水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用分析

白 金 崗

(山西省第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì),山西 侯馬 043000)

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水工環(huán)地質(zhì)勘察技術(shù)應(yīng)用分析

白 金 崗

(山西省第二水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì),山西 侯馬 043000)

分析了水工環(huán)地質(zhì)勘察的發(fā)展?fàn)顩r，從全球定位系統(tǒng)、PTK技術(shù)、遙感技術(shù)三方面，闡述了實(shí)際工程中水工環(huán)地質(zhì)勘察的常用技術(shù)，并探討了各技術(shù)的特點(diǎn)，有利于不斷優(yōu)化水工環(huán)勘察技術(shù)。

地質(zhì)勘察，全球定位系統(tǒng)，PTK技術(shù)，遙感技術(shù)

水工環(huán)主要包括水文狀況、工程概況以及環(huán)境地質(zhì)情況等。地質(zhì)勘察工作較為重要的項(xiàng)目就是對(duì)地下水資源情況、工程建設(shè)項(xiàng)目用地的地質(zhì)情況以及自然環(huán)境的整體地質(zhì)情況等進(jìn)行全面的勘察以及深入研究。在進(jìn)行水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的進(jìn)程中，基于地質(zhì)因素以及勘察技術(shù)的外界因素影響，對(duì)勘查技術(shù)應(yīng)進(jìn)一步優(yōu)化以及探索顯得尤為重要。因此地質(zhì)勘察技術(shù)人員應(yīng)提高對(duì)環(huán)境保護(hù)以及環(huán)境治理的重視程度，強(qiáng)化水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的整體質(zhì)量。

1 水工環(huán)地質(zhì)勘察發(fā)展?fàn)顩r

1.1 水工環(huán)初測(cè)技術(shù)時(shí)期

在這一過程中，基于地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用受到地質(zhì)因素的影響較大，因此在進(jìn)行地質(zhì)勘察工作的前期階段，具體的準(zhǔn)備工作相對(duì)較為欠缺。現(xiàn)階段，我國(guó)鉆探工作與山地工作仍然存在一定的不足之處，工作的開展?fàn)顩r仍然沒有實(shí)現(xiàn)預(yù)想中的效果。由此可見，在對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行獲取的過程中，精準(zhǔn)度與預(yù)期效果存在一定差距，因此，不論是技術(shù)手段的發(fā)展還是勘察的實(shí)際精準(zhǔn)度，所能制定的設(shè)計(jì)方案都處于起步階段。

首先，地質(zhì)填土環(huán)節(jié)。主要分為三個(gè)步驟：勘測(cè)地址位置、覆蓋整體區(qū)域面積、水下地段。對(duì)位置的選取較為關(guān)鍵，并且其作為地質(zhì)勘察工作中較為重要的一個(gè)步驟；其次，技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用。第一，高電阻應(yīng)保證巖層整體的致密性；第二，低電阻應(yīng)確保巖層的整體分布范圍相對(duì)較為疏松；第三，磁法，在對(duì)強(qiáng)磁巖石與弱磁巖石進(jìn)行勘察過程中應(yīng)采用磁性勘測(cè)技術(shù)；第四，自然電位，應(yīng)設(shè)置在炭質(zhì)因素、黃鐵礦含量因素以及地下水相對(duì)充裕的范圍，并按照地下水滲透活動(dòng)的整體地區(qū)分布范疇進(jìn)行確定；最后，地下水位的實(shí)際勘測(cè)。在進(jìn)行地質(zhì)勘察的實(shí)際過程中，針對(duì)相對(duì)較為干旱的區(qū)域而言，地下水位與電阻的比值通常呈現(xiàn)正比。運(yùn)用的勘測(cè)方式應(yīng)主要以剖面法與勘測(cè)法為主要方法。由于水質(zhì)不同，電阻值之間存在明顯性差異，針對(duì)礦水而言，具體的勘測(cè)過程應(yīng)通過技術(shù)人員在電阻值相對(duì)較高的位置進(jìn)行實(shí)際確認(rèn)，并立足于實(shí)際的地質(zhì)條件以及水文狀況等，運(yùn)用鉆探對(duì)地下水位進(jìn)行較為系統(tǒng)的、精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)，針對(duì)地質(zhì)條件不同，運(yùn)用的勘測(cè)方式也不同。

1.2 水工環(huán)地質(zhì)勘察時(shí)期

地質(zhì)勘察技術(shù)人員在進(jìn)行水工環(huán)地質(zhì)勘測(cè)的進(jìn)程中，初期設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)所運(yùn)用的技術(shù)方法相對(duì)較多，不僅包括電發(fā)方法、地震方法等，并包括井測(cè)法以及磁法等多種方法。不論針對(duì)哪一種方法的運(yùn)用都應(yīng)進(jìn)行以下勘測(cè)工作：首先，勘測(cè)建筑材料的真實(shí)狀況。

通常情況下，建筑材料的整體類型相對(duì)較多，較為普遍的包括砂石材料與土壤材料。針對(duì)這一類建筑材料的實(shí)際應(yīng)用要求不高。由于建筑材料的實(shí)際分布范圍以及延伸程度相對(duì)較為廣泛，因此技術(shù)人員通常會(huì)采用電阻法進(jìn)行實(shí)地勘察，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)全面的對(duì)地下水位進(jìn)行勘測(cè)；其次，應(yīng)對(duì)地下水的實(shí)際流以及水流速度進(jìn)行全面勘察。主要運(yùn)用充電法，并選取相對(duì)較為平坦的區(qū)域，這一類方法通常應(yīng)用較為普遍；再次，勘測(cè)破碎帶的厚度與實(shí)際范圍。技術(shù)人員善于運(yùn)用電測(cè)探法對(duì)破碎帶的實(shí)際范圍以及厚度進(jìn)行勘測(cè)，因此在這之前應(yīng)進(jìn)一步對(duì)破碎帶或者濕地進(jìn)行處置，有效降低破碎帶整體的電阻；最后，勘測(cè)滑坡。水文地質(zhì)以及山地工作在進(jìn)行勘測(cè)過程中，多數(shù)處于滑坡區(qū)域的地質(zhì)斷面，由于厚度以及坡度基巖的實(shí)際特點(diǎn)，因此應(yīng)采用電測(cè)法進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)。針對(duì)基巖裂縫的勘測(cè)，應(yīng)在基巖的上方設(shè)置定點(diǎn)，并按照定點(diǎn)的位置設(shè)計(jì)多個(gè)方向進(jìn)行勘測(cè)，進(jìn)而逐漸將連在平面圖上的實(shí)際電阻率連接成橢圓形狀的曲線，由此對(duì)裂縫的實(shí)際方向進(jìn)行相應(yīng)判斷。

1.3 水工環(huán)勘測(cè)技術(shù)設(shè)計(jì)時(shí)期

首先，將巖性分層與巖性進(jìn)行全面對(duì)比。第一，鉆孔巖性柱狀圖的設(shè)計(jì)：基于測(cè)井法的實(shí)際精度高于鉆探，因此可運(yùn)用電阻測(cè)井方法、自然電位方法以及放射性測(cè)井等方法進(jìn)行實(shí)際的勘測(cè)。第二，補(bǔ)充與校準(zhǔn)鉆孔地質(zhì)柱狀圖。運(yùn)用電阻測(cè)井、自然電位以及放射性測(cè)井等方法，在巖心獲取率相對(duì)較低的狀況下進(jìn)行實(shí)際勘測(cè)；其次，采用鉆孔勘測(cè)。第一，測(cè)量井口的實(shí)際變化情況。主要對(duì)井口直徑、井口傾向、井口傾角進(jìn)行測(cè)量，并運(yùn)用具有測(cè)井法功能的物探儀器進(jìn)行實(shí)際測(cè)量。第二，鉆孔含水層，基于含水層的實(shí)際電阻相對(duì)較低，并能夠產(chǎn)生過濾的電測(cè)，因此實(shí)際的位置以及厚度應(yīng)運(yùn)用電阻測(cè)井法以及溫度測(cè)井法進(jìn)行勘測(cè)。第三，溶洞與漏水口，運(yùn)用電阻測(cè)井法以及自然電位測(cè)井法進(jìn)行勘測(cè)。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用

2.1 采用全球定位系統(tǒng)

全球定位系統(tǒng)的信號(hào)發(fā)送主要是采用系統(tǒng)信號(hào)接收機(jī)進(jìn)行任務(wù)的接受，并采用無線電接受設(shè)備進(jìn)行信號(hào)傳遞與接收，當(dāng)信號(hào)接收完成，工作人員可以按照GPS應(yīng)用原理進(jìn)行合理的定位，并且較為精準(zhǔn)的測(cè)算出實(shí)際基準(zhǔn)站的向量，基準(zhǔn)站的WGS-84的實(shí)際坐標(biāo)信息，并以這一坐標(biāo)與地方坐標(biāo)作為有效的依據(jù)，合理的進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，進(jìn)而計(jì)算并且顯示出用戶的實(shí)際三維坐標(biāo)以及精度值。GPS定位的基本原理主要是采用無線信號(hào)的形式由地面逐漸向衛(wèi)星進(jìn)行傳送，并且這一傳輸?shù)膶?shí)際過程能夠逐漸形成一個(gè)定位系統(tǒng)，這種應(yīng)用原理與無線電的傳輸原理基本一致。采用地面上三個(gè)已知點(diǎn)進(jìn)行衛(wèi)星定位，并按照多個(gè)衛(wèi)星位置測(cè)算出地面未知點(diǎn)的實(shí)際位置。技術(shù)人員采用接收機(jī)這一儀器，通過在一定的時(shí)間點(diǎn)接收多個(gè)衛(wèi)星的實(shí)際信號(hào)，進(jìn)而計(jì)算出測(cè)站點(diǎn)的實(shí)際位置以及測(cè)站點(diǎn)到衛(wèi)星之間的實(shí)際距離。通常情況下，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)式的計(jì)算方法主要是在基準(zhǔn)站上安裝一些GPS接收信號(hào)的設(shè)施，對(duì)能夠見到的衛(wèi)星進(jìn)行全面的觀測(cè)，并按照數(shù)據(jù)接收無線電傳輸設(shè)備，直接傳送到用戶的觀測(cè)站點(diǎn)內(nèi)。

2.2 RTK技術(shù)的有效應(yīng)用

RTK技術(shù)即實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法，是一種可以進(jìn)一步縮小衛(wèi)星數(shù)據(jù)參與誤差以及載波相位測(cè)量誤差的技術(shù)。RTK技術(shù)較為常見的技術(shù)包括相位差分法、位置差分法以及偽距差分法等，這三種應(yīng)用方法中，基準(zhǔn)站以及流動(dòng)基站的作用相同，前者主要對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母恼M(jìn)行負(fù)責(zé)，后者主要是應(yīng)用于接收較為復(fù)雜的數(shù)據(jù)。RTK技術(shù)人員充分的運(yùn)用接收設(shè)備，并且流動(dòng)站中進(jìn)行安裝多個(gè)接收設(shè)備，并利用接收設(shè)備接收到衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?hào)。技術(shù)人員將接收到的實(shí)際信號(hào)與基準(zhǔn)站接收到的信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的對(duì)比，進(jìn)而計(jì)算出GPS差分的改正數(shù)據(jù)，并運(yùn)用無線傳輸設(shè)備逐漸傳送到流動(dòng)站中，進(jìn)一步將誤差消除，并得到較為精準(zhǔn)的實(shí)際位置。RTK技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害的防治工程、環(huán)境污染防治項(xiàng)目以及水工環(huán)勘察項(xiàng)目中得到了充分的利用，并進(jìn)一步發(fā)揮著檢測(cè)的功能，促進(jìn)了水工環(huán)勘察領(lǐng)域的發(fā)展。

2.3 遙感技術(shù)的應(yīng)用

遙感技術(shù)主要以計(jì)算機(jī)技術(shù)為前提，現(xiàn)階段在資源管理、災(zāi)害防治以及地質(zhì)勘探中扮演著較為關(guān)鍵的角色?，F(xiàn)階段，RS技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘探中也具有一定的作用，并且隨著地質(zhì)勘探技術(shù)要求的不斷提高，逐漸成為水工環(huán)地質(zhì)勘探技術(shù)中至關(guān)重要的組成要素。RS技術(shù)經(jīng)過多次利用與研發(fā)，已經(jīng)逐漸從單一的波段進(jìn)一步發(fā)展成多元遙感。在發(fā)展階段，RS技術(shù)的整體圖像空間以及光譜分辨率也得到了不斷的優(yōu)化與改進(jìn)，被廣泛的應(yīng)用于城市整體建設(shè)以及環(huán)境勘探當(dāng)中，并取得了顯著的成績(jī)。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段，由于地質(zhì)災(zāi)害不斷頻發(fā)對(duì)相關(guān)部門以及勘察部門的工作提出了新的要求以及挑戰(zhàn)，并且進(jìn)一步推動(dòng)了技術(shù)人員對(duì)地質(zhì)勘察工作、環(huán)境保護(hù)工作以及綜合治理工作的有效提升。若想全面促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的整體發(fā)展，應(yīng)正確優(yōu)化水工環(huán)勘察技術(shù)，采用較為先進(jìn)化的技術(shù)手段，強(qiáng)化整體的工作質(zhì)量，進(jìn)一步縮減工作時(shí)間，促進(jìn)水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的順利開展。

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On technical application in hydrological-engineering-environmental geology survey

Bai Jingang

(ShanxiNo.2HydrogeologyEngineeringGeologicalBrigade,Houma043000,China)

The paper analyzes the development of the hydrological-engineering-environmental geology survey, illustrates its common techniques in projects from GPS system, PTK technique, and remote sensing technique, and explores the features of the techniques, so as to optimize the hydrological-engineering-environmental geological techniques.

geological survey, GPS, PTK technique, remote sensing technique

2016-11-29

白金崗(1988- )，男,助理工程師

1009-6825(2017)04-0104-02

P624

A