現(xiàn)代水利工程勘測技術(shù)方法與發(fā)展趨勢

郭立軍（河南省水利第二工程局，河南鄭州 450000）

現(xiàn)代水利工程勘測技術(shù)方法與發(fā)展趨勢

郭立軍
（河南省水利第二工程局，河南鄭州 450000）

水利工程是我國的基礎(chǔ)性建設(shè)工程，它事關(guān)我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民的生活水平。地質(zhì)勘測是水利工程中較為重要的檢測手段，近年來發(fā)展迅猛，尤其是在受到國際市場的沖擊，許多新的思想、新理論漸漸被應(yīng)用。本文筆者聯(lián)系自身多年的工作經(jīng)驗，對水利工程的勘測方法、發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討，同時簡單地分析了GPS系統(tǒng)、RS系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)等在水利工程勘測技術(shù)中的應(yīng)用，希望借此為我國水利行業(yè)的發(fā)展提供一些參考。

水利工程 勘測技術(shù) 趨勢分析

1　水利工程地質(zhì)勘測技術(shù)的重要性

建國六十多年來，我國的水利工程事業(yè)發(fā)展迅速。尤其是近幾年來，我國對水利工程的質(zhì)量要求愈加嚴(yán)格，工程地質(zhì)的勘察為工程建設(shè)質(zhì)量和運行期的安全，展現(xiàn)了第一手的基礎(chǔ)資料。水利工程的地質(zhì)勘察大體上保證了工程的順利進(jìn)行。實踐證明，不同的區(qū)域和地質(zhì)背景，決定了不一樣的地質(zhì)條件，工程的地質(zhì)條件只是大多數(shù)地質(zhì)環(huán)境中的一部分，受整體的支配，也是多次地質(zhì)運動在特定地區(qū)的反映。因此，必須重視地質(zhì)調(diào)查，做好地質(zhì)勘測。例如：在地質(zhì)構(gòu)造以壓扭應(yīng)力為主的地區(qū)，不同的地質(zhì)層之間可能由于層間錯動，導(dǎo)致軟弱地層的形成，在基巖中也可能發(fā)育成平緩斷裂。依據(jù)大、小地層構(gòu)造受力相一致的原理，我們就可以從較小構(gòu)造的形跡去推測被剝蝕掉的較大構(gòu)造的形態(tài)，從而恢復(fù)其原貌。

2　水利工程地質(zhì)的技術(shù)方法

2.1全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)方法

GPS體系廣泛用于水利工程的地質(zhì)勘測和定位，它在距離的控制方面能更好地解決跨河、跨溝等難以解決的問題，及解決在勘察的區(qū)域控制點相對較少時的情況。在通視條件差、觀測條件不足的區(qū)域?qū)嵤┕こ痰牡刭|(zhì)勘察時，運用GPS能大大的減少工作時間，提升測量精度。

2.2遙感技術(shù)（RS）體系技術(shù)

遙感技術(shù)根據(jù)平臺高度不同，可以分為航天性遙感、航空性遙感和地面性遙感3大類。遙感技術(shù)具有視域廣闊、信息多樣、立體感強、衛(wèi)星影像周期性重現(xiàn)和資料獲取快速等特點，進(jìn)而被廣泛用于水利工程中相關(guān)的重大地質(zhì)問題和環(huán)境問題的分析與研究。

（1）區(qū)域構(gòu)造的穩(wěn)定性研究；由于遙感圖像可以提供大量的宏觀線性構(gòu)造信息，較好地折射區(qū)域地質(zhì)特性、水系分布和地貌特征，因而對所研究的區(qū)域構(gòu)造骨架，確定斷裂分布和活動能力，以及評估工程及其周邊區(qū)域的穩(wěn)定性有重大作用。所以，遙感技術(shù)在研究此問題之中是必用的手段之一。（2）調(diào)查水庫塌方、滑坡和泥石流；大型水利工程庫區(qū)的滑坡、塌方、泥石流和松散堆積體的相關(guān)調(diào)查中，部分工程可以應(yīng)用遙感技術(shù)中的航衛(wèi)片或者彩虹外片解譯地質(zhì)，結(jié)合野外的現(xiàn)場觀察，檢測和查明影響水庫兩岸相對穩(wěn)定性評價的較大型的塌滑體的數(shù)量、分布和穩(wěn)定狀態(tài)。（3）巖溶地質(zhì)調(diào)查技術(shù)；運用遙感影像，尤其是利用彩虹的外影像開展巖溶和巖溶的地質(zhì)調(diào)查，優(yōu)勢較為明顯。像片解譯不但能較好地解釋各種巖溶的地貌現(xiàn)象，而且可以利用它與其它介質(zhì)的紅外光譜差異，摸清地下水和泉水的分布狀況。高壩洲、招徠河和黃河的萬家寨等各期工程都曾使用過彩虹外航片進(jìn)行解譯，用來研究巖溶和巖溶的滲漏問題，均取到了很好的功效。（4）中、小比例尺的地質(zhì)測繪；推行遙感技術(shù)，在保持合理的場地工作量及現(xiàn)場的校核工作完成的前提下，中小性比例尺的地質(zhì)圖通過遙感成圖代替常規(guī)的地質(zhì)測繪。大型建筑物和其它重要的地區(qū)，遙感成圖技術(shù)是大比例尺的工程項目地質(zhì)圖所優(yōu)先考慮使用的。這在十年前的全國水利勘測會議上，由水利規(guī)劃院審核通過的“勘測技術(shù)的發(fā)展目標(biāo)”這一文件所確立并推廣應(yīng)用。（5）地質(zhì)編錄；在大型水利工程的施工中需要開展反饋設(shè)計、警示安全及存檔備查，可以首先通過地面的遙感技術(shù)實施高邊坡的、地下建筑物的以及大壩附近基坑的開挖；其次進(jìn)行地質(zhì)的編錄，最后匯總信息，便可得到一份可信度高的地質(zhì)數(shù)據(jù)資料。（6）水土保持、抗洪和移民安置的容量研究；整合二十世紀(jì)末媒體的報道，我們可以了解到遙感技術(shù)新的應(yīng)用領(lǐng)域。在1994年，長江勘測技術(shù)部門承擔(dān)長江上游的水土保持和重點治理滑坡、泥石流及周邊穩(wěn)態(tài)區(qū)域的研究。該項研究利用TM衛(wèi)片對隴南、金沙江的下游和三峽庫區(qū)進(jìn)行解譯，并且依據(jù)它們各自的發(fā)育程度做出區(qū)劃圖，提出了客觀的防治意見和有關(guān)建立預(yù)警系統(tǒng)的基本構(gòu)想。此外，在前幾年，地礦部的物探中心與長江委綜勘局共同對長江中游區(qū)域防洪工程的現(xiàn)狀做了遙感調(diào)查，并用TM衛(wèi)片和彩虹外航片解譯，隨后編寫了報告，報告的結(jié)果顯示遙感技術(shù)應(yīng)用的效果顯著。在移民安置的容量研究中，航衛(wèi)片，特別是彩虹外航片，依靠它對不同土地利用價值的判讀性和客觀性，為我國移民安置的容量研究切實地提供了新的手段。

2.3地理信息體系（GIS）的應(yīng)用

GIS技術(shù)不但可以自動制作各種形式的平面圖、柱形圖、剖面圖和物體的等值線圖，這類與工程相關(guān)的地質(zhì)圖件，而且可以處理不同的圖形、圖像和空間數(shù)據(jù)，并對與其有聯(lián)系的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理和空間分析。將GIS技術(shù)盡快地運用到工程地質(zhì)的信息管理以及制圖輸出，是近幾年來地質(zhì)勘測行業(yè)的熱點和愈趨明顯的發(fā)展形勢。目前，國內(nèi)應(yīng)用最多且相對比較成熟的軟件是MAPGIS，它是由我國地質(zhì)大學(xué)開發(fā)并且研制完成的一種專業(yè)化的地理信息軟件。

2.4工程物探技術(shù)

我國的工程物探技術(shù)雖然起步相對較晚，但水利工程的勘測單位逐步引進(jìn)和配置了一些必備的儀器，如信號增強式的地震儀器、綜合式的測井儀器、電法儀器、透視儀器、聲波儀器、管線儀器、地質(zhì)雷達(dá)以及鉆孔式的彩色電視儀器等，都使物探技術(shù)格局發(fā)生了質(zhì)的變化。其中部分儀器是當(dāng)時甚至直到現(xiàn)在，都具有世界先進(jìn)的水平。其大幅度地提高了我國勘測部門數(shù)據(jù)采集的精度以及野外工作的效率，推動了物探技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

3　水利工程勘測新的發(fā)展趨勢

地質(zhì)勘測新技能在我國的水利工程項目中得到了廣泛應(yīng)用，有

……

……效地促進(jìn)了水利工程建設(shè)的合理性與科學(xué)性。然而，在現(xiàn)實的地質(zhì)勘測工作中，仍然存在很多勘測方面的問題。因此，我國水利工程的地質(zhì)勘測，若想得到更好的發(fā)展，必將逐漸走地向以下趨勢：其一，更為復(fù)雜地質(zhì)的建模理論和技術(shù)研究。針對水利工程建設(shè)中較為復(fù)雜的地質(zhì)，應(yīng)該在現(xiàn)今勘測技能的基礎(chǔ)上，深化卸荷條件下有關(guān)節(jié)理巖體的地質(zhì)力學(xué)影響和下巖溶介質(zhì)地質(zhì)的力學(xué)模型，以及在強震條件下有關(guān)水巖力學(xué)的作用模型和工程巖體的穩(wěn)定性研究。其二，進(jìn)行易崩滑性地質(zhì)災(zāi)害作用機理的研究，并對其進(jìn)行非線性的評價預(yù)測。針對易出現(xiàn)崩滑的地區(qū)，深入分析該地質(zhì)體的構(gòu)造和信息的復(fù)雜性，另外需充分考慮該地質(zhì)體可能表現(xiàn)的各種信息。等信息整合匯總后，再著手勘測工作，最終可以為水利工程建造的安全性和穩(wěn)定性打下良好的基礎(chǔ)。

4　結(jié)論與建議

目前，在水利工程地質(zhì)勘測中是最常用的勘測方法有全球定位系統(tǒng)（GPS）的勘測技術(shù)、遙感 （RS）的勘測技術(shù)、以及地理信息系統(tǒng)的（GIS）勘測技術(shù)，各種新勘測新方法的出現(xiàn)和廣泛應(yīng)用，為我國的水利工程建設(shè)譜寫了新的篇章。然而，從今天的實際應(yīng)用情況看，采取新的方法開展地質(zhì)勘測，其中尚存在著一些不足。因此，相關(guān)的勘測技術(shù)人員必須對當(dāng)前的水利工程勘測新方法深入了解，并在現(xiàn)有的勘測技能應(yīng)用基礎(chǔ)上，不斷的進(jìn)行技術(shù)變革與創(chuàng)新，唯有如此，才能促進(jìn)水利工程長期的、穩(wěn)定性的發(fā)展。

［1］張鳳雛.水利水電工程勘測中物勘方法與技術(shù)應(yīng)用［J］.黑龍江水利科技，2014（28）：3-5.

［2］鄧水根.論新科技發(fā)展背景下水利水電工程地質(zhì)勘測的方法與技術(shù)［J］.河南科技，2014（5）.

郭立軍（1980—），男，河南信陽人，本科，畢業(yè)于華北水利水電學(xué)院水利工程專業(yè)畢業(yè)，項目經(jīng)理，主要從事水利工程項目管理，施工及基礎(chǔ)處理（水利工程基礎(chǔ)處理和建筑工程樁基）工作。