当前水工环地质勘察中的技术及应用范围

赵子萱

（山东省地质矿产勘察开发局801水文地质工程地质大队，山东 济南 250014）

近年来，随着国家以经济建设为中心，各类工程建设成为发展经济，促进就业，改善民生的重要措施。工程建设前期需要做好多方面的准备工作，其中关键性的一项就是了解工程所在的地质水文条件，即需要实施水工环地质勘察[1]。早期水工环地质勘察中能采用的技术方法较少，而随着水工环地质勘察的日益频繁以及相关技术方法的发展，目前有较多方法可用于水工环地质勘察中，为我国现代化工程建设提供了重要依据。本文结合笔者工作经验以及实际情况，对水工环地质勘察技术应用现状、应用范围等展开分析，详细如下。

1 水工环地质勘察基本内容介绍

水工环地质勘察指的是水文地质、工程地质以及环境地质方面的勘察，三者在具体勘察内容方面有所不同。水文地质勘察主要是分析工程所在区域内地下水的相关变化和运动，明确确定区域内的地下水的分布与形成规律，评估水的物理性质、化学成分，地下水对工程建设的不利影响等，当然水文地质勘察也是进行地下水资源及其合理利用的依据。工程地质勘察主要侧重分析不同地质问题对相关工程建设的影响，确定出工程建设区域内的不同地质条件，分析潜在的地质问题，预测工程建设对地质环境的影响，从而规避不良地质条件或者针对不良地质条件制定工程处理措施，如对湿陷性黄土、地震带、不利岩石条件等处理。环境地质勘察在于评估工程建设、采矿、取水等对地质环境造成的影响，比如大量抽取地下水可能引起地面沉降，采矿可能引起严重的水、土地等环境污染问题，此外，地质变化还可能引起各类地质灾害，如滑坡、泥石流等。

水工环地质勘察三者之间既有联系，又有区别，具体勘察中应结合实际勘察目的有所侧重，依靠水工环地质勘察提供更多的地质信息，为矿产资源开发利用、工程建设、水资源保护与利用等提供依据[2]。

2 水工环地质勘察常用技术分析

2.1 GPS技术

GPS技术指的是全球定位技术，在日常生活领域、工程测量、地质勘察等众多方面得到应用。水工环地质勘察中，通过GPS技术的一方面能够获取勘察区域的地表信息，另一方面则能够从空间获取信息，为水工环地质勘察提供一定信息。GPS技术在应用中，地面发射器的位置可通过卫星确定，整个水工环地质勘察中依靠GPS技术还能够确定不同位置的坐标信息，兼顾整个勘察过程中的速度与勘察结果可靠性。从GPS在水工环地质勘察应用方面分析，其具有定位准确，工作效率高，自动化作业以及全天候作业等特点。水文地质勘察方面，通过GPS技术能够确定出勘查区域，利用雷达相图分析可知晓勘察区域内底层情况，能够分析出不同的水质成像，描述不同区域水质特点；利用GPS技术在水工环地质勘察中可分析不同区域水文地质特点，描述水文地质特点，做好水文地质层的的定位等。

2.2 TEM技术

TEM技术是以瞬变电磁为基础，目前在水工环地质勘察中也得到了应用，如环境监测、地质灾害、水工环地质勘察、矿产资源开发利用。

2.3 RTK技术

RTK技术即载波相位差分技术，通过基站采集得到卫星数据，依靠数据链可为移动站提供观测结果、站点的相关坐标数据等。移动站根据卫星数据以及接收到的数据通过实时载波相位差分处理，实现精准定位。RTK技术在水工环地质勘察中，可用于调查浅部地下环境，工程地质勘察方面可用于地下岩溶、隧道、埋藏物的分析。根据实际应用情况，RTK技术在水工环地质勘察中工作效率高，能够全天候连续工作、自动化与集成化程度较高，可保证高精度的定位准确率[3]。

2.4 电法技术

水工环地质勘察中电法技术也有较高的使用率，包括高密度电法、激发极化电法、频谱激电法、瞬变电磁法等。高密度电法属于物理勘察技术，不同地质环境中土体、矿物质、岩体在导电性方面存在不同，这是电法勘察技术应用的基本原理，按照导电性不同可反映出不同的导电性能，通过数据分析处理，则能够反映出勘察区域的地质环境条件，目前在工程地质勘察中应用较多。按照实际应用情况，高密度电法在应用中可自动与快速采集数据，具有自动化采集优势，能够提高水工环地质勘察工作效率。激发极化电法在金属矿藏勘察方面应用较多，金属矿藏储量、矿藏深度等信息可通过金属激发极化效应予以反映，随着激发极化电法应用的延伸，目前在非金属矿藏、工程地质方面都有应用，如用于寻找并评价不同类型的地下水资源。考虑到单一电法在水工环地质勘察中有局限性，实际应用中需要灵活的进行不同方法组合，根据应用结果，及时反馈各种信息，深入分析其中的地下含水量、地下水资源等，不断进行技术优化，合理协调探测深度与提高分辨率的问题，根据电阻率实际情况，充分显示高密度电阻率法的应用优势。

2.5 遥感技术

遥感技术是以电磁波理论为基础，通过传感仪器能够收集与处理不同目标辐射以及反射的电磁波信息，通过信息处理后可成像，反映出勘察区域内的地面各种景物等。图1所示为无人机遥感勘察技术工作示意图。目前遥感技术在水工环地质勘察中也得到重要应用，通过遥感技术可用于不同资源的勘察与开发利用，可用于水土流失的调查，预防与监控相关地质灾害；监控不同地区资源与环境情况，为资源合理开发，环境保护等提供依据。遥感技术还能够用于地下水的分析，评估环境对水的影响；部分勘察区域环境复杂，单纯人工无法完成，通过遥感技术的应用能够克服部分特殊环境下的地质勘察与分析。遥感技术还能够用于城市建设与发展情况的分析，更好地为城市规划与发展提供参考，促进土地资源的合理化利用[4]。

3 水工环地质勘察技术应用范围

明确水工环地质勘察技术的应用范围，能够更好地结合不同水工环地质勘察技术特点，灵活的选择水工环地质勘察技术。与此同时，随着水工环地质勘察工作范围的扩大，其应用领域也都在不断的延伸。目前水工环地质勘察技术的应用包括水文探查、资源开发利用、土地资源规划与利用、地质灾害评估与分析、工程地质研究、环境保护等。不同水工环地质勘察技术在应用范围、应用特点方面有所不同，实际应用中可视情况，将不同方法联合应用，充分发挥不同水工环地质勘察技术的优势，当然水工环地质勘察目的的侧重点不同也会影响到实际水工环地质勘察技术的选择。

4 水工环地质勘察中技术应用要点分析

水工环地质勘察技术在实际应用过程中需要掌握应用要点，其应用要点包括：①对水工环的高标准要求。水工环地质勘察对专业性要求较高，不同水工环勘察技术在应用中需要明确勘察目的，同时充分考虑勘察区域的实际情况与特点，勘察中需要重视对环境的保护，资源的利用应合理，兼顾经济效益、社会效益与环保效益。具体水工环地质勘察中还应根据现场实际勘察结果，持续性完善与调整水工环地质勘察方案，确保勘察方案与现场实际情况最大程度保持一致。②水工环地质勘察中安全技术的应用，目前水工环地质勘察中使用的技术有着各自的应用原理，相关技术应用安全性是保证水工环地质勘察顺利进行的前提。因此在使用GPS技术、RTK技术、遥感技术等期间，需要分析影响技术实施的不利因素，保证勘察过程不受影响。此外，不同水工环地质勘察技术在应用中还需要评估技术方案的安全性，分析其中潜在的安全隐患，确保技术方案在实施中能够保证工作人员的人身安全。③重视水文地质、环境地质勘察，水工环地质勘察中工程地质勘察相对较多，而水文地质、环境地质勘察相对较少，实际应用中需要重视水文地质、环境地质勘察，掌握勘察要点，全方位评估水土流失、大气质量、水土污染、地质灾害等，更好地为水工环地质勘察与技术应用提供依据。

5 结语

水工环地质勘察在现阶段多个领域都有重要应用，同时可选择的技术方法也较多，相关人员需要掌握不同水工环地质勘察技术的应用特点，技术原理与常用技术方案等，然后结合不同勘察目的与实际勘察区域的综合环境，灵活性的选择水工环地质勘察技术。水工环地质勘察中充分考虑GPS技术、RTK技术、遥感技术、地质雷达技术等现代信息技术的应用，全面评估水工环地质特点，提高各种资源的高效利用，同时为水文地质灾害的预防提供参考，推动水工环现代地质勘察技术的不断发展。