淺談水工環(huán)重點(diǎn)研究領(lǐng)域及新技術(shù)應(yīng)用
王樂康
摘要：水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)(水工環(huán))是地學(xué)研究領(lǐng)域的重要組成部分，在研究內(nèi)容上主要包括：水文地質(zhì)學(xué)研究“地下水的起源、形成、運(yùn)動(dòng)、分布規(guī)律及其開發(fā)利用”；工程地質(zhì)學(xué)研究“巖土工程地質(zhì)性質(zhì)、工程動(dòng)力地質(zhì)作用、工程地質(zhì)勘察理論和技術(shù)方法、區(qū)域工程地質(zhì)和環(huán)境工程地質(zhì)”；環(huán)境地質(zhì)學(xué)則研究“地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境地質(zhì)問題、全球變化、醫(yī)學(xué)環(huán)境地質(zhì)和生態(tài)環(huán)境地質(zhì)等方面”。水工環(huán)是人類生存發(fā)展的支持系統(tǒng)，它們是相互關(guān)聯(lián)的整體，雖然它們有各自的不完全相同的研究對象和研究方法，但是他們依據(jù)的地學(xué)基礎(chǔ)是相同或相近的。它們是以“水-土作用”作為紐帶緊密相連的。水與土是水工環(huán)研究對象，是基礎(chǔ)。水工環(huán)研究工作的眾多方面，和人類生活息息相關(guān)，使水工環(huán)研究工作擔(dān)負(fù)著“改造人類生存環(huán)境、提高人類生活質(zhì)量”的艱巨任務(wù)。
關(guān)鍵詞：水工環(huán)地質(zhì)；新技術(shù)應(yīng)用
1前言：我國水工環(huán)物探工作大約始于50年代初，1951年老一輩地球物理學(xué)家顧功敘先生率電法工作組在北京石景山地區(qū)勘測水源，開此項(xiàng)工作之先河。1954年，鐵道部門在寶成鐵路勘察中，次年，水電部門在永定河模式口水電站壩基工程勘測中也先后應(yīng)用了電法勘探，是為中國早期的水工物探�？偟恼f來，那時(shí)隊(duì)伍的規(guī)模甚小，涉及工程項(xiàng)目不多，發(fā)揮作用有限。
60，70年代水工物探漸漸普及，除地礦、鐵道、水電部 門外 ，已擴(kuò)展到工交各部門，農(nóng)業(yè)、商業(yè)乃至文化系統(tǒng)也直接間接應(yīng)用物探進(jìn)行水文工程地質(zhì)調(diào)查和指導(dǎo)考古發(fā)掘工作。 “六五”期間和“七五”初期，我國引進(jìn)近百臺信號增強(qiáng)型淺層地震儀和數(shù)量不等的綜合測井、地質(zhì)雷達(dá)，頻率測深、面波勘探、巖石聲波測試、跨孔橫渡測試、常時(shí)微動(dòng)測量等儀器，在水文工程地球物理勘查和巖石物性參數(shù)原位測定方面發(fā)揮了重要作用，大大縮短了與發(fā)達(dá)國家的技術(shù)差距 。
2水工環(huán)重點(diǎn)研究領(lǐng)域
（1）以地下水為主的水資源調(diào)查，以及地下水水質(zhì)評價(jià)與地下水保護(hù)和管理我國人均水資源量僅為世界人均水資源量的四分之一。我國水資源的時(shí)、空分布不均，給開發(fā)利用帶來困難。地下水污染問題日益嚴(yán)重，目前缺少行之有效的治理方法且耗資巨大。為此，一方面需要不斷探索和尋求新的治理技術(shù)，另一方面則強(qiáng)調(diào)地下水的保護(hù)，加強(qiáng)了區(qū)域性水質(zhì)評價(jià)，地下水資源調(diào)查評價(jià)重點(diǎn)是水資源的可利用量，對地下水的水質(zhì)狀況與動(dòng)態(tài)變化、地下水參數(shù)及其分布以及水資源開發(fā)的生態(tài)效應(yīng)做出綜臺評價(jià)，對于地下水資源的研究與管理，目前有三個(gè)明顯的趨勢：一是普遍重視水質(zhì)問題；二是積極開展地下水脆弱性調(diào)查評價(jià)與編圖，三是重視地下水保護(hù)技術(shù)(特別是治理技術(shù))的開發(fā)研究。
（2）大流域的環(huán)境生態(tài)地質(zhì)調(diào)查長江、黃河等七大江河流域是跨越不同經(jīng)濟(jì)區(qū)域和地質(zhì)單元的自然體系，主要江河的治理關(guān)系到國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，為整個(gè)流域的水資源、能源與生態(tài)環(huán)境開發(fā)規(guī)劃而進(jìn)行大江大河流域的環(huán)境生態(tài)地質(zhì)調(diào)查。所以進(jìn)行全國大江、大河和重要湖泊區(qū)的工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查評價(jià)，調(diào)查中采用新的技術(shù)方法、手段，及時(shí)提交公益性動(dòng)態(tài)調(diào)查結(jié)果，并參與生態(tài)環(huán)境治理工程。
（3）注重城市地質(zhì)研究，隨著城市化進(jìn)程的加快，人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的加劇，城市環(huán)境地質(zhì)問題日益突出。應(yīng)用地理信息系統(tǒng)等技術(shù)，分階段、動(dòng)態(tài)地提交成果，及時(shí)為城市規(guī)劃和建設(shè)服務(wù)，隨著城市化的進(jìn)程，城市化也對人和環(huán)境產(chǎn)生許多不利影像，尤其是城市向脆弱生態(tài)區(qū)的迅速擴(kuò)展，對脆弱生態(tài)區(qū)的侵占，實(shí)際上比農(nóng)用土地的喪失具有更大的長期威脅。越來越多的專家認(rèn)識到要研究國家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，首先應(yīng)解決的問題是城市抗御災(zāi)害的能力。
（4）沿海地區(qū)和海岸帶地質(zhì)環(huán)境綜臺調(diào)查，沿海地區(qū)人口密集、人類工程經(jīng)濟(jì)活躍，地質(zhì)環(huán)境問題復(fù)雜，在一定程度上制約著國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和資源開發(fā)利用的速度。對沿海地區(qū)和海岸帶進(jìn)行工程地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)進(jìn)行綜合調(diào)查。國家對海岸帶的綜合管理提供動(dòng)態(tài)的基礎(chǔ)資料和海岸帶綜合管理的方案。
（5）重視綜合性災(zāi)害研究、災(zāi)害預(yù)報(bào)預(yù)警及城市災(zāi)害，近幾十年來．隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和人口的增長，對自然的索取不斷加重，對自然環(huán)境的干擾也愈來愈烈。地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，每年造成的經(jīng)濟(jì)損失非常慘重。就地質(zhì)災(zāi)害類型而言，比較注重地震、火山和洪水等，其次為滑坡、泥石流、地面沉陷、海水入浸等。災(zāi)害地質(zhì)在開展突發(fā)性災(zāi)害勘查與防治的同時(shí)，進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào) 在建立國家地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)的基礎(chǔ)上，完成全國地質(zhì)災(zāi)害信息系統(tǒng)建設(shè)，快速、及時(shí)、動(dòng)態(tài)地向國家和社會(huì)提供地質(zhì)災(zāi)害信息服務(wù)。建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警預(yù)報(bào)與防治示范區(qū)。重點(diǎn)做好以下三個(gè)方面：一是建立地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫及災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)填圖工作；二是加強(qiáng)了地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測與災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)研究；三是重視災(zāi)害系統(tǒng)的研究。
（6）重視礦山環(huán)境研究，礦產(chǎn)資源的開發(fā)利用為人類生活和工農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了必要的物質(zhì)基礎(chǔ)，但任何行業(yè)都沒有像礦業(yè)這樣搬運(yùn)如此大量的物質(zhì)和產(chǎn)生如此之多的廢物，也改變了生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量循環(huán)，礦產(chǎn)資源大規(guī)模開發(fā)利用，產(chǎn)生了嚴(yán)重的生態(tài)破壞和環(huán)境污染，給人類的生活和健康帶來了極大的危害。有些發(fā)達(dá)國家的礦業(yè)公司把投資向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，從某種意義上講，可以說把礦業(yè)開發(fā)所產(chǎn)生的生態(tài)環(huán)境破壞向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。
3水工環(huán)研究中新技術(shù)、新方法的應(yīng)用
（1）地理信息系統(tǒng)（GIS），地理信息系統(tǒng)作為一種應(yīng)用技術(shù)是以處理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的，而地質(zhì)信息的特點(diǎn)決定了使用GIS技術(shù)的優(yōu)越性，從而使該項(xiàng)技術(shù)在地學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
（2）遙感技術(shù)（RS），遙感技術(shù)在水文地質(zhì)、工程地質(zhì)以及新近形成的環(huán)境地質(zhì)學(xué)科中近30年的應(yīng)用，走過一個(gè)從定性評價(jià)到半定量、定量評價(jià)，從指示要素分析到計(jì)算機(jī)模型模擬，從單一解譯到綜合方法互補(bǔ)等階段，充分顯示了其信息量大、宏觀、快速、節(jié)省經(jīng)費(fèi)，且具有多時(shí)相動(dòng)態(tài)監(jiān)測等優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于水文地質(zhì)勘查、評價(jià)、大型工程選線(址)、區(qū)域穩(wěn)定性評價(jià)、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查、評價(jià)預(yù)測及地質(zhì)環(huán)境評價(jià)預(yù)測等領(lǐng)域。
（3）物探技術(shù)，由于物探技術(shù)能提供多種描述地質(zhì)材料的物理參數(shù)并具有速度快、成本低和不破壞地質(zhì)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)，在水工環(huán)勘查的歷史上已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。近十幾年來，在時(shí)空域內(nèi)利用高分辨率技術(shù)勘查地質(zhì)目標(biāo)的成功，使水工環(huán)物探勘查技術(shù)取得了長足的進(jìn)展。
（4）水質(zhì)測試技術(shù)，目前國內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)測試手段，從分析原理劃分，大致可分為兩大類：即化學(xué)分析法和物理分析法。這兩類分析方法之間并不是相互孤立和對立的，在實(shí)際分析工作中，應(yīng)根據(jù)具體情況和要求，綜合考慮儀器分析和化學(xué)分析的特點(diǎn)，揚(yáng)長避短，選用適當(dāng)?shù)姆治龇椒ā＿@就要求分析化學(xué)工作者必須同時(shí)掌握好這兩類分析方法。這種分析方法是以物質(zhì)的物理、物理化學(xué)性質(zhì)(光譜及電化學(xué)性質(zhì))為基礎(chǔ)并使用特殊儀器進(jìn)行分析的測試方法。目前在水、工、環(huán)測試中主要應(yīng)用以下各類方法：原子吸收光譜分析法、發(fā)射光譜分析法、原子熒光光譜法、電化學(xué)分析法、色譜法和同位素測試。
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