航空物探在水工环勘查中的应用

吴应昌　陈后杨

（江西省地质矿产勘察开发局物化探大队）

航空物探在水工环勘查中的应用

吴应昌陈后杨

（江西省地质矿产勘察开发局物化探大队）

在水工环勘查中航空物探具有速度快、覆盖面积大、周期短的优点，在我国采用航空物探对多个测区已经完成了生产测量和成果解释工作，并取得了显著的勘查效果。本文根据航空物探在水工环勘查的研究现状，对航空物探在水工环勘查中的应用进行分析，并对水工环勘查中航空物探的应用前景进行简单的叙述。

航空物探；水工环；勘查应用

1　引言

我国将航空物探应用于水工环勘查中已在20世纪90年代初就开始了。主要是利用航空物探看出速度快、覆盖面广、工作周期短的优点，主要应用在对东部沿海地区的水工勘查中。进而对沿海地区的河道分布情况、海侵程度、浅层淡水分布进行研究。下面我们将对航空物探在水工环勘查中的应用进行分析。

2　航空物探在水工环勘察中应用研究现状

国际上进行水工环勘查采用的航空物探设备主要有以下两种：固定翼时间域电磁系统、吊舱式直升机频率域电磁系统。根据工程的实际需求可以适当添加航空磁测或航空伽马能谱仪，进而组成一个综合站系统。勘探深度大（最深能达到600m）、测量效率高是固定翼时间域电磁系统所具有的特点，但该系统一般应用在平原和缓丘地区。勘查灵活、最大勘查深度150m是吊舱式直升机频率域电磁系统的特点，该系统比较适用于地形复杂的山区。国际上对提高吊舱式直升机电磁系统的勘查深度进行了大量研究，当前吊舱式直升机时间域电磁系统的勘查深度能达到500m，为地形复杂的山区有效的开展水工环航空物探勘查提供了技术支持。

2.1水文地质勘查

当前，航空物探的应用范围不但的扩展，已经将其应用到河道圈定和浅层淡水的研究，并且其应用效果非常显著。近年来，随着科学技术的飞速发展，航空物探系统也采用了许多先进科学技术，从而保证了航空物探在水工环勘查中对解决水文地质工作中存在的问题起到有力的作用，使得更加详细的了解了水资源的实际分布情况，进而更加合理的使用水资源。此外，将航空物探应用在水工环矿产勘查中，也能够深入的了解到富含矿物质的低热水特性，为人们进行地热水勘查工作起到了很大的帮助。

2.2土工勘查

对国家型大型施工项目，通常都会采用航空物探法，这种方法不但能够用来选址，而且还能够对周围的地质环境进行调查，确保了工程的施工质量和施工进度，进而最大程度的减少由于工程施工而对周围环境的影响，同时也降低由于恶劣环境对工程进度、质量的影响，此外，航空物探方法在海底深度调查中也有很大程度的应用，这对国家对沿海资源的合理利用起着十分重要的意义，同时也降低了海水对岸边的侵蚀程度。

2.3环境监测

航空电磁测量能够快速的圈定土壤的污染范围、地表和地下水情况等。FUGRO公司利用航空电导率填图在污染物泄露范围圈定上获得了良好的效果，不但圈定了污染的范围，而且还圈定了污染物外泄的情况。此外，在矿山排放的酸性物质污染、地下颜埋物体、受扰土壤和地下水污染卷流等方面的勘查中也具有很强的应用价值。

3　航空物探在水工环勘查中的应用

3.1水文地质勘查

水文地质勘查主要包括以下几个方面：地下水勘查、水文地质填图、古河道探测、海侵探测，地热调查等；航空电磁法在进行水文地质的勘查的中发挥着重要的作用，其原理利用地下介质的电性特征对地下的水文地质条件和性质进行勘查。而航空地球物理方法只是起到一定的辅助作用，储水构造的赋存条件的确定主要采用航空磁法，有时也可以利用航空放射性对储水构造近地表的地层或岩石的性质进行勘查。

3.2工程地质勘查

工程地质勘查主要包括有：地基稳定性评价、区域稳定性评价、永久冻土带探测、山体滑坡调查、建筑规划、管线定位、古墓探测、浅海测深等；工程航空地球物理探测一般采用航空物探综合站系统进行勘查，其中地质介质的密度、构造特征和磁性特征的确定一般采用航空磁测和航空重力测量，然而航空电磁法主要应用在地下介质的电性特征的确定中。比如在地基稳定性评价、区域稳定性评价、永久冻土带探测、山体滑坡调查、建筑规划、管线定位、古墓探测、浅海测深等中，通常将航空电磁法作为勘查的主要方法，而将航空磁法作为相应的辅助方法。

3.3环境勘查

环境勘查主要包括以下三个方面：环境放射性污染源的圈定、环境放射性水平的评价和环境放射污染源泄漏的探测等。环境航空地球物理勘查最常采用的是航空放射性和航空电磁法两种，航空放射性法通过对环境中钾、铀、钍和总计数率，然后经过数据处理后对环境放射性水平进行评价，并圈定放射性污染源的位置和范围。然而航空电磁法只能利用污染物的电性特征对污染物的位置和范围进行确定。采用人机交互方式检查航向及旁向的重叠度，人机交互方式可利用通用的影像软件（如Photo原shop）调入数字航片进行检查。

3.4其他拓展领域勘查

航空物探在土壤调查、地下煤火勘查、军事领域中也有一定的应用，比如地下煤火的探测则综合采用航空磁测和航空电磁法进行勘查，通过对岩石磁性、电性特征进行分析来确定地下煤火分布的范围和燃烧状态；土壤调查综合采用航空电磁和航空放射性法，通过对土壤的放射性特征和电性特性进行分析确定土壤类型的分类和圈定范围；在军事领域中主要包括核事故应急、地下未爆炸物的探测等，主要采用的方法有：航空电磁、航空放射性或磁梯度等方法。

4　水工环航空物探在我国的应用

我国航空物探在水工环勘查中的应用已取得良好的效果，但其用于优势和应用范围还没有充分的发挥出来，特别是西南岩溶地区、西部干旱地区，这些地方尚未采用航空物探进行地下水的勘查。水工环勘查具有非常广阔的发展前景。我国应加大航空物探在水工环中的应用力度，使其能够更好的为国家地质环境保障工程服务。根据航空物探的特点和国内外水工环勘查效果，在我国西部干旱地区，航空物探能够对埋深在150m以内的咸淡水界线、淡水体划分和古河道的分别进行勘查；在东部沿海地区，航空物探能够对海侵界线进行淡水体寻找进行勘查；在东部经济发达地区，航空物探能够对放射性辐射水平、放射性污染区带进行勘查；在大中城市大型建筑工程和地震多发区，航空物探能够对区域稳定性的评进行勘查；此外对河流淤泥调查、地下煤火的自燃调查、铁路和公路选线调查等方面也有一定的应用。另外，根据国外航空物探在土壤分类、岩溶水调查、水质污染、地热资源调查等方面获得的良好效果。在我国航空物探在水工环勘查中应用的重点地区包括（见图1）。

图1　我国航空物探在水工环勘查中应用范围

（1）环渤海一带：土壤的分类、海侵界线的调查、淡水体的寻找、古河道的寻找、环境放射性辐射水平评价类；

（2）珠江三角洲地区：海侵程度的调查，放射性辐射水平的评价、放射污染区带的圈定、水污染的研究、河流淤泥厚度的勘查、区域稳定性评价等；

（3）长江口地区：海侵程度的调查，水污染问题的研究、河流淤泥厚度的确定等；

（4）西南的滇黔桂和湘西一带：岩溶水的调查、裂隙水的调查和地下暗河的勘查等；

（5）西部干旱和半干旱地区：航空电磁的综合测量，浅层淡水体的寻找、咸淡水范围的划分，古河道分布情况的调查；

（6）煤田自燃地区：煤层火灾害现状的调查以及发展趋势的确定。

5　结束语

综上所述，随着我国科学技术的飞快发展，为了提供航空物探在水工环勘查中应用的质量，工程人员采用了先进的科学技术和机械设备。在水工环勘查工作中，航空物探的应用不但大大的提高了水工环勘查工作的效率，而且还有效的节约了工程成本，为我国水工勘查技术的发展打下来坚实的基础。

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2015-11-2