浅谈水工环重点研究领域及新技术应用

浅谈水工环重点研究领域及新技术应用
王乐康
摘要：水文地质、工程地质、环境地质(水工环)是地学研究领域的重要组成部分，在研究内容上主要包括：水文地质学研究“地下水的起源、形成、运动、分布规律及其开发利用”；工程地质学研究“岩土工程地质性质、工程动力地质作用、工程地质勘察理论和技术方法、区域工程地质和环境工程地质”；环境地质学则研究“地质灾害与环境地质问题、全球变化、医学环境地质和生态环境地质等方面”。水工环是人类生存发展的支持系统，它们是相互关联的整体，虽然它们有各自的不完全相同的研究对象和研究方法，但是他们依据的地学基础是相同或相近的。它们是以“水-土作用”作为纽带紧密相连的。水与土是水工环研究对象，是基础。水工环研究工作的众多方面，和人类生活息息相关，使水工环研究工作担负着“改造人类生存环境、提高人类生活质量”的艰巨任务。
关键词：水工环地质；新技术应用
1前言：我国水工环物探工作大约始于50年代初，1951年老一辈地球物理学家顾功叙先生率电法工作组在北京石景山地区勘测水源，开此项工作之先河。1954年，铁道部门在宝成铁路勘察中，次年，水电部门在永定河模式口水电站坝基工程勘测中也先后应用了电法勘探，是为中国早期的水工物探。总的说来，那时队伍的规模甚小，涉及工程项目不多，发挥作用有限。
60，70年代水工物探渐渐普及，除地矿、铁道、水电部门外，已扩展到工交各部门，农业、商业乃至文化系统也直接间接应用物探进行水文工程地质调查和指导考古发掘工作。 “六五”期间和“七五”初期，我国引进近百台信号增强型浅层地震仪和数量不等的综合测井、地质雷达，频率测深、面波勘探、岩石声波测试、跨孔横渡测试、常时微动测量等仪器，在水文工程地球物理勘查和岩石物性参数原位测定方面发挥了重要作用，大大缩短了与发达国家的技术差距。
2水工环重点研究领域
（1）以地下水为主的水资源调查，以及地下水水质评价与地下水保护和管理我国人均水资源量仅为世界人均水资源量的四分之一。我国水资源的时、空分布不均，给开发利用带来困难。地下水污染问题日益严重，目前缺少行之有效的治理方法且耗资巨大。为此，一方面需要不断探索和寻求新的治理技术，另一方面则强调地下水的保护，加强了区域性水质评价，地下水资源调查评价重点是水资源的可利用量，对地下水的水质状况与动态变化、地下水参数及其分布以及水资源开发的生态效应做出综台评价，对于地下水资源的研究与管理，目前有三个明显的趋势：一是普遍重视水质问题；二是积极开展地下水脆弱性调查评价与编图，三是重视地下水保护技术(特别是治理技术)的开发研究。
（2）大流域的环境生态地质调查长江、黄河等七大江河流域是跨越不同经济区域和地质单元的自然体系，主要江河的治理关系到国家经济发展的命脉，为整个流域的水资源、能源与生态环境开发规划而进行大江大河流域的环境生态地质调查。所以进行全国大江、大河和重要湖泊区的工程地质、环境地质调查评价，调查中采用新的技术方法、手段，及时提交公益性动态调查结果，并参与生态环境治理工程。
（3）注重城市地质研究，随着城市化进程的加快，人类工程经济活动的加剧，城市环境地质问题日益突出。应用地理信息系统等技术，分阶段、动态地提交成果，及时为城市规划和建设服务，随着城市化的进程，城市化也对人和环境产生许多不利影像，尤其是城市向脆弱生态区的迅速扩展，对脆弱生态区的侵占，实际上比农用土地的丧失具有更大的长期威胁。越来越多的专家认识到要研究国家的可持续发展倡议，首先应解决的问题是城市抗御灾害的能力。
（4）沿海地区和海岸带地质环境综台调查，沿海地区人口密集、人类工程经济活跃，地质环境问题复杂，在一定程度上制约着国民经济建设和资源开发利用的速度。对沿海地区和海岸带进行工程地质与环境地质进行综合调查。国家对海岸带的综合管理提供动态的基础资料和海岸带综合管理的方案。
（5）重视综合性灾害研究、灾害预报预警及城市灾害，近几十年来．随着经济的高速发展和人口的增长，对自然的索取不断加重，对自然环境的干扰也愈来愈烈。地质灾害频繁发生，每年造成的经济损失非常惨重。就地质灾害类型而言，比较注重地震、火山和洪水等，其次为滑坡、泥石流、地面沉陷、海水入浸等。灾害地质在开展突发性灾害勘查与防治的同时，进行地质灾害预警预报在建立国家地质环境监测网的基础上，完成全国地质灾害信息系统建设，快速、及时、动态地向国家和社会提供地质灾害信息服务。建设地质灾害预警预报与防治示范区。重点做好以下三个方面：一是建立地质灾害数据库及灾害的风险填图工作；二是加强了地质灾害监测与灾害预警系统研究；三是重视灾害系统的研究。
（6）重视矿山环境研究，矿产资源的开发利用为人类生活和工农业发展提供了必要的物质基础，但任何行业都没有像矿业这样搬运如此大量的物质和产生如此之多的废物，也改变了生态系统的物质循环和能量循环，矿产资源大规模开发利用，产生了严重的生态破坏和环境污染，给人类的生活和健康带来了极大的危害。有些发达国家的矿业公司把投资向发展中国家转移，从某种意义上讲，可以说把矿业开发所产生的生态环境破坏向发展中国家转移。
3水工环研究中新技术、新方法的应用
（1）地理信息系统（GIS），地理信息系统作为一种应用技术是以处理空间数据为基础的，而地质信息的特点决定了使用GIS技术的优越性，从而使该项技术在地学的各个领域得到了广泛的应用。
（2）遥感技术（RS），遥感技术在水文地质、工程地质以及新近形成的环境地质学科中近30年的应用，走过一个从定性评价到半定量、定量评价，从指示要素分析到计算机模型模拟，从单一解译到综合方法互补等阶段，充分显示了其信息量大、宏观、快速、节省经费，且具有多时相动态监测等优势，广泛应用于水文地质勘查、评价、大型工程选线(址)、区域稳定性评价、地质灾害调查、评价预测及地质环境评价预测等领域。
（3）物探技术，由于物探技术能提供多种描述地质材料的物理参数并具有速度快、成本低和不破坏地质环境的优点，在水工环勘查的历史上已经得到了广泛的应用。近十几年来，在时空域内利用高分辨率技术勘查地质目标的成功，使水工环物探勘查技术取得了长足的进展。
（4）水质测试技术，目前国内外的实验测试手段，从分析原理划分，大致可分为两大类：即化学分析法和物理分析法。这两类分析方法之间并不是相互孤立和对立的，在实际分析工作中，应根据具体情况和要求，综合考虑仪器分析和化学分析的特点，扬长避短，选用适当的分析方法。这就要求分析化学工作者必须同时掌握好这两类分析方法。这种分析方法是以物质的物理、物理化学性质(光谱及电化学性质)为基础并使用特殊仪器进行分析的测试方法。目前在水、工、环测试中主要应用以下各类方法：原子吸收光谱分析法、发射光谱分析法、原子荧光光谱法、电化学分析法、色谱法和同位素测试。
参考文献
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