地質(zhì)雷達(dá)在水利水電勘察的運(yùn)用
時(shí)間:2022-10-18 09:33:34
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摘要:隨著科技的發(fā)展,地質(zhì)雷達(dá)在水利水電工程中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。地質(zhì)雷達(dá)通過(guò)上面的兩根天線進(jìn)行傳輸信號(hào)和接受信號(hào),從而對(duì)地下埋藏物體的分布情況進(jìn)行分析。隨著長(zhǎng)期的實(shí)踐可以看出,在電磁波傳到地下遇到埋藏物體時(shí),就會(huì)受到環(huán)境的影響從而改變其傳播過(guò)程中的形態(tài)。所以在根據(jù)電磁波的形態(tài)和接受到波的總時(shí)間和變化幅度,從而可以看出埋藏的物體的深度和狀態(tài)。本文主要對(duì)地質(zhì)雷達(dá)的基本工作原理、地質(zhì)雷達(dá)的探測(cè)技術(shù)、在地質(zhì)雷達(dá)應(yīng)用時(shí)需考慮的幾個(gè)問(wèn)題以及地質(zhì)雷達(dá)在水利水電工程中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)雷達(dá);水利水電工程;探測(cè)
隨著現(xiàn)代科技的不斷進(jìn)步,我國(guó)水利水電事業(yè)發(fā)展迅速,從而促進(jìn)了我國(guó)地質(zhì)探測(cè)技術(shù)的發(fā)展,但也導(dǎo)致許多常規(guī)的方法已經(jīng)不能在滿足地質(zhì)探測(cè)的要求。而地質(zhì)雷達(dá)作為一種效率高、儀器輕又容易攜帶的技術(shù),被人們廣泛使用,并在許多領(lǐng)域中取得了很好的效果。
1地質(zhì)雷達(dá)的基本工作原理
地質(zhì)雷達(dá)在最近被廣泛的使用,它是一種利用電磁波進(jìn)行探測(cè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地下各種介質(zhì)的一種方法。電磁波在地下傳播的過(guò)程中,電磁波遇到一些介質(zhì)就會(huì)發(fā)生反射,而這個(gè)反射波就會(huì)被雷達(dá)所接收到,經(jīng)過(guò)分析處理之后在存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)中[1]。通過(guò)計(jì)算機(jī)的處理,便可以判斷出地下的礦物質(zhì)或者珍稀資源的位置信息和大小。地質(zhì)雷達(dá)可以通過(guò)接受過(guò)來(lái)的記錄信息進(jìn)行分析,從而對(duì)地下的介質(zhì)進(jìn)行判斷,來(lái)幫助工作人員進(jìn)行探測(cè)。隨著天線的中心頻率的改變,電磁波的穿透能力也會(huì)隨之而改變。一般來(lái)講,天線的中心頻率越低,電磁波能夠探測(cè)的深度就會(huì)越深。
2地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)主要技術(shù)
地質(zhì)雷達(dá)的主要探測(cè)方法有剖面法、寬角法以及多次覆蓋法。2.1寬角法。寬角法是:首先將一根天線在地面的某個(gè)點(diǎn)上固定,然后向測(cè)移動(dòng)另一根天線,將電磁波在地下不同層面時(shí)的走向記錄下來(lái)的一種探測(cè)的方法。這種方法主要用來(lái)求出反射面的深度和電磁波的傳播速度。如果在地下情況良好的情況下,測(cè)量結(jié)果會(huì)更精確,效果也會(huì)更好[2]。2.2剖面法。人們用的方法中最多的一種,在固定的距離將發(fā)射天線和接收天線向同一方向進(jìn)行移動(dòng)。這種測(cè)量結(jié)果的圖像是以橫坐標(biāo)為天線的位置,縱坐標(biāo)是反射波在地底的走向。這樣可以精確的看出地下每個(gè)反射波的變化情況。2.3多次覆蓋法。由于介質(zhì)訊的大小會(huì)影響反射波的識(shí)別,在這個(gè)時(shí)候就可以讓不同的天線發(fā)射信號(hào),而接受的天線在同一測(cè)量時(shí)間進(jìn)行不斷地測(cè)量,然后將得出的信號(hào)進(jìn)行疊加。
3地質(zhì)雷達(dá)中考慮的幾個(gè)特殊問(wèn)題
3.1探測(cè)應(yīng)用的條件問(wèn)題。地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)所具有的效果與其應(yīng)用的條件密切相關(guān),其探測(cè)深度、圖像分辨率和數(shù)據(jù)精度問(wèn)題都與當(dāng)時(shí)所處環(huán)境有關(guān),例如其電阻率、介電常數(shù)與頻率都對(duì)這問(wèn)題會(huì)產(chǎn)生影響。據(jù)研究顯示,高頻電磁波基于地下介質(zhì)進(jìn)行傳播行徑時(shí),會(huì)逐步衰減,而其電阻率越低,探測(cè)深度、分辨率與數(shù)據(jù)精度都會(huì)產(chǎn)生一定程度的大偏差,因此在進(jìn)行地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的應(yīng)用中,需要著重其電阻率、介電常數(shù)與頻率等問(wèn)題,以此來(lái)提升探測(cè)的整體效果。3.2探測(cè)數(shù)據(jù)的處理問(wèn)題?,F(xiàn)階段,大多數(shù)地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)所得到的數(shù)據(jù)都是依靠現(xiàn)存的石油地震勘探應(yīng)用進(jìn)行分析的,但這種數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用始終不同于地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的應(yīng)用,導(dǎo)致在利用此應(yīng)用處理地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)的數(shù)據(jù)時(shí),會(huì)產(chǎn)生一定的偏差,例如其所測(cè)的速度分析與動(dòng)能校正問(wèn)題,都會(huì)影響到數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度。因此,對(duì)于探測(cè)數(shù)據(jù)的處理,仍需要依靠研發(fā)人員對(duì)于地質(zhì)雷達(dá)探測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與算法模擬,將現(xiàn)如今并不完善的反褶積和偏移技術(shù)發(fā)展到更好的水準(zhǔn)[3]。3.3地下資料的分析問(wèn)題。由于地下介質(zhì)的環(huán)境與情況都處于未知狀態(tài),導(dǎo)致我國(guó)現(xiàn)在仍缺乏地下介質(zhì)資料分析的理論體系,大都只是停留在地質(zhì)雷達(dá)所探測(cè)的淺層資料,仍不能對(duì)于更深層次的地質(zhì)給予解釋與分析,因此,勘測(cè)人員需要利用地質(zhì)雷達(dá)所勘測(cè)的特性與傳統(tǒng)的探測(cè)手法結(jié)合,給予更精準(zhǔn)的地質(zhì)分析資料,使得我國(guó)對(duì)于地下介質(zhì)的分析擁有新的進(jìn)展。
4地質(zhì)雷達(dá)在水利水電工程中的應(yīng)用
4.1對(duì)于水利水電工程地質(zhì)剖面的探測(cè)。伴隨著地質(zhì)雷達(dá)的功能不斷被人們挖掘,近些年地質(zhì)雷達(dá)被廣泛地應(yīng)用于建設(shè)工程之中,例如對(duì)基巖埋深的確定、地質(zhì)剖面分層以及基巖的分化等。而地質(zhì)雷達(dá)在水利水電工程中的應(yīng)用較為廣泛,尤其是在水利水電工程前期的地質(zhì)剖面分析中的應(yīng)用,能夠很好的利用地質(zhì)探測(cè)深度、分辨率以及精度等特點(diǎn),去進(jìn)行水利河床的地質(zhì)剖面分析,進(jìn)而去根據(jù)前期水測(cè)繪的圖紙進(jìn)行鉆孔地理位置的確定,能夠?yàn)樗姽こ探窈蟮慕ㄔO(shè)鋪墊[4]。4.2對(duì)水利水電工程的堤壩建設(shè)的探測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)能有效對(duì)水利水電工程中的地質(zhì)進(jìn)行全方位的檢測(cè),尤其是對(duì)于其堤壩建設(shè)的檢測(cè)。地質(zhì)雷達(dá)對(duì)于肉眼難以發(fā)現(xiàn)的堤壩隱患處進(jìn)行全方面的數(shù)據(jù)收集與深入挖掘,對(duì)于隱患處所存在的問(wèn)題進(jìn)行警示與告知,能夠有效提升其水利水電工程中堤壩的安全監(jiān)測(cè)工作與施工質(zhì)量工作,進(jìn)而將堤壩建設(shè)的牢固性提升到更高的水準(zhǔn)。4.3對(duì)水利水電工程的地下水資源探測(cè)。隨著地下水資源的稀缺問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)重,在進(jìn)行水利水電工程建設(shè)的過(guò)程中,對(duì)其地下水資源的勘測(cè)也逐步成為重點(diǎn)。由于近些年,企業(yè)家為了追求更多的利潤(rùn),對(duì)于污水的排放不加以處理,導(dǎo)致多數(shù)地區(qū)的水資源遭到破壞。因此,在進(jìn)行水利水電工程時(shí),利用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè),去確定地下水質(zhì)的污染范圍,進(jìn)而去提升水利水電工程的水質(zhì)問(wèn)題。另外還可以利用地質(zhì)雷達(dá)來(lái)確定污水儲(chǔ)藏的最佳監(jiān)視井位,能夠有效利用一些化學(xué)方法,去處理污水的問(wèn)題,進(jìn)而提升水利水電工程的整體質(zhì)量。4.4對(duì)水利水電工程邊坡建設(shè)的探測(cè)。邊坡工程對(duì)于水利水電工程產(chǎn)生穩(wěn)定的作用,決定著水利水電工程的最終質(zhì)量效果,利用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行探測(cè),能夠?qū)τ谶吰逻M(jìn)行地質(zhì)數(shù)據(jù)的采集與收集,利用一些數(shù)據(jù)的分析軟件,來(lái)探究邊坡整體結(jié)構(gòu)是否會(huì)對(duì)水利水電工程的建設(shè)產(chǎn)生不利的影響,能夠及時(shí)為邊坡工程的穩(wěn)固與預(yù)防加固操作提供幫助,進(jìn)而為水利水電工程的建設(shè)帶來(lái)一定的輔助效果。
5結(jié)束語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在水利勘探工程中的應(yīng)用的探討,闡述了地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)具有的突出優(yōu)勢(shì)。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)可以得出,地質(zhì)雷達(dá)技術(shù)在水利水電工程勘探的過(guò)程中十分有效,可以通過(guò)電磁波對(duì)地底的一些介質(zhì)進(jìn)行分析和監(jiān)測(cè),同時(shí)可以根據(jù)水利建筑的要求,對(duì)水利建筑的地理環(huán)境和地質(zhì)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)并提出合理的建議。另外地質(zhì)雷達(dá)相比于其他技術(shù),有其巨大優(yōu)勢(shì),主要在于它的工作周期耗時(shí)小,所獲得的信息很大,適當(dāng)?shù)膶?duì)點(diǎn)距進(jìn)行加密可以很好的對(duì)目標(biāo)的位置進(jìn)行精確的定位。
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作者:彭忠?guī)?單位:畢節(jié)市建設(shè)工程技術(shù)服務(wù)中心有限公司
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