首页 > 文章中心 > 水文地质和工程地质的区别

水文地质和工程地质的区别

开篇:润墨网以专业的文秘视角,为您筛选了八篇水文地质和工程地质的区别范文,如需获取更多写作素材,在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享!

水文地质和工程地质的区别范文第1篇

工程地质勘察指的是为查明影响工程建筑物的地质因素而进行的地质调查研究工作。所需勘察的地质因素包括地质结构或地质构造:地貌、水文地质条件、土和岩石的物理力学性质,自然(物理)地质现象和天然建筑材料等。这些通常称为工程地质条件。查明工程地质条件后,需根据设计建筑物的结构和运行特点,预测工程建筑物与地质环境相互作用(即工程地质作用)的方式、特点和规模,作出正确评价,为确定保证建筑物稳定与正常使用的防护措施提供依据。

2 水文地质对工程地质勘察的意义分析

一个地区的地下水、地质以及水文地质条件探索与研究的过程是通过水文地质调查而确定的。水文地质勘探要对区域水文地质条件加以充分把握,将基本资料提供给农业和建筑业;特殊水文地质勘探的主要目地就是对有关的实际问题和生产中的地下水进行解决研究,如矿床水文和工矿企业、城镇的供水水文以及土壤改良水文等地质勘探。

工程地质勘探工作和施工区地质条件是由工程地质勘察确定。各种工程地质情况工程建设的评估是其主要任务;对使地质条件产生变化的影响进行预测;提供可靠的科学依据保证设计、施工和正常运转工程。工程地质勘察工作,因地质情况具有不同程度的复杂性,混凝土建筑具有的类型各不相同,工程条件形式、建筑结构也不相同,可能存在的和要求的工程地质问题也各有差异,其勘探内容和项目是有很大区别。勘察水文地质和工程地质十分必要。

3 岩土工程中水文地质的勘察要求

第一:自然地理条件

这里面包括气象水文特征和地形地貌等内容,气象水文特征是指工程所属地域,是属于亚热带还是热带、季风气候与否,拥有的湿润程度与热量等,地形地貌是指工程区域周围的水系、平原或高原特征、地形开阔平坦与否、地貌侵蚀和堆积情况如何等。

第二:地质环境

包括工程所在区域的地质构造特征、基底构造及其对第四系厚度的控制、地层岩性、新构造运动等方面的内容。

第三:地下水位情况

包括近2~5年最高地下水位、水位变化趋势;地下水补给排泄条件、地表水与地下水的补排关系及对地下水位的影响等。地下水位的变化对岩土工程的影响巨大,是工程勘察的重点内容。

第四:各含水层和隔水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位及其变化幅度

主要含水层的分布、厚度及埋深;通过现场试验测定地层渗透系数等水文地质参数等;场地地质条件下对地下水赋存和渗流状态的影响、判定地下水水质对建筑材料的腐蚀性等。

3 工程地质勘察中的水文地质的应对措施

3.1 制定完善的岩土工程勘察报告

工程地质勘察所得出的最终成果为岩土工程勘察报告,它能够为建筑工程地基基础设计起到重要的参考作用。岩土工程勘察报告中包含很多方面的内容,如地下水类型、含水层分布状况、地表体与含水层间的水利联系、水文地质参数、地下水补给、径流及排泄、地下水位季节变化趋势等。因此在工程地质勘察工作中必须要确保岩土工程勘察报告的科学性、准确性与全面性。

3.2 查明情况、结合实际

工程地质勘察中主要包含水文地质、地形地貌及岩土物理性质等工程地质条件,在具体的工作中查明工程地质条件之后必须要充分结合项目的实际情况并对工程地质所带来的影响给出客观评价,从而为工程项目设置良好的安全防护措施提供重要参考依据。

3.3 运用高科技手段进行勘查

对水文与环境地球物理勘探进行调查,如地质、水文地质情况以及地下水分布状态。需要注意的是,重点应该放在地面调查较为困难或是难以解决问题的地段进行物探工作,条件允许的情况下还可以将高密度电法勘探和激发极化法电法勘探加以结合,从而保证工作能够达到深度、分辨率要求。

3.4 预防因地下水动水压力作用引起的岩土工程危害

在自然状态下,地下水动水压力的作用十分微弱。但是在建筑工程活动当中,由于地下水天然动力平衡的条件被改变,在动水压力作用下也会导致一些后果严重的岩土工程危害。

当建议采用桩基时,应评价采用桩的适宜性;对桩的类型、平面布置、直径、长度和桩基持力层,提出建议;对桩尖持力层的选择进行论证;提出桩的侧摩阻力和端阻力;提出单桩承载力的建议;在大面积堆载及欠压密地区,尚应分析桩周土对桩的负摩阻力;对预制桩或沉管桩的沉桩可能性,进行论证;挖孔桩、钻孔桩、冲孔桩的成孔工艺,成孔过程可能出现的问题及施工技术措施,桩的施工质量控制方法和要求;对桩基工程设计、施工、检测、监测的其他建议;一般应提出以桩的静载荷试验验证或确定单桩承载力的建议。

3.5 预防因地下水升降而引起的岩土工程危害

地下水位的升降超过一定程度有可能造成粉土以及粉细砂饱和液化而出现流砂、管涌等问题,也可能导致土壤盐渍化、沼泽化而腐蚀建筑物。因此在水文地质勘察工作当中要密切注意并调查掌握地下水位的条件以及升降变化的情况。在自然环境中,地下水位往往是季节性变化,旱季水位下降而雨季水位上升,这种变换幅度小,并且是渐变的、区域性的。

城市中由于人为因素导致的地下水位局部地区的升降变化往往要比自然变化的幅度大,导致的岩土工程危害也更加严重,需要引起高度警惕。对岩土的主要物理力学性质指标、原位测试数据进行分析、统计,并对岩土参数的可靠性、适用性进行评价,说明采用的试验方法和取值标准、不同测试方法所得结果的分析比较,分层提供各项统计指标的范围值(最小值、最大值)、平均值、标准差、变异系数、样本数(参加统计的数据的个数)、岩土参数的标准值或设计值。

3.6 预防地下水位对岩土物理力学性质的影响

地下岩层分为很多种,但是其中一些风化较为严重的受到岩层物理力的影响较大,而岩层物理力与水文状况之间的关系较为密切,因而从某种层度上来说水文状况之接影响着地下岩层物理力的变化,也就是直接影响着地下岩层的变化,其对于建筑施工的安全有着很大的影响。

4 地质勘查中水文地质勘测注意事项

首先:重视水文地质工作

地质勘查工作具有非常重要的意义,高质量的地质勘查工作,不仅能为工程提供设计和施工的科学依据,同时对工程质量的提高也能起到积极的作用,因此地质勘查工作不仅要对水文地质问题进行深入研究,同时还水文地质问题放在重要的位置上,从而保证地质勘查质量的提升。

自然地理条件。这主要包括工程所在区域的季风、气候湿润程度、所处水系、平原和高原、地形、地貌特点及堆积物等;其次,地质环境。工程区域的地质环境应该包括该地区的地质构造、基底构造、底层岩性以及新构造运动等等内容。

地下水位情况。水文地质勘查中的地下水位情况应该主要对近些年地下水位的最高值以及其变化趋势、地下水的补给排泄条件、地下水与地表水之间的补给关系等内容进行科学有效的分析。

含隔水层的情况。这一部分内容应该对这两个水层的埋藏条件、地下水类型、流向、水位等内容进行勘查。另外对含水层的实际分布情况以及其厚度和深度等进行研究。对该区域的地层渗透系数、地下水赋存以及渗透的影响以及地下水对建筑材料的腐蚀情况等等。

其次:确保水文地质参数测定的准确性

在地质勘察工作中,会涉及到对地下水水位进行测定,为了保证测量的准确性,应该先确定是静止的水位还是多层含水层,根据不同的情况选择不同的测量方法。如果是静止的水位,则需要在稳定的时间内进行,如果是多层含水层,在测量时就需要采取隔离措施。

水文地质和工程地质的区别范文第2篇

关键词:水利工程;地质勘探技术;问题;分析

中图分类号:TV512 文献标识码:A

在我国的水利工程建设中,地质勘探技术相较于煤矿勘探技术工作有着很大区别,其中最显著的区别有两点。首先是水利工程的地质勘探技术在实施过程中更加复杂和烦琐;其次是水利工程的地质勘探技术需要更高端的勘探水平和技术。在确定水利工程建设过程中的地质能够进行开采,我们需要进行详细、严谨的水文地质科学实验。在我国重点扶植建设的工程项目中,其中较为重要的是水利工程建设,由于水利工程建设主要的支持力量来自国家,因此在水利工程责任方面主要考量的是国家责任,人民利益。在水利建设的过程中,我们不仅仅需要发展创新每一项科学技术,同时还要针对现场的施工管理过程进行创新和发展。在水利工程建设设计阶段我们需要采用先进的科学技术,来实现水利工程建设过程中地质勘探技术的高端性以及先进性。只有这样我们才能够在技术角度来保障水利工程的地质勘探技术合理,科学。

1.我国水利工程建设过程中地质勘探工作面临的主要问题

1.1 在水利工程建设过程中工程周边的环境问题能够影响地质勘探工作

在我国水利工程地质勘探的过程中,一定会出现区域范围内的水分变化,这样就会导致或者加速施工区域上空的空气变得潮湿,这样的问题就会导致在水利工程建设区域形成较为单一的空气形式,这样就会严重的破坏施工当地的周边自然环境,严重情况下会导致施工当地出现生态环境破坏的问题。需要我们在地质勘探过程中给予足够的重视。

1.2 在水利工程建设过程中水文问题会影响地质勘探工作

在我国水利工程建设过程中,地质勘探工作较为重要的一项就是水文地质的相关检测。基于水文检测的重要性,我们在这一问题上需要给予足够的重视。但是由于种种原因,现阶段的地质勘探工作对于水文地质检测工作没有给予相应的重视。水库的蓄水过程和放水过程会严重地影响地下水位的变化,会导致地下水位下降,水位的下降会影响施工周边的生态环境。同时由于周边河流不断减少的流量,会导致河流的自身净化能力下降,出现施工周边的水质恶化状况。

1.3 在水利工程建设过程中工程的建设质量也会影响地质勘探工作

在我国水利工程建设过程中由于对地质勘探技术的应用过程没有详细的监督和重视,就会造成非常严重的后果,其中显著的一点就是造成施工过程中的施工质量问题。在应用地质勘探技术的过程中,其中最重要的一点就是要保障在设计计算过程中使用的计算公式以及计算方法能够同实际应用的一致,但是很多时候并没有完全做到一致,这样就会导致地质勘探计算出的数据模糊,没有办法给出详细的勘探数据,这样的数据就会导致地质勘查工作失去了严谨性的特点,严重的情况会导致整个工程的工期延后,造成严重的经济损失。

2.我国水利工程建设过程中地质勘探设计的主要内容

2.1 简述地质勘探设计的一般步骤

在地质勘探设计的过程中主要分为4个步骤,首先是工程地质勘探任务书的接收;其次是要针对勘探任务确定项目负责人;再次是项目负责人针对勘测项目本身编写设计计划纲要;最后将编好的设计勘探计划纲要上交评审定论。

2.2 简述地质勘探设计过程中采用的主要方法

2.2.1 地质勘探设计过程中的工程地质测绘设计方法

在地质勘探的过程中应用最多的设计方法就是地质测绘设计。这种设计方法主要是应用相应的数据进行说明,来分析整个工程中出现的问题。因此在应用次方法的过程中我们需要进行大量的数据调查,同时还要结合地质学以及工程地质学的相关知识来保障测绘勘测数据的准确性。在每一项测绘工作中,我们应用了不同的测绘比例,正是由于比例的不同才能够在数据方面保障整个工程测绘过程中的精确度。

2.2.2 地质勘探设计过程中的山地勘测设计方法

由于在地质勘探过程中容易出现山地的测量地形,这样的情况下我们就需要采用山地勘测技术来进行地质勘探设计。这种勘测技术的主要流程为通过机械或者人力将需要勘测的地质表面进行浮土的清除,然后进行具体的采样勘探,这种方法非常的便捷,因此应用范围也较广。

2.2.3 地质勘探设计过程中的工程钻探设计方法

在工程钻探中主要体现在钻探设备上有所改善,通过更改不同材质的钻头来提高钻井速度和岩心采取效率,过去我国在钻头上普遍采用缸里或者是硬质合金材料,而现阶段将钻头材料更改为金刚石,金刚石的特点就是硬度大,所以此材料的运用在一定程度上促进了钻探技术的发展。

2.2.4 地质勘探设计过程中的工程物探设计方法

它的工作内容是通过运用观测仪器来实现对指定勘探区域进行物理性观测,再结合相关的数据分析进行合理化的原理总结推断,一般是针对该区域的地质构造以及勘探范围和深度进行准确性定论。在工程物探中一般包括地震勘测方法、重力场以及磁场勘测法等。

参考文献

[1]王盛,许亚军.矿区水文地质勘探关键问题的探讨[J].矿业工程,2013(3):54.

水文地质和工程地质的区别范文第3篇

[关键词]矿山水文地质 勘察技术 同位素技术 "3S"集成技术 钻探技术

[中图分类号] P641.72 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-8-129-2

0引言

水文地质是矿山工程地质勘察的一项重要内容,它直接关系到地下开采与地面建筑的安全性,其重要程度不容忽视。目前,我国煤矿水文地质勘察主要存在三方面的难点:首先,受煤层赋存地质影响我国多数煤矿存在供水不足的问题,从而制约了煤炭工业的快速发展;其次,由于突水方式、途径及特征复杂多样,煤矿水害不易被预测及防治;最后,井下排水和矿区生活用水改变了周边地质水文条件,引起地下水水位持续下降。为降低这些问题给水文勘察带来的影响,很早以来,我国便开始研究矿山水文地质勘察技术,同时也是本文的初衷。

1水文地质勘察技术发展现状

水文地质学是专门研究水文地质勘察的一门学科,它为矿山工程地质勘察应用提供了理论基础。20世纪中期,在前苏联、波兰等国家的帮助下,我国成立了水文地质勘察专业,并引进了一些发达国家的新理论、新技术和新方法,在此基础上发展了一系列的水文地质勘察技术,如同位素技术、“3S”集成技术、钻探技术、物探技术、模型技术等。本文主要讨论前三者的发展情况。

1.1同位素技术

同位素技术实质上是从微观的角度分析水分子或其他有机、无机分子的同位素组成或放射性的强弱变化,以此来反映地下水成分或性质的宏观变化。它首先被用于人类生态环境领域,但随着核检测技术的发展,同位素技术逐渐被应用于矿山水文地质研究方面,成为了水文地质勘察的一个有效手段,它不仅能够快速测定地下水年龄、流向、流速、流量和水文地质参数,而且能够有效确定地下水的成因和补给排泄关系,甚至还能查明某些水化学组分的成因以及污染物的来源。同位素技术是在水文地质学发展大约100年后才开始兴起的,当时西方一些发达国家尝试并利用了人工放射性同位素方法来解决水文地质实际问题,后来又逐步衍生为稳定环境同位素技术。稳定环境同位素技术关键之处在于离子化,然后通过飞行管将不同质量的同位素分离从而达到测量的目的,其优点体现于两方面:一是能够定量化研究水文地质,二是能够排除放射同位素的干扰。在这方面我国起步相对较晚,直到上世纪80年代才取得了一些实质上的进展。

1.2“3S”集成技术

所谓“3S”集成技术指的是通过整合RS(遥感)、GPS(全球定位系统)和GIS(地理信息系统)三项技术,并结合计算机信息处理技术、绘图及成像应用、计量地理等,专门对地质状况进行收集处理和分析的一种水文勘探方法。它在资料收集准度方面有较大优势,且能够明显缩短水文勘察作业时间、提高勘测效率。为了方便分析其发展现状,以下将从三方面分别进行阐述。

(1)RS技术。RS技术发展源于上个世纪50年代中期,发展初期主要是应用全色黑白航空像片以及多种卫星图像遥感片,从80年代开始我国引进了计算机图像处理系统,尤其是微机图像处理系统,它大幅度提高了我国水文勘察选线、选址的质量。

(2)GPS技术。GPS有助于快速定位勘察区域的三维坐标,从而对水文地质条件做出准确反映,保证了测量的精度。与现代科技相结合的自动化测量系统拓展了GPS技术应用范围,目前看来,它是地质工程勘察技术的一个发展方向。

(3)GIS技术。由于网络技术的成熟,GIS实现了数据处理和图形处理一体化,它能够对收集的地理信息数据进行有效分析和处理,从而准确反映勘察区域的水文地质条件。

1.3钻探技术

矿山水文地质勘察技术中发展至今最直接、最有效的勘察方法仍是人文钻探技术,它在煤田水文地质勘探的作用是其他任何方法都不能替代的,但传统钻探技术容易受到水源的限制,因此,我国根据实际需要开发了多种不用水或少用水的钻探技术,如泡沫钻探技术、空气反循环钻探技术等,大体都能适用于山前、盆地边缘等干旱缺水地区。另外由于煤系下伏碳酸盐岩埋藏较深,奥陶系岩溶含水层中存在较多的泥灰岩夹层,钻进过程中地层漏失、坍塌严重,造成钻孔结构复杂,影响正常安全进尺,因此需要研制针对解决问题的钻探技术和合理的钻孔结构。

2水文地质勘察技术进展分析

由以上分析得出,大多数煤矿水文地质勘察技术都是建立在先进的计算机技术、电子信息技术的基础之上,而且仍是勘察技术进展的突破口。基于可持续战略的发展要求,我国水文地质勘察技术应遵循生态环境与人文环境协调并进的原则,并注意“三个结合”。

2.1勘探、开采与回灌技术相结合

水文地质勘探、开采和人工回灌虽然在内涵上存在本质区别,但是它们之间的关系十分密切。地下水开采以勘探所得的水文地质资料为现实依据,以回灌作为可持续条件,而回灌的方式、程度又不得不依赖于水文地质勘探水平和地下水开采水平。随着经济的稳定发展和人口数量的急剧膨胀,地下水资源被迫超量开采,造成了水位降落和地面深陷等一系列环境地质问题,为了缓解供水压力,一个有效的针对途径就是对地下含水层进行人工回灌。从长远来看,以人工回灌的方式补给地下水可以长期维持地下水系统的稳定性,虽然 “开采”和“回灌”从字面上存在矛盾,但都旨在保证地下水的可持续开发利用。若能在新水源地的勘探阶段和老水源地的改造或扩建时,统筹规划开采井、回灌井、观测井的数量与布分,无疑对节省投资,综合利用各类水资源,促进地下水的可持续开发利用等具有重要的现实意义。而开发“探、采、灌”集成技术及其成套的材料、设备则是实现上述目标的关键,要把“探、采、灌”集成技术统一落实到地下水工程的实施中。

2.2监测、预测与控制技术相结合

传统水文地质勘察技术是建立在某些假设的基础之上,只能勘察特定时间段和既定条件下的地下水水位与水质等基本情况,而不能动态地对这些情况进行真实反映。众所周知,地下水系统维持着复杂的动态平衡,它不仅容易遭受水文、气候等自然条件的干扰,还明显受到许多难以预料的社会条件的影响。所以,及时掌握和反馈水文地质变动信息有助于最大限度的开发利用地下水资源,而建立地下水监测、预测与控制相结合的一体化技术和设施是可持续开发利用水资源的关键。

计算机技术、电子信息技术的引进改变了水文地质勘察技术发展格局,它推动了监测、预测与控制技术相结合的进程。仪表设备的自动化、智能化和网络系统的多元化是监测技术的发展方向,旨在提高监测系统运行效率和监测灵敏度。对于预测技术来说,信息技术与模型技术的结合运用是它的主流发展方向,模拟模型具有多样化和综合化的特点,有助于提高预测技术的准度。而控制技术的发展重点则是控制策略与控制方案的拟定,适时的引入控制机制与信息反馈机制能提高控制技术的优化水平。

2.3开源、保护与治理技术相结合

日益突出的用水需求和水环境问题使得人们逐渐意识到地下水的开源、保护和治理的重要性,地下水开源时应充分调查水量的分布、水质分级以及利用价值等,进而根据研究成果合理汇编规划图纸和确定工艺方案,为地下水的可持续利用提供现实依据。就地下水保护而言,一方面要强化人们对生态系统和地下水循环系统的认识,使他们能够自觉地开展多种活动,如上文中提高的人工回灌,与此同时还应充分研究地表水、地下水、雨水及土壤水间的转化机制,通过科学规划、合理开采和人工诱导等方法最大限度地增加地下水的补给,充分发挥巨大地下库容的调蓄和防灾抗灾能力;另一方面要重点监测地下水水质,地下水系统是个动态系统,持续超量开采容易造成整个系统水资源的枯竭,此外,直接排放的矿区生活用水也容易渗透到地下水系统,从而加剧了系统水质的恶化程度。因此,我们应从排除污染源着手来加强地下水资源保护。在地下水治理方面,虽然技术上和经费上存在一些问题,但随着污染源扩散日趋严峻,水污染治理迫在眉睫。总的来说在处理开源、保护和治理的关系时,应以“防”、“治”、“导”相结合为指导思想。

3总结

依赖于现代信息技术与控制技术,水文地质勘察技术已能高效地服务于煤炭安全生产,尤其是“3S”集成技术技术,它大幅度提高了水文地质勘察效率与准确性。从长远来看,信息化、网络化、综合化仍是勘察技术的突破方向,并要遵循“三个结合”的原则。

参考文献

[1]王大纯,张大权,史毅虹等.水文地质学基础[M].北京:地质出版社,1995.

水文地质和工程地质的区别范文第4篇

关键词:水工环;图件类别;编制方法

cartography of hydrological-engineering-environmental geology maps

dong hua,zhang fa-wang,cheng yan-pei,gao yun

(the institute of hydrogeology and environmental geology,cags,shijiazhuang 050061,china)

abstract:it′s a good means to trace global environmental change,address cross-border regional hydrological-engineering-environmental geology issues and find rules and characteristics of large systems by intercontinental and cross-border mapping with small scales.the study of groundwater resource,geological environment and the harmonious development of human activities for one nation or major economic areas (zones) is also the truth.in order to provide the straightforward hydrological-engineering-environmental geology information with 4-d to the readers, the classification,main contents of hydrological-engineering-environmental geology maps have been elaborated in this paper based on the multi-level,multi-objective,multi-factor characteristics of the maps, which is of great significance in enhancing the integration of major geological survey forms to better meet the needs of the community.

key words: hydrological-engineering-environmental geology;map classifications;cartography

水文地质、工程地质和环境地质(简称:水工环)系列图件,是该领域研究成果的重要表现形式,其服务领域十分广泛,是一个庞大的多目标、多层次、多因素叠置的多维研究体系。高俊院士把地图定义为:地图是用符号表示的地面的概化了的图形,它必须经过数学变换来建立在平面上。地图作为人们认识和研究客观存在的结果,可以反映各种自然、社会现象的空间分布,也当作人们认识和研究客观存在的工具,去获得新知识[1]。地图不仅是地学、生物和环境科学等区域性学科调查研究的成果的重要表现形式,而且是各学科、各部门总结规律、分析评价、预测预报、区划规划和决策管理的重要手段[2]。地图表达的时空跨度大,既有全球性、区域性和局部性层次区别,也有古地史与现代时域上的差异;从服务对象上又可分为科普性、管理与规划性和应用性;图件有大、中、小比例尺的区分,其表现形式上,既有纸介质的平面图、剖面图、统计图,又有电子数字图、可视化图等种类繁多。由于水工环图件种类繁杂,服务层次有别、对象不同,编图内容和表现形式也不同。地图学专家廖克指出:地图学是一门技术性较强的学科,容易忽视理论的研究与探索。地图学的理论与方法往往来源于地图编制实践,但必须从大量的地图编制实践中,将所积累的丰富经验,经过系统总结和概括提炼,形成一定的原则和规则,又用其指导地图编制实践[3]。因此,有必要探讨水工环图件的类别划分、编图主题与内容,图层要素的逻辑关系,文字报告与附图、插图以及图件与说明书的匹配关系。阐述大区域、大尺度与大系统小比例尺水工环系列图的编制的意义,提升重大地质调查成果的集成表现形式,对于国家的宏观决策、不同行业的需求和促进学科发展是十分必要。

1 水工环图件的类别划分

按地图内容可分为普通地图和专题地图两大类,前者又分为地形图和普通地理图。后者分为自然地图和社会经济地图(人文地图),必要时还可分出介于上述二者之间的环境地图。环境地图包括环境污染与环境保护、自然灾害、疾病与医疗地理等部门专题地图。水工环图件在地图大类中属于专题地图。由于水工环工作在社会经济持续发展与环境的和谐关系中非常重要,随着水工环研究工作的不断深入,各学科间交叉渗透,对水工环图件用途和内容提出多方面要求,成果图件名目在增多,水平要求更高,服务的领域也在扩展,长期以来,缺乏系统分类,编者感到迷茫与困惑,用图者来至于不同方面存在认知上的差异。因而,图件类别的划分对编图选题与应用效果都会有帮助。

1.1 分类原则

水工环图件的科学性,是以图形表征水工环学科内涵与外延,学科间的交叉渗透,创新与发展;其实用性主要是针对用户的需求而言,按服务对象,读者层次给予区别,提出下列分类原则。

①科学性与实用性目标明确的原则。

②基础性与专题性有别的原则。

③用途与内容一致系统分明的原则。

④图面层次有序逻辑性强的原则。

1.2 水工环图件的类别划分

面对大量的水工环图件,按照上述分类原则、编图内容和服务性质与层次,做出如下5种分类。

①基础性图件。是以传统地学为基础,编制的水文地质、工程地质与环境地质基本内容为主的图件,阐述各自主题条件类型,分布规律及主要特征,包括:岩相古地理图、第四纪地质地貌图、岩土体类型图、可溶岩类型图、水文地质图、工程地质图、环境地质图、岩溶环境地质图[4-7]…等。

②专题性图件。是强调突出与深入地反映某种或多种要素和现象,以专门性水工环研究为出发点,体现水工环调查评价结果为主,选题具有一定的独立性,更注重于资源与功能的针对性,在应用方面更侧重于工程开发、建设与区划的专项论证,具有一定参考价值,主要有:地下水资源图、地下水富水程度图、水文地质参数分区图、地下水供水适宜性图、地下水等水位线及埋深分区图、地下水开发利用程度图、地下水潜力图、地下水应急供水水源地、土壤包气带埋深分区图、地下含水系统调蓄能力图、地下水水质评价图、水文地球化学图、地下水化学类型图、地热资源图、热矿水分布图,工程地质分区图,岩土体结构图、地下空间资源开发及保护图、建筑地基地质环境适宜性图、建材资源图、特殊类土分布图、矿山环境地质图,地质旅游景观资源图[4-8]…等。

   ③特殊性(问题)图件。是指与人类工程活动有关的环境地质负面效应的图件,具有警示作用,具体反映地质灾害、环境地质问题等的分布、成因、发育发生规律及其评价,预警与防治措施等方面的内容。主要包括:地下水诱发危害图、土壤与地下水污染图、土地荒漠化图、土壤盐渍化图、地下咸水分布图、原生特殊化学元素(氟、碘、铁锰、砷、酚、氰、铬、亚硝酸盐、氡等)分布图,地质灾害(崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、海水入侵等)易发性分区图、地质灾害分布图[7]…等。

④资源与环境安全保障性图件。评估反映地质环境质量优劣、资源数量多少,对经济发展的保障程度,为国土规划与整治、生态建设、功能区划、区位经济发展功能定位提供决策依据。包括:地下水保障程度图、地下水合理开发利用图、地下水防污性能图、地下水供水安全保障图、地质灾害危险性图、地质灾害评估图、地质灾害预测预报图、土地利用地质环境风险预测图、地质旅游景观资源开发与保护图、地质环境功能区划图…等。

⑤政府宏观决策性图。是为国家和各级政府及行业部门服务的图件,大致包括:国土规划与地质环境和谐建议图、地下水合理开发利用与保护建议图、资源开发利用与环境恢复建议图、经济区(带)与地质环境功能和谐建议图、社会经济发展与地质环境管理建议图、环境地质远景工作建议图、水工环(阶段)工作部署图[11]…等。2 编图主题与内容及图层要素的关系

根据上述水工环图件的类别,传统的基础性图件编图主题明确,表示内容及方法规范;而专题性、特殊性图件选题存在多元化问题,应该以问题为导向,需求为目标,表达内容广泛形式多样;资源与环境安全保障性图和政府宏观决策性图,是在专题性图件基础上,经过对问题的归纳分析综合概括,提升到为更高层次服务为目的,要具有前瞻性。针对专题性、特殊性图件及其编图主题与内容及图层要素的关系,作出以下分析与探讨,以便提高用图效果。2.1 选题方法

水工环系列图的选题应本着问题为导向,目的优先,服务对象层次有别,即:找准问题、科学评价、用户对口、警示未来、保障持续为选题原则。编制水工环系列图是一个复杂的系统,它包容了不同内容、不同功能、不同设计阶段、不同部门所需要的水工环资料、评价结论和决策建议图件,其数量多少和选择的图件种类完全取决于实际需要,原则上以能回答和解决规划和设计方面提出的问题为准。其编图选题内容也不尽一致,有围绕全球水循环与地下水形成与演化为目的,研究水-岩相互作用、水文地球化学特征、地下水环境演化…等;有围绕地下水资源及其开发利用与保护为目的,研究地下水合理开发利用、地下水防污性能、人类活动对地下水的污染、地下水诱发危害…等;还有围绕国家和地方各类工程建设,开展岩土工程地质适宜性评价,地质环境质量评价,地质环境监测,地质灾害预测预报…等。

2.2 编图主题与内容

水工环系列图是由系统的专业数据资料,通过水工环专业内容与测绘信息、数据库系统的转换与连接,基于各类空间数据的地图编辑,来丰富其内涵与外延,拓展系统功能和图面表现形式,反映出资料数据化,平台多元化,形式多样化,从中提取命题所涵盖的各层次的内容,实现主题突出,内容鲜明的图件,才会有所创新。例如:地下水环境系列图,大致可以归纳为:地下水的环境优劣、质量的好坏与利用适宜程度评价,地下水环境与人类活动相互作用引发的负面效应,地下水环境时空演变等综合研究结论。不同编图主题目标可以编制出不同内容、尺度和形式的地下水环境图件,往往出现主题与内容不符,容易混淆不清,仅就一下几种图作出简要提示,如:地下水化学环境图,是在不同的水文地球化学作用条件下,所形成的水化学类型及其水中化学组分总量空间分布特征和规律;地下水水质图,是以《饮用水水质准则》或《生活饮用水卫生标准》评价出地下水质量级别,衡量水的质量优劣;地下水污染图,是水质现状与背景值比较,评价地下水遭受污染的程度,与地下水水质图概念是有严格区别的。地下水防污性能(脆弱性)图,所强调的应该是浅表层岩性的阻隔污染物质进入含水层的能力,还有地下水的自净能力为主要内容;地下水供水质量适宜性图,则是参照我国不同供水目的所对应对的质量标准,从适宜性与安全性及利用方式作出评价。

2.3 图面形式与图层要素的关系

水工环专题图件必须在明确主题及专题内容的前提下,以专题内容提取成图信息,了解用图者的需求,研究不同层次读者对图的理解和接受程度与视觉效果,经过归纳整理转化成图形语言,设计图例系统,确定图层要素主次关系,图层属性与图面表达形式在逻辑关系上要一致,并且有系统完整的数据库作为数据支撑,才能满足不同层次用图者的需求,图面内容既简捷、易读、易懂、感染力强,又有属性明晰和数字内涵丰富的数据库支撑系统,更便于信息的提取,重组生成新的图件,实现动态管理的效果。

3 小比例尺水工环系列图编制展望

3.1 洲际与跨界水工环系列图编制

李廷栋院士在归纳国际地质编图特点和发展趋势时指出:一是由专业性图件向实用性图件发展;二是由单一地质类图件向多学科系列图件发展;三是由地区性、国家级图件向洲际及全球性图件发展[8]。

自20世纪90年代开始,随着世界对全球变化所指的环境问题的日益关注,当前生态环境的恶化也达到了前所未有的程度,土地荒漠化、生态环境恶化与灾害事件频发的记录,水资源严重短缺。亚洲存在许多重大地质环境问题,急需开展洲际地质环境问题研究,编制地质环境系列图件,如:周边国家水资源开发造成咸海严重萎缩,中东为水而战;水污染事件频发,引起各国普遍关注,水、土污染导致生物多样性的减少等不和谐现象,已经构成人类社会可持续发展的严重障碍,需要从地质环境功能做出科学判断;研究气候变化对亚洲地下水资源及其环境影响;周边国家人类工程活动矿业开发的环境地质问题;跨界水资源开发的生态环境效应,需要作出战略性对策研究。因此,探索水工环学科新的学科增长点和结合点,拓宽研究领域,编制多维的现代水工环系列图,都存在跨界综合编图的问题。即:从地域上有全球、洲际、国际跨境流域、国家、地区、大流域、城市群到经济功能区…等的跨界;从构造地貌,地质结构而言,又存在不同地层单元,乃至地下含水层的跨界;时间系列上又有地质时期、古代、现代的跨界等。同时,还有学科之间跨界的横断科学。

跨边界含水层作为全球地下水资源中的重要部分,自20世纪末提出以后,国际水文地质界开始重视和研究[10]。国际跨边界含水层资源管理计划(isarm)在执行计划的5年中,将跨界含水层的研究归纳为5个最值得关注的领域,包括自然科学—水文地质学、法律、社会经济、制度和环境5个方面[3]。韩再生教授在跨界含水层研究中指出:自然科学—水文地质学方面的研究内容包括:跨界含水层的特征,水文地质参数的空间分布和与地下水水力学相关的问题[10]。因此,相应的跨界含水层编图问题就值得研究,这类图件主题明确,涉及领域与服务对象广范,需要兼顾社会属性,应编制跨界含水层分布图、跨界地下水资源图,跨界水环境安全保障图,跨界水资源开发利用建议图等系列图等[12]。

3.2 展望水工环系列图的编制

展望水工环系列图的编制归纳为以下3个方面趋势。

①水工环系列图件不同于文字报告,是提升重大地质调查成果集成的重要表现形式,简捷明了,概括地反映水工环时空特征规律,是评价影响区域经济发展基本问题状况的重要依据,是制定国土总体规划的必不可少的参考资料,开展洲际与跨界水工环系列图编制,具有很好的现时和深远意义。

②水工环系列图件服务领域扩展,表现形式多样,随着信息时代的迅猛发展,编图信息多元化,为数字编图开辟出新河,对于科学利用地质资源、减轻和防治地质灾害、保护环境、警示人们合理利用与保护资源,反演过去,科学预测未来,编图研究领域与应用服务前景非常广阔。

③信息传输媒介不仅仅局限于平面二维纸介质图,基于计算机gis系统,存储的数据量大,信息查询检索、复杂的量算和空间分析、多为可视化、地图制图等更加精准便捷。多维电子图形图像技术更显示出更强的优势,动漫可视化发展趋势明显,吸引公众科普意识的视觉。

参考文献:

[1] 高俊.地图、地图制图学,理论特征与科学结构[j].地图,1986,(1,2).(gao jun.map and cartography,theoretical characteristics and scientific framework[j].map.1986,(1,2).(in chinese))

[2] 廖克.中国现代地图学发展的成功经验[j].测绘科学,2007,32(5):6-8.(liao ke.experiences of development in china’s modern cartology[j].science of surveying and mapping,2007,32(5):6-8.(in chinese))

[3] puri s.internationally shared (transboundary) aquifer resources managment-a framework document[m]//ihp-vi non serial documents in hydrology.pari,france:

unesco,2001:2-36.

[4] 陈梦熊.中国水文地质工程地质事业的发展与成就[m].北京:地震出版社,2003.(chen meng-xiong.developments and achievements in hydrogeology and engineering geology of china[m].beijing:seismic press,2003.(in chinese))

[5] 张宗祜.亚洲水文地质图(1:800万)[m].北京:地质出版社,1997.(zhang zong-hu.hydrogeological map of asia (1:8,000,000)[m].beijing:geological publishing house,1997.(in chinese))

[6] 张宗祜,李烈荣.中国地下水资源与环境图集[m].北京:中国地图出版社,2004.(zhang zong-hu,li lie-rong.atlas of groundwater resources and environment in china[m].beijing:china cartogarphy press,2004.(in chinese))

[7] 段永侯.中国环境地质图系(1:600万).北京:中国地图出版社,1992.(duan yong-hou.environmental geological map series of china (1:6,000,000)[m].beijing:china cartogarphy press,1992.(in chinese))

[8] 张兆吉,费宇红.华北地下水可持续利用图集[m].北京:中国地图出版社,2009.( zhang zhao-ji,fei yu-hong.atlas of groundwater resources sustainable utilization in north china plain[m].beijing:china cartogarphy press,2009.(in chinese))

[9] 李廷栋.国际地质编图现状及发展趋势[j].中国地质,2007,34(2):206-211.(li ting-dong.geological mapping status and development trend in foreign countries[j].china geologogy,2007,34 (2):206-211.(in chinese)) 

[10] 韩再生,王皓.跨边界含水层研究[j].地学前缘,2006,13(1):32-39.(han zai-sheng,wang hao.overview of transboundary aquifers[j].geoscience frontiers.2006,13(1):32-39.(in chinese))

水文地质和工程地质的区别范文第5篇

关键词:地球物理;水文;地质工程;勘察方法

中图分类号:P336文献标识码: A

引 言

物探是地球物理勘探的简称,它是根据各种岩石之间的密度、磁性、电性、弹性、放射性等物理性质的差异,利用地球物理的原理,采用不同的物探仪器和物理方法,对工程区的地球物理场进行测量,以解决地质问题的一种物理勘探方法。 当地下单元含有地下水之后,它的含水量将与电导率、渗透率、地层孔隙度、矿化度等诸多因素相关。 此外放射异常、弹性波阻抗异常、磁异常等均可以运用在水文地质实际工作中去。 在实际中,水文地质工作可以采用很多种类的地球物理勘探方法。 本文将对其中几种主要方法进行介绍,如高密度电阻率法、激发极化法、CSAMT、瞬变电磁法和地面核磁共振法等。

1 高密度电阻率法

岩石电阻率是由多种因素共同决定的。 这些因素包括含水量及水的矿化度、孔隙度、颗粒结构、矿物成分等。 在同一层岩石中有没有含水,会在很大的限度上决定电阻率的数值。 运用电阻率物探方法进行水文地质勘查,其实就是通过测定含水层的电阻率在其空间的分布规律,探查和发现含水岩层的储水条件、空间展布,最终进行水文地质勘查,这种方法是一种间接找水的方法。高密度电法实际上是电剖面法和电测深法相结合的产物。其基本原理与普通电阻率法相同, 通过 A、B 电极向地下供电流,然后在 M、N 极间测量电位差,从而可求得该点(M、N 之间)的视电阻率值。 高密度电阻率法原理如图 1 所示。

图1 高密度电阻率法原理图

由于在观实际测中布置了高密度的观测点,所以高密度电阻率法是阵列思想应用于电阻率法的产物。 高密度电阻率法为地下水资源勘查提供了有效、快捷的工具。 它不但可以运用非含水地层和含水介质之间的电性差异,来直观的获取水循环条件、富水特性和含水层位置等方面的信息;还可以通过建立含盐量与电阻率之间的转换关系,从而实现含盐量的动态原位监测。 除此之外,因为含水介质导电特性和导水性之间非常相似,高密度电阻率法便为水文地质参数的校正、确定提供了一种有效的手段。

2 激发极化法

激发极化法(或激电法)就是以岩、矿石激发极化效应的差异为基础来解决地质问题的一类勘探方法。 当对地下地质体供入一直流脉冲 ΔV1,在供电电流不变的情况下,可观测到如下现象:地面上两个测量电极的地位差 ΔV(t)随时间增加而趋于饱和值。 在供电电流断开之后,会发现电极间电位差将快速的衰减,在衰减带一定的数值后,衰减的速度将开始变慢,经过一点时间后,其可衰减为零。 这种在放电和充电过程中会产生的附加电场现象,被称为激发极化效应。在实际地质应用方面,初期的激电法主要用于勘查硫化金

属矿床,后来发展到诸多领域,如氧化矿床、非金属矿床、工程地质问题等。 近年来,激电法找水效果十分显著,被誉为“找水新法”。 利用激电法确定地层的含水性,这种方法最好与高密度电阻率法相结合,这样就可以提高找水的成功率,降低地球物理解释的多解性。

3 (CSAMT)可控源音频大地电磁法

CSAMT 是在(AMT)音频大地电磁和(MT)大地电磁法的基础上发展起来的一种可控源频率测深方法。 可控源音频大地电磁法运用可控制的人工场源来测量从电偶极源到地下的电磁场分量,两个电极的电源距离在 1~2km,测量是在距离场源5~10km 之外的地方进行 。 CSAMT 方法的工作频率一般从10kHz~0.125Hz,因此,勘探深度一般可从地表到地下几千米 。由于该方法运用巨大的人工信号源,能够压制干扰,所以可以采集到高质量的数据。 CSAMT 方法的基本理论是基于电磁波传播理论和麦克斯韦方程组, 导出电场 Hy、ρs磁场与视电阻率的关系式为:

可控源音频大地电磁法的出现展示出了较好的应用前景,其作为激发极化法和普通电阻率法的补充,可以深层次的解决地质问题。 例如地热勘查和水文工程地质勘查、推覆体或火山岩下找煤、油气构造勘查等方面,都取得了良好的地质效果。 在地下水资源中,可控源音频大地电磁法适合寻找深部的基岩裂隙水。

4 (TEM)瞬变电磁法

TEM 是运用接地线或者不接地线源向地下发送一次场 ,在一次场的间歇期间,测量出电磁场随时间的变化,依据二次场的曲线衰弱特征判断出地下不同深度地质体的规模大小及电性特征等。 因为瞬变电磁法是观测纯二次场,消除了由一次场而产生的装置偶合噪音,其有着受旁侧地质体影响小、与探测地质体有最佳偶合、对低阻反映灵敏、探测深度深、横向分辨率高、体积效应小等优点。TEM 与其他测深方法进行比较,它具有探测深度大、工作效率高的优点。 近年来,该方法得到迅速发展,特别是对探测低阻覆盖层下的良导电地质体取得了显著的地质效果。 由于上述特点,针对水文地质问题,TEM 不仅仅可以确定水文地质构造类型和在冲积层地区估算基岩的埋深和地下水位;还可以在滨海含水层中查明绘制人为和自然发生的海水入侵分布图以及咸淡水界面、监测和圈定地下水污染通道。

5 (SNMR)地面核磁共振法

地面核磁共振(SNMR)是近年发展起来的找水方法也是目前世界上唯一的直接找水的地球物理新方法。 通过运用了不同物质原子核弛豫的性质,从而产生了 SNMR 效应。SNMR 效应利用地面核磁共振找到水仪器,研究并观测在地层中水质子产生的核磁共振信号的变化的规律,进而探测地下水的时空赋存和存在性的特征。

地面核磁共振法找水的原理决定了可以找多少水,尤其是淡水。 在 SNMR 方法的探测范围之内,只要有自由水存在,就可以感应到核磁共振信号响应,反之就没有响应。 另外地面核磁共振方法受到地质因素的影响比较小,这样就可以用来区别电磁测深法的电阻率和间接找水法的电阻率的异常地质。 当前, 地面核磁共振法不足之处在于不能用来探测埋藏深度在150m 以下的地下水,并且易受电磁噪声的干扰。

6 结 语

从发展的角度看,从高密度电阻率法、激发极化法到可控源音频大地电磁法(CSAMT)、瞬变电磁法(TEM),再到地面核磁共振法,地球物理勘探方法总体上在不断进步。 尽管如此,在复杂的地质背景下,没有一种方法是万能的,只有根据不同的地质条件和工作要求,针对性地采取某种方法或几种方法的组合,才能提高成果的解译程度,更加精确地完成地球物理勘探工作。 多种方法的结合使用已经开始普遍用于地下水的勘探研究,也取得好的结果。 随着勘探难度的加大,还有更多的问题需要探索和研究。 相信随着人们认识程度的提高,物探在地下水勘察中的作用会越来越明显, 水资源勘察也将进入一个新阶段。

参考文献:

[1] 韦卫明. 高密度电法在工程勘察应用中的体会[J]. 煤炭技术,2011(2).

[2] 徐顺强,刘文超 ,李清林 ,陈治国 ,王石 ,秦建增 ,何永波. 复杂条件下三维高密度电阻率 CT 在工程勘察中的应用[J]. CT 理论与应用研究,2011(1).

水文地质和工程地质的区别范文第6篇

目前,世界上很多震区,原本都是无震区,在水库蓄水以后就会产生破坏性的地震。水库在蓄水以后很可能会引发地震。水库地震活动与蓄水过程有着很大的相关性,但是震级一般都不高。为了防止水库引发的地震,我们要注意在地质环境比较差、断裂发育或者岩性不均匀的地区以及在地震活跃去建设水坝时,要选择抗震性能较好的材料和坝体;在水库建成蓄水以后,要加强对地震的观测,如果发现有微震现象就应该严格控制水位,减缓水位升高速度,减小水坝负荷,降低水压,消除地震的诱因。

水库在建成蓄水以后,因为其水位的变化和波浪的作用,原来岸坡极有可能会失去平衡,发生山体滑坡或者塌滑破坏现象。三门峡大坝在蓄水两年期间发生了多次塌岸事件,所以,在水库蓄水前,要对岸坡进行削坡,发现可能会出现滑坡的山体时,要事先进行排水,并且对其进行加固等措施,也可以事先对这些山体进行清除。

水库在修成蓄水后,坝基承受较大水压,可能会出现渗透。在水库边缘的薄弱山脊、缝隙、溶洞、溶槽或者断裂带等等,漏水量可能会很大,这就影响着水库的使用,还能影响周边地区的水文和地质条件。

从实践来看,不只是水利工程对地质环境会造成一定的影响,相反地质环境也会对水利工程产生一定的影响。地质环境对水利工程的影响主要有滑坡和泥石流等动力工程的地质现象,土地沉陷、沙土液化、黄沙湿陷以及边岸再造等各种各样的地表的变形破坏,还有地表的岩土体性质的改变等等,这些问题的存在,可能会对水利工程造成非常严重的后果。我们要调查和研究这些现象的发展速度和规模以及趋势,针对不同的现象做出不同的技术措施,用以防止和削弱这些变形造成的破坏。具体主要表现在以下几个方面:

1.水体环境导致的坡体滑动

在我国古代就有治坡先治水的说法,这其中的主要原因是水和水的作用,会减少岩土体的抗剪的强度,加大裂缝的水压和上浮力,从而减小了坡体原本的稳定性。如果没有谁的作用力,那几乎不会产生滑坡动力工程带来的地址破坏的现象,除了一些特殊的地质构造会对形成滑坡造成一定的影响。软弱的夹层,风化作用下形成的裂缝、夹层地下水作用下的泥化夹层等等,都很容易构成滑动面的构造。这些构造面,再结合水的作用,就会使动力工程地质的破坏更加剧烈。滑坡一般都与地表和地下的水系分布和运动的方向以及趋势,还有存在的方式等各个方面存在密切的联系。

2.水位问题

一般水利工程都是把水位提高,造成原有的土体饱和并且软化,使含水量增大,内摩擦角和内聚力降低,抗剪能力减小,使土体出现了剪切破坏,出现地面的不均匀沉降或者沉陷等等,这些现象与水位下降时出现的土体有效的应力加大造成的地面沉降现象不同,所以,在建筑工程的设计上存在很大的区别,对临近水系的工程测量与设计方面也要考虑这些因素的影响。

3.地质环境的沙土液化问题

水库在建成蓄水以后,饱和后的粉土在经过地震的作用后,孔隙的水压力增强,有效应力会逐渐降低,甚至会归零,这时,沙粒会在水中悬浮,承载力和抗剪性都会大幅下降,造成冒砂或者喷水现象的出现。这其实是液化的地震现象,所以,水利建筑必须要进行抗震和预防的设计。

4.地质环境对水库周边岸坡的边坡再造问题

边岸的坡体因为坡脚被冲蚀造成局部的失稳状态,会造成大的崩塌红着是滑坡现象,这不仅会危及水库,还会对周围的建筑物造成危险,产生大量的固体径流物,造成水库淤积的加速,从而减小水库的库容量,严重的情况下,会造成崩塌涌浪,酿成灾难性的结局。

5.地质环境对蒸发强烈地区的影响

随着水利建筑工程的兴建,地下水位会逐渐升高,埋藏深度变浅,使得地下水在毛细作用下上升到土地表层,然后蒸发。造成地下水和土壤中的盐分上升到土地表层,从而凝聚,造成土壤的盐渍化。

6.地质环境的沼泽化

水文地质和工程地质的区别范文第7篇

【关键词】岩溶;岩土工程;勘察方法;探测技术;技术

一、前言

在我国喀斯特分布非常广泛占地球总面积所有喀斯特地貌的1/3,世界上各个角落几乎都存在喀斯特地貌,从寒冷的寒带到炎热的热带、从岛屿到陆地都孕育着喀斯特地貌。喀斯特(KARST)这一名词的由来是Socialist Federal Republic of Yugoslavia(南斯拉夫)的伊斯特拉半岛(Istria)该岛位于南斯拉夫的西北部,上高原的石灰岩的名称,其字面意思是岩石呈现暴露的地方,这种特殊的地貌形式,早在我国晋代地理学家裴秀传所著的书中就有详细的记载,而近代的徐宏祖和尤以明所编著的《徐霞客游记》也有详细的记录。所以世界各国的地理学家都在努力地研究以及勘测这种地质。

二、岩溶区喀斯特(KARST)地貌相关分析

(一)、岩溶区喀斯特(KARST)地貌产生的原因

若研究岩溶区喀斯特(KARST)地貌的勘测技术,就必须知道岩溶区是怎么形成的,岩溶区是经过很多年的风化,由于该地区底下水源丰富,地下水沿着可溶性岩石的层面、节理或断层进行溶蚀和侵蚀而形成的地下孔道,造成石头塌陷反复产生这种地质机械力作用和风化、水的侵蚀等化学作用产生的,所以喀斯特地貌会呈现出多种地貌,因为未塌陷之前是一种地貌,即将塌陷又是一种地貌,塌陷的形成溶洞又是一种地貌。由此可见大自然造物者是伟大的,创造了这种地貌。

(二)、岩溶区喀斯特(KARST)特点

喀斯特地貌不仅地表不同,就连产生果实、谷物也不同,地表区别主要是岩石组成不同,地表形态类型属正地形的主要有峰林、孤峰、残丘、喀斯特丘陵和石芽。由于喀斯特地貌影响气候,所以果实,谷物也不同。这就是喀斯特的特殊性。

三、岩溶岩土工程勘察方法及探测技术

在岩溶地区,岩土工程勘察分析方法及岩溶探测技术,除了常规的钻探手段外,目前国内主要采用以下方法或手段。

(一)、工程地质调查与测绘

包括岩溶地形地貌调查、地层岩性、水文地质调查、测量及试验等内容的野外调查,能够从宏观上把握岩溶发育的分布和特点,并据此进一步进行工程地质勘探工作,该方法简单,方便实用,能获得直观的野外工程地质基础资料。

(二)、遥感技术

地球资源卫星遥感(MSS、TM、SPOT)、航空遥感、热红外遥感、侧视雷达遥感等在70年代引进我国以后,具有调查面积大,重复性好等特点,对于研究岩溶地貌形态、岩溶层组划分、地质构造等都能取得较好的效果,被广泛应用于岩溶地区的工程地质勘察工作,该技术一般用于大型工程选址,而一般的工业与民用建筑用得不多。

(三)、工程地质原位测试技术

主要采用原位标准贯人试验、动力触探试验等测定溶洞和土洞中充填物、岩溶塌陷堆积物的工程地质性质和地基土承载力,该技术在各岩溶地区有较成熟的应用经验,施工简单,成本较低,应用广泛。

(四)、示踪试验

用示踪剂(荧光染料等)进行岩溶地下水联通试验以及长期观测的研究,以查明岩溶的发育程度和溶洞相互连通、分布情况,该方法简单,较方便可靠,但不适用于无地下水的溶洞。

(五)、模型试验

采用一定尺寸规模的试验装置,模拟砂、土层在各种条件下(如不同水动力条件)的岩溶地基的稳定性或岩溶塌陷过程一般用于岩溶塌陷的研究。

(六)、插钎

用一定长度钢钎(筋)按一定的间距插人上覆土层,用来查明土层中是否发育有岩溶土洞。例如广西桂林岩溶地区,在地基基坑开挖后,一般采用插钎来进一步查明土层中是否存在土洞或塌陷软弱层,实践证明该法效果显著。该方法还具有施工简单,经济实用的特点。

(七)、管波探测法

管波探测法是在钻孔中利用“管波”作为探测物理场,探测孔旁一定范围内的溶洞、溶蚀裂隙、软弱夹层等不良地质体的最新孔中物探方法,即利用桩位中心的一个勘察钻孔,通过发射管波,采集记录并分析管波反射信号,就可探明整个桩位范围内的岩溶、软弱夹层及裂隙带的发育和分布情况,并评价嵌岩桩基桩持力层的完整性。

四、针对喀斯特地质勘察目的和勘测技术

(一)、针对喀斯特地质勘察目的

首先我们要了解什么地质勘察,地质勘察是用科学的放法,通过科学仪器或者机械手段得到地质层的一些资料,然后经过专家、学者的分析的一个过程,根目的是要了解持力层的地基承载力,确定基础类型等等。是在对矿产普查中发现有工业意义的矿床,为查明矿产的质和量,以及开采利用的技术条件,提供矿山建设设计所需要的矿产储量和地质资料,对一定地区内的岩石、地层、构造、矿产、水文、地貌等地质情况进行调查研究工作。而地质勘测的目的是了解不同表层岩溶带、土壤、植被系统的结构,水循环及有关营养元素的运移规律;表层岩溶带的调蓄功能。总结岩溶山区岩溶水合理开发利用的模式,尤其是地表地下水库成库条件、坝址选择的技术方法、勘探工作程序;地表地下水库调度水资源的水文。岩溶山区荒漠化(水土流失)影响因素的定量评价,土地整理和控制水土流失的工程措施及效益评价;土地覆盖、荒漠化的动态监测及该区综合治理效应评价。因为斯特地区地表异常缺水和多洪灾,对农业生产影响很大。但地下水蕴藏丰富,径流系数在热带喀斯特区域为50~80%。亚热带喀斯特区域为30%~40%,温带为10%~20%,所以研究明白喀斯特地貌对农业生产有一定的影响。

(二)、针对喀斯特地质勘察技术

喀斯特地质勘察主要分四种方法有挖坑、钻探、槽探、地球物理勘探,除了这四种还有许多方法,只不过这四种方法是针对喀斯特地貌比较常用的。首先说一下最常用的方法钻探,钻探是指利用钻孔机器,在土层地表上进行钻孔,以得到获取地质数据资料进行研究的方式,这种方式的优点是可以获取到最深层地质的资料。第二种方法就是挖坑和槽探,这种方法也比较常用,通过挖掘机或者人工对土层表明进行施工挖掘,这种方式的优点是可以通过肉眼进行观察,可以通过手触摸土质,可以了解土层的资料,缺点是土层的比较浅而且比较耗费工时人力物力财力,还有一种就是地球物理物探方法,这是最科学也是最准确的方法这主要依靠的是物理学通过电,声波,磁等介质去扫描地质不仅可以勘测到很深的土层,这种方式更直接、更科学,不仅节省物力人力还节约了成本。而且这种方式得到地址资料更为准确,但是这个对技术人员的水平要求比较高。以上四种勘探方式是常规勘探方式,现在还有利用先进设备如:用电磁波、超声波观察和勘测地质结构。喀斯特地貌有特殊性,所以只有运用好勘测技术才能从勘测数据研究地质结构,了解该地质产生的原因以及对农作物及气候的影响。

五、结束语

岩溶地区的岩溶发育状况是一个比较复杂的问题,在实际工作中,在研究和勘查的过程中必须针对工程具体情况,综合考虑现场工程地质条件,采取综合的和合理有效的勘察方法,对场地岩溶的发育规律和趋势了解清楚,并对工作区作出正确的评价,提出合理方案和策略。

参考文献:

[1][美]R,E,谢里夫,[加]L,P,吉尔达特.勘探地震学.2版.北京:石油工业出版社,1999.

[2]陆基孟.地 震勘探原理.北京:石油大学出版社,1993.

水文地质和工程地质的区别范文第8篇

关键词:地质工程;物探方法;应用

中图分类号: F407 文献标识码: A

1、工程地质勘查中物探方法的概念

1.1、物探方法的含义

现代化工程建设中的工程地质勘查工作是保障工程建设高效完成的前提,工程地质勘查中物探方法是目前应用最广的地质探测手段。物理地质探测方法是利用地球内部和周围存在的物理场进行探测,物理场是由物理作用的物质空间形成的。物探技术的全称是地球物理探测技术,在工程地质勘查中的应用,是通过专业技术和相关设备对地球物理场的变化特征进行观察和数据收集、整理,为现代化工程建设提供有力的依据。

1.2、物探方法的特点

物探方法在工程地质勘查中有良好的经济效益和稳定性,且行动灵活、应用范围广、信息可靠。应用物探方法中的地震法和磁场法等方式进行探测,能有效避免地质勘查工程中遇到的电场、磁场等各种物理场变化的干扰,即使是在不同的地质条件下依旧可以保证探测数据的正确性,确保工程地质探查工作的顺利进行。在物探方法的具体操作中,物理探测方法可探测到几十米到上百米的地质浅层范围,确保了探查地质数据资料的准确性。而且物理探测方法的工作效率相对较快,质量较高,为日后的矿产开发奠定良好的基础。简单的说,物探方法具备效率高、信息可靠、探测稳定的特点。

2、地质勘察中常用的物探技术方法及基本原理

2.1、电测深法

电测深法,简称电测深,是电法勘探中的一种方法。电测深法的原理是通过对所探测区域的岩石电的差异性及所处深度以此分析岩层的地质结构。电测深法的优势在于若岩层有倾斜,通过此种方法,利用电阻率的变化,依然可以得到岩层分布的相对准确的结果,这是其他方法所不具有的优势。此种方法对于岩层较深厚区域的勘探效果最好。近几年,通过分析岩层电的差异性方法在较多的工程建设、资源开采中应用。因为电测深法的使用较灵活,对所探测区域的地质层进行准确的探测。地质勘探实践中,电测深法的应用获得显著成绩,如对西北地区勘测过程中,应用该技术而探测到丰富的水资源以及资源开采、环境保护、工程建设中所缺少的稀有材料。

2.2、电剖面法

电法勘探主要包括电剖面法和电测深法,二者的区别在于电剖面法是保持极距固定,沿剖面逐点来观测视电阻率的横向变化,而电测深法是在地表某点令测量电极不动,按规定来不断加大供电极距,从而研究地表某点下方的电性的垂向变化。电剖面法在研究岩层断裂带时的作用较为明显。电剖面法在地质勘探过程中,通过勘探的深度,了解电性变化,该项技术大量的应用在追踪破碎地带,地下暗河等填图问题上。虽然二者在探测方法上有一定区别,但探测的本质相同,都是通过探测岩石的电性差异来区别岩石属性。影响岩石的电阻率的主要因素是岩层含水量,岩石中水溶液的矿化度。若岩层中的含水量较少且分布不均匀,则电的差异性较小,相反电的差异性较大。水溶液的矿化度也是影响岩石中电的差异性的因素之一。

2.3、地震勘探

地震勘探是指根据对反射波或折射波时间场沿测线方向的时空分布规律的观测,以此确定地下反射面或折射面深度及构造形态及性质的物探方法。该技术主要包括反射波法及折射波法两种。地震勘探的优势之处在于探测的精准度较高,即使地震勘探结果较精确,但由于地质结构的复杂性,岩层分布的不规律,岩石地质属性的差异性等都会导致探测结果与真实性有误差,没有绝对精确的探测结果,技术的不断进步与完善只是不断的向真实性接近。即使相同的地质结构,但由于所受力的不同,地震勘探结果也不尽相同。其中浅层折射法大量的应用于考古中,在隐藏的地质结构中效果显著,不足是需要极大的勘探空间。弹性波CT技术已经成为工程建设所必不可少的物探技术且得出的地质研究结果单一,不足之处是该技术的成本较大。

2.4、钻孔彩色电视全孔壁成像技术

钻孔彩色电视全孔壁成像技术是集图像处理软件研究与开发,干涉性光斑的移除,360°孔壁成像机制,密封结构的设计与规划等于一体的技术系统。该项技术是指通过观察钻孔壁360°范围内图像,使人们的视野能到达所探测岩层的地质结构、分布规律的新技术,该项技术的研发为地质勘探中明确探测岩层的分布规律成为可能。

2.5、放射性勘探

放射性勘探是随着原子能的发现及利用而迅速发展起来的,以研究岩石的放射性差异为基础,由于岩石中所含的放射性元素不同,含量也不同,因此这些放射性物质原子核衰变时放出的射线也不同,通过专业仪器观测与分析研究这些射线,达到寻找矿产资源的日的。同时还能解决水文、工程、环境地质在内的地质问题。

由于放射性元素的衰变不受自身化学状态、温度、压力和电磁场的影响,因此其探测成果比较直观,容易解释,成本低、效率高、方法简便、不受环境干扰等突出优点。放射性探测可分为两人类:天然放射性方法和人工放射性方法,前者有γ测量法和α测量法,后者有X射线荧光法、中子法、光核反应法。

2.6、综合物探

综合物探的发展与电子信息技术的发展同广泛应用密切相关。采用先进的精密电子仪器对地质结构进行探测,同时为了达到更好的勘探效果,信息更准确,采用两种和两种以上的物探方法组合,大大提高勘探效率和勘探信息的可靠性。其在地质灾害的探测、水文地质探测、工程质量的检测以及考古行业方面应用广泛,发展很快。

2.7、瞬变电磁场探测法

瞬变电磁场探测的应用基础是电磁场感应理论,通过相关仪器设备检测分析目标感应显示的涡流场形成的二次电磁场变化和已知的电磁场数据信息,分析目标地质的地质特点和结构分布,预测相应空间形态。尤其是针对高导电性的矿体寻找有很重要的作用。

不同的地质环境和探测目的,应用到不同的地球物理探测技术。灵活多变,有针对性的应用物探方法,可以提高工程地质探测工作的质量和效率,为日后的工程提供可靠的信息,充分发挥工程地质探查技术的导向作用。

2.8、重力法

重力测量受干扰较小,精度较高,为物探方法的辅助手段之一,在探测近地表地层不均匀性、空洞、小型地质密度异常体和人工结构的地下遗址等方面取得较好效果。但是在工作中应注意考虑天气,地形以及振动影响。

3、物探方法在地质勘查中的发展前景

国内现有的地质勘查物探技术种类很多,且大部分技术都发展成熟,具备了一定的技术先进性,这是社会经济发展以及科技进步下的必然趋势,未来地质勘查中应用到的物探技术水平势必会更高,精度与可行性也会更好。笔者认为,未来物探技术的发展方向主要有两个,一是技术发展,各种先进性探测理念、探测技术会被不断引进,如多波理论、电磁波谱、地震映像法、高密度电阻法等,都会被依次引入和应用,为工程地质勘查工作的开展提供更为有力的技术保障;二是物探仪器设备会不断更新,设备性能会不断完善,如防潮、防尘、防震等。科技的进步会推动物探技术、物探设备朝着更加光明的方向发展,最终实现工程地质勘查物探技术的可持续性发展。

结束语

各种物探手段原理的了解有助于我们正确使用物探成果,提高对各种地质体工程地质性质的认识。物探成果是地质研究的理论依据,对其正确使用必将能提高地质工作效率和精度,为生产和科研带来可观效益,促进生产力更快发展。

参考文献

[1]吴广宇张旭.工程地质勘查中物探方法的应用[J].河南科技,2014,09:55.