水利水电工程地质勘测方法与技术应用综述

田云军

摘要:本文通过分析我国水利水电工程的各种勘测手段及其应用水平,总结各种勘测方法的发展和应用现状,从而推进水利水电工程地质勘察工作由“定性分析”向“定量计算”的方向发展。本文总结了全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)等3 S技术和物探技术在水利水电工程地质勘测中的主要应用,旨在为水利水电工程地质勘测方法的合理选择提供可借鉴的经验。

Abstract:Through the analysis on water resources projects and the application of the various investigation, the level of development of different kinds of investigation and application of methods are summarized to promote water conservancy and hydroelectric engineering geology investigation by the "qualitative"to"quantitative computing" direction. This paper summarizes the global positioning system(GPS), remote sensing(RS), geographic information systems(GIS),3S technology and exploration technology in water resources and hydropower engineering geology of the main application, designed to geological survey water resources and hydropower engineering methods are reasonably choosn to provide useful experience.

关键词:水利水电工程;地质勘测;勘测技术;3S技术;勘探

Key words: water resources and hydropower engineering; geological survey; survey techniques;3S technology; exploration

中图分类号:TV221文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)04-0223-01

0引言

随着我国国民经济的飞速发展,工程建设项目从深度、广度及精度上对工程地质勘测提出了更高的要求。面对勘探深度的加大、对勘探分辨率要求的提高,许多传统的地球物理方法及技术已经无法满足工程需要。近年来,由于地学等基础理论学科的发展,极大地带动了我国水利水电工程勘测事业的飞速发展。为此,分析总结各种工程地质勘测方法的应用及其最新的发展,在此基础上选择合适的勘测方法对工程地质勘测及水利水电工程建设具有重要意义。

1工程地质测绘与编录

工程地质测绘与编录是地质勘察中最先进行的综合性基础工作,主要方法有:路线测绘法、地质点测法、实测剖面图法等。一般来说,对于一个工程区,首先应研究并弄清楚区域地壳稳定性和地震活动状况,然后充分利用已有的勘测手段进行专门的工程地质测绘,并开展其它专项工程地质问题的研究工作。全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)等3S技术的应用,体现了目前工程地质测绘与编录的发展情况。

23S技术在工程地质勘测中的应用

2.1 全球定位系统(GPS)的应用

GPS在工程地质勘察领域内主要用来确定观测点位的三维坐标。相对于普通测量手段而言,它不要求观测站之间通视,具有定位精度高、观测时间短、操作简便、可全天候观测等优点,可将其采集和储存的观测数据导入计算机进行分析与处理。GPS越来越广泛地应用于水利水电工程地质勘察测量及定位控制工作中,它在高程控制方面能较好地解决跨河、跨沟水准难以传递的问题。在勘察区控制点较少,或在山区、林区等通视条件较差、观测条件受限的区域进行工程地质勘察时,运用GPS可大大减少作业时间,提高测量精度。

2.2 遥感技术(RS)的应用

遥感技术主要应用于可行性研究阶段,与其他勘察手段配合,有利于大面积地质测绘,提高填图质量和选线、选址的质量,减少野外地质调查的盲目性,减少外业工作量,进而提高了勘察效率。遥感技术作为一种工程地质勘测手段,近年来在我国水利水电工程中应用越来越广泛,从总体来说其用途主要有:工程地质调查与制图,岩溶调查,对滑坡、崩塌、泥石流等物理地质现象的调查,输水隧洞、渠道等跨区域、长距离等线状大型工程地质调查,地形、地貌、地质、水文、气候等复杂特殊地区的工程地质调查,节省了费用,缩短了工期。

2.3 地理信息系统(GIS)的应用

GIS技术可自动制作平面图、柱状图、剖面图和等值线图等工程地质图件,还能够处理图形、图像、空间数据及相应属性数据的数据库管理、空间分析等问题,将GIS技术应用于工程地质信息管理和制图输出是近几年工程地质勘察行业的热点和发展趋势。目前,国内应用较多且比较成熟的专业软件是由中国地质大学开发研制的MAP-GIS,是一种专业的地理信息系统软件。

3物探技术在工程地质勘测中的应用

地球物理勘探简称物探,它是应用观测仪器测量被勘探区的地球物理场,通过对测量场数据的处理和地质解释来推断和发现地下可能存在的局部地质体、地质构造的位置、埋深、大小及其属性的科学。我国水利水电工程勘测设计单位逐年引进和装备了一些必要的仪器,如信号增强式地震仪、综合测井仪、电法仪、透视仪、声波仪、管线仪、地质雷达和钻孔彩色电视系统等,使我国物探仪器得到了全面的更新其中有些设备是当时或至今都处于世界先进水平的新仪器,大大地提高了数据采集精度和野外工作效率,促进了物探的发展。

3.1 地球物理层析成像技术(CT)

CT技术是利用已有的平洞或钻孔,通过对采用一定发射和一定接收方式产生的透射波的采集与处理,反演孔洞间岩体的波速值,并对区间岩体进行判断、评价的一种技术方法。

3.2 钻孔彩色电视系统

50mm的钻孔彩色电视是在电子技术发展的基础上为适应水平钻孔观察而设计制造的,并首次将CCD光电偶合器件应用于钻孔电视。该产品的特点是电路设计合理,集成度高,性能稳定,与传统的摄像管探头相比,具有彩色图像重现性好、几何失真小、寿命长、耐冲击、体积小、重量轻、功耗低等特点。

4结语

综上所述可以看出,我国水利水电行业工程地质勘测方法正处于一个飞速发展的阶段。重新认识和审视目前我国水利水电工程的各种勘测手段及其应用水平,大力推进各种勘测方法的发展及其综合应用,从而使水利水电工程地质勘察工作由“定性分析”向“定量计算”方向发展,对加快我国水利水电工程业的发展具有重大意义。

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