探析水工環地質勘察中的技術及應用

■吳群慧 唐杰 李丹

（內蒙古自治區地質環境監測院內蒙古呼和浩特010020）

探析水工環地質勘察中的技術及應用

■吳群慧 唐杰 李丹

（內蒙古自治區地質環境監測院內蒙古呼和浩特010020）

隨著我國經濟的發展，水工環地質勘察發揮著重要的作用。水工環勘察直接關系到能源資源開發和工程建設，是隨著科技進步而產生的重要勘察部分。水工環地質勘察一般是進行環境地質勘察、工程地質勘察、水文地質勘察，在煤礦工程、工程建設、水利工程等方面都發揮著重要的作用。加強水工環地質勘察，對我國的經濟和能源建設具有重要影響。

水工環地質勘測應用分析GPS技術

隨著我國經濟的快速發展，水工環地質勘察備受關注。水工環地質勘察在能源開發、建筑領域都發揮著重要的作用，水工環地質勘察若是出現了偏差，我國的能源開發就會遇到很大的問題，工程建設就失去了效益，我國的能源和生態都會遭遇風險。分析水工環地質勘察的方法，并且不斷進行優化升級，對提高水工環地質勘察具有重要意義。

1　水工環地質勘察現狀分析

在我國的地質學發展中，工程地質學開始只是地質學的一部分，工程地質學才發展了90多年。在這90多年的發展過程中，工程地質學已經積累了相當多的經驗，為我國的經濟建設做出了重要的貢獻。我國的工程地質學在發展過程中，不斷引進國外先進的技術，和我國的實際相結合，成就了地質學發展的新理論。水工環地質勘測是人們生活中重要的組成部分，特別是人們大力推行可持續發展和應對全球變化的大環境下，水工環建設得到了空前的重視。全球的環境、資源都處在變化時期，每個國家都在不斷的調整產業結構和環境地質的部署，水工環一體化研究也成為各國研究的重點。

水工環地質勘察技術。水工環地質勘察技術主要是對地質的水文、環境等進行勘察的，這是比較傳統的勘察技術。但是，在社會經濟、科學技術快速發展的今天，為了滿足水工環地質勘察工作的需要，適應現代的發展，就需要對水工環地質勘察技術進行改革，不斷的對其進行發展和完善。如今現在的水工環地質勘察技術不僅僅只是對地質的環境、水文等進行勘察，還對一些可能存在災害隱患的地質進行了勘察。水工環地質勘察技術現在已經發展成為了一項比較綜合的技術，為水工環地質勘察的工作提供了很大的幫助。在進行水工環地質勘察工作的時候，主要是利用水工環地質勘察技術以及一些相應的設施對將要勘察的地質進行詳細的勘察，通過勘察分析地質的一些相關情況，為以后的施工提供保障。水工環地質勘察工作不同于其他的工作，該工作需要很好的技術，并且比較的復雜，所以需要工作人員具有比較高的水工環地質勘察技術，能夠在工作中進行有效的管理，保證工作的順利進行。如今，在我國的水工環地質勘察工作中，對水工環地質勘察技術的要求比較高，為了能夠在快速發展的科學技術中不斷的取得更高的成就，開展好水工環地質勘察工作，就必須加強水工環地質勘察技術的研究。

2　水工環地質勘察技術應用

目前，水工環地質勘察技術在不斷的進行發展和進步，從傳統的水工環地質勘察發展到現代的水工環地質勘察，增加了對災害地質的勘察。以前的水工環地質勘察技術在應用中比較的耗費能源，隨著該技術的發展，以及擺脫了高耗能的勘察技術，轉變為現在的環保型技術，該技術的發展已經有了一個突破性的改變。隨著經濟、科學技術的不斷發展，遵循可持續發展的理念，水工環地質勘察技術正在不斷的擴大應用領域。以前的水工環地質勘察技術的應用只是為了礦產的服而進行的，現在不僅能夠為社會提供礦產資源，還能夠滿足社會的一些需要，在技術的應用中不斷進行提高和改進。水工環地質勘察技術在應用過程中需要保證周邊的環境不受到破壞，通過先進的設備、技術等提高水工環地質勘察工作的效率，保證工作的順利進行。

2.1GPS技術和應用分析

GPS衛星定位工作原理為將原來在地面上的無線電信號發射臺放在了衛星上，利用衛星的高空運動，組建衛星導航定位系統。在地面上建立3個以上的控制站，利用無線電測距交會原理，就可以交會出高空位置的具體位置。同理，只要使用3顆或者3顆以上的衛星，就可以利用衛星已知的空間，交會出地面上用戶接收機的具體位置。用戶的接收機在使用過程的某個特定時間，就可以接受多顆衛星的信號，測量出接收機天線中心距離3顆或者3顆以上衛星的距離，就能夠計算出這個時間點GPS衛星在高空中的窄間作標，從而使用交會法計算出測站點的具體位置。GPS進行實時動態測量主要的方法是：在基準站上放置一臺GPS接收機，讓接收機不斷的進行可見衛星的觀測，將觀測的數據實時的傳送給用戶觀測站。用戶觀察站在接受GPS信號的同時，就可以經過無線電接收設備，將基準站傳送過來的數據和參數進行接收，利用GPS相對定位原理，計算出相對基準站基線向量，計算出WGS—84坐標。經過已經預先設定好的WGS—84坐標和地方坐標系進行參數轉換，準確的、實時的、精確的顯示出用戶急需的三維坐標精度。

2.2RTK技術和應用分析

RTK技術采用三種相位差分，分別是相位差分、偽距差分、位置差分。這三種差分方式由基準站傳輸改正數，流動站接受改正數，并且進行測量結果改正，從而得到精確的定位。RTK在基準站上放置一臺接收機，在流動站中放置另外的一臺或者是多臺接收機，實現了基準站和流動站能夠同時接受同一個GPS衛星發射的信號。基準站把得到的數值和位置信息相比較，就能夠得到GPS差分改正值，使用無線電數據將GPS差分改正值傳送給流動站，從而得到精準的實時位置。流動站在進行工作的時候，可以在運動狀態或者是靜止的狀態。在之前，GPS都是單點采集，之后GPS進行改進，改進為連續采集。在很多工程地質的測量過程中，使用三維軟件包進行包路線的偏移、背景清除、噪聲濾波、頻率顫動等，加強了水工環地質勘察的水平。

2.3TEM技術和應用分析

瞬變電磁法被稱為TEM技術，最早在航空探物中應用，我國引進這項技術的時間還不到40年，技術還不夠成熟。這種技術在金屬礦勘測中得到了空前的發展，并且在災害勘測、工程勘測、環境勘測中都得到了一定的應用。TEM技術首先就是使用電磁設備，將脈沖電磁波借助回線的影響傳送到地下，利用發送時間之間的差距來觀測二次渦流場、在觀察過程中，若是出現了異常二次場、不均勻體的渦流場，那么基本上就可以確定在這處地下有帶電的不均勻的地質體。在進行TEM技術使用的時候，應該注意到地下介質對電磁場會產生一定的影響，將電磁波的時間進行了延長，讓電磁波擴散到深處，形成煙圈效應。工作人員對煙圈效應進行仔細的分析，就可以掌握瞬變場存在的一些規律，能夠為以后的地質勘測提供可靠的依據。TEM技術在水工環地質勘測中，主要是使用垂直磁偶源和電偶源兩種方法，垂直磁偶源方法應用更加廣泛。TEM技術有一些獨到的優勢，它的分辨率很高，尤其是在陡峭地質中，能夠有很高的敏感度，觀測的精度非常高，地形的影響和限制很小，所以在我國的水工環的地質勘測中應用非常廣范。

2.4GPR技術和應用分析

GPR技術是探地雷達技術或者是地質雷達技術，地質雷達在寬帶為10-1000MHz高頻時域電磁脈沖波協助下，就可以進行地質的測量。地質雷達通過地面發射天線的幫助下，發送電磁波到地下，經過地下的目標體反射到地面的接收天線上，然后再對接收的電磁波進行分析，就可以準確的測量出水工環的地質性質和形態。這種探測方法短距離探測分辨率高，在水工環的測量中得到了很大的應用。地質雷達能夠實現數據的全自動化處理，并且形成的圖像非常清晰，很容易進行識別，自身的分辨率非常高，施工非常簡便，在基巖面覆蓋層厚度和起伏狀況、破碎帶查找、隱伏斷層、考古調查中得到了很大的應用。在水工環的地質勘測中，地質雷達也得到了很大的應用，在探測水庫地下壩體或者防滲墻的結構、探測建筑物地下邊坡孤石、老城區地下管道的展布和埋深探測等都有很好的效果。GPR技術主要使用在短距離的探測中，在進行短距離水工環地質勘測時候，有獨到的優勢。

2.5物探技術、水質測試技術的應用

水工環地質勘察技術還包括物探技術和水質測試技術，這兩種技術在水工環地質勘察工作中有著非常重要的作用。物探技術在水工環地質勘察工作能夠快速的分析出所勘察地質的一些相應的參數，該技術不僅成本比較低，而且在勘察工作中不會對地質的自然環境造成損害，相比其他一些勘察技術而言比較具有優勢。物探技術的應用在水工環地質勘察工作中取得了非常大的成果，并且該技術的應用時間也比較的長，是水工環地質勘察技術中非常關鍵的一項技術。對于水質測試技術而言，可以依據技術原理將其非為化學分析法和物理分析法兩類。該技術的兩種方法是相互結合的，在實際的水工環地質勘察工作還需要結合地質的具體情況，選擇合理的勘察技術方法進行勘察工作。與此同時還要考慮相應勘察儀器的影響。水質測試技術通過物理分析、化學分析等方法對地質情況進行詳細的分析，在水工環地質勘察技術中也是非常重要的。應用該技術時，需要掌握好化學分析法和物理分析法的相互結合，其中這兩種方法中常用的幾種方法有電化學分析法、原子吸收光譜分析法以及色譜法和同位素測試等。

2.6地理信息系統、遙感技術的應用

在水工環地質勘察技術中，比較新型的勘察技術就是地理信息系統和遙感技術，這兩種技術在水工環地質勘察工作中應用的比較普遍。地理信息系統簡稱GIS，該技術主要是對水工環地質勘察工作中的一些空間數據進行處理的，通過詳細的技術分析，得出地質的一些特性和參數。在水工環地質勘察工作紅，GIS技術的使用能夠有效的解決勘察工作中的一些問題，方便水工環地質勘察工作的順利進行。GIS技術本身特有的一些優勢讓其在各個領域之內都被人們所重視。遙感技術在水工環地質勘察技術中也是非常重要的，該技術簡稱RS，在水文地質、工程地質等很多領域內都被廣泛的應用。遙感技術能夠在水工環地質勘察工作中進行實時的動態監測，并且能夠對地質的勘察得出大量的信息，非常的有效率。遙感技術在水文地質、地質災害等的勘察中有著非常重要的作用。

2.7重力勘探

重力勘探作為現代物探法的一種，主要是指根據礦體間以及巖體間存在的密度差異，通過地表變化來勘察地質。這種勘探方法將牛頓萬有引力作為研究基礎，具有精度高、干擾小等特點，只要勘探地質體以及與四周的巖體密度差異，就需要利用精密儀器的重力異常，例如扭秤以及重力儀。重力勘探在現代工程地質勘察中運用較為普遍，并取得了顯著的勘察效果，結合其他物探資料和擬建區地質的資料，有效推斷出覆蓋層的地質構造以及礦體性質，為工程建設提供更多的資料以及信息。為了保證勘察效果達到準確性和科學性的要求，在對這種方法進行運用過程中，還要對擬建區的地形、天氣以及振動狀況進行考慮。

3　總結

隨著我國信息技術水平的不斷發展，水工環地質勘測水平也得到了空前的提升，使用的方法逐漸增加，GPS技術、TPK技術、GPR技術在水工環地質勘察中都有自己的長處，都是常見的勘察方法。我國相關部門不斷的進行信息技術的升級優化，將現有的水工環的探測技術不斷進行提高改進。使用先進的水工環地質勘測技術，能夠有效的進行探測任務，對我國的經濟建設有很重要的作用。

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