遙感技術(shù)在水利工程地質(zhì)勘測(cè)中的應(yīng)用
——評(píng)《水利工程地質(zhì)學(xué)原理》

張宏衛(wèi)

左建，郭成久 等主編中國水利水電出版社出版

地質(zhì)勘測(cè)是決定水利工程建設(shè)質(zhì)量的基礎(chǔ)工作，勘測(cè)工作會(huì)直接影響工程設(shè)計(jì)效果。為提高水利工程地質(zhì)勘測(cè)質(zhì)量，將日益成熟的地質(zhì)勘測(cè)新技術(shù)引入水利工程建設(shè)，如遙感技術(shù)、地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)技術(shù)和CT 成像技術(shù)等，提高了水利工程地質(zhì)勘測(cè)的效率與質(zhì)量。本文參考中國水利水電出版社出版的《水利工程地質(zhì)學(xué)原理》一書，對(duì)遙感技術(shù)在水利工程地質(zhì)勘測(cè)中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

該書共十三章：第一章簡單介紹了全球的地質(zhì)環(huán)境；第二章為巖石及其工程地質(zhì)性質(zhì)，介紹了巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)；第三章為地質(zhì)構(gòu)造研究；第四章介紹了風(fēng)化、水流侵蝕及巖溶等自然地質(zhì)作用；第五章介紹了巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)，包括其結(jié)構(gòu)特征與力學(xué)特性；第六、七章對(duì)壩基巖體、巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行研究；第八、九章研究了地下工程圍巖與地基的穩(wěn)定性；第十章針對(duì)水庫滲漏、地震、浸沒和淤積等問題進(jìn)行地質(zhì)分析；第十一章為環(huán)境地質(zhì)問題研究，包括地面沉降、裂縫，以及地下水污染、重金屬富集等；第十二章介紹了數(shù)字地球；第十三章對(duì)地質(zhì)勘察的任務(wù)目標(biāo)和方法進(jìn)行了說明。

工程地質(zhì)勘測(cè)是決定工程建設(shè)質(zhì)量的重要先決條件，而遙感技術(shù)則是指利用傳感器發(fā)射電磁波，對(duì)目標(biāo)輻射、反射回來的電磁波信息進(jìn)行收集、處理、成像的技術(shù)。遙感技術(shù)因具有攝像范圍大、不受地形限制、成像迅速等優(yōu)勢(shì)而被廣泛應(yīng)用于軍事、農(nóng)業(yè)、水利、礦產(chǎn)、環(huán)境與災(zāi)害監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，尤其在地質(zhì)領(lǐng)域，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用具有無可爭議的重要作用。水利工程地質(zhì)勘測(cè)工作包括對(duì)工程建設(shè)地區(qū)的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、氣候、植被、水文和生物等自然要素的勘測(cè)。通常開展水利工程建設(shè)的地區(qū)地形復(fù)雜，傳統(tǒng)的勘測(cè)手段難以發(fā)揮作用，而遙感技術(shù)的應(yīng)用可以有效幫助工程建設(shè)團(tuán)隊(duì)解決勘測(cè)工作的重點(diǎn)難點(diǎn)問題，整體提升勘測(cè)質(zhì)量與效果。事實(shí)上，遙感技術(shù)在水利工程地質(zhì)勘測(cè)中的應(yīng)用主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面。

第一，利用遙感技術(shù)勘測(cè)工程建設(shè)地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造的穩(wěn)定性。很多水利工程的選址較為偏僻，工程所在地區(qū)的地形地貌較為復(fù)雜，為更加全面地了解工程區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造與自然環(huán)境特征，工程團(tuán)隊(duì)采用遙感技術(shù)對(duì)所在區(qū)域進(jìn)行大范圍勘測(cè)，確定地下巖層結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。水利工程地質(zhì)勘測(cè)工作還應(yīng)利用遙感技術(shù)對(duì)工程所在區(qū)域的巖層風(fēng)化作用、河流地質(zhì)作用進(jìn)行研究，確定當(dāng)?shù)赝饬Φ刭|(zhì)作用的影響程度，從而判斷工程建成后風(fēng)化、河流對(duì)其造成的影響，并提出預(yù)防性措施。此外，水利工程勘測(cè)工作應(yīng)利用遙感技術(shù)對(duì)區(qū)域周邊地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定性進(jìn)行勘測(cè)，最大限度避免可能會(huì)影響水利工程建設(shè)質(zhì)量的地質(zhì)因素。

第二，利用遙感技術(shù)完成水利工程地質(zhì)測(cè)繪制圖工作。水利工程勘測(cè)完成后需進(jìn)行測(cè)繪制圖，但常規(guī)地質(zhì)測(cè)繪制圖需要耗費(fèi)較多精力，遙感成像則可以有效避免這個(gè)問題，幫助工程建設(shè)團(tuán)隊(duì)更高效、快速地完成測(cè)繪制圖工作。如水利工程野外地質(zhì)測(cè)繪需采用中小比例尺的地圖，水利工程建筑物測(cè)繪則需要采用大比例尺地圖，遙感技術(shù)成像迅速、可自行調(diào)整成圖比例，將其與地理信息系統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合，還可制作建筑物的平面圖、剖面圖和等值線圖等重要圖件。遙感成圖技術(shù)已成為水利工程地質(zhì)勘測(cè)工作的重要應(yīng)用技術(shù)。

第三，利用遙感技術(shù)對(duì)水庫工程地質(zhì)進(jìn)行勘測(cè)研究。水利樞紐庫區(qū)容易發(fā)生滲漏、裂縫，以及岸坡崩塌、泥石流等地質(zhì)問題，可能導(dǎo)致水庫工程運(yùn)行質(zhì)量受到影響。為此，水庫管理人員可采用遙感技術(shù)對(duì)庫區(qū)地質(zhì)狀況進(jìn)行勘測(cè)，確定庫區(qū)地質(zhì)穩(wěn)定狀態(tài)，確保水庫處于正常運(yùn)行狀態(tài)。

第四，利用遙感技術(shù)加強(qiáng)水利工程建設(shè)管理。利用遙感技術(shù)為水利工程施工進(jìn)行勘測(cè)，采集、整理地質(zhì)數(shù)據(jù)，這對(duì)工程建設(shè)進(jìn)行地質(zhì)編錄、施工地貌調(diào)查和施工安全性分析具有重要意義，是水利工程安全建設(shè)的重要保障。在水利工程建設(shè)水土保持與防洪工作中，遙感技術(shù)的作用也較為明顯。水利工程建設(shè)會(huì)對(duì)所在區(qū)域地質(zhì)環(huán)境造成一定程度的破壞，甚至水流大量集中，在極端天氣可能引發(fā)山洪、滑坡等自然災(zāi)害，利用遙感技術(shù)則可對(duì)當(dāng)?shù)厮帘３脂F(xiàn)狀、防洪現(xiàn)狀進(jìn)行勘測(cè)，為政府制定水利工程地區(qū)的環(huán)境保護(hù)、災(zāi)害預(yù)測(cè)與治理方案提供可靠指導(dǎo)。例如，長江中下游地區(qū)的水利工程管理中常采取遙感技術(shù)開展防洪、防震工作，這為長江中下游地區(qū)的人民生命與財(cái)產(chǎn)安全提供了保障。

總之，遙感技術(shù)在水利工程建設(shè)中的應(yīng)用廣泛，現(xiàn)今中國水利工程建設(shè)正處于繁榮發(fā)展階段，遙感技術(shù)的應(yīng)用大大提高了工程地質(zhì)勘測(cè)方法的科學(xué)性，這對(duì)勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展也具有顯著推動(dòng)作用。未來在建設(shè)水利工程及其他地質(zhì)工程時(shí)，應(yīng)廣泛引入各類新興勘測(cè)技術(shù)，推動(dòng)地質(zhì)勘測(cè)技術(shù)的發(fā)展，這也是中國水利工程建設(shè)領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢(shì)。