基于水工环地质勘察中各项技术的具体运用探索

易慧

（湖南省勘测设计院有限公司，湖南 长沙 410011）

0 引言

随着我国经济水平的不断提升，项目建设方面也得到了飞速发展，对于地质调查等相关工作有了更高的要求。除此之外，在当前能源匮乏的情况下，对于资源的开发也有了更多需求，水工环地质勘察作为能源开发过程中的重要环节，也得到了更多的重视。因此，加强对于水工环地质勘察中各项技术的运用研究是十分有必要的。

1 水工环地质勘察概述

水工环地质勘察实际上就是指水文地质、工程地质以及环境地质的勘察工作，不同勘察工作由于其所处环境，以及勘察目标不同，其侧重点也存在一定差异。水文地质的勘察就是结合相应工程建设的目标和需求，针对特定区域的地下水变化情况以及运动形成规律等，从物理、化学等方面对地下水进行评估分析，探讨其对于工程建设的不利影响，同时水文地质勘察结果也是进一步加强对于地下水资源利用的重要参考数据。对于工程地质勘察而言，则主要勘察各种地质问题对于工程建设的负面影响，明确施工范围内的地质条件，深入分析潜在地质问题，并针对工程建设可能对地质环境产生的影响进行预测，以此结合地质勘察结果，采取有效工程措施，减少不良影响。环境地质勘察主要是分析工程建设、采矿以及取水等行为对于地质环境的影响，由此引发的地面沉降、水体污染、土地污染，以及滑坡、泥石流等地质灾害[1]。

2 水工环地质勘察常见技术运用分析

2.1 GIS 技术

GIS 技术就是指地理信息系统，也称作地学信息系统，属于一种空间信息系统。在实际应用的过程中，需要计算机硬件、软件的协同支持，以此达到对整个或者部分地球表层空间当中地理分布数据的采集、处理和存储的目的。地理信息系统具有极强的综合性特点，不仅包含地理学、地图学，还涉及遥感以及计算机科学等，在各个领域当中有十分广泛的应用，主要应用流程如图1 所示。该技术的主要应用原理也相对较为简单，就是以空间数据为核心，对不同类型的空间信息进行快速归类，以此提高地质勘察水平。

图1 地理信息系统主要应用流程

GIS 技术在实际应用过程中的主要功能任务包括空间数据的处理以及GIS 的应用开发。而且GIS 技术有较强的适应性，勘察人员可以借助该技术充分了解待测区域的地质构造，分析地质问题产生的原因，并以此为依据采取科学有效的应对措施和方案，以此解决相应地质问题。在实际进行地质勘察的过程中，为进一步确保该技术能够得到有效应用，保障数据的准确性以及可靠性，可以结合实际情况，对技术操作流程进行合理优化，以此确保该技术能更好地发挥。

2.2 GPS 技术

GPS 技术指的是全球定位技术，该技术基于其即时性、便利性等多方面优势，有十分广泛的应用。在实际水工环地质勘察过程中，GPS 技术不仅能够帮助勘察人员获得勘察区域的地理位置以及地表信息，同时还能够从空间水平上，为勘察工作提供相应数据信息，是水工环地质勘察过程中的重要技术。

在实际应用该技术的过程中，借助卫星系统能够对地面发射器的位置进行定位，实现对于地质勘察过程中不同位置坐标信息的确定。同时GPS 技术具有较高的作业效率，能够有效保障勘察速度，确保勘察结果的准确性以及可靠性。而且该技术并不会受到时间以及勘察环境的过多限制，能够进行全天候自动化作业。在水文地质勘察的过程中，可通过GPS 技术明确勘察区域范围，并借助雷达相图对勘察区域的底层情况进行进一步分析，还能够准确描述出勘察区域的水文地质特点。

2.3 RS 技术

RS 技术即遥感技术，是在高空或者外层空间，接收地球表层各种地理的电磁波信息，并通过扫描、摄影以及传输处理等过程，将地表地物现象进行远距离识别和展示。在水工环地质勘察过程中，通过RS 技术进行远程探测，能够对相应信息进行准确的测量和有效收集，主要应用于环境以及资源的监测。该技术的应用不会受到天气环境的影响，在远程探测卫星的支持下，能够随时获得相应区域的探测图像，并且有较高的分辨率。

在水资源调查当中，RS 技术通常用于检测水资源的动态特征，通过将探测到的地表水和地下水数据信息进行整合处理，能够为水资源的有效开发和高效利用提供可靠数据支持，而且还能够结合热感图像确定工业废水来源，明确工业废水的污染范围等，对于提高水源污染治理水平有重要作用。此外，RS 技术还可用于勘测地质灾害的发生特点等，以便于及时采取应对措施，确保工程项目顺利推进。

2.4 TEM 技术

TEM 技术也称作瞬变电磁法，或者时间域电磁法。其主要原理是以地壳中岩石或者矿石的导电性以及导磁性之间的差异为依据，根据电磁感应原理，实现对于地下介质电性特征的勘测，并以此为依据对目标的空间位置、形状以及埋深等相应地理信息进行探测。

该技术在水工环地质勘察当中主要用于环境监测、地质灾害勘测、地质勘察以及矿产资源的开发利用。在实际应用时，首先，需要明确勘探的目标，确保勘探目标与周围环境之间存在一定电性差异，能够满足TEM 技术的应用要求以及地球物理条件；其次，结合实际情况确定装置形式，针对不同环境条件，需要选择不同装置形式，常见装置形式包括重叠回线、中心回线以及大定源回线；最后，还需要明确发送回线边长的选取原则。事实上，接收线圈的面积越大，设备感应的相应就会越强，但是与此同时，信号噪声也会随之加强。因此，为提高信噪比，就需要对发送回线边长进行处理，发送回线边长越大，所激发的磁矩就越强，接收线圈感应的勘探目标的响应越强，但同时地质噪声的响应也会随之变大[2]。

2.5 RTK 技术

RTK 技术实际上是一种GPS 的应用技术，也称作载波相位差分技术。该技术的主要应用就是具有极强的自动化、集成化特点，不仅降低了对于作业环境的要求，而且勘测的精度较高，数据准确，操作简便的同时，有着强大的数据处理功能，能够实现野外实时测量，极大地提高了外业作业效率，减少数据勘察错误的频率。

在实际进行水工环地质勘察的过程中，为保障该技术作用的有效发挥，需要相关技术人员科学使用卫星对探测区域内的信号进行准确探测，保障勘测结果的有效性，以此防止信号在后续传输的过程中，由于各种干扰问题，对勘测结果产生不利影响。

2.6 GPR 技术

GPR 技术，也称作探地雷达、透地雷达，其主要原理是借助一定频率范围内的无线电波，对地下介质的分布情况进行探测。该技术属于无损耗深测技术，不仅有着较高的探测速度，而且分辨率较高，探测的成本也相对较低，因此在水工环地质勘察当中得到了良好应用。

在实际应用的过程中，相关勘察人员会借助高频率脉冲装置，对勘察区域进行电磁波的发送，高频电磁波在遇到不同介质时，会反射出波形、振幅强度以及时间变化等各不相同的电磁波，通过专业软件对返回电磁波的分析和处理，推断地下介质的分布情况、位置、结构以及形态、埋深等，达到勘探的目的。值得注意的是，应用该技术的过程中，需要借助专业配套软件，进行电磁波模拟图的绘制，帮助技术人员更加直观地了解勘测区域的地质情况。在水工环地质勘察当中，通常用于大坝、熔岩口等地表位置存在较厚覆盖物的地质环境，在此类环境中，该技术有着较高的应用价值和良好的应用效果。

2.7 高密度电勘察法

高密度电勘察法，是一种以地球物理基础内容为核心的勘察方法。该技术的勘察对象为地下介质，借助电测探以及电剖面等，通过高密度布点方式，对相应介质电阻率进行勘探分析，达到测量的目的。该勘探方法十分高效、准确，在实际应用的过程中，需要由勘察人员结合现场实际情况，合理布设观测点，并在条件环境允许的情况下，适当增加采集密度，以此进一步保障数据的准确性[3]。

3 结语

综上所述，水工环地质勘察对于我国环境调查水平的提升和发展有重要意义，常用的水工环地质勘察技术有3S 技术、TEM技术、RTK 技术以及GPR 电子雷达技术等，这些技术的有效应用对于提升水工环地质勘察水平有重要意义。相信随着对水工环地质勘察技术的深入探讨和运用分析，我国水工环勘察水平将会得到进一步提升。