水工环地质勘察中的技术及应用范围探索

张传瑾

摘 要：水工环地质勘察就是对水文、工程、环境地质进行勘察。水工环地质勘察在我国各个领域都具有非常重要的应用，比如水利、工程建设等。本文将会对目前水工环地质勘察中一些常用技术应用范围进行分析，以供参考。

关键词：水工环地质勘察；工程；技术

中图分类号：P624 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）20-0090-01

在地质勘察当中，水工环的地质勘察阶段主要分为初测、初步设计、技术设计。其中，初测主要是利用比较传统的勘察方法来探测水文地址。初步设计是利用相关的技术来探测并且分析当地的地质特性和变化趋势。技术设计主要是根据工程的需求来具有针对性的进行地质勘测和设计。在实际地质勘察中，有的勘察并不需要按照这个阶段来进行，也并不是要将所有的勘察技术都用上，应当根据具体的情况而定。不同的勘察技术也有着不同的应用范圍。

1 水工环地质勘察的任务内容

水工环机制勘察的阶段为初测、初步设计和技术设计。第一，初测。初测中所使用的勘察方案没有较高的精度。这个阶段的勘察主要针对的是复盖或者水下地区。主要应用磁法、低电阻以及高电阻的方法来进行勘察工作。勘察过程要根据相关的参数来制定相应的地质图表。一般情况下，勘测的主要环节是进行顶板深度和地下水位的勘察。第二，初步设计。从目前的情况来看，该阶段主要应用的技术为井法和电法，主要的勘察对象为建筑材料勘测、方向勘测、滑坡带勘测等。这个阶段的勘测数据能够为以后的勘察工作提供一定的依据。第三，技术设计主要涉及到的勘察对象为岩层勘测、地下水淹没物勘测、钻井勘测等。

2 水工环地质勘探技术及其应用范围

2.1 TEM技术

TEM技术又被称为瞬变电磁法。在刚开始的发展阶段，TEM技术主要被应用在航空物探方面。虽然TEM技术在我国的发展时间并不长，但是在金属矿勘探方面却有着非常重要的作用。并且在工程勘测、环境勘测和灾害勘测方面都有着一定的应用。TEM技术主要利用电磁设备的回线作用来将脉冲电磁波传送到地下，并且在两次传送的间隙对二次涡流场进行一定的观测。在观测的过程中，如果二次涡流场出现异常或者涡流场不均匀，那么则表明地下分布着不均匀并且具有电性的地质体。另外，TEM技术的应用会导致电磁上对地下介质产生一定的影响。这在很大程度上会导致电磁波的传播时间变长，并且会扩散到深层部位，从而导致烟圈效应的产生。在这种情况下，烟圈效应的有效分析可以发现瞬变场的变化规律。这能够为寻找地质问题的解决措施提供很大的帮助。

在水工环地质勘察的过程中，TEM技术方法主要包含了垂直磁偶源法和电偶源法。其中，垂直磁偶源法的应用范围更为宽广。TEM技术在地质勘察中的应用能够提高横向分辨率。同时在陡峭地质条件下，TEM技术对异常地质体的勘察能够提高敏感度和观测精度。并且TEM技术还被应用在悬空勘测以及各种深度的目标物探测中。因此，在水工环地质勘察当中，TEM技术具有着十分重要的意义。

2.2 GPS技术

GPS技术主要指的是全球定位系统，在水工环地质勘察中具有着非常重要的作用。同时，和传统的在地面上进行地质勘察工作模式相比，GPS技术能够有效利用信息技术来进行卫星导航定位，根据当前水工环地质勘察的需求来对无线信号发射点进行必要的转移。在定位的过程中，GPS技术可以通过三颗以上的卫星来对地面上的接收机进行定位，并且能够利用地面的基准站来进行GPS接收机的设置，从而利用GPS接收机来连续观测三颗以上的卫星。GPS技术可以利用无线传输设备把观测的数据转化成为无线信号。GPS接收机在接收到卫星传输的信息同时能够对无线信号进行必要的处理，从而对基准站的基线向量进行一定的核算，并且对基准站的WGS-84坐标进行解算。接下来变换基准站的WGS-84坐标系的参数，同时对用户勘测需要的实际坐标和准确度进行准确的计算。对于社会问题而言，GPS技术发挥着不可替代的作用。例如：地质灾害、环境污染、人体健康的检测。在今后的发展中，GPS技术将被应用到新型城市的规划以及建设当中。

2.3 GPR技术

GPR技术就是我们常说的地质雷达探测技术或探地雷达探测技术，地质雷达探测技术频率的主频为10MHz-1000MHz的宽带高频时域的电磁脉冲波的反探测目标体的帮助之下，可以检测到各种地质中存在的问题，并对可以对这些问题进行有效的解决。地质雷达探测技术工作的原理就是：在地面表层的信号发射电线的帮助下，向地下发送用来探测的电磁波。然后根据地下地目标体所反射到地面信号发射电线信号，所呈现出来的电磁波的时间频率以及电磁波的振幅的特征，对地下的地质情况进行分析。通过分析的结果，对地下地质的分布、形态以及其他性质进行准确的评估。目前来说，地质雷达探测技术是进行短距离探测的技术中，分辨率和精准度最高的一种地球物理方法。

地质雷达探测技术目前在很多领域都得到了广泛的应用，比如基岩的起伏状况，以及基岩覆盖厚度的探测、隐伏断层和破碎带的查找，以及考古调查工作。这是因为地质雷达探测技术可以实现探测、数据采集以及数据处理的全自动化，使探测更加的方便。且地质雷达探测技术自身具有很高的分辨率，通过其进行探测，可以清晰的看到探测目标的图像，而且还能够进行很好的识别。所以近年来地质雷达探测技术在以上领域中得到了广泛的应用，也取得了显著的勘察效果。比如，建筑物地下边坡孤石等一些不良体的探测；以及水利工程的水库地下坝体的探测，或水利工程中防渗墙结构层的探测；一些老城区地下管道埋深以及展布情况也会用地质雷达探测技术进行探测。

2.4 PTK技术

PTK（Real-time kinematic）技术也就是实时动态差分法。就是通过系统实时分差去减少卫星数据的改正，以及残余误差和载波相位测量的数据误差。PTK技术通过实时动态分差能够将载波相位测量改成的误差控制到厘米以下。利用PTK技术进行探测，主要有三种不同的相位差分，这三种方法是具有相同之处，就是这三者都可以进行数据的改正发送以及流动站负责改正数据的接受。PTK技术的工作原理，就是在基准站上设置一台接受信号的设备，然后在流动基站再设立几个一样的信号接受装置，这些信号接受装置会接受来自同意卫星发出的信号，同时对接收到的信号的固定位置进行对比分析，然后将分析之后得到的数据，即GPS差分改正数据，通过无线传输装置再传到流动基站，以获得流动基站的精确位置。目前，PTK技术经常会用在环境污染的防止，以及地质灾害的调查，环境污染检测等方面，是目前水工环地质勘察非常关键的一种探测手段之一。

2.5 RS技术

RS技术即遥感技术（Remote Sensing，简称RS），就是从高处或者地球外层空间接受来自地球的各种地理电磁波信号，同时对这些信号进行处理，进而实现对地球表层各类地物和现象的远距离探测和识别。目前，RS技术主要是用在地球资源的勘察、地质勘察以及自然灾害勘察，将RS技术和计算机技术进行结合，将会对水工环地质勘察工作带来很大的帮助，也必将会成为水工环地质勘察中无可取代的探测技术之一。经过多年的发展，RS技术已经从单一波段逐渐发展为多源遥感，并建立了多元模型进行数据的分析，然后得出水工环地质勘察的清晰图像。近年来RS技术的遥感图像空间和光谱分辨率都得到了提升，这将使其在园林建设、环境勘察中得到有效的利用。

3 结语

随着我国科学技术的不断发展，水工环地质勘察的技术也随之得到了提升。这对我国许多可以应用水工环地质勘察的领域来说具有很大的促进作用，特别是在工程建设方面，具有非常重要关键的作用，应充分利用。

参考文献

[1]刘伟，张枝华.论当前水工环地质勘察中的技术及应用范围[J].中国新技术新产品，2012，（05）：93.

[2]李楠，赵丹，宋晓雨.当前水工环地质勘察中的技术及应用初探[J].黑龙江科技信息，2015，（29）：17.

[3]乔建伟.刍议水工环地质勘察中的技术和应用范围[J].河南科技，2014，（09）：43.endprint