水工环地质勘察中的技术和应用范围

摘 要 当前，国民经济和综合国力不断提高，在日常生活和生产中，人们对各种能源资源的需求量日益增加。改革开放以来，国内经济的快速发展，离不开对各种能源资源开采和应用，造成能源资源日益枯竭，能源危机已成为社会和人们关注的焦点。因此，为缓解社会中能源资源供需矛盾，人们将新型的技术手段应用到资源的开发利用之中。文章介绍了水工环地质勘查的技术及其应用范围。

关键词 水工环地质勘察；技术；应用

中图分类号：F407 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）16-0102-02

随着科学技术的快速发展和进步，我国地质学的研究工作也发展迅速。前期，由于国家主要以发展经济建设为重心，而忽略了对能源资源的有效利用，造成各种能源资源被肆意开采，浪费现象及其严重，能源危机已成为当今世界各国关注的焦点问题。为缓解社会和人们对能源资源供需矛盾，人们在对地质学研究中不断引入和改进新技术，特别是在对水工环地质勘察方面。在实际勘察中，通过新技术和新设备的引入，我国水工环地质勘察工作的质量和效率得到了明显提高。

1 我国水工环地质的现状

水工环地质指的是水文地质、工程地质以及环境地质的整体简称，其内容主要是针对三种地质资源、环境以及相关建设方面等条件进行调查和评估的一类地质方面的工作。当前，我国经济的发展离不开对各种矿产资源的开发和利用。地质找矿工作在开发和利用能源资源中，不仅能够提高各种能源资源的有效利用率，而且也可以缓解能源资源供需矛盾。我国经过长期的实践摸索，在找矿工作中不断引入了新的技术手段，从而对资源地质环境信息更加清晰。新技术手段的应用，同时将资源开采和环境保护有效结合起来，满足了当前我国提出“五位一体”的发展规划[1]。然而，由于我国水工环地质勘察工作起步较晚，在实际水工环地质勘察工作中仍存在较多的困难和问题，在一定程度上影响了能源资源的有效利用。

2 水工环地质勘察的任务内容和重要作用

水工环地质勘察的任务内容由初测、初步设计、技术设计三方面组成[2]。在初测阶段，一般在水下或覆盖区域采用精度较低的勘察方案，并使用磁法、高或低电阻等方法进行勘察，最后将勘察数据制定出相应的地质图表；在初步设计阶段，常采用电法和井法两种技术手段，对基岩裂缝、地下水流动、缓坡带以及建筑材料等进行勘测，记录并汇总数据；在技术设计阶段，利用前期勘测数据，使用地下水淹没物勘测、钻井勘探及岩层勘测方法进行勘测作业。

水工环地质勘察包含了水文地质学研究、工程地质学研究和环境地质学研究三方面内容，虽然研究对象有所差异，但各研究对象间联系密切，是自然资源地质学研究的重要基础[3]。水工环地质学研究，对我国现代工程地质研究工作的开展起到了积极的作用。水工环地质勘察不仅有利于经济社会的可持续性发展，而且在推动人类社会进步和发展方面具有重要的影响。水工环地质勘察将通过不断引进先进勘察技术和设备，结合我国自身国情现状，向着水工环一体化趋势快速发展。

3 水工环地质勘察的技术应用

当前，我国在水工环地质勘察中引用的技术手段主要有GPS、GPR、TEM、RTK、RS，不同的技术手段其运行机理和应用不同，下面进行一一介绍[4]。

3.1 GPS技术

GPS技术又称全球定位系统，其在水工环地质勘察中的应用突破了原来仅能在地面进行地质勘察工作的方式，是一种比较常见的水工环地质勘察技术手段。GPS技术的工作机理是，在卫星上设置无线电信号发射装置，建立卫星导航定位系统，实际工作过程中，根据无线电测距交会机理，依据地面上三个及以上的控制点可将卫星的具体位置进行定位。同时，也可以依据三颗及以上的已知具体空间位置的卫星经地面接收机的具体位置进行定位。通过采用GPS技术，可快速精确的计算出接收机的实际坐标和准确度。此外，GPS技术这种高效、精确、快速定位能力在解决地质灾害、环境治理、医疗诊治等问题时得到了广泛的应用。

3.2 GPR技术

GPR技术又称探地或地质雷达技术，在水工环地质勘察中是一种短距离探测的工程地球物理方法，具有分辨率和精确性高等优点。其工作原理：地面发射天线将电磁波发射至地下，电磁波到达地下目标体后发生反射，回至地面接收天线上，将接收到的电磁波进行振幅、频率等方面分析和判断，从而可完成对地质体的特性、分布状态等进行综合性和准确性的评价。GPR技术具有自身分辨率高、数据采集和处理自动化、数据图像清晰、操作方便快捷等特点，广泛应用于查找隐伏断层和破碎带、探测基岩起伏状况和覆盖层厚度、浅层考古调查等领域。GPR技术在水工环地质勘察中主要应用于探测水库防渗墙结构层、建筑物地下边坡裂缝探测以及城市地下管网分布和深度探测等

方面。

3.3 TEM技术

TEM技术又称瞬变电磁法，早期主要应用于探测航空物方面，在我国是一种新型的探测技术手段。随着其应用技术的不断改进和提高，现已广泛应用于地质灾害、环境勘测以及各种地质勘测领域。其工作原理：通过电磁设备利用回线原理，将脉冲电磁波传送至地下，同时观测二次涡流场变化，通过二次涡流场的变化情况分析地下物状况。若观测到二次涡流场或无规律化的涡流场时，则可判定探测区域内地下存有带电的非均匀地质体。在进行TEM技术探测时，受地下电磁场影响，产生眼圈效应。通过分析眼圈效应，可对瞬变场的变化情况进一步了解，获取的相关参考数据有利于解决地质问题。当前，TEM技术实施方法主要有垂直磁偶源法和电偶源法两种，不同方法其应用范围不同，前者比后者应用更广泛。因TEM技术进行探测应用时，不受外界地质条件影响，并具有高敏感性等特点，因此在我国水工环地质勘察中应用及其广泛。

3.4 RTK技术

RTK技术利用GPS相位差分，即其定位结果是通过基准站发送改正数，再通过流动站对测量结果进行接收并加以改正而得。RTK工作机理为分别将接收机置于基准站和流动站上，并保证两站在相同的时间内，接收由同一个GPS卫星发送的信号，再对基准站接收的观测数据与已知位置的信息进行对比，从而获得GPS差分修正值，最后将修正值由无线电数据链电台及时的传输至流动站处，以此可以得到准确的流动站实时位置，根据实际需要，流动站可处于运动或静止状态。RTK技术在水工环地质勘察中主要应用于调查地质灾害、检测并治理环境污染等领域。

3.5 RS技术

RS技术又称遥感技术，通过使用过程中将RS技术与计算机技术结合起来，应用于勘察地质、勘探资源以及防治自然灾害等领域，是我国当前水工环地质勘察中的一个重要技术手段。RS技术的发展经历了由单一波段逐渐演化成多源遥感阶段，通过建立和分析多元模型，制作和完善了水工环地质勘察的详细图形。随着科技水平的不断提升，遥感图像光谱分辨率和空间得到较快发展，RS技术逐渐在环境探测、城市园林建设等其他方面得到了广泛应用并取得较高的效益。

4 小结

综述所述，随着国家经济和科技水平的不断进步，国内信息化科技发展迅速，这为水工环地质勘察技术的改革和创新提供了有利条件。在现代水工环地质研究中，不断的引入先进的技术手段和设备，缩短了水工环地质勘察的工作环节，提高了水工环地质勘察的精确度。因此，在后期工作中，地质工作者应不断的总结实际工作经验，结合实际地质情况，运用新型勘察技术，获得及时、高效、准确的能源资源地质相关参数，为提高能源资源利用率和维持社会经济的可持续发展作出应有的贡献。

参考文献

[1]刘利国，尚继龙，等.论当前水工环地质勘察中的技术及应用范围[J].科技论坛.

[2]郝佳伟.论当前水工环地质勘察中的技术及应用范围[J].工程科技.

[3]李忠.论当前水工环地质勘察中的技术及应用范围[J].科技论坛.

[4]贾丽娜，姚永亮.论当前水工环地质勘察中的技术及应用范围[J].科技论坛.

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