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论文摘 要:现代信息技术在水文领域中的应用不断完善和发展,特别是在最近几年之中,ann技术、3s技术与水文模型的整合研究的发展,有助于开创水文研究的新领域。本文主要通过对rs、ann、gis、gps等技术的研究,从防汛抗旱、水文预报、保护水环境生态、水土保持这四个方面,阐述了现代信息技术在水文领域的应用
rs技术在水文领域中的应用分析
遥感技术,即rs技术广泛应用于对旱情的检测与评估、检测水质、监测和评价土壤侵蚀和洪涝灾害等水文领域之中,取得了明显的经济效益。在洪涝灾害之中经常会使用遥感技术。紧急救灾、灾后重建和快速反应是遥感技术应用集中的主要方面。例如,我国早在80年代就利用了mss数据检测到了三江平原的洪涝灾害。之后民政局、中科院和水利部门都进行了相关的研究工作,在实践之中取得了显著的成效。遥感技术可以大幅度的减少洪涝灾害的损失,尤其是在灾后重建等当面,与其他普通手段相比具有全面性、客观性和快捷性的优势。遥感技术评估在灾害的监测评估方面也有了显著的发展。通过对土壤表面发射的电磁能量来测量估计土壤的湿度,再加上实测数据的支持,可以实现对旱情的遥感监测。同时还可以通过对作物的长势、地表温度的监测来监测旱情。通过了解不同地域的具体情况,建立针对它们的具体模型。我国目前建立在遥感技术基础之上的监测模型包括热惯量模型、作物缺水指数模型、植被指数模型和植被地表温度空间模型、气象模型、水文模型和微波模型等。使用遥感技术可以更快速和更低廉的获取大面积土壤的水分信息。因为监测模型的简繁程度有很大差异,所以遥感技术的使用范围和使用精度也有不同。我国目前已经建立了初步的旱情遥感技术监测体系,在一些试点地区获得了显著的成效。遥感技术在水质监测之中也有很大的作用。运用遥感监测技术,可以动态的监测地表水质在时间和空间上参数的变化情况,具体表现在对湿地的评价、和测定水质参数等方面。遥感技术在水质监测方面的应用已经开始在实践生产之中使用,随着它在水质监测领域的地位更加重要,它的发展也不断完善。
gps技术在水文领域中的应用分析
全球卫星定位系统,即gps技术,具有自动化、高效率、精确度高、全天候的优点,成功应用于工程测量、航空摄影、资源勘测、地球动力学、大地测量、水文领域之中,取得巨大的社会效益和经济效益。水利信息与空间地理位置有很大的关系,gps可以更准确的获取水利信息的空间位置,可以运用在减灾防汛和水下地形测量等方面。使用全球卫星定位技术,可以及时准确的定位灾害的发生地点,尤其是在使用了无线通话功能之后,实现了双向的通话功能,使指挥中心和灾害现场能够自由及时的对象,方便二者进行沟通,对紧急情况做出应急反应。以往在汛期来临时,在大堤上排查险情,在发现了险情隐患之后,通过对讲机向指挥部门汇报,耽误了抢险时间,而且无法准确的描述出险情发生的位置。一旦报警系统上运用了gps技术,能够在第一时间将灾害的发生地点和灾害类别传送到指挥中心,可以对险情做出有效的反应。在运送抢险物资的车辆中,安装gps监控系统,编码后的汽车可以将其定位信息传送到指挥中心,指挥中心在接受到定位信号之后,可以将移动的船只和车辆的位置在地图上动态的显示出来。再配合电子地图,例如公路交通图、水系分配图、居民区分布图、物资仓库分布图等,利用网络的分析功能,可以将抢险物资以更快捷的方式送入受灾群众手中。而水下地形的测量在水库、港口、码头和桥梁的建设之中起着很大的作用,尤其是在减灾防洪的过程之中,会带来巨大的社会效益。
3 gis技术在水文领域中的应用分析
地理信息系统,即gis,是在计算机软件和硬件系统的支持下的特定的空间信息系统,可以采集地球表层的相关地理分布数据,同时对数据进行储存、运算、分析、管理、描述和显示。我国目前的地理信息系统已经广泛的使用在减灾防汛、水土保持、水环境等水文领域。在减灾防汛的领域之中,gis技术可以预测预报城市的积水和退水状况、管理更新现有的排水设施情况、对排水设施进行设计和规划。规划城市绿地的面积和位置。分析暴雨的空间特征、对积水街道和暴雨的分布进行可视化的显示、储存具有分辨率高、层次多、更新频率快的数据,并对数据进行维护和管理。地理信息系统在再请评估方面也有很大的作用,例如管理基础背景数据、查询空间和属性数据、对数据进行统计、显示和检索。gis技术在水土保持之中的应用十分全面。主要包括判断是否发生土壤侵蚀、土壤侵蚀的程度划分、计算土壤侵蚀量、评价水土保持的效益、泥沙输移的状况、预测和模拟土壤的侵蚀过程等。在水土保持之中往往直接使用gis作为建立模型的平台,这是与gis在其他领域的使用中最大的区别。遥感技术、地理信息技术和全球卫星定位系统,即3s技术的集成使用为空间信息的管理、分析、应用、更新、获取和存储等方面提供了技术支撑。使用rs技术采集图像信息,使用gps技术提供主要的位置信息,最后使用gis使用一些技术手段,例如分析应用和图像处理等。将这三个技术紧密的结合起来,可以提供精确的数据资料的文本资料,可以通过动态电子地图的使用查看不同水文领域的信息,同时可以借助人工神经网络的实施,对洪峰流量、降水等水文要素进行科学、合理的分析,为减灾防汛提供科学的依据。
4 ann技术在水文领域中的应用分析
ann技术,即人工神经网络技术,是使用数学方法对自然神经或人脑进行模拟和抽象,是一种模仿人脑结构的信息处理系统。在水文领域,ann技术主要可以进行洪水的预报和降雨流量预报等。人工神经网络技术具有适应能力强、计算速度快和自主学习能力强的功能。首先对输入条件和输出条件进行分析。输入条件包括降雨历时、降雨量、降雨过程、河道基流等。输出条件包括出口段面的流量信息。输入层、输出层和隐层这三个部分一起构成了降雨径流的预报模型。防洪的非工程性措施是洪水预报,做出及时的洪水预报可以帮助相关部门制定准确可行的防洪决策。ann技术在水文预报方面的作用主要通过实测资料,使用神经元的模拟关系,模拟影响洪水的其他因素和洪水之间的关系。
5 结语
总之,现代化的信息技术支持可以促进水文信息化建设,本文讲述的rs技术、gis技术、gps技术和ann技术都在水文领域之中得到了广泛的使用。随着社会主义现代化进程的不断加快,国家过度重视信息的基础设施建设,使水文技术和现代信息技术共同发展。
参考资料:
[1] 陈洁.遥感和水问题 [m].北京:人民水利水电出版社,2005,40,47.
关键词:信息技术 水文 应用 分析
中图分类号:P332 文献标识码:A 文章编号:1007-3973(2013)005-117-02
由于现代化信息技术的不断发展,带动了我国的水文工程勘测中技术的发展。水文科学的进步也直接关系到水利发电的行业的发展。我国现代社会以及高新技术的快速发展,使我国水文学研究也发生了巨大的变革。最近几年,随着计算机技术、卫星技术以及信息技术的快速发展和应用,不仅仅给我国的水利发电行业提供了技术上的支持,而且,也给我国现代水文研究的技术以及理论的改革和创新都打下了坚实的基础。
1 信息技术在水文方面的必要性
现代化信息技术在水文方面的应用大大提高了水文勘测的技术。长期以来,由于受经济条件和技术手段的限制,监测区域有限,水文测验依靠人工观测,信息报送采用电信部门的有线电话、无线电话等方式,往往在恶劣天气下极易受到干扰,信息经层层人工转发,传输错误率高、时效性差、而现代化信息技术显著提高了信息的准确性和时效性,有效延伸了信息服务的领域。但现在看来,我国的水文工程的勘测还是存在着很多的缺点:(1)利用电子信息技术以及自动化控制的手段,对水文的工程的影响范围比较大的水文勘测的区域,找到更好的办法去改善水文工程勘测的条件;(2)利用现在我国的技术方法去找全新的方法去寻找解决河道控制受冲击的水文勘测问题。我国面对这种问题的时候,只有将信息化技术在水文工程勘测的应用中的力度加大,才能够为我国水文工程勘测提供有力的技术。
2 RS技术和GPS技术以及ANN技术的应用
2.1 RS技术的定义
RS技术也就是我们经常说的遥感技术,遥感技术是一门综合性新的探测技术,是随着近代的物理学、计算机技术以及空间技术的发展而产生的。在探测的工作过程中,它主要是通过一种非直接接触的方法来对远距离的目标的性质以及运行的规律进行的探测的技术。遥感平台、传感器、数据处理中心以及遥感介质这五部分组成了遥感技术。
2.2 RS技术在水文勘测中的应用
在旱情评估以及检测的时候,遥感技术就随着社会的发展就广泛的应用了起来在水文勘测工程的过程中。由于遥感技术的应用,在评价土壤侵蚀以及洪水产生的原因方面有了一定的成果。
2.3 GPS技术在水文勘测中的应用
GPS技术也就是全球卫星定位系统,它不仅有高效率、自动化以及精确度高的优点,而且在水文领域、航空摄影、资源勘测中已经可以成功的应用了,使经济效益和社会效益都有了巨大的收获。由于全球卫星定位系统的应用,水利信息的空间位置获得了准确的定位,而且,还可以运用在减灾防汛的方面。全球卫星定位系统的应用不仅使灾害的发生地点准确的呈现,而且也实现了双向的无线通话功能,两者可以进行方便的沟通,对紧急的情况做出相应的反应,并采取适当的措施。
2010年初全国第一次水利普查暨上海市第二次水资源普查全面开展,松江区水文站作为主要技术支撑单位,承担了松江境内主要河道的断面测量调查、传统的断面索测量法精度差、效率低、劳动强度大。水文站大胆采用了当前先进的勘测技术,利用GPS-RTK技术的实时定位和区域高程拟合功能,有效解决了断面起点距和高程测量。
2.4 ANN技术在水文工程中的应用
ANN技术也就是人工神经网络技术,是一种可以模仿人脑结构的信息处理系统。在水文领域,ANN技术的应用不仅可以进行洪水的预报,而且江水流量的预报也是可以的。他计算的速度特别的快,而且有着自主学习的能力。
3 信息化技术在水文应用中的体会
3.1 更新观念是提升水文服务能力的重要基础
近年来水文站在做好水情监测和防汛测报的同时,积极参与河道整治、水质监测等,通过服务扩大了水文的影响,体现了水文的社会价值。这主要得意于水文人更新观念,变被动服务为主动服务,找准水文工作为社会服务的切入点,彻底走出埋头收集水文资料信息,关起门来搞水文的局面,借助现代信息化的技术将宝贵的水文水资源资料信息进行再加工、再分析、再研究,为管理部门和社会提供更直接、更有价值的成果服务。
3.2 科技创新是提升水文服务能力的唯一途经
科技在进步,新科技的应用,能够很大地提高水文服务能力和水平,但如果我们仅仅满足于已经取得的成绩,固不自封,很快就会落后,导致水文作业减弱,行业萎缩,甚至会被取代,我们水文行业争得的一席之地就将失去。只有立足科技创新,紧紧围绕水文测验、水文情报预报、水资源评价论证、水环境监测分析,不断完善和创新水文服务,为当地经济和社会发展提供有力的技术支撑,才会赢得发展和尊重。
4 信息化技术在水文勘察过程中的对策
4.1 加强我国水文数据库的信息服务系统的力度
虽然我国的水文已经进入了水文信息基础网络,但是,由于经济和技术不断地在向前发展,我们还是应该加强建设以及完善国家水文数据库的信息服务系统的力度。
(1)根据当地的实际情况来做出一些对策,并且要进一步的创新,来促进水文工程勘测中的信息化。由于信息技术的应用变得更加的广泛,水文方面的工程勘察中的信息化也在不断地发展。因为在各个地方的气候以及地势等地理环境都不太一样,所以,要解决这样复杂的问题要根据不同的地理环境在水文工程勘测过程中选择合适的信息技术模式;同时,为了促进我国各地的水文勘测的信息化以及城市化,在水文工程的勘测过程中还应该勇于进行技术的创新。
(2)不断的引进先进的技术,来开发需要的软件技术。信息技术在水文勘测中的应用主要推动了水文勘测信息化的建设,而且积极的引进先进的技术,给水文信息技术的发展提供了信息技术的技术支持。水文信息化建设的主要组成部分是数据库,所以要想推动水文建设的发展,必须得先推进水文数据库建设的发展。我国对水文数据库的问题进行了全面的分析以及更正,才是得水文建设的数据库变得更加的准确,更加的完善。水文建设不仅仅是要实现跨河流的信息的分享,更重要的是要实现跨地区、行业以及部门的数据分享。政府和企业也加入了投入技术的行列,开始研究适合自己的软件技术,从而也促进了水文工程勘测过程中信息化的建设。
4.2 对水文勘测人员进行培养
无论设施设备多么先进,技术多么可靠,都离不开人的操作。为了保证水文勘测信息化建设的实现,我国各个地方的水文工程都开始了对水文勘测人员的培养,无论是知识结构的培养还是实践操作层面的培养,将他们培养成水文勘测中专业性的人才。只有建立起一支具有高素质和高水平的水文人才队伍,才能满足新时期水文工作的新要求。
总的来说,现代化的信息技术不仅仅在其他的方面进行了应用,连我国的水文工程都应用了现代化信息技术,同时也促进了水文信息化建设的发展,这篇文章主要是讲遥感技术以及全球卫星技术在我国水文领域中的应用,不仅仅解决了一些不必要的问题,同时也推进了信息化技术在水文工程勘测中的发展。信息化技术在我国的广泛应用,促使了社会主义现代化的进程的加快,而且也促使了现代化信息技术和水文技术的共同发展,是我国水利水电进步的强大的动力。
参考文献:
[1] 叶军.信息技术在新疆玛纳斯河流域的应用与实践[J].水利科技与经济,2010(07).
[2] 罗秀满.计算机及网络技术在水文数据库中的应用[J].地下水,2000(07).
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关键词:煤田地质;勘察;新技术;探析
中图分类号:TU984 文献标识码:A 文章编号:
遥感技术的综合性很强,随着互联网技术的飞速发展,遥感技术在煤田中的运用将更为广泛。它在煤田的运用中,要注意遥感新技术与常规勘探技术有机结合,寻求创新,从而得到更好的勘探成果。遥感技术在使用上虽然具备很多优点,如信息获取快、信息直观、实时、精度高等。但是作为煤田勘探的手段之一,还是存在着一些局限。只有将常规勘探与遥感技术结合应用,才能体现遥感技术在煤田地质中的优势,为我国煤炭行业的发展提供良好的基础与平台。
1 遥感技术的特点
1.1 遥感技术具有显著的直观和宏观性。
1.2 通过遥感技术获得相关数据资料的速度快、所用时间短,并能同时反映其动态的变化。
1.3 其电磁波段间的性质差异巨大,相关用途广泛。
1.4 能够获取的信息量很大。
1.5 遥感技术相较传统技术,所受到的限制要少很多,可以广泛被应用于现场实际条件恶劣、在地面工作难度大的区域。
1.6 效率高、低成本、收益佳。
综合上述特点可见,遥感技术的优势在于对自然灾害的预测、探测。它在预防、分析自然灾害方面逐渐成为不可替代的技术之一。
2 煤田地质中遥感技术的应用
在遥感技术被应用到煤田地质领域的初期,它只是被作为一种辅助手段,用于地质勘探、评价资源,但随着其技术的不断发展与完善,尤其是被发展到地质图、地质构造、灾害评估等方面的应用相当成功,可见遥感技术在煤田地质中的作用无法或缺。
2.1煤田地质的勘探与资源评价
2.1.1地形图的获取
我国目前大部分在使用的还是上世纪的相关地形图探测的数据资料,随着现在社会不断发展,地形与以前相比已经产生了翻天覆地的变化。作为煤田开发的基础工作,传统地形图已经不能客观的显示现场实际地形情况,所以通过新技术来获取最精确、直观的地形图,对于煤田开发前期工作至关重要。卫星遥感技术通过实时探测,并全球覆盖,已经是当下获得更新国家地质实时图与地理基础信息的重要途径。
2.1.2煤田地质图
地质填图是煤炭勘探中的重要方法。与传统的一些手段相比,遥感技术是运用遥感图为媒介,通过综合性的分析与处理,提取煤地层、煤层结构、地下水文数据、环境地质数据等信息,然后合理配置填图的路线,进行煤田填图,确定各种所需资料的位置,以勘查清相关煤田地下煤层数、其厚度与其分布规律,确定地下煤层构造,为煤田开发提供精确、真实的地质依据。
2.1.3资源评价
各种卫星遥感所提供的图像作为信息来源资料库,充分研究所调查的区域内的含煤地层、地层构造,结合该区域传统地质资料进而分析所调查区域地质特征,同时开展野外调查工作,对煤层的状态进一步的了解,掌握煤层分布规律,确定其煤炭前景发展规划。
2.1.4水文条件评价
利用热红外、雷达等卫星技术,采用相应的水文解译法、对比法与综合解释进行该区域的水文环境条件的研究,通过不同的勘探手法进行综合认证,从而对该区域水文环境条件进行评估,并依据此进行相关钻探工程,以达到成本节约、高效率的目的。
2.1.5煤气调查
其同样是使用卫星遥感的相关技术获取图像为资料库,开展调研评估,切入点选择煤田地质特点与煤气分布规律,从而了解煤田的含气量与渗透情况特点。主要是通过遥感技术获得的图像解译和系统的分析、地表系统分析、煤田地下相关构造裂缝观察等方法,取得煤层发育的基础数据,并通过计算机技术,对所得到的精确数据进行处理,得到其煤层渗透率数据、分布规律等情况。
2.2 煤田地质灾害调研与评估
2.2.1含煤层自燃调研
以其地质规律为依据,主要手段采用遥感技术,将地理信息作平台,结合地上部分的调研与测试,明确得到煤田隐患区域、分布范围、趋势发展等情况报告。分析其可能诱发自燃的环境污染情况及其向大气中排放有毒物质的排放量,建立煤田区域火情信息系统,实时监测火区范围、跟踪火情发展并检查灭火情况。为煤田开发时的防灾、监测环境、相关部门决策提供可靠依据。
2.2.2地质灾害调研、评估
根据煤田的地质条件、实际环境、结构、灾害实际情况、探测等综合因素来评估并圈明存在危险的区域。同时以此为基础编制相关评估图表,直观的显示出在煤田开发过程中必须要注意的灾害隐患,采用科学、合理的开发方案,提出防治的建议与措施。
遥感技术在地质灾害中应用,目前还存在有一些缺点,如:图像分辨问题、遥感光谱信息利用不足、自然灾害遥感的解译不能真实反映不同时期地波谱变化、地表静态信息反映较多、深源信息较缺乏。只有依靠加强不断完善遥感技术,合理、科学的解决了这些技术问题,才能使遥感技术在评估、预测地质灾害的方面更加权威、全面。
2.3 煤田生态保护评估与监测
2.3.1煤田区域环境调研
运用遥感技术和地上监测相结合的方式,对比航空卫星提供的图像,与地面现场调查数据,对煤田区域内的自然环境条件、环境污染情况进行系统深入的调查,分析煤田环境质量的特点与布局规律,制作详细、系统、完整的煤田区域自然环境资料,为解决煤田地区自然环境污染问题,提供科学依据。
2.3.2酸沉降
利用航空卫星提供的大比例图像、高精度图像,进行环境污染、大气污染、植被危害的解译,并同时展开实地调查,进行相关测试与分析,查清该污染源对煤田区域自然环境的污染程度。利用计算机建模,以期预测酸沉降对自然环境污染的趋势。
2.3.3 土地与自然生态环境
通过遥感技术获取的图像,开展煤田区域土地利用情况、地质地貌、植被环境、废弃物、裂缝等生态自然环境的解译工作,结合事先取得的调研情况与资料数据,明确煤田区域的自然生态环境要素,合理制定出煤田开发后,土地的使用与生态环境的重建计划。
3 遥感技术实例
例如雷达遥感技术,它具备全天候实时工作的特点,具有一定程度的穿透力,通过调整最佳观测点,高效的对地面目标物的结构进行勘探,针对自然灾害发生的偶然性,雷达遥感技术弥补了传统监测在夜晚工作的不足。同时雷达遥感技术并不受到恶劣天气环境的影响。这些优点使雷达遥感技术在预防现代自然灾害工作中一直发挥着极其重要的作用。
在雷达遥感技术中,随着科技的不断发展,其中的分支新技术也越来越成熟与完善,并被加以广泛应用。干涉雷达遥感技术就是其中比较具有代表性的技术之一,它通过利用信号的位置信息提取地面高精度的相关三维成像信息,被应用于测量地面物动态高度变化,它的优点是提取信息的精度是目前所使用的技术中可以保持最高的。并有助于研究地面活动可能诱发的自然灾害的规律,从最大程度上做到预防自然灾害,把自然灾害带来的经济损失、人们生命财产损失减到最低。它的发展,使传统的静态监测向科学合理的动态监测的科技技术向前迈进了一大步。
4 结束语
煤炭行业一直以来是我国的经济发展支柱产业中重要的组成部分,随着我国经济的飞速发展,探测地质数据的传统技术已不能满足当今煤田开发的需要,只有很好的与国际接轨,引入相关先进技术并加以借鉴,才能更合理完成煤田的地质勘探、资源调查、地质灾害防御等工作。伴随着科技突飞猛进的发展,各类高新技术也开始广泛应用到各领域中,遥感技术作为其中在煤炭领域发挥着重要作用的技术之一,取得了突破性的飞跃。它在包括勘探、资源、灾害防御等煤炭领域各方面都充分发挥了自身的技术优势,并进一步成为目前煤炭行业不可或缺的信息技术。
参考文献:
水利水电工程的发展与地质勘测不可分割,近些年来,水利水电工程方面的地质勘查已经有了比较快速的进步,尤其是在全球卫星定位技术、地理信息技术以及遥感技术和物探技术等四个方面的发展,更是为水利水电工程水文地质勘测奠定了坚实的基础。
一、水文地质勘查概述
水文地质简而言之就是岩土结构中的地下水情况,地下水是影响岩土体工程特征的主要因素,在水电水利工程的施工设计中,需要将这个问题作为重点的研究内容,必须要经过一系列全面系统的勘查和分析之后,才能够制定和设计施工技术。要明确水电工程的地质条件以及地下水赋存,形成以及变化规律等。工作人员在实际勘查过程中,需要从地质性质,岩土类型以及地质结构等方面入手,全面分析和了解水文地质的各项参数,水文地质勘查讲究方法和策略,如果那个方面做的不够,不到位,必然会影响勘查的结果,导致地下水危害,并给工程带来一定的不安全隐患。基于这个方面,水文勘查过程中,除了要做到明确水利工程项目的各种地质问题,还应该充分考虑地下水所带来的影响,有效方式地下岁对建筑物以及岩土工程所带来破坏。并积极制定各种合理的建议以及预防措施,最大限度降低危害以及损失。
二、水利水电工程地质勘查的主要方法
1.地理信息系统的应用
通常人们又将这项技术称之为GIS,是一信息系统为基础,通过制动柱状图、平面图以及等值线图工程图片而进行相关数据分析的一种技术,目前在水利水电工程的地质勘查中中应用比较广。
2.全球定位系统的应用
全球定为系统我们并不陌生,在我国应用的时间也相对较长,针对水利水电工程地质的定定位以及测量方面发挥着不可替代的作用,能够非常有效的解决跨沟,跨河以及传递等多种问题,同时还能够进行一些高精度的测量,实现了勘查水平与质量的双重提高。
3.工程物探技术的应用
从目前我国工程物探技术的发展来看,其中钻孔彩色电视系统以及地球物理层析成像技术是比较完善的额,其中钻孔彩色电视系统具有非常明显的优势,在性能方面非常稳定,同时集成度高,并且在电路设计上也十分合理。除此之外,在图像方面的直观非常高,还原度高,具有良好的重现性,同时使用时限长,便于携带,耗能低,因此是非常受欢迎的产品。
(1)电磁勘探,包括天然场源的电波勘探等多种方法。近年来,电磁勘探在丁程中的应用越来越广泛,例如,可控源音频大地电磁法、人工与天然两种场源、多场源、二维和三维电阻率成像等技术,在工程中可用来推测深埋长隧洞围岩介质的结构特征、隐伏断层、破碎带及异常区等各种有可能影响工程的因素,取得了显著的经济效益,
(2)电法勘探。主要有电阻率、充电和自然电场、激发极化、电磁感应等方法,电阻率法应用相对较多,近年来,高密度电法勘探借鉴地震勘探的数据采集办法,实现了数据的快速、自动采集,以二维方式实时处理和显示勘探成果,并发展为多源、多点、多线测量,基本实现了三维观测技术
(3)地球物理测井,由于数值模拟和计算机技术的发展,地球物理测井基本实现了动态测井技术,钻孔彩色电视技术更广泛地应用于地质勘测领域,使地质勘测向定量数据化方向发展。
(4)物探技术目前在我国的应用非常普遍,并且优势十分显著,业内认识对于物探技术的研究和开发也在不断深入,物探技术在工程地质勘测中的作用必然会得到最大限度的发挥。
4.遥感技术的应用
(1)水库区滑坡、崩塌、泥石流调查我国水利工程项目不断增多,在水库区崩塌以及滑坡方面等控制力度也需要更大,为了防治这些问题的发生,采用卫星遥感技术,利用彩红外片、航卫片对其进行地质解译,并通过野外现场的观察、复查和检查,明确塌滑体的数量、分布、稳定程度等情况,客观地对水利水电工程所在区域的地质稳定性进行评价。
(2)岩溶调查采用遥感技术所形成的影响在彩虹外片对岩溶以及水文地质方面的调查,具有不可比拟的优势,它能够精确的勘测出各种不同岩溶的地貌,并可以充分利用其与其他介质红外光谱之间的不同进行泉水以及地下水的分布情况进行分析。
(3)区域构造稳定性研究在水利水电地质勘查中,遥感技术可以提高大量的地质情况宏观线性构造信息,从而较为准确地反映区域的水系分布特征、地质特征以及地貌形态,并对研究断裂体系的活动性、区域地质构造格架、工程所在区域及周缘区域的地质构造稳定性进行分析和评价。
三、水利水电工程水文地质问题分析
在进行水利水电工程地质水文勘查的时候,还需要注意以下几个问题:
1.边坡的工程地质分析
在水利水电工程中边坡处理是非常关键的环节,由于水利工程地质环境比较复杂,并且会经常出现一些形变的问题,同时还包括松弛张裂,滑坡以及崩塌等,影响边坡稳定的因素还有沿途的类型以及性质,地形地貌等等。
2.坝基岩体的工程地质分析
不同的堤坝类型,对地质条件的要去也不同,所以必须要全面分析和了解各种类型堤坝的具体要求与工作特点,才能够知道如何开展水文地质勘查,并制定相关的缺陷防治措施。
3.水库工程地质问题分析
具体来说水库主要有种类型,一种是地下谁蓄水构造,是人工打造的水库,而一种则是在河流上筑坝拦水形成的水库。在水库蓄水之后,其周围的水文,地质都会出现相应的变化,并对周围的地质环境带来一定的影响。比如:风浪作用冲蚀库岸、库水升高侵润库岸、地下水位上升浸没洼地等都会造成各种地质问题,如水库浸没、水库渗漏、水库淤积、水库塌岸、水库诱发地震等。
四、结束语
关键词:水文地质勘查;遥感技术;测井方法;原理;应用
Abstract: As technology continues to develop in recent years, as well as exploration technology continues to improve, inherited the skills and knowledge of the older generation of hydro-explorers, a new generation of workers to advance with the times, continued research and be familiar withnew theories and techniques, old and new combination of mining to carve out a more excellent method of exploration, making it easy to find water, looking for water-related technology has been constantly upgrading and development.
Keywords: hydro-geological exploration; remote sensing technology; logging methods; principle; application
中图分类号:TP7 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012)
一、遥感技术在勘探水资源中的应用
遥感勘测的方法主要实施的手段就是在所需要勘测的区域进行航空勘探,这种方法是结合展片和航片,并于野外的水文地质进行相互补充验证的方法,具体可以细分为四种:热红外监测法、水文地质遥感信息法、环境遥感信息分析法以及遥感模型法。
1.热红外的监测方法
这种方法主要就是利用红外线的波段来对所探测区域进行遥感取像,通过地表的温度来判断地下是否有水源的存在,这种方法比较适合于在干旱的地区。它的工作原理就是:由于地下水在热传导、过毛细、以及地表蒸发等多重作用下使得地表干旱的地区温度和湿度发生变化的,从而使得该区域冷热异常,因而正好可以在红外遥感下得到不同的显示,当然也就比较容易发现水源。
2.水文地质勘探遥感信息分析的方法
这种方法主要就是利用水文地质的相关理论对通过遥感所获取的地质、水文信息进行细致的分析,从而大致确定容易蓄水的地方区域,从而判断该区域地下的水文状况。
3.环境的遥感信息分析方法
这种方法就是利用遥感方式得到的图像,从图像中发掘与地下水存在有关的植被、水系以及湖泊等环境因子,从相互之间的关联程度来探讨地下水系的贮存状况。这种方法的工作原理就是:在相对而言干旱的地方,植被等容易受到地貌、地下水以及气候等的影响,而这些影响因素中浅层的地下水对于植被的影响甚大,因而可以间接的利用这些信息来判断该区域的矿化度、水化深浅等信息。
二、水文地质勘测
与工程降水紧密相关的便是水文地质中的地下水、含水层、井流、稳定流、非稳定流等概念或理论。地下水按赋存条件可以分为包气带水、潜水、承压水、上层滞水以及透镜体内含水。含水层是可以透过和给出相当水量的岩层;隔水层是不能透过和给出水量的岩层,或透水或给水均甚微的岩层;透水层是可以透水但给出水量微弱的岩层。
设计基坑降水方案之前,首先要进行水文地质勘察,以便了解含水层的特性和测定水文地质参数:影响半径R、渗透系数K或导水系数r、释水系数S或给水度、导压系数、越流因素B等。
水文地质勘察一般通过井流抽水试验取得以上参数,就抽水试验的类型而言,按地下水成因可分为承压井抽水、潜水井抽水:按与观测孔关系可分为单井(无观测孔)抽水、多孔(有观测孔)抽水;按井孔完整程度可分为完整井抽水、非完整井抽水;按与含水层关系可分为分层(或分段)抽水、混合抽水;按Q-s关系可分为定流量抽水、定降深(变流量)抽水;按井流流态可分为稳定流抽水、非稳定流抽水。此外还有同位素井流试验、冲击试验(Slugtest)、压水试验、注水试验、水位恢复试验等。
抽水试验中井流理论的发展主要可以分为稳定流理论和非稳定流理论。在20世纪,这两方面的理论各自都已发展为一个相对成熟的体系。稳定流理论方面,1863年,J.Dupuit在两个假设条件下:理想含水层圆岛和垂向深度各点水力坡度相等且等于该截面动水曲面的曲面坡度,推导了潜水层稳定流状态下的流量一降深公式,奠定了稳定流的理论基础。1870年,A.Thiem发展了井流公式,并最先解释了Dupuit公式中的R,称之为影响半径。1886年,Ph.Forschheimer引入了保角概念、流网结构、映射方法和复变函数理论,并首先提出了傍河抽水公式。1906年,G.Thiem发展了一种用带观测孔的单井抽水试验资料来测定含水层参数的野外方法。1930年,DEGlee提出了承压含水层稳定流抽水公式,从而形成了比较完整的Dupuit-Thiem-Forschheimer稳定流抽水试验的理论和方法。20世纪30年代以后,稳定流抽水试验理论几乎没有什么进展了。
三、地球物理测井方法
地球物理测井是物探方法的一种,主要是配合地质钻探对钻孔内的水文地质状况进行精确探测。地球物理测井方法是以严密的物理数学原理为基础,主要用于分析地下水的分布,判断地下水质量,探测岩溶洞,分析地层构造等。地球物理测井主要工作内容及工作原理如下:
1.正确地划分含水层并确定层位及厚度,研究它们之间的相互关系。
2.对地下水进行地下水矿化度进行测量。地层水的矿化度越高,地层电阻率值越低。
3.判断裂隙及其泥质含量。裂隙存在的判断标准:声波时差较大,电阻率较小,密度偏低。如果裂隙存在,那么裂隙中填充的泥质越多,自然伽马测井值就越大。
4.岩溶水勘察。裂隙层位可由声波曲线直接反映;当溶洞中含水时,自然伽马曲线幅值略低,以此来可判断其富水性;在岩溶、裂隙发育处,会出现井径扩大的现象,因此,岩溶裂隙发育程度也可用井径曲线来判断。
5.划分钻孔地层岩性。根据不同岩石的密度,电阻率,波阻抗,孔隙度等参数的差异,并综合电阻率测井、声波测井、密度测井、中子孔隙度测井等资料就可以划分钻孔的岩性剖面。
四、地面核磁共振的方法的原理及应用
这种方法就是主要就是利用不同的物质内在的原子之间可以产生不同的富有差异性的核磁共振,通过研究和分析地层中不同水质子产生的共振效应,从而判断该区域地下水的分布状况,这种方法主要适用于北方,由于其地表相对南方而言较为干燥。这种方法的工作原理就是:水中氢核质子由于受到地磁场的作用,是处于一定的能级之上的,然后利用拉摩尔频率的交变磁场对其进行激发,从而使得原子核能级之间就会发生跃迁,这种产生的共振效应的强弱直接与水层中的水有很大的关联,如果共振信号越强烈说明地层中含水量越大,因而可以根据核改变从小到大来激发脉冲矩,从而推断或者分析出水层的由浅到深的贮存情况,这样子可以很方便的寻找水源。这种方法属于比较直接的找水方法,这种方法只要在勘探的区域范围之内,一旦发现有核磁共振的信号那么就证明该区域有水,因而探测地下水很直接也很方便,主要应用在其他的勘探方法难以进行的情况下。
五、结束语
综上所述;随着时代的发展,日常生活中人们对于水资源的需求也越来越大本文主要介绍了几种主要的水文地质勘探的方法,例如:遥感技术、地球物理测井以及核磁共振等,通过对这几种方法的原理希望可以为今后水文勘探这一块提供一点帮助或者参考。
参考文献:
1.张荣,胡祥云,杨迪琨,郝小柱,戴苗.地面核磁共振技术发展述评(J).地球物理学进展.2006.(01)