水工环地质在地质灾害防治中应用

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本文简要介绍了地质技术的现实价值、防治灾害种类，梳理了水工环各类防治技术的应用要点，从物探、GPS等多个技术方向，研究地质灾害防护方法，保证地质资料探测全面，及早给出防护方案，回避风险。在科技发展、经济进步背景下，对于地质灾害开展的防护工作，处于平稳进展状态。在防范地质风险问题时，保障监测预警及时性。同时关注水文、工程、环境各项勘测技术的有效性，加强资料分析，保证防治效果。

1.技术防治的地质灾害种类

地质灾害含有六种类别，分别为地质结构崩塌、地质滑坡、地裂缝、地表塌陷、地层整体沉降、泥石流等。各类地质灾害问题，对人们平稳生活、有序生产形成了一定威胁。因此，维护社会稳定，加强地质灾害探勘与分析，给出可能发生的地质灾害问题，测定灾害等级，分析预期带来的危害。在探测地质状况时，积极使用水工环技术，确保地质风险防治质量。

2.技术要点

2.1地面塌陷防治技术要点

在开采地质资源时，相关单位需要给出前期规划，保障开采作业规范，减少过度开采带来的地面塌陷问题。在灾害治理期间，开展前期预警工作，增强灾害预警有效性。在灾害常见区合理进行监测布点，结合区域内的地质属性，分析可能发生坍塌、滑坡等事故的可能性。在灾害分析完成时，给出相应的防治方法。在构建智能预警平台时，分别从硬件、软件开展设计。硬件选用型号为SAG7823G，借助此硬件的无线通信、数行业曲线linkindustryAppraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2022.13.023可替代度影响力可实现度行业关联度真实度字处理能力，确保地质资料预警反馈及时性。在硬件设备中添加压力传感器，便于及时感应测定区的地压情况，增强系统运行平稳性。在地质资料反馈时，使用较大规格的LCD显示屏。此种硬件设计方案，在感应到预警资料时，能够调节资料回传速度。资料回传速度的可调时间范围是[1，5]min。在测定智能预警运行能力时，对原用预警技术进行对比试验，总共进行试运行10次，对比结果见图1。由此可见：智能预警技术（实验组）相比原用预警方案（对照组），能够有效降低误报警次数，能够提升地质灾害防护智能性，给出安全精准的预警信息。

2.2地震灾害防治技术要点

发生过地质灾害的区域，周边地形地貌会发生一定改变，比如建筑受损、次生灾害等。在地震灾害发生完成后，形成的环境失衡，比如水灾、火灾等，称为次生灾害。为有效控史少卿（1985—），男，山西五寨，研究生，工程师，研究方向：水工环地质。制地质灾害形成的环境影响，需要加强地质灾害的治理质量。其一，积极掌握灾害类型，依据异常信息资料，进行合理布防，增强灾害防治层次。异常信息资料是指在探测期间发生的地质问题，以异常表现为主，进行资料整合。对于地质内部的状况，需要使用勘测设备，获取各类地质数据资料。其二，积极运用遥感技术。技术人员结合勘测区域的地质情况，勘探全面的地质资料，开展地质灾害的预测与分析，制定相应的预防措施。在应对地震灾害进行观测时，分别从地下水位、区域水流量、区域水温度、水化学属性等方面，进行合理监测。使用的监测技术如下。其一，自动温感传输设备，温度监测范围[-50，150]摄氏度，测量精准性控制在±5%FS，感应与反馈时间不超过30s，运行平稳性不大于0.2%FS/年。其二，痕量气体动态监测设备，对于浓度较高的一氧化碳、二氧化碳等气体，能够给出持续性测量，监测结果具有高精度特点，量程为[0，10]ppm，低检出限10ppd，监测响应周期不超过180s，使用环境湿度不超过85%。其三，CO2、CH4实时监测设备，CO2量程[0，80000]ppm，CH4量程[0，100]ppm，CO2分辨率为0.01ppm，CH4分辨率为0.1ppm，监测精度不超过±2%，线性监测结果误差不大于±2%FS，设备运行时需要进行20min的预热，监测响应周期为2s，设备运行环境温度[0，45]℃，设备运行环境湿度[1，98]%。其四，P2000监测仪器（见图2），监测湿度量程[0，100]%，监测分辨率最小单位为1，设备运行环境温度介于零下10摄氏度与零上60摄氏度之间，设备能力自主存储100个测定结果，可设定预警参数。

2.3地裂缝防治技术要点

在地下水工程质量监测工作中，技术人员需要明确监测目标，给出地下水安全开采的具体流程，控制地下水开采不节制问题。与此同时，在防治地裂缝问题时，技术人员需要充分勘测水资源的使用情况，结合区域给出水资源保护政策，采取预警管理方法，从水质、水位等方面，逐一给出治理方法，切实保证裂缝防治质量。

3.技术应用

3.1物探法

在探测区的地表使用各类物探法，比如电阻率测定、磁探测、电位探测等。应对滑坡、泥石流等地质问题给予有效勘测，明确地质灾害发生可能性，获取地层岩性、水流方向、水流速度、岩层厚度等情况。如图3所示，是物探磁法监测流程图。其一，地质网格划分。在使用物探磁法进行地质监测时，进行地质灾害频发区的网格划分工作。结合物探磁法的使用理论，将各网格规格设计成长1km、宽2km、高3km、深3km。使用仪器对网格区域中各类磁性物体开展有效探测。依据监测区的磁场变化规律，梳理地磁变化规律。其二，结合矿山地质发生风险问题的不规律特征，进行矿山区域地质问题的资料映射处理，极易形成映射误差问题。为保证灾害映射准确，积极控制误差问题，优化修正系数，减少权重失衡。设定映射误差参数为MSE，则MSE=rB-1×D。在关系式中，r表示在预测监测区地质灾害时获得的映射参数，D表示预测特征参数。去除映射误差，能够有效提升灾害预测结果的精准性，保证灾害预测匹配的高效性。其三，灾害预测。在消除映射误差基础上，将变量权重规格、矿山地质资料进行融合，有效处理灾害监测所得的各项数据。以监测数据资料为基础，构建监测预测模型[F]=-MSE。在预测模型中，y表示预测灾害的概率参数，对于监测区所在地理位置具有一定依赖性。结合预测模型的有效应用，能够有效测定区内的地质灾害预测分析结果，具有误差去除的精准性。其四，预测应用。在设计应用灾害预测模型时，需要设计[10，30]个信息采集点，合理处理采集时的环境噪声，一图2P2000监测仪器实物图般矿区环境噪声为30dB。采集时间间隔为5min。预测模型所得的监测结果最大值为180.52gal。原有灾害预测结果最大值为121.45gal。由此说明：预测分析模型在地质灾害测定分析工作中，更具勘探精准性。

3.2GPS技术

使用卫星定位形式，提升GPS技术的使用质量，全面勘查地质灾害常见区。在监测时，采取精准定位方式，准确获取地质灾害的可能发生位置。其一，在监测地质结构形变时，GPS技术以载波相位为监测技术，进行差分定位分析，运行GMS/CORS进行动态监测，在重建虚拟参数、静态模型后，以CORS区域精准模型，有效提升了GPS算法测定的精准性，给出了更为准确的灾害位置信息。此算法适用于不超过2km的实时监测工作，在[10，40]km远程实时监测工作中具有可用性。其二，项目动态形变问题，在进行问题监测时，旨在以立体视角实时获取目标主体的动态情况，比如位移、速度等。对监测结果给予自动处理。奇异值监测时，监测结果中存在一定误差问题。在形变分析前期，需要进行奇异值消除，以保障监测精准性。地质灾害在发生位移变动时，监测主体始终处于设定的运动状态。因此，使用一般观测方法，进行地质监测。借助卡尔曼滤波方法，有效获取地质形变监测运行参数，比如位置移动量、速度变化量等。以GPS技术为基础构建的灾害防护系统，能够对灾害形成因素进行有效分析。其三，GPS技术应用分析。结合GPS监测所得的地质位移量、区域降水量、水文各项资料，开展灾害形成因素的梳理，深层分析灾害形成的防治对策。比如在监测时，设定了3个GPS信息采集点，获取各区域的地质位移量、降水量。其中一个监测点给出的地质位移情况为：向北移动13.1cm、向东移动29cm，高度移动21.6cm。此种移动问题属于较高级别的地质灾害，需要及时给予险情预警，采取治理施工方法，排除地质灾害风险。

3.3RTKRS技术

使用相位差分技术，接收基准站传出的信号，对信号给予有效调整与修正，确保勘探结果准确。RTK技术连接于调试完成的信息接收系统上。在勘探资料完整接收后，测定分析监测区岩石属性，借助密码样品监测方式，开展对比分析，确保监测结果可用与真实。3.4RS技术积极使用RS技术，便于人们及时掌握技术资料。在地质灾害防护工作中，广泛使用RS技术，具有显著防护作用。PS技术是一种遥感影像技术，准确接收地层各类电磁波信息，对其进行扫描资料转化、摄影资料采集、信息传输、数据分析等工作，极具地质灾害防护价值。其一，测定地面塌陷时，能够显示塌陷区整体地貌特征，图像摄影比例为1∶10000，准确显示塌陷深度，深度精确度为0.01mm。其二，在监测地裂缝问题时，监测精度为m，能够监测1000m以内的地裂缝。其三，技术应用分析。在进行监测应用时，图像分辨率精度为m，取值2.5，确保监测质量。可监测的地质灾害类型包括：地表沉陷、地质滑坡、地质结构形变、地裂缝等。在展示监测结果时，能够从空间、点位、风险规格、发展趋势等方面，反馈地质问题，能够保障监测清晰性，切实提升灾害监测结果的准确性。在短时间内能够全面反馈区域内的地质问题，从各地质灾害方面按类展示数十个影像，具有高效、低成本的监测优势。

3.5激光扫描技术

危岩勘查具有一定危险性，高位危岩的勘测危险性更高。自2008年起，立体激光扫描技术的有效使用，能够全面获取高位危岩的地质资料，清晰判断危岩的所在位置、裂隙特点。

4.结语

综上所述，应对各类地质灾害问题，分析地质风险的发生过程，给出对症的治理方案，积极展现水工环各项勘测技术的应用优势，对于各类区域开展对应性勘测工作，发挥科技在自然灾害中的风险预测功能，及时制定防治目标，给出可行的防治方案，回避地质灾害风险，保证地质安全。

作者:史少卿 刘小松 张文凯 杨星宇 单位:山西省煤炭地质物探测绘院有限公司