淺析水工環地質勘察中的技術及應用范圍

王文娟 王盼盼

摘 要：水工環地質勘察具體指的是水文地質勘察、工程地質勘察和環境地質勘察，也就是說，它囊括了地質勘察的大部分工作內容。近些年來，我國的水工環地質勘察水平得到了突飛猛進的發展，在水利工程、樓宇建筑、煤礦開采、環境保護、科學研究等領域都發揮出了重要作用。

關鍵詞：水工環；地質勘察技術；應用范圍

TEM技術及其應用范圍

TEM技術即瞬變電磁法，它除了在金屬礦勘探中應用廣泛，且取得的成效較高；同時TEM技術還在地質災害勘測、工程勘測、環境勘測中應用。其工作原理是：回線發揮著其獨有的作用，可發送將脈沖電磁波，直至地下，利用發送間歇觀測二次渦流場。一旦發現異常，則會檢測地下中是否存在電性不均勻地質體而作出判斷；除此之外，應用TEM技術時地下機制會受到某種程度的電磁場影響，延長電磁波的傳播時間及深度，形成煙圈效應。對電磁波的傳播深度和時間進行仔細分析便可逐漸掌握其中規律，為解決地質問題提供準確數據。TEM技術的主要優勢為：首先，在陡峭環境下，不易被地形條件影響和限制。對異常地質體較為敏感，且具有較高的觀測精度；其次，不易被裝置藕合噪聲干擾而影響觀測精度；另外，當遇到懸空勘測情況時，依然保持較好的應用效果，能對各種深度的目標物進行有效的探測。目前，電偶源方法和垂直磁偶源方法是TEM技術的主要應用載體。其中，垂直磁偶源方法的應用范圍更廣一些。

GPS技術及其應用范圍

GPS技術就是全球衛星定位系統，它打破了原有的只能在地面進行地質勘察的固有模式，可根據勘察需要轉移無線信號發射點。其工作原理為：先在地面基準站設置一臺GPS接收機，再利用3顆或3顆以上的衛星對地面接收機的位置進行定位；同時，地面接收機也要對這些衛星進行持續觀測，并將觀測數據轉換為無線信號并通過無線傳輸設備進行傳輸，進而核算出基準站的基線向量及WGS-84坐標，通過WGS-84坐標計算出勘測所需要的實際坐標與準確度，圖1為GPS工作原理示意圖。目前，GPS技術憑借其強大的技術優勢，已將其應用范圍延伸至人體健康、地質災害、環境污染等領域，在新型城市規劃建設中也發揮出了一定的作用。

GPR技術及其應用范圍

GPR技術具體是指地質雷達技術或探地雷達技術。地質雷達的工作原理為：地面發射天線向地下發送電磁波，再由地下目標體反射至地面天線，通過對接收電磁波時頻以及振幅特性進行分析，最終根據對地質體形態及性質做出評價。目前，GPR技術憑借數據采集與處理全自動、圖像分辨率高、目標物精準、操作快捷等優勢，成為短距離探測中應用得最為廣泛的物理探測方法。

RTK技術及其應用范圍

RTK技術通過系統差分法可降低衛星數據改正殘余誤差以及載波相位測量的數據誤差，改正后的誤差可控制在厘米以內。其工作原理是：先在基準站上設置一臺接收設備，再在流動站上設置多幾個同樣的接收裝置，這些接收裝置同時接收同一衛星所發出的信號，并將接收到的信號和固定位置信息進行對比，再將改正后的數據通過無線傳輸設置傳輸到流動站，最終得到精確位置，如圖2所示。例如某一硝化纖維廠由于污水泄漏，對當地的地質環境造成了污染。分別對15個30米深和8個45米深的鉆孔中進行雷達探測，再采用惠更斯—基爾霍夫（HK）疊加法對探測信息進行測算分析，繪制出三維雷達圖。在圖像上，可以判斷準確出幾個受到硝化纖維污染的位置。為控制其污染程度及相關治理工作提供了重要參考。

RS技術及其應用范圍

RS技術是指遙感技術，需要與計算機技術配合使用。經過多年發展，RS技術通過多元模型分析，已由以往的單一波段發展至多源遙感，且圖像空間和光譜分辨率也實現了大幅提升。在水工環地質勘察中，遙感技術更多的是應用于園林城市建設、環境勘察等領域，并取得了顯著成效。

結語

隨著水工環地質勘察技術的不斷完善，其在建筑工程領域中發揮巨大作用。實際的水工環地質勘察技術并不僅限于本文所提到的幾種，在今后的工作中，期望各項勘察技術能夠得到更加快速的發展，為人類發展貢獻力量。

（作者單位：河南省地質礦產勘查開發局第二地質環境調查院）

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