森林羅盤儀在地質(zhì)剖面測量中的使用

引 言

實測地質(zhì)剖面是地質(zhì)調(diào)查中最重要的工作內(nèi)容，真實準(zhǔn)確地獲取地層要素，包括地層厚度、產(chǎn)狀等，是廣大地質(zhì)工作者的愿望。長期以來，地質(zhì)工作者均采用皮尺(或測繩)和地質(zhì)羅盤測量地質(zhì)剖面，由于地質(zhì)羅盤讀取地形坡度的隨意性，導(dǎo)致測量誤差大，占用時間多，影響剖面實測的質(zhì)量和進(jìn)度。本文用森林羅盤儀替代傳統(tǒng)地質(zhì)羅盤，在某幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查中取得良好效果。

1 傳統(tǒng)的地質(zhì)剖面測量

傳統(tǒng)地質(zhì)剖面測量通常使用50m或者100m長的測繩，前后測手各執(zhí)測繩一端，后測手站定剖面起點，前測手向剖面終點方向前進(jìn)，待到地形起伏變化處或測繩末端停止。兩人將測繩拉直，此時，前測手向記錄員報告導(dǎo)線斜距(測繩終點所記米數(shù))。前、后測手用羅盤共同測量導(dǎo)線方向和地形坡度角[1]。導(dǎo)線方向指的是導(dǎo)線起點至導(dǎo)線終點的方向，用方位角記數(shù)。前、后測手分別用羅盤測量導(dǎo)線方向，多測幾次，兩者測量結(jié)果誤差小于2°～3°，取其平均值記入表格;若誤差較大，則應(yīng)重測，直至滿足誤差要求。

利用羅盤測斜儀測量地形坡度，前、后測手分別瞄準(zhǔn)對方相同高度部位，使視線與地面平行，多測幾次，前、后校正后讀數(shù)。以后測手為準(zhǔn)，仰角為“+”，俯角為“-”，兩者讀數(shù)結(jié)果若大于3°，應(yīng)重測;若相差不大，則取兩者平均值[2]。

2 使用森林羅盤儀測量

2.1 森林羅盤儀簡介

本文推薦使用DQL-12Z型正像森林羅盤儀，一種在野外用來定向和測量的儀器，它能準(zhǔn)確地測量出地質(zhì)剖面線的方位角、坡角等。

(1)結(jié)構(gòu)與工作原理。本儀器主要由磁羅盤、水平機構(gòu)、望遠(yuǎn)鏡及三角支架組成。調(diào)整水平，對磁偏角進(jìn)行修正后，即可測知任何方位[3]。

自由轉(zhuǎn)動的磁針，360°的圓形刻度盤及能360°回轉(zhuǎn)的殼體構(gòu)成了磁羅盤。磁羅盤內(nèi)兩個長條狀水準(zhǔn)器和殼下的萬向球絞座組成了水平調(diào)整系統(tǒng)，使儀器快速準(zhǔn)確地調(diào)至水平，保證羅盤快捷、準(zhǔn)確的測量。

望遠(yuǎn)鏡由物鏡、鏡筒、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和目鏡組成，其上有垂直旋轉(zhuǎn)的支點，能上下50°轉(zhuǎn)動。望遠(yuǎn)鏡可縱橫全方位地觀測遠(yuǎn)距離目標(biāo)，通過棱鏡正像系統(tǒng)，觀測者看到的全為正像，真實、準(zhǔn)確地再現(xiàn)被觀測物，避免倒像引起麻煩[4]。

(2)使用注意事項。森林羅盤體積小、體重輕，便于攜帶。植被稀少地區(qū)，為保持支架穩(wěn)定性，三角架高度常設(shè)在1.50m左右，減小誤差，提高讀數(shù)精度。樹林蔭蔽、草叢茂密或地勢較陡地區(qū)可降低或抬高支架，實現(xiàn)剖面測量。

2.2 森林羅盤測量實測參數(shù)過程及與傳統(tǒng)測量對比

本文剖面測量使用50m長的皮卷尺，后測手手持0m端，前測手手持另一端，后測手站定剖面起點，將皮卷尺固定在地面。

將森林羅盤儀放在起點(0m處)，調(diào)整三角支架和磁羅盤的殼體，兩個長條水準(zhǔn)器的氣泡居中時，為水平狀態(tài)。前測手用鋼尺測量森林羅盤儀的高度，并向剖面終點方向前進(jìn);待到地形起伏變化較大或卷尺末端(50m)停止。兩人拉直卷尺，此時，前測手向記錄員報告導(dǎo)線斜距(皮卷尺終點所記米數(shù))。森林羅盤儀的讀數(shù)方向應(yīng)與地面平行，因此，前測手用紅繩將所測森林羅盤儀的高度標(biāo)記在身前，后測手調(diào)整森林羅盤十字鏡像，使十字線中心點對準(zhǔn)前測手的標(biāo)記處。此時水平羅盤的讀數(shù)即導(dǎo)線的方位，垂直羅盤的讀數(shù)即地形的坡度角，仰角為“+”，俯角為“﹣”，將角度及“+”或“﹣”號一同報告給記錄員，記入表格，導(dǎo)線號為0-1。將森林羅盤儀放在第一導(dǎo)線的終點位置，開始測量第二導(dǎo)線，導(dǎo)線號為1-2，依此類推。

用森林羅盤儀測導(dǎo)線方位及地形坡度，省去前后測手重復(fù)測量的步驟，結(jié)果更準(zhǔn)確，節(jié)省了測量時間。

以某實測地質(zhì)剖面測量為例，以下是使用傳統(tǒng)地質(zhì)羅盤和森林羅盤儀測量相同剖面的數(shù)據(jù)比較(表1)。

表1 森林羅盤儀與傳統(tǒng)地質(zhì)羅盤測量對比

由以上數(shù)據(jù)看出，森林羅盤儀測量時間相較于地質(zhì)羅盤測量時間縮短了兩至六倍。(注:不計將導(dǎo)線從起點拉至終點的時間)。

3 結(jié)論

森林羅盤儀在測量導(dǎo)線方向和地形坡度方面，準(zhǔn)確、快捷，減少了部分野外剖面測量的繁瑣步驟。使用較新的儀器服務(wù)于野外地質(zhì)剖面測量，具有一定的應(yīng)用價值。此外，森林羅盤的支架伸縮性強，占用空間小，應(yīng)用于大多地勢。

致謝:本次地質(zhì)測量工作得到貴州省畢節(jié)學(xué)院劉登老師的大力幫助，感謝他對本文提出的中肯建議。

[1]唐守國，張鳳臣.談地質(zhì)剖面測量[J].科技資訊，2007，19∶65.

[2]胡祺.礦山剖面測量方法探討[J].西部探礦工程，2012，07:160-165.

[3]倪明先.森林羅盤儀的磁性結(jié)構(gòu)基本性能和參數(shù)[J].云南林業(yè)調(diào)查規(guī)劃，1988，03∶41-42.

[4]趙彤堂.激光測距森林羅盤儀簡介[J].新疆林業(yè)，1989，02∶15.