水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)應(yīng)用探討

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摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，地質(zhì)勘查工作逐漸完善，其中水工環(huán)地質(zhì)勘查是較為基礎(chǔ)的工作，其重要性日益顯著，但水工環(huán)地質(zhì)勘查在發(fā)展過程中受諸多因素的制約，其技術(shù)不能滿足地質(zhì)勘查的需求，也不能滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。在此基礎(chǔ)上，本文將分析水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的概況，并闡述水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，旨在提高水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)應(yīng)用的能力，促進(jìn)水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的有序開展。

關(guān)鍵詞：水工環(huán)；地質(zhì)勘查技術(shù)；實(shí)際應(yīng)用

在社會(huì)不斷發(fā)展之際，能源問題日益嚴(yán)峻，為了解決能源問題，地質(zhì)工作得到了廣泛的關(guān)注與研究，其中水工環(huán)地質(zhì)勘查是較為重要的環(huán)節(jié)，主要是由于水工環(huán)地質(zhì)勘查工作涉及眾多的內(nèi)容，如：水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)與工程地質(zhì)等，此項(xiàng)工作的開展能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但由于水工環(huán)地質(zhì)勘查中存在各種問題，嚴(yán)重威脅著生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也制約著水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的開展。在科學(xué)技術(shù)的支持下，水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)也在完善與發(fā)展，從而為地質(zhì)勘查工作提供了必要的技術(shù)保障。在實(shí)際工作中，水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)得到了積極的應(yīng)用，有利于促進(jìn)勘察工作的工作效率與工作質(zhì)量的提高。

1水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的概況

1．1水工環(huán)地質(zhì)勘查的概述

在經(jīng)濟(jì)全球化與一體化的環(huán)境下，各國為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展，紛紛關(guān)注能源問題，水工環(huán)地質(zhì)勘查的作用逐漸突出，各個(gè)國家均開始調(diào)整水工環(huán)地質(zhì)勘查的工作內(nèi)容、工作方向，進(jìn)而使其趨于一體化的發(fā)展。在傳統(tǒng)工作中，主要的工作內(nèi)容是對(duì)水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)與工程地質(zhì)等進(jìn)行分析與研究，從而為社會(huì)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步提供可靠的依據(jù)，但在新形勢下，傳統(tǒng)的工作模式需要進(jìn)行改革與創(chuàng)新，在地質(zhì)勘查應(yīng)用日益廣泛之際，水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的應(yīng)用更加全面，服務(wù)領(lǐng)域也有所拓展，進(jìn)而其工作模式也具有了一體化、信息化與全面化的特點(diǎn)。

1．2水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展

在社會(huì)不斷發(fā)展之際，能源問題制約著社會(huì)的發(fā)展與經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，在此背景下，為了解決能源不足的問題，水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)隨之產(chǎn)生，該技術(shù)與人類的生活與生產(chǎn)有著緊密的聯(lián)系，同時(shí)也是促進(jìn)社會(huì)發(fā)展與經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的重要技術(shù)方法。水工環(huán)地質(zhì)勘查理論于20世紀(jì)80年代初逐漸形成，為了發(fā)展與完善此方面的理論，中國科室積極借鑒國際的相關(guān)理論，同時(shí)，隨著社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的日益完善，水工環(huán)地質(zhì)勘查的重要性得到了普遍的重視，通過對(duì)工程地質(zhì)、資源地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)等方面工作的開展，緩解了發(fā)展中出現(xiàn)的各種矛盾。水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展主要分為三個(gè)階段，分別為初測技術(shù)階段、初步設(shè)計(jì)階段與技術(shù)設(shè)計(jì)階段［1］。

2水工環(huán)地質(zhì)勘查中存在的問題

首先，政策問題，地質(zhì)勘查在政策方面的問題主要是由于水工環(huán)工作未能得到有效的落實(shí)，在地質(zhì)找礦工作中，過于重視礦石的質(zhì)量與數(shù)量，從而影響了水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的有序開展。地質(zhì)勘查投資人為控制成本，僅是保證了資源及其儲(chǔ)量，未能關(guān)注礦床的開采規(guī)模，致使地質(zhì)勘查和礦山設(shè)計(jì)二者存在沖突，同時(shí)，政策問題對(duì)地質(zhì)找礦的安全也有一定程度的影響。其次，人員問題，地質(zhì)勘查投資人過于重視礦產(chǎn)資源的開發(fā)，為了加快其開發(fā)的速度，未能對(duì)礦床和礦山的具體情況進(jìn)行分析，也未能保證地質(zhì)勘查工作的有序開展；水工環(huán)地質(zhì)勘查的技術(shù)人員其綜合素質(zhì)偏低，主要表現(xiàn)在人員的專業(yè)技術(shù)能力不足，人員的工作經(jīng)驗(yàn)有限，致使勘查工作的問題逐漸增多，在工作中，存在不合理、不科學(xué)的勘查，還存在資金、設(shè)備等浪費(fèi)的現(xiàn)象。最后，技術(shù)問題，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，在水工環(huán)地質(zhì)勘查中各種高新技術(shù)并未得到廣泛的應(yīng)用，在實(shí)際工作中，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)操作與野外環(huán)境勘查均缺少技術(shù)的支持，技術(shù)問題嚴(yán)重制約著地質(zhì)勘查工作效率的提高［2］。目前，水工環(huán)地質(zhì)勘查工作中最為主要的問題便是技術(shù)，只有有效的保證地質(zhì)勘查技術(shù)的先進(jìn)性與科學(xué)性、保證技術(shù)應(yīng)用的實(shí)效性與廣泛性，才能改革傳統(tǒng)的工作方法。

3水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

3．1在電法方面

電法技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘查中得到了普遍的應(yīng)用，此技術(shù)的應(yīng)用有利于水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的高效性與實(shí)用性。電法技術(shù)通過大量的實(shí)踐應(yīng)用，從而積累了一定的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)，通過改革，電法技術(shù)也在不斷發(fā)展與完善，進(jìn)而保證了水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的穩(wěn)步開展。電法技術(shù)主要分為兩種，一種是高密度電法，另一種是激發(fā)極化法。高密度電法屬于陣列式的勘探方法，它有效結(jié)合了電測探法和電剖面法，該方法主要應(yīng)用于野外地質(zhì)勘查，主要是由于它的布置過程十分簡單，能夠降低設(shè)備的故障率。在科學(xué)技術(shù)的作用下，高密度電法的實(shí)施也改變了手工操作的方式，而運(yùn)用全自動(dòng)化的方式進(jìn)行工作，通過全自動(dòng)化的數(shù)據(jù)收集，豐富了電極的排列方式，與此同時(shí)也提高了數(shù)據(jù)勘查的高效性與準(zhǔn)確性。電法技術(shù)對(duì)于水工環(huán)地質(zhì)勘查有著重要的作用，主要是由于該技術(shù)的應(yīng)用為地質(zhì)勘查工作提供了可靠的信息。例如：廣西地質(zhì)勘查單位對(duì)電法技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用，由于該單位主要從事的勘查任務(wù)在野外，因此，選擇的方法為高密度電法。該單位將此次工作的人員進(jìn)行了分組，分別為小組1與小組2，兩個(gè)小組均采用高密度電法，對(duì)同一個(gè)地點(diǎn)的礦產(chǎn)進(jìn)行勘查，兩個(gè)小組獲取的勘查數(shù)據(jù)具有一致性，因此，不僅證實(shí)了此方法的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，同時(shí)也保證礦產(chǎn)勘查的系統(tǒng)性與全面性，使礦產(chǎn)資源得到了合理的開發(fā)。安徽省地勘局326地質(zhì)隊(duì)承接了《樅陽縣1∶5萬地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查項(xiàng)目》，其中對(duì)于錢鋪鄉(xiāng)虎棧村齋家凹組月山滑坡的調(diào)查就利用了電法，通過電法查明了滑坡體的類型、分布、規(guī)模，找出誘發(fā)因素和發(fā)生原因、地質(zhì)環(huán)境條件、巖土體結(jié)構(gòu)特征，確定其不穩(wěn)定性，評(píng)價(jià)其危害性，為其后期的防治提供了最直接的依據(jù)。樅陽縣錢鋪鄉(xiāng)虎棧村月山滑坡原始斜坡坡高15m，坡度22°，滑坡體長120m，寬70m，厚度5～8m，面積約8000m2，滑坡體體積約為18000m3，為小型滑坡。滑坡體表層主要由殘坡積物構(gòu)成，巖性主要為含礫粉質(zhì)粘土，滑坡中下部松散層厚度較大，坡度較平緩，后緣松散層厚度較小，坡度較陡，后緣陡坎底部局部巖體呈裸露狀。平面形態(tài)為半圓形，其側(cè)翼有沖溝，滑坡剖面形態(tài)呈三級(jí)階梯狀，第一級(jí)階梯位于滑坡中下部距前緣約38．0m處，階梯高度0．5m，二級(jí)階梯位于滑坡中上部距后緣約18．0m處，階梯高度0．7m，第三級(jí)階梯為滑坡后緣陡坎，高度2．0～2．5m，土體滑塌嚴(yán)重，存在多個(gè)滑塌體，不穩(wěn)定。

3．2在GPS技術(shù)方面

GPS技術(shù)屬于動(dòng)態(tài)定位技術(shù)，將該技術(shù)應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)勘查之中，主要是對(duì)載波相位進(jìn)行測量。GPS技術(shù)應(yīng)用改變了傳統(tǒng)的勘查方法，通過衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)與無線信號(hào)發(fā)射點(diǎn)的轉(zhuǎn)移，可以有效保證地質(zhì)勘查的準(zhǔn)確性。在具體的應(yīng)用中，最少需要4顆衛(wèi)星的支持，才能定位出地面接收機(jī)的位置，并且這一過程的成功是建立在地面基準(zhǔn)站內(nèi)放置GPS接收機(jī)的基礎(chǔ)之上，并通過連續(xù)的觀測，再運(yùn)用無線傳輸設(shè)備對(duì)觀測的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和傳輸，當(dāng)?shù)孛娴腉PS接收機(jī)接收到傳輸信息后，將對(duì)其進(jìn)行轉(zhuǎn)換，從而形成無線信號(hào)，并且核算基準(zhǔn)站的基線向量，從而得出WGS－84的坐標(biāo)。最后，對(duì)此坐標(biāo)的系參數(shù)進(jìn)行解算與變換，能夠得出實(shí)際勘查的坐標(biāo)值。現(xiàn)階段，GPS技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害研究與環(huán)境污染研究等方面均有所應(yīng)用，此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用空間較為廣闊。例如：寧夏地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局對(duì)GPS技術(shù)的應(yīng)用，組成了領(lǐng)導(dǎo)小組，有組長、副組長及其組員構(gòu)成，對(duì)寧夏水工環(huán)地質(zhì)情況進(jìn)行了全面的掌握，從而對(duì)地下水進(jìn)行了勘查。通過導(dǎo)航定位，從而獲取寧夏地區(qū)的經(jīng)緯度信息，在定位完成后，電子地圖上將顯示出其位置，在具體的勘查過程中，利用導(dǎo)航軟件能夠?yàn)楣ぷ魅藛T規(guī)劃出了最佳的路線，進(jìn)而提高了工作效率。安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查院于2014年承接的《安徽省大地?zé)崃骰A(chǔ)數(shù)據(jù)測量項(xiàng)目》充分利用了GPS定位技術(shù)確定了測量單元，把安徽省劃分為18處大地?zé)崃鳒y量點(diǎn)，其中華北地層區(qū)有7個(gè)大地?zé)崃鳒y量單元，北淮陽地層分區(qū)有2個(gè)（或1）大地?zé)崃鳒y量單元，下?lián)P子地層分區(qū)5個(gè)（或6）大地?zé)崃鳒y量單元，江南地層分區(qū)4個(gè)大地?zé)崃鳒y量單元，提高了工作效率與工作質(zhì)量。

3．3在遙感技術(shù)方面

遙感技術(shù)對(duì)于地質(zhì)勘查、資源勘探等方面有著顯著的作用，在水工環(huán)地質(zhì)勘查中應(yīng)用此技術(shù)，可以指導(dǎo)工作的高效開展。遙感技術(shù)的應(yīng)用要借助計(jì)算機(jī)技術(shù)才能得以實(shí)現(xiàn)，此技術(shù)也在不斷發(fā)展與改革，其形式為多源波段，并且建立了多元模型，進(jìn)而提高了水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的質(zhì)量，使勘查的圖像更加清晰、勘查的實(shí)施更加完整。同時(shí)，隨著遙感圖像空間的進(jìn)一步優(yōu)化、廣譜分辨率的進(jìn)一步提升，遙感技術(shù)的應(yīng)用也更加廣闊。例如：北京地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局，對(duì)先進(jìn)的、科學(xué)的技術(shù)進(jìn)行了廣泛的應(yīng)用，其中便包括遙感技術(shù)，利用此技術(shù)，對(duì)地下水資源實(shí)現(xiàn)了全面的了解，從而根據(jù)地下水的實(shí)際情況，指導(dǎo)自身的工作，對(duì)地下水資源管理中存在的問題，進(jìn)行了有效的解決，從而促進(jìn)了資源的高效利用。

3．4在RTK技術(shù)方面

RTK技術(shù)的應(yīng)用要借助系統(tǒng)差分法才能得以實(shí)現(xiàn)，在水工環(huán)地質(zhì)勘查中的應(yīng)用主要是對(duì)數(shù)據(jù)誤差進(jìn)行改正，同時(shí)也能夠?qū)d波相位數(shù)據(jù)誤差進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)的誤差值可以控制在厘米單位。RTK技術(shù)的應(yīng)用主要有三種不同的相位差分，其中相同的特征便是均可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行接收與發(fā)送。RTK技術(shù)的工作原理如下：明確接收設(shè)備的放置，主要的地點(diǎn)有基準(zhǔn)站位置與流動(dòng)站的位置，根據(jù)同一個(gè)衛(wèi)星信號(hào)的接收，與固定位置所獲得的信息進(jìn)行對(duì)比，并且運(yùn)用GPS差分改正數(shù)據(jù)，同時(shí)使用無線傳輸?shù)男问剑瑢?duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳送，保證流動(dòng)站的接收［3］。例如：吉林地質(zhì)勘查企業(yè)，對(duì)RTK技術(shù)進(jìn)行了應(yīng)用，此技術(shù)的應(yīng)用使勘查的數(shù)據(jù)得到了有效的傳遞，從而為地質(zhì)勘查企業(yè)的發(fā)展提供了可靠的信息數(shù)據(jù)支持，也利于東北自然資源的有效勘查與高效利用。現(xiàn)階段，RTK技術(shù)在其他領(lǐng)域，如：環(huán)境污染防治與地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查等方面均有顯著的效果，在水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)應(yīng)用中也是較為重要的技術(shù)之一。

4結(jié)論

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，地質(zhì)勘查工作在先進(jìn)技術(shù)的作用下，其工作的開展更加高效，并取得了諸多的成果，從而緩解了我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中存在的矛盾。針對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘查工作中存在的問題進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，技術(shù)問題嚴(yán)重制約著地質(zhì)勘查工作效果的呈現(xiàn)，本文研究了水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的應(yīng)用，通過先進(jìn)的、現(xiàn)代化的技術(shù)應(yīng)用，保證了工作的準(zhǔn)確性與高效性。相信，通過各種技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的應(yīng)用水平將不斷提升。

作者:王志強(qiáng) 單位:安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查院

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