試論當前水工環地質勘察中的技術及應用

1 水工環

1.1 概念

傳統意義的水工環就是指水文、工程和環境這三個方面。隨著現如今社會科學的不斷轉化和市場化經濟的進一步深入，對水工環進行的地質勘察不僅僅局限于過去的那些方面，勘察內容除了要涉及對水工環這三項地質的勘察，還要包括因地質變化帶來的自然災害的勘查。對于水工環的地質勘查現如今已經演變成一種服務范圍廣、綜合應用的工作，同時和社會學、科學有著非常密切的聯系。

1.2 意義

國家現如今正在追求一條可持續發展的道路，過去那種以浪費自然資源來換取人類發展的情況已經一去不復返了。在這種背景下，開展水工環的地質勘查工作也有了全新的解讀和要求，勘查工作者應該更加注視環境的保護，并在此基礎上做好水工環的勘查工作。現如今的水工環勘查工作相比于過去工作量更大、工作內容更加復雜，需要兼顧諸多因素。進行地質勘查工作的同時，做好相應的風險評估就成為現如今研究水工環地質勘查的一個重要課題。

2 地質勘察技術

2.1 GPS技術

GPS就是全球定位系統，這項技術現如今在水工環的地質勘查工作中應用十分廣泛。相比于傳統的人工地面勘測技術，全球定位系統的引入減少了人工投入的力度和勘測人員的工作量。同時，使用這種技術獲得的勘測信息也更加全面和準確。GPS技術采用的是衛星定位的方式，通過三顆同步衛星就能實現對全球范圍內的地質勘測。勘測人員首先在勘測地點設立無線信號的發射裝置，在地面基準站設立一臺GPS接收機，通過同步衛星的檢測將信號發射給地面基準站，再由基準站中的接收裝置進行信息的收集。在這一過程中，無線傳輸設備會將收集到的各種信息轉變成無線電信號，再通過無線接收器將這些無線信號進行轉化和處理，最后由基準站計算出所需的實際坐標。與此同時，GPS在現如今發生的一些社會問題中也起到了巨大的作用，如地質災害、環境污染問題、人體的健康問題等。

2.2 GPR技術

GPR就是指探地雷達技術或者是地質雷達技術。和GPS技術類似，GPR技術是通過電磁波來收集地質勘測的信息，這就類似于GPS中的無線電傳輸。這種技術通過在地面上設置一個發射天線，通過發射天線向地下發送大量的電磁波，通過聲納的原理，來對地下的地質構造進行探測并做相關數據的收集處理。

地質雷達這種探測方法在數據的采集上實現了全自動化，同時收集圖像更加細致和清晰，圖像的分辨率更好，施工更加快捷，以上這些優勢使得這項技術被廣泛應用到對地下覆蓋層的厚度探測和基巖面本身起伏狀況的探測中。地面上的研究人員可以通過電磁波被反射后產生的振幅和頻率的變化來對地下的地址形態和具體性質作出客觀的描繪和評價。但同時，這種方法由于探測距離存在一定的局限性，主要被應用于短距離的精確探測工作中，是現如今分辨率和精確度最好的一種物理探測方法。

這項技術在水工環地址的勘測中的具體應用主要包括:對老城區地下管線埋設情況和分布情況的探測;對建筑物地下不良地質體進行的探測;對水庫等大型建筑地下部分深層進行的探測等等。

2.3 RS技術

RS技術指的是遙感技術，這項技術通常和計算機技術進行有效的結合，多用來進行地質勘察、自然災害的防治和資源的勘探工作。該技術在水工環的地質勘察工作中發揮著非常重要的作用，是一種非常重要的勘察手段。經過幾年來的發展，遙感技術由原先的單一波段逐漸發展為多源遙感，同時還建立了多元模型的分析。通過應用這項技術，勘探人員在進行實際工作中可以得到非常詳細的圖像，也由于這種特點，這項技術近些年來也被廣泛地應用到環境勘察和園林城市的建設工作中，取得了非常顯著的效果。

2.4 TEM 技術

這項技術也被稱作瞬變電磁法，最早被用于航空航天領域中，用來進行太空物質的探測。相比于其他的技術，我國對這項技術的應用時間還很短，但在金屬礦石的勘探工作中取得了非常顯著的成果。近些年來，這項技術逐漸應用于工程的勘測、環境的勘探和對自然災害的預防等多個領域。

這項技術的工作原理是借用電磁設備中的回線作用，將電磁波以脈沖信號的方式發送到地底下，當電磁波遇到地下中具有一定電性的不均勻物質時就會產生異常的二次渦流場或者是不均勻體渦流場。勘探人員可以通過觀察電磁波在地下是否產生二次渦流場來判斷地下地質的形態。除此之外，在應用這項技術進行地質勘測時，地下的介質后受到電磁波產生的電磁場干擾對電磁波進行相互影響，電磁波在受到影響后傳播時間會變長，同時進行更深層次的擴散。電磁波一旦進行更深層次的擴散就會產生煙圈效應，勘探人員可以對這種煙圈效應進行研究和分析，最終掌握煙圈效應和電磁場的變化規律，這些變化規律也可以為以后研究地質提供非常重要的參考依據。

目前，該項技術應用在水工環的地質勘探工作中主要存在兩種方法:垂直磁偶源法和電偶源法。相比于電偶源法，垂直磁偶源法應用更加廣泛。采用這項技術進行地質的勘探具有得天獨厚的優勢:觀測精度更高、在井陘相對陡峭的地質勘察時擁有更高的敏感度、不會受到裝置耦合噪聲的影響而影響到觀測的精度，不會受到地形限制而產生太大的影響，更適合一些工作環境為懸空狀態的勘察工作中。基于以上這些特點，TEM這項技術在水工環的地質勘探領域擁有很高的地位。

2.5 RTK技術

RTK技術通常被用來降低衛星數據中存在的載波相位測量數據的誤差和殘余誤差。這項技術采用系統的差分法可以將載波相位測量值的改正誤差控制在1厘米范圍內。RTK技術一般采用三種相位差分，這三種不同的相位差分在方法上存在著一個共同點:由基準站負責發送更改好的數據，由流動基站負責接受更改好的數據。該技術的基本工作原理就是通過在基準站內安裝一臺用來接收的設備，在流動基站內安裝多個和這種設備相同的接收設備來實現對相同衛星發射信號的同步接收。研究人員需要對這些接收的信號和信號中相應的位置信息進行比照，同時配合GPS技術將改正的數據以無線傳輸的形式傳遞到流動基站，最終獲得流動基站的準確位置。這項技術現如今被廣泛應用于地質災害的調查、環境污染的防治和環境污染的檢測多個方面，也是水工環地質勘探工作中的一種重要手段。

3 結束語

隨著信息技術和科技水平的不斷進步，應用到水工環地質勘察領域的各項技術也在不斷進步著，這對于地質勘察工作的開展起著巨大的推進作用。同時，相關技術越來越成熟，也在一定程度上帶動了多個領域的快速發展，尤其對工程建設來說，更是造成了極其深遠的影響。對于水工環地質勘察工作中的技術應用還有許多種，本文選取了其中具有代表意義和應用最為廣泛的幾種技術進行了敘述和介紹，為相關技術的理論研究提供了參考依據。

[1]劉偉，張枝華.論當前水工環地質勘察中的技術及應用范圍[J].中國新技術新產品，2012(05).

[2]張志勇.巖溶區地質勘察技術研究[J].中國勘察設計，2011(04).