水工环地质勘查中的技术应用分析

任 鹍 翔

(山西省第一水文地质工程地质队，山西 太原 030024)

水工环地质勘查中的技术应用分析

任 鹍 翔

(山西省第一水文地质工程地质队，山西 太原 030024)

简述了水工环地质勘查的现状与应用领域，分析了水工环地质勘查GPS技术、RTK技术及TEM技术的特点，并探讨了各技术在实际工程中的作用，对人类工程的建设有重要的意义。

水工环地质勘查，GPS技术，RTK技术，TEM技术

0 引言

随着我国对资源的开采力度逐渐加大，建筑工程行业的迅猛发展，地质勘查在寻矿工程和建筑工程有着前瞻性的积极意义。然而过度的开采和不规范的建设，环境污染等生态问题逐渐显现，加上全球性的极端气候影响，可持续发展的理念受到了空前的挑战。因此，在各领域的人类工程中，前期阶段的水工环地质勘查成为了人类活动的必然。只有准确地进行地质勘查，才能确保人类活动的合理性和科学性，才能实现经济效益和生态效益统一，构建和谐发展的人类文明框架。鉴于此，下文将基于笔者研究及工作实践，重点围绕水工环地质勘查中的技术应用谈一谈自己的看法，以供广大同行参考。

1 水工环地质勘查的概述

由于学科间的交叉融合和理论基础的成熟，单一的地质勘查已经不能够满足人类工程的发展要求。因此寻求综合性的地质勘查成为了发展趋势，水工环一体化的地质勘查成为了综合性勘察的重中之重。水工环地质勘查是水文、工程、环境三个系统勘查的综合性简称，地质勘查的内容即是水文地质情况、工程地质特点、环境影响因素等等。主要是对地形地貌特征的水文工程环境因素进行分析和研究，对其影响因素的规律性进行控制，通常是在前期水工环理论基础数据前提下，运用适当的比例进行科学验证，借助先进的勘察技术和仪器设备对水工环地质勘查指标因素进行分析判断，探究影响水工环地质勘察结果各个环境因素，分析水工环各个参数变量对整个地质勘查工程的影响程度。水工环地质勘查是各个工程领域的重要环节，是人类工程的基础工作，水工环地质勘查结果评价直接关系到人类工程的质量，因此占据着重要的地位，有利于社会效益和经济效益的相统一，也有益于社会资源的开发利用，发挥勘察结果在人类工程的现实导向效用。

2 水工环地质勘查的应用领域

水工环地质勘查涉及的学科内容广泛，涵盖知识丰富，勘查内容应用领域全面，覆盖面积广，涉及到了人类工程的方方面面。随着学科间的融合加强，学科弱边缘化趋势逐渐明显，这就决定了水工环勘查的应用领域与我们生产生活息息相关。在可持续发展的文明背景下，水工环的勘察在我国资源的开发、能源的利用、工程建设等发挥着重要的基础作用。具体而言，勘查应用的范围主要有以下几个方面：其一，环境资源的调查。人类文明的发展与生存环境相互制约、相互发展，特别是人类活动对环境资源的作用，资源匮乏成为了现如今人类文明急需发展的制约因素。因此，环境资源的开发、利用和保护，都在水工环地质勘查的前提下进行。其二，城市建设规划。城市化进程加快，标志性的建筑物如雨后春笋般的涌现，建筑工程行业得到前所未有的发展，而建筑施工的基础性数据是建立在勘查的前提上的，在城市的建设规划中，水文地质条件、自然社会环境的因素分析，直接关系建筑工程勘察的结果。其三，地质—生态学科的应用。学科间的交叉打破了学科界限，地质生态学作为一门新兴学科，主要研究地质生态环境的相互制约相互促进的环境链条的关系。水工环地质勘查在这学科发展起到了积极的作用。

3 水工环地质勘查技术

3.1 GPS技术

GPS信号接收机接收了GPS信号之后，应用无线电接收技术，使用无线电接收设备把GPS信号转换为数据图像，并根据图像标注各个参数。主要是在流动站上运用此技术，为工作人员提供定位便利，精确地计算出基站的基线向量，同时获取基准站的坐标，根据WGS-84坐标与地方坐标系实现数据转换，对用户的三维坐标及时的计算并显示。GPS卫星定位的原理基础是无线相应的原理，把地面的无线电信号传输到卫星，同时形成定位系统，地面点与卫星点相互反映，在已知的三个地面定点的，判断出卫星的具体位置；在已知的卫星三个定点位置，交会出地面定点的具体位置。此外，接收机接收三个卫星位置的定位信号，根据已知的测站点与卫星的距离，通过交会法计算测站点位置。

3.2 RTK技术

RTK技术是一种降低误差的技术。卫星的数据存在着大量的残余误差，载波相位测量也有一定程度的误差，使用系统差分法，用RTK技术将这些误差降低至最小值，通常载波相位测量的误差的控制范围是在cm之内。数据发送的改正和数据接收的改正分别由基准站和流动基站负责，这是该技术运用差分法的共同特点。通常来说，RTK技术要求数台接收设备同时运行，基准站需要一台，流动站需要多台，才能保证信号接收通畅。通过接收器接收卫星信号，对比该信号与位置信息，同时通过无线传输设备传输GPS改正数据到流动站，进而获取精准的位置。

3.3 TEM技术

该项技术又名瞬变电磁法，是一种综合电法和磁法的物探技术，该项技术在我国的应用领域并不广泛，由于技术在发展阶段，尚未形成成熟的技术工艺。电磁法勘探是运用于具有磁场的地质的勘探方法，是一种很有效的勘察方法。主要是运用岩层内部不同矿产介质相互间的磁场作用，通过磁力仪感应到岩层内部的磁变化，运用勘查腐蚀变形的岩石、矿床以及控矿构造有显著的勘察效果。瞬变电磁法勘探密度高，分辨率小，且勘察数据精准。

4 水工环地质的技术应用

日益增长的能源需求加大了我国对能源矿区的开采力度，同时建设规划区域城市化，环境的利用和保护成了关注度高的课题。因此，实现土地的循环利用，正确规范地应用水工环地质勘查技术，确保勘查效果。

4.1 实际勘查情况

在实际的水工环勘查应用中，勘查的内容主要集中在地下水温、水位、地下水开发、地形地貌、建筑工程场地及其周边环境的水文、地质情况等。分析研究影响水工环勘查的自然环境和气候变化因素，以及结合全球性的环境问题，分析各种环境因素之间的相互联系，应用GPS技术、RTK技术规范化、标准化，对勘察对象进行控制测量，充分利用技术勘察，对勘察结果进行数字化信息转化，提高勘察质量。

4.2 GPS技术应用

20世纪90年代始，GPS数据的收集方式有了极大的进步，从单向性发展成为连续性的采集，加大了此技术在工作环境的适应能力。特别是地震等地质灾害的预警中，采用GPS收集数据信息，并结合石油地震勘察技术，及时对灾害控制并恰当的开发利用地质能量。遥感技术也是GPS技术其中的一个分支，该技术在地质勘查和地质灾害预警控制中发挥着应有的作用。同时结合计算技术，对勘察图像进行技术分析，提高遥感图像空间和光谱分辨率，对勘察结果的精准度有较大的提高。

4.3 RTK技术的应用

GPS的位置差分、相位差分以及伪距差分的差分计算对水工环的地质勘查有重要的影响。利用RTK技术，对这三种相位差分进行改正计算，从而获取准确的定位信息。该技术应用中，有以下的接收装置要求：基准站建立一台接收装置，流动站建立多台接收装置，两个站点的配合接收同一颗卫星发射的信号。这样一对多的接收配置，能够准确的获取卫星定位信号，获取差分改正值。具体的地震资料的处理中，GPS资料处理是最基础的处理，在最初的卫星定位基础上，并结合石油优秀技术，进行差分处理，由此看来，该项技术已经与GPS技术得到融合。该项技术在环境的污染情况检测，地质灾害防御都有着重要的应用。

4.4 TEM技术的应用

瞬变电磁法最初应用在航空的物探中。该项技术的主要运用设备是电磁仪器，利用回线影响，通过脉冲电磁波传回地下，利用时间差发现磁场异常，特别易于发现二次不均匀涡流场。这种异常的磁场运用在地质勘查中，对特殊物质的寻找和判断有较大的作用。在具体的应用中，TEM技术主要有两种方法：垂直磁偶源和电偶源。其中垂直磁偶源在环境的地质勘查业受到广泛的运用，此类电法勘察方法分辨率较其他勘察技术要高，因此对于矿区的地质勘查有大的普适度。但是应用电磁法容易受周边环境的干扰，多种磁场相互作用容易形成烟圈效应。

[1] 李 楠,赵 丹,宋晓雨.当前水工环地质勘察中的技术及应用初探[J].黑龙江科技信息,2015(29)：60-61.

[2] 吕孝化.浅析水工环地质勘测技术的应用[J].工业C，2015(32):32.

[3] 徐晓明,陈 永.浅谈水工环地质勘察工作中相关技术的应用[J].建筑工程技术与设计,2014(20)：35-36.

[4] 高 嬿.浅析水工环地质勘察中的技术应用[J].城市建设理论研究(电子版),2015(6):115-116.

Analysis on technology application in hydro geological survey

Ren Kunxiang

(ShanxiFirstHydrogeologyandEngineeringGeologyTeam,Taiyuan030024,China)

This paper briefly described the status and application field of hydro geological survey, analyzed the characteristics of hydro geological survey GPS technology, RTK technology and TEM technology, and discussed the role of each technology in practical engineering, had important significance to human engineering construction.

hydro geological survey, GPS technology, RTK technology, TEM technology

1009-6825(2017)03-0080-03

2016-11-11

任鹍翔(1985- )，男，助理工程师

P624

A