水工環地質勘查中的技術應用分析

任 鹍 翔

(山西省第一水文地質工程地質隊，山西 太原 030024)

水工環地質勘查中的技術應用分析

任 鹍 翔

(山西省第一水文地質工程地質隊，山西 太原 030024)

簡述了水工環地質勘查的現狀與應用領域，分析了水工環地質勘查GPS技術、RTK技術及TEM技術的特點，并探討了各技術在實際工程中的作用，對人類工程的建設有重要的意義。

水工環地質勘查，GPS技術，RTK技術，TEM技術

0 引言

隨著我國對資源的開采力度逐漸加大，建筑工程行業的迅猛發展，地質勘查在尋礦工程和建筑工程有著前瞻性的積極意義。然而過度的開采和不規范的建設，環境污染等生態問題逐漸顯現，加上全球性的極端氣候影響，可持續發展的理念受到了空前的挑戰。因此，在各領域的人類工程中，前期階段的水工環地質勘查成為了人類活動的必然。只有準確地進行地質勘查，才能確保人類活動的合理性和科學性，才能實現經濟效益和生態效益統一，構建和諧發展的人類文明框架。鑒于此，下文將基于筆者研究及工作實踐，重點圍繞水工環地質勘查中的技術應用談一談自己的看法，以供廣大同行參考。

1 水工環地質勘查的概述

由于學科間的交叉融合和理論基礎的成熟，單一的地質勘查已經不能夠滿足人類工程的發展要求。因此尋求綜合性的地質勘查成為了發展趨勢，水工環一體化的地質勘查成為了綜合性勘察的重中之重。水工環地質勘查是水文、工程、環境三個系統勘查的綜合性簡稱，地質勘查的內容即是水文地質情況、工程地質特點、環境影響因素等等。主要是對地形地貌特征的水文工程環境因素進行分析和研究，對其影響因素的規律性進行控制，通常是在前期水工環理論基礎數據前提下，運用適當的比例進行科學驗證，借助先進的勘察技術和儀器設備對水工環地質勘查指標因素進行分析判斷，探究影響水工環地質勘察結果各個環境因素，分析水工環各個參數變量對整個地質勘查工程的影響程度。水工環地質勘查是各個工程領域的重要環節，是人類工程的基礎工作，水工環地質勘查結果評價直接關系到人類工程的質量，因此占據著重要的地位，有利于社會效益和經濟效益的相統一，也有益于社會資源的開發利用，發揮勘察結果在人類工程的現實導向效用。

2 水工環地質勘查的應用領域

水工環地質勘查涉及的學科內容廣泛，涵蓋知識豐富，勘查內容應用領域全面，覆蓋面積廣，涉及到了人類工程的方方面面。隨著學科間的融合加強，學科弱邊緣化趨勢逐漸明顯，這就決定了水工環勘查的應用領域與我們生產生活息息相關。在可持續發展的文明背景下，水工環的勘察在我國資源的開發、能源的利用、工程建設等發揮著重要的基礎作用。具體而言，勘查應用的范圍主要有以下幾個方面：其一，環境資源的調查。人類文明的發展與生存環境相互制約、相互發展，特別是人類活動對環境資源的作用，資源匱乏成為了現如今人類文明急需發展的制約因素。因此，環境資源的開發、利用和保護，都在水工環地質勘查的前提下進行。其二，城市建設規劃。城市化進程加快，標志性的建筑物如雨后春筍般的涌現，建筑工程行業得到前所未有的發展，而建筑施工的基礎性數據是建立在勘查的前提上的，在城市的建設規劃中，水文地質條件、自然社會環境的因素分析，直接關系建筑工程勘察的結果。其三，地質—生態學科的應用。學科間的交叉打破了學科界限，地質生態學作為一門新興學科，主要研究地質生態環境的相互制約相互促進的環境鏈條的關系。水工環地質勘查在這學科發展起到了積極的作用。

3 水工環地質勘查技術

3.1 GPS技術

GPS信號接收機接收了GPS信號之后，應用無線電接收技術，使用無線電接收設備把GPS信號轉換為數據圖像，并根據圖像標注各個參數。主要是在流動站上運用此技術，為工作人員提供定位便利，精確地計算出基站的基線向量，同時獲取基準站的坐標，根據WGS-84坐標與地方坐標系實現數據轉換，對用戶的三維坐標及時的計算并顯示。GPS衛星定位的原理基礎是無線相應的原理，把地面的無線電信號傳輸到衛星，同時形成定位系統，地面點與衛星點相互反映，在已知的三個地面定點的，判斷出衛星的具體位置；在已知的衛星三個定點位置，交會出地面定點的具體位置。此外，接收機接收三個衛星位置的定位信號，根據已知的測站點與衛星的距離，通過交會法計算測站點位置。

3.2 RTK技術

RTK技術是一種降低誤差的技術。衛星的數據存在著大量的殘余誤差，載波相位測量也有一定程度的誤差，使用系統差分法，用RTK技術將這些誤差降低至最小值，通常載波相位測量的誤差的控制范圍是在cm之內。數據發送的改正和數據接收的改正分別由基準站和流動基站負責，這是該技術運用差分法的共同特點。通常來說，RTK技術要求數臺接收設備同時運行，基準站需要一臺，流動站需要多臺，才能保證信號接收通暢。通過接收器接收衛星信號，對比該信號與位置信息，同時通過無線傳輸設備傳輸GPS改正數據到流動站，進而獲取精準的位置。

3.3 TEM技術

該項技術又名瞬變電磁法，是一種綜合電法和磁法的物探技術，該項技術在我國的應用領域并不廣泛，由于技術在發展階段，尚未形成成熟的技術工藝。電磁法勘探是運用于具有磁場的地質的勘探方法，是一種很有效的勘察方法。主要是運用巖層內部不同礦產介質相互間的磁場作用，通過磁力儀感應到巖層內部的磁變化，運用勘查腐蝕變形的巖石、礦床以及控礦構造有顯著的勘察效果。瞬變電磁法勘探密度高，分辨率小，且勘察數據精準。

4 水工環地質的技術應用

日益增長的能源需求加大了我國對能源礦區的開采力度，同時建設規劃區域城市化，環境的利用和保護成了關注度高的課題。因此，實現土地的循環利用，正確規范地應用水工環地質勘查技術，確?？辈樾Ч?。

4.1 實際勘查情況

在實際的水工環勘查應用中，勘查的內容主要集中在地下水溫、水位、地下水開發、地形地貌、建筑工程場地及其周邊環境的水文、地質情況等。分析研究影響水工環勘查的自然環境和氣候變化因素，以及結合全球性的環境問題，分析各種環境因素之間的相互聯系，應用GPS技術、RTK技術規范化、標準化，對勘察對象進行控制測量，充分利用技術勘察，對勘察結果進行數字化信息轉化，提高勘察質量。

4.2 GPS技術應用

20世紀90年代始，GPS數據的收集方式有了極大的進步，從單向性發展成為連續性的采集，加大了此技術在工作環境的適應能力。特別是地震等地質災害的預警中，采用GPS收集數據信息，并結合石油地震勘察技術，及時對災害控制并恰當的開發利用地質能量。遙感技術也是GPS技術其中的一個分支，該技術在地質勘查和地質災害預警控制中發揮著應有的作用。同時結合計算技術，對勘察圖像進行技術分析，提高遙感圖像空間和光譜分辨率，對勘察結果的精準度有較大的提高。

4.3 RTK技術的應用

GPS的位置差分、相位差分以及偽距差分的差分計算對水工環的地質勘查有重要的影響。利用RTK技術，對這三種相位差分進行改正計算，從而獲取準確的定位信息。該技術應用中，有以下的接收裝置要求：基準站建立一臺接收裝置，流動站建立多臺接收裝置，兩個站點的配合接收同一顆衛星發射的信號。這樣一對多的接收配置，能夠準確的獲取衛星定位信號，獲取差分改正值。具體的地震資料的處理中，GPS資料處理是最基礎的處理，在最初的衛星定位基礎上，并結合石油優秀技術，進行差分處理，由此看來，該項技術已經與GPS技術得到融合。該項技術在環境的污染情況檢測，地質災害防御都有著重要的應用。

4.4 TEM技術的應用

瞬變電磁法最初應用在航空的物探中。該項技術的主要運用設備是電磁儀器，利用回線影響，通過脈沖電磁波傳回地下，利用時間差發現磁場異常，特別易于發現二次不均勻渦流場。這種異常的磁場運用在地質勘查中，對特殊物質的尋找和判斷有較大的作用。在具體的應用中，TEM技術主要有兩種方法：垂直磁偶源和電偶源。其中垂直磁偶源在環境的地質勘查業受到廣泛的運用，此類電法勘察方法分辨率較其他勘察技術要高，因此對于礦區的地質勘查有大的普適度。但是應用電磁法容易受周邊環境的干擾，多種磁場相互作用容易形成煙圈效應。

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Analysis on technology application in hydro geological survey

Ren Kunxiang

(ShanxiFirstHydrogeologyandEngineeringGeologyTeam,Taiyuan030024,China)

This paper briefly described the status and application field of hydro geological survey, analyzed the characteristics of hydro geological survey GPS technology, RTK technology and TEM technology, and discussed the role of each technology in practical engineering, had important significance to human engineering construction.

hydro geological survey, GPS technology, RTK technology, TEM technology

1009-6825(2017)03-0080-03

2016-11-11

任鹍翔(1985- )，男，助理工程師

P624

A