论当前水工环地质勘察中的技术及应用范围

李世民

摘 要：近年来，随着科技水平的不断提升，先进的技术手段不仅纵向发展，而且也正在朝着多个领域横向延伸，比如水工环地质勘察过程中逐渐引用了一些现代科技手段和方法。本文将对水工环地质勘察过程中应用的现代技术手段进行分析，并在此基础上就这些先进勘察技术的应用范围，谈一下个人的观点和认识，以供参考。

关键词：水工环；地质勘察；技术；应用

中图分类号：P624 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）08-0135-01

人们生产生活中的能源需求量不断增大，全球范围内出现了空间的能源危机现象，这对地质学领域尤其是地质勘探工作提出了更高的要求。在水工环地质勘察过程中，采用了很多先进的技术手段和方法，比如GPS技术、RTK技术以及TEM技术和GPR技术等，具体分析如下：

1 水工环地质勘察过程中的先进技术应用实践

1.1 GPS技术

对于GPS技术而言，实际上就是一种卫星定位技术，即将传统的地面无线电信号发射台，布设在卫星上，并且利用卫星运动，构建一套高效的卫星定位系统。该系统在地面上构建至少三个控制站，基于无线电测距交会机理，能够清楚、准确的确定高空具体位置。

同理可知，只要利用三颗以上数量的卫星及相关设施，即可利用已知空间，将地面上接收机的准确位置交会出来。接收机在实际应用过程中，某一特定的时间内，能够同时接受多颗卫星发射的信号，并且能够准确的测量出接收机天线中心与卫星之间的距离，而且可以准确计算出该时间点卫星在高空位置的坐标，这样即可利用交会法对测站点的位置进行准确计算。实践中，利用GPS技术进行实时的动态测量，主要可采用以下方法[1]。即在基准站位置上布设一台接收机，令接收机持续观察可见卫星，并且将观测所得数据信息实时的向观测站发送；观察站上一旦接受到来自GPS的信号，就能够通过无线电接收装置，将基准站传送的数据信息以及参数等准确接收和保存，同时基于GPS相对定位机理，将相对基准站基线的向量坐标计算出来；然后经已预先设定的坐标以及地方坐标系，实现参数的有效转换，这样即可精确以及实时显示出急需的坐标。

以某地煤田开发勘查为例，采用了GPS技术进行控制测量。第一，资料收集与踏勘，选点与埋石。此次测量收集10个三角点和6个水准点，并且找到了保存较好的3个三角点和两个水准点。第二，测网联测。对基座嚴格检查，使其光学对中器中误差不超过2mm；利用合格的HD-V8 GPS接收机（4台），基于GPS静态定位测量法应用，按GPS E级网以边连接和点连接相结合联测；第三，测量高程控制点。高程拟合起算点为四等及以上精度点，而且起算点联测严格按照四等水准精度操作。水准路线测量过程中，采用自动化安平水准仪，做平差后的高程误差要求为0.6cm，高程闭合差-0.013cm。第四，数据处理。在进行数据处理时，采用的是全网平差方式，并且进行整体拟合。将接收机采集到的数据通过数据处理软件包传到计算机上，批处理以后，基线基本上符合要求；同时，结合同步以及异步环闭合差、基线指标进行综合分析，对不合理者采用人工方式进行优化处理。该种技术手段，在现代水工环地质勘察过程中的应用较为广泛，而且取得了很好的应用效果。

1.2 RTK技术

RTK采用的是相位、伪距以及位置三种差分方式，由基准站进行数据的传输与改正，当流动站接受到改正的数以后，在改正测量结果，这样即可精确的进行定位。在基准站上放置一台RTK接收机，并且在流动站中布设另一台、多台接收机，从而实现流动站与基准站之间的同时接受GPS信号之目的。在此过程中，基准站将获取的位置信息和数值信息进行对比，即可指导GPS差分的改正值；利用无线电数据，把GPS差分改正值传送到流动站，以此来使其位置更加的精确。流动站工作过程中，可以使运动状态，也可以是静止状态。传统模式下的GPS，采用的是单点采集方式，然后GPS又进行了创新和改进，即为连续采集方式[2]。在目前很多水工环地质勘察工作中，该技术应用效果都非常的好，利用三维软件包包路线偏移、噪声滤波以及背景清除和频率颤动等，有效的提高了水工环地质勘察工作水平。

1.3 TEM技术

该种技术，又称为瞬变电磁法，早期应用于航空探物，目前国内引进和应用该技术手段的时间较短，很多精密技术有待进一步成熟。从应用实践来看，这一技术手段在现代金属矿地质勘测过程中应用较为广泛，而且逐渐延伸到灾害、工程以及环境勘测等领域。TEM技术利用了一系列的电磁设备和装置，将脉冲电磁波借助回线造成的影响直接传至地下，并且利用发送时间差，对二次涡流场等进行测算。比如，如果有异常二次场火灾涡流场，则基本上断定在这地区地下存在不均匀带电地质体。值得一提的是，在TEM技术应用过程中，一定要注意地下介质对电磁场造成的影响，通过延长电磁波时间，让其向深处扩散，并在此基础上形成一个烟圈效应；与此同时，工作人员通过分析该效应，即可把握瞬变场的基本规律，为后续地质勘测工作提供依据。水工环地质勘察过程中的TEM技术应用，主要集中在两个方面，即垂直磁偶源以及电偶源方法的应用，其中前者在实践中的应用更为广泛。基于TEM技术的分辨率高、陡峭地质敏感度强以及观测精度高和地形限制性影响小等特点，在当前国内水工环地质勘察过程中得以广范的应用。

1.4 GPR技术

地质雷达技术，即GPR技术，其可在10-1000MHz宽度范围内的高频时域电磁脉冲波协助下，对地质情况进行勘察和测量。在此过程中，地质雷达基于地面发射天线的效用，将电磁波发送至地下部分，然后经地下目标体再将其反射至地面上的接收天线，同时深入分析电磁波，即可对水工环地质形态进行准确分析。从应用实践和效果来看，该种勘察技术具有短距离探测分辨率非常高等特点，在现代水工环地质测量过程中也得到了有效的应用和推广。

对于地质雷达技术而言，其可实现数据信息的自动化处理，形成清晰的图像，很容易识别出来，加之自身分辨率特别高、方便施工操作，所以广泛应用在基岩面覆盖层厚度以及起伏状况和隐伏断层勘察过程中。水工环地质勘察过程中，地质雷达应用效果显著[3]。从GPR技术的应用实践来看，该技术主要应用在短距离探测作业中，这有利于体现其应用优势。

2 水工环地质勘察过程中的技术应用小结

近年来，随着城市化建设进程的加快，水工环地质勘察工作任务加重、工作难度增大，迫切要求提供水工环地质勘察技术水平。就目前应用效果较好的上述四种技术而言，TEM技术对异常地质体非常的敏感，而且横向分辨率也比较高，其可应用在深度目标勘察过程中，特别是悬空勘察作业更适合；GPS技术，在解决社会问题以及城建问题方面，优势比较明显，尤其在环境污染、土地利用以及地质灾害和生产生活垃圾处理等领域，该技术展现出其优势。RTK技术，多应用在环境污染的检测与防治、各种地质灾害的调查工作中，GPR技术，在水工环地质勘察过程中的应用，主要应用在水库坝体、防渗墙结构以及地下边坡孤石和地下管道布设探测过程中，应用效果很好。

3 结语

总而言之，随着信息技术的快速发展和水工环地质勘察工作水平的不断提升，可采用的技术手段逐渐增加，而且各种技术手段和勘察方法都有其自身的应用优势。为此，笔者建议相关部门应当不断优化和升级信息技术，改进当前的水工环地质探测技术。实践中可以结合利用多种技术手段，共同为水工环地质勘察工作服务，这有利于提高勘察质量和效率。

参考文献

[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，2015，04（29）：17.

[2]刘在乾.水工环地质勘察中的技术及应用范围浅析[J].低碳世界，2014，（21）：172-173.

[3]乔建伟.刍议水工环地质勘察中的技术和应用范围[J].河南科技，2014，（09）：43.