论述水工环地质勘察相关技术与实际应用

论述水工环地质勘察相关技术与实际应用

发表时间：2019-08-15T11:23:41.743Z 来源：《城镇建设》2019年10期作者：蒋树青

[导读] 地质勘察技术的发展对于我国工程建设与能源开发利用等工作起到关键作用，其中水工环地质勘探作为重要组成部分，近年来也得到了广阔发展空间。

广西南宁 530000

摘要：地质勘察技术的发展对于我国工程建设与能源开发利用等工作起到关键作用，其中水工环地质勘探作为重要组成部分，近年来也得到了广阔发展空间，一般是对相关地质环境、工程地质、水文地质进行勘探，在煤炭工程、水利水电工程都发挥重要作用，对我国经济建设产生深远影响。

关键词：水工环；地质勘察；相关技术；实际应用

1 水工环地质勘察的内容

结合实际工作的内容，可以将水工环地质勘察大致可以分为三部分，依次为初试、初步设计以及技术设计。在实际工作工，初试、初步设计以及技术设计这三个部分都是独立工作，但却存在着较为密切的关系，甚至是缺一不可。

（1）初试：采用精确度相对不高的勘测方案对水下待勘测区域进行初步检查，并认真记录测量所得数据，将其分析、整合形成勘测表。制作完成的勘测表，要能够直观、客观地反映带勘测区域地质的实况，且这里需要注意的就是，顶板深度和地下水位。

（2）初步设计：借助电法技术勘测基岩裂缝、地下水的流动方向以及流动速度等，同时还要认真记录测量所得数据，为进一步勘测提供相应的理论参数。

（3）技术设计：结合待测区域的实况，选用最为先进的设备与技术进行勘查，并认真做好数据的记录工作。

2 水工环地质勘察中的技术及应用

2.1 GPS卫星定位系统技术及其应用

2.1.1 GPS卫星定位系统技术的基本原理

它的基本工作原理就是无线电信号发射台首先发生了转移，从地面转移到卫星上，从而形成一个卫星导航系统，然后再利用无线电测距交会的基本原理，这样可以发现它就是利用三个以上的地面点交会出一个控制点，这就是卫星的位置。与这相似的是利用三个以上明确了卫星定位可以交会出用户接机的位置。根据逆反原理，用户与此同时可以根据GPS卫星接收定位系统技术可以在同一时间内检测到三个GPS卫星定位，同时还可以确定GPS卫星的坐标点，最后利用交会解法可以检测出网站的具体位置。对于实时动态测量方法，它的基本原理就是在基准站上安设一个GPS接收设备，流动站上的相关GPS接收设备就会感应到卫星位置，然后无线电设备进行信息传输和接收，对实测数据和转换参数进行科学有效的输送，其实就是利用GPS相对定位的基本原理，然后地方坐标系和WGS-84坐标系进行数据的转换和输送，可以实时动态测量出用户需要的相关位置，提高了定位的科学性、可靠性、准确性。

2.1.2 GPS卫星定位系统技术的应用

一是GPS水准高程在地质勘测中的应用；这种方法适用于一些小测量项目，通常情况下把GPS水准测量法和国家高程网相结合使用，标识好联测点，且它们之间的距离不大于10千米，可以达到四等水准测量的效果，提高了数据的正确性。

二是GPS技术在图根控制测量的应用；传统的测量方法存在许多不足之处，很容易受到恶劣天气的影响难以勘察测量任务，但GPS技术可以解决上面出现的问题，首先进行细致的观测，然后接收卫星可以同步观测数据相关数据，并且及时更新结算结果，达到理想结果就结束实时观测。

三是GPS技术在虚拟现实技术的运用；在GPS技术的应用下，可以对一些复杂的地理地势、周围环境进行科学的描绘测量，结合先进的虚拟现实技术，能在计算机上描绘出三维立体图像，还可以对一些细节进行分析，从而达到逼真、现实的效果。利用GPS定位系统可以检测到一些有用的原始数据，矿业局也可以利用GPS卫星定位系统对地震地质进行勘察；同时相关工作人员也可以通过采集到的反射波、电磁波、透射系数等相关数据，为地质勘察提供有利的参考价值。但它也存在许多不足之处，一是容易受高程异常值问题的影响,例如：大地高程转换至海拔高程的工作数据容易出现问题，,影响高程测量数据的精度。二是解算时间过长，没能得到固定、浮点、差分解等现象,需要采用提高高度或短距离偏移的方法来纠正。三是RTK容易受到天气、卫星信号、数据链传输等影响，数据不精确。四是耗电量比较大。五是容易受到电离层的影响点,测量很难得到固定解。

2.2 TEM技术的应用

TEM技术也被称为瞬变电磁法，TEM勘探技术最早被应用于航空物探相关工作当中，在我国的应用历史不到40年，但是该技术在金属矿勘探中得到了充分的应用，并取得了较好的应用效果，目前已经逐渐运用在环境勘察、工程勘察以及灾害勘察等领域中。TEM勘探技术的原理是通过电磁设备，借助回线的作用将脉冲电磁波传送至地下，在传送期间对二次涡流场观察，如果观察到异常现象，或者有不均匀体涡流场存在，可以判断在地下分布着部分具有电性的不均匀地质体。除此之外，在应用TEM技术时，地下介质在一定程度上会受到影响，从而导致电磁波传播时间的延长，且使其向深层次扩散，形成一定的烟圈效应，工作人员可以对烟圈效应进行分析，从而掌握变化规律，使其成为解决地质问题过程中的重要参考数据。当前水工环地质勘查时主要应用的TEM技术为电偶源方法、垂直磁偶源方法。垂直磁偶源方法应用范围相对更加广泛，使用TEM技术来进行勘察时有一定优势，例如：横向分辨率高、在陡峭条件下对于异常地质体有较好敏感性、观测精准度高、不太受地质条件影响与制约，也不会因为装置噪音影响精准度，并且对于深层目标物可以有效探测，TEM技术是我国水工环地质勘察技术中非常重要的一部分。

2.3 GPR技术的应用

GPR技术是指地质雷达技术或者探地雷达技术，地质雷达在宽带10-1000MHz高频时域电磁脉冲波的帮助下，可以对相应地质进行测量。在地面发射的协助下，地质雷达将电磁波发送到低下，利用地下目标体发射到地面接收天线，然后对接收的电磁波时频和振幅特征进行分析，从而得到地质体展布形态预计性质的准确判断。目前，地质雷达是短距离探测率最好，以及精准度最好的工程物理技术，在水工环测量中发挥了重要的作用。地质雷达可以对数据采取全自动化处理，而且转化图像十分清晰，方便识别，自身分辨率较高，同时技术施工非常便捷。GPR技术在勘察基岩面厚度、起伏情况、破碎带查询、考古工作中都有广泛应用。在水工环地质勘测任务中，地质雷达有着较好应用效果，例如：探测水库地下坝体、防渗墙的结构、建筑物地下边坡孤石、老城区地下管道的展布和埋深探测等方面。GPR技术主