水工环地质勘察技术与应用初探

黄加旭

（广东省工程勘察院，广东 广州 510507）

地质勘察以及地质研究工作中，技术人员所能够应用的技术展览展现出创新化的发展趋势。并且，在全新的时代背景下，地质学方面的研究也逐渐突破了传统问题的局限，形成了较多的发展成果。但客观分析来看，现阶段我国经济在发展过程中，仍会对能源形成过度的需求，甚至呈现出逐年增加的情况。这一情况的存在必然会引发不良影响，所以需要从水工环地质勘察工作入手，以先进的技术更加全面地把控地质环境，降低需求对于资源形成的破坏。

1 水工环地质勘察内容

客观来说，水工环地质勘察工作的内容相对较为广泛，并且不同的环节有不同的要求，也有不同的重点。具体来说，包括以下几点。

首先，在勘察工作中，工作人员需要拟定科学且完善的勘察方案，要准确记录勘察过程中的各项数据，以统一的表格对数据加以收录，加强勘察结果的直观性、全面性。并且在勘察中，需重点勘察地下水位深度及顶板深度[1]。

其次，勘察工作中，技术人员可通过电法技术合理判断地下水的流速以及流向，并将所测的数据精准合理地记录在表格中，为后续的勘察工作提供宝贵的数据保障。

最后，在勘察工作中，技术人员应选用先进的技术及设备，以保证工作效率以及勘察质量。

2 水工环地质勘察技术及应用

2.1 GPS技术及应用

GPS技术全称为全球卫星导航系统技术，其主要的功能在于能够以信息系统为主要载体，及时地将地面信息传递到太空卫星，而后在两者有机结合的状态下，准确定位地面的位置信息。在水工环地质勘察工作中，引入GPS技术，可以辅助技术人员在流动站中设置精准的信号接收点，而后在无线系统以及相关装备的辅助下，及时并精准地接收基准站的型号及参数，进而进一步的明确地面位置的坐标参数，整体操作相对较为简单且精准性相对较高。在勘察过程中，技术人员主要遵循的原理为WGS84原理以及向量结合原理[2]。借助GPS技术，技术人员了解到观测点与卫星之间的距离，同时也能够借助交汇法获取精准参数，保证勘察工作的稳步推进。除此之外，GPS技术中包含两大技术要点，分别为计算机信息技术以及遥感技术。所以，在水工环地质勘察工作中，技术人员既可利用遥感技术明确精准定位，同时也可利用信息技术处理数据，客观分析环境，保证勘察的有效性。其中，遥感技术简称为RS技术，全称为Remote Sensing。遥感技术的主要应用原理为基于外层空间接收地球表层地理信息，而后对这些信息加以适当的扫描传输与处理，从而更好的判断地类物质的状态，对其加以控制，具有较高的综合性。在我国发展的过程中，遥感技术多用于自然灾害预防工作、植被资源调查工作以及作物产量估测工作[3]。但由于这些工作在本质上与水工环地质勘察之间具有一定的相似性，所以在水工环地质勘察中也具有一定的应用优势。除此之外，随着科学技术水平的不断提高，RS技术的整体形式逐渐趋向于多元化发展，由此可见，在未来的水工环地质勘察工作中，该技术将不可估量。水工环地质勘察工作中，在遥感技术的辅助下，技术人员能够及时接收并转化所测区域的图像，在保证图像控件质量以及光谱分辨率质量的基本上更加精准地提高勘察效果。

另外对于很多存在地震问题的测量区域，GPS技术也能够对其形成有效的处理。技术人员在水工环地质勘察工作中，应用GPS技术能够更加深入地明确所做区域内的资源，从而对其加以合理地开发合理和应用，避免对环境造成恶劣影响。

2.2 RTK技术及应用

RTK技术全称为Real Time Kinematic意为实时动态载波相位差分技术。该技术应用的过程中主要包含三大部分，分别为接收机、数据链以及流动接收机。其中接收机与流动接收机之间的区别在于前者是基准站中的接收机，并且所处理的工作内容有一定的区别。

在具体工作中，利用该技术以及相关设备，技术人员能够及时接收数据，并处理在波观测值数据方面存在的差异。而在水工环地质勘察工作中，利用RTK技术，技术人员可及时接收载波信号，并利用技术的自动分析功能，求差解算所测区域，进而转化判断相关坐标。相较于以往工程中技术人员常用的静态测量技术、快速静态测量技术以及动态测量技术来说，RTK技术的优势会更加的明显，具有较高的自动性、实时性及精准性，无需事后在进行大量的简算。甚至在野外范围内利用RTK技术，技术人员也能够实时精准定位坐标并获得较为详细的高层数据。除此之外，利用RTK技术技术人员可以有效增强工程方向工作的整体质量，为后续工程任务的稳定开展，提供有效支撑。

在勘察地形点时，RTK技术也具有较高的应用价值，技术人员需要先利用该技术测量并设定所测区域的地形情况，并对测得的数据加以合理的记录。完成数据采集工作后，技术人员需要发挥RTK技术的转换数据优势，利用这一方式自动化的处理所测得的数据并对其加以编辑，使之能够转化成聚焦性的地形图。由于RTK技术具有较高的采点速度，所以技术人员的整体工作效率会得到有效地增强，而对于测量点高度定位的要求，也能够达到及时的处理。水工环地质勘察工作环境相对较为恶劣，并且极容易受到环境的影响而产生一些问题，但利用RTK技术可有效处理这些局限，辅助技术人员及时并精准的定位，明确测量同根的控制点，突破外部条件形成的不良影响，降低设备转移形成的误差[4]。并且RTK技术可以辅助技术人员精准判断所测区域内是否存在水源污染问题，使之有充足的时间拟定处理方案，提高作业效率。

利用RTK技术开展水工环地质勘察工作时，可以参考如下流程（图1）。

图1 RTK技术勘察工作流程图

2.3 电法技术及应用

水工环地质勘察工作中，电法的应用效率相对较高，并且电法具有较高的系统性，其中包含几种不同的形式。结合行业内应用频率较高且发展速度较快的标准分析来看，现阶段在水工环地质勘察工作中所应用的电法包括以下几点。分别为激发极化法、高密度电法、可控源音频大地电磁法及瞬变电磁法。

第一，针对于激发极化法分析来看，该技术的主要应用原理为利用电极排列向大地共入电流切断电流，在这两项操作形成的瞬间，测量电极。技术人员能够直观地观察到附加电场的变化，而这一变化所形成的效应被称为激发极化效应。简单来说，利用所勘察地质的导电性加以辅助手段，使之产生变化以及特性差异，促使技术人员了解区域内的变化规律，进而解决其中存在的地质问题，这一方法是激发极化法。在水工环地质勘察工作中，激发极化法的应用效果比较明显，可辅助技术人员测量参数，并且不会轻易受到地形起伏不均匀或为沿电性不均匀的影响，有效保证整体的工作质量。

第二，针对于高密度电法，其主要应用于地下介质体的检测工作，所以在水工环地质勘察中有一定的应用价值。技术人员需利用高密度电法研究地下介质体的电阻率差异，而后通过高密度布点的方式测量电阻率，达到有效的勘察效果。相比于普通电阻率法来说，高密度与其之间的相同点主要在于原理相同，并且高密度电法共包含两大要点，分别为电剖面法以及电测探法。但两者之间也具有一定的差异，主要差异在于，高密度电法的观测点会更加的丰富。在进行数据采集时，所设定的密度会更大，对于断面电性异常的形态规模及产状所形成的反应，效果会更加的直观。利用高密度电法推进水工环地质勘察工作，技术人员可一次性完成电极的布置，有效提高工作效率也能够控制客观因素造成的故障以及不良影响。并且，技术人员可根据具体的工程情况合理的选择并调整电极排列的方式，更加全面地把控地电断面信息，维护人员安全，增强工作效率。

第三，针对于可控源音频大地电磁法，该技术具有较高的创新性，主要以大地电磁法和音频大地电磁法为发展基础。利用该技术进行水工环地质勘察工作时，技术人员需要合理地选择信号源。一般来说，可将信号源设定为接地水平电偶源。技术的主要应用原理为在勘察工作中对比电场与磁场之间的比值，判断两者之间的关系。在电磁波趋肤效应理论的支撑下，合理分析电磁波的传播深度以及探测深度，并就这两大参数进行进一步的探索，判断其与频率之间的关系，以此更加全面地了解水工环地质的基本情况。相比于其他技术来说，这一技术的应用频率并不高，操作难度相对较高，但精准性比较强。

第四，针对于瞬变电磁法，又可被称为TEM技术。该技术于20世纪30年代在苏联被研发出来，研发之初主要应用于航空领域。但随着时代的不断发展，以及科学技术水平的不断提高，现如今TEM技术逐渐融入到我国，并在工程勘察环境、勘察领域，展现出了一定的应用优势。该技术的主要应用原理为，技术人员通过向地下发射电磁脉冲的方式，根据所反馈回的信息，对地质条件加以勘测以及评定。该技术应用过程中，技术人员需要对周边环境做好适当的调整，辅助其能够更加全面地对周边干扰因素形成防御，增强勘察精准性，并且在水工环地质勘察工作中，TEM的应用可辅助技术人员有效延长勘察发射时间，并进一步了解地质与水质的动态变化，增强整体勘察工作的稳定性、实用性。TEM技术能够很大程度上突破环境造成的影响，所以即便水工环地质勘察的环境比较复杂或比较恶劣，该技术也能够形成有效的处理。

3 结论

如今，水工环地质勘察技术的应用价值逐渐提升。其既能够增强工程质量以及工程安全性，同时也能够降低工程对于环境及能源造成的不良影响，切实缓解能源紧缺的问题。因此，相关行业从业者需要重点关注这一技术种类，应用技术，切实发挥其整体的价值。现如今，行业中比较常见的水工环地质勘察技术具备一定的多样性。如GPS技术、RTK技术、TEM技术、RS技术以及电法技术等。技术人员需要综合掌握，合理应用，促使工程及行业稳定发展。