水工环地质勘察及遥感技术在地质工作中的应用

（安徽省地矿局第一水文工程地质勘查院，安徽蚌埠 233000）

0 引言

近年来，我国在水工环地质勘察领域取得了较快发展，地质勘察作业的范围及精度都在不断扩展。随着各类地质勘察技术的进一步成熟，水工环地质勘察在空间上还有极大的拓展可能性。同时，还要针对水工环地质勘察技术层面的问题进行研究分析，从而保障地质勘察的效率。

1 当前水工环地质勘察现状

在水工环地质勘察中，尤其是地质找矿方面，我国国土资源局及地质调查局秉持大地质、大服务的理念，致力进行地质勘察改革，力争实现传统勘察模式向现代勘察模式的转变。总体上看，水工环地质勘察在取得大发展的同时，也面临着重大地质找矿成果不明显，地质勘察找矿机制完善度不高等问题。具体而言，水工环地质勘察实施中存在以下几点问题：

（1）基于水工环地质勘察的重视程度还有待提高。某些单位及个人对水工环地质勘察工作的属性不够了解，没有给予水工环地质勘察工作充分的重视，受此影响，从事水工环地质勘察的人员积极性不高，甚至因项目资金及设备不足而出现勘察困难。此外，社会各行业普遍存在重经济、轻保护的问题，未针对环境保护及勘察作资金或政策上的倾斜。（2）水工环地质勘察推进过程中存在两方面问题。一方面，水工环地质勘察工作较为繁琐，耗时耗力，需要工作人员具备较强的勘察能力及责任意识，实际勘察中常出现勘察失误或偏差，如勘察内容遗漏，环境评估套用模板而不细致等，会导致勘察精度受损。另一方面，水工环地质勘察的结果转化率及利用率不高。开展水工环地质勘察工作需要依靠大量数据资料作支撑，受到工作人员能力等因素闲置，水工环地质勘察的一些数据往往停留在表面而做不到深层分析，如此就使水工环地质勘察工作的深度不够，勘察结果达不到较高的转化率。

2 水工环地质勘察的主要环节及应用范围

从水工环地质勘察的环节上看，主要经历初测、初步设计、技术设计三个阶段。初测阶段易受地质因素影响，如岩层顶板深度过大等，此时在确定勘察任务时，根据实际情况可选择电测剖面法或电测探法。初步设计阶段主要针对拟建工程的地质地貌、地下水集聚及流向、水流速度等进行勘察，可用的勘察方法有测井法等。技术设计阶段配合钻孔勘测及相关物探设备，可以对井孔直径或倾向、漏水口、溶洞等进行勘察测量，可供选用的勘察方法有电阻测井法和温度测井法等。水工环地质勘察在应用范围上呈现出范围逐渐扩大的趋势。例如，较为重要且与人们生活质量息息相关的水文环境勘察；土地资源勘察，以此为依据开展土地资源规划；城市建设中地质挖掘作业指导；城市能源查探等。

3 水工环地质勘察及遥感技术在地质工作中的应用

3.1 地下水勘察方面遥感技术的有效应用

水工环地质勘察中，地下水勘察是较为重要的一个环节，通过对地下水状态进行勘察，能够提高水资源的开发利用率。以往在地下水勘察中，因多种因素制约影响，地下水勘察区域的各类参数信息在采集时较有难度，采集效率不高，并且地下水勘察区域固定无法进行转移。随着遥感技术的发展，在地下水勘察中应用遥感技术，能够提高地下水勘察的质量。具体到技术应用环节，经由卫星MISS获取影像数据，然后采用混合值比图像这一方法进行分析研究，能够更为清晰地得知地下水的各类参数信息，从而给后续勘察工作提供极大便利[1]。

3.2 宏观观测方面遥感技术的有效应用

遥感技术在组成上涉及了遥感、全球定位技术、地理信息系统等多个技术板块。水工环地质勘察过程中，除了对地质信息及地下水信息进行专项勘察外，在宏观观测方面也需要将其作为勘察的重要内容。通过遥感技术，可对各个勘察项之间的关联进行分析，达到动态勘察与宏观勘察相得益彰的效果。在勘察中设定勘察观察点时，遥感技术的运用能够提供不同的勘察角度，全面反馈出勘察区域及周边环境的状况，尤其是各类地质资源富集的情况。遥感技术能够产生地质图像，伴随着遥感技术精度的提高及计算机技术的突飞猛进，地质图像的清晰度、广谱分辨率等已经达到极高层次，如此就为宏观观测质量及效率提供了技术支撑。从实践中看，水工环地质勘察中的遥感技术已经成为最为重要的技术形式，在生态环境调查、污染监测、灾害监测评估等方面也大有用武之地[2]。

3.3 矿山地质环境治理方面地质勘察技术及遥感技术的结合应用

（1）DEM数字高程数据勘察技术。地质勘察中，在地质灾害的预测及分析基础上，根据地理空间数据云产生的DEM数字高程数据与区域局部地形图相结合，能够全面准确地获取地形数据信息，凭借DEM数字高程数据具备的三维矢量化及高精度化优势，可精准分析区域地形坡度及坡向。例如，在歙县某矿山地质勘察中，获悉矿山在开采时遭遇表土滑坡的情况，外加雨水冲刷作用，造成了次生泥石流灾害。在这一灾害的成因分析上，需要得到大量高精度的地形数据，由于该区域泥石流沟域分布极为广阔，为了提高勘察质量，地质勘察人员未采用传统的比例尺地形图加密测量方法，而选用了DEM数字高程数据勘察技术，极大提高了勘察精度及勘察效率[3]。

（2）遥感技术。遥感技术在地质勘察中的矿山地质环境保护及治理环节能够起到极大地指导作用。以歙县为例，该县处于皖南山区，区域内散布着矿山，在对这些矿山进行分布定位勘察及土地资源损毁情况调研时，因山区交通情况不佳，采用地形测量及踏勘方法，一是工作量极大，二是勘察质量得不到保障。为此，地质勘察人员采用遥感技术，得到了区域卫星遥感图像，然后通过图像分析及定位，对歙县的矿山分布规律、分布情况、土地资源损毁范围等进行了精准圈定。

（3）航测及三维成像技术。无人机航测及三维成像技术在地质勘察中应用较为普遍，这一勘察方式在矿山地质勘察上能够起到重要作用。通过无人机航测得出矿山开采边坡图像，然后借助三维扫描技术及三维建模，可以得出精度系数较高的开采边坡三维模型，如此能够准确分辨岩体结构及特征，从而降低了踏勘等方式带来的成本及时间浪费，在分析边坡稳定性方面更具精准性。该勘察方式在矿山地质环境治理方面可以高频应用，特别是矿山所处区域具备高开采边坡或大量浮石，存在其楔形体滑塌风险时，传统地形测量模式一方面仅能够形成地形数据，对浮石及矿山岩石结构无法深入分析，另一方面开采边坡过高或存在滑塌危险，对勘察人员的人身安全可能带来不利影响，综合各要素，可选用无人机航测及三维成像技术作为勘察手段。

（4）高密度电阻率法勘察技术。高密度电阻率法主要融合了电测深技术及电剖面技术，在布点上采用高密度方式，对被勘察体电断面进行测量。从勘探方法的形式上看，属于阵列式勘察范围，主要以电阻率法作为技术理论依据，但相比常规模式下的电阻率法，高密度电阻率法具备几个优势：1）一次完成电极布置，因电极设置故障或受干扰的概率得以降低，勘察效果更高。2）测量时可实现多种电极排列，被勘探体的电断面数据信息能够更全面地得到勘察。3）地质勘察处于地形复杂的野外时，在数据的采集及获取上该技术的自动化水平更高，数据采集速度更快，如此可降低人工采集时出现的误操作概率。

4 结语

总之，水工环地质勘察工作随着勘察技术的不断提升，在勘察的精度上得到显著提高。在土地资源开发、矿山分布情况调研、城市建设乃至疾病防护环节，水工环地质勘察技术及遥感技术都能够有效应用。实际开展勘察工作时，应结合勘察区域的实际情况选择最为适宜的勘察技术方式，确保勘察数据的精准高效。