測(cè)繪技術(shù)在水文地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

周洋 李海博 楊延欣 王云峰

摘 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，測(cè)繪新技術(shù)和新儀器的水平不斷提高，在水利工程管理中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但是水文地質(zhì)勘察具有一定的特殊性，其性質(zhì)既相對(duì)穩(wěn)定又呈現(xiàn)出動(dòng)態(tài)變化的特點(diǎn)。在實(shí)際勘察中，需要根據(jù)實(shí)際情況合理的應(yīng)用測(cè)繪技術(shù)，保證水文地質(zhì)勘察的質(zhì)量與效率。

關(guān)鍵詞：測(cè)繪技術(shù);水文地質(zhì);勘察

1水文地質(zhì)勘察的基本內(nèi)容

1.1自然地理與地質(zhì)環(huán)境

自然地理?xiàng)l件與地質(zhì)環(huán)境是影響勘察工作質(zhì)量的重要因素。結(jié)合建筑工程地質(zhì)勘察的目標(biāo)、范圍、要求，來(lái)明確自然地理與地質(zhì)環(huán)境的勘察重點(diǎn)。自然地理?xiàng)l件包括工程所處區(qū)域的氣候濕潤(rùn)度、季風(fēng)分布情況、工程所處水系以及地形地貌等;地質(zhì)環(huán)境指的是建設(shè)地的基底構(gòu)造、地質(zhì)構(gòu)造和底巖構(gòu)造等。這些指標(biāo)都是真實(shí)反映施工現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)情況的重要指標(biāo)，通過(guò)對(duì)這些指標(biāo)的有效勘察，并將勘察結(jié)果與自然形成的地質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比分析，有助于工程進(jìn)一步了解當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件，利用各項(xiàng)地質(zhì)指標(biāo)對(duì)工程的作用及影響而制定出相應(yīng)的整改或優(yōu)化措施，從而為整個(gè)工程的順利開(kāi)展創(chuàng)造有利條件。

1.2 對(duì)地下水位情況的分析

對(duì)地下水位情況進(jìn)行分析，是對(duì)工程所處區(qū)域近幾年來(lái)的水位變化情況做出評(píng)價(jià)，進(jìn)而準(zhǔn)確預(yù)測(cè)出地下水位未來(lái)的變化趨勢(shì)，明確水位變化規(guī)律。地下水位變化問(wèn)題一直是工程地質(zhì)勘察的重點(diǎn)，由于地下水位發(fā)生變化會(huì)導(dǎo)致巖土體結(jié)構(gòu)及特性發(fā)生改變，進(jìn)而會(huì)影響到建筑工程主體結(jié)構(gòu)及地基的穩(wěn)定性，所以要通過(guò)對(duì)地下水位情況的勘察來(lái)準(zhǔn)確掌握水位的變化狀況。

1.3 隔水層及含水層的情況分析

水文地質(zhì)勘察中的隔水層及含水層的勘察，是為了進(jìn)一步明確兩個(gè)含水層的埋藏條件、地下水存在類型以及對(duì)應(yīng)流向等情況，這些指標(biāo)都是影響建筑地基穩(wěn)固程度及結(jié)構(gòu)層次的重要因素。在實(shí)際勘察過(guò)程中，需結(jié)合建筑工程所選用施工材料的水敏感程度進(jìn)行綜合分析，針對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)地理環(huán)境的地層滲透系數(shù)、不同隔水層對(duì)建筑材料的腐蝕程度等進(jìn)行研究，進(jìn)而幫助工程人員做出對(duì)應(yīng)的控制措施。

2 常見(jiàn)水文地質(zhì)因素的影響

2.1 水位上升對(duì)工程地質(zhì)的影響

對(duì)地下水位造成影響的因素較多，常見(jiàn)的有氣候變化的影響、大氣氣壓的影響、地表徑流水位的高低等。如果地下水水位上升，會(huì)增加巖土體密度，加強(qiáng)巖土壓密性，對(duì)工程材料而言，最明顯的影響即為鋼筋腐蝕。如果地下水水位反復(fù)升降，土體也會(huì)反復(fù)形變，形成裂縫，大大降低了建筑工程的整體穩(wěn)定性。所以在自然條件下，地下水的動(dòng)力平衡情況發(fā)生改變，就會(huì)影響工程地質(zhì)勘察工作的質(zhì)量，降低結(jié)果的可信度。

2.2 地下水位下降對(duì)工程地質(zhì)的影響

在人類的生產(chǎn)活動(dòng)中，對(duì)地下礦產(chǎn)資源的過(guò)度開(kāi)采、地下水資源的過(guò)度抽取利用都導(dǎo)致了地下水位的下降，如果地下水位的降幅過(guò)大，就會(huì)進(jìn)一步造成塌陷、地面裂縫，對(duì)于建筑工程來(lái)說(shuō)，可能會(huì)造成不均勻沉降、墻體裂縫等質(zhì)量問(wèn)題。所以確定地下水位的下降情況在工程地質(zhì)水文勘察工作中的地位十分重要。

2.3 地下水位對(duì)巖土結(jié)構(gòu)的影響

對(duì)建筑工程而言，地下水位的上升或下降都會(huì)在一定程度上影響地基土的抗剪強(qiáng)度，從而對(duì)建筑工程的整體穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響。舉例來(lái)說(shuō)，如果地下水位上升，就會(huì)直接影響地基土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，降低地基土的承載能力，在嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致建筑物墻體沉降，造成變形破壞;反之，如果在工程施工過(guò)程中或使用時(shí)地下水位下降，則會(huì)導(dǎo)致地基同步發(fā)生下沉，引發(fā)建筑工程的不均勻沉降。

2.4 地下水動(dòng)壓力的影響

在正常的自然條件下，地下水的地下水動(dòng)壓力對(duì)工程造成的影響并不明顯，在既往的工程設(shè)計(jì)當(dāng)中也并未將其作為設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。但是近年來(lái)隨著人類活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境影響作用的逐漸加劇，天然條件下的地下水動(dòng)力平衡被打破，地下水流動(dòng)產(chǎn)生的壓力增大，給巖土工程的施工造成了一定的影響，如基坑管涌、流砂問(wèn)題等都會(huì)對(duì)工程質(zhì)量造成不利影響。

3 測(cè)繪技術(shù)在水文地質(zhì)勘察中的應(yīng)用

3.1 GIS技術(shù)的應(yīng)用

水文地質(zhì)工作是一項(xiàng)自然研究工作，指的是通過(guò)專業(yè)技術(shù)對(duì)水文地理自然資源進(jìn)行分析。該工作對(duì)工程建設(shè)、改善自然環(huán)境、開(kāi)發(fā)自然資源等都具有重要意義，不過(guò)，其工作過(guò)程中會(huì)面臨諸多自然數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在采集過(guò)程中又需要進(jìn)行存儲(chǔ)，在這一過(guò)程中數(shù)據(jù)精確程度與人為操作和自然環(huán)境等因素有重要關(guān)系。傳統(tǒng)工作模式下，水文地質(zhì)研究工作的精確度較難保障，隨著GIS技術(shù)的出現(xiàn)，人們開(kāi)始使用該技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并利用技術(shù)的同步信息減少工作量，有效利用已有研究成果，工作效率以及工作質(zhì)量都獲得了較大的提升。此外，該技術(shù)的數(shù)據(jù)分析功能能直接在數(shù)據(jù)采集以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的過(guò)程中對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，尤其是在立體模型分析上，GIS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)非常明顯。通過(guò)數(shù)據(jù)輸入在系統(tǒng)中形成立體模型能讓整個(gè)研究過(guò)程變得更加簡(jiǎn)單，而傳統(tǒng)的平面數(shù)據(jù)研究很難對(duì)復(fù)雜的立體水文地質(zhì)情況進(jìn)行分析。以地下水規(guī)劃為例，要詳細(xì)了解地下水文情況，就需要對(duì)該區(qū)域進(jìn)行全面的地下水支流分析，而其層次和斷面研究工作很難通過(guò)平面研究的形式實(shí)現(xiàn)，借助GIS的數(shù)字化立體模擬技術(shù)能獲得更高的研究質(zhì)量。

3.2鉆孔透視儀技術(shù)

在當(dāng)前我國(guó)水文地質(zhì)勘察工作開(kāi)展中，鉆探技術(shù)的應(yīng)用是比較常規(guī)的一種處理手段，水文地質(zhì)鉆探技術(shù)在現(xiàn)階段同樣也形成了較為理想的創(chuàng)新優(yōu)化效果，尤其是對(duì)于各類先進(jìn)儀器設(shè)備的引入和運(yùn)用，更是表現(xiàn)出了較為明顯的優(yōu)勢(shì)。比如鉆孔透視儀技術(shù)的應(yīng)用就可以明顯提升水文地質(zhì)勘察效果，在無(wú)線電波的應(yīng)用下取得了更為理想的水文地質(zhì)數(shù)據(jù)信息，在溶洞或者是巖溶通道方面具備理想應(yīng)用價(jià)值。在鉆孔透視儀技術(shù)的應(yīng)用中，其需要首先要確認(rèn)鉆孔距離，確保鉆孔條件能夠較好符合水文地質(zhì)勘察要求，在電磁波發(fā)射和接收方面同樣也能夠形成較為準(zhǔn)確的條件，如此也就可以準(zhǔn)確判定溶洞條件以及巖溶通道各個(gè)參數(shù)，有助于優(yōu)化完善項(xiàng)目方案，提升工程建設(shè)效率和安全性。

3.3瞬變電磁法

對(duì)于水文地質(zhì)勘察工作的開(kāi)展，瞬變電磁法的應(yīng)用可以更好了解水文地質(zhì)信息，在實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)出了多方面優(yōu)勢(shì)。瞬變電磁法的應(yīng)用主要就是借助于地表布置的線框予以處理，利用階躍電流的合理輸入和停止控制，觀察相應(yīng)區(qū)域的磁場(chǎng)變化狀況，如此也就可以對(duì)于勘察區(qū)域的水文地質(zhì)狀況形成有效了解和認(rèn)知。瞬變電磁法的應(yīng)用可以較好獲取相應(yīng)勘察區(qū)域由淺到深的結(jié)構(gòu)變化狀況，分析明確水文地質(zhì)狀況，了解其可能對(duì)于工程建設(shè)帶來(lái)的影響和不良作用機(jī)制，進(jìn)而也就能夠提前予以防控和應(yīng)對(duì)，優(yōu)化工程建設(shè)條件。在瞬變電磁法的應(yīng)用中，需要重點(diǎn)關(guān)注于地層結(jié)構(gòu)電阻率的變化狀況，伴隨著電阻率的不斷變化，相應(yīng)巖層結(jié)構(gòu)以及富水性就可以得到準(zhǔn)確預(yù)判。瞬變電磁法的應(yīng)用在當(dāng)前往往還表現(xiàn)出了較高的穿透性，精確度也比較理想，能夠勝任于以往難以直接勘察的區(qū)域，結(jié)果的可信度在工程建設(shè)中做出了較大貢獻(xiàn)。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，測(cè)繪技術(shù)在水文地質(zhì)勘察中起著十分重要的作用，要重視測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用中存在的問(wèn)題，就必須加大力量投入到相關(guān)的研究工作當(dāng)中。因此，切實(shí)提升測(cè)繪水平，充分發(fā)揮其在水文地質(zhì)勘察中的作用，從而促進(jìn)水文地質(zhì)勘察行業(yè)更好的發(fā)展。

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