地質雷達在地質災害勘查中的應用研究

摘要：為強化地質雷達在地質災害勘查中的應用效果，本文對地質雷達方法進行簡單闡述，結合地質雷達在地質災害勘查中的應用可行性，提出地質雷達在地裂縫、巖溶塌陷、滑坡以及滑動斷裂勘查中的應用，為地質災害勘查結果的準確性提供參考。

關鍵詞：地質雷達；地質災害；災害勘查；應用對策

科學技術的不斷進步和快速發展，促使各種先進技術手段在各領域中的應用范圍隨之推廣。近年來我國在地質災害勘查工作方面投入的人力、物力以及資金相對比較多，由于諸多地區受到地質災害的影響，不僅整個區域環境受到嚴重危害影響，而且人們的日常生活也會受到影響。特別是諸多地質災害在發生初期并不是很明顯，普通探測器在其中的應用、很難對地質災害進行及時有效的探測，所以人們對此并沒有給予足夠的關注和重視，因此經常在毫無防備的情況下出現各種不同類型地質災害，造成的經濟損失以及人員傷亡問題相對比較嚴重，因而，對地質雷達技術的引進和利用就顯得尤為重要。地質雷達技術具有非常高的精準度，同時具有一定抗干擾性特點，即使是非常小的細節，也可以進行及時有效的探測。所以在目前地質災害勘查中可以實現合理利用，為災害預警提供可靠依據，盡可能避免造成更加嚴重的后果。

1.地質雷達及其原理

地質雷達通常情況下是指對地下物質的具體分布情況進行準確有效探測。該技術在20世紀70年代初期提出的。該技術在應用時最為明顯的優勢特點是整個探測效率普遍比較高，對于探測目標并不會造成任何破壞影響，不僅具有非常高的分辨率，而且具有很強的抗干擾性的特點。特別是在新時期背景下，科學技術的不斷進步和快速發展，對于地質雷達技術的研究相對比較深入。地質雷達技術在實踐中的整體應用范圍逐漸擴大，在地質災害勘查中的應用效果相對較好。在地質災害勘查工作實施過程中，對地質雷達技術進行引進和利用，有利于將其自身優勢特點最大化發揮出來，保證地質災害勘查工作的全面有序開展[1]。地質雷達技術在應用時，主要是借助天線發射信號，頻率通常控制在12.5MHz～1200MHz范圍之內，脈沖寬度通常會保持在0.1ns。信號在發射出去之后，在整個巖層當中。一旦出現探測目標體時，訊號會直接發射對應反射信號，且直接被接收機接收。在實踐中對接收到的信號進行不斷放大，同時以示波器來進行合理的展示；工作人員需要對示波器當中是否存在一系列的反射信號進行查看，從而對該區域是否存在被測目標體進行準確有效的判斷。如果該區域存在一定反射目標，那么工作人員可以直接根據實際情況的不同，對反射信號進行操作。以此為基礎，可以對探測目標距離進行大致估算。由于地質雷達技術在應用時，主要是以高頻電磁波為基礎，所以其自身具有非常強的抗干擾性特點[2]。由此可以看出，地質雷達與普通探測類儀器設備展開對比分析時，其自身擁有的優勢特點相對比較明顯，而且能夠實現大范圍的應用，有利于為地質災害勘查工作的有序開展提供可靠依據，為勘查結果的準確性和可靠性提供保證，以此來達到良好的災害預警效果。

2.地質雷達在地質災害勘查應用中的可行性

由于氣候條件等諸多因素的影響，人類生存當中涉及的地質災害比較多。比較常見的地質災害類型包括地震、滑坡以及地裂縫等，如果無法提前做好預防，災害發生時、勢必會對人們的生命財產安全造成嚴重威脅。從宏觀角度出發對其展開深入分析研究發現，無論任何一種地質災害的發生所造成的影響以及后果都會比較嚴重。特別是在土壤以及巖層等各種不同類型介質當中，會留下對應痕跡。比如一旦出現地裂縫災害時，地面當中勢必會留下嚴重裂縫，而出現斷裂災害時，會出現各種破碎帶[3]。而一旦出現嚴重滑坡時，地勢塌陷等問題會越來越嚴重，無論是任何一種形式的介質都存在非常明顯的差異性，這種情況下勢必會促使電磁波在穿過介電界面時，其自身在反射能量方面會呈現出非常明顯的差異性。整個波形幅值變化也會相對比較突出，此時可以根據實際操作結果，對整個界面當中可能會出現的一系列方位以及其自身所處狀態進行客觀合理的判斷和分析。結合實際情況展開分析時發現，地質雷達在整個地質災害勘查中能夠實現合理利用。由于地質雷達技術在應用時具有一定先進性，同時能夠實現與其他各種先進技術手段之間的配合使用，所以在整個地質災害勘查中能夠實現高頻率的操作。由此可見，地質雷達技術無論是在整個勘查精準度方面還是在勘查效率方面，都具有非常明顯的優勢[4]，對地質災害勘查工作的有序開展可起到良好的推動效果，同時能夠為勘查結果的準確性和可靠性提供保證。因此需要認識到地質雷達技術的應用價值，這樣才能夠實現其在實踐中的合理利用。

3.地質雷達在地質災害勘查中的具體應用

地質雷達在現階段地質災害勘查中的應用范圍相對比較廣，保證了該技術在各領域中能夠實現合理利用，保證了各種不同類型地質災害勘查結果的準確性和有效性。要結合該技術在應用時的優勢特點，實現對各種災害及時有效勘查，為人們在災害預警時提供可靠依據，以避免造成更加嚴重的后果。

3.1地質雷達在地裂縫勘查中的應用

地下水超量開采以及地面大量人工活動而造成不均勻沉降等問題，同時由于自然條件等各方面因素帶來的一系列影響，勢必會引起嚴重的地裂縫問題。如果地裂縫地質災害一旦出現，那么其自身所造成的危害性以及后果就比較嚴重，勢必會導致人員傷亡以及經濟財產損失等情況。由于地裂縫災害發生過程具有一定緩慢性特點，所以在初期地裂縫只是斷斷續續表露出來，整個發展規模并不是很明顯，甚至部分裂縫寬度只有幾毫米，因此并不會引起人們的重視[5]。在初期，地裂縫整個規模以及范圍相對比較小，所以普通超聲波法很難實現對裂縫的整個延伸以及變化形式做出準確有效的觀測，同時整個觀測結果缺少清晰度。但是應用地質雷達技術可以實現對裂縫延伸變化的準確有效觀測，同時能夠保證觀測結果具有一定準確性和可靠性。在地質雷達技術的引進和具體應用中，為了保證能夠對地裂縫地質災害問題進行及時有效探測，要對幾個探測點進行選擇，使用該能夠實現圖像多次重復性疊加處理。應用這種技術，能夠對該區域范圍內是否出現嚴重的裂縫進行客觀合理判斷，同時能夠對裂縫的整個形狀以及寬度等進行確定，以此來實現對地裂縫問題及時有效的勘查和確定。如圖1所示。

3.2地質雷達在巖溶塌陷勘查中的應用

通常情況下，巖溶塌陷發生在隱伏基巖或者白云巖區域當中。由于地下水長期以來受到溶蝕帶來的一系列影響，基巖會在其影響下逐漸形成溶洞。由于溶洞的整個范圍一直在不斷擴大，導致基巖覆蓋層逐漸形成土洞，最終導致嚴重塌陷等一系列災害問題發生。由于巖溶塌陷通常情況下是發生在地表下方，在與其他各種不同類型地質災害展開對比分析時，其具有非常強的隱蔽性，所以人們對該災害類型的重視程度并不是很高，導致巖溶塌陷發生之后造成的后果相對比較嚴重。使用普通探測方法只能對巖溶塌陷隱患問題進行探測，但使用地質雷達技術，可以實現對目前諸多問題及時有效處理，在保證探測結果具有一定準確性和有效性的基礎上，實現對現有問題的妥善處理。結合區域發展特點，對地質雷達方法進行科學合理的選擇和利用，同時對整個收發距離進行確定，對長度進行計算和記錄。在該基礎上，可以實現有針對性的疊加以及掃描處理，從中獲取到相對應圖像。結合圖像顯示結果，如果整體是以雙曲線特點為基礎，那么其自身呈現出的信號強度普遍比較大，同時具有多相位特點，可以直接將其看作是整個區域范圍內的巖溶塌陷區；如果圖像當中出現強波，那么就可以根據實際情況將其判斷為整個區域是以隱伏巖溶塌陷區為主。

3.3地質雷達在滑坡勘查中的應用

眾所周知，滑坡一直以來都是比較常見的地質災害類型之一，滑坡一旦出現勢必會造成嚴重的災害，不僅會導致整個周邊環境受到嚴重污染，而且還會威脅到人們的生命財產安全。通常滑坡是發生在斜坡區域范圍內，是由于地表水長時間的侵蝕，同時受到地下水長時間侵蝕等一系列因素條件的影響。在實踐中，施工活動以及地震災害等各種不同類型因素帶來的影響，也會導致滑坡災害問題的發生。一旦出現滑坡災害時，人們普遍都會利用工程措施或者合理地利用地震勘探法來達到良好的探測效果。但是根據實際情況發現，無論是以工程措施為主還是利用地震勘探法，需要投入的人力、物力以及資金相對比較多，成本比較大。最為重要的一點是整個探測結果準確性無法得到及時有效管控，如果探測結果存在嚴重偏差，那么勢必會對后續災害防治產生一系列誤導。而地質雷達技術采用的設備主要是MALA ProEx型雙硬通道（四個數據通道）探地雷達主機和100MHz屏蔽式一體天線，在整個檢測過程中，其自身疊加次數控制在8次左右即可。先后對道間平均以及道平均進行科學合理的處理，結合實際要求可以對其進行增益或者衰減處理，這樣做的根本目的是為了從中得到更加清晰的圖像。結合滑坡勘查現狀展開深入分析時發現地質雷達技術的應用對滑坡勘查具有非常重要的作用，有利于保證滑坡勘查結果的準確性和有效性。如圖2所示。

3.4地質雷達在滑動斷裂勘查中的應用

滑動斷裂可以被看作是一種相對比較嚴重的災害隱患問題，需要引起人們足夠關注和重視。如果出現滑動斷裂災害時，地震以及地裂縫等各種不同類型地質災害勢必會發生，造成的危害影響相對比較嚴重。如果在實踐中可以實現對滑動斷裂位置進行確定，就可以根據各個不同位置，在后續工程項目規劃以及建設過程中，盡可能實現對斷裂位置的有效規避，同時采取有針對性的防護措施，以此來達到良好的效果，從而體現出一定高效性和經濟性特點，逐漸取代變形監測等一系列傳統方式。比如，在某建筑場所范圍內的地質雷達探測技術應用過程中，采用的設備主要是以MALA ProEx型雙硬通道（四個數據通道）探地雷達主機和50MHz超強耦合RTA天線。在整個檢測過程中，其自身疊加次數控制在8次左右。根據探測結果可以看出，同相軸為砂土層以及黏土層，分界面對應反射具有一定清晰度，同時能夠對整個區域范圍內的活動斷層進行客觀合理的判斷和分析。

4.結語

地質雷達是一種先進技術手段，在地質災害勘查中具有非常重要的影響和作用。其整體應用范圍相對比較廣，不僅能夠保證地質災害勘查工作的全面有序開展，而且能夠保證勘查結果的準確性和有效性，有利于為不同類型地質災害防治方案的編制和實施提供可靠依據。

參考文獻：

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[3]杜釗鋒，張慶濤，陳真，等.地基雷達干涉測量技術在地質災害應急測繪中的應用[J].測繪與空間地理信息， 2019， 42（6）： 26-29.

[4]佘金星，程多祥，劉飛，等.機載激光雷達技術在地質災害調查中的應用——以四川九寨溝7.0級地震為例[J].中國地震， 2018， 34（3）： 435-444.

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