现代水利工程勘测技术方法与发展趋势

郭立军（河南省水利第二工程局，河南郑州 450000）

现代水利工程勘测技术方法与发展趋势

郭立军
（河南省水利第二工程局，河南郑州 450000）

水利工程是我国的基础性建设工程，它事关我国的经济发展和人民的生活水平。地质勘测是水利工程中较为重要的检测手段，近年来发展迅猛，尤其是在受到国际市场的冲击，许多新的思想、新理论渐渐被应用。本文笔者联系自身多年的工作经验，对水利工程的勘测方法、发展趋势进行了探讨，同时简单地分析了GPS系统、RS系统、GIS系统等在水利工程勘测技术中的应用，希望借此为我国水利行业的发展提供一些参考。

水利工程 勘测技术 趋势分析

1　水利工程地质勘测技术的重要性

建国六十多年来，我国的水利工程事业发展迅速。尤其是近几年来，我国对水利工程的质量要求愈加严格，工程地质的勘察为工程建设质量和运行期的安全，展现了第一手的基础资料。水利工程的地质勘察大体上保证了工程的顺利进行。实践证明，不同的区域和地质背景，决定了不一样的地质条件，工程的地质条件只是大多数地质环境中的一部分，受整体的支配，也是多次地质运动在特定地区的反映。因此，必须重视地质调查，做好地质勘测。例如：在地质构造以压扭应力为主的地区，不同的地质层之间可能由于层间错动，导致软弱地层的形成，在基岩中也可能发育成平缓断裂。依据大、小地层构造受力相一致的原理，我们就可以从较小构造的形迹去推测被剥蚀掉的较大构造的形态，从而恢复其原貌。

2　水利工程地质的技术方法

2.1全球定位系统（GPS）技术方法

GPS体系广泛用于水利工程的地质勘测和定位，它在距离的控制方面能更好地解决跨河、跨沟等难以解决的问题，及解决在勘察的区域控制点相对较少时的情况。在通视条件差、观测条件不足的区域实施工程的地质勘察时，运用GPS能大大的减少工作时间，提升测量精度。

2.2遥感技术（RS）体系技术

遥感技术根据平台高度不同，可以分为航天性遥感、航空性遥感和地面性遥感3大类。遥感技术具有视域广阔、信息多样、立体感强、卫星影像周期性重现和资料获取快速等特点，进而被广泛用于水利工程中相关的重大地质问题和环境问题的分析与研究。

（1）区域构造的稳定性研究；由于遥感图像可以提供大量的宏观线性构造信息，较好地折射区域地质特性、水系分布和地貌特征，因而对所研究的区域构造骨架，确定断裂分布和活动能力，以及评估工程及其周边区域的稳定性有重大作用。所以，遥感技术在研究此问题之中是必用的手段之一。（2）调查水库塌方、滑坡和泥石流；大型水利工程库区的滑坡、塌方、泥石流和松散堆积体的相关调查中，部分工程可以应用遥感技术中的航卫片或者彩虹外片解译地质，结合野外的现场观察，检测和查明影响水库两岸相对稳定性评价的较大型的塌滑体的数量、分布和稳定状态。（3）岩溶地质调查技术；运用遥感影像，尤其是利用彩虹的外影像开展岩溶和岩溶的地质调查，优势较为明显。像片解译不但能较好地解释各种岩溶的地貌现象，而且可以利用它与其它介质的红外光谱差异，摸清地下水和泉水的分布状况。高坝洲、招徕河和黄河的万家寨等各期工程都曾使用过彩虹外航片进行解译，用来研究岩溶和岩溶的渗漏问题，均取到了很好的功效。（4）中、小比例尺的地质测绘；推行遥感技术，在保持合理的场地工作量及现场的校核工作完成的前提下，中小性比例尺的地质图通过遥感成图代替常规的地质测绘。大型建筑物和其它重要的地区，遥感成图技术是大比例尺的工程项目地质图所优先考虑使用的。这在十年前的全国水利勘测会议上，由水利规划院审核通过的“勘测技术的发展目标”这一文件所确立并推广应用。（5）地质编录；在大型水利工程的施工中需要开展反馈设计、警示安全及存档备查，可以首先通过地面的遥感技术实施高边坡的、地下建筑物的以及大坝附近基坑的开挖；其次进行地质的编录，最后汇总信息，便可得到一份可信度高的地质数据资料。（6）水土保持、抗洪和移民安置的容量研究；整合二十世纪末媒体的报道，我们可以了解到遥感技术新的应用领域。在1994年，长江勘测技术部门承担长江上游的水土保持和重点治理滑坡、泥石流及周边稳态区域的研究。该项研究利用TM卫片对陇南、金沙江的下游和三峡库区进行解译，并且依据它们各自的发育程度做出区划图，提出了客观的防治意见和有关建立预警系统的基本构想。此外，在前几年，地矿部的物探中心与长江委综勘局共同对长江中游区域防洪工程的现状做了遥感调查，并用TM卫片和彩虹外航片解译，随后编写了报告，报告的结果显示遥感技术应用的效果显著。在移民安置的容量研究中，航卫片，特别是彩虹外航片，依靠它对不同土地利用价值的判读性和客观性，为我国移民安置的容量研究切实地提供了新的手段。

2.3地理信息体系（GIS）的应用

GIS技术不但可以自动制作各种形式的平面图、柱形图、剖面图和物体的等值线图，这类与工程相关的地质图件，而且可以处理不同的图形、图像和空间数据，并对与其有联系的属性数据进行数据库管理和空间分析。将GIS技术尽快地运用到工程地质的信息管理以及制图输出，是近几年来地质勘测行业的热点和愈趋明显的发展形势。目前，国内应用最多且相对比较成熟的软件是MAPGIS，它是由我国地质大学开发并且研制完成的一种专业化的地理信息软件。

2.4工程物探技术

我国的工程物探技术虽然起步相对较晚，但水利工程的勘测单位逐步引进和配置了一些必备的仪器，如信号增强式的地震仪器、综合式的测井仪器、电法仪器、透视仪器、声波仪器、管线仪器、地质雷达以及钻孔式的彩色电视仪器等，都使物探技术格局发生了质的变化。其中部分仪器是当时甚至直到现在，都具有世界先进的水平。其大幅度地提高了我国勘测部门数据采集的精度以及野外工作的效率，推动了物探技术的进一步发展。

3　水利工程勘测新的发展趋势

地质勘测新技能在我国的水利工程项目中得到了广泛应用，有

……

……效地促进了水利工程建设的合理性与科学性。然而，在现实的地质勘测工作中，仍然存在很多勘测方面的问题。因此，我国水利工程的地质勘测，若想得到更好的发展，必将逐渐走地向以下趋势：其一，更为复杂地质的建模理论和技术研究。针对水利工程建设中较为复杂的地质，应该在现今勘测技能的基础上，深化卸荷条件下有关节理岩体的地质力学影响和下岩溶介质地质的力学模型，以及在强震条件下有关水岩力学的作用模型和工程岩体的稳定性研究。其二，进行易崩滑性地质灾害作用机理的研究，并对其进行非线性的评价预测。针对易出现崩滑的地区，深入分析该地质体的构造和信息的复杂性，另外需充分考虑该地质体可能表现的各种信息。等信息整合汇总后，再着手勘测工作，最终可以为水利工程建造的安全性和稳定性打下良好的基础。

4　结论与建议

目前，在水利工程地质勘测中是最常用的勘测方法有全球定位系统（GPS）的勘测技术、遥感 （RS）的勘测技术、以及地理信息系统的（GIS）勘测技术，各种新勘测新方法的出现和广泛应用，为我国的水利工程建设谱写了新的篇章。然而，从今天的实际应用情况看，采取新的方法开展地质勘测，其中尚存在着一些不足。因此，相关的勘测技术人员必须对当前的水利工程勘测新方法深入了解，并在现有的勘测技能应用基础上，不断的进行技术变革与创新，唯有如此，才能促进水利工程长期的、稳定性的发展。

［1］张凤雏.水利水电工程勘测中物勘方法与技术应用［J］.黑龙江水利科技，2014（28）：3-5.

［2］邓水根.论新科技发展背景下水利水电工程地质勘测的方法与技术［J］.河南科技，2014（5）.

郭立军（1980—），男，河南信阳人，本科，毕业于华北水利水电学院水利工程专业毕业，项目经理，主要从事水利工程项目管理，施工及基础处理（水利工程基础处理和建筑工程桩基）工作。