當前水工環地質勘察中的技術及應用范圍

趙子萱

（山東省地質礦產勘察開發局801水文地質工程地質大隊，山東 濟南 250014）

近年來，隨著國家以經濟建設為中心，各類工程建設成為發展經濟，促進就業，改善民生的重要措施。工程建設前期需要做好多方面的準備工作，其中關鍵性的一項就是了解工程所在的地質水文條件，即需要實施水工環地質勘察[1]。早期水工環地質勘察中能采用的技術方法較少，而隨著水工環地質勘察的日益頻繁以及相關技術方法的發展，目前有較多方法可用于水工環地質勘察中，為我國現代化工程建設提供了重要依據。本文結合筆者工作經驗以及實際情況，對水工環地質勘察技術應用現狀、應用范圍等展開分析，詳細如下。

1 水工環地質勘察基本內容介紹

水工環地質勘察指的是水文地質、工程地質以及環境地質方面的勘察，三者在具體勘察內容方面有所不同。水文地質勘察主要是分析工程所在區域內地下水的相關變化和運動，明確確定區域內的地下水的分布與形成規律，評估水的物理性質、化學成分，地下水對工程建設的不利影響等，當然水文地質勘察也是進行地下水資源及其合理利用的依據。工程地質勘察主要側重分析不同地質問題對相關工程建設的影響，確定出工程建設區域內的不同地質條件，分析潛在的地質問題，預測工程建設對地質環境的影響，從而規避不良地質條件或者針對不良地質條件制定工程處理措施，如對濕陷性黃土、地震帶、不利巖石條件等處理。環境地質勘察在于評估工程建設、采礦、取水等對地質環境造成的影響，比如大量抽取地下水可能引起地面沉降，采礦可能引起嚴重的水、土地等環境污染問題，此外，地質變化還可能引起各類地質災害，如滑坡、泥石流等。

水工環地質勘察三者之間既有聯系，又有區別，具體勘察中應結合實際勘察目的有所側重，依靠水工環地質勘察提供更多的地質信息，為礦產資源開發利用、工程建設、水資源保護與利用等提供依據[2]。

2 水工環地質勘察常用技術分析

2.1 GPS技術

GPS技術指的是全球定位技術，在日常生活領域、工程測量、地質勘察等眾多方面得到應用。水工環地質勘察中，通過GPS技術的一方面能夠獲取勘察區域的地表信息，另一方面則能夠從空間獲取信息，為水工環地質勘察提供一定信息。GPS技術在應用中，地面發射器的位置可通過衛星確定，整個水工環地質勘察中依靠GPS技術還能夠確定不同位置的坐標信息，兼顧整個勘察過程中的速度與勘察結果可靠性。從GPS在水工環地質勘察應用方面分析，其具有定位準確，工作效率高，自動化作業以及全天候作業等特點。水文地質勘察方面，通過GPS技術能夠確定出勘查區域，利用雷達相圖分析可知曉勘察區域內底層情況，能夠分析出不同的水質成像，描述不同區域水質特點；利用GPS技術在水工環地質勘察中可分析不同區域水文地質特點，描述水文地質特點，做好水文地質層的的定位等。

2.2 TEM技術

TEM技術是以瞬變電磁為基礎，目前在水工環地質勘察中也得到了應用，如環境監測、地質災害、水工環地質勘察、礦產資源開發利用。

2.3 RTK技術

RTK技術即載波相位差分技術，通過基站采集得到衛星數據，依靠數據鏈可為移動站提供觀測結果、站點的相關坐標數據等。移動站根據衛星數據以及接收到的數據通過實時載波相位差分處理，實現精準定位。RTK技術在水工環地質勘察中，可用于調查淺部地下環境，工程地質勘察方面可用于地下巖溶、隧道、埋藏物的分析。根據實際應用情況，RTK技術在水工環地質勘察中工作效率高，能夠全天候連續工作、自動化與集成化程度較高，可保證高精度的定位準確率[3]。

2.4 電法技術

水工環地質勘察中電法技術也有較高的使用率，包括高密度電法、激發極化電法、頻譜激電法、瞬變電磁法等。高密度電法屬于物理勘察技術，不同地質環境中土體、礦物質、巖體在導電性方面存在不同，這是電法勘察技術應用的基本原理，按照導電性不同可反映出不同的導電性能，通過數據分析處理，則能夠反映出勘察區域的地質環境條件，目前在工程地質勘察中應用較多。按照實際應用情況，高密度電法在應用中可自動與快速采集數據，具有自動化采集優勢，能夠提高水工環地質勘察工作效率。激發極化電法在金屬礦藏勘察方面應用較多，金屬礦藏儲量、礦藏深度等信息可通過金屬激發極化效應予以反映，隨著激發極化電法應用的延伸，目前在非金屬礦藏、工程地質方面都有應用，如用于尋找并評價不同類型的地下水資源。考慮到單一電法在水工環地質勘察中有局限性，實際應用中需要靈活的進行不同方法組合，根據應用結果，及時反饋各種信息，深入分析其中的地下含水量、地下水資源等，不斷進行技術優化，合理協調探測深度與提高分辨率的問題，根據電阻率實際情況，充分顯示高密度電阻率法的應用優勢。

2.5 遙感技術

遙感技術是以電磁波理論為基礎，通過傳感儀器能夠收集與處理不同目標輻射以及反射的電磁波信息，通過信息處理后可成像，反映出勘察區域內的地面各種景物等。圖1所示為無人機遙感勘察技術工作示意圖。目前遙感技術在水工環地質勘察中也得到重要應用，通過遙感技術可用于不同資源的勘察與開發利用，可用于水土流失的調查，預防與監控相關地質災害；監控不同地區資源與環境情況，為資源合理開發，環境保護等提供依據。遙感技術還能夠用于地下水的分析，評估環境對水的影響；部分勘察區域環境復雜，單純人工無法完成，通過遙感技術的應用能夠克服部分特殊環境下的地質勘察與分析。遙感技術還能夠用于城市建設與發展情況的分析，更好地為城市規劃與發展提供參考，促進土地資源的合理化利用[4]。

3 水工環地質勘察技術應用范圍

明確水工環地質勘察技術的應用范圍，能夠更好地結合不同水工環地質勘察技術特點，靈活的選擇水工環地質勘察技術。與此同時，隨著水工環地質勘察工作范圍的擴大，其應用領域也都在不斷的延伸。目前水工環地質勘察技術的應用包括水文探查、資源開發利用、土地資源規劃與利用、地質災害評估與分析、工程地質研究、環境保護等。不同水工環地質勘察技術在應用范圍、應用特點方面有所不同，實際應用中可視情況，將不同方法聯合應用，充分發揮不同水工環地質勘察技術的優勢，當然水工環地質勘察目的的側重點不同也會影響到實際水工環地質勘察技術的選擇。

4 水工環地質勘察中技術應用要點分析

水工環地質勘察技術在實際應用過程中需要掌握應用要點，其應用要點包括：①對水工環的高標準要求。水工環地質勘察對專業性要求較高，不同水工環勘察技術在應用中需要明確勘察目的，同時充分考慮勘察區域的實際情況與特點，勘察中需要重視對環境的保護，資源的利用應合理，兼顧經濟效益、社會效益與環保效益。具體水工環地質勘察中還應根據現場實際勘察結果，持續性完善與調整水工環地質勘察方案，確保勘察方案與現場實際情況最大程度保持一致。②水工環地質勘察中安全技術的應用，目前水工環地質勘察中使用的技術有著各自的應用原理，相關技術應用安全性是保證水工環地質勘察順利進行的前提。因此在使用GPS技術、RTK技術、遙感技術等期間，需要分析影響技術實施的不利因素，保證勘察過程不受影響。此外，不同水工環地質勘察技術在應用中還需要評估技術方案的安全性，分析其中潛在的安全隱患，確保技術方案在實施中能夠保證工作人員的人身安全。③重視水文地質、環境地質勘察，水工環地質勘察中工程地質勘察相對較多，而水文地質、環境地質勘察相對較少，實際應用中需要重視水文地質、環境地質勘察，掌握勘察要點，全方位評估水土流失、大氣質量、水土污染、地質災害等，更好地為水工環地質勘察與技術應用提供依據。

5 結語

水工環地質勘察在現階段多個領域都有重要應用，同時可選擇的技術方法也較多，相關人員需要掌握不同水工環地質勘察技術的應用特點，技術原理與常用技術方案等，然后結合不同勘察目的與實際勘察區域的綜合環境，靈活性的選擇水工環地質勘察技術。水工環地質勘察中充分考慮GPS技術、RTK技術、遙感技術、地質雷達技術等現代信息技術的應用，全面評估水工環地質特點，提高各種資源的高效利用，同時為水文地質災害的預防提供參考，推動水工環現代地質勘察技術的不斷發展。