水工环地质勘查技术与应用研究

水工环地质勘查技术与应用研究

王守超王鹏

河北省地矿局第一地质大队

摘要：文章在结合对相关文献研究以及自己多年工作实践情况，主要就水工环地质勘查技术与应用进行探讨，以供广大同行参考。

关键词：水工环；地质勘查；勘查技术；应用

1水工环领域的地质勘查技术流程

（1）测量钻孔静止水位并进行抽水试验。在水工环领域的地质勘查过程中，首先，应当对钻孔静止水位进行严格测量。地质勘查对水位测量所得数据准确度有较高的要求，实践中应当严格按照规范和标准进行定时观察和详细记录。在钻孔抽水实验过程中，主要是在钻孔静止水位测量完成后进行抽水实验。通常情况下，采用的是稳定流实验法，即根据深度要求对实验时间进行确定。

（2）简易工程观测。对水文地质工程进行观测的持续时间相对较长，对这一点应当加强重视。在具体勘查过程中，各施工钻孔均应当进行观测并做好记录。在此过程中，若中途观测人员有情况或者需要休假暂停工作，再次开工时则应当对钻孔中的水位重新进行准确测量。同时，还要编录钻孔岩芯地质，对岩芯仔细观察并做好记录工作，记录内容中应包括岩芯的结构、名称以及颜色和特性等参数，以及基于地下水流动以及岩石本身的质量指标等，需要对各种岩组的RQD值及其范围予以明确。

（3）长期观测地表水地下水动态。对钻孔的气温以及水温进行观测，注意对溪泉河流以及坑道气温和水温的观测。一般而言，每隔10d观测1次，取本年水位峰值以及当时的流量。同时，还要对岩石物理力学性质进行测试，各岩组设置对应样本，其数量不少于20块，确保样品的质量满足要求。

（4）水质全分析。在拟测量地段选择典型的地表水、泉水以及溪流和坑道进行采样，并且根据枯季和雨季分别采样。同时，对水质进行专项分析，然后进行放射检验。其中，分析水质时的标准项目主要有味、色以及嗅和浑浊度等。

2水工地质勘查技术应用

2.1GPS技术应用

水工环地质勘查过程中采用的GPS技术，即卫星定位技术，是将地面无线电信号发射台设在卫星上，通过卫星运动建立卫星定位系统的勘查技术。该系统在地面上需建立3个以上控制站，以无线电测距交会机理为基础，可清楚而又准确地确定高空位置。该技术平台利用3颗卫星和配套设施即可确定交会处地面接收机的准确位置。接收机在应用实践中，某特定时间内可同时接受多颗卫星发射的信号，准确地测量出接收机天线中心、卫星间距，而且可以准确计算出该时间点卫星在高空位置的坐标，这样即可利用交会法对测站点的位置进行准确计算。

2.2RTK技术应用

RTK采用相位以及伪距和位置等差分模式，由基准站传输以及改正数据信息。当流动站接受改正数据后，通过测量结果的优化改正可精确定位。在基准站上放置RTK接收机，在流动站中布设其他接收机，这样可以在流动站、基准站之间实现GPS信号的同时接收。在此过程中，基准站将获取的位置信息和数值信息进行对比，便可指导GPS差分的改正值。同时，利用无线电数据，把GPS差分改正值传送到流动站，使其位置更加精确。流动站工作过程中，基准站可以处于运动状态，也可以处于静止状态。传统模式下的GPS，在单点采集方式基础上又进行了创新和改进，即为连续采集方式。在目前很多水工环地质勘查工作中，该技术应用效果都非常好，例如，利用三维软件包进行路线偏移、噪声滤波以及背景清除和频率颤动等，有效地提高了水工环地质勘查工作水平。

2.3TEM技术应用

从该技术的应用实践方面来说，该技术在金属矿地质勘查过程中应用效果非常显著，而且能够在灾害、环境勘查等多个领域得以延伸性应用。TEM技术利用了一系列的电磁设备和装置，将脉冲电磁波借助回线造成的影响直接传至地下，并且利用发送时间差，对二次涡流场等进行测算。比如，如果有异常二次场火灾涡流场，基本上可以断定在这地区地下存在不均匀带电地质体。水工环地质勘查过程中的TEM技术应用，主要集中在两个方面，即垂直磁偶源以及电偶源方法的应用，其中前者在实践中的应用更为广泛。基于TEM技术的分辨率高、陡峭地质敏感度强、观测精度高以及地形限制性影响小等特点，TEM技术在当前国内水工环地质勘查过程中得以广泛的应用。

2.4GPR技术应用

该技术即地质雷达技术，其可在10~1000MHz宽度范围内的高频时域电磁脉冲波的协助下，对地质情况进行勘查和测量。在此过程中，地质雷达基于地面发射天线的效用，将电磁波发送至地下部分，然后经地下目标体再将其反射至地面上的接收天线，同时，深入分析电磁波，即可对水工环地质形态进行准确分析。从应用实践和效果来看，该种勘查技术具有短距离探测分辨率非常高等特点，在现代水工环地质测量过程中也得到了有效地应用和推广。

2.5电法技术应用

电法技术在水工环地质勘查过程中的应用，可以为勘查工作提供准确可靠的信息。比如，某市地质勘查过程中采用电法技术从事野外勘查作业，对工作人员进行分组，两小组选择高密度电法进行勘查，然后对比勘查所得的数据，这样可以确保勘查的科学准确性。其中，在对某山体滑坡进行调查时，采用电法查明了坡体类型、规模以及分类，确定是山体结构不稳定所致。该山体滑坡斜坡原坡高为15m，其坡度为22°，滑坡体的长度为120m，其宽度为70m，坡体的厚度为5~8m，属于小型滑坡，滑坡体平面呈半圆形，而且侧翼存在冲沟问题，其中第三级阶梯属于滑坡后缘陡坎类型，高度在2~2.5m之间，土体滑塌相对比较严重，结构不稳定。

3水工环地质勘察中的技术应用范围

3.1区域资源利用规划

科学技术的高速发展带动之下，勘察技术取得了非常大的进步，被广泛地应用到水工环地勘察领域中，为该项工作的顺利开展提供了坚实的基础。区域资源合理的应用应该综合考虑到土地资源等因素，勘察技术应用的过程中需要全面地将该地区中的资源进行合理的分类，同时还应该准确地预估其可能会给资源造成的严重影响。比如，科学地使用城市资源。城市规划方案设计过程中，必须要以水工数据为基础，这与城市环境较为复杂、多样的特点有着直接的联系，同时也因城市建设施工中外部影响因素非常多，这就需要使用多种勘察技术来了解实际情况。如果地质勘察工作没有做好，就不能给城市规划提供数据支持，最终导致了城市内部规划存在严重问题，城市和谐发展是无从谈起的。此外，城市的发展还需要各个方面资源的支持，如果资源量严重不足，也会限制城市发展，这就需要水工环地质勘察技术作为基础。此外，勘察技术也具备非常明显的信号特性，使用该技术勘察过程中，也会存在很多的不良反应，而不同地区存在较大的差异性，所以，需要科学地使用各种资源，提升资源利用率。

3.2生物地球化学研究

水工环地质勘察技术的快速发展，还应该加强生物地球化学研究。从当前的实际情况分析，在进行水工环地质勘察阶段，勘察技术的应用能够有效地识别地质环境中可以合理地使用电池辐射波来最终确定生物特征。勘察技术可以实现对于生物化学的探究与应用，对于该领域发展也是非常有益的。为了可以全面地提升生物特性探测的准确度，需要在实践中建立双向勘查模型，要使用具备先进科学技术水平的勘查设备，为生物地球化学研发工作顺利进行提供基础条件。

3.3人体健康和地方病

随着人们生活质量的提升，对于人体健康也有着更高的要求，而人类的健康与居住环境存在直接的关系，尤其是水文环境。水工环地质勘察工作的开展能够及时地发现影响人类健康的因素，这是保证人们健康生活的主要原因。从当前水工勘察技术应用的效果来看，很多技术都具备一定的识别效果，其可以利用电台发射仪器实现电磁波的有效转换，最终可以了解居住环境，及时发现水文环境中存在的缺陷与问题。通过使用该技术，能够有效地了解人类健康的影响因素，然后采取有效的措施来改变这些因素，从而可以实现人类健康生活质量的提升，彻底的改善当地的生活环境中的水质条件，避免集中出现病症的情况存在，真正做到提升人类生活质量的目的。

参考文献

[1]王克颖.当前水工环地质勘察中的技术及应用范围[J].世界有色金属,2016(4s):51-52.

[2]金学群.水工环地质勘察中的技术及应用范围分析[J].资源信息与工程,2016,31(1):109-110.

[3]邢科明.关于水工环地质勘查中技术应用的几点思考[J].城市建设理论研究(电子版),2016(20).