水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)應用探討
時間:2022-06-01 10:08:57
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摘要:隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展,地質(zhì)勘查工作逐漸完善,其中水工環(huán)地質(zhì)勘查是較為基礎的工作,其重要性日益顯著,但水工環(huán)地質(zhì)勘查在發(fā)展過程中受諸多因素的制約,其技術(shù)不能滿足地質(zhì)勘查的需求,也不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需要。在此基礎上,本文將分析水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的概況,并闡述水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的實際應用,旨在提高水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)應用的能力,促進水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的有序開展。
關(guān)鍵詞:水工環(huán);地質(zhì)勘查技術(shù);實際應用
在社會不斷發(fā)展之際,能源問題日益嚴峻,為了解決能源問題,地質(zhì)工作得到了廣泛的關(guān)注與研究,其中水工環(huán)地質(zhì)勘查是較為重要的環(huán)節(jié),主要是由于水工環(huán)地質(zhì)勘查工作涉及眾多的內(nèi)容,如:水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)與工程地質(zhì)等,此項工作的開展能夠促進經(jīng)濟的發(fā)展,但由于水工環(huán)地質(zhì)勘查中存在各種問題,嚴重威脅著生態(tài)環(huán)境,同時也制約著水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的開展。在科學技術(shù)的支持下,水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)也在完善與發(fā)展,從而為地質(zhì)勘查工作提供了必要的技術(shù)保障。在實際工作中,水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)得到了積極的應用,有利于促進勘察工作的工作效率與工作質(zhì)量的提高。
1水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的概況
1.1水工環(huán)地質(zhì)勘查的概述
在經(jīng)濟全球化與一體化的環(huán)境下,各國為了實現(xiàn)可持續(xù)的發(fā)展,紛紛關(guān)注能源問題,水工環(huán)地質(zhì)勘查的作用逐漸突出,各個國家均開始調(diào)整水工環(huán)地質(zhì)勘查的工作內(nèi)容、工作方向,進而使其趨于一體化的發(fā)展。在傳統(tǒng)工作中,主要的工作內(nèi)容是對水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)與工程地質(zhì)等進行分析與研究,從而為社會的發(fā)展與經(jīng)濟的進步提供可靠的依據(jù),但在新形勢下,傳統(tǒng)的工作模式需要進行改革與創(chuàng)新,在地質(zhì)勘查應用日益廣泛之際,水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的應用更加全面,服務領(lǐng)域也有所拓展,進而其工作模式也具有了一體化、信息化與全面化的特點。
1.2水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展
在社會不斷發(fā)展之際,能源問題制約著社會的發(fā)展與經(jīng)濟的進步,在此背景下,為了解決能源不足的問題,水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)隨之產(chǎn)生,該技術(shù)與人類的生活與生產(chǎn)有著緊密的聯(lián)系,同時也是促進社會發(fā)展與經(jīng)濟進步的重要技術(shù)方法。水工環(huán)地質(zhì)勘查理論于20世紀80年代初逐漸形成,為了發(fā)展與完善此方面的理論,中國科室積極借鑒國際的相關(guān)理論,同時,隨著社會主義市場經(jīng)濟的日益完善,水工環(huán)地質(zhì)勘查的重要性得到了普遍的重視,通過對工程地質(zhì)、資源地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)等方面工作的開展,緩解了發(fā)展中出現(xiàn)的各種矛盾。水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的發(fā)展主要分為三個階段,分別為初測技術(shù)階段、初步設計階段與技術(shù)設計階段[1]。
2水工環(huán)地質(zhì)勘查中存在的問題
首先,政策問題,地質(zhì)勘查在政策方面的問題主要是由于水工環(huán)工作未能得到有效的落實,在地質(zhì)找礦工作中,過于重視礦石的質(zhì)量與數(shù)量,從而影響了水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的有序開展。地質(zhì)勘查投資人為控制成本,僅是保證了資源及其儲量,未能關(guān)注礦床的開采規(guī)模,致使地質(zhì)勘查和礦山設計二者存在沖突,同時,政策問題對地質(zhì)找礦的安全也有一定程度的影響。其次,人員問題,地質(zhì)勘查投資人過于重視礦產(chǎn)資源的開發(fā),為了加快其開發(fā)的速度,未能對礦床和礦山的具體情況進行分析,也未能保證地質(zhì)勘查工作的有序開展;水工環(huán)地質(zhì)勘查的技術(shù)人員其綜合素質(zhì)偏低,主要表現(xiàn)在人員的專業(yè)技術(shù)能力不足,人員的工作經(jīng)驗有限,致使勘查工作的問題逐漸增多,在工作中,存在不合理、不科學的勘查,還存在資金、設備等浪費的現(xiàn)象。最后,技術(shù)問題,隨著科學技術(shù)水平的不斷提高,在水工環(huán)地質(zhì)勘查中各種高新技術(shù)并未得到廣泛的應用,在實際工作中,室內(nèi)實驗操作與野外環(huán)境勘查均缺少技術(shù)的支持,技術(shù)問題嚴重制約著地質(zhì)勘查工作效率的提高[2]。目前,水工環(huán)地質(zhì)勘查工作中最為主要的問題便是技術(shù),只有有效的保證地質(zhì)勘查技術(shù)的先進性與科學性、保證技術(shù)應用的實效性與廣泛性,才能改革傳統(tǒng)的工作方法。
3水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的實際應用
3.1在電法方面
電法技術(shù)在水工環(huán)地質(zhì)勘查中得到了普遍的應用,此技術(shù)的應用有利于水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的高效性與實用性。電法技術(shù)通過大量的實踐應用,從而積累了一定的經(jīng)驗,同時,通過改革,電法技術(shù)也在不斷發(fā)展與完善,進而保證了水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的穩(wěn)步開展。電法技術(shù)主要分為兩種,一種是高密度電法,另一種是激發(fā)極化法。高密度電法屬于陣列式的勘探方法,它有效結(jié)合了電測探法和電剖面法,該方法主要應用于野外地質(zhì)勘查,主要是由于它的布置過程十分簡單,能夠降低設備的故障率。在科學技術(shù)的作用下,高密度電法的實施也改變了手工操作的方式,而運用全自動化的方式進行工作,通過全自動化的數(shù)據(jù)收集,豐富了電極的排列方式,與此同時也提高了數(shù)據(jù)勘查的高效性與準確性。電法技術(shù)對于水工環(huán)地質(zhì)勘查有著重要的作用,主要是由于該技術(shù)的應用為地質(zhì)勘查工作提供了可靠的信息。例如:廣西地質(zhì)勘查單位對電法技術(shù)進行了應用,由于該單位主要從事的勘查任務在野外,因此,選擇的方法為高密度電法。該單位將此次工作的人員進行了分組,分別為小組1與小組2,兩個小組均采用高密度電法,對同一個地點的礦產(chǎn)進行勘查,兩個小組獲取的勘查數(shù)據(jù)具有一致性,因此,不僅證實了此方法的科學性與準確性,同時也保證礦產(chǎn)勘查的系統(tǒng)性與全面性,使礦產(chǎn)資源得到了合理的開發(fā)。安徽省地勘局326地質(zhì)隊承接了《樅陽縣1∶5萬地質(zhì)災害調(diào)查項目》,其中對于錢鋪鄉(xiāng)虎棧村齋家凹組月山滑坡的調(diào)查就利用了電法,通過電法查明了滑坡體的類型、分布、規(guī)模,找出誘發(fā)因素和發(fā)生原因、地質(zhì)環(huán)境條件、巖土體結(jié)構(gòu)特征,確定其不穩(wěn)定性,評價其危害性,為其后期的防治提供了最直接的依據(jù)。樅陽縣錢鋪鄉(xiāng)虎棧村月山滑坡原始斜坡坡高15m,坡度22°,滑坡體長120m,寬70m,厚度5~8m,面積約8000m2,滑坡體體積約為18000m3,為小型滑坡?;麦w表層主要由殘坡積物構(gòu)成,巖性主要為含礫粉質(zhì)粘土,滑坡中下部松散層厚度較大,坡度較平緩,后緣松散層厚度較小,坡度較陡,后緣陡坎底部局部巖體呈裸露狀。平面形態(tài)為半圓形,其側(cè)翼有沖溝,滑坡剖面形態(tài)呈三級階梯狀,第一級階梯位于滑坡中下部距前緣約38.0m處,階梯高度0.5m,二級階梯位于滑坡中上部距后緣約18.0m處,階梯高度0.7m,第三級階梯為滑坡后緣陡坎,高度2.0~2.5m,土體滑塌嚴重,存在多個滑塌體,不穩(wěn)定。
3.2在GPS技術(shù)方面
GPS技術(shù)屬于動態(tài)定位技術(shù),將該技術(shù)應用于水工環(huán)地質(zhì)勘查之中,主要是對載波相位進行測量。GPS技術(shù)應用改變了傳統(tǒng)的勘查方法,通過衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)與無線信號發(fā)射點的轉(zhuǎn)移,可以有效保證地質(zhì)勘查的準確性。在具體的應用中,最少需要4顆衛(wèi)星的支持,才能定位出地面接收機的位置,并且這一過程的成功是建立在地面基準站內(nèi)放置GPS接收機的基礎之上,并通過連續(xù)的觀測,再運用無線傳輸設備對觀測的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和傳輸,當?shù)孛娴腉PS接收機接收到傳輸信息后,將對其進行轉(zhuǎn)換,從而形成無線信號,并且核算基準站的基線向量,從而得出WGS-84的坐標。最后,對此坐標的系參數(shù)進行解算與變換,能夠得出實際勘查的坐標值。現(xiàn)階段,GPS技術(shù)在地質(zhì)災害研究與環(huán)境污染研究等方面均有所應用,此項技術(shù)的應用空間較為廣闊。例如:寧夏地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局對GPS技術(shù)的應用,組成了領(lǐng)導小組,有組長、副組長及其組員構(gòu)成,對寧夏水工環(huán)地質(zhì)情況進行了全面的掌握,從而對地下水進行了勘查。通過導航定位,從而獲取寧夏地區(qū)的經(jīng)緯度信息,在定位完成后,電子地圖上將顯示出其位置,在具體的勘查過程中,利用導航軟件能夠為工作人員規(guī)劃出了最佳的路線,進而提高了工作效率。安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查院于2014年承接的《安徽省大地熱流基礎數(shù)據(jù)測量項目》充分利用了GPS定位技術(shù)確定了測量單元,把安徽省劃分為18處大地熱流測量點,其中華北地層區(qū)有7個大地熱流測量單元,北淮陽地層分區(qū)有2個(或1)大地熱流測量單元,下?lián)P子地層分區(qū)5個(或6)大地熱流測量單元,江南地層分區(qū)4個大地熱流測量單元,提高了工作效率與工作質(zhì)量。
3.3在遙感技術(shù)方面
遙感技術(shù)對于地質(zhì)勘查、資源勘探等方面有著顯著的作用,在水工環(huán)地質(zhì)勘查中應用此技術(shù),可以指導工作的高效開展。遙感技術(shù)的應用要借助計算機技術(shù)才能得以實現(xiàn),此技術(shù)也在不斷發(fā)展與改革,其形式為多源波段,并且建立了多元模型,進而提高了水工環(huán)地質(zhì)勘查工作的質(zhì)量,使勘查的圖像更加清晰、勘查的實施更加完整。同時,隨著遙感圖像空間的進一步優(yōu)化、廣譜分辨率的進一步提升,遙感技術(shù)的應用也更加廣闊。例如:北京地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局,對先進的、科學的技術(shù)進行了廣泛的應用,其中便包括遙感技術(shù),利用此技術(shù),對地下水資源實現(xiàn)了全面的了解,從而根據(jù)地下水的實際情況,指導自身的工作,對地下水資源管理中存在的問題,進行了有效的解決,從而促進了資源的高效利用。
3.4在RTK技術(shù)方面
RTK技術(shù)的應用要借助系統(tǒng)差分法才能得以實現(xiàn),在水工環(huán)地質(zhì)勘查中的應用主要是對數(shù)據(jù)誤差進行改正,同時也能夠?qū)d波相位數(shù)據(jù)誤差進行調(diào)整,此時的誤差值可以控制在厘米單位。RTK技術(shù)的應用主要有三種不同的相位差分,其中相同的特征便是均可以對數(shù)據(jù)進行接收與發(fā)送。RTK技術(shù)的工作原理如下:明確接收設備的放置,主要的地點有基準站位置與流動站的位置,根據(jù)同一個衛(wèi)星信號的接收,與固定位置所獲得的信息進行對比,并且運用GPS差分改正數(shù)據(jù),同時使用無線傳輸?shù)男问剑瑢?shù)據(jù)信息進行傳送,保證流動站的接收[3]。例如:吉林地質(zhì)勘查企業(yè),對RTK技術(shù)進行了應用,此技術(shù)的應用使勘查的數(shù)據(jù)得到了有效的傳遞,從而為地質(zhì)勘查企業(yè)的發(fā)展提供了可靠的信息數(shù)據(jù)支持,也利于東北自然資源的有效勘查與高效利用。現(xiàn)階段,RTK技術(shù)在其他領(lǐng)域,如:環(huán)境污染防治與地質(zhì)災害調(diào)查等方面均有顯著的效果,在水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)應用中也是較為重要的技術(shù)之一。
4結(jié)論
隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,地質(zhì)勘查工作在先進技術(shù)的作用下,其工作的開展更加高效,并取得了諸多的成果,從而緩解了我國經(jīng)濟發(fā)展中存在的矛盾。針對水工環(huán)地質(zhì)勘查工作中存在的問題進行研究后發(fā)現(xiàn),技術(shù)問題嚴重制約著地質(zhì)勘查工作效果的呈現(xiàn),本文研究了水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的應用,通過先進的、現(xiàn)代化的技術(shù)應用,保證了工作的準確性與高效性。相信,通過各種技術(shù)的不斷發(fā)展與完善,水工環(huán)地質(zhì)勘查技術(shù)的應用水平將不斷提升。
作者:王志強 單位:安徽省地勘局第一水文工程地質(zhì)勘查院
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