前言

水工環(huán)地質(zhì)，是指水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)的統(tǒng)稱(chēng)。主要應(yīng)用在礦業(yè)勘測(cè)與礦業(yè)普查中。在當(dāng)前國(guó)內(nèi)的礦業(yè)開(kāi)采現(xiàn)狀下，對(duì)于水工環(huán)地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)具有十分重要的意義。本文即對(duì)水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)過(guò)程中，各種不同的勘測(cè)環(huán)境下，所使用的勘測(cè)技術(shù)進(jìn)行探討，確保水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)的精準(zhǔn)度，降低勘測(cè)成本，提高勘測(cè)效率。

一、水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)的應(yīng)用范圍

㈠環(huán)境保護(hù)與能源保護(hù)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)能源的依賴(lài)也隨之增加。而無(wú)限制的使用有限能源，則對(duì)人類(lèi)生存環(huán)境以及未來(lái)的發(fā)展造成嚴(yán)重影響。因此，對(duì)能源的保護(hù)已經(jīng)成為當(dāng)前擺在人們面前的重要問(wèn)題。通過(guò)水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)，能夠?qū)δ茉捶植家约澳茉戳窟M(jìn)行分析，促進(jìn)人們節(jié)約使用能源。同時(shí)，人們對(duì)自然肆無(wú)忌憚的破壞以及對(duì)有限能源無(wú)節(jié)制的使用，導(dǎo)致環(huán)境惡化的程度不斷加深，對(duì)人們的正常生活帶來(lái)嚴(yán)重的困擾，也使人們充分的認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性。故而，通過(guò)水工環(huán)地質(zhì)檢測(cè)，能夠?qū)Νh(huán)境保護(hù)，以及經(jīng)濟(jì)的合理發(fā)展，與資源的可持續(xù)利用，起到促進(jìn)作用。

㈡能源供給與資源供給。在城鎮(zhèn)化發(fā)展日益迅速的情況下，大城市所聚集的人口密度極多，從而使得能源供給量也隨之增加。并且由于大城市發(fā)展的多元化，導(dǎo)致城市能源與資源需要的種類(lèi)也較多。所以有關(guān)于城市未來(lái)規(guī)劃的方向以及發(fā)展的規(guī)模等，都需要從水工環(huán)地址方面進(jìn)行考慮。從而適應(yīng)城市的發(fā)展，并且加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度。

㈢交叉學(xué)科研究應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域之間的研究?jī)?nèi)容不斷深入。使得各個(gè)相關(guān)領(lǐng)域?qū)W科之間的交叉、交流不斷深化。而同時(shí)，因?yàn)榭茖W(xué)所面對(duì)的問(wèn)題越趨復(fù)雜，導(dǎo)致各個(gè)學(xué)科領(lǐng)域之間協(xié)同合作的程度也不斷加深，使相關(guān)領(lǐng)域之間的界限逐漸模糊，從而交叉產(chǎn)生各種新型學(xué)科。水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)，則能夠通過(guò)與其他學(xué)科之間進(jìn)行協(xié)同，從而解決諸如地質(zhì)生態(tài)問(wèn)題，環(huán)境健康問(wèn)題以及環(huán)境經(jīng)濟(jì)問(wèn)題等。

二、水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)的定位技術(shù)應(yīng)用

㈠衛(wèi)星定位技術(shù)。衛(wèi)星全球定位技術(shù)，能夠通過(guò)利用衛(wèi)星，進(jìn)行全球范圍內(nèi)的定位。其定位具有高精度、全天候、全覆蓋的特點(diǎn)。其工作原理是利用衛(wèi)星在高速運(yùn)動(dòng)的瞬間，記錄下對(duì)目標(biāo)點(diǎn)位的距離，并將其作為起算數(shù)據(jù)，通過(guò)“空間距離后方交會(huì)法”，對(duì)目標(biāo)點(diǎn)位的位置進(jìn)行測(cè)算。將衛(wèi)星定位技術(shù)，應(yīng)用到水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)中，能夠使勘測(cè)過(guò)程，精確認(rèn)定目標(biāo)點(diǎn)位。通常水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)時(shí)，在勘測(cè)基準(zhǔn)站與觀(guān)測(cè)站兩處位置，都會(huì)各設(shè)置一臺(tái)接收機(jī)，使得勘測(cè)過(guò)程中，對(duì)可見(jiàn)衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)連續(xù)觀(guān)測(cè)。同時(shí)將衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線(xiàn)傳輸裝置傳輸?shù)接^(guān)測(cè)站。經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理與參數(shù)轉(zhuǎn)換后，對(duì)站點(diǎn)所在位置基站向量進(jìn)行解算獲得實(shí)際勘測(cè)點(diǎn)精準(zhǔn)位置與三維坐標(biāo)。

㈡IRTK技術(shù)。IRTK技術(shù)，在水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)中主要通過(guò)GPS的相位差分來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括GPS位置差分，以及相位差分、偽距差分三種。其工作原理是通過(guò)修改觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)與測(cè)量數(shù)據(jù)，從而對(duì)衛(wèi)星定位結(jié)果的精準(zhǔn)度進(jìn)行確定，使得數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)發(fā)送準(zhǔn)確度提升。通常將IRTK技術(shù)應(yīng)用在地震預(yù)測(cè)與地震分析過(guò)程中。

三、水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)工作各階段的技術(shù)應(yīng)用

㈠勘測(cè)準(zhǔn)備階段。由于初測(cè)階段的勘測(cè)精度要求不高，并且相關(guān)的勘測(cè)工作還沒(méi)有開(kāi)展，所以該階段所用的勘測(cè)技術(shù)較為簡(jiǎn)單。在地質(zhì)填土中，選擇水下地段與覆蓋地段作為勘測(cè)位置。對(duì)其中致密型巖層，應(yīng)使用高電阻技術(shù)，對(duì)疏松型巖層，使用低電阻技術(shù)。如果巖石為中性或者酸性的話(huà)，則使用磁法。如果地質(zhì)為碳質(zhì)，或者具有較多的黃鐵礦含量的惡化，則可以使用自然電位勘測(cè)技術(shù)。根據(jù)勘測(cè)位置的具體情況，綜合應(yīng)用上述方式，完成初期勘測(cè)，并繪制地質(zhì)圖。在基巖頂板深度的測(cè)量中需要制作高程圖，在制作高程圖時(shí)，可以使用電測(cè)探法。對(duì)于基層入土深度較深的情況，使用地震勘測(cè)進(jìn)行測(cè)量，能夠獲得更為精準(zhǔn)的測(cè)量數(shù)據(jù)。如果當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)條件導(dǎo)致其電性較弱，而測(cè)量結(jié)果的精度要求在15%以下，可以考慮使用電測(cè)剖面法。在地下水位進(jìn)行勘測(cè)時(shí)，如果水位以及含水層電阻均較低的情況下，可以通常選擇的測(cè)量方法為電測(cè)深法以及電測(cè)剖面法兩種。如果所測(cè)目標(biāo)地點(diǎn)的水位較深，達(dá)到礦水深度時(shí)，因?yàn)榈V水具有電阻高的特性，因此通常對(duì)高電阻范圍使用電剖面法進(jìn)行劃分，并考慮其具體的地質(zhì)情況，使用鉆探法勘測(cè)水位。

㈡簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)階段。水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)中的水文地質(zhì)勘測(cè)，可以勘測(cè)地下水的流向以及流速，其測(cè)量技術(shù)主要使用充電法。即在水流附近平緩處，通過(guò)鉆孔進(jìn)行勘測(cè)。如果遇到滑坡情況，對(duì)滑坡處的地質(zhì)斷面，需要使用電測(cè)法進(jìn)行勘測(cè)。當(dāng)勘測(cè)位置的基巖處出現(xiàn)裂縫時(shí)，則需要在某一位置設(shè)置定位基準(zhǔn)，并沿著此一基準(zhǔn)向其他方向使用電勘測(cè)。從而對(duì)基巖裂縫的范圍、方向、大小進(jìn)行判定。地質(zhì)中存在破碎帶時(shí)，需要通過(guò)電測(cè)探法進(jìn)行測(cè)量，這種方法能夠?qū)ζ扑閹У姆秶c厚度進(jìn)行勘測(cè)。當(dāng)破碎帶具有磁性或者夾雜有巖石的話(huà)，則需要改用磁法，或者地震法勘測(cè)。在設(shè)計(jì)階段對(duì)建筑材料進(jìn)行勘測(cè)，由于所測(cè)對(duì)象均為普通的建筑用土壤與砂石等，故而對(duì)勘測(cè)精度不需要嚴(yán)格要求，主要使用電阻法進(jìn)行。使用電阻法測(cè)量，不僅能對(duì)各種建筑用材料的分布范圍進(jìn)行勘測(cè)，還可以測(cè)量材料分布處的地下水水位。

㈢復(fù)雜設(shè)計(jì)階段。此一階段中，主要需要對(duì)地質(zhì)巖性進(jìn)行分層勘測(cè)以及對(duì)比勘測(cè)。首先需要使用電阻測(cè)井的方式，對(duì)巖層的傾斜角度與傾向進(jìn)行勘測(cè)。其次需要制定鉆孔地質(zhì)柱狀圖，并對(duì)柱狀圖進(jìn)行校準(zhǔn)。制定柱狀圖時(shí)，應(yīng)該使用發(fā)射性測(cè)井以及電阻測(cè)井法來(lái)進(jìn)行勘測(cè)，并且由于柱狀圖的精度要求較高，因此可以應(yīng)用自然電位法勘測(cè)。從而不用鉆探，也同樣可以進(jìn)行勘測(cè)。對(duì)于地下管道普通線(xiàn)路的勘測(cè)，可以使用自然電位法，對(duì)線(xiàn)路中自然電位帶以及低電阻帶進(jìn)行測(cè)量。而對(duì)于腐蝕段，則需要先使用自然電位法的異常反饋，對(duì)腐蝕情況進(jìn)行分析，然后做好腐蝕防護(hù)工作。對(duì)于鉆孔勘測(cè)方法，則需要對(duì)所做孔洞的傾角與洞口直徑等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，其測(cè)量技術(shù)可以使用電測(cè)井法。對(duì)于漏水口處，與溶洞位置，通?？梢允褂脺囟葴y(cè)井法、電位測(cè)井法以及電阻測(cè)井法三種技術(shù)。鉆孔處位置的含水層，具有低電阻的特質(zhì)，所以需要使用溫度測(cè)井法進(jìn)行測(cè)量。

總結(jié)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，水工環(huán)地質(zhì)測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用也會(huì)更為深入與廣泛。因此，對(duì)勘測(cè)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，能夠促進(jìn)資源與能源使用結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并提高環(huán)保的效率。

（作者單位：江西省地礦局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì)）