当前水工环地质勘查中的技术及应用范围_王首东.pdf

2023年第7期西部探矿工程*收稿日期：2022-09-15作者简介：王首东(1986-)，男（汉族），广东湛江人，工程师，现从事水工环地质工作。当前水工环地质勘查中的技术及应用范围王首东*（广东省地质局第四地质大队，广东 湛江524000）摘要：伴随着我国经济社会的发展，民众生活水平也获得了显著提高，对水资源的需求日益增大，由于曾经对能源不科学的开采造成了如今水资源危机。随着高新技术的迅速发展，先进的环境地质勘查技术也正日益运用于工程实践，科研人员利用先进的信息技术开展水工环地质勘查，极大地提升了勘查的准确度和效果，将重点介绍当前在水工环地质勘查中的先进信息技术和其使用范围。关键词：水工环；地质勘查；勘查技术；应用中图分类号：P64 文献标识码：B 文章编号：1004-5716(2023)07-0001-03进行水工环地质勘查及其研究有助于推动国家经济稳定成长。近年来，在国家可持续建设得到了蓬勃发展的同时，国家对现有自然环境的损害却巨大，新时期下，在实施经济可持续发展的规划进程中，国家正在把水工环研究逐步运用于目前的地质勘查，以此提高国家地质勘查的能力。这项技术的成熟应用不但加快了中国的城镇化发展步伐，还大大地提升了中国对资源环境的利用和自然资源保护意识。有关单位将对水工环地质勘测技术足够的关注，切实提高中国环境的水平。1水工环地质勘查的概念及意义1.1水工环地质勘查的概念传统含义上的水工环地质学勘探，主要指对水文地质条件、工程技术以及自然环境这三方面的重点勘探，但随着时代的进步发展，市场的管理体制也正在进行着前所未有的改革，而社会环境也在不断地加以改善，因此当今新时代水工环地质学勘探的内涵比过去已经十分全面。现阶段的水工环地质勘查其具体内容在原来基础上赋予了天然灾难地质勘查，即对由于地貌变化所导致的天然灾难因素进行具体勘查。该勘探技术正逐渐发展为一种综合能力强、覆盖面广的、与经济社会进步、科学技术提高具有密切联系的一种新兴实用型学科。水工环地质勘查主要包括的是水文地质、工程地质和环境地质方面的勘查，三者在具体勘查项目上不同。水文与地质勘查重点在于研究工程所在区域内水中的相对变化规律与运动，以明确确定工程范围内的水中的位置和形成规律，以评价水中的物理、化学性质，以及地下水环境对工程的影响等，当然水文勘查同时也是进行对地下水资源的合理开发利用的重要基础。1.2水工环地质勘查的意义现阶段，以耗费自然资源、威胁人们健康为巨大代价的开发之道早已无法被人类社会所认可，取而代之的是人与自然和谐共处，积极寻求可持续开发的生活方式。在更大的社会历史背景下，对水工环地质勘探的观念也将因此而进行了转变。并在对未来的勘探和研究任务中，明确指出了必须把保护环境放到第一地位。由于面临着难度日渐加大的水工环地质勘探任务，如何利用科学合理的技术手段在确保完成勘探工作的同时，解决好对建设中的环境、场地的具体控制，及其对利用控制工程地质的影响与评价等问题，成了目前亟待解决的首要课题。其基本作用即是通过对环境土层、水文地质情况的掌握和探索，提高现阶段的找矿质量，保证预建项目的质量，促进经济社会建设。2水工环地质勘查技术应用分析2.1电法作为一项常用的技术手段，电法也拥有着高度的实用价值，电法的使用也极大提高了中国水工与环境地质勘查的勘查技术水平。该方法已经有了数百年的使用史，在不断改进完善过程中已蓬勃发展至今日。目前电法技术发展，其主体包含了激化电极法和高密电极法这两个方法。利用激化电极法，在将金属矿物、岩土等物质加以触发或激化加工之后，再对其所凸显出的不同性 岩土工程 12023年第7期西部探矿工程质开展地质勘查，该方法在一般情况下广泛应用在查找水源、勘探金属矿物等工作中。而高密度电法，其重要工作机理即是采用阵列式勘探的方法，在野外开展环境地质勘查工作时，可以根据高密度勘查法加以简易的合理布设，由此以来减少了金属电极的多次布设，从而减少了故障出现概率。目前该方式正逐渐脱离传统人工操作模式转入零点五自动控制模式，使技术人员所收集的数据准确度比以往有了明显提升。同时由于高压电极间的排列方法多种多样，使技术人员在开展水工建筑物环境地质勘查时收集到的数据更加准确全面。因此科研人员在开展水工环地质勘测工作时，为了要提高所勘测地层的含水量和找水的准确性，就必须使用大密度电法，以进一步提高勘测成功率。水工环地质勘探的电法研究仍有很大的使用率，如高密度电法、激发极化电法、频谱激电法、瞬变电气法等。大密度电法是物理勘查方法，各种地质条件的土壤、矿产、岩体在导电性上具有差异，它是电法勘查技术使用的基础，根据导电的不同可以表现出不同的导电性能，经过分析处理，也可以表现出勘查区的地质条件状况，目前在工程特征勘查领域使用较多。根据实际的使用状况，高密度电法在使用中可以自动与快速收集大量数据，并具备了智能化采集优势，可以大大提高水工环地质勘测效率。激励极化电法在金属矿藏储备勘探领域的应用较多，金属矿藏储备、矿山水深等相关数据都可以利用金属的激励极化效应进行表征，伴随激励极化电法应用领域的扩展，目前在非金属矿藏、工程地质等领域均有广泛应用，如用来搜索和评估各种种类的地下水资源。考虑到单一电技术在水工环地质勘探中的特殊性，在具体应用中必需灵活地进行各种技术结合，并针对应用结果，适时反映各种数据，以深入分析其中的地下含水量、地下水位置等，并不断进行工艺调整，以合理解决勘探深度和提高分辨率的技术问题，同时针对电阻率法实际状况，全面展现了高密度电阻率法的技术特色。2.2GPS技术作为一项通过测量载波相位实现动态位置的全新技术手段，GPS方法已完全颠覆了常规的土地勘测方法，它借助卫星的导航与定位系统运行能力，将无线信息的发送点实现了高效的信息传递，并使用了三个更多的卫星对当地的接收机实现了位置，而地面基站则通过所配备的新型接收器，对卫星完成了实时监测，卫星通过无线设备将其观察到的所有数据转化为无线信息并实现即时传送，地面接收机在获得来自卫星的信息传送后，通过对其提供无线信息实现交换和数据处理，可精准地判断出基线站的具体基线向量值，从而确认了该基线站点的WGS负八十四位置，并通过对已掌握的地面坐标系参数经过换算后，可以决定用户此次勘测所需的具体坐标法。该方法已经在许多方面都获得了普遍的运用，比如建立新都市过程中的城市规划、环境污染的检测、人体健康监测、地质灾害的防范等多个方面。水文勘查领域，利用GPS信息技术能够判断出勘查范围，通过雷达技术的图计算分析能够了解勘查范围的地层状况，能够研究出不同的环境成像，评价不同地区水文特征；通过GPS信息技术在水工环地质勘查领域能够研究各个部位水文特征，评价水文特征，进行水文地质层的定位等。GPS技术原理图如图1所示。图1GPS技术原理图2.3RTK技术RTK技术主要是利用系统分差法，去减少对卫星信号的修正残余误差及其在载波相位检测过程中的数据误差。利用这种方法，现阶段基本可以做到使载波相位检测中的修正偏差限制在厘米以内，一般条件下RTK技术使用了三个不同的相位差点，其都有一个共性即为有基准点负责传输修正信号，有流动基站负责接收修正信号。RTK技术的主要操作原则是在一个基准台站上安装一个接收装置，在流动站上放置若干个相同接收装置，各个接收装置在相同时间对接受卫星所发出的信息进行接收，并把已接收到的信息和已确定的方位数据进行比较，最后把得到的GPS差分改正信息运用无线数据传输技术送到流动站，以便于获取准确定位。这种方法目前已成功运用于在水污染的控制和预防、进行地质研究等诸多方面，已逐步形成了水工环地质勘查的一种主要手段。2.4遥感技术22023年第7期西部探矿工程遥感技术的应用是以电磁波原理为依据，利用感应技术设备可以获取和解析各种目标传播和反映的电气波数据，经过数据处理后得到图像，表现出勘查范围内的地球表面各种情景信息。目前遥感技术的应用在水工环地质勘查领域已获得重要运用，通过遥感技术可以开展各种自然资源的勘查和利用，可以开展水土流失的研究，防治和监测相关水文灾害；监测各个区域自然资源的生态状况，为自然资源合理利用、保护等提供依据。遥感技术的应用还可以开展地下水的研究，评价环境污染对地下水的危害；部分勘查区域环境复杂，简单人工无法完成，利用遥感技术的使用可以解决部分特定条件下的地质勘查和研究。遥感技术还可以开展城市规划设计和开发现状的研究，有效地为城市规划和开发提供依据，推动国土资源的科学合理使用。在开展资源的勘察、自然灾害的预防过程中，遥感技术将给人们带来强大的支持，并能和计算机技术实现高效融合，作为水工环地质勘查的一种关键手段。经过多年的发展，中国现阶段的遥感技术已从原来的单波段发展为多源遥感，技术人员已经可以利用对多元模型的解析获取实际勘查的详细图像。同时由于遥感的图像空间和其光谱清晰度的提高，该技术正逐渐应用于城市的园林景观建设以及环境勘查，起到了突出的作用。3水工环地质勘查技术应用范围明确了水工环地质勘查技术的适用范围，就可以更有效的根据各种水工环地质勘查技术特性，更灵活地选用水工环地质勘查技术。而与此同时，随着水工环地质勘查技术领域的拓展，其应用范围也将在进一步地扩展。目前，水工环地质勘查技术的广泛应用范围涉及水文地质探测、自然资源利用、土地资源规划和管理、环境保护地质评价和管理、工程建设地质评价、环境治理等。由于各种水工环地质勘查技术的使用领域、应用特点等各异，在具体使用时视具体情况，选择各种技术结合使用，以发挥各种水工环地质勘查技术的优点，当然水工环地质勘查目的的侧重点不同也将影响到具体水工环地质勘查技术的选用。4水工环地质勘查中技术应用要点分析水工环地质勘查的技术人员在实际运用过程中必须把握使用重点，其使用重点主要包括：对水工环地质勘查的最高标准与要求。水工环地质勘查对专业性要求较高，各种水工环勘测技术在运用中必须确定勘测目的，需要充分考虑勘测地区的实际状况和特征，勘测中必须注意对环境的维护，资源的使用须科学合理，充分考虑经济性、社会效益和环境经济效益。具体的水工环地质勘查中还须依据现场实际勘查成果，持续性完善和调整水工环地质勘查方法，以保证勘查方法与现场的实际状况最大程度地一致。关于水工环地质勘查中安全技术手段的使用，由于目前在水工环地质勘查中应用的技术手段都具有各自的应用原理，相关技术手段及应用安全是确保水工环地质勘查工作顺利进行的先决条件。所以在应用GPS信息技术、RTK信息技术、遥感信息技术等时，就必须综合分析影响技术运用的不良原因，以确保施工流程不受干扰。另外，不同水工环地质勘查方法的使用中也必须评价技术方法的稳定性，研究其可能的安全隐患，保证技术方法的使用时可以保障职工的生命安全。重视山水地貌、环境地质勘查，由于水工环地质勘查的工程性质勘查建设项目相对较多，而山水地貌、环境保护地质勘查建设项目相对较少，在实际运用中要注重山水地貌、环境保护地质勘查，把握勘探重点，全面评价土壤侵蚀、大气环境品质、土壤环境污染、地貌自然灾害等，更好地为水工环地质勘查理论与技术运用奠定了基础。5结束语水工环地质勘查方法在我国现阶段许多领域均有重大应用，但同时可选用的技术方法也较多，因此有关工程技术人员首先必须了解各种水工环地质勘查方法的使用特性、方法机理和使用技术方法等，然后再根据不同勘查目的和实际所勘查地区的综合环境，灵活性地选用水工环地质勘查方法。水工环地质勘查中，充分考虑GPS科技、RTK科学、遥感技术、地质雷达技术等现代信息技术的有效运用，以全面评价水工环地质特征，提供各种资料的有效运用，同时也为水文地质灾害的有效防治提供科学依据，以促进水工环与现代地质勘查科学技术的进一步发展。参考文献：1王小龙.分析当前水工环地质勘查中的技术及应用J.中国金属通报,2022(6):150-152.2赵子萱.当前水工环地质勘查中的技术及应用范围J.世界有色金属,2021(9):193-194.3曹修德.试论目前水工环地质勘查中的技术及应用J.世界有色金属,2021(2):194-195.4武佳林.水工环地质勘查中的技术及应用J.中国金属通报,2019(12):227-228.5马磊.水工环地质勘查中的技术及应用范围J.世界有色金属,2019(19):229-230.3