新形勢下水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)及其應(yīng)用淺析

童品賢

甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院 甘肅 蘭州 730030

引言

20世紀(jì)60年代末，我國水文地質(zhì)工程得以快速發(fā)展，這一過程中水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)、數(shù)字化測繪技術(shù)發(fā)展收獲顯著成效，為我國水工環(huán)地質(zhì)工作的順利進(jìn)行與穩(wěn)定推進(jìn)奠定了堅實基礎(chǔ)。然而，傳統(tǒng)的水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)需要消耗很大財力與人力，且缺少穩(wěn)定的勘察環(huán)境與勘測條件，加上工程測繪圖形較為單一，成圖需要較長時間，很難適應(yīng)現(xiàn)代化工程建設(shè)發(fā)展。水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)綜合了各類高新技術(shù)，如此既可以促使水工環(huán)地質(zhì)勘察與圖形測繪朝著自動化方向發(fā)展，還能便于高效解決水工環(huán)地質(zhì)勘察與工程建設(shè)問題，進(jìn)而促進(jìn)水工環(huán)地質(zhì)工作的長效發(fā)展。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘察簡述

1.1 工作要求

為了更好地促進(jìn)水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用，就要利用科學(xué)方式對水工環(huán)地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查，包含地水下與環(huán)境情況、地下水分布等，在調(diào)查工作中，掌握現(xiàn)場實際情況，同時結(jié)合政府相關(guān)部門提供的數(shù)據(jù)做出分析，正確評價水文地質(zhì)狀況，為后續(xù)工作的開展提供重要依據(jù)。

1.2 勘察內(nèi)容

水工環(huán)地質(zhì)勘察過程中，其內(nèi)容廣泛，因此，在實際勘察過程中，制定完善的調(diào)查方案，在方案制定過程中，還要與現(xiàn)場實際相結(jié)合，對地下水情況進(jìn)行初步探測，同時對其數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，進(jìn)而直觀地反映調(diào)查結(jié)果。在測量與調(diào)查地下水深度時，可應(yīng)用戰(zhàn)法技術(shù)對地下水流動與流速進(jìn)行觀察，同時將數(shù)據(jù)進(jìn)行有效記錄，為后續(xù)工作的開展提供重要依據(jù)，并利用先進(jìn)技術(shù)與設(shè)備，提升調(diào)查效率，促進(jìn)勘察工作質(zhì)量的提升。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的應(yīng)用

2.1 電法技術(shù)

在我國，電法技術(shù)應(yīng)用歷史較久遠(yuǎn)，隨著科技水平的提升，此技術(shù)應(yīng)用效率取得很大提升，而在水工環(huán)地質(zhì)勘察中的應(yīng)用作用更加突出。電氣技術(shù)應(yīng)用過程中，其應(yīng)用方法可從以下幾點進(jìn)行分析[1]。一是高密電技術(shù)。此技術(shù)是利用形式化調(diào)查方式實現(xiàn)對地質(zhì)的調(diào)查，通常應(yīng)用于野外地質(zhì)調(diào)查工作中，其操作簡便，在對地質(zhì)調(diào)查現(xiàn)狀進(jìn)行分析的同時，利用高水平的自動化技術(shù)，保障技術(shù)的同時，提升其效果，對測量點設(shè)置過程中，需在不同位置進(jìn)行設(shè)置，同時對地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析與調(diào)查，從而更準(zhǔn)確地對其結(jié)果進(jìn)行確定，提升結(jié)果的可靠性；二是激化法，主要利用礦石與巖石后，對其變化情況進(jìn)行分析，同時對地質(zhì)條件進(jìn)行全面掌握，分析調(diào)查結(jié)果。并結(jié)合當(dāng)前開發(fā)實際情況，通過礦山的調(diào)查實現(xiàn)，此技術(shù)在水資源調(diào)查中得到有效使用。

2.2 GPS定位技術(shù)

全球定位技術(shù)也就是我們所熟知的GPS（Global Positioning System）技術(shù)，因為其集覆蓋范圍廣、定位準(zhǔn)確度高、搜索速度快、應(yīng)用程度高等諸多優(yōu)勢于一身的特點，慢慢地成為傳統(tǒng)的工程勘測與測繪技術(shù)的優(yōu)質(zhì)替代品，同時也為水工環(huán)地質(zhì)勘察提供了有力的技術(shù)支撐。GPS技術(shù)憑借其強(qiáng)大的導(dǎo)航能力能夠為海上、地面、天空等不同地域空間提供真實準(zhǔn)確、及時高效的導(dǎo)航服務(wù)。將GPS技術(shù)合理運(yùn)用至水工環(huán)地質(zhì)勘察過程中，通過GPS技術(shù)衛(wèi)星確定待測目標(biāo)的實際地理位置信息、水文地質(zhì)條件、自然環(huán)境等實際情況來開展水工環(huán)地質(zhì)勘察工作，可以進(jìn)一步了解水工環(huán)地質(zhì)勘察現(xiàn)狀，同時自動設(shè)計水工環(huán)地質(zhì)勘察工作規(guī)劃，極大地節(jié)省了人力資源以及資金投入，在保障水工環(huán)地質(zhì)勘察工作高精準(zhǔn)度的同時，可以實現(xiàn)對水工環(huán)地質(zhì)勘察信息、數(shù)據(jù)、資源的實時監(jiān)控與高效管理，在一定程度上降低了人為因素對水工環(huán)地質(zhì)勘察結(jié)果的負(fù)面影響，提高了水工環(huán)地質(zhì)勘察準(zhǔn)確度以及水工環(huán)地質(zhì)勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性。需要特別注意的是：將GPS技術(shù)合理運(yùn)用至水工環(huán)地質(zhì)勘察過程中，需要合理安裝專業(yè)的儀器設(shè)備，待儀器設(shè)備安裝完后，應(yīng)遵照儀器設(shè)備說明、安裝要求合理開展實際操作，同時認(rèn)真保管儀器設(shè)備運(yùn)行后的文件，便于為后續(xù)文件查找、數(shù)據(jù)推算與分析、信息傳輸、資源共享奠定基礎(chǔ)，從而全面提升水工環(huán)地質(zhì)的勘察效率。

2.3 GPR技術(shù)

GPR（地質(zhì)探測雷達(dá)）技術(shù)通過往地標(biāo)以下發(fā)射并接收有地下向上反射至地表的高頻電磁波得實際情況，對所發(fā)射并接收的高頻電磁波的波形、振幅等具體波動狀態(tài)予以分析、處理；隨后對待勘測的水文地質(zhì)情況以及地下介質(zhì)所處的實際方位、結(jié)構(gòu)類型、深度大小做出精準(zhǔn)判定，最終結(jié)合實際情況繪制出相應(yīng)的測繪圖紙。新形勢下，水工環(huán)地質(zhì)進(jìn)行勘察過程中，探測雷達(dá)技術(shù)以電磁波發(fā)射為根本原理，在實際進(jìn)行工作過程中，利用此技術(shù)，能夠?qū)⒏哳l脈沖電磁波在礦井內(nèi)發(fā)射，系統(tǒng)對傳播數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，采用專業(yè)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，進(jìn)而實時采集地質(zhì)信息，并生成其調(diào)查結(jié)果。在操作過程中，先建立基礎(chǔ)發(fā)射設(shè)施，同時結(jié)合聲吶原理將電磁波向主機(jī)進(jìn)行發(fā)射，此設(shè)備的應(yīng)用能夠獲取數(shù)據(jù)信息。另外，還要對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與整理，工作人員將數(shù)據(jù)在電腦屏幕上進(jìn)行展現(xiàn)，從而使相關(guān)人員對地質(zhì)環(huán)境實際情況進(jìn)行直觀地了解，包含巖石內(nèi)部結(jié)構(gòu)與色彩等方面的分析。GPR技術(shù)作為現(xiàn)如今勘察水工環(huán)地質(zhì)情況最為奏效的技術(shù)之一，主要被應(yīng)用于古建筑區(qū)域、老舊建筑區(qū)域的地下水工環(huán)地質(zhì)勘察。此外，由于探測雷達(dá)技術(shù)具備分辨率高、速度快、成本低的優(yōu)勢，結(jié)合當(dāng)前探測雷達(dá)技術(shù)與智能技術(shù)的有效結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與分析，進(jìn)而生成數(shù)據(jù)報告，因探測雷達(dá)的優(yōu)勢，在大壩、熔巖口等覆蓋特殊地質(zhì)的環(huán)境下更加適用，且具備較高的應(yīng)用價值。將探測雷達(dá)技術(shù)運(yùn)用于水工環(huán)地質(zhì)的實踐勘察過程中，雖然能夠?qū)⒌刭|(zhì)勘察工作中無法完成的測量工作進(jìn)行優(yōu)化、改善；但在實際運(yùn)用過程中依舊存在一定的問題與漏洞，究其原因是由于遠(yuǎn)距離情況下，受各類因素影響，導(dǎo)致測量信息的不準(zhǔn)確性，進(jìn)而無法對測量圖像進(jìn)行繪制。

2.4 RS（遙感）技術(shù)

RS（遙感）技術(shù)，一般利用傳感器探測物體電磁波輻射和反射性，然后結(jié)合實際特性分析物體特征、狀態(tài)與性質(zhì)。在運(yùn)用遙感技術(shù)進(jìn)行探測的時候，幾乎不會受限于待測物體、待測區(qū)域的地形地勢。比如說利用衛(wèi)星遙感技術(shù)，并可以對其高度進(jìn)行調(diào)節(jié)，高度位置越高，觀測范圍越大。同樣的一幅240mm×240mm、比例尺為1∶40000的航空相片，其真實測量面積約為70km，但衛(wèi)星遙感技術(shù)真實測量面積可達(dá)普通航拍的500倍左右，極大地提高了觀測范圍，較之于傳統(tǒng)的攝影測量更具觀測宏觀性[2]。利用遙感技術(shù)可以實現(xiàn)對各種波段的探測以及數(shù)據(jù)收集、記錄，接著在詳細(xì)分析所獲資料，便于將其應(yīng)用在工程測量當(dāng)中。常規(guī)的水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)通常采用攝影測量技術(shù)對待測目標(biāo)區(qū)域內(nèi)的水工環(huán)地質(zhì)環(huán)境、水文地質(zhì)條件以及自然環(huán)境進(jìn)行檢測，然而該項技術(shù)僅僅可對可見光進(jìn)行測量。較之于常規(guī)的水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)，RS（遙感）技術(shù)可以實現(xiàn)多波段探測。周期性短。利用遙感衛(wèi)星可以在極端短時間之內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)某一地帶的重復(fù)測量并圖像收集，較之于攝影測量，遙感測量具有周期性短的優(yōu)勢。獨特性四、經(jīng)濟(jì)性。通過遙感技術(shù)觀測的宏觀性、多波段性以及周期較短的優(yōu)勢，以上特性，遙感圖像獲取比航片獲取更經(jīng)濟(jì)，極大地節(jié)省了人力以及其他資源的浪費(fèi)。由此可見，將遙感技術(shù)應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)勘察與測量工作，不僅可以對水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)予以補(bǔ)充，進(jìn)而擴(kuò)大其勘察范圍；而且對于擴(kuò)增水工環(huán)地質(zhì)勘察測繪的視野廣度，提高水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的勘察精度、勘察效率大有裨益。在氣象、地質(zhì)等領(lǐng)域中，遙感技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，通過對目標(biāo)區(qū)域水文地質(zhì)信息、數(shù)據(jù)、資料的全面收集，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性。可利用RS技術(shù)對水文地質(zhì)資源及其所處的自然環(huán)境進(jìn)行有效監(jiān)測。地理環(huán)境測量過程中，不受天氣因素影響，可利用遠(yuǎn)程探測衛(wèi)星對圖像進(jìn)行獲取，有效提升了高分辨率。在對水資源進(jìn)行調(diào)查過程中，也可利用遠(yuǎn)程探測技術(shù)，實現(xiàn)對水資源動態(tài)化檢測，進(jìn)而為其開發(fā)與利用提供重要保障，極大程度地提高了水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的科學(xué)性與實效性。

2.5 RTK技術(shù)

將GPS技術(shù)與載波位差點技術(shù)相結(jié)合，有效實現(xiàn)了由靜態(tài)向動態(tài)測量的轉(zhuǎn)變，有助于提升水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的測量精度，降低了水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的測量誤差，能夠?qū)λきh(huán)地質(zhì)勘察區(qū)域水文地質(zhì)情況作出準(zhǔn)確判斷。RTK技術(shù)在應(yīng)用過程中，對多個北斗衛(wèi)星測量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，建立完善的移動與標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測站，為數(shù)據(jù)獲取厘米及毫米級的程度，有效提升了地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確性。測量點的網(wǎng)絡(luò)化還能夠降低數(shù)據(jù)誤差，RTK技術(shù)的應(yīng)用，還能夠減少工作人員工作量。

3 影響水工環(huán)地質(zhì)勘察的主要因素

3.1 政策因素

水工環(huán)地質(zhì)進(jìn)行調(diào)查過程中，受到政策因素影響較大，我國地質(zhì)勘察工作與現(xiàn)有政策存在一定的矛盾。在地質(zhì)調(diào)查與找礦工作中，地質(zhì)調(diào)查存在較強(qiáng)的商業(yè)性，因此，在地質(zhì)勘探過程中，需與當(dāng)?shù)貙嶋H相結(jié)合，同時將工作重心放在礦石方面[3]。如果過分重視企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，不僅影響到工作的有序推進(jìn)，還會影響到工作質(zhì)量與效率，導(dǎo)致后續(xù)問題的存在。在商業(yè)性質(zhì)調(diào)查過程中，其資金都是礦權(quán)人采取方法與籌集的，與其他行業(yè)相比，具備一定的特殊性。因此，政策因素產(chǎn)生較大影響，工作人員采取有效策略，對工作進(jìn)行優(yōu)化。

3.2 技術(shù)因素

我國地質(zhì)勘察工作中，傳統(tǒng)技術(shù)是其重要手段，一些先進(jìn)技術(shù)由于未得到理論與技術(shù)支持，導(dǎo)致在地質(zhì)勘察工作中無法得到使用，因此，在實際工作過程中，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，提升勘探水平，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要動力。

4 水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用方法

4.1 全面勘察與實踐改革

為了有效提升水工環(huán)地質(zhì)勘察質(zhì)量，在對勘察技術(shù)科學(xué)應(yīng)用的同時，還要對勘察對象進(jìn)行合理控制，保證勘察工作的全面性[4]。結(jié)合水工環(huán)項目建設(shè)實際需求，從多角度進(jìn)行勘察，實現(xiàn)對勘察對象與質(zhì)量、目標(biāo)的貼合。此外，在應(yīng)用勘察技術(shù)過程中，還要引進(jìn)新技術(shù)與設(shè)備，通過先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)技術(shù)革新，從而更好地提升水工環(huán)地質(zhì)勘察效率，實現(xiàn)對地質(zhì)情況的合理控制。

4.2 深化問題

由于水工環(huán)地質(zhì)勘察工作具有較強(qiáng)的專業(yè)性，因此，在實際工作過程中，勘察技術(shù)、管理及其環(huán)境等，都會對勘察結(jié)果產(chǎn)生較大影響。隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，為水工環(huán)地質(zhì)勘察工作提供了更多有利條件，勘察項目不斷增加。傳統(tǒng)勘察技術(shù)中的問題，還要對問題原因進(jìn)行分析，編制完善的勘察方案，優(yōu)化勘察環(huán)境，促進(jìn)水工環(huán)工作的順利開展。

5 結(jié)束語

總而言之，在我國水工環(huán)勘察技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，成了我國環(huán)保調(diào)查的主要手段，對我國環(huán)境變化產(chǎn)生重要影響，同時影響到政府環(huán)保工作的決策，對我國可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。新形勢下，水工環(huán)勘察技術(shù)不斷完善，將其科學(xué)應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)工作中，對促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有一定的重要性。展望未來，就水工環(huán)地質(zhì)勘察工作而言，為了提升水工環(huán)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與實效性，技術(shù)人員應(yīng)不斷提高自身專業(yè)水平，全面掌握不同水工環(huán)地質(zhì)勘察與工程測繪新技術(shù)，還必須合理運(yùn)用信息化技術(shù)、智能化技術(shù)以及移動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)與之進(jìn)行有效整合，進(jìn)而全面提升水工環(huán)地質(zhì)勘察精度，提升勘探水平，為我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要動力。