環境保護大背景下水工環地質勘察工作要點分析

伍愛平

（廣西壯族自治區二七二地質隊，廣西 南寧 530031）

近年來，社會經濟的快速發展，在當前環境保護的大時代背景下，國內水工環地質勘察質量要求更高，加之水文以及環境條件在不斷改變，水工環領域的地質勘察思路以及模式和方法等都需要保持與時俱進。

1 水工環領域的地質勘察技術流程

現階段，國內水工環領域的地質勘察過程中所采用的先進技術手段主要有GPS技術、RTK技術、TEM技術以及GPR技術和電法技術等，下面從地質勘測技術流程和地質勘察技術應用兩個方面進行具體分析。在水工環領域進行的地質勘測，所需技術范圍非常廣泛，尤其是地質勘測流程較為復雜，對地質勘測流程的簡述如下：（1）測量鉆孔靜止水位并進行抽水試驗。在水工環領域的地質勘測過程中，首先，應當對鉆孔靜止水位進行嚴格測量。地質勘測對水位測量所得數據準確度有較高的要求，實踐中應當嚴格按照規范和標準進行定時觀察和詳細記錄。在鉆孔抽水實驗過程中，主要是在鉆孔靜止水位測量完成后進行抽水實驗。通常情況下，采用的是穩定流實驗法，即根據深度要求對實驗時間進行確定。（2）簡易工程觀測。對水文地質工程進行觀測的持續時間相對較長，對這一點應當加強重視。在具體勘測過程中，各施工鉆孔均應當進行觀測并做好記錄。在此過程中，若中途觀測人員有情況或者需要休假暫停工作，再次開工時則應當對鉆孔中的水位重新進行準確測量。同時，還要編錄鉆孔巖芯地質，對巖芯仔細觀察并做好記錄工作，記錄內容中應包括巖芯的結構、名稱以及顏色和特性等參數，以及基于地下水流動以及巖石本身的質量指標等，需要對各種巖組的RQD值及其范圍予以明確。（3）長期觀測地表水地下水動態。對鉆孔的氣溫以及水溫進行觀測，注意對溪泉河流以及坑道氣溫和水溫的觀測。一般而言，每隔10 d觀測1次，取本年水位峰值以及當時的流量。同時，還要對巖石物理力學性質進行測試，各巖組設置對應樣本，其數量不少于20塊，確保樣品的質量滿足要求。（4）水質全分析。在擬測量地段選擇典型的地表水、泉水以及溪流和坑道進行采樣，并且根據枯季和雨季分別采樣。同時，對水質進行專項分析，然后進行放射檢驗。其中，分析水質時的標準項目主要有味、色以及嗅和渾濁度等。（5）收集氣象資料。在此過程中，到氣象部門收集數據信息，可以更好地進行地質勘測，并全面收集氣象數據。

2 勘察技術應用實踐

在水工環地質勘察過程中，可采用的勘測技術手段有很多種，本文對其中較為典型的技術方法分析如下：

2.1 GPS技術應用

水工環地質勘測過程中采用的GPS技術，即衛星定位技術，是將地面無線電信號發射臺設在衛星上，通過衛星運動建立衛星定位系統的勘測技術。該系統在地面上需建立3個以上控制站，以無線電測距交會機理為基礎，可清楚而又準確地確定高空位置。該技術平臺利用3顆衛星和配套設施即可確定交會處地面接收機的準確位置。接收機在應用實踐中，某特定時間內可同時接受多顆衛星發射的信號，準確地測量出接收機天線中心、衛星間距，而且可以準確計算出該時間點衛星在高空位置的坐標，這樣即可利用交會法對測站點的位置進行準確計算。同時，利用GPS技術進行實時的動態測量，主要可采用以下方法：（1）在基準站位置上布設一臺接收機，令接收機持續觀察可見衛星，并且將觀測所得數據信息實時地向觀測站發送；（2）觀察站上一旦接受到來自GPS的信號，就能夠通過無線電接收裝置，將基準站傳送的數據信息以及參數等準確接收和保存，同時基于GPS相對定位機理，將相對基準站基線的向量坐標計算出來；（3）經已預先設定的坐標以及地方坐標系，實現參數的有效轉換，這樣即可精確以及實時顯示出急需的坐標。

2.2 RTK技術

RTK采用相位以及偽距和位置等差分模式，由基準站傳輸以及改正數據信息。當流動站接受改正數據后，通過測量結果的優化改正可精確定位。在基準站上放置RTK接收機，在流動站中布設其他接收機，這樣可以在流動站、基準站之間實現GPS信號的同時接收。在此過程中，基準站將獲取的位置信息和數值信息進行對比，便可指導GPS差分的改正值。同時，利用無線電數據，把GPS差分改正值傳送到流動站，使其位置更加精確。流動站工作過程中，基準站可以處于運動狀態，也可以處于靜止狀態。傳統模式下的GPS，在單點采集方式基礎上又進行了創新和改進，即為連續采集方式。在目前很多水工環地質勘察工作中，該技術應用效果都非常好，例如，利用三維軟件包進行路線偏移、噪聲濾波以及背景清除和頻率顫動等，有效地提高了水工環地質勘察工作水平。

2.3 TEM技術

從該技術的應用實踐方面來說，該技術在金屬礦地質勘測過程中應用效果非常顯著，而且能夠在災害、環境勘測等多個領域得以延伸性應用。TEM技術利用了一系列的電磁設備和裝置，將脈沖電磁波借助回線造成的影響直接傳至地下，并且利用發送時間差，對二次渦流場等進行測算。比如，如果有異常二次場火災渦流場，基本上可以斷定在這地區地下存在不均勻帶電地質體。水工環地質勘察過程中的TEM技術應用，主要集中在兩個方面，即垂直磁偶源以及電偶源方法的應用，其中前者在實踐中的應用更為廣泛。基于TEM技術的分辨率高、陡峭地質敏感度強、觀測精度高以及地形限制性影響小等特點，TEM技術在當前國內水工環地質勘察過程中得以廣泛的應用。

2.4 GPR技術

該技術即地質雷達技術，其可在10～1 000 MHz寬度范圍內的高頻時域電磁脈沖波的協助下，對地質情況進行勘察和測量。在此過程中，地質雷達基于地面發射天線的效用，將電磁波發送至地下部分，然后經地下目標體再將其反射至地面上的接收天線，同時，深入分析電磁波，即可對水工環地質形態進行準確分析。從應用實踐和效果來看，該種勘察技術具有短距離探測分辨率非常高等特點，在現代水工環地質測量過程中也得到了有效地應用和推廣。

2.5 電法技術

電法技術在水工環地質勘查過程中的應用，可以為勘查工作提供準確可靠的信息。比如，某市地質勘查過程中采用電法技術從事野外勘察作業，對工作人員進行分組，兩小組選擇高密度電法進行勘察，然后對比勘查所得的數據，這樣可以確保勘察的科學準確性。其中，在對某山體滑坡進行調查時，采用電法查明了坡體類型、規模以及分類，確定是山體結構不穩定所致。該山體滑坡斜坡原坡高為15 m，其坡度為22°，滑坡體的長度為120 m，其寬度為70 m，坡體的厚度為5～8 m，屬于小型滑坡，滑坡體平面呈半圓形，而且側翼存在沖溝問題，其中第三級階梯屬于滑坡后緣陡坎類型，高度在2～2.5 m之間，土體滑塌相對比較嚴重，結構不穩定。

3 結語

總而言之，水工環地質勘察過程中應當注意工況條件，并在此基礎上制定切實可行的勘測管理機制，通過制度的落實來規范勘察工作。實踐中，應當加強先進技術的應用與管理，尤其是根據擬測量地質情況選擇其中一種或者幾種技術方法來進行地質勘察，通過聯合作業提高水工環地質勘察的質量和效率。