摘 " "要:新技術在水文地質中發(fā)揮著重要的作用,如果前期工作做不好,就不能保證后期礦產(chǎn)資源的質量,而且為了保證礦區(qū)開采的安全性,也必須要重視水文地質勘察,這樣能提高開采的效率,幫助企業(yè)獲得經(jīng)濟效益。本文將分別說明ANN、核磁共振技術和遙感技術在水文地質方面的應用。
關鍵詞:新技術;水文地質;應用
中圖分類號:P641.7 " " " " " "文獻標識碼:A " " " " " " " 文章編號:1004-7344(2019)03-0146-02
隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,社會各行各業(yè)對水資源的利用效率和依賴性越來越高,水、社會和經(jīng)濟發(fā)展成為了現(xiàn)階段經(jīng)濟社會的重要議題。因此,水文地質工程技術也逐漸受到人們的關注,新技術的使用給水文地質工程帶來了極大的便利。
1 "ANN在水文系統(tǒng)中的應用
ANN在水文系統(tǒng)中的應用種類十分廣泛,文中將主要從三個方面入手,加以描述:ANN技術的第一大特點就是可以快速分類和識別,ANN技術具有較高的精準率和容錯性,同時,ANN能夠快速適應環(huán)境,通過組織和學習減少了傳統(tǒng)技術方法的弊端,減少了其他約束條件,所以該技術可以快速實現(xiàn)水文水資源的識別和分類。在識別和分類方面應用的最多的是人工神經(jīng)網(wǎng)絡評價技術,該方法主要利用3層神經(jīng)網(wǎng),以評價標準為輸入條件,經(jīng)過訓練建立了一套水質評價模型,并且保證評價的結果和傳統(tǒng)方法的結果具有一致性。另外,還可以利用ANN技術對水文水質進行分流,對支流進行分類,對水文災害進行預警和預報,選擇水文代表年,預測干旱和評價水資源等,利用ANN技術識別水文系統(tǒng),其中大量的數(shù)據(jù)都是通過建立的網(wǎng)絡模型得到的,減少了人為操作,避免了傳統(tǒng)方法中人為操作的隨意性和不確定性;ANN技術還能根據(jù)不同的參數(shù)要求選擇建立不同的水質評價模型,適應性較強;ANN技術的第二大特點就是預警和預報,如果使用傳統(tǒng)的水文檢測工具,只能夠通過大量的歷史資料進行分析,而ANN主要是通過神經(jīng)網(wǎng)絡組成函數(shù)計算器,通過實地檢測,對數(shù)據(jù)進行分析和處理,將各個神經(jīng)元連接起來,模擬出預報因素和影響因素之間的關系,運用ANN進行預測和預報,并建立模型,普通的影響因素就是網(wǎng)絡輸入,而輸入的神經(jīng)元數(shù)量就是影響因素的數(shù)量,預報的水文變量就當作神經(jīng)元網(wǎng)絡的輸出,ANN技術在降水、徑流量預報,洪水預報和水質預報方面都做出了一定貢獻;ANN技術的第三大特點是計算優(yōu)化,在水資源的規(guī)劃管理上,ANN技術制定出了一些理論方法,比如利用線性規(guī)劃和非線性規(guī)劃、多目標決策、系統(tǒng)理論等技術進行優(yōu)化計算等,但是在模擬水文系統(tǒng)時,神經(jīng)元網(wǎng)絡可能會出現(xiàn)一些不足和問題,仍需要不斷完善。但總的來說,神經(jīng)網(wǎng)絡具有高效處理,找準平衡的優(yōu)點,這些都為創(chuàng)新計算提供了新的解決途徑。
2 "核磁共振技術在地下水勘探中的應用
2.1 "地面核磁共振原理
除了ANN技術以外,地面核磁共振技術在水文地質中應用的也較為廣泛,地面核磁共振技術是一個以原子核為基礎的物理現(xiàn)象,因此它也具有核原子的磁性,能夠吸收一定的電磁波,運用地面核磁共振技術從理論上看是抱枕研究的原子核距不為零,在水中,氫核具有核子的磁性,在地層中核子磁性是最高的,而且磁旋比最大,當氫核距離不為零時,它就能夠激發(fā)出水中含有的質子,使原子核在距離之間發(fā)生跳躍,從而產(chǎn)生核磁共振。鋪在地面上的線圈功率為拉莫爾頻率,它是一種交變電流,在地層的作用下能夠形成宏觀磁矩,這主要是由地下水的氫核形成,當宏觀磁矩達到地面上以后,就會產(chǎn)生旋轉運動,這也是氫核所特有的運動,用一些裝置取出一些電磁場發(fā)出的信號,信號的強弱都與水中的氫質子相關,不僅關乎質子的數(shù)量,也關乎質子的性質,也就是說地面核磁共振技術信號所產(chǎn)生的幅度指數(shù)與地層中水分的含量是呈正比的,這就是直接找水技術,也就是地面核磁共振找水技術。
2.2 "核磁共振技術應用
在水文地質中,核磁共振技術的應用可以說是最廣泛的,優(yōu)點具有:利用該技術可以實現(xiàn)直接找水,應用該方法進行探測可以在一定范圍內(nèi)顯示出核磁共振的信息,如果沒有相應的信息顯示出來,就說明沒有水源;同時,利用核磁共振技術具有量化的特征,利用核磁共振技術可以確定水層的深度和厚度,以及水率,這種方法的最大特點就是高效和快速,而且成本花費較低,信號接受速度較快,靈敏度較高,容易受到電磁噪音的影響。
3 "遙感技術在水文地質方面的應用
3.1 "水文地質測繪
在水文地質工程中,水文地質測繪占據(jù)著較大比重,水文地質測繪是一項較為復雜的工程技術,也具有較高的綜合性。在20世紀,有關部門提出要求,在水文地質調查工作中,應用遙感技術可以解決某些復雜的問題,它主要是通過利用衛(wèi)星圖以及航空圖對當?shù)氐乃牡刭|進行解釋和說明,用來解決水文水質問題,但是該項工作必須貫穿于水文地質勘察的整個工程中,成為設計、野外工程和資料編寫的一部分,如果將遙感技術應用于水文地質測繪中,那么將會取得較為突出的效果,利用遙感技術還能夠描畫出地質界線,畫出的地質界線準確真實,人員可以進行深入細致地研究,得到地層活動的準確資料,包括斷裂地帶等,由于所用的遙感圖像能夠清晰反映水文水系、河流、濕地等水文地質情況,所以能夠幫助人員準確判斷出地下水的位置、徑流和地下水的排出;總之,利用遙感技術可以提高水文地質的勘察準確度,尤其是在一些極其復雜的條件下,在一些交通困難的地區(qū),采用遙感技術,可以更加突出優(yōu)點。
3.2 "調查地下水資源
采用遙感技術方法可以快速找到地下水資源分布的準確位置,遙感技術在我國應用的十分廣泛,即使是在巖石區(qū)也能取得較好的效果。運用這項技術,能夠清楚分辨航空航天圖像中的地下水分布,利用圖像進行地質解釋,找到富含水層或者水源豐富的地質結構層,然后采用一定的鉆探工具進行鉆探,獲取第一手水文地質資料和開采資料,根據(jù)資料再進行具體的分析,根據(jù)綜合分析計算水資源的分布并正確評價。因為根據(jù)遙感圖像獲取的信息十分準確,所以用遙感技術進行地下水調查,可以取得較好的效果。現(xiàn)階段,我國加大了對水文水質的研究力度,要求我們應用地球信息科學技術,建立起較為完整的環(huán)境遙感體系,準確監(jiān)測我國的資源生態(tài)和環(huán)境,也為我國的資源環(huán)保部門制定決策提供切實可行的依據(jù)。這一測量系統(tǒng)可以對我國的水文水質資源提供真實準確的科學數(shù)據(jù),另外,因為熱紅外圖像可以清晰地反映出地下水和泉水的溢出位置,所以其中的熱紅外遙感技術具有重要的作用。
3.3 "礦區(qū)水文地質勘查
近幾年來,礦區(qū)事故時有發(fā)生,比如發(fā)生了一些礦井透水事故,造成了較大的經(jīng)濟損失,這與采礦企業(yè)盲目追求經(jīng)濟利益,不正確開采有較大關系,但其中一個較為重要的原因是沒弄清楚礦區(qū)的水文地質條件,所以導致盲目開采,致使礦區(qū)的含水層分布和地質構造遭到破壞。
3.4 "水利工程的水文地質勘查
如果地形區(qū)域為水庫區(qū),那么在該區(qū)域進行水文地質勘查主要就是解決水庫滲水的問題,在調查水文地質時,需要通過航天圖和航空圖進行地質說明,結合地面勘查工作,能夠快速找到巖層中的含水層,泉水的溢出位置以及巖層透水性會滲漏的地方。根據(jù)水文水質條件,可以繪制出河谷區(qū)到分水嶺的地下水資源分布圖,這可以為繪制工程地質圖提供依據(jù)。比如我國的三峽水電站就很好地利用了遙感技術,并取得了較好的成效。
4 "結束語
總之,新技術在水文地質中發(fā)揮著重要的作用,需要人員對水文地質作用有一個清晰的認識,并結合實際情況,了解新技術,并根據(jù)實際情況采取不同的新技術,加強ANN技術、遙感技術以及核磁共振技術在水文地質中的作用。
參考文獻
[1]付林平.新技術在水文地質方面的應用分析[J].建筑工程技術與設計,2017(7):215~216.
[2]張國愛.新技術在水文地質方面的應用[J].城市建設理論研究,2015(20):90~91.
[3]夏守超.淺析新技術在水文地質方面的應用[J].低碳世界,2014(15):155
收稿日期:2018-12-9
作者簡介:馮民豪(1990-),男,漢族,廣東茂名人,助理工程師,本科,主要從事水文地質專業(yè)工作。