為一項(xiàng)十分重要的工作。由于生態(tài)環(huán)境日益惡化產(chǎn)生的問題正愈演愈烈，很多人都開始意識(shí)到做好環(huán)境保護(hù)工作的重要意義。一般而言，環(huán)境地質(zhì)問題產(chǎn)生原因以資源開發(fā)與工程活動(dòng)為主。對(duì)此，相關(guān)人員和單位必須重點(diǎn)開展環(huán)境地質(zhì)勘查，以此及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決各類問題，同時(shí)結(jié)合具體情況及時(shí)制定有效的針對(duì)性措施。在實(shí)際工作中，相關(guān)人員應(yīng)實(shí)時(shí)監(jiān)控各類環(huán)境地質(zhì)問題，同時(shí)進(jìn)行科學(xué)評(píng)估，為針對(duì)性措施的制定提供可靠依據(jù)。實(shí)踐表明，通過采用以上方式能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決各類實(shí)際問題，進(jìn)而使環(huán)境地質(zhì)方面的問題得到根本上的解決。

5 結(jié)語

綜上所述，在實(shí)際的水工環(huán)工作中，由于相關(guān)工作人員思想觀念還比較陳舊、各項(xiàng)專業(yè)素質(zhì)有待提升，加之對(duì)研究成果的落實(shí)未能到位，導(dǎo)致水工環(huán)工作質(zhì)量始終難以得到有效提升，導(dǎo)致資源開發(fā)和保護(hù)未能達(dá)到良好平衡狀態(tài)，最終影響到項(xiàng)目實(shí)施與可持續(xù)發(fā)展。對(duì)此，相關(guān)單位及人員應(yīng)采用合適的技術(shù)措施加強(qiáng)水工環(huán)勘查，在勘查過程中通過引入TEM、GPS、GPR、PTK 與RS 等先進(jìn)技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上改變?nèi)藛T傳統(tǒng)思想觀念，加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)，保證最終的研究成果得以良好落實(shí)，只有這樣才能真正提高工作質(zhì)量，從而最大限度發(fā)揮水工環(huán)工作的意義與價(jià)值，為項(xiàng)目實(shí)施或資源開發(fā)提供可靠參考依據(jù)。