水工環地質勘察中的技術及應用

李 斌

（湖南省地質礦產勘察開發局四0五隊，湖南 吉首 416000）

1 水工環地質勘察的現狀分析

最近幾年，大部分地區開始對土地資源和地質情況進行調查和研究，相關工作人員也正在找礦、努力發展勘察工作，堅持“地大物博、努力挖掘”的思想原則，打破傳統的“墨守成規、自我循環”的工作狀態，突破舊思想帶來的束縛、突破一成不變的工作模式、不斷挖掘出創新的思路，改變工作人員傳統的思維模式，提高他們水工環地質勘察中的工作能力、提升他們的專業技能和水平。對于地質較為復雜的地區來說，水工環地質勘察工作是一項復雜程度比較高、難度系數比較大工作，無形中給相關工作人員帶來巨大的壓力和考驗，與此同時也會面臨著各種各樣的問題。

2 水工環地質勘察中的技術及應用

2.1 GPS衛星定位系統技術及其應用

2.1.1 GPS衛星定位系統技術的基本原理

它的基本工作原理就是無線電信號發射臺首先發生了轉移，從地面轉移到衛星上，從而形成一個衛星導航系統，然后再利用無線電測距交會的基本原理，這樣可以發現它就是利用三個以上的地面點交會出一個控制點，這就是衛星的位置。與這相似的是利用三個以上明確了衛星定位可以交會出用戶接機的位置。根據逆反原理，用戶與此同時可以根據GPS衛星接收定位系統技術可以在同一時間內檢測到三個GPS衛星定位，同時還可以確定GPS衛星的坐標點，最后利用交會解法可以檢測出網站的具體位置。對于實時動態測量方法，它的基本原理就是在基準站上安設一個GPS接收設備，流動站上的相關GPS接收設備就會感應到衛星位置，然后無線電設備進行信息傳輸和接收，對實測數據和轉換參數進行科學有效的輸送，其實就是利用GPS相對定位的基本原理，然后地方坐標系和WGS-84坐標系進行數據的轉換和輸送，可以實時動態測量出用戶需要的相關位置，提高了定位的科學性、可靠性、準確性。

2.1.2 GPS衛星定位系統技術的應用

最近幾年，電子全站儀、先進的設備已經投入使用，但地質勘察工作仍然得不到有效改進，工作效率低，加大了勘測周期。為了提高勘測正確性，GPS技術具有良好的使用前景，它具有三維定位的優勢，不需要擔心測點間通視，造標，數據處理等誤差。與此同時在地質勘測過程中可以科學的進行設計、實地定點、放線等，可以提高勘測位置和方向的準確性，除此之外GPS在地質勘測中的應用方面主要有以下幾點∶

一是GPS水準高程在地質勘測中的應用；這種方法適用于一些小測量項目，通常情況下把GPS水準測量法和國家高程網相結合使用，標識好聯測點，且它們之間的距離不大于10千米，可以達到四等水準測量的效果，提高了數據的正確性。

二是GPS技術在圖根控制測量的應用；傳統的測量方法存在許多不足之處，很容易受到惡劣天氣的影響難以勘察測量任務，但GPS技術可以解決上面出現的問題，首先進行細致的觀測，然后接收衛星可以同步觀測數據相關數據，并且及時更新結算結果，達到理想結果就結束實時觀測。

三是GPS技術在虛擬現實技術的運用；在GPS技術的應用下，可以對一些復雜的地理地勢、周圍環境進行科學的描繪測量，結合先進的虛擬現實技術，能在計算機上描繪出三維立體圖像，還可以對一些細節進行分析，從而達到逼真、現實的效果。

利用GPS定位系統可以檢測到一些有用的原始數據，礦業局也可以利用GPS衛星定位系統對地震地質進行勘察；同時相關工作人員也可以通過采集到的反射波、電磁波、透射系數等相關數據，為地質勘察提供有利的參考價值。但它也存在許多不足之處，一是容易受高程異常值問題的影響,例如：大地高程轉換至海拔高程的工作數據容易出現問題，,影響高程測量數據的精度。二是解算時間過長，沒能得到固定、浮點、差分解等現象,需要采用提高高度或短距離偏移的方法來糾正。三是RTK容易受到天氣、衛星信號、數據鏈傳輸等影響，數據不精確。四是耗電量比較大。五是容易受到電離層的影響點,測量很難得到固定解。

2.2 遙感技術的應用

從它的發展范圍來看，它首先應用到動態監測和宏觀普查中，后來由于它的應用效果較好，逐漸推廣到生態環境調查、污水監測方面，對生態環境調查和污水監測起著重要作用。同時遙感技術對空間監測也有重要意義，它的空間分辨率、光譜分辨率得到了完善，在地理信息系統和全球定位系統的應用也取得了飛躍式發展。除此之外，在尋找礦、水、熱等資源；開發草原、荒地、林木等；監測洪水、臺風、火災等具有重要意義，例如：科技人員按照衛星照片可以對塔里木盆地北部石油地質情況的進行解釋解釋，勘測到新的成油相關信息，為人類覓得新油田;同時還可以描繪出大同煤田的具體位置，了解含煤層等。衛星遙感技術發揮的作用不容小覷，但它也存在許多不足之處，例如：這種技術只能在電磁波譜表現出從可見光到微波段電磁波譜的輻射的一些特征，不能表示出其余波譜段的特性。

其次，衛星遙感信息主要反映是近地表的相關運動狀態，，不利于地下深處。最后，衛星遙感信息數據的確定性與信息應用反演時的不確定性產生了差異。

2.3 電法水工環地質勘察技術的應用

2.3.1 激發極化法及其應用

它的基本工作原理是指在一定的供電電流的作用下，二次場電位差（ΔU2）隨時間變化的特點和規律求得視極化率ηS、充電率M等參數找礦和找水的激發極化法。首先綜合考慮但巖石、礦石的激發極化效應作用，制定一組合理化的電法勘探方法。與此同時，它根據電流方式可以分為直流激發極化法（時間域法）和交流激發極化法(頻率域法(SIP))兩種方法。一般情況下使用的電極排列順序主要由中間梯度排列、聯合剖面排列、固定點電源排列以及對稱四極測深排列構成的。

根據相關研究，激電場的衰減速度為多個半衰時、衰減度、激化比等相關數據，這些參數可以準確地找到不同類型的地下水資源，還可以預測涌水量大小，這樣就可以把激電參數與地層的含水量在一起分析。除此之外，激發極化法在各種礦物、土質、資源勘測方面的應用取得了不錯的經濟效益。在尋找硫化礦體、探測埋深達1.6～3.2公里的大型工業礦體、尋找油氣田方面具有十分重要意義，同時還具有操作簡便、儀器輕便、自動性強等優點，但它也存在不足之處，這種方法容易受到大地電場的作用，其半衰度不一定能達到預期的效果。

2.3.2 高密度電阻率法及其應用

高密度電阻率法算是一種科學的陣列勘探方法，主要是利用了巖、土導電性的差異性，然后通過人為制造穩定的電流場，在人為電流的作用下，傳導電流出現一定分布規律，可以快速實現地質勘察功能。當進行測量時，相關工作人員只需將每個電極放置在觀測面的每個測點上,在這種情況下，在程控電極轉換裝置和微機工程電測儀兩個儀器的作用下，就可以快速實現數據的快速輸送和自動采集功能。

高密度電阻率法在公路和鐵路選線、橋墩選址、水庫滲漏的應用得到了應用，主要就是在電流的作用下觀察電阻率的大小，顆粒大的巖石電阻率大，根據電阻率的變化可以了解地質情況。具有以下幾種優點：一是電極設置簡單，可以一次性完成，避免了復雜電極設備的影響，提高了工作效率、減少了不必要的麻煩。二是電極排列方式多樣化，地電斷面信息豐富。三是利用自動化采集信息，提高了工作效率，減少了人為帶來的錯誤。但高密度電阻率法勘探中,存在著許多問題有待完善和解決,如勘探深度與電極距的關系問題、定量解釋問題、分辨能力等等。

3 結語

綜上所述，由于地下資源豐富、地質變化多端、建筑工程的崛起，水工環地質勘察中的技術及應用受到了相關部門的重視，它是影響社會發展的重要因素。為了提高國民經濟、豐富國家資源，相關工作人員需要重視水工環地質勘察數據的科學性、準確性。