基于水工環地質勘察中各項技術的具體運用探索

易慧

（湖南省勘測設計院有限公司，湖南 長沙 410011）

0 引言

隨著我國經濟水平的不斷提升，項目建設方面也得到了飛速發展，對于地質調查等相關工作有了更高的要求。除此之外，在當前能源匱乏的情況下，對于資源的開發也有了更多需求，水工環地質勘察作為能源開發過程中的重要環節，也得到了更多的重視。因此，加強對于水工環地質勘察中各項技術的運用研究是十分有必要的。

1 水工環地質勘察概述

水工環地質勘察實際上就是指水文地質、工程地質以及環境地質的勘察工作，不同勘察工作由于其所處環境，以及勘察目標不同，其側重點也存在一定差異。水文地質的勘察就是結合相應工程建設的目標和需求，針對特定區域的地下水變化情況以及運動形成規律等，從物理、化學等方面對地下水進行評估分析，探討其對于工程建設的不利影響，同時水文地質勘察結果也是進一步加強對于地下水資源利用的重要參考數據。對于工程地質勘察而言，則主要勘察各種地質問題對于工程建設的負面影響，明確施工范圍內的地質條件，深入分析潛在地質問題，并針對工程建設可能對地質環境產生的影響進行預測，以此結合地質勘察結果，采取有效工程措施，減少不良影響。環境地質勘察主要是分析工程建設、采礦以及取水等行為對于地質環境的影響，由此引發的地面沉降、水體污染、土地污染，以及滑坡、泥石流等地質災害[1]。

2 水工環地質勘察常見技術運用分析

2.1 GIS 技術

GIS 技術就是指地理信息系統，也稱作地學信息系統，屬于一種空間信息系統。在實際應用的過程中，需要計算機硬件、軟件的協同支持，以此達到對整個或者部分地球表層空間當中地理分布數據的采集、處理和存儲的目的。地理信息系統具有極強的綜合性特點，不僅包含地理學、地圖學，還涉及遙感以及計算機科學等，在各個領域當中有十分廣泛的應用，主要應用流程如圖1 所示。該技術的主要應用原理也相對較為簡單，就是以空間數據為核心，對不同類型的空間信息進行快速歸類，以此提高地質勘察水平。

圖1 地理信息系統主要應用流程

GIS 技術在實際應用過程中的主要功能任務包括空間數據的處理以及GIS 的應用開發。而且GIS 技術有較強的適應性，勘察人員可以借助該技術充分了解待測區域的地質構造，分析地質問題產生的原因，并以此為依據采取科學有效的應對措施和方案，以此解決相應地質問題。在實際進行地質勘察的過程中，為進一步確保該技術能夠得到有效應用，保障數據的準確性以及可靠性，可以結合實際情況，對技術操作流程進行合理優化，以此確保該技術能更好地發揮。

2.2 GPS 技術

GPS 技術指的是全球定位技術，該技術基于其即時性、便利性等多方面優勢，有十分廣泛的應用。在實際水工環地質勘察過程中，GPS 技術不僅能夠幫助勘察人員獲得勘察區域的地理位置以及地表信息，同時還能夠從空間水平上，為勘察工作提供相應數據信息，是水工環地質勘察過程中的重要技術。

在實際應用該技術的過程中，借助衛星系統能夠對地面發射器的位置進行定位，實現對于地質勘察過程中不同位置坐標信息的確定。同時GPS 技術具有較高的作業效率，能夠有效保障勘察速度，確保勘察結果的準確性以及可靠性。而且該技術并不會受到時間以及勘察環境的過多限制，能夠進行全天候自動化作業。在水文地質勘察的過程中，可通過GPS 技術明確勘察區域范圍，并借助雷達相圖對勘察區域的底層情況進行進一步分析，還能夠準確描述出勘察區域的水文地質特點。

2.3 RS 技術

RS 技術即遙感技術，是在高空或者外層空間，接收地球表層各種地理的電磁波信息，并通過掃描、攝影以及傳輸處理等過程，將地表地物現象進行遠距離識別和展示。在水工環地質勘察過程中，通過RS 技術進行遠程探測，能夠對相應信息進行準確的測量和有效收集，主要應用于環境以及資源的監測。該技術的應用不會受到天氣環境的影響，在遠程探測衛星的支持下，能夠隨時獲得相應區域的探測圖像，并且有較高的分辨率。

在水資源調查當中，RS 技術通常用于檢測水資源的動態特征，通過將探測到的地表水和地下水數據信息進行整合處理，能夠為水資源的有效開發和高效利用提供可靠數據支持，而且還能夠結合熱感圖像確定工業廢水來源，明確工業廢水的污染范圍等，對于提高水源污染治理水平有重要作用。此外，RS 技術還可用于勘測地質災害的發生特點等，以便于及時采取應對措施，確保工程項目順利推進。

2.4 TEM 技術

TEM 技術也稱作瞬變電磁法，或者時間域電磁法。其主要原理是以地殼中巖石或者礦石的導電性以及導磁性之間的差異為依據，根據電磁感應原理，實現對于地下介質電性特征的勘測，并以此為依據對目標的空間位置、形狀以及埋深等相應地理信息進行探測。

該技術在水工環地質勘察當中主要用于環境監測、地質災害勘測、地質勘察以及礦產資源的開發利用。在實際應用時，首先，需要明確勘探的目標，確保勘探目標與周圍環境之間存在一定電性差異，能夠滿足TEM 技術的應用要求以及地球物理條件；其次，結合實際情況確定裝置形式，針對不同環境條件，需要選擇不同裝置形式，常見裝置形式包括重疊回線、中心回線以及大定源回線；最后，還需要明確發送回線邊長的選取原則。事實上，接收線圈的面積越大，設備感應的相應就會越強，但是與此同時，信號噪聲也會隨之加強。因此，為提高信噪比，就需要對發送回線邊長進行處理，發送回線邊長越大，所激發的磁矩就越強，接收線圈感應的勘探目標的響應越強，但同時地質噪聲的響應也會隨之變大[2]。

2.5 RTK 技術

RTK 技術實際上是一種GPS 的應用技術，也稱作載波相位差分技術。該技術的主要應用就是具有極強的自動化、集成化特點，不僅降低了對于作業環境的要求，而且勘測的精度較高，數據準確，操作簡便的同時，有著強大的數據處理功能，能夠實現野外實時測量，極大地提高了外業作業效率，減少數據勘察錯誤的頻率。

在實際進行水工環地質勘察的過程中，為保障該技術作用的有效發揮，需要相關技術人員科學使用衛星對探測區域內的信號進行準確探測，保障勘測結果的有效性，以此防止信號在后續傳輸的過程中，由于各種干擾問題，對勘測結果產生不利影響。

2.6 GPR 技術

GPR 技術，也稱作探地雷達、透地雷達，其主要原理是借助一定頻率范圍內的無線電波，對地下介質的分布情況進行探測。該技術屬于無損耗深測技術，不僅有著較高的探測速度，而且分辨率較高，探測的成本也相對較低，因此在水工環地質勘察當中得到了良好應用。

在實際應用的過程中，相關勘察人員會借助高頻率脈沖裝置，對勘察區域進行電磁波的發送，高頻電磁波在遇到不同介質時，會反射出波形、振幅強度以及時間變化等各不相同的電磁波，通過專業軟件對返回電磁波的分析和處理，推斷地下介質的分布情況、位置、結構以及形態、埋深等，達到勘探的目的。值得注意的是，應用該技術的過程中，需要借助專業配套軟件，進行電磁波模擬圖的繪制，幫助技術人員更加直觀地了解勘測區域的地質情況。在水工環地質勘察當中，通常用于大壩、熔巖口等地表位置存在較厚覆蓋物的地質環境，在此類環境中，該技術有著較高的應用價值和良好的應用效果。

2.7 高密度電勘察法

高密度電勘察法，是一種以地球物理基礎內容為核心的勘察方法。該技術的勘察對象為地下介質，借助電測探以及電剖面等，通過高密度布點方式，對相應介質電阻率進行勘探分析，達到測量的目的。該勘探方法十分高效、準確，在實際應用的過程中，需要由勘察人員結合現場實際情況，合理布設觀測點，并在條件環境允許的情況下，適當增加采集密度，以此進一步保障數據的準確性[3]。

3 結語

綜上所述，水工環地質勘察對于我國環境調查水平的提升和發展有重要意義，常用的水工環地質勘察技術有3S 技術、TEM技術、RTK 技術以及GPR 電子雷達技術等，這些技術的有效應用對于提升水工環地質勘察水平有重要意義。相信隨著對水工環地質勘察技術的深入探討和運用分析，我國水工環勘察水平將會得到進一步提升。