工程地质中水文地质勘察情况分析

逄淑月 谭希鹏 朱新磊

摘要：水文地质勘测是工程建设中的一项基础工作，根据勘察侧重点的不同，又可以分为供水水文地质勘察、综合水文地质勘察两种类型。现阶段常用的水文地质勘察技术有若干种，例如测绘法、物探法、可控源音频大地电磁法及高密度电法等。每一种勘察方法的操作要点、适用条件及技术优势均存在一定差异，在工程地质勘测作业中应根据现场情况灵活选择。除了要熟练掌握每一种技术外，还应构建完善的工程地质勘察体系，提高勘测数据内容的精确性，发挥水文地质勘察的作用，为工程施工的高质量开展提供有益帮助。

关键词：工程地质;水文地质勘察;高密度电法;大地电磁法

Analysis of Hydrogeological Survey in Engineering Geology

PANG Shuyue  TAN Xipeng  ZHU Xinlei

（Qingdao Ruiyuan Engineering Group Co.， Ltd Qingdao， Shandong Province， 266550 China）

Abstract： Hydrogeological survey is a basic work in engineering construction. It can be divided into two types： water supply hydrogeological survey and comprehensive hydrogeological survey according to different survey emphases. At present， there are several commonly used hydrogeological survey technologies， such as surveying and mapping method， geophysical method， controllable source audio frequency magnetotelluric method and high-density electrical method. There are some differences in the key points of operation， applicable conditions and technical advantages of each survey method， which should be flexibly selected according to the site conditions in the engineering geological survey. In addition to mastering each technology， we should also build a perfect engineering geological survey system， improve the accuracy of survey data， give full play to the role of hydrogeological survey， and provide useful help for the high-quality development of engineering construction.

Key Words： Engineering geology; Hydrogeological survey; High density electrical method; Magnetotelluric method

在項目建设中，水文地质勘察能够帮助施工单位了解工程建设范围内的地下水文信息，如含水层的厚度、基础埋深，地下水的类型、流向、水位等，从而为工程施工提供了参考。近年来，在新技术、新设备的支持下，水文地质勘察的技术体系日益成熟，除了常规的测绘法、物探法外，像高密度电法、可控源音频大地电磁法等也具有测量精度高、探测深度大、屏蔽效应低等一系列优势。当然，无论选择何种方法，都必须熟悉其技术原理、掌握其操作技巧，从而发挥技术优势，切实提高水文地质勘察的参考价值。

1 工程地质中水文地质勘察的类型

1.1供水水文地质勘察

供水水文地质勘察是探测地下水源位置、地下水流向的一种勘察方法。在城市供水系统、农田供水系统，以及郊区、乡镇供水状况的勘察时，常用到供水水文地质勘测。在实际作业时，通常选择物探法、测绘法进行勘测，比例尺一般选择1：5000或1：10000，通过勘察能够了解当地水层分布情况、水源具体位置，了解地下水形成的基本条件，为合理开采和科学利用地下水提供了必要的参考。同样，借助于供水水文地质勘测，在保护地下水等方面也发挥了重要作用^[1]。

1.2综合水文地质勘察

综合水文地质勘察，其目的是更为直观地反映勘测范围内地下水的分布情况，以及获取地下水的水质、水流补给等相关信息。常用方法有测绘法、电法、实验分析法等。以测绘法为例，在获取地质水文信息的基础上，绘制出综合水文地质图，相关人员结合图示信息，编制综合水文地质报告。这样在工程建设时，就能提前做好相应的准备，例如在地下水位较高的地方，采取降水措施，以保障工程地基的稳定性^[2]。

2 水文地质勘察的常用技术

2.1测绘法

测绘法是利用遥感成像技术，将获取到的水文地质信息，按照一定比例缩小后，绘制出相应地质图、地形图，然后在这些图上利用点、线进行测绘的一种方法。在绘制地形图、地质图时，通常选择1：10000～1：50000的比例尺。水文地质勘察的范围越大，精度要求越高，则使用较大的比例尺，观察点相对密集，能够更加详尽地描述勘察范围内的地貌、水文地质。在实际作业中，为了尽可能全面地掌握水位地质信息，通常将地面调查与槽探、钻探等相结合，从而掌握地下水埋藏特征、地下水的运动规律^[3]。如果在野外植被茂密、地形复杂环境下利用测绘法进行水文地质勘察，还需要借助于遥感技术或航摄技术。

2.2物探法

该方法是利用岩土的某些物理特性（如密度、电导率、放射性等），对目标范围内的水文地质进行勘察。其操作方法为：划定勘察范围后，选取若干个标志点，然后自上而下进行钻探打孔。将探测设备沿着小孔深入地层之中，从而获取各类水文地质信息。例如，通过观察不同深度下地层岩土的颜色，可以判断地下水层的分布情况;通过钻孔取样分析，还能够了解水体中物质的种类、含量;另外，像地下水的类型、流向以及水位变化等，也可以通过物探法加以获取。该方法的应用优势在于可探测的范围较大，获取信息较为全面^[4]。但是也存在一定的缺陷，例如，钻孔作业费时费力，并且野外环境复杂，尤其是在一些植被茂密、地形陡峭的山区开展水文地质勘察，可能不适合钻孔设备的安装，也会增加勘察作业的难度。

2.3电法

2.3.1高密度电法

该方法是以岩石、土体的导电性差异作为变量，通过人工施加一个稳定电流场，利用仪器观测此时岩土中传导电流分布规律的一种勘测方法。在野外开展工程水文地质勘察时，首先划定勘察范围，然后从地面插入几十甚至上百根电极。电极的另一端引出一条导线，连接到电极转换器的接口上。电极转换器通过实时采集电流变化数据，并将这些数据上传到计算机，有计算机上的相应软件完成数据转换后，可以以直观图像的方式，在显示器上呈现出勘察区域内地电断面图，全部流程如图1所示。

高密度电法是在电阻率法基础上，融合了计算机技术、大数据技术形成了一种新型水文地质勘察方法。尤其是近几年3D技术的发展，借助于计算机上的三维建模软件，能够将二维地电断面图转化成三维模型，从而更加直观、形象地展示工程区域内的水文地质信息。

2.3.2可控源音頻大地电磁法

该方法是在音频大地电磁法（AMT）和大地电磁法（MT）基础上发展而来的新型可控源频率探测技术。可控源音频大地电磁法（CSAMT）操作要点为：选定一个测量点后，在距离该点约2km的位置，布置另外一个测量点。两个测量点上分别放置一台电偶极源，这样在两者之间就会形成一个平面波。该平面波传播到地下的电磁分量，最大可以达到2km深，从而形成一个探测剖面，用以展示水文地质信息。CSAMT的应用优势主要体现3个方面：第一是采用人工场源，不仅能够提高抗干扰能力，特别适合在野外复杂环境下勘察使用，而且还能人为调节场源频率，以满足不同深度的水文地质勘察需要;第二是探测深度大，通常能够达到2km深，并且有较高的分辨率，保证了探测精度;第三是可以同时布置多个电磁探测点，从而使得勘察效率成倍提升。

3 做好水文地质勘察作业的关键措施

3.1构建完善的工程地质勘察体系

为了顺利完成工程地质勘察任务，必须要构建一套完整的勘察工作体系，制定详细的勘察管理制度，为野外勘察工作的具体开展提供必要的指导。以水文地质试验为例，应当对试验目的、试验方法、试验流程及试验数据的处理等，均作出详细说明，保证水文地质试验能够规范化开展^[5]。同样，对于一些特殊项目的水文地质勘察，也应当制定专门的管理制度。例如，防治地方病水文地质勘察，或治理地下水污染的水文地质勘察等，只有提供适用的制度，才能让勘察作业有序开展，得到预期的数据，为下一步的工作开展提供必要的支持。

3.2提高勘测数据内容的精确性

在水文地质勘察中，前期采集到的海量数据中，掺杂一些非相关的，或者因为磁场干扰导致不够精确的数据。在预处理环节，应当将这些数据剔除，一来能够减轻后续数据处理、分析的工作量，二来也有助于进一步提升勘察结果的精确性。可以尝试以下几种措施来增强勘察结果的精确性：首先，要求勘察人员必须严格依照行业规章制度、部门管理规定，规范作业。例如，使用RTK设备、高密度主机前，应检查设备是否正常运行，并进行调零、校对，确保设备能够正常使用。其次，要保证获取勘测数据的全面性、完整性，避免因为数据遗漏导致水文地质分析结果失准^[6]。在勘测作业中应采集的数据包括地下水位类型、水文变动情况、土层岩层的渗透强度、隔水层与含水层的关系等。勘测数据越全面，评价结果越可靠。

3.3选择合适的水文地质勘察方法

在新技术、新仪器的推动下，水文地质勘察技术体系日益丰富，可供选择的技术方法越来越多。如上文所述，电法、物探法、测绘法等，在水文地质勘察中均有着良好应用。与此同时，很多技术也存在局限性，例如，地质雷达勘测虽然分辨率可以达到毫米级，但是探测深度只能维持在100m以内;物探法虽然能够较为全面地反映出水文地质信息，但是存在工作量较大，勘测效率低的缺陷。因此，勘察人员应注意结合工程现场情况，科学挑选一种水文地质勘察方法，才能在减轻工作压力、提高勘测效率的基础上，保证所得结果的精确性。由此可见，选对、用好水文地质勘察方法，也是高质量地完成工程地质勘察任务的必要条件。

4结语

水文地质勘察是现代工程建设中不可或缺的环节之一。作为了解工程地质的一种有效手段，在开展水文地质勘察时，对于作业效率、结果精度等均提出了较高要求。为了满足工程施工需要，勘察人员应结合现场情况，基于以往的工作经验，从现有的多种技术方法中，合理选择一种地质勘察技术。在此基础上，还要熟练掌握水文地质勘察的技术要点、操纵方法，保证所得测量结果的精确度和可信性，为工程建设提供有价值的参考信息。

参考文献

[1]陈金.工程地质勘察中水文地质问题的必要性分析[J].中国金属通报，2021（9）：169-170.

[2]段怡青.基于地质环境影响分析的昆明市地下空间开发适宜性评价[D].昆明：昆明理工大学，2021.

[3]孙一静.工程地质勘察中的水文地质危害分析及对策研究[J].中国资源综合利用，2020（2）：24-25.

[4]蒋杰.杭州市钱塘新区地下空间开发地质适宜性评价[D].石家庄：中国地质科学院，2021.

[5]谢磊.水文地质在岩土工程勘查中的应用研究[J].工程建设与设计，2021（21）：59-61.

[6]赵少东，王雪平.地质灾害治理中水工环地质技术的应用研究[J].世界有色金属，2020（20）：159-161.