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探析新技术新方法在水工环地质勘查中的应用

2018-11-06李建龙

西部资源 2018年3期
关键词:探地水工载波

李建龙

摘要:本文从当前水工环地质勘查现状入手,简要介绍水工环地质勘查中各项先进技术及应用范围,使瞬变电磁技术、全球定位技术、探地雷达技术、载波相位差分技术在水工环地质勘查中的应用,以提升水工环地质勘查水平。

关键词:新技术;新方法;水工环;地质勘查;应用

随着科学技术的不断发展,各项先进技术在水工环地质勘查中得以应用,为水文地质、工程地质、环境地质勘查提供了极为重要的技术支持,不仅提升了水工环地质勘查的准确性,同时也确保地质勘查工作效率。因此,应重视现代科学技术的研究,使其为水工环地质勘查做出卓越贡献。

1.当前水工环地质勘查现状

水工环是水文地质、工程地质及环境地质的简称,通过对水工环地质加以勘察,了解地下地质情况及各项能源分布情况,是当前国家经济发展的重要保障。但当前由于资金投入力度较小,部分省市水工环地质勘查所应用的技术较为陈旧,难以满足现代社会对水工环勘察的实际需求,致使其勘查结果质量难以保障,成果转化率水平较低,形成一种恶性循环,严重阻碍了我国水工环地质勘察工作进一步发展n]。

2.水工环地质勘查中的技术及应用范围

2.1水工环地质勘查中瞬变电磁技术及应用范围

瞬变电磁技术就是向地底发射脉冲磁场,从而探测地底电阻率,通过对电阻率的分析而了解测量范围内地电特征与规律。这一技术利用电磁感应定律,对二次感应涡流场加以观测,于20世纪80年代进入我国,经过近40年的发展,瞬变电磁技术在水文地质勘探、工程地质勘探中应用十分广泛。瞬变电磁技术将设备中的电磁波通过回线发射到地底,在两次发射的间歇中监测其涡流场,如监测数据结果与数据标准范围相互比对,如发现异常数据波动,则证明在该区域内地底存在特殊地质体。这是由于不同类型地质其电性有所差异,电磁波在地底传到的过程之中,特殊地质将会延长电磁波的传输时间,形成电磁波烟圈效应,对这一时间差进行分析和研究,从而了解区域内地底地质情况。在水工环地质勘查中应用瞬变电磁技术具有一定优势,瞬变电磁技术的分辨率较高,对地上部分地形要求较低,可灵活应用于各项水工环地质勘查工作之中,瞬变电磁技术是目前最为普遍的水工环地质勘查技术之一,在实际勘察中具有广泛的应用价值。

2.2水工环地质勘查中全球定位技术及应用范围

全球定位技术在各行各业中的应用尤为广泛,这一技术具有高精度、全天候的优势,能够对各种不同地质情况进行三维勘探,同时,全球定位技术还在不断发展,国内外各个国家均大力研究全球定位技术,由此可以预见,在未来阶段,全球定位技术将会更为广泛的应用于水工环地质勘查工作中。传统地质勘查一般多基于地表加以观察,而全球定位技术是利用卫星来进行定位与测量,在高空中对地面地质情况精细化勘察,其精准性与灵活性较高。在水工环地质勘查过程中,应用卫星定位在地面上事先设置的接收机,卫星在观测之后将数据信息通过无线信号的形式传输至地面,并通过智能软件计算和分析所采集的数据信息,从而对地面情况进行精准定位。与此同时,现代科技发展带动全球定位技术的进步,现阶段全球定位技术已经能够将地表坐标进行动态化处理,进而对其实时定位,在水工环地质勘探中合理应用全球定位技术,使得地质定位精确到厘米级,有效提升了水工环地质勘查工作的准确性。例如,在水工环地址勘查中应用全球定位技术实施静态勘察,根据勘探工程确定外控制网,选取适当国家共致电,利用3至5台全球定位接收器实施三维坐标控制,从而实现高效的静态测量。

2.3水工環地质勘查中探地雷达技术及应用范围

探地雷达技术是当前地质勘察无损技术之一,这一技术勘察速度较快、分辨率较高、勘察成本较低,可以有效解决地质勘查难题。探地雷达技术向地底发射高频脉冲电磁波,电磁波在传播过程中形成一定的波动,通过探地雷达检测系统将这一波动数据加以收集,并利用数字化软件进行分析和处理,最终形成勘察结果,这一技术不仅在水工环地质勘查中得以应用,在考古勘探、地质灾害调查、建筑结构检测中也经常使用。探地雷达技术电磁脉冲波的频率在100万至10亿赫兹范围区间之内,根据不同地质情况进行选择。当前探地雷达技术已经实现自动化和智能化,从数据采集、数据传输、分析研究,到最终形成地质勘探报告,这一过程全部由软件自动化完成。因此,其分析处理速度极快,在水工环地质勘探中应用具有极高的灵活性,尤其是在地表覆盖厚、地下隐伏地形、破碎带等特殊地质勘查工作中,采用探地雷达技术能够满足实际勘察需求。在地表覆盖厚、地下隐伏地形、破碎带等特殊地质勘查工作中,尤其在熔岩地区、复杂环境及堤坝隐患检测等方面,采用探地雷达技术能够满足实际勘察需求,其应用价值较高。

2.4水工环地质勘查中载波相位差分技术及应用范围

载波相位差分技术是全球定位系统的应用技术之一,该技术与全球定位技术相互结合,转变以往静态化测量与定位的现状,从而获得动态化测量结果。载波相位差分技术成为当前水工环地质勘查工作中高端技术种类,我国北斗卫星系统利用多颗卫星共同测量,地面建立基准监测站、流动监测站,二者将所测量的数据并将地面测量站的载波相位进行差分分析处理,通过一系列求查解算,进而获得厘米级、甚至毫米级的动态测量精度。在水工环地质勘查中应用载波相位差分技术,有效提升了勘察工作效率和结果的准确性。同时,随着信息技术的发展,网络载波相位差分技术诞生,将以往单点载波相位差分处理进行网络化优化,使若干参考站成为一个定位网络,在该网络中进行载波相位差分处理,避免了以往单点载波相位差分数据线性衰减造成的信息误差,增强了载波相位差分技术的准确性与实效性。另外,在载波相位差分技术之中引入虚拟参考站技术,将测量区域实时动态载波相位差分结果加以测定,使得移动监测站与基准站之间的距离可以进一步拉大,并不会对测量结果造成影响。因此,在水工环地质勘查中合理应用载波相位差分技术与虚拟参考站技术,增强全球定位系统的性能和准确性。将两种技术均应用于地质勘查工作之中,其应用效果及应用范围十分广泛。

3.结束语

综上所述,水工环地质勘查对技术的要求较高,其勘察效果与科学技术发展息息相关,在水工环地质勘查中灵活应用各项现代化技术,并根据实际地质情况加以选择,有利于提高地质勘查结果准确性,对我国地质勘查事业发展具有重要影响。

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