發布時間：2022-07-17 09:50:48
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的1篇水利水電工程地質勘測探討，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
【摘要】水利水電工程建設是我國基礎設計建設的重要內容，地質勘測又是水利水電工程的重要環節。本文首先對工程地質勘測技術進行了簡單的分析和介紹，然后結合實際工程應用研究了GPS系統、遙感（RS）技術以及地理信息系統（GIS）等3S技術地質勘測新方法的應用以及未來發展趨勢。
【關鍵詞】水利水電工程；地質勘測；勘測技術
一、引言
隨著我國水利水電工程的快速建設，地質勘測技術也得到相應的發展。同時，工程建設項目也對工程地質勘測提出了更高的要求。主要包括勘探深度的加大、勘探分辨率（精度）要求的提高，因此，許多傳統的地球物理方法及技術已無法滿足工程需要。為此，選擇合適的勘測方法并分析總結各種工程地質勘測方法及其最新的發展，這對工程地質勘測及水利水電工程建設具有重要意義。近年來，地學等基礎理論學科的發展，極大地推動了我國水利水電工程勘測技術的迅速發展。本文結合水利水電工程分析了工程地質勘探的3S技術新方法，重點研究了全球衛星定位系統（GPS）、遙感（RS）技術以及地理信息系統（GIS）新技術方法及其應用，并分別從各個技術方向角度對水利水電工程的未來發展趨勢進行了展望。
二、工程地質勘探技術
工程地質勘探主要包括山地勘探、鉆探、物探等三種方法，以工程地質測繪為基礎，進一步查明地表以下工程問題和取得深部地質資料。
1．山地勘探。山地勘探是指采用人工或機械進行剝土，或開挖探坑、探槽、探井或平硐等揭示地表淺層地質情況的勘探手段，可直接進行試驗、取樣和觀察地質現象。平硐和豎井（或大徑鉆井）勘探，是山地勘探工作中的重要組成部分。由于使用的工具和技術要求相對簡單，故在進行地表淺層地質勘察時運用較多，正因如此，山地勘探的缺點是勘探深度有限。
2．鉆探。多年來，鉆探在工程勘察中發揮了重大作用，得到了廣泛應用，為提高勞動生產率、縮短勘察周期、保證勘察成果質量做出了很大的貢獻，并處于不斷開發與研究新技術、新方法的過程中。
20世紀70年代的金剛石鉆進技術在我國工程勘探中的應用，鉆探效率成倍增長，巖心采取率普遍達到90％以上。這徹底改變了鋼粒鉆進和硬質合金鉆進的技術落后狀況。因此，金剛石鉆頭基本取代了鋼粒或硬質合金鉆頭。砂卵石層、軟弱夾層、破碎帶等特殊層位的鉆進取樣技術的發展。砂卵石鉆進和取樣一直是水利水電工程鉆探的一大技術難題，在“六五”科技攻關中，加強對深厚砂卵石層鉆進和取樣技術的研究，近年來，研究成功的SM植物膠和MY-1A植物膠沖洗液金剛石鉆進砂卵石層取樣新的技術，較好地解決了砂卵石層中鉆進和取樣的難題，推廣較好，已產生了明顯的社會經濟效益。金剛石繩索取芯鉆進技術。在不提鉆的情況下通過用繩索將裝有巖芯的內管直接從專用鉆桿內提到地面采取巖芯，是一種先進的鉆探工藝。實踐證明，該工藝大大減少了取芯過程中來回提鉆的工作量，較好地解決了在軟弱層等特殊地層鉆進過程中經常出現的如塌孔、取芯質量低等難題。其它一些鉆進工藝的發展。如軟弱夾層的鉆進技術、套鉆技術、大口徑鉆探技術等，這些技術經多年應用而取得的顯著社會經濟效益，并逐步已納入有關的現行規范中。
3．工程物探。地球物理勘探（Geophysical Prospecting）簡稱物探，它是應用觀測儀器測量被勘探區的地球物理場，通過對測量場數據的處理和地質解釋來推斷和發現地下可能存在的局部地質體、地質構造的位置、埋深、大小及其屬性的科學。工程物探方法主要有以位場理論為基礎的重力場勘探、磁場勘探、直流電場勘探等，以及以波動理論為基礎的地震波勘探、電滋波勘探等。（1）重、磁位場勘探。相對于地震勘探而言，重、磁位場勘探是最古老的一種物探，其精度和可靠度較差。目前，一些高精度的重力儀、磁力儀的研制和應用，重、磁位場勘探的精度也隨著有了很大程度的提高。同時，神經網絡技術和磁性矢量層析成像理論的研究和應用，使重、磁位場勘探在上個世紀獲得了廣泛的發展應用。微伽級重力儀將微重力測量用來勘探洞室和邊坡地質體的變動形態并監測其穩定性。（2）地震勘探。目前，地震勘探在水利水電工程領域發展較快。例如：利用彈性波縱波對三峽等大型水利水電工程的巖體質量做定性評價，取得了顯著的工程和經濟效益；由中鐵西南科學研究院開發研制的負視速度法和水平地震剖面法、由瑞士Amberg測量技術公司開發的TSP長距離超前預報法、由美國NSA工程公司開發研制的真正反射層析成像（TRT）超前預報技術等，較好地解決了利用反射波地震勘探進行隧道超前預報的難題。近年來，地震CT可利用鉆孔、隧道、邊坡、山體等多種觀測條件進行二維、三維地質成像，促進了地質勘測由定性向定量化的方向發展。（3）巖體彈性波測試技術。目前該項技術除一般的地震勘探測試以外主要還有以下幾種測試：聲波測井技術、壩基巖體質量快速檢測系統、瞬態面波探測技術。（4）電磁勘探。主要包括人工場源的連續的電磁波勘探（EM法）和天然場源的電磁測探（MT法）。例如：可控源音頻大地電磁法、人工與天然兩種場源、多場源、二維和三維電阻率成像等技術，在水利水電工程中用來推測深埋長隧洞圍巖介質的結構特征、隱伏斷層、破碎帶及異常區等可能影響工程的各種因素，取得了顯著的經濟效益。（5）電法勘探。包括電阻率法、充電法和自然電場法、激發極化法、電磁感應法等多種方法。又可分為穩定電流場理論、交變流法理論兩大分支。近年來發展起來的高密度電法勘探，引進了地震勘探的數據采集辦法，可實現數據的快速、自動采集，其測量結果可實時處理并顯示地電斷面或剖面圖，從傳統的一維勘探發展到二維勘探，此方法屬于電阻率法的范疇，在水利水電工程地質勘察中應用較多。目前發展趨勢是單源與單點測量，向多源、多點、多線測量發展，從而發展了三維觀測技術。
三、地質勘測新方法及其在水利水電工程中的應用與展望
在水利水電工程建設當中，會遇到和一般工程建設不同的問題，以此也就要求引用更為先進的地質勘探新方法來彌補其中的不足。本文分別介紹了3S技術中全球定位系統（GPS）、遙感（RS）與地理信息系統（GIS）等4種新方法，并簡單分析了它們的應用及未來發展趨勢。3S技術是指全球定位系統（GPS）、遙感（RS）、地理信息系統（GIS）等三大技術系統的集成與總稱。遙感技術是3S技術的基礎，它提供主要的遙感信息源。GPS技術用于遙感信息的精確定位，GIS技術則為遙感信息的獲取提供輔助信息和專家思維，并對所提取的各種信息進行管理和分析且具有制圖功能。近年來，國內開始在一些特大型、大型水利水電工程地質勘察中采用3 S技術。例如，許多大型水利水電工程采用了3S技術并取得了豐碩成果。
1．GPS技術在水利工程地質勘測中的應用及展望。GPS在水利水電工程地質勘察測量及定位控制的應用越來月廣泛，它能較好地解決跨河、跨溝水準在高程控制方面難以傳遞的問題，以及通視條件較差、觀測條件受限、勘察區控制點較少或在山區、林區等區域大大減少作業時間，提高測量精度，進行工程地質勘察。工程地質勘察通過GPS確定觀測點位的三維坐標。和普通測量手段不同，具有定位精度高、觀測時間短、操作簡便、可全天候觀測等優點，它不要求觀測站之間通視，并且可將其采集和儲存的觀測數據導入計算機進行分析與處理。
2．遙感（RS）在水利工程地質勘測中的應用及展望。遙感技術一般分為航天遙感、航空遙感和地面遙感共3大類。遙感可以通過衛星直接提供一定比例尺縮小的自然景觀綜合立體影像圖、航片以及陸地攝影照片，能真實、集中地反映大范圍的地貌形態、地層巖性、地質構造和滑坡、崩塌、泥石流、巖溶等外動力地質現象。遙感技術是研究區域構造穩定性必用的手段。因為遙感圖像能提供大量宏觀的線性構造信息，較好地反映區域地質特征、水系分布特征和地貌形態。也可以對水庫區崩塌、滑坡、泥石流進行調查。巖溶調查。利用遙感影像，特別是彩紅外影像在進行巖溶及巖溶水文地質調查方面有其特殊的優勢。實踐證明，清江招來河、高壩洲，黃河萬家寨等工程曾利用彩紅外航片解譯來研究巖溶及巖溶滲漏問題，都取到了良好的效果。巖土工程開挖面地質編錄。由長江勘測技術研究所開發和完善的“高邊坡快速地質編錄系統”，成功地應用于長江三峽永久船閘、瀾滄江小灣、清江水布埡等工程的巖質高邊坡開挖中的地質編錄。
近年來，工程地質勘測遙感技術的應用的新動向就是與GIS、GPS技術的綜合集成應用。
3．地理信息系統（GIS）在水利工程地質勘測中的應用及展望。GIS技術能處理圖形、圖像、空間數據及相應的屬性數據的數據庫管理、空間分析等問題，還能自動制作平面圖、柱狀圖、剖面圖和等值線圖等工程地質圖件。近幾年工程地質勘察行業的熱點和發展趨勢就是將GIS技術應用于工程地質信息管理和制圖輸出。目前，由中國地質大學開發研制的MAP2GIS是國內應用較多且比較成熟的專業軟件，是一種專業的地理信息系統軟件。
目前，我國水利水電行業工程地質勘測方法正處于一個飛速發展的階段。我國水能資源的蘊藏量居世界第一位，國家的電力建設方針也把重點放在水利水電上。隨著西北、西南大江大河的規劃開發，無論在地形地質條件或工程建筑的規模上都與過去有很大的不同。因此，對于工程地質勘測的要求愈來愈高；對于某些常見的工程地質問題的評價，需要有更多的資料予以論證，并要求我們使水利水電工程地質勘察工作由“定性分析”向“定量計算”方向發展，從定性、半定量的工程地質評價逐步發展到定量評價。需要我們重新認識和審視目前我國水利水電工程的各種勘測手段及其應用水平，大力推進各種勘測方法的發展及其綜合應用。一方面，一些傳統的勘測手段仍然起著不可替代的作用；另一方面，合理選擇水利水電工程地質勘測方法顯得重要。
四、總結
隨著科學技術的不斷發展與進步，工程地質勘測新方法將源源不斷的涌現出來，但目前國內水利水電工程建設的工程地質勘測還處于相對“落后”的階段，怎樣加強各種新技術方法的應用成為當前我國水利水電工程建設人員所需要重點研究的問題。
【摘 要】水利工程的整體的實施進行相應的勘察情況進行綜合性調控，這樣從根本上水利水電工作的各種勘察的手段進行綜合性的控制，對于水利工程的地質勘查工作由定性的限制是由“定性分析”向“定量計算”方向發展。在地質工程的勘查中將整體的地質勘查進行相應的分析，最終保證定性分析以及定量計算進行綜合性的控制，這樣加強整體的質量調控以及綜合性的智能調控進行相應的分析，最終保證整體水利工程建設性發展，對水利水電業的進一步發展具有重要的意義。
【關鍵詞】水利水電工程；地質勘測；方法
一、全球定位系統(GPS)的應用
GPS越來越廣泛地應用于水利水電工程地質勘察測量及定位控制，他在整體的質量控制不僅需要加強對勘察地區的總體性調控進行相應的分析，對于勘查區的質量調控記性相應的條件性發揮，保證對整體的施工的地質勘察的相應控制，最終保證對施工地區的地質勘查的條件以及地區的調控等都需要一定的質量控制，最終保證整體的地址勘察觀測條件的限制，這樣運用GPS可大大減少作業時間，提高測量精度。
二、遙感技術的應用
遙感技術按照遙感平臺的高度不同，一般分為航天遙感、航空遙感和地面遙感共3大類。遙感技術由于視域廣闊、信息豐富、具立體感、衛星影像成周期性重現以及獲取資料快速等特點，被廣泛應用于水利水電工程中有關重大工程地質問題及相關的環境等問題的調查與研究。
1．區域構造穩定性研究
由于對整體的地質條件進行的綜合性控制中可以提供大量的宏觀的線條構造信息，這樣從基本的條件出發，保障整體的施工質量，并針對條件控制中的一些其他的控制條件進行分析，保障工程的綜合性控制分析，最終將施工質量控制依據一定的遙感信息進行調控，保障功臣的綜合性實施信息的控制，這樣在調整整體的工程控制中把我公衡的參考依據，對于水文地質的發育以及地貌形態等的控制進行分析，最終保障工程的整體性能的實施。因此，針對遙感技術的綜合性發展，不僅需要加強對整體的質量控制，還需要對整體的質量進行綜合型的質量分析，保障工程的整體的質量控制標準，因此遙感技術的使用對于構造物的穩定情況的分析也有一定的幫助作用。
2．水庫區塌、滑坡、泥石流調查
在大型水利水電工程庫區岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆積體的調查中，有一些工程應用遙感技術利用航衛片或彩紅外片進行地質解譯，結合野外現場觀察、復查和檢查查明了許多久拖不決的影響庫岸穩定性評價的大型或較大型、塌滑體的數量，分布及其穩定狀態。
3．巖溶調查
利遙感影像，特別是彩紅外影像進行巖溶及巖溶水文地質調查有其特殊的優勢，像片解譯不僅能很好地判讀各種巖溶地貌現象，而且還可以充分利用和其它介質紅外光譜的差異，判斷地下水的分布和泉水分布等。清江招來河、高壩洲，黃河萬家寨等工程曾利用彩紅外航片解譯來研究巖溶及巖溶滲漏問題，都取到了良好的效果。
4．中小比例尺地質測繪填圖
推廣遙感技術，在保持必須的野外工作量和成圖現場校核工作的前提下，中小比例尺地質圖以遙感成圖取代常規地質測繪;建筑物及其它重要地區大比例尺工程地質圖優先考慮遙感成圖。這是十年前在全國水利水電勘測工作會議上由水利水電規劃總院提出的“勘測技術發展目標”文件所確定的。
5．巖土工程開挖面地質編錄
在巖土工程勘察邊路中不僅需要加強對整體的質量調控，還需要加強對整體的素質控制中的其他控制標準的調整上，依據一定的水利水電施工中的質量控制標準，對整體的施工質量進行綜合性的控制分析，采用地址遙感技術的控制，利用一定的搖桿控制信息進行綜合型的質兩調控，這樣從根本上加強對整體的質量分析工作，加強地質的編錄工作，并對有關的地質勘查情況進行綜合性的分析，為有關的穩定以及現場控制等情況都有一定的質量調控的目標分析。
6．水土保持、防洪與移民安置容量研究
如1994年，長江勘測技術研究所承擔的長江上游水土保持重點治理區滑坡、泥石流發育程度與穩態區域研究項目，該項目在研究中利用TM衛片對隴南、金沙江下游、三峽庫區3大片進行解譯與發育程度的劃分(滑坡分四級，泥石流分五級)作出了區劃圖，提出了防治意見和預警系統建立的基本設想。1990年地礦部航空物探中心與長江委規劃處、綜勘局一道，開展長江中游干流防洪工程現狀遙感調查，用TM衛片和1∶3萬～1∶5萬彩紅外航片進行解譯和編寫報告，提交的成果獲得了較好的成效。移民安置容量研究，航衛片，尤其是彩紅外航片，以其對土地利用類型的可判讀性和現實性，為移民安置容量分析確定提供了新手段。
三、地理信息系統(GIS)
GIS技術可自動制作平面圖、柱狀圖、剖面圖和等值線圖等工程地質圖件，還能處理圖形、圖像、空間數據及相應的屬性數據的數據庫管理、空間分析等問題，將GIS技術應用于工程地質信息管理和制圖輸出是近幾年工程地質勘察行業的熱點和發展趨勢。目前，國內應用較多且比較成熟的專業軟件是由中國地質大學開發研制的MAPGIS，是一種專業的地理信息系統軟件。
四、工程物探技術
在我國工程物探雖然起步較晚，但在水利水電工程勘測設計單位從20世紀80年代初至90年代初逐漸引進和裝備了一些必要的儀器，如信號增強式地震儀、綜合測井儀、電法儀、透視儀、聲波儀、管線儀、地質雷達和鉆孔彩色電視系統等，使物探儀器得到了全面的更新，其中有些是當時或至今都是世界水平的新儀器，大大地提高了數據采集精度和野外工作效率，促進了物探的發展。
1．地球物理層析成像技術(CT)
CT技術是利用已有的平洞或鉆孔，通過對采用一定發射和一定接收方式產生的透射波的采集與處理，反演孔洞間巖體的波速值，并對區間巖體進行判斷、評價的一種技術方法。當前在勘探孔洞間了解巖體情況尚沒有一個經濟的、有效的技術措施做進一步工作的情況下，CT技術不失為是一個查明孔洞間巖體總體完整性程度的好方法。做得好，不僅能節約一定的勘探工作量而且還會對巖體物理力學性的整評價質量的提高有所促進。
2．鉆孔彩色電視系統
a53mm的鉆孔彩電是為適應水利水電工程勘察的大多數鉆孔都是a56mm的金剛石鉆孔而設計制造的;50mm的鉆孔彩色電視是在電子技術發展的基礎上為適應水平風鉆孔觀察而設計制造的，并首次將CCD光電偶合器件應用于鉆孔電視。該產品的特點是電路設計合理，集成度高，性能穩定，與傳統的攝像管探頭相比，具有彩色圖像重現性好、幾何失真小、壽命長、耐沖擊、體積小、重量輕、功耗低等特點，是一個更新換代產品。當前，隨著數字技術的發展，鉆孔彩電又在開發的圖像處理系統基礎上研制出多功能鉆孔彩色電視系統，系統采用工控級主機，形成控制器、監視器、錄相機三合為一的一體化主機。
五、結語
綜上所述，對于整體的水利水電的建設工程中進行綜合性的調控工作，這樣在整體性能的調控中，對地質勘測工作進行相應的調控，最終保障工程的綜合性實施，這樣從根本上加強整體的質量控制，在提高工程物探的基礎上加強整體的質量控制，最終保證工程的調控性建設。
作者簡介：
楊繼安（1970.08---）男，漢，畢業于北京興華大學．研究方向：水利水電．身份證號：412324197008260016
李振起（1980.08---）男，漢，畢業于中央廣播電視大學．研究方向：水利水電．身份證號：412322198008091891
摘要：本文首先介紹了目前比較流行的一些工程地質勘察技術，然后重點分析了水利水電工程地質勘測新方法的應用以及對未來的一些展望。
關鍵詞：水利水電工程；地質勘測；新方法；應用
工程地質勘測的應用是極為廣泛的，幾乎在任何的工程項目中都需要事先進行地質勘測，當然水利水利工程也不例外，并且隨著科學技術的發展一些新興的技術方法逐漸進入了我們的視線，給目前的水利水電工程地質勘測帶來了極大的便利。
1工程地質勘探技術
1.1．山地勘探。
山地勘探是工程勘測中比較重要的一部分，一般都是采用人工或機械進行剝土，主要采用揭示地表淺層地質情況的勘探手段，比如開挖探坑、探井、探槽、平硐等，然后我們便可以直接進行試驗，通過取樣來觀察分析地質現象。由于使用的工具和技術要求相對簡單，故在進行地表淺層地質勘察時運用較多，正因如此，山地勘探的缺點是勘探深度有限。
1.2．鉆探。
多年來，鉆探在工程勘察中發揮了重大作用，得到了廣泛應用，為提高勞動生產率、縮短勘察周期、保證勘察成果質量做出了很大的貢獻，并處于不斷開發與研究新技術、新方法的過程中。
20 世紀 70 年代的金剛石鉆進技術在我國工程勘探中的應用，鉆探效率成倍增長，巖心采取率普遍達到 90％以上。這徹底改變了鋼粒鉆進和硬質合金鉆進的技術落后狀況。因此，金剛石鉆頭基本取代了鋼粒或硬質合金鉆頭。砂卵石層、軟弱夾層、破碎帶等特殊層位的鉆進取樣技術的發展。砂卵石鉆進和取樣一直是水利水電工程鉆探的一大技術難題，在“六五”科技攻關中，加強對深厚砂卵石層鉆進和取樣技術的研究，近年來，研究成功的 SM 植物膠和 MY-1A 植物膠沖洗液金剛石鉆進砂卵石層取樣新的技術，較好地解決了砂卵石層中鉆進和取樣的難題，推廣較好，已產生了明顯的社會經濟效益。金剛石繩索取芯鉆進技術。在不提鉆的情況下通過用繩索將裝有巖芯的內管直接從專用鉆桿內提到地面采取巖芯，是一種先進的鉆探工藝。實踐證明，該工藝大大減少了取芯過程中來回提鉆的工作量，較好地解決了在軟弱層等特殊地層鉆進過程中經常出現的如塌孔、取芯質量低等難題。其它一些鉆進工藝的發展。如軟弱夾層的鉆進技術、套鉆技術、大口徑鉆探技術等，這些技術經多年應用而取得的顯著社會經濟效益，并逐步已納入有關的現行規范中。
1.3．工程物探。
地球物理勘探（Geophysical Prospecting）簡稱物探，它是應用觀測儀器測量被勘探區的地球物理場，通過對測量場數據的處理和地質解釋來推斷和發現地下可能存在的局部地質體、地質構造的位置、埋深、大小及其屬性的科學。工程物探方法主要有以位場理論為基礎的重力場勘探、磁場勘探、直流電場勘探等，以及以波動理論為基礎的地震波勘探、電滋波勘探等。
（1）重、磁位場勘探。相對于地震勘探而言，重、磁位場勘探是最古老的一種物探，其精度和可靠度較差。目前，一些高精度的重力儀、磁力儀的研制和應用，重、磁位場勘探的精度也隨著有了很大程度的提高。同時，神經網絡技術和磁性矢量層析成像理論的研究和應用，使重、磁位場勘探在上個世紀獲得了廣泛的發展應用。微伽級重力儀將微重力測量用來勘探洞室和邊坡地質體的變動形態并監測其穩定性。
（2）地震勘探。目前，地震勘探在水利水電工程領域發展較快。例如：利用彈性波縱波對三峽等大型水利水電工程的巖體質量做定性評價，取得了顯著的工程和經濟效益；由中鐵西南科學研究院開發研制的負視速度法和水平地震剖面法、由瑞士 Amberg測量技術公司開發的 TSP 長距離超前預報法、由美國 NSA 工程公司開發研制的真正反射層析成像（TRT）超前預報技術等，較好地解決了利用反射波地震勘探進行隧道超前預報的難題。近年來，地震 CT 可利用鉆孔、隧道、邊坡、山體等多種觀測條件進行二維、三維地質成像，促進了地質勘測由定性向定量化的方向發展。
（3）巖體彈性波測試技術。目前該項技術除一般的地震勘探測試以外主要還有以下幾種測試：聲波測井技術、壩基巖體質量快速檢測系統、瞬態面波探測技術。
（4）電磁勘探。主要包括人工場源的連續的電磁波勘探（EM 法）和天然場源的電磁測探（MT 法）。例如：可控源音頻大地電磁法、人工與天然兩種場源、多場源、二維和三維電阻率成像等技術，在水利水電工程中用來推測深埋長隧洞圍巖介質的結構特征、隱伏斷層、破碎帶及異常區等可能影響工程的各種因素，取得了顯著的經濟效益。
（5）電法勘探。包括電阻率法、充電法和自然電場法、激發極化法、電磁感應法等多種方法。又可分為穩定電流場理論、交變流法理論兩大分支。近年來發展起來的高密度電法勘探，引進了地震勘探的數據采集辦法，可實現數據的快速、自動采集，其測量結果可實時處理并顯示地電斷面或剖面圖，從傳統的一維勘探發展到二維勘探，此方法屬于電阻率法的范疇，在水利水電工程地質勘察中應用較多。目前發展趨勢是單源與單點測量，向多源、多點、多線測量發展，從而發展了三維觀測技術。
2地質勘測新方法及其在水利水電工程中的應用與展望
在水利水電工程建設當中，會遇到和一般工程建設不同的問題，以此也就要求引用更為先進的地質勘探新方法來彌補其中的不足。本文分別介紹了 3S 技術中全球定位系統（GPS）、遙感（RS）與地理信息系統（GIS）等 4 種新方法，并簡單分析了它們的應用及未來發展趨勢。3S 技術是指全球定位系統（GPS）、遙感（RS）、地理信息系統（GIS）等三大技術系統的集成與總稱。遙感技術是 3S 技術的基礎，它提供主要的遙感信息源。GPS 技術用于遙感信息的精確定位，GIS 技術則為遙感信息的獲取提供輔助信息和專家思維，并對所提取的各種信息進行管理和分析且具有制圖功能。近年來，國內開始在一些特大型、大型水利水電工程地質勘察中采用 3 S 技術。例如，許多大型水利水電工程采用了 3S 技術并取得了豐碩成果。
2.1．GPS 技術在水利工程地質勘測中的應用及展望。
GPS 在水利水電工程地質勘察測量及定位控制的應用越來月廣泛，它能較好地解決跨河、跨溝水準在高程控制方面難以傳遞的問題，以及通視條件較差、觀測條件受限、勘察區控制點較少或在山區、林區等區域大大減少作業時間，提高測量精度，進行工程地質勘察。工程地質勘察通過 GPS 確定觀測點位的三維坐標。和普通測量手段不同，具有定位精度高、觀測時間短、操作簡便、可全天候觀測等優點，它不要求觀測站之間通視，并且可將其采集和儲存的觀測數據導入計算機進行分析與處理。
2.2．遙感（RS）在水利工程地質勘測中的應用及展望。
遙感技術一般分為航天遙感、航空遙感和地面遙感共 3 大類。遙感可以通過衛星直接提供一定比例尺縮小的自然景觀綜合立體影像圖、航片以及陸地攝影照片，能真實、集中地反映大范圍的地貌形態、地層巖性、地質構造和滑坡、崩塌、泥石流、巖溶等外動力地質現象。遙感技術是研究區域構造穩定性必用的手段。因為遙感圖像能提供大量宏觀的線性構造信息，較好地反映區域地質特征、水系分布特征和地貌形態。也可以對水庫區崩塌、滑坡、泥石流進行調查。巖溶調查。利用遙感影像，特別是彩紅外影像在進行巖溶及巖溶水文地質調查方面有其特殊的優勢。
【摘要】重新認識和審視目前我國水利水電工程的各種勘測手段及其應用水平，大力推進各種勘測方法的發展及其綜合應用，從而使水利水電工程地質勘察工作由“定性分析”向“定量計算”方向發展。定性分析和定量計算的緊密結合，對加快我國水利水電工程業的發展具有重大意義。
【關鍵詞】水利水電工程；地質勘測；方法
1.全球定位系統（GPS）的應用
GPS越來越廣泛地應用于水利水電工程地質勘察測量及定位控制，它在高程控制方面能較好地解決跨河、跨溝水準難以傳遞的問題，以及在勘察區控制點較少，或在山區、林區等通視條件較差、觀測條件受限的區域進行工程地質勘察時，運用GPS可大大減少作業時間，提高測量精度。
2.遙感技術的應用
遙感技術按照遙感平臺的高度不同，一般分為航天遙感、航空遙感和地面遙感共3大類。遙感技術由于視域廣闊、信息豐富、具立體感、衛星影像成周期性重現以及獲取資料快速等特點，被廣泛應用于水利水電工程中有關重大工程地質問題及相關的環境等問題的調查與研究。
2.1區域構造穩定性研究
由于遙感圖像能提供大量宏觀的線性構造信息，較好地反映區域地質特征、水系分布特征和地貌形態，所以對研究區域構造格架，確定斷裂體系及活動性以及評價工程及其周緣地區的構造穩定性有重大作用。因此遙感技術的應用也成為研究此問題必用的手段。
2.2水庫區塌、滑坡、泥石流調查
在大型水利水電工程庫區岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆積體的調查中，有一些工程應用遙感技術利用航衛片或彩紅外片進行地質解譯，結合野外現場觀察、復查和檢查查明了許多久拖不決的影響庫岸穩定性評價的大型或較大型、塌滑體的數量，分布及其穩定狀態。
2.3巖溶調查
利遙感影像，特別是彩紅外影像進行巖溶及巖溶水文地質調查有其特殊的優勢，像片解譯不僅能很好地判讀各種巖溶地貌現象，而且還可以充分利用和其它介質紅外光譜的差異，判斷地下水的分布和泉水分布等。清江招來河、高壩洲，黃河萬家寨等工程曾利用彩紅外航片解譯來研究巖溶及巖溶滲漏問題，都取到了良好的效果。
2.4中小比例尺地質測繪填圖
推廣遙感技術，在保持必須的野外工作量和成圖現場校核工作的前提下，中小比例尺地質圖以遙感成圖取代常規地質測繪；建筑物及其它重要地區大比例尺工程地質圖優先考慮遙感成圖。這是十年前在全國水利水電勘測工作會議上由水利水電規劃總院提出的“勘測技術發展目標”文件所確定的。
2.5巖土工程開挖面地質編錄
為適應大型水利水電工程施工中進行反饋設計、安全預報和存檔備查的需在人工開挖高邊坡、大型地下建筑物和大壩基坑的開挖中采用地面遙感技術，進行地質編錄，并為有關的穩定分析和現場預報提供翔實的地質資料和數據是很必要的。
2.6水土保持、防洪與移民安置容量研究
如1994年，長江勘測技術研究所承擔的長江上游水土保持重點治理區滑坡、泥石流發育程度與穩態區域研究項目，該項目在研究中利用TM衛片對隴南、金沙江下游、三峽庫區3大片進行解譯與發育程度的劃分（滑坡分四級，泥石流分五級）作出了區劃圖，提出了防治意見和預警系統建立的基本設想。1990年地礦部航空物探中心與長江委規劃處、綜勘局一道，開展長江中游干流防洪工程現狀遙感調查，用TM衛片和1∶3萬～1∶5萬彩紅外航片進行解譯和編寫報告，提交的成果獲得了較好的成效。移民安置容量研究，航衛片，尤其是彩紅外航片，以其對土地利用類型的可判讀性和現實性，為移民安置容量分析確定提供了新手段。
3.地理信息系統（GIS）
GIS技術可自動制作平面圖、柱狀圖、剖面圖和等值線圖等工程地質圖件，還能處理圖形、圖像、空間數據及相應的屬性數據的數據庫管理、空間分析等問題，將GIS技術應用于工程地質信息管理和制圖輸出是近幾年工程地質勘察行業的熱點和發展趨勢。目前，國內應用較多且比較成熟的專業軟件是由中國地質大學開發研制的MAPGIS，是一種專業的地理信息系統軟件。
4.工程物探技術
在我國工程物探雖然起步較晚，但在水利水電工程勘測設計單位從20世紀80年代初至90年代初逐漸引進和裝備了一些必要的儀器，如信號增強式地震儀、綜合測井儀、電法儀、透視儀、聲波儀、管線儀、地質雷達和鉆孔彩色電視系統等，使物探儀器得到了全面的更新，其中有些是當時或至今都是世界水平的新儀器，大大地提高了數據采集精度和野外工作效率，促進了物探的發展。
4.1地球物理層析成像技術（CT）
CT技術是利用已有的平洞或鉆孔，通過對采用一定發射和一定接收方式產生的透射波的采集與處理，反演孔洞間巖體的波速值，并對區間巖體進行判斷、評價的一種技術方法。當前在勘探孔洞間了解巖體情況尚沒有一個經濟的、有效的技術措施做進一步工作的情況下，CT技術不失為是一個查明孔洞間巖體總體完整性程度的好方法。做得好，不僅能節約一定的勘探工作量而且還會對巖體物理力學性的整評價質量的提高有所促進。所以“七五”國家重點科技攻關以來，包括“八五”和“九五”攻關幾個涉及水電建設的項目，涉及水利水電工程地質勘探的課題和專題中大多數都涉及CT技術攻關的內容，并獲得許多很有成效的成果。
4.2鉆孔彩色電視系統
a53mm的鉆孔彩電是為適應水利水電工程勘察的大多數鉆孔都是a56mm的金剛石鉆孔而設計制造的；50mm的鉆孔彩色電視是在電子技術發展的基礎上為適應水平風鉆孔觀察而設計制造的，并首次將CCD光電偶合器件應用于鉆孔電視。該產品的特點是電路設計合理，集成度高，性能穩定，與傳統的攝像管探頭相比，具有彩色圖像重現性好、幾何失真小、壽命長、耐沖擊、體積小、重量輕、功耗低等特點，是一個更新換代產品。當前，隨著數字技術的發展，鉆孔彩電又在開發的圖像處理系統基礎上研制出多功能鉆孔彩色電視系統，系統采用工控級主機，形成控制器、監視器、錄相機三合為一的一體化主機。主機可配接多種不同口徑的鉆孔電視探頭，實現圖像數字化實時采集壓縮存儲，成果可刻錄成VCD光盤，還可進行后期圖像處理及制作。
摘要：重新認識和審視目前我國水利水電工程的各種勘測手段及其應用水平，大力推進各種勘測方法的發展及其綜合應用，從而使水利水電工程地質勘察工作由“定性分析”向“定量計算”方向發展。定性分析和定量計算的緊密結合，對加快我國水利水電工程業的發展具有重大意義。
關鍵詞：水利水電工程；地質勘測；方法
1 全球定位系統（GPS）的應用
GPS越來越廣泛地應用于水利水電工程地質勘察測量及定位控制，它在高程控制方面能較好地解決跨河、跨溝水準難以傳遞的問題，以及在勘察區控制點較少，或在山區、林區等通視條件較差、觀測條件受限的區域進行工程地質勘察時，運用GPS可大大減少作業時間，提高測量精度。
2 遙感技術的應用
遙感技術按照遙感平臺的高度不同，一般分為航天遙感、航空遙感和地面遙感共3大類。遙感技術由于視域廣闊、信息豐富、具立體感、衛星影像成周期性重現以及獲取資料快速等特點，被廣泛應用于水利水電工程中有關重大工程地質問題及相關的環境等問題的調查與研究。
2.1 區域構造穩定性研究。由于遙感圖像能提供大量宏觀的線性構造信息，較好地反映區域地質特征、水系分布特征和地貌形態，所以對研究區域構造格架，確定斷裂體系及活動性以及評價工程及其周緣地區的構造穩定性有重大作用。因此遙感技術的應用也成為研究此問題必用的手段。
2.2 水庫區塌、滑坡、泥石流調查。在大型水利水電工程庫區岸坡的滑坡、崩塌、泥石流以及某些松散堆積體的調查中，有一些工程應用遙感技術利用航衛片或彩紅外片進行地質解譯，結合野外現場觀察、復查和檢查查明了許多久拖不決的影響庫岸穩定性評價的大型或較大型、塌滑體的數量，分布及其穩定狀態。
2.3 巖溶調查。利遙感影像，特別是彩紅外影像進行巖溶及巖溶水文地質調查有其特殊的優勢，像片解譯不僅能很好地判讀各種巖溶地貌現象，而且還可以充分利用和其它介質紅外光譜的差異，判斷地下水的分布和泉水分布等。清江招來河、高壩洲，黃河萬家寨等工程曾利用彩紅外航片解譯來研究巖溶及巖溶滲漏問題，都取到了良好的效果。
2.4 中小比例尺地質測繪填圖。推廣遙感技術，在保持必須的野外工作量和成圖現場校核工作的前提下，中小比例尺地質圖以遙感成圖取代常規地質測繪；建筑物及其它重要地區大比例尺工程地質圖優先考慮遙感成圖。這是十年前在全國水利水電勘測工作會議上由水利水電規劃總院提出的“勘測技術發展目標”文件所確定的。
2.5巖土工程開挖面地質編錄。為適應大型水利水電工程施工中進行反饋設計、安全預報和存檔備查的需在人工開挖高邊坡、大型地下建筑物和大壩基坑的開挖中采用地面遙感技術，進行地質編錄，并為有關的穩定分析和現場預報提供翔實的地質資料和數據是很必要的。
2.6水土保持、防洪與移民安置容量研究。如1994年，長江勘測技術研究所承擔的長江上游水土保持重點治理區滑坡、泥石流發育程度與穩態區域研究項目，該項目在研究中利用TM衛片對隴南、金沙江下游、三峽庫區3大片進行解譯與發育程度的劃分（滑坡分四級，泥石流分五級）作出了區劃圖，提出了防治意見和預警系統建立的基本設想。1990年地礦部航空物探中心與長江委規劃處、綜勘局一道，開展長江中游干流防洪工程現狀遙感調查，用TM衛片和1∶3萬～1∶5萬彩紅外航片進行解譯和編寫報告，提交的成果獲得了較好的成效。移民安置容量研究，航衛片，尤其是彩紅外航片，以其對土地利用類型的可判讀性和現實性，為移民安置容量分析確定提供了新手段。
3地理信息系統（GIS）
GIS技術可自動制作平面圖、柱狀圖、剖面圖和等值線圖等工程地質圖件，還能處理圖形、圖像、空間數據及相應的屬性數據的數據庫管理、空間分析等問題，將GIS技術應用于工程地質信息管理和制圖輸出是近幾年工程地質勘察行業的熱點和發展趨勢。目前，國內應用較多且比較成熟的專業軟件是由中國地質大學開發研制的MAPGIS，是一種專業的地理信息系統軟件。
4工程物探技術
在我國工程物探雖然起步較晚，但在水利水電工程勘測設計單位從20世紀80年代初至90年代初逐漸引進和裝備了一些必要的儀器，如信號增強式地震儀、綜合測井儀、電法儀、透視儀、聲波儀、管線儀、地質雷達和鉆孔彩色電視系統等，使物探儀器得到了全面的更新，其中有些是當時或至今都是世界水平的新儀器，大大地提高了數據采集精度和野外工作效率，促進了物探的發展。
4.1地球物理層析成像技術（CT）。CT技術是利用已有的平洞或鉆孔，通過對采用一定發射和一定接收方式產生的透射波的采集與處理，反演孔洞間巖體的波速值，并對區間巖體進行判斷、評價的一種技術方法。當前在勘探孔洞間了解巖體情況尚沒有一個經濟的、有效的技術措施做進一步工作的情況下，CT技術不失為是一個查明孔洞間巖體總體完整性程度的好方法。做得好，不僅能節約一定的勘探工作量而且還會對巖體物理力學性的整評價質量的提高有所促進。所以“七五”國家重點科技攻關以來，包括“八五”和“九五”攻關幾個涉及水電建設的項目，涉及水利水電工程地質勘探的課題和專題中大多數都涉及CT技術攻關的內容，并獲得許多很有成效的成果。
4.2鉆孔彩色電視系統。a53mm的鉆孔彩電是為適應水利水電工程勘察的大多數鉆孔都是a56mm的金剛石鉆孔而設計制造的；50mm的鉆孔彩色電視是在電子技術發展的基礎上為適應水平風鉆孔觀察而設計制造的，并首次將CCD光電偶合器件應用于鉆孔電視。該產品的特點是電路設計合理，集成度高，性能穩定，與傳統的攝像管探頭相比，具有彩色圖像重現性好、幾何失真小、壽命長、耐沖擊、體積小、重量輕、功耗低等特點，是一個更新換代產品。當前，隨著數字技術的發展，鉆孔彩電又在開發的圖像處理系統基礎上研制出多功能鉆孔彩色電視系統，系統采用工控級主機，形成控制器、監視器、錄相機三合為一的一體化主機。主機可配接多種不同口徑的鉆孔電視探頭，實現圖像數字化實時采集壓縮存儲，成果可刻錄成VCD光盤，還可進行后期圖像處理及制作。
