水利水電工程勘測中物勘方法與技術應用

張鳳雛

(貴州省黔東南州水利電力勘察設計院，貴州 凱里556000)

0 引 言

物勘技術在實際的運用非常廣泛，包括礦產位置所在的探明、礦產的種類和多少、地質特征和性質、油田的發現和確定、水利水電設施的選址和工程的建設等各個領域［1］。

本文主要是闡述物勘方法與技術在水利水電工程勘測中的應用，從物勘的特點，對水利水電勘測中的作用等方面進行說明，進而提出完善意見和發展方向。

1 物勘在水利水電勘測應用中的特點

物勘是地球物理勘探的簡稱，是通過對被測對象的分析得出其和周圍介質的差異所在，物勘能夠解決很多問題，無論是地理還是天文領域都發揮了重要作用。

隨著科學技術的迅猛發展，物勘技術也呈革命性發展變化。新技術、新方法、新設備的出現，讓以前無法解決的問題或提供的技術成果無法滿足設計及施工要求都得到了解決。

現有的物探方法主要有:電法勘探、探地雷達、地震勘探、彈性波測試、層析成像、水聲勘探、放射性測量和綜合測井等方法。這些新技術、新方法保證了勘察成果質量，縮短了勘察周期，大大提高了勞動生產率［2］。

物探技術是地質科學中一門新興的、充滿活力并且發展迅速的學科，它是工程勘察的重要方法之一，從某種程度上來說，它的應用與發展已經成為衡量地質勘察現代化水平的重要標志。

1.1 用物探的眼光解決地質問題

要實現物勘方法在水利水電勘測中的使用要求在具體的實踐中把被勘探的地質條件轉化成為地球物理勘探，然后根據勘探的結果分析地質的特征，再判斷地質特征與水利水電之間存在的特定關系，判斷出是否適合進行建設水利設施。

1.2 物勘異常的常見性

根據物勘數據得出的結果并不具有唯一性和絕對性，而往往是異常多解的。造成這種結論的原因是多方面的。如地球磁場的不穩定性，物理特征的特殊性等。所以，經過單一的物勘方法對地質的勘測得出的結論，一般不能最后定性，還需要經過其他方法的進一步證實，最好是綜合多種勘測手段，并對地質進行實地考察實驗［3］。

1.3 物勘適用條件比較嚴格

水利水電對地質的要求比較嚴格，不是所有的地方都適合建設水利設施，也不是所有的水利設施都是一勞永逸的，由于地質的變化和地球活動的發生，水利設施有其一定的使用周期。而且水利設施建成后還要定期的對設施進行勘測，勘測水利設施的建設對地質的影響，對周圍環境的作用，是否存在安全隱患等。

2 水利水電勘測中物勘方法的應用

水利水電工程中，物勘的方法很多，科學、合理、高效地把各種方法應用到水利水電工程的每個階段中，并且加強各方法的綜合應用。

具體包括3 類方法:強性波類、電磁波類和影像類。

2.1 彈性波類

彈性波類包括:地震波法和聲波法。

2.1.1 地震波法

地震波法在水利水電工程中，主要是對地質構建基礎質量的勘測，從承載力上考慮是否適合在此建立水電工程［4］。該方法首先對被測地點進行掃描，確定其地質構造類型，對松弛程度的確定。地震波是運動學和動力學的綜合應用。

地震波法在水電工程中，主要用于對地質質量的勘測，分析地質成分對工程的有利和不利影響，是水利水電工程選址的重要依據［5－6］。某水利工程混凝土質量檢測探地雷達實測剖面圖見圖1。

圖1 某水利工程混凝土質量檢測探地雷達實測剖面圖

2.1.2 聲波法

聲波法的勘測原理和地震波法的工作原理大同小異，都是利用波段的發射、反射、折射來進行勘測，進而接收聲波反射回來的信息，后期對信息進行處理和分析，最后得出有用的數據結果［7］。

反射聲波法在水利水電工程中主要用于固定錨桿質量的分析，確保質量符合要求［7］。

2.2 電磁波類

電磁波類包括:探地雷達法和電磁波CT。

2.2.1 探地雷達法

探地雷法在水電工程中，可以超前預測施工地址質量，排除安全隱患，為避免事故發生和缺陷處理提供依據。也可用于檢測地質的構造狀況、地質成分和剖面性質。

探地雷達法利用電磁波由地面發射天線定向送入需要勘探的對象，經存在電性差異的介質或目標體反射返回，被發射天線附近的接收天線接收［8］。

2.2.2 電磁波CT

電磁波CT 的工作原理是利用電磁波在傳播時遇到差異來影響電磁波能量，電磁波場的強弱反應介質的分布系數，根據系數分布的差異對被測對象進行判斷，從而達到勘測的目的。電磁波CT 在水電工程勘測中，發現不良的地質現象，然后在對地質的不良之處進行改進［9］。

2.3 影像類

影像類包括:地面電視錄像勘測、鉆孔電視影像勘測和水下電視影像檢查。

2.3.1 地面電視錄像勘測

地面電視錄像勘測在水利水電工程中的作用主要是記錄性的，主要是記錄壩址施工前的地貌狀況，施工過程中發生的變化和竣工后地貌的新形態。然后對各個階段進行比較對比，得出結論。

2.3.2 鉆孔電視影像勘測

鉆孔電視影像可以到達一定的深度，進行地下深層的勘測，由于地下深層地質特征復雜多變，而對水利水電的影像又是非常重要的，鉆孔電視影像勘測技術的發明和使用，可以使人類更深入的了解地下深層的地質特點。

2.3.3 水下電視影像檢查

利用水下設備水流速度，水流方向，水質狀況，水文特點，以及判斷水下生物的活動規律，在建設水利水電設施的時候尊重當地的生態平衡，避免打破當地生物和自然特征的既有規律。

3 提高物勘技術在水利水電工程勘測中的應用

3.1 進一步提高科技水平

科學技術是第一生產力，是一個民族興旺發達的不竭動力。地球物理勘查技術是技術密集型的方法，更新換代的周期非常短，要跟上時代的步伐就必須不斷地提高技術水平，同時為了更好地服務于水利水電工程的勘測，也能更大范圍的發現新問題，解決新困難。

3.2 重視對資料的后期處理和深度分析

通過物勘得到的相關數據和資料，必須經過認真分析，結合具體的地質水利狀況，才能為自己所用，才具有實用作用。但是，很多時候，人們往往很重視物勘技術的應用，而忽視對得到的資料數據進行深度分析，這樣很容易忽視隱藏在其中的重要信息。

3.3 培養綜合性的物勘人才

綜合性人才具有廣泛的知識面和良好的接收信息能力，所以越來越受到各行各業的青睞，每個行業的用人者都希望聘用具備專業知識的同時也具備相關的知識的人才。

物勘技術的使用涉及的領域非常廣泛，只有具備相關專業知識的物勘人才才能更好地應用物勘技術，所以，培養綜合性的物勘人才成為物勘技術發展的當務之急。

3.4 開展新技術新方法的試驗研究

水利水電工程勘測的方法很多，但是為了適應不斷變化的勘測對象，也為了提高勘測水平，目前現有的方法仍然不能滿足水利水電工程的勘測，因此需要不斷地研究新方法新技術。這樣不僅有利于技術水平的提高，更有利于適應市場的競爭。在面對日新月異的變化同時，要進一步搞好實驗研究，不斷嘗試新的方法和技術，更重要的是進一步搞好創新，建立和完善具有水電特色的工程物探科學技術體系。

4 結 語

物勘方法與技術在水利水電的勘測中得到了廣泛的應用，為我國的水利水電的發展做出了重要的貢獻。具體變現在為水利水電設施的選址提供了準確的參考價值，水利水電工程施工過程中解決了許多難題，工程建成后使其在防洪、防旱、航運、養殖等很多方面發揮了重要作用。

今后，隨著我國科學技術的不斷發展和更新，物勘技術將會為我國的水利水電解決更多的難題，使我國水利事業邁向新的臺階。

［1］李榮偉，侯恩科. 水利水電工程地質勘測的主要方法及其發展［J］. 四川水力發電，2007，26(06):89 －92.

［2］王立群. 中國工程物探的現狀與發展［J］. 地球物理學，1994，37(S1):385 －395.

［3］田云軍. 水利水電工程地質勘測方法與技術應用綜述［J］. 價值工程，2010(04):223.

［4］楊連生. 水利水電工程地質［M］. 武漢:武漢大學出版社，2004.

［5］沈春勇.水利水電工程勘測與處理新術［J］. 水利水電技術，2008，36(09):70 －73.

［6］周斌. 地質勘測方法與技術在水利水電工程的應用［J］.廣東科技，2007(03):206 －207.

［7］張自業. 水利水電工程地質勘測的主要方法及其發展［J］. 硅谷，2009(17):104.

［8］王妙月. 勘探地球物理學［M］. 北京:地震出版社，2003.

［9］徐偉偉. 水利水電工程地質勘測方法與技術應用［J］. 科技創新與應用，2012(10):211.