現代水利工程勘測技術方法與發展趨勢

郭立軍（河南省水利第二工程局，河南鄭州 450000）

現代水利工程勘測技術方法與發展趨勢

郭立軍
（河南省水利第二工程局，河南鄭州 450000）

水利工程是我國的基礎性建設工程，它事關我國的經濟發展和人民的生活水平。地質勘測是水利工程中較為重要的檢測手段，近年來發展迅猛，尤其是在受到國際市場的沖擊，許多新的思想、新理論漸漸被應用。本文筆者聯系自身多年的工作經驗，對水利工程的勘測方法、發展趨勢進行了探討，同時簡單地分析了GPS系統、RS系統、GIS系統等在水利工程勘測技術中的應用，希望借此為我國水利行業的發展提供一些參考。

水利工程 勘測技術 趨勢分析

1　水利工程地質勘測技術的重要性

建國六十多年來，我國的水利工程事業發展迅速。尤其是近幾年來，我國對水利工程的質量要求愈加嚴格，工程地質的勘察為工程建設質量和運行期的安全，展現了第一手的基礎資料。水利工程的地質勘察大體上保證了工程的順利進行。實踐證明，不同的區域和地質背景，決定了不一樣的地質條件，工程的地質條件只是大多數地質環境中的一部分，受整體的支配，也是多次地質運動在特定地區的反映。因此，必須重視地質調查，做好地質勘測。例如：在地質構造以壓扭應力為主的地區，不同的地質層之間可能由于層間錯動，導致軟弱地層的形成，在基巖中也可能發育成平緩斷裂。依據大、小地層構造受力相一致的原理，我們就可以從較小構造的形跡去推測被剝蝕掉的較大構造的形態，從而恢復其原貌。

2　水利工程地質的技術方法

2.1全球定位系統（GPS）技術方法

GPS體系廣泛用于水利工程的地質勘測和定位，它在距離的控制方面能更好地解決跨河、跨溝等難以解決的問題，及解決在勘察的區域控制點相對較少時的情況。在通視條件差、觀測條件不足的區域實施工程的地質勘察時，運用GPS能大大的減少工作時間，提升測量精度。

2.2遙感技術（RS）體系技術

遙感技術根據平臺高度不同，可以分為航天性遙感、航空性遙感和地面性遙感3大類。遙感技術具有視域廣闊、信息多樣、立體感強、衛星影像周期性重現和資料獲取快速等特點，進而被廣泛用于水利工程中相關的重大地質問題和環境問題的分析與研究。

（1）區域構造的穩定性研究；由于遙感圖像可以提供大量的宏觀線性構造信息，較好地折射區域地質特性、水系分布和地貌特征，因而對所研究的區域構造骨架，確定斷裂分布和活動能力，以及評估工程及其周邊區域的穩定性有重大作用。所以，遙感技術在研究此問題之中是必用的手段之一。（2）調查水庫塌方、滑坡和泥石流；大型水利工程庫區的滑坡、塌方、泥石流和松散堆積體的相關調查中，部分工程可以應用遙感技術中的航衛片或者彩虹外片解譯地質，結合野外的現場觀察，檢測和查明影響水庫兩岸相對穩定性評價的較大型的塌滑體的數量、分布和穩定狀態。（3）巖溶地質調查技術；運用遙感影像，尤其是利用彩虹的外影像開展巖溶和巖溶的地質調查，優勢較為明顯。像片解譯不但能較好地解釋各種巖溶的地貌現象，而且可以利用它與其它介質的紅外光譜差異，摸清地下水和泉水的分布狀況。高壩洲、招徠河和黃河的萬家寨等各期工程都曾使用過彩虹外航片進行解譯，用來研究巖溶和巖溶的滲漏問題，均取到了很好的功效。（4）中、小比例尺的地質測繪；推行遙感技術，在保持合理的場地工作量及現場的校核工作完成的前提下，中小性比例尺的地質圖通過遙感成圖代替常規的地質測繪。大型建筑物和其它重要的地區，遙感成圖技術是大比例尺的工程項目地質圖所優先考慮使用的。這在十年前的全國水利勘測會議上，由水利規劃院審核通過的“勘測技術的發展目標”這一文件所確立并推廣應用。（5）地質編錄；在大型水利工程的施工中需要開展反饋設計、警示安全及存檔備查，可以首先通過地面的遙感技術實施高邊坡的、地下建筑物的以及大壩附近基坑的開挖；其次進行地質的編錄，最后匯總信息，便可得到一份可信度高的地質數據資料。（6）水土保持、抗洪和移民安置的容量研究；整合二十世紀末媒體的報道，我們可以了解到遙感技術新的應用領域。在1994年，長江勘測技術部門承擔長江上游的水土保持和重點治理滑坡、泥石流及周邊穩態區域的研究。該項研究利用TM衛片對隴南、金沙江的下游和三峽庫區進行解譯，并且依據它們各自的發育程度做出區劃圖，提出了客觀的防治意見和有關建立預警系統的基本構想。此外，在前幾年，地礦部的物探中心與長江委綜勘局共同對長江中游區域防洪工程的現狀做了遙感調查，并用TM衛片和彩虹外航片解譯，隨后編寫了報告，報告的結果顯示遙感技術應用的效果顯著。在移民安置的容量研究中，航衛片，特別是彩虹外航片，依靠它對不同土地利用價值的判讀性和客觀性，為我國移民安置的容量研究切實地提供了新的手段。

2.3地理信息體系（GIS）的應用

GIS技術不但可以自動制作各種形式的平面圖、柱形圖、剖面圖和物體的等值線圖，這類與工程相關的地質圖件，而且可以處理不同的圖形、圖像和空間數據，并對與其有聯系的屬性數據進行數據庫管理和空間分析。將GIS技術盡快地運用到工程地質的信息管理以及制圖輸出，是近幾年來地質勘測行業的熱點和愈趨明顯的發展形勢。目前，國內應用最多且相對比較成熟的軟件是MAPGIS，它是由我國地質大學開發并且研制完成的一種專業化的地理信息軟件。

2.4工程物探技術

我國的工程物探技術雖然起步相對較晚，但水利工程的勘測單位逐步引進和配置了一些必備的儀器，如信號增強式的地震儀器、綜合式的測井儀器、電法儀器、透視儀器、聲波儀器、管線儀器、地質雷達以及鉆孔式的彩色電視儀器等，都使物探技術格局發生了質的變化。其中部分儀器是當時甚至直到現在，都具有世界先進的水平。其大幅度地提高了我國勘測部門數據采集的精度以及野外工作的效率，推動了物探技術的進一步發展。

3　水利工程勘測新的發展趨勢

地質勘測新技能在我國的水利工程項目中得到了廣泛應用，有

……

……效地促進了水利工程建設的合理性與科學性。然而，在現實的地質勘測工作中，仍然存在很多勘測方面的問題。因此，我國水利工程的地質勘測，若想得到更好的發展，必將逐漸走地向以下趨勢：其一，更為復雜地質的建模理論和技術研究。針對水利工程建設中較為復雜的地質，應該在現今勘測技能的基礎上，深化卸荷條件下有關節理巖體的地質力學影響和下巖溶介質地質的力學模型，以及在強震條件下有關水巖力學的作用模型和工程巖體的穩定性研究。其二，進行易崩滑性地質災害作用機理的研究，并對其進行非線性的評價預測。針對易出現崩滑的地區，深入分析該地質體的構造和信息的復雜性，另外需充分考慮該地質體可能表現的各種信息。等信息整合匯總后，再著手勘測工作，最終可以為水利工程建造的安全性和穩定性打下良好的基礎。

4　結論與建議

目前，在水利工程地質勘測中是最常用的勘測方法有全球定位系統（GPS）的勘測技術、遙感 （RS）的勘測技術、以及地理信息系統的（GIS）勘測技術，各種新勘測新方法的出現和廣泛應用，為我國的水利工程建設譜寫了新的篇章。然而，從今天的實際應用情況看，采取新的方法開展地質勘測，其中尚存在著一些不足。因此，相關的勘測技術人員必須對當前的水利工程勘測新方法深入了解，并在現有的勘測技能應用基礎上，不斷的進行技術變革與創新，唯有如此，才能促進水利工程長期的、穩定性的發展。

［1］張鳳雛.水利水電工程勘測中物勘方法與技術應用［J］.黑龍江水利科技，2014（28）：3-5.

［2］鄧水根.論新科技發展背景下水利水電工程地質勘測的方法與技術［J］.河南科技，2014（5）.

郭立軍（1980—），男，河南信陽人，本科，畢業于華北水利水電學院水利工程專業畢業，項目經理，主要從事水利工程項目管理，施工及基礎處理（水利工程基礎處理和建筑工程樁基）工作。