水工环地质勘察工作中的技术要点分析

发表时间:2021/6/4   来源:《工程建设标准化》2021年2月第3期   作者: 鲁震 1王亮亮1姜春晓 2
[导读] 信息技术的发展,对水工环地质勘察工作提出新的要求,创新技术和方法是必然趋势。
        鲁震 1王亮亮1姜春晓 2
        1山东省地质矿产勘查开发局八〇一水文地质工程地质大队(山东省地矿工程勘察院)  250014  2山东省烟台地质工程公司山东省 264004
        摘要:信息技术的发展,对水工环地质勘察工作提出新的要求,创新技术和方法是必然趋势。介绍了水工环地质勘察工作的内容和重要性,并在水工环地质勘察中技术要点进行了分析。
        关键词:水工环;地质勘察;技术要点
        引言
        水工环地质勘探是水文勘察、工程地质测量、环境地质调查的总称,了解地质特点和能源分布情况是国家经济发展的重要保障。目前,部分勘察单位由于资金投入有限、技术落后、专业人才不足,难以满足实际勘察工作的需求。
        1.水工环地质勘察工作的内容和重要性
        1.1工作内容
        (1)水文勘察。随着人口数量增加,人们对水资源的需求也在提高。如果水文地质环境恶化,破坏了水生态平衡,就会影响人们的生产生活。通过水文勘察,能明确地下水的位置,分析埋藏条件,了解富水程度,计算地下水的分布、附属区域,为开发利用、环境影响提供数据支持。
        (2)工程地质勘察。工程地质勘察是工程建设的第一步,是规划设计的重要依据。勘察工作的开展具有较大的危险性,可能产生滑坡、地震、泥石流等灾害。在勘察期间,必须抓住重点,如地质构造特点、地震活动情况等,全面分析地壳的稳定性,了解岩土的成因、性质等,准确划分工程地质类型,保证地基施工的稳定性。
        (3)环境勘察。经济社会的快速发展,导致环境污染,自然灾害时常发生。通过环境勘察,能预测整体开发趋势,根据综合评价结构,明确重点防护区域,避免在生态环境脆弱的地区开发建设。
        1.2重要性
        地质工作一直是我国政府部门的一个工作重点,随着科学技术的进步,水工环工作技术方法也要革新。在寻找矿物、水源时,GPS技术、RS技术、探地雷达技术等均能发挥出重要作用,可以提高勘察作业的精确性和工作效率。近年来,城市发展速度加快,城市规划、建设、管理的各个环节均离不开水工环勘察技术,如污染治理、资源开发、土地规划等。此外,生态农业的发展,也要创新勘察技术方法,突出与时俱进的特点,使勘察作业向着自动化、高端化、智能化的方向发展。
        2.水工环地质勘察工作中的技术要点分析
        2.1瞬变电磁技术
        瞬变电磁技术通过向地下发射脉冲磁场监测电阻率的变化,从而了解测量范围内的地质特征和规律。该技术的原理是电磁感应,技术优势如下。
        (1)效率高,对低阻体敏感,尤其适用于煤田勘探。
        (2)在高阻围岩中,寻找低阻地质体的准确性高,且不会受到地形影响。
        (3)同点组合观测,不仅异常响应强,且分辨能力高。
        (4)深度测量、剖面测量同时完成,能提供更多勘察信息。
        具体应用时,针对不同的地质,电磁波的涡流场变化有差异,会产生烟圈效应,通过分析电磁波传递的时间差,就能了解地质情况。如果标准结果、监测结果之间的数据异常波动,就说明存在特殊地质体,实现预期勘察目标。


        2.2 GPS技术
        GPS技术即全球定位技术,目前在生产、生活中应用广泛。GPS技术具有准确性高、灵活性强的特点,能对不同的地质进行三维立体探查。随着GPS技术本身的发展,目前己经渗透在水工环勘察中。实际操作时,要在地面设置接收机,利用无线信号将勘探信息传递给地面;然后使用信息软件,即可实现数据的采集、统计、分析。结合水工环勘察实践,GPS技术的应用,促使地质定位的精准度达到厘米级,能显著提高勘察工作质量。
        2.3RS技术
        RS即遥感技术,在气象、军事、地质、测量等领域应用普遍。水工环地质勘察中,利用RS技术能方便采集信息,提供精确的勘察数据。具体而言,利用RS技术可以监测环境和资源,不受地理环境、天气的影响,直接通过遥感卫星,就能获得目标区域的图像,显著提高分辨率指标。在水资源的勘察上,利用RS技术对水资源的表征进行动态监测,构建地表水、地下水数据库,为水资源的开发利用提供支持。
        2.4 RTK技术
        RTK技术即载波相位差分技术,与GPS技术结合在一起,实现了静态测量向动态测量的转变。RTK技术的应用,基于多颗北斗卫星获得测量数据,并建立基准监测站、流动监测站,对数据进行差分处理,最终得到厘米级,甚至毫米级的精度。水工环地质勘察中,利用RTK技术可以提高工作效率和精度;对测点进行网络化优化,还能避免单点RTK数据衰减引起的误差。而虚拟参考站的设置,能对测量区域内的RTK结果进行测定,进一步扩大基准监测站、移动监测站之间的距离,减少勘察人员的工作量。
        2.5探地雷达技术
        探地雷达技术具有无损性,技术特点是速度快、辨别率高、探查成本低,能解决勘察作业难题。具体操作时,利用探地雷达,向地下发射高频脉冲电磁波,在系统中收集电磁波的传播数据,经专业软件对数据进行分析和处理,生成勘察结果。一般情况下,探地雷达发射的电磁波,脉冲频率在100万一10亿Hz之间,可根据地质情况进行选择。目前,智能技术和探地雷达技术的结合,实现了数据采集、传输、分析的自动化,并自动生成数据报告。得益于探地雷达技术的优势,尤其适用于地表覆盖厚度大、存在破碎带的特殊地质中,如堤坝、熔岩地区,能发挥出较高的应用价值。
        2.6无人机技术
        以某矿山为例,随着开采年限延长,存在一些风险隐患。在环境治理中,调查发现矿区范围大、开采边坡高,局部有浮石。采用传统的测量技术,只能得到地形数据,无法了解浮石的分布情况和岩石结构。而且,由于现场交通条件差,人员难以攀爬行走,无法开展踏勘作业。基于此,采用无人机航测技术,配合三维成像技术,对开采边坡进行三维扫描并建模,即可得到开采边坡的三维模型。通过分析该模型,能了解浮石的分布位置,明确岩体结构特征,既减少了野外踏勘工作量,节约了人力成本,又能提高勘察数据的精度,为边坡治理提供支持,保证开采作业的安全性。
        结语
        综上所述,水工环地质勘察,包括水文勘察、工程地质测量、环境地质调查3个方面,是资源开发利用的第一步。随着科学技术的进步,地质勘察作业也应不断创新,文中介绍了瞬变电磁技术、GPS技术、RS技术、RTK技术、探地雷达技术、无人机技术的应用。考虑到勘察工作会对自然环境、社会环境产生影响,必须落实环评机制,合理处理废弃物并完善法律法规,推动水工环地质勘察工作顺利开展。
        参考文献
        [1]涂晖,朱岩华,周华.关于丽水地质灾害综合治理工作的实践与参考一一丽水市大搬快治”牢筑地质灾害防治“生命工程”[J].浙江国土资源,2018,12(012):020-023.
        [2]覃康雨,石福龙,曾瑞垠等.内蒙古浩尧尔忽洞金矿床水文地质条件及矿坑雨水量预侧[J].河南科技,2018,19(002):101-104.
        
        
       
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