探析新技術新方法在水工環(huán)地質勘查中的應用

李建龍

摘要：本文從當前水工環(huán)地質勘查現(xiàn)狀入手，簡要介紹水工環(huán)地質勘查中各項先進技術及應用范圍，使瞬變電磁技術、全球定位技術、探地雷達技術、載波相位差分技術在水工環(huán)地質勘查中的應用，以提升水工環(huán)地質勘查水平。

關鍵詞：新技術；新方法；水工環(huán)；地質勘查；應用

隨著科學技術的不斷發(fā)展，各項先進技術在水工環(huán)地質勘查中得以應用，為水文地質、工程地質、環(huán)境地質勘查提供了極為重要的技術支持，不僅提升了水工環(huán)地質勘查的準確性，同時也確保地質勘查工作效率。因此，應重視現(xiàn)代科學技術的研究，使其為水工環(huán)地質勘查做出卓越貢獻。

1.當前水工環(huán)地質勘查現(xiàn)狀

水工環(huán)是水文地質、工程地質及環(huán)境地質的簡稱，通過對水工環(huán)地質加以勘察，了解地下地質情況及各項能源分布情況，是當前國家經濟發(fā)展的重要保障。但當前由于資金投入力度較小，部分省市水工環(huán)地質勘查所應用的技術較為陳舊，難以滿足現(xiàn)代社會對水工環(huán)勘察的實際需求，致使其勘查結果質量難以保障，成果轉化率水平較低，形成一種惡性循環(huán)，嚴重阻礙了我國水工環(huán)地質勘察工作進一步發(fā)展n]。

2.水工環(huán)地質勘查中的技術及應用范圍

2.1水工環(huán)地質勘查中瞬變電磁技術及應用范圍

瞬變電磁技術就是向地底發(fā)射脈沖磁場，從而探測地底電阻率，通過對電阻率的分析而了解測量范圍內地電特征與規(guī)律。這一技術利用電磁感應定律，對二次感應渦流場加以觀測，于20世紀80年代進入我國，經過近40年的發(fā)展，瞬變電磁技術在水文地質勘探、工程地質勘探中應用十分廣泛。瞬變電磁技術將設備中的電磁波通過回線發(fā)射到地底，在兩次發(fā)射的間歇中監(jiān)測其渦流場，如監(jiān)測數(shù)據(jù)結果與數(shù)據(jù)標準范圍相互比對，如發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)波動，則證明在該區(qū)域內地底存在特殊地質體。這是由于不同類型地質其電性有所差異，電磁波在地底傳到的過程之中，特殊地質將會延長電磁波的傳輸時間，形成電磁波煙圈效應，對這一時間差進行分析和研究，從而了解區(qū)域內地底地質情況。在水工環(huán)地質勘查中應用瞬變電磁技術具有一定優(yōu)勢，瞬變電磁技術的分辨率較高，對地上部分地形要求較低，可靈活應用于各項水工環(huán)地質勘查工作之中，瞬變電磁技術是目前最為普遍的水工環(huán)地質勘查技術之一，在實際勘察中具有廣泛的應用價值。

2.2水工環(huán)地質勘查中全球定位技術及應用范圍

全球定位技術在各行各業(yè)中的應用尤為廣泛，這一技術具有高精度、全天候的優(yōu)勢，能夠對各種不同地質情況進行三維勘探，同時，全球定位技術還在不斷發(fā)展，國內外各個國家均大力研究全球定位技術，由此可以預見，在未來階段，全球定位技術將會更為廣泛的應用于水工環(huán)地質勘查工作中。傳統(tǒng)地質勘查一般多基于地表加以觀察，而全球定位技術是利用衛(wèi)星來進行定位與測量，在高空中對地面地質情況精細化勘察，其精準性與靈活性較高。在水工環(huán)地質勘查過程中，應用衛(wèi)星定位在地面上事先設置的接收機，衛(wèi)星在觀測之后將數(shù)據(jù)信息通過無線信號的形式傳輸至地面，并通過智能軟件計算和分析所采集的數(shù)據(jù)信息，從而對地面情況進行精準定位。與此同時，現(xiàn)代科技發(fā)展帶動全球定位技術的進步，現(xiàn)階段全球定位技術已經能夠將地表坐標進行動態(tài)化處理，進而對其實時定位，在水工環(huán)地質勘探中合理應用全球定位技術，使得地質定位精確到厘米級，有效提升了水工環(huán)地質勘查工作的準確性。例如，在水工環(huán)地址勘查中應用全球定位技術實施靜態(tài)勘察，根據(jù)勘探工程確定外控制網，選取適當國家共致電，利用3至5臺全球定位接收器實施三維坐標控制，從而實現(xiàn)高效的靜態(tài)測量。

2.3水工環(huán)地質勘查中探地雷達技術及應用范圍

探地雷達技術是當前地質勘察無損技術之一，這一技術勘察速度較快、分辨率較高、勘察成本較低，可以有效解決地質勘查難題。探地雷達技術向地底發(fā)射高頻脈沖電磁波，電磁波在傳播過程中形成一定的波動，通過探地雷達檢測系統(tǒng)將這一波動數(shù)據(jù)加以收集，并利用數(shù)字化軟件進行分析和處理，最終形成勘察結果，這一技術不僅在水工環(huán)地質勘查中得以應用，在考古勘探、地質災害調查、建筑結構檢測中也經常使用。探地雷達技術電磁脈沖波的頻率在100萬至10億赫茲范圍區(qū)間之內，根據(jù)不同地質情況進行選擇。當前探地雷達技術已經實現(xiàn)自動化和智能化，從數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸、分析研究，到最終形成地質勘探報告，這一過程全部由軟件自動化完成。因此，其分析處理速度極快，在水工環(huán)地質勘探中應用具有極高的靈活性，尤其是在地表覆蓋厚、地下隱伏地形、破碎帶等特殊地質勘查工作中，采用探地雷達技術能夠滿足實際勘察需求。在地表覆蓋厚、地下隱伏地形、破碎帶等特殊地質勘查工作中，尤其在熔巖地區(qū)、復雜環(huán)境及堤壩隱患檢測等方面，采用探地雷達技術能夠滿足實際勘察需求，其應用價值較高。

2.4水工環(huán)地質勘查中載波相位差分技術及應用范圍

載波相位差分技術是全球定位系統(tǒng)的應用技術之一，該技術與全球定位技術相互結合，轉變以往靜態(tài)化測量與定位的現(xiàn)狀，從而獲得動態(tài)化測量結果。載波相位差分技術成為當前水工環(huán)地質勘查工作中高端技術種類，我國北斗衛(wèi)星系統(tǒng)利用多顆衛(wèi)星共同測量，地面建立基準監(jiān)測站、流動監(jiān)測站，二者將所測量的數(shù)據(jù)并將地面測量站的載波相位進行差分分析處理，通過一系列求查解算，進而獲得厘米級、甚至毫米級的動態(tài)測量精度。在水工環(huán)地質勘查中應用載波相位差分技術，有效提升了勘察工作效率和結果的準確性。同時，隨著信息技術的發(fā)展，網絡載波相位差分技術誕生，將以往單點載波相位差分處理進行網絡化優(yōu)化，使若干參考站成為一個定位網絡，在該網絡中進行載波相位差分處理，避免了以往單點載波相位差分數(shù)據(jù)線性衰減造成的信息誤差，增強了載波相位差分技術的準確性與實效性。另外，在載波相位差分技術之中引入虛擬參考站技術，將測量區(qū)域實時動態(tài)載波相位差分結果加以測定，使得移動監(jiān)測站與基準站之間的距離可以進一步拉大，并不會對測量結果造成影響。因此，在水工環(huán)地質勘查中合理應用載波相位差分技術與虛擬參考站技術，增強全球定位系統(tǒng)的性能和準確性。將兩種技術均應用于地質勘查工作之中，其應用效果及應用范圍十分廣泛。

3.結束語

綜上所述，水工環(huán)地質勘查對技術的要求較高，其勘察效果與科學技術發(fā)展息息相關，在水工環(huán)地質勘查中靈活應用各項現(xiàn)代化技術，并根據(jù)實際地質情況加以選擇，有利于提高地質勘查結果準確性，對我國地質勘查事業(yè)發(fā)展具有重要影響。