水利水电工程地质勘察可视化关键技术研究及其工程应用

吴爱军

摘 要：目前，我国水利水电工程建设水平不断提高，为保证水利水电施工的有序进行，进行前期的地质勘察作业是必不可少的。文章通过对当前地质勘查中常见的可视化技术进行分析，结合实际工程探讨可视化地质勘察技术的应用，希望通过文章能够为水利水电地质勘察工作提供一些帮助。

关键词：水利水电;工程地质;地质勘察;可视化

为了在一定程度上加强水利工程在建设过程中的质量，要对其岩体地质勘查能力进行加强，通过不断的分析，在岩土工程进行地质勘察的时候，需要通过借助先进的勘查技术，不断提高岩土工程勘察的效率。

1 水利水电工程地质勘探的主要内容

第一，地下水。地下水是水文地质勘探中的重要组成部分，需要对地下水类型、地下水的补给来源以及地下水的深浅状态进行综合性的分析，之后确定科学性的工程方案，以提高水利工程水文地质勘探的整体质量。第二，岩土层。水利工程建设中，应该将岩土层的勘探及评价作为重点，针对工程项目的施工状况，进行岩土层下沉以及裂缝状况分析，评价岩土层的种类、风化状况等，以提高岩土层状态分析的质量。第三，渗透性。结合水利工程的项目特点，在地基施工中，当遇到土层风化严重的情况，会对整个工程地基带来流沙、潜蚀的风险，降低水利工程施工的稳定性，通过水利工程水文地质的勘探评价，可以针对水文地质的特点，确定科学化的施工方案，保证水利工程施工的整体质量。

2 水利水电工程地质勘察可视化关键技术分析

2.1 可视化数据采集

想要使得水利水电工程的相关地质勘察实现可视化，首先需要把外业采集的具体数据直接的输入到电脑中，这样可以方便专家更加及时以及快速的查看直观以及完整的原始性信息，进而对于工程地质进行准确的分析以及判断。第一，关于工程地质的具体测绘。制造以及发明了在windows基础之上的便携式以及平板式的测绘工作方法，使用windows系统的开发软件以及平板电脑，可以自动化的使得航片，地形图以及卫片等背景图加载出来，或者可以使用无人机（UAV）拍摄出比较高清的照片，并且这些照片带有具体的坐标信息，再和GPS实测地质点的坐标相结合，现场对CAD地质图进行勾画，直接性的记录相应的地质信息。这种技术的利用可以很好的使得地质测绘当中航片，GPS定位、卫片以及地形图之间的融合问题进行解决，使得边坡高陡部位看不到以及摸不着的地质测绘难题得到解决，保障野外现场可以高效以及一次性的实现CAD地质平面图的清晰化，这样一来就可以进行大规模的生产以及实践。第二，对于深厚覆盖层可以进行可视化探测。为了更好地的解决深厚松散层探测的问题，发明了关于可视化探测方法的具体专利技术，打破了之前固有的思路。使得护壁材料的相关功能得到进一步的拓展，一方面可以把其当作钻孔护壁器，轻松解决关于深厚松散层在钻探过程当中遇到的塌孔问题;另外一方面可以利用其透明性的特点实施相应的高清钻孔电视，可以使得松散层的物质组成以及结构特性变得更加直观，从而保障深厚松散层工程的具体地质勘察实现可视化，解决了关于深厚松散层的钻孔电视难题。第三，关于可视化地质的快速编录。发明了可视化的快速编录方法以及关于大型洞室仪测成像的可视化编录方法。这样可以很好地使得地质编录当中遇到的大面积照片以及相应的开挖面坐标信息之间的融合难题得到解决，使得自动化的程度得到了很大程度的提高。保障大洞室以及高边坡开挖过程中所揭露的具体地质现象更好的呈现出来，这样就可以实现大规模的生产以及实践。

2.2 具体的地质雷达技术

目前，地质雷达的使用非常的广泛化，它主要利用电磁波对地质结构以及地下各种各样的介质进行探测。如果电磁波在地下进行传播的过程当中，遇到了一些介质就会很好地发生相应的反射，进而雷达就会接受相应的反射波，经过具体的处理以及分析之后，会在计算机当中进行储存。利用计算机处理之后，就可以对地下珍稀资源以及矿物质的具体位置以及大小进行判断。地质雷达可以对于接受的信息进行详细的分析，从而作出更好的判断，进而帮助工作人员更好的完成探测。地质雷达有非常多的探测方法，包含：宽脚法、剖面法以及覆盖法等。第一，具体的宽角法。关于宽角法，首先需要把一根天线固定在地面的某一个点上，然后进行向测移动，直至移动到另一根天线，把电磁波这种在地下不同层面的具体走向进行记录下来的探测方法。这种方法可以对于反射面的具体深度以及电磁波的传播速度进行计算。如果地下状况比较良好，那么测量结果比较的准确，效果也会非常的好。第二，具体的剖面法。这种方法使用的比较广泛，保持固定的距离把发射天线以及接收天线移向共同的方向。关于这种测量需要以横坐标作为天线的主要位置，纵坐标指的是反射波在地底的具体走向。这样以来，就可以非常清晰的观察出反射波的具体变化情况。第三，具体的多次覆盖法。反射波的识别会受到介质讯大小的影响，因此需要使用不同的天线发射信号，在天线的同一测量时间进行持续的测量，然后叠加相应的信号。

2.3 BIM技术的具体应用

关于计算机的辅助系统采用的是相应的CS架构，建立了主要的3层逻辑架构，包含：业务逻辑层，数据访问层以及图形显示层。其中，很多的数据都可以采用SQL数据库在服务器端进行具体的存储以及勘察，包含一些原始数据、成果分析数据以及三维地质模型数据等，利用数据访问层可以更好的完成服务器端以及客户端的具体数据传输;业务逻辑层可以为用户提供具体的勘察数据整合以及详细的处理;可以采用国际上比较先进的HOOPS进行图形显示层的开发，提供更好的勘察数据，保障地质模型的三维化显示以及交互功能的完成。在三维场景当中，系统可以完成土断的合并或者拆分，输入参数之后可以快速的更改数据，这样的修改率比较高。

3 关于石鼓水源区冲江河泵站的具体深孔可视化探测

滇中引水工程需要从金沙江的上游石鼓河段进行取水，这样可以使得滇中区水资源短缺的问题得到快速的解决。滇中引水工程主要包含：石鼓水源工程以及输水工程兩部分，水源工程主要采用的是金沙江水，输水渠道的地势从高到低，可以自动输水。采用windows基础之上的便携平板式测绘方法，在滇中引水工程当中完成具体的测绘工作：大理I段大致长达110km，两侧各长达大致5km，这样可以对于之前传统纸质填图方法的具体成图精度偏差进行解决，保障其具备可视化以及更好的效果，为设计提供更加正确的地质资料，使得勘察工作的效率得到提高。使用三维地质模型，可以比较准确以及直观的显示地质体的具体空间分布规律。把平硐，勘探钻孔以及相应的平剖面图等作为依据，准确的建设关于石鼓水源区GOCAD的三维地质模型，并可以转为相应的CATIA格式，这样可以使得其他设计专业更好的合作。

4 结语

综上所述，通过对上述的内容进行分析得出，为了能够进一步的研究，必须要对水利水电地质勘察采用可视化技术，这样才能更准确、更全面的了解地质情况，保证工程勘察作业的有序进行，从而为水利水电施工提供有力的依据。

参考文献

[1]陈德贤.水利水电地质勘察技术现状与发展的若干思考[J].低碳世界，2018（12）：108-109.

[2]侯国栋.水利水电工程勘察设计存在的问题与对策[J].科技经济导刊，2017（19）：61.

[3]刘凡熙.浅析水利水电工程中地质勘察问题[J].科技创新与应用，2014（27）：199.