水工环地质勘察中的常用技术及发展趋势

发表时间:2020/11/11   来源:《科学与技术》2020年28卷第19期   作者:王立宝 夏昌智
[导读] 全球定位系统(GPS)技术和RTK技术是水工环地质勘察当中最为常用的两种技术
        王立宝 夏昌智
        山东省鲁北地质工程勘察院,山东 德州 253015
        摘要:全球定位系统(GPS)技术和RTK技术是水工环地质勘察当中最为常用的两种技术。与传统的测量技术相比,这两种技术具有效率高、反馈数据精度高、定位精度高、可实现全天候自动运行等优点。应该充分研究GPS技术和RTK技术在水工环地质勘察当中的应用,并且针对应用当中的不足进行了相应的技术优化与改进,可以提高GPS技术和RTK技术的应用范围,使其发展趋势更加的明确,从而促进了水工环地质勘察在液压环境之下的有序发展。
        关键词:水工环地质勘察;常用技术;发展趋势
        一、水工环地质勘察的现状
        水工环地质勘察就是一项关系到我国地质工程建设质量的调查工程。其主要调查过程就是先对项目现场进行了多次巡视与具体的调查分析。然后对于实际的地形地貌进行了分析,并且对于相关的参数进行了分析。具体的分析方法也包括对项目场地水文地质条件的分析和对项目场地气候的全面调查。水工地质勘察的数据分析也是我国土木工程建设的数据和实践基础,也可以为相关资源的开发和生态环境的保护提供了相关的依据。
        目前,我国水工环地质勘察一般分为了三个阶段。首先要初步确定土木工程或者水利工程建设当中的水下环境,使我们对于水下结构的建设项目有了一个初步的了解,得到了初步的参数。在此过程当中,应该注意地下的水位和顶板水深的检测。第二步,利用相应的技术手段对于水下基岩,水流方向,流速进行了测量。在此过程之中,要求参数的计算非常准确,可以作为工程施工设计各方面的数据依据。第三阶段,我们还要利用地质的勘察,第三阶段就是我们利用地质勘察设计的档案资料图的最重要阶段,使三个阶段的成果在工程建设当中发挥其相应的作用。
        我国幅员比较辽阔,导致了我国水环境调查的地形复杂,生态环境比较恶劣,给我国水文的地质调查工作带来了实际的困难,制约了水工环地质的勘察技术的进一步发展。然而,水环境调查技术的手段与发达国家相距甚远,这就导致了中国的水环境调查设备和技术与发达国家相比无法与中国相匹配。随着环境测量技术中的发展,环境测量将会越来越受到人们的重视。相信在不久的将来,我国水文环境的测量质量将会达到国际的标准。
        二、探究水工环地质勘察当中各技术的应用
        (一)分析GPS技术的应用
        GPS,也被称为全球定位系统。卫星定位也是GPS技术的基础。利用了三颗卫星,接收设备收集的信息可以进行了分析和整理。人工地面测量技术也是传统水文地质测量中的主要测量方法。利用GPS技术进行了水文地质的调查,不仅仅可以减少测量人员中的工作量,而且还可以有效提高了测量的精度。
        (二)分析GPR技术的应用
        GPR技术又称地质雷达的技术。地质雷达的技术通过对电磁波采集地质的信息。不仅仅可以采集地下地质的资料,还可以将采集到的资料用于计算机的测绘。在这种情况之下,地质勘探的人员可以直观地掌握了岩石的厚度、岩石表面的状况和地质的条件。目前,地质雷达技术在水工环地质勘察的短程测量当中可以取得了良好的效果,但是在远距离测量当中并不理想。因此,GRS技术被广泛应用于美国地质调查局的建筑物底部。
        (三)分析RTK技术的应用
        RTK技术利用相位比较差、伪距差和GPS位置差三种差分技术进行地质的勘探。当卫星发出信号之时,基站和移动台的接收设备可以同时接收到该信号。通过比较两种信号的信息,得到差分校正值,判断移动台的位置。这就是RTK技术的应用原理。一般情况来说,移动台可以处于两种状态:流动的状态和静态的状态。因此,RTK技术在水环境地质调查之中具有了灵活性,极大地促进了水环境地质调查的发展。

环境污染与地质灾害的探测就是RTK技术在水文地质调查当中的主要应用。
        (四)分析RS技术的应用
        RS技术又称遥感技术,是以计算机技术的应用和发展为基础的。近几年以来,随着计算机技术的不断发展和进步,遥感技术在水利环境地质勘探当中的应用也越来越广泛。目前,遥感技术已经实现了由单一遥感向多遥感的转变,通过分析各种的模型可以获得全面的地质勘探图像,这是当前水利环境地质勘探技术中的重要组成部分。资源和地质灾害勘探也是遥感技术在地质勘探当中的主要应用。除此以外,RS技术还可以应用于城市园林的建设当中。
        (五)分析TEM技术的应用
        TEM技术,又称瞬变的电磁技术,首先广泛应用于航空组织检测的领域,然后逐渐发展到金属的测量和环境的检测。采用瞬变电磁的技术,通过向地面发射脉冲电磁波来观测间歇周期以内的二次涡流场。若存在不均匀体引起的二次磁场或者涡流场的异常,则可以据此来判断地下荷电体的分布。随着传播时间的增加,电磁场会受到影响向地面进行扩散,形成了47度的斜锥,即烟环的效应。烟环的效应可以表达瞬变场的变化规律,是水文地质调查瞬变电磁法的理论基础。
        电偶源法和垂直磁法就是电磁法在水工环地质勘察工作当中的主要应用方法。在实践之中,垂直磁双源法的应用比电动双源法更广泛。瞬态电磁法具有了观测精度比较高,地形因素的影响比较小,耦合噪声的干扰小等优点。瞬变电磁法具有分辨率比较高,在探测陡直地物当中应用的效果好等优点。瞬变电磁法在施工技术中较为简单,可实现地质条件比较差地区的高效检测。由于这些优点,瞬态电磁技术在液压环境的水工环地质勘察工作过程当中起着不可替代的作用。
        (六)分析物探技术的运用
        地球物理技术也是分析磁、密度、弹性、电气、放射性以及其它各种岩石中的物理性质,并且选择合适的地球物理仪器和物理方法根据这些因素的物理性质的差异,确定了水文地质条件和工程地质条件的勘探和测试的方法通过测量地球物理学中的工程区域的变化。低成本、高效率和环保就是物探技术的主要优势。因此,近几年以来地球物理勘探技术在水环境地质调查当中得到了越来越广泛的应用。伴随着地球物理勘探叠前偏移成像技术的发展,地球物理勘探技术的分辨率得到了极大的提高,对水环境地质调查中的发展起到了十分重要的作用。
        (七)分析水质测试技术的应用
        水质检测技术包括了物理的分析和化学的分析。两种方法均采用专用仪器对于材料的理化性质进行了分析,然后进行USGS分析。在水环境地质勘探的过程当中,在考虑实际地质条件的基础之上,综合采用了物理和化学的方法。因此,地质的勘探人员必须对于这两种方法有了一个详细的认识和充分的把握,以便在实际勘探工作当中充分利用它们,充分发挥其它们的优缺点。
        三、结语
        GPS在测量工作之中的应用越来越广泛,RTK技术具有其他测量仪器与方法中无法比拟的优势。RTK技术不仅仅可以实现了较高的定位和测量的精度,而且大大提高了工作的效率。伴随着技术的发展,RTK技术在水利工程之中的应用前景将会更加的广阔。面对着地勘技术的不断发展,水环境地勘的工作应该转变传统的观念,解放工作的思想,探索发现在勘探工作中的新方法。
        参考文献:
        [1]岳艳明,尹飞,水工环地质现状及发展趋势分析[J].世界有色金属,2017(4).
        [2]邵志军,水工环地质现状及发展趋势分析与研究[J].环境与发展,2017(5).
        [3]肖锟,陈诚.探究当代水工环地质现状及发展趋势[J].世界有色金属,2017(4):93-94.
        [4]刘永中.探究当前水工环地质勘察中的技术及其应用范围[J].西部资源,2017(3):113.
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