水工环地质勘察中的常用技术及发展趋势

水工环地质勘察中的常用技术及发展趋势王睿宗（甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃　兰州　７３００２０）摘 要：近年来，水工环地质勘察工作（水文地质、工程地质、环境地质）已经发生巨大变化。

新技术手段的运用，增加了水工环地质勘察的工作效率，本文阐述了地质勘察的工作重点及信息数字化建设对地质勘察的重要意义。

关键词：水工环；地质勘察；勘察重点；数字技术；中图分类号：ＴＵ１９５ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１６）１９－０１０９－２Common technology and development trend of hydraulic ring geological prospectingWANG Rui-zong（Ｎｏ．２　Ｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｍｉｎｅｒａｄ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　Ｔｅａｍ，Ｇａｎｓｕ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｇｅｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｍｉｎｅｒａｌ　Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ，Ｌａｎｚｈｏｕ　７３００２０，Ｃｈｉｎａ）Abstract: Ｉｎ　ｒｅｃｅｎｔ　ｙｅａｒｓ，ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ　ｓｕｒｖｅｙ　ｗｏｒｋ，ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ，ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｇｅｏｌｏｇｙ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ　ｇｅｏｌｏｇｙ）ｈａｓ　ｔａｋｅｎ　ｐｌａｃｅ　ｇｒｅａｔ　ｃｈａｎｇｅｓ．Ｔｈｅ　ｕｓｅ　ｏｆ　ｎｅｗ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｎｃｒｅａｓｅｄ　ｔｈｅ　ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ　ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　ｗｏｒｋ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｅｘｐｏｕｎｄｓ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋｉｎｇ　ｆｏｃｕｓ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ　ｏｆ　ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｄｉｇｉｔａｌｉｚａｔｉｏｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｎｇ．Keywords:　ｈｙｄｒａｕｌｉｃ　ｒｉｎｇ；Ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ　ｓｕｒｖｅｙ；Ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　ｆｏｃｕｓ；Ｄｉｇｉｔａｌ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；开发利用矿产资源是社会经济的可持续发展的保障。

科技引发生产力的进步，地勘事业也不例外的取得了巨大的进步与发展。

我国地勘现状是：矿山企业竞争压力大、面临资源枯竭、找矿成果与投入力度不成比例、开采方法不当对生态环境破坏严重等诸多问题[1]。

面对压力，我国的地勘工作应找准工作重点，大力抓精品加快成果转换，加强勘察新技术的研究与应用，加速信息化建设，为地勘工作的顺利进行奠定基础。

计算机软件技术与网络技术的应用，帮助解决了地质勘察工作建设数字系统过程中的难题。

GPS——RTK技术在水工环地质中的应用使其工作节省了时间，提高了工作效率。

1水工环的工作重点在我国经济发展建设中，水工环已成为重点的科研项目。

政府投入重金开展研究工作，促进项目建设更快发展。

提升勘察能力实现地质找矿，明确工作重点，保证地质勘探工作科学有效的进行时当前讨论工作的主要目的[2]。

1.1 水文地质勘察水文地质勘察既是以开发利用地下水资源为目的对其进行勘探的水文地质工作。

可分文水文普查和专门的水文地质勘探两类。

水文地质勘察的内容包括（水文地质测绘、地球物理勘探、水文地质钻探、水文地质试验、地下水动态观测、实验室分析、报告和图件）。

人类社会生活与生产活动中对水的需求量渐渐增大，水文地质环境与地下水生态的优劣，直接影响人们的生活。

因此，水文地质勘察的重点是，仔细勘察地下水的埋藏条件和主要水层的富水程度，科学预测水源开采对地质环境造成的影响。

1.2 环境地质勘察人类社会生产活动使生态环境恶化并且有越来越严重的趋势 。

对区域环境的质量做出预测与综合评价，避免开发环境薄弱地区，加强环境地质的考察程度，成为区域环境地质勘查工作的重点。

1.3 工程地质勘查工程地质勘察是对影响工程施工的地质因素如物理力学性质，土和岩石的物理力学性质，自然地质现象和天然建筑材料以及地貌、水文地质条件等进行的地质调查研究工作[3]。

其目的是⑴搜集工程地质资料及建筑经验。

⑵收集工程地质条件⑶进行测绘和勘探工作。

其按施工阶段可分为选址阶段、初步勘探和详细勘探阶段。

工程地质勘察工作是对后期开展工程建设进行的铺垫工作，对工程建设有指导意义。

工程地质勘察工作的难点是危险性高，勘探区域内的滑坡、泥石流、地震等自然因素都对工程施工安全产生影响。

这些影响因素也决定了工程地质勘察工作的意义。

在勘察过程中，应抓住地质构造特点、活动构造特点进行勘察。

2技术应用与发展趋势使用GPS、RTK技术使水工环地质工作的效率得到极大的提高。

应用GPS—RTK技术优势有效率高、全天候、精度高、自动化集成化、操作简单等优点。

2.1 GPS应用原理全球定位系统Global Positioning System（简称GPS）。

基本种类分为（1）导航型接收机：实时给出载体的位置和速度信号，主要用于载体的导航。

（2）授时型接收机：利用GPS卫星提供的高精度时间标准进行授时，主要应用于无线电通讯及天文台时间同步。

GPS定位原理为：地面发射台向卫星发射无线电信号，利用无线电测距，对卫星所在的位置利用地面三点以上位置点在太空的交会进行确定。

同样道理，测定地面上某一点，也可利用三颗以上的定位卫星对地面交会点进行定位。

地勘工作实时动态测量在于：对基站上安装的GPS连续观测，收稿日期：２０１６－０９作者简介：王睿宗，男，生于１９８５年，甘肃通渭县人，本科，水工环助工，研究方向：水工环地质及灾害防治。

2016年 10月上 世界有色金属109采集接收不同卫星传输的数据信号，验算基站获取的基线向量，并在终端显示三位坐标。

GPS技术所具有全天候、高精度和自动测量等一系列特点，作为先进的生产力，其已融入到经济和国防建设及社会生活生产的各个领域。

2.2 RTK技术实时动态差分法Real - time kinematic（简称RTK)是使用相位动态实时差分法，主要技术是数据处理和传输，是GPS里程碑式应用，极大地提高了野外作业效率。

RTK 系统包括软件系统、数据传输及GPS接收装置。

RTK工作原理为：无线电传输设备将观测到基站GPS 接收数据传输给地面用户观测站，利用观测站和基准站之间存在观测误差的空间相关性，实现高精度定位。

2.3 技术应用及实例GPS-RTK技术在地质勘探应用中的优点有⑴作业高效率：RTK控制点少，单人即可操作，常见地形无限制条件。

⑵全天候：放样两点间仅需要满足“电磁波对空通视”的要求即可。

对该要求的影响极少，因此这一技术几乎是全天候式的。

⑶定位精度高：定位过程不会发生大的偏差，通常在五千米的工作范围内，其高程和平面精确度能达到厘米单位。

⑷自动化：集成化程度高，胜任多种测绘外业。

可利用专业软件实现自动测绘。

[1] 刘传正.地质灾害勘查指南「M].北京:地质出版社，2000，2（2）:15-18.[2] 黄润秋.面向21世纪地质环境管理及地质灾害评价的信息技术(连载工)国土资源科技管理，2001,18(3):30-34.[3] E i n s t e i n H H.L a n d s l i d e r i s k-S y s t e m a t i c a p p r o a c h e stoassessment and management.工n:Cruden andFell(eds)1,andsl ide Ri skAssessment,1997,2（32）:25-50.实践证明，GPS-RTK技术在水工环地质勘查工作中有比较多的应用。

在工程地质勘察中的隧道、埋藏物、熔岩情况勘察。

水文地质中对地下水位置和环境的勘察。

RTK技术还可以进行地形测量、水域测量、管线及房产测量等。

3结语GPS越来越多的被应用到测量工作中，RTK技术具有其它测量仪器和测量方法所不可比拟的优势。

RTK技术不仅能达到较高的定位测量精度，而且工作效率得到极大的提高。

随着技术的不断发展，RTK技术将在水工环工作中拥有更为广阔的使用前景。

面对地质勘察技术不断发展，水工环地勘工作应改变传统观念，解放工作思想，探索发现勘察工作的新方法。

（上接108页）首先，用清洗试剂冲洗雾化器的气体入口和喷嘴(用尖嘴的洗瓶)，将所有进过腐蚀性试剂的区域洗干净。

然后，用压缩气体将液体从雾化器的侧臂中吹出。

最后用异丙醇清洗，使雾化器快速干燥。

当有颗粒物堵塞雾化器时，在喷嘴上加压缩气体(15-30 psi)，迫使气体从雾化器的环形口朝毛细管吹出(反吹)。

当有有机物堵塞时，先将雾化器的喷嘴浸入到热的铬酸和硫酸中，然后使用超声波来清洗雾化器去除颗粒，碰到喷嘴的内壁使毛细管口破裂，雾化器的性能就大大降低，因此，这里不建议使用超声波清洗雾化器。

4常见设备故障的处理iCAP6000 系列光谱仪的故障主要分为以下四大类[4]：控制/通讯故障、点火/激发故障、测量故障、明显故障。

4.1 控制/通讯故障控制/通讯故障主要症状可表现为自检不通过、不通讯、仪器诊断故障。

出现上述情况，通常是主板，通讯卡及外设出现问题，以及计算机感染病毒，导致防火墙设置改变的原因。

维修时应检查硬件的好坏和连接是否正确，软件问题通常需要调整通讯参数，更改防火墙设置。

4.2 点火/激发故障点火/激发故障是iCAP6000 系列最常见的故障，可占到故障出现总数的70%以上。

处理该项故障，首先我们要了解完成点火的三个条件，即FR发生器能量充足，矩管、线圈完好、氩气纯度流量满足要求，点火头电荷满足要求，缺一不可。

首先要检查确保矩管连接部位密封性良好，高频线圈安装正常，冷却水流速正常，点火头没有发生老化，中心管、雾化器没有发生堵塞。

如果上述几项内容均通过检查就要考虑氩气的原因，设备的工作气体是高纯氩气。

在点火/激发故障中有70%的可能性出现在气体上，建议保留一瓶质量好的高纯氩气，在出现点火/激发故障时，及时更换，判断点火/激发故障原因是否出现在气体上。

如果能排除气体问题以及明显的外部硬件问题，那么问题就可能出现在FR发生器上。

FR发生器可大致分为发生器和放大板两部分，发生器利用LC震荡电路产生高频信号，来提供高频大功率的能量。

在怀疑FR发生器故障的情况下，可以手工拿一根焊丝，放在高频线圈中间，看是否融化，判断有无功率输出，但这一方法不能判断功率输出的够不够。

一般FR发生器发生老化时，会出现功率输出不够的情况，由于现在采用的是高度的集成的FR发生器，当FR发生器老化时，就需要更换FR发生器。

这里还需注意，一般FR内部故障，系统不会有提示，FR外部故障一般都会有明确的提示，这样可以帮助我们判断故障原因。