徐洋 遼寧省冶金四〇二隊(duì)有限責(zé)任公司

1 前言

在傳統(tǒng)的水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中，因?yàn)榧夹g(shù)的應(yīng)用存在瓶頸，所以許多勘測的工作無法深入進(jìn)行，也就難以獲得準(zhǔn)確的勘察數(shù)據(jù)。但新時(shí)代對水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的作業(yè)精度與效率都提出了明確的要求，需要技術(shù)人員從實(shí)際問題出發(fā)，進(jìn)一步研究技術(shù)的有效措施。比如，應(yīng)用GPS、RTK技術(shù)定位各測站點(diǎn)的三維位置，可以在短時(shí)間內(nèi)得出具體的信息，各測站點(diǎn)的精度與誤差的范圍也可以成為衡量作業(yè)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)人員可以從中看到技術(shù)應(yīng)用對開展水工環(huán)地質(zhì)勘察工作而言非常重要，僅憑工作經(jīng)驗(yàn)難以獲得高精度水工環(huán)地質(zhì)勘察工作數(shù)據(jù)，未來地質(zhì)行業(yè)的發(fā)展還是要從信息技術(shù)的角度出發(fā)，探索更廣闊的技術(shù)領(lǐng)域。

2 水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中各項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用的必要性

從水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的特點(diǎn)分析來看，加大水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的技術(shù)研究力度，可以使技術(shù)人員深入的了解地質(zhì)環(huán)境的變化情況，使人員在實(shí)際的工作中按照既定的步驟完成水工環(huán)地質(zhì)勘察工作，如初步測量、初步設(shè)計(jì)及技術(shù)應(yīng)用等。在初步測量的環(huán)節(jié)中，技術(shù)人員可以采用低精度的技術(shù)，比如高電阻勘察方法，將實(shí)際測量所得出的數(shù)據(jù)記錄在圖表中；在初步設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)，技術(shù)人員習(xí)慣于應(yīng)用電法與井法，可以對不同地區(qū)中的基層巖石裂縫與地下水實(shí)際流動(dòng)情況進(jìn)行勘察，快速匯總數(shù)據(jù)以后，將其編制為水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的報(bào)告；在技術(shù)設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)中，技術(shù)人員可以結(jié)合前期的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，科學(xué)勘測當(dāng)?shù)氐牡叵滤豌@井情況，為后續(xù)的工作部署提供基礎(chǔ)的信息。

水工環(huán)地質(zhì)勘察工作在本質(zhì)上屬于一種可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)手段，屬于科學(xué)的、有效的控制模式，現(xiàn)代水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中應(yīng)用的一體化勘察技術(shù)已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)地質(zhì)勘察工作的局限性，適用范圍也更廣，而不是局限于水工環(huán)地質(zhì)勘察工作本身，可以深入到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)人文服務(wù)領(lǐng)域中，因?yàn)楝F(xiàn)代人類社會(huì)的發(fā)展建設(shè)不再是以自我需求為主，而是形成了良好的環(huán)保意識(shí)，從改造自然發(fā)展為順應(yīng)自然，可以體現(xiàn)出水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中技術(shù)應(yīng)用與環(huán)保理念的高度統(tǒng)一[1]。

3 水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中各項(xiàng)技術(shù)的具體應(yīng)用流程

水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中包含的內(nèi)容較多，對于不同的勘察對象具備不同的勘察方法，所以工作人員需要根據(jù)具體的實(shí)際情況來選擇勘察技術(shù)應(yīng)用，才能有效開展水工環(huán)地質(zhì)勘察工作。

技術(shù)人員需要明確水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的具體流程：首先要收集大量的地質(zhì)信息資料，包括建筑物的平面圖資料或者其他的信息資料，深入了解該地區(qū)的地質(zhì)條件及土層分布情況，因?yàn)楝F(xiàn)有的建筑物會(huì)在一定程度上掩飾原有的土質(zhì)環(huán)境條件，所以技術(shù)人員需要原始資料作為輔助；其次技術(shù)人員要選擇合理的勘察方法，考慮到水工環(huán)地質(zhì)勘察工作具有多樣化的內(nèi)容特點(diǎn)，技術(shù)人員必須從實(shí)際情況出發(fā)，為后續(xù)的工作奠定基礎(chǔ)；之后技術(shù)人員要進(jìn)行全面且細(xì)致的勘察工作，制定合適的方法和方案以后，對收集來的各類信息做出有效的分析，落實(shí)到具體的技術(shù)應(yīng)用中[2]。

4 水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的分析要從宏觀層次和微觀層次兩個(gè)方面來分析，就宏觀層面而言，水工環(huán)地質(zhì)勘察工作為社會(huì)的各項(xiàng)活動(dòng)、發(fā)展都提供了支持，是維持社會(huì)生產(chǎn)秩序的保障；從微觀層面分析來看，水工環(huán)地質(zhì)勘察工作會(huì)影響作業(yè)周邊地區(qū)的生態(tài)環(huán)境，所以發(fā)展水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的技術(shù)，可以提升人們對生態(tài)環(huán)境的治理能力，保障社會(huì)總體生產(chǎn)力水平。

而水工環(huán)地質(zhì)勘察工作也在時(shí)代的發(fā)展中融入了大量的科學(xué)技術(shù)，有效的優(yōu)化了作業(yè)效率，提升了勘測工作的精準(zhǔn)度，鑒于人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)對大自然生態(tài)平衡造成的影響，水工環(huán)地質(zhì)勘察工作技術(shù)的深入研究，可以落實(shí)可持續(xù)發(fā)展的要求，促進(jìn)社會(huì)生產(chǎn)與自然生態(tài)環(huán)境的協(xié)調(diào)。所以相關(guān)技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中的應(yīng)用主要包括人類疾病研究方面、土地資源利用方面、城市建設(shè)方面等，現(xiàn)代人類的疾病有些來自生態(tài)環(huán)境；土地資源的利用又與城市規(guī)劃息息相關(guān)；城市建設(shè)中需要參考水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的結(jié)果，所以相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用對人類社會(huì)的發(fā)展非常重要，在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用程度也越來越高[3]。

5 水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中各項(xiàng)技術(shù)的具體應(yīng)用

5.1 GIS技術(shù)的應(yīng)用

自20世紀(jì)60年代初期開始，GIS技術(shù)的研究取得了巨大的成果，并在后來不斷推廣應(yīng)用，GIS技術(shù)的原理是以空間數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，對各類空間信息完成快速的歸類，從而提升水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的智能化、自動(dòng)化水平，因?yàn)镚IS技術(shù)的適用性較高，所以技術(shù)人員可以通過運(yùn)用GIS技術(shù)來完整的了解被勘測區(qū)域的地質(zhì)構(gòu)造形式，找到其中的地質(zhì)問題及產(chǎn)生的原因，制定科學(xué)的解決方案，可以實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的優(yōu)化與保護(hù)。比如水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中應(yīng)用GIS技術(shù)，就可以高效的利用各項(xiàng)空間數(shù)據(jù)，防止相關(guān)數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤或者不準(zhǔn)確的情況，因?yàn)楦鱾€(gè)地區(qū)的地質(zhì)條件都有差異，所以技術(shù)人員并不能完全照搬GIS技術(shù)的應(yīng)用流程，而是要適當(dāng)?shù)慕Y(jié)合實(shí)際條件來優(yōu)化操作流程，才能保證GIS技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中得到良好的應(yīng)用，發(fā)揮自身出色的技術(shù)優(yōu)勢[4]。

5.2 RS技術(shù)的應(yīng)用

水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中應(yīng)用的RS技術(shù)經(jīng)驗(yàn)比較成熟，技術(shù)人員可以通過計(jì)算機(jī)模擬RS技術(shù)的應(yīng)用過程，從傳統(tǒng)的單一含義發(fā)展為方法彌補(bǔ)，因?yàn)镽S技術(shù)的發(fā)展速度較快，所以在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中應(yīng)用的形式也更加多樣，技術(shù)影響也隨之?dāng)U大，技術(shù)人員可以運(yùn)用RS技術(shù)中的光譜合成原理，將勘測區(qū)域的水文地質(zhì)條件用科學(xué)的方式測繪成圖形，輔助技術(shù)人員獲得更接近真實(shí)地形情況的圖像，并且相關(guān)數(shù)值更加準(zhǔn)確，技術(shù)人員可以在模型的基礎(chǔ)上對數(shù)據(jù)做出綜合性的分析。

從水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的特點(diǎn)出發(fā)，可以利用RS技術(shù)了解勘測區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生特點(diǎn)，經(jīng)過技術(shù)人員的分析和判斷以后，可以建立起詳細(xì)的數(shù)據(jù)模型。比如技術(shù)人員利用RS技術(shù)中的熱感圖像來確定工業(yè)廢水的來源，準(zhǔn)確的劃分工業(yè)廢水的污染范圍，并根據(jù)圖像中的污染情況制定治理對策，RS技術(shù)獲取的有效信息可以減少能源損耗，予以動(dòng)態(tài)化的數(shù)據(jù)監(jiān)測，便于勘察人員對具體的生態(tài)環(huán)境情況做出實(shí)時(shí)的分析[5]。

5.3 電法類勘察技術(shù)的應(yīng)用

5.3.1 可控源音頻大地電磁勘察法

這種勘察方法是采用半定量模板和三維源系統(tǒng)，從正極源的環(huán)境中修正錯(cuò)誤的看檢查結(jié)果，進(jìn)而提升觀測結(jié)果的準(zhǔn)確性，可以實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)電分布資料的快速收集，在測點(diǎn)與周圍的場源之中形成一種交流的感應(yīng)，因?yàn)榄h(huán)境比較復(fù)雜，所以技術(shù)人員還需要配合其他技術(shù)應(yīng)用，進(jìn)一步提升勘察數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

5.3.2 高密度電勘察法

這種方法在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中比較常見，是將地球物理作為技術(shù)基礎(chǔ)，全面分析介質(zhì)體下的電阻率，運(yùn)用電測探和電剖面，通過高密度不點(diǎn)的方式，對二維地點(diǎn)斷面實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的測量，可以快速獲得比較準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。這種方法在本質(zhì)上屬于陣列式勘察技術(shù)的一種，需要技術(shù)人員預(yù)先布置合理的觀測點(diǎn)，提升采集密度以后才能開展水工環(huán)地質(zhì)勘察工作。

5.3.3 瞬變電磁勘察法

這種方法與高密度電勘察法相似，可以在波形脈沖的效應(yīng)之下實(shí)現(xiàn)快速的勘察工作，減少對外界環(huán)境的影響，并且提升數(shù)據(jù)的分辨率，需要技術(shù)人員密切關(guān)注周圍的空間環(huán)境，選擇相對合理的勘察技術(shù)，可以提升信噪比和作業(yè)效率。

5.3.4 頻譜機(jī)電勘察法

技術(shù)人員使用電阻法來配合頻譜機(jī)電勘察方法，在合理的設(shè)置電極裝置以后，可以讓電阻測量作業(yè)在超低頻段體系中順利完成操作，技術(shù)人員從周圍空間的特點(diǎn)出發(fā)來布置勘測點(diǎn)，能夠基于內(nèi)部的電阻率分布情況調(diào)整相關(guān)參數(shù)，獲得有效的測量數(shù)值。

5.4 RTK技術(shù)的應(yīng)用

RTK技術(shù)是在GPS技術(shù)基礎(chǔ)上的創(chuàng)新應(yīng)用，可以對各項(xiàng)位置數(shù)據(jù)做出具體的分析，在信號(hào)發(fā)射站與發(fā)射流動(dòng)站之間通過相關(guān)信號(hào)發(fā)射裝置，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)信號(hào)的統(tǒng)一操控，基站與流動(dòng)站都可以接收到衛(wèi)星勘察的信號(hào)，并在信號(hào)結(jié)束以后，技術(shù)人員通過對比勘察數(shù)據(jù)與現(xiàn)有的信息，得到拆分值，傳輸?shù)搅鲃?dòng)勘察站中，為水工環(huán)地質(zhì)勘察工作可以提供準(zhǔn)確的信息報(bào)告。RTK技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用中可以看到其明顯的優(yōu)勢在于錯(cuò)誤數(shù)據(jù)較少，技術(shù)人員利用衛(wèi)星來探測各個(gè)區(qū)域的信號(hào)，能夠避免后續(xù)信號(hào)傳輸時(shí)受到的干擾，在數(shù)據(jù)運(yùn)算以后，準(zhǔn)確的信息就呈現(xiàn)出來。

5.5 GPR電子雷達(dá)勘察技術(shù)的應(yīng)用

技術(shù)人員在日常應(yīng)用的地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)就是GPR電子雷達(dá)勘察技術(shù)，可以通過高頻率的脈沖裝置對周圍的勘察地區(qū)快速輸入電磁波，高頻的脈沖波遇到不同地質(zhì)條件以后產(chǎn)生的反射弧是不同的，在多元介質(zhì)的作用下，電子脈沖波會(huì)快速地折射出電磁波光率，隨即可以在電磁脈沖裝置中提升電磁波的轉(zhuǎn)化效率，輔助技術(shù)人員更加深入的了解地下介質(zhì)情況。技術(shù)人員可以通過完善配套軟件來繪制水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中的電磁波模擬圖，直觀地反映該地區(qū)的地質(zhì)形態(tài)，包括地源的厚度及環(huán)境狀況，都可以在電磁波模擬圖中呈現(xiàn)出來。

6 結(jié)束語

在新時(shí)代的水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中，應(yīng)用各項(xiàng)技術(shù)來提升水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的水平是非常關(guān)鍵的，技術(shù)人員可以在實(shí)際的工作中應(yīng)用GIS技術(shù)、RS技術(shù)及電法類勘查技術(shù)、RTK技術(shù)、GPR電子雷達(dá)勘察技術(shù)等，對勘察地區(qū)的地質(zhì)情況做出全面的分析。在各類新技術(shù)的支持下，技術(shù)人員在水工環(huán)地質(zhì)勘察工作中可以選擇的技術(shù)方案更多，所以技術(shù)人員不必受限于傳統(tǒng)的水工環(huán)地質(zhì)勘察工作模式，可以從新技術(shù)中尋找更適合實(shí)際工作的方案，促使水工環(huán)地質(zhì)勘察工作的效率和勘測質(zhì)量得到明顯提升，獲得的數(shù)據(jù)也具有更高的準(zhǔn)確性。