航空物探在水工環勘查中的應用

吳應昌　陳后楊

（江西省地質礦產勘察開發局物化探大隊）

航空物探在水工環勘查中的應用

吳應昌陳后楊

（江西省地質礦產勘察開發局物化探大隊）

在水工環勘查中航空物探具有速度快、覆蓋面積大、周期短的優點，在我國采用航空物探對多個測區已經完成了生產測量和成果解釋工作，并取得了顯著的勘查效果。本文根據航空物探在水工環勘查的研究現狀，對航空物探在水工環勘查中的應用進行分析，并對水工環勘查中航空物探的應用前景進行簡單的敘述。

航空物探；水工環；勘查應用

1　引言

我國將航空物探應用于水工環勘查中已在20世紀90年代初就開始了。主要是利用航空物探看出速度快、覆蓋面廣、工作周期短的優點，主要應用在對東部沿海地區的水工勘查中。進而對沿海地區的河道分布情況、海侵程度、淺層淡水分布進行研究。下面我們將對航空物探在水工環勘查中的應用進行分析。

2　航空物探在水工環勘察中應用研究現狀

國際上進行水工環勘查采用的航空物探設備主要有以下兩種：固定翼時間域電磁系統、吊艙式直升機頻率域電磁系統。根據工程的實際需求可以適當添加航空磁測或航空伽馬能譜儀，進而組成一個綜合站系統。勘探深度大（最深能達到600m）、測量效率高是固定翼時間域電磁系統所具有的特點，但該系統一般應用在平原和緩丘地區。勘查靈活、最大勘查深度150m是吊艙式直升機頻率域電磁系統的特點，該系統比較適用于地形復雜的山區。國際上對提高吊艙式直升機電磁系統的勘查深度進行了大量研究，當前吊艙式直升機時間域電磁系統的勘查深度能達到500m，為地形復雜的山區有效的開展水工環航空物探勘查提供了技術支持。

2.1水文地質勘查

當前，航空物探的應用范圍不但的擴展，已經將其應用到河道圈定和淺層淡水的研究，并且其應用效果非常顯著。近年來，隨著科學技術的飛速發展，航空物探系統也采用了許多先進科學技術，從而保證了航空物探在水工環勘查中對解決水文地質工作中存在的問題起到有力的作用，使得更加詳細的了解了水資源的實際分布情況，進而更加合理的使用水資源。此外，將航空物探應用在水工環礦產勘查中，也能夠深入的了解到富含礦物質的低熱水特性，為人們進行地熱水勘查工作起到了很大的幫助。

2.2土工勘查

對國家型大型施工項目，通常都會采用航空物探法，這種方法不但能夠用來選址，而且還能夠對周圍的地質環境進行調查，確保了工程的施工質量和施工進度，進而最大程度的減少由于工程施工而對周圍環境的影響，同時也降低由于惡劣環境對工程進度、質量的影響，此外，航空物探方法在海底深度調查中也有很大程度的應用，這對國家對沿海資源的合理利用起著十分重要的意義，同時也降低了海水對岸邊的侵蝕程度。

2.3環境監測

航空電磁測量能夠快速的圈定土壤的污染范圍、地表和地下水情況等。FUGRO公司利用航空電導率填圖在污染物泄露范圍圈定上獲得了良好的效果，不但圈定了污染的范圍，而且還圈定了污染物外泄的情況。此外，在礦山排放的酸性物質污染、地下顏埋物體、受擾土壤和地下水污染卷流等方面的勘查中也具有很強的應用價值。

3　航空物探在水工環勘查中的應用

3.1水文地質勘查

水文地質勘查主要包括以下幾個方面：地下水勘查、水文地質填圖、古河道探測、海侵探測，地熱調查等；航空電磁法在進行水文地質的勘查的中發揮著重要的作用，其原理利用地下介質的電性特征對地下的水文地質條件和性質進行勘查。而航空地球物理方法只是起到一定的輔助作用，儲水構造的賦存條件的確定主要采用航空磁法，有時也可以利用航空放射性對儲水構造近地表的地層或巖石的性質進行勘查。

3.2工程地質勘查

工程地質勘查主要包括有：地基穩定性評價、區域穩定性評價、永久凍土帶探測、山體滑坡調查、建筑規劃、管線定位、古墓探測、淺海測深等；工程航空地球物理探測一般采用航空物探綜合站系統進行勘查，其中地質介質的密度、構造特征和磁性特征的確定一般采用航空磁測和航空重力測量，然而航空電磁法主要應用在地下介質的電性特征的確定中。比如在地基穩定性評價、區域穩定性評價、永久凍土帶探測、山體滑坡調查、建筑規劃、管線定位、古墓探測、淺海測深等中，通常將航空電磁法作為勘查的主要方法，而將航空磁法作為相應的輔助方法。

3.3環境勘查

環境勘查主要包括以下三個方面：環境放射性污染源的圈定、環境放射性水平的評價和環境放射污染源泄漏的探測等。環境航空地球物理勘查最常采用的是航空放射性和航空電磁法兩種，航空放射性法通過對環境中鉀、鈾、釷和總計數率，然后經過數據處理后對環境放射性水平進行評價，并圈定放射性污染源的位置和范圍。然而航空電磁法只能利用污染物的電性特征對污染物的位置和范圍進行確定。采用人機交互方式檢查航向及旁向的重疊度，人機交互方式可利用通用的影像軟件（如Photo原shop）調入數字航片進行檢查。

3.4其他拓展領域勘查

航空物探在土壤調查、地下煤火勘查、軍事領域中也有一定的應用，比如地下煤火的探測則綜合采用航空磁測和航空電磁法進行勘查，通過對巖石磁性、電性特征進行分析來確定地下煤火分布的范圍和燃燒狀態；土壤調查綜合采用航空電磁和航空放射性法，通過對土壤的放射性特征和電性特性進行分析確定土壤類型的分類和圈定范圍；在軍事領域中主要包括核事故應急、地下未爆炸物的探測等，主要采用的方法有：航空電磁、航空放射性或磁梯度等方法。

4　水工環航空物探在我國的應用

我國航空物探在水工環勘查中的應用已取得良好的效果，但其用于優勢和應用范圍還沒有充分的發揮出來，特別是西南巖溶地區、西部干旱地區，這些地方尚未采用航空物探進行地下水的勘查。水工環勘查具有非常廣闊的發展前景。我國應加大航空物探在水工環中的應用力度，使其能夠更好的為國家地質環境保障工程服務。根據航空物探的特點和國內外水工環勘查效果，在我國西部干旱地區，航空物探能夠對埋深在150m以內的咸淡水界線、淡水體劃分和古河道的分別進行勘查；在東部沿海地區，航空物探能夠對海侵界線進行淡水體尋找進行勘查；在東部經濟發達地區，航空物探能夠對放射性輻射水平、放射性污染區帶進行勘查；在大中城市大型建筑工程和地震多發區，航空物探能夠對區域穩定性的評進行勘查；此外對河流淤泥調查、地下煤火的自燃調查、鐵路和公路選線調查等方面也有一定的應用。另外，根據國外航空物探在土壤分類、巖溶水調查、水質污染、地熱資源調查等方面獲得的良好效果。在我國航空物探在水工環勘查中應用的重點地區包括（見圖1）。

圖1　我國航空物探在水工環勘查中應用范圍

（1）環渤海一帶：土壤的分類、海侵界線的調查、淡水體的尋找、古河道的尋找、環境放射性輻射水平評價類；

（2）珠江三角洲地區：海侵程度的調查，放射性輻射水平的評價、放射污染區帶的圈定、水污染的研究、河流淤泥厚度的勘查、區域穩定性評價等；

（3）長江口地區：海侵程度的調查，水污染問題的研究、河流淤泥厚度的確定等；

（4）西南的滇黔桂和湘西一帶：巖溶水的調查、裂隙水的調查和地下暗河的勘查等；

（5）西部干旱和半干旱地區：航空電磁的綜合測量，淺層淡水體的尋找、咸淡水范圍的劃分，古河道分布情況的調查；

（6）煤田自燃地區：煤層火災害現狀的調查以及發展趨勢的確定。

5　結束語

綜上所述，隨著我國科學技術的飛快發展，為了提供航空物探在水工環勘查中應用的質量，工程人員采用了先進的科學技術和機械設備。在水工環勘查工作中，航空物探的應用不但大大的提高了水工環勘查工作的效率，而且還有效的節約了工程成本，為我國水工勘查技術的發展打下來堅實的基礎。

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2015-11-2