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水工环地质在地质灾害防治中应用

水工环地质在地质灾害防治中应用

本文简要介绍了地质技术的现实价值、防治灾害种类,梳理了水工环各类防治技术的应用要点,从物探、GPS等多个技术方向,研究地质灾害防护方法,保证地质资料探测全面,及早给出防护方案,回避风险。在科技发展、经济进步背景下,对于地质灾害开展的防护工作,处于平稳进展状态。在防范地质风险问题时,保障监测预警及时性。同时关注水文、工程、环境各项勘测技术的有效性,加强资料分析,保证防治效果。

1.技术防治的地质灾害种类

地质灾害含有六种类别,分别为地质结构崩塌、地质滑坡、地裂缝、地表塌陷、地层整体沉降、泥石流等。各类地质灾害问题,对人们平稳生活、有序生产形成了一定威胁。因此,维护社会稳定,加强地质灾害探勘与分析,给出可能发生的地质灾害问题,测定灾害等级,分析预期带来的危害。在探测地质状况时,积极使用水工环技术,确保地质风险防治质量。

2.技术要点

2.1地面塌陷防治技术要点

在开采地质资源时,相关单位需要给出前期规划,保障开采作业规范,减少过度开采带来的地面塌陷问题。在灾害治理期间,开展前期预警工作,增强灾害预警有效性。在灾害常见区合理进行监测布点,结合区域内的地质属性,分析可能发生坍塌、滑坡等事故的可能性。在灾害分析完成时,给出相应的防治方法。在构建智能预警平台时,分别从硬件、软件开展设计。硬件选用型号为SAG7823G,借助此硬件的无线通信、数行业曲线linkindustryAppraisementDOI:10.3969/j.issn.1001-8972.2022.13.023可替代度影响力可实现度行业关联度真实度字处理能力,确保地质资料预警反馈及时性。在硬件设备中添加压力传感器,便于及时感应测定区的地压情况,增强系统运行平稳性。在地质资料反馈时,使用较大规格的LCD显示屏。此种硬件设计方案,在感应到预警资料时,能够调节资料回传速度。资料回传速度的可调时间范围是[1,5]min。在测定智能预警运行能力时,对原用预警技术进行对比试验,总共进行试运行10次,对比结果见图1。由此可见:智能预警技术(实验组)相比原用预警方案(对照组),能够有效降低误报警次数,能够提升地质灾害防护智能性,给出安全精准的预警信息。

2.2地震灾害防治技术要点

发生过地质灾害的区域,周边地形地貌会发生一定改变,比如建筑受损、次生灾害等。在地震灾害发生完成后,形成的环境失衡,比如水灾、火灾等,称为次生灾害。为有效控史少卿(1985—),男,山西五寨,研究生,工程师,研究方向:水工环地质。制地质灾害形成的环境影响,需要加强地质灾害的治理质量。其一,积极掌握灾害类型,依据异常信息资料,进行合理布防,增强灾害防治层次。异常信息资料是指在探测期间发生的地质问题,以异常表现为主,进行资料整合。对于地质内部的状况,需要使用勘测设备,获取各类地质数据资料。其二,积极运用遥感技术。技术人员结合勘测区域的地质情况,勘探全面的地质资料,开展地质灾害的预测与分析,制定相应的预防措施。在应对地震灾害进行观测时,分别从地下水位、区域水流量、区域水温度、水化学属性等方面,进行合理监测。使用的监测技术如下。其一,自动温感传输设备,温度监测范围[-50,150]摄氏度,测量精准性控制在±5%FS,感应与反馈时间不超过30s,运行平稳性不大于0.2%FS/年。其二,痕量气体动态监测设备,对于浓度较高的一氧化碳、二氧化碳等气体,能够给出持续性测量,监测结果具有高精度特点,量程为[0,10]ppm,低检出限10ppd,监测响应周期不超过180s,使用环境湿度不超过85%。其三,CO2、CH4实时监测设备,CO2量程[0,80000]ppm,CH4量程[0,100]ppm,CO2分辨率为0.01ppm,CH4分辨率为0.1ppm,监测精度不超过±2%,线性监测结果误差不大于±2%FS,设备运行时需要进行20min的预热,监测响应周期为2s,设备运行环境温度[0,45]℃,设备运行环境湿度[1,98]%。其四,P2000监测仪器(见图2),监测湿度量程[0,100]%,监测分辨率最小单位为1,设备运行环境温度介于零下10摄氏度与零上60摄氏度之间,设备能力自主存储100个测定结果,可设定预警参数。

2.3地裂缝防治技术要点

在地下水工程质量监测工作中,技术人员需要明确监测目标,给出地下水安全开采的具体流程,控制地下水开采不节制问题。与此同时,在防治地裂缝问题时,技术人员需要充分勘测水资源的使用情况,结合区域给出水资源保护政策,采取预警管理方法,从水质、水位等方面,逐一给出治理方法,切实保证裂缝防治质量。

3.技术应用

3.1物探法

在探测区的地表使用各类物探法,比如电阻率测定、磁探测、电位探测等。应对滑坡、泥石流等地质问题给予有效勘测,明确地质灾害发生可能性,获取地层岩性、水流方向、水流速度、岩层厚度等情况。如图3所示,是物探磁法监测流程图。其一,地质网格划分。在使用物探磁法进行地质监测时,进行地质灾害频发区的网格划分工作。结合物探磁法的使用理论,将各网格规格设计成长1km、宽2km、高3km、深3km。使用仪器对网格区域中各类磁性物体开展有效探测。依据监测区的磁场变化规律,梳理地磁变化规律。其二,结合矿山地质发生风险问题的不规律特征,进行矿山区域地质问题的资料映射处理,极易形成映射误差问题。为保证灾害映射准确,积极控制误差问题,优化修正系数,减少权重失衡。设定映射误差参数为MSE,则MSE=rB-1×D。在关系式中,r表示在预测监测区地质灾害时获得的映射参数,D表示预测特征参数。去除映射误差,能够有效提升灾害预测结果的精准性,保证灾害预测匹配的高效性。其三,灾害预测。在消除映射误差基础上,将变量权重规格、矿山地质资料进行融合,有效处理灾害监测所得的各项数据。以监测数据资料为基础,构建监测预测模型[F]=-MSE。在预测模型中,y表示预测灾害的概率参数,对于监测区所在地理位置具有一定依赖性。结合预测模型的有效应用,能够有效测定区内的地质灾害预测分析结果,具有误差去除的精准性。其四,预测应用。在设计应用灾害预测模型时,需要设计[10,30]个信息采集点,合理处理采集时的环境噪声,一图2P2000监测仪器实物图般矿区环境噪声为30dB。采集时间间隔为5min。预测模型所得的监测结果最大值为180.52gal。原有灾害预测结果最大值为121.45gal。由此说明:预测分析模型在地质灾害测定分析工作中,更具勘探精准性。

3.2GPS技术

使用卫星定位形式,提升GPS技术的使用质量,全面勘查地质灾害常见区。在监测时,采取精准定位方式,准确获取地质灾害的可能发生位置。其一,在监测地质结构形变时,GPS技术以载波相位为监测技术,进行差分定位分析,运行GMS/CORS进行动态监测,在重建虚拟参数、静态模型后,以CORS区域精准模型,有效提升了GPS算法测定的精准性,给出了更为准确的灾害位置信息。此算法适用于不超过2km的实时监测工作,在[10,40]km远程实时监测工作中具有可用性。其二,项目动态形变问题,在进行问题监测时,旨在以立体视角实时获取目标主体的动态情况,比如位移、速度等。对监测结果给予自动处理。奇异值监测时,监测结果中存在一定误差问题。在形变分析前期,需要进行奇异值消除,以保障监测精准性。地质灾害在发生位移变动时,监测主体始终处于设定的运动状态。因此,使用一般观测方法,进行地质监测。借助卡尔曼滤波方法,有效获取地质形变监测运行参数,比如位置移动量、速度变化量等。以GPS技术为基础构建的灾害防护系统,能够对灾害形成因素进行有效分析。其三,GPS技术应用分析。结合GPS监测所得的地质位移量、区域降水量、水文各项资料,开展灾害形成因素的梳理,深层分析灾害形成的防治对策。比如在监测时,设定了3个GPS信息采集点,获取各区域的地质位移量、降水量。其中一个监测点给出的地质位移情况为:向北移动13.1cm、向东移动29cm,高度移动21.6cm。此种移动问题属于较高级别的地质灾害,需要及时给予险情预警,采取治理施工方法,排除地质灾害风险。

3.3RTKRS技术

使用相位差分技术,接收基准站传出的信号,对信号给予有效调整与修正,确保勘探结果准确。RTK技术连接于调试完成的信息接收系统上。在勘探资料完整接收后,测定分析监测区岩石属性,借助密码样品监测方式,开展对比分析,确保监测结果可用与真实。3.4RS技术积极使用RS技术,便于人们及时掌握技术资料。在地质灾害防护工作中,广泛使用RS技术,具有显著防护作用。PS技术是一种遥感影像技术,准确接收地层各类电磁波信息,对其进行扫描资料转化、摄影资料采集、信息传输、数据分析等工作,极具地质灾害防护价值。其一,测定地面塌陷时,能够显示塌陷区整体地貌特征,图像摄影比例为1∶10000,准确显示塌陷深度,深度精确度为0.01mm。其二,在监测地裂缝问题时,监测精度为m,能够监测1000m以内的地裂缝。其三,技术应用分析。在进行监测应用时,图像分辨率精度为m,取值2.5,确保监测质量。可监测的地质灾害类型包括:地表沉陷、地质滑坡、地质结构形变、地裂缝等。在展示监测结果时,能够从空间、点位、风险规格、发展趋势等方面,反馈地质问题,能够保障监测清晰性,切实提升灾害监测结果的准确性。在短时间内能够全面反馈区域内的地质问题,从各地质灾害方面按类展示数十个影像,具有高效、低成本的监测优势。

3.5激光扫描技术

危岩勘查具有一定危险性,高位危岩的勘测危险性更高。自2008年起,立体激光扫描技术的有效使用,能够全面获取高位危岩的地质资料,清晰判断危岩的所在位置、裂隙特点。

4.结语

综上所述,应对各类地质灾害问题,分析地质风险的发生过程,给出对症的治理方案,积极展现水工环各项勘测技术的应用优势,对于各类区域开展对应性勘测工作,发挥科技在自然灾害中的风险预测功能,及时制定防治目标,给出可行的防治方案,回避地质灾害风险,保证地质安全。

作者:史少卿 刘小松 张文凯 杨星宇 单位:山西省煤炭地质物探测绘院有限公司