水工环地质勘察技术的实际应用

潘敬东

摘 要：水工环地质勘测工作直接关系到地质信息数据的采集，能源的开发和工程的建设。本文将概述水工环地质勘测的概念和现状，然后对水工环地质勘测工作中的应用技术要点进行分析，希望能对今后水工环地质勘测工作中的实际技术应用提供一些参考。

关键词：水工环地质；勘测工作；技術要点

中图分类号：P624 文献标识码：A 文章编号：1004-7344（2018）20-0183-02

引 言

水工环地质勘测工作直接关系能源的开发，加上这几年频发的地质灾害，人们对勘察工作提出了更高的要求，这不仅要求保障勘测数据的可靠性和准确性，还要求地质勘察与环境保护相结合。然而在实际的应用过程中，仍然存在很多困难，受到技术、管理制度以及环境等多方面的限制，地质勘测工作的质量受到一定程度的影响。因此，我们将对地质勘测技术方面的要点进行分析，从技术层面为地质勘测工作的顺利进行保驾护航。

1 水工环地质勘测工作概述

1.1 水工环地质

水工环地质包括水文地质学、工程地质学和环境地质学。水工环的地质调查研究与人类发展密切相关，不仅关系到土地资源的开发利用，而且关系到社会和人类的可持续发展。经济发展不仅带来了生活水平的提高和国家的繁荣，也带来了环境的恶化和资源的紧张。运用各种地质勘测技术对水工环地质进行勘测，根据调查数据分析，有助于资源的开发和利用，制定科学合理的解决方案，提高地质资源的利用率，实现资源的有效利用和有效保护地质环境。

1.2 水工环地质勘测的现状

我国的地质发展学中，工程地质学有90年的发展历史，其在引进国际先进技术的过程中发展，结合我国实际的发展情况形成了自己的地质发展理论。在过去，水工环地质勘察的勘察对象主要是水文环境，用比较传统的测量技术。然而，社会经济的发展带来了水工环地质调查技术的改革，改革的技术不断得到发展和完善。水文地质勘察技术不仅是水文环境，而且包括地质灾害。这一过程要求地质勘察技术的发展成为一项更全面的技术。然而，水文地质调查工作本身是一项复杂的工作，不仅需要优秀的勘察技术，还需要配备水工环的人员有较高的勘探技术，以保证调查工作的有效管理和调查信息的可靠性和准确性。

此外，水工环一体化是社会的发展趋势，我国的地质调查经过多年的努力，逐渐开始形成理论和系统的工作模式，数据管理、资源信息在工作和风险预测开始采用全面的工作模式。换句话说，地质资料处理和分析后形成的水文地质、工程地质、环境地质三种工作模式开始逐渐融合。这一变化要求水工环地质调查技术得到进一步的改进和更新。

2 水工环地质勘测工作中的技术要点

上文我们已经概述了水工环地质的概念以及现状，新的发展形势对水工环地质勘察技术提出了更高的要求，目前，应用于水工环地质勘测工作的技术主要有：地理信息系统GPS技术、遥感技术、RTK技术和TEM技术等。接下来我们将从水工环地质勘测技术的具体流程和水工环地质勘测的具体应用技术两个方面来对水工环地质勘测工作中的技术要点进行阐述。

2.1 水工环地质勘测技术具体流程

水工环地质勘测技术包括水文地质、工程地质和环境地质，内容繁多，具体的地质勘测流程更为复杂，因此，在本文里只对水工环地质勘测技术流程简述如下：

（1）钻孔静止水位测量。水工环地质勘测技术的第一步是要测量钻孔静止水位。地质勘测技术对于水位的测量数据的准确度要求很高，因此要严格按照要求定时观察并做好记录。

（2）钻孔抽水实验。完成钻孔静止水位测量的之后，就要进行钻孔抽水实验。一般采用稳定流来进行实验。实验根据不同的深度决定实验的时间。

（3）钻孔简易水文地质工程观测。此观测工程持续的时间较长，在水工环地质勘测职工具有非常重要的地位，因为它直接关系到水工环地质勘测的质量。在勘测的时候，凡是施工的每个钻孔，都要进行观测。主要是又钻孔的施工单位来观测和记录。如果中途出现休假或者暂时停工的情况，要切记当再次开工的时候，对钻孔内的水位进行重新测量。

（4）钻孔岩芯工程地质编录。对钻孔的岩芯进行认真的观察和记录，内容包括岩芯的名字、颜色、结构和特性等等。同时，根据地下水流动的情况和岩石的质量指标，确定不同岩组RQD的平均值和范围。

（5）坑道水文地质工程地质编录。根据从对岩性的描述和具体情况绘制工程地质素描图。

（6）地表水地下水动态长期观测。观测钻孔的水温和气温，并观测溪泉河流和坑道的水温、气温和流量。要求每隔10天观测一次。取当年的水位峰值和流量。

（7）岩石物理力学性格试验。要求每个岩组有对应的样本，并样本的数量在20块以上。样品的质量要求符合规格。

（8）水质全分析。在区内选择较具代表性的地表水、溪流、泉水、坑道和抽水钻孔进行采样。要求分枯雨季采样。

（9）水质专项分析。同（8）进行采用后按照生活饮用水水质标准进行分析，并进行放射性检验。水质标准的分析项目包括：色、嗅、味和浑浊度等。

（10）气象资料收集。主要是实地到当地气象部门收集该地的气象信息。为了地质勘测工作更好的进行，气象数据的收集是很有必要的。

2.2 水工环地质勘测的具体技术应用

水工环地质勘察工作具有综合性，同时该工作本身就具有复杂性，信息量庞杂，因此对水工环勘测技术的要求提出了更高的要求。现在运用于水工环地质勘测工作中的技术有：GPS技术、RTK技术、GPR技术和TEM技术等等。接下来将对GPS技术、RTK技术和TEM技术做简要的概述。

2.2.1 GPS技术

GPS技术即全球定位系统。GPS技术主要是将传统的无限信号从地球的发射台发射到地球外部的人造卫星上，然后通过卫星群的组合形成一个全球卫星导航定位系统。利用三颗以上的人造卫星的空间方位就可以精确测绘出地面用户接收器所在的位置。该操作方法的实时动态测量是通过在一个GPS接收机上的基准测试，一个全范围的GPS卫星实时监控，然后使用无线传输技术监测传输到流动站。在移动电台中，GPS接收器不仅接收GPS卫星信号，而且通过无线电接收器接收来自基站的转换数据。基于GPS的相对定位原理，可以得到相对参考站的基线向量，并计算出WGS-84坐标。其次，利用局部坐标系的转换参数和WGS-84坐标系统，用户可以随时获得所需的三维坐标和精度（见图1）。

2.2.2 RTK技术

RTK技术采用三相差异，即伪距差分、相位差和GPS差分。三种差分的改正数都是从基准站送出，然后由流动站接收，得到准确的定位结果。RTK在基准台放置一台接收机，再在流动站放置另外一台接收机或者多台接收机，这样就可以做到流动站和基准站同时可以接收到同一GPS卫星发射出的信号。基准站将再将得到的信息和数据进行对比，得出GPS差分改正值。通过无线电数据将该值传送到流动站，最终得出精确的位置。通过这样改进之后，单点采集转变为连续采集，将GPS技术在地质勘测工作中的运用提高到了一个新的层次。

2.2.3 电法技术在勘探工作中的应用

目前，电法方法已被广泛应用。通过电法技术的应用，提高了水环地质勘探的效率。电法技术在现阶段应用广泛，主要是高密度电阻率法，该方法是一种阵列式勘探方法，通过电测深法和电剖面法的结合，大大提高了勘探工作的效率。该方法可广泛应用于野外地质勘查，主要是因为该方法的布置相对简单，能大大降低设备的故障。随着国内科学技术的快速发展，该方法的操作已得到简化，安装了越来越多的自动化设备，便于数据采集。

2.2.4 TEM技术

TEM技术也叫瞬变电磁法。最早应用于航空探物。TEM技术在水工环地质勘测中，采用的较为广泛的方法是垂直磁偶源。TEM技术有其独到的优势，例如分辨率高，对于陡峭的地质具有较高的敏感度，观测的精度更高，受到地形限制较小。

3 水工环地质勘查的应用实例

广东位于中国东南部，地下水资源具有以下特点：一方面，地表水资源分布不均匀，水质逐年恶化。另一方面，地下水资源丰富，水质稳定。采用以往的勘探方法是非常困难的，但运用水工环地质勘探技术可以很容易地解决勘探工作问题。在实际勘探中，GPS定位技术和遥感技术的应用，为水资源区域化提供了有力的保障。这为缓解广东水资源短缺、提供水资源提供了坚实的基础。表1数据为水压环测量的水质。

4 结 語

信息技术的优化升级，使现有的水工环地质探测技术不断得到提升和改进，有效的提高了水工环地质勘测工作的质量和效率，这对于我国水工环地质勘测技术的发展来说具有重大意义。不过，虽然我国开始运用一些新技术，但是对这些新技术的应用还不够熟练，应用方法还不成熟，还需要我们在不断的实践过程中对其进行改善和提高，从而真正从质的层面推动我国地质事业的发展。

参考文献

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[2]李 伟.何应彬.论水工环地质勘测工作中的技术应用[J].科技创新与应用，2015（3）.

[3]林建明.水工环地质勘察技术的实际应用[J].广东科技创新与应用，2017（3）.

收稿日期：2018-6-10