潘敬東

摘 要：水工環(huán)地質(zhì)勘測工作直接關(guān)系到地質(zhì)信息數(shù)據(jù)的采集，能源的開發(fā)和工程的建設(shè)。本文將概述水工環(huán)地質(zhì)勘測的概念和現(xiàn)狀，然后對水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的應(yīng)用技術(shù)要點進行分析，希望能對今后水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的實際技術(shù)應(yīng)用提供一些參考。

關(guān)鍵詞：水工環(huán)地質(zhì)；勘測工作；技術(shù)要點

中圖分類號：P624 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）20-0183-02

引 言

水工環(huán)地質(zhì)勘測工作直接關(guān)系能源的開發(fā)，加上這幾年頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，人們對勘察工作提出了更高的要求，這不僅要求保障勘測數(shù)據(jù)的可靠性和準確性，還要求地質(zhì)勘察與環(huán)境保護相結(jié)合。然而在實際的應(yīng)用過程中，仍然存在很多困難，受到技術(shù)、管理制度以及環(huán)境等多方面的限制，地質(zhì)勘測工作的質(zhì)量受到一定程度的影響。因此，我們將對地質(zhì)勘測技術(shù)方面的要點進行分析，從技術(shù)層面為地質(zhì)勘測工作的順利進行保駕護航。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘測工作概述

1.1 水工環(huán)地質(zhì)

水工環(huán)地質(zhì)包括水文地質(zhì)學、工程地質(zhì)學和環(huán)境地質(zhì)學。水工環(huán)的地質(zhì)調(diào)查研究與人類發(fā)展密切相關(guān)，不僅關(guān)系到土地資源的開發(fā)利用，而且關(guān)系到社會和人類的可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)濟發(fā)展不僅帶來了生活水平的提高和國家的繁榮，也帶來了環(huán)境的惡化和資源的緊張。運用各種地質(zhì)勘測技術(shù)對水工環(huán)地質(zhì)進行勘測，根據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)分析，有助于資源的開發(fā)和利用，制定科學合理的解決方案，提高地質(zhì)資源的利用率，實現(xiàn)資源的有效利用和有效保護地質(zhì)環(huán)境。

1.2 水工環(huán)地質(zhì)勘測的現(xiàn)狀

我國的地質(zhì)發(fā)展學中，工程地質(zhì)學有90年的發(fā)展歷史，其在引進國際先進技術(shù)的過程中發(fā)展，結(jié)合我國實際的發(fā)展情況形成了自己的地質(zhì)發(fā)展理論。在過去，水工環(huán)地質(zhì)勘察的勘察對象主要是水文環(huán)境，用比較傳統(tǒng)的測量技術(shù)。然而，社會經(jīng)濟的發(fā)展帶來了水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)的改革，改革的技術(shù)不斷得到發(fā)展和完善。水文地質(zhì)勘察技術(shù)不僅是水文環(huán)境，而且包括地質(zhì)災(zāi)害。這一過程要求地質(zhì)勘察技術(shù)的發(fā)展成為一項更全面的技術(shù)。然而，水文地質(zhì)調(diào)查工作本身是一項復雜的工作，不僅需要優(yōu)秀的勘察技術(shù)，還需要配備水工環(huán)的人員有較高的勘探技術(shù)，以保證調(diào)查工作的有效管理和調(diào)查信息的可靠性和準確性。

此外，水工環(huán)一體化是社會的發(fā)展趨勢，我國的地質(zhì)調(diào)查經(jīng)過多年的努力，逐漸開始形成理論和系統(tǒng)的工作模式，數(shù)據(jù)管理、資源信息在工作和風險預測開始采用全面的工作模式。換句話說，地質(zhì)資料處理和分析后形成的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)三種工作模式開始逐漸融合。這一變化要求水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查技術(shù)得到進一步的改進和更新。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的技術(shù)要點

上文我們已經(jīng)概述了水工環(huán)地質(zhì)的概念以及現(xiàn)狀，新的發(fā)展形勢對水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)提出了更高的要求，目前，應(yīng)用于水工環(huán)地質(zhì)勘測工作的技術(shù)主要有：地理信息系統(tǒng)GPS技術(shù)、遙感技術(shù)、RTK技術(shù)和TEM技術(shù)等。接下來我們將從水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)的具體流程和水工環(huán)地質(zhì)勘測的具體應(yīng)用技術(shù)兩個方面來對水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的技術(shù)要點進行闡述。

2.1 水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)具體流程

水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)包括水文地質(zhì)、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)，內(nèi)容繁多，具體的地質(zhì)勘測流程更為復雜，因此，在本文里只對水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)流程簡述如下：

（1）鉆孔靜止水位測量。水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)的第一步是要測量鉆孔靜止水位。地質(zhì)勘測技術(shù)對于水位的測量數(shù)據(jù)的準確度要求很高，因此要嚴格按照要求定時觀察并做好記錄。

（2）鉆孔抽水實驗。完成鉆孔靜止水位測量的之后，就要進行鉆孔抽水實驗。一般采用穩(wěn)定流來進行實驗。實驗根據(jù)不同的深度決定實驗的時間。

（3）鉆孔簡易水文地質(zhì)工程觀測。此觀測工程持續(xù)的時間較長，在水工環(huán)地質(zhì)勘測職工具有非常重要的地位，因為它直接關(guān)系到水工環(huán)地質(zhì)勘測的質(zhì)量。在勘測的時候，凡是施工的每個鉆孔，都要進行觀測。主要是又鉆孔的施工單位來觀測和記錄。如果中途出現(xiàn)休假或者暫時停工的情況，要切記當再次開工的時候，對鉆孔內(nèi)的水位進行重新測量。

（4）鉆孔巖芯工程地質(zhì)編錄。對鉆孔的巖芯進行認真的觀察和記錄，內(nèi)容包括巖芯的名字、顏色、結(jié)構(gòu)和特性等等。同時，根據(jù)地下水流動的情況和巖石的質(zhì)量指標，確定不同巖組RQD的平均值和范圍。

（5）坑道水文地質(zhì)工程地質(zhì)編錄。根據(jù)從對巖性的描述和具體情況繪制工程地質(zhì)素描圖。

（6）地表水地下水動態(tài)長期觀測。觀測鉆孔的水溫和氣溫，并觀測溪泉河流和坑道的水溫、氣溫和流量。要求每隔10天觀測一次。取當年的水位峰值和流量。

（7）巖石物理力學性格試驗。要求每個巖組有對應(yīng)的樣本，并樣本的數(shù)量在20塊以上。樣品的質(zhì)量要求符合規(guī)格。

（8）水質(zhì)全分析。在區(qū)內(nèi)選擇較具代表性的地表水、溪流、泉水、坑道和抽水鉆孔進行采樣。要求分枯雨季采樣。

（9）水質(zhì)專項分析。同（8）進行采用后按照生活飲用水水質(zhì)標準進行分析，并進行放射性檢驗。水質(zhì)標準的分析項目包括：色、嗅、味和渾濁度等。

（10）氣象資料收集。主要是實地到當?shù)貧庀蟛块T收集該地的氣象信息。為了地質(zhì)勘測工作更好的進行，氣象數(shù)據(jù)的收集是很有必要的。

2.2 水工環(huán)地質(zhì)勘測的具體技術(shù)應(yīng)用

水工環(huán)地質(zhì)勘察工作具有綜合性，同時該工作本身就具有復雜性，信息量龐雜，因此對水工環(huán)勘測技術(shù)的要求提出了更高的要求?，F(xiàn)在運用于水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的技術(shù)有：GPS技術(shù)、RTK技術(shù)、GPR技術(shù)和TEM技術(shù)等等。接下來將對GPS技術(shù)、RTK技術(shù)和TEM技術(shù)做簡要的概述。

2.2.1 GPS技術(shù)

GPS技術(shù)即全球定位系統(tǒng)。GPS技術(shù)主要是將傳統(tǒng)的無限信號從地球的發(fā)射臺發(fā)射到地球外部的人造衛(wèi)星上，然后通過衛(wèi)星群的組合形成一個全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)。利用三顆以上的人造衛(wèi)星的空間方位就可以精確測繪出地面用戶接收器所在的位置。該操作方法的實時動態(tài)測量是通過在一個GPS接收機上的基準測試，一個全范圍的GPS衛(wèi)星實時監(jiān)控，然后使用無線傳輸技術(shù)監(jiān)測傳輸?shù)搅鲃诱?。在移動電臺中，GPS接收器不僅接收GPS衛(wèi)星信號，而且通過無線電接收器接收來自基站的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)。基于GPS的相對定位原理，可以得到相對參考站的基線向量，并計算出WGS-84坐標。其次，利用局部坐標系的轉(zhuǎn)換參數(shù)和WGS-84坐標系統(tǒng)，用戶可以隨時獲得所需的三維坐標和精度（見圖1）。

2.2.2 RTK技術(shù)

RTK技術(shù)采用三相差異，即偽距差分、相位差和GPS差分。三種差分的改正數(shù)都是從基準站送出，然后由流動站接收，得到準確的定位結(jié)果。RTK在基準臺放置一臺接收機，再在流動站放置另外一臺接收機或者多臺接收機，這樣就可以做到流動站和基準站同時可以接收到同一GPS衛(wèi)星發(fā)射出的信號?；鶞收緦⒃賹⒌玫降男畔⒑蛿?shù)據(jù)進行對比，得出GPS差分改正值。通過無線電數(shù)據(jù)將該值傳送到流動站，最終得出精確的位置。通過這樣改進之后，單點采集轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)采集，將GPS技術(shù)在地質(zhì)勘測工作中的運用提高到了一個新的層次。

2.2.3 電法技術(shù)在勘探工作中的應(yīng)用

目前，電法方法已被廣泛應(yīng)用。通過電法技術(shù)的應(yīng)用，提高了水環(huán)地質(zhì)勘探的效率。電法技術(shù)在現(xiàn)階段應(yīng)用廣泛，主要是高密度電阻率法，該方法是一種陣列式勘探方法，通過電測深法和電剖面法的結(jié)合，大大提高了勘探工作的效率。該方法可廣泛應(yīng)用于野外地質(zhì)勘查，主要是因為該方法的布置相對簡單，能大大降低設(shè)備的故障。隨著國內(nèi)科學技術(shù)的快速發(fā)展，該方法的操作已得到簡化，安裝了越來越多的自動化設(shè)備，便于數(shù)據(jù)采集。

2.2.4 TEM技術(shù)

TEM技術(shù)也叫瞬變電磁法。最早應(yīng)用于航空探物。TEM技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘測中，采用的較為廣泛的方法是垂直磁偶源。TEM技術(shù)有其獨到的優(yōu)勢，例如分辨率高，對于陡峭的地質(zhì)具有較高的敏感度，觀測的精度更高，受到地形限制較小。

3 水工環(huán)地質(zhì)勘查的應(yīng)用實例

廣東位于中國東南部，地下水資源具有以下特點：一方面，地表水資源分布不均勻，水質(zhì)逐年惡化。另一方面，地下水資源豐富，水質(zhì)穩(wěn)定。采用以往的勘探方法是非常困難的，但運用水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)可以很容易地解決勘探工作問題。在實際勘探中，GPS定位技術(shù)和遙感技術(shù)的應(yīng)用，為水資源區(qū)域化提供了有力的保障。這為緩解廣東水資源短缺、提供水資源提供了堅實的基礎(chǔ)。表1數(shù)據(jù)為水壓環(huán)測量的水質(zhì)。

4 結(jié) 語

信息技術(shù)的優(yōu)化升級，使現(xiàn)有的水工環(huán)地質(zhì)探測技術(shù)不斷得到提升和改進，有效的提高了水工環(huán)地質(zhì)勘測工作的質(zhì)量和效率，這對于我國水工環(huán)地質(zhì)勘測技術(shù)的發(fā)展來說具有重大意義。不過，雖然我國開始運用一些新技術(shù)，但是對這些新技術(shù)的應(yīng)用還不夠熟練，應(yīng)用方法還不成熟，還需要我們在不斷的實踐過程中對其進行改善和提高，從而真正從質(zhì)的層面推動我國地質(zhì)事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻

[1]呂會敏.試論水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的技術(shù)應(yīng)用[J].黑龍江科技信息，2016（07）.

[2]李 偉.何應(yīng)彬.論水工環(huán)地質(zhì)勘測工作中的技術(shù)應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015（3）.

[3]林建明.水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)的實際應(yīng)用[J].廣東科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2017（3）.

收稿日期：2018-6-10