水工环地质在地质灾害活动中的应用策略

李成林

（青海省柴达木综合地质矿产勘查院，青海 格尔木 816000）

1 关于水工环地质

1.1 水工环地质概述

水工环地质是水文地质、工程地质和环境地质的统称，借此，可以对地质资源进行一个详细的了解，从而给出地质的基本情况。近年来，随着我国经济的高速发展，尤其是矿产资源及其他能源的大量挖掘，对地质环境带来了十分不好的影响，带来了一些安全隐患，为了更好地了解地质的情况、对地质灾害进行合理地规避与防治，提升地质环境发展的适应性，十分有必要借助水工环地质的手段将其应用在地质灾害活动中[1]。

1.2 水工环地质的勘察任务

水工环地质勘察是目前规避和防治地质灾害的有效手段，在一个完整的水工环地质勘察过程中，需包含初测、初步设计、技术设计等环节，这些环节的设定需围绕具体的地质情况和可能或已发生的地质灾害问题随时进行调整，逐层深入地进行探索，以实现清楚明晰地了解地质灾害的特点和影响因素。初测就是利用最简单、最基础的勘察手段对地质进行初步的了解，了解被勘察地区地质的基本情况，常用的包括磁法、电阻法等；初步设计相对于初测在数据资料的完善程度上要求更高，常采用电法和井法，相比初测，进行更详细的勘察，为后续地质灾害的防控提供更详尽的数据基础；技术设计是基于前期的初步勘察，对部分信息进行深入挖掘，可采用地下水淹没物勘测或是岩层勘测等手段作业，尽可能获取更详尽的勘察结果。

2 常见地质灾害及其特点

常见地质灾害包括以下几点。

（1） 地震灾害。地震是最典型的地质灾害，地震的发生主要源于地壳运动，为自然因素导致，地震的发生往往具有突发性和强大的破坏性，对受害区域形成较大的影响。随着科技的不断发展，地震的预测技术也随之有了大幅度提高，但是地震的预测仍存在一定难度。水工环地质在地震灾害的治理中所起到的作用首先是及时的发现地震来时的预兆，结合微观信号和宏观信号进行系统分析，其中宏观信号是指容易被人们直接获取的信息，如动物的异常反应，而微观信号则来源于细致的勘察工作，这就体现了水工环地质的应用价值。

（2） 地面崩塌、滑坡、泥石流灾害。该类灾害的形成主要源于地质结构的变动带来突发的受力情况的地表，当相应区域的土壤疏松，不足以承受相应的应力，则会发生崩塌、滑坡、泥石流等灾害事故。地面崩塌、滑坡、泥石流灾害存在着一定的人为因素，如果工程建筑不够合理，或存在滥垦滥伐等情况，均会造成地面崩塌、滑坡、泥石流灾害发生，应在平时予以重视。水工环地质在地面崩塌、滑坡、泥石流灾害的应用不仅体现在预测上，更体现在通过合理的规划，减少地面崩塌、滑坡、泥石流灾害的发生，避免过度开采，滥砍滥伐等行为的发生，同时要及时、有效地落实开采和砍伐后的修复工作。

（3） 地面塌陷。地面塌陷灾害的发生主要源于工程设计不合理，给局部区域带来过大的受力，使得相应区域地质结构被破坏。这种不合理的设计常发生在矿产的过度开采时，而在开采后没有及时有效地进行修复和维护，尤其在岩溶地区，更易发生地面塌陷。应用水工环地质，可以对发生地面塌陷的区域进行详细的分析，以获得及时有效地修复、治理。

（4） 地裂缝。地裂缝表现为局部地质区域性断裂，地裂缝也具有强大的破坏力。地裂缝的出现主要与地下水的采用息息相关，如果在地下水开采的过程中没有进行合理的规划，大量开采地下水等，都会造成水路上层区域结构稳定性变差，形成区域性地裂缝。

3 水工环地质勘测中的技术应用

3.1 GPS技术

GPS即全球定位系统，现已广泛应用在水工环地质勘测中，比起传统的人工勘测，GPS勘测减少了大量的工作量和人工投入，而获得的数据却更全面且准确。GPS利用三颗人造卫星即可实现对全球的地质勘测，首先在勘测地建立无线信号发射装置，在基准站安置GPS接收机，同步卫星将信号发射到基准站由接收机进行数据收集，经信号模拟化——数字化转化，由基准站可以给出所需的实际坐标。

3.2 GPR技术

GPR是探地雷达或地质雷达技术，与GPS以无线电传输、接受信息类似，GPR通过电磁波来传输、接受信息。该技术需要在地面建一个发射天线，发射天线向地面发送电磁波，利用声呐原理对地下地质结构进行勘测。GPR技术以点源勘测，虽全面性不如GPS，但数据采集自动化程度更高、图像更加细致清晰，已被广泛应用于地下覆盖层厚度探测和基岩面起伏情况探测中。因其点源探测的特性，只适用于短程勘测，但是目前分辨率和精确度最高的物理勘测手段。在水工环地质勘测过程中，主要应用于建筑物地下地质勘测、水库等大型建筑深层勘测等。

3.3 RS技术

RS即遥感技术，RS也是应用电磁波原理通过传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息收集处理。近几年，RS技术已经由单一波段发展到多源遥感，同时也配备了多元模型的分析手段，目前主要被应用于环境地质勘测与园林城市建设中，取得了非凡的成绩。

3.4 TEM技术

TEM技术即瞬变电磁法，最早用于航天航空中探测太空物质，目前我国还未能推广使用，主要用于金属矿石探测，目前也逐渐被应用于工程地质勘测和环境地质勘测，期待有好的效果。TEM技术利用了电磁设备的回线作用，将电磁波以脉冲的形式发送至地下，当电磁波遇到电性不均匀物质会产生异常的二次涡流场或不均匀体涡流场，由此，可以判断地下地质形态。TEM技术的应用主要有电偶源法和垂直磁偶源法两种方法，其中垂直磁偶源法应用更广，其勘测精度更高，对于陡峭地质仍有良好的敏感度，不易受装置耦合噪音影响，受地形影响程度轻微，适合悬空环境作业。

3.5 RTK技术

RTK技术即实时动态差分法，是一种新的常用的GPS测量方法，可以获得厘米级的精度，常用来降低卫星数据中载波相位的误差和残余误差。RTK采用差分法将载波相位的误差控制在1 cm之内。其原理是在基准站内安置一台接受设备，并在流动站安置多个相同的接受设备已实现对卫星信号的同步接受，工作人员对这些同步信号进行比对分析并配合GPS将校正的数据传输到流动基站，以获取流动基站的准确位置。RTK技术已被广泛应用于地质灾害预测、环境污染监测等多方面。

3.6 水质测试技术

前面所述的监测技术均是基于物理原理，而对于水质、地质元素组成的信息还需要辅以化学手段得以获取。水质测试技术也不是独立的化学分析手段，其中也包含一些物理手段，根据具体情况和要求，充分利用物理分离技术、化学分析技术和分析仪器，对水质成分进行检测分析，这需要分析工作者具有扎实的物理化学、分析化学技术，将物理手段与化学手段巧妙结合，获取更准确地水质信息。

4 结语

水工环地质作为一种有效的地质勘察手段，广泛应用在多个领域，其在地质灾害活动中的应用可以有效预测并防控地质灾害事件的发生，具有深远的应用意义，希望在以后的地质勘察过程中可以得到进一步推广使用。