水利水电工程地质勘测的方法与技术应用分析

2023-08-16魏薇

中国科技纵横 2023年6期

魏薇

（丰宁满族自治县审计局，河北承德 068350）

0.引言

众所周知，通过建设水利水电工程项目能够为工程项目所在地的经济和社会发展提供助力。而在我国经济规模不断扩大的背景下，水利水电工程项目施工的评估标准也发生了较大改变，尤其体现在施工场地的地质勘测工作层面。只有在确保施工场地地质勘测工作具备有效性的前提下，相关建设公司才能够保障工程选址的科学与合理，从而为后期工程项目施工的有序进行奠定坚实基础。不过，传统地质勘测技术已不再能符合现阶段我国水利水电工程项目施工的实际需要，无法为建设公司提供准确与全面的施工场地信息数据。由此可见，我国建设公司必须对现有的地质勘测技术进行优化，同时引入更加先进的地质勘测方式。

1.水利水电工程进行地质勘测的重要性

1.1 确保水利水电工程建设方案的科学合理

对于水利水电工程项目而言，其施工质量与工程设计方案是否具备合理性息息相关。这就要求我国建设公司在实施工程项目施工前期，充分衡量包括工程项目布局与地址等不同要素内容，以此设计合理的施工方案。而在此过程中，建设公司必须对施工场地的各项地质数据进行全面收集和探究，以此为后期工程项目施工提供指引。

1.2 保障水利水电工程施工建设的安全性

地质勘测在水利水电工程项目施工中所占据的重要地位。考虑到我国大部分水利水电工程项目施工流程较为复杂，而且包括了不同施工阶段与施工项目，故工程项目施工往往有着相对更大的施工周期。即使是单一施工阶段或项目存在施工问题，也很可能会导致整体工程项目施工质量大幅度下降。为了确保工程项目施工整体质量达到预期要求，相关建设公司则必须对所有施工阶段与项目进行合理管控。

1.3 有效控制水利水电工程的成本造价

在现阶段，我国大部分水利水电工程项目都往往有着较大的施工规模，建设公司必须为工程项目施工提供所需财力支撑。这就要求建设公司必须高度重视工程项目造价管理工作。在地质勘测工作具备有效性的基础上，建设公司则能够深入收集施工场地地质与水文数据，并基于此完善工程项目设计方案，以此避免资金浪费等问题。除此之外，建设公司也能够凭借准确的施工数据有效分配施工资源，以此避免施工原料或者施工设施使用不合理等问题，最终为工程项目施工造价管理工作的有序进行提供保障[1]。

2.水利水电工程地质勘测方法

2.1 地质测绘及编录

在现阶段，我国大部分建设公司在进行水利水电工程地质勘测工作时，所应用的勘测方法即为测绘与编录。在上述勘测方法之下，建设公司可以对各项地址及水文数据进行收集，并且全面研究质地变动的状况。如此，则能够对后期施工过程中可能存在的各项地质安全隐患进行评估，进而制定合理和可行的处理办法，大幅度提升工程项目施工的稳定性与安全性[2]。

2.2 信息技术的运用

目前，我国正逐步步入信息化时代。在这种背景下，几乎每一个领域都在积极引入信息化技术。对于水利水电工程地质勘测领域而言，亦是如此。在互联网技术之下，建设公司则能够有效提升地质数据收集的全面性，进而确保地质勘测工作质量得到大幅度提升。同时，通过信息化技术，建设公司也能够远程操控施工作业，降低施工难度与危险性。目前，得到了普遍应用的地理信息系统即为GS 系统。在该系统之下，地质勘测人员则能够利用绘图软件分析各项地质与水文数据，以此保障地质勘测结果的有效性，为后期水利水电工程项目施工奠定基础。

2.3 GPS 技术的运用

在水利水电工程项目施工中引入GPS 技术之后，工作人员则可以提升坐标测绘的精确度。同时，不同于传统测绘技术，此项技术不仅仅有着更强的可操控性，而且也有着相对简化的操控流程。除此之外，工作人员也能够凭借此项技术进行长时间连续测绘工作，并基于此在系统中记录和保存各项地质信息，从而全面研究和处理不同的地质信息。

2.4 遥感技术的运用

在合理应用此项勘测技术的情况下，工作人员则能够有效获取并分析远距离勘测对象的电磁波，并在此基础上形成地质图像，从而准确辨识与探查地表物体。在现阶段，此项勘测技术被普遍应用在了水利水电工程项目选址与选线工作环节中。一方面，能够使勘测面积得到一定提升；另一方面，也能够降低勘测工作难度，最终实现更高效率的地质勘测工作。

3.水利水电工程地质勘测方法技术的应用

3.1 物探技术的应用

此项勘测技术现阶段被普遍应用于水利水电工程项目地质勘测工作之中，能够准确勘测施工场地地质构造与不同地质体。此项勘测技术的应用优点较为明显，且主要表现为以下几方面内容。

（1）野外勘测适应性相对更强。

（2）能够获取更加准确和全面的地质信息。物探技术包括不同类型，能够应用于相应的工程项目地质勘测工作中，其中得到了最为广泛应用的包括以下几项技术。

1）钻孔彩色电视系统技术。在将此项勘测技术引入到水利水电工程项目地质勘测工作之后，工作人员则能够凭借钻孔电视与光电耦合器等设施，准确观察勘测对象情况，并且进一步提升地质数据的准确性。和传统摄像管勘测技术不同，此项勘测技术能够形成彩色影像，并且勘测设施的运行时间也相对更长。

2）地球物理层析成像技术。在将此项勘测技术引入到水利水电工程项目地质勘测工作之后，工作人员则能够在钻孔施工的前提下，收集并处理透射波，以此掌握勘测对象的各项地质信息。在此基础上，工作人员还能够通过模拟波速值等方式，对地质结构变动情况进行探究与评估。

3.2 钻孔彩色电视系统的运用

现阶段，我国大部分建设公司在实施水利水电工程项目地质勘测工作时，都会应用此项系统。特别是在电子技术进一步革新的背景下，通过应用此项系统则帮助建设公司获取更加准确与全面的地质信息。不同于传统物理勘测方法，在此项系统之下，工作人员能够融合钻孔与电子技术，从而实现更高效率的工程项目地质勘测工作。该系统有着显著应用优势，一方面表现为具有较大耐冲击性；另一方面也表现为具有更小的能源消耗。不仅如此，该系统的运行时间相对更长，而且考虑到该系统能够形成彩色影像，因此会大幅度提升地质勘测的准确性。

3.3 地球物理层析成像技术的运用

此项勘测技术的应用时间虽然较短，然而在现阶段已经得到了部分建设公司的高度重视，并且被积极引入到了水利水电工程项目地质勘测工作之中。在合理应用此项技术时，工作人员能够通过收集不同孔洞之间的电磁波以及地震波，并基于此通过CT 技术对其进行处理，进而形成相关地质图像。此项勘测技术的技术门槛相对更高，工作人员必须在了解成像技术的基础上，比较研究与处理所获取各项地质信息的专业技能。

3.4 3G 技术在水利水电工程地质勘测中的应用分析

（1）GPS 系统。GPS 即为全球定位系统。目前，我国水利水电工程项目施工往往应用GPS 系统，以此获取精确的勘测对象的三维坐标。GPS 系统有着较为显著的应用优点，且主要表现为有着相对较强的可操控性等层面，因此不需要不同观测点间具备较好的通视功能，从而有效规避了传统勘测技术的缺陷。同时，在GPS 系统得到合理应用的情况下，工作人员也能够保障地质勘测工作的连续性，并且在终端设备内储存与处理所收集到的工程项目地质信息，以此为后期地质信息分析与应用工作提供保障。在现阶段，GPS 系统在我国水利水电工程项目施工中得到了广泛应用，特别是跨河或者跨沟相关勘测工作中，能够取得预期的勘测结果。

（2）RS 技术，即为遥感技术。在将此项勘测技术合理应用于水利水电工程项目施工之后，工作人员则能够凭借传感设备有效获取并处理远距离勘测对象的电磁波数据，以此准确辨识与勘查施工场地内不同的物体。在通常情况下，工作人员在应用此项勘测技术时，也会结合不同勘测技术，以此使工程项目选址与选线工作的成效得到进一步提升。如此，也能够获取更大范围内的地质信息数据。在现阶段，我国大部分建设公司在实施有着复杂地质与水文环境的水利水电工程项目施工中都普遍应用此项勘测技术，而且取得了良好应用效果。

（3）GIS 系统，即为地理信息系统。在将该系统应用于水利水电工程项目地质勘测工作之后，工作人员则应该绘制特定地质图像，以此为分析与处理地质信息提供指引。

4. GIS 技术在水利行业应用的发展趋势

4.1 网络GIS（WebGIS）

众所周知，远程遥控与资源分享的前提是互联网技术与平台的合理应用。在GIS 开发中引入Internet 技术的基础上，WebGIS 得以产生并发展。凭借于WWW 功能，GIS 的功能性也实现了进一步的延伸，并且正逐步具备大众化应用的属性。通过WWW 任意节点，即能够凭借互联网对WebGIS 内空间数据进行收集，并基于此完成专题图的绘制作业。除此之外，基于空间分析与检索，GIS也得到了进一步的应用与普及。

4.2 “3s”技术集成

在此项技术之下，则能够凭借数据接口有效整合RS、GPS 及GIS 等技术，进而大幅度提升系统的运行成效。而在上述不同技术所构成的系统中，3 项技术则发挥着各种的应用效益。具体表现为以下几方面内容：（1）GIS 技术，能够获取并储存多源时空数据，并且在处理数据的基础上，构建集成平台。（2）RS 技术，能够对特定语义信息进行动态获取，以此帮助工作人员对相关勘测对象变动数据进行收集。（3）GPS 技术，能够对勘测对象坐标予以锁定，从而提升地质数据的准确性与全面性。

4.3 VR-GIS 技术

在合理应用此项技术的情况下，工作人员则能够有效融合虚拟与GIS 技术，较为准确地表达地理区域各项地质信息。然而，在现阶段，此项技术的发展时间依然有限，仅仅具备仿真功能。

4.4 地理信息建模系统（GIMS）

在最近几年间，该系统得到了学术界和水利水电工程领域内大部分研究人员的高度重视。目前的科研方向主要集中在GIS 及RS 分布式流域水文模型相关研究领域。同时，也有部分研究人员针对中小流域中半分布与分布式水文预报模型进行了深入探索，为后期的技术研究与实际应用奠定了重要基础，有助于将不同先进技术应用于我国水利水电工程项目地质勘测领域之中。