环境地质勘察技术发展探究
孙立公
摘 要：水利工程建设的质量与地质环境有着密切的联系。只有在地质环境上符合水利工程建设的标准，通过对施工场地及其周围的地质环境进行细致的调查和分析，才能够在分析的基础上，选出最佳的施工地点。文章对地质勘察的概念及其意义进行了阐述，进而对地质勘察时的主要内容及其要求进行论述与分析，最后对地质勘察时的重要的技术手段予以归纳与总结。
关键词：水利工程 地质勘察 技术手段
由于我国特殊的地势环境，自古以来水利工程的建设，是一项利国利民的重要举措。古有大禹治水、李冰父子兴建的都江堰，到现代的长江三峡工程、南水北调等水利工程，都为我国经济的发展，社会的进步做出了巨大的贡献。通过在水利工程兴建之前，对当地的地质环境进行仔细的勘察，不但能够提高水利工程的质量，而且能够有效的确保水利工程施工顺利进行，确保水利工程在运行时的安全性和稳定性。
地质勘察的概念及其意义
在我国，地质勘察的发展历史比较悠久，随着时间和技术的发展，地质勘察的实验仪器、手段和测试设备都得到了明显的发展和进步，地质勘察的关键技术水平也越来越高。水利工程的兴建具有较高的复杂性，是一项专业性和综合性非常高的工作。关于在水利工程地质勘探概念的定义上，业界也存在着不同的认识。通过整理，我们把水利工程地质勘探定义为指的是通过运用岩土力学、地质学和工程地质学等相关基础理论，通过对水利工程的地质条件做出有效的评价和分析，为水利工程的选址、方案设计和施工措施提供合理的参考系数，最终提高水利工程设计的可行性、安全性和经济性，提高水利工程运行的可靠性。一般来说，水利工程地质勘察主要包含了现场钻探、取样原状土、进行原位试验和室内试验等一系列的环节，而且这几个环节是互相连贯，缺一不可的。水利工程地质勘察的主要对象是水利施工场地的岩土体，对于地质的勘察质量会对设计质量和施工质量产生着直接的影响。
在水利工程兴建之前，对水利工程环境中的地质条件进行勘察，对于水利工程建设来说具有重大的意义。具体来说，进行地质勘察能够很好的避免水利工程在施工时某些特殊状况的产生，如水利工程施工很容易出现的地质问题（滑坡、坍塌等），从而确保了水利工程的顺利建设，而且还保证了自然环境的平衡。在我国三峡大坝的设计施工中，就很好的体现了地质勘察的重要性。在三峡工程施工前，水利工程师对当地的地质环境进行了仔细的勘察，有效的掌握了地质变形量，从而在进行施工的时候，通过运用新型材料和新的施工技术，很好的减少了混凝土开裂等问题，增加了三峡工程的安全系数，创造了较高的社会价值和经济效益。因此，通过对水利工程环境进行地质勘察，能够在有效分析和评价工程施工的可行性的基础上，为水利工程的设计方案和施工措施提供基本的地质上的数据参数，从而确保水利工程的环境适合设计和施工的需求，建设高质量、高水平的水利工程。
地质勘察时的主要内容及其要求
地质勘察的主要内容包括地质环境、地下水位、自然地理条件和其他的某些方面。对于水利工程来说，地质勘察的主要内容和要求具体体现在以下几个方面。
首先，关于水利工程环境的地质环境方面。地质环境主要包括水利工程兴建区域中的地质构造、基地构造、地质特征、地层的岩性特征以及新构造运动等的相关方面的内容。水利工程人员在进行地质勘察的时候，应当对地质环境进行详细的分析和评价，找出对于兴建水利工程的有利或不利的条件。
其次，关于水利工程环境的地下水方面。通常情况下，地下水位的变化会影响着水利工程里的岩土工程，因此，对地下水位进行合理的勘察，对于水利工程的安全来说非常重要。水利工程师在进行地下水勘察的时候，主要包括两到五年里水利兴建区域的最高、最低地下水位的情况，地下水位对当地的影响，地下水位的变化趋势，地下水同地表水、地下水给排间的补给排等内容。在进行地下水勘察的时候，应当从地下水的水位和高程开始确定。由于地下水在枯水期和丰水期的水位不同，因此，水利工程人员可以通过气象水文等部门搜集资料，了解地下水的变化信息，找出规律，从而在进行方案设计的时候，采取合适的处理方法。此外，在进行地下水勘察的时候，可以结合现场试验和室内试验的方法，来测定水利工程兴建区的地基渗透系数。
再次，关于水利工程环境的自然地理条件方面。自然地理条件主要包括水利工程兴建区域的气象水文特征和地形地貌等方面。一般来说，气象水文特征指的是兴建水利工程区的气候类型，是否在季风气候的区域内，是在亚热带区域还是在热带区域。此外，还包括水利工程兴建区具备的湿润程度和热量等内容。地形地貌主要指的是水利工程兴建区域及其周围的环境是属于平原还是高原，地形是否开阔平坦，地貌的堆积状况，地貌是否受到侵蚀等内容。
此外，水利工程环境地质勘察还包括在水利工程建设的区域范围内，其各个含水层以及隔水层的水位、地下水的类型以及埋藏条件和水位变化实际幅度等的情况。通过进行对应的试验，来判断不同地下水的水质侵蚀水利工程的建筑材料程度及相关的性质，探测含水层厚度、具体埋深与分布情况，检测水文地质的参数以及地层的渗透系数等。
地质勘察时的重要的技术手段及其应用
随着水利工程的发展，关于水利工程环境地质勘察的技术手段也在得到不断的发展。目前，我国主要的勘察技术有新发展的钻探技术、地质技术、计算机和地质数值分析技术以及工程物探技术等。
首先，关于地质勘察的新型的钻探技术及其应用。一直以来，作为重要的地质勘察的手段，钻探在水利工程地质勘察的过程中发挥着重要的作用。通过钻探，能够收集到可靠、准确的水文地质资料和工程地质资料，为水利工程的选址、设计和施工规划提供准确的、科学的依据，确保水利工程施工、运行时的安全、有效。随着水利工程建设和科学技术的发展，尤其是随着长江三峡、黄河小浪底和葛洲坝等大型水利工程的建设，为我国钻探技术的发展提供了更加宝贵的实践经验。目前，新型技术主要包括新型的大口径钻探技术、倒垂孔钻进的新技术、岩心的定向技术以及潜孔锤跟管钻进的新技术等。此外，砂卵石层金刚石的钻进和取样技术目前在总体上已经处于我国的领先水平，而且在众多的水利工程的勘察工作中得到广泛的应用，还取得了显著的社会效益和经济效益。
其次，关于水利工程环境地质勘察的地质技术的发展及其应用。地质技术主要包括勘察技术、地质改造技术和试验测试技术等三个方面。地质技术的迅速发展和广泛应用标准着地质勘察技术的发展和进步。地质技术的发展，让人们分析和评价工程的地质问题发生了巨大的转变。具体来说，从定性转变到定量，从逻辑分析转变到适时仿真，从简单观测转变到精细的监测和预报。改革开放以来，用于分析和评价水利工程地质问题的试验、测试和地质改造等技术迅速的发展和成熟起来。目前，同位素技术、地质过程的仿真技术和水力截获技术、地质力学的模型试验技术以及水环境监测的新技术、水资源的勘察评价技术等。随着这些地质技术的不断创新和发展，正在推动着地质勘察技术的发展，为我国水利工程的建设提供更加坚实的技术支持。
再次，关于水利工程环境地质勘察的计算机和地质数值分析技术的发展及其应用。近年来，在计算机技术迅速发展的基础上，工程地质科学正以较快的速度发展着，逐渐的摆脱了长期以来的定性评价的手段，地质数值分析技术也正在不断的发展起来，成为了一种重要的地质勘探技术。计算机和地质数值分析技术主要包括计算机制图技术、工程地质数据库、工程地质问题的数值分析技术以及对于工程地质勘察的原始数据进行统计和分析的技术，等。其中，对于工程地质勘察的原始数据进行统计和分析的技术主要包括对原始数据和资料的统计、分类，对于各种分析试验成效的数值分析以及对各种地质条件进行分区、分类、预测和趋势分析等。
最后，关于水利工程环境的地质勘察的工程物探技术的发展及其应用。随着计算机技术和电子技术的迅猛发展，在勘探地球的物理学理论和方法不断发展和进步的基础上，工程地球的物探技术正在逐渐的成为地质勘察的重要的、不可替代的手段。物探技术主要由电磁法勘探、弹性波测试、地震勘探、层析成像、地质雷达技术、水声勘探、放射性勘探等方法构成。目前，工程物探技术正在广泛的应用于公路、水利、地铁等大型工程的建设。在水利工程的物探技术方面，主要应用于大坝的基础安全检测和岩溶的超前探测等的方面。随着工程物探技术中不断的引进新的理论和实践方法，工程物探技术将会成为地质勘察技术的主要手段，其理论和技术手段的水平将会成为衡量地质勘探水平的重要的标准之一。
结束语
水利工程的兴建是一项造福于民的重大福祉，在工程兴建之前，应当高度重视地质勘察的作用，结合当地的实际情况，提高地质勘察工作的预见性和实用性，更好的服务于水利工程的建设，为我国经济和社会的发展创造更大的动力。
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（作者单位辽宁省水利水电勘测设计研究院）
