芻議水工環(huán)地質(zhì)勘測工作的技術(shù)應(yīng)用

嚴博俊

前言

水工環(huán)地質(zhì)，是指水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及環(huán)境地質(zhì)的統(tǒng)稱。主要應(yīng)用在礦業(yè)勘測與礦業(yè)普查中。在當前國內(nèi)的礦業(yè)開采現(xiàn)狀下，對于水工環(huán)地質(zhì)進行勘測具有十分重要的意義。本文即對水工環(huán)地質(zhì)勘測過程中，各種不同的勘測環(huán)境下，所使用的勘測技術(shù)進行探討，確保水工環(huán)地質(zhì)勘測的精準度，降低勘測成本，提高勘測效率。

一、水工環(huán)地質(zhì)勘測的應(yīng)用范圍

㈠環(huán)境保護與能源保護。隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們對能源的依賴也隨之增加。而無限制的使用有限能源，則對人類生存環(huán)境以及未來的發(fā)展造成嚴重影響。因此，對能源的保護已經(jīng)成為當前擺在人們面前的重要問題。通過水工環(huán)地質(zhì)勘測，能夠?qū)δ茉捶植家约澳茉戳窟M行分析，促進人們節(jié)約使用能源。同時，人們對自然肆無忌憚的破壞以及對有限能源無節(jié)制的使用，導(dǎo)致環(huán)境惡化的程度不斷加深，對人們的正常生活帶來嚴重的困擾，也使人們充分的認識到環(huán)境保護的重要性。故而，通過水工環(huán)地質(zhì)檢測，能夠?qū)Νh(huán)境保護，以及經(jīng)濟的合理發(fā)展，與資源的可持續(xù)利用，起到促進作用。

㈡能源供給與資源供給。在城鎮(zhèn)化發(fā)展日益迅速的情況下，大城市所聚集的人口密度極多，從而使得能源供給量也隨之增加。并且由于大城市發(fā)展的多元化，導(dǎo)致城市能源與資源需要的種類也較多。所以有關(guān)于城市未來規(guī)劃的方向以及發(fā)展的規(guī)模等，都需要從水工環(huán)地址方面進行考慮。從而適應(yīng)城市的發(fā)展，并且加快經(jīng)濟發(fā)展速度。

㈢交叉學科研究應(yīng)用。隨著科學技術(shù)的不斷進步，專業(yè)領(lǐng)域之間的研究內(nèi)容不斷深入。使得各個相關(guān)領(lǐng)域?qū)W科之間的交叉、交流不斷深化。而同時，因為科學所面對的問題越趨復(fù)雜，導(dǎo)致各個學科領(lǐng)域之間協(xié)同合作的程度也不斷加深，使相關(guān)領(lǐng)域之間的界限逐漸模糊，從而交叉產(chǎn)生各種新型學科。水工環(huán)地質(zhì)勘測，則能夠通過與其他學科之間進行協(xié)同，從而解決諸如地質(zhì)生態(tài)問題，環(huán)境健康問題以及環(huán)境經(jīng)濟問題等。

二、水工環(huán)地質(zhì)勘測的定位技術(shù)應(yīng)用

㈠衛(wèi)星定位技術(shù)。衛(wèi)星全球定位技術(shù)，能夠通過利用衛(wèi)星，進行全球范圍內(nèi)的定位。其定位具有高精度、全天候、全覆蓋的特點。其工作原理是利用衛(wèi)星在高速運動的瞬間，記錄下對目標點位的距離，并將其作為起算數(shù)據(jù)，通過“空間距離后方交會法”，對目標點位的位置進行測算。將衛(wèi)星定位技術(shù)，應(yīng)用到水工環(huán)地質(zhì)勘測中，能夠使勘測過程，精確認定目標點位。通常水工環(huán)地質(zhì)勘測時，在勘測基準站與觀測站兩處位置，都會各設(shè)置一臺接收機，使得勘測過程中，對可見衛(wèi)星實現(xiàn)連續(xù)觀測。同時將衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，通過無線傳輸裝置傳輸?shù)接^測站。經(jīng)過數(shù)據(jù)處理與參數(shù)轉(zhuǎn)換后，對站點所在位置基站向量進行解算獲得實際勘測點精準位置與三維坐標。

㈡IRTK技術(shù)。IRTK技術(shù)，在水工環(huán)地質(zhì)勘測中主要通過GPS的相位差分來實現(xiàn)，其中包括GPS位置差分，以及相位差分、偽距差分三種。其工作原理是通過修改觀測數(shù)據(jù)與測量數(shù)據(jù)，從而對衛(wèi)星定位結(jié)果的精準度進行確定，使得數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)發(fā)送準確度提升。通常將IRTK技術(shù)應(yīng)用在地震預(yù)測與地震分析過程中。

三、水工環(huán)地質(zhì)勘測工作各階段的技術(shù)應(yīng)用

㈠勘測準備階段。由于初測階段的勘測精度要求不高，并且相關(guān)的勘測工作還沒有開展，所以該階段所用的勘測技術(shù)較為簡單。在地質(zhì)填土中，選擇水下地段與覆蓋地段作為勘測位置。對其中致密型巖層，應(yīng)使用高電阻技術(shù)，對疏松型巖層，使用低電阻技術(shù)。如果巖石為中性或者酸性的話，則使用磁法。如果地質(zhì)為碳質(zhì)，或者具有較多的黃鐵礦含量的惡化，則可以使用自然電位勘測技術(shù)。根據(jù)勘測位置的具體情況，綜合應(yīng)用上述方式，完成初期勘測，并繪制地質(zhì)圖。在基巖頂板深度的測量中需要制作高程圖，在制作高程圖時，可以使用電測探法。對于基層入土深度較深的情況，使用地震勘測進行測量，能夠獲得更為精準的測量數(shù)據(jù)。如果當?shù)氐刭|(zhì)條件導(dǎo)致其電性較弱，而測量結(jié)果的精度要求在15%以下，可以考慮使用電測剖面法。在地下水位進行勘測時，如果水位以及含水層電阻均較低的情況下，可以通常選擇的測量方法為電測深法以及電測剖面法兩種。如果所測目標地點的水位較深，達到礦水深度時，因為礦水具有電阻高的特性，因此通常對高電阻范圍使用電剖面法進行劃分，并考慮其具體的地質(zhì)情況，使用鉆探法勘測水位。

㈡簡單設(shè)計階段。水工環(huán)地質(zhì)勘測中的水文地質(zhì)勘測，可以勘測地下水的流向以及流速，其測量技術(shù)主要使用充電法。即在水流附近平緩處，通過鉆孔進行勘測。如果遇到滑坡情況，對滑坡處的地質(zhì)斷面，需要使用電測法進行勘測。當勘測位置的基巖處出現(xiàn)裂縫時，則需要在某一位置設(shè)置定位基準，并沿著此一基準向其他方向使用電勘測。從而對基巖裂縫的范圍、方向、大小進行判定。地質(zhì)中存在破碎帶時，需要通過電測探法進行測量，這種方法能夠?qū)ζ扑閹У姆秶c厚度進行勘測。當破碎帶具有磁性或者夾雜有巖石的話，則需要改用磁法，或者地震法勘測。在設(shè)計階段對建筑材料進行勘測，由于所測對象均為普通的建筑用土壤與砂石等，故而對勘測精度不需要嚴格要求，主要使用電阻法進行。使用電阻法測量，不僅能對各種建筑用材料的分布范圍進行勘測，還可以測量材料分布處的地下水水位。

㈢復(fù)雜設(shè)計階段。此一階段中，主要需要對地質(zhì)巖性進行分層勘測以及對比勘測。首先需要使用電阻測井的方式，對巖層的傾斜角度與傾向進行勘測。其次需要制定鉆孔地質(zhì)柱狀圖，并對柱狀圖進行校準。制定柱狀圖時，應(yīng)該使用發(fā)射性測井以及電阻測井法來進行勘測，并且由于柱狀圖的精度要求較高，因此可以應(yīng)用自然電位法勘測。從而不用鉆探，也同樣可以進行勘測。對于地下管道普通線路的勘測，可以使用自然電位法，對線路中自然電位帶以及低電阻帶進行測量。而對于腐蝕段，則需要先使用自然電位法的異常反饋，對腐蝕情況進行分析，然后做好腐蝕防護工作。對于鉆孔勘測方法，則需要對所做孔洞的傾角與洞口直徑等參數(shù)進行測量，其測量技術(shù)可以使用電測井法。對于漏水口處，與溶洞位置，通?？梢允褂脺囟葴y井法、電位測井法以及電阻測井法三種技術(shù)。鉆孔處位置的含水層，具有低電阻的特質(zhì)，所以需要使用溫度測井法進行測量。

總結(jié)

隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，科學技術(shù)的不斷進步，水工環(huán)地質(zhì)測量技術(shù)的應(yīng)用也會更為深入與廣泛。因此，對勘測技術(shù)的應(yīng)用進行分析，能夠促進資源與能源使用結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，并提高環(huán)保的效率。

（作者單位：江西省地礦局水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊）