馬亞弟，柳曉松，張 許

(山東省煤田地質(zhì)局第一勘探隊，山東 青島 266500）

在中國當(dāng)前環(huán)境地質(zhì)勘查的現(xiàn)狀中，還存在著資源的嚴(yán)重匱乏﹑勘查技術(shù)落后和地質(zhì)礦產(chǎn)普查工作受阻等問題，對環(huán)境地質(zhì)勘查工作的發(fā)展產(chǎn)生了很大的影響。因此，必須運用最新的科學(xué)技術(shù)方法，以進(jìn)一步提高水工環(huán)地質(zhì)學(xué)勘查的技術(shù)。

在礦山水工環(huán)地質(zhì)學(xué)研究工作中，根據(jù)區(qū)域環(huán)境具體情況不同，環(huán)境測量方法的運用更加重要。

在礦山水文地質(zhì)﹑工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)學(xué)方面的研究上不能只局限在傳統(tǒng)的技術(shù)方式上，因此，更主要的目標(biāo)是推動世界地質(zhì)勘查科技的一體化發(fā)展，從而有效提升世界地質(zhì)勘查的實際效果。

1 礦山水工環(huán)地質(zhì)勘查的重要性

在礦山水工環(huán)境地質(zhì)學(xué)研究中，測量方法的運用更加重要，尤其面對當(dāng)前越來越嚴(yán)峻的自然環(huán)境，開展礦山水工環(huán)境地質(zhì)學(xué)的研究和測量工作有著重要的現(xiàn)實意義。在檢查時，要作好各個環(huán)節(jié)的準(zhǔn)備工作，并根據(jù)出現(xiàn)的問題，進(jìn)行合理的預(yù)防措施。在礦山水文地質(zhì)﹑工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)的研究上，其主要目的就是推動世界地質(zhì)勘查科技的一體化發(fā)展。

2 當(dāng)前在礦山水工環(huán)地貌調(diào)查勘測中面臨的幾個問題

2.1 人員方面

在水工環(huán)地質(zhì)研究中，是從礦山企業(yè)的視角來加以考察，但是有些地質(zhì)勘查單位由于盲目的提高開采的速度，而忽略了煤炭和礦床研究工作的實際狀況，與勘查的基本規(guī)律并不適應(yīng)，一些工作單位甚至于采取了“以采代探”的形式來從事礦山企業(yè)的勘查，這些做法極易造成安全事故的出現(xiàn)，對施工的安全性形成嚴(yán)重的負(fù)面影響。同時，由于在一些水工環(huán)地質(zhì)學(xué)的研究人員中，并沒有基本的地質(zhì)勘查技能和工作經(jīng)歷，使得在實際的水工環(huán)地質(zhì)學(xué)勘查過程中出現(xiàn)了不少的問題，不合理的勘查方式不僅導(dǎo)致了費用的提高，而且還在以后的環(huán)境地質(zhì)學(xué)勘查過程中出現(xiàn)了隱患問題。

2.2 技術(shù)方面

在當(dāng)前礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查勘測中，最新的技術(shù)手段的運用并不是很普遍，雖然在水工環(huán)地質(zhì)的研究內(nèi)涵上還存在著一定差別，但在其結(jié)構(gòu)上還是組成了一個彼此聯(lián)系的總體，其服務(wù)的主要目標(biāo)仍然是環(huán)境地質(zhì)勘查。在實際礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查測量中，由于沒有新科技的支持和先進(jìn)儀器的支撐，導(dǎo)致了地質(zhì)勘查中的各種困難。這種困難的產(chǎn)生也成為了現(xiàn)階段在礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查測量中必須克服的最大難題。

2.3 戰(zhàn)略研究方面

根據(jù)礦山水工環(huán)地質(zhì)建設(shè)項目開展了專項性的戰(zhàn)略研討，我們要進(jìn)一步地將它變得越來越完備。要對全國各個地區(qū)的礦山水工環(huán)地理建設(shè)項目開展全面檢查統(tǒng)計，綜合各種材料，梳理好以后再開展戰(zhàn)略專項研討會。要綜合考察水工環(huán)境地質(zhì)研究工作在各個地方的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展情況。了解地質(zhì)環(huán)境和地理問題，研究各個地方現(xiàn)在面臨的這類問題，綜合確定后開展研究。

3 礦山水工環(huán)地貌調(diào)查測量方法的運用與分析

3.1 電方法測量技術(shù)在礦山水工環(huán)境地貌研究中的運用

礦山水工環(huán)地質(zhì)的勘探普遍使用的方法是電方法勘察，它的特點主要是實用性，因此特點，保證了礦山水工環(huán)地質(zhì)勘察的工作有效進(jìn)行。在實際應(yīng)用上，電方法因時間較為久，并積累了非常大的應(yīng)用經(jīng)驗，而隨著發(fā)展的趨勢導(dǎo)向，經(jīng)過了革新過程，并逐漸完善其方法，該方法的應(yīng)用對于水工環(huán)地質(zhì)學(xué)的調(diào)查研究也具有著重要的貢獻(xiàn)。在具體的使用流程中，電方法手段可以分為最大密度電極方法和激發(fā)極化法這二類，其應(yīng)用中為一個陣列的勘探方式，而最大密度電方法是由電表面法和電測探法互相綜合的過程，被工作人員們普遍地運用于野外地質(zhì)學(xué)的調(diào)查勘察工作當(dāng)中。此外，也因為其在布設(shè)的過程中更加簡單，沒有經(jīng)過過多的布置步驟，從而導(dǎo)致了事故的發(fā)生率更加明顯地減少。但由于當(dāng)前的科技發(fā)展趨勢，大密度電方法的應(yīng)用已經(jīng)不僅僅局限手工的作業(yè)，而采用全智能化的數(shù)據(jù)采集技術(shù)能夠使電極反應(yīng)流程的布置方法更加有效地靈活多樣，也可以大大提高在數(shù)據(jù)勘查中的精確度和可信度。所以，在礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查勘探中電方法技術(shù)的應(yīng)用，是保證其勘查品質(zhì)的關(guān)鍵舉措。

3.2 GPS技術(shù)在礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用

GPS技術(shù)作為一個高度動態(tài)的定位技術(shù)，在礦山水工環(huán)境地貌調(diào)查測量中最主要的依據(jù)就是通過測定載波相位來加以實現(xiàn)的，這個方式突破了傳統(tǒng)地面測量方式的局限性，可以通過衛(wèi)星定位所發(fā)出的消息來增加在環(huán)境地貌測量中的精度。另外，可以通過一定數(shù)量的衛(wèi)星對地面接收機(jī)的定位范圍作出更精確的測算和定位，在地面的基礎(chǔ)站中可以安裝性能較高的地面接收設(shè)施，或者通過接連觀測的方式使用無線傳送裝置對探測數(shù)據(jù)加以傳送和收集，在地面接收設(shè)施中，接收器當(dāng)受理到數(shù)據(jù)時便會及時地轉(zhuǎn)變成無線消息。同時，可以對地面基準(zhǔn)站的基線加以核算，以便于可以獲得更精確的WGS-84的位置信息。相應(yīng)地，當(dāng)對一些地面坐標(biāo)參數(shù)加以轉(zhuǎn)換或解算時，就可以獲取實際的勘測位置信號。技術(shù)已被普遍地運用于城市地質(zhì)與環(huán)境狀況的監(jiān)測中，對城市的規(guī)劃與發(fā)展都具有著難以取代的重要意義。

3.3 遙感技術(shù)在礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中的應(yīng)用

在礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查測量與資料的勘查利用領(lǐng)域，遙感技術(shù)的使用也日益普遍，并在實際應(yīng)用中對礦山水工環(huán)境地質(zhì)勘查工作順利開展具有著巨大的指導(dǎo)作用。在對礦山水工環(huán)地質(zhì)的調(diào)查測量中，人們對遙感技術(shù)的應(yīng)用往往要求利用現(xiàn)代計算機(jī)手段，同時，由于人類對遙感技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)與改進(jìn)，使它構(gòu)成了一個更加多元化的模式，在對水工環(huán)地質(zhì)的調(diào)查測量中可以更為簡單地使用，圖像也是比較清晰的。在對遙感技術(shù)成像空間進(jìn)一步優(yōu)化的基礎(chǔ)上，光譜的清晰度也得以進(jìn)一步提高，同時遙感技術(shù)的應(yīng)用及其在礦山水工環(huán)地質(zhì)中的應(yīng)用進(jìn)展也是越來越的快速。

3.4 瞬變電磁法(TEM)

瞬變電磁法是最先出現(xiàn)的一種方式，一開始是運用在航天物探的領(lǐng)域當(dāng)中。我國在十九世紀(jì)八十年代才將瞬變電磁法(TEM)普及和使用。并且瞬變電磁法(TEM)在金屬礦探測中的運用，已經(jīng)推動了在環(huán)保領(lǐng)域﹑工程測量領(lǐng)域以及自然災(zāi)害研究范疇的廣泛應(yīng)用，并在較為發(fā)達(dá)的時代，已經(jīng)達(dá)到了非常不錯的成效。瞬變電磁技術(shù)(TEM)的基本原理：在回線的幫助下把脈動電磁波信號向地下發(fā)射(一次)，同時在間歇階段對二次的渦流區(qū)進(jìn)行檢測。如果研究了地下分布的電性及不平衡地質(zhì)體，則可觀察到反常二次場及不平衡物體的渦流場。但通常，人們均采用對ρs參數(shù)的推斷及解釋來代替對反常場的分析，從而處理有關(guān)的地質(zhì)學(xué)問題。在地下介質(zhì)中，由瞬變電磁法所形成的電磁場技術(shù)受傳播時間的影響，從而使其向更深處傳播，并且其傾角錐面約為47°，即煙圈效應(yīng)。煙圈效應(yīng)反映了海洋瞬變場隨時間而改變的規(guī)律，此乃瞬變電磁法(TEM)在海深測量勘探中所運用的理論。瞬變電磁法的主要優(yōu)勢是：橫向分辨率高，對較陡的探測線產(chǎn)狀的局部特殊地質(zhì)體的靈敏度較高；檢測的精度較高，純異常的檢測結(jié)果受地勢的負(fù)面影響很小，且不受裝置間耦合噪聲的危害；對接地或有障礙地方的施工檢測技術(shù)較為簡便，且工效也是比較不錯的。

3.5 地質(zhì)雷達(dá)(GPR)或探地雷達(dá)

地理雷達(dá)在主頻為10-1000MHz的寬帶高頻全時域電磁脈沖波的反射檢測目標(biāo)體的幫助下，能對地理難題進(jìn)行高效處理。水工環(huán)境與地貌勘探中，地質(zhì)雷達(dá)測速的運用也非常普遍，比如：滑面及滑坡體結(jié)構(gòu)的研究；崩塌和地面沉降等災(zāi)情的評估等。

3.6 GPS與RTK技術(shù)在礦山水工環(huán)境地質(zhì)研究中的實際運用

礦山地質(zhì)環(huán)境的調(diào)查研究據(jù)權(quán)威部門的統(tǒng)計研究結(jié)果表明，在地質(zhì)環(huán)境調(diào)查過程中合理運用GPS或RTK信息技術(shù)，就可以獲取豐富精確的礦山地質(zhì)環(huán)境調(diào)查資料信息，并在第一時間傳遞到相應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境主管單位，而管理人員根據(jù)這種信息也能夠進(jìn)行研究分析，并想出相應(yīng)的處理辦法。科研人員利用在小范圍的集裝箱內(nèi)開展了GPS RTK科技應(yīng)用實驗，試驗結(jié)果充分反映了GPS RTK科技在區(qū)域地質(zhì)環(huán)境研究中的成果。測試結(jié)果表明，在二者相互接近的地方水同時也沒有受到污染物，因此就能很高效地監(jiān)測到在淺水面情況，而經(jīng)過合理使用GPS技術(shù)也就能很清澈地觀測到淺水表面的污染物。當(dāng)區(qū)域內(nèi)的水污染物處在飽和狀態(tài)時，即使工作人員通過GPS技術(shù)也無法有效監(jiān)測到淺水航道面。在整個實踐過程中，通過在水地質(zhì)環(huán)境研究中廣泛使用的GPS與RTK技術(shù)，能夠得到很多關(guān)于水文方面的重要參量數(shù)值，比如水中羽狀的污染物和各種毛細(xì)垃圾物等等。第一，以工作效率較高和傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比較。GPS與RTK技術(shù)形成了獨特的測試操作優(yōu)勢，在最簡單的地質(zhì)條件下，先進(jìn)的RTK設(shè)站技術(shù)對五公里半徑以內(nèi)的測點僅僅只要求檢測一個，從而大大減少了地面控制站設(shè)備和檢測儀器的安裝設(shè)備數(shù)量，一個人就可以完成作業(yè)。減少了整個地質(zhì)研究的工作周期，在短時間內(nèi)就可以順利完成所有研究工作，大大提高了效率；第二，可以進(jìn)一步提高測量的定位精度。GPS RTK位置信息技術(shù)是利用載波跟蹤觀測，并根據(jù)實時動態(tài)定位技術(shù)，它可以真實地給出測量站點在給定坐標(biāo)系中的三維位置結(jié)果，并且還可以使測定的結(jié)果準(zhǔn)確到在厘米量級。只要符合RTK施工技術(shù)中的各種工作條件，在整個地質(zhì)研究調(diào)查中的計算就不出現(xiàn)誤差，RTK的平面精確度以及高程準(zhǔn)確度相比于傳統(tǒng)的勘測定位準(zhǔn)確性都有很大的提升，并且還不會產(chǎn)生錯誤的積累；第三，實現(xiàn)了全天候作業(yè)。將RTK技術(shù)與傳統(tǒng)的測量技術(shù)相比較時，它并不需要實現(xiàn)二點范圍內(nèi)的對光通視，而僅僅要具備了電磁波通視和對空通視的相對條件。由此看來，在水工環(huán)地貌研究中，應(yīng)用GPS RTK技術(shù)能夠不受眾多外部因素的影響，基本可以達(dá)到非常不錯的效果，并且能夠完成全天的研究作業(yè)；第四，在水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查中，RTK技術(shù)作業(yè)在自動化﹑集成水平程度上，也有著較高運用效果。RTK技術(shù)可勝任各類測量作業(yè)，RTK技術(shù)還可有效減少人為作業(yè)的差錯，極大地提高了測量作業(yè)的準(zhǔn)確性。與此同時，不同的測繪業(yè)務(wù)在內(nèi)置專業(yè)應(yīng)用軟件中，也可以完成對它的自動化。

GPS RTK在南極洲永凍場地安全檢查中的廣泛使用在南極洲永凍場地中，相關(guān)人員對此進(jìn)行一系列相關(guān)的測試，首先，選擇一塊測試場地，并在地面以下40里面左右處，并設(shè)立融水坑，在對一個測試的場地中在地面底下三十厘米至五十厘米處的冰碴里面有著幾個融水坑，因此，這些融水坑的出現(xiàn)可能會對測試造成很大的危害。為此，科研人員通過運用最先進(jìn)的GPS技術(shù)對試驗場進(jìn)行了實時的觀測考察，并在對所有數(shù)據(jù)信號進(jìn)行分析和研究后表明，在距離地表的三點六公尺以下具有一些含散冰的冰層帶，而這種冰水沉積物帶中水分偏低。

4 在礦山水工環(huán)境勘探中新技術(shù)、新方法的運用與進(jìn)展

4.1 物探技術(shù)

從我國地質(zhì)地貌的整體情況來看，我國地質(zhì)地貌較為復(fù)雜，而物探技術(shù)的物理參數(shù)有著速度快﹑成本低以及不損害地質(zhì)地貌環(huán)境等比較不錯的優(yōu)勢，并且在礦山水工環(huán)境勘察的技術(shù)發(fā)展上來看，在近幾十年，一直受到廣泛的運用。而在空間內(nèi)大量使用高分辨率技術(shù)勘察地質(zhì)目標(biāo)的實現(xiàn)，使礦山水工環(huán)境物探勘察技術(shù)獲得了實質(zhì)性的發(fā)展。

4.2 水質(zhì)測試技術(shù)

目前對國內(nèi)的化學(xué)實驗檢測手段，從研究機(jī)理界定，主要應(yīng)該分為二大類：即化學(xué)分析法和物理性質(zhì)解析法。這二種方法間并沒有彼此獨立存在和對抗的關(guān)系，但在具體分析過程中，就應(yīng)該針對情況和特性，結(jié)合儀器設(shè)備分析與物理化學(xué)鑒別的優(yōu)點，并揚長避短，以選擇正確的方法。這就需要分析化學(xué)工作人員應(yīng)該同時掌握好這二種方法。而這些方法又是從材料的物理﹑物理化學(xué)特性(色譜及電特性)為基準(zhǔn)，并通過特定檢測儀表或設(shè)備加以分析的測試方法。根據(jù)現(xiàn)在情況來看，在礦山水工環(huán)境的檢測中，主要使用下列各種方法：分子之間吸收譜線分析法﹑發(fā)射光譜分析法﹑原子熒光光譜法﹑電化學(xué)分析法﹑生物色譜法，以及同位素測試。

4.3 地理信息系統(tǒng)(GIS)

其主要做的工作是：對空間數(shù)據(jù)的整理。作為一種應(yīng)用技術(shù)然后又根據(jù)地理信息的特性，就更加凸顯了應(yīng)用于GIS技術(shù)中的重要性，也使得這項技術(shù)在地理地質(zhì)方面運用得十分普遍，在日常生活當(dāng)中也是一種十分重要的應(yīng)用技術(shù)。

4.4 遙感技術(shù)(RS)

遙感技術(shù)的問世，可以說是為人類的生命帶來了太多的光輝，而且，在最近的三十多年間，各類地質(zhì)學(xué)和環(huán)境地質(zhì)等專業(yè)中對遙感技術(shù)的使用，也是非常重視的。遙感技術(shù)經(jīng)過了從定量分析評估到零點五定量分析，再到定量分析評估，從簡單的指示因素解析再到復(fù)雜計算機(jī)模型仿真，就是這樣的整個的成熟歷史。原來僅僅能夠處理簡單指令，現(xiàn)在已經(jīng)能夠綜合處理多個問題了。這項遙感技術(shù)用在水文地質(zhì)環(huán)境方面也是具有著絕對的優(yōu)越性，它擁有信號存儲豐富﹑宏觀調(diào)控﹑迅速反應(yīng)，且能耗低﹑靈活監(jiān)測環(huán)境動態(tài)信息等優(yōu)點。在實際生活當(dāng)中不僅僅在水文地質(zhì)環(huán)境方面使用，還有重大工程項目的選址﹑地質(zhì)調(diào)查和環(huán)境評價預(yù)報等方面。

在當(dāng)前科技的不斷發(fā)展過程中，中國地質(zhì)學(xué)科研領(lǐng)域中關(guān)于礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查勘察工作已經(jīng)大量地發(fā)展了起來，并獲得了不錯的成效。但在礦山水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查勘察方案實際使用中也產(chǎn)生了不同程度的限制，嚴(yán)重制約著中國當(dāng)前環(huán)境地質(zhì)勘查工作的發(fā)展。所以，礦山水工的環(huán)境地質(zhì)勘查已經(jīng)成為了現(xiàn)代地質(zhì)勘查中科學(xué)研究的主要內(nèi)容，通過現(xiàn)代化科技的運用與發(fā)揮可以更有效地增強(qiáng)環(huán)境地質(zhì)勘查中數(shù)值的準(zhǔn)確度，使勘查的環(huán)境工程與質(zhì)量獲得更有效的保證，同時科研技術(shù)人員也一定要做到對GPS技術(shù)應(yīng)用﹑遙感技術(shù)應(yīng)用和光電方法科技應(yīng)用的進(jìn)一步完善與發(fā)展，為當(dāng)前在水工環(huán)境地質(zhì)調(diào)查勘察工作中的有效進(jìn)行，提供了有力的科技保證。

5 結(jié)語

綜上所述，在礦山水工環(huán)地質(zhì)測量的工作中對各個方法收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效細(xì)致的分類處理，就可以獲取現(xiàn)場觀測的數(shù)據(jù)，并可以達(dá)到非常精準(zhǔn)的質(zhì)量，進(jìn)而減少了環(huán)境地質(zhì)調(diào)查工作的任務(wù)量，從而極大提升了礦山地質(zhì)調(diào)查工作的效率。所以，地質(zhì)調(diào)查工作人員要積極在地質(zhì)研究工作中應(yīng)用GPS或RTK技術(shù)，以發(fā)揮出其功能。