水利水電工程地質(zhì)勘測的主要方法及勘察難點(diǎn)分析

盛淑忠

（濱州市城鄉(xiāng)水務(wù)發(fā)展服務(wù)中心，山東 濱州 256603）

0 引言

在新的歷史條件下，隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，隨著水利建設(shè)項(xiàng)目的增多，對水利建設(shè)項(xiàng)目的質(zhì)量提出了更高的要求。為保證水利水電工程的高效運(yùn)行，提高工程質(zhì)量，必須開展及時的地質(zhì)調(diào)查，對調(diào)查的準(zhǔn)確性和深度提出了更高的要求，同時，傳統(tǒng)的調(diào)查方法已不能適應(yīng)現(xiàn)實(shí)的需求，所以，要進(jìn)行技術(shù)革新。為適應(yīng)當(dāng)前建設(shè)項(xiàng)目的特殊需要。在工程施工過程中，如何選取規(guī)范的地質(zhì)勘察方法，對工程施工具有很大的影響。

1 地質(zhì)勘測的實(shí)際作用

1.1 能保證建筑計劃的正確性

當(dāng)前，在國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著舉足輕重的作用，在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著不容忽視的作用。在此基礎(chǔ)上，在進(jìn)行水利水電工程建設(shè)前，應(yīng)對項(xiàng)目設(shè)計方案進(jìn)行可行性分析，從工程投資、施工管理與建設(shè)規(guī)劃等角度，保證施工方案的合理性。在水利水電工程中，地質(zhì)條件是一個很重要的因素，如果出現(xiàn)了地質(zhì)構(gòu)造不夠穩(wěn)定的情況，不僅會增加施工的難度，而且還容易產(chǎn)生許多安全隱患[1]。面對這種情況，在水利水電工程進(jìn)行施工之前，應(yīng)該對其進(jìn)行科學(xué)的地質(zhì)調(diào)查，對項(xiàng)目施工周邊地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度進(jìn)行詳細(xì)的了解，對其地質(zhì)環(huán)境有一個全面的了解，可以為項(xiàng)目的施工提供一些基礎(chǔ)，從而保證施工方案的正確性。

1.2 保證工程施工安全

水利水電工程是一項(xiàng)較為復(fù)雜、系統(tǒng)性的工程，其建設(shè)周期較長，并且涉及很多方面，任何一個方面都存在著潛在的安全隱患，對整個工程的安全性、穩(wěn)定性都有很大的影響。這些風(fēng)險的發(fā)生，很大程度上是由于相關(guān)工作人員對周邊環(huán)境缺乏了解和未做詳細(xì)的地質(zhì)調(diào)查所致。在進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)之前，應(yīng)當(dāng)對施工區(qū)域的地質(zhì)狀況展開詳細(xì)的調(diào)查，對有關(guān)的地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分的分析，對機(jī)房建設(shè)、工程規(guī)模與施工選址等進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，以保證工程建設(shè)的規(guī)范性與安全性[2]。

1.3 控制項(xiàng)目成本

水利水電工程具有投資巨大、投資巨大、施工周期長等特點(diǎn)，為確保工程順利、高效地實(shí)施，必須有足夠的經(jīng)費(fèi)作為后盾。在水利水電工程建設(shè)過程中，各個階段的投資規(guī)模都很大，因此，如何對工程進(jìn)行有效的成本控制，就成了當(dāng)前工程建設(shè)中的一大難題。通過合理的地質(zhì)勘察，能夠清晰地掌握地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地質(zhì)條件與水文狀況等基本信息，為施工進(jìn)度、施工質(zhì)量與工藝等提供一個合理的依據(jù)，并能夠合理地配置資源，實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目施工成本的控制。

2 水利水電工程地質(zhì)勘察中存在的難點(diǎn)

從總體上來看，在水利工程施工過程中，地質(zhì)問題的預(yù)測與分析始終是一個重要的課題。然而，地質(zhì)環(huán)境的變化，水利水電工程的蓄水能力，水資源保護(hù)狀況，環(huán)境和地質(zhì)問題，都將對工程建設(shè)產(chǎn)生較大的影響。此外，一般情況下，研究區(qū)域的儲水質(zhì)量、水電項(xiàng)目等因素都會因大氣環(huán)流或環(huán)境水分配的影響而發(fā)生變化。因此，必須加強(qiáng)對水利工程的管理，加強(qiáng)對水利工程的管理。

2.1 環(huán)境議題

這是一項(xiàng)很有意義的課題。盡管在很大程度上，水利水電工程的建設(shè)能夠有效地防止洪水的成長，并在非水淹期間避免了主流洪水的發(fā)生，然而，在水電工程的運(yùn)行中，還會對地下水產(chǎn)生某種程度的污染，進(jìn)而引發(fā)一系列的環(huán)境問題[3]。在流域生態(tài)環(huán)境持續(xù)惡化的背景下，水電站周邊陸域?qū)l(fā)生明顯的泥沙淤積，進(jìn)而引發(fā)河漫灘問題。當(dāng)河流的速度變得緩慢時，就會變得越來越少。特別是在水電開發(fā)中，由于水庫水位的降低，會對周邊地區(qū)的水質(zhì)和水環(huán)境產(chǎn)生較大的影響。

2.2 水文學(xué)問題

水文學(xué)是水力科學(xué)研究中的一個重要課題。通過對灘涂、水電、節(jié)水等地質(zhì)資料的理論分析可知，若各方面條件均發(fā)生了很大的改變，對某些工程的使用情況就很難作出判斷。在水利水電施工中，由于地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的不精確性和不嚴(yán)密性，引起了廣泛的關(guān)注。在水利工程管理工作中，一些水利工程只有勘察資料，不能對這些資料進(jìn)行詳盡的分析。在這一過程中，仍有大量的工作有待于深入的分析與研究。

2.3 品質(zhì)問題

在進(jìn)行水利水電工程地質(zhì)勘查時，應(yīng)特別重視質(zhì)量。在分析和理解水利水電工程地質(zhì)勘探工作原理的基礎(chǔ)上，介紹了水利水電工程地質(zhì)勘探工作中若干具體的應(yīng)用方法。但是，在實(shí)際工作中，由于工作人員對勘察結(jié)果的理解不明確，缺少對勘察結(jié)果的專門了解，導(dǎo)致勘察結(jié)果中所含信息的準(zhǔn)確性不高，給水利水電工程的運(yùn)營和管理帶來了不利的影響，也給工程地質(zhì)勘察工作帶來了不利影響。為此，必須保證工作人員的專業(yè)水平，推動高效的勘探方法的運(yùn)用。

3 水利工程地質(zhì)調(diào)查的優(yōu)選方法

為了能夠有效地促進(jìn)水利水電工程地質(zhì)勘察工作的順利進(jìn)行，有關(guān)勘察工作人員就要采取最優(yōu)的措施，保證各項(xiàng)勘察活動的順利進(jìn)行，要加大對下列措施的落實(shí)力度。

3.1 做好專題調(diào)研

在水利水電工程的發(fā)展過程中，為了確保地質(zhì)勘查工作的順利開展，應(yīng)督促工作人員做好專項(xiàng)勘查工作，確保各項(xiàng)勘查工作都能按規(guī)定完成，這樣才能最大程度地提高地質(zhì)勘查工作的質(zhì)量。在開展專題調(diào)查的時候，要有相應(yīng)的技術(shù)支撐，工程建設(shè)對區(qū)域發(fā)展的影響相對較大，要開展公益性問題的研究，要重視上游水庫對下游堤防的影響，要重視水庫化學(xué)浸沒和移民選址。有關(guān)的水利管理部門要與行管部門合作，對地質(zhì)問題進(jìn)行專項(xiàng)調(diào)查，為水利水電工程建設(shè)的發(fā)展提供相應(yīng)的地質(zhì)勘察技術(shù)，以避免環(huán)境地質(zhì)問題的發(fā)生。

3.2 合理確定勘測期限

為了推動水利水電工程地質(zhì)勘察工作的順利進(jìn)行，必須要有一個合理的勘察周期，它是保證各項(xiàng)勘察工作能夠順利進(jìn)行的基本條件。有了大量的基礎(chǔ)資料作為依據(jù)，只有這樣，才能保證工程測量的高質(zhì)量。在進(jìn)行勘察工作之前，一定要有一定的手段作為支撐，而且要與水利水電工程的勘察需求相結(jié)合，合理安排時間，收集資料，結(jié)合工程規(guī)模，設(shè)置考察周期，并按照工程建設(shè)的復(fù)雜程度來調(diào)整時間段，合理規(guī)劃時間，合理安排工程勘察的進(jìn)度，避免盲目地壓縮勘察周期[4]。這些問題值得我們重視，才能更好地開展各項(xiàng)勘探工作。

3.3 加強(qiáng)地質(zhì)勘查隊(duì)伍的專業(yè)化建設(shè)

在水利水電工程地質(zhì)勘察工作開展過程中，為了促進(jìn)勘察工作的順利開展，因此，我們要努力提高工作人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，使之更好地滿足水利水電工程勘察的需要。工作人員的個人素質(zhì)與能力對工程勘察工作有很大的影響，所以，在具體的工程施工過程中，應(yīng)重視多角度的設(shè)計，以提高地質(zhì)勘查的質(zhì)量。同時，地勘人員自己也要積極參與訓(xùn)練，掌握勘探工作的專業(yè)技術(shù)和有關(guān)的理論知識。只有加強(qiáng)施工管理，提高施工管理水平，才能保證施工管理工作的高質(zhì)量進(jìn)行。工作人員自身要不斷提高自己的綜合能力，提高自己的職業(yè)道德素養(yǎng)，增強(qiáng)自己的工作責(zé)任心和專業(yè)技能等，只有對不同的地質(zhì)狀況有足夠的了解，才能在實(shí)踐中提高工作的質(zhì)量。

3.4 重視與設(shè)計單位的溝通

在實(shí)際工作中，要想進(jìn)一步完善地質(zhì)勘察工作，就一定要強(qiáng)化有關(guān)部門的溝通和聯(lián)絡(luò)，所有的工作都涉及廣泛的領(lǐng)域，在實(shí)踐中，只有加強(qiáng)各個部門的溝通和聯(lián)絡(luò)，并根據(jù)具體的勘察工作情況，不斷地優(yōu)化勘察方案，才能推動勘察工作的順利進(jìn)行。工程勘察工作與設(shè)計部門緊密相連，設(shè)計部門能夠?qū)辈斓恼麄€過程有一個完整的認(rèn)識，并在此基礎(chǔ)上，對設(shè)計的方案進(jìn)行優(yōu)化，以促進(jìn)后期的水利水電工程建設(shè)工作高質(zhì)量地進(jìn)行，使工程設(shè)計工作的順利進(jìn)行。

3.5 健全工作體系

要保證地質(zhì)勘察工作的順利進(jìn)行，就必須要有相關(guān)的制度做支撐，按要求完成勘察工作的每一個步驟，充分發(fā)揮其功能，規(guī)范水利水電工程勘察，加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督，嚴(yán)格執(zhí)行有關(guān)制度。在水利工程建設(shè)過程中，必須加強(qiáng)對前期勘察工作的管理，以確保施工過程的順利進(jìn)行。

4 水利水電工程地質(zhì)勘測的主要方法

4.1 地理信息系統(tǒng)技術(shù)

在水文地質(zhì)學(xué)的研究中，GIS 技術(shù)對圖像進(jìn)行處理，數(shù)據(jù)信息及其圖像處理，對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行管理，對數(shù)據(jù)空間進(jìn)行分析。GIS 技術(shù)的運(yùn)用，使數(shù)據(jù)可視化和分析的能力得到了很大的提高[5]。由于MAP-GIS 技術(shù)的特殊性，MAP-GIS 技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)也逐步演化為Web 地理信息系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)和設(shè)計后，GIS 技術(shù)被設(shè)計成具備搜索功能，3S 技術(shù)的整合也逐漸完成，將GPS 技術(shù)、GIS技術(shù)和遙感（RS）技術(shù)結(jié)合起來，并與更多的地理信息系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的整合、存儲、跟蹤和精確定位。RS 技術(shù)對語言信息進(jìn)行處理。近年來，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，VR-GIS（VR-GIS）技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生，它是利用GIS 技術(shù)建立的三維仿真模型，為測繪工作者提供方便。

4.2 遙感技術(shù)的應(yīng)用

RS 技術(shù)指的是利用電磁波原理和傳感器，收集、分析遠(yuǎn)距離目標(biāo)或物體所發(fā)射或反射的紅外線、可見光、電磁波等信號，對其進(jìn)行識別和探測，進(jìn)而構(gòu)成人體可視圖像。將該技術(shù)運(yùn)用到水利水電地質(zhì)勘查中，不僅能對地表地貌、地物等進(jìn)行檢測，而且能提高地質(zhì)勘查的準(zhǔn)確性，拓寬勘查范圍，在水利水電的選址、選線等方面起到了積極作用，對水利水電工程的施工也有一定的指導(dǎo)作用，對水利水電工程的施工也有一定的影響。在地質(zhì)勘察工作中，因其特殊、復(fù)雜的地質(zhì)條件，常常會導(dǎo)致工作人員的人身安全受到威脅。在此條件下，采用遙感技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)調(diào)查，可大大提高工作效率。確保員工的生命安全.例如，在開展水庫區(qū)泥石流、滑坡、塌方調(diào)查時，利用遙感技術(shù)對某一類松散堆積體、泥石流、崩塌、滑坡進(jìn)行調(diào)查，利用彩色紅外影像、航衛(wèi)片等進(jìn)行地質(zhì)解譯，結(jié)合實(shí)地實(shí)地觀測情況，確定水庫區(qū)岸坡穩(wěn)定的主要影響因素及其相互關(guān)系。

4.3 高密度電測方法

高密度電法屬于一種電阻率法，它利用接地電極將持續(xù)的電力導(dǎo)入土壤中，這是一種人為制造出來的穩(wěn)定磁場。高密度電方法能從地面上任意一點(diǎn)的縱向、橫向電阻率變化，從而了解地下環(huán)境特征，并能探測出工程現(xiàn)場的地質(zhì)結(jié)構(gòu)。利用高密度電法，分析地下各地層的特征，劃分地質(zhì)構(gòu)造的巖石邊界，探測水庫、河流岸堤的滲漏特征，探測溶洞的發(fā)育形態(tài)。這種新方法的應(yīng)用，將大大拓展水力測試技術(shù)的研究范圍，為水力測試技術(shù)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的支撐。

4.4 全球定位系統(tǒng)的應(yīng)用

GPS 的精度和精度能顯著提高工作效率，因此，GPS 技術(shù)在水利水電工程地質(zhì)勘測中的應(yīng)用，顯示出了該技術(shù)的靈活性和便利性，應(yīng)用范圍也更加廣泛。同時，它能夠精確地測定“面”“線”和“點(diǎn)”三大要素，并能夠精確地反映出地面的空間信息。傳統(tǒng)的測控工作大多是在測控臺與觀測臺間完成，因此需要建立觀測臺間的構(gòu)架以確保其良好的通信性能[6]。但隨著全球定位系統(tǒng)技術(shù)的使用，觀測到兩臺站間強(qiáng)大的通信能力將不再是必要的。從而使操作更加快速方便，提高了工作效率。這種測量方法還有一個特點(diǎn)，那就是可以提高測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，而不會受到時空的限制。

4.5 探地雷達(dá)的應(yīng)用

檢測雷達(dá)（GPOR）是一種通過對高頻電磁脈沖波的反射來檢測地物及地層界面的電磁設(shè)備，屬于電磁學(xué)勘探的一種，在水力、水力等領(lǐng)域，已被廣泛應(yīng)用。探測雷達(dá)是一種從地表向地表發(fā)出的、經(jīng)地表或其他目標(biāo)反射后，將其作為天線接收的一種高頻電磁波。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用有關(guān)軟件，并結(jié)合實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)，對所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析?；谶@一認(rèn)識，本文對這一“區(qū)域”作了詳細(xì)的地質(zhì)和地質(zhì)調(diào)查，并分析了它的地貌特征。探測雷達(dá)可以用來探測地下洞穴，地質(zhì)構(gòu)造破裂的地方，山體滑坡、地層構(gòu)造，以及水泥路面等。在野外勘察工作中，可以用它來探測地下管線和洞穴。這增加了勘察的難度，極大地方便了施工，降低了勘察相關(guān)的財務(wù)損失。

5 結(jié)語

總之，在當(dāng)今社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中，水利和水電發(fā)揮著舉足輕重的作用。因?yàn)樗姽こ叹哂型顿Y大、規(guī)模大、參與方眾多等特點(diǎn)，并且在工程施工過程中，由于其特殊的地質(zhì)環(huán)境條件，很容易造成安全隱患，從而對工程的穩(wěn)定和安全性造成很大的影響。因此，在建筑工程建設(shè)的前期，必須對建筑工程進(jìn)行科學(xué)的勘察，以使建筑工程取得最大的經(jīng)濟(jì)、社會效益。如今，人們需要更多的電力。在水利工程不斷發(fā)展的今天，原有的地質(zhì)勘探方法已經(jīng)不能滿足水利工程的需要。必須利用GIS、RS、GPS、GPOR、高密度電測等技術(shù)來提高地質(zhì)勘查的準(zhǔn)確性，獲得精確的勘查資料。