自然資源系統視角下水工環地質勘查的優化研究

關鍵詞：自然資源系統；水工環地質勘查；地理信息系統（GIS）中圖分類號：P624 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）04-0127-03DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.035

Optimization Research on Hydrogeological and Environmental Geological Exploration from the Perspective of Natural Resource Systems

FANWenhe （Zhongjia Surveyand Design Co.，Ltd.，Qingdao Branch，Qingdao 266555，China）

Abstract：Inrecentyears，China’sconstructionprojects havebeencomprehensivelyconstructed，promotingtherapid developmentof many industriesinthecountry，and the technologyofhydrogeologicalandenvironmental geological exploration hasalso made good progress.Hydraulicand environmental geological exploration isan important partof highway，railway，waterconservancyandotherengineeringconstruction.Reasonableexplorationresultscanpromotethe steadydevelopmentof China'seconomywhileprotecting theenvironment.Basedontheperspectiveofnaturalresourcesystems， thispaperexplorsoptimizationmethodsforhydrogeologicalandenvironmentalgeologicalexploration.Byapplying tesemethods， hydrogeologicalandenvironmentalgeologicalexplorationcanplayanimportantroleinimprovingresourceallcationeficiency， risk management，disasterprevention，andpromoting interdisciplinaryresearch andtechnological innovation.

Keywords： naturalresourcesystem; hydraulicandenvironmental geological exploration;GeographicInformationSystem（GIS）

隨著全球人口的增長和經濟的發展，水資源的管理和保護成為全球關注的重點問題。特別是在水工環地質勘查領域，對于確保水資源的合理配置和利用、防范地質災害以及保護生態環境具有重大意義。然而，傳統的水工環地質勘查方法面臨著眾多挑戰，如數據收集的不精確性、資源配置的低效率以及對環境干擾的高敏感性。因此，探索更加優化的勘查方法顯得尤為必要。自然資源系統視角提供了一種全新的思路。該視角強調通過集成多源數據和高精度技術，深人理解和分析水工環地質的各方面內容，以實現資源的最優配置和災害的有效預防。在這種背景下，深人探討自然資源系統視角下水工環地質勘查的優化方法，以期能夠提升水工項目的設計精度，優化資源配置，降低環境影響，并推動相關學科技術的革新。

1自然資源系統概述

自然資源系統是指由自然界中各種物質與能量按照特定的地理和生態規律相互作用、相互依存而形成的復雜系統[1。它包括水、土壤、礦物及生物等各類資源，這些資源在空間分布和時間變化上展現出獨特的動態性。自然資源系統在水工環地質勘查中扮演著重要的角色，直接影響到水利工程的設計、建設與維護。從自然資源系統的視角出發，可以更準確地評估地質結構的穩定性、水文地質條件以及相關環境因素，進而指導勘查活動更高效地定位資源與評估潛在風險。

自然資源系統的主要特性包括其整體性、動態性、復雜性。首先，系統的整體性體現在自然資源之間的互聯互動；單一資源的變化往往通常會影響整個系統的平衡。例如，水資源的減少不僅會影響水生生態系統，還可能改變土壤濕度和地下水位，進而影響地質穩定性。其次，系統的動態性表明自然資源與環境條件隨時間不斷變化，勘查活動必須考慮這種變化的不確定性和周期性。最后，自然資源系統的復雜性則是指系統內多種因素交織作用的結果，這些因素包括自然力（如氣候變化）和人類活動（如土地利用改變）等。

自然資源系統的這些特性要求水工環地質勘查在實施時，不僅要采用精確的技術和方法，還必須采取一種系統的思維模式，即考慮到資源的可持續利用和環境保護。

2水工環地質勘查工作的意義

水工環地質勘查項目中，水文地質勘查完善整合了工程地質勘查與生態地質勘查領域的研究信息，積極推出前沿科學的地質研究理論，為項目運行創造優越的前提條件，促進和諧生態環境的良好構建。水工環地質勘查技術涵蓋了地質學、環境科學方面內容，通過合理的運用各種地質資料，為項目工程創造了優越的技術前提[2。但是，現階段礦產資源開采條件不合理，也給水工環地質勘查項目工程帶來了很多困難，無法改進實際工作，必須積極運用科學的水工環地貌勘測技術，尋求建設工程項目、維護地下水資源和環境方面的平衡點。使環保理念深人有效地運用在實際項目過程中，符合項目的要求。水工環境地質勘查工作的開展，為逐步優化經濟發展模式，完善人員管理機制，創造了重要前提條件。

3自然資源系統視角下水工環地質勘查優化的路徑

自然資源系統視角為水工環地質勘查提供了一種全面而綜合的方法論，以提高勘查的精確度和有效性。在這一視角下，其優化的具體路徑可從以下幾個方面進行。

3.1集成多源數據和技術

自然資源系統視角下的水工環地質勘查優化，需實現多源數據的集成和先進技術的應用。優化路徑包括數據收集、數據融合、高級分析以及結果應用4個關鍵步驟。首先，數據收集涉及使用遙感技術、地面物理勘查工具和在線傳感器網絡來收集地形、地質、水文以及生態的全面信息。例如，通過衛星和無人機獲取的遙感影像可以揭示地表的變化和潛在的地質結構；同時，地面物理勘查如電磁和地震探測能夠提供地下結構的詳細信息。其次，數據融合通過地理信息系統（Geographic Information System，GIS）技術將來自不同來源的數據整合在統一的平臺上。GIS不僅支持空間數據的可視化，還能進行復雜的地理空間分析，如流域分析和地質風險區劃分，為后續的決策提供支撐[3]。再次，高級分析包括應用機器學習和人工智能技術處理集成后的數據，以識別模式、預測趨勢與評估風險。例如，利用機器學習模型分析地質數據與歷史災害記錄，可以預測特定地區未來發生滑坡或洪水的風險。最后，結果應用階段涉及將分析結果轉化為實際的工程設計和管理決策。該步驟能夠確保從數據到決策的閉環管理，使得水工項目在設計和實施過程中能夠充分考慮到地質和環境因素，從而優化工程方案和提高項目的可持續性。

3.2實施高分辨率地質調查

在水工環地質勘查中實施高分辨率地質調查，是優化的另一關鍵路徑，包括地質映射、詳細采樣、精密測量以及深度解析等步驟。地質映射是使用高分辨率地質測繪技術，如激光掃描和高清地面雷達，詳細記錄地形和地質特征。這些技術可以產生精確的地形圖和三維地質模型，為勘查提供基礎。詳細采樣步驟涉及在關鍵地點收集地下樣本，包括巖石、土壤、地下水樣本。這些樣本被送往實驗室進行化學和物理分析，以確定其成分和性質，如礦物含量、孔隙度、滲透性等。精密測量包括應用地球物理方法，如聲波測井和電阻率測量，精確評估地下結構。這些測量提供了地層的連續性和不連續性的詳細視圖，對了解水流動力學和預測地質穩定性至關重要。深度解析階段利用高級計算模型綜合分析所收集的數據，模擬地下水流和地質變化過程，以精確評估未來的地質活動和環境影響。通過這些路徑，實施高分辨率地質調查能夠為水工環地質勘查提供新穎且詳細的信息，極大地提升勘查的準確性和效率。

3.3開發和應用新型地質勘查工具的具體路徑

在自然資源系統視角下實現水工環地質勘查的優化，還需要開發和應用新型地質勘查工具。該路徑涉及3個具體步驟。一是工具開發階段。需要深入分析現有地質勘查技術的局限性，基于此開發能夠更深入地探測地下結構和水文情況的新工具。例如，利用超高分辨率的地震儀和改進的地質雷達系統，可以更準確地映射地下的巖層結構和水流路徑。二是軟件集成。開發與這些高級硬件兼容的軟件，能夠處理復雜數據并提供直觀的分析結果。軟件需要能夠整合來自不同勘查工具的數據，如地震數據、地磁數據以及地電阻數據，使用高級算法進行數據融合和解析。三是現場測試與驗證。新開發的地質勘查工具需要在控制的環境下進行嚴格的測試，以驗證其精度和可靠性[4]。

3.4持續的環境與資源監測的具體路徑

對于水工環地質勘查而言，持續的環境與資源監測能夠進一步保證工程安全和環境安全。具體路徑包括3點。第一，監測網絡構建。在關鍵區域部署多種監測設備，包括水位計、壓力傳感器、化學分析儀，以持續跟蹤地下水流動、壓力變化和水質變化。這些設備應能實時傳輸數據到中心監控系統。第二，數據實時分析平臺。建立一個中央數據庫和分析平臺，實時收集和存儲從各監測點傳來的數據。利用云計算和大數據技術，進行數據的實時處理和長期趨勢分析，以識別潛在的環境風險。第三，預警系統建立。基于實時數據分析，建立自動預警系統。當監測到異常參數時，系統應自動發送警報到相關部門和地方政府，以便及時采取應對措施。第四，持續改進與反饋。應定期評估監測策略的有效性，并調整監測設備和方法。收集的數據還應用于科研，以改進地質模型和預測算法，持續提高監測系統的精確度和響應速度。

4自然資源系統視角下水工環地質勘查優化的價值

4.1在資源配置效率提升中的價值

在自然資源系統視角下進行的水工環地質勘查優化能顯著提高資源配置的效率。使用高精度的GIS和遙感技術，勘查團隊能夠獲得水文地質結構的詳盡數據，包括水體流向、土壤類型與滲透性以及潛在的地質風險區域等內容。這些技術允許勘查在早期階段就精確預測資源的分布和可利用性，避免了傳統方法中可能出現的資源浪費，降低投資成本。例如，優化后的勘查方法可以準確地標定水庫建設的最優位置，從而減少對周圍生態系統的干擾，同時提高水資源的利用率和管理效率。這種方法不僅節約了成本，還保護了生態環境。

4.2在風險管理和災害預防中的價值

自然資源系統視角下的勘查優化在風險管理和災害預防方面展現出巨大的價值。通過綜合利用地下掃描雷達、地震反射、折射技術，勘查團隊能夠深入分析地下結構，識別潛在的滑坡、地陷和水土流失等風險[5。這些信息對于規劃大型水利工程尤為重要，因為它們直接關系到工程的安全和長期穩定性。通過在項目初期進行全面的風險評估，工程師可以設計出更為安全、適應性更強的水工結構，從而有效地防止未來可能發生的自然災害和環境危機。這不僅保障了公共安全，還顯著降低了設計缺陷引發的經濟損失。

4.3在促進跨學科研究和創新中的價值

自然資源系統視角下的水工環地質勘查優化推動了跨學科研究和技術創新。這種勘查方法不僅需要地質學家的專業知識，還需要生態學、水文學和環境科學等多個學科的合作。這種跨學科的合作催生了新的研究方向，如生態模擬技術和復合材料的使用，能夠更好地理解和管理自然資源系統。

5結論

主要探討了自然資源系統視角下水工環地質勘查的優化研究，重點分析了集成多源數據和技術、實施高分辨率地質調查、開發新型勘查工具以及持續的環境與資源監測的實施路徑。優化后的勘查方法不僅能夠顯著提升資源配置的效率，降低因資源誤判導致的投資浪費，而且在風險管理和災害預防方面展現出了卓越的能力，有助于早期識別和應對潛在的地質和環境風險，為全球環境保護和災害預防做出更大的貢獻。

參考文獻

1丁相軍，谷繼方.水工環地質勘察問題防治及施工工程的探討[J].水上安全，2024（11）：196-198.

2 黎春霖.水工環地質環境勘察中的技術應用及關鍵點分析[J].西部探礦工程，2023（9）：27-28.

3余翔.生態環境保護大背景下水工環地質勘察[J]有色金屬設計，2023（2）：107-110.

4 蒙邦念.新技術新方法在水工環地質勘查中的應用分析[J].西部資源，2022（5）：76-78.

5盛林，孟鶴.水工環地質勘察中的問題與防治措施[J].內蒙古煤炭經濟，2022（7）：187-189.