水工環(huán)地質(zhì)勘察及遙感技術(shù)在地質(zhì)工作中的應用

（安徽省地礦局第一水文工程地質(zhì)勘查院，安徽蚌埠 233000）

0 引言

近年來，我國在水工環(huán)地質(zhì)勘察領域取得了較快發(fā)展，地質(zhì)勘察作業(yè)的范圍及精度都在不斷擴展。隨著各類地質(zhì)勘察技術(shù)的進一步成熟，水工環(huán)地質(zhì)勘察在空間上還有極大的拓展可能性。同時，還要針對水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)層面的問題進行研究分析，從而保障地質(zhì)勘察的效率。

1 當前水工環(huán)地質(zhì)勘察現(xiàn)狀

在水工環(huán)地質(zhì)勘察中，尤其是地質(zhì)找礦方面，我國國土資源局及地質(zhì)調(diào)查局秉持大地質(zhì)、大服務的理念，致力進行地質(zhì)勘察改革，力爭實現(xiàn)傳統(tǒng)勘察模式向現(xiàn)代勘察模式的轉(zhuǎn)變?？傮w上看，水工環(huán)地質(zhì)勘察在取得大發(fā)展的同時，也面臨著重大地質(zhì)找礦成果不明顯，地質(zhì)勘察找礦機制完善度不高等問題。具體而言，水工環(huán)地質(zhì)勘察實施中存在以下幾點問題：

（1）基于水工環(huán)地質(zhì)勘察的重視程度還有待提高。某些單位及個人對水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的屬性不夠了解，沒有給予水工環(huán)地質(zhì)勘察工作充分的重視，受此影響，從事水工環(huán)地質(zhì)勘察的人員積極性不高，甚至因項目資金及設備不足而出現(xiàn)勘察困難。此外，社會各行業(yè)普遍存在重經(jīng)濟、輕保護的問題，未針對環(huán)境保護及勘察作資金或政策上的傾斜。（2）水工環(huán)地質(zhì)勘察推進過程中存在兩方面問題。一方面，水工環(huán)地質(zhì)勘察工作較為繁瑣，耗時耗力，需要工作人員具備較強的勘察能力及責任意識，實際勘察中常出現(xiàn)勘察失誤或偏差，如勘察內(nèi)容遺漏，環(huán)境評估套用模板而不細致等，會導致勘察精度受損。另一方面，水工環(huán)地質(zhì)勘察的結(jié)果轉(zhuǎn)化率及利用率不高。開展水工環(huán)地質(zhì)勘察工作需要依靠大量數(shù)據(jù)資料作支撐，受到工作人員能力等因素閑置，水工環(huán)地質(zhì)勘察的一些數(shù)據(jù)往往停留在表面而做不到深層分析，如此就使水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的深度不夠，勘察結(jié)果達不到較高的轉(zhuǎn)化率。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘察的主要環(huán)節(jié)及應用范圍

從水工環(huán)地質(zhì)勘察的環(huán)節(jié)上看，主要經(jīng)歷初測、初步設計、技術(shù)設計三個階段。初測階段易受地質(zhì)因素影響，如巖層頂板深度過大等，此時在確定勘察任務時，根據(jù)實際情況可選擇電測剖面法或電測探法。初步設計階段主要針對擬建工程的地質(zhì)地貌、地下水集聚及流向、水流速度等進行勘察，可用的勘察方法有測井法等。技術(shù)設計階段配合鉆孔勘測及相關物探設備，可以對井孔直徑或傾向、漏水口、溶洞等進行勘察測量，可供選用的勘察方法有電阻測井法和溫度測井法等。水工環(huán)地質(zhì)勘察在應用范圍上呈現(xiàn)出范圍逐漸擴大的趨勢。例如，較為重要且與人們生活質(zhì)量息息相關的水文環(huán)境勘察；土地資源勘察，以此為依據(jù)開展土地資源規(guī)劃；城市建設中地質(zhì)挖掘作業(yè)指導；城市能源查探等。

3 水工環(huán)地質(zhì)勘察及遙感技術(shù)在地質(zhì)工作中的應用

3.1 地下水勘察方面遙感技術(shù)的有效應用

水工環(huán)地質(zhì)勘察中，地下水勘察是較為重要的一個環(huán)節(jié)，通過對地下水狀態(tài)進行勘察，能夠提高水資源的開發(fā)利用率。以往在地下水勘察中，因多種因素制約影響，地下水勘察區(qū)域的各類參數(shù)信息在采集時較有難度，采集效率不高，并且地下水勘察區(qū)域固定無法進行轉(zhuǎn)移。隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，在地下水勘察中應用遙感技術(shù)，能夠提高地下水勘察的質(zhì)量。具體到技術(shù)應用環(huán)節(jié)，經(jīng)由衛(wèi)星MISS獲取影像數(shù)據(jù)，然后采用混合值比圖像這一方法進行分析研究，能夠更為清晰地得知地下水的各類參數(shù)信息，從而給后續(xù)勘察工作提供極大便利[1]。

3.2 宏觀觀測方面遙感技術(shù)的有效應用

遙感技術(shù)在組成上涉及了遙感、全球定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)等多個技術(shù)板塊。水工環(huán)地質(zhì)勘察過程中，除了對地質(zhì)信息及地下水信息進行專項勘察外，在宏觀觀測方面也需要將其作為勘察的重要內(nèi)容。通過遙感技術(shù)，可對各個勘察項之間的關聯(lián)進行分析，達到動態(tài)勘察與宏觀勘察相得益彰的效果。在勘察中設定勘察觀察點時，遙感技術(shù)的運用能夠提供不同的勘察角度，全面反饋出勘察區(qū)域及周邊環(huán)境的狀況，尤其是各類地質(zhì)資源富集的情況。遙感技術(shù)能夠產(chǎn)生地質(zhì)圖像，伴隨著遙感技術(shù)精度的提高及計算機技術(shù)的突飛猛進，地質(zhì)圖像的清晰度、廣譜分辨率等已經(jīng)達到極高層次，如此就為宏觀觀測質(zhì)量及效率提供了技術(shù)支撐。從實踐中看，水工環(huán)地質(zhì)勘察中的遙感技術(shù)已經(jīng)成為最為重要的技術(shù)形式，在生態(tài)環(huán)境調(diào)查、污染監(jiān)測、災害監(jiān)測評估等方面也大有用武之地[2]。

3.3 礦山地質(zhì)環(huán)境治理方面地質(zhì)勘察技術(shù)及遙感技術(shù)的結(jié)合應用

（1）DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)勘察技術(shù)。地質(zhì)勘察中，在地質(zhì)災害的預測及分析基礎上，根據(jù)地理空間數(shù)據(jù)云產(chǎn)生的DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)與區(qū)域局部地形圖相結(jié)合，能夠全面準確地獲取地形數(shù)據(jù)信息，憑借DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)具備的三維矢量化及高精度化優(yōu)勢，可精準分析區(qū)域地形坡度及坡向。例如，在歙縣某礦山地質(zhì)勘察中，獲悉礦山在開采時遭遇表土滑坡的情況，外加雨水沖刷作用，造成了次生泥石流災害。在這一災害的成因分析上，需要得到大量高精度的地形數(shù)據(jù)，由于該區(qū)域泥石流溝域分布極為廣闊，為了提高勘察質(zhì)量，地質(zhì)勘察人員未采用傳統(tǒng)的比例尺地形圖加密測量方法，而選用了DEM數(shù)字高程數(shù)據(jù)勘察技術(shù)，極大提高了勘察精度及勘察效率[3]。

（2）遙感技術(shù)。遙感技術(shù)在地質(zhì)勘察中的礦山地質(zhì)環(huán)境保護及治理環(huán)節(jié)能夠起到極大地指導作用。以歙縣為例，該縣處于皖南山區(qū)，區(qū)域內(nèi)散布著礦山，在對這些礦山進行分布定位勘察及土地資源損毀情況調(diào)研時，因山區(qū)交通情況不佳，采用地形測量及踏勘方法，一是工作量極大，二是勘察質(zhì)量得不到保障。為此，地質(zhì)勘察人員采用遙感技術(shù)，得到了區(qū)域衛(wèi)星遙感圖像，然后通過圖像分析及定位，對歙縣的礦山分布規(guī)律、分布情況、土地資源損毀范圍等進行了精準圈定。

（3）航測及三維成像技術(shù)。無人機航測及三維成像技術(shù)在地質(zhì)勘察中應用較為普遍，這一勘察方式在礦山地質(zhì)勘察上能夠起到重要作用。通過無人機航測得出礦山開采邊坡圖像，然后借助三維掃描技術(shù)及三維建模，可以得出精度系數(shù)較高的開采邊坡三維模型，如此能夠準確分辨巖體結(jié)構(gòu)及特征，從而降低了踏勘等方式帶來的成本及時間浪費，在分析邊坡穩(wěn)定性方面更具精準性。該勘察方式在礦山地質(zhì)環(huán)境治理方面可以高頻應用，特別是礦山所處區(qū)域具備高開采邊坡或大量浮石，存在其楔形體滑塌風險時，傳統(tǒng)地形測量模式一方面僅能夠形成地形數(shù)據(jù)，對浮石及礦山巖石結(jié)構(gòu)無法深入分析，另一方面開采邊坡過高或存在滑塌危險，對勘察人員的人身安全可能帶來不利影響，綜合各要素，可選用無人機航測及三維成像技術(shù)作為勘察手段。

（4）高密度電阻率法勘察技術(shù)。高密度電阻率法主要融合了電測深技術(shù)及電剖面技術(shù)，在布點上采用高密度方式，對被勘察體電斷面進行測量。從勘探方法的形式上看，屬于陣列式勘察范圍，主要以電阻率法作為技術(shù)理論依據(jù)，但相比常規(guī)模式下的電阻率法，高密度電阻率法具備幾個優(yōu)勢：1）一次完成電極布置，因電極設置故障或受干擾的概率得以降低，勘察效果更高。2）測量時可實現(xiàn)多種電極排列，被勘探體的電斷面數(shù)據(jù)信息能夠更全面地得到勘察。3）地質(zhì)勘察處于地形復雜的野外時，在數(shù)據(jù)的采集及獲取上該技術(shù)的自動化水平更高，數(shù)據(jù)采集速度更快，如此可降低人工采集時出現(xiàn)的誤操作概率。

4 結(jié)語

總之，水工環(huán)地質(zhì)勘察工作隨著勘察技術(shù)的不斷提升，在勘察的精度上得到顯著提高。在土地資源開發(fā)、礦山分布情況調(diào)研、城市建設乃至疾病防護環(huán)節(jié)，水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)及遙感技術(shù)都能夠有效應用。實際開展勘察工作時，應結(jié)合勘察區(qū)域的實際情況選擇最為適宜的勘察技術(shù)方式，確保勘察數(shù)據(jù)的精準高效。