石成

摘 要 當前，國民經(jīng)濟和綜合國力不斷提高，在日常生活和生產(chǎn)中，人們對各種能源資源的需求量日益增加。改革開放以來，國內經(jīng)濟的快速發(fā)展，離不開對各種能源資源開采和應用，造成能源資源日益枯竭，能源危機已成為社會和人們關注的焦點。因此，為緩解社會中能源資源供需矛盾，人們將新型的技術手段應用到資源的開發(fā)利用之中。文章介紹了水工環(huán)地質勘查的技術及其應用范圍。

關鍵詞 水工環(huán)地質勘察；技術；應用

中圖分類號：F407 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）16-0102-02

隨著科學技術的快速發(fā)展和進步，我國地質學的研究工作也發(fā)展迅速。前期，由于國家主要以發(fā)展經(jīng)濟建設為重心，而忽略了對能源資源的有效利用，造成各種能源資源被肆意開采，浪費現(xiàn)象及其嚴重，能源危機已成為當今世界各國關注的焦點問題。為緩解社會和人們對能源資源供需矛盾，人們在對地質學研究中不斷引入和改進新技術，特別是在對水工環(huán)地質勘察方面。在實際勘察中，通過新技術和新設備的引入，我國水工環(huán)地質勘察工作的質量和效率得到了明顯提高。

1 我國水工環(huán)地質的現(xiàn)狀

水工環(huán)地質指的是水文地質、工程地質以及環(huán)境地質的整體簡稱，其內容主要是針對三種地質資源、環(huán)境以及相關建設方面等條件進行調查和評估的一類地質方面的工作。當前，我國經(jīng)濟的發(fā)展離不開對各種礦產(chǎn)資源的開發(fā)和利用。地質找礦工作在開發(fā)和利用能源資源中，不僅能夠提高各種能源資源的有效利用率，而且也可以緩解能源資源供需矛盾。我國經(jīng)過長期的實踐摸索，在找礦工作中不斷引入了新的技術手段，從而對資源地質環(huán)境信息更加清晰。新技術手段的應用，同時將資源開采和環(huán)境保護有效結合起來，滿足了當前我國提出“五位一體”的發(fā)展規(guī)劃[1]。然而，由于我國水工環(huán)地質勘察工作起步較晚，在實際水工環(huán)地質勘察工作中仍存在較多的困難和問題，在一定程度上影響了能源資源的有效利用。

2 水工環(huán)地質勘察的任務內容和重要作用

水工環(huán)地質勘察的任務內容由初測、初步設計、技術設計三方面組成[2]。在初測階段，一般在水下或覆蓋區(qū)域采用精度較低的勘察方案，并使用磁法、高或低電阻等方法進行勘察，最后將勘察數(shù)據(jù)制定出相應的地質圖表；在初步設計階段，常采用電法和井法兩種技術手段，對基巖裂縫、地下水流動、緩坡帶以及建筑材料等進行勘測，記錄并匯總數(shù)據(jù)；在技術設計階段，利用前期勘測數(shù)據(jù)，使用地下水淹沒物勘測、鉆井勘探及巖層勘測方法進行勘測作業(yè)。

水工環(huán)地質勘察包含了水文地質學研究、工程地質學研究和環(huán)境地質學研究三方面內容，雖然研究對象有所差異，但各研究對象間聯(lián)系密切，是自然資源地質學研究的重要基礎[3]。水工環(huán)地質學研究，對我國現(xiàn)代工程地質研究工作的開展起到了積極的作用。水工環(huán)地質勘察不僅有利于經(jīng)濟社會的可持續(xù)性發(fā)展，而且在推動人類社會進步和發(fā)展方面具有重要的影響。水工環(huán)地質勘察將通過不斷引進先進勘察技術和設備，結合我國自身國情現(xiàn)狀，向著水工環(huán)一體化趨勢快速發(fā)展。

3 水工環(huán)地質勘察的技術應用

當前，我國在水工環(huán)地質勘察中引用的技術手段主要有GPS、GPR、TEM、RTK、RS，不同的技術手段其運行機理和應用不同，下面進行一一介紹[4]。

3.1 GPS技術

GPS技術又稱全球定位系統(tǒng)，其在水工環(huán)地質勘察中的應用突破了原來僅能在地面進行地質勘察工作的方式，是一種比較常見的水工環(huán)地質勘察技術手段。GPS技術的工作機理是，在衛(wèi)星上設置無線電信號發(fā)射裝置，建立衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)，實際工作過程中，根據(jù)無線電測距交會機理，依據(jù)地面上三個及以上的控制點可將衛(wèi)星的具體位置進行定位。同時，也可以依據(jù)三顆及以上的已知具體空間位置的衛(wèi)星經(jīng)地面接收機的具體位置進行定位。通過采用GPS技術，可快速精確的計算出接收機的實際坐標和準確度。此外，GPS技術這種高效、精確、快速定位能力在解決地質災害、環(huán)境治理、醫(yī)療診治等問題時得到了廣泛的應用。

3.2 GPR技術

GPR技術又稱探地或地質雷達技術，在水工環(huán)地質勘察中是一種短距離探測的工程地球物理方法，具有分辨率和精確性高等優(yōu)點。其工作原理：地面發(fā)射天線將電磁波發(fā)射至地下，電磁波到達地下目標體后發(fā)生反射，回至地面接收天線上，將接收到的電磁波進行振幅、頻率等方面分析和判斷，從而可完成對地質體的特性、分布狀態(tài)等進行綜合性和準確性的評價。GPR技術具有自身分辨率高、數(shù)據(jù)采集和處理自動化、數(shù)據(jù)圖像清晰、操作方便快捷等特點，廣泛應用于查找隱伏斷層和破碎帶、探測基巖起伏狀況和覆蓋層厚度、淺層考古調查等領域。GPR技術在水工環(huán)地質勘察中主要應用于探測水庫防滲墻結構層、建筑物地下邊坡裂縫探測以及城市地下管網(wǎng)分布和深度探測等

方面。

3.3 TEM技術

TEM技術又稱瞬變電磁法，早期主要應用于探測航空物方面，在我國是一種新型的探測技術手段。隨著其應用技術的不斷改進和提高，現(xiàn)已廣泛應用于地質災害、環(huán)境勘測以及各種地質勘測領域。其工作原理：通過電磁設備利用回線原理，將脈沖電磁波傳送至地下，同時觀測二次渦流場變化，通過二次渦流場的變化情況分析地下物狀況。若觀測到二次渦流場或無規(guī)律化的渦流場時，則可判定探測區(qū)域內地下存有帶電的非均勻地質體。在進行TEM技術探測時，受地下電磁場影響，產(chǎn)生眼圈效應。通過分析眼圈效應，可對瞬變場的變化情況進一步了解，獲取的相關參考數(shù)據(jù)有利于解決地質問題。當前，TEM技術實施方法主要有垂直磁偶源法和電偶源法兩種，不同方法其應用范圍不同，前者比后者應用更廣泛。因TEM技術進行探測應用時，不受外界地質條件影響，并具有高敏感性等特點，因此在我國水工環(huán)地質勘察中應用及其廣泛。

3.4 RTK技術

RTK技術利用GPS相位差分，即其定位結果是通過基準站發(fā)送改正數(shù)，再通過流動站對測量結果進行接收并加以改正而得。RTK工作機理為分別將接收機置于基準站和流動站上，并保證兩站在相同的時間內，接收由同一個GPS衛(wèi)星發(fā)送的信號，再對基準站接收的觀測數(shù)據(jù)與已知位置的信息進行對比，從而獲得GPS差分修正值，最后將修正值由無線電數(shù)據(jù)鏈電臺及時的傳輸至流動站處，以此可以得到準確的流動站實時位置，根據(jù)實際需要，流動站可處于運動或靜止狀態(tài)。RTK技術在水工環(huán)地質勘察中主要應用于調查地質災害、檢測并治理環(huán)境污染等領域。

3.5 RS技術

RS技術又稱遙感技術，通過使用過程中將RS技術與計算機技術結合起來，應用于勘察地質、勘探資源以及防治自然災害等領域，是我國當前水工環(huán)地質勘察中的一個重要技術手段。RS技術的發(fā)展經(jīng)歷了由單一波段逐漸演化成多源遙感階段，通過建立和分析多元模型，制作和完善了水工環(huán)地質勘察的詳細圖形。隨著科技水平的不斷提升，遙感圖像光譜分辨率和空間得到較快發(fā)展，RS技術逐漸在環(huán)境探測、城市園林建設等其他方面得到了廣泛應用并取得較高的效益。

4 小結

綜述所述，隨著國家經(jīng)濟和科技水平的不斷進步，國內信息化科技發(fā)展迅速，這為水工環(huán)地質勘察技術的改革和創(chuàng)新提供了有利條件。在現(xiàn)代水工環(huán)地質研究中，不斷的引入先進的技術手段和設備，縮短了水工環(huán)地質勘察的工作環(huán)節(jié)，提高了水工環(huán)地質勘察的精確度。因此，在后期工作中，地質工作者應不斷的總結實際工作經(jīng)驗，結合實際地質情況，運用新型勘察技術，獲得及時、高效、準確的能源資源地質相關參數(shù)，為提高能源資源利用率和維持社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展作出應有的貢獻。

參考文獻

[1]劉利國，尚繼龍，等.論當前水工環(huán)地質勘察中的技術及應用范圍[J].科技論壇.

[2]郝佳偉.論當前水工環(huán)地質勘察中的技術及應用范圍[J].工程科技.

[3]李忠.論當前水工環(huán)地質勘察中的技術及應用范圍[J].科技論壇.

[4]賈麗娜，姚永亮.論當前水工環(huán)地質勘察中的技術及應用范圍[J].科技論壇.endprint