新技術在水文地質方面的應用分析

摘 ? ?要：新技術在水文地質中發揮著重要的作用，如果前期工作做不好，就不能保證后期礦產資源的質量，而且為了保證礦區開采的安全性，也必須要重視水文地質勘察，這樣能提高開采的效率，幫助企業獲得經濟效益。本文將分別說明ANN、核磁共振技術和遙感技術在水文地質方面的應用。

關鍵詞：新技術;水文地質;應用

中圖分類號：P641.7 ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0146-02

隨著社會經濟的快速發展，社會各行各業對水資源的利用效率和依賴性越來越高，水、社會和經濟發展成為了現階段經濟社會的重要議題。因此，水文地質工程技術也逐漸受到人們的關注，新技術的使用給水文地質工程帶來了極大的便利。

1 ?ANN在水文系統中的應用

ANN在水文系統中的應用種類十分廣泛，文中將主要從三個方面入手，加以描述：ANN技術的第一大特點就是可以快速分類和識別，ANN技術具有較高的精準率和容錯性，同時，ANN能夠快速適應環境，通過組織和學習減少了傳統技術方法的弊端，減少了其他約束條件，所以該技術可以快速實現水文水資源的識別和分類。在識別和分類方面應用的最多的是人工神經網絡評價技術，該方法主要利用3層神經網，以評價標準為輸入條件，經過訓練建立了一套水質評價模型，并且保證評價的結果和傳統方法的結果具有一致性。另外，還可以利用ANN技術對水文水質進行分流，對支流進行分類，對水文災害進行預警和預報，選擇水文代表年，預測干旱和評價水資源等，利用ANN技術識別水文系統，其中大量的數據都是通過建立的網絡模型得到的，減少了人為操作，避免了傳統方法中人為操作的隨意性和不確定性;ANN技術還能根據不同的參數要求選擇建立不同的水質評價模型，適應性較強;ANN技術的第二大特點就是預警和預報，如果使用傳統的水文檢測工具，只能夠通過大量的歷史資料進行分析，而ANN主要是通過神經網絡組成函數計算器，通過實地檢測，對數據進行分析和處理，將各個神經元連接起來，模擬出預報因素和影響因素之間的關系，運用ANN進行預測和預報，并建立模型，普通的影響因素就是網絡輸入，而輸入的神經元數量就是影響因素的數量，預報的水文變量就當作神經元網絡的輸出，ANN技術在降水、徑流量預報，洪水預報和水質預報方面都做出了一定貢獻;ANN技術的第三大特點是計算優化，在水資源的規劃管理上，ANN技術制定出了一些理論方法，比如利用線性規劃和非線性規劃、多目標決策、系統理論等技術進行優化計算等，但是在模擬水文系統時，神經元網絡可能會出現一些不足和問題，仍需要不斷完善。但總的來說，神經網絡具有高效處理，找準平衡的優點，這些都為創新計算提供了新的解決途徑。

2 ?核磁共振技術在地下水勘探中的應用

2.1 ?地面核磁共振原理

除了ANN技術以外，地面核磁共振技術在水文地質中應用的也較為廣泛，地面核磁共振技術是一個以原子核為基礎的物理現象，因此它也具有核原子的磁性，能夠吸收一定的電磁波，運用地面核磁共振技術從理論上看是抱枕研究的原子核距不為零，在水中，氫核具有核子的磁性，在地層中核子磁性是最高的，而且磁旋比最大，當氫核距離不為零時，它就能夠激發出水中含有的質子，使原子核在距離之間發生跳躍，從而產生核磁共振。鋪在地面上的線圈功率為拉莫爾頻率，它是一種交變電流，在地層的作用下能夠形成宏觀磁矩，這主要是由地下水的氫核形成，當宏觀磁矩達到地面上以后，就會產生旋轉運動，這也是氫核所特有的運動，用一些裝置取出一些電磁場發出的信號，信號的強弱都與水中的氫質子相關，不僅關乎質子的數量，也關乎質子的性質，也就是說地面核磁共振技術信號所產生的幅度指數與地層中水分的含量是呈正比的，這就是直接找水技術，也就是地面核磁共振找水技術。

2.2 ?核磁共振技術應用

在水文地質中，核磁共振技術的應用可以說是最廣泛的，優點具有：利用該技術可以實現直接找水，應用該方法進行探測可以在一定范圍內顯示出核磁共振的信息，如果沒有相應的信息顯示出來，就說明沒有水源;同時，利用核磁共振技術具有量化的特征，利用核磁共振技術可以確定水層的深度和厚度，以及水率，這種方法的最大特點就是高效和快速，而且成本花費較低，信號接受速度較快，靈敏度較高，容易受到電磁噪音的影響。

3 ?遙感技術在水文地質方面的應用

3.1 ?水文地質測繪

在水文地質工程中，水文地質測繪占據著較大比重，水文地質測繪是一項較為復雜的工程技術，也具有較高的綜合性。在20世紀，有關部門提出要求，在水文地質調查工作中，應用遙感技術可以解決某些復雜的問題，它主要是通過利用衛星圖以及航空圖對當地的水文地質進行解釋和說明，用來解決水文水質問題，但是該項工作必須貫穿于水文地質勘察的整個工程中，成為設計、野外工程和資料編寫的一部分，如果將遙感技術應用于水文地質測繪中，那么將會取得較為突出的效果，利用遙感技術還能夠描畫出地質界線，畫出的地質界線準確真實，人員可以進行深入細致地研究，得到地層活動的準確資料，包括斷裂地帶等，由于所用的遙感圖像能夠清晰反映水文水系、河流、濕地等水文地質情況，所以能夠幫助人員準確判斷出地下水的位置、徑流和地下水的排出;總之，利用遙感技術可以提高水文地質的勘察準確度，尤其是在一些極其復雜的條件下，在一些交通困難的地區，采用遙感技術，可以更加突出優點。

3.2 ?調查地下水資源

采用遙感技術方法可以快速找到地下水資源分布的準確位置，遙感技術在我國應用的十分廣泛，即使是在巖石區也能取得較好的效果。運用這項技術，能夠清楚分辨航空航天圖像中的地下水分布，利用圖像進行地質解釋，找到富含水層或者水源豐富的地質結構層，然后采用一定的鉆探工具進行鉆探，獲取第一手水文地質資料和開采資料，根據資料再進行具體的分析，根據綜合分析計算水資源的分布并正確評價。因為根據遙感圖像獲取的信息十分準確，所以用遙感技術進行地下水調查，可以取得較好的效果。現階段，我國加大了對水文水質的研究力度，要求我們應用地球信息科學技術，建立起較為完整的環境遙感體系，準確監測我國的資源生態和環境，也為我國的資源環保部門制定決策提供切實可行的依據。這一測量系統可以對我國的水文水質資源提供真實準確的科學數據，另外，因為熱紅外圖像可以清晰地反映出地下水和泉水的溢出位置，所以其中的熱紅外遙感技術具有重要的作用。

3.3 ?礦區水文地質勘查

近幾年來，礦區事故時有發生，比如發生了一些礦井透水事故，造成了較大的經濟損失，這與采礦企業盲目追求經濟利益，不正確開采有較大關系，但其中一個較為重要的原因是沒弄清楚礦區的水文地質條件，所以導致盲目開采，致使礦區的含水層分布和地質構造遭到破壞。

3.4 ?水利工程的水文地質勘查

如果地形區域為水庫區，那么在該區域進行水文地質勘查主要就是解決水庫滲水的問題，在調查水文地質時，需要通過航天圖和航空圖進行地質說明，結合地面勘查工作，能夠快速找到巖層中的含水層，泉水的溢出位置以及巖層透水性會滲漏的地方。根據水文水質條件，可以繪制出河谷區到分水嶺的地下水資源分布圖，這可以為繪制工程地質圖提供依據。比如我國的三峽水電站就很好地利用了遙感技術，并取得了較好的成效。

4 ?結束語

總之，新技術在水文地質中發揮著重要的作用，需要人員對水文地質作用有一個清晰的認識，并結合實際情況，了解新技術，并根據實際情況采取不同的新技術，加強ANN技術、遙感技術以及核磁共振技術在水文地質中的作用。

參考文獻

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收稿日期：2018-12-9

作者簡介：馮民豪（1990-），男，漢族，廣東茂名人，助理工程師，本科，主要從事水文地質專業工作。