水工環地質勘察技術的實際應用

潘敬東

摘 要：水工環地質勘測工作直接關系到地質信息數據的采集，能源的開發和工程的建設。本文將概述水工環地質勘測的概念和現狀，然后對水工環地質勘測工作中的應用技術要點進行分析，希望能對今后水工環地質勘測工作中的實際技術應用提供一些參考。

關鍵詞：水工環地質；勘測工作；技術要點

中圖分類號：P624 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）20-0183-02

引 言

水工環地質勘測工作直接關系能源的開發，加上這幾年頻發的地質災害，人們對勘察工作提出了更高的要求，這不僅要求保障勘測數據的可靠性和準確性，還要求地質勘察與環境保護相結合。然而在實際的應用過程中，仍然存在很多困難，受到技術、管理制度以及環境等多方面的限制，地質勘測工作的質量受到一定程度的影響。因此，我們將對地質勘測技術方面的要點進行分析，從技術層面為地質勘測工作的順利進行保駕護航。

1 水工環地質勘測工作概述

1.1 水工環地質

水工環地質包括水文地質學、工程地質學和環境地質學。水工環的地質調查研究與人類發展密切相關，不僅關系到土地資源的開發利用，而且關系到社會和人類的可持續發展。經濟發展不僅帶來了生活水平的提高和國家的繁榮，也帶來了環境的惡化和資源的緊張。運用各種地質勘測技術對水工環地質進行勘測，根據調查數據分析，有助于資源的開發和利用，制定科學合理的解決方案，提高地質資源的利用率，實現資源的有效利用和有效保護地質環境。

1.2 水工環地質勘測的現狀

我國的地質發展學中，工程地質學有90年的發展歷史，其在引進國際先進技術的過程中發展，結合我國實際的發展情況形成了自己的地質發展理論。在過去，水工環地質勘察的勘察對象主要是水文環境，用比較傳統的測量技術。然而，社會經濟的發展帶來了水工環地質調查技術的改革，改革的技術不斷得到發展和完善。水文地質勘察技術不僅是水文環境，而且包括地質災害。這一過程要求地質勘察技術的發展成為一項更全面的技術。然而，水文地質調查工作本身是一項復雜的工作，不僅需要優秀的勘察技術，還需要配備水工環的人員有較高的勘探技術，以保證調查工作的有效管理和調查信息的可靠性和準確性。

此外，水工環一體化是社會的發展趨勢，我國的地質調查經過多年的努力，逐漸開始形成理論和系統的工作模式，數據管理、資源信息在工作和風險預測開始采用全面的工作模式。換句話說，地質資料處理和分析后形成的水文地質、工程地質、環境地質三種工作模式開始逐漸融合。這一變化要求水工環地質調查技術得到進一步的改進和更新。

2 水工環地質勘測工作中的技術要點

上文我們已經概述了水工環地質的概念以及現狀，新的發展形勢對水工環地質勘察技術提出了更高的要求，目前，應用于水工環地質勘測工作的技術主要有：地理信息系統GPS技術、遙感技術、RTK技術和TEM技術等。接下來我們將從水工環地質勘測技術的具體流程和水工環地質勘測的具體應用技術兩個方面來對水工環地質勘測工作中的技術要點進行闡述。

2.1 水工環地質勘測技術具體流程

水工環地質勘測技術包括水文地質、工程地質和環境地質，內容繁多，具體的地質勘測流程更為復雜，因此，在本文里只對水工環地質勘測技術流程簡述如下：

（1）鉆孔靜止水位測量。水工環地質勘測技術的第一步是要測量鉆孔靜止水位。地質勘測技術對于水位的測量數據的準確度要求很高，因此要嚴格按照要求定時觀察并做好記錄。

（2）鉆孔抽水實驗。完成鉆孔靜止水位測量的之后，就要進行鉆孔抽水實驗。一般采用穩定流來進行實驗。實驗根據不同的深度決定實驗的時間。

（3）鉆孔簡易水文地質工程觀測。此觀測工程持續的時間較長，在水工環地質勘測職工具有非常重要的地位，因為它直接關系到水工環地質勘測的質量。在勘測的時候，凡是施工的每個鉆孔，都要進行觀測。主要是又鉆孔的施工單位來觀測和記錄。如果中途出現休假或者暫時停工的情況，要切記當再次開工的時候，對鉆孔內的水位進行重新測量。

（4）鉆孔巖芯工程地質編錄。對鉆孔的巖芯進行認真的觀察和記錄，內容包括巖芯的名字、顏色、結構和特性等等。同時，根據地下水流動的情況和巖石的質量指標，確定不同巖組RQD的平均值和范圍。

（5）坑道水文地質工程地質編錄。根據從對巖性的描述和具體情況繪制工程地質素描圖。

（6）地表水地下水動態長期觀測。觀測鉆孔的水溫和氣溫，并觀測溪泉河流和坑道的水溫、氣溫和流量。要求每隔10天觀測一次。取當年的水位峰值和流量。

（7）巖石物理力學性格試驗。要求每個巖組有對應的樣本，并樣本的數量在20塊以上。樣品的質量要求符合規格。

（8）水質全分析。在區內選擇較具代表性的地表水、溪流、泉水、坑道和抽水鉆孔進行采樣。要求分枯雨季采樣。

（9）水質專項分析。同（8）進行采用后按照生活飲用水水質標準進行分析，并進行放射性檢驗。水質標準的分析項目包括：色、嗅、味和渾濁度等。

（10）氣象資料收集。主要是實地到當地氣象部門收集該地的氣象信息。為了地質勘測工作更好的進行，氣象數據的收集是很有必要的。

2.2 水工環地質勘測的具體技術應用

水工環地質勘察工作具有綜合性，同時該工作本身就具有復雜性，信息量龐雜，因此對水工環勘測技術的要求提出了更高的要求。現在運用于水工環地質勘測工作中的技術有：GPS技術、RTK技術、GPR技術和TEM技術等等。接下來將對GPS技術、RTK技術和TEM技術做簡要的概述。

2.2.1 GPS技術

GPS技術即全球定位系統。GPS技術主要是將傳統的無限信號從地球的發射臺發射到地球外部的人造衛星上，然后通過衛星群的組合形成一個全球衛星導航定位系統。利用三顆以上的人造衛星的空間方位就可以精確測繪出地面用戶接收器所在的位置。該操作方法的實時動態測量是通過在一個GPS接收機上的基準測試，一個全范圍的GPS衛星實時監控，然后使用無線傳輸技術監測傳輸到流動站。在移動電臺中，GPS接收器不僅接收GPS衛星信號，而且通過無線電接收器接收來自基站的轉換數據。基于GPS的相對定位原理，可以得到相對參考站的基線向量，并計算出WGS-84坐標。其次，利用局部坐標系的轉換參數和WGS-84坐標系統，用戶可以隨時獲得所需的三維坐標和精度（見圖1）。

2.2.2 RTK技術

RTK技術采用三相差異，即偽距差分、相位差和GPS差分。三種差分的改正數都是從基準站送出，然后由流動站接收，得到準確的定位結果。RTK在基準臺放置一臺接收機，再在流動站放置另外一臺接收機或者多臺接收機，這樣就可以做到流動站和基準站同時可以接收到同一GPS衛星發射出的信號。基準站將再將得到的信息和數據進行對比，得出GPS差分改正值。通過無線電數據將該值傳送到流動站，最終得出精確的位置。通過這樣改進之后，單點采集轉變為連續采集，將GPS技術在地質勘測工作中的運用提高到了一個新的層次。

2.2.3 電法技術在勘探工作中的應用

目前，電法方法已被廣泛應用。通過電法技術的應用，提高了水環地質勘探的效率。電法技術在現階段應用廣泛，主要是高密度電阻率法，該方法是一種陣列式勘探方法，通過電測深法和電剖面法的結合，大大提高了勘探工作的效率。該方法可廣泛應用于野外地質勘查，主要是因為該方法的布置相對簡單，能大大降低設備的故障。隨著國內科學技術的快速發展，該方法的操作已得到簡化，安裝了越來越多的自動化設備，便于數據采集。

2.2.4 TEM技術

TEM技術也叫瞬變電磁法。最早應用于航空探物。TEM技術在水工環地質勘測中，采用的較為廣泛的方法是垂直磁偶源。TEM技術有其獨到的優勢，例如分辨率高，對于陡峭的地質具有較高的敏感度，觀測的精度更高，受到地形限制較小。

3 水工環地質勘查的應用實例

廣東位于中國東南部，地下水資源具有以下特點：一方面，地表水資源分布不均勻，水質逐年惡化。另一方面，地下水資源豐富，水質穩定。采用以往的勘探方法是非常困難的，但運用水工環地質勘探技術可以很容易地解決勘探工作問題。在實際勘探中，GPS定位技術和遙感技術的應用，為水資源區域化提供了有力的保障。這為緩解廣東水資源短缺、提供水資源提供了堅實的基礎。表1數據為水壓環測量的水質。

4 結 語

信息技術的優化升級，使現有的水工環地質探測技術不斷得到提升和改進，有效的提高了水工環地質勘測工作的質量和效率，這對于我國水工環地質勘測技術的發展來說具有重大意義。不過，雖然我國開始運用一些新技術，但是對這些新技術的應用還不夠熟練，應用方法還不成熟，還需要我們在不斷的實踐過程中對其進行改善和提高，從而真正從質的層面推動我國地質事業的發展。

參考文獻

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收稿日期：2018-6-10