水利水電工程地質(zhì)勘測的方法與技術(shù)應(yīng)用分析

魏 薇

（豐寧滿族自治縣審計(jì)局，河北承德 068350）

0.引言

眾所周知，通過建設(shè)水利水電工程項(xiàng)目能夠?yàn)楣こ添?xiàng)目所在地的經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展提供助力。而在我國經(jīng)濟(jì)規(guī)模不斷擴(kuò)大的背景下，水利水電工程項(xiàng)目施工的評估標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生了較大改變，尤其體現(xiàn)在施工場地的地質(zhì)勘測工作層面。只有在確保施工場地地質(zhì)勘測工作具備有效性的前提下，相關(guān)建設(shè)公司才能夠保障工程選址的科學(xué)與合理，從而為后期工程項(xiàng)目施工的有序進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。不過，傳統(tǒng)地質(zhì)勘測技術(shù)已不再能符合現(xiàn)階段我國水利水電工程項(xiàng)目施工的實(shí)際需要，無法為建設(shè)公司提供準(zhǔn)確與全面的施工場地信息數(shù)據(jù)。由此可見，我國建設(shè)公司必須對現(xiàn)有的地質(zhì)勘測技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，同時引入更加先進(jìn)的地質(zhì)勘測方式。

1.水利水電工程進(jìn)行地質(zhì)勘測的重要性

1.1 確保水利水電工程建設(shè)方案的科學(xué)合理

對于水利水電工程項(xiàng)目而言，其施工質(zhì)量與工程設(shè)計(jì)方案是否具備合理性息息相關(guān)。這就要求我國建設(shè)公司在實(shí)施工程項(xiàng)目施工前期，充分衡量包括工程項(xiàng)目布局與地址等不同要素內(nèi)容，以此設(shè)計(jì)合理的施工方案。而在此過程中，建設(shè)公司必須對施工場地的各項(xiàng)地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面收集和探究，以此為后期工程項(xiàng)目施工提供指引。

1.2 保障水利水電工程施工建設(shè)的安全性

地質(zhì)勘測在水利水電工程項(xiàng)目施工中所占據(jù)的重要地位?？紤]到我國大部分水利水電工程項(xiàng)目施工流程較為復(fù)雜，而且包括了不同施工階段與施工項(xiàng)目，故工程項(xiàng)目施工往往有著相對更大的施工周期。即使是單一施工階段或項(xiàng)目存在施工問題，也很可能會導(dǎo)致整體工程項(xiàng)目施工質(zhì)量大幅度下降。為了確保工程項(xiàng)目施工整體質(zhì)量達(dá)到預(yù)期要求，相關(guān)建設(shè)公司則必須對所有施工階段與項(xiàng)目進(jìn)行合理管控。

1.3 有效控制水利水電工程的成本造價(jià)

在現(xiàn)階段，我國大部分水利水電工程項(xiàng)目都往往有著較大的施工規(guī)模，建設(shè)公司必須為工程項(xiàng)目施工提供所需財(cái)力支撐。這就要求建設(shè)公司必須高度重視工程項(xiàng)目造價(jià)管理工作。在地質(zhì)勘測工作具備有效性的基礎(chǔ)上，建設(shè)公司則能夠深入收集施工場地地質(zhì)與水文數(shù)據(jù)，并基于此完善工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案，以此避免資金浪費(fèi)等問題。除此之外，建設(shè)公司也能夠憑借準(zhǔn)確的施工數(shù)據(jù)有效分配施工資源，以此避免施工原料或者施工設(shè)施使用不合理等問題，最終為工程項(xiàng)目施工造價(jià)管理工作的有序進(jìn)行提供保障[1]。

2.水利水電工程地質(zhì)勘測方法

2.1 地質(zhì)測繪及編錄

在現(xiàn)階段，我國大部分建設(shè)公司在進(jìn)行水利水電工程地質(zhì)勘測工作時，所應(yīng)用的勘測方法即為測繪與編錄。在上述勘測方法之下，建設(shè)公司可以對各項(xiàng)地址及水文數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并且全面研究質(zhì)地變動的狀況。如此，則能夠?qū)笃谑┕み^程中可能存在的各項(xiàng)地質(zhì)安全隱患進(jìn)行評估，進(jìn)而制定合理和可行的處理辦法，大幅度提升工程項(xiàng)目施工的穩(wěn)定性與安全性[2]。

2.2 信息技術(shù)的運(yùn)用

目前，我國正逐步步入信息化時代。在這種背景下，幾乎每一個領(lǐng)域都在積極引入信息化技術(shù)。對于水利水電工程地質(zhì)勘測領(lǐng)域而言，亦是如此。在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)之下，建設(shè)公司則能夠有效提升地質(zhì)數(shù)據(jù)收集的全面性，進(jìn)而確保地質(zhì)勘測工作質(zhì)量得到大幅度提升。同時，通過信息化技術(shù)，建設(shè)公司也能夠遠(yuǎn)程操控施工作業(yè)，降低施工難度與危險(xiǎn)性。目前，得到了普遍應(yīng)用的地理信息系統(tǒng)即為GS 系統(tǒng)。在該系統(tǒng)之下，地質(zhì)勘測人員則能夠利用繪圖軟件分析各項(xiàng)地質(zhì)與水文數(shù)據(jù)，以此保障地質(zhì)勘測結(jié)果的有效性，為后期水利水電工程項(xiàng)目施工奠定基礎(chǔ)。

2.3 GPS 技術(shù)的運(yùn)用

在水利水電工程項(xiàng)目施工中引入GPS 技術(shù)之后，工作人員則可以提升坐標(biāo)測繪的精確度。同時，不同于傳統(tǒng)測繪技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)不僅僅有著更強(qiáng)的可操控性，而且也有著相對簡化的操控流程。除此之外，工作人員也能夠憑借此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行長時間連續(xù)測繪工作，并基于此在系統(tǒng)中記錄和保存各項(xiàng)地質(zhì)信息，從而全面研究和處理不同的地質(zhì)信息。

2.4 遙感技術(shù)的運(yùn)用

在合理應(yīng)用此項(xiàng)勘測技術(shù)的情況下，工作人員則能夠有效獲取并分析遠(yuǎn)距離勘測對象的電磁波，并在此基礎(chǔ)上形成地質(zhì)圖像，從而準(zhǔn)確辨識與探查地表物體。在現(xiàn)階段，此項(xiàng)勘測技術(shù)被普遍應(yīng)用在了水利水電工程項(xiàng)目選址與選線工作環(huán)節(jié)中。一方面，能夠使勘測面積得到一定提升；另一方面，也能夠降低勘測工作難度，最終實(shí)現(xiàn)更高效率的地質(zhì)勘測工作。

3.水利水電工程地質(zhì)勘測方法技術(shù)的應(yīng)用

3.1 物探技術(shù)的應(yīng)用

此項(xiàng)勘測技術(shù)現(xiàn)階段被普遍應(yīng)用于水利水電工程項(xiàng)目地質(zhì)勘測工作之中，能夠準(zhǔn)確勘測施工場地地質(zhì)構(gòu)造與不同地質(zhì)體。此項(xiàng)勘測技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)較為明顯，且主要表現(xiàn)為以下幾方面內(nèi)容。

（1）野外勘測適應(yīng)性相對更強(qiáng)。

（2）能夠獲取更加準(zhǔn)確和全面的地質(zhì)信息。物探技術(shù)包括不同類型，能夠應(yīng)用于相應(yīng)的工程項(xiàng)目地質(zhì)勘測工作中，其中得到了最為廣泛應(yīng)用的包括以下幾項(xiàng)技術(shù)。

1）鉆孔彩色電視系統(tǒng)技術(shù)。在將此項(xiàng)勘測技術(shù)引入到水利水電工程項(xiàng)目地質(zhì)勘測工作之后，工作人員則能夠憑借鉆孔電視與光電耦合器等設(shè)施，準(zhǔn)確觀察勘測對象情況，并且進(jìn)一步提升地質(zhì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。和傳統(tǒng)攝像管勘測技術(shù)不同，此項(xiàng)勘測技術(shù)能夠形成彩色影像，并且勘測設(shè)施的運(yùn)行時間也相對更長。

2）地球物理層析成像技術(shù)。在將此項(xiàng)勘測技術(shù)引入到水利水電工程項(xiàng)目地質(zhì)勘測工作之后，工作人員則能夠在鉆孔施工的前提下，收集并處理透射波，以此掌握勘測對象的各項(xiàng)地質(zhì)信息。在此基礎(chǔ)上，工作人員還能夠通過模擬波速值等方式，對地質(zhì)結(jié)構(gòu)變動情況進(jìn)行探究與評估。

3.2 鉆孔彩色電視系統(tǒng)的運(yùn)用

現(xiàn)階段，我國大部分建設(shè)公司在實(shí)施水利水電工程項(xiàng)目地質(zhì)勘測工作時，都會應(yīng)用此項(xiàng)系統(tǒng)。特別是在電子技術(shù)進(jìn)一步革新的背景下，通過應(yīng)用此項(xiàng)系統(tǒng)則幫助建設(shè)公司獲取更加準(zhǔn)確與全面的地質(zhì)信息。不同于傳統(tǒng)物理勘測方法，在此項(xiàng)系統(tǒng)之下，工作人員能夠融合鉆孔與電子技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)更高效率的工程項(xiàng)目地質(zhì)勘測工作。該系統(tǒng)有著顯著應(yīng)用優(yōu)勢，一方面表現(xiàn)為具有較大耐沖擊性；另一方面也表現(xiàn)為具有更小的能源消耗。不僅如此，該系統(tǒng)的運(yùn)行時間相對更長，而且考慮到該系統(tǒng)能夠形成彩色影像，因此會大幅度提升地質(zhì)勘測的準(zhǔn)確性。

3.3 地球物理層析成像技術(shù)的運(yùn)用

此項(xiàng)勘測技術(shù)的應(yīng)用時間雖然較短，然而在現(xiàn)階段已經(jīng)得到了部分建設(shè)公司的高度重視，并且被積極引入到了水利水電工程項(xiàng)目地質(zhì)勘測工作之中。在合理應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)時，工作人員能夠通過收集不同孔洞之間的電磁波以及地震波，并基于此通過CT 技術(shù)對其進(jìn)行處理，進(jìn)而形成相關(guān)地質(zhì)圖像。此項(xiàng)勘測技術(shù)的技術(shù)門檻相對更高，工作人員必須在了解成像技術(shù)的基礎(chǔ)上，比較研究與處理所獲取各項(xiàng)地質(zhì)信息的專業(yè)技能。

3.4 3G 技術(shù)在水利水電工程地質(zhì)勘測中的應(yīng)用分析

（1）GPS 系統(tǒng)。GPS 即為全球定位系統(tǒng)。目前，我國水利水電工程項(xiàng)目施工往往應(yīng)用GPS 系統(tǒng)，以此獲取精確的勘測對象的三維坐標(biāo)。GPS 系統(tǒng)有著較為顯著的應(yīng)用優(yōu)點(diǎn)，且主要表現(xiàn)為有著相對較強(qiáng)的可操控性等層面，因此不需要不同觀測點(diǎn)間具備較好的通視功能，從而有效規(guī)避了傳統(tǒng)勘測技術(shù)的缺陷。同時，在GPS 系統(tǒng)得到合理應(yīng)用的情況下，工作人員也能夠保障地質(zhì)勘測工作的連續(xù)性，并且在終端設(shè)備內(nèi)儲存與處理所收集到的工程項(xiàng)目地質(zhì)信息，以此為后期地質(zhì)信息分析與應(yīng)用工作提供保障。在現(xiàn)階段，GPS 系統(tǒng)在我國水利水電工程項(xiàng)目施工中得到了廣泛應(yīng)用，特別是跨河或者跨溝相關(guān)勘測工作中，能夠取得預(yù)期的勘測結(jié)果。

（2）RS 技術(shù)，即為遙感技術(shù)。在將此項(xiàng)勘測技術(shù)合理應(yīng)用于水利水電工程項(xiàng)目施工之后，工作人員則能夠憑借傳感設(shè)備有效獲取并處理遠(yuǎn)距離勘測對象的電磁波數(shù)據(jù)，以此準(zhǔn)確辨識與勘查施工場地內(nèi)不同的物體。在通常情況下，工作人員在應(yīng)用此項(xiàng)勘測技術(shù)時，也會結(jié)合不同勘測技術(shù)，以此使工程項(xiàng)目選址與選線工作的成效得到進(jìn)一步提升。如此，也能夠獲取更大范圍內(nèi)的地質(zhì)信息數(shù)據(jù)。在現(xiàn)階段，我國大部分建設(shè)公司在實(shí)施有著復(fù)雜地質(zhì)與水文環(huán)境的水利水電工程項(xiàng)目施工中都普遍應(yīng)用此項(xiàng)勘測技術(shù)，而且取得了良好應(yīng)用效果。

（3）GIS 系統(tǒng)，即為地理信息系統(tǒng)。在將該系統(tǒng)應(yīng)用于水利水電工程項(xiàng)目地質(zhì)勘測工作之后，工作人員則應(yīng)該繪制特定地質(zhì)圖像，以此為分析與處理地質(zhì)信息提供指引。

4. GIS 技術(shù)在水利行業(yè)應(yīng)用的發(fā)展趨勢

4.1 網(wǎng)絡(luò)GIS（WebGIS）

眾所周知，遠(yuǎn)程遙控與資源分享的前提是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與平臺的合理應(yīng)用。在GIS 開發(fā)中引入Internet 技術(shù)的基礎(chǔ)上，WebGIS 得以產(chǎn)生并發(fā)展。憑借于WWW 功能，GIS 的功能性也實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的延伸，并且正逐步具備大眾化應(yīng)用的屬性。通過WWW 任意節(jié)點(diǎn)，即能夠憑借互聯(lián)網(wǎng)對WebGIS 內(nèi)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，并基于此完成專題圖的繪制作業(yè)。除此之外，基于空間分析與檢索，GIS也得到了進(jìn)一步的應(yīng)用與普及。

4.2 “3s”技術(shù)集成

在此項(xiàng)技術(shù)之下，則能夠憑借數(shù)據(jù)接口有效整合RS、GPS 及GIS 等技術(shù)，進(jìn)而大幅度提升系統(tǒng)的運(yùn)行成效。而在上述不同技術(shù)所構(gòu)成的系統(tǒng)中，3 項(xiàng)技術(shù)則發(fā)揮著各種的應(yīng)用效益。具體表現(xiàn)為以下幾方面內(nèi)容：（1）GIS 技術(shù)，能夠獲取并儲存多源時空數(shù)據(jù)，并且在處理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，構(gòu)建集成平臺。（2）RS 技術(shù)，能夠?qū)μ囟ㄕZ義信息進(jìn)行動態(tài)獲取，以此幫助工作人員對相關(guān)勘測對象變動數(shù)據(jù)進(jìn)行收集。（3）GPS 技術(shù)，能夠?qū)睖y對象坐標(biāo)予以鎖定，從而提升地質(zhì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性與全面性。

4.3 VR-GIS 技術(shù)

在合理應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)的情況下，工作人員則能夠有效融合虛擬與GIS 技術(shù)，較為準(zhǔn)確地表達(dá)地理區(qū)域各項(xiàng)地質(zhì)信息。然而，在現(xiàn)階段，此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展時間依然有限，僅僅具備仿真功能。

4.4 地理信息建模系統(tǒng)（GIMS）

在最近幾年間，該系統(tǒng)得到了學(xué)術(shù)界和水利水電工程領(lǐng)域內(nèi)大部分研究人員的高度重視。目前的科研方向主要集中在GIS 及RS 分布式流域水文模型相關(guān)研究領(lǐng)域。同時，也有部分研究人員針對中小流域中半分布與分布式水文預(yù)報(bào)模型進(jìn)行了深入探索，為后期的技術(shù)研究與實(shí)際應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)，有助于將不同先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用于我國水利水電工程項(xiàng)目地質(zhì)勘測領(lǐng)域之中。

5.結(jié)語

通過上述分析可知，在過去幾年間我國社會與經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，促進(jìn)了我國科技的發(fā)展與應(yīng)用。在這種背景下，水利水電工程項(xiàng)目施工標(biāo)準(zhǔn)也發(fā)生了較大改變，要求建設(shè)公司在工程項(xiàng)目施工地質(zhì)勘測工作中積極引入先進(jìn)的勘測技術(shù)，以此使工程項(xiàng)目施工質(zhì)量得到進(jìn)一步提升。