试论当前水工环地质勘察中的技术及应用

1 水工环

1.1 概念

传统意义的水工环就是指水文、工程和环境这三个方面。随着现如今社会科学的不断转化和市场化经济的进一步深入，对水工环进行的地质勘察不仅仅局限于过去的那些方面，勘察内容除了要涉及对水工环这三项地质的勘察，还要包括因地质变化带来的自然灾害的勘查。对于水工环的地质勘查现如今已经演变成一种服务范围广、综合应用的工作，同时和社会学、科学有着非常密切的联系。

1.2 意义

国家现如今正在追求一条可持续发展的道路，过去那种以浪费自然资源来换取人类发展的情况已经一去不复返了。在这种背景下，开展水工环的地质勘查工作也有了全新的解读和要求，勘查工作者应该更加注视环境的保护，并在此基础上做好水工环的勘查工作。现如今的水工环勘查工作相比于过去工作量更大、工作内容更加复杂，需要兼顾诸多因素。进行地质勘查工作的同时，做好相应的风险评估就成为现如今研究水工环地质勘查的一个重要课题。

2 地质勘察技术

2.1 GPS技术

GPS就是全球定位系统，这项技术现如今在水工环的地质勘查工作中应用十分广泛。相比于传统的人工地面勘测技术，全球定位系统的引入减少了人工投入的力度和勘测人员的工作量。同时，使用这种技术获得的勘测信息也更加全面和准确。GPS技术采用的是卫星定位的方式，通过三颗同步卫星就能实现对全球范围内的地质勘测。勘测人员首先在勘测地点设立无线信号的发射装置，在地面基准站设立一台GPS接收机，通过同步卫星的检测将信号发射给地面基准站，再由基准站中的接收装置进行信息的收集。在这一过程中，无线传输设备会将收集到的各种信息转变成无线电信号，再通过无线接收器将这些无线信号进行转化和处理，最后由基准站计算出所需的实际坐标。与此同时，GPS在现如今发生的一些社会问题中也起到了巨大的作用，如地质灾害、环境污染问题、人体的健康问题等。

2.2 GPR技术

GPR就是指探地雷达技术或者是地质雷达技术。和GPS技术类似，GPR技术是通过电磁波来收集地质勘测的信息，这就类似于GPS中的无线电传输。这种技术通过在地面上设置一个发射天线，通过发射天线向地下发送大量的电磁波，通过声纳的原理，来对地下的地质构造进行探测并做相关数据的收集处理。

地质雷达这种探测方法在数据的采集上实现了全自动化，同时收集图像更加细致和清晰，图像的分辨率更好，施工更加快捷，以上这些优势使得这项技术被广泛应用到对地下覆盖层的厚度探测和基岩面本身起伏状况的探测中。地面上的研究人员可以通过电磁波被反射后产生的振幅和频率的变化来对地下的地址形态和具体性质作出客观的描绘和评价。但同时，这种方法由于探测距离存在一定的局限性，主要被应用于短距离的精确探测工作中，是现如今分辨率和精确度最好的一种物理探测方法。

这项技术在水工环地址的勘测中的具体应用主要包括:对老城区地下管线埋设情况和分布情况的探测;对建筑物地下不良地质体进行的探测;对水库等大型建筑地下部分深层进行的探测等等。

2.3 RS技术

RS技术指的是遥感技术，这项技术通常和计算机技术进行有效的结合，多用来进行地质勘察、自然灾害的防治和资源的勘探工作。该技术在水工环的地质勘察工作中发挥着非常重要的作用，是一种非常重要的勘察手段。经过几年来的发展，遥感技术由原先的单一波段逐渐发展为多源遥感，同时还建立了多元模型的分析。通过应用这项技术，勘探人员在进行实际工作中可以得到非常详细的图像，也由于这种特点，这项技术近些年来也被广泛地应用到环境勘察和园林城市的建设工作中，取得了非常显著的效果。

2.4 TEM 技术

这项技术也被称作瞬变电磁法，最早被用于航空航天领域中，用来进行太空物质的探测。相比于其他的技术，我国对这项技术的应用时间还很短，但在金属矿石的勘探工作中取得了非常显著的成果。近些年来，这项技术逐渐应用于工程的勘测、环境的勘探和对自然灾害的预防等多个领域。

这项技术的工作原理是借用电磁设备中的回线作用，将电磁波以脉冲信号的方式发送到地底下，当电磁波遇到地下中具有一定电性的不均匀物质时就会产生异常的二次涡流场或者是不均匀体涡流场。勘探人员可以通过观察电磁波在地下是否产生二次涡流场来判断地下地质的形态。除此之外，在应用这项技术进行地质勘测时，地下的介质后受到电磁波产生的电磁场干扰对电磁波进行相互影响，电磁波在受到影响后传播时间会变长，同时进行更深层次的扩散。电磁波一旦进行更深层次的扩散就会产生烟圈效应，勘探人员可以对这种烟圈效应进行研究和分析，最终掌握烟圈效应和电磁场的变化规律，这些变化规律也可以为以后研究地质提供非常重要的参考依据。

目前，该项技术应用在水工环的地质勘探工作中主要存在两种方法:垂直磁偶源法和电偶源法。相比于电偶源法，垂直磁偶源法应用更加广泛。采用这项技术进行地质的勘探具有得天独厚的优势:观测精度更高、在井陉相对陡峭的地质勘察时拥有更高的敏感度、不会受到装置耦合噪声的影响而影响到观测的精度，不会受到地形限制而产生太大的影响，更适合一些工作环境为悬空状态的勘察工作中。基于以上这些特点，TEM这项技术在水工环的地质勘探领域拥有很高的地位。

2.5 RTK技术

RTK技术通常被用来降低卫星数据中存在的载波相位测量数据的误差和残余误差。这项技术采用系统的差分法可以将载波相位测量值的改正误差控制在1厘米范围内。RTK技术一般采用三种相位差分，这三种不同的相位差分在方法上存在着一个共同点:由基准站负责发送更改好的数据，由流动基站负责接受更改好的数据。该技术的基本工作原理就是通过在基准站内安装一台用来接收的设备，在流动基站内安装多个和这种设备相同的接收设备来实现对相同卫星发射信号的同步接收。研究人员需要对这些接收的信号和信号中相应的位置信息进行比照，同时配合GPS技术将改正的数据以无线传输的形式传递到流动基站，最终获得流动基站的准确位置。这项技术现如今被广泛应用于地质灾害的调查、环境污染的防治和环境污染的检测多个方面，也是水工环地质勘探工作中的一种重要手段。

3 结束语

随着信息技术和科技水平的不断进步，应用到水工环地质勘察领域的各项技术也在不断进步着，这对于地质勘察工作的开展起着巨大的推进作用。同时，相关技术越来越成熟，也在一定程度上带动了多个领域的快速发展，尤其对工程建设来说，更是造成了极其深远的影响。对于水工环地质勘察工作中的技术应用还有许多种，本文选取了其中具有代表意义和应用最为广泛的几种技术进行了叙述和介绍，为相关技术的理论研究提供了参考依据。

[1]刘伟，张枝华.论当前水工环地质勘察中的技术及应用范围[J].中国新技术新产品，2012(05).

[2]张志勇.岩溶区地质勘察技术研究[J].中国勘察设计，2011(04).