物探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治過程中的應(yīng)用

房　磊

（河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院，河南許昌 461000）

物探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治過程中的應(yīng)用

房磊

（河南省地礦局第二地質(zhì)勘查院，河南許昌 461000）

隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，我國地質(zhì)災(zāi)害防治工作也得到了極大的發(fā)展。作為地質(zhì)災(zāi)害防治過程中的重要技術(shù)，物探技術(shù)的應(yīng)用，可以提高數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，更為為勘探的準(zhǔn)確性提供可靠的保障。本文主要對地質(zhì)災(zāi)害防治過程中物探技術(shù)的概況、內(nèi)容及方式進(jìn)行了分析與探究。

物探技術(shù) 地質(zhì)災(zāi)害 防治 概況 內(nèi)容 方式

在各種自然與人為地質(zhì)作用下，地質(zhì)災(zāi)害將促使地質(zhì)體與地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生極大的改變，將給國家?guī)韲?yán)重的經(jīng)濟(jì)財(cái)產(chǎn)損失及大量的人員傷亡。近幾年，我國多個(gè)地區(qū)初夏地質(zhì)災(zāi)害，如滑坡、崩塌、泥石流等，導(dǎo)致人員傷亡、房屋倒塌等情況的大量出現(xiàn)，給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展與人民生命安全等造成了極大的損失，目前這已經(jīng)成為地質(zhì)工作的首要問題。作為現(xiàn)階段地質(zhì)工作的一項(xiàng)現(xiàn)代化勘查技術(shù)，物探在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中具有關(guān)鍵性的作用。物探技術(shù)是以物理學(xué)中的力、聲、光、熱、電、磁及核變等理論為基礎(chǔ)，物探技術(shù)的應(yīng)用主要以目標(biāo)地質(zhì)體和周圍介質(zhì)的物性差異為前提，如電性、磁性等。按照物性差異進(jìn)行與之相適應(yīng)技術(shù)與方式的正確選擇，進(jìn)而確保勘查的準(zhǔn)確性，通常情況下這種方式都可以獲得不錯(cuò)的效果。

1　物探技術(shù)的概況

地球勘探技術(shù)就是物探技術(shù)，作為一種間接勘探技術(shù)，通過多種地球物理手段的運(yùn)用可以勘探人們生活的地球，并對家園深入了解，目前常用的勘探技術(shù)主要包括:重力、磁力及地震等。通過物理學(xué)原理的應(yīng)用對地下礦產(chǎn)勘查、地質(zhì)構(gòu)造研究的一種方式就是物探。在工程建設(shè)與保護(hù)環(huán)境中物探技術(shù)得到了大量的應(yīng)用。作為現(xiàn)階段地質(zhì)工作的重要勘探方式，物探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查中得到了廣泛地應(yīng)用與推廣。

將現(xiàn)代電子計(jì)算器技術(shù)應(yīng)用于物探技術(shù)中，可以對干擾進(jìn)行壓制，并對分辨能力進(jìn)行有效提升，是更多有用信息獲取的重要方式。目前地球物理勘探儀器逐漸趨向于輕便化、高精度、多功能的發(fā)展方向。隨著現(xiàn)代地質(zhì)學(xué)理論的發(fā)展，加大了深部地質(zhì)的研究力度。人工地震反射剖面、大地電磁測探、重力等地球物理勘探方式在地質(zhì)災(zāi)害防治過程中的應(yīng)用，已經(jīng)得到了極大的發(fā)展。物探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用，具有節(jié)省大量的時(shí)間、降低成本及勘察速度快及信息準(zhǔn)確全面等特點(diǎn)。可以將有效準(zhǔn)確的信息提供給地質(zhì)災(zāi)害的有關(guān)防治工作，為地質(zhì)災(zāi)害工作的順利進(jìn)行提供便利。

2　地質(zhì)災(zāi)害防治工作中物探技術(shù)的內(nèi)容

作為地質(zhì)災(zāi)害防治系統(tǒng)工程的重要組成部分，物探技術(shù)貫穿于地質(zhì)災(zāi)害防治工作的始終，在地質(zhì)災(zāi)害防治中物探技術(shù)的內(nèi)容主要包含以下幾點(diǎn):

2.1事前預(yù)測

對區(qū)域物探資料的充分利用，對易發(fā)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)構(gòu)造特征進(jìn)行研究，可以對地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)背景與條件進(jìn)行分析與了解，進(jìn)而對地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作的開展及預(yù)測的準(zhǔn)確性進(jìn)行初步確定。在對地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域初步預(yù)測與圈定的基礎(chǔ)上，對目標(biāo)地質(zhì)器和合理的方式、技術(shù)進(jìn)行分析，并探測目標(biāo)地質(zhì)體，進(jìn)而取得較為真實(shí)的資料。

通過計(jì)算機(jī)的精確計(jì)算和科學(xué)分析，對目標(biāo)地質(zhì)體的形態(tài)、地層產(chǎn)狀、構(gòu)造規(guī)模等地質(zhì)情況進(jìn)行顯示，為資料解譯進(jìn)行剖面、平面及三維圖形的提供。與區(qū)內(nèi)現(xiàn)有鉆探、巖土力學(xué)性質(zhì)參數(shù)等充分結(jié)合，為研究提供可靠的保障，并準(zhǔn)確評估探測區(qū)內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性，進(jìn)行接下來的工作部署及治理方案的制定。

2.2事中監(jiān)測

遵循地質(zhì)災(zāi)害已經(jīng)出現(xiàn)的地層物理性質(zhì)特點(diǎn)與發(fā)育規(guī)律，進(jìn)行物探儀器及勘探方式、技術(shù)的選擇，一般選用精度較高的儀器。應(yīng)急探測與長期監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害體與其附近地區(qū)，進(jìn)而確保取得數(shù)據(jù)的真實(shí)性。地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)的背景與條件，可利用計(jì)算機(jī)精確處理與輸出可供地質(zhì)解譯的多種圖件進(jìn)行分析，并與其他地質(zhì)資料綜合利用，及時(shí)判斷地質(zhì)災(zāi)害能否形成及其延續(xù)與擴(kuò)大，確保相關(guān)單位能夠及時(shí)出臺相應(yīng)的防治措施，并全過程監(jiān)測地質(zhì)災(zāi)害的治理過程。

2.3事后監(jiān)測

按照地質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)物性差異，在地質(zhì)災(zāi)害治理工程完成后，必須采取相應(yīng)的物探檢測儀器，進(jìn)行工程質(zhì)量無損檢測，為工程竣工驗(yàn)收治理進(jìn)行真實(shí)數(shù)據(jù)的提供。

3　地質(zhì)災(zāi)害防治過程中物探技術(shù)的應(yīng)用分析

在地質(zhì)災(zāi)害防治過程中物探技術(shù)得到了廣泛地應(yīng)用。利用物探技術(shù)，可以及時(shí)收集信息并將有效地信息及時(shí)反饋給相關(guān)部門，確保地質(zhì)勘探的準(zhǔn)確性。通過物探技術(shù)的應(yīng)用，可以將地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的影響降到最低點(diǎn)，并提高災(zāi)害防范的意識。為降低國家財(cái)產(chǎn)損失及人員傷亡提供了可靠的保障。本文主要對高密度電阻率法與淺層地震法兩種方式進(jìn)行了分析，以期為地質(zhì)災(zāi)害防治工作的順利開展提供可靠的保障。

3.1高密度電阻率法

在人工電場中研究因地質(zhì)體或埋藏物和圍巖之間的導(dǎo)電性差異而形成的異常電場為基礎(chǔ)，通過對人工電場的地下分布規(guī)律及特性進(jìn)行觀察與研究，來對多種地質(zhì)問題進(jìn)行處理的一組電勘察方式就是高密度電阻率法。在地質(zhì)災(zāi)害勘查中將高密度電阻率法的應(yīng)用，可以通過對適配器的應(yīng)用，來進(jìn)行供電和測量電極自動轉(zhuǎn)換的高密度測量系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，在勘查地質(zhì)災(zāi)害（斷裂、土洞、坍陷、滑坡）中具有至關(guān)重要的作用。

現(xiàn)階段，地質(zhì)災(zāi)害防治中最常用的電阻率測量系統(tǒng)就是WGMD—5A分布式二維高密度激電測量系統(tǒng)，這種方式的組成部分主要包括:WGMD—5A分布式二維高密度激電測量系統(tǒng)主機(jī)、PDS—1分布式開關(guān)適配器、分布式開光電纜與電極等。這個(gè)系統(tǒng)不僅可以進(jìn)行常規(guī)電法、二維高密度電法、三維高密度電法，同時(shí)還可以進(jìn)行二維高密度激電測量。這種方式具有較大的存儲量及較快的測量速度及準(zhǔn)確性，因此在地質(zhì)災(zāi)害防治中得到了廣泛地應(yīng)用與推廣。

將一個(gè)較大的斷面進(jìn)行不同小面的分割，從小面上的點(diǎn)測量近似而成，并對災(zāi)害地質(zhì)體和附近介質(zhì)的電性差異進(jìn)行反映。因溶洞和斷裂破碎帶充水進(jìn)而出現(xiàn)低阻變異情況，電阻率曲線在電測深曲線與斷面圖上將出現(xiàn)扭曲與梯度改變，作為地質(zhì)災(zāi)害勘查與預(yù)測的重要依據(jù)，高密度電阻率法比其他方式具有較高的分辨率與效果，并具有不錯(cuò)的分層及細(xì)小目標(biāo)勘測的能力，在預(yù)防隱患勘測及淺部巖溶、采空區(qū)等地質(zhì)災(zāi)害中得到了廣泛地應(yīng)用

3.2淺層地震法

對人工激發(fā)地震波在巖土層內(nèi)傳播的規(guī)律進(jìn)行研究，可以對淺層地質(zhì)問題進(jìn)行有效處理的方式就是淺層地震法。在勘探地質(zhì)災(zāi)害中，通常選用敲擊法與落錘法作為地震波激發(fā)的主要方式。本文通過對WZG—24工程地震儀進(jìn)行分析，來介紹淺層地震法。WZG—24工程地震儀主要包括兩個(gè)組成部分:計(jì)算機(jī)與采集器。通過儀器內(nèi)部的USB口采集器內(nèi)的數(shù)據(jù)向計(jì)算機(jī)進(jìn)行傳送，并通過錘擊、電火花、爆炸等方式作為激發(fā)震源，幾米到幾百米都是勘探深度的范圍，也可以利用延時(shí)功能，進(jìn)行深部地層地震資料的獲取。在反射、折射及樁基檢測等地震工作中得到了廣泛地應(yīng)用。

現(xiàn)階段地質(zhì)勘測一般都會選用瑞雷面波，在波的傳播方向垂直平面內(nèi)其質(zhì)點(diǎn)不斷振動，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動的橢圓就是質(zhì)點(diǎn)的振動軌跡，隨深度的變化，振幅呈指數(shù)函數(shù)快速下降，相比橫波，其傳播速度較小。相同波長的瑞雷波資料，將對深度水平方向相同的地質(zhì)體的物性變化進(jìn)行反映，波長不同的面波資料，將垂直地面方向地質(zhì)體的物性變化進(jìn)行充分體現(xiàn)。

橫向均勻的地層就是探測的對象，不能有大溝、高墻等出現(xiàn)在現(xiàn)場排列地表的兩側(cè)及對面近旁，這樣將出現(xiàn)波反射或散射的障礙物，通常情況下在炮點(diǎn)面對排列的背側(cè)安排不能回避的障礙物，單端激發(fā)共炮點(diǎn)等道距記錄就是現(xiàn)場采集的原始數(shù)據(jù)，確保選用超過6道的道數(shù)。預(yù)期探測深度應(yīng)在排列長度以下，確保排列能對50%的預(yù)期面波最長波長進(jìn)行容納，道間距必須比預(yù)探測的最小目標(biāo)尺度小，防止對數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性造成影響。

4　結(jié)語

綜上所述，隨著國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷提升，在地質(zhì)災(zāi)害防治過程中，物探技術(shù)作為其災(zāi)害防治的主要技術(shù)之一。將其應(yīng)用到地質(zhì)災(zāi)害治理中，不僅可以提高勘查質(zhì)量，還可以提高勘探的安全性，并為地質(zhì)災(zāi)害防治工作的順利開展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

［1］任樂華，王宏安.物探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害防治過程中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)信息，2012，05：261.

［2］許黨委.物探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害勘探中的有效應(yīng)用［J］.中華民居（下旬刊），2012，12：225.

［3］熊究良.物探技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害中的應(yīng)用和發(fā)展研究［J］.廣東科技，2011，18：211-212.

［4］劉向紅，孫林華，陳松，柏特.物探技術(shù)在典型地質(zhì)災(zāi)害探查中的應(yīng)用效果及評述［J］.宿州學(xué)院學(xué)報(bào)，2011，11：18-21.

［5］劉淑俠.基于地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警平臺的地質(zhì)體數(shù)值模擬研究［D］.成都理工大學(xué)，2013.

［6］楊園園，賈赫.試析物探技術(shù)與地質(zhì)災(zāi)害勘探的有機(jī)融合［J］.黑龍江科技信息.2012（22）.